一井区泥炭开采初步设计安全专篇(泥炭)

目录

第一章概况..............................................6

第一节矿区开发情况....................................6

第二节编制设计依据.....................................6

第三节建设单位基本情况..................................8

第四节设计概况.........................................11

第二章矿井开拓开采......................................19

第一节矿层埋藏及开采条件.............1错误！未定义书签。

第二节矿井主要灾害及安全条件...........................24

第三节矿井开拓系统....................................28

第四节采区巷道布置....................................30

第五节顶板及冲击地压...................................31

第六节爆破材料库......................................33

第三章瓦斯灾害防治.....................................34

第一节瓦斯............................................34

第二节防爆措施.......................................34

第三节隔爆措施........................................44

第四章矿井通风.........................................46

第一节概况............................................46

第二节矿井通风........................................47

第三节降温措施.......................................60

第五章粉尘灾害防治....................................61

第一节粉尘...........................................61

第二节防尘措施.......................................63

第三节地面生产系统防尘...............................67

第四节粉尘检测仪器仪表................................67

第六章矿井防灭火......................................69

第一节概况..........................................69

第二节井下外因火灾的防治..............................69

第七章矿井防治水.......................................75

第一节矿井水文安全条件分析.............................75

第二节矿井防治水措施..................................75

第三节井下防治水安全设施...............................80

第八章电气安全........................................82

第一节矿井电源........................................82

第二节地面配电所...................8错误！未定义书签。

第三节井下供配电......................................85

第四节井下电气事故原因分析及其防范技术措施.............87

第八章提升、运输、空气压缩设备........................93

第一节提升设备.......................................93

第二节运输设备.......................................94

第三节空气压缩机.....................................97

第十章矿井六大系统...................................99

第一节安全监测监控系统...............................99

2

第二节人员定位系统...................................110

第三节压风自救系统...................................114

第四节井下避险系统....................................117

第五节供水施救系统....................................119

第六节通讯联络系统...................................120

第十一章矿山救援、保健与安全培训.....................128

第一节矿山救援.......................................128

第二节矿山保健.......................................130

第三节劳动定员.....................1错误！未定义书签。

第三节安全培训.....................I错误！未定义书签。

3

附图目录

顺序图名比例尺

1内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿地形地质图1：5000

2内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿水文地质图1：5000

3猴头沟矿区炭质泥岩矿地层综合柱状图1：1000

4猴头沟矿区炭质泥岩矿岩层对比图1：200

5猴头沟矿区炭质泥岩矿一井2"矿层底板等高线及资源储量估算水平投影图1：2000

6猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区井上下对照图1：2000

7猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区开拓系统平面布置图1：2000

8猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区开拓系统B-B剖面图1：1000

9猴头沟矿区炭质泥岩矿-井区通风系统平面图1：2000

10猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区避灾路线图1：2000

11猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区综合管网布置图1：2000

：

12猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区采区机械配备图12000

13猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区供电系统图

14猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区井下机电设备配备图1：2000

15猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区安全监控系统布置图

16猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区安全监控系统及人员定位配框图

17猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区安全通讯系统图

18猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区工业场地平面图1：500

19巷道断面图册1：50

4

附件目录

1、赤峰永合矿业有限责任公司营业执照

2、赤峰永合矿业有限责任公司采矿许可证

3、赤峰永合矿业有限责任公司

4、《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩详查报告》

5、关于《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿详查》矿产

资源储量评审备案证明"（内国土资储备字[2012]1号）

6、供电协议

7、关于准予赤峰永合矿业有限责任公司猴头沟矿区炭质泥岩矿30X

104t/a地下开采工程项目备案的通知；

8、设计委托书

5

第一章概况

第一节矿区开发情况

内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿一井区位于内蒙

古自治区赤峰市南西35km处，隶属于赤峰永合矿业有限责任公司。

赤峰永合矿业有限责任公司，成立于2006年3月，主营陶土、炭质

泥岩开采销售。2008年7月21日申办了由内蒙古自治区国土资源厅颁发

的《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟炭质泥岩普查许可证》证号：

T15120080701012306,面积12.74km2,有效期限2008年7月21日至2010

年7月21日。赤峰永合矿业有限责任公司施工的6个钻孔，钻探、测井、

9个地质观测点、6个探井编录资料，18个样品测试成果。1：5000地形

地质图等资料交给内蒙古自治区104勘探队，并委托对其许可证范围内，

进行炭质泥岩勘查报告编制工作。104勘探队2011年编制了《内蒙古自治

区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩详查报告》，内蒙古矿业开发有限责

任公司2011年10月编制了《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质

泥岩矿矿产资源开发利用方案》。2012年1月11日内蒙古自治区国土资源

厅颁发了“关于《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿详查》

矿产资源储量评审备案证明"（内国土资储备字[2012]1号）。猴头沟矿区

炭质泥岩矿共划分为四个井区开采，其中一井区生产能力为6万吨/年。

第二节编制设计依据

1、营业执照注册号150404000002255；

2、采矿许可证证号：C1504002012126110128627；

3、《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩详查报告》；

6

4、《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿矿产资源开发

利用方案》；

5、关于《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿详查》

矿产资源储量评审备案证明(内国土资储备字[2012]1号)；

6、《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿可行性研究报

告》；

7、《煤炭工业矿井设计规范》GB50215—20115；

8、《采矿工程设计手册》；

9、《煤矿安全规程》2010年版；

10、《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国A

(2010)23号)；

11、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避

险“六大系统”的通知，安监总煤装[2010]146号；

12、国家安全监督总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急避险系

统建设管理暂行规定的通知，安监总煤装[2011]15号；

13、国家安全监督总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下安全避险

“六大系统”建设完善基本规范(试行)，安监总煤装[2011]33号；

14、国家煤矿安全监察局《煤矿井下避难所试点建设基本要求》(煤

安监司办2010第9号)；

15、煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006)；

16、矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029—2007)；

17、煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件(AQ6210.2007)；

7

18、煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范(AQ1048—2007)；

19、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国矿山安全法》；

20、国家发展和改革委员会国家安全生产监督管理局[2003]1346号文

件《加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知》。

21、国家煤矿安全监察局“煤安监字[2003]64号”文件；

22、煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范(AQ1055—

2008)；

23、设计委托书。

第三节建设单位基本情况

一、位置与交通

1、位置

赤峰永合矿业有限责任公司猴头沟矿区炭质泥岩矿一号井位于内蒙

古自治区赤峰市南西35km处，行政区划隶属内蒙古自治区赤峰市松山区

城子乡管辖。其地理坐标为：

东经:118°29'30〃〜118°32'00"

