煤礦(擴能)開發利用方案
提交單位: 遵義縣泮水鎮興安煤礦
編製單位: 貴州大學勘察設計研究院
編製時間:二○一一年九月
遵義縣泮水鎮興安煤礦(擴能)
開發利用方案
(建設規模:30萬噸/年)
提交單位:遵義縣泮水鎮興安煤礦
編製單位: 貴州大學勘察設計研究院
提交時間:二○一一年九月
遵義縣泮水鎮興安煤礦(擴能)
開發利用方案
(建設規模:30萬噸/年)
設 計: 曹雲欽
審 查: 鄒義懷
項目負責: 劉 勇
提交單位: 遵義縣泮水鎮興安煤礦
編製單位: 貴州大學勘察設計研究院
編製時間:二○一一年九月
目 錄
一、 概 述 1
(一) 礦區位置、範圍、隸屬關係和企業性質 1
(二) 編製依據 4
二、 礦產品需求現狀和預測 6
(一) 煤礦產品市場需求情況和預測 6
(二) 產品需求情況和市場供應情況 7
三、 礦產資源概況 10
(一) 礦區總體概況 10
(二)設計項目的資源概況 11
四、 主要建設方案的確定 25
(一) 資源量計算 25
(二) 防治水方案 38
五、 礦床開采 42
(一) 開采順序 42
(二) 推薦的生產能力及驗算 42
(三) 利用遠景資源量擴大生產能力或延長礦山生產年限的可能性 42
(四) 開采崩落範圍的確定 42
(五) 開采技術條件和水文地質條件對開采方法選擇的影響 44
(六) 采煤方法的選擇 46
(七) 采區、工作麵結構參數及回采率 49
(八) 礦井主要設備選型及供電計算 49
(九) 井下安全避險“六大係統” 62
六、 選礦及尾礦設施 73
(一) 選礦方案 73
(二) 其它有益礦產 73
(三) 尾礦設施及利用 74
七、 環境保護 75
(一) 礦山地質環境報告 75
(二) 礦山環境影響報告書、水土保持和土地複墾方案 76
(三) 礦山環境保護措施76
(四) 水土保持 82
(五) 礦山閉坑 83
(六) 地質災害防治 83
八、 礦山安全85
(一) 礦井災害簡述 85
(二) 礦井通風 86
(三) 礦山災害預防的一般措施87
(四) 礦井瓦斯、煤塵02manbetx.com 的防治措施88
(五) 防治礦井火災的措施94
(六) 防治礦井水災的措施 95
(七) 礦井頂板02manbetx.com 的防治措施 95
(八) 防治提升運輸02manbetx.com 的主要措施 96
(九) 防止煤層自燃 97
(十) 防雷02manbetx.com 的措施 98
(十一) 事故避災線路 99
(十二)安全設備 99
(十三)安全機構及人員配置情況 101
九、 開發方案簡要結論 103
(一) 設計利用礦產資源量、礦井設計生產規模及服務年限 103
(二) 產品方案 103
(三) 地麵工業場地及開拓運輸方案 103
(四) 采、選工藝方案 103
(五) 綜合回收、綜合利用方案 103
(六) 對工程項目扼要綜合評價103
(七) 存在的主要問題及建議 104
附表:
綜合技術經濟指標表
附圖:
1.礦區地形地質及總平麵圖 1:5000
2.開拓係統平麵圖 1:2000
3、開拓係統立、剖麵圖 1:5000
4、一采區巷道布置及設備配備立剖麵圖 1:2000
5、一采區巷道布置平麵圖 1:2000
6.采礦方法標準圖 1:100
附件:
1、開發利用方案委托書;
2、開發利用方案編製承諾書;
3、遵義縣泮水鎮興安煤礦采礦許可證(副本)複印件(證號:5200000830969);
4、貴州省能源局文件“關於同意遵義市遵義縣興安煤礦等13對煤礦開展前期工作的通知”;(黔能源發[2010]743號)
5、貴州省國土資源廳文件(黔國土資儲備字[2008]705號)“關於《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明;
6、貴州省國土資源勘測規劃院文件(黔國土規劃院儲審字[2007]968號)“《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審意見書”;
7、遵義縣泮水鎮興安煤礦安全設施設計審查意見;
8、貴州省能源局文件(黔能源發字[2011]282號)“關於對遵義縣泮水鎮興安煤礦開采方案設計(變更)的批複”;
9、貴州省煤炭管理局文件“遵義縣泮水鎮興安煤礦開采方案設計變更登記表”;
10、貴州省煤礦安全監察局遵義監察分局文件“關於遵義縣泮水鎮興安煤礦安全設施設計(變更)的批複”;(黔煤安監遵安審 [2010]24號);
11、2006、2007、2008年度瓦斯等級鑒定批複;
12、貴州省煤田地質局實驗室出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦(原)自燃傾向性等級和煤塵爆炸性鑒定報告(C4、C6、C9煤層);
13、供電協議、救護協議;
14、村寨搬遷賠償證明。
一、概 述
(一) 礦區位置、範圍、隸屬關係和企業性質
1、礦區位置
遵義縣泮水鎮興安煤礦位於遵義縣泮水鎮西安村。其地理坐標為:東經106°24′07″~106°25′38″;北緯 27°32′05″~27°32′35″。其中心點地理坐標:東經106°24′54″,27°32′20″。
礦區位於貴州省遵義縣縣城(南白鎮)270度方位,直距約41km處, 距鴨溪電廠30km,距遵義市68km,距遵義縣城49km,距川黔鐵路的南白火車站53km,直距48km,礦山有簡易公路與326國道相連,礦山距326國道1.5km。礦井運輸以公路為主,交通較為方便。詳見交通位置示意圖1-1。
圖1-1 交通位置示意圖
2、井田境界
境界:根據貴州省國土資源廳頒發的遵義縣泮水鎮興安煤礦《采礦許可證》(副本)證號5200000830969,礦界形狀為一四邊形,走向長2.5km,傾向寬1.71km,井田麵積1.9581km2,主采C4、C6、C9號煤層,開采深度由+950m~+400m標高。礦區範圍拐點坐標見表1-1。
1、隸屬關係和企業性質
遵義縣泮水鎮興安煤礦為私營礦山企業,為整合礦井,由原桐梓堡煤礦、埡上煤礦、宏達煤礦、西安煤礦、雷家山煤礦五家煤礦於2007年整合形成,隸屬遵義縣煤炭管理局管轄。企業性質為私營。
本礦準采標高範圍內C4、C6、C9煤層保有資源量(332)+(333)+(334?)為741.7萬噸,其資源儲量可滿足30萬t/a整合礦井設計要求,根據省政府有關精神和生產條件,本次方案設計按30萬t/a生產能力設計。目前開采方案(變更)已得到省能源局批複。
2、礦井曆史、現狀和建設理由
(1) 礦井曆史
1)遵義縣泮水鎮興安煤礦為整合礦井,2008年10月取得了由貴州省國土資源廳頒發采礦許可證,證號為5200000830969,有效期限為十年(2008年10月至2018年10月),年開采能力15萬噸。
2)中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交的《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》,經貴州省國土資源廳以文件(黔國土儲備字[2008]705號)“關於《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦產資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明”批複;
《資源儲量核實報告》核實興安煤礦礦權範圍內(準采標高+950~+400m)保有儲量保有資源量741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。
