采矿专业毕业论文(修改).doc

采矿专业毕业论文单位：陕西省淳化县安子洼煤矿二号井学员姓名：陈祖悻论文题目：我矿重大危险源分析及对策 地形地貌本区地处淮河流域、泰沂山脉西南边缘和南四湖东岸。北部、东部为低山丘陵，西部濒临湖区，地势自东北向西南倾斜，地貌以低山丘陵、山前平原、滨湖平原三种类型为主。海拔最高点为+620m，最低点+31m。滕县煤田西邻昭阳湖，煤田内地形平坦，地势由东北向西南逐渐降低，地面标高+33+62m，坡度为1.6。属山前冲积、洪积及湖积平原区。岱庄井田内地形平坦，地势低洼，为第四系洪积、湖积平原。地面标高+36.00+41.00m，地形变化的总趋势是东北部较高而西南部则较低，坡度为1.3。主、副、风井井口标高为+40.50m。 河流南四湖位于微山县中部，由微山、昭阳、独山、南阳四湖组成，是我国北方最大淡水湖泊，面积1266 km2。1960年在中间最窄处（湖腰）部位建成拦湖大坝，将湖一分为二，大坝以北称上级湖（最高允许水位+36.50m，死水位+33.00m），大坝以南称下级湖（最高允许水位+35.00m，死水位+31.50m）。岱庄生建煤矿位于昭阳湖畔，昭阳湖湖面辽阔，历年平均水位为+32.23+34.21m，最高历史洪水位曾达+37.01m(1957年7月)。井田内无较大河流，井田西部有采空塌陷积水区，积水区累计面积27000m2，平均积水深度为1.50m，最大积水深度约在2.60m左右。地表各种沟渠积水均流向西南方向，汇入昭阳湖。 气象与地震本区为大陆性季风型气候，四季分明，春季雨水较少，夏季炎热多雨，秋季多晴日丽，冬季干燥寒冷。历年年平均气温13.6，其中1月份气温最低，月平均气温为-13.2(1958年1月)，历年最低气温-22.3(1967年1月3日)。7月份气温最高，月平均气温为+31.4(1974年7月)，历年最高气温40.5(1966年7月18日)。每年雨季自6月下旬开始， 7、8月份雨量最多，9月中旬雨季结束，降水量年变化量较大，往往形成冬季干，春秋旱，夏易涝的局面。历年平均降水量793.3mm，年最大降水量1392.9mm(1971年)，年最小降水量388.9 mm(1981年)。历史一日最大降水量558.5mm(1971年8月9日)。本区地处季风带，四季风向变化较大，全年以东南风为主。春、夏两季以东风及东南风为主，冬季多为东北风及西北风。春季是多风季节，以4月份大风最多，夏季雷雨、大风亦较多。年平均风速为2.705.30m/s，最高风速达20m/s。历年最大冻土深度为0.30m(1988年12月17日)。最早冻结日为10月28日(1966年)，最晚解冻日为3月25日(1970年)。年均日照在2580小时左右。历年平均气压1012.4百帕，最高气压1028.6百帕（1964年2月），最低气压996.9百帕(1971年7月)。历年平均相对湿度70.7%，年均最小相对湿度66%(1968年)，年均最大相对湿度77%(1964年)。历年平均蒸发量1791.7mm，年均最小蒸发量1488.0mm(1980年)，年均最大蒸发量2284.5mm(1968年)。历年平均积雪深度0.025m，最大积雪深度0.09m，最小积雪深度0.01m。本区属地震烈度7度区，根据GB18306-2001中国地震动参数区划图，本区所属地震动峰值加速度分区为0.10g。 煤田开发历史1976年9月，兖州煤矿设计院依据原华东煤炭工业基本建设局二队提交的山东省滕县煤田（南部）全区最终精查地质勘探报告编制岱庄矿井初步设计，设计年生产能力21万吨。