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文档简介
1、水城县蟠龙煤业有限责任公司防治煤与瓦斯突出设计说明书 贵州天设项目咨询有限公司二0一0年八月水城县蟠龙煤业有限责任公司防治煤与瓦斯突出设计说明书(矿井规模:30万吨/年)编 制:审 核: 贵州天设项目咨询有限公司二0一0年八月目 录前 言1一、项目来源1二、编制的目的和意义1三、编制依据2一、委托书2二、相关文件2三、规程规范、技术标准3四、业主提供的相关资料3第一章 矿井概况1第一节井田概况1第二节煤层赋存情况3第三节地质构造情况8第四节 矿井开拓与开采9第五节 矿井通风情况15第六节 矿井瓦斯情况19第二章 煤与瓦斯突出危险性及防治措施24第一节 煤与瓦斯突出危险性评价24第二节 煤与瓦斯
2、突出防治对策30第三章 区域综合防突措施33第一节 区域综合防突措施基本程序和要求33第二节 区域突出危险性预测33第三节 区域防突措施35第四节 区域措施效果检验48第五节 区域验证52第四章 局部综合防突措施56第一节 局部综合防突措施基本程序和要求56第二节 工作面突出危险性预测58第三节 工作面防治突出措施62第四节 工作面防突措施效果检验65第五章 安全防护措施70第一节 反向风门及金属挡栏70第二节 避难所及压风自救系统72第三节 远距离爆破74第四节 其它安全要求74第六章 突出矿井管理76第一节 防突组织管理76第二节 防突技术管理79第三节 现场管理84第七章 防突仪器、装备
3、91第八章 结论与建议93附录一 煤层瓦斯压力测定方法95附录二 钻屑指标法96附录三 防突措施有效半径的测定方法97附 图:1、矿井通风系统图;2、井下避灾线路图;3、压风自救系统图;4、瓦斯抽放管路系统图;5、采区巷道布置及机械配备平面图。附 件:1、水城县蟠龙煤业有限责任公司设计委托书;2、水城县蟠龙煤业有限责任公司(杨忠)许可证(副本)证号:C5200002009101120041322;3、企业法人营业执照(副本)注册号:5200002207854(2-1);4、煤炭生产许可证 证号:X240204070;5、安全生产许可证(副本)编号:黔MK安许证字(2005)0765;6、贵州省
4、煤炭管理局文件,黔煤生产字(2007)514号“对六盘水市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”;7、贵州省煤炭管理局文件,黔煤生产字(2008)1504号“对六盘水市2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”;8、煤炭科学研究总院重庆分院煤炭自燃倾向等级鉴定报告表(2004年8月2日);9、煤炭科学研究总院重庆分院煤尘爆炸性鉴定报告(2004年7月29日)。前 言一、项目来源根据贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”(黔安监管办字2007345号)。水城县为国家划定的突出矿区,水城县蟠龙煤业有限责任公司(煤矿
5、)按有煤与瓦斯突出矿井进行管理。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。为此,水城县蟠龙煤业有限责任公司委托我公司对水城县蟠龙煤业有限责任公司(煤矿)进行矿井防治煤与瓦斯突出专项设计。二、编制的目的和意义近年来,国家对煤炭的需求不断加大,许多新建矿井转入深部开拓开采,由于对深部煤层的突出危险性掌握不清,很多新建矿井没有按照突出矿井的要求编制防突专项设计,或者防突专项设计的治理措施与开采煤层的突出危险程度不相吻合。本次防突规定编制重点强调了区域防突治理,要求突出矿井未采取区域综合防突措施并达到要求指标的
6、,严禁进行采掘活动,做到“不掘突出头,不采突出面”。突出矿井新水平、新采区由于在不同构造单元突出倾向性及突出危险程度不相等,投产前,收集的瓦斯基础资料也不够丰富,加之突出矿井采掘接替相对紧张,新水平、新采区工作面往往仓促投产,投产前瓦斯治理工程存在不到位或瓦斯治理工程与突出危险程度不匹配,必须按照管理权限由煤矿监管矿部门组织,对新水平、新采区专项的防治突出的治理效果能否满足安全生产,防治突出工程、防突通风、抽采系统是否和已知的瓦斯危害程度相配套等进行验收,满足生产方可移交生产。 三、编制依据一、委托书水城县蟠龙煤业有限责任公司矿井防治煤与瓦斯突出专项设计编制委托书。二、相关文件1、国家发展和改
