煤矿矿井通风与安全设计

本科毕业论文（设计） 论文（设计）题目：大方县贵州省大方县一号煤矿通风与安全设计 学 院：矿业学院 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2007 年 6 月 17 日 贵州大学本科毕业论文（设计） 诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 论文（设计）作者签名： 日 期： 目 录 摘 要 V 前 言 1 第一章 矿井概况及安全条件 8 第一节 井田概况 8 第二节 安全条件 12 第二章 矿井设计概况 20 第三章 矿井通风安全 39 第一节 概况 39 第二节 矿井通风 40 第四章 瓦斯灾害防治 62 第一节 瓦斯 62 第二节 防爆措施 63 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 77 第五节 矿井瓦斯抽放 87 第五章 矿井水防治 100 第一节 矿井水文安全条件分析 100 第二节 矿井防治水措施 103 第三节 井下防治水安全设施 114 第六章 矿井集中安全监测监控 119 第一节 概述 119 第二节 安全监测、监控和传输设备选择 122 第三节 监测设备各类传感器布置 125 第四节 矿井各传感器的装备数量 129 第五节 矿井安全监测监控系统运行可靠性分析 130 第六节 安全监测监控系统管理及校验制度 134 参考文献 136 致 谢 137 附 录 138 大方县一号煤矿通风与安全设计 摘 要 大方县一号煤矿位于大方县城北东 13，属大方县凤山乡所辖，矿井为新建矿井，采用斜井开拓，矿井通风方式为中央并列抽出式，设计生产能力 9 万 t/a。矿井主采煤层为主采为 2 层，平均厚度为 矿井为新建矿井，暂无瓦斯等级、煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性鉴定。根据临近矿井的瓦斯等级资料，贵州省大方县一号煤矿相对瓦斯涌出量为 15m3/t，本着“预防为主、安全第一”的原则，贵州省大方县一号煤矿按高瓦斯、有自燃倾向性和有煤尘爆炸性的矿井进行设计。 为更 好的防治矿井水灾，贵州省大方县一号煤矿根据 ，选择额定值接近的804 型多级分段式离心泵，其流量为 23 50m3/h，扬程为 机型号为 2，功率 30泵的吸、排水管道管径 =80 在最后一章中，本矿布置了 45 个监测点，这些传感器布置在采面、掘进头等相应位置。本矿井下传感器有瓦斯、负压、风速、设备开停等。其中井下设置 4 个分站，地面设置 1 个中心站。 关键词：矿井通风，瓦斯治理，矿井水灾，监测监控，安全措施 o.1 a o.1 is is in is a is is 0,000t/a. of of m. of is 5m3/t. In I of so to I of In I In to I Bm B,3h, 0of 0In I 5 in so on in of on/to of 言 一、总说明 1、前期工作 贵州省大方县一号煤矿为具有采矿许可证的新建矿井。设计生产能力 9 万 t/a，企业性质为私营。已进行的主要设计如下： 1）贵州省 地矿局 102 地质大队 2002 年 1 月提交的贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告； 2）贵州省地矿局 102 地质大队 2003 年月提交的贵州省大方县一号煤矿矿区及地面工程建设用地地质灾害危险性评估说明书； 3）贵州省国土资源厅（黔国土资矿管函 2003第 498 号）关于大方县一号煤矿划定矿区范围申请的批复。 2、矿井的历史、现状、矿井通风与安全设计编 制原因 1）矿井历史及现状 贵州省大方县一号煤矿位于大方县城北东直距 13，属大方县凤山乡所辖，地理坐标：东经 10541531054212，北纬 274530274628。煤矿井田内地势相对较平缓，最低标高 +1600+1770m，一般 +16401770m。煤系地层出露标高为 +1600m，最高标高在井田东面公鸡山一带。贵州省大方县一号煤矿 2001 年 9 月已在井田中偏南部开掘了主斜井和回风斜井，目前主斜井掘进长度将近 70m，回风斜井已经揭露 层，为充分利用矿山已有井筒，节省 基建投资，本着有利生产、方便生活的指导原则，工业场地布置在主斜井和回风斜井附近。 现重新建设贵州省大方县一号煤矿井，设计生产能力 9 万 t/a 煤矿。煤矿主采 属于近水平煤层（倾角为 3），为化工用优质无烟煤 ,贵州省大方县一号煤矿井开拓方式为斜井开拓。