水城縣小牛煤礦防治煤與瓦斯突出專項設計
作者:佚名
2011-03-31 20:40
來源:本站原創
目 錄
前 言 1
第一章 礦井概況 4
第一節 井田概況 4
第二節
安全條件 7
第三節 礦井
設計概況 12
第二章 礦井通風 28
第一節 概述 28
第二節 礦井通風 31
第三節 降溫
措施及設備選型 46
第三章 粉塵災害防治 47
第一節 粉塵 47
第二節 防塵
措施48
第三節 防爆
措施53
第四節 隔爆
措施56
第五節 礦井地麵生產係統防塵 60
第四章 瓦斯災害防治 63
第一節 瓦斯 63
第二節 防爆措施 64
第三節 隔爆措施 70
第四節 開采煤與瓦斯(二氧化碳)突出煤層的防突措施 70
第五節 礦井瓦斯抽放 82
第五章 礦井防滅火 98
第一節 概 況 98
第二節 開采煤層自燃預測及防治措施 98
第三節 井下外因火災防治 111
第六章 礦井防治水 123
第一節 礦井水文
安全條件
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123
第二節 礦井防治水措施 126
第三節 井下防治水
安全設施 138
第七章 井下其它災害防治 142
第一節 頂板災害防治及裝備 142
第二節 開采衝擊地壓煤層的措施 148
第三節 爆炸材料庫 152
第四節 提升運輸
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防治措施及裝備 154
第五節 電氣
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防治措施 162
第八章 礦井
安全監控 167
第一節 概述 167
第二節 安全監測、監控和傳輸設備型號選擇 169
第三節 監測、監控設備傳感器布置 175
第四節 礦井各類傳感器裝備量 183
第五節 礦井安全監控係統運行可靠性
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185
第九章 礦井安全檢測及其它裝備、礦山救護隊 186
第一節 礦井安全檢測及其它裝備 186
第二節 礦山救護隊 189
第三節 礦山保健設施 191
第十章 勞動定員和概算 194
第一節 勞動定員 194
第二節 概算 201
前 言
水城縣小牛 煤礦屬整合礦井,由原水城縣小窩田 煤礦和原水城縣牛場 煤礦及水城縣仲河 煤礦整合而成,不保留老生產係統,整合新建係統 設計生產能力為30萬噸/年,目前新井正在建設中,尚未構成生產係統。整合後礦井位於六盤水市水城縣雙水開發區南東側,屬水城縣阿戛鄉管轄,地理坐標:東經104°58′40″-105°00′52″,北緯26°28′18″-26°29′10″。礦井距貴昆鐵路約5km,北至六盤水站25km,至水城縣場碧25km,水(城)至阿(戛)公路通過礦井西側,交通較方便。礦區麵積3.375km2。該礦可采煤層為4層,由上至下依次編號為C1、C15、C16、C18,煤層傾角55°-60°,煤種為主焦煤。該礦依據2008年8月六盤水市貴州宏景礦產資源開發服務有限公司編製的《貴州省水城縣小牛煤業有限責任公司(整合)開采方案 設計》和貴州省人民政府下發的黔府函(2006)205號文件《省人民政府關於六盤水市六枝特區等四縣(區)煤礦整合和調整布局方案的批複》,生產能力為30萬噸的在建礦井。經黔煤行管字[2005]246號文批複,小牛公司整合前各礦絕對瓦斯湧出量2.81-3.92m3/min,相對湧出量26.90-33.70m3/t,均為高瓦斯礦井。由於2005年瓦斯鑒定月正值“安全生產許可證”取證整改階段,產量低,導致相對瓦斯湧出量偏高。“資源儲量核實報告”提供了礦區內4個煤層瓦斯含量,但礦區無瓦斯梯度資料, 設計僅根據《礦井瓦斯湧出量預測方法》(AQ1018-2006)相關公式計算,預測礦井+1190m水平瓦斯湧出量。