7、革委员会、科学技术部、财政部、劳动和社会保障部、国土资源部、国家环境保护总局、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局文件 “关于印发煤矿瓦斯治理与利用实施意见的通知” (特急 发改能源20051119号);2、国家发展改革委“关于印发煤矿瓦斯治理与利用总体方案的通知” (发改能源20051137号);3、贵州省安全生产监督管理局文件(黔安监管规划字200760号)关于2007年度贵州省煤矿安全专项技改项目申报工作的通知;4、贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”(黔安监管办字2007345号);5、国务院安委
8、会办公室关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见)(安委办200817号);6、贵州省人民政府办公厅黔府办发(2008)83号文省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见;7、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局关于加强煤矿建设项目瓦斯抽采工作的通知(安监总煤行2008167号)。三、规程规范、技术标准1、防治煤与瓦斯突出规定,国家安全生产监督管理总局令第19号;2、煤矿安全规程( 2010);3、煤矿瓦斯抽采基本指标(AQ1026-2006);4、煤矿瓦斯抽放规范(AQ1027-2006);5、石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件(MT/T 955-2005);6、
9、预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出措施效果评价方法(MT/T 1037-2007);7、煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007);8、煤矿井工开采技术条件(AQ1028-2006);9、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程;10、煤炭工业小型矿井设计规范(GB503992006);11、矿井瓦斯等级鉴定规范(AQ1025-2006);12、煤与瓦斯突出矿井鉴定规范(AQ1024-2006);13、我国现行煤炭工业的其它有关规定、规程、规范。四、业主提供的相关资料1、重庆煤田地质研究所2007年11月编制的贵州省水城县蟠龙煤业有限责任公司(整合)资源/储
10、量核实报告及备案证明;2、重庆华地工程勘察设计院所编制的贵州省水城县蟠龙煤业有限责任公司(整合)开采方案设计及批复;3、水城县蟠龙煤业有限责任公司(整合)安全专篇;4、贵州省水城县蟠龙煤业有限责任公司提供的相关资料。23第一章 矿井概况第一节井田概况一、 位置与交通水城县蟠龙煤业有限责任公司(煤矿)位于水城县城中心的东南方向,行政区划属水城县蟠龙乡管辖。距六盘水市中心区38km水(城)黄(果树)高等级公路33Km、乡村公路3Km,矿区公路1Km),矿井地理坐标:东经105°0648105°0756,北纬26°210626°2226。交通较为方便。二、 井
11、田范围和煤炭储量1、井田范围水城县蟠龙煤业有限责任公司(整合)矿区位于白泥滥坝向斜西翼,矿界范围由4个拐点坐标圈定,呈不规则多边形,矿区平均走向长2.4km(平均),倾斜宽1.6km,拟采K18、K19、K21、K23、K25、K27、K29煤层,开采标高+1300m+660m,矿区面积3.8717k。其具体范围由4个拐点坐标确定,拐点坐标见表1-1-1。表1-1-1 拐点坐标表拐点编号XY备注12918200.0035511837.00开采标高+1300m+660m,矿区面积3.8717km222918347.0035513195.0032915854.0035513170.00429158
12、52.0035511312.00图1-1-1 蟠龙煤矿交通位置蟠龙煤业2、煤炭储量矿区范围内可采和局部可采煤层共4层,即K23、K25、K27、K29,零星可采煤层3层:即K18、K19、K21。矿井设计可采储量=(工业储量-主要井巷煤柱)×采区回采率,K23、K27、K29煤层平均厚度小于1.30属于薄煤层,采区回采率取85%,K25煤层平均厚度3.30属于中厚煤层,采区回采率取80%,可采储量575.51万吨。三、 矿井设计生产能力和服务年限矿井设计生产能力为30万t/a,矿井设计服务年限为12.7年。第二节煤层赋存情况一、 含煤性矿区内含煤地层为二叠系上统龙潭组(P3l),为灰
