南山煤矿防治煤层自燃专项设计(修改稿)

1、.PAGE 2：.； 林东煤业开展有限责任公司南山煤矿防治煤层自燃专项设计说明书南 山 煤 矿二一三年十二月 林东煤业开展有限责任公司南山煤矿防治煤层自燃专项设计说明书矿 长：总工程师：审 核：设 计：南 山 煤 矿二一三年十二月 会审意见会审时间2021年12月23日会审地点矿办公大楼四楼会议室会审意见1、南山煤矿K5煤层煤炭含硫量大于2%(即SQ2%)，根据中华人民共和国国家规范(GB/T 20214-2006)，矿井应按类进展设计和管理，并且应尽快重新补做K5煤层煤炭自燃倾向性鉴定。2、在今后的消费中，必需加强矿井通风瓦斯管理，杜绝瓦斯超限和无风、微风作业景象，严防瓦斯、煤尘和火灾事故的

2、发生。3、加强培训，提高管理人员和从业人员的防灭火认识和防防灭火操作技艺。4、矿井在开辟新程度、新采区时，应将大巷、采区上下山等主要巷道布置在煤层的底板岩层中。5、矿井防治煤层自燃资料欠缺，应尽快补作。6、设计内容应根据矿井实践开采情况，补充矿井今后的防治煤层自燃的规划，规划内容应包括防治煤层自燃的消防系统、束管检测系统等。参与会审人员记录人员张 伟目录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc8540 前 言 PAGEREF _Toc8540 1 HYPERLINK l _Toc23513 第一章 矿井概略 PAGEREF _Toc23513 4 HYPERLINK

3、l _Toc32262 第一节 矿井概述 PAGEREF _Toc32262 4 HYPERLINK l _Toc900 第二节 矿井地质及煤层特征 PAGEREF _Toc900 7 HYPERLINK l _Toc19498 第三节 矿井开辟与开采 PAGEREF _Toc19498 16 HYPERLINK l _Toc20297 第五节 矿井通风 PAGEREF _Toc20297 18 HYPERLINK l _Toc71 第二章 防治煤层自燃措施 PAGEREF _Toc71 21 HYPERLINK l _Toc24718 第一节 阻化剂防灭火系统 PAGEREF _Toc247

4、18 21 HYPERLINK l _Toc708 第二节 其它防治煤层自燃措施 PAGEREF _Toc708 24 HYPERLINK l _Toc15502 第三章 投资估算 PAGEREF _Toc15502 31附件：1、贵州省国土资源厅2021年9月27日颁发的贵州林东煤业开展有限责公司南山煤矿采矿答应证，证号：C5200002021031120214213；2、贵州煤矿平安监察局2021年1月13日颁发的贵州林东煤业开展有限责公司南山煤矿平安消费答应证，证号：(黔)MK安许证字0641；3、2004年5月煤炭科学研讨院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤尘爆炸性鉴定报告；4、20

5、04年5月煤炭科学研讨院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告。林东煤业开展有限责任公司南山煤矿防治煤层自燃专项设计前 言林东煤业开展有限责任公司南山煤矿位于息烽县城北约6Km处，南山煤矿最初由贵阳煤矿编制初步设计，经贵州省煤炭局同意，于1970年10月开工建井，1978年1月开场试投产，原设计才干为15万t/a。1978年1988年间，除80年、85年、87年外，其他各年年产量均超越设计消费才干15万t/a。1989年11月矿井开场改扩建，本次扩建由贵州省煤炭厅设计队、林东矿务局设计研讨所设计。重新开掘三区大巷和三区轨道上山及三区回风上山，于1991年7月完成改扩建投产

6、，矿井改扩建后的设计才干为年产30万t/a。历年来，矿井最高实践消费才干22.7万t/a2021年，普通实践消费才干1520万t/a。开辟方式为走向平硐，分区上下山开辟，采煤方法为区内双翼走向长壁后退式回采，采用爆破落煤，任务面采用单体液压柱配合铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。原井田面积12.67km2，上世纪九十年代末，因煤炭市场不景气呼应林东矿务局“三转二建战略，将矿区面积减少为2.3371km2，现井田面积变卦为7.32km2。所开采的K5煤层为低蜕变无烟煤，有煤与瓦斯突出危险，煤尘无爆炸性，煤层自燃倾向性为不易自燃类，建矿至今未发生煤层自燃景象，矿井无较大涌水。矿井通风方式为分区式，

7、通风方法为抽出式。即由主平硐和三采区轨道上山进风，三采区回风上山回风，通风系统较简单。2006年5月将三区风井原2台离心式主扇47220B改换成同等功率的2台轴流式主扇BD61、，一台运用，一台备用，电机型号为YBFh315S6，功率752=150Kw。同年7月初该两台轴流式通风机正式投入运转。根据2021年11月原林东矿务局设计研讨所设计的，矿井开采权设计方案矿井划分为一个程度、四个采区开采。目前矿井一采区平硐大巷+1036m标高以上已于1983年7月完全采空；二采区平硐大巷+1040m标高以下左采面为75213采面、右采面为75214采面，其开采最大深度分别为标高+960.0米、+1005

8、.0米，该标高以上地段煤炭资源均已于2001年5月完全采空。三采区平硐大巷+1043m标高以上开采的有：7531采面、7532采面、7533采面、7534采面、7536采面、7538采面、75312采面、75310采面、7535采面及75313采面，上述采面相继于1997年、2000年、2002年、2003年、2004年、2007年、2021年7月和2021年12月回采终了；三采区+1043m标高以下只开采2个采面：即7537采面和75314采面，上述二采面相继于2005年、2007年初回采终了。三采区采用下行式双翼交替开采，近二三年按序开采三采区平硐大巷+1043m标高以上的采面有：7539

