煤业有限公司矿井防灭火专项设计说明书.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 煤业有限公司煤业有限公司 矿矿井井防防灭灭火火专专项项设设计计 说说 明明 书书 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目 录 1 1 前前 言言 1 1 1 设计依据 2 1 2 设计指导思想 3 1 3 设计主要内容 4 1 4 存在主要问题及建议 5 2 2 矿井概况及安全条件矿井概况及安全条件 6 2 1 井田概况 6 2 2 兼并重组整合前各矿井生产现状 8 2 3 周边矿井 10 2 4 矿井地质 11 2 5 安全条件 23 2 6 矿井开拓开采 25 3 3 XXXX 煤业矿井火灾风险评价及总体设计方案煤业矿井火灾风险评价及总体设计方案 29 3 1 XX煤业矿井火灾风险评价 29 3 2 矿井防灭火技术简介 30 3 3 XX煤业矿井火灾防治技术对策 32 3 4 XX煤业矿井防灭火设计总体方案 34 4 4 矿井自然发火预测预报技术矿井自然发火预测预报技术 36 4 1 煤自燃标志气体优选实验 36 4 2 XX煤业煤自燃标志气体及预测预报指标体系 46 4 3 煤样特征温度测试及分析 47 4 4 矿井火灾监测系统方案 50 5 5 灌浆防灭火系统灌浆防灭火系统 59 5 1 灌浆防灭火技术特点 59 5 2 灌浆材料选择 59 5 3 主要灌浆参数计算 60 5 5 灌浆设备及方法 64 5 6 灌浆时间 68 5 7 灌浆方法 69 5 8 输浆管路 70 5 9 灌浆操作规程 72 5 10 灌浆管理 74 6 6 阻化剂防灭火系统阻化剂防灭火系统 80 6 1 阻化剂防灭火特点 80 6 2 阻化剂防灭火系统的基本要求 80 6 3 阻化剂的选择 80 6 4 阻化剂浓度的确定 81 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 6 5 阻化剂防火系统选择 82 6 6 阻化剂防灭火工艺 82 6 7 工作面喷洒量计算 84 6 8 阻化设备基本要求 84 6 9 阻化剂效果考察与管理 85 6 10 阻化剂防灭火操作规程 86 6 11 注意事项 87 7 7 凝胶防灭火系统凝胶防灭火系统 90 7 1 凝胶防灭火系统基本要求 90 7 2 凝胶防灭火技术特点 90 7 3 凝胶灭火材料选择 91 7 4 凝胶防灭火技术参数 91 7 5 凝胶灭火工艺 92 7 6 凝胶防灭火装备 94 8 8 煤层自燃防治其它技术措施煤层自燃防治其它技术措施 98 8 1 开拓开采方面技术措施 98 8 2 通风方面技术措施 100 8 3 巷道掘进时防灭火技术措施 101 8 4 工作面安装期间防灭火技术措施 102 8 5 工作面回采期间防灭火技术措施 102 8 6 工作面回撤期间防灭火技术措施 103 8 7 工作面回撤完封闭技术措施 103 8 8 回采工作面采空区自燃 三带 测定 108 9 9 外因火灾防治外因火灾防治 111 9 1 电气事故引发的火灾防治措施及装备 111 9 2 带式输送机着火的防治措施 115 9 3 其它火灾的防治措施 116 9 4 消防洒水系统 117 9 5 防火门 121 9 6 矿井外因火灾的灭火方法 124 9 7 消防材料库 126 1010 火灾事故应急救援火灾事故应急救援 132 10 1 事故类型和危害程度分析 132 10 3 组织机构及职责 134 10 4 预警行动 138 10 5 信息报告程序 139 10 6 事故现场处置措施 139 10 7 发生火灾时通风系统调整及避灾路线 142 10 8 不同火灾地点行动措施 144 10 9 火区的封闭 管理与启封 148 1111 矿井防灭火组织与管理矿井防灭火组织与管理 154 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 11 1 组织保障措施 154 11 2 专业管理措施 157 1212 经费概预算经费概预算 161 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 1 前前 言言 矿井火灾是矿井的主要灾害之一 随着我国煤炭产量的不断增加 新建矿井的增多和开采强度 开采深度的增大 矿井防灭火问题显得尤 为突出 据不完全统计 我国存在自然发火危险的矿井已占到 60 以上 每一场火灾的发生 轻则破坏煤矿开采的部署 干扰矿井的正常生产 重则烧毁煤炭资源和井下材料 设备 更有甚者可能引燃瓦斯煤尘爆炸 酿成人员伤亡的重大恶性事故 导致矿井的提前报废 重大恶性火灾事 故造成政治 经济以及资源上的损失往往是难以估量的 对矿工情感上 的伤害也非短期可以消除的 此外 由于矿井火灾造成土壤 水资源 植被 大气层的严重污染 威胁到人类生存的环境 在矿井火灾发生总数中 外因火灾所占比重较小 但其发生突然 发展迅猛 如果不能及时发现和控制 往往造成重大事故 内因火灾 自燃火灾 是由处在特定环境下的煤吸附氧气产生热量 并在一定条 件下热量得以积聚而形成的 90 以上的矿井火灾属于内因火灾范畴 其 发生和发展往往伴有一个孕育的过程 根据其征兆能够在早期发现 常 常发生在人们难以进入的采空区内 一旦形成火灾 面积较大 温度较 高 且火源位置难以确定 灭火比较困难 我国是少数几个以煤作为主要能源的国家之一 也是世界产煤大国 