1976年10月开工建设，1982年建成简易投产。1986年，山东省煤炭工业管理局1986鲁煤基字1163号文批准其扩界，山东省煤田地质勘探公司一队于1990年4月提交山东省滕县煤田（南部）岱庄生建煤矿改扩建补充勘探地质报告，1990年10月兖州煤矿设计院编制完成岱庄矿井改扩建设计，改扩建设计年生产能力60万吨。1997年7月改扩建工程完工。该矿核定年生产能力为84万吨，年实际生产为75万吨。 地层岱庄井田含煤地层为华北型石炭二叠系海陆交互相沉积，煤系基底为奥陶纪石灰岩，煤系上覆盖层为第四系松散沉积物及侏罗纪红色砂、泥岩。井田地层系统自下而上分别为奥陶纪马家沟组，石炭二叠纪月门沟群本溪组、太原组及山西组，二叠纪下石盒子组，侏罗纪淄博群三台组和第四系：1、奥陶纪马家沟组(OM)厚度450750m，主要由灰、青灰色质纯致密厚层状石灰岩组成，上部夹薄层灰岩及黄绿色泥质白云岩。顶部由于遭受风化侵蚀，常呈灰黄色，网状裂隙发育。井田内钻孔最大揭露厚度80.23m。2、石炭二叠纪月门沟群(C2-P1y)1、本溪组(C2yb)平均厚度37m左右，以浅海相沉积为主，一般不含煤，主要由铁、铝质泥岩、石灰岩和泥岩组成。底部常以一层灰绿紫红色的铁铝质泥岩为标志层；中部第十四层石灰岩呈乳白灰色，致密质纯，常有黄铁矿结核，裂隙、溶洞较发育；顶部第十二层石灰岩呈灰深灰色，局部含黄铁矿，裂隙发育，充填有方解石脉，产海相动物化石。2、太原组(C2-P1yT)厚度153.80172.99m，平均160.71m，为海陆交互相含煤沉积。沉积旋回结构明显，地层厚度及岩性组合稳定，主要由泥岩、砂质泥岩、粉、细粒砂岩、石灰岩和煤层组成，其中泥岩、砂质泥岩和粉砂岩多为深灰灰黑色、致密，贝壳或平坦状断口，常含星散状、团块状黄铁矿及结核状菱铁矿，产植物碎片化石，中、细粒砂岩多为灰、灰绿色，成分以石英、长石为主，含少量云母片及炭屑，分选中等，磨圆度较好，夹泥质条带及泥质包体，常见波状层理、小型交错层理，层面产大量植物碎片化石及炭屑。共含煤16层（编号418下），多为薄煤层，其中可采或局部可采煤层为12下、14、16煤层。共含薄层石灰岩11层，其中三灰、五灰和十下灰全区发育，厚度较大，层位稳定，是地层对比的主要标志层。三灰呈深灰色、质纯、致密坚硬，裂隙、溶洞较发育，多为方解石充填，局部含黑色燧石结核，产大量的动物化石；五灰呈浅灰色、局部深灰色，含泥质较多，裂隙发育，具黑色炭质缝合线，产海百合茎及纺缍类化石；十下灰呈浅灰深灰色，致密坚硬，裂隙较发育，多为方解石充填，具黑色炭质缝合线，产海百合茎、纺缍虫化石。3、山西组(P1yS)厚度99.95m131.65m，平均118.81m，主要由杂色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中、细粒砂岩及煤层组成，为本井田的主要含煤地层，与下伏太原组的分界面是一灰之上富含底栖动物遗迹化石的海相泥岩的顶面。上部主要由灰色泥岩、粉砂质泥岩及粉砂岩组成，间夹23层浅灰绿色中、细砂岩。中、下部主要由浅灰、灰白色厚层状中细粒砂岩组成，其次为深灰色粉砂岩、砂质泥岩及少量泥岩、粘土岩。共含煤23层（3编号上上、3上、3下），其中3上、3下煤层为中厚煤层。在煤层顶底板附近富含植物化石，比较多见的是楔羊齿、苛达木和带羊齿。位于3上、3下煤层之间的中细粒砂岩常呈灰白色厚层状，多含泥质条带和粉砂质包体，沿层面含较多的炭屑及植物化石碎片。分选性及磨园度均较好，发育斜层理及粒度韵律层理。