安全工程毕业实习报告.doc

河南理工大学本科毕业实习报告河南理工大学安全科学与工程学院安全工程专业实习报告学 号：_姓 名：_班 级：_ 指导老师：_ 实习地点：_实习时间： 目录1 前言41.1实习目的41.2实习要求413搜集资料42矿井概况52.1概况522煤田开发简史62.3地质特征72、4区域地层82、5井田地层1026、井田构造1227、矿井开采煤层情况1328、水文地质情况，开采技术条件13281、水文地质情况1329、矿井开拓方式14291、主井14292、副立井15293、副斜井15294、井底车场15295、风井163 矿井各大系统1631、矿井煤炭运输系统1632、材料运输系统1633、矸石运输系统1634、矿井排水系统1635、供电系统174 通风与安全1741矿井通风17411、矿井通风方式和通风系统选择17412、风井数目、位置、服务范围及服务时间1742、瓦斯涌出量预测17421采煤工作面瓦斯涌出量预测17422 掘进工作面瓦斯涌出量预测19423 生产采区瓦斯涌出量预测20424矿井瓦斯涌出量预测20425、掘进通风及硐室通风2143、矿井风量、负压及等积孔21431 总风量21432 通风负压及等积孔2244、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施225 灾害预防及安全装备2251、防治瓦斯2252、井下防尘2354、水灾防治2355、井下安全监控设备选型及自救器的配备2456、救护队的设置246 瓦斯抽放2461、瓦斯抽放的必要性2462、瓦斯储量及抽采系统服务年限24621抽采范围24622瓦斯储量及抽采率2563、抽放瓦斯方法及钻孔布置26631抽放瓦斯方法2664 抽放瓦斯钻孔参数2665、瓦斯抽放泵房及附属装置2766、瓦斯综合利用277 采煤工作面回采工艺（以己16-17-11010工作面为例）2771、工作面参数2772、工作面煤层条件2873、开采范围、地质构造分布及对开采影响2874、工作面顶底板岩性及分类2975、采煤工艺2976、循环方式3077、作业方式308 总平面布置及防洪排涝3081 概述3082 总平面布置31821、总平面布置原则31822、工业场地总平面布置31823 竖向布置及场内排水31824 场内运输32825 场区绿化32826 矿井其他工业场地布置33827 防洪排涝33828 综合管线布置339 环境保护3491 概述34911、项目概况34912、自然环境3410 存在问题与建议351 前言1.1实习目的本次实习是学生学完教学计划规定的全部课程之后，于毕业设计前进行的一次比较全面而又深入的现场专业实践，是使学生达到专业培养目标的一个重要教学环节。1)运用所学理论知识结合矿井生产实际，分析研究实习矿井开采技术工艺的合理性及存在问题，进一步培养分析实际问题的能力；2)充实生产实际知识，学习采区生产组织、技术管理方法及技术员、区、队长领导和指挥生产的实际经验，培养组织管理与解决实际问题的能力；3)为毕业设计收集资料(收集资料内容见毕业实习收集资料提纲)，初步酝酿设计方案；4)特殊情况下，经指导教师同意，院长(系主任)批准，结合指导教师的科研课题作毕业论文时，收集有关专题资料，并作必要的现场调研与实测；5)学习工人师傅的优秀品质和生产技艺。1.2实习要求在实习过程中应特别强调学生独立工作能力的锻炼，注意发挥学生的主动性和创造性。为此，在实习前必须认真学习大纲，明确大纲规定的目的要求、内容和方法步骤。实习队到达现场后，必须依据实习大纲的规定结合现场的实际条件，拟定详细的实习计划，在实习过程中，要紧密依靠现场实习指导人的指导，遵循实习大纲，按照实习计划积极主动地开展实习活动。本次实习以学习实习矿井的开拓、采区准备、采煤方法及分析其合理性并为做毕业设计收集资料为主，重点是矿井五大生产系统、采煤工艺和其支护方式,尤其侧重于瓦斯抽放和通风,同时，要全面深入了解矿井地质、井巷工程、矿山机械设备、矿井运输、通风安全、供电系统、地面生产流程和工业广场平面布置以及企业经济组织与计划等方面的情况，以达到重点深入、全面熟悉，建立矿井生产系统和过程的总体概念。13搜集资料(1)交通位置图；(2)地质地形图；(3)各可采煤层的煤层底板等高线图；(4)综合地质柱状图；(5)主要勘探线剖面图；(6)地质勘探资料；(7)主要地质构造特征表；(8)可采煤层及顶、底板岩性特征表；(9)可采煤层的煤质特征表；(10)井田开拓系统平、剖面图或采掘工程平面图；(11)全矿通风系统图；(12)有关安全生产的技术规定、技术措施及统计报表；(13)瓦斯等级鉴定表.2矿井概况2.1概况平顶山煤业（集团）三环有限责任公司位于平顶山市区的西北部，行政隶属于平顶山市新华区。铁路方面由火车站向东经漯宝线与京广线相接，往西经宝丰与焦枝线相连，矿区专用铁路有平韩线、平午线；公路以平顶山市为中心，许平南高速公路、311国道等高等级公路通往许昌、郑州、南阳、洛阳，与邻近市、县及乡镇均有公路相通，交通极为便利。