2、2007年10月由貴州大學勘察設計研究院編製了《遵義縣泮水鎮興安煤礦(整合)開采方案設計》(設計能力為15萬t/a),並經貴州省煤炭管理局批複;(黔煤規字[2007]403號)
3、2008年1月由貴州大學勘察設計研究院編製了《遵義縣泮水鎮興安煤礦(整合)安全專篇》(設計能力為15萬t/a),並經貴州省煤礦安全監察局遵義分局批準;
4、2009年12月由貴州大學勘察設計研究院編製了《遵義縣泮水鎮興安煤礦(整合)開采方案設計(變更)》(設計能力為15萬t/a),並經貴州省煤炭管理局備案批準;(備案號581號)
5、2010年4月由貴州大學勘察設計研究院編製了《遵義縣泮水鎮興安煤礦安全設施設計(變更)》(設計能力為15萬t/a),並經貴州省煤礦安全監察局遵義分局批準;(黔煤安監遵安審[2010]24號);
6、2011年3月由貴州大學勘察設計研究院提交了《遵義縣泮水鎮興安煤礦開采方案設計(變更)》(設計能力為30萬t/a),並經貴州省能源局(黔能源發字[2011]282號)批複;
(2) 礦井開拓開采係統現狀及采空區情況
A、開拓開采係統建設情況
目前業主已根據原整合開采方案進行建設,地麵工業場地已初具規模,施工有主斜井、副斜井、回風斜井、進風井、西翼進風井五個井筒,目前副斜井、西翼進風井、進風井已基本完成改造,主斜井已施工約400m,回風斜井正在進行井口建築的施工,在C9煤層底板+715m水平運輸大巷已基本建成,在井田西翼C9號煤層底板掘進了部份瓦斯抽放巷道。
B、礦井采空區情況
整合前煤礦均采用斜井開拓方式,礦井劃分為多個水平、上、下山采區開采均主采C4、C6、C9煤層,該煤層為急傾斜煤層。均采用走向短壁後退式采煤法。工作麵采用傾斜布置。該礦目前開采的最低標高為+730m,采空區及老窯破壞區位於井田煤層露頭淺部,采空區殘留部分煤柱;采空區積水情況不明。
見礦井采掘工程現狀圖(圖1-1)。
(3) 建設理由
本礦為整合礦井,原整合開采方案和安全專篇按生產能力15萬t/a設計。
根據中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦產資源儲量核實報告》,井田範圍內保有儲量(332+333+334?)共741.7萬噸。其資源儲量可滿足30萬t/a整合礦井設計要求。
根據貴州省煤炭管理局第二十一次整合進展調度會情況彙報和第二十七次整合進展調度會情況彙報中鼓勵小煤礦做大做強的精神和礦井實際情況,擬對礦井的設計生產能力進行變更,即將礦井設計生產能力由15萬t/a變更到30萬t/a。
按貴州省國土資源廳采礦許可證辦理的程序及要求,受興安煤礦的委托,我院進行該礦開發利用方案(15萬t/a—30萬t/a)的編製工作。
(一)
編製依據
1、前期工作
(1)中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》,經貴州省國土資源廳以文件(黔國土儲備字[2008]705號)“關於《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦產資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明”批複;
(2)中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交已編製完成了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦區及地麵工程地質災害危險性評估報告》;
2、編製依據
1、開發利用方案委托書;
2、遵義縣泮水鎮興安煤礦采礦許可證(副本)複印件(證號:5200000830969);
3、營業執照、礦長資格證、礦長安全資格證;
4、中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交的《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》及貴州省國土資源廳文件(黔國土資儲備字[2008]705號)“關於《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明;
5、貴州大學勘察設計研究院於2011年3月提交的《遵義縣泮水鎮興安煤礦開采方案設計(變更)》(設計能力為30萬t/a)和貴州省能源局文件(黔能源發字[2011]282號)“關於對遵義縣泮水鎮興安煤礦開采方案設計(變更)的批複”;
6、礦井2007、2008、2009年度瓦斯等級鑒定批複;
7、貴州省煤田地質局實驗室出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦(原)自燃傾向性等級和煤塵爆炸性鑒定報告(C4、C6、C9);
10、供電協議、救護協議;
11、我院設計人員於2010年12月在遵義縣泮水鎮興安煤礦進行的現場調查。經過現場踏勘,收集了礦井的原開拓、開采等有關資料,根據礦井的實際情況,需重新布置開拓係統,同時也了解到礦區內煤層露頭線附近存在老窯,但開采情況不詳。在興安煤礦礦區範圍內,沒有發現大規模的山體滑坡、崩塌等地質災害。
12、業主提供的其他相關資料。
13、國土資源部(國土資發【1999】98號)文,關於“礦產資源開發利用方案編寫內容要求”;
14、《煤礦工業小型礦井設計規範》(GB50399-2006)、《煤礦01manbetx 01manbetx 》;
15、《煤礦01manbetx 01manbetx 》(2011年版);
16、《煤炭工業小型礦井設計規範》(GB 50399-2006);
17、《礦井抽放瓦斯工程設計規範》(MT5018-96);
18、《礦井瓦斯抽采規範》(AQ1027-2006);
19、《煤礦瓦斯抽采基本指標》(AQ1026-2006);
20、《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采01manbetx 》(2000年版);
21、《煤礦建設項目安全設施審查和竣工驗收規範》(AQ1055-2008);
22、《煤礦防治水規定》,國家局第28號令,2009年12月1日起執行;
23、《貴州省煤礦水害防治規定》,黔府發[2009]64號;
24、《防治煤與瓦斯突出的規定》,國家局第19號令,2009年8月1日起執行;
25、《煤礦井下安全避險“六大係統”建設完善基本規範(試行)》,國家局,2011年3月1日起執行;
遵義縣泮水鎮興安煤礦采用斜井多水平開拓,下山開采,全井田劃分為2個水平5個采區開采,設計以一個采區、一個炮采工作麵達到30萬t/a的生產能力。
一、礦產品需求現狀和預測
(一) 煤礦產品市場需求情況和預測
貴州是我國南方的煤炭資源富集省,預測埋藏+2000m標高以上的煤炭資源總量達2419億t,僅次於晉、陝、蒙、新,居全國第五位。截止2005年末,煤炭探明儲量為555.36億t,比江南12省(區、市)總量還多102.1億t。
從二十世紀七十年代中期起,貴州每年都有近400萬t煤炭以“統配煤”的形式遠銷到兩廣、兩湖及浙、贛、閩、蘇、滬一帶,有力地支援了有關省(區、市)的國民經濟建設,同時,也初步奠定了“北煤南運”與“西煤東運”並存的格局。“黔煤外運”正式納入了國家宏觀調控的內容。貴州電力工業近年也得到迅速發展,2007年底電網裝機容量近2000萬kW,全年發電量預計958億kW·h,其中火力發電量預計835億kW·h,省內電煤需求量約4450萬t;預計到今年,貴州電網裝機容量將達到3000萬kW以上,火力發電機組裝機容量將超過2330萬kW,每年新增電煤需求量500萬t以上,電力工業對煤炭的需求量將占當年產量的40%左右,成為拉動煤炭工業發展的最大產業。
