纳林庙煤矿石湾子三井安全工程设计 安全工程毕业设计

摘要本次安全设施设计的目的是通过对本矿井的安全条件进行评价，提出可行的安全防范措施，提高矿井安全生产水平。其中包括矿井通风、粉尘危害防治、瓦斯危害防治、防灭火、矿井防治水、其它井下灾害预防、矿井安全监测监控、矿井安全检测及其它装备和矿山救护队设计等。设计矿井通风采用中央并列式，采用抽出式通风系统，在回风井口设置主扇。矿井防尘供水系统采用静压供水，并采取了有效的减尘、降尘、清尘措施，并设置了完善的隔爆、抑爆设施；矿井防灭火系统采用注氮防灭火系统，并配备束管监测系统；煤矿配备了KJ110型安全生产监测监控系统，采取防止瓦斯聚集、引燃措施，预防瓦斯爆炸；回风井口设有防爆门，可防止灾害事故的扩大。关键词安全生产、防范措施、通风系统、防灭火、监测监控ABSTRACTTHEPURPOSEOFTHEDESIGNOFSAFETYDEVICESISTHESAFETYOFTHEMINETOEVALUATETHECONDITIONS,SAFETYPRECAUTIONSANDPUTFORWARDFEASIBLEMEASURESTOIMPROVETHESAFETYPRODUCTIONLEVELSOFMINEINCLUDINGMINEVENTILATIONANDDUSTHAZARDPREVENTIONANDCONTROL,HAZARDPREVENTIONANDCONTROLOFGAS,FIREPREVENTION,MINEPREVENTIONANDTREATMENTOFWATERANDOTHERUNDERGROUNDHAZARDSPREVENTION,MONITORINGOFMINESAFETYMONITORING,SAFETYDETECTIONANDOTHERMINEEQUIPMENTANDMINERESCUETEAMSDESIGNANDSOONTHEDESIGNOFMINEVENTILATIONPUTTOUSECENTRALPARALLEL,THEDESIGNUSEDEXTRACTVENTILATIONSYSTEMANDSETTHEMAINFANINBACKTOTHEWINDWELLHEADMINEDUSTPROOFANDWATERSUPPLYSYSTEMADOPTSTATICPRESSUREWATERSUPPLYANDTAKEEFFECTIVEBYDUST,DUSTFALL,DUSTCLEARANCEMEASURESANDSETUPAPERFECTFLAMEPROOF,EXPLOSIONSUPPRESSIONFACILITIESMINEFIRECONTROLSYSTEMUSENITROGENINJECTION,ANDMONITORTHEUSEOFBEAMTUBESCONTROLSYSTEMKJ110TYPEISEQUIPPEDWITHACOALMINEPRODUCTIONSAFETYMONITORINGSYSTEM,MEASURESTOPREVENTFROMACCUMULATIONOFGAS,FIREMEASURESTOPREVENTFROMGASEXPLOSIONRETURNAIRWELLHEADWITHEXPLOSIONPROOFDOORSTOPREVENTFROMTHEEXPANSIONOFDISASTERSKEYWORDSPRODUCTIONSAFETY，PREVENTIVEMEASURES,VENTILATION,FIREPREVENTION,MONITORINGANDCONTROLLING目录摘要IABSTRACTII前言1第一章矿井概况及安全条件411井田概况4111地理位置及交通4112地形地貌4113水系4114气象及地震4115其他自然灾害5116矿井开发简史及周边煤矿5117供电及通信6118供水水源612安全条件6121地质特征6122地质构造7123煤层及煤质7124瓦斯、煤尘和煤的自燃10125水文地质11126工程地质13127资料存在问题1313矿井设计概况14131工程性质14132井田开拓与开采14133提升、压缩空气设备23134井上、下主要运输设备24135地面生产系统24136供电与通讯26137给水、排水、采暖通风及供热33第二章矿井通风3621概况36211瓦斯36212煤的自燃36213煤的爆炸危险性36214地温3622矿井通风设计37221通风方式及通风系统37222风井数量、位置、服务范围37223掘进通风及硐室通风37224矿井风量，风压及等积孔38225通风设备及反风41226安全逃生途径44227通风系统抗灾能力分析44第三章粉尘灾害防治4631粉尘46311粉尘及尘源46312粉尘的危害46313煤尘爆炸性4632防尘措施46321粉尘检测方法46322防治措施47323采掘工作面除尘47324井下消防、洒水给水系统4833防爆措施48331防爆的主要措施48332井下电气设备及保护5034隔爆措施50341隔爆方法50342隔爆水棚要求50343隔爆水棚布置51第四章瓦斯灾害防治5441瓦斯54411煤层瓦斯含量54412矿井瓦斯等级54413瓦斯预防措施5442防爆措施54421加强矿井通风、防止瓦斯积聚54422杜绝火源55423加强盲巷的管理55424搞好矿井瓦斯监测和预报56425爆炸及火灾避灾线路56426井下风筒、胶带、电缆等制品的选用56427