煤矿水平通风系统改造设计方案.doc

目 录 总总 说说 明明.1 第一章矿井概况.3 一、矿井位置和交通 3 二、采区位置和范围.4 三、采区开采现状.5 第二章采区地质特征.6 一、矿井地层 .6 二、地质构造.7 三、煤层特征.7 四、矿山开采技术条件.10 第三章采区通风系统改造设计方案.14 一、回风路线的选择.14 二、回风巷道层位的选择.14 三、通风系统巷道布置.14 四、巷道断面和支护.15 五、组织施工.15 第四章采区通风系统.16 一、矿井通风系统.16 二、采区通风系统.16 三、矿井风量计算.16 第五章主要安全技术措施.17 一、防止瓦斯积聚的措施.17 二、杜绝引爆火源的措施.18 三、防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施.19 四、防尘措施.20 五、隔爆措施.21 六、防治水、防排水措施.25 七、顶板管理措施.26 八、防止机电运输事故措施27 1 资兴市青山煤矿+550 水平通风系统改造设计方案 总总 说说 明明 青山煤矿+550 水平南部是本矿原有煤炭资源的主采区，在开采 三煤过程中，揭露此区域煤层厚度局部达 4 至 5 米，并在 2010 年至 2011 年期间开采了部分上分层煤，下分层还有 1-2 米煤层可开采利 用。如果布置壁式工作面进行正规化开采又比较困难。为了加大原有 巷道的利用率，充分开采本矿范围内的煤炭资源，本矿决定利用原有 系统 1500 多米巷道(位于本矿矿井边界范围之内)，在矿井南部布置 巷采工作面进行复采残采。由于矿井改造验收时，+550 水平巷道并 未形成完整的通风系统而未被利用。为此对+550 水平原有巷道加以 改造，使整个南部巷道形成完整的通风系统，提出+550 水平通风系 统改造设计方案： 1、从 11 轨道下山+580 开门施工+580 水平石门并与 11 回风下山 贯通后，再施工+580 水平三煤底板回风大巷； 2、从+550 水平南大巷开门施工三煤底板南回风上山与+580 水平 回风大巷贯通，形成+550 水平南部完整的通风系统回路； 3、将+550 水平三煤回风巷一个大弯拉直，减少巷道运输环节和 通风阻力； 4、+510 水平三煤南巷继续向南施工与+550 水平风巷南翼下山贯 通，形成+510 与+550 水平通风系统回路。 一、矿井概况 1、采区位置和范围 本开采区位于矿井南冀距主井井口最远长度为 1200 多米，现有巷 道的一号轨道下山、+550 水平运输大巷通往此开采区。按矿井划分可 分为 13 采区，可采三煤层标高为+550 米至+480 米水平，其中+550 水 平以上为原宝源煤矿采空区。走向长度约 400 米、倾向长度 300 米， 面积约 0.12 平方公里。 2 开采煤层及技术条件. 13 采区可采 3 煤层，煤层平均倾角 12 至 18 度。 湖南省煤炭工业局湘煤行201116 号文件批复:该矿井属低瓦斯矿 井,瓦斯涌出量为:相对瓦斯涌出量 7.20m3/t，绝对瓦斯涌出量 2 0.28m3/min。有煤尘爆炸危险，煤层属不易自燃煤层。矿井一般涌水量 为 20.0m3/h,雨季水量增加,高达 50.0m3/h。此采区根据矿实地水文观 测一般涌水量为 4-6m3/h,雨季最高为 10.0m3/h。 二、设计依据 1、湘国土资储小矿备字（2009）257 号，关于湖南省资兴市三 都矿区中平硐井田青山煤矿资源储量核实报告矿产资源储量评审备 案证明。 2、 湖南省资兴市三都矿区中平硐井田青山煤矿资源储量核实报 告由湖南省煤田地质局第六勘探队 2009 年 9 月编制。 3、资兴市青山煤矿矿井实测图（资兴市青山煤矿） (1:2000)； 5、资兴市青山煤矿采矿许可证(副本)（证号： c430000201005112066634）; 6、 煤矿安全规程 、 煤炭工业小型矿井设计规范 、 煤矿安全 生产基本条件规定 。 7、其它有关资料。 三、设计指导思想 根据本矿的煤层赋存条件、地形地质、开采技术条件和目前湖南省 小型煤矿开采的技术水平，按照煤矿安全规程和煤炭工业小型 矿井设计规范的要求，充分利用现有设备、设施，满足接替开采、 生产及安全需要的原则下进行设计。 四、设计的主要特点 1、矿井的主要开拓工程基本完成。 2、矿井现井下、地面供电系统、地面生产系统都已改造完成。 3、进一步完善改造+550 水平通风系统，采用巷采法来复、残采矿 井南冀残余煤炭资源。 五、主要技术经济指标 1、矿井生产能力：60kta； 2、投产井巷工程总长度：425m。总工期 4 个月。 其中: 可利用巷道 1557m 新掘岩巷 388m, 新掘煤巷 40m； 3 第一章第一章 矿井概况矿井概况 一一、 矿矿井井 位位置置和和交交通通 青山煤矿位于资兴市碑记乡，离资兴市东北直距 13km，郴州市直 距约 50km。距三都铁路支线货场 2.5km,区内有郴资公路连接 107 国道 及京广铁路，交通较为方便。