煤炭在我国一次能源消费中占 76 随着我国经济的快速发展 对煤炭 的需求还会进一步增加 我国以煤为主要能源的生产和消费特征在今后 相当长的时间内都不会改变 因此 近年来国家和企业对煤矿安全生产 日益重视 加大了煤矿安全投入的强度 特别是对新建或改扩建矿井防 灭火设施的设计 审查 验收等制定了较为完善的标准 同时 加强了 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 对矿井防灭火新技术 新装备 新材料的研究和应用 极大地改善和提 高了我国煤矿防灭火技术装备水平 xx 煤业有限公司矿井位于 xx 县 xx 镇三岔村东一带 距 xx 县城直距 8km 矿井井田面积为 5 6532km2 批准开采 2 号 5 号煤层 生产能力为 1 2Mt a 据 2010 年 7 月山西省煤炭工业局综合测试中心对 2 3 5 号煤层所 作的 煤自燃倾向性鉴定报告 2 号煤层原煤吸氧量为 0 56cm3 g 自燃 倾向等级为 类 为自燃煤层 3 号煤层原煤吸氧量为 0 60cm3 g 自燃 倾向等级为 类 为自燃煤层 5 号煤层原煤吸氧量为 0 56cm3 g 自燃 倾向等级为 类 为自燃煤层 煤层最短发火期 4 个月 目前井下未发 现火区 地面未发现煤层自燃现象 根据 煤矿安全规程 第二百三十二条和 国家安全监管总局国家 煤矿安监局关于加强煤矿防灭火工作的通知 安监总煤行 2008 161 号 的规定 开采容易自燃和自燃煤层时 必须编制相应的防灭火设计 采 取综合防灭火措施 防止自燃发火 因此 xx 煤业有限公司根据矿井煤 层赋存状况 采煤方法 巷道布置 巷道支护 通风系统等实际情况开 展矿井防灭火技术及装备的研究 选用先进 实用的防灭火方法 编制 xx 煤业有限公司矿井防灭火专项设计 科学合理地制定有效的防灭火 措施 指导矿井防灭火工作 保证矿井的安全生产 1 1 设计依据设计依据 1 山西威德睦方煤矿设计咨询有限公司编制的 xx 煤业有限公司 矿井兼并重组整合项目初步设计 xx 煤业有限公司矿井兼并重组整合 项目安全专篇 2 煤矿安全规程 2012 年版 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 矿井防灭火规范 试行 煤安字 1988 第 237 号 4 煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范 AQ1055 2008 5 国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿防灭火工作 的通知 安监总煤行 2008 161 号 6 煤炭工业矿井设计规范 GB50215 2005 7 矿井通风安全装备标准 MT T5016 1996 8 煤矿自然发火标志气体色谱分析及指标气体优选方法 AQ T1019 2006 9 煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件 MT T757 1997 10 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范 AQ1029 2007 11 煤矿安全监控系统通用技术要求 AQ6201 2006 12 煤矿用注氮防灭火技术规范 MT T701 1997 13 煤矿用注浆防灭火技术规范 MT T702 1997 14 矿山救护规程 AQ1008 2007 15 矿井密闭防灭火技术规范 MT T698 1997 16 煤矿防火用阻化剂通用技术条件 MT T700 1997 17 煤矿采空区阻化汽雾防火技术规范 MT T 699 1997 18 国家和地方政府有关煤炭工业生产的法律 法规 技术政策 等 1 2 设计指导思想设计指导思想 此次矿井防灭火专项设计坚持 安全第一 预防为主 防治结合 技术可行 经济合理 的原则 严格遵循国家相关规程 规范 规定 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 根据 xx 煤业煤层赋存状况 开拓开采工艺和当地实际情况 认真分析矿 井生产各环节过程中可能引起火灾的各种因素 结合目前国内外矿井防 灭火技术现状及发展方向 借鉴国内外先进的设计思想和类似矿井防灭 火的成功经验 从提高矿井的防灭火技术 装备水平及抗灾能力出发 积极采用新技术 新工艺 新设备采取综合防灭火设计方案 建立健全 该矿的防灭火系统 完善矿井火灾防治技术措施及装备 从而保证矿井 的安全生产 防止矿井火灾事故的发生 1 3 设计主要内容设计主要内容 xx 煤业有限公司批采煤层为 2 号 5 号 矿井移交生产和达到设计能 力时投产采区为 2 号煤层一采区 共一个采区 一个综采工作面 两个 煤巷综掘工作面保证矿井 1 20Mt a 的生产能力 因此本次 矿井防灭火 专项设计 主要针对 2 号煤层开采进行设计和编制 在分析煤层地质情 况 开拓开采系统和方式 矿井通风状况基础上 主要设计以下主要内 容 1 在 xx 煤业矿井火灾风险评价的基础上 确定矿井火灾防治的 重点 遵循相关规程 规范和规定 结合矿井的实际开采情况 确定矿 井总体防灭火方案 2 对 xx 煤业开采的 2 号煤层进行现场取样 实验室测试 考察 煤样在升温氧化过程中气体生成演化规律 结合煤自燃标志气体优选原 则 确定煤层自燃标志气体 并建立健全相应的监测系统和预测预报制 度 发现自燃隐患及时采取相应的措施 3 根据矿井的实际开采情况和相关的规程 