现代煤矿安全设计手册

目录前言1第一章矿井概况及安全条件5第一节井田概况5第二节安全条件7第三节矿井设计概况17第二章矿井通风35第一节概述35第二节矿井通风36第三节降温措施及设备选型48第三章粉尘灾害防治49第一节粉尘49第二节防尘措施50第三节防爆措施54第四节隔爆措施55第五节矿井地面生产系统防尘56第四章瓦斯灾害防治58第一节瓦斯概述58第二节防爆措施58第三节隔爆措施65第四节开采煤与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的防突措施68第五节矿井瓦斯抽放70第五章矿井防灭火88第一节概述88第二节开采煤层自燃预测及防治措施88第三节井下外因火灾防治93第六章矿井防治水104第一节矿井水文安全条件分析104第二节矿井防治水措施107第三节井下防治水安全设施116第七章井下其它灾害防治119第一节顶板灾害防治及装备119第二节开采冲击地压煤层的措施125第三节爆炸材料库125第四节提升运输事故防治措施及装备130第五节电气事故防治措施142第八章矿井安全监控149第一节概述149第二节安全监测、监控和传输设备选择157第三节监测、监控设备传感器布置159第四节矿井各类传感器装备量161第五节矿井安全监控系统运行可靠性分析161第六节安全监测监控系统管理制度165第九章矿井安全检测及其它装备、矿山救护队167第一节矿井安全检测及其它装备167第二节矿山救护队169第三节矿山保健设施172第十章劳动定员和概算174第一节安全劳动定员174第二节概算179前言一、编制本设计的依据1、贵州省国土资源厅2006年12月5日下发的黔国土资储备字2006128号关于贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告矿产资源储量评审备案证明文件。2、贵州省国土资源勘测规划院黔国土规划院储审字2006164号贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告矿产资源评审意见书。3、贵州省毕节地区国土资源局文件（毕地国土资呈【2006】54号），关于上报我区煤炭资源整合中省厅同意的68家新设矿权矿区范围及请求帮助协调评审的请示。4、贵州省煤炭管理局、贵州省发展和改革委员会、贵州省经济贸易委员会、贵州省国土资源厅、贵州省煤矿安全监察局、贵州省环境保护局文件（黔煤办字【2006】97号）,关于毕节地区八县（市）煤矿整合、调整布局方案的批复意见。5、贵州省国土资源厅文件（黔国土资发【2007】10号）关于办理关于毕节地区八县煤矿整合、调整布局方案的批复意见（黔煤办字【2006】97号）中解决农村生活用煤煤矿采矿权登记手续的通知。6、贵州省国土资源厅2007年5月20日颁发的赫章县平山煤矿采矿许可证。7、贵州宏景矿产资源开发服务有限公司2007年4月提交的赫章县平山煤矿开采方案设计说明书及相关图件。贵州省煤炭管理局委托毕节地区煤炭管理局对赫章县平山煤矿开采方案设计的评审及批文。8、煤炭工业小型煤矿设计规范。（2007版）9、煤矿安全生产条件基本规定。10、国务院关于预防迈矿生产安全事故的特别规定11、国家煤矿安全监察局颁发的煤安监监一字200265号关于印发煤矿（井工露天）开采方案设计安全专篇编制内容的通知文件；12、国务院办公厅“关于进一步加强煤矿安全生产工作的通知”，国办法200358号；13、国务院办公厅“关于深化安全生产专项整治工作的通知”，国办法200360号；14、国家安全生产监督局，国家煤矿安全监察局令第五号，200374；15、中华人民共和国国务院颁发的煤矿安全监察条例；16、原中国统配煤矿总公司颁发的矿井通风安全监测装置使用管理规定；17、原煤炭工业部颁发的煤矿救护规程；18、煤矿安全规程（2006版）；19、相邻矿井的瓦斯鉴定报告，煤尘爆炸性鉴定报告，煤炭自燃倾向性鉴定报告。20、相关法律、法规及有关规程、规范。二、设计指导思想本安全专篇是依据煤炭法、安全生产法和煤矿安全监察条例以及国家有关安全生产法律、法规、设计规范、安全装备标准等进行编制，其目的是为了保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故发生，使矿井的安全生产装备符合国家有关法律、法规、设计规范、安全装备标准规定，使矿井在实施安全生产管理中有据可查，为矿井的安全生产管理营造良好的硬件、软件环境，使其具备良好的安全生产条件。严格按照该安全专篇实施后，在矿井的安全生产中，将有利于矿井尽早发现隐患、并靠自身装备和能力及时消除隐患，有利于矿井的安全生产。三、设计的主要特点及安全评价1设计的主要特点该矿性质为解决民用煤问题的农村自用煤矿变更为合法矿井，原矿井巷道布置混乱,生产能力小,形成的采空区基本位于巷道两侧；目前在矿区东翼有一工业场地，井下仅有一提升巷可以改造利用，其它巷道基本无利用价值。目前根据矿区范围内的地形地貌特点，交通运输情况，煤层赋存及出露情况以及矿井建设所需工业场地大小；经设计人员多次现场踏探，结合业主意见，可以征地的情况，矿井开拓方案如下本矿区所属区域总体上，煤层间距大，所以采取分层开采，先开采上部M18煤层，最后开采下部M73煤层。在矿区走向东部,利用原有工业场地布置工业场地，在工业场地布置主斜井、副斜井；主斜井倾角平均8，方位角69；副斜井利用现有巷道改造，副斜井倾角平均7，方位角70。回风斜井平均22，方位角102；运输下山、轨道下山与回风斜井平行，轨道下山布置于M18煤层中，运输下山布置于M18煤层底板中。