3、二叠纪下石盒子组(P2)主要由杂色粘土岩，砂质粘土岩，粘土质粉砂岩间夹灰白色至灰绿色中、粗粒砂岩组成。底部为灰绿色厚层状含砾中、粗粒砂岩，矿物成分以石英为主，次为长石，含暗色矿物。4、侏罗纪淄博群三台组(J2+3s)三台组上部一般由灰色至灰绿色粉砂岩，间夹薄层红色泥岩、杂色粘土岩及紫红色粉砂岩夹紫红色细砂岩组成。下部为紫红色砾岩，厚度一般在125m左右，有南厚北薄的趋势，中间一般夹有紫红色、紫灰色细砂岩、粉砂岩，夹层厚度在943m左右且也有南厚北薄的特点。5、第四系(Q)厚度30.0271.58m，平均47.60m。由东北向西南逐渐增厚，主要由黄色、黄褐色粘土、砂质粘土、含砂姜结核粘土、粘土质砂、中粗粒砂及砂砾石组成。上部主要由黄褐色粘土、砂质粘土及粘土质砂组成，下部主要由灰绿色含砂姜结核粘土、粘土质砂、砂及砂砾石组成。 构造井田总体构造格局为一个轴向NE，倾伏方向NE，被数条断层切错的形态不完整的宽缓向斜(田阵向斜)，向斜两翼地层产状沿走向及倾向均有少量变化，岩层倾角在210之间。井田内断裂构造较为发育，西南部有岩浆岩侵入体发育。井田内共发育落差10m以上的断层16条。按落差分，落差100m的3条、100m落差50m的2条、50m落差30m的2条、30m落差10m的9条。按走向可划分为NNE向正断层、NE向逆断层及近EW向正断层三组，其中NNE向正断层是控制井田构造格架的主干断层，断层走向长度大、落差大、倾角陡，在发育分支支断层处其断层走向往往会发生一定程度的变化，本组断层将井田分割成多个长条形块段，控制了各块段煤层的埋深。断层已被钻孔及生产巷道揭露控制，井田地质构造复杂程度属中等类型 煤层可采煤层3上、3下、12下、14、16煤层，井田煤层总体构造格局为一个轴向NE，倾伏方向NE，被数条断层切错的形态不完整的宽缓向斜(田阵向斜)，向斜两翼地层产状沿走向及倾向均有少量变化，煤岩层倾角在210之间。 煤质3上、3下煤层呈黑色，弱玻璃玻璃光泽，平坦状、粒状、贝壳状断口，裂隙、节理不发育，性脆。12下、14、16煤层为黑色，玻璃光泽，较硬，以贝壳状断口为主，裂隙、节理较发育，充填物多为黄铁矿及方解石。3上、3下、16煤层浮煤为特低灰煤、12下煤层浮煤为低灰煤。煤层均未高挥发分煤，上煤层平均原煤硫含量0.64%，为低硫煤；3下煤层平均原煤硫含量1.07%，为中硫煤；12下煤层平均原煤含硫量为1.93%，为中硫煤；16煤层平均原煤硫含量4.72%，为高硫煤。 矿井瓦斯1985年12月陕西省地质局8队提交的地质报告深度170米以上瓦斯浓度为0.38%0.5%，170米以下为0.5%1%。因此属低瓦斯区。2005年8月进行了矿井瓦斯等级鉴定工作，其结果为：相对涌出量0.76m3/t，绝对涌出量0.12m3/min,二氧化碳相对涌出量1.00 m3/t。两次测定说明该井属低瓦斯矿井。 煤尘爆炸性陕西省煤田地质局综合实验室2003年10月14日鉴定。煤尘爆炸指数42%，火焰长度大于400mm，抑制煤尘爆炸的最低岩粉用量75%，最终结论：煤尘具有爆炸危险性。 煤层自燃倾向性根据实验结论本区属类不易自燃煤，但开采证实：该矿煤层自燃发火期为36个月，具有自燃发火倾向。 水文地质条件（地表水系）井田内无较大河流。井田西部有采空塌陷积水区，积水区累计面积27000m2，平均积水深度为1.50m，最大积水深度约在2.60m左右。地表各种沟渠积水均流向西南方向，汇入昭阳湖。地表水与第四系孔隙潜水流向一致。 