北纬：42°06700〃〜42°08z00〃

2、交通

矿区东距赤峰市至河北省围场县公路0.5km,东北距赤峰市35km,

西南距河北省围场县朝阳地镇30km,均有柏油公路，另赤峰市、河北省

围场县朝阳地均有铁路线通过，交通较为方便，见交通位置图。

二、自然地理

1、地形地貌

8

矿区位于大兴安岭南麓与燕山山脉交汇地带，属低山丘陵区，区内海

拔最高为1194.50m,最低海拔为ZK0号孑L处856.00m,相对一高差338.50m。

2、气象

本区属干旱〜半干旱大陆性气候，寒冷干燥，春、秋、冬三季多风，

最大风速18米/秒，年最高气温42.5C,最低气温-31.4C。年降雨量最大

为560.80毫米，最小降雨量为208.10毫米，年降水量平均310毫米，年

平均蒸发量为1867毫米。年蒸发量远远大于降水量。冻解期一般为十一

月至翌年四月，最大冻土深度为1.65米。

3、水系

矿区水系不发育，在矿区北部约9km有半支箭河流过，向东流至桃来

吐村附近补给地下水。

4、地震

根据《中国地震动参数区划图》(GB13806-2001),本区地震动峰值加

速度(g)为0.15,地震烈度为7度。

9

交通位置图

图I-＞矿区位置®旗（县）政府所在地，，乡镇苏木所在地

例—铁路"-"公路——乡镇公路

20公甲

三、区域经济

本区经济以农业为主，次为牧业、副业、旅游业。耕地主要分布于山

10

间谷地中，农作物有玉米、谷子、高粱、大豆等，丘陵山坡处植有油杉落

叶松等。牧业主要圈养猪、羊；副业有简单的粮谷加工厂，机械修配厂，

利用炭质泥岩烧制的砖瓦厂；矿产资源：矿区周边有小型铁矿，多金属矿

和非金属矿。矿区北东4公里处有城子乡正在开采的无烟煤柳村第五煤矿,

旅游业有香山寺和辽代官窑遗址等，地区经济不发达。该区水资源比较溃

泛，老百姓生活用水都是几户或十几户合打一口潜水井作为生活用水水

源。地方用电全部由国家电网输送，满足了地方小型工矿企业及农村照明

用电的需求。

四、矿区水源

据地质报告和矿井开采资料•，矿区供水可采用水源井供水。

五、电源通信

1、供电电源

矿山附近有猴头沟变电所10KV供电线路通过。

2、通信

矿山可接入松山区程控网。

第四节设计概况

一、工程性质

矿井的工程性质是新建改造。

二、井田开拓开采

（一）、井田境界

根据内蒙古自治区赤峰市国土资源局颁发的采矿许可证（证号：

C1504002012126110128627）划定的井田范围，该矿矿区总面积7.847Kn）2,

II

其中一井区位于井田东北部，西部与二井区相接，南部与四井区相接，

井区由以下4个拐点圈定，开采深度由+870—750m。各拐点坐标见表

1-4-1o

一井区拐点坐标表表1—4-1

编号XY

14666959.82210626775.90

24666959.8220625500.00

34665500.0020625500.00

44665500.0020626775.90

（二）、资源状况

1＞地质储量

据104勘探队2011年编制了《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿

区炭质泥岩详查报告》及2012年1月11日内蒙古自治区国土资源厅颁发

了“关于《内蒙古自治区赤峰市松山区猴头沟矿区炭质泥岩矿详查》矿产

资源储量评审备案证明"（内国土资储备字[2012]1号），全矿区总储量为

2073.62万吨，一井区储量为551万吨，其中控制的经济基础储量（122b）

290万吨，推断的内蕴经济资源量（333）261万吨。

2、工业储量

依据国土资源部（国土资发[2002]271号）文件精神，根据矿床地质特征

和地质勘查程度，本方案对于控制的经济基础储量（122b）全部采用，推断

的内蕴经济资源量（333）采用80%。经计算，本方案采用的工业储量为498.8

12

万吨。

3、可采储量

可采储量=（矿井工业储量一矿柱损失一已采储量）采率

=（498.8-25.98-305）X85%

=142.65万t

各类保护矿柱按《煤矿安全规程》分别设定：

（1）、井田边界保护矿柱按20m留设；

（2）、主要大巷保护矿柱按20m留设；

（3）、采空区保护矿柱按20m留设；

（4）、矿井回采率按85%计算。

大巷保护矿柱在矿井服务年限完了矿井闭坑时方可回收，其它保护矿

柱任何时间均不可回采。

具体详见可采储量计算表1—4—2。

矿井可采储量计算表表1-4-2

矿储保护矿柱损失量回可采

工业已采

层量（万吨）采资源

储量储量

编类井田采空率储量

（万吨）大巷小计（万吨）

号型边界区%（万吨）

122b

2498.85.868.2411.8825.9830585142.65

+333

经计算矿井可采资源/储量为142.65万吨。

（三）、矿井服务年限

13

矿井年工作日为330天，采用“三八”工作制，每天三班作业，每

班工作8小时。采矿三班生产，边采边准。日提升时间为16小时

矿井设计生产能力为6万t/a,矿井服务年限为18.3年。

(四)、矿井开拓及采矿方法

1、矿井开拓

采用斜井石门下山开拓方式。其井筒特征见表1-4-3。

井筒特征表表1—4—3

筒

井

井筒坐标井口井筒断面(ma)

长

度方位角净宽

名

称标高倾角

(°)(H1)

(m)(0)(mn)

