改庄上煤矿矿井灾害预防及处理计划

1、编制说明编制说明根据柳林县煤炭工业局柳煤字2011357 号文“关于编制 2012 年度矿井灾害预防及处理计划报告书的通知”的要求，由本矿技术负责人组织本故通风、采掘、地测、安监等部门的有关人员对照编制提纲，结合本矿的实际情况。通过全面的安全检查，调查研究，找出了本矿存在的各种不安全因素和漏洞；在总结各类事故经验教训的基础上，编制了本矿 2012 年度矿井灾害预防及处理计划。目目 录录编制说明编制说明.1第一章第一章 矿井概况矿井概况.2第一节 地质条件.4一、地层.4二、所采煤层地质.6三、 矿井水文地质条件.8第二节 自然因素矿井各主要系统简介.11一、开采区域.11二、开拓方式.11三、

2、矿井通风系统.11四、矿井瓦斯情况.12五、煤的爆炸性及自燃倾向性.12六、矿井排水系统.13七、矿井供电系统.13八、矿井提升与运输系统.14九、矿井六大系统.14第二章第二章 矿井灾害分析矿井灾害分析.21第一节 年度采掘安排及可能发生的灾害.21第二节各类灾害发生的原因及条件分析.21第三章第三章 矿井各类灾害的预防矿井各类灾害的预防.38第一节 矿井各类灾害发生的预兆.38第二节矿井各类灾害的预防.41第四章第四章 矿井灾害处理计划矿井灾害处理计划.71第一节 处理灾害事故的指导原则.71第二节 矿井灾害的处理计划.83第五章第五章 相关资料及附件相关资料及附件.91第一章第一章 矿井

3、概况矿井概况第一节第一节 地质条件地质条件一、地层一、地层井田内地表大部分被第四系中上更新统黄土覆盖，仅在沟谷中局部出露上第三系、二叠系石盒子组及山西组地层。现根据区域地层资料及井田内钻孔揭露的情况，将本井田地层由老到新分别叙述如下：（一）奥陶系中统峰峰组（O2f）岩性主要为厚层状深灰色石灰层，上部含较多铁质而呈棕红色，下部较纯，呈乳白色。岩层夹有薄层白云质灰岩或泥灰岩，局部裂隙发育，多被方解石脉充填。根据区域资料，本组平均厚度为 124m。（二）石炭系中统本溪组（C2b）为一套铁铝岩、铝土质泥岩、泥岩、砂质泥岩、石灰岩组成的海陆交互相沉积，与下伏地层呈平行不整合接触。上部为灰-深灰色的泥岩、

4、砂质泥岩为主，夹有薄层的细砂岩和 1-2 层不稳定石灰岩，下部为深灰色铝土泥岩；底部为山西式铁矿，呈鸡窝状分布。本次施工 2 个钻孔揭露厚度分别为 17.46m、26.97m，根据区域及临矿资料本组平均厚度约为 30m。（三）石炭系上统太原组（C3t）本组为一套海陆交互相含煤建造，井田主要含煤地层之一。岩性主要由灰-深灰色泥岩、砂质泥岩、灰色砂岩，4-5 层深灰色石灰岩和 6 层煤层组成，所含煤层中，8、9 号煤层为主要可采煤层。本组厚度 80.80-90.69m，平均厚度85.75m。（四）二叠系下统山西组（P1s）本组为一套陆相碎屑岩含煤建造，井田主要含煤地层之一。岩性由灰-深灰色泥岩、砂

5、质泥岩、灰色砂岩，含 3-4 层煤，其中 4、5 号煤层为稳定可采煤层。底部为一层深灰色、灰色细砂岩（K3） ，细粒结构，块状构造，裂隙发育，夹有微薄层泥质条带。本组钻孔揭露厚度 41.76m，结合区域资料，该组平均厚度约 40m。（五）二叠系下统下石盒子组（P1x）该组在井田东部沟谷中有零星出露,岩性由灰、灰绿、黄绿色泥岩、砂质泥岩和各粒级砂岩组成，底部分界砂岩（K4）为一层灰白色细砂岩，钻孔揭露厚度 71.50m，结合区域资料，该组平均厚度约 72m。（六）二叠系上统上石盒子组（P2s）在井田西边缘沟谷中有零星出露,岩性由灰绿色、深灰色泥砂岩互层，局部为紫红色泥岩，与下伏地层呈整合接触。井

6、田范围仅残存下部地层，最大残留厚度为 79.55m。（七）上第三系上新统（N2）在井田东部沟中有出露，岩性主要由棕红色粘土、亚粘土组成，含有钙质结核。与下伏基岩呈角度不整合接触。厚度为 0-30mm。（八）第四系中、上更新统（Q2+3）上部为上更新统浅黄色亚砂土，下部为中更新统淡红黄色亚粘土，质地松软、质细结构疏散，垂直节理发育，厚 0-16.62m。（九）第四系全新统（Q4）为近代河床冲积层，由不同时代的砂砾泥质碎屑组成。厚度 0-21.00m，平均 10m。（十）井田构造井田构造为一单斜构造，地层走向为 NNW，倾向为 SW，倾角 4左右，井田内未发现有断层、陷落柱其它构造现象。井田内未发

7、现岩浆岩侵入现象。综上所述，井田地质构造复杂类型为简单。二、所采煤层地质二、所采煤层地质1 1、含煤性、含煤性井田含煤地层为山西组和太原组。其中山西组含 2、3、4、5 号煤层，其中 4、5 号煤层为稳定全区可采煤层，2、3 号煤层为不可采煤层。本组地层平均厚 41.76m，含煤总厚度为 7.00m，含煤系数 16.76%。可采煤层厚度为6.14m，含可采煤层含煤系数为 14.70%。太原组含 6、7、7下、8、9、10 号煤层，其中 8、9 号煤层为稳定全区可采煤层，10 号煤层零星可采，其余为不可采煤层。本组平均厚 85.75m，含煤总厚为 4.59m，含煤系数 5.35%，可采煤层总厚为

