天生煤矿安全专篇

南溪县天生煤业有限公司 天生煤矿整合工程初步设计 安全专篇 大地工程开发有限公司 二 OO 九年三月 南溪县天生煤业有限公司 天生煤矿整合工程初步设计 安全专篇 工程编号：C1020AZ 建设规模：90kt/a 总 经 理： 总工程师： 项目负责： 大地工程开发有限公司 二 OO 九年三月 编制人员名单编制人员名单 专 业姓 名职务或职称 采 矿 杜云寿 唐国胜 王廷刚 高级工程师 工 程 师 工 程 师 通风安全 蓝映光 张 彬 工 程 师 工 程 师 机电运输 刘邦铨 蒋闽生 高级工程师 工 程 师 地 质 测 量 王 皓 刘 海 高级工程师 工 程 师 土 建黄 镪工 程 师 经 济张永志经 济 师 第 1 页 目目 录录 前 言 .1 第一章 矿井概况及安全条件 10 第一节 井田概况 10 第二节 安全条件 12 第三节 矿井设计概况 17 第二章 矿井通风 38 第一节 概 况.38 第二节 矿井通风 40 第三节 降温措施及设备选型 59 第三章 粉尘灾害防治 60 第一节 粉 尘.60 第二节 防尘措施 61 第三节 防爆措施 63 第四节 隔爆措施 64 第五节 矿井地面生产系统防尘 67 第四章 瓦斯灾害防治 68 第一节 瓦 斯.68 第二节 防爆措施 69 第三节 隔爆措施 73 第四节 开采煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层防突措施 73 第五节 压风自救系统 73 第 2 页 第六节 矿井瓦斯抽采 76 第五章 矿井防灭火 77 第一节 概 况.77 第二节 开采煤层自燃预测及防治措施 78 第三节 地面外因火灾防治及装备 78 第四节 井下外因火灾防治及装备 81 第六章 矿井防治水 89 第一节 矿井水文安全条件分析 89 第二节 矿井防治水措施 90 第三节 井下防治水安全设施 93 第七章 井下其它灾害防治 98 第一节 顶板灾害防治及设备 98 第二节 开采冲击地压煤层的防治措施 .101 第三节 爆炸材料库 .101 第四节 提升运输事故防治措施及装备 .103 第五节 电气事故防治措施及装备 .125 第八章 矿井安全监测监控 .130 第一节 概 述130 第二节 安全监测、监控和传输设备选择 .130 第三节 监测设备各类传感器布置 134 第四节 矿井各类传感器装备量 .138 第五节 矿井安全监测监控系统运行可靠性分析 .141 第九章 矿井安全检测及其它装备和矿山救护队 .142 第 3 页 第一节 矿井安全检测及其它设备 .142 第二节 矿山救护队 .144 第三节 矿山保健设施 .146 第十章 劳动定员及概算 .147 第一节 劳动定员 .147 第二节 投资概算 .152 第 4 页 附附 件件 1、主要安全设备和器材目录 2、安全设施设计概算书 第 5 页 附附 录录 1、委托协议 2、原南溪县天生煤矿采矿许可证 3、原南溪县天生煤矿煤炭生产许可证 4、原南溪县天生煤矿安全生产许可证 5、企业名称预先核准通知书 6、四川省人民政府办公厅文件(川办函200716 号)四川省人民 政府办公厅关于宜宾市煤炭资源整合方案的复函 7、川采矿区审字（2008）第 034 号划定矿区范围申请审批书 8、四川省经济委员会川经煤炭函（2008）457 号“关于南溪县天生煤 业有限公司天生煤矿扩建工程项目立项的批复” 9、川国土资储备字（2008）182 号关于四川省四川省南溪县煤五井 田天生煤矿矿资源储量核实报告评审备案的证明 10、四川省经济委员会(川经煤炭函2009204 号)“关于南溪县天 生煤业公司天生煤矿整合工程初步设计的批复” 11、宜宾市经济委员会宜市经煤2008446 号文件“关于全市煤矿 瓦斯等级鉴定结果的批复” 12、四川省煤炭产品质量监督检验站提交的南溪县天生煤业公司天生 煤矿龙枯炭煤层煤尘爆炸性和自燃倾向性“检测报告” 13、高压供电合同 14、煤矿救护协议书 15、宜宾市矿山救护队“矿山救护队资质证书” 第 6 页 附附 图图 序号图 名图 号比 例备注 1井上、下对照图C1020AZ-1031:5000新制 2开拓方式平面图C1020AZ-109-11:5000新制 3开拓方式剖面图C1020AZ-109-21:5000新制 4一采区巷道布置及机械配备平面图C1020AZ-163-11:2000新制 5一采区巷道布置及机械配备 B-B剖面图C1020AZ-163-21:2000新制 6矿井通风系统及网络图（容易时期）C1020AZ-171-1示 意新制 7矿井通风系统及网络图（困难时期）C1020AZ-171-2示 意新制 8井下避灾线路图（投产时）C1020AZ-171-31:2000新制 9井下消防、防尘洒水系统布置图(投产时)C1020AZ-151-11:2000新制 10监控系统传感器布置图(投产时)C1020AZ-1741:2000新制 11矿井压风系统平面图C1020AZ-2321:2000新制 12矿井安全监测监控系统图C1020AZ-274示 意新制 13调度通信系统示意图C1020AZ-262示 意新制 14井下运输系统示意图C1020AZ-124示 意新制 15井下排水系统示意图C1020AZ-281示 意新制 16地面高压供电系统示意图C1020AZ-261-1示 意新制 17地面低压供电系统示意图C1020AZ-261-2示 意新制 18一采区供电系统示意图C1020AZ-261-3示 意新制 第 1 页 前前 言言 根据四川省人民政府办公厅文件(川办函200716 号)四川省人民 政府办公厅关于宜宾市煤炭资源整合方案的复函，原南溪县砚兴煤矿与 原南溪县新添凤凰煤矿进行资源整合，南溪县砚兴煤矿为整合主体矿。 