矿井综合防灭火专项设计

1、神木县东梁矿业有限公司 矿井综合防灭火专项设计 （生产规模45万吨/ 年） 神木县东梁矿业有限公司 二一二年十二月 目录 前 言 . 1 第一章 矿井概况及安全条件 . . 1 第一节 井田概况 . 1 第二节 矿井设计概况 . 11 第三节 安全条件 . 15 第二章 矿井通风、抽放、监测系统 . 17 第一节 矿井瓦斯、煤尘、自燃、煤和瓦斯突出及地温 . 17 第二节 矿井通风 . 17 第三节 矿井监测系统 . 20 第四节 井下人员考勤定位系统 . 22 第三章 自燃防灭火预测 . . 24 第一节 概述 . . 24 第二节 煤的自燃机理及煤的自热影响因素 . 24 第三节 开采煤层

2、自燃预测 . 27 第四章 矿井防灭火措施 . . 32 第一节 开拓开采措施 . 32 第二节 通风系统措施 . 33 第三节 自燃发火观测站设置 . 34 第五章 矿井防灭火系统 . . 36 第一节 注浆系统 . 36 第二节 阻化剂防灭火系统 . 41 第三节 注水系统及注罗克修封闭措施 . 43 第四节 其他监测系统 . 48 第六章 井下外因火灾防治 . . 50 第一节 电气事故引发火灾防治措施及装备 . 50第二节 其它火灾的防治措施及装备 . 55 。2 第七章 消防洒水系统 . 66 第一节 井下消防给水系统 . 66 第二节 井下洒水系统 . 68 第三节 井下用水量计算

3、及标准 . . 69。1 神木县东梁煤矿井田位于神木县孙家岔镇张家沟村，行政区划属孙家 岔镇管辖， 井田地处神木县城以北约35km交通便利。 井田地理坐标东经： 110 17 10 110 18 26；北纬：39 02 4239 03 41 。 2012 年 6 月 19 日，陕西省国土资源厅为其换发了采矿许可证，证号为 C6100002009051120016044井田东西平均长 2.6km，南北宽1.2km，面积 2.7823km2;标高从1190976m由10个拐点圈定。 批准开采煤层共五层， 分别为： 2-2、3-1、4-2、4-3、5-2 煤层，矿井设计生产能力 45 万 t/a 。

4、 据陕西煤矿安全装备检测中心 2011 年 8 月 17 日对东梁煤矿井田 4-2 煤 层鉴定结果，煤层自燃等级为I类，容易自燃。 为了贯彻“安全第一，预防为主”的指导思想，提高矿井的防灭火能 力，特进行矿井防灭火专项设计。 一、设计目的 1 、为认真贯彻“安全第一，预防为主、综合治理”的安全生产方针， 提高我矿的本质安全程度和安全管理水平，控制我矿建设后续项目和煤矿 生产中的危险、有害因素，降低煤矿生产安全风险，预防事故发生，保护 煤矿从业人员的健康、生命安全及财产安全。 2、为了能合理有效的控制自燃煤层发生自燃事故，降低事故的发生概 率，提高职工的生命财产安全和煤矿安全的可持续发展。 二、

5、设计依据 1 、煤矿安全规程规定，开采有自燃倾向性煤层的矿井，在矿井和 新水平的设计中必须采取综合（包括开拓开采，巷道布置，开采方法，回 采工艺，通风方式和通风系统等）以及（包括灌浆或注沙、喷注阻化剂、 注入惰性气体、均压技术等）预防煤层自燃发火措施，又规定：开采有自 燃倾向性的煤层，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采用预防性灌浆 或全部填充、喷洒阻化剂、注入阻化泥浆、惰性气体以及均压通风等措施， 防止自燃发火。 。2 2、设计规范规定：一级自然矿井以建立注浆或注砂为主，以阻化 剂或均压技术为辅的防灭火系统和预测预报系统并配备惰性气体装备。 3、据陕西煤矿安全装备检测中心 2012年 8 月

6、 17 日对东梁煤矿井田内 4-2煤层鉴定结果，煤层自燃等级为I级，容易自燃。 矿井防灭火规范及 煤矿注浆防灭火技术规范等为依据进行设计。 4、国家关于矿井防灭火的管理规定及要求。 三、设计的主要任务 1、 对神木县东梁矿业有限公司井田的地质条件以及矿井设计概况进行 了综述。 2、 对生产过程中可能出现的自燃事故进行分析，并编制和选择了相应 的防治措施和装备。做到“安全第一，预防为主” 。 3、 根据矿井生产特点，对矿井自燃，一氧化碳和温度进行实时监测， 以便矿领导及有关人员及时了解情况，采取有效措施。 四、依据的法律、条例、规程、规范、细则 1、 2012 年国家安全监察总局、 煤矿安全监督

7、管理总局下发的关于矿 井防灭火的管理规定及要求 。 2、 煤矿安全规程 ； 3、 国家安全生产监督管理局发布的矿井防灭火规范及煤矿注浆 防灭火技术规范； 4、 煤矿一通三防安全知识 ，煤炭工业部； 5、 中华人民共和国煤炭法 ； 6、 中华人民共和国矿山安全法 ； 7、 中华人民共和国安全生产法 ； 8、中华人民共和国消防法； 。3 9、中华人民共和国劳动保护法； 10、其他各种行业性规范。1 第一章矿井概况及安全条件 第一节井田概况 一、 地理概况 1、矿井位置及交通 神木县东梁煤矿设计生产能力为 45万t/a。 神木县东梁煤矿井田位于神木县孙家岔镇张家沟村，行政区划属孙家 岔镇管辖。 地理

