耒阳市南阳镇煤矿技术改造安全专篇.doc

湖南省耒阳市 南阳镇煤矿技术改造初步设计 安 全 专 篇 湖湖南南同同德德矿矿山山科科研研勘勘察察设设计计有有限限公公司司 二二 0 一一 0 年年三三月月 湖南省 耒阳市 南阳镇 煤矿 技术改造初步设计安全专篇 工程工程编编号：号： AZ1115 工程工程规规模：模： 60kt/a 法人代表：法人代表： 旷旷裕光裕光 总总工程工程师师： ： 赵赵有国有国 项项目目负责负责人：人： 曹曹远远林林 二二 0 一一 0 年年三三月月 参加参加设计设计人人员员名名单单 专 业 姓 名职务或职 称签名 采 矿曹远林采矿工程师 机 电吴国达机电工程师 通 风龙其平通风工程师 电 气姚胜华机电工程师 总平面布置王炳云采矿工程师 经 济 曹清 经济师 目目 录录 第一章第一章 概况概况1 第一节 矿区开发情况1 第二节 项目设计依据1 第三节 建设单位基本情况2 第四节 设计概况2 第二章第二章 矿矿井开拓与开采井开拓与开采14 第一节 煤层埋藏及开采条件14 第二节 矿井主要灾害及安全条件18 第三节 矿井开拓系统20 第四节 采煤方法及采区巷道布置22 第五节 顶板管理及冲击地压25 第六节 井下主要硐室28 第七节 井上、下爆破材料库 .28 第八节 安全出口28 第九节 矿山压力及地质测量类仪表、设备配备 .29 第三章第三章 瓦斯灾害防治瓦斯灾害防治30 第一节 瓦斯灾害因素分析30 第二节 防 爆 措 施 .30 第三节 隔爆措施.35 第四节 瓦斯抽采.36 第五节 防突措施.36 第六节 矿井瓦斯及其它气体检测仪器、设备配置36 第四章第四章 矿矿井通井通风风38 第一节 矿井通风38 第二节 井筒防冻51 第三节 降温措施及设备选型.51 第四节 矿井通风检测类设备配置.51 第五章第五章 粉粉尘尘灾害防治灾害防治53 第一节 粉尘危害及防尘措施.53 第二节 煤尘注水.54 第三节 井下消防、洒水（给水）系统 55 第四节 粉尘监测及个体防护设备.55 第五节 防爆措施.56 第六节 隔爆措施.56 第七节 矿井地面生产系统防尘.56 第八节 矿井粉尘检测设备类仪器、设备配置 56 第六章第六章 矿矿井防井防灭灭火火58 第一节 煤层自燃发火危险性及防灭火措施 .58 第二节 防灭火方法.58 第三节 井下外因火灾防治.58 第四节 井下防火构筑物.64 第七章第七章 矿矿井防治水井防治水65 第一节 矿井水文地质.65 第二节 矿井防治水措施.66 第八章第八章 电电气安全气安全76 第一节 矿井电源及送变电线路76 第二节 矿井主变电所76 第三节 地面供电系统78 第四节 地面建筑物防雷、应急照明及防雷电波侵入井下 .80 第五节 井下供电系统81 第六节 井下电气设备保护接地83 第七节 井下照明、信号.84 第八节 井下电气事故原因分析及其防范技术措施85 第九节 矿井通信90 第九章第九章 提升、运提升、运输输、空气、空气压缩设备压缩设备.92 第一节 提升设备92 第二节 机车运输109 第三节 井下其它辅助运输设备109 第四节 压缩空气设备109 第十章第十章 安全安全监监控系控系统统112 第一节 矿井安全监控系统112 第二节 其它安全监控系统.115 第三节 使用和维护.115 第十一章第十一章 矿矿山救山救护护、 、应应急求援与保健急求援与保健.118 第一节 矿井安全标识设置118 第二节 灾变逃生路线118 第三节 矿山救护119 第四节 矿山保健119 第五节 个体劳动保护120 第十二章第十二章 安全管理机构与安全定安全管理机构与安全定员员、培、培训训.121 第一节 安全管理机构的设置与人员配备121 第二节 安全培训机构121 第三节 安全定员 .122 第十三章第十三章 待解决的主要待解决的主要问题问题及建及建议议123 第一节 待解决的主要问题.123 第二节 建议.123 附件：附件：1、矿井投资概算书 2、主要机电设备及器材清册 附附图图 序号图 名图 号比 例备注 1井上下对照图C1115-113-011：2000 2开拓方式平面图C1115-109-011：2000 3开拓方式剖面图 C1115-109-021：2000 4采区巷道布置及机械设备配备图C1115-163-011：2000 5主要巷道及硐室断面图C1115-122-011：50 6矿井通风系统及通风网络示意图 C1115-171-01示 意 7矿井避灾路线示意图C1115-178-01示 意 8矿井工业广场总平面布置图C1115-183-011：500 9矿井主井地面供电系统示意图C1115-261-01示 意 10矿井井下供电系统示意图C1115-261-03示 意 11矿井井下运输系统示意图C1115-124-01示 意 12矿井压风系统示意图C1115-168-01示 意 13矿井防尘系统示意图C1115-178-01示 意 14矿井通讯系统示意图C1115-179-01示 意 15矿井安全监测系统传感器布置图C1115-175-01示 意 16矿井安全监测装备布置图 C1115-175-02示 意 1 第一章第一章 概况概况 第一第一节节 矿矿区开区开发发情况情况 南阳镇煤矿位于耒阳市南阳镇境内，开采白沙矿区淝江井田二叠系龙潭 组煤层，该矿属合法保留煤矿；该矿原设计生产能力 30kt/a，矿井保留主井和风 井；原开采范围由 4 个拐点圈定，开采标高+120+50m；根据衡阳市、耒阳市 煤矿发展规划，该矿为合法保留矿井，设计生产规模为 60kt/a；现申请扩界，将 开采标高调整至+120-50m；由于原主井在矿井扩界红线以外，加之提升、通 风、供电、排水、通讯、防尘和防灭火系统均不满足 60kt/a 设计要求,矿方申请 扩能改造；邻近主要煤矿有淝江煤矿，现为湘煤集团的生产井，其它小窑已关 闭。 