煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计方案.doc

1 115 大方县大水乡大安煤矿 防治煤与瓦斯突出 专项设计 工工程程规规模模 15 万万吨吨 年年 总 经 理 总工程师 项目负责 贵州兴源煤矿科技有限责任公司 二 一一年十月 1 115 防治煤与瓦斯突出专项设计方案委托书 贵州省大方县大水乡大安煤矿委托贵州兴源煤矿科技有限责任公司 进行 贵州省大方县大水乡大安煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计方案 编制工作 项目名称大方县大水乡大安煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计方案 建设性质变更 工程规模9 万吨 年 任务来源受贵州省大方县大水乡大安煤矿委托 投资 建设地点大方县大水乡 工程设计内 容及要求 按照 煤矿安全规程 防治煤与瓦斯突出规定 2009 煤矿瓦斯抽采工程设计规范 GB50471 2008 及有关 瓦斯综合治理方面的规范要求 满足防治煤与瓦斯突出内 容及要求 由编制单位提交 4 份报告 并负责审查后的修 改工作 委托单位贵州省大方县大水乡大安煤矿 联系人联系电话 承接单位贵州兴源煤矿科技有限责任公司 联系人联系电话 1 115 目目 录录 前言前言 1 第一章第一章 矿井概况矿井概况 5 第一节 井田概况 5 第二节 地质概况 7 第三节 矿井瓦斯情况 13 第四节 矿井设计概况 14 第二章第二章 矿井综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案矿井综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案 18 第三章第三章 矿井各系统合理性论证及调整矿井各系统合理性论证及调整 21 第一节 开拓系统及开采方法合理性论证及调整 21 第三节 通风系统合理性论证及优化 22 第四章第四章 区域综合防突措施方案区域综合防突措施方案 25 第一节 基本程序和要求 25 第二节 区域突出危险性预测 25 第三节 区域防突措施 27 第四节 区域性防突措施的效果检验 37 第五节 区域验证 42 第五章第五章 局部综合防治突出措施局部综合防治突出措施 48 第一节 局部综合防突措施基本程序和要求 48 第二节 掘进工作面局部综合防突措施方案 50 第三节 采煤工作面局部综合防突措施方案 62 第四节 石门 斜井巷 揭煤工作面综合防突措施方案 66 第五节 矿井安全防护措施 78 第六章第六章 矿井防突管理矿井防突管理 84 第一节 防突组织管理 84 第二节 防突技术管理 87 第三节 防突现场管理 92 第四节 矿井采掘设计 装备管理及防突安全知识教育 96 第七章第七章 防突仪器 装备及装备估价防突仪器 装备及装备估价 99 附录一附录一 煤层瓦斯压力测定方法煤层瓦斯压力测定方法 100 附录二附录二 钻屑指标法钻屑指标法 101 附录三附录三 防突措施有效半径的测定方法防突措施有效半径的测定方法 102 3 115 附附 件件 目目 录录 1 大方县大水乡大安煤矿防突设计委托书 2 大方县大水乡大安煤矿采矿许可证 3 大方县大水乡大安煤矿矿长资格证 4 根据贵州省能源局文件黔能源发 2009 281 号 对毕节地区 2009 年度矿井瓦 斯等级鉴定报告 的批复 5 根据贵州省煤炭管理局文件黔煤生产字 2008 329 号关于毕节地区煤炭局 关于请求审批百里杜鹃管理区大安煤矿 M15 号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告 的报告 的批复 6 贵州省煤田地质局实验室提交的 9 号和 15 号煤层 煤尘爆炸性鉴定报告 7 贵州省煤田地质局实验室提交的 9 号和 15 号煤层 煤炭自燃倾向性等级鉴 定报告 8 贵州省能源局文件黔能源煤炭 2011 175 号关于对大方县大水乡大安煤矿 开采方案设计 变更 的批复 附附 图图 目目 录录 1 大方县大水乡大安煤矿采区巷道布置及机械配备图 1 2000 2 大方县大水乡大安煤矿投产时期通风系统及网络图 示意图 3 大方县大水乡大安煤矿投产时井下避灾路线图 1 2000 4 大方县大水乡大安煤矿瓦斯抽放管路系统图 示意图 5 大方县大水乡大安煤矿井下压风自救系统图 示意图 1 115 前前言言 大方县大水乡大安煤矿位于大方县以东 距乡政府 7km 属大方县大水乡管辖 井田走向长度约 1 8 2 1km 倾斜宽 0 8km 面积约 2 7108km2 该矿为证照齐全的 矿井 开采标高 1750m 1350m 生产规模 15 万吨 年 矿井开拓采用斜井 平硐 对全井田进行开拓 采用走向长壁后退式采煤方法 该矿为整合矿井 根据贵州省能源局文件黔能源发 2009 281 号 关于毕节地区 煤炭局 关于请求审批 2009 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告 的批复 毕节地 区 2009 年矿井瓦斯等级鉴定结果表 该矿井瓦斯相对涌出量为 0 317m3 t 绝对涌 出量为 0 1m3 min 二氧化碳绝对涌出量为 0 1m3 min 相对涌出量为 0 317m3 t 该 矿井为低瓦斯矿井 根据 黔安监管办字 2007 345 号 关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工 