8、位置为：地理坐标东经 110 17 10110 18 26，北纬 39 02 4239 03 41 。 包（头）一神（木）一朔（州）铁路及省S204省道从井田东部通过，府（谷） 新（街）二级公路从井田南部通过，井田距包一神一朔铁路孙家岔集装 站约20km距府（谷）新（街）二级公路1km距神木县城约35km交通较 方便。 二、 井田概况 根据东梁煤矿采矿许可证划定的范围， 井田东西平均长2.6km,南北宽 1.2km,面积2.7823km2;标高从1190976m由10个拐点圈定。 矿界：陕西省国土资源厅于2012年6月19日换发了采矿许可证（证号 C6100002009051120016044

9、）有效期 2012 年 6 月 19 日-2015 年 6 月 19 日）。 其矿区范围拐点坐标如下表（表1-1 ）: 表1-1井田范围拐点坐标表 东梁煤矿井田范围拐点坐标 拐点 X 坐标 Y 坐标 1 4323841.00 37436999.00 2 4325195.00 37437010.00 3 4325394.00 37438204.00 4 4325632.00 37438471.00 2 5 4325057.00 37439064.00 6 4324680.00 37439450.00 7 4324912.00 37439774.00 8 4324620.00 37440027.0

10、0 9 4321195.00 37439114.00 7 4324504.00 37438996.00 面积：2.7823Kni，标高：1190m976m 1、 地层 井田位于张家沟井田东南部，张家沟井田内地层由老到新有：中生界 上三迭统永坪组、下侏罗统富县组、中侏罗统延安组、直罗组、新近系保 德组、第四系中更新统离石组、上更新统萨拉乌素组与马兰组、全新统风 积沙与冲洪积层。 2、 构造 井田位于华北地台鄂尔多斯台向斜东翼一一陕北斜坡上。地层总体为西 缓倾的单斜，倾角1左右，坡降一般517%。，没有岩浆活动。 3、 可采煤层 井田整合区内共含有可采煤层 5层，从上而下编号依次为：2、3-1、

11、4- 2、4-3、5-2煤层。2-2煤层厚度在7.068.3m之间，平均7.70m。下距3-1 煤层平均29.50m 3-1煤层厚度在0.252.89m之间， 平均2.2m。 下距4-2 煤层平均52.02m。4-2煤层厚度在0.883.43m之间，平均2.63m下距4-3 煤层平均19.14m左右。4-3煤层厚度在1.381.70之间，平均1.53m。下距 5- 2煤层平均54.56m。5-2煤层度在2.254.83m之间，平均3.49m,全区可 采。其中2-2煤层为露天开采，目前已采完。 三、地质特征（一）、地层 根据钻孔揭露和地面观测资料，地层从下而上为中生界上三迭统永坪 组、下侏罗统富

12、县组、中侏罗统延安组、直罗组、新近系保德组、第四系 中更新统离石组、上更新统萨拉乌素组与马兰组、全新统风积沙与冲洪积 层。现由老到新简。3 述如下： 1、上三迭统永坪组（ T3y） 上三迭统永坪组地层为含煤地层沉积基底，本组钻孔揭露不全，据区 域资料岩性为灰绿色巨厚层状细、中粒长石石英砂岩，夹灰绿灰黑色泥 岩、砂质泥岩。砂岩中含较多的黑云母、绿泥石矿物，分选与磨园度中等， 泥质胶结。大型板状斜层理及槽状、楔形层理发育，泥岩中常见有巨大的 枕状、球状菱铁矿结核及泥岩包裹体。厚 80 200m。 2、下侏罗统富县组（ J1f） 下侏罗统富县组地层为含煤地层的下伏地层，地表无出露。从钻孔资 料 分析

13、，厚度2.9128.20m,平均厚度8.44m。岩性特点：上部为薄层黑色 泥岩、粉砂岩及薄煤层，下部为中粒石英砂岩，一般厚度 35m,颜色为浅 灰白色、微带灰褐色，胶结较疏松，质地较纯。 3、 中侏罗统延安组（ J2y） 延安组是整合区的含煤地层，厚度 110.28214.5m,平均188.3m。整 合区大部为上覆地层掩盖,在整合区南部（ Z8 孔周边）和中部（ Z11 孔以 北）局部范围有出露。本组地层系一套陆源碎屑沉积,岩性以浅灰白色中 细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成,夹 少量钙质砂岩、炭质泥岩及透镜状泥灰岩、枕状或球状菱铁矿。 4、 中侏罗统直罗组（ J2Z）

14、 中侏罗统直罗组地层在整合区内无出露。仅在区内西南部保留部分地 层，厚度13.3136.50m,平均21.91m。上部为灰绿或兰灰色砂质泥岩、 粉砂岩，含菱铁矿结核。下部为灰白色，局部灰绿色中粗粒长石砂岩， 夹绿灰色泥岩，具大型板状斜层理，或不显层理，含植物茎叶化石、镜煤 团块及黄铁矿结核，底部砂岩偶含石英砾石，砾径 2mm至 15cm不等。 5、 新近系保德组（ N2b） 其主要分布在黄土梁峁丘陵区下部，厚度037.30m, 般厚度510m 出露于。4 各大沟谷两侧， 岩性为浅棕红色粘土、 亚粘土， 夹多层钙质结核层， 结核层厚一般0.40m,粘土层厚度0.502.00m,呈互层状，结构密实

15、，具 粘滑感,塑性好。 6、 第四系（ Q） （ 1 ）中更新统离石组（ Q2L） 其厚度050m 一般厚度510m出露于梁峁区。为棕黄色黄褐色 亚粘土，局部夹灰黄色亚沙土，夹古土壤层，无层理，质地均一，上部具 零星的钙质结核，有稀疏的垂直节理。 （ 2）上更新统萨拉乌苏组（ Q3S） 其厚度025.31m, 般厚度210m出露于梁上及个别沟谷。上部 为灰褐色粉沙与亚沙土互层；中下部为细沙及粉沙互层 间夹薄层黑色粉 细沙透镜体 具明显的水平层理和波状层理。 （ 3）上更新统马兰组（ Q3m） 其厚度 015.0m 平均 8m 分布于沟谷两侧 岩性为灰黄色、灰褐色 亚沙土及粉沙 岩性较均一 结构