第二第二节节 项项目目设计设计依据依据 1、 湖南省耒阳市白沙矿区淝江井田南阳煤矿矿山资源储量检测报告 （湖南楚湘建设工程有限公司，2009 年 11 月）； 2、湖南省国土资源厅湘采划发20100023 号； 3、 煤炭工业小型矿井设计规范（GB50399-2006）； 4、 煤矿安全规程（2009）； 5、煤炭工业部制定的矿井初步设计编制内容（1980）； 6、 煤炭法及煤矿安全生产基本条件规定； 7、 煤矿安全监察条例； 2 8、 采矿工程设计手册； 9、 国家安全监管总局国家煤矿安监局关于在小煤矿推行专用回风井、 壁式采煤方法和支护方式改革的通知（安监总煤行2007216 号） 10、 关于进一步规范矿井通讯、压风、防尘供水系统 安装建设的通知 （湘煤行200898 号） 11、 湖南省小煤矿地面主要建筑基本条件规定（湘煤行2007127 号） 12、湘煤行2009第 26 号关于 2008 年度矿井瓦斯等级、煤尘爆炸性及 煤层自燃倾向性鉴定结果的批复。 第三第三节节 建建设单设单位基本情况位基本情况 南阳镇煤矿主营业务为煤炭地下开采，矿井自建矿以来，矿井通过多次技 术改造，矿井生产系统、生产能力已初具规模。 第四第四节节 设计设计概况概况 一、地理概况一、地理概况 1、 、矿矿井位置与交通井位置与交通 南阳镇煤矿位于耒阳市南阳镇境内，地理坐标为：东径 1125744112 5700，北纬 262017262033之间，矿井距耒阳市县城直线距离 25km，耒 阳至安仁 S320 公路从矿区外围通过，煤矿有 15km 简易公路与 S320 相连，交 通较方便；原煤外运条件较好（图 1-1：矿井位置与交通图）。 2、地形地貌、地形地貌 南阳镇煤矿开采白沙矿区淝江井田二叠系龙潭组煤层。矿井范围内为低 山丘陵地形，矿区最高标高 198m，最低标高 100m，相对高差为 98m。 3 图 1-1：矿井位置与交通图 3、地表水系、地表水系 矿井开采范围内为低山丘陵地形，矿井开采范围地表无大的水体，只有一 些季节性山塘和小溪；水源是井田外温泉及山间潜水汇集而成。 4、气象及地震情况、气象及地震情况 矿区地处亚热带湿热气候，气温变化较大，四季分明；年平均气温 16.918.8，最高气温为 41.5，最低气温为-7.7；矿区范围内降雨量丰富， 最大降雨量 1870.9mm，最小降雨量为 960.9mm；全年降雨天多集中在 48 月； 矿区主导风为西北风，最大风速为 14.3m/s；区域地震烈度属五级，无需防震设 4 计。 二、主要自然灾害二、主要自然灾害 矿井范围内最高洪水位在+110m 以下，所有井口均在+114m 以上，因此矿 井不受区域洪水威胁；矿井范围内地形较平坦，据调查和现场勘察，山体无泥 石流、滑破、岩崩等不良地质灾害；区域地震烈度属五级，无需防震设计。通过 上述分析，自然灾害对矿区无大的威胁，主要预防山洪暴发时山体滑坡。 三、工程建三、工程建设设性性质质 工程建设性质属技术改造和扩能。 四、井田开拓与开采四、井田开拓与开采 、井田境界、井田境界 根据湖南省国土资源厅湘采划发20100023 批准的开采范围，调整后矿 井开采范围由 4 个拐点组成，开采深度为+120m-50m；其拐点坐标见表 1-1。 表 1-1：矿井开采范围拐点坐标表 拐点编号XY开采标高 12915194.6338396381.24 22915194.6338396641.24 32914714.6338396641.24 42914714.6338396341.24 +120-50m 、 、矿矿井井资资源源储储量量 根据批准矿井开采范围和资源储量报告提供的相关依据，经估算开采范 围内保有经济的基础储量（122b）343.3kt，矿井工业资源储量 343.3kt，设计资 5 源储量 317.2kt，可采储量 228.8kt。 、 、设计设计能力及服能力及服务务年限年限 根据矿井设计可采储量、煤层赋存情况、开采技术条件和矿井现有技术管 理水平，矿井年生产能力确定为 60kt/a，经计算矿井服务年限为 2.9a，大于 2.5a，符合规定要求。 、井田开拓、井田开拓 1、井田开拓方式、井田开拓方式 技术改造前原采用斜井开拓方式；由于原主井在开采范围外，加之原主井 井筒断面不能满足升降人员的需要，为此，经技术比较在风井往南 150m 处从 地面新掘主井，技术改造后矿井仍采用斜井开拓方式。 2、井筒数目、位置及用途、井筒数目、位置及用途 、井筒数目、井筒数目 根据煤层赋存条件、开采技术条件、矿井井型、现有井筒况状；技术改造后 矿井保留一主和一风二个井筒，在风井以南 150m 处从地面新掘井筒做主井， 利用原风井做风井、原主井由于在矿界外报废不再利用；矿井开拓方式详见附 图：开拓方式平、剖面图。 