井田范围不大，采用片盘斜井开拓，不划分水平。其平均间距 36m，采用片盘斜井分层开采，不布置大巷。 矿井通风方式为中央并列抽出式。 2）本次矿井通风与安全设计编制原因 贵州省大方县一号煤矿为新建设矿井，设计生产能力 9 万 t/a。矿方曾于 2003 年 3 月 矿方委托贵州工业大学勘察设计研究院针对 2002 年 1 月贵州省地矿局 102 地质大队提交了贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告进行编制贵州省大方县一号煤矿可行性研究报告。由于矿区地质勘探程度不高，但由于本区地质构造较简单，煤层赋存稳定，贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告可以作为矿井贵州省大方县一号煤矿可行性研究报告的依据。现在根据编制的贵州省大方县一号煤矿可行性研究报告进行贵州省大方县一号煤矿矿井通风与安全设计编制。 二、设计编制依据 1、有关勘察设计 1） 贵州省地矿局 102 地质大队提交的 贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告； 2） 贵州工业大学勘察设计研究院 2003 年 3 月编制的贵州省大方县一号煤矿可行性研究报告； 3） 贵州省地矿局 102 地质大队 2003 年月提交的贵州省大方县一号煤矿矿区及地面工程建设用地地质灾害危险性评估说明书； 2、有关证件、文件 1） 贵州省国土资源厅（黔国土资矿管函 2003第 498 号）关于贵州省大方县一号煤矿划定矿区范围申请的批复； 2） 国家煤矿安全监察局 2006 年颁发的煤矿安全规程； 3、鉴定报告 贵州省大方县一号煤矿没有相关的鉴定报告； 三、设计 指导思想 1、认真贯彻执行煤矿安全监察条例、煤矿安全规程及有关规定，给煤矿安全设施设计审查与竣工验收工作提供依据； 2、给煤矿安全设施的建设提供依据； 3、充分考虑煤矿的煤层赋存、地质构造、水文、围岩条件、瓦斯、煤尘、自燃、煤与瓦斯突出等地质条件及有关安全条件，矿井交通、供电、供水、环境等外部条件，结合矿井开拓开采系统进行有关安全设施设计。 四、设计的主要特点及安全评价 1、设计的主要内容及特点 1）对贵州省大方县一号煤矿的地质条件、安全条件以及矿井设计概况进行了综述。 2）进行了矿井通风安全设计， 根据矿井地质安全条件，进行矿井通风 (风量、风压的计算的校核 )计算，风机的选型，明确了矿井的避灾线路及通风安全注意事项。 3）进行了矿井瓦斯灾害防治设计，编制了防爆、隔爆、瓦斯抽放等设计。 4）编制了矿井水防治措施。 5）结合该矿开拓方式，编制了该矿生产系统各环节设备安全生产的措施。 6）根据矿井生产特点，对矿井瓦斯，井下环境和大型机电设备的工作状态进行了监测监控设计，以便矿领导及有关人员及时了解情况，采取有效措施。 7）编制了矿井安全检测及装备设计。 2、安全条件评价 1）煤层顶、底板 设计主采 层： 层：直接顶板均为粉砂质粘土岩，底板均为粉砂质粘土岩。顶底板皆为中等稳定至不稳定较软岩层，顶板围岩稳定时间短，易产生冒顶片帮，需加强支护；底板表面易风化，遇水易膨胀而产生底鼓。 矿区内主采煤层顶板均为泥质粉砂岩、粉砂岩，其抗压强度及抗剪强度均较低，易破碎，稳定性较差；底板均为粘土岩，吸水后易膨胀。 2）瓦斯 矿区范围内可采煤层属高瓦斯、高变质煤，同一煤层瓦斯含量向深部略有增高的趋势。矿井为新建矿井，地质报告勘探程度较低，无区内瓦斯资料数据。参照贵州省煤炭管理局对毕节地区大方县凤山乡 大路边煤矿 2005 年度瓦斯等级鉴定的批复，在开采 层时，设计按高瓦斯进行，瓦斯相对涌出量为 15m3/t。 建井与投产后必须及时进行瓦斯涌出量测定，以实际测定数据进行矿井通风能力的核定与通风系统设备选型及风量的重新计算和校核，并采取针对性的预防措施。 3）煤的自燃性 矿井为新建矿井，地质报告勘探程度较低，无区内瓦斯资料数据。矿区及邻区未发生过煤层自燃发火现象，煤层自燃发火资料不详。设计对 层按具有自燃倾向性煤层进行。 4）煤尘爆炸性 矿井为新建矿井，地质报告勘探程度较低，无区内煤尘 爆炸资料数据。矿区及邻区未发生过煤尘爆炸，煤尘爆炸性指标不详。对 层按有煤尘爆炸危险性进行设计。 5）水灾 矿区位于白布河上游支流东侧分水岭斜坡地带，地形起伏较大，冲沟及岩溶发育。根据区域水文资料，区域内最低侵蚀基准面标高为 1336m，而矿区含煤地层出露最低标高为1600m，高于最低侵蚀基准面 264m。 矿区内地层产状较缓，出露地层仅有二叠系中统龙潭组及下茅口组，且均出露不全。