按《礦井瓦斯湧出量預測方法》(AQ1018-2006)要求,“新建礦井或生產礦井新水平瓦斯湧出量預測由具有國家規定資質的專業機構和生產單位共同完成,預測結果經專家審定後以報告形式提供給生產單位和有關部門”。據了解周邊礦井均為高瓦斯礦。雖然小牛煤礦於2010年1月25日由中國 礦業大學(北京)C1煤層進行了煤與瓦斯突出危險性進行了鑒定,鑒定結果為無突出危險性。但由於未對整個礦井、未對井田範圍內所有可采煤層進行煤與瓦斯突出危險性鑒定,依黔安監管辦字[2007]345號文要求,仍然按煤與瓦斯突出礦井進行設計。為了貫徹“安全第一,預防為主,綜合治理”的安全生產指導方針,提高礦井防治災害的能力,特對水城縣小牛煤礦進行礦井防治煤與瓦斯突出專項設計。一、設計依據: 1、《防治煤與瓦斯突出規定》; 2、《 煤礦安全 01manbetx 》2010年版; 3、《采礦工程設計手冊》煤炭工業出版社2003年版; 4、《水城縣小牛煤礦地質報告》; 5、煤礦實際生產中揭露的其它相關資料。二、設計原則: 1、堅持“安全第一,預防為主,綜合治理”的方針和“ 管理、裝備、培訓”三並重的原則。 2、實行兩個“四位一體”的綜合防治煤與瓦斯突出的措施,即實行區域防突措施先行和局部防措施補充,實行突出危險性預測,防治突出措施,防治突出的效果檢驗,安全防護措施的綜合防治煤與瓦斯突出措施。 3、依靠 科技進步,結合本礦實際,采用比較好和成熟的技術、設備、儀器、儀表提高礦井的綜合防突能力。三、主要技術經濟指標: 1、礦井設置專職防突機構,並配備專職防突人員7人。 2、防突總投資:31.9萬元,其中防突儀器、儀表和設備投資24.9萬元,機構設置及人員培訓5萬元,其它費用2萬元。四、結論與建議: 1、礦井井田內設計開采可采煤層四層(C1、C15、C16、C18)設計采用開采保護層和預抽煤層瓦斯的區域綜合性防突措施 ,消除突出煤層的突出危險性,確保礦井安全生產。 2、礦井防突設計主要采用鑽屑指標法預測工作麵的突出危險性和防治突出措施的效果檢驗。由於礦井無實測的突出敏感指標臨界值相關資料,在進行預測預報和效果檢驗時,隻能取經驗臨界值(即K1值取0.5,Smax取6.0kg/m),因此在今後的防突工作中,應不斷摸索和研究其指標的敏感情況和臨界值,切實搞好礦井的防突工作,防止礦井煤與瓦斯突出 02manbetx.com 的發生。 3、礦井必須設置專門的防突機構,配備專職防突人員,加強防突人員的技術培訓。 4、小牛煤礦還處於新井建設階段,暫未發現有過煤與瓦斯突出的動力現象。且礦井首采區布置在C1煤層中。巷道的布置應符合下列要求: ①主要巷道應布置在岩層或非突出煤層中。 ②煤層巷道盡可能布置在卸壓範圍內,如果用沿空留巷或沿空送巷。 ③井巷揭突出煤層的次數應盡可能減少。 ④井巷揭穿突出煤層的地點應避開地質構造破壞帶。 ⑤突出煤層中的掘進工程量應盡可能減少。 ⑥應先開采保護層,充分利用保護層的保護範圍。 ⑦井巷揭穿突出煤層前,必須具備獨立的、可靠的通風係統。 ⑧在突出煤層中,嚴禁任何兩個采掘工作麵之間串聯通風。 5、由於礦井僅僅對C1煤層進行了突出危險性鑒定,鑒定結果為無突出危險性。但由於未對整個礦井、未對井田範圍內所有可采煤層進行煤與瓦斯突出危險性鑒定,依黔安監管辦字[2007]345號文要求,仍然按煤與瓦斯突出礦井進行 管理,因此礦井應盡快請有資質的部門對礦井井田範圍內的所有可采煤層進行突出危險性鑒定,以便更好地指導礦井的安全生產。第一章 礦井概況
第一節 井田概況
一、地理概況 1、交通狀況整合後礦井位於六盤水市水城縣雙水開發區南東側,屬水城縣阿戛鄉管轄,地理坐標:東經104°58′40″-105°00′52″,北緯26°28′18″-26°29′10″。礦井距貴昆鐵路約5km,北至六盤水站25km,至水城縣場碧25km,水(城)至阿(戛)公路通過礦井西側,交通較方便。整合後礦井井田為四邊形,礦區麵積為3.3755km2,礦井井田範圍的拐點坐標由貴州省國土資源廳劃定,拐點坐標詳下表。