8、 3.97 m，可采煤层系数为 4.63%。可采煤层主要特征详见可采煤层特征表 3-1-1。可采煤层特征表可采煤层特征表表 3-1-1煤层煤层厚度最小-最大平均煤层间距最小-最大平均结构（夹矸）稳定性可采性顶板岩性底板岩性44.00-4.804.29简单（0-1）稳定全区可采泥岩、粉砂质泥岩中粒砂岩6.33-7.326.8351.50-2.011.8540.38-47.93简单（0）稳定全区可采泥岩泥岩、砂质泥岩44.1681.88-2.602.11简单（0-1）稳定全区可采石灰岩泥岩、粉砂岩6.11-7.766.9491.48-2.101.86较简单（0-2）稳定全区可采泥岩、石灰岩泥岩、砂

9、质泥岩2 2、可采煤层、可采煤层本井田可采煤层为山西组 4、5 号煤层和太原组 8、9 号煤层现分述如下：1、4 号煤层位于山西组下部，煤层厚度 4.00-4.80m，平均 4.29m，结构简单，含 0-1层夹矸，夹矸为泥岩或炭质泥岩，厚度 0.27-0.50m，煤层稳定全区可采。煤层顶板岩性为泥岩或粉砂质泥岩，局部有薄层泥岩伪顶；底板岩性为中粒砂岩。本煤层井田东部有古空区，现已基本采空。2、5 号煤层位于山西组下部，上距 4 号煤层平均 6.83m，煤层厚度 1.50-2.01m，平均1.85m，一般不含夹矸，结构简单，局部有薄层炭质泥岩伪顶。煤层稳定全区可采。煤层顶板为泥岩，个别地方为炭质

10、泥岩；底板为砂质泥岩、岩质泥岩。井田东部有古空区。3、8 号煤层位于 5 号煤层下平 44.16m，煤层厚度 1.88-2.60m，平均 2.11m，结构简单，含 0-1 层夹矸，岩性一般为泥岩、炭质泥岩，夹矸厚 0.15-0.60m。煤层稳定全区可采。煤层顶板为石灰岩；底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。4、9 号煤层位于 8 号煤层下平均 6.94m，煤层厚度 1.48-2.10m，平均 1.86m，结构较简单，含 0-2 层夹矸，岩性为泥岩，厚度 0.10-0.42m。煤层稳定全区可采。顶板为泥岩、石灰岩，局部有薄层泥岩伪岩；底板为泥岩、砂质泥岩。3 3、煤岩层对比、煤岩层对比煤层对结合区域资

11、料，主要采用标志层法、煤层间距法及沉积旋回特征等进行对比，对比可靠。1、标志层对比法井田内可作为煤层对比的标志层主要有 L1、L2、L3、L4灰岩和 K3砂岩。L2灰岩是 8 号煤层直接顶板，是 8 号煤层的对比标志。L5岩之下为 7 号煤层。K3砂岩之上 1.10m 为 5 号煤层。2、层间距对比法5 号之上平均 6.83m 为 4 号煤层。8 号之下平均 6.94m 为 9 号煤层。在标志对比的基础上，辅之以沉积旋回，井田内煤层对比可靠。三、矿井水文地质三、矿井水文地质1 1、地表水、地表水本井田内无常年性河流，东边界外有一条常年性小河流，其洪水位线标高低于井田内井口和工业广场标高。井田内

12、沟谷中仅在雨季有短暂性流水通过，顺沟流至东边界外小河中。2 2、含水层、含水层（一）奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层此含水层埋藏于井田深部，岩性为深灰色厚层状石灰岩，根据相邻矿井山西柳林兴无煤业有限公司资料，有 4 个钻孔揭露奥陶系灰岩，最大厚度为31.42m，所揭露石灰岩均发育有溶隙、溶孔等，从施工过程中冲洗液消耗量观测，钻孔漏失不十分严重。据 1989 年 148 队施工的距井田西南边界直距 850m的 21 号钻孔抽水试验，奥灰水位标高为 804.62m，单位涌水量为 0.56L/s.m，渗透系数为 1.01m/d，总硬度为 14.66，PH 值 7.7,为重碳酸氯化物淡水。区域内因不断开采

13、地下水，使得水位下降，柳林兴无煤业有限公司于 1991 年委托吕梁地区凿井队在本井田东边界外施工两个水井（东直距 150m，南直距450m，详见下表 4-2-1 及水文地质图） ，终孔层位为奥陶系上马家沟组，奥灰水位分别为 801.18m 和 801.01m，由此可知井田内奥灰水位为 801m 左右。水井特征表表 4-2-1坐标水井编号XYZ井深（m）水位埋深（m）水位标高（m）涌水量（t/d）终孔层位14140580.53 19494115.46854.57 342.00 53.39 801.18 968.46 O2s24141528.6019493801.35840.46 401.46 3

14、9.45 801.01 1348.24 O2s（二）石炭系上统太原组碎屑岩夹灰岩岩溶裂隙含水层该含水层主要由 4-5 层石灰岩组成，平均总厚度为 19.31m，石灰岩岩溶裂隙较发育，据 21 号孔混合抽水试验结果，该组含水层单位涌水量0.0007L/s.m，渗透系数 0.1767m/d，水位标高 806.04m，水质为 SO4.HCO3-Na.Mg.Ca 型，说明该含水层富水性较差。（三）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层该含水层以中粗粒砂岩含水层为主，含水层裂隙发育差，富水性较弱，在补给条件较好的地段富水性较好。据 21 号孔抽水资料，渗透系数为0.000696m/d，水位标高 762.85m，

15、单位涌水量为 0.0023L/s.m,表明该含水层含水性差。（四）二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层含水层主要由中粗粒砂岩组成，单井出水量小于 10m3/d,富水性弱，水质为 SO4.HCO3-Na.Mg 型，矿化度 0.966g/L。（五）上第三系、第四系孔隙含水层上第三系上新统在沟谷中出露较多，含水层主要为底砾岩，厚度不稳定，单井出水量小于 5 m3/d,富水性弱。第四系中上更新统广泛分布于井田内，其含水层补给条件不好，连通性差，单井出水量小于 5 m3/d,富水性弱。3 3、井田地下水的补径排条件、井田地下水的补径排条件井田奥陶系石灰岩水属区域岩溶水的径流区，岩溶水流经井田向北排出边界，