其中，龙潭组 (性为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、泥岩粘土岩和煤层等，含水性较弱，是良好的隔水层，对煤层开采影响 很小。茅口组 (性为浅灰色厚层 巨厚层状粗至细晶灰岩，夹燧石条带或结核，岩溶较发育，地表常形成负地形，该层在矿区内出露标高相对较高，地下水位相对较低，其上部透水但不含水，加之其下伏于龙潭组煤系地层之下，对煤层开采影响很小。 综上所述，对煤层开采产生影响的仅为地表水及老窑积水。本区降雨丰富，地表水往往由冲沟会聚成季节性小河或在洼地聚集，煤层开采时若发生冒顶或其他原因使顶板遭受破坏后，地表水往往会注入井下，如在雨季暴雨时可能会大量涌入。本区地层产状平缓，煤层埋深较浅，加上煤层顶底板岩层均有不同程度的风化 ，采煤时容易发生冒顶等破坏隔水。 6）煤与瓦斯突出情况 矿井无煤与瓦斯突出危险性资料，该矿现未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，该矿与该矿所处区域其它矿井均无煤与瓦斯突出历史记录。为保证煤矿建设和生产的安全性，建议在未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定前，矿井建设和生产时按煤与瓦斯突出矿井进行管理。在建设和生产中需作好煤与瓦斯突出预测及鉴定工作，矿井施工及安全管理中应引起高度重视。石门揭煤和巷道过断层时必须采取相应的安全措施。 矿井应及时补充区内各开采煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定工作，并依据实际鉴定结果采取相应安全措施，以 指导矿井安全生产。 7）冲击地压情况 矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料，贵州省大方县一号煤矿区内也无冲击地压的历史记录，矿井暂按无冲击地压矿井考虑。 8）地质灾害防治 矿区内存在未经测量上图的建筑，开采中必须按规定在留设村寨等需保护建筑的煤柱，零星建筑实行搬迁，避免因开采引起地面塌陷、地裂缝等破坏地面建筑以及引起地面陡岩垮塌。 切实注意因地下开采引起的地面沉降、塌陷、地裂缝、滑坡等地质灾害，加强监测，若发生则及时处理，避免进一步扩大。 对已存在和潜在的地质灾害矿井已进行了地质灾害调查，要求根据地 质灾害评估报告结论采取有针对性的防治措施。 9）环境保护 对矿井产生的废水、废渣、废气、固体废物、噪声等污染源需采取相应的治理措施，注重矿山及周围的环境保护工作，尤其应加强对矿井水的治理。并应考虑矸石等的综合利用。 五、待解决的主要问题 1、矿井建设掘进过程中进行巷道编录，调查围岩情况，认真作好记录和分析，为巷道维护和工作面顶板管理提供较可靠的依据。 2、加强瓦斯等级鉴定工作，进行瓦斯含量、瓦斯涌出量测定，分析和掌握瓦斯赋存和涌出规律，为瓦斯综合治理提供可靠依据。 3、进一步加强水文地质工作，详细进行地表水 的调查，废弃小窑的调查，采空区的调查，在井下开采过程中进行矿井涌水量的实测和监测，坚持 “有疑必探，先探后掘 ”，若对掘进前方水文资料掌握不清则必须 “边探边掘 ”。 4、进行煤与瓦斯突出危险性鉴定工作，注意瓦斯涌出量的变化，进行瓦斯梯度变化的分析，避免采掘工作面布置在应力集中带，加强煤与瓦斯突出的预测和预防工作。 5、开采中特别是在开采深度较大的情况下，尽量避免应力集中，遇坚硬顶板煤层，注意顶板大面积冒落的冲出地压的发生。 6、加强地质灾害的调查和防治工作，生产过程中加强地质灾害的调查和监测，发现地质灾害的产生和 变化，应及时采取相应措施。 7、 注意环保工作，保证环保投入，加强排污治理与综合利用。 8、加强外部条件的协调的建设工作，加紧电网建设，必须在矿井正式生产前解决矿井双回路供电问题，抓紧进矿公路的建设，保证矿井的外部运输条件。 9、由于所获得的资料不全，因此，贵州省大方县一号煤矿井通风与安全设计中未涉及到的内容有待于今后在生产过程中进一步补充和完善。 