、井筒位置、井筒位置 主井（新掘）：井口坐标为：X=2914780、Y=38396410、Z=+120m，坡度 28， 长度为 362m，落底标高为-50m。 风井（原风井），井口坐标为：X=2914932.96、Y=38396418.12、Z=+114.02， 坡度 32，长度为 206m，落底标高为+4.62m。 6 、井筒用途及装、井筒用途及装备备 主井为全能井，担负矿井进风，煤炭提升、升降人员、管路和电缆敷设兼 安全出口等功能，采用砌碹支护，净宽为 2.4m，净高 2.8m，净断面积 5.75m2； 井筒安装 22kg/m 钢轨。 风井担负全矿井回风兼紧急情况下安全出口；采用砌碹支护，净宽为 2.2m，净高 2.2m，净断面积 4.32m2；在风井口安装 2 台同等能力的主扇及相关 设备，并安装防爆门、行人通道。 （井筒断面见附图、井筒特征见表 1-2）。 表 1-2：井筒特征表 井筒名称主井风井 X29147802914932.96 Y3839641038396418.12 井口 坐标 （m）Z+120m +114.02m 方位180220 坡度2832 井筒长度362m206m 落底标高-50m+4.62m 断面形状 半圆拱 （净宽2.4m，净高2.8m） 半圆拱 （净宽2.2m，净高2.2m） 支护形式料石砌碹料石砌碹 井 筒 特 征 净断面积5.75m24.32m2 7 主要用途 进风、提煤、提矸、下放 材料、升降人员、管路及电 缆敷设兼安全出口。 全矿回风兼安全出口 、采区布置、采区布置 根据煤层赋存情况、灾害程度和现有小煤矿管理水平，划分为 1 个采区， 即 11 采区，采区走向长度 480m。 11 采区上起+5m 煤层底板等高线，下至-50 煤层底板等高线；南起井田边 界保安煤柱线，北至井田边界保安煤柱线；走向长 480m，倾斜长 80m；倾角平 均为 30，地质储量 286kt，可采储量 228.8kt。 根据煤层赋存条件和矿井开采技术条件，按煤层，先采 8 煤，再采 9 煤；按 倾向，自上而下依次回采；采区内采用后退式回采。 、采煤工、采煤工艺艺及主要及主要设备设备 采 8 煤时采用分层开采，分层厚度 2.1m；采 9 煤时一次采全高；采煤工作 面采用爆破落煤，工作面采用单体液压支柱配铰接顶梁支护，全部陷落法管理 顶板；单体支柱型号为 DW22-30/100、DW16-30/100，铰接顶梁型号为 HDJA- 800。配套液压泵站选用 XRB2B80/200，电机功率 37KW；电煤钻选用 MSZ-1.2 湿式电煤钻，工作面支架采用“见五回二”的走向棚布置方式控顶；排、柱距均 为 0.8m，最大控顶距 3.2m，最小控顶距 1.6m，放顶步距 1.6m；工作面放顶采用 人工放顶；工作面煤炭运输采用溜槽自溜运输，煤平巷、石门采用矿车运输，人 力推车。 、建井工期、建井工期 本设计投产一个采区和一个炮采工作面，新掘井巷 1748m，施工时要求各 8 项工程尽可能平行作业，并一次建成；根据采掘工程量和现有生产布置，矿方 可组织三个岩巷掘进队同时进行施工；掘一队施工井巷为： 主井-50 机电硐 室；掘二队施工井巷为：-30 主石门-30 底板运输巷-30 运输石门；掘三队:回 风上山-50 主石门；待形成采区通风系统后，再煤巷形成采煤工作面生产系 统；根据施工工程量和施工进度要求，井巷工程施工工期为 6 个月，加施工准 备 1 个月，安装调试 1 个月，总施工时间为 8 个月。 五、提升、通五、提升、通风风、排水、排水、压缩压缩空气主要空气主要设备设备型号及参数型号及参数 1、提升、提升设备设备 主斜井经计算选用 JTP-1.61.2 型单筒提升绞车，其配套电机选用 YR126-8 型电动机，电机额定功率 110kw，主斜井绞车采用 PLC 电控设备，并 配备深度指示器、深度指示器失效保护、过卷开关、常用闸、紧急停车制动装 置、过速、过电流、松绳限速和欠电压保护装置；绞车配用 20NAT67+FC1670ZS GB/T8918 型钢丝绳，每次提煤 5 车、提矸 3 车;提人时 选用 XRC8-6/6 型斜巷人车， 选用 KFU0.756 型翻斗式矿车;绞车平均速度 为 2.33m/s，年最大提升能力为 102.3kt。 JTP-1.61.2 型单筒提升绞车主要技术参数： 滚筒直径D1600mm 滚筒宽度B1200mm 平均速度V平2.33m/s 最大静张力Fjmax45KN 减速比i=28 XRC8-6/6 型斜巷人车主要技术参数： 其主要技术参数如下：每节乘人数：8 人 9 最大牵引力：60KN 最大行车速度：4m/s 巷道坡度：i630 头车重量 G011220kg 2、通、通风设备风设备 技术改造后矿井采用分区式通风方式，通风方法为机械抽出式。 经计算：风井选用 YBK56-6-13 型通风机 2 台，其中 1 台工作，1 台 备用，能满足矿井开采前期和后期通风要求；通风机房装备水柱计、电流表、电 压表、轴承温度计、直通电话。 YBK56-6-13 轴流式通风机主要技术参数： 电动机为功率 N=22kw 额定风量 Q=1127m3/s， 额定风压 P=115690Pa； 效率 80%。 ； 反风：可采用风机倒转反风，不需要设置专门的反风道。 3、排水、排水设备设备 矿井采用一级排水方式，在-50m 设立水泵房，经计算，-50m 水平排水泵 房设计选用 3 台 D80-308 型离心式水泵，配套电动机功率为 55kw（660v），其 中 1 台工作，1 台备用和 1 台检修；排水管路设计二趟 1085 无缝钢管,其中 一趟工作，一趟备用、检修。 D80-308 型离心式水泵主要技术参数： 额定流量 Q=43m3/h 额定扬程 H=240m 电动机功率 N=55kw（660v） 水泵最大吸水高度不超过 5m 4、 、压缩压缩空气空气设备设备 矿井在主井口设计地面空气压缩机站，采用集中供气方式，利用 1 台 LG- 10.5/7 型压风机, 2 台 VF-6/7 空压机, 其中 1 台 LG-10.5/7 型压风机工作，2 台 VF-6/7 型压风机备用。主压气管路采用 894.5 的无缝钢管；沿主井敷设至各 10 用风点。 LG-10.5/7 空压机主要技术参数： 额定功率 N=55kw 风量 Q=10.5m3/min， 气压 Q=0.7MPa。 VF-6/7 空压机主要技术参数： 额定功率 N=37kw 风量 Q=6.0m3/min， 气压 Q=0.7MPa。 VF-6/7 空压机主要技术参数： 额定功率 N=37kw 风量 Q=6.0m3/min， 气压 Q=0.7MPa。 六、井上下主要运六、井上下主要运输设备输设备 1、井上运、井上运输设备输设备 因矿井井型小，井下原煤经绞车提升出井口后，采用人力推车至煤仓上口， 人力翻入煤坪后，用铲车装车即可，铲车型号为 ZL-50 型；原煤外运采用汽车 运输方式，矿车型号为 KFU0.756 型翻斗式矿车。 2、井下运、井下运输设备输设备 根据矿井开拓部署和运输距离，-30 运输大巷采用轨道运输，人力推车，矿 车型号为 KFU0.756 型翻斗式矿车。 七、供七、供电电及通及通讯讯 1、供、供电电 矿井采用双回路电源供电方式，主供电源来自盐沙 35kV 变电站，用 LGJ- 350mm2架空线输送至矿，电压等级 10kV，供电距离为 8km；备用电源来自淝 11 江工区 6kV 变电站，用 LGJ-350mm2架空线输送至矿，电压等级 6kV，供电距 离为 2km。 主井井口变电所室外布置 5 台变压器，选用 2 台型号为 KS9-200/10 10/0.4kV 200kVA 和 KS9-200/6 6/0.4kV 200kVA 的变压器，中性点不接地,供 井下主排水泵和井下生产负荷用电；利用现有的 2 台 S9-400/10 10/0.4kV 400kVA 和 S9-400/6 6/0.4kV 400kVA 的变压器，专供主井地面负荷用电；另 外设 1 台变压器型号为 KS9-50/10 10/0.69kV 50kVA，专供井下局扇负荷用 电。 2、通、通讯讯 在矿调度室内设程控电话交换机，安装内设 KTJ101 型 32 门数字程控调 度机 1 台，作为全矿行政管理及生产调度总机，并设 2 台录音电话机，作为生 产指挥、重要会议等录音备查。 地面各主要机房、配电间、机修间、各区队部门均装设自动按键电话机； 井下车场、各主要机电硐室、回采面、掘进面等处则装设 KTH8 本质安全型自 动电话机。 工业场地内通讯干线，采用 HYV1020.6 通讯电缆与动力照明线路同杆 架设，局部加杆；分散用户如风井则架设镀锌铁线。 下井通信干线采用两根 HUVV201020.8 电缆经主平硐至各作业点， 用一根同型号通信电缆联络，以便当任一条电缆出现故障时，可迅速转接保证 井下主要电话用户的通信。 矿井安装 2 台对程控交换机，负责对外通信及电力调度通信，并接入本地 区电信系统，满足对外联络通信需要。 12 八、地面八、地面辅辅助生助生产产系系统统 因井型小、原煤筛分资料不详，设计未考虑原煤筛分系统，采取人工拣矸 的措施来提高煤炭质量；煤炭主要用于动力和民用煤，其煤质基本上能满足用 户的要求，因此煤炭不再加工利用，直接用于外销原煤。 工业广场中设在主井，矸石出井后直接排至矸石山集中堆放，风井设抽风 机房及配套设施。 九、地面九、地面设设施施 主井地面工业广场建筑新建办公室、员工宿舍，矿灯房、自救器发放室、 澡堂、任务交待室、井口检身房、压风机房等生活设施均为单层建筑；设计地面 高位水池。建筑内墙采用石灰砂浆抹面，外墙采用水泥砂浆抹面，楼面为水泥 砂浆，地面为水泥地面，屋面采用高聚物性沥青卷材防水屋面，门窗为木门木 窗。 十、技十、技术经济术经济 1、投、投资资构成构成 建设项目概算总投资为 1109.9 万元，矿井吨煤投资为 185 元t；其中： 矿建工程费：432.6 万元，土建工程费 164.1 万元，机电设备及工器具购置费 336.4 万元，工程设备安装费 86.5 万元，工程建设其他费用 17.7 万元，工程预 备费用 72.6 万元；资金来源均为自筹。 