16、至柳林泉排泄。石炭系和二叠系裂隙含水层在裸露区接受大气降水补给后，沿岩层倾斜方向运移，上部下石盒子组含水层中水在沟谷中以泉的形式排泄，下部含水层中水顺岩层倾斜运移，流出井田外，矿坑排水是其主要排泄途径。4 4、井田主要隔水层、井田主要隔水层（一）山西组隔水层山西组 5 号煤以下至太原组第一层灰岩之间是以泥岩为主，砂泥岩互层的一套地层，发育连续稳定，泥岩、粘土岩隔水性较好，可视为山西组与太原组之间良好的隔水层。（二）本溪组隔水层本溪组厚 30m，岩性主要为泥岩、粘土岩、粉砂岩夹薄层石灰岩，根据区域资料，该组地层发育稳定，隔水性能良好。5 5、井田水文地质类型、井田水文地质类型井田 4、5 号煤层

17、位于山西组下部，其直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层及其下伏 K3砂岩含水层，含水量不大，对煤层开采影响较小。8、9 号煤层的直接充水含水层为 L2灰岩，该含水层富水性弱。各煤层均有带压开采地段，但突水系数均小于受构造破坏地段突水临界值，受影响较小。井田内无断层、陷落柱等导水构造。但 4、5 号煤层采（古）空区积水均有积水，对下伏煤层开采有影响。4 号以下各煤层导水裂隙带高度均达到上层煤层底板，4 号煤层井田东部导水裂隙带高度也达到地表。所以地表水、采（古）空区积水，均对煤层开采有影响。按照煤矿防治水规定矿井水文地质类型分类标准，本矿井水文地质类型为中等。第二节第二节 自然因素自然因素 一、

18、开采区域一、开采区域本矿北与矾水沟煤矿、龙门塔煤矿相邻，南靠兴无煤矿。 矿井兼并重组整合后，井田面积 1.6174 (km2)，批准开采 4-9 号煤层，设计生产能力 600kt/a。目前，4#煤已基本采完。2012 年全面进行 600kt/a 改扩建。矿井 600kt/a 设计分两个水平开采，一水平开采 5 号煤层，作为先期开采区域。 二、开拓方式二、开拓方式 矿井 600kt/a 设计开拓方式利用新开主斜井作主斜井（已有），井筒为半圆拱形，净宽 4.2m，倾角 4-16，斜长 1167m，为混合提升井，装备胶带运输机、单钩串车，完成主辅提升任务；原主斜井改造延伸后做为通风行人斜井，安设吊挂

19、式乘人装置(猴车)升降人员，做为矿井的一个安全出口；回风立井安装梯子间，为矿井专用回风立井兼作矿井的另一安全出口。后期开采 8、9 号煤层时，直接延伸主斜井、通风行人斜井、回风立井。采用主斜井、通风行人斜井、回风立井三个井筒开拓井田内 5 号、8 号、9 号煤层。三、矿井通风三、矿井通风矿井通风采用机械抽出式负压通风，通风方式为中央分列式，其中主斜井、副斜井位于井田浅部作为进风井；回风立井位于井田中部，为专用回风井；回风立井由两台同等能力的主扇供风，主扇型号为 FBCDZ54-6-N017，电机功率2*75kw；风压为 792-2992Pa，风量为 33.9-75.3m/s,负压为 650 P

20、a, 矿井通风难易程度为容易,现矿井已全部转入基建,井下全部为开拓掘进工作面,通风管理瓦斯严格按高瓦斯矿井要求管理，井下各用风地点均采用分区通风，掘进工作面实现双风机双电源自动切换，在开拓巷道口分别安设二台对旋式 2*22kw局扇，风筒直径为 1000。我矿全矿井反风系统完善，必要时可实现全矿井反风，满足抢险救灾的需要。反风的方法：回风立井主扇采用风机反转反风。 四、矿井瓦斯情况四、矿井瓦斯情况2009 年 4 月，河南理工大学受我矿委托，对我矿 4、5 号煤层开采矿井瓦斯涌出量进行了预测。2010 年 3 月 14 日山西省煤炭工业厅以晋煤瓦发2010153 号文关于吕梁市山西柳林庄上煤矿有

21、限公司 4 号、5 号煤层瓦斯涌出量预测的批复 ，该成果为：4 号煤层开采时矿井瓦斯相对涌出量 18.88m/t，绝对涌出量 28.76m/min，为高瓦斯矿井；5 号煤层开采矿井瓦斯相对涌出量1.23m/t，绝对涌出量 0.67m/min，为低瓦斯矿井。经 2010 年我矿瓦斯等级签定结果表明：我矿 2010 年开拓 5 号煤层时瓦斯绝对涌出量为瓦斯相对涌出量 1.23m/t，绝对涌出量 0.67m/min，为低瓦斯矿井。但经省厅批复仍按高瓦斯矿井管理。目前，矿井原 4 号煤瓦斯抽放系统（2 台 2BE-303 水环式真空泵一用一备）仍然继承运行，对 4 号煤采空区进行抽放。做到应抽尽抽。

22、五、煤的爆炸性及自燃倾向性五、煤的爆炸性及自燃倾向性 （1）煤尘爆炸性：根据山西省煤炭工业局综合测试中心 2010 年 8 月 10 日对本矿 5 号现开拓煤层中煤尘爆炸测试结果为：煤尘具有爆炸性；因此，所以在煤层开采时，要坚持洒水除尘、定期冲刷巷道、在各转载点设置喷头、严格控制风速等措施来防止煤尘的产生和积聚；禁止明火作业，防止煤尘爆炸事故发生。（2）煤层自燃倾向性：根据山西省煤炭工业局综合测试中心 2010 年 8 月 10 日对本矿 5 号现开拓煤层中煤层自燃倾向性测试结果为：我矿 5 号煤层自燃倾向性等级为级不易自燃，但在今后的生产中仍应增加对采空区的密闭，及时清理巷道中浮煤，粉煤、油

23、漆等易燃物质。六、矿井排水系统六、矿井排水系统 1、排水系统情况该矿在主斜井井底车场附近建有一个中央水泵房，有主、副两个水仓，总容积为 350m，其中主仓容积为 200m，副仓容积为 150m。矿井排水主水泵使用 3 台 DF46-505 型耐腐离心式水泵，电机功率为 75kW，水泵额定流量46m/h，额定扬程 250m。正常涌水时为 1 台工作，1 台备用，1 台检修。最大涌水时为 1 台工作，1台备用，1 台检修。矿井水经泵房、主斜井敷设的 2 趟 108 型钢管排至地面污水处理站。正常涌水时为 1 趟使用，1 趟备用。最大涌水时 2 趟使用，管路长约 1200m，排水高度 45m。 七、