13、色、灰黑色薄中厚层状粉砂岩,泥质粉砂岩、粘土岩夹煤层,含煤层13层,煤层平均总厚度18.46m,含煤系数12.1%,详见煤系地层综合柱状图1-2-1。区内煤层编号自上而下分别为K1、K2、K3K13,井田范围内可采和局部可采煤层共4层,即K23、K25、K27、K29,零星可采煤层3层:即K18、K19、K21。可采及局部可采煤层特征见表1-2-1图1-2-1 煤系地层综合柱状图表1-2-1 可采煤层特征表煤层名称煤层厚度(m)层间距(m)煤层结构顶底板岩性煤层稳定性倾角(°)煤层可采性最小最大平均最小最大平均夹矸层数夹矸总厚度(m)顶板底板K180.41.880.90/泥岩泥岩基本
14、稳定2255零星可采646665K190.41.980.80/泥岩粘土岩不稳定2255零星可采8119K210.151.520.90/泥岩粘土岩不稳定2255零星可采384139K230.611.501.20/粘土岩砂岩不稳定2255可采192320K251.224.703.30/细砂岩粉砂岩基本稳定2255可采252827K270.402.701.25/粘土岩粘土岩不稳定2255局部可采394140K290.451.650.90/粉砂岩粘土岩不稳定2455局部可采二、 煤层特征首采层K21煤层, K21煤层(在原小寨沟煤矿的矿区范围内称K21煤层,在原潘家沟煤矿的矿区范围内称K10煤层,在原
15、恒鑫煤矿的矿区范围内称K10煤层,在原云桂煤矿的矿区范围内称K15煤层):上距K19煤层一般约9m,煤层呈条带块状,较硬,结构简单,煤厚0.15m1.22m,煤层厚度变化较大,由南向北煤层逐渐增厚,在F3断层上盘,煤层稳定可采外,其余地段煤层薄化至0.50m,不可采。属零星可采煤层。主采层K23煤层和K25煤层,K23煤层上距K21煤层一般约39m,煤层呈条带块状,结构简单,煤层厚0.61m1.50m,平均煤层厚度1.20m,煤层厚度变化大,在矿区范围内煤层薄,但基本稳定可采,属较稳定的可采煤层。K25煤层上距K23煤层一般约20m,煤层呈条带块状,较硬,结构简单,煤厚1.224.70m,平均
16、煤层厚度3.30m,煤层厚度变化大,属稳定的可采煤层,为矿井的主采煤层。可采、局部可采、零星可采煤层对比见图1-2-2 图1-2-2 矿区范围内可采、局部可采、零星可采煤层对比图三、 煤质特征1、煤的物理性质矿区范围内各主要煤层的物理性质基本相似,多为黑色、条带及粉状结构,层状及块状构造,块度大,煤岩成份以亮煤、暗煤为主,煤岩类型属暗型、半亮型煤。显微结构:以条带状为主,次为细条带状,偶有不规则状、碎片状。非均质性强。变质程度均为焦煤阶段,成因类型为陆植煤。2、煤的化学性质储量核实报告对该矿井下煤层取样化验结果各煤层主要煤质指标详见表1-2-1。表1-2-1 水城县蟠龙煤业有限责任公司(整合)
17、煤质化验结果表煤层名称水分Mad,%灰份Ad,%挥发份Vd%全硫St.d,%发热量Qgr.v.d(MJ/kg)K181.21523.190.9523.43K191.11615.981.5527.96K210.818.2215.160.8025.12K231.315.5422.030.7128.91K250.814.3522.870.2628.46K270.749.5520.801.0831.37K290.9613.2718.271.0627.90根据前面化验的结果,水城县蟠龙煤业有限责任公司(整合)开采的K18煤层属低灰、中硫、中热值烟煤;K19煤层属低灰、中高硫、高热值贫煤;K21煤层属中灰
18、、低硫、中热值贫煤;K23煤层属低灰、低硫、高热值烟煤;K25煤层属低灰、特低硫、高热值烟煤;K27煤层属特低灰、中硫、特高热值烟煤;K29煤层属低灰、中硫、高热值烟煤;煤层可作为动力用煤、炼焦用煤等。3、煤的工艺性能由于本矿采用原煤销售,主要供电厂,部分为民用煤,故未作有关测试。第三节地质构造情况一、地 层井田位于白泥滥坝向斜西翼,出露的地层有二叠系上统玄武岩组(P3)、二叠系上统龙潭组(P3l)、三叠系下统飞仙关组(T1f)及第四系(Q)等,含煤地层为二叠系上统龙潭组(P3l)。现将地层由新到老简述如下。第四系(Q):为冲积、洪积层,由黄色亚粘土和粉砂岩碎快构成,沿沟谷低洼地带分布,厚0m
19、20m。三叠系下统飞仙关组(T1f):为灰绿色薄中厚层状细砂岩,粉砂岩为主,厚440m550m。二叠系上统龙潭组(P3l):灰色、灰黑色薄中厚层状粉砂岩,泥质粉砂岩、粘土岩夹煤层,含煤层2030层,煤层平均总厚度18.46m,含煤系数12.1%。含可采和局部可采煤层7层。产大羽牙齿,栉羊齿等植物化石,厚约350m。二叠系上统玄武岩组(P3):黑色、绿色杏仁状晶质玄武岩,厚度不详。见图1-2-1 ,煤系地层综合柱状图。二、构 造1、区域构造井田大地构造区域位于扬子准地台黔北台隆六盘水断层陷威宁北西构造变形区的白泥滥坝向斜西翼。区域内地层发育较好、出露完整,尤以下古生界层序完整、化石丰富而著称,研