井下电气设备的选择及保护5643隔爆措施5644开采煤层与瓦斯突出煤层防灾措施56第五章矿井防灭火5751概况57511煤的自燃倾向性57512防灭火方式选择5752开采煤层自燃预测及防治措施57521煤的自燃分析预测57522煤的自燃预防措施57523注氮防灭火系统5953井下外因火灾防治及装备63531电气事故引发的火灾防治措施及装备63532胶带输送机着火的防治措施及装备64533其他火灾的防治措施及装备65534井下消防和洒水系统66535井下防灭火构筑物66第六章矿井防治水6761矿井水文安全条件分析67611矿井水文地质条件67612矿井水文安全条件评价6862矿井防治水措施6963井下防治水安全设施72631排水设施72632安全出口设施75第七章井下其它灾害预防7671顶板灾害防治及装备76711影响矿山压力显现基本因素分析76712顶板冒落灾害的防治措施及装备7872开采冲击地压煤层的措施8073爆炸材料库80731地面爆炸材料库80732井下爆炸材料库80733库房安全防范措施80734爆炸器材入井、运送安全措施8174提升运输事故防治措施及装备81741提升运输事故的防治措施及装备81742运输事故的防治措施及装备83743其他事故的防治措施及装备8575电气事故防治措施及装备86751井下电气设备选择86752供电线路事故及防治措施87753地面变电所事故及防治措施87754安全措施88第八章矿井安全监测监控9081概述90811安全监测、监控系统设置要求90812安全监测系统选择91813安全监测技术9182安全监测、监控和传输设备的选择94821监测设备选择94822监控设备的选型96823传输设备及器材选型9783监控设备各类传感器布置98831回采工作面传感器选型及配置98832掘进工作面传感器选型及配置99833其它地点传感器选择及布置9984矿井各类传感器装备量10085矿井人员定位系统101851系统设计要求101852人员定位系统的确定102853矿井KJ289型人员定位系统的工作原理102854矿井KJ289型人员定位系统的优点103855基站位置及数量的确定10386矿井安全监测监控系统可靠性分析103861安全监测监控系统的合理性、先进性103862管理机构和人员培训的保证程度104第九章矿井安全检测及其它装备、矿山救护队10591矿井安全检测及其它装备105911矿井通风检测类仪表105912矿井瓦斯及其他气体检测仪表、设备105913矿井粉尘检查检测类仪器仪表106914矿山救护类设备106915矿山压力及地测量类仪表、设备10792矿山救护队10793矿井保健设施及地面消防材料库10794矿井保健与职业安全卫生108941保健与急救108942职业安全卫生108第十章安全管理和培训110101安全管理模式110102安全管理制度1101021岗位安全管理制度1101022安全生产检查制度1131023隐患整改制度1151024安全教育制度1151025劳动保护用品发放管理制度1161026设备管理制度1161027安全生产奖惩制度116103安全培训1161031矿长、安全副矿长、安全管理人员及其他人员的安全培训1161032特种作业人员的安全技术培训1191033矿山救护队员的培训121第十一章劳动定员和概算122111劳动定员1221111安全管理机构设置及人员配备1221112维修、保养及日常监测人员1221113劳动定员表122112投资概算1231121投资范围1231122安全设施投资123参考文献128附录A129附录B134致谢138前言一、项目名称、隶属关系及所在位置纳林庙煤矿石湾子三井位于准格尔旗政府所在地薛家湾镇西南158KM处，行政区划隶属于鄂尔多斯市准格尔旗纳日松镇。本矿井为资源整合矿井，由以下四个煤矿整合而成，分别为原纳林庙石湾子三井、原猪亥门煤矿、原松树焉煤矿、原纳林庙双源煤矿。二、设计的指导思想和设计原则以“安全第一，预防为主”为设计的指导思想，实事求是地对本矿井的安全条件进行评价，提出可行的安全防范措施，提高矿井安全生产水平。1、针对该矿井上、下安全条件，设计中严格贯彻执行国家有关煤矿建设的各项法规和政策，为确保矿井的安全生产制定出安全可靠、行之有效的措施。2、在安全设施的设置和安全设备的装备上选择技术含量高，安全可靠操作简便的，并作到功能全、型号齐、数量足，相关的专项投资一次给足，不留缺口。3、设计中充分重视工人的劳动保护、安全卫生，生产救护和环境保护，装备必要的救护设备和常规用具，设置相应的安全设施改善工人的劳动条件，树立企业的良好形象。4、严格按学校的毕业设计要求，结合大学四年所学的专业知识，认真完成本次设计。三、设计的主要特点及安全评价（一）设计的主要特点1、矿井采用中央并列式通风系统，设置了完善的通风设施和构筑物，井下各用风地点的风量、风速均符合煤矿安全规程要求。