两下山上部直接连接主斜井、副斜井。在此布置第一水平井底车场、井底水仓、硐室等巷道。回风斜井与主斜井同时施工。矿井采用一个水平布置。矿井划分两个采区。划分为一个水平，M18煤层为一采区，M73煤层为二采区。后期开采M73煤层，在M73煤层露头线附近新作工业广场，沿M73煤层布置主斜井、副斜井、回风斜井。利用三井筒作采区下山，采区布置双翼开采。矿井采区系统形成后，即可布置回采面进行回采。首采工作面为一个，11801布置在一采区东翼M18号煤层内，11801运输巷与主斜井相连，11801回风巷与回风下山相连，构成回采面进行回采；同时准备一采区西翼的11802运输巷和11802回风巷掘进头，形成完整的一个采区生产系统。通风方式为边界抽出式。该方案开拓系统平、剖面图详见图。矿井以一个炮采工作面，两个掘进头满足9万吨年设计能力，采煤方法采用走向长壁式后退采煤法，矿井工业场地设在主斜井井口附近。本方案新建井巷工程量为2910M（其中岩巷1375M）。根据贵州省煤炭管理局等六厅（局）文件，黔煤办字【2006】97号，关于毕节地区八县（市）煤矿整合、调整布局方案的批复意见。贵州省国土资源厅2007年5月20日颁发的赫章县平山煤矿采矿许可证。平山煤矿已经进行了开采方案设计，设计能力为9万吨年。现委托我公司编制平山煤矿安全专篇设计。1）采掘机械化及运输方式回采工作面的设备配备如下采煤工作面采用放炮落煤，刮板运输机运煤，运输巷采用胶带运输机运输。采用DZ2230100型单体液压支柱配HDJA1000金属铰接顶梁进行支护。掘进工作面设备配备如下配煤电钻、岩石电钻进行掘进，采用BBZ141型探水钻探放水，DSFA5型局部通风机供风。2）地面生产系统及辅助设施原煤出井后，装车（汽车）外运。井下矸石前期通过矿车运至矿井工业广场作为平场填方用，后期矸石通过窄轨铁路运至矿井排矸场地排弃。矿井矸石暂不考虑综合利用，废弃后复土、植树进行绿化。矿井机电设备的大、中修理可委托邻近机修厂完成，矿井仅设小型机修车间。3）产品加工方案矿区内M18煤层原煤属中灰、低硫、特高热值煤，牌号为无烟煤。M73煤层原煤均属中灰、低硫、高热值煤，牌号为无烟煤。本矿井的煤炭产品是原煤，煤炭主要满足当地民用煤的需求，销售产品为原煤，暂不考虑深加工。由于本矿原煤主要作动力用煤和原料用煤，原煤不经洗选就可满足用户要求，故本矿暂不建洗选厂，只依托地形建一简易筛分系统，将原煤筛分成块煤50MM、粉煤50MM，满足不同用户的需求。2安全评价按照本矿井安全专篇设计，矿井具有独立的矿井通风系统，并根据工作面瓦斯涌出情况及其它矿井配备风量的经验合理确定工作面通风风量，体现了“以风定产”；采用技术先进的矿井监测监控系统，对矿井安全生产进行实时监测监控，以保障矿井生产安全；有效地防止煤尘的产生和积聚，且使风流中煤尘浓度满足职业卫生要求；采取积极的火灾防治措施，可有效避免井下各种火灾事故的发生；采用有效的防治水措施消除井下涌水对生产的安全影响，防止和有效处理灾害性突水的发生；有效地预防各种顶板事故，减少顶板事故伤害等。总之，按本安全专篇设计的实施，能使矿井的生产安全符合各种规程、规范和标准的要求，能较好解决矿井的安全问题。但由于煤矿安全生产的复杂性和不可预见性，生产时可结合矿井实际情况作适当修改，以满足矿井安全生产的需要。四、待解决的主要问题1加强对井田内小窑、老窑、采空区开采和积水情况的调查，并将具体位置标注在井上下对照图上，在采掘过程中，要做到“有疑必探，先探后掘”，采取有针对性的探放水措施，防止老空区对本矿的威胁；2井田深部勘探程度较低，煤层变化大，生产过程中应加强巷探工作；3有条件时，应考虑煤炭的深加工，就地增值；4本矿若另有其他与本方案中技术指标类似的设备，亦可使用，以节省投资；5在开采过程中，必须对地面建筑物进行实测上图，并留设好保护煤柱，不得进入保护煤柱下开采；6进一步作好矿井瓦斯地质工作，为矿井瓦斯管理工作提供可靠资料；7浅部小窑采空区对矿井安全生产带来严重威胁，应采取有效措施控制开采范围，严禁越界开采；8由于井田地表局部存在山体滑坡的可能，对开采可能引发的地质灾害，应加以密切的注意，采取切实可行的防范处理措施。对已在地面出现的地裂缝应做好治理工作；9由于水文地质工作程度较低，其矿井涌水量准确性较差，矿井生产建设期间应注意收集相关资料，确定矿井涌水量，以利于今后的生产。10尚未进行瓦斯鉴定报告、煤尘爆炸性鉴定、煤炭自燃倾向性鉴定、煤与瓦斯突出鉴定等工作，煤矿必须尽快进行上述几项工作。以便为矿井提供可靠安全基础资料。第一章矿井概况及安全条件第一节井田概况一、地理概况平山煤矿位于赫章县城的东面，矿山地理坐标为东经10449141045038，北纬271046271146；行政区划属赫章县平山乡管辖，平山煤矿南部距平山乡政府直距约80公里。矿区平面上呈“梯形”状，东西长1700米，南北宽1780米，面积约2759平方公里，矿山由四个拐点坐标圈定。赫章毕节的“326”国道从平山煤矿的南面约80公里处通过，由平山煤矿至赫章县城约30KM，由平山煤矿至平山乡政府直距约80KM，区内有简易的乡村公路同326国道相通，交通方便（详见交通位置图）。该区位于云贵高原乌蒙山区，属高原侵蚀地貌，地形切割强烈，地势北东高南西低，区内海拔标高1802513458M，最高点位于矿区北西部，海拔标高18025M；最低点位于矿区南西部，海拔标高13458M，相对高差4567M。矿区地形较陡，属中低山地貌。有公路、居民点分布于矿区西北侧。