20、究历史悠久。2、井田构造井田位于位于白泥滥坝向斜(蟠龙向斜)西翼(见图1-3-1),井田内岩层呈现出向南东向倾斜的单斜构造,受断层影响,井田范围内地层倾向和倾角变化较大,地层倾向83°135°,倾角22°55°,平均约33°,F2断层以南,地层倾角为倾角45°48°,平均约46°,F3断层以北南,地层倾角为倾角54°57°,平均约55°,F3断层和F2断层之间,地层倾角为倾角24°42°,平均约30°。构造线总体呈北东向展布,发育的断裂构造以北东向为主;从
21、向斜轴部至两翼出露地层依次为三叠系关岭组、永宁镇组、大冶组,大隆组、龙潭组、峨眉山玄武岩组、茅口组及栖霞组,其中龙潭组是最主要的含煤岩系。第四节 矿井开拓与开采。图1-3-1 构造纲要图第四节 矿井开拓与开采一、开拓方式根据地形条件和地面工业场地的位置设计选择斜井开拓方式,利用原恒鑫煤矿工业广场改造后作为整合后矿井的工业广场,在广场内布置矿井的主斜井和副斜井为全矿井服务,同时兼作首采区的提升上山,在副斜井以南102m处布置中风井为F2、F3断层之间的采区服务,利用原小寨沟煤矿的主井作矿井的南回风井,为F2断层以南的采区服务,利用原潘家沟煤矿的风井作矿井的北回风井,为F3断层以北的采区服务,矿井
22、形成分区回风系统;在矿井F2断层以南和F3断层以北区域布置南辅助行人斜井和北辅助行人斜井,以保证矿井不同时期除回风井以外有2个能行人的安全出口。矿井划分为一个水平,即+800m水平,沿K25煤层底板布置水平运输大巷,距离K25煤层底板垂直距离为20m,大巷两端分别布置南翼主石门及北翼主石门,分别穿过F2断层和F3断层,连接南、北两翼采区。在+800m布置井底车场、水仓、水泵房、中央变电所、机车充电硐室、人车等候硐室、消防器材硐室等。二、井 筒矿井共布置7个井筒,分别为主斜井、副斜井、南辅助行人斜井、北辅助行人斜井、中风井、南风井、北风井。详见井筒特征表1-4-1。表1-4-1 井筒特征表序号项
23、目井筒特征主斜井副斜井中风井南风井北风井南辅助行人斜井北辅助行人斜井1井口坐标x2917370291737229172842916181291698629159562918039y3551172535511603355117153551176133123603551218935123392方位(°)3003002981942532502803井筒倾角322828283023304井口标高(m)+1155+1151+1140+1140+1223+119712335井筒长度(斜长)(m)67074818750070504+100m6井筒直径或宽度净(m)4.92.82.72.72.72.
24、72.7掘进(m)5.983.62.82.82.82.82.87井筒断面(m2)净16.1476.36.36.36.36.3掘进22.2310.137.47.47.48支护厚度(mm)300350302502503030材料砌碹砌碹锚喷砌碹砌碹锚喷锚喷9井筒装备30kg双轨箕斗30kg单轨、缆线、管道抽放防尘管三、水平设置、煤组的划分和采区划分1、水平设置:根据矿井现已形成的井筒、设计所推荐的矿井开拓方案、井田范围内的走向长度、煤层的开采标高范围、煤层赋存状况、设备能力、运输方式、管理水平等综合分析,全矿划分为一个水平,即+800m水平。F2、F3断层之间的采区受地面建筑物压煤影响,只有上山开
25、采;F2断层以南、F3断层以北的采区为上、下山开采。2、煤组的划分:根据矿井煤层的赋存情况,煤质情况、资源储量情况,煤层层间距965m,煤层间水平距离最远为174m,设计采用联合布置,不进行分组布置。3、采区划分:根据井田范围、开拓布置及水平的设置,F2、F3断层之间划分为一采区,为上山采区,F2断层南翼及F3断层北翼的+800m水平上、下山分别划分为一个采区,整合后,矿井共划分为五个采区。一采区:位于F2断层和F3断层之间,标高范围+800m+1100m,+1052m以上至+1100m受风氧化带影响,不能布置正规工作面,作为残采区,采区垂高300m,平均划分为四个区段,区段垂高63m。采区走
26、向长1230m1560m,为双翼采区,上山开采,煤层倾角2242°,平均32°。二采区:F2断层以南,标高范围+800m+1170m,垂高370m,采区走向长800m1000m,为双翼采区,上山开采,煤层倾角2255°,平均32°。三采区:F2断层以南,标高范围+660m+800m,垂高140m,采区走向长800m,为双翼采区,下山开采,煤层倾角2255°,平均32°。四采区:F3断层以北,标高范围+800m+1030m,垂高230m,采区走向长600m,为双翼采区,上山开采,煤层倾角2255°,平均32°。五采区