由于企业改制等原因，原南溪县砚兴煤矿一度更名为南溪县天生煤矿， 原南溪县新添凤凰煤矿一度更名为南溪县宝璘煤矿。 资源整合后，企业工商预核名称为南溪县天生煤业有限公司天生煤矿 （以下简称天生煤矿）。矿井位于南溪县城北西方向直线距离约 22km 的 南溪县大观镇砚兴池村境内。 四川省经济委员会“川经煤炭函2008457 号”关于南溪县天生 煤业有限公司天生煤矿扩建工程可行性研究报告（代立项）的批复核准 天生煤矿整合项目立项，整合后矿井生产规模确定为 90kt/a。为此南溪县 天生煤业有限公司特委托我公司编制矿井整合工程初步设计及安全专篇。 四川省经济委员会以“川经煤炭函2009204 号”批复了本公司编 制的南溪县天生煤业有限公司天生煤矿整合工程初步设计，据此编制 南溪县天生煤业有限公司天生煤矿整合工程初步设计安全专篇。 本设计主要针对一水平开采龙枯炭煤层进行设计，开拓部署及设备选 型则兼顾了二、三水平的开采。但矿井进行二、三水平延深时必须另行编 制安全设施设计。 一、编制设计的依据一、编制设计的依据 （一）各项法律、法规 1、 中华人民共和国安全生产法 第 2 页 2、 中华人民共和国矿山安全法 3、 中华人民共和国煤炭法 4、 中华人民共和国劳动法 5、 中华人民共和国环境保护法 6、 矿产资源法及矿产资源开采登记管理办法 7、 中华人民共和国矿山安全法实施条例(1996 年劳动部令第 4 号) 8、 煤矿安全规程 （2006 年版） 9、 煤炭工业小型矿井设计规范GB50399-2006 10、 煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范AQ1055-2008 11、 矿井通风安全装备标准(MT/T5016-96) 12、 矿井防灭火规范(试行)(1988 年原煤炭部制定) 13、 煤矿救护规程 14、 矿井水文地质规程 15、 煤矿井下粉尘防治规范 16、 工业企业设计卫生标准(卫生部制定) 17、 矿井通风安全监测装备使用管理规定 18、大气环境质量标准(GB3095-96)二级标准 19、地表水环境质量标准(GB3838-2002)五级标准 20、污水综合排放标准(GB8978-96) 21、农业灌溉水质标准(GB5084-85) 22、工业企业噪声控制设计标准(GBJ87-85) 23、煤矿生产场所空气中粉尘控制浓度的规定(MJ200-89) 24、 煤矿井下热害防治设计规范MT5019-96 25、 煤矿工人技术操作规程1996 年原煤炭部制定 第 3 页 26、 工业企业照明设计标准GB50034-92 27、 电气装置安装工程施工及验收规范GB5025450259 28、 建筑设计防火规范GBJ16-87（97 年版局部修订） 29、 建筑防雷设计规范GB50057-94（2000 年版） 30、 建筑灭火器配置设计规范GBJ140-90 （二）政策文件 1、煤矿安全生产基本条件规定(国家安全生产监督管理局、国家 煤矿安全监察局 5 号令) 2、煤矿建设项目安全设施监察规定(国家安全生产监督管理局、 国家煤矿安全监察局 6 号令) 3、国家安全生产监督管理总局（安监总规划2006146 号）“禁止 井工煤矿使用的设备及工艺目录(第一批)”，国家安全监管总局国家煤矿 安监局（安监总煤装200849 号）“禁止井工煤矿使用的设备及工艺目 录(第二批)” 4、国家安全生产监督管理总局安监总煤行2007167 号文“关于所 有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防尘供水系统的紧急通知” 5、国家安全生产监督管理总局安监总煤调(2007)95 号“关于加强小煤 矿安全基础管理的指导意见” 6、安监总煤矿(2006)127 号“关于加强极薄煤层开采安全工作的指导 意见” 7、国家安全生产监督管理总局办公厅、国家煤矿安全监察局综合司 （安监总厅煤行函200870 号）关于四川省加强小煤矿安全基础管理有 关问题的复函 8、国家煤矿安全监察局煤安监监察200654 号“关于严格审查瓦 第 4 页 斯灾害严重的煤矿建设项目安全设施设计的通知”、四川煤矿安全监察局 文件川煤监200698 号“转发国家煤矿安全监察局关于严格审查瓦斯 灾害严重的煤矿建设项目安全设施设计的通知的通知” 9、发改能源20061039 号文“关于加强煤炭建设项目管理的通知” (三) 有关项目文件 1、四川省人民政府办公厅文件(川办函200716 号)四川省人民 政府办公厅关于宜宾市煤炭资源整合方案的复函 2、四川省国土资源厅“川采矿区审字（2008）第 034 号”划定矿 区范围申请审批书。 