含煤地层多被第四系坡积物覆盖。矿区所处位置在水系上属长江水系乌江上游六冲河流域，水流汇入矿区北东的六冲河。区内冲沟发育，并呈树枝状分布，雨季溪水暴涨，枯水季节流量小至干枯。该区属亚热带季风气候区。据赫章县气象局资料，最高气温341，最低气温96，年平均气温13，无霜期为每年265天，年平均降水量为12435MM，多集中在68月，此段时间内将雨量累计可达670680MM。平均风速为23MS，最高风速为200MS。年平均相对湿度为78。据中国地震裂度区划图（GB193062001）,区内地震基本裂度为VI度。二、主要自然灾害矿区主要自然灾害有顶、底板、瓦斯、粉尘、火灾、水害、地表崩塌、滑坡等。三、小窑分布及开采情况根据调查，煤层露头线附近有三个老窑存在，采深不大，一般在50100M，现已关闭。本次地质报告提供的图纸未圈出老窑开采范围，因此矿井必须补作该方面的工作，切实掌握老窑开采范围，由此，本矿必须立即弄清老窑积水情况，并标绘在矿井井上下对照图和采掘工程平面图上，要注意探放水工作，特别是在采空区或老窑附近采煤时，要采取“有疑必探，先探后掘”的探放水措施，防止采空区积水及老窑积水的突然涌出。四、矿区水源、电源及通信情况1水源条件区内井泉分布在后山村寨附近，流量受大气降水制约，旱季小，雨季略大，一般仅供生活用水。井田北东部有一河流（六仲河）自西向东流过，一般流量为30M3S,洪水期流量为150M3S。该河为季节性河流，枯水期水小。矿井取水点距离矿井工业广场约05公里，水量60M3H，取水点标高15700M，本矿在取水点设水泵抽水至矿井地面高位水池。1）工业用水主要利用处理后矿井水，不足部分由矿区外05公里的沟谷取水点补足，其常年流水，可作为矿山工业、生产用水。2）生活用水矿区外05公里的沟谷取水点水质指标及毒理学指标均未超过生活饮用水卫生标准GB574985，可作生活饮用水。2电源条件该矿一回路电源由平山乡10KV变电站引入矿区，供电距离约08公里；另一回路由野马川镇10KV变电所引入矿区，供电距离约11公里；供电较为方便，能保证矿井正常生产。3、通信行政及调度通信设计选用DDK3A型矿用行调合一电话站。井下通过安全栅成为本安型通信，井下和地面的重要部门可设置成直通用户。与外界联系采用程控电话。信道信道均为音频电话输送，下井电缆为两根HUVV10208型矿用电缆，沿主斜井引入井下。工业场地为专动照网同杆架设。场地通信线网与场地动照网同杆架设。第二节安全条件一、地层普查区所在大地构造位置处于扬子准地台黔北台隆威宁北西向构造变形区，区域上则位于东西向的可乐向斜南东翼。可乐向斜为一呈东西向的宽缓对称向斜，该向斜轴部南西端由侏罗系中下统地层组成，至北东端则渐变为由三叠系中统地层组成，两翼依次出露三叠系下统永宁镇组、飞仙关组，二叠系上统长兴组及大隆组、龙潭组及峨眉山玄武岩，二叠系中统茅口组等，南西翼倾角2030，一般为28。区内出露的地层由老至新有二叠系中统茅口组（P2M）、二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3）、龙潭组（P3L）、长兴大隆组（P3CD）、三叠系下统飞仙关组（T1F）、永宁镇组及上覆于上述地层之上的第四系（Q）。现由老至新分别简述如下1、二叠系1）中二叠统茅口组（P2M）岩性为浅灰、深灰色厚层、块状灰岩，夹白云质灰岩、燧石灰岩。厚大于100米。2）上二叠统A、峨嵋山玄武岩组（P3）灰绿、暗绿色杏仁状、气孔状、致密块状玄武岩。厚50100米。B、龙潭组（P3L）深灰、灰黑色粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩、粘土岩、泥岩及煤层组成。按含煤岩系及岩性组合特征将其分为三段。A）第一段（P3L1）灰灰黄色粉砂质粘土岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为主，夹细砂岩、泥岩、粘土岩及煤层，含煤58层，其中M73煤层为区内可采煤层，其于煤层薄均为不可采煤层，底部为灰白色凝灰质粘土岩。厚550858米。B）第二段（P3L2）灰、深灰色薄、中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主夹粘土岩、页岩、粉砂岩、细砂岩及煤层，含结核状、似层状菱铁矿，含煤35层，煤层较薄，煤层厚度变化大,均不可采，底部以厚约20680米的细砂岩为分层标志（B12）。产植物化石及碎片。厚602760米。C）第三段（P3L3）灰、灰黄色薄至中厚层泥质粉砂岩、粉砂岩夹细砂岩、粘土岩及煤层。含711层煤,含可采煤层一层M18,M18煤层较稳定,局部含005米一层粘土岩夹矸,厚193207米，M29厚058073米,煤层不稳定，为区内局部可采煤层；本段底部以厚13140米的细砂岩B8及顶部以全区稳定、可采的M18煤层（B4）为划分上、下段地层的标志，本段为区内主要含煤地层。厚652760米。D、长兴大隆组（P3CD）灰至灰黄色粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩夹薄层泥灰岩。含23层煤,煤层不稳定，为区内不可采、局部可采煤层。本段厚436730米。2、三叠系出露三叠系下统飞仙关组（T1F）及永宁镇组T1YN。1、飞仙关组（T1F）灰绿、紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、砂质粘土岩夹灰岩。厚450550M。