矿井交通位置图见图1-1-1。图1-1-1 三环公司矿井交通位置图十号井位于临汝李口街向牛岗大向斜的李口街部分的南翼，处在李口街向斜和锅底山正断层的压扭断裂之间的条形挤压带内。十号井现井田范围：东部为新杨庄、余沟两村庄，西部为六矿西风井两条下山主巷，即轨道下山和运输下山，北部为六矿戊9-10煤层-280m底板等高线，南部为戊组煤层露头线。全井田东西走向长2.87km，南北倾斜宽3.3km，井田面积约7.26km2。三矿十号井井田东临四矿，北临四、五、六矿，西临五矿、六矿，南临天力公司、先锋矿（庚20煤层延伸到三矿）。22煤田开发简史平煤集团三环公司矿井始建于1955年10月，1957年12月31日投产，设计生产能力30万吨/年。矿井现有两套独立生产系统：三环公司矿井、三环公司十号井。三环公司十号井平顶山矿区中西部，距市区约10km，1997年由平煤集团设计院设计，经平煤集团公司审批，平煤集团公司总办室以“平煤总199732号”文件批复，设计生产能力为15万吨/年（己组9万吨、戊组6万吨）。矿井于1998年开工建设，2000年5月竣工验收投入生产。2007年经技术改造生产能力有了大幅度提高。2007年生产原煤40万吨，2008年生产原煤53万吨。2005年进行生产能力核定，河南省工业局以豫煤行2005576号文批准的核定生产能力为32万吨/年。十号井有三个进风立井和一个回风斜井：戊组井、己组井、新主井进风，回风斜井风井。十号井现井田范围：东部为新杨庄、余沟两村庄，西部为六矿西风井两条下山主巷，即轨道下山和运输下山，北部为六矿戊9-10煤层-280m底板等高线，南部为戊组煤层露头线。现井田范围为走向长2.0千米，倾斜宽2.87千米，面积为3.51平方千米。2.3地质特征平顶山煤田处于秦岭纬向构造的东延部分，淮阳山字型构造的西翼反射弧顶部，由于受纬向构造带和淮阳山字型的双重控制和影响，形成一系列轴向NW的复式褶皱，并发育以NW向为主的张扭性和压扭性断裂，伴有少量NE向张扭性断裂构造，其中李口复式向斜是平顶山煤田的主体构造。向斜周缘由NW和NE向的高角度正断层切割，构成煤田的自然边界。同时，使煤田成为四周断陷盆地烘托的隆起断块，断块内构造仍以断层为主，褶皱为辅1褶皱区内褶皱主要有：李口向斜、灵武山向斜、白石山背斜、襄郏背斜等。李口向斜是煤田的主体构造，轴向呈N60W延伸。该向斜东起襄城西南的焦赞、孟良寨之间，经李口镇向宝丰县赵官营方向延伸，为宽缓的复式向斜。向斜两翼大致对称，地层倾角北东翼815，南西翼1025，轴部平缓，SE端收敛仰起，向NW倾伏，延伸75km以上。李口镇以东，向斜轴部出露三迭系下部地层，以西被第四系覆盖。2断裂区内发育的控制性断裂构造主要有NWW和NNE向两组，NWW向断裂有襄郏断层，霍堰断层及鲁叶大断层。襄郏断层为NE盘下降，SW盘上升的高角度正断层，地层断失约1000m，延展达40km，为平顶山煤田北部自然边界；鲁叶大断层为NE盘上升，SW盘下降的高角度正断层，延展约50km，并在新生代具有继承性活动，造成断陷槽地和相对隆起，使平顶山煤田呈宽条带状地垒格局；NNE向断裂主要有洛岗和郏县正断层。洛岗正断层，SE盘下降，NW盘上升，落差数百米至千余米；郏县正断层与洛岗断层倾向相反，为NW盘下降，SE盘上升的高角度正断层。两组断裂的存在，构成了整个平顶山煤田处于四周断陷烘托的降起断块之中。归纳分析区内构造发生、发展的规律及相互之间的联系，可概括以下几方面特征：(1) 平顶山煤田为四周断陷烘托的降起断块。NW为宝丰、郏县断陷盆地；南面为叶县、吴城断陷盆地；NE为襄县、临颖断陷盆地，这些断陷盆地一般都有厚达千米以上的新生界沉积，它们与中间断块隆起之间均以高角度正断层相隔。(2) 区内地质构造以断裂为主，褶皱为辅，其中NWW向高角度正断层为主导构造，对煤田构造起控制作用，李口向斜是煤田的主体构造。(3) 区内构造具有强烈的继承性，显示了多次构造活动的复杂影响，尤其是燕山运动对本区影响较为明显，使本区局部地段断裂构造及其力学性质既显示上、下盘拉伸现象，又显示压扭性结构面特征的挤压现象。(4) 地貌特征与地质构造适应，自东而西有较明显的指示山脊存在。2、4区域地层区域内出露地层由老到新有：太古界变质岩系、上元古界震旦系、下古生界寒武系、上古生界石炭二叠系、中生界三叠系及新生界第三系第四系，地层发育情况见表1-2-1。其中石炭二叠系为区内主要含煤地层。太古界变质岩系与上元古界震旦系，零星出露于平顶山煤田南部鲁叶断层以北。寒武系主要出露于平顶山煤田西部韩庄矿至梁洼矿以西，常王村四周及白龟山水库北侧，石炭二叠系在低山区有零星出露。三叠系仅零星出露于由平顶山组成的低山顶部，大部分隐伏于山前缓倾斜平原冲洪积层之下。