16、疏松 具大孔隙。 （ 4）全新统（ Q4） 其主要为风积沙和冲洪积层 风积沙（ Q4eol ）：厚度 028.0m 一般厚 7.72m 为灰黄色半固定沙 流动沙 以细粒沙为主 圆度好 零星分布于其它地层之上。 冲（Qal）洪积（Qpl ）层：为沙、砾等河流冲积物，厚度 08.14m , 一 般厚度 2 10m。 第四系地层与下伏地层不整合接触。 （二）构造 整合区基本构造形态为向北或北西倾斜的单斜构造，产状较平缓，倾 角 1 左右，区内未见大的断裂及褶曲构造，无岩浆岩侵入，构造复杂程度 划分为简单类型。 四、煤层 。5 （一）含煤地层的含煤性 中侏罗统延安组是整合区的含煤地层，厚度 65.12

17、218.03m,平均 188.3m。上部不同程度遭受剥蚀， 整合区大部为上覆地层掩盖， 仅在整合 区南部 （ Z8 孔周边）和中部（ Z11 孔以北）局部范围有出露。延安组共含 煤 12 层,自上而下编号为 1-2、2-2 上、2-2、3-1、3-2、4-2 上、4-2、4-3、4-4、5-1、 5-2、5-3 煤层。其中, 1-2 煤层位于延安组第五段, 2-2 上、2-2 煤层位于延安组 第四段, 3-1、3-2 煤层位于延安组第三段, 4-2 上煤、4-2 煤、4-3 煤、4-4 煤位于 延安组第二段, 5 、5 、5 煤层位于延安组第一段。 含煤地层总厚188.3m,煤层总厚15.7m

18、,含煤地层含煤系数8.3%。 （二）可采煤层 整合区含煤地层为侏罗纪延安组,共含可采煤层 5 层,从上而下编号 依次为： 2-2、3-1、4-2、4-3、5-2 煤层。现将可采煤层特征简述如下。 1 、 2-2 煤层 位于延安组第四段顶部, 煤层在整合区东北部较厚, 厚度在 7.06 8.3m 之间，平均7.70m。整合区内大部分被火烧，在整合区西部局部有残留，厚 度在3.4m左右，为一结构简单的局部可采煤层。整合区内煤层底板标高在 +1125+1190m之间。下距3-1煤层平均29.50m。 根据陕北侏罗纪煤田神木北部矿区张家沟井田勘探（精查）地质报 告勘探工程确定,东梁煤矿 2-2 煤层基

19、本上已被火烧,仅仅在东梁煤矿的 东北角部分区域分布，煤层底板标高在 +1125+1130m之间。陕西省神木 县孙家岔镇张家沟村东梁煤矿资源储量检测说明书 （陕国土资评储备 2006200 号）根据生产巷道资料，发现其火烧范围有所变小，修改后的 火烧边界线详见附图。 本次核实过程中，在井田西部（钻孔 Z7、Z8、Z10、Z11 之间）发现局 部面积没有被火烧，利用 GPS定点，根据煤层露头，在1:2000的地形图上 圈定范围图新增分布范围，煤层底板标咼在+1183+1190m之间。其他范围 基本被火烧，仅仅部分梁峁有少量煤层零星分布。对煤厚选择两点进行测 量，测量煤层结果为：M1点煤层结构为3.

20、38m,底板标高为1189.00m; M2 点为 0.71 （0.08 ） 2.74m,底板标高为 。6 +1185.00m。 2、 3-1煤层 位于延安组第三段顶部,在统计的 1 5个钻孔中, 4个钻孔被火烧,其 余钻孔煤层厚度在0.252.89m之间，平均2.2m。11个钻孔只有Z17一个 有一层夹矸（煤层结构为 1 . 30 （ 0. 1 5 ）1 . 1 0 ） ,煤层结构简单,一般不含夹 矸。整合区内在东北部和井田西部（钻孔 Z7、Z8、Z10、 Z11 之间）残留部 分煤外,其余都被火烧或半自燃。所以 3-1 煤层为较稳定的中厚煤层,局部 可采，煤层底板标高在+1100- + 11

21、30m之间，下距4-2煤层平均52.02m。 3、 4-2煤层 位于延安组第二段顶部,在统计的 22个钻孔中,厚度在 0.883.43m 之间，平均2.63m,全区可采，为稳定的中厚煤层，煤层底板标高在+1045 + 1078m之间。4-2煤层结构较复杂，含夹矸03层，一般23层，并有分 岔现象。夹矸岩性多为粉砂岩,少数为炭质泥岩。顶板岩性多为细粒砂岩、 粉砂岩,次为泥岩,底板岩性以粉砂岩为主,其次为泥岩及粉砂岩。下距 4-3煤平均19.14m左右。 4、 4-3煤层 位于延安组第二段中部,在 14 个见煤点中都没有夹矸,可采厚度在 1.381.70之间，平均1.53m。属局部可采的薄中厚煤层

22、，煤层结构简 单，一般不含夹矸，煤层底板标高在+1032+1067m之间。顶板以厚层状中 细粒砂岩为主，次为粉砂岩、泥岩，底板多为泥岩、粉砂岩，富含植物化 石。下距 5-2 煤层平均 54.56m。 5、5-2煤层 位于延安组第一段中上部，在统计的 23 个钻孔中，见煤点中都没有夹 矸，厚度在2.254.83m之间，平均3.49m,属全区可采的中厚煤层，煤层 结构简单，一般不含夹矸，煤层底板标高在 +976+ 1019m之间，直接顶板 以粉砂岩和砂质泥岩为主,其次为中粒砂岩和细粒砂岩。底板以粉砂岩为 主,次为泥岩,含大量植物根化石。 五、煤质 （一） 煤的物理性质及煤岩特征 。7 整合区内五层