配备了足够的通风安全仪器仪表，并采取防漏风、降低风阻的有效措施，对及时掌握、调整通风参数提供了保证；2、建立矿井防尘供水系统，采用静压供水，并采取了有效的减尘、降尘、清尘措施，完善了隔爆、抑爆设施；3、矿井防灭火系统采用注氮防灭火系统，并采用束管监测系统；4、煤矿配备了KJ110型安全生产监测监控系统，采取防止瓦斯聚集、引燃措施，预防瓦斯爆炸；5、井上、下设置了消防材料库及消防管路系统，配备了足够的消防器材，防灭火措施完备可靠；6、井下机电硐室、主要井巷支护及输送机胶带、电缆、风筒等均选用阻燃型材料；7、回风井口设有防爆门，可防止灾害事故的扩大；8、井下留有合理的防水安全煤柱，并配备了探水、排水设备，既可预防突发水患，又能保证最大涌水时的正常生产；9、工业场地内布置了排洪沟，能有效地防止地表水影响矿井正常生产；10、井下主排水泵房及主变电所设有防火栅栏门和密闭门，可阻止灾害的发展；11、矿山救护本矿井与当地的救护队签订救护协议。本矿井另设辅助救护队，由兼职9人组成，一旦出现险情，与准格尔旗矿山救护队一起为其服务。地面工业场地还设有卫生室，配有临时急救设施、器具等。12、所选用产品、设备标志要求按照煤矿安全规程第七条要求，凡涉及安全生产的产品，必须取得煤矿矿用产品安全标志。未取得煤矿矿用产品安全标志的产品，不得使用。13、在设计中列出了安全防治的专项投资并提出了安全设施和装备的施工质量与工期要求。（二）安全评价根据本设计的内容结合该矿的安全条件，本矿井的主要灾害为内外因火灾、瓦斯、粉尘和顶板事故，以及机械、电气事故。本安全设施设计针对以上各种灾害制定了相应的安全措施，并配置了相应的装备及设施，本矿井将有较可靠的安全保障，可以杜绝重大恶性安全事故的发生。根据以上条件及主要灾害类型，确定本矿井的安全条件较为简单，安全类型为中等。四、待解决的主要问题1、本矿井为整合矿井，原矿井有大面积采空区存在，必须加强补勘，准确查明采空区和火烧区范围，并探明采空区内积水、自燃、有毒有害气体的现状。将采空区范围标注在矿井采掘工程平面图和井上下对照图上，为安全布置采区提供依据。2、本井田存在封闭不良钻孔，生产期间应特别注意，防止钻孔出水。因此要求矿井生产期间密切注意钻孔和采掘工作面的相对位置，生产时应注意探放水，防止发生突然涌水。3、本区煤尘有爆炸性、煤层自燃，建设和生产期间应加强防范意识，同时，进一步加强对矿井的水文地质、瓦斯地质、煤层顶板顶板条件等矿井开采技术条件进行勘查，对矿井进行瓦斯等级鉴定，对矿井的涌水量进行核定，对煤层自然倾向性鉴定。为下一步工作提供依据。4、矿井建设和生产中，应对井田内采空区的范围平面及开采厚度等、采空区内的瓦斯、水及火等情况进行调查论证，以确保矿井安全生产。5、矿井建设和生产过程中应对本矿井的瓦斯等级、煤层自然发火倾向等委托国家煤矿安全监察局授权单位进一步确定。6、建议建设单位在回采工作面试生产前，应按煤矿安全规程第六十八条规定编制放顶煤“开采设计”。第一章矿井概况及安全条件11井田概况111地理位置及交通1、位置纳林庙煤矿石湾子三井位于准格尔旗政府所在地薛家湾镇西南158KM处，行政区划隶属于鄂尔多斯市准格尔旗纳日松镇。其地理坐标为东经11035361103854北纬3922193926022、交通区内煤炭以公路运输为主，煤矿工业场区距曹（家石湾）羊（市塔）沥青路面运煤专线（三级沥青公路）仅02KM，距旗所在地薛家湾镇158KM，距鄂尔多斯市所在地东胜市106KM。北距东胜准（格尔）铁路西营子车站煤炭集装站运距63KM，交通尚属便利。112地形地貌整合区范围内地形总体呈北西高南东低之趋势，海拔标高为1399011931M，相对高差2509M，地形起伏较大，为侵蚀性丘陵及风成沙丘地貌特征。113水系整合区西侧为区内较大的川掌沟，该沟北西走向，东西两侧的沟谷均向其汇水。整合区南为纳林沟，南西方向与川掌沟交汇。114气象及地震1、气象本区为半干旱高原大陆性气候，夏季炎热，冬季寒冷，昼夜温差大，年最高气温33，最低气温30；区内干旱少雨，年降水量平均4016MM，且多集中在7、8、9三个月；本区主导风向为西北风，平均风速23M/S，最大风速24M/S；年无霜期平均165天，最大冻土深度150M。2、地震根据中国地震动参数区划图（GB183062001），该区地震动峰值加速度（G）为010；比照中国地震烈度区划图（1990），对照烈度为7度。据了解本区历史上无破坏性地震发生的记载。115其他自然灾害主要自然灾害有风、沙、洪、涝、地震等。区内无泥石流、滑坡及塌陷等不良地质灾害现象发生。116矿井开发简史及周边煤矿（一）矿井开发简史本矿井为资源整合矿井，由以下四个煤矿整合而成，分别为原纳林庙石湾子三井、原猪亥门煤矿、原松树焉煤矿、原纳林庙双源煤矿。原矿井建设及生产情况分别如下1、原纳林庙石湾子三井原纳林庙煤矿石湾子三井始建于1997年7月，1998年11月正式投产运行，是内蒙古伊东煤炭集团有限责任公司在西部精煤开发区的骨干矿井。主井井口坐标X4360730Y37465640H1213M；副井井口坐标X4360690Y37465655H1213M。主副井筒方位30，主井坡度430，副井坡度530，主副井筒掘进至煤层底板后，沿煤层倾斜方向掘进。斜井开拓，采煤方式为房柱式开采，通风方式为分区两翼抽出式通风，采煤方法为炮采，井下装载机装车，自卸车运输。开采62号煤层，煤质为低灰、特低硫、高热值不粘煤。矿井设计生产能力15万吨/年。矿产品为原煤（块煤）、煤粉。原煤及煤粉就地销售，汽车运输。生产过程中需留设050080M的煤层作为伪顶，煤矿自投产以来，未发生过冒顶、片帮及突水事故，也从未发生瓦斯及煤尘爆炸事故。2、原猪亥门煤矿位于石湾子三井的北部，采矿权人为鄂尔多斯市猪亥门煤炭有限责任公司，煤矿始建于1999年，2000年投产，矿区面积1567KM2，设计年生产原煤15万吨，设计服务年限32年，实际年开采原煤15万吨左右。