按岩性组合特征可将其分为二个段。1第一段（T1F1）灰、灰绿色（风化呈褐黄）中厚层、厚层状含钙质、粘土质粉砂岩与泥质粉砂岩。厚90135米。2第二段（T1F2）紫红色中厚层、厚层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，局部夹灰色中厚层状灰岩。厚360460米。2、宁镇组T1YN灰、肉红色色薄至中厚层状灰岩、泥质灰岩及钙质泥岩，顶部为白云岩。厚200米。3、第四系（Q）分布零星，岩性为泥砾、砂砾、粘土及砂、砾石等残积及冲积层，分布于低洼地带。厚020米。二、构造普查区所在大地构造位置处于扬子准地台黔北台隆威宁北西向构造变形区，区域上则位于东西向的可乐向斜南东翼。北西翼倾角1030，南东翼倾角2030。区内地层呈单斜产出，倾向为325350左右，倾角这2530，一般为28左右；矿区南东及北西面的F30、F31正断层从矿界边通过，分别破坏了煤层的连续性，由于其为正断层，对今后的开采可能有充水影响，矿界区内未发现较大的断裂构造，区内小褶皱较发育。综上所述，本区总体为一单斜构造，地质构造属中等复杂类型。三、煤层1）含煤性矿区内的煤系地层为二叠系上统龙潭组（P3L）、长兴大隆组（P3CD），是一套海陆交替相沉积，主要由灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粘土岩及煤层组成的韵律层。总厚度165255米。含煤约13层，煤层总厚643M，含煤系数32，可采煤层2层（M18、M73），可采总厚度约285米，可采煤层含煤率为14,局部可采煤层1层（M29）。长兴大隆组（P3CD）由飞仙关一段底至B4M18顶，厚436730米，所含煤层均不可采；龙潭组（P3L）按该煤系岩性特征及含煤情况可将其分为三段第三段（P3L3）由B4（M18）顶至B8细砂岩标志层底，厚652760米，含可采煤层1层，编号为M18,厚193207米,局部可采煤层一层,编号为M29煤层,厚058073米；第二段（P3L2）由B8标志层底至B12细砂岩标志层底，此段厚602760米，本段不含可采煤层及局部可采煤层；第一段（P3L1）由B12标志层底至峨嵋山玄武岩组（P3）顶，含可采煤层一层M73,厚073085米,煤层相对稳定,结构单一，其余煤层均为不可采煤层；本段其顶部为一层灰色中厚层状细砂岩，具水平层理及微波状层理，此层岩石抗风化力强，在地表常呈陡坎状凸起，此段厚4374794米。矿区内可采煤层为M18、M73煤层。2）煤层对比根据矿区煤系、煤层的具体情况，选用标志层、煤层间距及煤层本身特点三种方法对煤层进行对比。1）、标志层简要特征区内主要有如下三个标志层B4M18标志层为区内主要可采煤层，厚20米左右。B8标志层位于煤系中下部，为一层浅灰色细砂岩局部为粉砂岩，具水平层理及微波状层理，厚130140米左右。B12标志层位于煤系下部，为一层浅灰色细砂岩，厚2068米左右。2）、各煤层的对比依据M18煤层黑色，块状煤，由暗淡半亮型煤及半暗型煤组成，煤层结构较简单，局部含1层粘土岩夹矸，煤层厚193207米，一般厚20米。顶板多为灰色粉砂质泥岩，底板为灰色粘土岩。M73煤层黑色，碎块状，由暗淡及半亮型煤含镜煤条带组成，结构单一，一般不含夹矸，煤层厚073085米，一般厚0750米，顶板为灰色泥质粉砂岩，底板为灰色泥岩。详见煤层特征表表141煤层特征表四、煤质根据地质报告，各煤层样品原煤的分析结果，详见煤质特征见表矿区内煤层特征大体相似，肉眼观察，煤岩呈黑色或深灰黑色，多为玻璃、金刚光泽，性脆，阶梯及参差状断口，条带状结构为主，层状构造，节理发育，常见少量细脉状、结核状黄铁矿。煤岩类型宏观上以半亮煤为主，次为半暗煤及暗煤。据120万区域资料，煤岩组分以凝胶化物质及丝炭化物质为主。矿物组分以黄铁矿、碳酸盐类为主，次为石英、粘土矿物等。显微结构以条带状为主，次为细条带状。据外围勘探资料各煤层的其它各种元素含量均达不到工业要求，其中磷（P）在原煤及精煤中的含量均小于001。区内可采煤层外观均呈黑色，光泽多为玻璃光泽。M18煤层原煤水分MAD135，灰分AD2667，挥发分VDAF774，硫分ST,D106，发热量QB,DAF3227MJKG。M73煤层原煤水分（MAD）158，灰分AD2665，挥发分VDAF886，硫分ST,D110，发热量QB,DAF3295MJKG。表142煤质特征表根据原煤分析结果，按中华人民共和国国家标准，煤炭质量分级，第1部分灰分（GBT1522412004）的规定；第2部分硫分（GBT1522422004）的规定；第3部分发热量（GBT1522432004）的规定，矿区内M18煤层原煤属中灰、低硫、特高热值煤，牌号为无烟煤。M73煤层原煤均属中灰、低硫、高热值煤，牌号为无烟煤。煤炭主要满足当地民用煤的需求，销售产品为原煤，暂不考虑深加工。五、瓦斯、煤尘、煤层自燃及地温、顶底板1瓦斯、煤尘和煤的自燃性瓦斯该矿性质为解决民用煤问题的农村自用煤矿变更为合法矿井，未作瓦斯等级鉴定工作，根据贵州省地矿局一一三地质大队2006年7月提交的赫章县平山煤矿普查地质报告及邻近矿井瓦斯鉴定资料，该区域瓦斯含量较高，所以本矿按高瓦斯矿井进行设计管理，在生产过程中及时补作瓦斯等级鉴定工作，并加强矿井通风，采取有效的预防措施，防止矿井瓦斯聚集，严格执行煤矿安全规程的有关规定，保证矿井安全生产。