规范和规定 确定 xx 煤业在正常推进过程中自燃火灾防治采取以灌浆 喷洒阻化剂 压注凝 胶综合防灭火措施 并对防灭火系统进行详细设计 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 4 针对电气设备 带式输送机及其它原因引发的外因火灾 提出 相应的防治措施 灭火方法及装备 5 编制矿井火灾事故应急救援预案和防灭火组织管理制度 1 4 存在主要问题及建议存在主要问题及建议 1 本设计是依据现有的矿井采区设计 巷道开拓情况及通风系统 进行的 没有从巷道布置和通风系统方面进行有利于矿井防灭火的设计 2 由于没有完全掌握该矿煤自燃的特点和规律 建议在开采过程 中 进一步对各开采煤层防灭火资料进行收集 整理 掌握各开采煤层 自然发火的特点和规律 建立一支技术过硬的防灭火队伍 为以后开采 提供参考 3 设计中的部分参数是在经验的基础上就大选取 以保证满足矿 井需要 建议矿方在今后的防灭火实践中进一步总结规律 修正参数 进一步适应 xx 煤业矿井防灭火技术需要 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 2 矿井概况及安全条件矿井概况及安全条件 2 12 1 井田概况井田概况 2 1 1 位置及交通位置及交通 xx 煤业有限公司矿井位于 xx 县城北东方向 10km 的三岔村 行政区 划属 xx 县 xx 镇管辖 井田地理位置为东经 112 20 34 112 22 48 北纬 39 03 18 39 05 12 中心地理位置为东经 112 21 00 北纬 38 04 15 井田位于 xx 县东北 由简易公路与大运二级公路相连 至大运二级 公路直距 4km 运距 5 km 向北可至 xx 镇 朔州 大同 向南至 xx 县城 原平 忻州 太原 北同蒲铁路经过 xx xx 站 距北同蒲铁路 xx 煤炭 集运站直距 4km 运距 5 km 交通运输条件较为方便 2 1 2 地形地貌地形地貌 本井田地处云中山北端 地貌上属剥蚀断块低中山区 区内地形东 高西低 区内沟谷切割严重 区内最高点位于井田的东北部 海拨 1693 0m 最低点位于井田的西部 海拔1398m 相对高差295m 区内无 常年流水性河流 沟谷中仅在冰雪消融时及雨季有短期地表径流 井田 位于云中山脉北端与恒山山脉西南端的交汇处 为典型的黄土 基岩切 割型中山 丘陵地形地貎 井田内沟谷山梁发育 按其形态类型分为侵 蚀地形及堆积型地形 前者占绝对优势 2 1 3 河流水系河流水系 本井田属于海河流域 永定河水系桑干河支系 恢河支流 恢河为 区域内第二大河流 发源于云中山脉北麓分水岭 经xx县城 xx镇向北 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 汇入桑干河 该河位于本井田西部 属季节性河流 以它为主要河道的 水系呈羽毛状 本井田的冲沟平时干涸无水 只在雨季汇聚洪水 并从 不同方向排出后均向西汇入恢河 该河雨季流量增大 遇大雨则洪流暴 发 携带大量泥沙向下游直泻 雨后流量锐减 7 9月份流量占全年总 流量的50 70 枯水的冬 春季节流量甚小 主要靠泉水 生活用水 工业废水等汇成细流 2 1 4 气象气象 本区属大陆性中温带季风气候 为干旱地区 气温变化昼夜悬殊 四季分明 降雨量较小 多呈干旱状态 冬春两季多西北风少雪雨 而 夏季雨量集中 有时出现洪涝 冰雹灾害 年平均气温6 2 1月份最 低 平均为 9 9 极值为 24 2 7月份最高 平均为20 极值为 34 8 平均温差29 9 一般降至0 时间在10月中旬 回升至0 的 时间在翌年4月中旬 年平均降水量为468 1mm 最大降水量在7月份 为 744 8mm 最小在1月份 为4 5mm 水量主要集中于7 8 9月份 占全 年的59 蒸发量年平均为1902 3mm 蒸发量大于降水量 气候特别干燥 初霜期在10月上旬 终霜期在翌年3月底 平均无霜期194天 初雪期平 均为11月下旬 终雪期为翌年3月底 一次最大积雪厚度为1 30m 最早 冻结在11月中旬 最晚解冻为翌年4月 井田内最大冻土深度为1 50m 风向多为西北风及西风 风速历年平均3 1m s 最大月 3 5月 平均 4 3m s 最小月 8月 平均2 2m s 2 1 5 地震地震 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 附录A 中国地震 动峰值加速度区划图 本区地震动峰值加速度为0 15g 对应的地震基 本烈度值为 度 历史记载本区内曾发生过多次地震 较大的为1683年 11月22日原平7级地震 1961年10月27日xx东寨4 5级地震 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 22 2 兼并重组整合前各矿井生产现状兼并重组整合前各矿井生产现状 xx 煤业有限公司由山西 xx 泰华煤业有限公司 原山西 xxxx 煤业有 限公司及部分空白区兼并重组整合而成 兼并重组后批准开采石炭系太 原组 2 5 煤层 井田面积为 5 6532km2 井田面积新增 2 3865km2 生产 规模为 120 万吨 年 净增能力为 15 万吨 年 1 原生产矿井生产情况 原山西 xxxx 煤业有限公司 始建于 1981 年 1986 年投产 2006 年 11 月山西省国土资源厅换发新的采矿许可证 证号为 1400000622592 批准开采 2 5 号煤层 批采标高 1590 