2、地形地貌礦井為雲貴高原中高山地形,屬侵蝕型山地,地形與地層走向基本一致,多為反向坡,地勢西高東低,地形坡度較大。最高海拔標高+1674.6m,位於井田東部,最低海拔標高+1275m,為井田外北側通渡河河床,最大相對高差399.6米。礦區多為風化坡積地貌。 3、河流及地表水係井田內地表水係不發育,僅有珠江水係支流—通渡河,該河流經井田西側邊界附近和北側,流量0.912-103.75m3/s。 4、氣象及地震區內屬亞熱帶季風氣候,夏秋溫暖,春冬嚴寒,季節性區分不明顯,常年陰雨綿綿,氣候變化無常,年平均氣溫14.4℃,每年6-9月平均最高溫度31.5℃,11月至次年2月為冰雪期、霜凍期,平均溫度達-2℃。年均降雨量1223.6mm,多集中在5-9月,年均蒸發量1399.2mm,年均相對濕度80%,全年日照1541.7h,全年霜凍日數23d,最大頻率風向為東南偏東風,最大風速25m/s。
C61:位於P3l1中下部,上距C26煤層139m左右。頂板常為砂岩、粉砂岩;底板為含炭黑色泥岩。煤層大部可采。厚度一般0.92-0.93m。平均0.93m。煤層結構簡單。 C64:位於P311中部,上距C61煤層9m左右。頂板常為細砂岩或粉砂岩,發育波狀層理;底板為細砂岩或粗粉砂岩夾薄層灰岩。煤層局部可采。厚度一般0.86-1.76m。平均1.20m。煤層結構複雜,中部有1-4層高嶺石泥岩夾矸。 C66:位於P3l3下部,上距C64煤層18.5m左右。頂板為10-15m細粉砂岩,水平層理發育,為所謂“排骨層”。直接頂板為厚1m左右的黑色泥岩。煤層局部可采。厚度一般3.06-5.79m。平均3.47m。煤層結構極複雜,底部有3cm高嶺石泥岩夾矸。 C67-69(沿用馬場井田勘探報告編號):位於P3l1下部,上距C66煤層9-11m左右。頂板以砂岩為主,但變化較大,井田兩側變為粉砂岩或泥岩;底板為泥岩。煤層局部可采,厚度一般1.10-1.59m。平均1.39m。煤層結構極複雜,中部有1~2層高嶺石泥岩夾矸。(2)煤質特征根據 《水城格目底煤礦牛場井田詳細勘探地質報告》及整合前各礦對開采煤層所作的化驗資料,煤層煤質特征如下: 煤岩特征:各可采煤層的煤岩特征基本相同,煤一般為黑、灰黑色,第一段以暗淡型煤為常見,半暗型煤次之。其他均為半暗型煤為主,半亮型煤次之,部分以暗煤及亮煤,有少量鏡煤,除C13煤層至C20煤層外,均含較多的形狀及大小不一的黃鐵礦;少許方解石呈薄膜狀充填在煤層裂隙及層麵上。顯微煤岩類型三、四段以亮煤為主,少數暗煤型。一、二段則以暗煤型為主,亮暗煤型次之,礦物雜質以C22煤至C52煤層較高,最高達44%,其他均為20%以下,以粘土為主,黃鐵礦次之,少量石英及方解石。礦區內第四段除Cl、C9煤層為中灰(20-30%)煤外,其他均為高灰分(30-40%)煤層。洗後也隻有1、9號煤層的灰分小於10%。硫分除C9煤層為中硫(1~2%)煤外,其他均為高硫煤,而C10煤層高達6%以上,洗後C9煤層的硫小於1%,C1煤層的硫在3%左右;Cl-C9煤層的精煤回收率達40%左石。中煤發熱量在27.17MJ/kg以上,本段含5層煤,以C1、C9煤層質量好。C1煤層由東往西逐漸變好。第三段除C26煤層外,均為中灰至低灰煤。洗後C12至C20等8層煤的灰分均小於10%。C14、C20、C26等7層煤的原、 洗煤硫分均小於0.6%。C12、C13煤層洗後硫在1%左右。精煤回收率C12煤層高達70%以上,Cl8-C20煤層在40%左右。中煤發熱量在27.17MJ/kg以上。煤質從東向西有明顯變化趨勢,而C18煤層西側比東側(馬場)略差些。第二段均為中灰煤,洗後在10%左右;C28煤層硫分高達3%。C43、C52煤層的硫小於1%,洗後隻有C52煤層硫分小於1%。第一段C54、C64a、C69為高灰煤,其他均為中灰煤,洗後全部灰分小於10%;C54、C61、C64a煤層為低硫煤,C58煤為中硫煤。洗後隻有上述四層煤的硫分小於1%。磷:一般含量均小於0.1%,個別點達0.4-0.5%對冶金用煤影響極小。礦區內牛場井田主要可采煤層煤質特征見表1-3-3。馬場井田主要可采煤層煤質特征見表1-3-4。