9、采面、75311采面，今后三十五年将按序开采的采面有：75316采面、75315对拉采面、75318采面、75320采面。其中7539采面、75311采面和75315对拉采面位于三采区F7逆断层北西翼盘+1050m标高+1300m标高以内的K5煤层；75316采面、75318采面和75320采面位于三采区F7逆断层南东翼盘+1050m标高+1250m标高以内的K5煤层。三区轨道上山和三区回风上山均布置在K5煤层底板茅口灰岩中,分别距K5煤层底板42.5m、36m，而三区运输上山那么沿K5煤层布置。目前现正在回采的三采区采用下行式双翼交替开采即采煤任务面从+1300m标高自上而下+1050m标高

10、布置。根据中的接替采区四采区，即开采平硐大巷+1043m标高以下+1050m标高+800m标高以内的K5煤层，其四区轨道下山、四区运输下山和四区回风下山均沿K5煤层底板茅口灰岩布置。四采区采用下行式双翼交替开采即采煤任务面从+1050m标高自上而下+800m标高布置，区内双翼走向长壁后退式回采。根据2004年5月煤炭科学研讨院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，本矿K5煤层属不易自燃煤层(自燃倾向分类为类)。2021年12月18日贵州省安监局、贵州煤监局煤矿平安消费条件专项检查第一小组对对南山煤矿进展检查时提出：南山煤矿K5煤层煤炭含硫量大于2%(即SQ2%)，根据中

11、华人民共和国国家规范(GB/T 20214-2006)，矿井应按类进展设计和管理，且要重新对K5煤层煤炭自燃倾向性进展鉴定。在未重新做鉴定前，暂按类进展设计和管理。为确保矿井平安消费，南山煤矿暂按类煤层自燃倾向性进展编制。一、设计根据1、GB 503992006；2、2021；3、AQ 10552021；4、GB 503832006；5、AQ 10442007；6、MT/T 7021997 ；7、AQ 10292007；8、AQ/T 10192006；9、(GB/T 20214-2006)；10、；11、2004年5月煤炭科学研讨院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告；

12、12、中华人民共和国国务院令第446号；13、国发202123号14、国家平安监管总局 国家煤矿安监局关于印发的通知安监总煤装202133号；15、，林东矿务局设计研讨所，2021年11月；16、贵州省能源局文件黔能源发2021731号“关于对林东矿业集团公司的批复； 17、南山煤矿提供的采掘工程平面图及其它资料；18、设计人员到现场搜集了解的情况。二、设计原那么1、坚持“平安第一，预防为主、综合治理的方针和“管理、配备、培训并重的原那么；2、按照、等相关技术规范要求，实施综合性防治煤层自燃措施、确保矿井平安消费；3、依托科技提高，结合本矿井的实践情况，采用比较成熟的技术、设备、仪器、仪表提高

13、矿井综合的防治煤层自燃才干。三、主要技术经济目的1、设计年消费才干：30万t/a；2、矿井配备专兼职防灭火机构人员：6人； 第一章 矿井概略第一节 矿井概述一、矿井交通位置南山煤矿位于贵州省贵阳市息烽县城北约6km，位于息烽县永靖镇管辖，矿区位于小寨坝镇、永靖镇交界处的管田村。该矿地理坐标为: 东经10643241064635，北纬270831271009。川黔公路210国道经矿区南西经过，矿区有公用公路与其相连，间隔 约1.1km；兰海高速公路经矿区西侧经过，经210国道分别在息烽和小寨坝镇与其相连；矿区距川黔铁路盘脚营站约0.5公里，经盘脚营火车站可达贵阳、遵义等地，交通方便。见交通位置图

14、1-1-1。二、井田境界扩界后的南山煤矿矿区平面积为7.32km2，共由12个拐点坐标圈定，呈不规那么12边形，地理坐标东经10643241064635，北纬270831271009。拟定的开采深度为+1880m+1480m标高，矿区范围拐点坐标见表1-1-1。表111 扩界后南山煤矿矿区范围拐点坐标统计表拐点编号X坐标Y坐标A3004047.0036374174.00B3003237.0036374175.00C3003290.0036375095.00D3005115.0036377185.00E3005180.0036371158.00F3007010.0036378720.00G300

15、6295.0036376840.00H3006905.0036376448.00I3005380.0036375365.00J3004180.0036374210.00K3004160.0036373432.00L3004045.0036373435.00开采深度：+1450m+800m标高矿区面积：7.32Km2图1-1-1 矿井交通位置图三、地形地貌及自然地理条件1、地形、地貌息烽南山是乌江至贵阳间的第一高山地带，由高大山脊组成北东向的弧形山脉。矿区即位于南山高地的中部及其东、西、面斜坡上，地势高、地形陡、高差大，海拔标高1028.421711.40m，最高点位于矿区南东部的懒板凳丫口，海

16、拔1711.40m，最低点位于西部主井口，海拔1028.42m，普通高差350 m 480 m，最大高差682.98m，含煤地层普通标高1130 m 1450m，矿区侵蚀基准面位于主井口北约750米处小干沟公路桥下，标高约为874m。矿区总体上属中高山地貌，区内夜郎组、长兴组碳酸盐地层覆盖范围广，峰丛、洼地、溶斗、溶洞、天窗等岩溶地貌较发育，长兴组及夜郎组地层在逆向坡地带易构成陡崖、陡坡。2、河流南山煤矿地处长江流域乌江水系上游南侧之底寨河支流，区内由于碳酸盐岩广泛分布，碎屑岩分布不多，地貌上以岩溶峰丛洼地为主，石芽、溶沟、溶槽、落水洞、溶斗、竖井较发育，大气降水容易渗入地下，地表水系不发育，

17、矿区地表水大多为“V型冲沟水或小型溪沟水。冲沟流程短，水量小，普通小于5L/s，流量受季节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸。南山煤矿矿区范围内无较大的年年流水溪沟，仅矿区南部外围响水洞暗河出口处以下河段梅子溪，年年有水，枯季流量66.90L/s。3、气候矿区所在区域属北温带潮湿季风气候，总的特征是温暖潮湿，降雨充沛，冬无严寒，夏无酷暑，四季不甚清楚。据息烽气候站观测资料：历年日平均气温18.8，日极端最高气温36.5，日极端最低气温-7.6，7月平均温度22.7；年平均降水量1154.9mm，日最大降水量为.50 mm，最大延续降水量144.0 mm，雨季多集中在59月，年均发