1050m 有效期至 2009 年 11 月 2004 年前开采 5 号煤层 2008 年 1 月山西省煤炭工业局换发新煤炭生产 许可证 证号 201422271324 批采 2 号煤层 采用主斜井 副斜井及回 风斜井联合开采 2 号煤层 井筒特征见表 6 1 生产能力为 21 万 t a 采 煤方式为走向长壁式 采煤方法为悬移支架放顶煤开采 全部垮落法管 理顶板 大巷采用皮带运输 中央并列式通风 掘进工作面采用压力式 局扇供风 矿井正常涌水量为 8m3 h 最大涌水量 12m3 h 原原山西山西 xxxxxxxx 煤业有限公司煤业有限公司井筒特征值一览表井筒特征值一览表 井筒坐标 54 井筒 XY 井口 标高 方位 坡度 主斜井4326634 53219618268 5071545 4987718 副斜井4326527 27019618654 2061586 10410520 回风斜井4326454 00019618760 0001602 00032528 原山西 xx 泰华煤业有限公司是 2006 年资源整合 xx 县长城联营煤矿 单独保留矿井 为 xx 镇集体企业 始建于 1996 年 2 月 2001 年投入生 产 设计生产能力 21 万 t a 实际生产能力为 21 万 t a 原批准开采石 炭系太原组 2 5 号煤层 2 号煤层进行了局部开采 但经取样化验分析 2 号煤层灰分高 2006 年 11 月山西省国土资源厅颁发新的采矿许可证 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 证号 1400000622922 只批准开采石炭系太原组 5 号煤层 该矿采用斜井 开拓 井筒特征见下表 采煤方式为仓房后退式炮采 采区采用木支护 通风采用中央并列抽出式通风 排水方式为 1 5 寸离心式潜水泵 主井 大巷采用防爆灯照明 工作面用矿灯照明 井下涌水量为 10m3 h 15 m3 h 原山西原山西 xx 泰华煤业有限公司井筒特征值一览表泰华煤业有限公司井筒特征值一览表 井 筒 坐 标 54 井筒 XY 井口标高 m 提 升方位 井筒坡度 主斜井 4328230 00019618930 0001527 32029729 回风斜井 4328025 30819619345 3701585 44032618 副斜井 4327580 42919618595 5161512 12928623 2 现基建矿井情况 矿井正在基建 采用斜井开拓 新掘主斜井 方位 248 倾角 16 已掘进斜长 812m 净宽 4 8m 净断面 15 72m2 装备 1m 宽带式输 送机 设检修道 担负矿井的主提升任务 设有台阶 兼作矿井的进风 井和安全出口 新掘副斜井 方位 248 倾角 14 已掘进斜长 733m 净宽 4 5m 净断面 17 2m2 装备单轨吊车 担负矿井的材料 矸石 人员等 辅助提升任务 设有台阶 作为矿井的进风井兼安全出口 新掘回风立井直径 5 5m 净断面 23 74m2 已掘进垂深 311 4m 装 备梯子间 担负矿井的回风任务兼安全出口 井井筒特征值一览表筒特征值一览表 表表 6 3 井筒坐标 80 井筒 XY 井口 标高 方位 坡度 主斜井4326701 69719617007 6351417248 16 副斜井4326727 36219616976 1181417248 14 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 回风立井4326866 99919617679 0001481 142 本矿供电系统采用双回路供电 分别是 xx 县马家湾变电站和七里洼 煤矿专线 设计选用 3 台 MD155 30 8 型离心水泵 额定流量 155m3 h 总扬 程 240m 2 32 3 周边矿井周边矿井 xx 煤业有限公司井田西北部为同煤集团新建北辛窑煤矿 北部为原 山西 xx 泰华煤业有限公司北部部分井田 南部为山西 xx 榆树坡煤业有 限公司 东部为空白区 同煤北辛窑煤矿为同煤集团新规划井田 未开拓 与本井田无越界 开采 对本井田开采无影响 山西 xx 榆树坡煤业有限公司位于井田南部 由原山西 xx 榆树坡煤 业有限公司和 xx 县 xx 三岔煤矿兼并重组而成 原山西 xx 榆树坡煤业有 限公司正常涌水量 1 5m3 h 最大涌水量 5m3 h 为低瓦斯矿井 煤尘有 爆炸性 自燃倾向等级为 级 为自燃煤层 与本井田无越界开采 其采 古 空区在其井田的南部 采煤标高低于本井田煤层标高 积水对本 井田没有影响 原 xx 县 xx 三岔煤矿矿井涌水量为 5 15m3 h 采用一对 斜井开采 2 号煤层 为低瓦斯矿井 2 号煤层为 级自燃 煤尘有爆炸性 该矿于 2007 年已关闭 在多年的开采过程中未发生水患事故 相邻煤矿 之间留有边界保安煤柱 采煤标高低于本井田煤层标高 积水对本井田 没有影响 原山西 xx 泰华煤业有限公司是 2006 年资源整合 xx 县长城联营煤矿 单独保留矿井 原批准开采石炭系太原组 2 5 号煤层 2006 年后只批 准开采石炭系太原组 5 号煤层 井下涌水量为 10m3 h 15 m3 h 2 5 号 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 煤层均形成采空区 采空区内有积水存在 位置及范围见矿井充水性图 兼并重组后井田外 2 号煤层采空区积水面积约为 13815m2 积水量约为 27154m3 5 号煤层采空区积水面积约为 