含水层本区含水层分别有：1、第四系含水砂层2、上侏罗统砂、砾岩含水层3、3煤层顶部砂岩含水层4、三灰含水层5、十下灰含水层6、十四灰7、奥灰 地下水的补给，排泄条件大气降水、地表各种沟渠积水、地表采空塌陷积水等地表水体对第四系上含水层段潜水有补给作用，但由于第四系中部隔水层段的阻隔作用，其与基岩没有直接的补给关系，矿井涌水量变化与同期大气降水量变化关系不大。 水文地质特征及矿井涌出量矿井涌水量与同期大气降水量变化无直接联系，矿井涌水量大小的变化主要受矿井开采条件的影响，有时受开采3煤层时顶板砂岩水的静水量、弹性释放水量的影响较大，。矿井正常涌水量78m3/h，最大涌水量为106m3/h。 冲击地压危害、地温等本井自投产开采以来，未发现有冲击地压危害，地温等现象。 生产概况开拓开采系统1、井田境界本井田范围由21个拐点圈定，东西约2.0km，南北宽约4.0km，面积约7.85km2。2、储量矿井保有资源储量为4107.3万吨，储量1121.3万吨， 基础储量2195.9万吨 ，资源量 1911.4万吨。3、矿井生产能力及服务年限矿井生产能力、服务年限与储量的关系T=ZK/AK 式中 Zk矿井可采储量（万t） T矿井设计服务年限（a） A矿井设计生产能力（万t/a）； K储量备用系数我矿储量备用系数1.4尚可服务年限=1121.3841.4=9.510年4、矿井开拓方式矿井开拓方式为立井多水平分区式开拓，原设计两个水平，第一水平标高为-210m，第二水平为-350 m水平，分别开拓山西组3上、3下和太原群12下、16煤层。5、采区巷道布置及开采方法矿井开采顺序按由近及远、先上后下。首先开采一水平山西组3上、3下煤层，井田范围内山西组煤层开采基本结束后，延深二水平开采太原群12下、16煤层。采煤工艺主要为综采。工作面采用长壁后退式综采支架一次采全高采煤法，全部垮落法管理顶板。 通风系统1、通风方式：中央并列式通风系统，抽出式通风方式。2、通风方法：由主井、副井进风，新鲜风流送达各用风地点供风后，污风通过风井由主扇排出。3、通风设备、设施通风机房装备两台4-72-1120B型离心式风机,一台工作,一台备用, 进行抽出式通风。配用电机功率为220kw,型号为Y4003-8型，实现了双回路供电。在风井井口设置了自动开启的防爆门，侧面另设有安全人行通道，人行通道安装两道双向风门来进行工作，备用风机的切换。且设有风门连锁装置，在风硐靠近风井井筒处安装有牢固的铁栅栏门，以防人误入而造成伤害。井下掘进采用600毫米直径风筒对旋风机供风。主要通风设施有风桥、风门、测风站、密闭、调节风窗等。 提升运输系统我矿共有三个井筒，主井为箕斗井，副井和风井均为罐笼井。箕斗井提煤，装备2JK3/20A型绞车和JG50型箕斗一对。风井专门上下人员，装备2JK3/20型绞车和GLSY11/1型罐笼一对。副井上下物料，装备2JK-3/20G型绞车和GLSY11/2型罐笼一对。 井下运输方式及运输设备水平大巷采用CTY8/6G型防爆蓄电池电机车运输物料、矸石；主要斜巷运输采用一台型号为JKB-2*1.5P的两米绞车，上下山斜巷采用调度绞车运输，综采支架及大型设备运输采用DZ1500 3+3单轨吊机车运输。顺槽采用SGZ764/400型刮板输送机、XZZ764/132型转载机、DSJ100/63 2*75型皮带输送机，掘进工作面采用SGD-320/18.5型刮板输送机配合SPJ-500型胶带输送机运输。 