表1-2-1 区域地层发育一览表岩 石 地 层 单 位厚度(m)岩 性 特 征界系统组代号新生界第四系Q0150以砾石、卵石、砂为主，混杂亚砂土及亚粘土新近系N200下部为杂色砂岩，钙质胶结；中上部为褐黄、灰白色砂质泥岩古近系E4302460暗红色厚层状长石石英砂岩，局部含砾石中生界三叠系中统二马营群T2e125250由紫红色及黄绿色长石石英砂岩、长石砂岩组成下统刘家沟组T11l125250紫红色中、细粒砂岩夹钙质粉砂岩上古生界二叠系上统石千峰组P22212312主要由紫红色、黄色砂岩、砂质泥岩组成。 上石盒子组P21163390主要由紫色、灰色砂岩、砂质泥岩组成下统下石盒子组P12161397由砂岩、砂质泥岩、泥岩组成山西组P1184由砂岩、砂质泥岩及煤层组成，其中己15、己16-17煤层为区内主要可采煤层、石炭系上统太原组C3t3080主要为灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层互层，灰岩中含丰富的动物化石，其中庚20煤为主要可采煤层下古生界寒武系上统崮山组312532主要为白云岩和白云质灰岩中统张夏组2zh60220主要为鲕粒灰岩与白云质灰岩徐庄组2x50250灰、青灰色中厚层状泥质条带灰岩、白云质灰岩毛庄组2m90140暗紫灰绿色粉砂岩，层面含大量云母片下统馒头组13220主要为紫红色页岩和灰岩辛集组1155210主要为砂岩、豹皮灰岩和白云质灰岩，与下部地层呈假整合接触上元古界震旦系上统罗圈组Z3l100下部为杂色冰积砂质砾岩，上部为灰绿色砂质泥岩洛峪口组Z3ly320灰白色厚层状硅质条带白云岩三教堂组Z3s100主要为浅肉红色、灰白色厚层状中细粒石英砂岩崔庄组Z3c290以灰、褐黄、浅肉红等杂色砂质页岩为主中统北大尖组Z2bd241280以灰白、褐黄色厚层状细中粒石英砂岩为主白草坪组Z2b166180主要为暗紫红色泥质粉沙岩和砂质泥岩云梦山组Z2y177533主要为肉红色、灰白色石英砂岩下统马家河组Z1m15802220主要为灰绿、紫红色变质安山玢岩太古界赵案庄组Arz2950以黑云斜长片麻岩和角闪片麻岩及混合岩为主铁山庙组Srt1610以片麻岩、大理岩和混合岩为主2、5井田地层本井田位于平顶山矿区中南部，为全隐伏区，经钻探揭露的地层自下而上有：寒武系、石炭系、二叠系和第四系。寒武系()中统徐庄组(2x)底部为褐色海绿石石英细砂岩；下部为灰、青灰色中厚层状泥质条带灰岩、白云质灰岩、鲕状白云质灰岩与黄绿色砂质泥岩；中部为灰深灰色中层状泥质条带白云质灰岩，鲕状白云质灰岩与黄绿色砂质泥岩互层；上部为灰深灰色厚层状灰岩，间夹绿色页岩、鲕状灰岩、泥晶灰岩及含海绿石砂岩，厚50250m。中统张夏组(2Zh)下部为灰深灰色厚层鲕状灰岩，间夹致密块状灰岩、泥质条带灰岩和豆状灰岩；上部主要为深灰色厚层状白云质灰岩及不明显鲕状灰岩，厚60220m。上统固山组(3g)主要为灰深灰色厚层状白云质灰岩，具不明显细鲕状结构，顶部风化后呈灰黑色，产三叶虫化石。钻孔揭露厚度大于50m。(二) 石炭系上统太原组(C3t)底界以寒武系灰岩顶面，顶界为L1泥灰岩或黑色海相泥岩顶面，厚5377.5m，平均68.1m。主要由深灰色灰岩、砂质泥质、泥岩、砂岩和煤层组成，间夹薄层菱铁质泥岩和含海绵骨针化石的硅质泥岩。含灰岩411层，常见7层，；含煤513层，其中一5(庚20)煤为区内主要可采煤层。底部为灰深灰色鲕状铝土质泥岩，含黄铁矿结核，与下伏地层呈平行不整合接触。(三) 二叠系(P)1、下统(P1)(1)山西组顶界以砂锅窑砂岩底面，厚87114m，平均105.3m，主要由浅灰色细粒砂岩、粉砂岩、深灰色砂质泥岩和煤层组成。含煤45层，其中二1、二2(己16-17和己15)为区内主要可采煤层。顶部常见紫斑泥岩(小紫泥岩)。与下伏地层呈整合接触。(2) 下石盒子组顶界为田家沟砂岩的底界面，厚284311m，平均304.4m。下部为紫红、暗紫色泥岩、砂质泥岩 (大紫泥岩)及细中粒砂岩；中上部为深灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成。含煤1220层，其中四2、四3、五2和六2(戊910、戊8、丁56和丙3)为区内主要可采煤层。与下伏地层呈整合接触。2、上统(P2)(1) 上石盒子组顶界为平顶山砂岩的底界面，厚294331m，平均314m。主要为灰灰绿色泥岩、砂质泥岩、砂岩及薄煤层。含煤619层，均为不可采煤层，中部含有硅质海绵骨针岩，横向分布稳定，地表特征明显，是对比上石盒子组的可靠标志层之一。与下伏地层呈整合接触。(2) 石千峰组顶界为“小红斑”砂岩的底界面，厚0255m，平均137.8m。底部常见薄层铁质砂岩透镜体；下部为浅灰灰白色、肉红色中粗粒长石石英砂岩(俗称平顶山砂岩)、夹薄层粉砂岩及细砂岩。岩石分选性和磨圆度中等，粒度下粗上细，具平行和大型斜层理，层面上富含细小白云母片；中上部为砖红色砂质泥岩及砂岩，具有绿色斑点。与下伏地层呈整合接触。(四) 第四系(Q)主要为黄土、粘土、亚粘土及砾石层，厚033m，平均11.93m，与下伏地层呈角度不整合接触。