3、川国土资储备字（2008）182 号关于四川省四川省南溪县煤五井 田天生煤矿矿资源储量核实报告评审备案的证明 4、四川省经济委员会川经煤炭函（2008）457 号“关于南溪县天生煤 业有限公司天生煤矿扩建工程立项的批复” 5、四川省经济委员会关于南溪县天生煤业有限公司天生煤矿整合工 程初步设计的批复（川经煤炭函2009204 号） (四) 天生煤矿提供的资料 1、原天生煤矿采矿许可证、煤炭生产许可证、安全生产许可证 2、四川省地质矿产公司提交的四川省南溪县煤五井田天生煤矿资 源储量核实报告 3、宜宾市经济委员会宜市经煤2008446 号文件“关于全市煤矿瓦 斯等级鉴定结果的批复” 4、四川省煤炭产品质量监督检验站提交的南溪县天生煤业有限公司 天生煤矿龙枯炭煤层煤尘爆炸性和自燃倾向性“检测报告” 第 5 页 5、双电源供用电合同 6、煤矿救护协议书 7、宜宾市矿山救护队“矿山救护队资质证书” 二、设计的指导思想二、设计的指导思想 坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，以国家颁布的有关 煤矿安全的规程、规范及条例、法令为依据，建立、健全和完善矿井各系 统、环节的安全装备、安全设施和安全机构，力求达到“安全高效，技术 先进”，一旦发生灾害事故时，矿井具有较强的抗灾、救灾能力。 三、设计的主要特点及安全评价三、设计的主要特点及安全评价 (一) 设计的主要特点 1、矿井开拓开采 矿井为单斜构造，矿权范围内仅龙枯炭煤层可采，煤层平均纯煤厚 0.53m，赋存稳定，全区可采。煤层倾角自浅部至深部逐渐变大，变化范 围为 630，属缓倾斜极薄煤层。井田走向长 2.33.3km，倾向宽 0.51.4km，井田面积 3.628km2。 矿井属低瓦斯矿井，煤层不易自燃、无煤尘爆炸危险性。 设计采用平硐+暗斜井开拓方式，划分为三个水平开采。一水平标高 +246m，开采标高+330+246m，划分两个采区；二水平标高+175m，开采 标高+246+175m，划分两个采区；三水平标高0m，开采标高 +1750m，划分两个采区。 全矿共布置通往地面的井筒 2 个，分别是主平硐和回风平硐： 1）改造利用原天生煤矿主平硐作为整合矿井的主平硐，担负煤炭、 矸石、材料及设备的运输和进风、行人、排水及铺设管线等。 第 6 页 2）改造利用原宝璘煤矿主平硐作为整合矿井的专用回风井，担负全 矿井回风等。 开采一水平时，于主平硐 450m 处挂口布置主暗斜井上部车场，主暗 斜井自煤层顶板作穿层布置，落平于+246m 标高后布置井底车场及硐室， 石门见煤后沿煤层布置一水平运输大巷和回风大巷。 主平硐至一水平运输大巷高差 46m，利用原有的两条斜巷作为主平硐 至一水平的行人行巷。 开采二水平时，于主平硐 340 m 处挂口布置二水平暗斜井上部车场， 一对暗斜井自煤层顶板作穿层布置，落平于+175m 标高后布置井底车场及 硐室，沿+175.0m 标高布置二水平运输大巷（位于煤层底板 15m 的岩层中） 和回风大巷（位于煤层中）。 利用二水平运输大巷和回风大巷作三水平的运输大巷和回风大巷，布 置两个下山采区进行开采，并设0m 放水巷以便 实现三水平集中排水。 由于一、二水平煤层倾角小于12，设计采用倾斜长壁采煤方法，工作 面对拉布置；三水平煤层倾角大于12，采用走向长壁采煤方法。 工作面采用截煤机掏槽，炮采工艺，局部充填法处理采空区，采用 DZ10-25/80 型单体液压支柱点柱支护顶板。 设计按各类巷道的服务时间和所穿过的岩性不同，采用以锚喷为主的 支护方式。服务时间较短的半煤岩巷则采用矿工字钢架棚支护；交岔点、 硐室及局部地段采用砌碹支护。 2、矿井通风 矿井采用中央分列式通风方式，机械抽出式通风方法。 一、二水平各回采工作面采用倾斜长壁对拉布置，采用“W”型通风； 三水平各回采工作面采用走向长壁布置，采用“U”型通风。掘进工作面 第 7 页 均采用局部通风机配抗静电阻燃胶质风筒进行压入式供风。 井下设置了完善的通风构筑物，保证了通风风流按拟定的路线流动。 设置了明确的避灾路线，具有较强的避灾能力。矿井配备了足够的通风安 全仪器仪表，可及时掌握并调整通风参数，保障矿井安全生产。 3、矿井瓦斯预防 矿井瓦斯等级为低瓦斯，按煤矿安全规程和煤矿安全监控系统 及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)的有关规定，于井下采掘工作 面及回风巷、采区回风巷、总回风巷等地点设置了甲烷传感器，并制定了 瓦斯防治措施和管理办法，可有效防治瓦斯积聚和瓦斯爆炸事故的发生。 4、矿井防灭火 矿井可采煤层不易自燃，设计采取了防治外因火灾发生的措施。 地面及井下设置消防材料库，配备了足够的消防器材，井下机电硐室 及采掘工作面亦配备了消防器材，井下设有完善的消防洒水系统，可有效 地防止矿井火灾的发生，一旦井下发生局部火灾，能够及时在火灾初起时 将其扑灭或隔绝，防止火灾蔓延，为灭火工作创造有利条件，井下人员按 设计的避灾路线能安全地撤离灾区。 5、矿井防治水 矿井开采区域内无地表水体，无强含水层，水文地质条件简单。设计 采用平硐+暗斜井开拓，井底车场设计主、副水仓及水泵房，水泵房内安 设三台 100MD165 型多级耐磨离心水泵，主暗斜井内安装两趟排水管能 保证井下水排放；设计配备了探放水设备，在靠近采空区进行采掘作业时 采取探、放水措施，可有效地防止井下水灾的发生。