23、可采煤层（ 2-2、3-1、4-2、4-3、5-2 煤层）除少量煤层（ 2-2、 3- 1 煤）露头和自燃后残留煤呈褐黑色外,其余正常煤层均为黑色,条痕为 褐黑色,弱沥青沥青光泽,棱角状、参差状断口,部分阶梯状断口。丝 炭呈丝绢光泽,纤维状结构；煤层内生裂隙不甚发育,外生裂隙常被方解 石脉及黄铁矿薄膜充填。 2- 2、3-1 煤层宏观煤岩类型组合以半亮型为主,次为半暗及暗淡型； 4-2、 4- 3 煤层以半暗型为主,次为半亮型； 5-2 煤则以半暗及暗淡型煤为主,半亮 型煤少量。 根据煤的物理性质及镜质组最大反射率确定：各煤层均属第一变质阶 段的低变质烟煤,即长焰煤和不粘煤范畴。 （二） 煤的

24、化学性质 1 、水分 （Mad） 各煤层原煤水分的综合平均值变化在 6.21 7.40%之间。经过 1.4 比重 液洗选后, 各煤层的精煤水分含量均有降低, 平均值为 5.157.30%。在剖 面上,由上而下略有降低趋势。 2、灰分 (Ad) 各煤层原煤灰分一般在5.597.89%,以特低灰煤为主，个别地段出现 低灰煤。经过 1.4 比重液洗选后，精煤灰分产率均小于 10.00%。 经分析,区内各煤层灰分变化有如下特点： ( 1)各可采煤层的厚度较稳定者,其灰分产率变化不大。 (2) 煤层灰分,在平面上的变化均无规律可寻。 特低和中灰点多呈孤 立状分布,仅有少数点可圈成小块,均无大片出现。剖面

25、上总的变化规律 是,薄煤层比厚煤层灰分含量较高,厚煤层中夹矸层数多的煤层,比不含 矸的灰分含量相对要高。 (3) 各煤层经 1.4 比重液洗选后,灰分产率下降了 5080%,精煤平 均回收率 65 77%,说明洗选效果良好。 3、挥发份 (Vdaf) 根据 1986 年颁发了新的国家标准统计结果表明：统计结果表明：各煤 层精煤。8 挥发分产率平均值变化在 33.9838.19%。在剖面上,以 2-2 煤层精 煤挥发分产率最高。向下显示出降低趋势。其中 2-2、 3-1 煤层挥发分产率大 于 37%,其它煤层均小于 37%。 (三) 煤中有害组分 1、全硫 (St , d) 各煤层原煤干燥基全硫

26、为 0.28 0.34%,平均值 0.30%,标准差为 0.09 , 属全硫变化小的特低硫煤层。 2、 磷(Pd) 各煤层磷(Pd)含量在0.000.04%之间，属特低磷分至低磷煤。 3、 砷 (As) 各煤层砷(As,d)含量极微，在16PPm之间，属I级含砷煤；氯(CId) 含量在 0.001 0.089%之间,属特低氯煤。 4、氟 (F) 各煤层原煤氟含量变化在28124ug/g之间，其综合平均值在767ug/g。 氟是煤中有害元素之一，燃烧后的挥发物易污染环境，因而必须引起重视。 5、氯(Cl) 各煤层煤原煤氯含量变化在 0.001 0.009%之间，为特低氯煤。 (四) 煤的元素分析

27、 煤的可燃质由多种碳、氢化合物和其它有机物组成，其主要化学元素 为碳、氢、氧、氮。 1 、碳 (Cdaf) 碳是煤中主要的可燃元素。 各煤层浮煤中碳含量变化在 80.24 82.69% 之间。 2、氢 (Hdaf) 煤中氢多以碳氢化合物状态存在，在受热时易裂解析出和着火燃烧。 各煤层中浮煤氢含量变化在 4.72 4.89%之间。 。9 3、氧 (Odaf) ： 各煤层中浮煤氧含量变化在 11.8313.69%之间。 4、氮 (Ndaf) 氮是煤中唯一完全以有机状态存在的元素，主要由成煤植物中蛋白质 转化而来。各煤层中浮煤氮含量变化在 0.91 1.07%之间。 (五) 煤的工艺性能 1 、煤的

28、粘结性及结焦性 ( 1 )粘结性指数：各煤层粘结性指数均为零，说明各煤层无粘结性。 (2)煤的结焦性：属于结焦性能极差的不结焦极弱结焦性煤。 2、煤的发热量 勘探阶段的低位发热量为实测值，详查以前的低位发热量是由弹筒发 热量换算而得。 各煤层原煤干燥基低位发热量平均值在 28.1 29.6MJ/kg 之间。各煤 1。10 层的发热量大致有从上而下增高的趋势，均属高热值煤。 （六）煤的焦油产率 各煤层焦油产率 （Tar） 测定值，综合平均值均属富油煤。剖面上，中部 煤层焦油产率相对较高，向下略有降低趋势；尤以 3-1、4-2 煤层含量最高。 （七）煤的气化指标 1、 煤对CO的化学反应性 本区内

29、未采集煤对 CO2 的化学反应性样品，故利用原柠条塔、张家峁精 查报告的成果，各煤层在温度适宜时宜作气化用煤。 2、 抗碎强度及可磨性 各煤层抗碎强度采用落下法试验，大于 25mm勺块煤含量大于74%属 高强度煤；哈氏可磨指数在5154之间，属于可磨性差的煤，可满足一般 工业用煤的要求。 3、 煤的结渣性 各煤层结渣性试验结果，大于6mm勺灰渣含量大多数大于25%极个别 小于 25%，为中等强结渣煤。 4、 煤的热稳定性 煤的热稳定性是指煤在高温燃烧或气化过程中保持原来粒度的性能， 热稳定性好的煤在上述过程中不碎成小块，或小块很少。各层煤热稳定试 验均为粘结和粘着，属热稳定性好的煤。 （八）煤