作的意见 该矿地处突出危险矿区 如未作煤与瓦斯突出鉴定 应按突出矿井设 计和管理 矿井开采 9 号 15 号煤层 15 号煤层已作煤与瓦斯突出鉴定 根据 2008 年 02 月 28 日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对该矿 15 号煤 层突出鉴定的结果及贵州省煤炭管理局文件黔煤生产字 2008 329 号煤与瓦斯突 出鉴定报告的批复 在开采标高 1575m 以上范围内的 15 号煤层无突出危险性 根 据矿井开拓布置 矿井按突出矿井设计 在开采标高 1575m 以上范围内的 15 号煤 层按无突出危险区域设计和管理 矿井最低开采标高为 1350m 矿井采取综合防突 措施进行开采 矿井应委托有资质的单位对 9 号煤层及 1575m 标高以下 15 号煤层作煤与瓦斯 突出危险性鉴定 以查明各煤层突出危性范围及突出煤层的强度等瓦斯参数 根据 煤矿安全规程 第 179 条和 防治煤与瓦斯突出规定 第 14 条的规定 有突出危险的新建矿井及突出矿井的新水平 新采区 必须编制防突专项设计 设 计应当包括开拓方式 煤层开采顺序 采区巷道布置 采煤方法 通风系统 防突 设施 设备 区域综合防突措施和局部综合防突措施等内容 为此 受大方县大水 乡大安煤矿委托 贵州兴源煤矿科技有限责任公司 以下简称兴源公司 承担了大 方县大水乡大安煤矿的煤与瓦斯突出防治专项设计 我单位组织有关设计人员完成 了设计文件的编制工作 现正式提交 大方县大水乡大安煤矿防治煤与瓦斯突出专 项设计 设计文件 一 防突专项设计的主要内容一 防突专项设计的主要内容 1 矿井综合防治煤与瓦斯突出技术总体方案 2 基于 防突规定 的有关要求 对矿井目前的开拓方式 煤层开采程序 采 煤方法 通风系统的合理性进行论证 对不合理的地方按要求进行优化调整 3 区域综合防突技术措施方案 1 选择突出煤层区域防突措施 特别是首采层首采工作面的防突措施 2 区域预测预报指标及区域效果检验指标体系 4 局部综合防突技术方案 1 矿井预测预报指标及防突效果检验指标体系 2 选择突出煤层局部防突措施 5 防突管理制度 建立矿井防突组织管理 技术管理 现场管理等有关制度 6 防突设施设备 根据矿井防突需要 提出必须配备的防突设施设备清单 二 编制设计的依据二 编制设计的依据 1 设计委托书 2 大方县大水乡大安煤矿安全专篇设计说明书 贵州兴源煤矿科技有限责任 公司 20011 年 5 月 3 中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对 大方县大水乡大安煤矿 15 号煤层煤与瓦斯突出参数测定及突出危险性评价 4 黔安监管办字 2007 345 号 关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作 的意见 5 开采煤层自燃倾向性鉴定报告及煤尘爆炸性鉴定报告 6 安全专篇批复文件 7 矿井其它相关资料 三 设计遵循的主要标准三 设计遵循的主要标准 1 煤矿安全规程 2011 版 2 防治煤与瓦斯突出规定 国家安全生产监督管理总局 19 号令 2009 年 3 保护层开采技术规范 AQ1050 2008 国家安全生产监督管理总局 4 煤矿瓦斯抽采基本指标 AQ1024 2006 国家安全生产监督管理总局 3 115 2006 年 5 中华人民共和国安全生产行业标准 煤矿瓦斯抽放规范 AQ1027 2006 6 煤矿瓦斯抽采工程设计规范 GB50471 2008 7 煤与瓦斯突出矿井鉴定规范 AQ1024 2006 国家安全生产监督管理总 局 2006 年 8 中华人民共和国安全生产行业标准 矿井瓦斯涌出量预测方法 AQ1018 2006 9 中华人民共和国安全生产行业标准 煤矿井工开采通风技术条件 AQ1028 2006 10 煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范 AQ1055 2008 11 煤炭工业小型矿井设计规范 GB50399 2006 四 设计综述四 设计综述 本设计从大安煤矿的实际出发 分别对矿井的开拓方式 煤层开采顺序 采煤 方法 通风系统的合理性进行论证 并对不合理的地方进行调整 提出切合矿井实 际的区域综合防突及局部综合防突措施方案 防突管理措施等 其主要结论如下 1 矿井开拓方式为斜井 平硐开拓 采用走向长壁后退式采煤方法 煤层倾角 平均 9 属于缓倾斜煤层 大安煤矿井田范围内含有可采煤层 2 层 井田划分为三 个采区 为分煤层开采 一采区开采矿区西部 1600m 标高以上的 15 号煤层 矿井 一采区开采时划分为 1 个开采水平 水平标高为 1600 m 二采区开采矿区西部 9 号 煤层 三采区开采矿区东部 15 号煤层 采区三条上山沿 15 煤层倾向布置 通过石 门或绕道分别和主斜井 副平硐 回风平硐连通 2 依据黔安监办字 2007 345 号文 关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出 防治工作的意见 大方县大安煤矿属于煤与瓦斯突出区域 按煤与瓦斯突出矿井设 计 符合 煤矿安全规程 防突规定 的有关规定 设计首采区为一采区 本次 专项设计对大安煤矿开拓系统的合理性进行论证 3 大安煤矿采区划分根据煤层赋存条件 开采方式及采煤机械化程度等因素划 分为三个采区 一采区开采 15 号煤层 区段间的开采顺序为区段下行式 采区开采 顺序 一采区 开采 15 