24、矿井供电系统七、矿井供电系统本矿为双回路供电，一回路引自青龙 110KV 变电站 10kv 线路，异线型号LGJ-120mm2，线路长度 5km，另一回路引自兴无 35kv 变电站，异线型号 LGJ-95mm2，线路长度 1.5km，矿井地面建有 10KV 变电站，井下采用双回路供电，一回工作，一回带电备用。矿井设备装机总容量为 3600KW，运行设备总容量为2800KW。矿井生产区的变压器选用 S10-M-1250/10/0.4 变压器 2 台,容量为1250kVA，主要承担地面主提升皮带、深井泵、蒸汽锅炉、压风机、猴车、地面生产系统、机修、坑木加工房及办公和照明等负荷用电，其中主提升皮带和

25、猴车为双回路供电，其它负荷为单回路供电。两主变压器分列运行，风井工业区的变压器选用 S9-500/10/0.4 变压器 2 台,容量为 500kVA，主要承担主通风机、抽放泵等负荷用电，并为双回路供电；其它负荷为单回路供电。风井工业区两主变压器分列运行。 八、矿井提升与运输系统八、矿井提升与运输系统 一、矿井提升系统主斜井提升采用皮带提升，坡度 15,提升斜长 1300m，装备 3 部皮带输送机；2 部 DTL80/19/132 型皮带输送机、一部 TD75B 皮带输送机，担负矿井提煤；设有制动和减速装置以及综合保护装置型，工作安全可靠，提升系统机电保护装置和电控装置完善、运转正常。 二、井下

26、运输系统一、该矿井下运输系统如下：1、工作面采用刮板输送机-转载机-顺槽皮带输送机-采区皮带输送机运送至井下煤仓，经主斜井皮带提升至地面；井下辅助运输采用 SQ90-160无极绳牵引车运送设备、材料等；运输设备运转正常。井下皮带输送机综合保护装置齐全可靠；轨道运输斜巷安装有防跑车装置。系统中相关设备已安装有必配的保护设施，齐全并可靠。井下运输系统环节完善，运输正常。2、行车、调度信号设施基本齐全可靠，安全标志齐全、醒目，车场照明符合规定，巷道内照明有待完善。3、井下运输系统采用的设备均标贴有煤安标志，动力及控制设备均采用了隔爆型设备，保护及监测(控)设备采用了本安型。二、二、运输系统1主运输系

27、统工作面刮板输送机（SGZ730/400）5101 进风巷转载运输机（SZZ764/110）5101 进风巷皮带输送机 DSJ100/63/2*90采区皮带DTL100/63/2*75给煤机主斜井皮带输送机（DTL80/19/132 TD75B 皮带输出机筒仓。2辅助运输系统主斜井口无极绳轨道上顺槽顺无极绳工作面。九、矿井六大系统九、矿井六大系统 （1)安全监测监控系统：我矿 2009 年重新安装了 KJ95N 型安全监测监控系统，系统由地面中心站、井下分站、电源箱和矿用传感器、传输电缆和系统软件组成，井下使用分站 10套，安装各类传感器传感器共 91 台，其中：瓦斯传感器 17 台、一氧化碳

28、传感器 11 台、风速传感器 1 台个、温度传感器 4 台、负压传感器 1 台、 、流量传感器 1 台、开停传感器 12 台、风门传感器 6 台、风筒传感器 2 台、烟雾传感器10 台、馈电传感器 9 台、压力传感器 1 台，各种传感器的安装和使用均符合煤矿安全规程和AQ1029-2007 煤矿安全监控系统规范的有关规定，该系统运行稳定正常。监控系统各种功能的应用：我矿安装 KJ95N 型安全监测监控系统，具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用来监测甲烷浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门开关状态、局部通风机开停、主要通风机开停等，并实现

29、甲烷超限声光报警，断电和甲烷风电闭锁控制等。A、风速传感器：连续监测矿井通风巷道中风速大小的装置，可以不间断的了解矿井的风速是否符合规程规定。B、甲烷传感器：连续监测矿井环境气体中甲烷浓度的装置，且具有显示及声光报警、断电等功能。C、烟雾传感器：连续监测矿井中胶带输送机胶带等着火时产生的烟雾浓度的装置。D、风门开关传感器：连续监测矿井风门开关的装置。E、馈电传感器：连续监测矿井中馈电开关或电磁启动器负荷侧有无电压的装置。F、执行器（含声光报警器及断电器）：将控制信号转换为被控物理量的装置。G、声光报警器：能发出声光报警的装置。H、断电控制器：控制磁力启动器和馈电开关等装置。I、甲烷断电仪井下甲

30、烷浓度超限时，能自动切断被控设备电源的装置。监测监控系统各种功能对预防瓦斯火灾事故的作用A、甲烷风电闭锁功能：当掘进工作面瓦斯超限，局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，系统会自动切断被控设备电源，控制生产，防止产生火花，瓦斯大量积聚，从而预防瓦斯事故的发生。B、风电闭锁功能：当掘进工作面局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，系统会自动切断被控区域范围内设备电源，控制生产，防止产生火花，瓦斯积聚，更重要的是避免瓦斯事故的发生。C、管理功能：矿井监控连续地进行监测，并能发出声光报警，提醒工作人员和管理人员采取安全措施，从而预防瓦斯火灾及各类事故的发生。D、报警功能：监控系统连续对井下模拟

31、量以及开关量等各类传感器以及监测设备进行监测监控，比如：烟雾、CO 传感器，声光报警器等，并发出声光报警，提醒工作人员和管理人员要注意采取措施。同时，从系统屏幕上可以看到瓦斯、CO浓度、烟雾浓度变化情况，从而可以提前采取可靠有效的处理办法和措施，防止事故的发生。E、故障闭锁功能当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须切断该监控设备所控制区域的全部非本质安全型电气设备电源并闭锁，从而保证设备正常运行，防止因电气设备故障造成各种不安全隐患。F、事故分析一旦发生事故后，还可以从监控系统查看历史记录，进行分析原因，总结经验，了解事故发生整个过程。甲烷风电闭锁装置：当掘进工作面局部通风机停止运