26、井田构造本井田位于李口向斜西南翼，由于受区域李口向斜及锅底山正断层的影响，总体为一向北缓倾斜的单斜构造，地层走向80120，倾向35030，倾角618，由南至北逐渐变缓。(一) 褶皱井田总体为单斜构造。褶皱构造欠发育，仅见煤层沿走向上的波状弯曲。(二) 断层经勘探与生产揭露，十号井断层不发育，井田范围内仅见落差3m以下的断层，只有井田南部边界以南存在锅底山断层，该断层矿区控制性主干构造，经十一、五矿与六矿，三矿与七矿之间经平顶山市区，向东延至八矿南部，呈NW-SE向展布，断层走向大致同李口向斜平行。断层面倾向SW，为NE盘抬升，SW盘下降的正断层，落差沿走向60200m不等，倾角3070。锅底山断层从井田西南经过，构成与南部七矿自然边界，断层走向120，倾向210，倾角3660，落差90125 m。该断层位置及产状可靠，其特征表见表1-2-2。27、矿井开采煤层情况该井田地质构造较简单，煤层赋存较为稳定，局部伴生小构造较多，无大的构造，局部有地鼓现象，致使煤层厚度有所变化，但整体较为稳定。该井田为低沼瓦斯区，瓦斯涌出量较少，煤层煤尘具有爆炸危险性，煤尘爆炸指数为30.338.34%，煤层自然发火期为12个月，开采范围的地温均在26度以下，但随着开采深度的增加，地温会逐渐增高，地温梯度2/100m。井田地层自上而下为：第四系松散冲击层，二迭系下石盒子组，山西组含煤系地层，石炭系太原组含煤地层，及煤系地层下部的寒武系固山组灰岩地层。井田属石炭、二迭系含煤地层。十号井位于临汝李口街向牛岗大向斜的李口街部分的南翼，处在李口街向斜和锅底山正断层的压扭断裂之间的条形挤压带内，井田内的受力情况与区域基本一致，即多次受南北压扭力所致，形成一系列NENW为辅的小型断裂，该矿井地质条件类型属于简单型。28、水文地质情况，开采技术条件281、水文地质情况井田基岩地下水的补给来源和途径，主要是大气降水通过煤系露头及第四系松散层垂直渗入补给。该井田为锅底山断层北侧，由于矿井所处位置较高（地面标高+167m，开采标高-60-410m），地面无大的积水体，锅底山断层对南部老地层起了截流作用。东部四矿和北部五、六矿的开采较深，对本矿起疏干作用，从实际揭露情况看，矿井涌水量很小。该井田水文地质条件为简单型，矿井设计正常涌水量为30m/h，最大涌水量为50m/h；实际正常涌水量小于15m/h。2、开采技术条件三矿开采己15、己1617煤层，开采标高为-200 -410m。己15煤层厚度1.5m，倾角12，属缓倾斜煤层，顶板为砂泥岩。相对瓦斯涌出量6.33m3t,绝对瓦斯涌出量3.88m3 /min。开采区域无冲击地压和突出危险，煤尘爆炸指数为28.540% ，自然发火期为612个月。己16-17煤层厚度3.8m，倾角13 ，属缓倾斜煤层，顶板为砂质泥岩。煤尘爆炸指数为28.531.69%，自然发火期为6个月，水文地质条件较为简单。该井田所开采的煤层地温均在26度以下，随着开采深度的增加，地温会逐渐增高，地温梯度为2/100m。3、其它开采技术条件(一) 煤层瓦斯根据历年瓦斯等级鉴定结果。矿井与采区最大瓦斯相对涌出量分别为4.13 m3/t和8.42m3/t，绝对涌出量分别为6.33m3/min和3.30m3/min,瓦斯等级为低瓦斯矿井。(二) 煤层的自燃倾向性根据河南省煤炭工业局豫煤安2008790号河南省煤炭工业局关于2008年度国有重点煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复，三矿十号井煤层自然发火等级为自燃。(三) 煤尘爆炸危险性根据河南省煤炭工业局豫煤安2008790号河南省煤炭工业局关于2008年度国有重点煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复，三矿十号井煤尘爆炸指数为28.5%31.96%，有煤尘爆炸危险性。29、矿井开拓方式矿井设计为三立一斜多水平开拓方式。设计的四个井筒包括：新主井井筒净直径5.0m，装备一对4.0t标准箕斗，担负己组煤的煤炭提升任务，兼作进风井，安装金属梯子间，作为矿井的一个安全出口；己组井井筒净直径4.25m，装备一对1.0t罐笼，担负矿井人员升降以及己组煤提矸、下料等辅助提升任务，兼作进风井；戊组井净直径3.9m，安装有一对1t非标准罐笼，作为戊组煤的混合提升井；南风井为斜井，担负全矿井的回风任务。291、主井主井担负己组煤的煤炭提升任务。井筒净直径5.0m，净断面19.6m2，砼碹支护；装备一对4.0t标准箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务；沿井筒敷设的两趟273mm排水管路，担负排水任务，并兼作矿井的进风井。而且设计有标准梯子间，作为矿井的一个安全出口。292、副立井副立井担负己组煤的辅助提升任务。