2、成本分析、成本分析 原煤直接成本构成为：吨煤材料 30 元，年材料费 180 万元；电力：吨煤电 耗 23KWh，吨煤电费 22 元，年电费 132.0 万元；吨煤工资 90 元，年工资 540.0 万元；吨煤福利费 15 元，年福利费 90 万元；吨煤井巷工程、维简费 10.5 元，年 13 井巷工程、维简费 63.0 万元；系统维修费吨煤 6.5 元，年维修费 39.0 万元；吨煤 安全费 10 元，年安全费 60 万元；吨煤其它支出 30 元，年其它支出费 180 万元； 合计吨煤直接成本 214 元，年直接成本支出 1284 万元。 3、 、产值产值及利及利润润分析分析 矿井年产量 60kt，按该煤种目前市场销售价 450 元/t（不含税）计算，矿井 年销售收入 2700 万元。核减矿井年直接成本支出 1284 万元，则矿井所得税前 利润为 1416 万元，按所得税 25%计，矿井税后利润为 1062 万元，吨煤净利润 177元。 4、投、投资资回收期分析回收期分析 矿井建设总投资 1109.9 万元，建设期 8 个月投产，当年达产。达产后矿井 年税后利润 1062 万元，达产后 13 个月可收回投资成本，加上基建期 8 个月， 矿井投资回收期为 1 年 11 个月。 5、 、经济评经济评价价 从以上分析可以看出，该矿井不但自身经济效益好，每年能创利润 1062 万元，而且社会效益也比较明显，每年可为国家和地方财政缴纳各种税费 354 万元，同时可增加劳动就业岗位，为我省工农业生产作出一定的贡献。 14 第二章第二章 矿矿井开拓与开采井开拓与开采 第一第一节节 煤煤层层埋藏及开采条件埋藏及开采条件 一、地一、地质质构造及特征构造及特征 、地、地层层 矿井出露地层由新到老：第四系（Q）、 侏罗系下统茅仙岭组（J1m）及二叠 系上统龙潭组(P2l)。 1、 、第四系（Q） 分布在山坡、山麓、小溪、冲沟等低洼地带。主要为一套残积、坡积、洪积、 冲积物，以砂质粘土、亚粘土、砾石为主，残积、坡积物夹较多砂岩、粉砂岩碎 块，厚 07.54m，平均厚 4m，与下伏地层均呈不整合接触。 2、 、侏罗系下统茅仙岭组（J1m） 位于本矿井外围，分布较广。不整合于二叠系上统龙潭组之上，其岩性以 灰白色，中厚层状砂岩为主。 3、 、二叠系上统龙潭组（ （P2l） ） 龙潭组地层总厚大于 629m，其岩性由砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥 岩、泥岩及煤组成。根据岩性、含煤性、古生物等特征，以 9 煤层底板砂岩为界， 将其划为上、下两段。 二叠系上二叠系上统龙统龙潭潭组组上段（上段（P2l2） ） 为井田内主要含煤地层，地层总厚大于 413.60m，其岩性由砂岩、粉砂岩、 泥质粉砂岩，砂质泥岩、泥岩及煤组成。一般含煤 6 层，最多可达 8 层，自上而 下，编号为 1、2、3、5、6、7、8、9 煤层。其中 6、7、8、9 煤层为可采煤层， 15 1、2、3、5 煤层为局部可采或不可采煤层。煤层总厚 7.32m，含煤系数为 1.16%，可采煤层总厚 5.34m，可采煤层含煤系数 0.85%。根据岩性，含煤性、化 石、结核和旋回结构，自上而下划分为：一煤组、薄层砂岩，二煤组、35 煤组、 67 煤组、89 煤组。 ，含煤情况由上而下分述如下： 、1 煤组，薄层砂岩、二煤组、35 煤组井田范围内大部分被侏罗系下 统茅仙岭砂岩所剥蚀，局部保存于深部，在此不作阐述。 、67 煤组：位于上段中部，厚 32.26 米，含煤 2 层，6 煤位于本组上部， 7 煤在本组下部。 、6 煤层：灰黑色，粉末状结构为主，煤层结构较简单，属较稳定的可 采煤层。厚 0.381.38m，平均 0.73m。 、粉砂岩夹细砂岩：以深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹浅灰色细 砂岩，局部中细粒砂岩。含 12 层极不稳定煤层。水平层理为主，局部透镜状 层理、双向交错层理。见气泡痕迹及水波纹构造，夹似层状菱铁质结核，产少 量植物化石。厚 14.0843.00m，平均 26.46m。 、7 煤层：黑色，粉末状为主，属结构较简单的不稳定局部可采煤层， 厚 02.91m，平均 0.62m。 、7 煤底板砂岩：浅灰色，薄到中厚层状，细粒结构为主，局部具中细 粒结构，层理复杂，以缓波状层理、直线型斜层理为主，次为水平层理，见楔形 及交错层理。坚硬，断口具油脂光泽。间夹深灰色线理状粉砂岩。厚度在 1.5012.00m 之间，平均 6.95m。 、89 煤组：位于上段下部，厚 225.20 米，含煤 2 层，主要由泥岩、煤、 砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、细砂岩组成。 16 、泥岩：灰黑色、薄层状水平层理、致密、细腻、夹较多的似层状菱铁 质结核，产瓣腮类动物化石及植物化石碎片，厚 50.68 米。 、8 煤层：黑色或钢灰色，条痕为黑色，粉末状为主，次为鳞片状。含 矸石 13 层，矸石厚度 0.100.98 米，成分由细砂岩、泥岩及砂质泥岩组成。 层位稳定，结构较复杂，属较稳定的可采煤层。一般厚 0.3415.48 米，平均厚 2.52 米。 、砂质泥岩：深灰色、灰黑色，薄至中厚层状，水平层理为主，间夹有 粉砂岩或浅灰色薄层状细砂岩。含 12 层极不稳定的煤层，产瓣腮动物化石 及植物化石碎片。厚 30.78 米。 、粉砂岩：灰黑色，深灰色，薄至中厚层状，缓波状层理，间夹有砂质 泥岩或浅灰色薄层状细砂岩。