本次设计参照可乐向斜南东翼的邻近矿井瓦斯鉴定资料，选择其中瓦斯、二氧化炭碳涌出的最大数据为依据，即矿井绝对瓦斯涌出量512M3MIN，相对瓦斯涌出量2924M3T，二氧化碳绝对涌出量084M3MIN，相对涌出量508M3T。本设计根据该鉴定报告及邻近矿井调查的结果，按高瓦斯矿井进行设计和管理。在开采过程中应加强通风及瓦斯检测记录，防止局部瓦斯积聚，必须关注瓦斯涌情况，根据情况采取措施。矿井在建设及生产期间必须进行瓦斯含量、瓦斯涌出量的测定，并定期进行瓦斯等级鉴定。煤尘该矿未作煤尘爆炸危险性鉴定，根据贵州省地矿局一一三地质大队2006年7月提交的赫章县平山煤矿普查地质报告及邻近矿井资料，该根据赫章各生产煤矿分别对煤层取样鉴定结果，均有煤尘爆炸性危险。所以两煤层的煤尘按有爆炸性危险管理，在煤矿开采生产过程中应坚持湿式作业，搞好防尘工作，应尽量降低巷道和工作面中煤尘的含量，作好相应的安全防范措施，以防止造成煤尘及瓦斯爆炸事故的发生。在建井期间及时补作各煤层的煤尘爆炸性鉴定，以便指导矿井安全生产。煤炭自燃该矿未作煤炭自燃倾向性鉴定，根据贵州省地矿局一一三地质大队2006年7月提交的赫章县平山煤矿普查地质报告及邻近矿井资料，该区域煤层自燃倾向属类（自燃煤层），所以两煤层的煤炭均按自燃矿井管理。在建井期间及时补作各煤层的自燃倾向性鉴定。2煤与瓦斯突出该矿未作煤与瓦斯突出鉴定，根据贵州省地矿局一一三地质大队2006年7月提交的赫章县平山煤矿普查地质报告及邻近矿井资料，该区域未发生过煤与瓦斯突出，建设期间暂时按有煤与瓦斯突出矿井管理。在建井期间及时补作煤与瓦斯突出鉴定。3地温本井田属地温正常区，无热害影响。4煤层顶、底板限于条件未采样测试煤层顶、底板的物理、机械性质，仅根据观察坑道、小窑并访问当地老窑工知区内煤层顶板多为粉砂岩或泥质粉砂岩，一般较稳固，底板则多为粘土岩，遇水后常易产生膨胀、底鼓现象。松散覆盖层井田内残坡积、崩积物，岩石碎块、粘土等松散覆盖层，属非稳定地层，遇水稳定性差，易垮塌，在特殊环境下易造成滑坡、泥石流等地质灾害。上覆及下伏岩层工程地质特征煤系地层上覆岩层碳酸盐类一一砂岩类工程地质岩组。碳酸盐岩类，岩性为石灰岩，坚硬一一半坚硬，抗压强度69MPA左右。钙质粉砂岩类，节理裂隙发育，且多被方解石脉充填，抗压强度略低。下伏地层属岩浆岩类，岩性玄武岩，岩石坚硬，单轴抗压强度81MPA。岩石工程力学指标根据最新煤田矿地质工程技术手册，用某些岩石捣碎法与规则试件搞压强度试验结果比较，参照赫章地区测试结果，各种岩石的力学指标如下泥岩强度低，水稳定性差。胀缩性变化大。抗压强度一般为021101MPA。粉砂质泥岩泥质结构，节理裂隙发育，水稳定性差，强度低，抗压强度一般为304865MPA。粉砂岩易风化破碎，强度较低、水稳定性差。抗压强度一般为9383392MPA。细砂岩夹泥质、裂隙发育，易破碎，强度低，水稳定性差。抗压强度83MPA。石灰岩岩石坚硬、强度较高。稳定性好，抗压强度6927MPA。M18煤层顶板多为灰色粉砂质泥岩，底板为灰色粘土岩。M73煤层顶板为灰色泥质粉砂岩，底板为灰色泥岩。据此，采煤过程中，仍需对矿井加强顶、底板管理，适时支护，特别在遇见有小构造的地带，更应严防冒顶、片帮、底鼓等不良工程地质问题发生。六、水文地质该区位于云贵高原乌蒙山区，属高原侵蚀地貌，地形切割强烈，地势北东高南西低，区内海拔标高1802513458M，最高点位于矿区北西部，海拔标高18025M；最低点位于矿区南西部，海拔标高13458M，相对高差4567M。本区属中亚热带季风气候区，年平均气温为13，最高341、最低96。年平均降雨量1243MM，多集中在68月，此段时间内降雨量累计可达670680MM。平均风速为23MS，最高风速为200MS，多为东风。1）区域河流、井、泉区内井泉分布在村寨附近，流量受大气降水制约，旱季小，雨季略大，一般仅供生活用水。井田无河流通过，该溪沟为季节性，枯水期水小。地表水排泄条件尚好，当地最低浸蚀基础面标高为1650米。2）区域含、隔水层分布及特征区内出露的岩石以碎屑岩（玄武岩）为主，其次为碳酸岩，按含水介质划分地下水类型，以基岩裂隙水为主，其次为岩溶水及松散层孔隙水。松散层孔隙水出露较少，且无供水意义。根据对矿区及外围的调查，井泉出露较少，常年性溪沟发育，为当地主要饮用水源，其调查结果见下表表143地表地下水调查结果表1）、基岩裂隙水其地层主要为飞仙关组T1F、长兴大隆组（P3CD），龙潭组（P3L）、峨嵋山玄武岩（P3），其岩性是以砂岩、砂页岩为主，其次为泥页岩、大山碎屑岩，凝灰岩，含少量基岩裂隙水，多呈悬挂泉或间隙小泉点出露，并受大气降雨与植被发育程度的控制，水量小，泥页岩、玄武岩可视为相对隔水层。现分述如下下三叠统飞仙关组（T1F）含水岩组岩性主要为灰绿、紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、砂质粘土岩夹灰岩。厚450550M。含裂隙水，无泉点出露，调查溪流1处，流量为138LS，富水性中等。为中等含水岩组。上二叠统长兴大隆组（P3CD）含水岩组灰至灰黄色粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩夹薄层泥灰岩。含23层煤,煤层不稳定，为区内不可采、局部可采煤层。本段厚436730米。含裂隙水，无泉点出露,为弱含水岩组。上二叠统龙潭组（P3L）含水岩组为深灰、灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、粘土岩、少量灰岩及煤层组成。顶部以M18煤层与长兴组分界。