号煤层 二采区 开采 9 号煤号层 三采区 矿区东部 15 号煤层 4 经煤与瓦斯突出危险性鉴定 应对 1575m 标高以下 15 号煤层及 9 号煤层测 定煤层瓦斯压力 瓦斯含量及与突出危险性相关的参数 从而进一步确定开采区域 范围其突出危险性 5 大安煤矿可采煤层为 9 15 号煤层 煤层间距为 58m 首采 15 号煤层为下 覆煤层 对 9 号煤层可以起到保护层的作用 6 矿井一采区经煤与瓦斯突出鉴定为无突出危险区 但在无突出危险区每采掘 10 50m 要进行区域验证 如验证结果为有突出危险或发现了突出预兆 则该区域 以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施 矿井局部防突措施主要为预抽瓦斯 和超前排放钻孔 采其掘进工作面钻孔宜采用长 短钻孔相结合的排放钻孔联合布 置方法 回采工作面采用沿走向平行排放钻孔 7 大安煤矿 9 号 15 号煤层区域性综合防突选择预抽煤层瓦斯 预抽煤层瓦 斯以本煤层为主 8 预测和效果检验指标及其临界值应根据实测资料确定 在无考察资料的情况 下 可参照 防突规定 推荐的指标及临界值执行 9 矿井应设置专业的防突机构 并建立完善有关的管理制度 加强对防突工程 的监督检查 10 矿井应当编制突出事故应急预案 并编制各作业地点防突安全技术措施 五 存在的问题及建议五 存在的问题及建议 1 矿井目前是采用 K1 和 Smax 指标预测工作面突出危险性 矿井目前无实测 突出敏感指标和临界相关资料 各煤层的瓦斯解吸 K1 和最大钻屑量 Smax 临界值指 标还有待于进一步研究确定 在矿井各煤层在突出危险性临界值指标未确定之前 其钻屑瓦斯解吸临界值指标暂按 防治煤与瓦斯突出规定 选取 2 矿井在今后的防突工作中 应不断摸索和研究突出指标在该矿的敏感性情况 和临界值 进一步搞好矿井的防突工作 3 矿井配备了专门的防突机构和专职的防突人员 应加强防突人员的技术培训 和管理 4 在采掘活动中 还应当根据瓦斯动态与突出预兆等加强防突工作 5 115 第第一一章章 矿矿井井概概况况 第一节第一节 井田概况井田概况 一 位置与交通一 位置与交通 大方县大水乡大安煤矿位于大方县以东 距大水乡政府 7km 属大方县大水乡 管辖 矿井探矿权范围地理坐标 东经 105 58 04 105 59 43 北纬 27 11 10 27 12 05 井田走向长度约 1 8 2 1km 倾斜宽 0 8km 面积约 2 7108km2 距大方电厂 80km 距黔西电厂 38km 经贵毕高等级公路至贵阳市 143 公里 交通较为方便 该矿为证 照齐全的矿井 开采标高 1750m 1350m 生产规模 15 万吨 年 详见交通位置图 1 1 1 大安煤矿 图 1 1 1 大方县大安煤矿交通位置图 二 地形地貌二 地形地貌 该矿区属溶蚀 侵蚀低中山地貌 地形起伏较大 煤组地层顺向多呈缓坡 坡 度 5 15 逆向多呈陡坡 坡度 30 40 区内最高海拔 1756 0m 最低海拔 1530 0m 最大相对高差 213 0m 矿区地势北西高 南东低 评估区碳酸盐岩石出 露较多 特别是二叠系中统的茅口灰岩和三叠系下统的玉龙山灰岩岩溶溶蚀作用以 垂直作用为主 地表形成溶蚀洼地 漏斗等岩溶地貌 三 气候条件三 气候条件 该矿井所在区域属中亚热带季风湿润气候 为冬春半干燥夏季湿润型 四季分 明 年平均气温 12 5 最高气温 33 4 最低气温 6 2 最热为七月 月均气温 21 最冷为一月 月均气温 4 6 年降雨量平均 843 4mm 5 9 月为丰水期 占年降雨量的 82 以上 12 月至次年 3 月为旱季 年相对湿度 81 四 水系及主要河流四 水系及主要河流 矿区所在水系属乌江水系 地表水体不发育 矿区内无大的地表水体 仅有季 节性小溪沟 流量受季节变化影响较大 除丰水期外 一般流量均不大 矿区煤层 露头附近及周边无河流 仅有溪沟 地下水流向与地表水一致 流向南东 矿区东 南部最低出水标高 1530 0m 相对侵蚀基准面 五 环境状况五 环境状况 区内工业以煤炭工业为主 小煤矿较多 煤矿井下水 工业污废水及居民生活 污水的排放 将会使区内水质受到一定程度的污染 六 地震烈度六 地震烈度 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 该矿区地震动峰值加速度 小于 0 05g 地震基本烈度小于 度 七 电源七 电源 矿井目前专用电源一回路由 35kv 仁和变电站出线的 10kv LGJ 150mm2 至化 窝开关站 供电距离 11Km 再由化窝开关站引出的 10kv LGJ 70mm2 专线至矿 井 供点距离 1 3Km 二回路由 35kv 金坡变电站出线的 10kv LGJ 150mm2 至化窝 开关站 供电距离 7Km 再由化窝开关站引出的 10kv LGJ 70mm2 专线至矿井 供点距离 1 3Km 矿井验收前必须建成双回路电源入矿 并与之落实签订供电协议 保证对矿井进行可靠供电 7 115 八 水源八 水源 生活用水 矿山及其附近无大的泉点 矿井北部小溪水 矿区范围外 距工业 场地有 2Km 可作供水水源 其水质和水量都能满足矿井需求 生产用水 井下水经沉淀净化处理后作工业用水 第二节第二节 地质概况地质概况 一 区域地质概况一 区域地质概况 1 地层 井田内出露地层有下二迭统茅口组 P2m 上二迭统龙潭煤组 Pl 和长兴组 Pc 下三迭统夜郎组玉龙山段 吨1y2 及第四系 Q 区内地层由老到新分述如 下 下二迭统茅口组 P2m 