XY净掘进

L井466642520625560990223261802.55.457.86

副井4666425206255279902232().31802.55.457.86

2、采矿方法

根据该井田泥炭矿层的赋存及巷道布置情况，选用走向壁式崩落采矿

方法。

3、采矿工艺

根据矿井生产能力、矿层赋存状态条件，结合当地采矿技术水平及委

托方要求，本设计采用炮采回采工艺。

本工作面采用DZ-25型单体液压支柱配合HZJA-1000型金属较接顶梁

支护，支护密度为600X1000mm。

回采工作面顶板管理方式为全部垮落法，采用密集支柱切顶。如悬顶

面积过大顶板不冒落时，可采用人工打眼放炮强制放顶。

14

工作面采用SGB-320/18.5型刮板输送机运输，顺槽采用一台

SGB-320/18.5型刮板输送机运输和一台GJP-650型胶带输送机联合

运输。

三、提升、通风、排水和压缩空气设备

1、提升设备

(l)^主井

主井是矿井主提升井，采用矿车提升，安装JTPT.2XL2/3L5,滚

筒直径Dg=L2米，滚筒宽度B=L2米，最大静张力Fze=30KN=3061kg,i

=31.5,提升速度Vmax=l.45m/s,电动机为YRJ280s-8型绕线式异步电动

机，电压380伏，功率为55KW,电机转速730rpm。

配套KHT8型提升机综合后备保护装置。

(2)、副井

副井是矿井辅助提升井，采用矿车提升，安装JTPT.2X1.2/24,滚

筒直径Dg=l.2米，滚筒宽度B=1.2米，最大静张力

Fze=30KN=3061kg>1720kg,i=24,V=l.91m/s,电机功率75KW,电机转速

730rpm。

配套KHT8型提升机综合后备保护装置。

2、通风设备

选择两台FBCDZ—6—N212(2x22kw)型防爆新型轴流通风机，该风

机风量范围17-40m7s,风压范围200-850Pa,其中一台工作，一台备用。

3、排水设备

15

排水垂深120m,矿井正常涌水量8m7h,矿井最大涌水量12m'/h。

选择D12-50X4型离心式水泵三台，正常涌水期间一台工作，一台备

用，一台检修。最大涌水期间两台工作，一台备用。扬程200m,流量

Q=12.5m7h,效率n=64%。配套防爆电动机功率22kw,电压660V,转速2950

r/min。

选择。60X4.5的无缝钢管作为排水管，沿副井敷设两趟排水管路，

采用三泵两趟排水管路的排水系统。

4、压风设备

工业场地设压风机站，安装LGF-20/8型螺杆空气压缩机二台（一台

使用，一台备用）,流量20m7min、排气压力0.8MPa、电机功率110kW,

压风主管路采用6108nunX4.5无缝钢管，沿副立井敷设1趟。辅助管路采

用657mmX3.5无缝钢管。

四、地面生产系统

矿石经主井矿车运到地面后，到栈桥上人工翻卸，经装载机装运至筛

选处分级运到储矿场地，由汽车外运。

五、工业场地布置特征、防洪排涝及地面建筑

矿井工业场地分为主、副井生产区、辅助生产区和生活行政区三块。

工业场地设有围墙，场地内设有排水沟，不受洪水威胁。

地面建筑由矿井地面变电所、机修车间、坑木加工车间、空气加热室、

矿灯房、材料库、地磅房、办公室、职工宿舍、锅炉、浴池、食堂、更衣

室、主副井绞车房、通风机房、压风机房、门卫等组成。

六、供电及通讯

16

(一)供电

该矿供配电为双回路供电，其一路电源均引自猴头沟变电所，电压等

级10千伏，采用架空线路引入矿井地面变电所，经变压器降压到0.4千

伏后进入低压配电室，为主电源；另一路为喀喇沁旗南台子变电所，电压

等级为10千伏,频率50赫兹，为备用电源。

(-)通信

矿井调度通讯选用了WS-848型调度交换机1台，容量24门，设在