井筒净直径4.25m，净断面14.2m2，砼碹支护；钢罐道，装备一对1.0t非标准罐笼，担负全矿井提矸、下料等辅助提升任务，沿井筒敷设两趟273mm排水管路和压风管、注浆管、消防洒水管，并兼作矿井的进风井。293、副斜井副斜井担负矿井回风任务的南斜风井，半圆拱断面，净宽3.5m，墙高1.82m，净断面10.4m2，砼碹支护；在井筒中铺设轨道，架设架空乘人装置，担负全矿井的人员升降和下放液压支架等大型设备任务，并兼作进风井。铺设台阶，安装扶手，作为矿井的另一个安全出口。294、井底车场一、井底车场巷道本矿井-228水平副井底车场为已有，采用刀把式环形车场，布置在己组煤层底板岩石中。根据矿井的开拓布置及副立井井筒落底层位，副井井底车场巷道仍利用原有-228m水平己组井车场巷道，副井井底为双侧马头门，双侧进出车。该井底车场主要担负矿井辅助运输任务。原有原有井筒与井底车场连接处巷道断面较小，不能满足通风和存车需要，设计将该处巷道断面刷大。考虑存车和调车的需要，将车场北侧绕道断面刷大，设双轨存车线和调车线，以便于空、重车调度。二、井底车场硐室1、硐室名称及位置在副井井筒南侧，原有一套排水供电系统，包括副井底泵房、副井底变电所和水仓。考虑庚组煤开采后，涌水量和负荷的增加，结合矿方意见，原有副井底排水供电系统仍然继续利用，同时，在主井底井筒北侧新布置一套排水供电系统，包括主井底变电所、主井底泵房和水仓。两套系统联合运转。为便于火药发放，仍然利用原有的布置在-228m水平轨道大巷北侧的火药发放硐室。为保证惊吓消防安全，车场东北侧-228轨道大巷上布置有消防材料库。2、水仓布置及容量计算、水仓的清理方式在-228m水平主井北侧布置两条环形水仓。水仓净断面为10.5m2，长度361m，水仓总有效容量为3790.5m3；副井南侧原有两条水仓，水仓净断面为10.5m2，长度145m，水仓总有效容量为1522.5m3。两者联合运转。经验算，可满足煤矿安全规程第280条的要求。水仓清理采用人工清仓的方式，装入1t矿车，配备有绞车，经副立井井底车场，由副立井井筒提至地面。295、风井风井担负升回风任务。井筒净直径3.9m，净断面11.9m2，砼碹支护。3 矿井各大系统31、矿井煤炭运输系统井下原煤运输采用胶带运输机。其中一水平己庚采区工作面的原煤经工作面机巷皮带运输机转到采区下山胶带运输机，到采区煤仓装运到暗斜高强皮带，再到钢缆皮带，经钢缆皮带运到一水平主井煤仓上的翻笼皮带。二水平采区工作面的原煤经工作面机巷皮带转运至采区下山胶带运输机，再经采区煤仓装运到暗斜拉至入二水平主井底煤仓的仓上转载皮带；东翼采区的煤炭经工作面机巷、采区皮带下山，集中运输平巷，强力皮带拉到井底煤仓。32、材料运输系统矿井设计现有三条运输轨道：风井轨道使用JK-2.5/30型提升机,人车为XRB28-9/10型；一水平轨道使用JK-2.5/30型提升机；穿层轨道使用JY-5型绞车，双道下山为JY-5型绞车；二水平西翼使用JKY2.0/1.8B型绞车。33、矸石运输系统矸石同运煤系统一致，经煤楼选矸系统进行选矸。34、矿井排水系统三矿矿井排水是由各采区水仓排至中央水仓，而后再排至地面沉淀池，一水平中央泵房有三台主排水泵，型号为200D437型。35、供电系统三矿供电系统由谢四线，一四线两趟线路，两个独立电源供电，两台主变压器为SFL-8000/35型，降压站为单母线分段运行方式。矿井提升机、通风机、空压机、主排水泵等重要设备均采用双电源供电，井下中央变电所、采区变电所采用分列运行方式，过流、漏电、接地保护齐全，电气设备保护整定合格，各种制度执行良好。4 通风与安全41矿井通风411、矿井通风方式和通风系统选择1、通风方式矿井通风方式为负压抽出式。2、通风系统矿井通风系统为中央并列式。412、风井数目、位置、服务范围及服务时间全矿井共有一个风井。矿井原有戊组副井，经过技改改造为立风井，服务于全矿井。与主井和副井在一个工业场地，42、瓦斯涌出量预测设计依据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018-2006)，采用分源预测方法预测采掘工作面瓦斯涌出量。根据地质报告，己组煤瓦斯含量为013.24ml/g，庚组煤中瓦斯含量为0.0371.0m3/t。矿井初期己组煤开采最低标高为-400，由于本矿周围矿井瓦斯含量较高，为安全起见，考虑深部开采瓦斯可能增大，因此设计均按己组和庚组煤层瓦斯含量最大值来预测采掘工作面瓦斯涌出量。421采煤工作面瓦斯涌出量预测根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018-2006)的规定，回采工作面瓦斯涌出量预测按下式计算： q采q1+q2式中：q采回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；q1开采煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；q2邻近煤层相对瓦斯涌出量，m3/t。