目前,全省生產礦井設計產能為1.1億t左右,貴州省煤炭消費結構大致是省內占70%左右,省外占30%左右。“十一五”期間我省規劃開工60萬t/a及以上煤礦建設項目41對,總規模5210萬t/a,預計到2011年產量可達4320萬t。到2011年,力爭形成18320萬t/a生產能力,產量15000萬t。其中大中型煤礦形成9621萬t/a生產能力,產量7600萬t,占51%,其它煤礦生產能力8699萬t/a,產量7400萬t,占49%。通過煤礦整合、改造、新建,到2010年,煤炭產業集中度明顯提高,單井平均規模達到14.5萬t/a,大型煤炭生產企業產量的市場占有率達45%以上。從規劃看,到2011年我省大中型煤礦的產量將首次高於其他煤礦產量,然而,從“十一五”規劃開工的60萬t/a及以上的41對礦井來看,半數以上由於種種原因推遲開工時間,即使已經開工的礦井建設進度也比較遲緩,不可能實現“十一五”末可能達到的產量目標。貴州省煤礦規模和布局合理的工作逐步向前推進。但是,規劃與現實脫節的問題十分突出。根據“十一五”規劃預測03manbetx ,2010年,省內煤炭需求量為13392萬t。
從目前省外每年對我省的煤炭需求結構調整看:電力行業2800萬t左右;化工行業700萬t左右;冶金行業550萬t左右,其中煉焦精煤430萬t左右;建材工業280萬t左右。上述各行業煤炭需求均呈上升趨勢,預計省外對貴州煤炭的年需求量在5000萬t左右。2009年全省煤炭年均外運量在4500萬t左右,在周邊省區占有10~20%不等的市場份額,與北煤南運相比無論在價位還是在煤質或品種上均具有優勢,而且開發強度較低。隨著經濟發展的加快,周邊省(區、市)對貴州煤炭需要量將不斷增加。預計到2011年將達到5400萬t以上,其中:廣西約4000萬t,雲南約1000萬t,四川約200萬t,廣東、重慶各200萬t左右,湖南約120萬t,江西、湖北各50萬t左右。從上述對我省煤炭市場供求總量和結構的03manbetx 預測可見,今後貴州煤炭出現供不應求的緊張局麵難以改變,其中2011年預計缺口約3710萬t。尤其是動力煤(發電用煤)的供求矛盾將十分突出,隨著國家的產業政策、資源保護和環保政策的日益嚴格以及西部大開發的戰略實施,這也為我省加快實施“西電東送”電煤基地建設和“黔煤外送”帶來了曆史性的發展機遇。
目前,隨著小煤礦的資源整合,全省煤炭產量尚不能滿足“西電東送”的戰略實施,同時,周邊缺煤省區對我省優質煤炭的需求量也不斷擴大,在考慮北煤南運的情況下,預計今後仍需從我省調進煤炭。從今後總的發展趨勢看,煤炭需求量仍將有一定的增長,特別是江南的缺煤省區。從煤炭工業在我省實施西部大開發戰略所處的地位、角度看,仍需要進一步發展,以推動“西電東送”戰略的實施,同時,隨著外部運輸條件的改善,也必將為貴州煤炭工業的發展創造良好的條件。
(二) 產品需求情況和市場供應情況
1.礦產品現狀及加工利用趨勢
貴州省為江南煤炭資源強省和煤炭生產大省,近年來外調量不斷增加,在周邊省區占有10~20%不等的市場份額,與北煤南運無論是從區位上,還是在煤質或品種上均占有一定的優勢,而且開發程度較低(僅為11%,低於20%的全國平均水平)。隨著國家產業政策、資源保護和環保政策的日益嚴格以及西部大開發的戰略實施,尤其是“黔煤外運、西電東送”形勢的發展,全省現有煤炭產量不能滿足要求。
省內主要是電廠用煤,其次是治金、化工、建材等行業和城鄉生活用煤。隨著“西電東送”戰略的實施,確保從2005年起貴州省每年向廣東省輸送400萬kw的電力,加大了電廠的建設,有的電廠已建成發電,對煤炭的消耗量逐年增加,煤炭將出現供不應求的局麵。興安煤礦所產原煤主供附近電廠。
貴州省煤炭的周邊市場主要是廣東、廣西、湖南、四川、重慶、雲南等省(區、市)。據有關資料統計:到2015年四川省缺煤3500萬t/a,湖南省缺煤3700萬t/a,兩廣及海南省缺煤11000萬t/a。隨著國家西部大開發戰略工程的實施,我省煤炭外銷將有廣闊的市場前景。
本礦煤炭儲量豐富,資源較可靠,地質、開采條件較好,電源、水源有保證,交通較為便利,為礦井的建設及其產品的銷售提供了有力的保證。因此,興安煤礦的建設,其煤炭銷售市場前景廣闊。
2.國內煤炭近期需求量及主要銷向預測
2.1概述
貴州省為江南煤炭資源強省和煤炭生產大省,在周邊省區占有較大的市場份額,與北煤南運相比,無論在價位還是在品種上均具有優勢。隨著國家的產業政策,資源保護和環保政策的日益嚴格以及西部大開發的戰略實施,全省現有煤炭供需形勢正在轉變,隨著西部大開發力度的提高,內需增加煤炭消費1500萬噸以上,“十二五”期內需增加煤炭消費 4000萬噸左右。同時,周邊缺煤省區對我省優質煤炭的需求量也不斷加大,市場前景較好。
2.2市場03manbetx
1) 礦產品省內需求情況及預測
(1)電廠用煤
隨著國家西部大開發戰略的“西電東送”和“黔煤外運”重點戰略工程的實施,我省“十五”期內新增裝機容量規模4000MW,需增加電煤1650萬t。
據統計我省今後煤炭消耗量的增長幅度在200-300萬t/a之間,主要是電力行業的增長幅度較大。貴州省分行業煤炭消費現狀及預測見表2-1。
(三)產品價格03manbetx
隨著經濟的發展,目前全國煤炭價格整體呈上升趨勢,2010年的7~12月份,全國商品煤價格平均售價400元/t。根據目前當地煤炭實際銷售價格,並結合貴州省煤炭市場銷售行情,考慮一定的風險因素後,本設計以原煤井口平均綜合售價450元/噸(電煤價格)進行經濟概算。隨著西部大開發“西電東送”的實施和區內及鄰近省市經濟的迅猛發展,煤炭價格較為穩定。
一、礦產資源概況
(一) 礦區總體概況
1、礦區總體規劃情況
遵義縣泮水鎮興安煤礦為私營礦山企業,屬整合礦井,原整合開采方案和安全專篇按生產能力15萬t/a設計。
根據貴州省煤炭管理局第二十一次整合進展調度會情況彙報和第二十七次整合進展調度會情況彙報中鼓勵小煤礦做大做強的精神和礦井實際情況,擬對礦井的設計生產能力進行變更,即將礦井設計生產能力由15萬t/a變更到30萬t/a。
目前該礦開采方案設計(設計生產能力30萬t/a)已經省能源批複。(黔能源發字[2011]282號)
礦井建設規模為30萬t/a,興安煤礦與周圍規劃和保留生產礦井之間無礦界重疊。
2、礦區礦產資源概況
(1) 礦區範圍
礦區範圍由貴州省國土資源廳下發的采礦許可證(證號:5200000830969)劃定,其礦區範圍拐點坐標見表3-1。
1、本礦井與礦區總體開發的關係
根據遵義縣煤炭資源開發總體規劃,遵義縣泮水鎮興安煤礦屬規劃建設項目之一,遵義縣泮水鎮興安煤礦與周圍規劃和保留生產礦井之間無礦界重疊。
設計按照相關規劃和批複的30萬噸/年進行設計。
(一) 設計項目的資源概況
1、礦床地質及構造特征
(1) 區域地質概況
該區位處楊子陸塊黔北隆起遵義斷拱帶,鴨溪向斜北西翼,區域上出露地層有第四係(Q)、三疊係 (T)、二疊係(P)、奧陶係(O)、寒武係(∈)。
由西至東次級褶皺構造走向北東—南西向,其間常被走向斷層所破壞。其總體由大致平行的褶皺及斷裂組成。一般都在幾公裏~幾十公裏以上。斷裂一般傾角較陡,規模較大,其派生的低序次張性、張扭性斷裂發育。
鴨溪向斜:軸向呈北東—南西向展布,寬3~10km,呈長條狀,開闊平緩,兩翼不對稱,北西傾角20~55°左右,南東翼傾角10~30°左右。