32、转或空气中甲烷浓度超限时，能自动切换断被控设备电源的装置。分站：接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式，远距离传送给传输接口，同时，接收来自传输接口多路复用信号，分站还具有线性校正，超限判断，逻辑运算等简单的数据处理能力，对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理，控制执行器工作。电源箱：将交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于 2h 的蓄电池。传输接口：接收分站远距离发送的信号并送主机处理，接收主机信号，并送相应分站，传输接口还具有控制分站的发送与接收，多路复用信号调制与解调，系统自检等功能。各种传感器的布置和控制要求：A、掘进工作面在

33、靠近工作面5 米和掘进巷道口 1015 米处各设一个瓦斯传感器（T1、T2） 。其（工作面 T1 报警浓度为1%，断电浓度为1.5%，复电浓度为1%，断电范围为掘进工作面全部非本质安全型电气设备电源） ，其(掘进巷道口 T2 报警浓度为1%，断电浓度为1%，复电浓度1%，断电范围为掘进掘进巷道内全部非本质安全型电气设备电源)。掘进机设置机械式瓦斯断电仪，其报警浓度为1%，断电浓度为1%，复电浓度为1%，断电范围为掘进机电源。B、矿井在每一采区回风及总回风测风站处设置风速传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、温度传感器。C、回风立井风硐内设置负压传感器，主要通风机设置开停传感器，能够对通风机的各参

34、数 24 小时不间断进行监测。D、瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中设置瓦斯、流量、温度、压力传感器。E、在主要风门装设风门传感器，被控设备开关的负荷侧，设置馈电传感器，局部通风机装设风机开停传感器。F、各皮带机头下风侧都设置有一氧化碳和烟雾传感器，能够对其进行不间断监测。监控系统的管理：A、矿井建立有安全监测管理机构，并配备具有通风和安全监测专业知识的工程技术人员。B、安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少一次，甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等，采用载体催化元件的甲烷检测设备，每七天必须使用标准气样和空气样调校一次，每七天必须对甲烷超限断电功能进行测试。C、安全监控设备发生故障时，必须及

35、时处理，在故障期间必须制定临时安全措施。D、必须每天检查安全监控设备及电缆是否正常，并使用便携式甲烷检测报警仪或便携式光学甲烷检测仪与甲烷传感器进行对照，当读数误差大于允许误差时，及时进行调校。E、安全监控系统必须具有故障闭锁功能和甲烷风电闭锁装置的全部功能，并经常检查，确保运行正常。（2）安全生产人员定位系统：矿井于 2006 年 8 月安装江苏三恒科技集团发展有限公司生产的 KJ128 人员定位系统，在 2010 年已升级改造为 KJ128A 型矿井人员考勤定位系统。该系统采用无限射频识别技(FRID)，通过双频点实现可靠的全双工通信，每个信息采集器和人员识别卡采用全新的嵌入式微处理器和嵌

36、入式软件进行设计，具有读卡距离远、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、可同时识别多张人员识别卡、便于网络连接等性能优点加强了矿井人员入井的管理考核。目前井下安装传输分站 5 台，读卡分站 11 台。运行稳定。（后附人员考勤定位管理系统布置示意图） 。（3） 、紧急避险系统本矿每个入井人员现已配备额定防护时间不低于 30 分钟的化学氧隔离式自救器。井下发生灾变后，为了防止工人从掘进工作面步行因在自救器所能提供的额定防护时间内不能安全撤到地面，本矿在距离掘进工作面 1000 米范围内设两个（4 号、5 号的消防材料库各一个）临时避难硐室。临时避难硐室内设有通迅、供水、压风

37、、急救设施、食品药品及自救器和矿灯等设施设备。并计划于 2013 年 6 月底前，按国家有关规定建设完成本矿紧急避险系统的。（4） 、矿井压风自救系统本矿目前风井设一空压机房，安装两台 SA-120A 空压机。采用直径为80mm 的管路经回风立井井筒送至井下各用风地点。1、压风系统：技术参数如下：空压机房的占地面积：30m2空压机型号：SA120A排气量： 12.1m/min最高排气压力：0.7MPa轴功率：120KW公转子转速：2965r/min厂家：北京复盛机械有限公司储气罐工作压力：0.8MPa压力：0.9MPa耐压试验压力：1.13MPa空器净重：730kg设计温度：150容积：2m厂

38、家：平陆晋风空压机配件有限公司井下各主要巷道、掘进工作面及临时避难硐室全部配备了压风自救装置。（5）矿井供水施救系统本矿现防尘供水系统兼作矿井供水施救系统；地面工业广场设一 500m的高山水池。下井主供水管直径 108mm,各分支管路直径为 50mm。所有管路每隔50 米设置一个三通及阀门，在所有掘进工作面、临时避难硐室和其他人员较集中的地点设置供水阀门，保证各采掘作业地点在灾变期间能够实现提供应急供水的要求。（6）矿井通信联络系统本矿为中国电信覆盖区，矿井主要领导及相关职能部门负责人均配备有移动电话；行政与调度通讯系统合用一台 HRD-128 型 128 门程控交换机的通讯方式。井上采用 K

39、TH-11 型电话机，井下采用 HBZ(G)-1A 型电话机。该交换机具有分机用户汇接、编组、强插、监听等语音传输功能，能够实现对全矿井上下生产、通讯供电状况实时监控，保证调度安全生产的监督、指挥的时效性。地面通讯采用 HYA 型通信电缆引至地面各用户点，地面电话均采用 KTH-11 型电话机，分别安设在各机房、主通风机房、地面变电所、火药库、生产调度室及其它相关科室部门。下井的两条通信电缆采用 HUYVA32 型电缆，沿人行斜井引至井下总分线盒，再引至各用户点，其它地方采用 MHYA 型通信电缆。井下电话分别安设在掘进工作面、井底车场、主水泵房、水平最高点、井下临时避难硐室、采区变电所及主井