30、的可选性评价 4-2、3-1煤层经筛分试验，以块煤产率占优势，4-2煤层以5025mn粒级、 3- 1煤层以100mn粒级煤灰分产率最低，均以0.50mn粒级煤粉的灰分产 率最高。 4-2 及 3-1 煤层经浮沉试验，均属极易选煤。 2-2、4-3、5-2煤层，经简易可选性试验，各煤层中以 136mnnt级煤产 率最高，以0.50mnB级煤灰分产率最低，经浮沉试验，除2-2煤层为易选 煤外，其他煤层1。11 均为极易选煤。 （九）煤类的确定 根据中国煤炭分类方案确定整合区内各煤层均属第一变质阶段的低变 质烟煤，即长焰煤和不粘煤。其中 2-2 煤为长焰煤（ 41）：3-1 煤、4-2 煤、4-3

31、 煤部分为长焰煤（ 41），局部有不粘煤（ 31）；5-2 煤为不粘煤（ 31）。 六、煤的自燃性及地温 1、煤的自燃性： 据陕西煤矿安全装备检测中心 2012年 8 月 17 日对东梁煤矿井田内 4-2 煤层鉴定结果，煤层自燃等级为I级，容易自燃。 2、地温 区内未发现地温异常区，地温正常。 七、存在的问题及建议 本矿井井田构造相对较简单，但应加强地质编录工作，注意寻找岩石、 煤层的对比标志，便于掌握断层的发育规律，解决采矿活动中的地质问题。 总之，以往的勘探工作对矿井自燃工作不够深入，建议在今后的巷道 掘进和生产过程中注意收集地质资料，以作为进一步的补充、完善，从而 指导矿井生产。 第二节

32、 矿井设计概况 一、工程性质 神木县东梁煤矿设计生产能力 45 万 t/a 。 二、井田开拓开采 1、井田境界 井田范围由10个拐点坐标连线圈定，开采深度由1190m至976m井田 南北宽约1.20 km，东西长约2.60km，井田面积2.7823km2。矿区范围拐点 坐标见表 1-1 2、矿井储量 根据陕西省神木县孙家岔镇张家沟村东梁煤矿（整合区）资源储量 核实报告， 2 -2 、 3-1 、 4-2 、 4-3 、 5-2 号煤层共获得保有资源 / 储量（331+332+ 333）2903 万 t ，其中探明的内蕴经济资源量（ 331）1894.4 万 t ，控制内蕴 经济资源量（ 332

33、）633.4 万 t ，推断的内蕴经济资源量（ 333）1。12 375.2 万 t 。 3、设计能力及服务年限 本矿井设计生产能力为 45 万 t/a ，矿井整合区井工采区服务年限为 24.75 年，露开采区服务年限为 0.73 年，总服务年限为 25.48 年。 满足煤炭工业小型煤矿设计规范的要求。 4、井田开拓方式、井筒装备与布置 该矿现采用斜井、立回井综合开拓，主、副斜井进风，回风立井回风。 主斜井：X=4324642.977, Y=37438813.818, Z=1113.927,斜长 330m 2 倾角14.13 ，半圆拱锚喷，净宽 3.6m,净高2.85m,净断面积10.13m。

34、 井筒安设一部DTL100/50/2 X 160型带宽1200mm固定式强力胶带输送机， 不设检修道,井筒内敷设压风管路一趟、洒水管路一趟、排水管路两趟及 动力电缆两趟、通信电缆两趟、安全监控电缆一趟。井筒内设有人行台阶。 担负矿井提煤、进风任务,兼作矿井的一个安全出口。 副斜井：X=4324675.866, Y=37438787.047, Z=1113.927,斜长 377m 倾角5.47 ，半圆拱锚喷，净宽5.0m,净高3.15m,净断面积17.32m2。井 筒内装备无轨防爆胶轮车,敷设有一趟照明电缆。担负矿井辅助运输、进 风任务,兼作矿井的一个安全出口。 回风立井：X=4324568.7

35、33, Y=37438786.402,Z=1141.305,垂深 81.31m, 采用砼浇筑支护，圆形断面，净直径 4.0m,净断面积12.57m2。井筒内安设 有标准梯子间,担负矿井回风任务,兼作矿井的一个安全出口。 主斜井井底设有煤仓，采用立式圆形断面，净直径 6.0m，净断面积 28.26m2，采用砼浇筑支护。井底煤仓高度为 25m煤仓有效容量约为550 吨。 主斜井井底附近设有装载硐室、信号硐室、管子道、回风斜巷、水泵13 房与变电所等硐室，副斜井井底在 4-2 煤层布置井底车场，车场附近设有信 号硐室、调度室、工具室、保健站、消防材料库、机车修理硐室等硐室。 5、水平划分、巷道布置、

36、盘区划分及开采顺序 （1）水平划分 矿井所开采 5层煤均为近水平煤层，根据地质资料， 5层煤划分为两种 开采方式。 2-2 煤层采用露天开采方式（现已开采完毕）， 3-1、4-2、4-3 、5-2 四层煤均采用井工开采方式。井工开采方式进一步划分为两个水平，第一 水平开采3-1、4-2、4-3三层煤，水平标高为+1060m第二水平开采5-2煤层， 水平标高为+1010m第一水平采用联合布置方式，再进一步划分三个辅助 水平进行开采，主斜井开凿至 4-3煤层下方，一次性形成煤仓等硐室，立风 井井底分别与 4-2、 4-3煤层贯通，副斜井至 4-2煤层后采用暗斜井与 4-3煤层贯 通，一次性形成第一

37、水平的水仓、水泵房、变电所、管子道、电缆通道等 硐室。 4-2煤层西盘区内另开凿 3-1 煤层上山巷道，形成第一水平 3-1煤层辅助 水平。阶段垂高以各煤层倾斜度的垂高进行确定。 根据联合煤层开采特点，第一水平各煤层单独为一个辅助水平。经过 分析比较， 4-2与4-3煤层大巷分别独立布置，不采用联合布置，只有井底部 分硐室进行共用。 （2）巷道布置 井工采区各煤层盘区运输大巷、盘区辅助运输大巷和盘区回风大巷均 选用矩形断面，锚喷支护，沿煤层底板布置在煤层中。 4- 2煤层盘区大巷东西布置， 4-3、 5-2盘区大巷是：西盘区近于南北布置 （张家沟村煤柱内），东盘区大巷同 4-2煤层东西布置。由