厚 25.65 米。 、9 煤层：黑色，粉末状及鳞片状。含矸石 1 层，矸石厚度 0.38 米，成 分为细砂岩。属结构简单不稳定的局部可采煤层。一般厚 06.51 米，平均厚 1.47 米。 、泥岩：灰黑色，薄层状，水平层理。含较丰富的瓣腮类动物化石。厚 56.78 米。 、细砂岩：灰绿色，中厚层状，薄状层理，俗称“托底砂岩”。泥质胶结， 成分以石英，长石为主，层面赋存较多的绿泥石。厚 57.68 米。为上、下段分界 砂岩。 二叠系上二叠系上统龙统龙潭潭组组下段（下段（P2l1） ） 出露于井田东部边缘，大部分地段被侏罗系下统茅仙岭砂岩所侵蚀覆盖， 本段层厚大于 216.20m，岩性主要由粉砂岩、中细粒砂岩(螺底砂岩)、粉细砂岩 17 互层及砂质泥岩(龟形结核泥岩)和极不稳定不可采煤层或煤线组成。 、构造、构造 本矿井位于郴耒煤田白沙向斜东翼，淝江井田中部，为一单斜构造。地层 走向南北，倾向向西，倾角 3060 度，一般 40 度；本井田范围内褶曲构造平缓， 幅度小，对煤层开采无影响，在地表不明显；本井田范围内无断层构造。 综上所述，矿井构造复杂程度应属简单类型。 二、煤二、煤层层及煤及煤质质 、煤、煤层层 8 煤层煤厚变化不大，煤厚 2.95.6m，平均 4.15m，偶有夹石，夹石厚度 在 0.10.5m 之间，煤层结构较复杂。 9 煤层煤厚变化较大，煤厚 0.62.8m；平均厚度 1.65m，煤层结构较简单， 一般不夹矸。 、煤、煤质质 1、煤的物理性质： 8 煤层为黑色或钢灰色，粉末状为主，次为鳞片状，具弱金属光泽，以暗煤 为主，亮煤次之，质软，属暗亮型煤，视密度为 1.50 t/m3。 9 煤层为黑色，粉末及鳞片状，弱金属光泽，暗煤为主，多滑面、属暗亮型 煤，视密度为 1.50 t/m3。 2、煤的化学性质：根据资源储量报告，煤层各项化学分析指标见表 2-1。 3、煤类及工业用途 根据煤质化验成果可以得出： 8、9 煤属低灰、低硫、特高发热值优质无烟 煤；为良好的动力用煤及生活用煤，也可作化肥用煤。 18 表 2-1：原煤工业分析及煤质化验成果 煤层 号 Mad (%) Ad (%) Vdaf (%) Std (%) Qgr,d (MJ/kg) ARD (t/m3) 8 1.103.5 8 2.27(16) 8.1422.17 12.99(16) 2.616.92 5.38(12) 0.502.2 6 0.73(13) 27.7133.02 31.22(7) 1.50 9 1.392.2 8 1.94(5) 9.4615.63 12.12(5) 4.005.90 5.21(3) 0.611.1 6 0.77(5) 30.561.50 第二第二节节 矿矿井主要灾害及安全条件井主要灾害及安全条件 一、瓦斯、煤一、瓦斯、煤尘尘与煤的自燃性与煤的自燃性 1、瓦斯、瓦斯 根据 2008 年度该矿的瓦斯鉴定报告和湖南省煤炭工业局文件(湘煤行 2009第 26 号)文件，该矿为低瓦斯矿井，矿井相对 CH4涌出量为 8.64m3/t，绝 对 CH4涌出量为 0.92m3/min，相对 CO2涌出量为 6.71m3/t，矿井属低瓦斯矿井。 2、煤、煤尘尘爆炸危爆炸危险险性性 根据鉴定结果，该矿井煤尘无爆炸危险性。 3、煤、煤层层自燃自燃发发火火倾倾向性向性 根据鉴定结果，该矿井煤层为不易自燃。 4、地温、地温 据调查，该矿区属地温正常区，地温梯度小于 3/100m；在本矿区煤矿开 19 采历史中从未发现地温异常点，故不会有地温异常现象。 二、煤二、煤层顶层顶、底板条件、底板条件 矿井主要可采煤层为 8、9 煤层，顶、底板特性如下： 8 煤层顶板为深灰色粉砂岩，层厚 3.0615.68m，平均 9.96m，薄层状，较 致密，性脆，裂隙发育，据调查，顶板极易垮落，故属易冒落的级顶板； 底板一般为深灰色细砂岩，较致密坚硬，厚 0.9613.37 米，平均厚 8.03 米，据 调查，底板无底鼓现象发生，较好管理。 9 煤层顶板为深灰色粉砂岩，层厚 0.9622.72m，平均 12.62m，薄层状， 较致密，性脆，裂隙发育，据调查，顶板极易垮落，故属易冒落的级顶板； 底板一般为深灰色细砂岩，较致密坚硬，据调查，底板无底鼓现象发生，较好 管理。 综上所述，矿井开采技术条件属中等类型。 三、水文地三、水文地质质条件条件 1、地表水体、地表水体 南阳镇煤矿开采白沙矿区淝江井田二叠系龙潭组煤层。矿井范围内为低 山丘陵地形，矿区最高标高 198m，最低标高 100m，标高相差 98m；矿井开采范 围内地表无大的水体，只有一些季节性山塘和小溪。 2、气象、气象 矿区地处亚热带湿热气候，气温变化较大，四季分明；年平均气温 16.918.8，最高气温为 41.5，最低气温为-7.7；矿区范围内降雨量丰富， 最大降雨量 1870.9mm，最小降雨量为 960.9mm；全年降雨天多集中在 48 月， 最大日降雨量 227.2mm；矿区主导风为西北风，最大风速为 14.3m/s；区域地震 20 烈度属五级，无需防震设计。 3、含水、含水层层与隔水与隔水层层 煤系地层厚度大，富水性弱，其中粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、中粒砂岩为相 对隔水层，矿井主要充水岩层为第四系。 