1、石門揭煤工作麵突出危險性預測:
石門揭開煤層前,設計采用鑽屑瓦斯解吸指標預測工作麵突出危險性,具體操作步驟和方法為:在石門工作麵距所揭煤層最小垂直距離5m時,打兩個直徑為 75mm的預測鑽孔(可利用探煤鑽孔),在其鑽進煤層時,用1~3mm的篩子篩分鑽屑,測定其瓦斯解吸指標值(或△h2值)。鑽屑瓦斯解吸指標的臨界值,以礦上實測數據為準。但目前,礦上無實測臨界值數據。根據《防治煤與瓦斯突出規定》提供的數據,參照表2-3所列指標臨界值預測突出危險性。當指標超過表2-3中的任一臨界值指標時,該石門工作麵就視為突出危險性工作麵。 2、煤巷掘進工作麵突出危險性預測: 煤巷掘進工作麵設計采用鑽屑瓦斯解吸指標法預測煤層突出危險性。 操作步驟和方法為:在煤巷掘進工作麵,向前方煤體至少施工不少於2個直徑為42mm,孔深8~10m的鑽孔,鑽孔布置見圖2-1。鑽孔每鑽進2m測定一次鑽屑解吸指標和鑽屑量。根據每個鑽孔測得的鑽屑解吸指標K1(或△h2)和鑽屑量S預測工作麵的突出危險性。鑽屑瓦斯解吸指標預測突出危險的臨界值,應根據現場測定資料確定,目前,礦無實測臨界值資料,為確保礦井安全和便於找出適用於本礦井的臨界指標值,要求在預測煤巷掘進工作麵突出危險性時,同時使用解析儀(煤科總院撫順分院生產)測定△h2值和WTC防突參數儀(煤科院重慶分院生產)測定K1值進行預測,並參照表2-3所列指標臨界值預測突出危險性。當實測任一指標K1值S值或△h2等於或大於臨介值時,該工作麵預測為突出危險性工作麵。當預測為無突出危險性工作麵時,每預測循環應留5m的預測超前距離。鑽孔應盡可能布置在軟分層中,一個鑽孔位於掘進巷道斷麵中部,並平行於掘進方向,其他鑽孔的終點應位於巷道斷麵兩側輪廓線外2~4m處。 3、回采工作麵突出危險性預測: 采用煤巷掘進工作麵突出危險性預測方法,沿回采工作麵每隔10~15M布置一個預測鑽孔,孔測5~10m,當實測的鑽屑解吸指標K1值,鑽屑量S值或△h2值超過表2-3的指標時,該項工作麵預測為突出危險性工作麵,反之工作麵無突出危險性。預測為無突出工作麵時,每預測循環應留2m的預測超前距離。
第二節 礦井地質及煤質特征
1、地層礦區內含煤地層為二疊係上統龍潭組(P31),下伏峨嵋山玄武岩組(P3β)及茅口組(P2m),上覆下三疊統飛仙關組(T1f)、永寧鎮組(T1yn)、第四係(Q)。含煤地層依煤層富集情況及地層特征劃分為四段。現由老到新分述於下:(1)、茅口組(P2m):淺灰、灰白、灰黑色灰岩,含隧石扁豆體及條帶;底部為粉砂岩、砂岩、泥岩,區內出露不全。(2)、峨眉山玄武岩組(P3β):上部為灰綠、灰紫色等玄武質凝灰岩,厚8-25m;中、下部為深灰色及灰綠色拉斑玄武岩、紫色凝灰岩、灰色致密的凝灰質角礫岩等,底部見星點狀黃銅礦、斑銅礦。總厚180—250m,與上覆龍潭組呈假整合接觸。(3)、龍潭組(P3I):由淺灰色至灰綠色細砂岩、粉砂岩、粉砂質泥岩、泥岩、粘土岩夾煤層組成,厚357m。根據龍潭組的岩性,化石及含煤情況,將其劃分為四個岩性段: 第四段 厚83m。上界為C1煤層之上含動物化石的灰黑色灰岩頂界,下界至C12煤層頂板灰黑色含動物化石泥岩。煤層集中在上部,可采及局部可采煤層5層,計C1、C5、C8、C9、C10。岩性由灰色薄層灰岩、鈣質砂岩、粉砂岩及粘土岩夾煤層組成。產瓣鰓類、腕足類動物化石及大羽羊齒、細羊齒、鱗木等植物化石。第三段 厚90m。上界為Cl2煤層頂板,下界至C26煤層底板。煤層多,中上部密集,井田可采及局部可采煤層9層,計C12、C13、C14、Cl5a、Cl5b、C16、C18、C20、C26煤層。岩性由灰色細砂岩、粉砂岩及薄層菱鐵質岩層、泥岩夾煤層組成,含瓣輪葉、細羊齒、大羽羊齒、翅羊齒、苛達木等大量植物化石。第二段 厚110m。自C26煤層底板至C52煤層頂板,本段多薄煤,僅有C28、C34、C43、C52煤層可采。岩性由深灰色粉砂岩、泥岩、細砂岩、夾煤層組成,含較多的菱鐵質結核。