供电系统1、供电系统：山东省岱庄生建煤矿设10/6KV变电所一座，两路10KV电源分别来自欢城变电所两段有独立变压器电源的母线上，线型均为JKLGYJ 120/20，长度分别为2.6KM、1.7KM，两路均能各自承担矿井全部负荷。地面变电所装备两台SZ11-4000/10型节能变压器，一台工作，一台备用。2、三回下井电源引自地面变电所，电压为6KV，经副井引至井下中央变电所和大巷变电所。3、井下中央变电所、大巷变电所内设矿用高压真空配电装置，低压配电屏，矿用隔爆型干式变压器，供给井底车场辅助设备，安全门、大巷照明，主要硐室照明。主排水设备电压为6KV，实行双回路供电。4、井下采区变电所电源来自大巷变电所，全部实现了双回路供电，采面供电方案、供电系统设计符合要求。 排水系统1、矿井正常涌水量：78m3/h2、矿井最大涌水量106m3/h3、主排水泵型号200D437型矿用耐磨单吸收多级分段式离心水泵三台，其中一台工作，一台备用，一台检修。4、泵房按三台水泵两趟管路布置，矿井正常涌水量时，一趟工作，一趟备用，最大涌水量时两趟两台同时工作。 瓦斯防治系统该矿为低瓦斯矿井，为了提高瓦斯防治管理水平，安装有安全监测监控系统KJF2000型。该系统共采用通用监测监控系统8个。该系统能有效地监控地面抽风机，井下各个工作面的有害气涌出以及瓦斯超限，局扇运行等情况。其次配有专职瓦斯检查员巡回利用光学瓦检仪器进行监测，以保证瓦斯防治工作的准确性。 防尘防灭火系统主要巷道设有防尘洒水系统，对运输巷道及各转载点煤尘容易飞扬的场所进行洒水降尘，掘进工作面采用湿式打眼进行煤防治，运输顺槽设有隔爆降尘水幕等措施进行综合防尘。防灭火系统采用井下设立移动泵站向采空区灌注黄泥灌浆系统和向采空区注入阻化剂溶液来防治煤层发火，对各种外因火灾防治采用消防器材进行综合防治。 爆破器材储存、运输系统爆破材料储存：井上地面建有火工品材料专用储存库房，库容炸药5吨，雷管2万发，建筑设施符合国家标准规范，安全防治符合标准要求。运输系统：实行当班领用，剩余班内交回，专人领用，运输一条龙系统，杜绝了人物混装，随意携带的现象，实行炸药，雷管分领分装上锁的管理制度。 井田内相邻小煤矿开采情况在井田东翼东南部分别有安子洼乡办煤矿和铁王乡老城湾煤矿开采，但由于开采范围不大，产量低，属小窑开采，安全设施不到位1999年2007年分别予以关闭，但对该井开采有破坏性影响，特别防止老窑积水渗入到本井田范围内。二、重大危险源分析1、瓦斯矿井瓦斯等级：低瓦斯矿井；瓦斯相对涌出量：0.76m3/t瓦斯绝对涌出量0.12m3/min矿井瓦斯容易出现的地点：掘进工作面上隅角，临时停掘的独头巷道，废弃巷道密闭墙附近。按照日常生产监测最低0.02%，最高20%。对矿井安全生产的危害程度生产实践证明低瓦斯矿井只要通风系统可靠，通风设施完好，能坚持按照煤矿安全规程作业管理，是不会发生瓦斯突出，瓦斯超限，相应也对安全生产造不成较大的危害。2、火灾矿井火灾主要有两大原因，一是内因火源，主要来源于采空区遗煤自燃发火，其次是独头停风巷道未及时密闭，这些火源如不及时防治，对矿井的安全生产将造成无法估量的损失，也给瓦斯爆炸提供了相应的条件。外因火灾也是火灾事故中的重要预防措施，两者易引发重大事故的发生。3、矿尘矿尘的主要产生原因、地点：矿尘主要产生于回采工作面，溜子机头等风量较大的区域，主要原因是没有安置防尘洒水降尘系统；风量分配不合理；不能定期清扫堆积的矿尘；没有采取湿式打眼措施等。煤尘的爆炸对矿井安全生产危害程度。经化验我矿4-2井煤矿尘具有自燃爆炸危险，如防治不到位就可以引发煤尘爆炸，一旦煤尘爆炸发生其危害程度相当严重，就可造成矿毁人亡的特大事故，所以在煤矿灾害中煤尘爆炸位居第二排列。