调度室内，分机分别设在矿长办公室，总工办公室，调度室，其他生产管

理部门及各生产车间。井下分机分别设在主副井底信号胴室、井下运输大

巷、辅运大巷、中央水泵房(井下总配电点)、采掘工作面、胶带输送机

转载点、下山水涡等处共设直通地面调度室的本安型电话10门。

七、给水、排水、采暖、通讯、供热

1、给水

该矿井供水范围主要包括工业场地生产、生活、消防用水，井下消防、

防尘用水。

2、水源

(1)生活用水来自工业场地自备水源井供给。

(2)为了保证井上下消防用水，由井下排出水沉淀后供消防之用。

3、给水系统

在工业广场内建一消防水池，容积为200m3,井下消防给水和防尘洒

水可合用一条给水管道，由工业场地内日用消防池接管(DN50),沿副井

井筒到井下供各处用水。

17

4、采暖及供热

设计工业广场生产、井筒防冻分开供热，工业场地热源由锅炉房供给。

主井井口附近分别设空气加热室，选择组合式热风炉。经过空气加热

器的风量为入井风量的50%,加热后空气温度35℃,与冷空气混合后井下

空气温度为+2℃。

八、环境保护

矿井在开发和生产过程中可能产生的污染源和污染物有肝石、污水、

粉尘、烟尘和噪音，可能引起的自然生态变化主要是地表塌陷和裂隙。设

计根据主要污染源和污染物采取相应环境保护措施。

九、技术经济

1、建井工期

井巷工程完成时间为14个月，机电设备安装试运转为1个月，矿井

试生产3个月，施工准备期2个月，建井总工期为20个月。

2、投资

建设项目总投资为2134.04万元，每吨投资355.67元。其中安全设

施（通风压风排水设备及工程、六大系统、安全仪器仪表等）投资130万

元，占总投资6.1%0

3、投资叵I收期

投资回收期4.38年。

18

第二章井开拓开采

第一节矿层埋藏及开采条件

一、区域地质

(一)、区域地层

该区地层属华北地层大区，内蒙古地层区，乌兰浩特〜哈尔滨地层分

区，乌兰浩特〜赤峰地层小区，地层自老至新：前震旦变质岩系(AnZ)；

侏罗系中统新民组(J2X)；侏罗系上统火山岩系(J3m)；第三系上新统(N2)；

第四系(Q)。现分述如下：

1、前震旦变质岩系(AnZ)：

岩性主要为一套由片麻岩、花岗片麻岩等组成的变质岩系，出露分布

在勘查区西北部王府，红花沟一带。

2、侏罗系中统新民组(J2X)：

岩性下部为灰色、深灰色凝灰质泥岩，粉砂岩、灰黄色含砾粗砂岩；

中部为灰色，灰黑色泥岩，砂砾岩、砂岩、炭质泥岩夹条带状薄煤；上部

为灰白色，灰黄色凝灰质胶结的细砂岩含砾粗砂岩夹泥岩等组成，厚度大

于300.00m,出露分布在勘查区内及区外北碾坊一带，与下伏地层呈不整

合接触。

3、侏罗系上统满克头鄂博组(J3m)：

岩性为一套火山碎屑岩夹火山熔岩，颜色灰、灰紫色流纹质凝灰熔岩,

凝灰岩、凝灰质角砾岩夹安山岩及安山质英安岩等，厚度大于1000m,出

露分布在勘查区西、南部南台子至大牛群一带，与下伏地层呈不整合接触。

4、第三系上新统(N2)：

19

岩性为黄色、灰绿色半胶结的砂岩，砂砾岩及深紫红色含粒粘土岩组

成，厚度240m,出露分布在勘查区北侧老梁底一带，与下伏地层呈不整

合接触。

5、第四系(Q4)

由现代冲积堆积以及超河漫滩淤积物，残坡积砂砾石、红土、黄土及

砂质粘土组成，厚度0〜40m,分布在勘查区低洼处及沟谷地带，覆盖在

各时代地层之上。

(二)、区域构造及岩浆岩

矿区位于内蒙古中部地槽褶皱系，敖汉复向斜与多伦多复背斜交接复

合部位。盆地受赤峰〜开原断裂控制，走向为北东向。

区域上岩浆活动剧烈，岩浆岩广泛出露，主要为燕山期侵入岩和喷出

岩。侵入岩为花岗岩，喷出岩为流纹质凝灰熔岩、安山岩等。

二、井田地质

(一)、地层

井田内钻探控制的地层有侏罗系中统新民组及第四系。现分述如下：

1、侏罗系中统新民组(J2X)

