大方县坪子煤矿防突设计Word文件下载.docx
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第三章
煤与瓦斯突出预测
徐建金
第四章
综合防突措施
李仕民
第五章
防治突出措施的效果检验
莫曼
第六章
安全防护措施
赵春梅
第七章
矿井防突机构设置及管理
周业国
附件:
1、防突设计委托书;
2、矿井采矿许可证复印件;
3、煤尘爆炸性鉴定;
4、煤层自燃倾向性鉴定;
5、煤与瓦斯突出危险性鉴定报告批复。
附图目录
序号
图名
图号
比例
图纸张数
1
采掘工程平面图
№01
1:
2000
2
采掘工程剖面图
№02
3
通风系统及通风网络图
№03
示意
4
钻孔布置三视图
№04
5
井下避灾路线图
№05
6
井上下通讯、压风系统图
№06
7
井下消防及隔爆设施布置图
№07
8
放炮警戒图
№08
前言
煤与瓦斯突出是煤矿严重的自然灾害之一,是煤、岩和瓦斯参与下的一种复杂的动力现象。
具体表现为在数秒至几十秒钟极短的时间内向巷道、采面等采掘空间抛出大量的煤岩,并喷出大量的瓦斯。
煤量从几吨到上万吨,瓦斯量从几十立方米到数百万立方米。
危害轻的摧毁巷道支架,推倒矿车,破坏通风设施,引起局部地区风流反风,严重的使井巷充满煤岩和瓦斯,造成人员窒息、埋人,甚至可能引起矿井瓦斯爆炸等煤矿恶性伤亡事故。
为了认真贯彻"
安全第一、预防为主"
的安全生产方针,加强防突管理,防治煤与瓦斯突出事故的发生。
根据本矿实际结合《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》编制本《防治煤与瓦斯突出方案设计》。
一、编制设计的依据
1、《中华人民共和国安全生产法》,2002年6月29日九届全国人大二十八次常委会通过,2002年11月1日施行;
2、《大方县百纳乡坪子煤矿安全专篇(变更)》;
3、《煤矿安全规程》(2010版);
4、《防治煤与瓦斯突出规定》(2009年);
5、《矿井瓦斯抽放管理规范》(1997年);
6、《煤矿瓦斯抽放技术规范》MT/T692—1997;
7、煤矿实际资料:
采掘工程平面图、可采煤层煤质化验报告、矿界范围、水、电资料等;
二、设计指导思想
1、以《煤矿安全规程》(2010)和《防治煤与瓦斯突出规定》(2009)中的规定为方案设计原则。
2、根据矿井地质条件和矿界范围,结合该矿实测资料,考虑实用、易实施、有效。
三、设计概况
大方县百纳乡坪子煤矿为资源整合新设置矿权矿井,矿井设计生产能力为9万t/a,根据大方县百纳乡坪子煤矿《安全专篇(变更)》,大方县百纳乡坪子煤矿设计布置系统首采面在M60煤层中,本着“安全第一,预防为主”的安全生产方针,大方县百纳乡坪子煤矿煤与瓦斯突出方案设计着重考虑预防优先,防突设计本着简单实用,便于实际操作,充分利用现有的设备设施,设计重点突出安全可靠。
四、存在的主要问题与建议
1、根据现有的地质和井下生产实际揭露的资料,虽然浅部各煤层原始瓦斯含量较低,但矿井深部瓦斯赋存情况不清楚,建议请有资质的单位对井田内各煤层进行瓦斯测定。
为矿井下步设计提供更可靠的资料依据。
对此,应注意以下问题:
1)在采掘过程中,须继续收集资料验证所有开采煤层的突出危险性,当矿井开采新水平、新采区、垂深增加到50m或出现突出预兆时,须重新鉴定煤层突出危险性。
2)在建设、生产过程中须经常分析煤层的瓦斯地质条件,在瓦斯富集区和煤厚变化大的区域采取必要的探测、释放瓦斯的措施。
3)矿井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表装备,定期检验煤层的突出危险性。
应在建设和生产过程中应须编制专门的防突措施并采取预防措施,严格按《煤矿安全规程》(2010)中有关规定执行。
2、井田内地面建、构筑物必须留设足够的安全保护煤柱,同时需随时观察地面的滑坡、塌陷等情况。
3、开采接近采空区时,应注意老空区积水情况和透水征兆,坚持“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,同时必须做到有疑必停,并留设足够的安全保护煤柱。