地理坐标为：东径1131710113 1751，北纬255826255950。 白露塘 水 库 汝城 东坪 金龟 黄泥 永兴 湘 江 塘溪 郴州市 桂阳 欧阳海 鲤鱼塘 蓼江 柏林 东坑 兴宁 皮石 州门司 波水 资兴市 东 团结 彩洞 龙溪 113 00 至衡阳 0026 龙渣 八面山 2040 (1:110万) 交 通 位 置 图 g106 京 珠 高 速 g107 大奎上 s213 s214 鲤鱼江 三都 江 矿井位置 白露塘 水 库 汝城 东坪 金龟 黄泥 永兴 湘 江 塘溪 郴州市 桂阳 欧阳海 鲤鱼塘 蓼江 白露塘 水 库 汝城 东坪 金龟 黄泥 永兴 湘 江 塘溪 郴州市 桂阳 欧阳海 鲤鱼塘 蓼江 柏林 东坑 兴宁 皮石 州门司 波水 资兴市 东 团结 彩洞 龙溪 113 00 至衡阳 0026 龙渣 八面山 2040 (1:110万) 交 通 位 置 图 g106 京 珠 高 速 g107 大奎上 s213 s214 鲤鱼江 柏林 东坑 兴宁 皮石 州门司 波水 资兴市 东 团结 彩洞 龙溪 113 00 至衡阳 0026 龙渣 八面山 2040 (1:110万) 交 通 位 置 图 g106 京 珠 高 速 g107 大奎上 s213 s214 鲤鱼江 三都 江 矿井位置 青山煤矿 4 二、采区位置和范围二、采区位置和范围 本开采区位于矿井南冀距主井井口最远长度为 1200 多米，现有巷 道的一号轨道下山、+550 水平运输大巷通往此开采区，并在 11 回风上 山有一联络巷与之相连。按矿井划分可分为 13 采区，可采三煤层标高 为+550 米至+480 米水平，其中+550 水平以上为原宝源煤矿采空区。走 向长度约 400 米左右、倾向长度 300 米，面积约 0.12 平方公里。具体 位置见 13 采区矿井位置示意图 -18 +18 +15 -15 5 三、采区开采现状三、采区开采现状 1 开拓方式、采煤方法及生产规模 该采区是青山煤矿是原有老采煤区，采用平硐暗斜井开拓，边界 抽出式通风。可采 3 煤层,原储量报告探明为矿井 3 煤平均可采厚度 1.37m,平均倾角 18 度左右，现根据井巷实际揭露局部煤层厚度达 4-5 米。 煤层正常情况下采用走向壁式，爆破或手镐落煤采煤方法；由于 局部煤层较厚已采出上分层原煤而残留的下分层煤炭可采和原巷采法 采出后残留的局部不完整的煤段，采用巷道掘进式采煤，工作面局扇 通风，电煤钻打眼爆破，人工装煤；掘进当头局扇通风，风钻打眼爆 破，人工装矸。平巷工作面水平为人力推车运输和主要巷道为储电池 电车运输相结合的运输方式，斜巷采用绞车提升。 2、开采区现状 青山煤矿+550 水平南部是本矿原有煤炭资源的主采区。其中+550 以上和南部边界范围为原宝源煤矿和原白马江煤矿老采空区；+550 水 平大巷至+510 水平三煤南巷之间部分为本矿原采煤区。在开采三煤过 程中，揭露此区域煤层厚度局部达 4 至 5 米，并在 2010 年至 2011 年 开采了部分上分层煤，下分层还有 1-2 米煤层可开采利用，现可采煤 层标高+550m+480m。采区运输系统基本形成。由于南风井 2011 年申 请报废，这样+550 水平运输大巷从 11 回风下山联络巷叉口开始，以南 620 米巷道成为独头巷道无法形成通风系统回路。本次方案设计是完善 改造+550 水平通风系统。 6 第二章第二章 采区地质特征采区地质特征 一一、矿矿井井地地层层 根据地表出露和巷道揭露控制，矿井地层由新到老有：第四系 （q） 、下侏罗统茅仙岭组（j1m） 、上三叠唐垅组（t3t） 、杨梅垅组 （t3y） 、出炭垅组（t3c） 、下石炭统石磴子组（c1s） 。现将矿井地层简 述如下 第四系（q）： 以冲积和残积物为主，主要为砂、砂砾、粘土和腐植质组成，厚 03m。与下伏地层呈不整合接触。 下侏罗统茅仙岭组（j1m ）:可分上、中、下三段。 上段：上部为浅灰至灰白色长石石英砂岩夹薄层细砂岩和砂质泥 岩，厚度 62m；下部为灰至深灰色砂质泥岩、泥岩夹细砂岩条带，平行 层理，波状层理发育，称上部泥岩，厚 22m。 中段：浅灰至灰白色长石石英中粒砂岩，巨厚层状，斜交层理发 育，间夹一层砂质泥岩，厚 99m。 下段：上部灰色薄层砂质泥岩夹细砂岩，称下部泥岩，厚 9m；下 部灰至浅灰色长石石英中粒砂岩夹 13 层灰色薄层砂质泥岩，厚 77m。 整合于唐垅组之上。 上三叠统唐垅组（t3t）： 唐垅组（t3t）：可分上、中、下三段。 上段：为灰色浅灰色长石石英细砂岩，夹少量砂质泥岩，有时为 中粒砂岩，厚 13m。 中段：浅灰色细砂岩与深灰色砂质泥岩互层，呈黑白相间状，单 层厚数厘米，平行层理明显，厚 26m。 下段：上为细砂岩，中为砂质泥岩，下为粗砂岩，厚 20m。 整合于三叠系杨梅垅组之上。 上三叠统杨梅垅组（t3y）：为主要含煤地层，分为上、下两段。 