根据岩性特征及炭质泥岩赋存情况将新民组分上、中、下三段：

(1)、新民组下段(J2X1)：根据地表出露和钻探控制，岩性为灰色泥

岩，深灰色凝灰质泥岩，灰黄色含粒砂岩。凝灰质泥岩块状，杏仁状构造,

充填物为泥质、具方解石脉，胶结较致密坚硬，性脆，厚度大于

49.82m(ZK30号孔)。

(2)、新民组中段(J2X2)：岩性为灰色泥岩、砂岩、砂砾岩，灰黑色

20

泥岩含1、2号炭质泥岩夹透镜状煤层组成，钻孔控制厚度61.80~97.10m,

平均厚度80.39mo

(3)、新民组上段(J2X3)：岩性浅红色、浅灰色、灰黄色凝灰质胶结

含砾粗砂岩、中砂岩、细砂岩、泥岩等组成，钻孔控制厚度76.05-161.00m,

平均厚度104.45m。

2、第四系(Q)

根据地表出露和钻孔控制，岩性为红色粘土、黄土，腐植土以及现代

河谷冲积堆积的砂砾石等组成，钻孔控制厚度20.60〜40.00m,平均厚度

31.38m。

(二)、构造及岩浆岩

井田内地层总体形态为一向北东倾伏的向斜构造，轴向北东40。±,

两翼基本对称，地层倾角浅部陡20°左右，向轴部变缓。

根据探井编录记录和钻孔控制，矿区内发育两条断层，均为正断层，

现分述如下：

F1断层：走向N40°E,倾向N50°W,倾角35°〜75°,落差25m,

呈弧形展布于勘查区西部向斜北西翼矿层露头浅部，走向长大于3000m,

2号探井见该断层，倾角75°,落差小于25m,4号探井见该断层，倾角

35°,落差25m,即由4号探井向2号探井方向延伸，落差变小，该断层

已经控制。

F2断层：走向N43°W,倾向S47°W,倾角70°。落差大于100m,

展布于矿区北东部，1号探井与ZK0号钻孔所控制，走向长大于1000m,

该断层已经基本控制。

21

两条断层对矿层均造成了一定破坏，致使矿层构造形态保存残缺不

全。

在矿区西部铁沟门〜水泉沟一带出露燕山期花岗岩任52),地貌呈缓丘

状，颜色肉红色，成分石英、长石、云母等，该花岗岩侵入体在钻孔中和

探井巷道中均未见到，说明对其矿层未起破坏作用，依据《煤、泥炭地质

勘查规范》(DZ/T0215〜2002),确定本矿区构造复杂程度属中等类型。

三、矿床

1、矿床特征

区内矿层赋存于侏罗系中统新民组地层中段，以下段的凝灰质含粒砂

岩，凝灰质泥岩来看，矿区即为火山间歇期低洼处形成的小湖泊，并逐渐

演化为沼泽盆地，形成了1、2号矿层，在矿层形成后岩浆活动逐步增强,

上段沉积以火山碎屑为主凝灰质胶结将其覆盖，受后期构造挤压、破坏，

地层发生褶皱和断裂，呈现出残缺不全向北东倾斜的向斜构造形态，1、2

号矿层赋存分布在向斜盆地内。

1号矿层最大厚度2.50m,最小厚度0.60m,平均厚度2.05m,大部可

采，厚度变化在倾向上，浅部薄至尖灭，向盆地中心部位增厚，走向上变

化不大，夹肝0〜2层，结构较简单，属不稳定类型。

2号矿层最大厚度3.70m,最小厚度0.90m,平均厚度2.28m,大部可

采，厚度变化在走向上、倾向上均变化不大，夹砰0〜2层，结构较简单,

属较稳定型。

2、可采矿层

一号井位于矿区的东北部，有一个钻孔(H01号钻孔)和二个探井控

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制，仅有2号矿层可采。

最大可采厚度2.78m,最小可采厚度1.65m,平均可采厚度2.3m,大

部可采，最大夹砰厚度0.70m,最小夹肝厚度0.30m,平均夹肝厚度0.49m,

夹肝岩性为灰色泥岩及浅灰色粉砂岩。炭质泥岩的厚度变化在倾向上和走

向上变化不大，结构较简单，属较稳定型。

3、矿石质量

(1)、物理性质

炭质泥岩的颜色一般为黑褐色、黑灰色，局部见有钢灰色，暗淡光泽,

条痕呈褐色，常见有不平坦状断口。矿层中夹3层薄煤，厚度0.04m〜

0.05m,在H01号钻孔呈条带状赋存在矿层中。该矿层原生和次生裂隙均

不发育，有时见有垂直于层理面的裂隙，裂隙比较平坦有的被方解石薄膜

或黄铁矿薄膜充填，泥质含量占优势受区内构造的影响变质程度高胶结致

密硬度和比重较大，矿层的容重通过实际测定，平均为1.98o

(2)、化学成分及化学性质

根据采样分析成果，干燥基高位发热量平均为12.83KJ/g,灰份含量

平均为52.77%。挥发份产率平均为20.63%。干燥基(St,d)%全硫含量平均

为0.27%。见化验成果表2—1—1。

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化学分析表表2—1—1

工业分析

无灰干

孔号全水

灰份挥发份燥其挥发热量全硫视密度真密度

份分析

发份

层号基水份

MtAdVradQgr.dStd

Vda5%ARDTRD

%%%KJ/g%

H016.2249.9723.5513.860.211.902.12