岩性为灰白色 灰色厚层状 中粒结晶石灰岩 局部夹簿层状及透镜状燧石结核 致密 坚硬 性脆 多方解石脉 含有珊瑚及筳 蝌化石 出露不全厚度不详 与上部龙潭煤组地层呈假整合接触 上二迭统龙潭煤组 Pl 组成岩石有粉砂岩 泥灰岩 细沙岩 炭质泥岩 煤层 粘土页岩及铝土岩等 最小厚度 120m 最大厚度 140m 一般厚度 128m 颜 色为灰白色 灰色 深灰色 至黑色 煤层顶板岩石中多含羊齿植物化石 主要可 采煤层有 9 15 号三层 局部可采煤层 13 号 14 号两层煤 4 号煤层顶部生物泥灰 岩为标志层 厚度 2 58 3 50m 层位 岩性厚度均稳定 含腕足类化石 15 号煤 层底部铝土岩 厚度 2 29 5 87m 一般厚度 4 40m 为灰白色至深灰色 含黄铁矿 结核多 为煤组底部的标志层 上二迭统长兴灰岩 Pc 厚度 23 40m 一般厚度 30m 灰白色 灰色 厚层状石灰岩 含少量黑色燧石结核 有不规则的方解石脉 含腕足类及珊瑚类化 石 中下部夹深灰色钙质粉砂岩一层 厚度 2m 左右 下三迭统玉龙山夜郎组 吨1y2 厚度 205 270m 上部为簿层状灰色 浅 灰色石灰岩 致密性脆 层面有蠕虫状构造 地形多呈溶洞 漏斗 坡立谷 孤峰 下部为浅灰色 灰色薄层状泥质石灰岩 间夹黄绿色钙质泥岩 致密性脆 以上层 为过渡性质 无明显分层现象 厚约在 30 40m 底部与长兴灰岩的接触面上有一 薄层灰白色泥岩及硅质层凸镜状薄层 风化后呈白色 含高岭土为沙堡湾泥岩 第四系 Q 主要为坡积风化土壤砂砾 分布在山坡 洼地 沟谷 厚度 0 10m 范围较小 不整合于其它地层之上 2 区域构造 井田位于纸厂背斜南东翼北段地层平缓 倾角 5 20 一般为 10 左右 由化 窝至金坡 走向长 5km 矿区构造简单 二 煤层及煤质二 煤层及煤质 1 煤层 本区含煤地层为龙潭组 矿区主要可采煤层从上到下依次为 9 号 15 号煤层 各可采煤特征见表 1 2 1 表表 1 2 1 可采煤层特征表可采煤层特征表 顶底板岩性 煤层 编号 平均厚度 m 平均间距 m 夹矸层数 结构 顶板底 板 稳定性 倾角 容重 吨 m3 91 5 0 简单结构 粉砂岩页岩 泥岩较稳定91 5 151 5 58 6 3 复杂结构 粉砂岩铝土岩较稳定91 5 2 煤的物理性质及煤岩特征 1 9 号煤层 煤层厚度1 00 2 15m 一般厚度为1 5m 层位稳定 厚度变化不大 简单结构 不含夹矸 伪顶为泥岩或碳质泥岩 厚0 2m 直接顶为深灰色粉砂岩 钙质胶结 局部夹菱铁质薄层 稳定可靠 底板为灰白色粘土页岩 少数为黑色泥岩或钙质粉 砂岩 2 15 号煤层 上距 9 号煤 54 76m 一般 58m 煤层厚度 1 11 3 08m 一般厚度 1 5m 层 位稳定 厚度变化不大 复杂结构 夹矸 3 6 层 夹矸单层厚 0 05 0 49m 煤中 多含黄铁矿晶粒及结核 节理为方解石充填 沿层面方向居多 伪顶为泥岩 厚 0 1 5m 直接顶板为粉砂岩 顶板基本稳定 底板为铝土岩 浅至深灰色 厚层状 局部含钙质 具鲕状结构 上覆地层和下伏地层岩石工程地质条件较好 含煤地层局部地段存在粉砂质泥 岩 泥岩 炭质泥岩 煤破碎带等软弱层 煤层底板强度低 遇水时会软化 如果 支护不良 可能出现巷道跨塌 片帮 底鼓 支架下陷等工程地质问题 故本煤矿 工程地质条件复杂程度为中等 在开采过程中应加强巷道顶 底 帮的支护管理工 9 115 作 预防不良事故发生 3 煤的化学性质和工艺性质 煤质特征见表 1 2 2 表表 1 2 2 可采煤层主要煤质特征可采煤层主要煤质特征 工 业 分 析 煤层 水分 灰分 挥发分 全硫 发热量 MJ kg 原煤 3 52 5 08 4 34 15 92 31 35 21 34 6 30 8 83 7 16 1 07 3 22 1 84 34 1 35 4 34 9 9 精煤 2 07 4 48 4 06 5 20 8 94 7 41 4 61 6 65 5 72 0 39 0 66 0 57 35 1 35 4 35 2 原煤 2 97 4 07 3 65 17 8 36 81 23 15 6 49 14 93 8 70 2 55 7 20 3 68 33 2 35 4 34 5 15 精煤 1 94 4 21 3 17 5 90 8 79 7 09 4 82 5 31 5 06 0 89 3 20 2 49 35 1 35 5 35 3 4 煤的用途 根据 中华人民共和国国家标准 中国煤炭分类 GB T5751 86 大安煤矿 9 号和 15 号煤层均为高热值无烟煤 该矿煤质较好 目前可作民用 化工 动力用 煤 四 水文地质条件四 水文地质条件 1 含水层及隔水层 井田内出露地层有下二迭统茅口组 P2m 上二迭统龙潭煤组 P3l 和长兴 组 P3c 下三迭统夜郎组玉龙山段 t1y2 及第四系 Q 其含水层与隔水层特征 由老到新分述如下 下二迭统茅口组 P2m 岩性为灰白色 灰色厚层状 中粒结晶石灰岩 局部夹簿层状及透镜状燧石结核 致密 坚硬 性脆 多方解石脉 含有珊瑚及筳 蝌化石 出露不全厚度不详 与上部龙潭煤组地层呈假整合接触 地表岩溶以垂直 形态发育为主 多顺走向成条带状分布 距煤组 50 100m 处最为发育 地下水位 标高在 1450m 以上排泄方向在矿区的北东向 在矿区东北方向 12km 处为天生桥河 河流切割茅口灰岩顶界的标高为 1200m 地下水在河谷两侧以溶洞泉的方式集中排 出 补给河水 钻孔所见在顶界以下 15m 内岩芯溶蚀甚微 裂隙多被方解石充填 在钻进过程中 