產細羊齒、大羽羊齒、烏爾曼杉蘇鐵、星葉等大量植物化石。第一段 厚74m。自C52煤層頂板至C69煤層下部的玄武岩頂,煤層多,可采層有C54、C60、C61、C64a、C64b、C66、C67、C68、C69、C67-69共十層,煤層穩定性差。岩性以深灰色細粉砂岩、泥岩為主,夾少量薄層灰岩、鈣質砂岩及煤層。產細羊齒、大羽羊齒、格拉多羊齒、鱗木等植物化石及瓣鰓類動物化石。(4)、三疊係下統飛仙關組(T1f):厚度445-505m,分為三段。第一段:綠色岩層(T1f1):為灰綠色粉砂岩、泥岩互層,夾條帶狀、透鏡狀灰岩及菱鐵質結核。該段厚度20-35m。第二段:紫色岩層(T1f2):灰綠色、紫色粉砂岩與細砂岩互層,夾生物灰岩條帶。該段厚度270-290m。第三段:紫色岩層(T1f3):灰綠色、紫色粉砂岩與細砂岩互層,夾生物灰岩條帶。該段厚度120-150m。(5)、三疊係下統永寧鎮組(T1yn):上部為灰紫色灰岩,夾薄層灰岩及紫灰色鈣質粉砂岩;下部為紫色薄層狀鈣質粗、細粉砂岩互層。厚度大於50m。(6)、第四係(Q):主要為殘坡積及洪積層,分布於地形低窪地帶,岩性為亞粘土及含碎石亞粘土等,厚度0—15m。 2、構造礦井所處構造單元為楊子準地台黔北台隆六盤水斷拱威寧北西向構造變形區,位於格目底向斜北翼東段(牛場井田東部、馬場井田西部),其總體構造形態呈單斜岩層。地層走向北西——南東,傾向南西,傾角58—63度,為急傾斜地層。區內已發現的較大斷層有F1、F1-1,其餘皆屬小斷層。 F1橫斷層位於井田東部是牛場和馬場井田的分界斷層,該斷層將飛仙關組下部,煤係及峨嵋山玄武岩組上部明顯錯開,地表斷層現象明顯,已有4個以上地質點控製。F1斷層地表移距最大200m。斷層麵向西傾斜,傾角大,達75度左右。 F1-1斷層是F1的伴生斷層,分布在l線附近,為一向南傾斜的逆斷層,因地表浮土複蓋,末見出露,是由深部鑽孔揭露控製的,ZK14孔見此斷層,ZK12孔缺失C15b、C16、C18煤層,最大落差10m。綜上所述,礦山構造複雜程度為中等類型。 3、煤層及煤質(1)煤層含煤性:區內煤係地層為上二疊統龍潭組,煤係地層厚度為360—380m,含煤20—70層,其中可采及局部可采煤層20層,可采煤層總厚度28.46m。一般根據岩性等將其分為四個含煤段,第三、四含煤段含可采及局部可采煤層8層(C1、C10、C14、C15、C16、C18a、C18b、C20、C26煤層),含煤性好,且分布較集中;第二含煤段僅含局部可采煤層4層(C28、C34、C43、C52煤層),含煤性差;第一含煤段含可采及局部可采煤層8層(C60、C6l、C64a、C64a 、C66、C67、C68、C69、C67-69煤層),含煤性較好。煤層特征:根據牛場井田詳細勘探報告,井田內標誌清楚,對比上共采用18個標誌層,其中除K5、K9、K11變化較大和K8標誌層在西部特征較差外,其餘皆全區穩定,輔助標誌較多,如C10、C12、C13、C23、C34、C67煤層頂板特征清楚或有所區別,其他相對特點尚多,所以本區主要煤層均已對比清楚,依據可靠,次要煤層對比基本可靠。區內煤層對比結果,共含可采及局部可采煤層20層,平均總厚度為31.61m,可采總厚度為28.48m,穩定的有C1、C15a、C16、C18、C52、C64a、C69煤層7層,較穩定的有C10、C14、C15b、C20、C28、C34、C43、C64b、C67、C68煤層10層,不穩定或局部穩定的有C26、C60、C61、C67-C69煤層4層。礦區各可采及局部可采煤層的主要特征、變化規律及對比依據詳見表1-3-1。經對比礦區內主要可采和局部可采煤層為C1、C10、C14、C15a、C16、C18、C20、C26、C28、C34、C43、C52、C60、C61、C64a、C64b、C66、C67、C68、C69、C67-69等20層。據資料,原仲河煤礦和牛場煤礦開拓的井巷已從C1穿至C15a,在這—段煤係中,除C1和C15a煤層可采之外,其間C5、C8、C9、C12、C13為不可采煤層。