一井2.8857.299.4012.460.332.112.25

号

二井3.0654.739.4312.900.331.982.26

层

ZK306.5655.8229.6110.610.211.942.20

平均6.392.9754.4526.589.41512.460.271.982.21

(3)、矿石种类

根据地质详查报告，本井田矿石的发热量低、灰分高，含薄煤层，厚

度小，确定为炭质泥岩。

(4)、用途

本矿井开采的矿石为炭质泥岩，有一定的发热量，可用于砖厂内燃,

也可用于肝石电厂燃料。

第二节矿井主要灾害因素及安全条件

一、瓦斯、煤尘及煤的自燃、地温

1、瓦斯

根据该矿的详查报告，井田内矿层未进行瓦斯采集和鉴定工作。矿井

采开采矿种为炭质泥岩，系煤系地层伴生矿产，具备存在瓦斯的可能性。

2、粉尘

根据该矿的详查报告，井田内矿层未进行粉尘爆炸性鉴定工作。

3、矿石自燃

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根据该矿的详查报告，井田内矿层未进行矿石自燃倾向性鉴定工作。

4、地温

根据矿区相关资料，本区地温梯度2.7C/100m,为地温正常区。

二、水文地质

（一）一般概况

矿井位于大兴安岭南端与燕山山脉交汇的低山丘陵区，总的地势西南

高，东北低。东部地形切割强烈，沟谷发育多呈“U”字形，属燕山水文

地质区东端低山丘陵、河谷地下水较贫区，为区域地下水的补给、径流区。

区内地表水系不发育，有锡金河主流在详矿区南部内由西南向东北流

过，该河支流由西向东环详查区北部汇入锡金河。该河在春融季节和夏季

降水时才有暂时性地表径流。当地最低侵蚀基准面标高850.00m,炭质泥

岩矿赋存标高为1050.00〜655.00m。

（二）含（隔）水层（组）划分

根据地下水埋藏条件及岩性组合特征，将区内含水层划分为第四系

松散岩类孔隙潜水，碎屑岩类裂隙孔隙潜水两类。

第四系松散岩类孔隙潜水含水层主要分布于矿区北部及西北部沟谷

洼地中，含水层岩性以冲洪积砂砾石、砂为主，砾石直径一般在20.00〜

100.00mm,呈棱角、次棱角状，泥砂质充填，含量20〜80%不等。据民井

调查资料，含水层厚度一般在15.90〜18.70m之间，水位埋深一般在

6.00—13.00m,标高909.00〜847.00m,单井涌水量在280〜480m3/d。

碎屑岩类裂隙孔隙含水层，区内大面积分布，含水层岩性以侏罗系新

民组下部灰黄色砾砂岩，中部灰色砂岩、砂砾岩和上部的浅红色浅灰色凝

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灰质胶结的含砾粗砂岩、中砂岩、细砂岩、泥岩组成。岩层直接出露地表,

受风化作用影响，泥岩裂隙发育，砂砾岩变的疏松，强风化带厚5〜10m,

弱风化带厚30〜50m。裂隙和孔隙构成了地下水的赋存空间和导水通道。

据机民井和斜井抽水资料，含水层厚17.70〜31.20m,水位埋深10〜56m,

标高1050〜967m,中部局部地段出现承压水，水位埋深近于0。调查斜井

在枯水期排水量为6~9m3/d,雨季为9~12m3/d.据4号和1号探井,

探井巷道工作面观测，各巷道上部顶板基本无水，当井筒向下进入到矿层

附近（961m水平和853m水平）后，巷道开始出水，出水层位为904m水平

和854m水平。以上的风化裂隙含水层，出水形式以淋水为主，随着井巷

（巷道断面5.5II12）向深部延伸，出水量略减，2011年9月实测水位标高

分别为961m和853m,。在斜井疏干后对水仓内贮水（946m水平和843m水

平）进行抽水试验。1号探井垂深25m含水层厚7.0m,静止水位埋深13.0m,

标高850m,单位涌水量0.2736L/s.m,渗透系数1.6345m/d,水温14℃。

4号探井垂深35m,含水层厚7.0m,静止水位埋深0.0m,标高954m,单位

涌水量0.2485L/s.m,渗透系数1.4421m/d,水温14℃。由2号探井老

窑积水水质分析为矿化度0.269g/L的HC03•S04-Ca•Mg型水。

断层水文地质特征，据调查资料•，1号探井掘到F1正断层时（2006

年7月）仅出现滴水现象，4号探井掘到F1正断层时（2006年7月）实

见断层破碎带不宽，并被砂泥质充填，且与断盘紧密接触，仅出现淋水现

象，经过一段时间后，由淋水转为滴水。5号探井掘进到F1正断层时（2007

年8月）实见断层紧闭，亦仅见渗水现象。可见F1断层导水性由北向南

逐渐减弱。说明该断层与第四系含水层关系比较密切，而且上下盘含水层

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之间对接部位易沟通，发生水力联系，在断层带附近开采应注意突水。矿