4、矿井水灾矿井水灾的主要产生原因根据水文地质资料及历年开采证实，我矿属水贫乏地带。地表水受年降雨量不足来渗入井下，矿井周围也没有较大范围的河流存在。地下水主要来自相邻的老城湾乡办煤矿空区积水，但由于该井开采范围小，空区积水不会对我井造成威胁。其次是我井东西两翼上山开采的空区积水，但都不会威胁正常开采的安全。通过观测，正常涌水量不足15m3/h，最大涌水时为20m3/h，尽管地表，地下水力贫乏，但防水设施一直没有放松管理。由于我矿开采技术落后，采煤方法一直没有得到改进，回采空间空区范围小，没有较大范围的积水存在，对安全生产的危害较小。5、顶板灾害顶板的岩石性质4-2井煤层顶板为：灰色砂质粘土岩，黑色炭质粘土岩，底板为紫色花斑状粘土岩，遇水膨胀，属稳定型性质。开采证实顶板极易垮落，随采随落，难以维护，底板地鼓严重。工作面几经技术论证，先进的支护方式在我井适应不了，最先采用的是木棚支护，后改用金属摩擦支护，两者对比后还是采用了木棚支护，金属支护回收很困难，支护强度还不及木支护。宪其原因主要是顶板破碎，侧压地鼓严重。顶板冒顶的类型、规律：顶板冒顶的类型大致分为：掘进工作面小型构造较多，煤层赋存不稳定，控顶区容易冒顶。掘进工作面初期来压凶猛，加之顶板破碎，压断支护顶梁后更换当中最易出现冒顶；回采工作面推进过程中老顶来压引发大面积顶板垮落，它的主要类型为在推进中爆炸产生震动或人为地把顶板岩性破坏后而引起大范围冒顶，时间上持续较长120天。顶板、灾害对矿井安全生产的危害程度。我井一直被顶板灾害所困拢，吨煤材料消耗（坑木）俱增，回收率降低，一旦顶板垮落，设备无法撤出，资源回收率低，空区遗煤不能及时运出，容易造成煤炭自燃发火。经分析按各类灾害的危险程度由高向低排序为：瓦斯顶板灾害火灾矿尘水灾。三、安全对策1、瓦斯：本矿井为低瓦斯矿井。低瓦斯矿井只要通风管理不善，也会造成局部瓦斯积聚，进而达到爆炸界限，如遇明火也可发生瓦斯爆炸。因此在生产中要严格执行煤矿安全规程的规定，制定防范措施如下：矿井必须有完善的通风系统，各采掘工作面均按规定配有足够的风量和适宜的风速，以稀释排除涌出的瓦斯。按煤矿安全规程规定，井下采掘工作面有条件的采用独立通风。按照煤矿安全规程规定选用井下电气设备，严禁不防爆设备进入井下；采掘工作面和瓦斯易增高处，设置瓦斯报警仪；生产中加强通风管理，保证场所有足够的风量，配备专职瓦斯检查员定时定点巡回检测，并在作业地点和主要通风口设瓦斯检测牌板，采空区和废弃的巷道和盲巷要及时封闭，并挂牌警示。2、顶板灾害的防治对策：采煤工作面必须保持至少2个畅通的安全出口，一个通到回风巷道，另一个通到进风巷道；采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20米范围内，必须加强支护，其高度不得低于1.8m。发生支架断梁断柱，巷道底鼓变形时，必须及时更换，清挖。在地质条件复杂的采煤工作面中必须有备用的支架材料，其支护强度要满足需要。采煤工作面必须按规定及时支护，严禁空顶作业，所有支架必须架设牢固，并有防柱措施，严禁在浮煤或浮矸上架设支架。严格执行敲帮问顶制度。3、火灾防治对策预防井下火灾的措施井下火灾有煤炭自燃发火和其他原因火灾，分别采取以下措施：外因火灾的防治各进风井口设防火门，井下机电设备硐室设防火栅栏两用门并配备消防灭火器材；主要大巷及机电设备硐室，均采用不燃性材料支护；井筒及井下主要巷道，设置消防管路和阀门；井下设消防材料库，配备足够