27348m2 积水量约为 88903m3 详见表 6 6 井田外原山西 xx 泰华煤业有限公司 2 5 号煤层 采空区积水对本井田有开采有影响 2 42 4 矿井地质矿井地质 2 4 1 井田地层井田地层 井田内大面积被新生界第四系地层覆盖 石炭系上统太原组 C3t 二叠系下统山西组 P1s 下石盒子组 P1x 上统上石盒子组 P2s 地 层在沟谷两侧局部出露 根据区域资料及钻孔揭露 井田内赋存地层由 老至新为奥系中统上马家沟组 O2s 石炭系中统本溪组 C2b 上统太 原组 C3t 二叠系下统山西组 P1s 下石盒子组 P1x 上统上石盒 子组 P2s 及第四系上更新统 Q3 全新统 Q4 地层 现由老到新分 述如下 1 奥陶系中统上马家沟组 O2s 井田内未出露 主要出露在区外西部边缘 即西马坊 红梁岩一线 为一套陆相碎屑岩沉积 主要为灰绿 黄绿色细粒 中粒长石石英砂岩 组成 钾长石 斜长石均有 普遍含绿帘石 厚度 331m 左右 该层为一套浅海相的碳酸盐岩建造 为含煤岩系的沉积基底 岩性 为灰黄色泥灰岩 黄色 黄绿色白云质灰岩 灰岩 角砾状灰岩 豹皮状 灰岩 钙质泥岩 受侵蚀作用上部多呈黄色不规则的砾状和团块状灰岩 本组地层厚度大于 200m 2 石炭系中统本溪组 C2b 平行不整合于奥陶系侵蚀面之上 为一套海陆交互相的铁铝岩建造 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 主要由山西式铁矿 铁铝岩 铝土岩 铝土质泥岩 砂质页岩及煤层组 成 本组地层厚 17 33 39 90m 平均 21 27m 3 石炭系上统太原组 C3t 连续沉积于下伏本溪组之上 为一套海陆交互相含煤建造 为井田 内主要含煤地层 底部为灰白色中粗砂岩 K1 厚 2 73 11 50m 平均 6 16m 成分以石英为主 次为长石 并含黑色矿物及黄铁矿团块 厚度 变化较大 但层位稳定 位于 K1 砂岩以上为 6 号薄煤层及厚度大 全区稳定可采的 5 号煤层 在 5 号煤层以上有一层不稳定泥灰岩 质不 纯 表明本组地层属海陆交互沉积 泥灰岩以上主要为砂岩 砂质泥岩 及 3 4 5 上号薄煤层 2 号煤层位于其顶部 也为本区主要可采煤层 煤层以下为灰白色厚层砂岩 成分以石英为主 长石次之 含燧石及云 母片 钙质胶结 局部含铁质结核 此层砂岩在本区沉积稳定 为区别 本组上部地层的良好标志 本组地层厚 82 93 122 95m 平均 94 42m 4 二叠系下统山西组 P1s 连续沉积于下伏太原组地层之上 岩性以灰色 灰白色砂岩为主 上部地层多为浅灰色粘土砂质泥岩或粉砂岩 顶部含薄煤层 2 3 层均不 稳定 底部与太原组分界砂岩 K2 为灰白色中 粗粒砂岩 厚 1 55 19 35m 平均 7 52m 成分以石英为主 长石次之 并含少量燧石及 黑云母片与煤屑 具断续的斜层面 此层砂岩厚度变化较大 但层位稳 定 有时直接覆盖于 2 号煤层上 成为 2 号煤层的直接顶板 本组地层 厚度为 31 05 81 52m 平均 50 42m 5 二叠系下统下石盒子组 P1x 连续沉积于下伏山西组地层之上 为黄绿色和杏黄色陆相沉积岩系 可分为二个岩段 第一段为黄绿色和灰绿色厚层状硬砂岩 黄绿色和灰 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 绿色砂质页岩及少量黑色页岩 下部偶含煤线及炭质页岩 第二段以黄 绿和杏黄色厚层状石英砂岩 黄绿和紫红色砂质页岩为主 中夹少量灰 色和黄绿页岩 底部分界砂岩偶含砾石 本组地层厚度为 99 45 152 0m 平 均约为 121 36m 6 二叠系上统上石盒子组 P2s 连续沉积于下伏地层之上 为黄绿色 杏黄色 紫色 暗紫色 兰 紫色砂质泥岩 砂岩 泥岩互层 底部为黄绿色 灰白色厚层状粗砂岩 K4 以长石 石英为主 该组地层在本井田内发育不全 在本井田内 赋存的厚度为 0 205 70m 7 第四系上更新统 Q3 不整合覆盖于不同地质时代的基岩之上 由黄色 灰黄色亚砂土 黄土及近代河谷砂砾层组成 黄土结构松散 颗粒均匀 具孔隙 夹灰 褐色古土壤 厚度 0 26 45m 平均 16 67m 8 第四系全新统 Q4 由冲洪积 残坡积物组成 主要分布于河谷 厚 0 5m 2 4 2 构造构造 本井田位于宁静向斜的东翼北部 井田内地层总体形态呈单斜构造 地层走向为 NNE 倾向 NWW 倾角 5 35 地层产状沿倾向有一定变 化 浅部倾角较大 深部变缓 井田内发育宽缓的褶曲 有两个背斜和 一个向斜构成 背斜枢纽近东西向 向斜轴部被 DF5 断层错开 井田内断层发育 收集中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院对井 田的三维地震勘探资料及邻区北辛窑煤矿资料 井田测区内共发育有断 层 30 条 其中 DF28 DF29 DF30 为北辛窑煤矿资料 均为正断层 落差大于 10m 的断层 11 条 DF5 DF6 DF7 DF9 DF12 DF13 DF14 DF20 DF21 DF22 DF28 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 落差大于等于 5m 小于 10m 的断层 10 条 DF4 DF8 DF16 DF17 DF18 DF23 DF24 DF25 DF29 DF30 落差小于 5m 的断层 9 条 DF1 DF2 DF3 DF10 DF11 DF15 DF19 DF26 DF27 