设计制定了可靠的避 灾路线，一旦井下发生水灾，能够确保现场人员安全撤离。 6、粉尘灾害防治 第 8 页 矿井所采煤层煤尘无爆炸危险性，设计建立完善的井上、下防尘洒水 系统；采用湿式凿眼、水炮泥、喷雾洒水、个体防护等综合防尘措施，可 以有效减尘、降尘。 7、安全监控 设计安装 KJ90NA 型监控系统，地面设中心站，井下设分站。监控中 心站采用双电源供电。按煤矿安全规程和煤矿安全监控系统及检测 仪器使用管理规范(AQ1029-2007)的有关规定安装各类监测传感器。监 测区域一旦出现瓦斯超限，能自动切断工作面及其回风巷内所有非本质安 全型用电设备电源。 8、矿山救护 企业与宜宾市矿山救护队签订有救护协议，由于该救护队从驻地到矿 井行车时间超过 30min，设计了辅助救护队，队员 9 人，其中 2 人专职， 7 人兼职，主要装备有矿山救护车 1 辆及相应的救护抢险用品和器材。 9、压风自救系统 地面设压风机房，井下所有巷道均按“三条线”建设要求安设压风管， 每 100m 设置一组出风口闸阀及减压阀，出风口及减压阀与防尘管路出水 口错开，形成每 50m 有一个出水口或出风口。 (二) 安全评价 矿井地质构造、水文地质条件简单，采用平硐+暗斜井开拓方式。 矿井为低瓦斯矿井， 所采龙枯炭煤层不易自燃，无煤尘爆炸危险性。设 计一、二水平各工作面 采用倾斜长壁采煤法，三水平采用走向长壁采煤法， 均采用截煤机掏槽，炮采工艺，局部充填法处理采空区。工作面采用单体 液压支柱点柱支护顶板。设计按各类巷道的服务时间 、断面尺寸和所穿过的 岩性不同，采用砌碹 、锚喷、矿工钢架棚等不同的支护方式。 第 9 页 经综合分析，矿井主要危险有害因素有瓦斯、顶板、提升运输、水灾， 次要危险有害因素有外因火灾、粉尘、触电等。 四、矿井安全工程投资四、矿井安全工程投资 矿井安全工程总投资 428.74 万元，其中井巷工程 41.41 万元，建筑 工程 20.43 万元，设备及工具器购置费 174.54 万元，安装工程 144.36 万 元，工程建设其它费用 48.00 万元，占工程静态总投资 1934.41 万元的 22.16%(详见安全设施及器材概算书)。安全工程投资满足矿井安全工程的 需要，并按国家规定纳入了建设项目投资概算。 五、待解决的主要问题及建议五、待解决的主要问题及建议 1、矿区地质勘察程度较低，建议矿井在开采过程中加强地质资料收 集和分析。 2、矿井缺乏瓦斯地质基础资料，建议企业进行瓦斯参数测定工作， 为矿井防治瓦斯提供依据。 第 10 页 第一章第一章 矿井概况及安全条件矿井概况及安全条件 第一节第一节 井田概况井田概况 一、地理概况一、地理概况 1、位置和交通 天生煤矿位于南溪县城北西方向直线距离约 22 km 处的大观镇砚兴池 村境内。矿区中心地理坐标：东经 1045633，北纬 290017。矿井有专 用公路与川云公路（四川云南）宜（宾）邓（关）段相通，北距邓关 约 14 km，南西至宜宾市区约 52km。交通位置详见图 1-1-1。 图图 1-1-11-1-1 交通位置图交通位置图 天生煤矿 第 11 页 2、地形地貌 矿区地处四川盆地南部边缘，为浅切割丘陵低山地貌，山岭呈北 东南西向延展，地势西高东低，西侧最高点标高+530m，东侧最低点标 高+240m，相对高差 290m。 3、地表水体 设计区域内无大的地表水体，仅有溪沟和冲沟构成树枝状水系网，大 气降雨多沿冲沟汇于矿井北西的黄沙河。 4、气象及地震 该区属亚热带气候，潮湿多雨，雨量充沛，冬季偶有霜冻及小雪。据 南溪县气象站近 20 年的观测资料，年平均气温 18C。极度高温可达 39C 以上，最低2.5C；年降雨量 902.21597.9mm，多雨月份为 58 月，其中 7、8 月多暴雨；年平均相对湿度 8183。 据四川省地震录记载，该区地震烈度为度。另据建筑抗震设计规 范（GB50011-2001）附录 A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地 震加速度和设计地震分组”，南溪县城抗震设防烈度为 6 度，设计基本地 震加速度值为 0.05g，属设计地震分组的第一组。 二、主要自然灾害二、主要自然灾害 矿区范围属中低山地带，地表岩土相对稳定，无泥石流、滑坡等自然 灾害。 三、矿区范围内煤炭生产建设概述三、矿区范围内煤炭生产建设概述 原天生煤矿于 2006 年 7 月取得采矿许可证，生产规模 30kt/a。前期采 用平硐开拓，井口标高+292m，开采+300m 标高以上煤层。+300m 标高以 上煤层采空后采用平硐+暗斜井开拓，暗斜井延伸至+250m 水平，F1断层 以东+250m 以上资源已开采结束。 第 12 页 原宝麟煤矿于 2006 年 7 月取得采矿许可证，生产规模 20kt/a。主平硐 位于矿井西部煤层顶板岩层中，井口标高408.1 m，通过暗斜井延深至 +377.1m 水平，F1断层以西 800m 走向范围内+340m 标高以上资源已全部 采完，F1断层以西 800m 走向范围外至煤层风氧化带尚未开采。 上述两矿进行资源整合后，原宝麟煤矿已关闭。 四、矿区水源、电源及通信四、矿区水源、电源及通信 1 1、水源条件 矿井地面生活、生产用水取自山泉水；井下生产及消防用水取自矿井 东部瓦房子以北的洋河凼水库。 