根据煤矿瓦斯抽放规范(AQ1027-2006)附录A第三条规定“采动影响范围：上邻近层取50m60m，下临近层取20m30m”。该矿己组煤上距戊组煤约160m，下距庚组煤约52m，所以不存在采动影响范围内的邻近层瓦斯涌出量问题。即邻近层瓦斯涌出量q2=0。则对三环公司十号井而言，回采工作面瓦斯涌出量预测式为：q采q1己组煤属厚煤层分层开采，开采层相对瓦斯涌出量按下式计算：q1K1K2K3Kf (W0Wc)庚阻煤为中厚煤层一次采全高开采，开采层相对瓦斯涌出量按下式计算：q1K1K2K3m/M (W0Wc)式中：K1围岩瓦斯涌出系数，全部冒落法管理顶板，碳质组分较多的围岩，取1.3；K2工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算，己组煤K2=1/0.93，庚组K2=1/0.95；K3采区内准备巷道预排瓦斯对开采层涌出影响系数，根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018-2006)附录D，采用走向长壁后退式回采时，K3=(L-2h)/L；L工作面长度，庚组综采工作面取150m，己组炮采工作面取120m；h掘进巷道预排等值宽度，取14.2 m，Kf取决于煤层分层数量和顺序的分层瓦斯涌出系数，按(AQ1018-2006)的规定，己组煤取Kf=1.820；m开采层厚度，庚组煤厚2.0m；M工作面采高，庚组采高2.0m；W0煤层原始瓦斯含量，己组瓦斯含量013.24ml/g.r，取13.24ml/g.r，庚组煤瓦斯含量0.0371.013.24ml/g.r，取1.0ml/g.r；Wc运出矿井后煤的残存瓦斯含量，根据挥发分，按(AQ1018-2006)的规定，己组煤取Wc=2m3/t，庚组煤取Wc=0.2m3/t。计算得：庚组综采工作面相对瓦斯涌出量q采q10.889m3/t，己组炮采工作面相对瓦斯涌出量q采q121.83m3/t，综采工作面相对瓦斯涌出量为0.84m3/t，己组炮采工作面绝对瓦斯涌出量为6.9m3/min。庚组综采工作面绝对瓦斯涌出量为0.4m3/min。422 掘进工作面瓦斯涌出量预测掘进工作面的瓦斯是由巷道煤壁和掘进落煤两部分组成，掘进工作面瓦斯涌出量按(AQ1018-2006)的规定，采用下式计算：q掘q3+q4式中：q掘掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；q3掘进工作面巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3/min；q4掘进工作面落煤绝对瓦斯涌出量，m3/min。根据(AQ1018-2006)的规定：则式中：q掘掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；D巷道断面内暴露煤壁面的周长，己组煤为11.5m，庚组煤为10m；V巷道平均掘进速度，庚组煤采用综掘V=0.0124m/min(按500m/月)，己组采用炮掘V=0.00397(按160m/月)；q0煤壁瓦斯涌出强度，m3/(m2min)，按下式计算：q00.0260.0004(Vr)20.16 W0式中：Vr煤的挥发份，庚组煤层Vr27.3836.12%，取31.75%，己组煤Vr34.54%；W0煤层原始瓦斯含量，庚组1.0m3/t，己组13.24 m3/t。带入计算的q00.0632 m3/(m2min)；L巷道长度，庚组取900m，己组600m；S掘进巷道断面积，庚6.7 m2，己组9.1m2；煤的密度，庚组1.254 t/m3，己组1.38t/m3；Wc采落煤炭运至地表时残存瓦斯含量，庚组取0.2m3/t，己组取2 m3/t。经计算，己组一个煤巷掘进工作面绝对瓦斯涌出量2.48m3/min；庚组一个煤巷掘进工作面绝对瓦斯涌出量0.31m3/min。423 生产采区瓦斯涌出量预测生产采区瓦斯涌出量采用下式计算：式中：q区生产采区相对瓦斯涌出量，m3/t；q采i第i个回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；Ai第i个回采工作面的日产量，t；q掘i第i个掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；A0生产采区平均日产量，t； K生产采区采空区内瓦斯涌出系数，取1.30。三环公司十号井庚组煤设计一个综采工作面，两个煤巷掘进工作面，己组煤设计一个炮采工作面，两个煤巷掘进工作面。计算得综采采区相对瓦斯涌出量q区=1.8 m3/t，炮采采区相对瓦斯涌出量q区=44.3m3/t。炮采采区绝对瓦斯涌出量q区=20.97m3/min。424矿井瓦斯涌出量预测矿井瓦斯涌出量采用下式计算式中：q井矿井相对瓦斯涌出量，m3/t；q区i第i个生产采区相对瓦斯涌出量，m3/t；A0i第i个生产采区平均日产量，t；K已采采空区内瓦斯涌出系数，取1.20；Kn矿井瓦斯涌出不均衡系数，取1.2。