水位及消耗量变化不大 9 号钻孔在此范围内裂隙发育 岩芯有溶 蚀现象 严重漏水 这说明岩溶裂隙发育的不均匀性 矿区内没见泉水出露 茅口 组与可采 15 号煤层间距 20m 左右 结合该矿实际情况 15 号煤层在矿区范围内开 11 115 采最低标高为 1500m 9 号煤层在矿区范围内开采最低标高为 1640m 区内煤层产 出标高均部分低于矿区侵蚀基准面标高 如开采标高低于矿区侵蚀基准面标高 1530 0m 时 建议矿井对矿区水文作详细勘探 并重作 水文地质报告 以指导在 最低侵蚀基准面标高以下的生产技术安全工作 上二迭统龙潭煤组 P3l 该层为含煤地层 一般厚度为 128 米 岩性主要 为粉砂岩 细砂岩 泥岩 煤层及少量泥灰岩 野外调查泉水 12 个 一般流量为 0 01 0 6 升 秒 通过对化窝煤矿及公安煤矿两个生产矿井的调查和观测 发现出水 点多在巷道两侧 废巷 老采空区及降雨有关 雨后顶板滴水 有时小股流水 而 采掘面则比较干燥 水质 4 号煤层矿井水是硫酸盐 重碳酸盐水 矿化度 0 683 克 升 9 号煤层矿井水是硫酸盐 钙 镁水 矿化度 0 546 克 升 从钻孔简易水文观测 中分析 水位变化不大 一般是随钻进深度的增加而慢慢下降 消耗量变化不大 说明该层含水性弱 对开采煤层影响较小 今后在开采过程中主要是对老巷 采空 区 老窑水矿井充水影响大 所以在开采中特别要做到先探后掘原则 上二迭统长兴灰岩 P3c 厚度 23 40m 本层一般厚度为 30 米 地表呈 条带状出露 多呈陡崖及反向陡坡 接受降水补给条件较差 岩溶 裂隙发育 裂 隙多为垂直及斜交层面发育 调查岩溶点 6 个 泉点 3 个 流量一般在 0 1 1 50 升 秒 钻孔中该层严重漏水 岩芯破碎 4 号煤层距长兴灰岩底板一般为 27 米的粉砂 岩 细砂岩 泥岩及泥灰岩 可起一定的隔水作用 但是当矿井开拓面积增大 顶 板陷落时 本层之水将成为矿井充水的主要来源 水质 钙盐 重碳酸盐 硫酸盐 水 PH 值 7 3 矿化度 0 243 克 升 该组至可采 9 号煤顶垂距 30m 左右 对开采煤 层影响较小 下三迭统玉龙山夜郎组 t1y2 主要为薄层至中厚层状灰岩 夹薄层状泥 灰岩 厚度 205 270 米 为岩溶裂隙含水层 地面溶洞 漏斗等岩溶现象较发育 含水性较强 下部泥质逐渐增多 含水性逐渐减弱 为矿床的间接充水含水层 该 组至可采 9 号煤顶垂距 70m 左右 对开采煤层影响较小 第四系 Q 主要为坡积风化土壤砂砾 分布在山坡 洼地 沟谷 厚度 0 10m 范围较小 不整合于其它地层之上 为一弱含水层 该层底界距可采煤层 C4距离约为 276m 由于其下有厚大的隔水层 故与矿床充水无关 该含水层对煤 层开采影响不大 2 地表水 矿区内无河流 池塘等地表水体 在细花洞一带发育两条冲沟 雨季时排泄 大气降水 其它季节为干沟 3 地下水 含煤地层富水性弱 地下水补给条件差 含煤地层上 下均有隔水层 富水性 及导水性均较差 老窑采空区积水情况是动态变化的 增加了矿区水文地质条件的 复杂程度 在接近老窑采空区附近 水文地质条件相对复杂 4 矿床充水分析 该矿是以岩溶充水为主矿床 影响矿井充水的主要充水因素有顶板进水及老窑 积水 地表水及地下水对矿床开采有一定影响 5 涌水量 根据 贵州省大方县大水乡整合矿井普查地质报告 的资料 矿井预测的未来正 常涌水量为 20m3 h 最大涌水量为 35m3 h 综上所述 本井田水文地质条件属中等 类型 矿山在开采过程中必须坚持 预测预报 有掘必探 先探后掘 先治后采 防止 发生井巷顶板透水和底板涌水的安全事故 五 其他开采技术条件五 其他开采技术条件 1 瓦斯 根据贵州省能源局文件黔能源发 2009 281 号 关于毕节地区煤炭局 关于请求 审批 2009 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告 的批复 毕节地区 2009 年矿井瓦斯 等级鉴定结果表 该矿井瓦斯相对涌出量为 0 317m3 t 绝对涌出量为 0 1m3 min 二 氧化碳绝对涌出量为 0 1m3 min 相对涌出量为 0 317m3 t 该矿井为低瓦斯矿井 在开采过程中应加强通风及瓦斯检测记录 防止局部瓦斯积聚 必须关注瓦斯 涌情况 根据情况采取措施 矿井在建设及生产期间必须进行瓦斯含量 瓦斯涌出 量的测定 并定期进行瓦斯等级鉴定 根据 黔安监管办字 2007 345 号 关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治 工作的意见 该矿地处突出危险矿区 如未作煤与瓦斯突出鉴定 应按突出矿 井设计和管理 矿井开采 9 号 15 号煤层 15 号煤层已作煤与瓦斯突出鉴定 根据 2008 年 02 月 28 日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对该矿 15 号煤 层突出鉴定结果 在 1575m 以上的无突出危险性 根据矿井开拓布置 矿井按突出 13 115 矿井设计 一采区 15 号煤层按突出矿井无突出危险区域设计和管理 矿井采取综合 防突措施进行开采 矿井应委托资质单位对矿井 9 号煤层及 1575m 标高以下 15 号煤层范围作煤与 瓦斯突出危险性鉴定 以查明煤层突出危性范围及突出煤层的强度等瓦斯参数 2 煤尘爆炸性 根据贵州省煤田地质局实验室 2007 年 7 月为该矿所作 煤尘爆炸性鉴定报告 9 号 15 号煤层 煤尘无爆炸性 其鉴定结果见表 1 2 1 表表 1 2 1 