27、:F3断层以北,标高范围+660m+800m,垂高140m,采区走向长600m800m,为双翼采区,下山开采,煤层倾角2255°,平均32°。该采区为后期规划采区。4、开采顺序(1)煤层开采顺序:根据矿井煤层的赋存情况,煤质情况、资源储量情况,K18、K19、K21煤层均属零星可采煤层,资源条件较差,属于本阶段暂不利用的资源储量,设计首采区内先采K23、K25、K27、K29煤层,待生产后期探明三层煤的赋存条件后再进行开采。矿井煤层的开采顺序是:即K23K25K27K29K18K19K21。K23煤层作为保护层在投产前首先开采。(2)采区开采顺序:矿井采区的开采顺序是一采区
28、二采区三采区四采区五采区。一采区作为矿井的首采区。(3)区段开采顺序:在采区内各区段采用从上到下的顺序开采。四、采区巷道布置及主要设备配置1、采区巷道布置:首采区利用主斜井兼作采区提升上山,利用副斜井兼作轨道上山,在K23煤层底板布置采区专用回风上山与回风斜井相连,回风上山倾角30°,长度为504m。轨道上山与回风上山各区段布置甩道石门连通各煤层区段巷道,每个区段布置2个区段石门。各区段布置区段煤仓与主斜井相连,区段煤仓长15m。采煤工作面布置运输平巷和回风平巷,均设计为梯型断面,运输巷机轨合一, 下区段回风巷与上区段运输巷之间留设10m煤柱。在K25煤层底板岩层中布置底板瓦斯抽放巷
29、,巷道距K25煤层底板垂距20m,通过甩道石门与副斜井、回风上山相连,分上、下区段布置两条抽放巷,并通过抽放回风上山相连形成通风系统。五、采煤方法与回采工艺1、采煤方法首采区采用走向长壁采煤法,后退式开采;煤层倾角大于55°以上的采区采用伪倾斜柔性掩护支架采煤方法。2、回采工艺A、落煤方式:首采区煤层倾角为2242°,平均32°,达产工作面K25煤层厚0.904.10m,平均3.3m。采用分层开采,先开采上分层,铺设人工假顶,再开采下分层。保护层开采的K23煤层工作面采用放炮落煤。B、装煤、运煤:首采区采煤工作面采用刮板运输机运输,机械化自动装煤,运输平巷采用皮带
30、运输机运输。C、工作面支护:高档普采工作面设计采用单体液压支柱加绞接顶梁支护,全部垮落法处理采空区。高档普采工作面采用“三·四”控顶。 D、工作面循环作业:设计高档普采工作面采煤工作面采用“四·六”作业制,两采两准,采煤班工作面每班进四刀,截深0.6m,循环进度2.4m,日循环个数2个,分层开采,工作面平均日推进度2.4m。E、采区、工作面的回采率:本矿井开采煤层属薄中厚煤层,机械落煤,采区回采率为80%,采煤工作面回采率为95%。F、采煤工作面回采方向与超前关系:采煤工作面实行区内后退式开采。六、采煤工作面布置因矿井为煤与瓦斯突出矿井,设计矿井先投产保护层工作面,根据矿井
31、的煤层开采顺序,先投产K23煤层工作面,根据整合前潘家沟和小寨沟煤矿、恒鑫煤矿的开采经验,K23煤层的突出危险性相对较小,一直作为整合前这三个矿井的保护层开采,根据矿山多年开采的经验,采用K23煤层作为保护层,设计拟在被保护层工作面(12501)达产,同时布置下区段的K23煤层保护层工作面,为下阶段的保护层开采。保护层12301工作面:工作面参数:煤层倾角平均为32°,工作面平均长度为108m,工作面煤厚平均0.90m,煤层容重1.41tm3;走向长壁采煤法,放炮落煤方式,单体液压支柱加绞接顶梁支护,全部垮落法处理采空区。采用“三·四”控顶,最大控顶距为5m(炮道0.2m)
32、,最小控顶距为3.8m,放顶步距为1.2m。达产工作面12501工作面:采煤工作面参数:采煤工作面设计为高档普采工作面,走向长壁采煤法,煤层倾角平均为32°,煤层平均厚度为3.3m。作面长度设计为108m;设计采用铺设金属网假顶分层开采,第一次采高为1.65m,采煤工作面设计采用单体液压支柱加绞接顶梁支护,柱距0.7m,排距1.2m,全部垮落法处理采空区。高档普采工作面采用“三·四”控顶,最大控顶距为5.45m(机道0.65m),最小控顶距为4.25m,放顶步距为1.2m。工作面编号释义:以12501为例,第一位为采区编号,1表示一采区,第二、三位25表示煤层号(25号煤层
33、),依此类推,第四、五位为工作面序号。第五节 矿井通风情况一、通风方式矿井通风方式为中央式,其中首采区达产时为中央并列式,后期为中央分列式。通风机工作方法为机械抽出式。二、矿井通风系统井田位于白泥滥坝向斜(蟠龙向斜)西翼,井田内岩层呈现出向南东向倾斜的单斜构造,受断层影响,井田范围内地层倾向和倾角变化较大, F3断层以北南,地层倾角为倾角54°57°,平均约55°,F3断层和F2断层之间,地层倾角为倾角24°42°,平均约30°。因此,井田范围各构造单元开采技术条件各不相同。同时,矿井生产能力30万t/a,布置1个高档普采工作面及2个