含裂隙水，无泉水出露，调查溪流4处，流量026086LS,含水性及导水性均差，富水性弱。为弱含水岩组。峨嵋山玄武岩组（P3）含水岩组为灰绿色、暗绿色、杏仁状、气孔状、致密块状玄武岩。厚大于50M，含裂隙水，无泉点出露，富水性极弱，为相对隔水层。2）、岩溶水下三叠统宁镇组T1YN含水岩组为灰、肉红色色薄至中厚层状灰岩、泥质灰岩及钙质泥岩，顶部为白云岩。厚200米。含岩溶水，调查泉点2个，流量为10011035LS，据调查，雨季更大，为富水性强的含水岩组。中二叠统茅口组（P2M）含水岩组岩性为浅灰、深灰色厚层、块状灰岩，夹白云质灰岩、燧石灰岩。厚大于100米。含岩溶水，调查泉点2个，水库1处,流量为10451856LS，据调查，雨季更大，为富水性强的含水岩组。3）、孔隙水主要分布于第四系松散层中，其岩性溪沟中为冲洪积砂石层，洼地中为洪积坡积物砂，砾石与亚粘土、亚砂土混合层，分布零星。该类松散层孔隙水，由于补给、赋存性能差，除了畜水农作外，其无供水价值，为透水而不含水层。4）地表水、地下水及其联系A、地层岩石是形成地下水的最基本条件，普查区地下水主要赋存于基岩裂隙之中，为大气降水和地表水的渗入补给提供了有利条件。B、基岩裂隙是地下水迳流、排泄通道。C、地貌是控制地下水的补给、迳流、排泄的重要条件。经调查，该区的地下水补给、迳流区基本一致，并在地质、地貌、岩性有利汇水的条件下，在河（沟）谷低洼处形成地下水排泄带。综上所述，矿区内地下水补给水源主要靠大气降水。矿井直接充水含水段，主要是含煤地层及上覆岩溶含水层，富水性中等，水文地质类型属溶隙裂隙充水矿床，水文地质条件中等。在开采过程中应注意老窑积水。4）矿井充水因素分析充水因素包括充水水源，充水通道，充水方式三个因素，矿井直接充水水源来自飞仙关组T1F、长兴组（P3C）及龙潭组（P3L）砂泥岩中的地下水。间接水源主要是大气降水，其补给含水岩组并转化为地下水，然后以直接水源的形式涌入坑道。矿井充水通道主要为风化和构造成因形成的裂隙。由于煤层本身富水差，其顶板以砂泥岩构成，矿井充水主要是因开采破坏上覆地层岩石完整性而产生的裂隙致地下水沿裂隙进入矿坑，属间接充水方式。除上述因素外，矿井水还有顶板的裂隙水，小窑水，老空水，现分述如下顶板裂隙水主要是矿井采掘活动中，从顶板裂隙进入矿井的水，主要充水因素为地表的河流和飞仙关组第二段的岩溶水。小窑水，在煤层露头线浅部，历史上造成的乱采烂挖留下的小煤窑、老煤窑均已灌水。矿井开采中应防范小窑水，老窑水的突发透水事故。老空水随着开采面积和深度的增加，浅部老空水及上覆煤层老空水可能导入井下，在矿井开采下伏煤层时应注意老空水的危害。5）矿井涌水量综上所述，开采煤层后，地下水水力联系增强，开采时要予以重视和监测。矿坑涌水量大，井田内水文地质条件属简单中等复杂类型。根据贵州省地矿局一一三地质大队2006年7月提交的赫章县平山煤矿普查地质报告及邻近矿井资料，矿井正常涌水量20M3H；最大涌水量70M3H。建议矿井在建设生产中注意收集有关水文地质资料，对矿井的充水因素，补给条件、涌水量进行分析和测定，以便为矿井的生产提供指导，达到安全生产的目的。矿井在生产过程中必须加强探放水的措施，坚持有掘必探、先探后掘、先探后采的原则。七、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在的问题1、对矿井地质勘探安全工作条件的评价贵州省地质矿局一一三地质大队2006年7月在该区作过勘查地质工作，提交了贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告，对矿区作了储量计算。由于该矿为农村自用煤矿，只有普查地质报告，且勘探程度较低，矿井资源储量不完全可靠。根据贵州省地质矿局一一三地质大队2006年11月提交的贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告，认为平山乡平山煤矿煤层赋存较稳定、储量较丰富，地质构造较复杂，工程及水文地质条件复杂，矿区交通便利，资源可靠，开采技术条件一般。但目前为普查阶段，按要求达到详查阶段后，储量将大幅度增加。通过上述地质勘探工作，认为本井田资源可靠。主采煤层赋存稳定，构造简单，全区可采。根据原煤分析结果，按中华人民共和国国家标准，煤炭质量分级，第1部分灰分（GBT1522412004）的规定；第2部分硫分（GBT1522422004）的规定；第3部分发热量（GBT1522432004）的规定，矿区内M18煤层原煤属中灰、低硫、特高热值煤，牌号为无烟煤。M73煤层原煤均属中灰、低硫、高热值煤，牌号为无烟煤。水文地质条件中等复杂，顶板多为泥质粉砂岩，一般较稳固，底板则多为泥岩，遇水后常易产生膨胀、底鼓现象。2、存在的问题和建议1）建议对井田附近的老窑开采情况和采空积水情况进一步调查清楚，在图上标注明探水警戒线，在接近老空开采范围附近时，在采掘过程中应坚持“有凝必探，先探后掘”的原则，加强探放水工作，严加防范，防止透水伤人事故的发生。2）建议进一步进行勘查工作，提高资源储量级别，以便合理利用和保护资源。3）开采过程中除应加强对瓦斯浓度的检测及矿井通风外，还应采取有效的预防措施，防止瓦斯超限和聚集，更应加强矿井瓦斯含量测定及通风工作，确保安全生产。以往的勘探工作对矿井瓦斯、煤尘、自燃、矿井水文地质等工作不够深入。建议（1）矿井生产过程中进行瓦斯含量及瓦斯涌出量的测定，定期进行瓦斯等级鉴定，获得可靠的瓦斯数据；（2）进一步加强水文地质工作，切实弄清地表水和地下水、矿井充水因素、矿井涌水量等资料；（3）切实弄清矿区内的小煤窑开采范围和老窑、采空区积水情况。