六、编制内容依据的法、条例、规程、规范、细则 1、国家煤矿安全监察局 2006 年颁发的煤矿安全规程； 2、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第 5 号令 煤矿安全生产基本条件规定； 3、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第 8 号令 煤矿企业安全生产许可证实施办法； 4、 国务院办公厅文件 国办发 200358 号 国务院办公厅关于进一步加强 煤矿安全生产工作的通知； 5、 国务院办公厅文件 国办发 200360 号 国务院办公厅关于深化安全生 产专项整治工作的通知； 6、 中华人民共和国国务院令 (第 397 号 ) 安全生产许可证条例； 7、 煤矿建设工程安全监察手册，国家煤矿安全监察局、煤矿安全监察一局； 8、 能源部制 定的煤炭工业小型煤矿设计规定； 9、煤矿一通三防安全知识，煤炭工业部； 10、关于强化一通三防工作控制瓦斯煤尘事故的通知，煤炭工业部； 11、煤矿安全监察条例，中华人民共和国国务院令； 12、矿井通风安全监测装置使用管理规定，中国统配煤矿总公司； 13、煤矿企业安全生产管理制度规定，国家煤矿安全监察局； 14、贵州省气象局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件 黔气发 200346 号 关于加强煤矿防雷安全工作的通知； 15、国务院文件 2005 446 号令，关于国务 院关于煤矿生产安全事故的特别规定 (试行 )； 16、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件 安监总煤矿字 2005 120号文件，关于加强煤矿水害防治工作的紧急通知； 17、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件 安监总煤矿字 2005 133号文件，关于印发煤矿重大安全生产隐患认定办法 (试行 )的通知； 18、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件 安监总煤矿字 2005 134号文件，关于印发煤矿隐患排查和整顿关闭实施办法 (试行 )的通知； 19、国家安全生产监督管理总 局和国家煤矿安全监察局文件 安监总煤矿字 2005 135号文件，关于印发煤矿安全培训监督检查办法 (试行 )的通知； 七、其他说明 1、煤矿在生产过程中，贵州省大方县一号煤矿井通风与安全设计中未涉及的部分内容须严格执行煤矿安全规程、煤矿安全监察条例、煤炭工业小型煤矿设计规定及有关规定。 2、矿井在生产过程中巷道掘进和工作面回采必须编制掘进工作面作业规程和回采工作面作业规程，并编制相应的安全生产措施。 3、由于矿井提供的资料不全面，贵州省大方县一号煤矿井通风与安全设计是在缺乏瓦斯基础资料以及矿井 详实地质、水文等条件基础上所做的，希望矿井尽快进行相关测定工作，从而保证矿井能够正常安全生产并对矿井各种灾害采取更具有针对性的措施。 4、该设计是依据贵州工业大学勘察设计研究院 2003 年 3 月提交的大方县一号煤矿可行性研究报告，其内容只针对该报告中的矿区范围、巷道布置、生产系统、设备、设施等，若矿井建设与该报告内容不符需重新进行报告和相应的通风与安全编制时，则本设计同时废止。 第一章 矿井概况及安全条件 第一节 井田概况 一、地理概况 1、矿井位置及交通情况 1）矿井位置 贵州省大方县一号煤 矿位于大方县城北东 13，属大方县凤山乡所辖，地理坐标：东经 105 41 53 105 42 12，北纬 27 45 30 27 46 28。 2）交通情况 贵州省大方县一号煤矿往东 2简易公路与 326 国道相连，与大方县城公路距离为16 正在修建的大方 金沙公路从矿区南东侧经过，大方 金沙公路与大方 纳溪公路相接，并与贵（阳） 毕（节）高等级公路贯通，交通方便。 矿山交通位置详见图 1 二、地形、地貌 矿区范围内地形呈东高西低之势，冲沟较发育。矿区东面约 2的大 营山最高海拔为+低海拔位于矿区西南角，出露标高 +1580m。 贵州省大方县一号煤矿井田内地势相对较平缓，最低标高 +1600 +1770m，一般 +16401770m。煤系地层出露标高为 +1600m，最高标高在井田东面公鸡山一带。 山脉走向多为南北向，主要受区内地层岩性、地质构造和地表河流控制。 三、气象 贵州省大方县一号煤矿区属亚热带气候高原性气候，四季变化不甚明显，雨量适中，多集中在夏秋两季，冬无严寒，夏无酷暑。年平均降雨量为 1174年呈上升趋势。 四、地表水 根据地质报告的叙述 ：矿区内地表水均汇入鸭池河，隶属北盘江水系。但报告无水量的描述。 五、地震 按原贵州省城乡建设环境保 护厅 1993 年 12 月编制的贵州省地震烈度区划分布图，本区地震烈度在 6以下。 六、主要自然灾害 1、煤层与顶底板 层：直接顶板均为粉砂质粘土岩，底板均为粉砂质粘土 岩。顶底板皆为中等稳定至不稳定较软岩层，顶板围岩稳定时间短，易产生冒顶片帮，需加强支护；底板表面易风化，遇水易膨胀而产生底鼓。 