18、生暴雨23次，多在57月，12月到次年4月为枯水期；多年平均风速2.1m/s，最大19m/s；相对湿度为7586%。灾祸性天气主要有春旱、冰雹、夏旱、夏季暴雨等。4、地震根据GB183062001，矿区地震烈度为度，地震动峰值加速度为0.05g。四、水源条件矿区目前供水水源为象鼻洞泉点及干沟公用供水孔两处，其供水才干为1699t/d2050t/d。经检验， PH值7.57.6，硬度德国度d6.478.04，固溶物125176mg/l，为低矿化度、微中硬、HCO3Ca型或HCO3Ca.Mg型淡水。五、电源条件矿井一回路电源永靖变电站110Kv以LGJ120导线砼杆架设的35Kv高压输电线路，全长

19、13.1Km；另一回路引至矿区工业广场外新建的盘脚营220Kv变电站以LGJ-95导线砼杆或铁塔架设的35Kv高压输电线路原天台主回路因2021年冬季雨雪冰冻受损坏，全长1.22Km；上述二回路供电正常。第二节 矿井地质及煤层特征一、地层矿区及周边出露的地层有中二叠统茅口组P2m、上二叠统峨嵋山玄武岩组P3、龙潭组P3l、下三叠统夜郎组T1y、茅草铺组T1m及第四系Q地层。现由老至新分述如下：1、二叠系中统茅口组P2m：浅灰色、深灰色中厚层状、块状灰岩。微晶至细晶构造，含少量燧石结核，富含蜓科、腕足类和珊瑚化石。其顶部常见有一层厚约12米的灰色、深灰色硅质岩。厚度28米240米。2、二叠系上统

20、峨嵋山玄武岩组P3：深灰色、深灰绿色，风化后为浅黄色、黄褐色，块状构造，具气孔、杏仁构造，细晶质构造，质硬，比艰苦，为玄武熔岩组成。其上普通有310m紫、灰、绿色凝灰岩与玄武岩过渡。与下伏地层呈假扩界接触。该组厚度变化大，厚度约015.08m。3、二叠系上统龙潭组P3l：岩性以含泥灰岩、深灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩为主，夹煤层。含煤层79层，含全区可采煤层1层，部分可采煤层1层，为本区独一含煤地层。与下伏玄武岩地层呈假扩界接触。厚183195m。富含腕足类、瓣鳃类、海百合、螺等动物化石及大羽羊齿、栉羊齿等植物化石。4、二叠系上统长兴组P3c：灰色、深灰色，中厚层状、厚层状燧石灰岩，微晶质至

21、细晶质构造，偶夹粉砂岩、深灰色钙质泥岩、钙质粉砂岩，顶部偶夹薄层蒙脱石泥岩，最顶部蒙脱石与上覆地层分界，底部为一层泥灰岩。产丰富的腕足、瓣鳃类等动物化石。层面见有泥质及沥青质，下部和底部含较多泥质。厚33.041米，普通厚37.0m。5、三叠系下统夜郎组T1y：岩性以灰色、深灰色薄层状、中厚层状、厚层状灰岩为主。以岩石颜色、夹灰岩或泥灰岩、泥岩的层数及厚度，区内夜郎组分为三段。九级滩段T1y3、：紫红色薄层至中厚层泥岩，土状构造，含钙质及铁质，显明晰的程度层理，间夹多层灰色质深灰色、部分为紫红色薄层至中厚层状灰岩。下部颜色较浅，为灰绿色、灰黄色。含较多的半鳃类等动物化石。厚5156米，普通厚5

22、2米。玉龙山段T1y2、：顶部为浅灰色石灰岩与深灰色、黑灰色色薄层状钙质泥岩组成。中部及中上部为灰色、深灰色薄层状、中厚层状、厚层状灰岩，微晶质构造，普遍发育缝合线构造，方解石脉发育，部分呈网状。下部为灰色、深灰色中厚层状灰岩与深灰色、黑灰色薄层泥岩互层，以石灰岩为主。厚89320米，普通厚300米。沙堡湾段T1y1、：灰黄色、黄绿色、深灰色薄层状钙质泥岩，间夹多层薄层状泥灰岩、灰岩。富含半鳃类动物化石。厚1823米，普通厚20米。6、三叠系下统茅草铺组T1m：上部为灰白色、灰色、肉红色含白云质灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩为主，呈微晶质构造，薄层状至厚层状，见缝合线构造，其底部见肉红色、灰色角

23、砾状白云质灰岩，间夹有多层泥岩、钙质泥岩，底为一层黄绿色、鸭蛋绿色、铁锈色及杂色薄层状泥岩；下部有深灰色中厚层状石灰岩和灰白色、浅灰色、肉红色含云质灰岩交互组成，该组地层在矿界内保管不全，以南极顶一带保管厚度最大，超越500米。与下伏地层呈扩界接触。7、第四系Q：以堆积、坡积成的棕黄色含砂粘土及砂质粘土。零星分布于山坡及地势低洼处。最大厚度约9.70m，与下伏地层呈角度不扩界。二、地质构造南山煤矿位处息烽向斜西翼，地层走向总体为北东-南西向，倾向南东，倾角1424，普通为22。地层产状随背、向斜褶皱起伏而变化，煤层产状与地层产状一致。区内褶曲具有多种形状，以舒缓开阔型为主。断层多为陡倾的正、逆