34、掘进工作面达产,需风量较大,根据以上具体情况,设计利用主、副斜井进风,按地质条件、开采标高等因素将开采范围分为五个采区,布置不同的风井分别为不同的范围回风,各采区独立通风。设计由不同的风井为不同的区域服务。三、矿井通风路线1、采煤工作面通风设计采用走向长壁采煤法,后退式开采,新鲜风流由区段运输平巷进入采煤工作面,清洗工作面形成污风后,由其回风平巷流入回风石门、回风上山,再由回风巷进入回风井排出地面,采煤工作面采用“U”形通风。达产期采煤工作面通风线路如下:新鲜风流主斜井(副斜井)+989m中部车场及运输石门12501区段运输平巷12501工作面污风12501区段回风平巷中风井地面。2、掘进工作
35、面通风掘进工作面采用局部通风机压入式通风,并配有湿式除尘器。12502区段回风平巷掘进工作面通风线路:新鲜风流主、副斜井+1052m中部车场及运输石门底板绕道局部通风机12502区段回风平巷掘进工作面污风回风联络巷中风井地面。12502区段运输平巷掘进工作面通风线路:新鲜风流主、副斜井+989m中部车场及运输石门局部通风机12502区段运输平巷掘进工作面污风回风联络巷一采区回风上山中风井地面。3、硐室通风中央变电所、水泵房、人车等候室位于进风流中,消防材料库采用全风压通风。四、安全逃生途径1、矿井安全出口设置各采区在各个时期均有三个及以上通往地面的安全出口,采煤工作面两端及掘进工作面均与主斜井
36、(采区运输上下山)、副斜井(采区轨道上下山)和回风井(采区回风上山)相连通,在不同时期均能保证三个及以上的安全出口,出口之间的距离均大于30m,回风井与进风井之间的距离大于100m,每个采区均有三个独立的安全出口,符合煤矿安全规程及相关规范和文件的要求。2、井下避灾路线根据井下发生灾害的地点不同或灾害类型不同,有不同的避灾路线。因此事故发生时,在场人员应尽量了解和判断事故性质、地点及灾害程度,并由在场的负责人或有经验的老工人带领,根据当时当地的实际情况,选择安全路线或按预先规定的安全线路,迅速撤离危险区域。井下发生火灾、瓦斯及煤尘爆炸时,要立即通知附近的工作人员迅速撤离灾区,逆风流方向撤退,撤
37、出时,必须带上自救器。井下发生透水事故时,应根据现场地势向高处撤退,避免进入涌水附近的独头巷道。井下发生冒顶事故时,要根据现场情况,及时撤到支护完好可靠的地点,并及时加强冒顶区的支护,全力营救被煤、矸埋住的人员。井下发生机运事故时,要及时切断电源,并将受伤人员撤到安全地点。假设12501采煤工作面发生水灾时的避灾线路:12501采煤工作面12501区段回风平巷+1052m运输石门副斜井地面;假设12502区段运输平巷掘进工作面发生水灾时的避灾线路:掘进工作面+989m运输石门副斜井地面。假设12502区段回风平巷掘进工作面发生水灾时的避灾线路:掘进工作面+1052m运输石门副斜井地面。假设12
38、501采煤工作面发生火灾、瓦斯事故时的避灾线路:12501采煤工作面12501区段运输平巷+989m运输石门副斜井地面。假设12502区段运输平巷掘进工作面发生火灾、瓦斯事故时的避灾线路:掘进工作面+989m运输石门副斜井地面。假设12502区段回风平巷掘进工作面发生火灾、瓦斯事故时的避灾线路:掘进工作面+989m运输石门副斜井地面。详见避灾线路图。五、通风设备1、主要通风机选型根据安全专篇说明书,选用FBCDZ8-18型矿用防爆轴流式通风机符合要求,设计选用该型号的主要通风机两台,一台运转,一台备用。配套电机75×2kW。其主要性能参数如下:通风时期风机型号叶片安装角(°
39、)风量(m3/s)静压(Pa)效率(%)输出功率(kW)配套电机(kW)转速(r/min)容易时期FBCDZ8-1834/31624062519106910275×2740困难时期FBCDZ8-1835/32674367019707911675×27402、局部通风机选型根据安全专篇说明书,每个掘进工作面选用FBDA6.3/22×2型矿用防爆对旋式轴流局部通风机2台,一台工作,一台备用,风量572357m3/min,风压19205100Pa,配套电机2×22kW。六、反风方式及反风线路1、反风方式采用风机电机反转反风,通过电控设备控制电动机的正反转,要求
40、风机在安装时同时安装正反转电控装置。2、反风线路通风机反转时,新鲜风中风井12501区段回风平巷12501采煤工作面12501区段运输平巷+989m运输石门及中部车场主副斜井地面。第六节 矿井瓦斯情况一、矿井瓦斯等级根据贵州省煤炭管理局黔煤生产字(2008)1504号文“对六盘水市2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”,矿井绝对瓦斯涌出量为4.77m3/min;相对瓦斯涌出量为56.85m3/t。对蟠龙煤业2008年度瓦斯等级结果为高瓦斯矿井(2007年度瓦斯等级结果为高瓦斯矿井,2009年没有保留生产系统);根基安全专篇说明书的计算,投产初期矿井相对瓦斯涌出量为56.14m3/t,后期矿井