3、断、断层层水水 本区范围内构造复杂，褶曲不发育，无大的断层构造，对矿井开采无大的 影响，但开采中应预以注意。 5、老窿水及采空区、老窿水及采空区积积水水 本井田内有部分老窑开采，该矿井在淝江矿井内开采，无大的老窑积水， 综上所述，老窑水及采空区积水对矿井安全生产有一定的影响，生产过程中应 加以防范。 6、 、矿矿井涌水量井涌水量 通过上述分析，南阳镇煤矿矿井范围内无强含水地层，地表无大的水体， 矿坑充水主要来源为老窑水及砂岩裂隙水，大气降水是补给源；矿井水文地质 条件属简单中等类型。根据资源储量提供的矿井涌水量情况和矿井水害类 型，矿井正常涌水量为 30m3/h，最大涌水量为 50m3/h。 第三第三节节 矿矿井开拓系井开拓系统统 一、井筒一、井筒 1、井筒、井筒设设置及功能置及功能 根据煤层赋存条件、开采技术条件、矿井井型和现有井筒况状，技术改造 矿井保留一主和一风二个井筒，新掘主井做主井，利用原风井做风井，原主井 21 由于在矿界以外，报废不再利用。 主井为全能井，担负矿井进风，煤炭提升、升降人员、管路和电缆敷设兼 安全出口等功能，风井担负全矿井回风兼紧急情况下安全出口。 2、工、工业场业场地工程地地工程地质质条件条件 工业场地布置在低山丘陵上，地势较平缓，地表土层平均厚在 4m 以内， 无陡山、河流、水库等，工程地质条件较好。 3、保、保护护煤柱煤柱设计设计 根据设计规范要求，矿井边界留设 20m 保安煤柱，井筒按“三下”采煤标准 留设了井筒保安煤柱。 4、 、进进、回、回风风口的安全性口的安全性 矿井设计二个安全出口，即主井和风井，主井进风、风井回风，符合规定 要求。 二、采区划分及开采二、采区划分及开采顺顺序序 根据煤层赋存情况、灾害程度和现有小煤矿管理水平，划分为 1 个采区， 即 11 采区，采区走向长度 480m。 按煤层，先采 8 煤，再采 9 煤；采区内实行区段下行开采顺序，同一区段 实行后退式开采方式。 三、主要巷道布置三、主要巷道布置 根据矿井开拓方案，新掘主井至-50，在-30 布置甩车场与原-30 运输大巷 联通，另在-50 布置底板上山至风井底，与风井形成完善的生产系统。 四、峻工投四、峻工投产标产标准准 本设计投产一个采区和一个炮采工作面，新掘井巷 1748m，并按设计完成 22 主要设备和地面设施的建设；并进行试运转。 第四第四节节 采煤方法及采区巷道布置采煤方法及采区巷道布置 一、采煤方法一、采煤方法 1、采煤方法、采煤方法选择选择 矿井主采煤层为 8、9 煤，煤层倾角 3060，一般 40，8 煤层煤厚 2.95.6m，平均厚度 4.15m，9 煤层煤厚 0.62.8m，平均厚度 1.65m，属缓倾 斜中厚煤层；相对瓦斯涌出量为 8.64m3/t，属低瓦斯矿井；煤尘无爆炸性，煤层 无自燃发火性倾向性；根据以上煤层赋存条件和开采技术特点，选择走向长壁 式采煤方法。 2、回采工、回采工艺艺 采 8 煤时采用分层开采，分层厚度 2.1m；采 9 煤时一次采全高；采煤工作 面采用爆破落煤，电煤钻选用 MSZ-1.2 湿式电煤钻；工作面煤炭运输采用溜槽 自溜运输，煤平巷、石门采用矿车运输，人力推车。 3、工作面、工作面顶顶板管理方式，支板管理方式，支护护材料材料选选型型 设计工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部陷落法管理顶板。主要技术 参数为：回采工作面斜长 5070m，采用外注式单体液压支柱和铰接顶梁支护 顶板。 、工作面顶板压力估算 Q=8Mg cos 式中：Q工作面顶板荷载，KN/m2； 8相当于维持采高 8 倍岩柱的重量； M采高，按矿井 8 煤采高 2.1m; 23 g重力加速度，9.8N/kg； 顶板岩石容重，矿井顶板为粉砂岩，容重取 =2.65g/cm3，则 =2.65103 kg/m3。 煤层倾角, =30； 则：Q82.12.651039.8cos30377.8（kN/m2） 、单体液压支柱选型 按平均采高 2.1m，顶板压力为 377.8kN/m2，选外注式单体液压支柱和 DJA800/350 型铰接顶梁，所选单体液压支柱额定工作阻力 300kN。 支柱最大、最小工作高度计算： Hmax=Mmax-b Hmin=Mmin-SL-b-a 式中：Hmax 与 Hmin支柱的最大及最小高度； Mmax 与 Mmin 矿井 8 煤层平均采高 2.10m; SL 顶板在最大控顶距处的平均最大下沉值，据同类矿井经验和矿井实 测值，取 150mm b 顶梁厚度，选用 DJA 系列铰接顶梁，b=138 mm。 a 支柱的卸载高度，取 50 mm。 经计算，Hmax 与 Hmin 分别为 1962 mm、1762 mm，根据平均采高计算结 果，工作面选用 DW22-300/100 外注式单体液压支柱，考虑煤层厚度的变化和 工作面两巷超前支护， 另配备 DW16-300/100 型外注式单体液压支柱。 、确定合理支护密度 合理支护密度可按下式计算： 式中：n 支护密度，根/； t t R P n 24 Pt 支柱支护强度，377.8kN/； Rt 支柱额定工作阻力，取 300kN/根； 支柱额定工作阻力实际利用系数,取 0.85。 