矿区内煤层顶板主要为粉砂质泥岩，岩层强度较低，稳定性差，开采中顶板较难控制，易垮落；煤层底板多为粉砂质泥岩，强度较低，遇水易软化，主要产生底鼓、巷道变形、支架插底等矿压显现及灾害。 2、瓦斯 贵州省大方县一号煤矿为新建矿井，无瓦斯等级鉴定报告 ,参照贵州省煤炭管理局对毕节地区大方县凤山乡大路边煤矿 2005 年度瓦斯等级鉴定的批复，预测在开采 层时，瓦斯相对涌出量为 15m3/t；由于瓦斯含量较大，易出现瓦斯积聚，甚至发生瓦斯燃烧、爆炸等瓦斯事故灾害。 3、煤尘 贵州省大方县一号煤矿为新建矿井，无可采煤层的煤尘爆炸鉴定报告。 4、煤的自燃 贵州省大方县一号煤矿为新建矿井，未作煤层自燃性的鉴定。 5、水灾 矿井为片盘斜井开拓，地表水、老空水、断层水、顶底板裂隙水的涌出均是矿井的水患。 1）影响生产、威胁采掘工作面及矿井安全； 2）淹井伤人，造成财产损失。 6、煤与瓦斯突出 贵州省大方县一号煤矿为新建矿井，未进行煤与瓦斯突出鉴定。 鉴于安全管理，贵州省大方县一号煤矿在进行煤与瓦斯突 出鉴定前要求按煤与瓦斯突出按“四位一体”进行管理。 7、其他灾害 1）地下开采可能引发和加剧以下地质灾害： （ 1）采空塌陷将影响到地表后，在煤层开采影响范围内引发地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大，在陡坡、陡崖地段还可能引发滑坡、崩塌； （ 2）矿渣堆放不当，可能引发泥石流； （ 3）采掘中，井巷中产生冒落、垮塌等地质灾害的可能性大； （ 4）加剧现有地裂缝、地面塌陷及古崩滑堆积体发展的可能性大。 2）工程建设本身及住户设施可能遭受地质灾害危险性： 地下工程在建设和生产中遭受冒落、垮塌等井下地质灾害的可能性大， 对工程及作业人员造成威胁，且危险性大。 矿井开采过程中，随着煤层开采面积的增大，须建立对矿区地表的形变监测制度，对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，须采取相应的预防措施。 如在地面陡峭地段、岩层松软地段预先打锚杆、锚钉或修筑挡墙加固；在地表仅发生轻微变形、产生微小裂缝地段，也应及时进行填堵等。 七、矿井及小窑开采情况 1、矿井开发情况 矿井为新建矿井。 矿井工业场地布置在主斜井和回风斜井附近，采用斜井开拓，设主斜井、回风斜井 2 个井筒。 主斜井沿伪斜布置，井口标高为 +筒长 239m,倾角 22。回风斜井标高为+筒长 244m,倾角 18。 通风方式为并列式。 2、小窑分布及开采情况 区内采煤历史悠久。由于区内煤层的煤质好，厚度稳定，地质构造简单，长期以来，一些地方小煤窑分布于可采煤层露头线及其附近，但开采规模一般较小。目前，非法开采小煤窑已经全部关闭。 由于矿区内因存在过去采煤时形成的采空区或老硐，由此，矿井必须进一步对矿区内的小窑及采空区以及积水情况等进行详细调查，编制调查报告，并进行填图。 切实掌握小窑开采情况，小窑采空区积水情况，要注意探放水工 作，特别是在采空区或老硐附近采煤时，防止采空区积水及老硐积水的突然涌出。另外，还要注意在巷道中尚未查清的断层可能切穿上下含水层对开采的影响。 八、矿区水源、通信及电源情况 1、水源 大方县一号煤矿井田范围内泉水丰富，矿山生活水源取自井口附近泉水井（距离拟建主斜井口 100m 左右），其水量充足，水质无污染，可作为生活用水。 2、电源 矿井未采用双回路供电： 而采用当地 10用电网通过贵州省大方县一号煤矿，矿井电源直接由 10网接入，并配备柴油发电机组作为备用电源，矿井建设的电源供给有保证。 矿井投产前必 须建成双回路电源入矿，并与之落实签订供电协议，保证对矿井进行可靠供电。 3、通信 1）外部通讯 矿山与外界的通讯联系，采用程控电话进入共用电讯网或移动电话。 2）内部通讯 矿井内部井上、井下通讯选用矿用本安型选号报警电话，只需要一趟电话线便可组成独立的通讯系统。电话线选择矿用阻燃 1 型电缆，下井电缆经主斜井口的室外分线盒引入。 主斜井、运输上山提升信号设置简单的组合式光电信号。 第二节 安全条件 一、地质特征 1、地层 由于地层产状较缓，矿区范围内地形起伏不大，拟建设矿井内出露地层仅有二叠系下统 茅口组 (上统龙潭组 (地层均出露不全，矿区以东出露地层有龙潭组 (长兴组(三叠系下统夜郎组 (现将各地层由老至新叙述如下： 二叠系下统茅口组 (区内仅出露茅口组的一部分，为浅灰色 灰白色巨厚层状粗至细晶灰岩，夹燧石条带，偶尔夹少量白云质灰岩，含蜓类动物化石，厚度大于 100m。 二叠系上统龙潭组 (为区内含煤地层，厚 165 206m，平均厚 180m 左右，与下伏茅口组灰岩呈假整合接触。