(2) 礦區地質特征
A、礦區地層
區內出露地層有第四係;三疊係下統夜郎組;二疊係上統長興組、龍潭組,二疊係中統茅口組。現從新至老簡述如下:
(A) 第四係(Q)
主要為黃色坡積、殘積和崩積物,零星分布於地勢低窪處,厚度一般0~15m,與下伏地層呈不整合接觸。
(B) 三疊係下統夜郎組(T1y)
自上而下可分為九級灘段、黃村壩段及沙堡灣段:
a、九級灘段(T1y3)
為紫紅色頁岩,粉砂質頁岩。夾褐黃色、褐灰色鈣質頁岩。中上部有一層厚約20m的生物碎屑灰岩,底部夾黃綠色粉砂岩。厚87.5~95m。
b、黃村壩段(T1y2)
上部為灰~淺灰色薄~中厚層灰岩,層理發育,風化麵光滑,下部為深灰色薄層泥灰岩,自下而上泥質逐漸減少,層厚逐漸增大。厚250~280m。
c、沙堡灣段(T1y1)
黃褐~灰綠色頁岩,夾少量薄層泥灰岩。厚20-25m。
(C) 二疊係
自上而下可分為長興組(P3c)、 龍潭組(P3l)及茅口組(P2m)。
a、長興組(P3c)
灰~深灰色薄~中厚層含燧石團塊灰岩,底部夾深灰色中厚層泥質灰岩及少量鈣質頁岩。厚35~50m。
b、龍潭組(P3l)
上部以黑色炭質頁岩、泥岩、粉砂岩、鈣質粉砂岩為主,夾少量灰白色粘土(泥)岩,深灰色薄層泥灰岩,其中自上而下發育有15層煤線及煤層,其中全區可煤層3層;底部為灰白色粘土(泥)岩硫鐵礦,硫鐵礦以黃鐵礦為主,黃鐵礦以結核狀、聚晶團塊狀及星散狀形式賦存於礦層中,厚89.08~110.87米。
c、茅口組(P2m)
上部為淺灰色中厚層含生物碎屑灰岩,夾燧石團塊及燧石條帶。風化麵光滑。厚>100m。
B、礦區構造
(A) 褶皺
礦區位於鴨溪向斜北西翼,總體為一向南傾斜的單斜構造,產狀168~182°∠69~71°。
(B) 斷裂
區內未見斷裂構造,僅在局部地段發育有小裂隙,對本次勘查範圍內的煤礦無破壞作用。
龍潭組地層為礦區內唯一含煤地層,礦區範圍內未發現斷層,總體為一向南傾斜的單斜構造,該區構造複雜程度為簡單。
2、礦床開采技術及水文地質條件
(1) 開采技術條件
A、煤層賦存特征
(A) 含煤性
龍潭組(P3l)為礦區唯一的含煤地層,屬海陸交互相沉積。龍潭組(P3l)厚89.08~110.87米,一般厚90m。主要由黑色炭質頁岩、泥岩、粉砂岩、鈣質粉砂岩為主,夾少量灰白色粘土(泥)岩,深灰色薄層泥灰岩。含煤層及煤線15層,煤層總厚6.6米,含煤率7.3%,全區可采煤層3層,即C4、C6、C9煤層,全區可采煤層總厚4.68米,可采含煤率為5.2%。其餘煤層在礦區範圍內目前井巷未進行揭露,情況不明。
(B) 可采煤層
礦區內全區可采煤層3層,即C4、C6和C9,各煤層特征從上而下分述如下:
a、C4煤層
位於含煤岩係中部,層位穩定,結構簡單,呈層狀、似層狀產出,厚1.20~1.60m,平均厚1.40m,為礦區主采煤層。
b、C6煤層
位於含煤岩係中部,層位穩定,結構簡單,呈層狀、似層狀產出,厚1.10~1.30m,平均厚1.20m,為礦區主采煤層。
c、C9煤層
位於含煤岩係底部,層位穩定,呈層狀產出,厚1.60~1.80m,平均厚1.71m。為礦區主采煤層。
各煤層特征見表3-3。
A、煤質特征
(A) 煤種
煤種為無煙煤。
(B) 物理性質和煤岩特征
C4:黑色,碎塊狀,半亮型煤,似金屬光澤。
C6:黑色,碎塊狀,半亮型煤,夾亮煤條帶,外生裂隙較發育。易碎、開采後以煤塊為主。
C9:黑色,碎塊狀,半亮型煤,條帶狀構造,似金屬光澤,外生裂隙較發育,易碎、開采後以煤塊為主。
(C) 化學性質、煤類及工藝性能
a、化學性質及煤類
據以往地質資料,結合本次地質工作采樣分析,遵義縣泮水鎮興安煤礦原煤化驗指標如下:
根據原煤分析結果,按國家技術監督局煤炭質量分級標準[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤層為低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高熱值(HQ)~特高熱值(SHQ)無煙煤。
a、可選性
礦山本身不設選礦,直銷原煤。未作過精煤的分析。
(a) 煤的塊度
根據礦井原開采對各煤層塊煤率的統計, C6、C9煤層塊煤率較高,其中:C6煤層塊煤率為50~70%;C9煤層塊煤率為60~90%
(b) 煤的抗碎強度
通過對區內主采煤層進行落下法試驗,試驗結果為C6:65.72%,屬高強度煤;C9:66.89%,屬高強度煤。
(c) 熱穩定性
根據相鄰礦井資料,區內除C4煤層的RW+6值<65%,熱穩定性稍差以外,C6、C9、C11煤層的RW+6值均在70%以上,說明該區C6、C9、C11煤層的熱穩定性好。
(A) 煤的工業用途
根據煤礦主采煤層煤質,其所產原煤可用作電力和其它鍋爐用煤:本礦內煤的發熱量、硫分等均符合其用煤要求。
(B) 煤層風氧化帶
區內各煤層地表風化帶露頭一般為灰黑色粉狀,不能燃燒,由於地表風化剝蝕衝刷速度較快,風化帶一般深度約15—20m,地形較陡的坡邊,僅有10—15m 左右。風化帶之下為氧化帶,氧化較強時顏色暗淡,光澤較弱,節理裂隙密集,易碎裂疏鬆,但仍能燃燒,煤層結構仍清楚,氧化帶深度一般僅有20—35 米左右,從鄰近礦山巷道揭露情況看,風化、氧化帶兩者加起來的深度約為40—50m,多數在斜深50m 左右即見到光亮堅硬的塊煤。
A、礦井瓦斯、煤塵爆炸性、煤炭自燃傾向及地溫
(A) 瓦斯
依據貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71號)“對遵義市煤礦2006年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482號)“對遵義市煤礦2007年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”和貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507號)“對遵義市煤礦2008年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”,興安煤礦2006、2007、2008年度瓦斯等級結果均為高瓦斯礦井。
2006、2007、2008年度礦井瓦斯等級鑒定情況見表3-5。
根據各年度礦井瓦斯等級鑒定情況,最大瓦斯相對湧出量為西安煤礦2006年鑒定結果29.08m3/t。
本專篇根據《礦井瓦斯湧出量預測方法》(AQ1018-2006)預測+715m標高,礦井相對瓦斯湧出量54.965m3/t,絕對瓦斯湧出量42.30m3/min;在+400m標高,礦井相對瓦斯湧出量68.897m3/t,絕對瓦斯湧出量53.02m3/min。
礦井應在建設期間進行煤層瓦斯含量測定,投產後間必須加強瓦斯含量、瓦斯湧出量的測定,定期進行瓦斯等級鑒定工作,並依據瓦斯測定情況,校核礦井通風係統與生產係統等相關係統能力。
(A) 煤塵爆炸性
根據貴州省煤田地質局實驗2005年8月出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦C4、C6、C9煤層煤塵爆炸性鑒定報告:C4、C6、C9煤層均無爆炸危險性。
(A) 煤與瓦斯突出
興安煤礦無煤與瓦斯突出危險性鑒定資料,根據貴州省安全生產監督管理局、煤礦安全監察局、煤炭局文件(黔安監管辦字[2007]345號),本礦按煤與瓦斯突出礦井設計。
(B) 地溫
本井田屬地溫正常區,無熱害影響。
A、工程地質條件
(A) 工程地質岩組的劃分