（4）及时探清断层产状、性质等，为下一步的开采提供地质依据。（5）生产过程中切实作好测量工作，防止破坏村寨保护煤柱造成房屋垮塌。（6）建议矿井在建设生产中注意收集有关水文地质资料，对矿井的充水因素，补给条件、涌水量进行分析和测定，为矿井的生产提供指导，达到安全生产的目的。第三节矿井设计概况一、工程性质赫章县平山煤矿原性质为农民生活自用煤矿。赫章县国土资源局根据原国家及贵州省相关文件精神，于2003年3月23日颁发赫民煤2003第15号，赫章县后山现名平山煤矿采矿证（毕节地区农民生活自用煤采矿许可证）。根据贵州省相关文件精神，此类煤矿符合将原县颁发采矿证变更为省国土资源厅颁发采矿证的条件。二、井田开拓开采1矿区范围平山煤矿位于赫章县城的东面，矿山地理坐标为东经10449141045038，北纬271046271146；行政区划属赫章县平山乡管辖。矿区平面上呈“梯形”状，东西长1700米，南北宽1780米，面积约2759平方公里。井田范围拐点坐标表表2112储量根据贵州省地矿局一一三地质大队2006年11月份提交的赫章县平山煤矿普查地质报告及贵州省国土资源厅2006年12月下发的黔国土资储备字2006128号关于贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告矿产资源储量评审备案证明文件和贵州省国土资源勘测规划院黔国土规划院储审字2006164号贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告矿产资源评审意见书，核实截至2006年7月止，赫章县平山乡平山煤矿保有资源储量4897万吨，其中推断的内蕴经济资源量（333）2585万吨，预测的资源量（334）2312万吨,含村寨煤柱425万吨。煤层资源储量汇总表本设计将开采范围保有333资源量2585万吨和（334）资源量的50作为设计依据。1、设计利用储量设计利用储量M333（334）22160231223316万吨2、永久煤柱损失本矿区范围内地面有村寨须保护，矿区边界煤柱留设20M，浅部煤层风氧化带、老窑采空区以下留2025M的安全隔离煤柱；工业场地未压煤不留设保护煤柱；根据本设计的开拓巷道布置情况，每侧M留设20保护煤柱。边界煤柱18煤层边界煤柱S边COS28MD10445396COS28215104154万T全部为（334），所以计入154277万T73煤层边界煤柱S边COS28MD104（334）22000COS280751510428万T计入28214万T3331100COS280751510414万T边界煤柱18煤层边界煤柱73煤层边界煤柱7728105万T井筒煤柱18煤层井筒煤柱S井COS28MD10440000COS282151041360万T73煤层井筒煤柱S井COS23MD10444000COS280751510456万T全部为（334），所以计入56228万T井筒煤柱18煤层井筒煤柱73煤层井筒煤柱13628164万T地面村寨塘煤柱储量核实报告已经扣除，为4254万T，不再重复计算。由以上计算，须扣除煤柱损失合计为269万吨（不含地面村寨塘煤柱）。2、可采储量矿区内18煤层厚度为20M,属中厚煤层；73煤层厚度为075M，属薄煤层，本矿18煤层采区回采率按80计算，73煤层采区回采率按85计算。可采储量（设计利用储量永久煤柱损失）采区回采率M18煤层（2055105）801560万吨M73煤层（1261164）859325万吨可采储量合计24925万吨。3设计能力及服务年限平山煤矿设计生产能力为9万T年，日平均生产能力为273吨，年工作日330天，每天三班作业，每天净提升时间16小时。矿井服务年限按下式计算服务年限可采储量（井型储量备用系数）24925（915）185年矿井在今后的生产过程中应加强地质工作，提高资源储量级别，增加矿井资源量，降低风险，达到延长矿井服务年限的目的。4井田开拓方式该矿性质为解决民用煤问题的农村自用煤矿变更为合法矿井，原矿井巷道布置混乱,生产能力小,形成的采空区基本位于巷道两侧；目前在矿区东翼有一工业场地，井下仅有一提升巷可以改造利用，其它巷道基本无利用价值。目前根据矿区范围内的地形地貌特点，交通运输情况，煤层赋存及出露情况以及矿井建设所需工业场地大小；经设计人员多次现场踏探，结合业主意见，可以征地的情况，矿井开拓为以下方案本矿区所属区域总体上，煤层间距大，所以采取分层开采，先开采上部M18煤层，最后开采下部M73煤层。在矿区走向东部,利用原有工业场地布置工业场地，在工业场地布置主斜井、副斜井；主斜井倾角平均8，方位角69；副斜井利用现有巷道改造，倾角平均7，方位角70。回风斜井平均22，方位角102；运输下山、轨道下山与回风斜井平行，轨道下山布置于M18煤层中，运输下山布置于M18煤层底板中。两下山上部直接连接主斜井、副斜井。在此布置第一水平井底车场、井底水仓、硐室等巷道。回风斜井与主斜井同时施工。矿井采用一个水平布置。矿井划分两个采区。划分为一个水平，M18煤层为一采区，M73煤层为二采区。后期开采M73煤层，在M73煤层露头线附近新作工业广场，沿M73煤层布置主斜井、副斜井、回风斜井。利用三井筒作采区下山，采区布置双翼开采。矿井采区系统形成后，即可布置回采面进行回采。