2、电源条件 矿井已形成双回路电源线路，主回路 10kV 电源由南溪县大观镇新添 变电站经 LGJ-370 架空线引入；备用回路 10kV 电源由仙临变电站经 LGJ-370 架空线引入。 企业与南溪县电力公司签订了供用电合同。 3、通讯条件 通讯线缆已由电信局架设至天生煤矿,中国移动和中国联通网络覆盖 矿区。 第二节第二节 安全条件安全条件 一、地质特征一、地质特征 矿区及周边出露地层为第四系全新统(Q4)、自流井组(J1-2z)、侏罗系下 统珍珠冲组(J1z)及三叠系上统须家河组(T3xj)，由新至老分述如下： （1）第四系全新统(Q4) 零星分布于矿区范围内，以残积层和坡积层为主，在矿区范围之外的 第 13 页 西部沟谷中有少量洪冲积层，残坡积层厚度一般 13m，局部地段大于 5m。与下伏地层呈不整合接触。 （2）侏罗系中下统自流井组(J1-2z) 主要分布于矿区范围外西部，以砂质粘土岩为主，间夹 23 层薄层 灰色细砂岩，顶部见透镜状紫灰色泥灰岩、灰岩。 （3）侏罗系下统珍珠冲组(J1z) 主要分布于矿区范围外西部，为紫红色泥岩、砂质泥岩夹薄中厚层 状粉砂细砂岩，顶部为灰色生物介壳灰岩，全段厚 6495m，平均 86m。 （4）三叠系上统须家河组(T3xj) 为区域分布最广的地层，由深灰色、灰色薄中厚层状砂质泥岩、泥 岩、粉砂岩、砂岩及煤层、煤线组成。按岩性可分为四段，从上至下为： 第四段(T3xj4)：为灰黑色泥岩，砂质泥岩及灰色细砂岩互层，顶部、 中部及下部为灰色细中粒砂岩，全段厚 90120m，平均 110m。 第三段(T3xj3)：上部为灰色中粒长石石英砂岩，下部为灰色砂质泥岩 与细砂岩互层，其上部“龙枯炭”厚度较大，煤层较稳定，为矿区主采煤 层，属中煤组，全段厚 171255m，平均 184m。 第二段(T3xj2)：主要分布于矿区东部，为白灰色中粒长石石英砂岩， 岩石胶结疏松，风化后多为“泡砂石”，全段厚 130180m，平均 150m。 第一段(T3xj1)：矿区内未出露，为灰色泥岩、砂质泥岩及细砂岩互层， 全段厚 120175m，平均 140m 左右。 二、地质构造二、地质构造 第 14 页 矿区位于青山岭背斜北西翼，总体形态为走向北东南西，倾向北西 的单斜构造，倾向 285345，在背斜的不同部位，倾角变化较大，矿区 范围内倾角在 630之间。 在矿区北西侧地表发育 F16逆断层，该断层全长大于 2km，倾向南西， 倾角 4050，使区内地表须家河组、珍珠冲组、自流井组地层界线错开， 与矿井巷道内发现的断层性质相同，断距 510m。 综上所述，区内地质构造复杂程度属中等类型。 三、煤层及煤质三、煤层及煤质 1、煤层 区域含煤岩系为三叠系上统须家河组，矿权范围内仅“龙枯炭”煤层 可采，煤层厚度 0.480.83 m，平均 0.53m，煤层倾角 630，含砂质泥 岩或泥岩夹矸 1 层，夹矸厚约 0.050.3m，属较稳定煤层。 龙枯炭煤层无伪顶，直接顶板为灰色泥质粉砂岩，老顶为中细粒砂 岩，底板岩性为深灰色泥岩、细砂岩。可采煤层特征详见表 1-2-1。 表表 1-2-11-2-1 可采煤层特征表可采煤层特征表 顶底板岩性 含煤地 层 煤层 编号 煤层厚度(m) 最大最小 平均 结 构 夹矸层数 可采性 稳定性 倾角 （） 视密度 (t/m3) 顶板底板 三叠统 须家河 组 龙枯炭 0.830.48 0.53 简 单 01 全区可采 较稳定 6301.4 泥质粉砂 岩 泥岩、 细砂岩 2、煤质 按煤炭质量分级标准(GB/T15224-2004)，龙枯炭煤层属高灰、低 硫、低热值烟煤。煤质主要指标见表 1-2-2。 表表 1-2-21-2-2 煤质特征表煤质特征表 第 15 页 含煤地层 煤层 编号 水分 Mad（ ） 灰分 Ad（） 挥发分 Vdaf（） 硫分 St.d（ ） 发热量 Qb.a/（MJ/kg ） 三叠统 须家河组 龙枯炭1.4233.823.560.6721.84 根据矿井龙枯炭煤层煤质特征，可用作电煤和工业用煤。 四、瓦斯、煤尘及煤的自燃和地温四、瓦斯、煤尘及煤的自燃和地温 (一) 瓦斯 根据宜宾市经济委员会宜市经煤2008446 号文件“关于全市煤矿 瓦斯等级鉴定结果的批复”，南溪县天生煤矿井绝对 CH4涌出量 0.53m3/min，相对 CH4涌出量 8.48m3/t，绝对 CO2涌出量 0.61m3/min，相 对 CO2涌出量 9.76m3/t，为低瓦斯矿井。 (二) 煤尘爆炸性 根据2008 年 4 月 16 日四川省煤炭产品质量监督检验站提交的 矿井龙枯 炭煤层煤尘爆炸性“检测报告”，矿井所采龙枯炭煤层无煤尘爆炸危险性。 (三) 煤层自然发火倾向性 根据 2008 年 4 月 16 日四川省煤炭产品质量监督检验站提交的矿井龙 枯炭煤层自燃倾向性“检测报告”，矿井所采龙枯炭煤层自燃倾向性属 类，为不易自燃。 (四) 地温 矿井属地温正常区。 五、水文地质五、水文地质 1、地表水 矿井设计区域内无大的地表水体，仅有溪沟和冲沟构成树枝状水系网， 大气降雨多沿冲沟汇于矿井北西的黄沙河。 矿区范围内 F2、F4、F16断层位于已采空区内，对开采无影响。仅 F1 逆断层位于矿区中部已采区一侧，该断层全长大于 1km，倾向北西，倾角 50左右，使区内须家河组、珍珠冲组、自流井组地层界线错开。