7 上段：为灰色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、黑色煤和炭质泥岩沉积， 含 1、2、5 煤层位和 3、付 3、4 煤层，共六个煤层，厚 40m。 下段：灰色中至粗粒长石石英砂岩，夹一层砂质泥岩，称之为 “下标” ，构成 9 煤老顶，厚 10m。 上三叠统出炭垅组（t3c）：分上、中、下三段含九煤和十煤层 位。 上段：含 9、19 煤层位，称之为 9、10 煤旋回。上为灰色砂质泥 岩，含植物化石，厚 20m；中为 9 煤层，片状，复杂结构，为泥岩和炭 质泥岩互层，厚 2.0m；下为砂质泥岩、中细粒砂岩和夹 19 煤层位，厚 38m。 中段：由砾岩、含砾粗砂岩和粗砂岩组成，砾径 1050mm，局部 夹薄层细砂岩和砂质泥岩，砾石层数 26 层，即 17m。 下段：由砂质泥岩、中粗粒砂岩组成，厚 19m。 不整合于下石炭统石磴子组之上。 下石炭统石磴子组（c1s）：灰至深灰色厚层状显晶至隐晶质灰 岩，上部常夹钙质泥岩白色方解石细脉发育，有裂隙和岩溶，为含煤 地层的沉积基底，本矿井地表未出露，厚度不详。 二、地质构造二、地质构造 1、矿井地构造： 本矿山位于三都矿区东端浅部，井田内为主要单斜构造，地层走 向 sw-ne,倾向 nw,倾角 1025 矿界内矿井北边界有老平奄正断层，断层走向 nwse,倾向 sw,倾 角 72，落差 2035m,破坏煤层连续性，因在煤矿边界，对本矿井煤 层影响不大。矿井构造属简单类型。 2、开采区构造 开采区内地质构造简单，只在南二下山北冀 100 米左右有一走向 nwse、倾向 sw,倾角 70、落差 2035m 的断层。 三、煤层特征三、煤层特征 1 1、含煤岩系、含煤岩系 8 青山煤矿范围主要含煤岩系为三叠系杨梅垅组（t3y） 。含煤六层， 自上而下命名为 1、2、3、付 3、4、5 煤层。现将地层由新至老叙述如 下： (1)、1 煤层：半亮型煤，单一结构，块状构造，煤质好，厚 00.4m,不可采。 (2)、灰至深灰色，薄层状、间夹薄层砂岩或煤线。上部含铁腩结 核。厚 2.16.6m,平均厚 4.03m （3）2 煤层：块状结构，单一煤层，厚 0.231.24m，平均 0.8m， 本矿局部可采煤层，与 1 煤层相距 8m,与 3 煤层相距 5m。 (4)、砂质泥岩，深灰色灰黑色，中厚层状，较致密，含植物化 石和铁质结核。厚 2.53.7m，平均厚 0.30m。 （5） 、细砂岩：灰至深灰色，致密，含菱铁质结核，层理不明显， 较软。厚 3.545.91m，平均厚 4，4m。 （6） 、3 煤层：中高灰分煤层，鳞片状结构，在本矿内为可采煤层， 厚 0.82.61m，平均 1.37m。与二煤相距 5m,与四煤相距 21m，为本矿 井可采煤层。通过本矿在+510 水平三煤南巷揭露三煤上分层采空 2 米 左右后，下分层局部还有 1 至 2 米的煤量可采。 （7） 、砂质泥岩：深灰色灰黑色，薄中厚层状，含植物化石， 层理明显。厚度 4.010.0m，平均厚 7.2m。 （8） 、付三煤层：高灰分复合煤层，发热量低，劣质煤，厚 0.30.8m，平均厚 0.55m，煤层中夹 12 层厚度在 0.10.3m 的炭质 泥岩，不可采。 （9） 、砂质泥岩：灰至深灰色，中厚层状，夹炭质泥岩和煤线， 含植物化石碎片，厚度 1.56.3m，平均 3.9m。 （10） 、中粒砂岩：麻黑色，中厚层状，较坚硬，厚 0.61.0m，平 均厚 0.80m。 （11） 、4 煤层，单一煤层，块状结构，半亮型主焦煤，煤质佳，砂 9 质煤厚 0.381.05m，平均厚 0.95m。与三煤相距 21m。 (12)、泥岩：深灰色灰黑色，产植物化石碎片，厚 0.91.7m， 平均厚 1.2m。 （13） 、5 煤层：单一煤层，块状结构，半亮型主焦煤，煤质好，煤 厚 0.10.4m，平均厚 0.25m。不可采。 （14） 、砂质泥岩：灰深灰色、中厚层状，致密。厚 2.63.8m， 平均厚 3.3m。 2 2、煤层对比、煤层对比 本矿区煤层对比的主要依据有： 标志层 唐垅组底部石英长石粗砂岩为 1 煤顶板。 4 煤层距出炭垅组顶部含砾粗砂岩 30m。 3 煤层与付 3 煤层之间有一层黑色细砂岩与粉砂岩互层。 煤层间距 1 煤层距 2 煤层平均间距 8m，2 煤层距 3 煤层平均间距 5m， 3 煤 层距 4 煤层平均间距 21m。 煤层结构及煤质 2 煤层：为单一煤层，鳞片状，半暗型，中高灰，为优质焦煤。 3 煤层：结构简单，鳞片状结构，为肥焦煤。 4 煤层：为单一煤层，块状，为主焦煤。 综上所述，煤层的对比基本可靠。 3 3、可采煤层、可采煤层 经过煤层对比，含煤地层共 6 层，自上而下依次编号为 1、2、3、付 3、4、5 煤层，含煤系数 2.1。3 煤层为矿山主要可采 煤层，为稳定煤层，其余煤层厚度变化大，为不稳定煤层，其中 2 煤 层局部可采，4 煤层青山煤矿内不可采，在原大坪煤矿内属可采煤层， 但大部分已被宝源煤矿采空，只在矿山北部扩界部分有少量保有资源 量。2、4 煤层均属不稳定煤层。 