详见表 3 1 综上所述 井田构造复杂程度为中等 2 4 3 煤层煤层 1 含煤性 石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为井田内含煤地层 共含煤 6 层 编号由上到下为 1 2 3 5 上 5 6 号 其中石炭系上统太原组为 井田内主要含煤地层 该 6 层煤又分为山西组 1 号煤 太原组 2 3 5 上 5 6 号煤 其中 2 5 号煤层为稳定可采煤层 3 5 上 6 号煤层为 局部可采煤层 其它煤层均不可采 井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组 C3t 厚 82 93 122 95m 平均 94 42m 主要由灰色 灰黑色泥岩 灰色 灰白 色砂岩及煤层组成 底部为灰白色 局部为褐色 中细粒砂岩 K1 成 分以石英为主 泥质胶结 含黑色燧石 由下往上 粒度由粗变细 为 正粒序 底部常含砾石 本组含煤 2 3 5 上 5 6 号 其中 2 5 号煤 全区稳定可采 5 号煤层位于本组地层的下部 厚 5 67 16 30m 平均 12 02m 2 号煤层位于本组地层顶部 厚 4 25 9 60m 平均 7 47m 3 号 煤层厚 0 2 45m 平均 0 68m 4 号煤层厚 0 1 00m 平均 0 30m 5 上号煤 层厚 0 3 40 m 平均 0 65m 6 号煤层厚 0 3 04m 平均 0 88m 3 5 上 6 号煤层为局部可采的不稳定煤层 4 号煤层为不可采煤层 本组地层煤 层总厚平均 22 00m 含煤系数 23 30 可采煤层平均总厚 19 49m 可 采含煤系数为 20 64 山西组平均厚度为 50 42m 煤层平均总厚 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 0 38m 含煤系数为 0 75 详见煤层发育情况表 4 1 煤层发育情况表煤层发育情况表 层位 煤层 编号 厚度 最小 最大 平均 m 煤层间距 最小 最大 平均 m 夹石 层数 结构稳定性可采性 P1S1 0 0 50 0 38 0简单不稳定不可采 7 85 51 2 24 46 2 4 25 9 60 7 47 1 6 较复 杂 稳定全区可采 3 50 25 95 14 55 3 0 2 45 0 68 0 1简单不稳定局部可采 15 02 31 90 23 00 4 0 1 00 0 30 0简单不稳定不可采 8 35 18 90 13 13 5 上 0 3 40 0 65 0 1简单不稳定局部可采 1 71 18 15 6 21 5 5 67 16 30 12 02 2 6 简单 复杂 稳定全区可采 1 20 8 50 3 64 C3t 6 0 3 04 0 88 0 1简单不稳定局部可采 2 可采煤层 井田内 2 5 号煤层为太原组稳定可采煤层 3 5 上 6 号煤层为局部 可采的不稳定煤层 2 号煤层位于太原组顶部 煤层厚度为 4 25 9 60m 平均 7 47m 可 采性指数 1 厚度变异系数 15 07 煤层赋存稳定 含 1 6 层夹矸 结 构较复杂 单层夹矸厚 0 15 0 90m 老顶为 K2砂岩 直接顶板为泥岩 底 板为泥岩 属全井田赋煤区稳定可采煤层 3 号煤层位于太原组上部 煤层厚度为 0 2 45m 平均 0 68m 井田 内局部可采 含 0 1 层夹矸 结构简单 单层夹矸厚 0 22 0 40m 顶板 为泥岩 底板为砂质泥岩 属井田赋煤区不稳定局部可采煤层 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 5 上号煤层位于太原组下部 煤层厚度为 0 3 40m 平均 0 65m 井 田内局部可采 含 0 1 层夹矸 结构简单 单层夹矸厚 0 21 0 50m 顶 板为砂质泥岩 底板为砂质泥岩 属井田赋煤区不稳定局部可采煤层 5 号煤层位于太原组下部 下距 K1砂岩平均 14 5m 煤层厚度为 5 67 16 30m 平均 12 02m 可采性指数 1 厚度变异系数 21 44 含夹 矸 2 6 层 结构较复杂 单层夹矸厚 0 10 0 64m 顶板为砂质泥岩 底 板为泥岩 本层属全井田稳定可采煤层 6 号煤层位于太原组底部 煤层厚度为 0 3 04m 平均 0 88m 井田 内局部可采 含 0 1 层夹矸 结构简单 单层夹矸厚 0 20 0 57m 顶板 为泥岩 底板为砂质泥岩 属井田赋煤区不稳定局部可采煤层 2 4 4 煤质煤质 1 煤的物理性质及宏观煤岩类型 2 号煤层呈深灰 褐黑色 沥青光泽为主 少数玻璃光泽 无内生裂 隙 节理 均一状 条带状结构 致密块状构造 2 号煤层视密度为 1 44 g cm3 2 号煤层以暗煤 亮煤为主 宏观煤岩类型 2 号煤以半暗 暗 淡型煤为主 夹有少量半亮型煤 5 号煤呈黑 深黑色 玻璃 金刚光泽 断口呈参差状 节理及内生裂 隙不发育 条带状 条纹状结构 层状构造 平行层理发育 5 号煤层视 密度为 1 44 g cm3 5 号煤层以亮煤 暗煤为主 其次为镜煤 丝炭少见 宏观煤岩类型 2 号煤以半暗 暗淡型煤为主 夹有少量半亮型煤 5 号煤以半亮 半暗 型煤为主 其次为暗淡型煤 2 显微煤岩特征 根据山西省煤炭工业局综合测试中心 2008 年 11 月 13 日煤岩鉴定报 告 2 5 号煤层有机组分以镜质组 惰质组为主 其次为壳质组 无机组 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 