24、及平移断层，直线延伸，少数平缓展转弯曲，个别地段有逆掩断层。大背斜常被断层破坏，向斜保管较好。南山井田所处的息烽向斜，总体为北东方向的短轴向斜，呈一个较大的圆形构造盆地，由于主体部位与息烽涡轮构造重合，绕其外有幅射分部，顺时针向弯曲的小褶曲及压扭性断层。本区各种构造体系构成的现今构造景观，都是在燕山期定型的。1、褶曲息烽向斜：长约25km，宽10km，轴向北东20，呈棱形，地层倾角北西翼1424，南西翼140160，核部最新地层为自流井群，翼部主要为三叠系及二叠系地层。安底寨复背斜：该背斜位于矿区西部，轴向北东、南西向，矿区南西端安底寨附近为其倾没部分。南东翼倾角平缓，1424；北西翼倾角70

25、至直立倒转。轴部出露地层南西段为K4煤层顶板燧石灰岩，北东段为茅口灰岩。背斜轴部已被F1断层破坏。2、断层南山井田历次勘探共发现断层计28条，其中隐状断层18条。断层落差大于30m的4条，在矿区范围内的有F1、F4、F7断层。另外F11、F12、F13三条断层落差小于30m，虽对煤层破坏较大，但其位于矿区外，对开采无影响；等于或大于20m的有Fl4、F21两条；落差小于20m，等于或大于10m的有11条，即F16、F18、F19、F20、F22、F23、F24、F26、F28、F30、F35；落差小于10m的11条，即F9、F15、F17、F25、F27、F29、F31、F32、F33、F34

26、、F36。此外，经多年来的开采地质资料统计分析：一采区掘进回采时，共发现小断层17条。其中绝大部分为正断层，断层走向北东、北北东，倾向南东、南南东，倾向4580之间，落差0.3m2.5范围内变化。断层分布几乎全部在采区南翼的F1逆断层上盘附近。二采区在掘进回采时，共发现断层25条。以正断层居多。其中，有7条走向为北西向，3条走向南北向，其他全为北东、北北东向。其倾向绝大部分往南东、南南东倾。断层落差除一条外为12米外，其他均为0.3m2.0米间变化。绝大部分分布在二采区的北翼，分析能够与F7逆断层的发育有亲密关系。三采区在掘进回采时，共发现断层48条。以正断层居多。其中，有8条走向为东西向，4

27、条走向南北向，其他全为北东、北北东向。其倾向绝大部分往南东、南南东倾。断层落差除F301、F303、F 304为515米外，其他均为0.3m2.0米间变化。绝大部分分布在F7逆断层两盘，分析能够与F7逆断层的发育有亲密关系。勘探所查明的断层，其走向多为北东，与矿井开辟过程中的实践情况是根本吻合的。同时矿井消费揭露的断层资料又为勘探钻孔中所见断点的组合和空间展布提供了重要根据。综上所述，南山煤矿构造复杂程度类型应属简单偏中等类型。三、煤层1、含煤地层龙潭组P3l为区内独一的含煤地层，属滨海至浅海型海陆交相互堆积。龙潭组厚183185米，普通厚185米，主要为泥岩、粉砂岩、细纱岩、灰岩及煤组成，富

28、含腕足类、半鳃类、蜓科和植物化石。含煤79层，普通为8层，主要可采煤层一层。根据含煤性，岩性组合特征和标志层的分布，含煤地层为上、中、下三段。长兴组底界至K3煤层为上段；K3煤层底至K4煤层底界为中段；K4煤层至本组底为下段。现根据岩性组合特征将各段详细分述如下：(1)、上段P3l3、本段厚度46.5052.60米，普通厚48.00米，厚度变化小。上部以灰岩为主，间夹泥岩、钙质砂岩等，不含煤层。下部以泥岩、粉砂岩为主，间夹有灰岩，含煤35层，普通为4层，其最上一层为K2煤层，最下一层为K3煤层。(2)、中段P3l2、本段厚39.0052.20米，普通厚45.00米，厚度有一定变化。含煤一层即底

29、部K4煤层。上部以泥岩、粉砂岩为主，其下部间夹有菱铁质灰岩、石灰岩等。中部及下部几乎全部为深灰色中至厚层状遂石灰岩，仅在中部和下部之间夹一层厚度1.0米左右的粉砂岩或粉砂质泥岩，其厚度均很稳定，特征明显特殊，是很好的对比标志。(3)、下段P3l1、本段厚88.1098.00米，普通厚92.00米。中下部含矿区范围内独一主要可采煤层K5煤层。上部以深灰色中厚层状遂石灰岩为主，顶部多夹薄层泥岩、钙质粉砂岩、细纱岩。中上部夹有一层1.00米左右的泥岩，厚度稳定，特征明显，是良好的对比标志标三。中部以浅灰色、灰绿色薄至中厚层状钙质细纱岩、粉砂岩和灰岩及K5煤组成。K5煤层顶板为深灰色灰岩标四，厚4.2

30、0米，夹有两层厚0.20米左右的淡黄色、黄绿色蒙脱石泥岩，灰岩中含动物化石。下部以铝土岩为主，厚度变化较大，间夹火山碎屑岩。2、含煤系龙潭组P3l为矿区内独一含煤地层，普通厚约185m，含煤79层，普通8层，含煤平均总厚约4.20m，含煤系数2.3%。全区可采煤层1层即K、煤层，而K4煤层零星可采，K3煤层部分可采，其他各煤层均不可采，可采含煤系数为1.1%。3、可采煤层据，矿区内可采煤层为K5煤层。K5煤层位于龙潭组下段的下部。上距K3煤层111.00122.50米，普通厚118.0米；距K4煤层66.5077.50米，普通为71.00米；下距茅口组灰岩顶界17.0020.50米，普通19.