根据其含煤情况及岩性组合可分为三段，矿区出露中、下段。 上段 (灰色岩屑粉至砂岩，夹泥质粉砂岩、粘土岩及煤层，顶部夹薄层状泥质灰岩，显水平层理及缓波状层理，砂岩胶结物以碳酸盐类及菱铁矿为主。该段含煤 2 3 层，其中层稳定可采。本段厚度 区内未出露。 中段 (泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹粘土岩、细砂岩、粉砂岩、炭质泥岩及煤层，显水平层理及缓波状层理，砂岩胶结物中以菱铁矿含量较上段有所增加，含煤层或煤线 9 12层，其中 稳定可采煤层。该段厚 下段 (泥质粉砂岩，夹细砂岩、粉砂岩及少量粘土岩、炭质泥 岩。底部为含黄铁矿粘土岩或硫铁矿层，显水平层理、缓波状层理，其中砂岩胶结物以菱铁矿为主，形成菱铁质砂岩。该段含煤层或煤线 11 17 层，其中稳定可采煤层一层，即 层。本段厚 长兴组 (深灰色厚层状含燧石结核、条带灰岩，层间常夹有机质条带或薄层，偶夹条带状炭质泥岩，产腕足类化石，厚 25 35m。 三叠系下统夜郎组 (按其岩性可分为三段。 第一段 (黄绿色、浅绿色薄层状泥岩，含粉砂质泥岩及钙质泥岩，显水平层理。与下伏长兴组灰岩呈假整合接触，厚 12 23m。 第 二段 (其上部为灰色厚层 巨厚层微至细晶灰岩，偶见锯齿状缝合线构造。顶部为厚 的鲵粒灰岩，鲵粒含量 30%左右。中部及下部为浅灰、浅灰绿色中厚 中薄层状泥质灰岩，含泥质条带，往下逐渐变为泥灰岩，且泥质条带逐渐增加，含瓣鳃类动物化石，厚度 180 250m。 第三段为紫红色、暗紫红色钙质泥岩、粉砂质泥岩，夹泥灰岩、灰岩条带，显水平层理及小型槽状、板状斜层理。厚度大于 100m。 2、构造 矿区内目前还未发现断层，仅发现少数褶皱存在。 二、煤层及煤质 1、含煤岩系 矿区内含煤岩系为上二叠系龙 潭组，含煤 22 35 层。含煤岩系总厚度 165 206m，平均厚 185m，煤层总厚 煤系数 中：可采煤层 3 层，平均总厚度 采煤层含煤系数为 2、可采煤层 矿区内共含可采煤层 3 层，由上至下分别为 州省大方县一号煤矿主采 层煤。 1） 层 位于龙潭组中段之中部，层位及厚度稳定，厚度 层的中下部含一层炭质泥岩夹矸，夹矸厚度 般 层颜色为灰黑色、粉色或深黑色，条带状结构， 似金属光泽，硬度大（摩氏硬度为 4）、脆度小，贝壳状断口，次生裂隙较发育，半亮型 光亮型煤。 2） 层 位于龙潭组下段之下部，下距茅口组灰岩 10 15m。煤层厚度 均 两层炭质泥岩夹矸，夹矸厚度 般 煤层颜色为灰黑色、粉色或深黑色，条带状结构，似金属光泽，硬度大（摩氏硬度为 4）、脆度小，次生裂隙较发育，以半亮煤为主。煤层特征见表 1 3、煤质 经取样分析并综合原有资料，矿区内 煤水分 平均 灰分 平均 挥发分 平均 全硫 平均 发热量 30085 35112J/g，平均 32599J/g。 煤水分 平均 平均 挥发分 平均 全硫含量 平均 发热量 24755 28983J/g，平均 27607J/g。 综上所述，矿区内 层为低硫、低灰分、高发热量无烟煤， 层为低硫、低 中灰分、高发热量无烟煤。 4、煤的物理性质及煤岩特征 根据贵州省地矿局 102 地质大队 2002 年 1 月提交的贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告，区内煤层均为无烟煤，黑色块状，半亮型，手工挖掘块煤率达 40以上。 5、煤的化学性质和工艺性能 地质报告根据该矿浅部煤层的数据，化验资料综合 分析，煤质特征见下表 (表 1 表 1煤质主要特征表 6、煤层顶底板岩性 主采煤层顶底板特性详见表 17、可选性 勘查地质报告没有提供可采煤层的可选性资料。 8、煤层露头及风化情况 设计煤层在井田范围内均出路，地质报告未提供风氧化带深度。 9、煤的工业用途 本井田煤层均为无烟煤，目前主销贵州化肥厂、广西柳州化工有限公司、毕节化肥厂及大方县铁厂等工矿企业。 三、瓦斯、煤尘、自燃及温度 1、瓦斯 该矿为建设矿井，根据贵州省地矿局 102 地质大队提供的贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告，矿区及邻区未发生过瓦斯、煤尘爆炸。由于资料不详，为安全起见建议按 高瓦斯矿井进行设计和管理。同时参照贵州省煤炭管理局对毕节地区大方县凤山乡大路边煤矿2005 年度瓦斯等级鉴定的批复 (见表 1贵州省大方县一号煤矿按高瓦斯矿井设计，暂按瓦斯相对涌出量 15m3/t 考虑，今后以实际鉴定为准。 