礦區內馬場井田可采煤層為C61、C64、C66、C67-69等4層,可采煤層特征見表1-3-2。C61:位於P3l1中下部,上距C26煤層139m左右。頂板常為砂岩、粉砂岩;底板為含炭黑色泥岩。煤層大部可采。厚度一般0.92-0.93m。平均0.93m。煤層結構簡單。 C64:位於P311中部,上距C61煤層9m左右。頂板常為細砂岩或粉砂岩,發育波狀層理;底板為細砂岩或粗粉砂岩夾薄層灰岩。煤層局部可采。厚度一般0.86-1.76m。平均1.20m。煤層結構複雜,中部有1-4層高嶺石泥岩夾矸。 C66:位於P3l3下部,上距C64煤層18.5m左右。頂板為10-15m細粉砂岩,水平層理發育,為所謂“排骨層”。直接頂板為厚1m左右的黑色泥岩。煤層局部可采。厚度一般3.06-5.79m。平均3.47m。煤層結構極複雜,底部有3cm高嶺石泥岩夾矸。 C67-69(沿用馬場井田勘探報告編號):位於P3l1下部,上距C66煤層9-11m左右。頂板以砂岩為主,但變化較大,井田兩側變為粉砂岩或泥岩;底板為泥岩。煤層局部可采,厚度一般1.10-1.59m。平均1.39m。煤層結構極複雜,中部有1~2層高嶺石泥岩夾矸。(2)煤質特征根據 《水城格目底煤礦牛場井田詳細勘探地質報告》及整合前各礦對開采煤層所作的化驗資料,煤層煤質特征如下: 煤岩特征:各可采煤層的煤岩特征基本相同,煤一般為黑、灰黑色,第一段以暗淡型煤為常見,半暗型煤次之。其他均為半暗型煤為主,半亮型煤次之,部分以暗煤及亮煤,有少量鏡煤,除C13煤層至C20煤層外,均含較多的形狀及大小不一的黃鐵礦;少許方解石呈薄膜狀充填在煤層裂隙及層麵上。顯微煤岩類型三、四段以亮煤為主,少數暗煤型。一、二段則以暗煤型為主,亮暗煤型次之,礦物雜質以C22煤至C52煤層較高,最高達44%,其他均為20%以下,以粘土為主,黃鐵礦次之,少量石英及方解石。礦區內第四段除Cl、C9煤層為中灰(20-30%)煤外,其他均為高灰分(30-40%)煤層。洗後也隻有1、9號煤層的灰分小於10%。硫分除C9煤層為中硫(1~2%)煤外,其他均為高硫煤,而C10煤層高達6%以上,洗後C9煤層的硫小於1%,C1煤層的硫在3%左右;Cl-C9煤層的精煤回收率達40%左石。中煤發熱量在27.17MJ/kg以上,本段含5層煤,以C1、C9煤層質量好。C1煤層由東往西逐漸變好。第三段除C26煤層外,均為中灰至低灰煤。洗後C12至C20等8層煤的灰分均小於10%。C14、C20、C26等7層煤的原、 洗煤硫分均小於0.6%。C12、C13煤層洗後硫在1%左右。精煤回收率C12煤層高達70%以上,Cl8-C20煤層在40%左右。中煤發熱量在27.17MJ/kg以上。煤質從東向西有明顯變化趨勢,而C18煤層西側比東側(馬場)略差些。第二段均為中灰煤,洗後在10%左右;C28煤層硫分高達3%。C43、C52煤層的硫小於1%,洗後隻有C52煤層硫分小於1%。第一段C54、C64a、C69為高灰煤,其他均為中灰煤,洗後全部灰分小於10%;C54、C61、C64a煤層為低硫煤,C58煤為中硫煤。洗後隻有上述四層煤的硫分小於1%。磷:一般含量均小於0.1%,個別點達0.4-0.5%對冶金用煤影響極小。礦區內牛場井田主要可采煤層煤質特征見表1-3-3。馬場井田主要可采煤層煤質特征見表1-3-4。
根據《格目底煤礦牛場井田勘探地質報告》,礦區範圍內煤層均為主焦煤(Vdaf:25.50~17.34%,y:13.5~24.5%,粘結性為強膨熔粘),是冶金的主要用煤。該煤礦C12煤層為本井田最佳可選煤層(精煤產率>76%,灰份<7.00%,中煤含量18.04%,為中等可選煤),C14煤層精煤平均產率>68%,可認為是較難選煤。但其硫份含量低(St·d=0.20%±)精煤灰份僅9.4%,為較好可選煤層,其次是Cl和C18煤層,此兩煤層精煤回收率45%-47%,灰分9.50%,為次要入洗煤層。其餘煤層為難選煤。 