31、00米。煤层厚度0.733.98米，普通厚1.80米。从上表所示，K5煤层仅1个点不可采，其他均可采，煤厚变化小。另从历年来南山煤矿开采一、二、三采区的400余点煤厚资料分析:该煤层厚度绝大部分在1.80米左右变化，其变化系数为29%。K5煤层普通含夹矸一层，部分为两层，偶含夹矸34层。上层夹矸较稳定，厚0.000.40米，普通厚0.10米，为粘土质泥岩或炭质泥岩，其上煤分层厚0.200.50米，普通0.30米；下层夹矸不稳定，厚0.001.36米，普通为0.20米，岩性也为粘土岩或炭质泥岩。K5煤层顶板大部分为深灰色中厚层状灰岩，厚普通4.20米，部分有一厚度0.000.40米的泥岩或炭质泥

32、岩为伪顶；老顶为灰色、深灰色粉砂岩、细纱岩，强度较高。K5煤层直接底板为粘土岩，厚0.000.40m，部分为炭质泥岩；老底为铝土质泥岩，其强度低，水稳性差，遇水极易软化膨胀。可采煤层特征见表12-2。综上所述，K5煤层构造简单至较简单,可采性好，属稳定类型煤层。表1-2-2 可采煤层特征表煤层称号煤厚m倾角容重t/m3)稳定程度围岩性质顶板底板K50.733.891.801424221.45较稳定深灰色中厚层状灰岩,老底为铝土质泥岩直接底板为粘土岩, 老底为铝土质泥岩四、煤质1、物理性质(1)、物理性质和煤岩特征K5煤层：黑色至黑灰色，似金属光泽，均一构造薄层至块状煤，显程度层理，中上部内生裂

33、隙发育。宏观煤岩类型为半亮型至半暗型煤，质软易碎，含透镜状黄铁矿结核。显微组分以镜质组为主，多见均匀基质体、镜质体，少量木质镜质体，偶见镜质浑园体；丝质组较少：以木镜丝质体，木镜半丝质体较普遍；无机组分以粘土矿物为主，方解石、石英次之，含少量黄铁矿。最大镜煤反射率Rmax平均2.564%，显微硬度Hv平均36.06kg/mm2。其蜕变阶段为低蜕变无烟煤。(2)、视密度K5煤层比重平均为1.63，容重为1.45t/m3。2、化学性质(1)、水份MadK5煤层原煤为0.281.78%，普通为1.21%。(2)、灰分dK5煤层原煤为14.4027.11%，普通为24.95%；精煤为8.2912.43

34、%，平均9.78%。(3)、挥发分VdafK5煤层原煤8.6010.45%，平均9.53%，精煤7.268.68%,平均7.98%。(4)、硫分St,dK5煤层原煤硫分St,d：1.725.75%，平均3.74%；精煤1.421.87%,平均1.63%。K5层原煤硫分St,d：1.725.75%，平均3.74%；精煤1.421.87%,平均1.63%。原煤无机硫占全硫的比例为84.72%,有机硫占全硫的15.28%。从煤层硫分等值线图分析，矿区范围内K5煤层硫分有由浅至深增大的趋势，矿区中部硫分高于东、西部硫分。(5)、氢含量HdafK5煤层氢含量普通大于3.00%，煤层平均值为3.74%。(

35、6)、碳含量CdafK5煤层碳含量为90.5692.26%，平均为91.40%。(7)、灰成分根据K5煤层灰分分析结果：二氧化硅含量小于50%；三氧化二铝在20%左右；三氧化二铁平均值为3.49%，其它成分平均值均小于2%。3、工艺性能(1)、灰熔融性K5煤层煤灰熔融性T2：1283，属高熔灰分。(2)、机械强度K5煤层为23.9%，属低强度煤。(3)、可磨性K5煤层为141.44，易磨碎。(4)、热稳定性K5煤层热稳定性S+6、S6-3、S3-1、S-1四级各实测一个，平均值分别为：59.60%、26.80%、7.58%、6.02%。(5)、煤对二氧化碳反响性在温度1000时煤对二氧化碳反响

36、性：K5煤层实测7个，最小值30.90%，最大值69.45%，平均48.4%。(6)、发热量QK5原煤发热量Qgr。ad为25.17530.235MJ/kg，平均27.705MJ/kg。按GB/T213-1996规范换算收到基恒容低位发热量Qnet.v.ar其值在27MJ/kg以上为特高发热量煤。因此，区内K5主采煤层为特高发热量煤。煤层煤质特征见表1-2-3。表1-23 煤质特征表煤层编号Mad(%)Ad(%)Vdaf(%)St,d(%)Qgr,dafMJ/KgCdaf(%)K5原煤24.959.533.7427.70591.40K5精煤9.787.981.634、煤类K5煤层属1阶段，煤类

37、属无烟煤。5、有害元素氟F含量：全区仅1个点，测值为390.4ppm。砷As含量：K5煤层0.09.4ppm ，平均3.8ppm。磷(P)含量：K5煤层0.005%0.012%，平均0.0074%。氟F、砷As、磷(P)含量较微量，对环境不构成影响。有害元素含量见表124。表124 有害元素一览表煤层FppmAsppmP%小大平均小大平均小大平均K5390.40.09.43.800.0050.0120.00746、其它微量元素锗Ge等其它微量元素见表125。表125 其它微量元素一览表工程最小值ppm最大值ppm个数平均值ppmGe315127.8Ga13241217.2U7.210118.5

38、7、煤质及工业用途评价本矿煤层为高硫、中灰、高发热量无烟煤。根据其主要煤质目的，本矿煤炭用途：(1)、原煤可作普通工业锅炉和火力发电等动力用煤。硫分高可增设脱硫设备，挥发分低，可配适量烟煤。煤灰熔融性T2大于1250可思索固态排渣。(2)、6mm的粉煤占50%以上，可思索粉煤气化。(3)、煤矸石可供建材、铺路和井下充填用。8、其它有益矿产(1)、硫铁矿：龙潭组P3l底部K5煤层底板地层中含有一定量的黄铁矿晶体、团块，但根据采样化验结果分析，无工业运用价值，其化验结果详见表1-2-6。(2)、锗：煤层中伴生锗315ppm，但档次低。(3)、镓：煤伴生镓1324ppm，档次低。表1-2-6 硫铁矿