4、矿山若有与设计方案中技术指标满足要求的设备,可以利用,以节省投资。
5、工作面必须在留设的安全煤柱以外进行回采,不得任意开采安全煤柱。
6、在今后的生产过程中,必须加强地质和测量工作,做好地质预测预报工作,及时将各作业点的位置标明在井上下对照图上,以便更好地指导矿井生产,严防采掘工作面进入保安煤柱内开采和误穿采空区、老窑。
7、在今后的生产过程中,必须进一步对地面构筑物进行一次全面的调查和测量,将构筑物的具体位置测量上图,在保护煤柱内只能布置巷道,不能回采,如需在保护煤柱内采煤,必须事先请有资质的设计部门进行专门的“三下”设计说明书,并报上级有关部门批准后,方可在保安煤柱内按批准的开采方案和措施进行开采,严禁乱采滥掘保护煤柱。
8、矿井必须留设足够的保护煤柱,对于矿井内未留保安煤柱的零星建筑物,应采取搬迁等措施,对较为集中的村寨必须留设足够的安全保护煤柱。
9、根据贵州省能源局文件(黔能源发[2010]304号)关于对毕节地区工业和能源委员会《关于请求审批百里杜鹃风景名胜区普底乡坪子煤矿M60、M80、M81煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复》的批复,大方县坪子煤矿+1400标高以上的M60、M80煤层煤层无突出危险。
根据《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【2007】345号),矿井按煤与瓦斯突出设计和管理,开采一采区M60号煤层+1400标高以上时按突出矿井无突出危险区进行设计,开采其他区域M60号按突出煤层进行设计和管理。
建议业主尽快委托有资质的相关单位对该矿其他区域开采煤层做煤与瓦斯突出危险性鉴定。
第一章 矿井概况及地质特征
第一节 矿井概况
一、交通位置情况
大方县百纳乡坪子煤矿位于大方县的北东,行政区划属大方县龙百纳乡龙竹村管辖,矿区直距大方县城约25公里,矿井距贵毕高等级公路40km,距扎佐火车站168km,有大(方)—金(沙)公路,即326国道线从矿区旁通过,矿井距大方电厂约46km,对外交通方便。
详见交通位置图。
图1-1大方县坪子煤矿交通位置图
二、井田开发情况
矿井位于百纳乡龙竹村境内,矿区直距大方县城约25公里,。
该矿开拓系统完善,采用斜井开拓,共有3个井筒,矿区内可采煤层为M60煤层,厚度1.30~1.80米,一般厚1.50米左右,煤层平均倾角28°
。
本矿为新建矿井,矿区范围内没有矿井进行过规模化开采,只有小窑在煤层露头一带进行巷采,采深较浅。
根据矿井详查地质报告资料得知小窑开采破坏均在风氧化带内。
三、水源及电源
1)水源
经现场实地调查了解,矿井供水水源可由两部分组成。
地面生产、生活及消防水源为矿井附近的溪沟水,水质、水量能满足矿井用水要求。
井下生产、消防水源为处理后的矿井井下排水。
2)电源
矿井设计采用双回路供电:
双回路电源来自35KV百纳变电站不同母线端,供电距离为4km,导线型号LGJ-50,矿井目前已形成双电源回路供电,保障供电安全。
四、保护层的选择
区内设计可采煤层仅有一层,即M60煤层,因此,本设计不涉及保护层选择。
根据贵州省能源局文件(黔能源发[2010]304号)关于对毕节地区工业和能源委员会《关于请求审批百里杜鹃风景名胜区普底乡坪子煤矿M60、M80、M81煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复》的批复,大方县坪子煤矿+1400标高以上的M60、M80煤层煤层无突出危险。
根据《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【2007】345号),矿井按煤与瓦斯突出设计和管理,开采一采区M60号煤层+1400标高以上时按突出矿井无突出危险区进行设计,开采其他区域M60号按突出煤层进行设计和管理。
五、井田开拓方式
开拓方案:
斜井开拓,中央并列式通风。
本次变更设计共布置有三条井筒,利用原主斜井改造后作为变更后新系统的副斜井,利用原副斜井改造后作为变更后新系统的主斜井,利用原回风斜井作为变更后新系统的回风斜井。