礦區內工程地質岩組可劃分為堅硬岩組、半堅硬岩組、軟弱岩組及鬆散岩組四類。
堅硬岩組:主要包括中~微風化的三疊係下統夜郎組玉龍山段(T1y2)灰岩及燧石灰岩,二疊係上統長興組(P3c)灰岩及燧石灰岩, 二疊係中統茅口組 (P2m)灰岩及燧石灰岩。
半堅硬岩組:主要包括中~微風化中二疊係上統龍潭組(P3l)粉砂岩及泥質粉砂岩、煤層夾灰岩及泥質灰岩等。
軟弱岩組:主要包括強風化的三疊係下統夜郎組九級灘段(T1y3)頁岩、沙堡灣段(T1y1)粉砂質泥岩等。
鬆散岩組:主要包括第四係殘積紅粘土、砂土、粉砂質粘土、碎石土及河流衝積形成的砂、礫、卵石等。
(B) 岩土工程地質條件
a、土體工程地質條件
第四係殘積、坡積及衝洪積土層:主要分布於礦區地勢低窪地地帶及河穀地段,分布麵積較大。由細砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩等經長期風化、剝蝕後的殘積、坡積物,土層厚度不大,緩坡及溝穀中稍厚,一般小於10m,土質多為碎石土、砂土、粉質粘土及砂、礫、卵石等,土體呈鬆散或半固結狀,分選性、膠結性差,土體較鬆散,透水性較好,土體強度弱,壓縮性高,受力後土體沉降量大,邊坡容易失穩,不適宜直接作工程建築地基,隻有采取加固措施後才可作為工程建築地基。
b、岩體工程地質條件
(a) 上覆地層
含煤地層上覆圍岩主要為碳酸岩,主要為長興組灰岩、燧石灰岩、夜郎組玉龍山段灰岩,大部份為中~厚層狀,岩體普遍較完整,岩體多為塊狀,岩石致密、堅硬,屬堅硬類型,抗壓強度高,抗風化能力強,RQD值高,岩體多數II、III類,岩體穩定性中等~良,工程地質條件較好,不良之處是這類岩石岩溶發育較強烈,巷道掘進時應防止高地壓、岩爆、掉塊、跨塌、湧水、突泥等。
含煤地層上覆圍岩的碎屑岩,主要為沙堡灣段粉砂質泥岩、九級灘段頁岩,岩石多為薄層狀,層理特征多為均勻層理、交錯層理或水平層理,以泥質膠結為主,泥質含量較高,靠近地表岩石容易遭受風化、剝蝕而形成殘積土,地下深部則岩石較完整。此種岩體結構特點是岩體分層多,受沉積因素影響,平麵上和剖麵上岩相、厚度分布變化較大。受各種結構麵的相互影響,結構體形態以長方體、板狀體為主,該類岩體抗壓強度中等,飽水後強度降低,當失去原岩應力平衡狀態後,以離層或沿滑動麵滑脫失穩為主要表現形式。總體上該碎屑岩多為層狀結構,少量碎裂結構,屬中等堅硬岩,岩體多數III類,岩體質量中等,工程地質條件中等。在該類岩石中掘進巷道時可能出現縮徑、軟岩擠出、片幫等不良工程地質現象。
(b) 含煤地層
主要為粉砂岩、砂岩、矽質岩、泥質粉砂岩、粘土岩、泥質灰岩、炭質粘土岩及煤層組成,多為層狀,少量碎裂結構,該地層中鈣質砂、泥質粉砂岩屬中等堅硬岩組,力學強度中等,有一定遇水軟化性,岩石完整性較好,岩體穩定性中等;粉砂質泥岩、泥岩、炭質泥岩、煤層屬軟弱岩組,力學強度很低,遇水時極易軟化,塑性強,岩石完整性不好,岩體穩定性很差,巷道掘至該層段時,易產生頂部塌陷及底鼓、片幫等現象。
(c) 下伏地層
含煤地層的下伏地層為二疊係中統茅口組,岩石為灰岩,厚層狀,溶隙及溶洞發育,屬堅硬岩組,岩體致密堅硬,穩定性好。
(C) 煤層頂底板工程地質條件
礦區內可采煤層3層,即C4、C6、C9煤層,各煤層頂、底板工程地質條件如下:
a、C4煤層
頂板為粉砂岩,底板為粉砂質泥岩。頂板厚4.35~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。底板厚為3.3~5.7米易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。采煤時應采取相應防護措施。
b、C6煤層
頂板為灰色頁岩,底板為灰色頁岩。頂板需進行支護方能采煤,直接頂板常為黑色、深灰色炭質頁岩、鈣質頁岩、厚0~1米,此層極不穩定,因此,在開采銅煤時應嚴加管理,底板為灰色頁岩、厚2.00~4.55米,穩定性較差,應采取相應防護措施。
c、C9煤層
頂板為鐵煤煤層頂板為泥質粉砂岩,厚4.30~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板,底板為粉砂岩、細砂岩夾頁岩,厚6.35~8.05米,易風化崩解,為不穩定底板。采煤時應采取相應防護措施。
(D) 工程地質條件預測評價
綜上所述,在未來礦山開采過程中,由於礦區範圍內C4、C6、C9煤層頂、底板穩定性差,發生巷道頂板垮塌及突底等工程地質問題的可能性較大。
綜上所述,礦區工程地質條件為第三類中等型。
(1) 水文地質條件
A、地形地貌
礦區位於貴州高原西北部,屬剝蝕型山地地貌。區內總體地勢北高南低,東高西低。最高點為礦區中部的山頂,海拔標高+1072m;最低點在礦區南部溪溝流出礦區範圍處,海拔標高+875m,為礦區可采煤層最低侵蝕基準麵標高。最大相對高差197m,一般相對高差50~100m。礦區內山脈走向整體呈近東西向。
B、地表水
區內地表水主要為山間溪溝及水塘,地表水總體沿溪溝由北向南排泄,流出礦區,均為季節性溪流。
C、區域水文地質概況
區域構造以褶皺為主,碳酸鹽岩與碎屑岩相間展布。碳酸鹽岩含豐富的岩溶水,碎屑岩含裂隙水,第四係鬆散堆積層零星分布,微含孔隙水。
岩溶水主要靠大氣降水通過岩溶漏鬥、落水洞及溶隙等補給,其運動方向受地質構造及地貌等因素的控製,往往具有較大麵積和較長途徑的逕流,排泄於當地最低侵蝕基準麵之溝穀中。根據礦區地表水出露情況,確定礦區附近的最低蝕侵基準麵標高為+875m。裂隙水主要靠大氣降水通過地表節理裂隙補給,多為近源排泄,泉水流量一般較小。金沙河主要富集於一些較開闊的向斜地段,另外,兩種構造複合交接部位,向斜轉折端,背斜傾伏端端等處岩溶較發育,岩溶水較密集。
裂隙水的年變化幅度小於5倍,岩溶泉水及地下河流量年變化幅度較大,一般2~40倍。
地下水化學成分簡單,多為HCO3-Ca及HCO3-Mg.Ca型水,礦化度多小於0.5g/l,總硬度多小於20德度,多為弱堿性,水質良好,可供生活及工農業用水。
D、地層的富水性特征
礦區內出露的地層有第四係(Q),三迭係下統夜郎組的玉龍山段(T1y2)、沙堡灣段(T1y1)、二迭係上統長興組(P3c)、龍潭組(P3l)下統的茅口組(P2m);其中Q為鬆散堆積裂水含水層,T1y2、P3c的灰岩為碳酸岩溶水含水層,T1y1、P3l的碎屑岩及煤層為區內的相對隔水層。
(A) 含水層及特征
a、第四係(Q)含水層
為孔隙性含水層,零星分布於地勢低緩地帶,以殘坡積物為主,最大厚度12m,富水性差,動態變化極不穩定,多數為農田及旱地。
b、三迭係下統夜郎組玉龍山段含水層(T1y2)
主要出露於礦區東部,為灰色中至厚層灰岩,該組地層岩溶較發育,為碳酸鹽岩溶水含水層,富水性強。
c、二迭係上統長興組(P3c)含水層
上部為灰、深灰色薄至中厚層燧石灰岩夾泥灰岩;下部為深灰色薄至中厚層灰岩夾灰黃色泥(頁)岩,該層平均厚50m左右,為碳酸鹽岩溶水含水層,富水性中等。
d、二迭係茅口組(P2m)含水層
主要出露在礦區西部,是溶隙岩溶含水層,為含煤地層的直接底板,岩性主要灰色中至厚層灰岩,該組地層岩溶較發育,為碳酸鹽岩溶水含水層,富水性強。
(B) 隔水層及特征
a、三迭係下統夜郎組沙堡灣段 (T1y1)
分布於礦區東部,岩性為灰、灰黃色薄層泥岩,厚8-10m,富水性弱,為礦區相對隔水層。
b、二迭係龍潭組(P3l)