39、化验成果两极值表工程SgQ%AS%F%Pb+Zn%C%最小值0.0403.422-43.3-30.56最大值5.314.02-59.45-45.25-27.28个数1515151515平均值0.985.06-65.544-21.148-22.76五、矿井瓦斯等级、煤尘爆炸性危险性、煤层自然倾向性：矿井煤与瓦斯突出危险性、冲击地压、地温情况。1、瓦斯瓦斯：南山煤矿勘探期间采煤芯瓦斯样品11个，全部为K5煤层，经测试：瓦斯自然组分：N2=2.3753.20%，CH4=30.9595.96%，CO29%。煤层瓦斯含量：1.4320.34ml/g.r。贵州省能源局文件黔能源发2021731号“关于对林

40、东矿业集团公司的批复，2021年度南山煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为2.38m3/min，相对瓦斯涌出量为9.37m3/t；二氧化碳绝对涌出量为1.22m3/min，相对涌出量为4.80m3/t，属煤与瓦斯突出矿井。矿井在今后的消费过程中，应留意搜集并整理瓦斯资料，及时进展瓦斯等级鉴定，以便制定有效的、有针对性的排放瓦斯措施，确保矿井平安消费。2、煤与瓦斯突出情况南山煤矿1978年建成投产至今，共发生煤与瓦斯突出193次，最大突出煤量593吨，最大突出瓦斯涌出量4.86万m3；平均突出煤量123.6吨/次，平均突出瓦斯涌出量0.9458万m3/次。3、煤尘爆炸危险性根据煤炭科学研讨院总院重庆分院20

41、04年5月提供的南山煤矿K5煤层煤尘爆炸性鉴定报告，该矿井K5煤层煤尘无爆炸性。4、煤层自燃倾向性根据煤炭科学研讨院总院重庆分院2004年6月提供的南山煤矿K5煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，该矿井K5煤层自燃倾向性为类，属不易自燃煤层。2021年12月18日贵州省安监局、贵州煤监局煤矿平安消费条件专项检查第一小组对对南山煤矿进展检查时提出：南山煤矿K5煤层煤炭含硫量大于2%(即SQ2%)，根据中华人民共和国国家规范(GB/T 20214-2006)，矿井应按类进展设计和管理，且要重新对K5煤层煤炭自燃倾向性进展鉴定。在未重新做鉴定前，暂按类进展设计和管理。5、地 温南山煤矿在勘探阶段，在13

42、04孔中进展了近似稳态测温任务，其它9个孔简易测温，测温结果阐明：矿区平均地温梯度为 0.51.5/100m，本矿区无地温异常区。6、冲击地压地质报告未提供冲击地压的相关资料，本区从未有发生冲击地压的情况。暂按无冲击地压思索。七、矿井资源储量及效力年限南山煤矿设计可采储量691.22万t，消费才干为30万t/a。矿井效力年限为16.45年。第三节 矿井开辟与开采一、开辟方式矿井开采方式为走向平硐开辟，分区上下山开辟，采煤方法为区内双翼走向长壁后退式回采，采用爆破落煤，任务面采用单体液压柱配合铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。矿井主平硐位于矿区西侧，主平硐以方位角89掘进经750米过F1逆断层进

43、入K5煤层顶板，然后沿K5煤层上部粉砂岩层位与K5煤层层间距约20米掘至一区车场后转入煤层底板玄武岩中。由于巷道不易维护，过二区车场后又转到茅口灰岩中掘至三区车场，全长约4850米。一区、二区回风斜井早已报废，现运用的三区轨道上山和三区回风上山均位于矿区中部，均布置在K5煤层底板茅口灰岩中,分别平均距K5煤层底42.5m，36m，而三区运输上山那么沿K5煤层布置。三区轨道上山以方位角339，坡度23掘至三区井底车场，落底标高为1040.2米，全长1108米；三区回风上山以方位角339，坡度20掘至三区井底车场，落底标高为1040.2米，全长1143.0米。目前现正在回采的三采区采用下行式双翼交

44、替开采即采煤任务面从+1300m标高自上而下+1050m标高布置。2021年11月原林东矿务局设计研讨所设计的中的接替采区四采区，即开采平硐大巷+1043m标高以下+1050m标高+800m标高以内的K5煤层，其四区轨道下山、四区运输下山和四区回风下山均沿K5煤层底板茅口灰岩布置。四采区采用下行式双翼交替开采即采煤任务面从+1050m标高自上而下+800m标高布置，区内双翼走向长壁后退式回采。矿井正常消费时以一个炮采任务面和二个掘进任务面到达矿井30万t/a的设计消费才干。矿井采掘比1:2。二、程度、采区划分全矿井划分为二个程度，四个采区开采，其中一程度一、二采区以开采终了，三采区正在开采中，

45、二程度四采区未采。三、采区巷道布置因系单一煤层开采，采区巷道布置无分散与集中，开采设计以三采区原有的三条上山继续开采三采区，而四采区三条下山分两翼划分小区段的布置方式来开采。在K5煤层底板有7.715.5m平均12.3m铝土质泥岩和0.015.0平均6.5m的玄武岩m。铝土质泥岩较软而又具有底鼓景象，而玄武岩巩固，不便掘进施工。为了便于巷道维护和有利于瓦斯突出矿井的管理。根据南山煤矿多年来的消费实际阅历，设计将四采区轨道下山、四区运输下山和四区回风下山沿煤层真倾斜方向布置在距K5煤层底板20m的茅口灰岩中矿区侵蚀基准面位于主井口北约750米处小干沟公路桥下，标高约为874m。由于开磷隧道在矿区