该矿煤层倾角14º
~40°
平均倾角28°
,主斜井布置于M60煤层底板的岩层中,掘进方位角339º
,倾角22°
,掘进529m后至+1400m水平标高,在该标高附近布置1400车场、水泵房;
副斜井布置于M60煤层底板的岩层中,掘进方位角339º
,倾角25°
,掘进470m后至+1400m水平标高,并通过1400车场与主斜井贯通;
回风斜井井口标高为+1597m,以掘进方位角339º
,倾角15°
,掘进325m由底板揭M60煤层,接着以掘进方位角339º
,倾角35°
掘进32m。
最后再以掘进方位角339º
,掘进211m至+1400m水平标高与主、副井贯通,回风斜井总长568m。
主斜井、副斜井、回风斜井与煤层之间采用石门联系。
根据该矿煤层赋存特点及巷道布置情况,将矿井划分为二个水平,水平标高分别为+1400、+1295。
根据矿井实际情况,将整个矿井划分为四个采区,即水平标高及F正断层为界划分采区:
F正断层以东、+1400水平以上为一采区;
F正断层以东、+1400水平以下为二采区;
F正断层以西为三、四采区。
,采区划分情况详见开拓系统巷道布置图。
以水平标高及F正断层为界划分采区:
水平及采区划分是合理的。
六、煤层开采顺序
本矿设计可采煤层仅有M60煤层,采区开采顺序:
为一采区、二采区、三采区、四采区。
采区内区段下行式,区段内煤层下行式,工作面后退式开采。
七、采煤方法
1)采煤方法的确定
根据矿井开拓方式、采区巷道布置及煤层赋存特点,本矿井采用走向长壁后退式采煤法,阶段内煤层的开采顺序为从上到下。
2)采煤工作面的回采工艺及装备
工作面设计采用炮采工艺。
煤电钻(ZMS-1.2型)打眼,放炮落煤,人工攉矿,刮板机运输运输(下口40m这一段实际倾角为20°
),工作面配备1台SGB-420/40T型可弯曲刮板输送机;
工作面运输巷配备3台SGB-620/40T型可弯曲刮板输送机和1台DTL-65/10/40皮带机。
采煤工作面采用DW18-30/100(1800~1035,伸缩量765mm)液压支柱配合HDJA-1000绞接顶梁支护顶板,工作面安设运输机,采用“四、五”排控顶。
全部跨落法管理采空区。
直接顶不稳定时,投产后视顶板情况,可加强顶板支护,老顶坚硬难冒时可采取强制放顶措施,若底板吸水后膨胀时,支护时可在支柱底部加垫板,防止支护插入底板。
八、支护形式
(1)本矿采煤工作面采用DW18-30/100(1800~1035,伸缩量765mm)单体液压支柱配合HDJA-1000绞接顶梁支护顶板,工作面安设运输机,采用“四、五”排控顶。
两道选用DW22-350/100D型外注式单体液压支柱配HDJA—1200型金属铰接顶梁作超前加强支护。
(2)掘进工作面:
巷道掘进采用钻爆法施工,配备二个掘进头。
第二节地质特征
一、矿区地层
矿区及邻近区域出露地层有:
二叠系中统茅口组,二叠系上统长兴组、龙潭组,三叠系下统夜郎组及第四系。
由老至新为:
1、二叠系中统茅口组(P2m)
出露于东南部矿界外,为灰、浅灰色厚层状细晶灰岩,含蜓类动物化石,厚度>
100m。
2、二叠系上统龙潭组(P3l)
出露于矿区东部及其矿界边缘,系一套海陆交互相沉积为主的含煤建造。
根据岩性不同分为三段:
第一段(P3l1):
由浅灰至深灰色薄-中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩夹粉砂岩、灰岩、钙质粉砂岩、粘土岩、煤层及煤线组成,底部为硫铁矿粘土岩,含可采和局部可采煤层4层(M60、M70、M73、M80)其中M60、M80(高硫)为稳定可采煤层。
第二段(P3l2):
由浅灰、灰色、深灰色薄-中厚层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩夹菱铁岩、灰岩、砂质灰岩、炭质泥岩、煤层及煤线组成,含M54、M57两层局部可采煤层。
含蕨类植物化石。
第三段(P3l3):