开采62号煤层，斜井开拓，公路运输，采煤方式为房柱式开采，采煤方法为炮采，井下装载机装车，自卸车运输。3、原松树焉煤矿设计年生产原煤15万吨，设计服务年限267年，1998年筹建，1999年投产，矿区面积2036KM2，斜井开拓，公路运输，采煤方式为房柱式开采，采煤方法为炮采，井下装载机装车，自卸车运输。开采62煤层。4、原纳林庙双源煤矿煤矿始建于1999年，2000年投产，矿区面积1175KM2，设计服务年限219年，设计年生产能力15万吨，斜井开拓，公路运输，采煤方式为房柱式开采，采煤方法为炮采，井下装载机装车，自卸车运输。开采62号煤层。（二）周边煤矿本矿井西邻准旗羊市塔乡纳林庙远大煤矿和内蒙古满世煤炭运销有限责任公司纳林沟煤矿，西南邻内蒙古伊泰煤炭股份有限公司纳林庙煤矿一号井和二号井，东及东南与鄂尔多斯市广利煤炭有限责任公司纳林庙煤矿和准格尔旗纳林沟裕达煤矿相邻。本矿及周边煤矿自建矿以来未发生过越界开采、瓦斯、煤尘爆炸、冒顶、井下突水等安全事故。117供电及通信1、电源本矿井电源以两回10KV线路引自乌日图高勒110KV变电站不同母线段，供电距离5KM。2、通信由于目前该地区有线、无线、通信网络已经覆盖，矿井行政通信由当地电信部门解决。本矿设独立的调度通讯系统，调度总机选用KTJ4H60型交换总机，设在办公楼内，分机分设于各行政管理、生产管理和矿井各主要生产环节。井下分机分别设在井下中央变电所、水泵房、井底车场及各采掘工作面。118供水水源矿井生活用水与内蒙古科源水务有限公司签订有供水合同。供水管网已接至风井工业场地。12安全条件121地质特征本区位于东胜煤田东南部，新生代的地质营力在这里表现强烈，含煤地层延安组上部被剥蚀，而残存部分也被树枝状沟谷切割破坏，地层出露不全，其特征如下1、延长组（T3Y）为含煤地层基底，岩性组合为一套灰绿色中粗粒砂岩，局部地段为含砾砂岩，灰绿色薄层状砂质泥岩和粉砂岩。出露厚度1040M。大型板状、槽状交错层普遍发育，是延长组的沉积特征。2、延安组（J12Y）为区内含煤地层，岩性组合为一套灰绿色细砂岩、少量中粒砂岩，深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和黑色煤层，含有少量的钙质砂泥岩。普查区北部及其东南部的矿区仅残存一岩段。据普查区东界B17、Y19钻孔揭露显示，一岩段厚度在105107M。矿区内无钻孔资料，但据Y2钻孔资料一岩段已遭剥蚀，残存厚度不清。延安组与下伏地层延长组呈假整合接触。3、第三系上新统（N2）岩性组合为一套浅红色砂质泥岩和泥岩，含有层状发育的钙质结核，基本处于未完全固结成岩的较疏松状态，局部地段与黄土有相似特征。现存厚度变化较大，从几米至数十米，与下伏地层延安组呈不整合接触。4、第四系（Q）按成因可分为风成砂（Q4EO1）、冲洪积物（Q4A1P1）、残积、坡积物及少量次生黄土（Q34）。第四系地层厚度变化较大，据钻探结果为0457104M，不整合于下伏地层之上。122地质构造矿区含煤地层的构造形态与区域含煤地层构造形态基本一致，总体为一向SW倾斜的单斜构造，倾向一般在210左右，倾角13，沿走向发育有宽缓的波状起伏。地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大。未见褶皱、断裂构造及岩浆岩侵入活动。其构造复杂程度属简单类型。123煤层及煤质（一）含煤地层及含煤性原普查区内含煤地层上部被剥蚀，下部残存的含煤地层赋存4、5、6三个煤组，含煤114层，一般含煤36层。原普查报告计算资源储量煤层5层，自上而下分别为41、42上、42、61和62号煤层，其中62号煤层为全区可采煤层，其余均为局部可采煤层。煤层总厚2651685M，一般59M，含煤系数1645。可采煤层总厚2651176M，一般为68M，可采含煤系数1367。本矿区中、下侏罗统延安组（J12Y）含煤地层，厚度明显变薄，含可采煤层1层。（二）煤层本次资源储量，根据井田西部钻孔揭露情况以及矿山实际开采情况，其上部煤层均已被剥蚀，仅残存62号煤层。62号煤层全区发育，原普查区内可采厚度420876M，平均634M，其厚度具有由西向东变薄的趋势，煤层结构简单，一般不含夹矸，少数底部含厚度小于020M的夹矸。本矿区位于原普查区的东部外围，从实际开采情况可知其煤层厚度较为稳定，但厚度较原普查区已变薄。可采厚度为468445M，平均456M，全区可采。煤层顶板岩性以砂质泥岩为主，局部为泥岩，底板岩性为砂质泥岩。属于全区可采的较稳定煤层。煤层特征见表11。表11纳林庙煤矿石湾子三井煤层特征表煤层自然厚度M煤层号煤层赋存标高M最小值最大值平均值（点数）煤层可采程度对比可靠程度煤层稳定程度6212641195445468456（5）全区大部可采可靠较稳定（三）煤质1、煤的物理性质和煤岩特征（1）物理性质本区煤呈黑色，条痕褐黑色，弱沥青沥青光泽，条带状结构，棱角状、参差状断口，内生裂隙较发育，层状构造。燃点在300左右，燃烧试验为剧燃。残灰呈粉状、灰白黄灰色。显微硬度195203KG/MM2。（2）煤岩特征矿区内煤层主要煤岩组分为亮煤，主要可采煤层62号煤层有机显微煤岩组分以镜质组和丝质组为主，两者之和达89，半镜质组在79左右，稳定组在27左右。