煤尘爆炸性鉴定报告表煤尘爆炸性鉴定报告表 送样单位大安煤矿 收样 日期 2005 12 28报出日期2005 12 27 工业分析 爆炸试验 水分灰分挥发分 统一编号 来样 编号 MadAd Va d Vdaf 火焰 长度 mm 抑制煤尘爆炸 最低岩粉量 爆炸性结论 2007 M33393 6925 116 4300煤尘无爆炸性 2007 M334153 2513 205 8300煤尘无爆炸性 备注此报告仅对来样负责 4 煤的自燃性 根据贵州省煤田地质局实验室 2007 年 7 月为该矿所作 煤炭自燃倾向等级鉴定 报告 9 号 15 号煤层自燃倾向为三类 不易自燃煤层 其结果见表 1 2 2 表表 1 2 2 煤炭自燃倾向等级鉴定报告表煤炭自燃倾向等级鉴定报告表 送样单位大安煤矿收样日期 2005 12 8 报出日期 2005 12 27 工业分析 全硫着火温度 水分灰分挥发分 煤吸 氧量 统一编号 来样 编号 MadAdVdaf St d T氧化 T T还原 Cm3 g 干煤 自燃 性 分类 2007 M33393 6925 116 431 731 721 22 级 2007 M334153 2513 205 830 551 591 32 级 备注 级 容易自燃 级 自燃 不易自燃 此报告仅对来样负责 5 地温情况 本井田无地温异常现象 属于正常地温矿井 6 冲击地压 地质资料中未提供冲击地压的相关资料 该矿井及周围矿井尚未有冲击地压情 况的发生 大安煤矿按没有冲击地压危险考虑 第三节第三节 矿井瓦斯情况矿井瓦斯情况 一 一 参数测定参数测定 1 煤层瓦斯压力 该矿 15 号煤层突出危险性鉴定结论 在 1575m 标高 15 号煤层相对瓦斯压力 为 0 04MPa 测压点与地表垂深约为 118m 则 15 号煤层瓦斯压力系数为 0 04 118 0 00038 MPa m 15 号煤层开采最低标高为 1500m 与地表垂深约为 150m 则 15 号煤层瓦斯 压力为 0 00038 150 0 057 MPa 2 煤层透气性系数 大安煤矿还未测定煤层的透气性系数 根据相邻矿井煤层透气性系数情况 该矿各煤层透 气性系数在 0 1 10 m2 MPa2 d 之间 3 百米钻孔瓦斯自然流量及衰减系数 大安煤矿还未测定煤层百米钻孔瓦斯自然流量 钻孔流量衰减系数 根据煤层 的透气性系数范围 该矿井目前虽尚未进行煤层透气性及钻孔瓦斯流量衰减系数测 15 115 定 预计煤层百米钻孔瓦斯自然流量为 0 1 1 05m3 min hm 钻孔流量衰减系数为 0 02 0 15d 1 二 矿井瓦斯等级二 矿井瓦斯等级 根据贵州省能源局文件黔能源发 2009 281 号 关于毕节地区煤炭局 关于请求 审批 2009 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告 的批复 毕节地区 2009 年矿井瓦斯 等级鉴定结果表 该矿井瓦斯相对涌出量为 0 317m3 t 绝对涌出量为 0 1m3 min 二 氧化碳绝对涌出量为 0 1m3 min 相对涌出量为 0 317m3 t 该矿井为低瓦斯矿井 设计根据 矿井瓦斯涌出量预测方法 AQ1018 2006 标准 采用分源预测 法对矿井瓦斯涌出量进行预测 经计算矿井在开采 15 号煤层 1500m 标高时 其 15 号煤层瓦斯涌出量最大 故以 15 号煤层作为矿井设计依据 其中 采煤工作面瓦斯涌出量为 9 27m3 t 绝对瓦斯涌出量为 2 70m3 min 2 个掘 进工作面绝对瓦斯涌出量为 2 0 50 1 0m3 min 矿井相对瓦斯涌出量为 21 35m3 t 矿井绝对瓦斯涌出量为 6 75m3 min 根据预测结果分析该矿为高瓦斯矿井 根据 黔安监管办字 2007 345 号 关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工 作的意见 该矿地处突出危险矿区 如未作煤与瓦斯突出鉴定 应按突出矿井设 计和管理 矿井开采 9 号 15 号煤层 15 号煤层已作煤与瓦斯突出鉴定 根据 2008 年 02 月 28 日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对该矿 15 号煤 层突出鉴定结果 在 1575m 以上的无突出危险性 根据矿井开拓布置 矿井按突出 矿井设计 一采区 15 号煤层按突出矿井无突出危险区域设计和管理 矿井采取综合 防突措施进行开采 第四节第四节 矿井设计概况矿井设计概况 一 井田境界及储量一 井田境界及储量 1 井田境界 井田境界是依据采矿许可证上的矿界批复确定的 其拐点坐标见表 1 2 1 见表 1 4 1 表表 1 4 1 大安煤矿拐点坐标大安煤矿拐点坐标 拐点号XY 0300981635595890 1300982035596762 2301039035596762 3301038835597595 4300979135597606 5300978835598633 6300900035598630 7300900035597769 8300924335597089 9300868235596135 10300882835595880 开采深度 1750 1350m 矿区面积 2 7108km2 2 资源储量 根据贵州省煤田地质局一一三地质大队 2007 年 1 月提供的 贵州省大方县大水 乡大安煤矿补充地质勘查报告 在矿界范围内 开采深度 1750 1350m 内 截止 2006 年 12 月底 矿区保有资源量共计 