但该断 层为逆断层，导水性差。 第 16 页 2、地下水 区内地下水类型主要为碎屑岩裂隙水、松散岩类孔隙水。 须家河组岩性为砂岩、泥岩互层，砂岩富水性良好，而泥岩相对隔水， 组成一套微具承压的层间裂隙含水岩组；松散岩类孔隙水主要赋存于第四 系残坡积层中，两者的补给水源均为大气降水。矿山开采与上下含水层间 水力联系微弱，因此矿井涌水量较小。 3、老空区积水 矿井周边的老窑采用平硐上山开采， 采空区积水能通过平硐自流排出， 对矿井开采影响小。 但参与资源整合的矿井原为平硐暗斜井开拓，其采空区 下部可能存在积水 。 4、矿井涌水量 根据四川省地质矿产公司提交的四川省南溪县煤五井田天生煤矿资 源/储量核实报告，预计矿井开采一水平时，正常涌水量为 33.5m3/h，最 大涌水量为 80.6m3/h。 综上所述，矿井是以裂隙含水层充水为主的裂隙充水矿床，按矿井 水文地质规程标准划分，矿井水文地质条件简单。 六、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题六、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题 矿井所在区域早在 1959-1960 年由四川省地质局 205 地质队对四川省 宜富煤田进行了地质勘探， 1961 年提交了宜富煤田青山岭背斜北西翼 大观回龙地质勘探最终报告（矿井所在煤五井田属该勘探区的一部分） ，大致查明了矿区地层、构造特征及含煤性。近年来，通过数次资源储 量核实报告编制过程中的调查，提供了下列地质安全条件资料： 1、矿井水文地质条件，包括含、隔水层的分布，矿井充水因素，涌 水量的观测资料等。 第 17 页 2、矿井工程地质条件，主要是煤层顶、底板的岩性特征。 3、历年矿井瓦斯等级鉴定资料、煤层的自燃倾向及煤尘爆炸危险性。 由于矿井开采技术条件较简单，以上资料可基本満足本设计需要。但 尚存在如下主要问题： 1、矿井缺乏瓦斯地质基础资料，建议企业进行瓦斯参数测定工作， 为防治矿井瓦斯提供依据。 2、矿区地质勘察程度较低，建议矿井在开采过程中加强地质资料收 集和分析工作。 第三节第三节 矿井设计概况矿井设计概况 一、工程性质一、工程性质 工程性质属整合扩建，矿井生产规模由 30kt/a 扩建至 90kt/a。 二、开拓开采二、开拓开采 (一) 井田境界 根据四川省国土资源厅川采矿区审字(2008)第 034 号划定矿区范围 申请审批书，天生煤矿矿区范围由 110 号拐点圈定，井田走向长约 2.33.3km，倾向宽约 0.51.4km，面积 3.628km2，许可开采标高 +4400m，许可开采龙枯炭煤层。拐点坐标见表 1-3-1。 表表 1-3-11-3-1 矿区范围拐点坐标表矿区范围拐点坐标表 拐点号XY拐点号XY 13211210.0035495510.0063210316.0035493812.00 23211383.0035495132.0073208658.0035493186.00 33210910.0035494945.0083208245.0035493985.00 43210572.0035494439.0093208580.0035494364.00 53210788.0035494108.00103209588.0035495137.00 第 18 页 矿井北部与富顺县兜山煤矿相邻，两矿间留有 40m 的隔离煤柱，无矿 界纠纷，深部尚无矿权设置。 (二) 储量 根据矿井初步设计，矿井保有地质资源/储量 2035.0kt、工业储量 1892.4kt、设计储量 1862.1kt、可采储量 1436.5kt。 (三) 矿井设计生产能力及服务年限 1、矿井工作制度 年工作日 330 天，“三、八”作业制度、“自采自准”循环作业方式。 2、矿井设计生产能力为 90kt/a。 3、矿井服务年限 kA Zk T 式中：T矿井服务年限，a； Zk设计可采储量，1436.5kt； A设计生产能力，90kt/a； k储量备用系数，取 k1.4。 经计算，矿井服务年限为 11.4a。 （四）井田开拓方式 设计采用平硐+暗斜井开拓方式。利用原天生煤矿主平硐作为矿井整 合后的主平硐，利用原宝璘煤矿主平硐作为矿井的回风平硐（专用回风井） 。全矿井划分为三个水平，其中一、二水平采用倾斜长壁式布置；三水平 采用走向长壁式布置。 第 19 页 开采一水平时，于主平硐 450m 处挂口布置主暗斜井上部车场，主暗 斜井自煤层顶板作穿层布置，落平于+246m 标高后布置井底车场及硐室。 石门见煤后沿煤层布置一水平运输大巷和回风大巷。 主平硐至一水平运输大巷高差 46m，利用原有的两条斜巷作为主平硐 至一水平的行人行巷。 利用原宝璘煤矿主井作为矿井风井，于一水平运输大巷 1230m 处挂口 沿煤层倾向布置总回风上山，通过总回风斜巷与风井联系，形成开采一水 平时的中央分列式通风系统。 开采二水平时，于主平硐 340m 处挂口布置暗斜井上部车场，一对暗 斜井自煤层顶板作穿层布置，落平于+175m 标高后布置井底车场及硐室， 沿+175.0m 标高布置二水平运输大巷（位于煤层底板 15m 的岩层中）和回 风大巷（位于煤层中），回风大巷通过总回风上山与一水平回风上山联系， 形成开采二水平时的中央分列式通风系统。 