煤中无机显微组分含量很低，粘土组含量在26左右，硫化物组、碳酸盐组、氧化物组一般在05以下。煤层镜煤最大反射率在0361404986，据此确定变质程度为烟煤初级阶段。区内构造简单，无岩浆岩侵入，因此，煤变质的主要因素是区域变质作用。根据国际显微煤岩类型分类原则，区内煤为微镜惰煤。2、煤的化学性质（1）化学性质本次资源储量核实未进行煤样采集与分析，引用矿区外围原普查报告4个钻孔62煤层煤芯煤样分析结果。矿区各可采煤层煤质特征见表12。另据纳林庙石湾子三井提供的原煤煤样分析结果分析基水分（MAD）818；应用基灰分（AAR）525；可燃基挥发分（VDAF）3413；应用基全硫（ST,AR）013；低位收到基发热量QNET,AR2489MJ/KG。上述分析成果与原普查报告62煤层分析成果基本一致，以此确定62煤层为低灰分LA，特低硫SLS，特高热值煤SHQ。表12纳林庙石湾子三井利用钻孔煤芯煤样测试成果统计表工业分析（）煤层编号洗选情况MAD最小最大平均点数AD最小最大平均点数VDAF最小最大平均点数ST,D最小最大平均点数QB,DAF（MJ/KG）最小最大平均点数QNET,D（MJ/KG）最小最大平均点数原煤398564486（4）438746589（4）3189015031025（4）318432103197（4）285929422897（4）62洗煤374465417（3）296348318（3）339643743865（3）（2）其它元素普查报告62号煤层原煤磷含量为00020055，平均0016，原煤砷（ASAD）含量一般为0107106。本区原煤为低磷分（LP）、一级含砷（IAS）煤。62号煤层原煤微量元素锗（GEAD）、镓GAAD、钒VAD含量均未达到工业利用品位。（四）煤类区内可采煤层的粘结指数均为零，透光率大于50，挥发分小于37，以此确定62号煤层为不粘煤（BN31）。（五）煤的工艺性能1、据煤矿煤样分析结果，62号煤层原煤低位收到基发热量为2489MJ/KG。依据中华人民共和国国家标准煤炭质量分级煤炭发热量分级（GB/T15224394），确定纳林庙石湾子三井原煤为高热值煤。据普查报告结果煤对CO2反映性表明，当试验温度为950时，CO2还原率为685，说明该煤层化学反应性较高。矿区内可采62号煤层热稳定性等级为好，据此可以认为本区煤炭为良好的气化用煤。2、62号煤层的结碴率为1884，为中等结碴煤，对气化影响不大；灰成分主要为SIO2，其次为CAO、AL2O3及FE2O3，灰熔融性统计结果，低熔灰分占63。区内各煤层粘结指数均为零，焦碴类型为2，故本区煤无粘结性。（六）可选性普查区B22、B15、B26共3个钻孔中分别采取了62号煤层简选样，试验中执行GB47787和GB47876规程，同时进行了浮沉试验。其结论是理论精煤灰分为4550，01含量为0595，均小于10，故认为62号煤层可选性等级为易选煤（GB/T164171996标准）。（七）煤的工业用途62号煤层为低灰分、特低硫、低磷、高热值煤，是良好的动力及民用燃料，适用于各种工业锅炉、火力发电、蒸汽机车等，亦可在建材工业、化学工业中做焙烧材料。煤粉加粘结剂可制作煤砖、煤球、蜂窝煤等。区内煤气化性能好，煤对CO2反映性能高，热稳定性好，可作为气化用煤。区内煤属富油煤，也可作为低温干馏原料。124瓦斯、煤尘和煤的自燃1、瓦斯矿区无任何样品采集及试验，普查区五个钻孔中采取了62号煤层瓦斯样，测定了62号煤层中瓦斯含量001ML/G燃，自然瓦斯成分中，可燃气为0502，CO2为5371367，N2为81319463。瓦斯成分带为CO2N2气带，属瓦斯风化带，所以62号煤层为低沼气煤层。根据内蒙古安科安全生产检测检验有限公司2007年8月提交的鄂尔多斯市准格尔旗煤矿矿井瓦斯等级鉴定报告书（2007年度），本矿井掘进工作面回风绝对瓦斯涌出量为00345M3/MIN，绝对二氧化碳相对涌出量为00689M3/MIN矿井回风绝对瓦斯涌出量为02451M3/MIN,绝对二氧化碳涌出量04902M3/MIN。2、煤尘据普查区B15、B22和B26三个钻孔62煤层简选样煤尘爆炸鉴定结果火焰长度均大于400MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为80，其结论均为具有爆炸性。煤层挥发分是煤尘爆炸的重要影响因素，本区62号煤层挥发分较高，均在30以上，所以62号煤层具有煤尘爆炸危险性。根据内蒙古矿山安全与职业危害检测检验中心内蒙古安科安全生产检测检验有限公司2006年11月煤尘爆炸性、煤的自燃发倾向性检验报告（62煤层），煤尘具有爆炸危险性。3、煤的自燃62号煤层自燃倾向等级为易自燃（T13为1521），着火温度小于305（T1），这也是区域煤层露头自燃和开采后煤堆积自燃的主要因素。根据内蒙古矿山安全与职业危害检测检验中心内蒙古安科安全生产检测检验有限公司2006年11月煤尘爆炸性、煤的自燃发倾向性检验报告（62煤层），煤的自燃倾向性等级属容易自燃。4、地温本区内最大地温为147，最大地温梯度29/100M，平均地温梯度22/100M，属地温正常区域，井下采煤无地热危害。125水文地质（一）区域水文地质条件概况1、自然地理条件本区位于鄂尔多斯高原东部，区域性分水岭“东胜梁”南侧。地势北高南低。区内植被稀少，地形切割强烈，切割深度可达20M。