由灰至深灰色薄-中厚层细砂岩、粉砂岩、泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粘土岩夹菱铁岩、泥灰岩、煤层及煤线组成,含M18、M51两层局部可采煤层。
3、二叠系上统长兴组(P3c)
为灰色中厚层细晶灰岩,含燧石团块及燧石条带,含腕足动物化石,厚7-10m。
4、三叠系下统夜郎组(T1y)
出露于矿区东部,根据岩性组合分为沙堡湾、玉龙山、九级滩三段,分述如下:
沙堡湾段(T1y1):
为灰色中厚层状泥灰岩,夹粉砂岩、泥灰岩、粉砂质泥岩。
厚4~7m。
玉龙山段(T1y2):
上部为灰色中厚层状隐晶灰岩,下部为灰色薄至中厚层状泥质灰岩夹泥质条带,含瓣鳃类动物化石,厚200~210m。
九级滩段(T1y3):
为紫色、紫灰、黄灰色薄至中厚层泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹砂岩、泥岩、泥质灰岩,含双壳类动物化石。
厚度大于200m。
5、第四系(Q)
为黄、浅黄、褐、红褐色粘土、碎石土,厚0~5m。
二、含煤地层
龙潭组为主要含煤地层,出露于矿区东部及其矿界边缘,系一套海陆交互相沉积为主的含煤建造。
由浅灰至深灰色薄-中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩夹粉砂岩、灰岩、钙质粉砂岩、粘土岩、煤层及煤线组成,底部为硫铁矿粘土岩,含可采和局部可采煤层4层(M60、M70、M73、M80)其中M60、为稳定可采煤层。
厚29-43m。
厚49-52m。
厚43-49m。
三、构造及断层
区内断裂构造主要为F断层,位于矿区西侧,走向呈北北西向,由大竹林进入矿区,经白沙大土,于王家寨北出矿区。
矿区内断裂长约2.5km,为正断层,倾向近东,倾角80°
,垂直断距约40m,水平断距约5m,断层两盘岩层产状变化较大,东盘倾向300~5°
,倾角14~40°
,西盘倾向325~60°
,倾角约17°
,主要断层特征见表1-2-1。
表1-2-1主要断层特征表
断层名称
性质
走向
倾向
倾角/(°
)
落差/m
F断层
正断层
北北西向
近东
80
40m
综上所述,矿井构造复杂程度属中等类型。
四、可采煤层与煤质
1、可采煤层
本矿目前设计可采煤层仅有M60没煤层,M60煤层原称M4煤层,位于P3l1顶部,距茅口组顶界28~40m,距标志层B2为2~3m,顶板多为粉砂岩、泥质粉砂岩,局部为粉砂质泥岩,较稳定,底板为粘土岩,稳定性差。
煤层呈钢灰色,丝绢光泽,半暗~半亮型,结构简单至复杂,夹矸0~2层,厚0.05~0.4m,夹矸由南向北增厚,致使煤层分叉。
煤厚1.3~1.8m之间,变化趋势由南西向北东变薄。
该煤层为主采煤层,全区稳定可采。
矿井可采煤层特征见附表1-2-2。
表1—2—2可采煤层特征表
煤层编号
煤层厚度
夹矸
煤层倾角(°
顶板
岩性
底板岩性
稳定
程度
最小-最大(m)
平均煤厚(m)
煤层变化规律
厚度(m)
层数
M60
1.30-1.80
1.5
沿走向变化不大
一般0.05~0.4m
0-2
14-40°
粉砂岩或泥质粉砂岩
粘土岩
全区稳定可采
2、可采煤层煤质特征
(1)煤层物理特征
M60煤层:
为钢灰色,丝绢光泽,半暗~半亮型,块状,参差状断口,内生裂隙较发育。
(2)煤的化学性质及工艺性能
主要煤质评述依据为2003年3月1日实施的《煤、泥炭地质普查规范》中的主要煤质指标分级标准为依据。
矿区内各可采煤层干燥无灰基挥发分小于10%,根据1986年10月1日起试行的中国煤炭分类标准,矿区的煤均为无烟煤,煤编号03。
根据上述指标:
矿区内可采煤层的煤质为中灰、特低~低硫、高热值的无烟煤。
主要用作发电用煤及民用煤。
(3)化学性质、工艺性能及煤类
矿区各可采煤层水分(Mad)、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)、固定炭(Fc)、含硫(Sst,ad)、发热量(Qnet,ar)化验均值见下表。
表1—2—3可采煤层煤质特征表
煤层
编号
工业分析
容重
(t/m3)
发热量
(MJ/kg)
煤质
牌号
水分
Mad(%)