46、中部标高约825米处经过，茅口组灰岩的水已部分疏干。，在每一小区段内轨道、运输与回风下山之间以一条石门相连，分别作为运料、运煤和回风之用。四、开采顺序1、采区开采顺序根据矿井现有情况，由于一、二采区已开采终了，因此开采顺序为三采区现正在回采四采区未采区。2、煤层开采顺序由于矿区内可采煤层仅为K5煤层，因此无煤层开采顺序。3、区段开采顺序区段开采顺序：现正在回采三采区下行式双翼交替开采顺序，未采的四采区采用下行式双翼交替开采顺序。五、采煤方法、顶板管理采煤方法为区内双翼走向长壁后退式回采，采用爆破落煤，任务面采用单体液压柱配合铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。回采工艺、任务面支护及顶板管理采煤任

47、务面设计采用炮采工艺。(1)、落煤方式：回采任务面采用爆破落煤配电煤钻MZ15型打眼，3#煤矿平安许用炸药爆破，煤矿许用毫秒延期电雷管进展起爆。放炮落煤，人工攉煤。(2)、运输方式：回采任务面(SGW-150型刮板运输机)采面运输巷(SGW-34型刮板运输机和SSD800/240型皮带运输机)三区运输上山(SSD800/240型皮带运输机)采区煤仓三区煤仓绕道(JD-11.4调度绞车牵引)主平硐大巷(CCG20/600YFB型防爆柴油机车)地面(CCG20/600YFB型防爆柴油机车)。(3)、支护方式及顶板管理：任务面煤层直接顶大部分为深灰色中厚层状灰岩，厚普通4.20米，部分有一厚度0.0

48、00.40米的泥岩或炭质泥岩为伪顶；老顶为灰色、深灰色粉砂岩、细纱岩，强度较高。直接底板为粘土岩，厚0.000.40m，部分为炭质泥岩；老底为铝土质泥岩，其强度低，水稳性差，遇水极易软化膨胀产生底鼓，消费实际中证明老顶初次来压步距为2550m，老顶为二类顶板，直接顶为三类，本设计采用DZn30/100单体液压支柱配合HDJA-1200绞接顶梁进展支护；支柱排距为1200mm、柱距为600mm，“三四排管理，即“见四回一，最大控顶距5.0m，最小控顶距3.8m，放顶步距1.2m。全部垮落法管理顶扳。直接顶不稳定时，投产后视情况，可加强支护；老顶巩固难冒时,可采取强迫放顶措施,假设底板吸水后易膨胀

49、,支护时可在支柱底部加柱鞋,防止支柱插入底板。六、掘进方法掘进任务面配备YT-28型风动凿岩机、ZQSJ-90/2.4A型手持式气动钻机和ZN-1.5T127V型煤电钻打眼、ZL-500型探水钻等机械设备，远间隔 放炮掘进。采用SGW-34型和SGB-420/240T型刮板运输机运输煤炭，采用MGC1.1-6型矿车配合JD-1型和JD-1.6型调度绞车运输矸石。七、支护方式结合本矿井的实践情况，思索巷道的效力年限，在正常情况下，岩层巷道采用锚网喷支护，破碎地段可根据情况改用料石砌碹或其它有效支护方式。矿井开辟巷道、预备巷道及硐室均采用锚网喷或砌碹支护。其它回采巷道均采用锚网或金属支架支护。第五

50、节 矿井通风一、矿井通风系统1、通风方式矿井通风方式为分区式。2、通风方法矿井通风方法为抽出式。3、主要通风道路三采区回采任务面通风线路为：主平硐和三区轨道上山三区大巷和三区井底车场七石门(八石门)三区进风石门(三区煤仓行人进风巷)三区运输上山采煤任务面运输巷采煤任务面采煤任务面回风巷回风联络巷车场三区回风上山地面。四采区回采任务面通风线路为：主平硐和三区轨道上山三区大巷和三区井底车场四区轨道下山(和七石门(八石门)三区煤仓行人进风巷三区运输上山四区运输联络巷四区运输下山)区段进风运输联络巷采煤任务面运输巷采煤任务面采煤任务面回风巷区段回风联络巷四区回风下山地面。4、井筒数目、位置、效力的范围

51、及时间全矿井设3个井筒，即主平硐、副斜井即三区轨道上山作为全矿井进风、运煤、运矸、运料和运人等之用，回风斜井即三区回风上山作为全矿井公用回风之用。主平硐位于矿区西侧，副斜井即三区轨道上山和回风斜井即三区回风上山均位于矿区中部。主平硐、副斜井即三区轨道上山和回风斜井即三区回风上山为全矿效力，效力年限与矿井效力年限一样16.45a。假设需求改动全矿井通风系统时，必需编制矿井通风设计及平安措施，由企业技术担任人审批。本矿井主要井口数目为3个，井筒特征见表1-5-1。表1-5-1 井筒位置及特征表井筒称号井口坐标(m)井口标高(m)井筒长度(m)断面(m2)倾角()方位角()X(m)Y(m)掘净主平硐

52、3004107.9536373485.51+1028.448858.45.83269副斜井3006769.0536376446.53+6.311087.85.223339回风上山3006807.5236376447.99+1404.011438.86.220339注：表中坐标为北京坐标系，黄海高程。二、矿井风量、风压及等积孔1、矿井风量根据，矿井设计才干30.0万t/a，按一个采煤作面、二个掘进任务面可以到达消费才干。在计算出的矿井通风容易时期和困难时期需风量，减去独立回风的硐室、巷道风量后，各采掘任务面风量按其产量、瓦斯涌出量情况分配风量详见表1-5-2和表1-5-3。表1-5-2 矿井通风

53、容易时期风量分配表序号供风地点计算风量(m3/s)分配风量(m3/s)1回采任务面14.616.82掘进任务面18.09.23掘进任务面28.09.24硐室4.04.65其他3.474.0合计38.0743.8表1-5-3 矿井通风困难时期风量分配表序号供风地点计算风量(m3/s)分配风量(m3/s)1回采任务面14.616.82掘进任务面18.09.23掘进任务面28.09.24硐室8.09.25其他3.864.4合计42.4648.82、风压根据，矿井通风容易时期负压h=1265.39Pa，困难时期h=2070.16Pa。3、等积孔根据，矿井通风容易时期通风等积孔A容易1.47m2，A困难