1 煤层：厚 00.08m，平均厚 0.23m，不可采。 10 煤层位于三叠系上统杨梅垅组（t3y）上部，上距 1 煤层 8m 左右， 为 1/3 焦煤，结构简单，一般含有 13 层炭质页岩，鳞片状，半暗型， 全矿井大部可采，为不稳定局部可采煤层。煤层产状走向5， 倾向北西，倾角 1015，煤层可采指数 km0.94，变异系数 r9.26。煤厚 0.23-1.24 米，平均 0.8 米。 3 煤层位于三叠系上统杨梅垅组中上部，上距唐垅组底界面约 27m 左右，下距出炭垅组顶界面 6066m，煤层赋存较稳定，结构简单，厚 度变化不大，属较稳定煤层，煤层倾角 1025，平均 18。该开 采区+510 水平三煤南巷揭露为 3.2-5.0m，平均为 3.9m。煤层顶板为灰 -深灰色的砂质泥岩及灰黑色的泥岩，底板为灰黑-黑色砂质泥岩及泥 岩，中间夹有 0.7-1 左右的泥岩夹矸。 4 煤层，本开采区范围内煤厚 0.381.05m，平均 0.95m，结构简 单，在该矿界内局部可采，但大部已采空。 4 4、煤质、煤质 煤的物理性质煤的物理性质 2 煤层：单一煤层，鳞片状，半暗型，中灰。为优质焦煤。 3 煤层：结构简单，鳞片状结构，为肥焦煤。 4 煤层：为单一煤层，块状，为主焦煤。 煤的化学性质煤的化学性质 本矿根据中平硐化验资料，2、3、4 煤层原煤主要煤质指标分析如 果如下： 主要可采煤层煤质指标分析成果表 表 1-5 煤层编号ad（%）vdaf（）st,d（）qgr.d（mj/kg） pd() y 2原煤31.220.30.5224.8 3原煤 19.3338.60 31.2 20.5233.17 28.5 0.410.8 1 0.69 10.318.52 13.5 0.0280.2234 0.0749 11 4原煤 7.8535 17.00 19.1326.95 25.9 0.266.5 8 0.95 22.4628.01 23.13 0.01210.188 0.0473 (3)(3)、煤类及工业用途、煤类及工业用途 根据化验结果：2 煤层为中高灰、低硫、高发热量主焦煤；3 煤层 为高灰、低硫、低发热量的烟煤，一般作动力用煤，但经洗选后的精 煤可作配焦；4 煤层为低中灰、低硫、高发热量主焦煤。 四、矿山开采技术条件四、矿山开采技术条件 ( (一一) ) 水文地质条件水文地质条件 1、 地形地貌及地表水 青山煤矿矿区地表无大溪流和山塘水库以及村庄，地貌为典型的 山地地貌，植被茂盛,主要是针叶林,在矿区内最高标高为840m,最低 在风井处标高为460m,南高北低,水的迳流条件好,大气降水通过岩层 裂隙、孔隙渗透，是矿井水的主要补给来源。 2 气象 该矿区地处温湿亚热带。据资兴市气象资料，年平均温度为17c， 极端最高温度为39c，气温变化大。年降雨一般在160天左右，年平均 降雨量为1480mm，雨量充沛，日最大降雨量为75mm.3-6月多雨，相对湿 度大; 7-8月盛夏炎热， 10-12 月气温渐趋干燥寒冷，有短期霜冻. 3 含水层与隔水层 本矿区共有含水层八层，由新至老为： (1)第四系（q） 由粘土、细砂和砾石组成，为孔隙含水层，由大气降水补给，平 常无水。厚 03m。 (2)茅仙岭组中粒砂岩，厚约 270m，岩性均一，硅质胶结，孔隙与 节理较发育，导水性好，单位涌水量 0.02 0.021 l sm，矿井范围内 大面积暴露地表，补给条件良好，为煤层顶部主要的含水层。由于含 水层的下部夹一层隔水层泥岩，为防止潜水流入巷道起了很大隔水作 用。该含水层距开采煤层，通常对井下开采无直接影响。 12 (3)唐垅组顶部中细粒砂岩，硅质胶结，为裂隙水，补给条件不 好。抽水试验 q0.020.051 l sm，厚约 13m，对矿井开采有一定 影响。 (4)唐垅组底部粗砂岩（上标志层） ，硅质胶结，间夹砂质泥岩， 为裂隙水。抽水试验 q0.06330.08 l sm，厚约 20m。对矿井开 采有一定的影响。 (5)34 煤中间的细砂岩，硅质胶结，裂隙不发育，巷道穿过此层 有淋水现象。厚 3.510m，一般 7m， (6)杨梅垅组底部粗砂岩（下标志层） ，局部含燧石砾，硅质胶结， 为裂隙水，q0.02 l sm，一般厚 10m，上部有隔水层，对开采无影 响。 (7)出炭垅组上部砂砾岩，以细砂岩、粗砂岩砾岩和砂质泥岩组成， 因上部有泥岩及砂质泥岩隔水层，对开采无影响。 各含水层之间均有泥岩及砂质泥岩为良好的隔水层，隔水层岩性 均稳定。 4、断层破碎带的水文地质特征。 矿井处于大断层边缘，这些张扭性断层，裂隙成为大气降水进入 矿井的主要通道，矿井内中、大断层不发育，仅有一条落差在 10m 左 右的正断层。但小断层、节理、裂隙存在，由于开采距地面近，加上 矿井位置地势高，因此，坑道内有地表水通过裂隙、节理、小断层渗 水，但渗水量小，对采煤影响不大。该矿井的一条正断层，具有道水 性差，在附近开采时应注加强防范。 5、地下水的补、迳、排条件。 