灰分
Ad(%)
挥发分Vdad(%)
硫分
(%)
1.33
27.80
8.31
0.39
1.4
24.807
无烟煤
矿区内各可采煤层干燥无灰基挥发分小于10%;
根据1986年10月1日起试行的中国煤炭分类标准,矿区的煤均为无烟煤,煤编号03。
3、煤的工艺性质
(1)比重、容重:
M60煤层容重值都为1.4t/m3。
(2)灰熔点:
不详。
据区域资料,矿区内煤层可能属较高软化温度灰煤层。
(3)燃点:
M18、M73煤层原样为390℃。
(4)泥化性:
不详,据区域资料,各煤层顶、底板及矸石泥化可采比小,在常温下沉降速度快,矿区内煤层可能属不易泥化煤。
(5)固定碳含量:
不详,据邻区资料,矿区内煤层应属高固定碳煤层。
4、煤类
矿区内可采煤层的煤质为中灰、特低硫、中热值无烟煤。
5、用途
第二章矿井通风简介
一、瓦斯
该矿为资源整合新设置矿权矿井。
根据贵州省煤炭管理局文件(黔煤生产字〔2008〕1547号)“对毕节地区2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”该矿井绝对瓦斯涌出量为0.36m3/min,相对瓦斯涌出量未见。
依据AQ标准,预计矿井绝对瓦斯涌出量为7.64m3/min。
相对瓦斯涌出量为40.3m3/t。
根据《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【2007】345号),矿井按煤与瓦斯突出设计和管理,开采一采区M60号煤层+1400标高以上时按突出矿井无突出危险区进行设计,开采其他区域M60号按突出煤层进行设计和管理,故本设计按煤与瓦斯突出矿井设计。
二、煤尘爆炸性
矿区内可采煤层1层(M60煤层),根据M60煤尘爆炸性鉴定,鉴定结果为煤尘无爆炸性,本设计按煤尘无爆炸性进行设计。
三、煤层自燃倾向性
矿区内可采煤层1层(M60煤层),根据M60煤层自燃倾向性鉴定,鉴定结果为不易自燃煤层,本设计按不易自燃煤层进行设计。
四、煤与瓦斯突出情况
五、通风方式和通风系统
通风方法:
抽出式通风。
通风方式:
中央并列式。
通风系统:
矿井以主斜井、副斜井为进风,回风斜井为总回风构成的通风系统,首采工作面和备采工作面掘进面通风路线为:
采面:
1601回采工作面通风线路为:
主斜井(副斜井)→采面运输石门→1601运输顺槽→1601回采工作面→1601回风顺槽→采面回风石门→回风斜井→地面。
掘面:
(以1602运输平巷掘面为例)副斜井→区段运输石门(局部通风机压入)→1602运输平巷掘进工作面→回风石门→回风斜井→引风道→地面。
掘进工作面采用局扇压入式通风。
详细情况见通风系统及通风网络图。
六、矿井主要通风机和反风设施
1、主要通风机
矿井现有的选用防爆对旋式轴流通风机:
FBCDZ-6-No14B二台(一台工作、一台备用),n=980r/min;
配用电机型号YBFe280S-6,功率45KW×
2;
风量范围18.9~42.1m3/s,风压范围537~2029Pa,电压380V,能满足要求。
故利用矿现在使用的两台FBCDZ-6-No14B防爆型抽出式轴流式通风机(一台使用,一台备用)。
局部通风机:
FBD№5/2×
7.5,电机功率2×
7.5kw,该风机供风风量为200~280m3/min,风压:
384~2930Pa。
2、反风
矿井利用轴流式通风机反转的方法反风。
在反风时,利用电气控制柜中正反向控制倒闸,调换电机运转方向,达到矿井反风目的。
这种反风方法不需设置反风道,比较经济。
反风必须在10min内改变巷道中的风流方向。
当风流方向改变后,主要通风机供风量不应小于正常风量的40%。
反风设施每季度检查一次,每年进行一次反风演习。
矿井通风系统有较大变化时,也要进行一次反风演习。
主要通风机在停风期间,必须打开防爆门和有关风门,以便充分利用自然通风。
2)反风系统及设施
在通风系统中各种通风设施的配置已考虑,保证反风系统的形成,反
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- 大方县 煤矿 设计