40、皮带沿线等井下生产场所。第二章第二章 矿井灾害分析矿井灾害分析第一节第一节 年度采掘安排及可能发生的灾害年度采掘安排及可能发生的灾害 一、一、2012 年采掘安排情况年采掘安排情况本矿现属于 60 万吨/年改扩建基建矿井，计划 2012 年矿井进行 60 万吨/年的升级改造的建设加快联合试运转进度。下一步采掘规划为一个回采两个掘进。二、可能发生的灾害事故二、可能发生的灾害事故根据本矿 2012 年采掘安排情况，预计本矿井下可能发生的灾害事故有：顶板冒落、突水、自然发火、气体灾害、火灾、粉尘、爆破事故及机电运输事故等。第二节第二节各类灾害发生的原因、条件分析各类灾害发生的原因、条件分析 一、顶板

41、冒落发生的原因分析一、顶板冒落发生的原因分析 （1）根据地质报告及本矿实际揭露的情况， 4 号煤层顶板岩性为泥岩或粉砂质泥岩，局部有薄层泥岩伪顶；虽现已大部分采空，无采掘工作面，矿井 60万吨/年验收时基本不涉及，但因建设期间 5 号煤的通风、供电、排水、运输等各个环节都得利用 4 号煤原有的巷道，因此，4 号煤的巷道也有冒顶的可能，特别是 4 号煤原运料大巷全部为木棚支护，折梁断柱经常发生，极有可能造成冒顶。（2）根据地质报告及本矿实际揭露的情况，5 号煤层顶板为泥岩，部分区域为炭质泥岩；由于 5 号煤与 4 号煤层间距小（平均 6m） ，且 5 号煤部分巷道设计坡度有变化，或当发生地质变化

42、时，发生局部冒顶的危险性是存在的。特别是 5 号煤部分巷道布置在 4 号煤的回采煤柱下面，压力显现非常大，因此发生顶板事故的可能性也很大。二、井下突水隐患分析二、井下突水隐患分析根据本矿 60 万吨/年地质报告，本矿井水文地质类型为中等。井田 4、5号煤层位于山西组下部，其直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层及其下伏K3砂岩含水层，含水量不大，对煤层开采影响较小。井田内无断层、陷落柱等导水构造。但 4、5 号煤层采（古）空区积水均有积水。4 号以下各煤层导水裂隙带高度均达到上层煤层底板，4 号煤层井田东部导水裂隙带高度也达到地表。所以地表水、采（古）空区积水，均对煤层开采有影响，如不积极采取相

43、应的防治水措施，将有可能导致矿井发生水灾事矿。具体分析如下：1、地表水体:本矿 4#煤层大部分地段为采空区，由于开采塌陷形成的地表裂缝，而当雨季来临的时候，雨水可能由裂缝灌入井下，造成灌井灾害。2、采空区积水:（1）邻矿采空区积水本矿与兴无、同德、龙门塔煤矿相邻。兴无现采 4#、5#煤层，同德煤矿现采 4 号煤层，龙门塔煤矿现采 8 号煤；而我矿现采 5#煤层，根据地质报告及其调查情况表明，煤层倾向由东南向西南倾斜，兴无煤矿煤层底板标高高于我矿煤层底板标高，同时由于老窖开采时期测量技术落后，本矿与龙门塔和兴无煤矿均曾经有古巷连通，龙门塔和兴无煤矿采空区都有积水可能，因此邻矿采空区积水是我矿井下

44、水灾的一大隐患。（2）本矿采空区积水我矿 5#煤工作面顶部大部分为原 4#采空区，4 号煤层（包括5 号古空区）有大面积采空区，且有积水存在。 特别是以前 4#房柱式开采由于落后的采煤方法，留煤柱较多，可能局部有积水，对 5#煤采掘有影响，都应该密切关注。3、奥灰水体2009 年 10 月，本矿在开拓主斜井井底煤仓时，5 号煤层底板标高以下12米处揭露 L5灰岩，出现涌水，涌水量涌水量最初为 8m/h,后逐渐有所减小。由中煤十处采用钻孔注浆方法，进行了“堵” 、 “截” ，效果明显，现该涌水点涌水量为 0.5m/h。分析原因为 5 号煤层之 K3砂岩含水层被破坏，其含水层沿裂隙涌出。因此，在矿

45、井进行水仓水泵房施工时，如破坏 5 号底板至 L5灰岩时，将可能导致突水。总之，本矿4、5 号煤层底板含水层由于受破坏，承压水沿底板裂隙涌出，增加了矿井涌水量，地质报告中明确本井田各煤层均有带压开采地段，故奥灰水突水也有发生的可能。3 3、煤层自然发火煤层自然发火 我矿现采掘工作面均实现机械化作业，且根据庄上煤矿有限公司目前开采5 号煤层自燃倾向性鉴定资料和邻近煤矿的资料，5#煤层自燃倾向等级均为三级不易自燃煤层。四、井下气体灾害事故分析四、井下气体灾害事故分析1、瓦斯窒息、中毒事故瓦斯是井下各种有毒有害气体的总称，当井下巷道空气中瓦斯浓度较高时，就会相对降低空气中的氧气含量，如井下人员误入其

46、中，将可能会因缺氧窒息死亡。如果井下空气中一氧化碳、硫化氢等有毒气体超标进将会导致井下吸入有毒气体的人员产生中毒或者死亡。2、瓦斯燃烧或爆炸当煤矿井下瓦斯积聚与空气混合后达到一定的浓度时，遇到高温或明火就能燃烧或发生爆炸事故，将会造成井下大量作业人员的伤亡，严重影响和威胁矿井安全生产。（1）瓦斯燃烧和爆炸的原因分析a、煤矿井下易发生瓦斯爆炸地点：根据国内外煤矿发生瓦斯爆炸的地点统计表明，绝大多数的瓦斯爆炸发生在瓦斯煤层的采掘工作面，其中又以掘进工作面占多数。掘进工作面较易发生瓦斯爆炸的原因，一是瓦斯涌出量大，局部通风机通风可靠性差，容易形成瓦斯积聚；二是使用的电器设备较多（电钻、扇风机、掘进机