41、瓦斯涌出量为91.23 m3/t。根据贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局黔安监管办字2007345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”,该井田位于水城县境内,该区域划定为煤与瓦斯突出矿区。该矿未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定,开采设计按煤与瓦斯突出矿井进行设计。二、煤层瓦斯压力、瓦斯含量及梯度因该矿无瓦斯压力、煤层瓦斯含量、瓦斯含量梯度等实测数据,本次设计统计了安全专篇说明书中的预测数据见表1-6-1、1-6-2、1-6-3。表1-6-1 各煤层各标高吸附瓦斯含量计算表煤层标高水分灰分挥发分埋深压力1/enab吸附含量(m)WfAfVrH(m)P(M
42、Pa)Wx(m3/t)1810441.21523.191600.960.667.270.90710.128001.21523.194902.940.667.270.90714.511910441.11618.981600.960.666.3860.92411.038001.11618.984902.940.666.3860.92415.292110440.818.218.161600.960.666.2140.92711.778000.818.218.164902.940.666.2140.92716.22310441.315.5422.031600.960.667.0260.91210.01
43、8001.315.5422.034902.940.667.0260.91214.232510440.814.3522.871600.960.667.2030.90911.328000.814.3522.874902.940.667.2030.90916.22710440.749.5520.81600.960.666.7680.91712.68000.749.5520.84902.940.666.7680.91717.732910440.9613.2718.271600.960.666.2370.92711.968000.9613.2718.274902.940.666.2370.92716.4
44、8表1-6-2 各煤层各标高瓦斯压力及游离瓦斯含量计算表煤层标高 (m)容重t/m3孔隙率%瓦斯压缩系数埋深m瓦斯压力Mpa游离含量m3/t1810441.418.41.021600.960.578001.418.41.024902.941.751910441.418.41.021600.960.578001.418.41.024902.941.752110441.418.41.021600.960.578001.418.41.024902.941.752310441.418.41.021600.960.578001.418.41.024902.941.752510441.418.41.021
45、600.960.578001.418.41.024902.941.752710441.418.41.021600.960.578001.418.41.024902.941.752910441.418.41.021600.960.578001.418.41.024902.941.75表1-6-3 各煤层瓦斯含量及梯度计算结果表煤层标高 (m)吸附瓦斯WXt/m3游离瓦斯WYt/m3瓦斯含量WHt/m3含量梯度(m3/t.100m)18104410.120.5710.692.2980014.511.7516.2719104411.030.5711.612.2380015.291.7517.0521
46、104411.770.5712.342.380016.21.7517.9523104410.010.5710.592.2180014.231.7515.9925104411.320.5711.892.4880016.21.7517.9627104412.60.5713.172.5980017.731.7519.4829104411.960.5712.532.3480016.481.7518.23表1-6-4 各煤层煤尘爆炸性指数计算表煤层Wf(%)Ag(%)Vf(%)Vr(%)231.315.5422.0326.49250.814.3522.8726.95270.749.5520.823.19