首采工作面为一个，11801布置在一采区东翼M18号煤层内，11801运输巷与主斜井相连，11801回风巷与回风下山相连，构成回采面进行回采；同时准备一采区西翼的11802运输巷和11802回风巷掘进头，形成完整的一个采区生产系统。通风方式为边界抽出式。该方案开拓系统平、剖面图详见图。矿井以一个炮采工作面，两个掘进头满足9万吨年设计能力，采煤方法采用走向长壁式后退采煤法，矿井工业场地设在主斜井井口附近。本方案新建井巷工程量为2910M（其中岩巷1375M）。5井筒用途、布置及装备根据本矿开拓方案，初期开采一采区时，有三个井筒。1、主斜井岩石段采用锚喷支护，煤层段采用砌碹支护，铺设胶带运输机，担负矿井进风、煤炭、铺设管线和行人等任务用。2、副斜井采用工字钢棚支护，铺设18KGM轨道，担负矿井进风、矸石、材料、设备运输、铺设管线和行人等任务用。3、回风斜井采用工字钢棚支护，不铺设设备，担负矿井回风任务用。井筒断面见井筒断面图，井筒特征见表241。井筒特征表表2416水平划分及标高根据煤层的赋存情况及矿井所选用的开拓方式，设计采用斜井开拓。上、下煤层分层布置。划分为一个水平，M18煤层为一采区，M73煤层为二采区。矿井首先开采一采区，二采区作为接替采区。一采区采完后，再准备二采区。7通风方式矿井通风方式初期一采区通风方式为边界抽出式通风，后期二采区通风方式为中央并列抽出式通风。8采区划分根据煤层的赋存情况及矿井所选用的开拓方式，设计采用斜井开拓。上、下煤层分层布置。划分为一个水平，M18煤层为一采区，M73煤层为二采区。矿井首先开采一采区，二采区作为接替采区。一采区采完后，再准备二采区。9开采顺序1采区间的开采顺序一采区二采区。2采区内区段间的开采顺序区段下行式。3区段内的开采方式同一区段内工作面为走向长壁后退式回采。4）煤层间开采顺序各煤层间开采顺序为由上往下开采，下行式开采。10采掘布置及装备1）回采工作面本矿采用走向长壁后退式开采，采煤工作面采用单体柱配合铰接顶梁支护顶板，错梁齐柱式布置方式，柱距08M，排距10M，“三、四”排控顶，最大控顶距为42M，最小控顶距为32M，放顶步距为10M，必须在切顶线加打密集柱切顶。全部垮落法管理顶板。工作面材料道每隔1M打一棵临时支护，煤壁落煤后及时挂梁，若顶板压力较大，可增设木垛。采面上、下出口采用四组八梁配合单体液压支柱进行支护。采面上、下巷超前支护均为靠近煤壁10M段采用双排托棚支护，往外10M采用单排托棚支护。11采煤方法1）采煤方法的确定根据矿井开拓方式、采区巷道布置及煤层赋存特点，本矿井采用走向长壁后退式采煤法，阶段内煤层的开采顺序为从上到下。2）采煤工作面的回采工艺及装备由于煤层倾角平均28，煤层厚度为M18煤20M、M73煤0750M，回采工作面设计采用走向长壁后退式开采，采煤工艺采用炮采，采用全部垮落法管理顶板。首采工作面布置在M18煤层，平均倾角28。煤层顶板以粉砂岩为主，属软中等坚硬岩石，容易冒落，有利于采用全部跨落法采煤方法；底板以粘土岩为主。设计采用全部垮落法管理顶板。工作面采用DZ2230100型外注式单体液压进行支护，工作阻力为30T根，支撑高度为16402200MM，初撑力118157KN；选用HDJA1000型金属铰接顶梁。“三、四”排支护方式。柱距06M，排距10M，最大控顶距为42M，最小控顶距为32M，全部垮落法管理顶板。回柱绞车选用JH14型。支护时可在支柱底部加垫板，防止支柱插入底板。3）工作面循环方式、作业方式的选择采用“三八”作业制，三班采煤，边采边准。工作面长100M，年推进度320M。4）工作面生产能力本矿井年生产能力为9万吨年，以一个采煤工作面达到生产能力，首采面布置在M18煤层（11801采面），工作面平均斜长100M，采用长壁后退式采煤法，煤层平均倾角为28，年推进度320M。年生产能力为1002032015095912万TA。矿井掘进出煤按10考虑为09万吨，则矿井年产量可达100万吨，满足矿井生产能力要求。三、运输、提升、排水、通风及压气设备1运输设备工作面设置刮板运输机运输，采面运巷采用胶带运输机运输，主斜井采用胶带运输机运输。2提升、运输设备副斜井设计选用JT1210型防爆绞车，绳速VP15MS，最大张力FMAX25KN；配套电机功率45KW、660V；主机生产厂家配套供给电控设备。选用圆股钢丝绳6股7丝钢丝绳，D150MM，PK10125KGM。主斜井胶带运输机的传动滚筒为直径800MM,胶带宽650MM，电动机222KM。胶带运输机、提升绞车的选型计算过程详见第七章井下其它灾害防治第四节提升运输事故的防治和装备。3排水设备本矿采用斜井开拓，在采区底部布置水泵房和水仓，采用水泵将矿井涌水排出地面。选用100DF405型多级分段式离心泵三台，一台工作，一台备用，一台检修，其流量为Q42M3H，扬程为H200M，配套电动机功率N45KW。排水管路为两趟，排水管选用DN100MM的焊缝钢管。排水设备的选型计算过程详见第六章第三节井下防水安全设施。4压风设备本矿建井期间采用3台7655型凿岩机，后期开拓期间采用1台7655型凿岩机，每台凿岩机耗气量1825M3MIN本设计选用SM455AMLGF96855G型空压机两台供岩石巷道掘进，出风量96M3MIN，工作压力08MPA，电机功率55KW。矿井建成后,采用岩石电钻,不再使用空压机。5矿井通风设备选用FBDCZ614245型防爆轴流式通风机二台，一台工作，一台备用。风量189456M3S，负压5261920PA。电机功率N45KW，型号YBFE315M10。掘进工作面采用局部通风机进行压入式通风，选用DSFA5型局部通风机供