498 2 万 t 其中 332 资源量为 299 5 万 t 333 资源量为 198 7 万 t 经计算 设计可采储量为 214 74 万 t 二 开拓与开采二 开拓与开采 1 矿井生产能力及服务年限 1 矿井生产能力 大安煤矿设计生产能力 15 万吨 年 2 矿井服务年限 服务年限 矿井设计可采储量 井型 储量备用系数 储量备用系数取 1 4 则 服务年限 214 74 15 1 4 10 22a 2 井田开拓方案 该矿采用斜井 平硐开拓方式 主要有主斜井 副平硐 回风平硐三个井筒 采 17 115 用集中布置 分煤层开采 矿井划分为一个水平 水平标高为 1600 矿井可采煤 层为 2 层 全矿井划分为三个采区开采 开采矿区西部 15 号煤层划分为一采区 开 采 9 号煤层为二采区 开采矿区东部 15 号煤层为三采区 可采煤层主要有 9 号和 15 号煤层 现采 15 号煤层 1151 工作面 回采工作面采用走向长壁后退式采煤法 全部垮落法管理 主斜井 副 回风平硐均布置在煤层顶板中 皮带运输大巷 轨道运输大巷 一采区轨道 皮带 回风上山均布置在 15 号煤层中 已施工完成 矿井可采煤层共 2 层 自上而下分别为 9 号 15 号煤层 3 采区划分 采区划分与煤层赋存条件 开采方式及采煤机械化程度有直接的关系 为了使 采区划分能够做到全井田合理开采 前后期统筹兼顾 均衡开采 矿井设计划分为 三个采区开采 开采矿区西部 15 号煤层划分为一采区 开采 9 号煤层为二采区 开 采矿区东部 15 号煤层为三采区 分煤层开采 区段间的开采顺序为区段下行式 采区开采顺序 一采区 二采区 三采区 4 煤层开采顺序 先采矿区西部 15 号煤层 再采矿区西部 9 号煤层 之后采矿区东部 15 号煤层 三 矿井通风三 矿井通风 矿井通风方式为中央并列式 通风方法为抽出式 主 副平硐进风 回风平硐 回风 回采工作面通风采用 U 型通风系统 回采工作面和各掘进工作面均采用独立 通风 掘进工作面为压入式 矿井以一个采煤工作面达产 采煤工作面为全风压通 风 主要通风机型号为 FBCDZ 6 14 B 风机功率为 2 45Kw 共 2 台 其中一 台工作 一台备用 其风量均为 18 9 42 1m3 s 风压为 537 2029Pa 采用 FBD 5 6 2 11kw 型局部通风机 4 台 采煤工作面采用全负压通风 掘进 工作面局部通风机采用压入式通风 1151 回采工作面通风路线 主斜井 副平硐 皮带运输大巷 轨道运输大巷 皮带上山 轨道上山 1151运输巷 1151采面 1151回风巷 1151回风绕道 岩石回风大巷 回风平硐 引风道 地面 接替掘进工作面通风路线 1152 回风巷掘进 主斜井 副平硐 皮带运输大巷 轨道运输大巷 皮带 上山 轨道上山 局部通风机 风筒送至 1152 回风巷掘进工作面 一掘进回风绕 道 回风上山 岩石回风平巷 回风平硐 引风道 地面 1152 运输巷掘进 主斜井 副平硐 皮带运输大巷 轨道运输大巷 皮带 上山 轨道上山 局部通风机 风筒送至 1152 运输巷掘进工作面 二掘进回风绕 道 回风上山 岩石回风平巷 回风平硐 引风道 地面 19 115 第第二二章章 矿矿井井综综合合防防治治煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出技技术术总总体体方方案案 一 概述一 概述 煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象 到目前为止 对各种地质 开 采条件下突出发生的规律还没有完全掌握 突出是危害矿井生产 安全 效益 发 展 稳定和矿工生命安全的严重灾害 防治突出是企业的战略选择 必须坚持以人 为本 源头治理 依法制突的原则 形成开采关系合理 系统环节可靠 装备安全 可靠 防治措施有效 实现人 机 环境互动的安全生产大环境 从根本上消除突 出危险 才能防止突出事故的发生 实现矿井本质安全生产和可持续发展 根据黔安监管办字 2007 345 号文件 大方县划定为煤与瓦斯突出矿区和突出危 险矿区 该矿按煤与瓦斯突出矿井设计 经煤与瓦斯突出鉴定 1575m 标高以上 15 号煤层按无突出危险进行设计和管理 二 该矿采取综合防突技术总体方案二 该矿采取综合防突技术总体方案 一 首先采用区域性综合防突措施先行的方针 根据 防突规定 第 35 条规定 新水平 新采区开拓前 当预测区域的煤层缺 少或者没有井下实测瓦斯参数时 可以主要依据地质勘探资料 上水平及邻近区域 的实测和生产资料等进行开拓前区域预测 作为突出矿井 大安煤矿应按图 2 1 1 的防突流程图进行操作和管理 开拓前区域预测结果仅用于指导新水平 新采区的设计和新水平 新采区开拓 工程的揭煤作业 根据 防突规定 第 36 条规定 开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦 斯的井下实测资料 并结合地质勘探资料 上水平及邻近区域的实测和生产资料等 进行 开拓后区域预测结果用于指导工作面的设计和采掘生产作业 中小煤矿的区域预测应委托有资质的单位进行 由于矿井按突出矿井设计和管 理 可直接采取区域防突措施 区域性综合防突措施包括以下内容 1 区域突出危险性预测 2 区域防突措施 3 区域防突措施效果检验 4 区域验证 二 以局部防突措施作为矿井防突措施的补充 当区域防突验证后 仍有危险的采掘工作面及未作突出预测的采煤工作面 要 实施局部综合防突措施 局部综合防突措施主要有 1 工作面突出危险性预测 