主要為灰、灰白色粉砂岩,黑色炭質泥岩,灰白色粘土岩硫鐵礦層,偶夾灰、深灰色薄至中厚層泥灰岩,共含煤15層,層厚89.08~110.87米,在礦區範圍內全區可采煤層3層,其中C4、C6、C9產於龍潭組中部,C9煤層下距茅口組(P2m)岩溶含水層頂界約35m,龍潭組泥岩、粘土岩等的隔水性好,據本次工作調查,所有的原生產煤井均未出現過湧水和突水現象,煤層中隻有少量地下水以滴水或浸入形式出現,富水性弱,為礦區相對隔水層。
E、斷層導水性
礦區內地層呈單斜產出,據采煤巷道揭露,煤層傾角一般在70°。斷裂不發育,僅在龍潭組含煤岩係中見小型斷裂,斷距小,對煤層連續性破壞不大。
上述各條斷層破碎帶本身的富水性較弱,但老窯水及地表水在斷層的溝通作用下,對礦井構成充水通道,在礦井開采過程中應引起重視。應留足防水保護煤柱,嚴格持行“有疑必探,先探後掘”的方針。
F、老窯積水
礦區範圍內老窯較多,開采曆史悠久,一般沿煤層露頭開采,頂板穩定性差,多用木架支護,現大部分坑口都已垮塌封閉。據訪問資料,老窯水動態變化很大,受大氣降水抑製,鄰區礦井開采過程中遇老窯時,坑道水驟增,並出現過老窯突水事故,在煤礦開采過程中應對老窯積水引起注意。
G、礦井充水因素分析
(A) 充水水源
a、地表水
區內地表水主要為山間溪溝及水塘,地表水總體沿溪溝由北向南排泄,流出礦區,均為季節性溪流。在礦區中部楊家彎和煤溝附近分別有一個水塘,在礦山開采過程中,有可能使這兩個水塘發生泄漏,使水塘和礦井連通,成為礦井充水的主要因素。
b、地下水
(a) 第四係孔隙水
第四係上部堆積體結構鬆散,孔隙發育,滲透性好,是良好的天然儲水庫,蓄積有大量的地下水,又直接覆蓋於煤係地層露頭區之上,它們與煤係地層之間無隔水層阻隔,在煤礦開采淺部煤層時滑坡和第四係孔隙水將是礦井的直接充水含水層。
(b) 頂板裂隙水
主要為煤層間灰岩弱含水層水,在井巷掘進中沿煤層頂板裂隙進入礦井,是礦井的直接充水因素,水量不大。
(c) 龍潭組裂隙水
龍潭組地層本身含有風化、構造裂隙水,含水性、導水性弱,一般淺部水量較大,深部水量逐漸變小,但地層厚度大,也不容忽視,為礦井直接充水含水層。
(d) 茅口組岩溶裂隙、管道水
該層在煤層底板,含水性強,導水性強且與煤係地層直接觸,為礦井直接充水水源。
(e) 小煤礦及老窯積水
小煤礦及老窯主要在煤礦有分布。當煤礦開采過程中,由於人工裂隙的發育,貫通小煤礦及老窯巷道時,小煤礦及老窯積水就會進入礦井,成為礦井的直接充水水源。
(B) 礦床充水方式
A、主要為礦體頂板含水層中的地下水沿冒落帶及導水裂隙帶間接進水。
C、煤層底板含水層中的地下水沿地鼓裂隙直接突水。
D、局部裂隙構造溝通含水層中的地下水形成間接進水。
H、含水層對礦區開采的影響
礦區地層中有強含水層茅口灰岩組,有中等含水層三疊係下統夜郎組玉龍山段(T1y2)及二疊係上統長興組(P3c)岩溶裂隙含水層。礦區最低侵蝕基準麵為標高+875m。井巷工程一旦揭穿含水層,會發生突水事故,造成大的災害,因此一般不宜將井筒、巷道布置在含水層中。為防止井巷工程誤穿含水層,礦井應加強礦區水文地質調查工作,掌握清楚各含水層、隔水層的特征,為煤礦的安全生產提供保證。
I、水文地質類型
本礦區最低侵蝕基準麵為+875米,將來煤礦的開采活動基本都位於最低侵蝕基準麵以下。本井田為單麵山地貌,並衝溝發育,地表排泄不暢;加上本區小衝溝發育,衝溝水、大氣降水、坡積物水多沿基岩裂隙麵和斷層麵滲入礦井,裂隙發育地段和靠近溝穀地段,含煤地層及其上覆、下伏地層含風化裂隙水,深部含水微弱,風化裂隙水以滲流為主,水力聯係較差,茅口組岩溶裂隙、管道水富水性強。本井田水文地質條件屬第二類第二型,即以大氣降水為主要補給來源的裂隙充水礦床,水文地質條件中等。
J、礦井湧水量
根據地質報告和業主提供的相關資料,選擇比擬法對礦井湧水量進行預測。
根據興安煤礦近期提供的現狀開采條件湧水量實測資料,采用比擬法進行估算未開采區域的礦井湧水量:
根據計算結果,設計考慮礦井所處區域、老窯及采空區等諸多因素,礦井在運輸大巷標高以上(+715m標高以上):暫取礦井正常湧水量為60m3/h,最大湧水量為120m3/h。
礦井在向下開采時,必須根據現場湧水量重新估算估算礦井湧水量,選取相應的排水設備。
礦井生產建設過程中必須進行礦井水文地質的詳細調查及礦井湧水量的詳細實測,並根據實測數據選擇合適的排水設備。
地質報告對井田內斷層描述不詳,其產狀、導水特性、瓦斯賦存情況不十分清楚。因此在斷層附近井巷施工過程中,要加強探放水工作,嚴格做到“有掘必探,有疑必停”,確保施工安全。同時要加強礦井水文地質工作。
1、設計利用礦產資源儲量
中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》,經貴州省國土資源廳以文件(黔國土儲備字[2008]705號)“關於《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦產資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明”批複;
《資源儲量核實報告》核實興安煤礦礦權範圍內(準采標高+950~+400m)保有儲量保有資源量741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。
根據貴州省國土資源廳文件(黔國土資儲備字[2008]705號)“關於《貴州省桐梓縣興安煤礦資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明:興安煤礦井田範圍內保有資源量741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。
儲量計算見表3-9。
1、資源及開采條件評述
A、煤層賦存較穩定;
B、儲量較豐富;
C、地質構造、工程地質、水文地質複雜程度中等
D、井田範圍內煤層瓦斯含量較高;
E、交通運輸條件優越;
F、外部條件基本具備;
興安煤礦煤炭賦存較穩定,資源較豐富,具備建設30萬t/a規模礦井的資源條件。礦井交通方便,工業物資供應及煤炭運銷條件較好,電源、水源基本具備,征用的土地多屬荒山薄地,建築材料多可以就地解決,環境保護已采取措施,礦區及附近居民均以農業為主,勞動力富餘,具備了礦井建設的各種有利條件。礦井開采技術條件較好,礦井的建設是有條件的、可行的。
2、對地質勘探報告的評述
1、貴州省108地質隊於1980年對該區進行的1:20萬區域地質調查,提交了《遵義幅區域地質調查報告》,初步了該區地層及構造特征。
2、貴州省地質局婁山關地質大隊1960年3月提交《遵義煤礦泮水礦井普查評價報告》。
3、2005年12月,我院對礦區範圍內的原宏達煤礦開展過資源儲量核實工作,並提交了《貴州省遵義縣泮水鎮宏達煤礦資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區範圍內C4、C6、C9煤層進行核實,截止2005年11月30日,礦山消耗資源量39萬噸,礦山保有資源量(332+333)為45.8萬噸,其中(332)資源量9.4萬噸,(333)資源量36.40萬噸。該報告未評審。
4、2006年1月,貴州省有色地質勘查局三總隊對礦區範圍內的原西安煤礦開展過資源儲量核實工作,並提交了《貴州省遵義縣泮水鎮西安煤礦資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區範圍內C4、C6、C9煤層進行核實,截止2006年1月20日,礦山消耗資源量23.89萬噸,保有資源量(332+333)為68.3萬噸,其中(332)資源量24.74萬噸,(333)資源量43.56萬噸。該報告未評審。