4、水文地質情況小牛煤業有限責任公司位於格目底向斜北翼東段,為典型的高原溶蝕地貌,地形總體上呈東西向帶狀展布,兩邊形成高山,中間為河穀。最高海拔標高+1674.6m,最低海拔標高為+1275m,最大相對高差399.6m。地形坡度20-65°,平均45°以上,總體地形起伏較大。流經礦區北部的通渡河為礦區最低侵蝕麵,海拔1275m。通渡河切割18-73煤層,一般流量為60.1L/s,其流量受大氣降水影響,枯水季節不會幹枯。礦區各可采煤層大部位於最低侵蝕基準麵(通渡河流域)之下。地下水類型:礦區內地下水類型主要為基岩裂隙水和碳酸鹽岩岩溶裂隙水,其次為鬆散岩類孔隙水。含水岩組及其含水特征:(1)碳酸鹽岩岩溶裂隙水含水岩組:主要為三疊係下統永寧鎮組 (T1yn)及二疊係中統棲霞茅口組(P2q+m)。主要分布於礦區北部及南部外圍的山嶺地帶,地表岩溶較發育,含水層接受大氣降水補給後,地下水通過岩溶裂隙、溶洞集中運移,含水性能好,富水性強。(2)基岩裂隙水中等含水岩組:主要包括三疊係下統飛仙關組(T1f),該含水岩組風化裂隙及垂直溶蝕較發育,透水性較好;基岩裂隙水弱含水岩組:二疊係上統龍潭組(P3l)碎屑岩、粉砂岩、鈣質砂岩、泥質粉砂岩及煤層組成,含少量裂隙水。(3)鬆散岩類孔隙水含水岩組:主要為第四係(Q),分布於礦區低窪和河穀中有洪積和衝積物堆積。礦區內僅有局部低窪地帶有少量分布,厚度變化不大,0-15m,一般厚10.00m左右。局部鬆散層厚度較大的地帶,含少量孔隙水。(4)峨眉山玄武岩弱含水岩組:在礦區北部外圍分布,為相對隔水層。(5)斷層水文地質特征:由於斷層切割的飛仙關及煤係地層是由一套砂、泥岩互層組成,多屬於柔性岩石,即使受斷層的破壞,也不會產生較大的張開裂隙。實際所見的一般斷層破碎帶的壓緊膠結程度都較好,因此斷層導水性及含水性差,對礦床充水的影響較小。但礦山開采時所產生的開采裂隙可能與斷層破碎帶連通,而導致其它層段及地段的地下水流入破碎帶而引起其富水性及導水性增大,特別是斷層通過河流地段發生的可能性更大,礦床下開采時應予以足夠重視。 5、煤層自燃及煤塵爆炸特性:據六枝工礦(集團)恒達勘察設計有限公司實驗室(2005年7月),原仲河煤礦C1、C16、C22煤礦自燃傾向性均為二類,其它可采煤層未進行煤層自燃發火傾向性鑒定的,目前正由貴陽公司組織鑒定。據六枝工礦(集團)恒達勘察設計有限公司實驗室(2005年7月)鑒定,原仲河煤礦C1、C16、C22煤層煤塵均有爆炸性,因此礦井必須采取預防煤塵爆炸的措施。其他未作煤塵爆炸性鑒定的煤層,目前正由貴陽公司組織鑒定。
第三節 礦井開拓與開采
1、開拓方式:新建主斜井,利用原仲河煤礦主井改造為副井,新建東安全出口、東風井和副暗斜井(+1285~+1190m),保留既有的回風平硐及排水平硐,後期新建西安全出口及西風井。主井采用大傾角深槽型鋼繩芯帶式輸送機運煤,裝備架空乘人裝置上下人;副井和副暗斜井采用單鉤串車混合提升,擔負提矸、下放材料和設備,兩個井筒均做為進風井及安全出口。井田劃分為+1190m一個水平上下山開拓,形成斜井~平硐綜合開拓方式,分區式通風係統。 2、開采方式:采煤方法采用偽傾斜柔性掩護支架采煤方法,放炮落煤,全部冒落法 管理頂板。目前整合新建係統正在建設中,尚未形成生產係統和通風係統。第四節 礦井設計生能力及服務年限
設計生產能力30萬噸/年,服務年限12.6年。第五節 礦井瓦斯及通風
1、礦井瓦斯:經黔煤行管字[2005]246號文批複,小牛公司整合前各礦絕對瓦斯湧出量2.81~3.92m3/min,相對湧出量26.90~33.70m3/t,均為高瓦斯礦井。由於2005年瓦斯鑒定月正值“安全生產許可證”取證整改階段,產量低,導致相對瓦斯湧出量偏高。“資源儲量核實報告”提供了礦區內4個煤層瓦斯含量,但礦區無瓦斯梯度資料,設計僅根據《礦井瓦斯湧出量預測方法》(AQ1018-2006)相關公式計算,預測礦井+1190m水平瓦斯湧出量。