地下水的补、迳、排条件基本上没有变化，大气降水是本区地下 水主要补给来源，其次老窑和采空区积水进入矿坑。 6、设计开采区开拓方式和采煤方法。 设计开采区开拓方式为平硐暗斜井开拓、巷道掘进式采煤方法， 炮采或手镐落煤，人力推车储电池电车运输相结合，绞车提升，公路 外销。通风方法为边界式，通风方式为抽出式，采掘当头用局扇通风， 全部冒落法管理顶板，矿井水由南二下山下部水泵房抽至+550 大巷自 13 流 11 回风下山,再由矿主水泵房排出井口。 7、设计开采区水文地质条件变化。 设计开采区+550 水平以上以及开采区南冀为原宝源煤矿和原白马 江煤矿采空区，一直延深到+480 以下水平。因此矿坑充水大部分沿采 空区塌裂缝渗入下部水平。目前此开采区内水文地质条件简单。矿井 涌水量一般涌水量 4-6m3/h，雨季涌水量稍有增加最大为 10 m3/h，开 采后水文地质条件无变化。 ( (二二) ) 工程地质条件工程地质条件 1、根据青山煤矿开采 2、3 煤层揭露的顶底板进行描述。 2 煤层：顶板为砂质泥岩，抗压强度小，属易冒落顶板，属级顶 板，底板为砂质泥岩，较硬，不发生底鼓。 3 煤层：顶板为细砂岩，致密，岩性较软，抗压性能一般，易破碎， 开采过程中容易塌落冒顶，属难管理之顶板。底板也为砂质泥岩，与 顶板性质相同，遇水后有轻微底鼓。 4 煤层：顶板为中粒砂岩，较坚硬，属 3 级顶板，底板为黑色泥岩， 遇水有轻微底鼓。 ( (三三) )其他开采技术条件其他开采技术条件 1、 矿井瓦斯 湖南省煤炭工业局湘煤行【2011】16 号文件批复:该矿井属低瓦斯 矿井,瓦斯涌出量为:相对瓦斯涌出量 7.20m3/t，绝对瓦斯涌出量 0.28m3/min。二氧化碳涌出量为 8.74 m3/t。 2、 煤尘与煤层自燃: 煤层属不易自燃煤层,无自燃发火现象。 3 地温 矿井属于浅部开采，地温属正常区。 14 第三章第三章 采区通风系统改造设计方案采区通风系统改造设计方案 一、回风路线的选择一、回风路线的选择 根据现+550水平大巷层位分析：巷道从一号轨道下山落底进入四 煤层位，过11回风下山后进入三煤层位，再往前走由于受断层及褶皱 等地质因素的影响，巷道也改变了方向至南二下山处又进入三煤层位。 如果以+550水平大巷作运输兼进风巷：方案一是从+550水平以上施工 一条回风大巷作上行风回路全长350米；方案二是从+550水平以下施工 一条回风大巷作下行风回路全长500米。根据矿井南冀煤层储量分布及 采动情况分析：方案一施工巷道距离较短、可以方便地探明+550水平 以上原宝源采空区是否也存在下分层可采煤层；方案二巷道施工距离 较长但通风系统改造完成后+510水平回风大巷以后可作运输大巷利用、 矿井水可自流至+510水仓一次性排出井口。综合两个方案还是从煤炭 资源上考虑方案一从+550水平以上现已施工的+580水平作+580水平回 风大巷回风。 二、回风巷道层位的选择二、回风巷道层位的选择 根据本矿含煤岩系特征分析：在三煤与四煤之间有一层砂质泥岩， 平均厚度7.2米，岩性较好、有一定硬度，将巷道布置在该层位内顶板 容易控制、施工条件比较理想。 三、通风系统巷道布置三、通风系统巷道布置 1、利用现有+550水平大巷作巷道施工运输从南二下山以南断层附 近(距断层5-10米左右)先沿煤层斜向布置40米左右石门至三煤底板砂 质泥岩稳定层位、再沿层坡度约19长度98米布置回风上至+580水平 施工+580水平回风大巷长度182及+580石门长度73米与现+580石门施工 的巷道贯通形成通风回路。 2、+510水平三煤南巷继续沿三煤向南施工水平煤巷与南三沿煤下 山贯通形成+510水平与+550水平通风回路。 3、在水平三煤回风巷施工一条联络巷将风巷一个大弯拉直减少 15 +550水平巷道通风阻力和运输环节。 四、巷道断面和支护四、巷道断面和支护 1、+550 运输大巷主要担负采区的煤、矸、材料的运输和行人并兼 作 13 采区进风巷道。要求净宽为 2.2m，净高 2.4m，净断面积 5.28m2；铺设安装 22kg/m 钢轨，现巷道达不到要求的地段需修理整改 处理，顶板破碎地带需进行钢棚支护。 2、新布置的回风巷道在三煤与四煤间较硬岩性当中，正常情况可 裸体不需支护，遇岩性破碎地带需进行采用砌碹恐或钢棚支护，巷道 要求净宽为 2.2m，净高 2.4m，净断面积 5.28m2。 五、组织施工五、组织施工 1、将局扇安装在主井口附近，开启局扇打开通往+550 水平的密闭 ，排放+550 水平运输大巷至 11 回风上山北段巷道瓦斯，然后打开 +550 水平运输大巷至 11 回风上山联络巷的密闭，恢复+550 水平运 输大巷至 11 回风上山北段巷道的通风；在联络巷叉口北面安装调节风 窗，将局扇安装在调节风窗北面，排放+550 水平运输大巷瓦斯；在 南二下山叉口处和南回风上山设计开门点南部打好木栅栏（以免人员 误入老巷造成不必要事故） ，在南二下山南冀 70 米左右施工南回风上 山，与+580 水平现已施工的+580 回风大巷贯通，形成+550 水平南部通 风系统回路。 