5、2005年8月,貴州省有色地質勘查局三總隊對礦區範圍內的原桐梓堡煤礦開展過資源儲量核實工作,並提交了《遵義縣泮水鎮桐梓堡煤礦2005年上半年資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區範圍內C4、C6、C9煤層進行核實,截止2005年6月底,礦山消耗資源量30.4萬噸,保有資源儲量(332+333)為40.12萬噸,其中(111b)儲量0.1萬噸,(121b)儲量2.89萬噸,(122b)儲量21.18萬噸,(333)資源量15.95萬噸,該報告未評審。
6、2007年2月,貴州省有色地質勘查局三總隊對礦區範圍內的原雷家山煤礦開展過資源儲量核實工作,並提交了《遵義縣泮水鎮雷家山煤礦資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區範圍內C2、C4、C5、C6、C9煤層進行核實,截止2006年12月底,礦山消耗資源量18.62萬噸,保有資源儲量(332+333)為43.39萬噸,其中(333)資源量4.92萬噸,(334)資源量38.47萬噸,該報告未評審。
7、2007年2月,貴州省有色地質勘查局三總隊對礦區範圍內的原埡上煤礦開展過資源儲量核實工作,並提交了《遵義縣泮水鎮埡上煤礦資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區範圍內C4、C6、C9煤層進行核實,截止2007年1月底,礦山消耗資源量26.54萬噸,保有資源儲量(332+333)為79.08萬噸,其中(332)資源量8.05萬噸,(333)資源量53.65萬噸,(334)資源量17.38萬噸,該報告未評審。
8、中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月受興安煤礦的委托後,開展資料的搜集和地質圖修測、工程地質環境調查等工作。通過收集以往地質資料、進行地表地質調查、剖麵地質調查和井下地質調查,基本查明了礦區內地質情況,並對礦區工程地質、水文地質等礦床開采技術條件進行了初步了解,最終提交有《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》和相關圖件。經本次核實,核實遵義縣泮水鎮興安煤礦礦區內共獲得C4、C5、C6煤層保有資源量(332)+(333)+(334?)741.7萬噸.
(1)查明了礦區地層層序,劃分了地層,基本查明了其岩性、厚度、分布情況;
(2)基本查明了礦區構造形態及性質、地層產狀及變化情況,詳細查明了區內煤層層位、厚度、結構、空間分布及可采情況,可采及局部可采煤層對比可靠;
(3)研究了可采煤層頂底板工程地質特征,煤層瓦斯、煤的自燃趨勢、煤塵爆炸危險性等開采技術條件;
(4)基本查明了可采煤層的主要煤質特征,初步圈定煤的風氧化帶,指出了煤的利用方向。
(5)基本查明了區內含、隔水層及含、隔水性,基本查明了水文地質類型、礦床充水因素,對工程地質、環境地質等開采技術條件作出了進一步評價;
(6)估算了礦區的資源儲量(332)+(333)+(334?)741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。
分析認為:中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月編製的《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》基本能滿足礦井開發利用方案編製要求。
3、煤層氣抽采和開發利用
本礦井煤層瓦斯含量較高,煤層層數較多,瓦斯資源豐富;加之礦井生產規模達30萬t/a,設計考慮對瓦斯進行利用,以提高企業效益。
該礦抽采的瓦斯量較小,礦區居民居住較分散,距市、縣距離較遠,不具備化工和民用的條件;瓦斯發電目前瓦斯發電技術已成熟,具有容易實施、投資見效快等特點。經分析比較,該礦采用瓦斯利用為利用礦井抽采的瓦斯發電。
根據礦井的抽采規模,考慮到瓦斯抽采流量和濃度的不穩定性等因素,設計安裝500GF1-3RW型發電機組3台,分兩期實施,前期2台,後期1台。
4、存在的問題和建議
1)對煤層瓦斯含量、煤與瓦斯突出危險性、衝擊地壓等分析研究較少。礦井需補充進行可采煤層瓦斯含量、煤與瓦斯突出危險性,及時補充和采取有針對性的防治措施;
2)進一步加強水文地質工作,切實弄清地表水和地下水、礦井充水因素、礦井湧水量等資料,切實弄清礦區內的小煤窯開采範圍和老窯積水情況,確定探水紅線。在今後的掘進中,加強探放水工作,堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則,同時堅持“有疑必停”,防止透水事故的發生;
3)加強煤層底板茅口灰岩含水情況調查、勘探,為下部煤層開采提供依據;
4)礦山要注意合理開發利用資源,嚴禁破壞性開采;要注意有關的工程地質問題,避免出現地質災害;在生產過程中,要注意收集相關地質資料,有利於今後更好地指導生產;
5)本礦勘探程度較低,需在生產過程中,進一步加強地質勘探工作,提高礦井資源級別,以更好地指導安全生產。
一、主要建設方案的確定
(一) 資源量計算
1、建設規模及產品方案
(1) 建設規模
A、可能的建設方案
以下為生產能力確定的分析過程:
(A) 有關會議文件精神
遵義縣泮水鎮興安煤礦屬於遵義縣技改礦井之一。貴州省煤炭管理局第二十一次整合進展調度會情況彙報和第二十七次整合進展調度會情況彙報中鼓勵小煤礦做大做強。
因此,遵義縣泮水鎮興安煤礦在條件適宜和政策允許的情況可適當提高生產能力。
(B) 關於勘探級別
中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》,該報告經貴州省國土資源廳批準(黔國土資儲備字[2008]705號):興安煤礦礦權範圍內(準采標高+950~+400m)保有儲量(332+333+334?)共741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。
本礦井田範圍內采空範圍較大,已有工程對煤層產狀控製較好,保證30萬t/a整合礦井服務年限要求是有條件的。
報告基本查明了礦區的地質、水文地質及其它開采技術條件,為礦山設計提供了基礎地質資料。
因此,通過上述地質工作並結合以往地質成果與礦方提供實測資料,認為本礦區具有一定資源量,主采煤層賦存較好,構造中等。設計開采煤層煤質較好,水文地質條件複雜程度中等,雖工程地質條件一般,礦井的建設具備有較好的條件。
(C) 關於服務年限
根據生產地質報告以及本設計計算,興安煤礦可采儲量為455.16萬t。
礦井服務年限=可采儲量÷(年生產能力×儲量備用係數)
儲量備用係數取1.35,按30萬t/a進行設計,服務年限為11.2年。根據《煤炭工業小型礦井設計規範》中礦井設計能力與服務年限相關要求,本礦井按30萬t/a設計技術經濟較為合理。
(D) 關於開采條件
本礦為煤層群開采,礦區構造較簡單,水文地質條件中等類型,礦區工程地質複雜程度中等類型,總的說來,開采條件較好,有利於資源開發。以上條件滿足礦井按30萬t/a礦井設計。
(E) 關於回采工藝問題
由井田內可采煤層為傾斜薄及中厚煤層,根據開拓及采區巷道布置情況,設計采用走向長壁後退式采煤法。
本礦可采煤層3層,自上而下分別為C4、C6、C9號煤層,為薄及中厚煤層,煤層平均傾角70°,該礦構造複雜程度定為中等,開采條件較好。
同時,根據國國家安全監管總局、國家煤礦安監局國家發展改革委、國家能源局