47、等）以及经常放炮，出现引火热源机会较多。另外停风的冒巷、风速低的巷道顶板附近也容易发生瓦斯事故。b、瓦斯积聚及其原因：瓦斯积聚是指体积超过 0.5m 的空间瓦斯浓度超过 2%的现象。瓦斯积聚是造成瓦斯爆炸的根源，对井下瓦斯状况不了解，矿井通风系统不合理布置，通风设施的损坏，都容易造成瓦斯积聚，瓦斯积聚的原因很多，主要归纳起来有以下几方面。1）工作面风量不足引起瓦斯积聚造成工作面风量不足的原因很多，如不按需要进行风量分配，通风巷道冒顶堵塞、掘进单台局部通风机供多个工作面，风筒出风口距掘进工作面太远等，都可能造成采掘工作面风量小，风速低而导致瓦斯积聚。2）通风设施质量差、管理不善引起瓦斯积聚如打开

48、风门而不及时关闭；闭墙质量差而引起风流短路；巷道贯通后不及时调整通风系统，都有可能造成通风系统风流短路而引起瓦斯积聚。3）通风系统不合理不完善而引起瓦斯积聚当通风系统中出现不符合规定的串联通风、扩散通风和无回风道独眼井及通风设施不齐全等，都是不合理通风，都有可能引起瓦斯积聚而导致瓦斯爆炸性。4）局部通风机停止运转造成的瓦斯积聚：这种现象导致瓦斯积聚而引起爆炸的比例最大，有的是设备检修，无计划停电、停风，有的是机电故障，掘进工作面停工而停风；还有的是局部通风机管理混乱，任意开停等。局部通风机出现循环风，由于局部通风机安装的位置不符合规定或全风压供给风量小于该处局部通风机的吸入风量等原因都可能使局

49、部通风机出现循环风，致使掘进工作面涌出的瓦斯反复回到掘进工作面，越积越多达到爆炸浓度。风筒断开或严重漏风，主要是施工人员不爱护通风设施，将风筒掐断、压扁、刮坏等， ，而通风人员又不能及时发现和进行维护，修补，造成掘进工作面风量不足而导致瓦斯积聚。5）恢复通风排放瓦斯时期容易造成瓦斯事故6）采空区及盲区中积聚的瓦斯采空区和盲巷没有风流通过，往往积存有大量高浓度瓦斯，在气压变化或冒顶等使其涌出或突钛压出时都可能导致瓦斯爆炸。7）瓦斯异常涌出造成的瓦斯积聚、断层、褶曲或地质破碎地带是瓦斯的富集区域，在接近或通过这些地带时瓦斯涌出可能会突然增大，或忽大忽小变化无常，而且容易冒顶造成瓦斯积聚。8）巷道冒

50、落空洞等的瓦斯积聚冒落空洞由于其特殊位置而不能形成良好的通风条件，当巷道风量较小，风速较低时，经常会出现瓦斯积聚。9）矿井无瓦斯检查、监测制度或制度很不完善，矿井缺乏相应的瓦斯检查仪器或瓦斯检查仪器仪表超期使用，误差太大；c、瓦斯爆炸的点火源:1）井下爆破存在的问题主要有：使用了不符合安全要求的炸药或炸药已经超过安全有效期限；充填炮泥不合格，造成放炮火焰存在时间过长；爆破炮眼布置不合理，抵抗限过底，或者放明炮、糊炮等；爆破电路连线不合格，产生点火花；放炮器不合格或使用明电放炮等。2）电气火花电气火花引发瓦斯爆炸与电器设备的不合格和人员违章操作有关。电火花主要包括电弧放电、电气火花和静电产生的火

51、花。井下输电线路的短路、电器失爆、接头不符合要求、带电检修、违章私自打开矿灯或矿灯失爆，使用非煤矿用的电器设备等都是造成瓦斯爆炸的主要原因。3）摩擦撞击火花井下工作中的摩擦和撞击有时难以避免。矿用设备在使用过程中的摩擦和撞击所产生的火花可引然瓦斯。如跑车时车辆和轨道的摩擦、金属器之间的撞击、钢件与岩石的撞击、矿用机械的割齿同巷道坚固岩石的摩擦、巷道塌落时岩石同岩石的碰撞（主要是火成岩等坚固岩石间的碰撞）等都能产生足以引燃瓦斯的火花。4）明火点燃这类点火源的特点是伴随有燃烧化学反应。如明火、井下焊接产生的火焰、放炮火焰、煤炭自然产生的明火、电器设备失爆产生的火焰、油火等。5）炽热表面和炽热气体炽

52、热的表面，如电炉、白 灯、过流引起的线路灼热、皮带打滑机械摩擦引起的金属表面 热等都会引起瓦斯爆炸。煤矿井下使用专用的照明灯具，以防止灯泡破裂时引然瓦斯。（4） 、管理因素：瓦斯爆炸事故的发生，主要是由于管理上存在缺陷造成某些作业人员的违章失职所造成的，例如：根本没有和不执行瓦斯检查制度，瓦斯检查员失职和技术业务素质不高，空岗、漏检、假检、和脱岗；不在现场交接交接班，及不带甲烷检测仪，大量事实表明，多数瓦斯爆炸事故是因某些人尤其是负有特殊工作的人员（如瓦斯员、放炮员、井下电钳工、及班组长等）不能尽职尽责，思想上麻痹大意，抱有侥幸心理甚至违章违纪所造成的。为了更好地防止瓦斯积聚造成瓦斯爆炸，首先

53、，瓦斯员应遵章守纪，雎有高度的责任心和职业道德，在工作中尽心尽职，及时发现并妥善处理瓦斯隐患，严禁空岗、漏检、假检，必须在井下指定地点交接班，按分工区域和检查次数规定的时间、路线、地点认真进行巡回检查，做到瓦斯检查三对口，其次，瓦斯检查员必须对分工区域内的通风、瓦斯、防尘、防火、监测等情况进行全面认真的检查，发现瓦斯超限，积聚或其分异常情况，要立即停止危险地点的作业，撤出人员，及时向调度室及有关部门领导汇报，并采取措施处理，再者瓦斯员应雎有较高的技术业务素质对任何地点的瓦斯隐患都能及时采取有针对性的，可靠的有效措施，妥善处理品，瓦斯员还应做到坚持原则，不徇私情，对任何违章指挥，违章作业的现象应