38、于所开采的煤层 为易自燃煤层，盘区布置有专用回风巷，每组盘区巷道有三条，各巷道均 沿煤层底板布置，主要巷道平行布置，巷道间距 30m。 4-3与5-2煤层东盘大巷布置与 4-2煤层一样，西盘区大巷变更为沿张家沟 布置，工作面回采从西向东进行回采。 （3）盘区划分 根据矿井开拓布置，井工采区所开采各煤层盘区运输大巷、盘区辅助 运输大巷和盘区回风大巷均选用矩形断面，锚喷支护，沿煤层底板布置在 煤层中。根据煤层赋存特点，以及井田地表情况， 4-2 、4-3 、5-2煤层均沿张 1。14 家沟（井田坐标点 3、10点连线） 划分为东西两个盘区； 3-1煤层不划分盘区。 （4）开采顺序 根据地质资料，矿

39、井开拓方式分为两部分，一部分为露天开采，一部 为井工开采。根据资源储量的服务年限与煤层开采安排顺序，矿井在建设 期间首先开采 2-2 煤层（露天采区），随后开采井工采区（移交井工采区时， 露天部分采毕）。井工采区按照从上至下开采顺序，先开一水平，后开采二 水平。一水平内先开采 4-2煤层两个工作面后开采 3-1煤层， 3-1煤层采毕后再 次开采 4-2煤层剩余西盘区工作面与东盘区，最后开采 4-3煤层。 6、矿井通风 根据矿井开拓部署，该矿为斜井、立回风综合开拓方式，主斜井和副 斜井进风，回风立井回风，构成中央并列式通风系统。 矿井主要通风线路为：新鲜风由主斜井（副斜井） T 井底联络巷 f

40、井底车场f 盘区运输大巷（盘区辅助运输大巷） f 运输顺槽（辅 助运输顺槽）f 回采工作面；清冼工作面后的污风经回风顺槽 f 盘区 回风大巷 f 立风井井底车场 f 立风井，由主扇抽出地面。 掘进工作面采用局部扇风机压入式通风。 矿井主要通风机型号选用FBCDZ-8-N01型防爆轴流通风机二台，一台 工作、一台备用。 风机配套电机功率2X90KV，风量范围22205100n3/min, 风压范围5002098P& 根据矿井通风阻力测定报告，矿井总风量为 2776.2m3/min 。 7、采煤方法与顶板管理 设计开采 4-2 煤层采用一次采全高综合机械化采煤工艺，全部垮落法管 理顶板。

41、首采工作面为14201综采工作面，面长 200m 选用 MG500/1130-W型 采煤机完成落煤、装煤工作，选用 SGZ764/2X 315型型刮板输送机运煤。 顶板选用DW16-30/100型单体液压支柱配合 HDC-2400型n型梁支护，n 型梁成对布置，交错迈步移架，一梁三柱支护，采用“三、四”排管理顶 板，最后一排在两梁之间支设一根密集点柱，最大控顶距 4.9m，最小控顶 距 3.7m。 1。15 第三节 安全条件 一、构造情况 井田总体构造为北东倾斜的单斜构造，在轴向有坡状起伏，主要由一 宽缓的背斜和一宽缓的向斜构成，二者平行排列，两翼基本对称，轴向北 东，向北东倾伏，西南仰起，地

42、层倾角不大，为 2-3 ，井田内断裂构造不 发育，仅在其东南部发现1条落差20m左右的正断层（F1）,该断层由地表 填图发现，断层走向北北东，倾向南东东，北部沟谷见其落差 8m左右，往 南偏大达20m倾角70左右。井田地面未见岩溶陷落柱发育，但矿井生 产揭露有陷落柱 4个，位于井田北东部，均为开采 9号煤层揭露。 本井田构造复杂程度简单。 二、水文地质 1 、地层含水性 井田内的含水层主要有中奥陶统石灰岩含水层、 上石炭统太原组灰岩岩 溶裂隙含水层、二叠系砂岩裂隙含水层、基岩风化裂隙含水层、第四系孔 隙含水层。 2、老窑积水 井田北部、中部均有采空存在，根据实际调查表明，采空区均有一定 积水存

43、在，甚至与大气降水有水力联系。 3、水文地质类型 根据中国煤炭地质总局水文地质工程地质环境地质勘查院编制的 * 煤 矿水文地质类型划分报告 ：矿田水文地质类型定级为中等。 5、矿井涌水量 根据* 生产矿井地质报告 ，该矿井正常涌水量为 48m3/h ，最大涌 水量为 60m3/h 。 三、环境地质条件 1、矿井开采对环境地质的影响 矿区在进行煤层开采时可能会出现地面沉降、开裂、塌陷、崩塌等地质 灾害现象，还有可能诱发山地滑坡，从而造成房屋开裂道路下陷、堵塞等 环境地质灾害问题。 1。16 2、地质灾害 工业场地及井口位置应高于历年最高洪水位； 施工好排水沟， 防止山洪 暴发对工业场地各类设施的

44、冲击；还应配备必要的观测仪器，经常观测山 体滑坡和地表沉降对工业场地设施的影响。1。17 第二章 矿井通风、监测系统 第一节 矿井瓦斯、煤尘、自燃、煤和地温 1、瓦斯 根据 * 煤业 2010 年矿井瓦斯等级鉴定报告的批复” ，* 煤矿为低瓦 斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为 1.10m3/min ，相对瓦斯涌出量为 1.12m3/t 。 2、煤尘 2010年 11月 25 日* 煤矿委托 * 省煤炭地质研究所分别对 9号、 10 号煤层进行了煤尘爆炸性测试，结果为： 9号煤层的火焰长度5mm煤尘有爆炸性。 10号煤层的火焰长度15mm煤尘有爆炸性。 3、自燃 据* 省煤炭地质研究所 2010年