2、当+550 水平南部通风系统回路形成后，将调节风窗移至南二下 山叉口北面并设为临时调节风窗；将局扇安装在临时调节风窗北面， 拆除南二下山叉口和南回风上山设计开门处南部木栅栏，排放+510 水 平三煤运输巷和+550 水平三煤回风巷瓦斯；在水平三煤回风巷施工一 条联络巷将风巷一个大弯拉直、+510 水平三煤运输巷继续向南施工与 +550 水平风巷南部下山贯通，形成+510 与+550 水平通风系统回路。 3、当+510 与+550 水平通风系统回路形成后，将调节风窗移除， 在南二下山叉口南面设置一套双向风门；在+510 水平最多布置两个巷 采工作面进行复采+510 或+550 残余煤炭资源。 16 第四章第四章 采区通风系统采区通风系统 湖南省煤炭工业局湘煤行【2010】16 号批复:该矿属低瓦斯矿井, 瓦斯涌出量为:相对瓦斯涌出量 7.20m3/t，绝对瓦斯涌出量 0.28 m3/min，二氧化碳涌出量为 8.74 m3/t。有煤尘爆炸危险，煤层属不易 自燃煤层。 一、矿井通风一、矿井通风系统系统 矿井通风方法是边界式通风方法；通风方式是机械抽出式通风方式。 新鲜风流:主井井口进入+600 水平运输大巷11 轨道下山进 入各分流用风井巷工地泛风回入 11 回风下山+510 水平总回风大巷 总回风上山+540 水平回风大巷风井 二二、采采区区通通风风系系统统 前期： 新鲜风流:11 轨道下山通过局扇送入+580 水平回风大巷掘进当 头+580 水平石门+580 回风联络巷11 回风下山； 新鲜风流:主井井筒一号轨道下山+550 水平大巷通过局扇送 入南回风上山当头+550 水平南大巷+550 回风联络巷11 回风下山。 后期： 新鲜风流经主井+550 水平运输大巷南二下山+510 水平三煤 南巷南三沿煤下山+550 水平三煤回风巷南回风上山+580 水平 回风大巷+580 水平石门+580 回风联络巷11 回风下山。详见通风 系统图。 三三、矿矿井井风风量量计计算算 矿井风量根据煤矿安全规程要求和矿井生产实际情况以及参 考郴州煤炭设计院为本矿设计的风量参数：掘进工作面所需风量取 2.83.6 m3/s、调节风窗的风量控制在 1.01.5 m3/s 之间。采区最 多布置两个掘进或巷采工作面的总风量为：3.6*2+1.5=8.7 m3/s，而全 17 矿设计总风量为 17 m3/s、已配抽风机风量在 822 m3/s 之间，因此本 矿还可在 11 采区布置两个掘进或一个回采工作面的要求。 第五章第五章 主要安全技术措施主要安全技术措施 一、防止瓦斯积聚的措施一、防止瓦斯积聚的措施 1、加强通风系统管理。 通风系统力求简单、稳定可靠。实行分区通风，各水平、各采区 要有独立的回风道，不得串联通风，减少角联通风。严格执行“以风 定产” ，定期测风，发现工作面风量不足，立即调整。 2、加强采煤工作面通风管理。 在采掘接替和井巷工程布置时，避免采掘工作面集中在某一区域。 加强工作面上出口上隅角瓦斯检查，发现瓦斯超限，立即处理。 3、加强掘进工作面通风管理。 掘进回采巷道时，先掘进采区中部车场，避免掘进工作面与回采 工作面之间或掘进工作面相互之间的串联通风。 4、加强局部通风管理。 局部通风机要挂牌指定专人管理，严格禁止非专门人员操作局部 通风机和随意开停风机，即使是短暂的停风，也应该在检查瓦斯后开 启风机；在停风前，必须先撒出工作面的人员并切断工作面的供电电 源。 在进行工作面机电设备的维修或局部通风机维修时，不带电维修。 局部通风机风筒的出风口距掘进工作面的距离岩巷不大于 7m，煤巷不 大于 5m，风量大于 40m3min，防止出现通风死角和循环通风。 供风的风筒要保持平直，在拐弯处要缓慢拐弯，不能堵塞风筒； 风简接头应严密、不漏风，禁止中途割开风筒供风。 局部通风和启动装置安装在进风流中，穿透风墙必须有隔断装置， 距回风口的距离不小于 10m。安放局部通风机的进风巷所通过的风量要 大于局部通风机吸风量的 1.34 倍，以保证局部通风机不会吸入循环风。 5、加强瓦斯管理与监测。建立井下瓦斯检查制度，设立相应的瓦 18 斯检查和通风管理机构，配备相应的瓦斯检查仪器、仪表，以监测、 监控井下瓦斯。瓦斯检查人员发现瓦斯超限，立即停止怍业，撤出人 员，向矿调度室报告。瓦斯检查员应由责任心强、经过专业培训井考 试合格的人员担任严禁瓦斯检查员空班、漏检、假检等，一经发现 严肃处理。 通风安全管理部门的值班人员，必须审阅瓦斯检查报表，掌握瓦 斯变化情况，发现问题及时处理，并向矿调度室汇报。对重大的通风 瓦斯问题，通风部门应制定措施，报 技术负责人批准，进行处理。 每日通风、瓦斯报表必须送技术负责人、矿长审阅。 加强现有 kj-78n 型安全监控系统管理和维护，按规定设置瓦斯探 头，定期校验瓦斯探头，保证计算机终端数据与实测相符。 6、及时处理局部积聚的瓦斯。 用引导风流法、沿空留巷排除法、瓦斯抽放法、填置换法、风压 调节法、调整通风方式法等方法处理采煤工作面上隅角处积聚的瓦斯。 