54、1.28m2，属于中等阻力矿井。因此矿井在消费过程中必需加强矿井的通风设备管理，特别是设置风门和密闭，减少漏风，合理配风，同时加强对通风系统的主要进、回风巷进展维修，坚持巷道有效断面，降低矿井通风阻力。三、风机类型1、主要通风机根据，本矿设计选用BD-6-18型防爆对旋式轴流风机两台，一台运转，一台备用。风量4580m3/s，静压0.62.2Kpa，转速989r/min比A声级噪声38dB，电机功率为275kw，能满足要求。矿井实践安装风机与设计一样。2、部分通风机根据，本矿掘进任务面设计选用FBD5.6/215部分通风机供风，其中一台任务，一台备用。其技术参数为：风量3.56.0m3/s，风

55、压11004800Pa，电压660V，电机功率215KW。第二章 防治煤层自燃措施一、防治煤层自燃设计要求本次设计所采取的防治煤层自燃措施是根据AQ10552021中的相关规定和结合南山煤矿实践情况进展编制。根据2004年5月煤炭科学研讨院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，本矿K5煤层属不易自燃煤层(自燃倾向分类为类)。2021年12月18日贵州省安监局、贵州煤监局煤矿平安消费条件专项检查第一小组对对南山煤矿进展检查时提出：南山煤矿K5煤层煤炭含硫量大于2%(即SQ2%)，根据中华人民共和国国家规范(GB/T 20214-2006)，矿井应按类进展设计和管理，且要重

56、新对K5煤层煤炭自燃倾向性进展鉴定。在未重新做鉴定前，暂按类进展设计和管理。根据南山煤矿开辟开采巷道布置情况，为防治煤层自燃，本设计采取阻化剂、通风等防治煤层自燃的措施。第一节 阻化剂防灭火系统阻化剂防灭火是目前国内广泛用的一种防止自燃火灾的方法，尤其是本矿所在地缺乏粘土，贵州省运用阻化剂防止自燃火灾获得了较好的效果，所以，本次设计采用阻化剂防灭火。阻化剂种类很多，根据我国其它矿区和本省大中型矿井采用阻化剂灭火阅历，本矿阻化剂可选择由氯化铵、工业氯化钙或氯化镁等组成。一、工艺及设备汽雾阻化防火系统由储液箱用矿车改装、高压泵、过滤器、电器开关、高压胶管、雾化器等组成。储液箱用矿车改装、高压泵、电

57、器开关等主要设备安放在两辆平板车上，与机巷内乳化液泵站相衔接，并随之挪动，并在采煤任务面内等间隔 设有七个三通、高压球阀及七台雾化器。其系统见以下图。设计选用WJ-24-2型阻化剂放射泵，功率为2.2kw，电压为380/660V，放射量为1140L/min，额定任务压力为0.22.5MPa，喷雾器采用煤科总院抚顺分院研制的单系统QWF-型，过滤器为GL1型，孔网为50目。利用矿车或自制箱体作为储液箱，向采空区喷洒阻化剂。表2-2-1 系统主要设备配备表 称号型号技术参数单位数量高压放射泵WJ-24-2压力0.22.5Mpa，最大射程15，阻化溶液放射量为1140L/min，电机功率2.2KW台

58、2喷雾器QWF-任务压力5Mpa，流量0.4m/h，雾化率85%台20储液箱由矿车改装个2高压管32m300 二、阻化剂喷洒阻化剂喷洒地点主要为采空区遗煤、巷道高冒区及效力年限短的煤巷。三、参数计算根据消费矿井运用效果，阻化剂溶液浓度控制在15-20%之间为宜。详细参数应在煤层开采时经过实验确定。(1)、向采空区喷阻化剂任务面合理的药液喷洒取决于采空区的丢煤量和丢煤的吸液量。最易发生煤炭自燃部位，如任务面的老塘、巷道煤柱破碎堆积带等处，需求充分喷洒的地方，在计算药液喷洒量时，要思索一定的加量系数。任务面采空区阻化雾日喷洒量可按下式计算：V=K1K2dLhl/R=1.20.020.051.451

59、702.00.6/0.80=0.4437m3/d式中： V日喷雾量，m3/d；K1喷雾加量系数，普通取1.2；K2每吨遗煤喷洒气雾量，阻化剂浓度为20%，K2为0.02 m3/td任务面采空区丢煤率，取5%；煤的实体密度，取1.45 t /m3；L任务面长度，取170m；h任务面采高，取2.0m；l任务面日进度，取0.6m/d；R气雾转化率，80%90%，取80%。以上计算是以三采区7539采煤任务面的有关参数进展计算，其它应根据任务面实践消费情况，测定采空区的遗煤情况，实验测定吨煤吸液量，确定任务面一次喷洒量。喷洒方法：从上隅角靠老塘侧，向采空区喷洒；沿切顶线向采空区喷洒；在机巷与老塘交接处

60、向采空区喷雾阻化剂。2风巷、机巷采煤任务面回风及机巷喷浆要均匀，不得留有空洞，对有冒落空洞的地方，要及时充填，并喷洒阻化剂。3任务面开切眼、任务面停采线主要采取喷洒阻化剂，以到达防灭火的任务要求。5、阻化剂腐蚀措施井下主要采取的防腐措施主要有：1、隔绝阻化剂与金属资料及设备的接触；2、减小阻化剂与金属资料及设备的接触时间；3、井下设备及资料采取化学防腐处置等。(1)、井下金属设备、资料在下井前需求进展防腐处置，如锌层的钝化、铝层的氧化等。而对金属设备采取涂层防腐措施是最直接、最经济的方法，防腐涂料的选择是涂层防护的关键。井下防腐涂层可采环氧型及环氧聚氨酯型防腐涂料，其耐油、耐温、耐油田污水性能