经计算，支柱支护密度为 1.48 根/。 、确定工作面柱排距 工作面采用 DJA800/350 型铰接顶梁支护，排距与铰接顶梁长度相同，即 为 0.8m。设计采用“三、五排”控顶，齐梁直线柱式布置。 柱距按下式计算： FbNn N a P Z 式中：aZ 排距，m； N 工作面支柱排数，最小控顶距时压力最大，故取 N=3； n 支护密度，1.48 根/； bP 排距，bP=0.8m； F 机道上方梁端至煤壁距离，取 0.3 m； 经计算，支柱柱距 1.11m，根据实际情况，取柱距为 0.8m。 、根据上述计算，工作面采用单体液压支柱配铰接顶梁支护，全部陷落 法管理顶板；单体支柱型号为 DW22-30/100、DW16-30/100，铰接顶梁型号为 HDJA-800。配套液压泵站选用 XRB2B80/200，电机功率 37KW；工作面支架采 用“见五回二”的走向棚布置方式控顶；排、柱距均为 0.8m，最大控顶距 3.2m， 最小控顶距 1.6m，放顶步距 1.6m。 二、采区二、采区设备设备配配备备 采煤工作面配备 MSZ-1.2 湿式电煤钻打眼，工作面采用溜槽运煤，煤平巷 25 采用矿车运输；煤巷掘进工作面采用 MSZ-1.2 湿式电煤钻打眼，人工装运矸， 矿车运输，YBT-11 局扇送风；岩巷掘进采用钻爆法施工，风钻型号为 YTP-24 型，人工装运矸，矿车运输，YBT-11 局扇送风；采煤工作面和煤巷掘进工作面 各配备 ZLJ-250 探水钻机 1 台。 采区所有设备均需有煤安标志和防爆设备。 三、采区巷道布置三、采区巷道布置 根据矿井巷道布置方式，基本上已形成采区生产系统。 第五第五节节 顶顶板管理及冲板管理及冲击击地地压压 一、一、顶顶板管理板管理 、煤、煤层顶层顶、底板特性、底板特性 矿井主要可采煤层为 8、9 煤层，顶、底板特性如下： 8 煤层顶板为深灰色粉砂岩，层厚 3.0615.68m，平均 9.96m，薄层状，较 致密，性脆，裂隙发育，据调查，顶板极易垮落，故属易冒落的级顶板； 底板一般为深灰色细砂岩，较致密坚硬，厚 0.9613.37 米，平均厚 8.03 米，据 调查，底板无底鼓现象发生，较好管理。 9 煤层顶板为深灰色粉砂岩，层厚 0.9622.72m，平均 12.62m，薄层状， 较致密，性脆，裂隙发育，据调查，顶板极易垮落，故属易冒落的级顶板； 底板一般为深灰色细砂岩，较致密坚硬，据调查，底板无底鼓现象发生，较好 管理。 、 、顶顶板管理方法板管理方法 根据煤层顶、底板特性和目前小煤矿管理水平，采煤工作面采用走向长 壁式采煤方法,采用全部陷落法管理顶板方法；工作面采用单体液压支柱配铰 26 接顶梁支护，运输煤平巷、回风煤平巷距出口 20m 内加强支护。 、 、顶顶板灾害板灾害预预防安全技防安全技术术措施措施 1、回采工作面、回采工作面顶顶板管理板管理 、采煤工作面必须采用走向长壁后退式采煤方法，支护形式和支护材料 必须符合作业规程要求,严格工程质量检查和验收制度。 、所有单体液压支柱下井前都必须经过试压，经试压合格后方可下井； 单体液压支柱的初撑力不得小于 90 kN；开采 8 煤上分层时，支柱必须穿鞋。 、单体液压支柱使用过程中凡发现漏液、损坏等现象，必须回收到地面 进行维修，维修后经试压合格后才能下井。 、单体液压支柱采完一个工作面后必须全部升井试压。 、严格执行敲帮问顶制度，开工前班组长必须对工作面安全情况进行全 面检查，确认无危险后，方准人员进入工作面；采掘工作面必须及时支护，严禁 空顶作业。 、回采工作面上下出口必须加强支护，靠煤壁 20m 范围内抬好边楼， 10m 范围内抬好双边楼；并保证净高和净宽的要求。 、采煤工作面所有支柱必须采用铁链进行联锁支护。 、回采工作面初次放顶和收尾必须编制专门措施，并严格执行。 2、掘、掘进进工作面的支工作面的支护护及及顶顶板管理板管理 该矿井主要井巷均布置在岩层中，岩性坚硬时可采用裸体巷道或锚喷支 护；当遇围岩破碎带时，必须采用砌碹支护；沿煤层掘进的采煤工作面上下顺 槽采用金属支架支护 、加强巷道开门管理，开门侧使用 11#矿工钢，长度不小于 3.2 米，开门 27 对面侧必须抬栌，并加撑木，使开门形成整体。 、煤巷使用金属支架支护时，两帮和棚梁上必须用背帮材料背严密，严 禁空帮空顶作业。 、运输大巷必须采用砌碹支护；砌碹巷道灰浆必须饱满，无干缝、同缝、 瞎缝。 、岩巷掘进永久支护离迎头距离不超过 5 米，临时支护必须紧跟当头； 靠近掘进工作面 10m 的支护放炮前必须加固；放炮后必须由外向里依次扶正、 加固。 、巷道交叉处及地质构造带等压力大的地点要加强支护，抬好双边楼； 贯通巷道必须先加固好贯通地点支护,在两巷相距 20m 时,只准一头作业,并保 证正常通风。 、掘进工作面推广使用前探梁支护，严禁空顶作业 、巷道维修时必须坚持“先外后里、先支后拆、先上后下、先近后远、先 顶后帮”的原则。 3、采掘工作面、采掘工作面过过老空区、地老空区、地质质构造构造带带安全技安全技术术措施措施 、采掘工作面过老空区前，必须编制安全技术措施。 、过老空区、地质构造带时，必须加强支护，回采工作面必须随采随支； 掘进工作面永久支护不能到当头时，必须实行临时支护；临时支护与永久支护