用导风板引风法、充填置换法、风筒分支排放法、压风排除法等 方法处理巷道冒落空洞内积聚的瓦斯。 用加大巷道中风流速度排出巷道顶部层状赋存的瓦斯。 7、加强盲巷和采空区瓦斯管理。布置巷道时应尽量避免出现任何 形式的盲巷，及时封闭生产无关的报废巷道或旧巷。 二、杜绝引爆火源的措施二、杜绝引爆火源的措施 1、防止明火 井口房、通风机房周围 20m 以内禁止使用明火、吸烟或用火炉 取暖。 严禁携带烟草、点火物品和穿化纤衣服人井；严禁携带易燃品入 井，必须带入井下的易燃品要经技术负责人批准。 井下禁止使用电炉或灯泡取暖。 不得在井下和井口房内从事焊接作业，如必须在井下主要硐室、 主要进风巷道和井口房内从事电焊、气焊和使用喷灯焊接作业，每次 19 都必须制定安全措施，报矿长批准，并遵守规程有关规定。回风 巷不准进行焊接作业 严禁在井下存放汽油、煤油、变压器油等。井下使用的棉纱、布 头、润滑油等，必须放在有盖的铁桶内，严禁乱扔乱放和抛洒在巷道、 硐室或采空区内。 加强火区检查与管理，定期采样分析，防止复燃。 2、防止出现爆破火焰。 矿井使用安全炸药，不使用不合格或变质的炸药。不使用会产生 火焰的爆破器材和爆破工艺。 炮眼深度和装药量要符合作业规程规定。坚持使用水泡泥，炮眼 黄泥装填要满、要实，防止爆破打筒。 禁止使用明接头或裸露的爆破母线，爆破母线与发爆器的连接要 牢固，防止产生电火花，放炮地点必须设立在新鲜风流中，并做到远 距离放炮。不得放明炮、糊炮。 3、防止出现电火花 采用矿用安全型、防爆型和安全火花型电气设备。经常检查电气 设备的防爆性能，不符合要求的要及时更换和修理。 井口和井下电气设备有防雷和防短路保护装置。 所有电缆接头不得有“鸡爪子” 、 “羊尾巴”和明接头。 不带电修理、移动电器。 局部通风机开关要设风电闭锁、甲烷电闭锁装置、检漏装置等。 发放的矿灯要符合要求，严禁在井下拆开、敲打和撞击灯头和灯 盒。 三、防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施三、防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施 1、编制灾害预防与处理计划。 每年要编制有针对性的、切合实际的矿井灾害预防与处理计划， 每季度根据矿井变化的情况进行修订和补充，并组织所有入井职工认 真学习、贯彻，使每个入井人员了解和熟悉一旦发生瓦斯爆炸时的撤 出路线和躲避地点。每年由矿长组织一次实战演习。 20 2、安设安全装置。 安设防爆门。主要通风机的出风井口装设防爆门，以便在井下 发生瓦斯爆炸时，冲击波将防爆门冲开，释放能量，防止通风机受到 破坏。 安设反风装置。主要通风机有反风设备设施，每季度至少检查 一次，一年至少进行一次反风演习，操作时间和反风风量达到煤矿 安全规程的规定，保证在处理事故需要紧急反风时能灵活使用。 佩戴自救器。每个入井人员不仅要随身佩戴自救器，还要懂原 理、会使用，在发生瓦斯爆炸或其他灾害时，能安全逃生。 四、防尘措施四、防尘措施 本矿煤尘有爆炸危险性，防止煤尘主要是防止煤尘对作业人员的 危害。防尘工作的原则是尽量减少悬浮粉尘的产生，将粉尘消灭在尘 源地点，防止其飞扬和进入风流中，使已经浮游的粉尘沉降下来，捕 集起来；将剩余的粉尘用足够的风量加以稀释，但又要防止因风速过 大，使已沉淀的煤尘重新飞扬。 在每个掘进工作面，采煤工作面，装、卸、转载点，运输、回风 巷等主要产生粉尘的尘源地点及粉尘集聚地采用综合防尘措施。 掘进岩巷、煤巷时，必须采用湿式钻眼、冲刷巷壁、放炮喷雾、 装岩(煤)洒水和净化风流等综合防尘措施。 具体防尘措施如下： 1、控制风速：设计通过对风量的合理分配，选择合适的巷道断面， 以使风速合理，既能带走大量粉尘，也不致于使已沉下的粉尘重新扬 起。 2、喷雾洒水：该方法方便有效，在工作面的回风巷内，转载点设 置自动喷雾洒水降尘装置，可以有效控制粉尘的飞扬，使其湿润后迅 速沉降。 3、湿式钻眼：煤、岩巷掘进工作面，采用湿式钻眼，杜绝干式钻 眼，放炮使用水炮泥，使凿眼过程中形成的粉尘湿润并排出，不致飞 扬。 21 4、风流净化：在运输巷和主要通风巷设计风流净化水幕以净化风 流。巷道风速必须符合煤矿安全规程规定，井下煤仓保持一定存 煤。 5、冲洗巷壁、清扫和刷白巷道：设计要求经常进行巷壁冲洗工作， 定期清扫并运出巷道内沉集的粉尘，在井下变电所、消防材料库等主 要硐室内，用石灰水将巷壁刷白，同时可美化井下环境，减少粉尘， 利于冲洗。 6、个体保护：设计选用了普通过滤式防尘口罩，以对井下尘源地 的工作人员加强个体保护。 7、环境监测：利用安全监测设备，及时测定风流中粉尘浓度。 五、隔爆措施五、隔爆措施 为了防止万一发生的爆炸由局部扩大为全矿性的灾难，设计主 要采用设置隔爆水槽棚的方式作为主要隔爆措施，国内外目前广泛使 用的煤尘爆炸隔爆方式有设置被动式隔爆装置和自动抑爆装置。