设计投产时为两个采区，综采采区平均日产量1500t，炮采采区平均日产量500t，按上式计算得全矿井相对瓦斯涌出量17.89m3/t，绝对瓦斯涌出量24.84m3/min。425、掘进通风及硐室通风由于掘进巷道送风距离长、掘进断面大，为有效地冲淡并排出掘进产生的有害气体和粉尘，掘进工作面均采用局部通风机进行通风。井下爆炸材料发放硐室、采区变电所等硐室采用独立通风，乏风直接引入回风流中。43、矿井风量、负压及等积孔431 总风量全矿井总风量Q=120m3/s。表5-2-1矿井各用风地点配风量及总供风量汇总表 序号项目名称数量（个）供风量（m3/s）小计备注1综采工作面125252综掘工作面28163炮采工作面120204炮掘工作面28165独立通风硐室723166其它337合计968全矿井总共风量120风量备用系数取1.25432 通风负压及等积孔1、通风负压根据矿井工作面接替安排及通风系统，经计算，矿井通风容易时期最小负压为2040.8Pa，通风困难时期最大负压为2836.1Pa。44、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施井下通风设施主要有风门、调节风门等。防止漏风的主要措施有：每组风门均为两道正向和两道反向风门组成，风门不得设置在斜巷内。进回风巷道之间尽量减少联络巷，采空区要及时封闭。煤仓不得放空。所有通风设施要牢固可靠，并要加强管理和维修，保证正常使用。降低风阻的措施有：光爆锚喷，尽量使巷壁光滑；生产期间巷道要定期清理，严禁堆放杂物；要及时扩修受压缩小的巷道，保证有效断面，以降低通风阻力。5 灾害预防及安全装备51、防治瓦斯本矿井目前为低瓦斯矿井，考虑到邻近的四矿和五矿己组煤深部有瓦斯动力现象，本矿按高瓦斯矿井设计、管理。根据预测初期回采工作面的瓦斯涌出量预测，己组炮采工作面瓦斯涌出量为6.9m3/min，大于5m3/min，且仅靠通风无法解决，结合矿方意见，初期设计建立地面永久瓦斯抽放系统。1、严格执行瓦斯监测管理制度，设计按矿井通风安全装备标准配备有安全监控设备和各种安全监测仪表，矿井配备有安全监测系统，保证井下各工作地点瓦斯超限时，能及时处理，确保安全。2、加强通风管理，严格掌握风量分配，保证各工作点和主要硐室有足够的新鲜风流。3、采掘工作面配备风电瓦斯闭锁装置，保证瓦斯超限时，能自动切断电源，确保安全。4、生产期间，应积累和分析通风和瓦斯资料，对采区瓦斯情况做出准确预计，以便采取相应安全措施。5、随着井田开采深度的增加，瓦斯涌出量也会增加，建议矿方要及时作好瓦斯鉴定工作，依据鉴定的瓦斯等级做好瓦斯管理工作。生产中要加强观测，积极采取措施，尤其是地质变化地带、煤厚突变带等附近，必须先进行探放，达到安全规程要求后方可施工。52、井下防尘1、本矿己庚两组煤均有煤尘爆炸危险性，要加强对煤尘的管理，要严格控制风速，若改变通风系统和增大风量时，必须相应调整风速，防止煤尘飞扬。2、采取综合防尘降尘措施，井下设有完善的防尘、洒水系统，各采掘工作面、煤流中各转载点都应进行喷雾洒水。3、掘进巷道应采用湿式打眼、放炮喷雾、装岩洒水等防尘措施。4、对胶带运输巷道，要合理控制风速，防止煤尘飞扬。5、井下所有煤仓要保持一定量存煤，不得放空。6、定期及时清理巷道中积存的浮煤并撒布岩粉，防止积沉煤尘再度飞扬。7、工作面进行预先注水，湿润煤体，降低煤尘。8、矿井两翼、相邻采区、相邻采煤工作面间，煤层掘进巷道同与其相连的巷道间，煤仓同与其相连的巷道间，设立隔爆水棚。9、加强井下工人的个体防护。53、井下防火1、本井田己庚两组煤均属自燃煤层。故设计配备了阻化剂喷射泵，生产过程中，可根据情况，采用向采空区喷洒阻化剂等措施，防止煤层自燃。2、井下设立了完善的消防系统，井底车场设有消防材料库，所有机电硐室都配有灭火器材，主要机电硐室均设有防火门。3、胶带输送机设有自动灭火系统，一旦胶带发生摩擦起火，可自动喷水灭火。4、矿井主要通风机能实现反风，采区设有反巷道，以便井下发生火灾时改变风流、控制火灾。54、水灾防治1、设计中断层留有足够的防水煤柱，生产中应确保煤柱的有效宽度和完整性。施工和生产时，要坚持“先探后掘，有疑必探”的原则，确保安全生产。2、配备有足够能力的排水设施。在主副井底各设一套排水设施，联合运转，可以满足最大涌水时的排水能力。并在上述两个排水泵房和主副井井筒各预留一台水泵和一趟排水管路位置，以增强防灾抗灾能力。3、庚组煤层底板直接充水岩层为石炭系上统L7灰岩裂隙岩溶承压含水层，为富水性弱，导水性弱中等含水层，上距庚组煤层平均15.2m。经计算，庚组煤底板隔水层不能承受L7灰岩含水层的实际水压，静水位以下均属超压开采，设计采用底板注浆的方法进行水害治理，防止煤层底板灰岩突水而发生水灾事故。55、井下安全监控设备选型及自救器的配备个体监测设备主要配备有104台瓦斯检定器、100台便携式瓦斯报警仪、4台粉尘测定仪及高中速风表等。