区内沿矿层露头处存在有开采浅部矿层的废弃老窑多处，都有不同程度的

积水。由于老窑水对矿井充水带存很大的随机性，其充水的可能性与危害

程度又取决于井下防治水的工作效果。因此需详细调查采空区的分布范

围，积水和坍塌情况。采取留防水矿柱或其它有效措施。

隔水层分布于炭质泥岩层的上部、下部，隔水层岩性主要为泥岩、砂

质泥岩、炭质泥岩等细颗粒岩石，其隔水层呈多层结构，岩性致密、胶结

良好、透水性能差，为相对稳定隔水层。

（三）矿井涌水量动态特征

据统测资料显示，尽管各井巷开采高程不同，深度也不尽一致，但

其变化规律基本一致。据4号斜探井2007年7月〜2008年7月一个水文

年抽水资料，12月至次年4月矿井排水量在6.0〜6.5m'/d。5月〜12月

初排水量在8.5-12.5m3/d.多在7月、8月和9月份为高峰值，当峰值出

现后涌水量又回落至正常。从气象资料分析，4月份天气回暖解冻，地下

水接受融冰雪补给，排水量上升。6月、7月和8月份排水量继续上升，

在8月份出现峰值,滞后于降水一个月的时间，说明大气降水

对矿床涌水量起着决定性的调节作用。上述资料证明，矿井涌水量与降水

关系密切，尤其是浅部风化带内的涌水量，而深部涌水量要滞后于浅部，

主要受补给条件制约。

（四）地下水补给、径流、排泄条件

大气降水是地下水的主要补给源，降水通过地势较高的丘陵区沿风

化裂、岩石孔隙渗入补给地下水，在地形、地貌和水重力作用下，由高处

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向低处径流，补给河谷第四系孔隙潜水，总的径流方向为沿地形由西南向

东北径流，最终排泄出区外。

（五）水文地质勘查类型

矿区主要分布有基岩风化裂隙含水层，为矿床直接充水含水层。含水

层富水性中等，单位涌水量在0.249〜0.274L/s.m,浅部直接大气降水

入渗补给，矿层大部分位于当地侵蚀基准面以上，矿床东北部有季节河谷

环绕，但排水条件较好、区内老窑积水情况不是很清楚，对开采有影响。

确定水文地质类型为H类2型，即水文地质条件中等的裂隙孔隙充水矿床。

三、工程地质条件

本矿区为泥岩、砂岩、炭质泥岩相间互层沉积的矿床，由于层面联结

力差（特别是地下水的存在更减低了结构面的力学强度），从而导致围岩整

体稳定性较差。如上述的F1号断层面多为泥岩，滑面上泥岩细腻、联结

力低，因而造成局部地段矿层顶板自稳性较差。采掘证实，区内岩石巷道

顶板绝大部分须支护，仅局部不用支护、稳定性较好。但在强风化带、弱

结构面发育地段，由于围岩不稳定，工程地质条件差，须在井巷开拓和采

矿中加强支护，做好安全防护工作。

根据本矿区岩石力学性质及围岩的工程地质特征，本矿区工程地质勘

查类型属ni类〜二型，即层状岩类、工程地质条件复杂〜中等型。

第三节矿井开拓系统

一、井筒

1、井筒数量

根据矿井开拓布置，全矿井共设有二个井筒，分别为主井、副井（兼

28

风井)。

2、施工方法

采用普通法施工。第四系或基岩出现涌水可根据实际情况采用预注浆

或工作面注浆方法治理。

3、井筒支护

井筒采用料石碎砌磴支护。

4、安全出口

(1)矿井安全出口

矿井的安全出口为主井、副井，开采时有二个安全出口，均通向地面。

(2)采区安全出口

采区有二个安全出口，一个是运输下山，另一个是回风下山，分别通

向运输石门和回风石门。

(3)工作面安全出口

工作面有二个安全出口，一个是运输顺槽，另一个是回风顺槽，分别

通向运输下山和回风下山。

5、井筒保护矿柱

矿井井筒设在开采范围以外，不需另设保护矿柱。

6、避灾路线

井下巷道进出口和交岔点开阔处安装安全逃生方向指示牌，工作地点

必须有避灾路线图，入井人员必须熟知矿井避灾路线。避灾路线应随采区

及采掘工作面位置变化而调整。

(1)火、瓦斯灾害避灾路线

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火、瓦斯灾害避灾原则是逆新风流行走。回采工作面火、瓦斯灾害避