利用二水平运输大巷和回风大巷作三水平的运输大巷和回风大巷，布 置两个下山采区进行开采，并设0m 放水巷以便 实现三水平集中排水。 矿井开拓方式如图 C1020AZ-109-1。 3、井筒数目和位置 (1) 主平硐 利用原天生煤矿主平硐作为矿井整合后的主平硐，位于煤层顶板岩层 中进行穿层布置，顶板岩性主要为灰色细砂岩，井筒方位 304（垂直于 煤层走向），总长 700m，担负煤炭、矸石、材料、设备运输、进风、行人 和敷设管线等。 于主平硐 450m 处挂口施工一水平主暗斜井上车场，主暗斜位于煤层 顶板岩层中穿层布置，顶板岩性主要为灰色细砂岩，主暗斜井倾角 23、 斜长 118m，落平于+246m 标高，主暗斜担负煤炭、矸石、材料、设备的 混合提升和进风、敷设管线等。 于原主平硐 340m 处平行设置主、副暗斜井，间距 30m，方位 28、倾 第 20 页 角 25，斜长 278m，落平于+175m 标高。主、副暗斜井布置在煤层顶板 岩层中穿层布置，顶板岩性主要为灰色细砂岩，主暗斜井担负二、三水平 的煤炭、矸石、材料、设备的混合提升和进风等。副暗斜井担负二、三水 平的行人、进风和敷设管线等。 (2) 回风平硐 改造利用原宝璘煤矿主平硐作为矿井整合后的回风平硐，位于煤层顶 板岩层中穿层布置，顶板岩性主要为灰色细砂岩。回风平硐是矿井的专用 回风井，井筒方位 310，长度 97m，担负矿井回风并兼作安全出口。 井筒特征详见表 1-3-2。 表表 1-3-21-3-2 井筒特征表井筒特征表 井筒名称主平硐 一水平 主暗斜井 二水平 主暗斜井 二水平 副暗斜井 回风平硐 X3210723.03209088.0 坐标 Y35494035.035494437.0 高程(m)+292.0+293.0+292.3+292.3+408.0 倾角()32325254 长度(m)70011827827897 净5.84.84.86.85.6 断面积 （m2） 掘 进 6.65.85.87.356.2 断面形状半圆拱半圆拱半圆拱半圆拱半圆拱 支护方式锚喷锚喷锚喷锚喷锚喷 井筒装备 600m 轨距 15kg/钢轨/轨 600m 轨距 22kg/钢轨/单 轨 600m 轨距 22kg/钢轨/单 轨 架空乘人装置 备注改造利用新建新建新建改造利用 4、水平划分 针对许可开采标高及煤层倾角的变化特点，将矿井划分为三个水平， 一水平标高+246m，开采标高+330+246m；二水平标高+175m，开采标高 第 21 页 +246+175m；三水平标高0m，开采标高+1750m。 5、大巷布置、总回风巷布置 一水平运输大巷沿走向布置于煤层中，二水平运输大巷布置于煤层底 板中，坡度 3，巷内铺设单轨，轨型 15kg/m，轨距 600mm，钢筋混凝土 轨枕，碎石道渣，担负行人、运输、进风及敷设管线等。 各水平回风大巷沿走向布置于煤层中，坡度 3。 6、保护煤柱 井筒保护煤柱： 主平硐和主暗斜井位于煤层顶板岩层中，设计按垂直剖面法留设了井 筒保护煤柱；一水平主暗斜井处于主平硐保护煤柱内。 二水平主、副暗斜井按垂直剖面法留设保护煤柱。 主平硐、一水平主暗斜井、二水平主、副暗斜井保护煤柱如开拓方式 平面图（C1020AZ-109-1）。 回风平硐位于原开采区,按设计煤柱留设,目前巷道稳定。本设计开采 区域对回风平硐无影响。 大巷保护煤柱：水平运输大巷和回风大巷平行布置，间距 30m，回 风大巷上侧和运输大巷下侧各留设 20m 保护煤柱,总回风上山每侧按 20m 留设保护煤柱。 7、采区划分及开采顺序 (1) 采区划分 矿井设计区域走向长约 2.2km，一水平开采标高+330+246m，划分 为 2 个上山采区，采用倾斜长壁采煤法；二水平开采标高+246+175m， 划分为 2 个上山采区，亦采用倾斜长壁采煤法；三水平开采标高 +1750m，沿走向方向划分为两个下山采区，采用走向长壁采煤法。 第 22 页 (2) 开采顺序 水平开采顺序：先采一水平，后采二水平，最后采三水平。 一水平采区开采顺序：一采区二采区； 二水平采区开采顺序：三采区四采区； 三水平采区开采顺序：五采区和六采区同时开采。 7、开采对地面村庄、河流的影响和防护措施 矿井地处山区，设计区域内无大的地表水体，无大的建筑物和水利设 施，无民房集中的村庄，只有零星分布的民房。设计对受开采影响的民房 采取搬迁的方式。 （五）井底车场及硐室 1、井底车场 井底车场布置于龙枯炭煤层顶板岩层中，布置形式为平车场，车场全 长 136m，空、重车道平行排列，使用道岔联系。 2、硐室 (1) 消防材料库 一水平消防材料库设于运输大巷一侧底板岩层中，二、三水平消防材 料库设于井底车场附近，位于煤层底板岩层中，均采用机车进入硐室式， 长 30m，净宽 2.70m，净高 2.95m，净断面 7.2m2，锚喷支护，两出口均安 设向外开启的栅栏门。硐室内设材料堆放平台，平台高度 0.8m，宽度 0.8m，台面使用 M10 号水泥砂浆抹面。 (2) 中央变电所 中央变电所设在主暗斜井井底车场空车线一侧，位于龙枯炭煤层底板 稳定岩层中，与水泵房联合布置，半圆拱形断面，锚喷支护，长 27m，净 宽 2.6m，净高 2.4m，净断面积 5.8m2。