表 1大路边煤矿 2005 年度瓦斯等级 、煤尘爆炸性及 煤的自燃倾向性 贵州省地矿局 102 地质大队提供的贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告指出：贵州省大方县一号煤矿区及邻区未发生煤的自然现象。但在矿井建设及生产过程中应采取相安全措施。 3、煤与瓦斯突出 无煤与瓦斯突出危险性资料，该矿未进行煤与瓦斯突出鉴定。 虽然邻近的矿区未发生过煤与瓦斯 (二氧化碳 )突出现象，但是贵州省大方县一号煤矿在进行煤与瓦斯突出鉴定前以要求按煤与瓦斯突出按“四位一体”进行管理。 贵州省大方县一号煤矿井必须尽快请有资质部门进行鉴定，并报主管部门审批。必须时刻注意做好瓦斯突出的预测工作并有煤 与瓦斯突出的预防措施，巷道和石门揭煤时必须采取相应的揭煤安全措施。 4、地温 本井田属地温正常区，无热害影响。 四、水文地质条件 1、区域水文地质条件 矿区位于白布河上游支流东侧分水岭斜坡地带，地形起伏较大，冲沟及岩溶发育。根据区域水文资料，区域内最低侵蚀基准面标高为 1336m，而矿区含煤地层出露最低标高为1600m，高于最低侵蚀基准面 264m。 2、地表水 矿区内地表水均汇入鸭池河，隶属北盘江水系。 另外矿山井口附近泉水井（距离拟建主斜井口 100m 左右），其水量充足，水质无污染，可作为生活用水。 3、含水 层和隔水层 矿区内地层产状较缓，出露地层仅有二叠系中统龙潭组及下茅口组，且均出露不全。其中，龙潭组 (性为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、泥岩粘土岩和煤层等，含水性较弱，是良好的隔水层，对煤层开采影响很小。茅口组 (性为浅灰色厚层 巨厚层状粗至细晶灰岩，夹燧石条带或结核，岩溶较发育，地表常形成负地形，该层在矿区内出露标高相对较高，地下水位相对较低，其上部透水但不含水，加之其下伏于龙潭组煤系地层之下，对煤层开采影响很小。 4、矿井充水因素分析 矿区内各含水层之间一般没有水力联系，地下水一般只限于顺 层运动，水源的补给一般也只限于大气降水及少量溪流水通过上层的渗透补给，其补给量具有季节性。 各含水层之间若因断裂构造 (主要是正断层和裂隙 )的作用会发生水力联系。排泄：出露的上升泉和下降泉，是地下水良好的泄水通道。 根据地表勘查及生产过程中掌握的资料，矿井水主要为以下几个方面： 5、顶板裂隔水 主要指采掘过程中，由巷道顶板裂隙进入矿井的水，由于煤系中间灰岩薄含水性弱，因此，进入矿井的水量较小，煤层顶板裂隙水进入矿井的直接充水原因。 6、老空水 随着采空面积的增大，上覆含水层的裂隙水将沿导水裂隙进入采空区形成老 空水，在开采老空区本层下部及下伏煤层时要注意老空水涌入工作面。 7、小窑水 在煤层露头分布着一些小窑及废井老窑，均在浅部，当矿井与小窑挖穿后，小窑水便进入矿井，生产中要注意小窑水的防治工作。是矿床开采的充水隐患。 8、断层水 矿区位于锅厂穹隆东翼，该区内目前还未发现断层，仅发现少数褶皱存在。今后在掘进和回采过程中，若发现断层，必须注意断层水的威胁。 9、涌水量 贵州省地矿局 102 地质大队提供的贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告指出：矿井正常涌水量为 5m3/h 左右，最大涌水量为 30m3/h，其充水水源有顶板 裂隙水、老空水等。 10、矿井水文地质类型 根据矿区内地层的含水性及分布特征，该区含水层与隔水层的相互作用，地下富水不会太大，结合生产情况，矿井水文地质条件初步定为简单类型。 五、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题 1、对方案设计采用资料的分析 1）勘察地质报告 基本查明了地质构造、主要煤层埋藏形态、水文地质、工程地质条件；主要含煤地层、主采煤层的层位、稳定性、厚度、结构、煤质及其变化规律；对矿井开采技术条件进行了简单的分析。存在如下问题： （ 1）采用的地形图因成图时间较早，未能完全反映地面 新建建筑物，建议修测地形图特别是地面建筑，以便对地面建筑的保护提供可靠依据； （ 2）采用地质资料较早，地质勘探程度不够； （ 3）水文资料非常简单，对地表水、含隔水层、承压水、历年最高洪水位、矿井涌水量等调查简单，未对老窑、采空区的分布及积水情况等作详细调查。 （ 4）断层调查工作简单，开采过程中必须加强； （ 5）未提供煤层瓦斯含量、瓦斯梯度值、涌出量、煤与瓦斯突出等相关资料，工作不深入； （ 6）没有提供煤尘爆炸性及煤的自燃性、地温、冲击地压等资料。 