石门揭煤 煤巷掘进 采煤工作面等 2 工作面防突措施 3 工作面防突措施效果检验 4 安全防护措施 三 当区域性预测无突出危险性可不采取措施 但必须进行安全防护措施 四 如矿井新作 9 号煤层及 1575m 标高以下 15 号煤层的突出鉴定时 业主应 及时根据矿井煤与瓦斯突出鉴定的实际情况及相关开采方案 设计 等的变更 重 新编制或修改完善防突设计 使之符合现场实际 五 鉴于煤与瓦斯突出鉴定单位的测定地点相对集中 范围较小 未能全面反 映 15 号煤层的瓦斯突出参数 为保证矿井安全建设 生产 在井巷建设及采掘过程 中 须继续收集资料验证 15 号煤层的煤与瓦斯突出危险性 在矿井开采新水平 新 采区 垂深增加达到 50m 或出现突出预兆时 须重新鉴定煤层的煤与瓦斯突出危险 性 六 在建设 生产过程中须经常分析煤层的瓦斯地质条件 在局部瓦斯富集区 和 煤厚变化剧烈地带采取必要的探测 释放瓦斯措施 七 矿井须建立非突出煤层升级为突出煤层的安全预警体系 配备必要的技术 人员和仪器 仪表 装备 定期检验煤层的突出危险性 21 115 危险区 黔渝煤 矿为突 出矿井 按突出 矿井进 行设计 突出煤层 开拓前区 域预测 用于指导 新水平 新采区设 计及开拓 工程揭煤 区 域 措 施 效 果 检 验 危险区无危险区 每 采 掘 10 50 m 进 行 区 域 验 证 有危险无危险 工 作 面 预 测 突出危险工作面无突出危险工作面 工作 面措 施效 果检 验 执 行 安 全 防 护 措 施 后 采 掘 作 业 工作 面防 突措 施 突出危险工作面无突出危险工作面 执行 安全 防护 措施 后采 掘作 业 区 域 防 突 措 施 无危险区 开 拓 后 区 域 预 测 图 2 1 1 大方县大水乡大安煤矿综合防突措施执行系统图 局部综合防突措施 区域综合防突措施 第第三三章章 矿矿井井各各系系统统合合理理性性论论证证及及调调整整 第一节第一节 开拓系统及开采方法合理性论证及调整开拓系统及开采方法合理性论证及调整 一 原则及要求一 原则及要求 大方县大水乡大安煤矿按煤与瓦斯突出矿井设计和管理 经煤与瓦斯突出鉴定 一采区 1575m 标高以上 15 号煤层按突出矿井无突出危险区域设计和管理 因此 大方县大安煤矿开拓系统巷道布置应符合根据 防治煤与瓦斯突出规定 第十六条 突出矿井的巷道布置应当符合下列要求和原则 1 运输和轨道大巷 主要风巷 采区上山和下山等主要巷道布置在岩层或非突 出煤层中 2 减少井巷揭穿突出煤层的次数 3 井巷揭穿突出煤层的地点应当合理避开地质构造破坏带 4 突出煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域 二 矿井开拓 开采二 矿井开拓 开采 1 井筒特征 1 主斜井 长 69m S净 6 1 m2 倾角为 11 采用锚喷支护 井口表土段 采用钢筋混凝土支护 主要用于原煤运输 进风等 2 副平硐 长 104 m S净 5 38 m2 倾角为 3 采用锚喷支护 井口表土 段采用钢筋混凝土支护 主要用于进风及铺设轨道运输材料 设备及排矸 3 回风平硐 长 61m S净 5 7 m2 倾角为 3 采用锚喷支护 井口表土段 采用钢筋混凝土支护 主要用于回风 表表 3 1 1 井筒特征表井筒特征表 2 巷道布置 该矿采用斜井 平硐开拓方式 主要有主斜井 副平硐 回风平硐三个井筒 采 用集中布置 分煤层开采 矿井划分为一个水平 水平标高为 1600 三个采区开 采 可采煤层有 9 号和 15 号煤层 现回采一采区 15 号煤层 1151 工作面 回采工作 23 115 面采用走向长壁后退式采煤法 全部垮落法管理 主斜井 副平硐 回风平硐为底 板穿层布置 沿 15 号煤层布置三条上山 通过石门或绕道连通采掘巷道 沿煤层走 向布置回采工作面 3 水平及采区划分 根据采区划分与煤层赋存条件 地质构造情况 开拓方式 矿井划分为一个水 平 水平标高为 1600 4 井筒数目 矿井设计有主斜井 副平硐 回风平硐 共有三个井筒 5 采区划分 采区划分与煤层赋存条件 开采方式及采煤机械化程度有直接的关系 为了使 采区划分能够做到全井田合理开采 前后期统筹兼顾 均衡开采 按矿井实际赋存 情况 矿井设计划分为三个采区开采 开采矿区西部 15 号煤层划分为一采区 开采 9 号煤层为二采区 开采矿区东部 15 号煤层为三采区 分煤层开采 区段间的开采 顺序为区段下行式 采区开采顺序 一采区 二采区 三采区 三 开拓系统论证及调整三 开拓系统论证及调整 该矿按突出矿井设计和管理 三条井筒为穿岩层布置 一采区三条上山已布置 在 15 号煤层中 回风平硐为专用回风巷 主斜井 副平硐为两个安全出口 采区 工作面均有两个连接井筒的安全出口 井下巷道弯道较多 建议业主加强井下巷道 顶板的维护工作 以保证矿井的正常生产 大安煤矿开拓系统基本合理 第二节第二节 开采顺序及保护层选择合理性论证开采顺序及保护层选择合理性论证 大安煤矿可采煤层为 9 号 15 号煤层 9 号煤层距 15 号煤层为 58m 选择先开 采下保护层 15 号煤层 9 号煤层为被保护层 下保护层的有效距离为 100m 可以 起对 9 号煤层起到保护作用 先开采 15 号煤层 再开采 9 号煤层是可行的 因 15 号煤层煤质好 煤层较厚 售价高 对矿方有经济效益 开采 15 号煤层最大裂隙影 响范围为 H 10 M COS 为 14 7m 9 号煤层距 15 号煤层为 58m 不受影响 第三节第三节 通风系统合理性论证及优化通风系统合理性论证及优化 矿井采用分