黄土层垂直节理发育，沟壑纵横，属典型的高原侵蚀性丘陵地貌。矿区内较大的冲沟为井田西界的川掌沟，该沟呈北西南东向，常年有地表径流。南部为纳林沟，南西方向与川掌沟交汇。2、区域含水岩组根据钻孔揭露、钻孔简易水文观测以及地质填图等成果资料分析，区内含水岩组可划分为两大类，即松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组。（1）松散岩类孔隙潜水含水岩组该含水岩组岩性主要为冲洪积砂砾石，分布于区内各沟谷之中。该含水岩组富水性一般较弱，水位、水量受大气降水影响较大。一般在雨季水量明显增加，旱季锐减，个别泉、井甚至干涸。（2）碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组根据钻孔揭露及地质填图成果分析，本区由于受新生代以来的剥蚀，延安组上部地层大面积被剥蚀，现仅残存了延安组中下部地层。因此区内仅存的碎屑岩类含水岩组为延安组。延安组在区内大面积分布,但由于上部受剥蚀而残缺不全，厚度一般80120M。岩性组合为灰深灰色砂质泥岩、粉砂岩及煤层，夹灰色、灰白色中细粒砂岩。含2、3、4、5、6号五个煤组。含水层岩性主要为煤层及中细粒砂岩。该含水岩组水位埋深为675410619M，水位标高1200511295M、水温813，Q0000431000241L/SM，K000541000715M/D，水质类型为HCO3KNACA型及HCO3CLKNA型水，矿化度02030666G/L，PH7677。含孔隙、裂隙潜水，局部为承压水，富水性弱。3、区域地下水补给、迳流及排泄条件各含水岩组的补给源均以大气降水为主，由于该区域为半干旱沙漠气候，降水稀少，所以，补给源缺乏。另外，煤田内地形切割强烈，降水排泄通畅，加之强烈的蒸发，极不利于大气降水的入渗，因而煤田内地下水资源贫乏。（二）矿井水文地质条件1、含水层（岩组）由于矿区内未做专门水文地质工作，因此只能参考普查区资料结合井田实际水文地质情况进行类比分析。（1）风积砂含水层（QEOL）分布广泛，厚度20M左右。具强透水性而不贮水，在沟谷深切地段以泉的形式出露。涌水量00544091L/S，富水性弱中等。（2）碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组（J12Y）根据B22水文钻孔资料含水层厚度1181M，岩性主要为煤层及中细粒砂岩。该含水层组水位埋深为6754M，水位标高120051M。Q0000431L/SM，K00054LM/D；水质类型为HCO3KNACA型，矿化度0203G/L，PH76。含孔隙、裂隙潜水，局部为承压水，富水性弱。据石湾子三井提供的巷道水文地质实际资料，该煤矿煤层含水，巷道日涌水量为300M3左右。2、构造对矿床充水的影响井田构造形态与区域含煤地层构造形态基本一致，总体为一向南西倾斜的单斜构造，倾向210左右，倾角13。地层产状沿走向及倾向变化不大。无岩浆岩侵入。对矿床充水一般无影响。（三）矿区水文地质勘查类型区内最低侵蚀基准面位于井田西南部勃牛川井田，标高为109080M，主采煤层多位于其上，直接充水含水层以碎屑岩类延安组（J12Y）孔隙、裂隙潜水承压水为主，富水性微弱Q01L/SM，直接充水含水层的补给源均以贫乏的大气降水为主，区内无地表水体，水文地质条件简单。因此，本区水文地质类型为第一第二类第一型，即孔隙裂隙充水矿床，即水文地质条件为简单类型。（四）矿区供水水源评价根据原纳林庙煤矿石湾子三井井下涌水资料，实际涌水量为8M3/H。经过采用大井法、断面法计算，矿井涌水量不大，这与含水层富水性微弱是相符的。预计矿井正常涌水量15M3/H，最大涌水量为20M3/H。126工程地质62号煤层顶板以泥质岩类为主，其次为粉砂岩类和砂岩类，底板以泥质岩类、粉砂岩类为主，局部地段为砂岩类。由普查地质工作的工程地质编录及岩石力学试验结果可知，岩石的RQD值多在60左右，岩石质量状态多为中等的，岩石自然状态单轴极限抗压强度一般在2040MPA之间，属软弱半坚硬岩类。据井田实际资料，井下煤层顶板比较稳定，无断层、无裂隙、无大面积片帮现象，工程地质条件属中等类型。127资料存在问题储量核实报告中对矿井的正常涌水量和最大涌水量未作预测，建议在建设过程中补测矿井涌水量，以便选择合理的排水设备，保证矿井的安全生产。13矿井设计概况131工程性质本矿井工程性质属改扩建。132井田开拓与开采（一）井田境界内蒙古自治区国土资源厅于2007年2月5日颁发了采矿许可证，证号1500000720056。批准开采标高1264M1195M。井田由19个拐点圈定，各拐点坐标见表13。表13井田境界拐点坐标表拐点XY拐点XY143645700037466240001143635450037467380002436485000374661900012436261000374670500034365020003746630000134362150003746696000443653400037466950001443618400037467050005436560000374670400015436052500374661050064365860003746766000164360050003746577000743658600037468290001743626000037464970008436491000374683600018436367000374657900094364500003746773000194364240003746622000104364430003746773000井田南北长约55KM，东西宽约32KM，面积84637KM2。