分以粘土矿物为主 黄铁矿少量 2 号煤镜质组最大反射率 R0max 为 0 73 5 号煤镜质组最大反射率 R0max 为 0 78 其变质程度属于 阶段 显微煤岩组分含量表 有机组分无机组分 组 分 煤层 镜质 组 惰质 组 壳质 组 其它 粘土 类 硫化物 类 碳酸盐 类 氧化 物 其它 247 0341 5511 429 203 20 541 7839 9118 318 806 00 4 化学性质 井田内各煤层的煤质特征分述如下 2 号煤层 水分 Mad 原煤 0 70 4 48 平均 1 63 浮煤 1 64 2 99 平均 2 27 灰分 Ad 原煤 7 09 37 08 平均 22 52 浮煤 5 14 10 33 平均 8 33 挥发分 Vdaf 原煤 37 11 43 11 平均 39 39 浮煤 36 07 41 74 平均 39 17 全硫 St d 原煤 0 45 2 45 平均 1 22 浮煤 0 72 2 55 平均 1 39 固定碳 FC d 原煤 35 80 58 17 平均 47 06 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 浮煤 57 25 58 11 平均 57 68 发热量 Qgr d 原煤 19 63 30 97MJ kg 平均 25 11MJ kg 浮煤 29 93 32 04MJ kg 平均 30 80MJ kg 焦渣特征 CRC 2 5 原煤 2 0 5 0 平均 4 49 浮煤 2 67 6 0 平均 5 10 粘结指数 GR I 浮煤 1 0 67 0 平均 38 79 胶质层厚度 浮煤 Ymm 3 10 0 平均 7 43mm Xmm 45 50 59 0 平均 51 56mm 3 号煤层 水分 Mad 原煤 1 17 1 33 平均 1 27 浮煤 2 28 2 48 平均 2 40 灰分 Ad 原煤 13 22 25 76 平均 17 75 浮煤 7 35 8 54 平均 8 04 挥发分 Vdaf 原煤 33 50 40 00 平均 36 51 浮煤 38 48 38 69 平均 38 61 全硫 St d 原煤 1 43 1 60 平均 1 54 浮煤 1 18 1 87 平均 1 58 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 固定碳 FC d 原煤 44 54 57 71 平均 52 36 发热量 Qgr d 原煤 23 64 29 22MJ kg 平均 27 20MJ kg 焦渣特征 CRC 原煤 5 0 粘结指数 GRI 浮煤 18 0 61 0 平均 39 00 胶质层厚度 浮煤 Ymm 6 00mm Xmm 56 00mm 5 上号煤层 水分 Mad 原煤 0 79 1 91 平均 1 44 浮煤 1 97 2 46 平均 2 22 灰分 Ad 原煤 9 70 30 72 平均 21 01 浮煤 6 44 7 90 平均 7 01 挥发分 Vdaf 原煤 34 69 43 66 平均 39 18 浮煤 36 24 38 15 平均 36 99 全硫 St d 原煤 1 10 3 14 平均 2 09 浮煤 1 64 2 24 平均 2 04 固定碳 FC d 原煤 39 04 58 95 平均 48 35 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 浮煤 59 66 发热量 Qgr d 原煤 21 90 29 69MJ kg 平均 25 48MJ kg 浮煤 24 86MJ kg 焦渣特征 CRC 原煤 4 0 5 0 平均 4 67 浮煤 4 0 6 0 平均 5 00 粘结指数 GRI 浮煤 39 0 65 0 平均 52 33 胶质层厚度 浮煤 Ymm 6 0 8 0 平均 7 33mm Xmm 51 00 56 00 平均 54 33mm 5 号煤层 水分 Mad 原煤 0 63 2 34 平均 1 35 浮煤 1 19 2 81 平均 2 03 灰分 Ad 原煤 11 33 32 36 平均 21 06 浮煤 5 12 12 05 平均 8 38 挥发分 Vdaf 原煤 34 33 41 09 平均 38 21 浮煤 34 76 40 35 平均 37 85 全硫 St d 原煤 0 41 3 94 平均 1 90 浮煤 0 61 3 93 平均 1 72 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 固定碳 FC d 原煤 41 69 57 12 平均 48 77 浮煤 56 23 57 81 平均 57 02 发热量 Qgr d 原煤 21 72 29 50MJ kg 平均 26 00MJ kg 浮煤 30 31 32 12MJ kg 平均 31 26MJ kg 焦渣特征 CRC 原煤 4 0 6 0 平均 4 89 浮煤 4 25 7 0 平均 5 44 粘结指数 GR I 浮煤 15 5 82 67 平均 46 09 胶质层厚度 浮煤 Ymm 4 0 11 5 平均 8 57mm Xmm 44 0 61 67 平均 52 94mm 6 号煤层 水分 Mad 原煤 0 94 2 28 平均 1 63 浮煤 1 03 3 74 平均 2 22 灰分 Ad 原煤 9 72 31 07 平均 23 04 浮煤 6 65 10 92 平均 8 84 挥发分 Vdaf 