2）煤质报告 未对煤的工艺性能进行试验，未提供煤的可选性、机 械性能、气化等资料。 3）煤的自燃性及煤尘爆炸性鉴定报告 无 73 煤层鉴定资料。 4）瓦斯资料 未提供瓦斯等级鉴定资料。 5）所缺资料及要求 （ 1）瓦斯资料欠缺，生产中进行瓦斯等级鉴定，进行瓦斯梯度的测定。 （ 2）水文资料简单，进一步进行水文地质工作，补作水文地质调查报告。 （ 4）没有煤与瓦斯突出资料，要求请有资质单位鉴定。 （ 5）补作其他煤层的自燃性及煤尘爆炸性鉴定。 （ 6）加强煤层顶底板岩性，稳定性、坚固性等的调查工作。 （ 7）加强废弃小窑及采空区的调查，加强小窑及采空区 积水情况的调查。 （ 8）补充地温、冲击地压等资料。 第二章 矿井设计概况 一、工程性质 贵州省大方县一号煤矿为新建工程，设计生产能力为 9 万 t/a。 二、井田开拓开采 1、井田镜界 根据贵州省地矿局 102 地质大队提供的贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告资料，其矿区范围拐点坐标如下表 (表 2表 2区范围拐点坐标 、 3、设计能力和服务年限 1）矿井工作制度 根据地方国营煤矿设计若干规定，矿井设计年工作日数为 330 天。日工作班数为三班，两班采煤，一班准备；日净提升时间 15 小时。 2）矿井设计生产能力 矿井设计生产能力为 9 万 t/a 3）矿井可采储量及服务年限 矿井可采储量为 t，储量备用系数取 务年限为 19.7(a)。 矿井服务年限 =可采储量（设计生产能力储量备用系数） (2=(9 19.7(a)。 4、井田开拓 1）开采方式 贵州省大方县一号煤矿开拓方式为采用片盘斜井开拓。 2）井口位置及工业场地 由于大方县一号煤矿 2001 年 9 月已在井田中偏南部开掘了主斜井和回风斜井，目前主斜井掘进长度将近 70m，回风斜井已经揭露 层。为充分利用矿山已有井筒，节省基建投资，本着有利生产、方便生活的指导原则，工业场地布置在主斜井和回风斜井附近，在大方县凤山乡渣坪村青树子北西面。 3）井筒位置及装备 本设计共有 2 个井筒，即主斜井和回风斜井。 （ 1）主斜 井 井筒全长 239m，倾角 22，掘进断面 断面 土段为料石砌碹，以下采用梯形工字钢支护。 主斜井主要用作提升煤炭、矸石，下放材料、设备，进风、排水，敷设管线和进出人员；井筒内铺设 600距、 22kg/m 钢轨、砼枕，绞车提升。 （ 2）回风斜井 井筒长 244m，倾角 18。掘进断面 断面 用梯形工字钢支护，表土段为砌碹支护。井筒数目为 2 个。井筒特征见表 2 表 2井筒位置及特征表 、 4）井底车场形式及通过能力 底车场，就在井下设置一个采区车场。 5）硐室 （ 1）水泵房、水仓 水泵房：水泵房净断面积 进断面积 度 6m。 水仓：根据贵州省地矿局 102 地质大队提供的贵州省大方县一号煤矿地质勘查报告提供的相关资料表明。 大方县一号煤矿矿井正常涌水量为 5m3/h。根据矿井生产实际该矿涌水量不大，本设计按正 常涌水量 10m3/h 考虑 (矿井必须实测矿井涌水量，并根据其涌水量大小调整水仓容量 )，按 8 小时正常涌水量计算。水仓有效容量为 10 8=80仓净断面积 度80/ 15m)。 （ 2）绞车房 在主斜井底部煤层中设置绞车房 （ 3）变电所 由于井筒较短，不需要设井下变电所，采用地面变电所供电。 6）提升运输方式及设备 （ 1）主斜井 提升容器： 6 型翻转箱式矿车，自重 455料车 ，自重 494平板车，自重 464 （ 2）工作面 回采工作面配备 煤电钻，采用钻孔爆破法落煤，配备 280/11 刮板输送机运煤。运输顺槽采用 6 型翻转箱式矿车，人力推车运输。 掘进工作面配备 煤电钻和 岩石电钻钻孔，并配备 75A 型探水钻、 5 型湿式除尘局部通风机和 50 200 型泥浆泵，人工装载、人力推车运输。 （ 3）矿车 设计选用 280/11 刮板输送机运煤。矿车数量采用排列法计算，选择 6 型翻转箱式矿车 40 辆、 6A 型材料车 5 辆、 6A 型平板车 3 辆。 7）水平划分和标高 贵州省大方县一号煤矿设计开采 层煤，均属于近水平煤层（倾角为 3），且井田范围不大，采用片盘斜井开拓，不划分水平。 8）大巷布置 大方县贵州省大方县一号煤矿主采 两层煤，其平均间距 36m，采用片盘斜井分层开采，不布置大巷。 9）通风方式 矿井通风方式为中央并列抽出式。 掘进工作面采用局部通风机压入式通风。 10）采区划分 根据井田范围、主采煤层数，矿井为片盘斜井开拓，不划分采区。 11）开采顺序 （ 1） 煤组间的开采顺序 煤层、区段下行式开采。即先开采 层，然后开采 层。 （