47、290.9613.2718.2721.3三、煤尘爆炸性根据该矿K25煤层鉴定结果,煤尘有爆炸性,其余煤层没有鉴定。各煤层的煤尘爆炸性指数按下式计算,计算结果见表1-6-4。根据计算结果,各煤层煤尘爆炸指数均大于10%,因此,本次设计按各煤层煤尘均的爆炸性进行设计,矿井在建设期间应尽快委托有资质单位对各煤层的煤尘爆炸性进行鉴定。Vr=×100式中:Vf工业分析挥发分,%; Ag工业分析灰分,%; Wf工业分析水分,%。四、煤的自燃倾向性根据检测报告,该矿K25煤层的自燃发火倾向性为类,其余煤层未作鉴定。本次设计按自燃发火设计,建议业主及时补作其它各煤层的自燃发火倾向性鉴定。第二章 煤与
48、瓦斯突出危险性及防治措施第一节 煤与瓦斯突出危险性评价一、突出危险性评价指标根据煤与瓦斯突出矿井鉴定规范及防治煤与瓦斯突出规定第十三条,突出煤层鉴定应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行。当动力现象特征不明显或者没有动力现象时,应当根据实际测定的煤层最大瓦斯压力P以及软分层煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度p、煤的坚固性系数f等指标进行鉴定。当全部指标均达到或者超过表2-1-1所列的临界值时即为突出煤层。由于蟠龙煤矿各煤层没有实测的突出指标临界值资料,因此各指标的临界值根据规定,参照表2-1-1执行。表2-1-1 煤层突出危险性鉴定单项指标临界值煤层突出危险性破坏类型瓦斯放散初速度p煤的坚固性系
49、数f煤层瓦斯压力(MPa)突出危险、100.50.74矿方须尽快委托有资质的单位对应当对矿井内采掘工程可能揭露的所有平均厚度在0.3m以上的煤层进行突出危险性评估。二、突出预测参数的确定1、煤的破坏类型预测煤层突出危险性的单项临界指标值在不同地区、不同矿井、不同煤层,其指标值不一定相同,应根据实测资料来确定,表2-1-1、2-1-2所列数据,是在无实测资料下作参考。蟠龙煤矿必须在开采过程中,实测不同煤层临界指标值,并归纳、总结、验证,得出本矿井的预测煤层突出危险性的单项临界指标值。表2-1-2 煤的破坏类型特征破坏类型光泽构造与结构特征节理性质节理面性质断口性质强 度类(非破坏煤)亮与半亮层状
50、构造、快状构造,条带清晰明显一组或二、三组节理,节理系统发达,有次序有方解石充填物,次生面少,节理、劈理面平整参差阶状,贝状、波浪状坚硬,用手难以掰开类(破坏煤)亮与半亮1、尚未失去层状,较有次序;2、条带明显,有时扭曲,有错动;3、不规则块状,多棱角;4、有挤压特征次生节理面多,且不规则,与原生节理呈网状节理节理面有擦纹、滑皮、节理平整,易掰开参差多角用手极易剥成小块,中等硬度。类(强烈破坏煤)亮与半暗1、弯曲呈透镜体构造;2、小片状构造;3、细小碎块,层理较紊乱,无次序节理不清,系统不发达,次生节理密度大有大量擦痕参差及粒状用手捻之成粉末,硬度低类(粉碎煤)暗淡粒状或由小颗粒胶结成,行似天
51、然煤团节理失去意义,成粘块状粒状用手捻之成粉末,偶尔较硬类(全粉煤)暗淡1、土状构造,似土质煤;2、如断层泥状土状可捻成粉末,疏松目前蟠龙煤矿正进行整合煤矿新井建设,井田范围地质勘查资料不详,各煤层突出危险性应通过突出危险性鉴定,对有关煤层及瓦斯进行情况确定,并通过石门揭露各煤层对煤层变化、煤层破坏类型的分析、瓦斯放散初速度(P)、煤的坚固性系数(f)、煤层瓦斯压力(P)的测定,来预测煤层是否突出。3、煤层瓦斯压力在岩石工作面向突出煤层至少打两个测压钻孔,来测定煤层瓦斯压力。在测定钻孔内插入带有压力表接头的紫铜管,管经为6mm8mm,长度不小于7m;将特制的柱状粘土(含自然水份经炮泥机挤压成型
52、的炮泥)送入孔内,柱状粘土末端距紫铜管末端0.2m0.5m,每次送入0.3m0.5m,用堵棒捣实;每堵1m粘土柱打入1个木塞,木塞直径小于钻孔直径10mm15mm,打入木塞时应保护好紫铜管,以防折断;在孔口(0.5m1.0m)用水泥砂浆封堵,经24h水泥凝固后,安上压力表测压,并详细记录压力上升与时间的关系,直到压力稳定为止,稳定后的压力即为煤层瓦斯压力。4、煤的坚固性系数(f)在打测压孔的过程中,每米煤孔采取一个煤样,测定煤的坚固性系数(),将两个测压孔所得的坚固性系数最小值加以平均作为煤层软分层的平均坚固性系数。如果测压孔所得的煤样粒度达不到测定值所要求的粒度时,可采取粒度为1mm3mm的煤样进行测定,其方法如下:(1)仪器设备及用具捣碎筒,计量筒,分样筛(孔径20mm,30mm和0.5mm各一个),天平(最大称量1000g,感量0.5g),小锤、漏斗、容器。(2)采样与制样沿新暴露的煤层厚度的
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