被动 式隔爆装置是借助于煤尘爆炸产生的冲击波的作用来喷洒消焰剂，而 本身无喷洒动力源；自动抑爆装置是利用传感器探测爆炸信号，触发 自带的动力源喷洒消焰剂，形成抑制带，从而阻止爆炸的传播。自动 抑爆装置的核心元件为其配置的火焰传感器，由于井下工作环境恶劣， 使得火焰传感器容易产生误报现象，且自动抑爆装置价格昂贵，因而 尚未被广泛使用；国内外目前井下煤尘爆炸隔爆装置主要采用被动式 隔爆装置。被动式隔爆装置最早采用撒布岩粉和设置岩粉棚，虽然防 止爆炸传播效果好，但岩粉暴露在井下潮湿空气中，极易受潮而失去 消焰功效，且频繁更换岩粉的工作量较大，因而近几年来岩粉棚已逐 渐被水棚所代替而成为被动式隔爆的主要形式。水棚与岩粉棚相比具 有以下优点： 1、水的比热比岩粉高五倍，因而吸热量大，隔爆效果更好； 2、水在接触高温火焰时形成的水蒸气，更有利于扑灭火焰； 3、在冲击波的作用下，水飞洒的时间比岩粉更短； 4、水的供给比岩粉更为方便，可长期使用不必更换，而岩粉必须 22 经过加工和定期更换。 因此，矿井井下煤尘爆炸隔爆方式设计采用被动式隔爆水棚方式。 5、水槽规格型式为 40l，pgs40 型，水槽的固定方式采用嵌入 式，托架材料选用 4040 角钢。 6、水槽棚的布置 隔爆水棚的布置地点 水棚按隔绝煤尘爆炸的保护范围，可分为主要隔爆水棚与辅助隔 爆水棚。根据煤矿安全规程的要求，设计确定在井下如下地点安 装主要隔爆水棚： a +600m 水平运输大巷； b +500m 北回风巷； 同时，设计还确定在井下如下地点安装辅助隔爆水棚： c +510 水平三煤南巷巷采工作面进风方向； e +550 水平三煤回风巷； f +580 水平回风大巷 隔爆水棚的布置方式 设计确定隔爆水棚的布置方式是：主要隔爆水棚为集中式布置水 槽棚；辅助隔爆水棚为集中式布置水袋棚。 隔爆水槽棚的计算 隔爆水槽棚的总水量、单架水棚水量、水棚架数及水棚区长度等 的计算可用下列公式进行计算： a 总水量 g=gs 其中：g总水量，l； g每平方米巷道所需水量，l/m2； 主要水棚按 400l/m2，辅助水棚按 200l/m2进行设计； s巷道断面积，m2。 b 单架水棚水量 gn=snl= 1/2h（b1+b2）l 其中：gn单架水棚水量，m3； 23 sn水槽净断面积，m2； l水槽平均净长度，m； h水槽盛水高度，m； b1水槽净上宽，m； b2水槽净下宽，m。 c 水棚架数 n=g/（gn1000） 其中：n水棚架数，架 其它符号同上。 e 水棚区长度 l=nc 其中：l水棚区长度，m； c水棚间距； n同上。 24 隔爆水槽棚的计算结果详见表 54。 水棚 类型 序 号 安 装 地 点 水槽 型号 巷 道 净断面 （m2） 巷 道 1.8m高 处净宽 （m） 总 水量 g（l） 单架水 棚水量 gn （l） 水棚 架数 n （架） 水棚区 长 度 l （m） 水棚 排距 （m） 断面 中架数 （架） 断面中 水槽与 水 槽 间 距 （m） 水槽与 巷道两 帮间距 （m） 1 +600水平运输大 巷 gs80-4a4.982.0220083.26350.6020.500.40 主要隔 爆水槽 棚2500北回风巷gs4d-4a4.982.0176083.2130.0.6020.500.40 1 +510水平三煤南 巷巷 gbsd-603.441.68409010220.420.300.30 2 +550水平三煤回 风巷 gbsd-603.441.68409010220.420.300.30 辅助隔 爆水袋 棚 3 +580水平回风大 巷 gbsd-604.982.09909011220.420.300.30 - 25 六、防治水、防排水措施六、防治水、防排水措施 矿井在开采煤层时，必须严格执行国家的技术政策，严禁在保安煤柱 开采煤炭资源，在基建和生产过程中要不断分析矿区水文地质资料，针对 情况及时修改，确保矿井安全。 1、收集本矿老窑和邻近老窑分布资料，划定积水范围，圈定积水边界 线，并标注到采掘工程平面图上。 2、根据老窑积水线确定探水线，当采掘接近探水线时，必须探水掘进。 3、完善矿井排水系统，加强水泵管理和维护，加强水仓清理，加强备 用电源维护，保证停电时柴油发电机组发电能够排水。 4、工作面发现挂红、挂汗、空气变冷、有毒有害气体剧增、出现雾气、 水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起、裂隙渗水增加、水色发浑、 有臭味等突水预兆时，必须立即停止作业并报告调度室，同时发出报警， 撤出所有受水威胁地点的人员。 5、井下采掘接近含水层和断层等水害可疑区必须严格执行“预测预报、 有疑必探，先探后掘、先治后采”的方针；采掘过程中必须严格探放水措 施，选用 zlj-250（7.5kw）钻机作探放水设备。 6、探放老窑水安全措施： 、加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和挡 板。 、清空巷道