（二）储量、设计生产能力及服务年限1、矿井资源/储量根据内蒙古自治区国土资源厅（内国土资储备字2006176号）关于内蒙古自治区东胜煤田勃牛川普查区外围纳林庙煤矿石湾子三井煤炭资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明，并结合本次设计对（334）593MT资源储量的调整结果，本矿井共获得总资源量2963MT，其中包括原核实报告中推断的内蕴经济资源量（333）2501MT和（334）593MT资源储量调整为（333）的资源量462MT。根据矿井实际井巷揭露情况，对62煤层的赋存范围、煤层厚度等基本查明，储量可靠，因此本次设计将2501MT的资源/储量级别由推断的内蕴经济资源量（333）提高到探明的内蕴经济资源量（331）。2、矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量为矿井地质资源量中探明的资源量和控制的资源量，连同地质资源量中推断的资源量作资源可靠性评价后乘以可信度系数。本矿井333资源量可信度系数取08。经计算，矿井工业资源/储量28706MT。3、设计可采储量经计算，矿井设计资源/储量23922MT，设计可采储量17055MT。详见矿井设计可采储量汇总表14。4、矿井设计生产能力及服务年限（1）矿井设计生产能力矿井设计生产能力与井田地质构造、水文地质条件、煤炭储量、煤层赋存条件、采煤机械化装备水平等诸多因素有关。本矿井为资源整合矿井，从本矿井煤层赋存条件来看，煤层稳定且赋存较厚，同时结合选定的综合机械化采煤方法，生产能力能够达到060MT/A，确定矿井设计生产能力为060MT/A。（2）矿井设计服务年限矿井设计服务年限可通过下式计算式11KAZT式中T矿井设计服务年限，A；ZK矿井的设计可采储量，MT；A矿井的设计生产能力，MT/A；K储量备用系数，取13。经计算，矿井设计服务年限T17055/（06013）219A。（3）储量备用系数本矿井田地质条件比较简单，属简单构造类型，并且经过巷探已基本查明62煤层赋存状况，故储量备用系数K取13。表14矿井设计可采储量汇总表注1、本矿井煤层已实际揭露，可信度系数K取08。2、中厚煤层采区回采率为80。（三）井田开拓1、井田开拓方式井田开拓方式主要是根据煤层的赋存条件和埋藏深度决定，本矿井批准开采62煤层，为缓倾斜煤层，距地表较近，井田开拓方式确定为斜井开拓。2、井口及工业场地位置的选择本矿井井田西侧为川掌沟和猪亥门沟，原有的四个矿井井口均位于井田的西侧、川掌沟和猪亥门沟的东侧台地之上。井田东侧地面地形标高在1310M至各种永久煤柱损失工业场地及主要井巷煤柱损失煤层矿井资源/储量推断的333资源量工业资源/储量井田边界村庄采空区河床合计设计资源/储量工业场地井筒大巷合计消耗资源储量采区回采率设计可采储量622963046202870617420370240102714784239220435016218962493011008017055合计29630462028706174203702401027147842392204350162189624930110170551390M之间，地形起伏较大，且地面交通不便，供电线路难以架设，因此，本矿井的工业场地只能选择在井田的西侧，川掌沟和猪亥门沟东侧的台地之上。但是由于受到原有四个矿井采空区的影响，新建工业场地和井筒已无可能，因此只能利用原有的系统进行开拓布置。根据各矿井现有地面及井筒情况，设计利用原双源煤矿的地面工业场地和井筒，并在现有基础上进行改造。双源煤矿的井筒靠近资源储量的中心，有利于井下的开拓开采，减少井巷工程量。3、井田开拓方案本矿井由四个煤矿整合而成，根据整合以后各矿井的位置、现有生产系统以及储量的分布情况，设计利用原纳林庙双源煤矿的一对斜井作为本次设计的主、副斜井，并在井田东北部回风大巷一侧新建一回风立井，作为矿井的总回风井。因此井田开拓方式为斜立井综合开拓。利用原双源煤矿井下的两条大巷作为运输大巷和辅运大巷，至井田东部后，沿南北方向布置三条盘区大巷，即盘区运输巷、盘区辅运巷和盘区回风巷，在盘区回风大巷的西侧新建回风立井。运输大巷和辅运大巷沿煤层底板布置，回风大巷沿顶板布置。主斜井采用胶带输送机运输，井下不设煤仓，直接与大巷胶带机进行搭接。副斜井采用防爆无轨胶轮车运输。井底硐室主要有中央变电所、水泵房、主副水仓、消防材料库等。井田划分为南北两翼，北翼为一盘区，南翼为二盘区。移交生产时，在一盘区布置回采工作面，盘区开采顺序为先采一盘区，后采二盘区。盘区内工作面条带采用前进式开采。4、水平划分本矿井只开采62煤层，因此划分为一个水平。水平标高1220M。5、大巷布置根据矿井开拓布置形式及煤层赋存条件、机械化装备条件，设计确定将水平大巷布置在62煤层中，运输大巷和辅运大巷沿煤层底板掘进，回风大巷沿煤层顶板掘进。（四）井下开采1、盘区划分及开采顺序井田划分为南北两翼，北翼为一盘区，南翼为二盘区。移交生产时，在一盘区布置回采工作面，盘区开采顺序为先采一盘区，后采二盘区。