灾路线为：回采工作面一进风行人巷一工作面运输顺槽一运输下山一运输

石门f主井f地面。

矿井在反风状态下，行走路线为：回采工作面一回风顺槽一回风下山

f回I风石门f副井一地面。

(2)水灾避灾路线

回采工作面f回风顺槽一回风下山回风石门一副井地面。

二、井底车场及胴室

1、井底车场

主、副井井底车场采用直线式平车场，采用人工调车方式。主井井底

车场标高为868m,副井井底车场标高为870m。采用直墙半园拱砌桁支护。

2、水泵房及机电砸室

水泵房及机电胴室采取联合布置，设在870m水平井筒联络巷中，通

过吸水井与甲乙水仓连接，采用直墙半园拱砌殖支护。

第四节采区巷道布置

一、采区巷道布置

主井在868m水平落平，设置直线式平车场，通过运输石门与采区运

输下山连接；副井在870m水平落平，设置直线式平车场，通过回风石门

与采区回风下山连接；采区采用双下山布置，运输下山布置在矿层底板岩

石中，回I风下山沿矿层倾向布置，两下山分别与工作面的运输、回I风顺槽

连接形成工作面生产系统。

二、采矿方法

30

1、采矿方法

根据该井田泥炭矿层的赋存及巷道布置情况，选用走向长壁式采矿方

法。

2、采矿工艺

根据矿井生产能力、矿层赋存状态条件，结合当地采矿技术水平及委

托方要求，本设计采用炮采回采工艺。

工作面采用SGB-320/18.5型刮板输送机运输，顺槽采用一台

SGB-320/18.5型刮板输送机运输和一台GJP-650型胶带输送机联合

运输。

3、达产时采掘工作面数量

矿井达到生产能力时，一个采区生产，采区有一个回采工作面和一个

掘进工作面同时生产。

第五节顶板管理及冲击地压

一、工作面支护方式及顶板管理方式

本工作面采用DW-25型单体液压支柱配合HZJA-1000型金属较接顶梁

支护，支护密度为600X1000mm。

回采工作面顶板管理方式为全部垮落法，采用密集支柱切顶。如悬顶

面积过大顶板不冒落时，可采用人工打眼放炮强制放顶。

二、巷道支护

井底车场、机电胴室、水仓等采用直墙半园拱砌硝支护；运输石门、

运输下山、回风大巷、回风下山均采用梯形金属支护，工作面上下顺槽采

用梯形金属支护；工作面采用单体液压支柱支护。

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三、矿压观测仪器

矿井配备以下矿压观测仪器：

1、KY-82顶板动态仪4台。

2、BHSTO测枪4支。

3、YZ系列液压枕10个。

4、HCZ钻孔油枕压力计5个。

5、J2光学经纬仪1台。

6、DJK-6光学经纬仪1台。

7、DS3-2水准仪1台。

8、PG1-X1平板仪1台。

9、XL-100矿山悬挂罗盘3台。

10、CKX-1地质罗盘3台。

四、冲击地压

据矿井开采资料•，本矿井没有冲击地压危险。

五、顶板灾害防治措施

（一）、影响矿井压力显现基本因素分析

井田内矿层顶板岩性多为泥岩和炭质泥岩，部分为粉砂岩、粗砂岩或

含砾粗砂岩，矿层围岩的工程地质类型为层状岩类工程地质条件中等型。

矿层倾角在7—16°左右，采用炮采工艺，采用单体液压支柱和金属较接

顶梁支护，支柱支撑力足够，采用全部垮落法管理顶板。

（二）、一般顶板冒落灾害的防治措施及装备

1）、回I采工作面顶板事故的防治措施

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1、采矿工作面及时支护，不得空顶作业；

2、炮眼布置及装药量应合理，放炮崩倒支柱及时修复；

3、保证支柱有足够的初撑力；正规循环作业，及时放顶，必要时可

采取强制放顶措施，在初次来压和周期来压时加强工作面支护；

4、上下安全出口超前支护要到位、有效。

2）、巷道顶板事故的防治措施

1、掘进工作面不得空顶作业，及时支护，放炮后要先采取前探支护

或其它临时支护措施；

2、巷道交岔点、机电胴室要采用砌砧等材料支护；

3、按作业规程要求的材质、规格、尺寸支护，遇构造带要加强支护。

3）巷道保护矿柱

运输石门、辅助运输石门水平布置，大巷两侧各留设20m保护矿柱。

第六节爆破材料库

一、由于该矿属新建矿井，地面火药库建设，由公安部门指定有资质

单位进行设计，公安部门审批验收，但库址必须符合《民用爆破器材工厂

安全规范》GBJ89-85之规定，库区四周高有2.5m高砖砌实体围墙，库房

周围设有防爆炸土堤，出入口设有门卫守卫，设有监控系统和专用电话，

确保库区安全。

二、支领火工产品人员是必须经过专门培训的放炮员，熟知火药性能

和有关条文的规定，并持有放炮员合格证。

三、本矿井井下不设爆破材料库。

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第三章瓦斯灾害防治

第一节瓦斯

根据该矿的详查报告，井田内矿层未进行瓦斯采集和鉴定工作。矿井

开采矿种为炭质泥岩，系煤系地层伴生矿产，具备存在瓦斯的可能性。

根据内蒙古安科安全生产检测检验有