45、11 月 26日对* 煤矿井田 9#、10# 煤层鉴定结果，煤层自燃等级为H级，有自燃倾向性。 5、地温 据调查，本区煤矿在开采过程中，地温一般为 16C-17 C,区内地温梯 度小于3C/100m,无地热异常，属地温正常区。 第二节 矿井通风 一、通风方式和通风系统 1 、通风方式 根据矿井开拓部署,该矿为斜井开拓方式,主斜井和副斜井进风,回 风斜井 （ 专用）回风,构成中央分列式通风系统。 2、通风系统 矿井主要通风线路为：主、副井轨道巷及皮带运输巷（二采轨道及 运输巷）090103采面运输巷090103采煤工作面090103采面回风巷 采区回风（二采1。18 回风）总回风巷风井地面。 掘

46、进工作面采用局部扇风机压入式通风。 矿井主要通风机型号选用FBCDZNo-2型防爆轴流通风机二台，一台工 作、一台备用。风机配套电机功率 132X 2KV，风量范围3286m3/s,风压 范围9502340P& 根据矿井通风阻力测定报告，矿井总风量为 4270m3/min 。 二、 采掘工作面及洞室通风 本矿井年生产能力为 45 万 t ，以一个回采工作面和两个掘进工作面达 到生产能力。 根据采区巷道布置和开采方法，回采工作面和掘进工作面均采用独立 的回风系统；采煤工作面采用后退式开采方式、 “ U通风方式。 掘进工作面采用FBDN06-2K 15型局部通风机供风。 井下机电硐室设在进

47、风流中，采用全负压通风，硐室两侧口设置铁门， 门上设调节风窗进行风量调节。 三、 通风设备及反风 1、矿井主要通风机的安装和使用应符合下列要求： 1) 主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其 外部漏风率无提升设备不得超过 5。 2) 主要通风机和电动机的机座必须牢固耐用。必须保证主要通风机连 续运转。 3) 必须安装 2 套同等能力的主要通风机及装置，其中一套运转，一套 作备用，备用的一套风机必须能在 10min 内启动并运行正常。 4) 严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。 5) 装有主要通风机的出风井应安装防爆门，防爆门每 6 个月检查维修 一次。 6) 至少

48、每月检查一次主要通风机，主要通风机与备用风机每月要交替 运行。7）新安装的主要通风机投入使用前，必须进行一次通风机性能测定和 运转工作，以后按期每 5 年进行一次性能测定。 19 8） 矿井主要通风机要有两路直接由变电所馈出的供电线路，线路不分 接任何负荷。 2、反风方式、反风系统及设施 矿井主扇为轴流式风机，因此采用风机电机直接反转进行反风，在反 风时调转电动机电源的两相，可以改变扇风机动轮的旋转方向，使井下风 流反向。反风特点为反风时风流方向由抽出改变为压入。 主要通风机必须装有反风设施及防爆门反锁装置，同时根据反风风流 经过路线，通风系统中在构筑正向风门的同时应构筑有反向风门，以形成 矿

49、井的反风系统。需要反风时，主扇必须能在 10min 内改变巷道中的风流 方向；同时主要通风机反风风量不应小于正常供风量的 40。 反风风流方向：新鲜风 T通风机T回风立井T总回风巷T采区回风 f 090103采面回风巷-090103采煤工作面-090103运输机巷-采区运输及 轨道运输-主斜井及副斜井-地面。 每季度应至少检查一次反风设施，每年应进行一次反风演习。 3、为保证采、掘工作面的风量，并使风流按规定流动，在风流流动的 路线中设置有风门等通风构筑物。为防止爆炸性气体冲击主扇，在回风斜 井井口设置防爆门，引风道与回风斜井之间的夹角为 3045，防爆门至 井筒内引风道开口位置长1015m

50、4 、防止漏风措施 风门密闭等通风构筑物应设在围岩坚固、地压稳定地段，并加强管理， 经常检查和维修。 5、降低风阻措施 （1） 砌碹巷道应尽可能光滑，力求使巷道光滑平整，以降低风阻。 （2） 在容易产生局部阻力地点，应尽量减少局部阻力系数。巷道连接 边缘应作成斜线或圆弧形，巷道转弯处应尽量避免直角转弯或小于 90转 弯，并将转弯处内、外侧按斜线或圆弧形施工，必要时设置导风板。 （3）在日常通风管理中，应避免在主要巷道堆放矿车、堆杂物，巷道 应随时修20 复，保证完整，并有足够的有效通风断面，以利风流畅通。 第三节 矿井监测系统 煤矿选用KJF2000r型煤矿监测监控系统，对井下各地点的瓦斯、风

51、速、 风量、CO温度、负压、多参数、设备开停、风门开闭等传感器进行集中 监测。 KJF200ON型煤矿监测监控系统融计算机网络系统、监测监控系统、工 业电视系统于一体，可用作为整个矿井网络信息管理系统的一部分，主要 监控矿井上下各类安全、生产参数，汇接管理多个安全与生产环节子系统。 该系统具有报表、曲线、图形等屏幕显示、模拟盘显示、打印和绘图、数 据存储调用、参数超限报警、控制等多种功能，各分站既能与监控中心汇 接，又可独立工作。系统具有传输故障、设备故障、供 / 断电状况和软件运 行故障等的自诊断功能，还具有远程维护功能。系统主要由监测主机及其 外设、传输接口、传输电缆、分站和各种传感器组成