工作面条带由南向北前进式开采。2、采煤方法（1）煤层赋存条件及顶底板岩性62号煤层顶板以泥质岩类为主，其次为粉砂岩类和砂岩类，底板以泥质岩类、粉砂岩类为主，局部地段为砂岩类。由普查地质工作的工程地质编录及岩石力学试验结果可知，岩石的RQD值多在60左右，岩石质量状态多为中等的，岩石自然状态单轴极限抗压强度一般在2040MPA之间，属软弱半坚硬岩类。据井田实际资料，井下煤层顶板比较稳定，无断层、无裂隙、无大面积片帮现象，工程地质条件属中等类型。（2）其他开采技术条件本矿井为低瓦斯矿井，煤层属容易自燃发火煤层，并有煤尘爆炸危险，水文地质条件属简单型，无地温异常。（3）采煤方法根据62号煤层赋存条件，结合国内外煤层开采技术发展现状，研究认为石湾子三井62号煤层比较适合大型机械化开采。从本矿井62煤层采高及赋存条件来讲，非常适合采用一次采全高综合机械化采煤法，矿井设计年产量为060MT/A，选用综采其优点为工作面巷道布置相对简单，技术成熟可靠，产量大。对于本矿井而言，一盘区煤层赋存较为连续、边界规整，二盘区多为边角煤，因此一盘区的大部和二盘区的局部地段都可适用于综合机械化开采，其服务年限大致在12年左右，与综采设备的使用寿命基本相适宜。对于本矿井其它地段的边角煤，可在矿井开采后期布置长壁爆破装煤工作面进行回收。通过上述技术与经济的分析，设计推荐石湾子三井62煤层首选一次采全高综采采煤法。3、62煤综采工作面主要设备选型（1）采煤机采煤机选用MG300/730WD型，其技术参数见表15。表15MG300/730WD型采煤机技术参数表项目参数项目参数项目参数采高范围M245滚筒截深MM800牵引速度M/S077128装机功率KW（300250230）卧底量MM260牵引力KN580350整机重量T49灭尘方式内外喷雾供电电压V1140（2）工作面刮板输送机按照输送机应满足采煤机的生产能力，可选用SGZ764/400型刮板输送机，其主要技术参数见表16。表16SGZ764/400型刮板输送机技术参数表项目参数项目参数输送量T700链条规格MM2692装机功率KW2200链速M/S093中部槽规格MM1500760300（3）转载机转载机的生产能力应能满足综采工作面刮板输送机的卸载要求即Q451T/H。选用SZZ764/132型转载机，其主要技术参数见表17。表17SZZ764/132型转载机技术参数表项目参数项目参数输送量T900链速M/S133装机功率KW132链破断力KN350有效搭接长度M1144中部槽规格MM1500760200供电电压V660/1140出厂长度M297总重（T）249（4）破碎机选用PCM132型破碎机，其主要技术参数见表18。表18PCM132型破碎机技术参数表项目参数项目参数输送量T1000进/出口块度MM700700/150300装机功率KW132供电电压V660/1140（5）乳化液泵站和喷雾泵站选用BRW315/3154A型乳化液泵站，功率200KW，两泵一箱。BPW315/125型喷雾泵站，功率75KW，两泵一箱。（6）顺槽可伸缩胶带输送机带宽B1000MM；带速V20M/S；电动机功率N110KW；顺槽胶带输送机型号为DSJ100/63/110。4、工作面回采方向与超前关系（1）工作面回采方向回采工作面采用后退式开采。（2）超前关系一水平为单一煤层开采，不存在压茬关系。5、工作面参数的确定（1）工作面长度工作面长度与地质因素和机械设备能力，顶板管理等技术因素关系密切，直接影响生产效益，加大工作面长度，不仅可以减少工作面的准备工程量，提高回采率，而且还相对减少了端头进刀等辅助作业时间，保证工作面高产高效。而增加工作面推进方向长度，可以减少搬家倒面次数，为工作面连续稳产、高产创造条件。根据本矿实际情况，结合当地生产实践经验，以及本矿井生产能力，设计确定工作面长度为120M。（2）工作面采高根据钻孔资料62煤平均厚度4M，确定62煤平均采高4M。（3）工作面推进长度62煤首采工作面推进长度为550M。（4）工作面生产能力工作面年推进度工作面制度为“四六”制，三班采煤，一班检修。循环进度为080M，日循环个数为5个，循环率080。则工作面年推进度为1056M。工作面年产量工作面产量式12CLMQ21式中Q回采工作面年产量，MT/A；M煤层平均可采厚度；煤的容重，T/M3；L1回采工作面长度，M；L2工作面年推进度，M；C工作面回采率，093。Q41281201056093060MT根据回采工作面推进度及其它巷道准备量计算，掘进出煤约为回采出煤的6。则矿井年产量为式1361QSQS060（16）064MT/A6、回采工作面数目矿井移交生产时，移交62煤的一盘区，一个综采工作面和两个掘进工作面即可保证全矿井产量。7、盘区及工作面回采率盘区回采率为75，工作面回采率93。（五）盘区运输、通风及排水1、盘区运输（1）煤的运输运输系统为62煤工作面煤炭经刮板输送机转载机顺槽胶带输送机62煤盘区巷胶带输送机62煤运输大巷胶带机主斜井胶带输送机地面转载点。（2）矸石运输本矿井井下巷道均沿煤层布置，62煤层平均厚度为4M，可能出矸的地点为大巷立体交叉处及部分巷道破顶处等，井下矸石量较小，由防爆无轮胶轮车直接接至地面。（3）人员、材料及设备运输去工作面的人员、材料及设备，在地面经防爆无轨胶轮车，由副斜井62煤辅运大巷62煤盘区辅运巷工