设计下井人员每人配备有一台QSR-40型化学氧自救器。56、救护队的设置平煤集团设有专门救护队，可保证矿井灾害得到及时救护。6 瓦斯抽放61、瓦斯抽放的必要性煤矿安全规程第145条规定：1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统，根据前文计算，矿井己组炮采工作面瓦斯涌出量为6.9m3/min，庚组综采工作面瓦斯涌出量为0.4m3/min，综掘工作面瓦斯涌出量为0.31m3/min。另外，考虑到附近矿井瓦斯含量较高，且各区域含量存在不均衡性，从矿井安全生产方面考虑，己组煤建立建立地面永久瓦斯抽放系统。62、瓦斯储量及抽采系统服务年限621抽采范围根据矿井开拓开采范围及该矿各煤层瓦斯含量情况，确定矿井瓦斯抽采范围为本设计开采范围内己组煤。622瓦斯储量及抽采率1、瓦斯储量根据河南理工大学于2007年12月编制的矿井生产地质报告，本井田己组煤瓦斯含量为013.24ml/g，在计算瓦斯含量时取其平均值为6.62ml/g；根据三环公司提供的平煤天安五矿庚三采区地质说明书(庚三采区现已划归三环公司十号井开采)：庚20煤层中瓦斯含量较低，一般0.0371.0m3/t，在计算瓦斯含量时取其平均值为0.519ml/g。本井田己组煤储量为550.8万t，庚组煤储量为2458.8万t。根据上述瓦斯含量数据，可计算出本经田的瓦斯储量为：己组3646.3万m3，庚组1276.1万m3，全矿井瓦斯储量为4922.4万m3。2、瓦斯抽采率 根据煤矿瓦斯抽采基本指标(AQ1026-2006)的规定：工作面回采前必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，矿井瓦斯抽采率应不小于35%。按煤矿瓦斯抽采基本指标(AQ1026-2006)的规定，瓦斯抽采率应为：式中：瓦斯抽采率；%；W0原煤瓦斯含量，13.24m3/t，Wj(AQ1026-2006)规定的满足防突要求的煤层瓦斯含量临界值，取8 m3/t。计算得=39.6%，即该矿瓦斯抽采率应不小于39.6%，综上所述，确定本矿井瓦斯抽采率为40%。3、瓦斯抽放纯量经前述计算，己组煤采区绝对瓦斯涌出量q区=20.97m3/min，瓦斯抽放率为40%，则瓦斯抽放纯量应为8.4m3/min。4、抽采系统服务年限瓦斯抽采系统服务年限与矿井服务年限相同。63、抽放瓦斯方法及钻孔布置631抽放瓦斯方法根据矿井煤层赋存条件及瓦斯含量，本设计采用以本煤层瓦斯抽放为主、高位钻孔抽放、采空区抽放、预抽与边采边抽、边掘边抽相结合的综合抽放瓦斯方法。64 抽放瓦斯钻孔参数(1)钻孔直径钻孔直径大，暴露煤壁面积大，瓦斯涌出量就大，但二者增长并非线性关系，一般选用75100mm，根据其他矿井实际抽放经验，设计抽放瓦斯钻孔直径75mm。(2)单个钻孔长度按煤层回采工作面长度120m考虑，根据工作面长度及其他矿井经验，确定单个钻孔长度为80m，可分别从工作面的进、回风巷双向布置钻孔，以提高工作面的抽放量。(3)钻孔间距根据采掘工程布置，结合其它矿井实际经验，确定工作面顺槽抽放瓦斯钻孔间距为23m。2、钻场布置(1)回采面钻孔布置在工作面上、下顺槽沿煤层倾向打瓦斯抽放钻孔，孔间距23m。生产中可根据实际抽放效果调整钻孔布置，但必须保证上、下顺槽的钻孔孔底之间交叉长度不小于5m。(2)采空区瓦斯抽放布置采空区瓦斯采用插管抽放法，即在顶板冒落之前，直接插入采空区进行抽放。(3)高位抽放钻孔布置在工作面回风顺槽每隔100150m布置一个钻场，向工作面方向打高位抽放钻孔，以抽放工作面上隅角的瓦斯。(4)掘进工作面钻孔布置掘进工作面钻孔布置要保证钻孔始终超前巷道工作面10m， 据此选取边掘边抽工艺，从掘进工作面打超前钻孔抽放，工作面抽放钻孔参数如下：钻孔长度取50m，钻孔直径75mm，65、瓦斯抽放泵房及附属装置抽放泵房内的电气设备照明和电气仪表，均采用了矿用防爆型或矿用本安型设备，并配备有瓦斯断电仪，瓦斯监控仪。地面抽放泵房建筑物做防雷接地。抽放站放空管装设独立避雷针防直击雷。为防止由于静电感应、管路带电等引起瓦斯爆炸，泵房内的所有电气设备、管道均按规范要求做接地处理。在瓦斯抽放站泵房附近出口设放水器、防爆、防回火装置、压力、流量、浓度测定装置等附属装置，并设配电间，值班室、水池、冷却水泵等设备设施。瓦斯抽放泵房内和抽放瓦斯管道上的电气设备和电气仪表，均采用矿用防爆型。瓦斯抽放站的双回路电源引自矿井6kV变电所，其中一回工作，一回备用。66、瓦斯综合利用瓦斯是一种高效、洁净的能源，瓦斯的综合利用即解决了瓦斯排放造成大气污染问题，又充分利用了资源。其利用方式基本可分为两大类型：一种是直接民用燃料；另一种是工业燃料，在工业上可用于烧锅炉、发电、干燥室烘干和化工原料。本矿井的瓦斯抽放量约为28m3/min(混合气)，日抽气量为40320m3(混合气)，供气损失按5%考虑，日供气量38300m3。这些瓦斯