52、。 一、 监控设备 1、 地面中心站 型号：KJF2000N一体化监控主机2台（1台备用）。 2、 分站 5 台。 3、 传输 安全监测、 监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号， 设备 之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。 二、 传感器设置 1 、设计依据21 (1) 执行 AQ1029-2007标准。 (2) 9#, 10#煤层均具有煤尘爆炸性，按有爆炸性设计； (3) 9# 1,0 #煤层均属二类自燃倾向，即为自燃煤层。按自燃煤层设 计； (4) 矿井采用斜井开拓，井下设水仓及水泵房、采区煤仓等硐室； (5) 采煤工作面为高档普采，掘进工作面为综掘。

53、2、传感器设置 (1) 瓦斯传感器 井下在风井、主要回风巷、工作面回风巷、掘进工作面及回风流、水泵 房、变电所、煤仓、机电硐室等巷道内设置瓦斯传感器。用于连续监测井 下气体中甲烷含量，当甲烷含量超限时，应具有声光报警功能，同时由有 关设备切断相应范围的电源 采煤工作面和掘进工作面传感器布置分别见图 1,图2 图 2 煤巷掘进工作面 CH 传感器布置图 1 掘进工作面风流中的 CH4传感器 2掘进工作面回流中的 CH4传感器 (2) 风速传感器 在采区回风、总回风巷的侧风站设置风速传感器。 测量其风速，以保证 井下各井巷中的风流速度符合规程要求，同时还可依据所测点巷道的断面 计算出其风量及t煤风

54、量。 r 图 1 回采工作面 CH 传感器布置图 一回采工作面风流中的 CH 传感器 T T2回采工作面回风流中的 CH 传感器 T T3回采工作面进风巷中的 CH 传感器 22 (3) 负压传感器负压传感器安装在通风机的进风口 (引风道内 )，用于连续监测矿井风机 的负压。 (4) CO传感器 本矿9#10#煤层自燃倾向均为H类，属自燃煤层，因此在总回巷、采区 回风巷、采煤工作面回风顺槽、带式输送机滚筒下风侧 1015m中安设 CO温度传感器。主要用于监测监控煤的自燃发火。 ( 5)烟雾传感器 在有皮带输送机的巷道设置烟雾传感器用以监测皮带着火。 ( 6)开停传感器 安装在井下各电机设备设置

55、处， 用以监测各电机设备的开、停状态，保 证机电设备的正常运行。 对本矿而言井下局部通风机设置设备开停传感器。 ( 7)开闭传感器 井下各风门设置开闭传感器，用以监测井下通风系统各风门的开闭状 态，保正通风系统的稳定性。 ( 8)温度传感器 采煤工作面设置温度传感器；机电设备硐室设置温度传感器。 ( 9)液位传感器 在水仓中设备液位传感器用于对水仓中水位的监测。 KJF2000F煤矿安全监测系显示数据准确、断电灵敏、可靠，性能良好。 实现了对井下所有采掘工作面及装煤点、变电所硐室的瓦斯实时监测，当 瓦斯超限时能实现自动切断相应范围的电气设备的电源。分别对重点风门、 巷道风速、自燃煤层温度、一氧

56、化碳及采面机组、局扇实现了实时监测。 第四节 井下人员考勤定位系统 煤矿选用KJ236K人员定位系统 通过KJ236K型读卡分站和KJ236K型动态目标识别器实现矿井人员跟踪 定位，清楚掌握每个井下人员的位置，为事故抢险提供科学依据。 本系统最大的特点是采用读卡分站加识别器的模式， 一个读卡分站可接 多台识2。23 别器，对布点非常有利。 设备适应性强、 无阻碍通过： 能对煤矿巷道远距离移动目标进行非接触 式信息采集，识别无 盲区 、信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无 电磁污染、环境适应性强、可同时识别多人，通行方式无限制， 允许多人 “成 群接队 ”通过，通过时不用作任何操作，无阻碍通过

57、，不影响井下人员的正 常通行和正常作业。 结构简单、可扩展性强、维护方便。 可实时查询当前井下人员的数量及分布情况、 任一指定井下人员在当前 或指定时刻所处的区域； 选定某一区域可以获得当前该区域的人员信息； 选定某一分站接收探头可以获得经过该分站探头所有人员的时间信息 （ 包 括历史信息 ） 。 具有事故后搜寻和定位功能，便于及时救护。2。24 第三章 自燃防灭火预测 第一节 概述 一、资料来源 1、据* 省煤炭地质研究所 2010年 11月 26日提交的* 煤矿煤 层自燃倾向性鉴定报告 。 2、国家关于矿井防灭火的管理规定及要求。 二、煤的自燃倾向性类别 据* 省煤炭地质研究所 2010年

58、 11月 26日对* 煤矿井田内 9#、 10#煤层鉴定结果，煤层自燃等级为H级，有自燃倾向性。 三、资料可靠性分析 * 省煤炭地质研究所是具有相关鉴定资质的单位，其鉴定结果是可靠 的。 第二节 煤的自燃机理及煤的自热影响因素 一、煤的自燃机理 1 、概述 关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃 的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有 水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化， 促进煤的自燃。 需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生 燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因 含

59、有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成 物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自 燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级；煤的显微组分、 水分、矿物质、节理和裂隙；煤层埋藏深度和煤层厚度；开采方法和通风 方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。 2、煤自燃的不同阶段 2。25 （1）水吸附阶段。与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与 氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特 别是低品级的煤自热有重要影响。当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿 热。所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。 （2）化

60、学吸附阶段。煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。该阶 段的反应温度为环境温度至 70C。该过程中煤吸附氧气会产生过氧化物， 因而叫做化学吸附阶段。化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中 的CO可作为标准气体，通过监测 CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化 学吸附阶段需要少量水参加反应。根据煤的品级和类型不同，化学吸附的 放热量在5.046.72J/g之间变化。若煤温达到70C时会分解，煤重随之 大幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。煤中水分的蒸发可带走一些热量， 该过程产热量在 16.875.6J/g 间变化。若煤氧化进行到这个阶段，想使 其不自燃是非常困难的。 （3） 煤氧复合物生成阶段。该阶段生成一种稳