原煤 35 82 45 45 平均 39 53 浮煤 36 50 41 37 平均 38 96 全硫 St d 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 原煤 0 61 2 37 平均 1 47 浮煤 0 60 2 24 平均 1 37 固定碳 FC d 原煤 40 31 56 65 平均 46 61 发热量 Qgr d 原煤 21 96 30 57MJ kg 平均 25 00MJ kg 浮煤 30 00 31 85MJ kg 平均 30 53MJ kg 焦渣特征 CRC 原煤 4 0 5 0 平均 4 67 浮煤 5 0 6 0 平均 5 44 粘结指数 GRI 浮煤 13 0 62 0 平均 38 11 胶质层厚度 浮煤 Ymm 5 0 10 0 平均 7 50mm Xmm 48 00 61 00 平均 52 63mm 5 煤的风氧化 本井田范围内只有 2 号煤层露头 3 5上 5 6 号煤层露头在井田 外 2 号煤层露头依据实地填图 煤层底板与基岩的位置关系确定的 2 号煤露头不同程度的遭受风化剥蚀作用 使煤的物理 化学及工艺性能 均发生一系列变化 风化煤的宏观物理特征主要表现为煤的颜色变浅呈 灰黑色 光泽暗淡 质地疏松 本井田 2 号煤层以 30m 平距内推为风氧 化带 6 煤质及煤的工业用途 本井田 2 号煤层为气煤 3 号煤层为气煤 5 上号煤层为气煤 5 号 煤层为气煤 6 号煤层为气煤 但各煤层灰分较高 硫分较高 可选性等 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 级为极难选 2 3 5 上 5 6 号煤层主要做为动力用煤 2 52 5 安全条件安全条件 2 5 1 矿井瓦斯矿井瓦斯 河南理工大学 2011 年 10 月给 xx 煤业有限公司 2 5 煤层做了瓦斯 涌出量预测工作 通过对井下 2 煤层 6 个地点取样分析 xx 煤业有限公 司 2 煤层瓦斯中的甲烷 CH4 组分为 1 16 4 36 二氧化碳 CO2 组 分为 10 23 21 04 氮气 N2 组分为 71 41 87 65 可以看出 xx 煤 业有限公司 2 煤层的瓦斯组分以氮气 N2 和二氧化碳 CO2 为主 甲 烷 CH4 很少 处于瓦斯风化带的二氧化碳 氮气带 通过分析以往钻 孔瓦斯资料 5 煤层瓦斯中的甲烷 CH4 组分为 1 08 3 67 二氧化碳 CO2 组分为 4 12 4 71 氮气 N2 组分为 85 88 91 62 可以看 出 xx 煤业有限公司 5 煤层的瓦斯组分以氮气 N2 为主 甲烷 CH4 和二氧化碳 CO2很少 处于瓦斯风化带的氮气带 xx 煤业有限公司已揭露的 2 号煤层最大埋深约 263 10 m 而矿井 2 号 煤层最大埋深 420 m 左右 2 煤层瓦斯含量与埋深关系呈线性关系 线 性方程为 y 0 0026x 0 0690 其中 y 为煤层瓦斯含量 单位 m3 t x 为煤 层埋深 单位为 m 瓦斯含量随埋深增长梯度为 0 26 m3 t 100m 因此计 算得出井田范围内最大埋深处 420 m 煤层瓦斯含量约为 1 02m3 t 由 此可以看出 2 煤层埋深 420m 范围内属于瓦斯风化带 xx 煤业有限公司已揭露的 5 号煤层最大埋深约 393 40 m 而矿井 5 号煤层最大埋深 470 m 左右 可以看出 5 煤层瓦斯含量与埋深关系呈线 性关系 线性方程为 y 0 0046x 1 1067 其中 y 为煤层瓦斯含量 单位 m3 t x 为煤层埋深 单位为 m 瓦斯含量随埋深增长梯度为 0 46 m3 t 100m 因此计算得出井田范围内最大埋深处 470 m 煤层瓦斯含量 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 约为 1 06m3 t 由此可以看出 5 煤层埋深 470m 范围内属于瓦斯风化带 xx 煤业有限公司开采 2 煤层 达产时矿井最大绝对瓦斯涌出量为 10 76m3 min 最大相对瓦斯涌出量为 4 26m3 t xx 煤业有限公司开采 5 煤层 达产时矿井最大绝对瓦斯涌出量为 11 33m3 min 最大相对瓦斯涌出量为 4 49m3 t 本次矿井瓦斯涌出量预测结果是在乘以矿井瓦斯涌出不均衡系数 1 2 的基础上得到的 按照 煤矿安全规程 第 133 条的规定 xx 煤业有限公司开采 2 5 煤层期间属低瓦斯矿井 随着 2 5 煤层开采深度的加大 要加强 2 5 煤层及其邻近层的 瓦斯含量和瓦斯组分的测定工作 特别需要指出的是 由于 xx 煤业有限 公司 5 煤层无法下井取样 预测时采用地勘钻孔瓦斯资料 因此预测的 结果具有一定的局限性 为了安全起见 在生产过程中 要不断的检验 和修正 5 煤层的矿井瓦斯涌出量预测结果 2 5 2 煤尘爆炸性煤尘爆炸性 据 2010 年 7 月山西省煤炭工业局综合测试中心对 2 3 5 号煤层所作的煤尘爆炸定性 分析和特性参量 本井田 2 5 号煤层煤尘有爆炸性 煤尘爆炸化验分析表煤尘爆炸化验分析表 化验项目2 号煤层3 号煤层5 号煤层 火焰长度 mm 400 400 400 岩粉用量 757575 煤尘爆炸 定性分析 有无爆炸性有有有 煤尘云最大爆炸压力 Mpa0 710 710 72 最大压力上升速率 Mpa s43 4144 0944 93 煤尘云爆炸下限浓度 g m3101010 煤尘爆炸 特性参量 煤尘云最低着火温度 610590570 此文