54、坚决制止。五、井下火灾事故分析五、井下火灾事故分析煤矿生产过程中的火灾根据引火源的性质可分为外因火灾和内因火灾危险两种。火灾发生的三要素是可燃物、引火源和氧气，而本煤矿火灾的主要危险在可燃物和引火源两个方面。根据庄上煤矿有限公司目前开采 5 号煤层自燃倾向性鉴定资料和邻近煤矿的资料，5#煤层自燃倾向等级均为三级不易自燃煤层。因此预防矿井火灾的重点为外因火灾和瓦斯燃烧。本矿井下生产和机电设备使用火工品和油脂,故存在着机电设备火灾,火药燃烧火灾、油脂火灾、瓦斯燃烧火灾等，同时井下采用爆破作业，若因炸药变质或放炮工作未按规定进行，引燃瓦斯、煤尘的火灾危险同样也存在。矿井火灾应引起高度重视。（1 1）

55、 、矿井外因火灾分析、矿井外因火灾分析外因火灾的特点及危害：外因火灾发生时，发生突然，如果不能及时发现，往往会酿成重大恶性事故，但如果及时发现还是容易扑灭的。矿井火灾对煤矿生产及职工安全的危害主要有以下几个方面：A、产生大量有害气体，矿井火灾对人身的危害主要是在火灾发展过程中产生大量的有毒有害气体，煤炭燃烧会产生一氧化碳，二氧化碳、烟尘等，另外，坑木、橡胶等井下可燃物品的燃烧也会产生大量的一氧化碳、醇类、醛类以及其它有机化合物，这些有害气体随风扩散，有时可能涉及相当大的矿井火灾，从而伤及井下工作人员。B、矿井火灾时，如不及时得到扑灭，往往引燃近邻处的可燃物，使火灾范围迅速支离扩大。C、能够引起

56、瓦斯煤尘爆炸，矿井火灾不仅提供了瓦斯、煤尘爆炸的引火热源，而且使可燃物放出氢气、甲烷和其它多种碳氢化合物等爆炸气体，同时火灾还可以使沉降的煤尘重新悬浮，因此，火灾往往会造成瓦斯、煤尘的爆炸事故。2、外因火灾发生原因：外因火灾是由于外来火源引起的，据调查分析，形成外因火灾的原因有以下几种：1）明火，井下吸烟、焊接及用电炉、大灯泡取暖等都能引燃可燃物而导致外因火灾。2）电火花：主要是由于电气设备性能不良，管理不善，如电钻、电机、变压器、开关、插销、接线三通、电铃、打点器、电缆等出现损坏、过负荷、短路等，引起电火花，继而引燃可燃物。3）违章爆破：由于不按爆破规定和放炮说明书爆破，如放明炮、糊炮、空心

57、眼以及用动力电源爆破，不装炮泥、炮眼深度不够或最小抵抗线不合规定等都会导致引燃物而发火。4）瓦斯、煤尘的爆炸：因瓦斯、煤尘爆炸出现的明火引燃可燃物而引为的火灾。5）机械磨擦：由于机械摩擦及物体碰撞产生的火花引燃可燃物，如胶带与滚筒摩擦，高速运转的部件与煤粉摩擦，水泵不上水空转等。进而引起火灾。（2 2） 、内因火灾事故隐患分析、内因火灾事故隐患分析本矿5 号煤煤的自燃倾向性为三级不易自燃，但仍然要通过监测监控系统的一氧化碳传感器及烟雾传感器等监测，发现异常，及时汇报，以防万一。六、井下粉尘灾害事故分析六、井下粉尘灾害事故分析1、矿井粉尘的危害主要表现在以下 3 个方面：（1）矿尘污染劳动环境，

58、降低了生产场所的可见度，影响劳动效率和操作安全。（2）使工人得上尘肺病，工人长期在矿尘浓度较高的环境中作业，吸入大量矿尘后，轻者能引起呼吸道炎症，重者可导致尘肺病的严重影响人体的健康。 （3）本矿煤层具有爆炸性，在一定的条件下可能发生爆炸，造成大量的人员伤亡和财产损失。2、产生大量煤尘地点：根据我矿 2012 年基建计划情况表明，我矿 2012 年井下的主要尘源在掘进工作面、煤岩装运、转载点、其它工作场所。（1）掘进工作面掘进工作面的产尘工序主要有机械破岩（煤）装岩、爆破、煤矸运输转载及锚喷时。（2）运输巷各转载点运输巷各转载点有时达到煤尘爆炸浓度界限，十分危险，所以在现场管理时应充分重视。（

59、3）其它地点的产尘巷道维修的锚喷现场，煤炭的装卸点等也是产生高浓度煤尘的场所，尤其是煤炭装卸处的瞬时粉尘浓度有时达到煤尘爆炸浓度界限，十分危险，所以在现场管理时应充分重视。3、煤尘爆炸的条件：（1）煤尘具有爆炸危险性，煤尘是否具有爆炸性，主要取决于可燃成分中的挥发分含量，挥发份含量大于 10%的煤尘，本矿煤尘具有爆炸性。（2）有一定浓度的浮游煤尘存在。具有爆炸危险性的煤尘只有浮游状态并达到一定浓度范围内才可能发生爆炸，我国试验表明：煤尘爆炸下限浓度为45 克/m，爆炸上限为 1500-2000 克/m。爆炸威力最强的煤尘浓度为 300-400 克/m。高温引爆火源的存在。煤尘爆炸还必须有足够能

60、量的热源，即有着火源存在，煤尘云的着火温度因其自燃挥发份含量、粒度、浓度等的差异而不同，一般为 610-1050，多数为 700-900，井下能引起煤尘云爆炸的高温热源很多，如爆破作业时产生的爆破火花，电器设备产生的电火花、电缆破坏产生的电弧、瓦斯燃烧或爆炸，井下火灾或明火，矿灯矿障产生的火花等。空气中的氧气浓度大于 18%，空气中的氧含量小于 18%时，煤尘就不能爆炸。但当瓦斯与煤尘在空气中混合时，空气中的氧气含量小于 12%，也能引起爆炸。4、煤尘爆炸的直接原因分析煤尘爆炸的两个主要条件：一是煤尘在空气中悬浮具有一定浓度；二是具有一定温度的引火源。 （1）煤尘达到爆炸界限的条件煤尘达到爆炸