设两个出口，其中一个出口与水泵 第 23 页 房相联，与水泵房间砌筑料石墙，并设置一道防火铁门，门上设便于关严 的通风孔；另一个出口与井底车场相联，设一道向外开的防火铁门，并装 设便于关严的通风孔。 (3) 水泵房及水仓 水泵房与中央变电所联合布置，设在主暗斜井井底车场空车线一侧， 位于龙枯炭煤层底板岩层中，采用半圆拱断面，砌碹支护，长 26m，净宽 3.51m，净高 4.2m，净断面积 9.7m2。 水仓采用半圆拱形断面，锚喷支护，主、副水仓总长 82m，净宽 2.8m.净 高 2.9m，净断面积 7.0m2。主、副水仓总容量 510m3，其中主水仓长度 50m，容积 310m3；副水仓长度32m，容积200m3。 水泵房设置两个出口：一个出口可通向管子道和主暗斜井井底车场， 出口设一道防水、防火门，门上设便于关严的通风孔；另一个出口与中央 变电所相连，其连接通道设一道防火门，门上设便于关严的通风孔。中央 变电所与主暗斜井井底车场相连通道中设一道防水、防火门，门上设便于 关严的通风孔。 水泵房安装三台水泵，各台水泵分设一个吸水井。泵房内铺设便于运 送设备的轨道，两趟排水管沿管子道、主暗斜井铺设，管子道出口高于水 泵房底板 7m。 （六）大巷运输及设备 1、运输方式的选择 各水平运输大巷均采用轨道运输方式，轨型 15kg/m，轨距 600mm。 2、矿车选型 煤、矸石运输选用MGC1.1-6A 型 1t 标准固定箱式矿车运输。选用 MC1-6A 型材料车和 MP1-6A 型平板车运输材料和设备。 第 24 页 3、运输设备选型 运输大巷选用 CDXT5(J)型防爆特殊型蓄电池机车进行运输，机车配 备便携式瓦斯检测报警仪。 （七）采区布置及装备 1、采煤方法选择 矿井可采煤层仅一层，煤层呈单斜构造，倾角 630，煤层厚度 0.480.83m,平均 0.53m，夹矸 1 层，平均夹矸厚 0.12m，赋存较稳定。 根据开采技术条件，一、二水平煤层倾角小于 12，设计采用倾斜长壁采 煤法，三水平采用走向长壁采煤法。工作面采用截煤机掏槽，炮采工艺， 单体液压支柱点柱支护顶板，局部充填法处理采空区。 2、回采工作面设备选型 截煤机型号为 MJ22；回采工作面采用刮板输送机运输，工作面运输机 巷采用刮板输送机+胶带输送机运输。 3、回采工作面顶板管理方式 工作面平均采高为 0.7m（纯煤厚 0.53m，夹矸 0.17m）；工作面采用 DZ10-25/80 型单体液压支柱点柱支护顶板，局部充填法处理采空区。支柱 排距 1.0m，柱距 0.8m，采用“三、四”排控顶，最大控顶距 4.0m，最小 控顶距 3.0m。 4、回采工作面长度及推进度 一、二水平工作面对拉布置，长 140m（单工作面长 70m）；三水平工 作面长 70m。工作面年生产时间 330d，“三、八”制作业、“自采自准” 循环作业方式，日循环进度 3.0m、正规循环率 0.9 计算，则年推进度为 891m。 5、采区及工作面回采率 第 25 页 采区回采率取 85%，工作面回采率为 97%。 6、达到设计能力时的采区数目、位置及工作面生产能力计算 （1）达到设计生产能力时的采区数目、位置 矿井投产一采区，投产一个采区一个工作面即达到设计生产能力。 （2）回采面年产量 工作面生产能力按下式计算： A采IMLC 式中：A采采煤工作面生产能力，kt/a； I工作面长度，对拉工作面长 140m； M纯煤厚度，0.53m。 L工作面年推进度，891m； 煤层容重，1.4t/m3； C工作面回采率，97%； A采1400.538911.40.97 89.8(kt/a) 7、矿井生产能力 掘进煤按回采煤量的 3计算，则矿井生产能力为： A矿89.81.0392.5(kt/a) 经计算，投产一个采区、一个对拉工作面可满足矿井 90kt/a 的设计 生产能力。 8、开采顺序 一、二水平各采区内工作面由东向西开采，三水平各区段采用自上而 下开采。采区内各工作面均采用后退式回采。 9、采区布置 第 26 页 (1) 采区布置 各水平均划分为 2 个采区。鉴于一、二水平煤层倾角小于 12，设计 采用倾斜长壁式布置，不设采区上山，由水平运输大巷和回风大巷直接与 工作面联系；三水平煤层倾角大于 12，设计采用走向长壁式布置，沿煤 层伪斜布置采区轨道下山、行人下山和回风上山，上山倾角 24。 (2) 首采区特征 一水平一采区为矿井投产采区。一采区设计开采标高 340246m，垂高为 94m，倾斜宽约 350426m，走向长约 700m，划分 为 5 个对拉工作面开采。 10、采区生产系统及设备 （1）煤炭运输 工作面煤炭采用刮板输送机工作面运输机巷刮板输送机+胶带输送 机煤仓装车站一水平运输大巷（机车牵引）井底车场（人工调车） 主暗斜井（提升绞车）主平硐(机车牵引)地面。 （2）矸石运输 掘进工作面矸石双速多用绞车集中运输巷（机车牵引）井底车 场（人工调车）主暗斜井（提升绞车）主平硐(机车牵引)地面。 （3）材料及设备运输 材料自运输大巷运至工作面回风巷下口，由双速多用绞车提升至工作 面。 （4）人员运送系统 采区内人员步行至作业地点。 （5）通风 第 27 页 回采工作面：新鲜风流从运输大巷、联络巷、工作面运输机巷进入工 作面，污风经工作面回风巷至回风大巷、总回风上山、总回风斜巷进入回 风平