按《礦井瓦斯湧出量預測方法》(AQ1018-2006)要求,“新建礦井或生產礦井新水平瓦斯湧出量預測由具有國家規定資質的專業機構和生產單位共同完成,預測結果經專家審定後以報告形式提供給生產單位和有關部門”。據了解周邊礦井均為高瓦斯礦。由於礦井未進行煤與瓦斯突出危險性鑒定,依黔安監管辦字[2007]345號文要求,按煤與瓦斯突出礦井進行設計。 2、礦井通風:通風方式:礦井選用抽出式通風方式。該通風方式適應性較廣泛,與壓入式相比,具有利於瓦斯 管理,安全性好;漏風小,通風管理較簡單;風阻小,風量調節容量等優點。通風係統:根據井田開拓布署、采區劃分及整合前各礦既有井筒位置,整合後礦井采用分區式通風係統,主井、副井(原仲河煤礦主井)進風,中央利用原仲河煤礦平硐風井回風,東翼新建東風井回風,西翼後期新建西風井回風。實行分區通風。回采工作麵采用“U”型通風係統,運輸順槽和回風順槽分別為回采工作麵進、回風巷,利用礦井總負壓通風。掘進工作麵利用礦井總負壓及局扇通風,和回采工作麵不串聯,實行獨立通風,局扇采用壓入式。硐室通風井下機電硐室除采區變電所、電機車充電硐室采用獨立通風外,其餘硐室均利用礦井總負壓通風。第二章 煤與瓦斯突出危險性預測
礦井突出危險性預測分為區域突出危險性預測和工作麵突出危險性預測。礦井區域性突出危險性預測的指標有煤的破壞類型、瓦斯放散初速度指標(△P)、煤的堅固性係數(f)、煤層瓦斯壓力(p)以及綜合指標D值、K值。各指標臨界值應根據相鄰突出礦井實測資料確定。如無實例資料,參照《防治煤與瓦斯突出規定》提供的數據進行預測。具體詳見表2-1,表2-2。煤層全部指標值達到或超過臨界值時,該煤層即為突出煤層。 小牛煤礦目前由於井型未定,還沒有請有資質單位編製了瓦斯地質圖,從安全生產角度考慮,應盡快請有資質的單位對礦井各煤層進行突危險性鑒定。1、石門揭煤工作麵突出危險性預測:
石門揭開煤層前,設計采用鑽屑瓦斯解吸指標預測工作麵突出危險性,具體操作步驟和方法為:在石門工作麵距所揭煤層最小垂直距離5m時,打兩個直徑為 75mm的預測鑽孔(可利用探煤鑽孔),在其鑽進煤層時,用1~3mm的篩子篩分鑽屑,測定其瓦斯解吸指標值(或△h2值)。鑽屑瓦斯解吸指標的臨界值,以礦上實測數據為準。但目前,礦上無實測臨界值數據。根據《防治煤與瓦斯突出規定》提供的數據,參照表2-3所列指標臨界值預測突出危險性。當指標超過表2-3中的任一臨界值指標時,該石門工作麵就視為突出危險性工作麵。 2、煤巷掘進工作麵突出危險性預測: 煤巷掘進工作麵設計采用鑽屑瓦斯解吸指標法預測煤層突出危險性。 操作步驟和方法為:在煤巷掘進工作麵,向前方煤體至少施工不少於2個直徑為42mm,孔深8~10m的鑽孔,鑽孔布置見圖2-1。鑽孔每鑽進2m測定一次鑽屑解吸指標和鑽屑量。根據每個鑽孔測得的鑽屑解吸指標K1(或△h2)和鑽屑量S預測工作麵的突出危險性。鑽屑瓦斯解吸指標預測突出危險的臨界值,應根據現場測定資料確定,目前,礦無實測臨界值資料,為確保礦井安全和便於找出適用於本礦井的臨界指標值,要求在預測煤巷掘進工作麵突出危險性時,同時使用解析儀(煤科總院撫順分院生產)測定△h2值和WTC防突參數儀(煤科院重慶分院生產)測定K1值進行預測,並參照表2-3所列指標臨界值預測突出危險性。當實測任一指標K1值S值或△h2等於或大於臨介值時,該工作麵預測為突出危險性工作麵。當預測為無突出危險性工作麵時,每預測循環應留5m的預測超前距離。鑽孔應盡可能布置在軟分層中,一個鑽孔位於掘進巷道斷麵中部,並平行於掘進方向,其他鑽孔的終點應位於巷道斷麵兩側輪廓線外2~4m處。 3、回采工作麵突出危險性預測: 采用煤巷掘進工作麵突出危險性預測方法,沿回采工作麵每隔10~15M布置一個預測鑽孔,孔測5~10m,當實測的鑽屑解吸指標K1值,鑽屑量S值或△h2值超過表2-3的指標時,該項工作麵預測為突出危險性工作麵,反之工作麵無突出危險性。預測為無突出工作麵時,每預測循環應留2m的預測超前距離。
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