《關於推進小型煤礦機械化的指導意見》(安監總煤行〔2010〕178號)文件精神,厚度≥0.8米、地質條件簡單到中等複雜的水平、近水平、緩傾斜、傾斜煤層必須實現機械化采煤。
綜合以上考慮,設計采用偽傾斜長壁柔性掩護式支架采煤法(炮采)。
目前,根據本礦周邊開采中厚急傾斜煤層的開采經驗,多數都采用柔性掩護支架支護,放炮落煤;從煤層平均厚度看,均屬穩定和較穩定煤層,頂板、底板均屬Ⅲ類弱穩定,不具備采用綜采的條件。因此,該礦井不適合機械化采煤。
從回采工藝來看,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。
(F) 關於井下運輸
設計回采麵采溜槽運輸,工作麵運輸順槽采用刮板轉載機和膠帶機運輸,運輸石門采用膠帶機運輸,運輸大巷采用井下防爆蓄電池電機車運輸,主斜井采用皮帶機運輸煤炭。在運輸石門設采區煤倉,主井底設井底煤倉。
副斜井采用絞車輔助提升,以上運輸方式均能滿足礦井按30萬t/a及以下礦井設計的要求。
從井下運輸來看,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。
(G) 關於工業廣場
本礦現有的主斜井、副斜井、回風斜井井口布置在+88.2m、+895.7m、+948m標高。根據場地地形,主、副斜井場地布置於井田中部,回風斜井布置於煤層露頭線附近,現已基本平整,並布置出了部分地麵建築,占地共約50畝,場地采用台階式布置,主要生產、生活設施基本具備,交通條件較好。場地內布置有礦燈房、機修車間、器材庫、消防材料庫、變電所、配電房、地麵儲煤場,煤場內設篩分房;場地中部布置有辦公樓、職工宿舍、職工食堂、浴室、更衣室;主斜井南麵山溝中布置矸石場,其下方設矸石擋牆;主井工業場地東麵地勢較低位置布置礦井水處理池和沉澱池,便於井下汙水處理。
按設計要求可以滿足井型為30萬t/a的要求。
(H) 關於安全問題
本礦井按煤與瓦斯突出礦井進行設計,主要巷道均布置於C9煤層底板,並在C9煤層底板布置瓦斯抽放巷,礦井采用自上而下的開采順序進行保護層開采,並采取瓦斯抽放等防突措施。考慮了礦井通風設備、排水設備、壓風自救係統、監測監控係統、人員定位係統等安全設施設備,在嚴格遵循《煤礦01manbetx 01manbetx 》和相關法律法規和行業政策的前提下,安全問題是可以得到保障的。
從安全條件來看,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。
(I) 關於產品工業用途及市場
根據本礦煤層的化學性質和工藝性能,井田煤層具有廣泛用途,可用於動力用煤,火力發電,一般工業鍋爐用煤,可作冶金噴吹燃料等,經洗選後可製碳素材料或製造電石及深加工,煤矸石可考慮作水泥、低溫燒製地板磚,生產有機複合肥料和微生物肥料等。
如本書第二章所述,本礦井按30萬t/a礦井設計,市場銷售不存在問題。
因此從產品工業用途及市場來講,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。
(J) 關於煤炭外運
興安煤礦位於遵義縣泮水鎮西安村,距鴨溪電廠30km,距遵義市68km,距遵義縣城49km,距川黔鐵路的南白火車站53km,直距48km,礦山有簡易公路與326國道相連,礦山距326國道1.5km。礦井運輸以公路為主,交通較為方便。
從煤炭外運來看,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。
興安煤礦為整合礦井。經過上述分析,綜合考慮礦井技術經濟條件,礦井各個方麵均滿足30萬t/a要求,且根據貴州省煤炭管理局第二十一次整合進展調度會情況彙報和第二十七次整合進展調度會情況彙報中鼓勵小煤礦做大做強的精神和礦井實際情況,變更後興安煤礦按照30萬t/a進行建設技術經濟較為合理。
綜上,本礦建設規模確定為30萬t/a。
B、開拓方案選擇
本礦為變更生產能力礦井,原開采方案和專篇已經批複,並已開工建設。工業場地已完成平整,並建設了部分建築,目前從C4煤層頂板穿層布置了主斜井、副斜井,在C9煤層底板布置有進風井和西翼進風井,在C9煤層底板+715m標高布置運輸大巷,礦井開拓工程已基本形成。鑒於此,本設計不再進行開拓方案比選,利用已有井巷工程開拓井田,開拓方式為斜井上下山開拓。
(2) 產品方案
A、礦井煤質
煤質特征見表3-4.
根據原煤分析結果,按國家技術監督局煤炭質量分級標準[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤層為低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高熱值(HQ)~特高熱值(SHQ)無煙煤。
B、可選性
礦山本身不設選礦,直銷原煤。未作過精煤的分析。
C、用途
根據煤礦主采煤層煤質,其所產原煤可用作動力、化工、治金、氣化、民用和其它鍋爐用煤:本礦內煤的發熱量、硫分等均符合其用煤要求。
D、產品方案
本礦C4、C6、C9號煤層為無煙煤。
根據礦井原煤煤質及用途分析,本方案暫不考慮煤炭的洗選加工,僅在地麵工業場地進人工手選剔除大塊矸石即可。
本次設計隻建篩選係統,將煤層中的矸石選出,對原煤進行篩選分級,塊煤(粒徑>250mm)、中塊煤(粒徑250-50mm)用作化工用煤,粉煤(粒徑<13mm)用作電廠動力用煤。所生產煤炭是主要為了供給當地電廠、工礦企業、民用等。原煤銷售給用戶。
2、可采儲量及服務年限
(1) 資源/儲量
A、計算範圍
礦井資源/儲量計算範圍為礦區範圍,見表3-1所示。
B、礦井地質資源量
礦井地質資源量計算見表4-1。
A、煤柱損失量
Q=S×N×d÷cosα
式中:Q—煤柱損失量,S—塊段平麵投影麵積(m2),N—塊段煤層平均厚度(m),d—煤層視密度(t/ m3),α—塊段煤層平均傾角。
(A) 永久煤柱
a、井田邊界
本井田邊界煤柱寬度按20m留設(相鄰礦井也按此留設)。
b、風氧化帶煤柱
本礦風氧化帶附近煤體已采空,不再留風氧化帶煤柱。
c、村寨煤柱
根據業主提供的資料,本礦井田範圍內零星村寨實行搬遷,設計不留設保護煤柱。(附搬遷證明)
d、采空區邊界煤柱
按30~70m留設;
e、山塘水體
本礦井中部有兩處水塘,按20m維護帶後按65°移動角留設煤柱。
永久煤柱損失合計為47.5萬t,其中333資源量1.5萬t,334?資源量46.0萬t。
煤柱損失計算見表4-3
(1) 服務年限
礦井服務年限=可采儲量÷(年生產能力×儲量備用係數)
=455.16÷(30×1.35)=11.2(a)
本礦備用係數取1.35。
計算服務年限稍低於《煤炭工業小型礦井設計規範》(GB50399-2006)規定的30萬t/a整合技改礦井報務年限,但儲量核實報告提供井田準采標高範圍內尚有334?儲量123.2萬t,隨著地質勘探進一步深入,礦井可采儲量還會有較大速度增長,礦井資源儲量可滿足礦井服務年限要求;此外,井田深部還有相當資源量位於井田準采標高以外,可進一步擴界至深部,潛力較大。在今後的工作中,業主需要進一步加強地質勘探工作,提高礦井資源量級別。
1、礦床的開采方式
興安煤礦礦區範圍內地形高差起伏較大,煤層埋藏雖較淺,但不具備露天開采條件,設計采用井工開采。
2、開拓運輸方案及廠址選擇
A、開拓方案選擇
(A) 考慮的因素
1、區內可采煤層為C4、C6、C9號煤層,煤層在礦區內為單斜構造,煤層平均厚度分別為1.4、1.2、1.71m,煤層平均傾角70°。煤層間距分別為10~12m、5~6m,各煤層在+730m標高以上有采空區。
2、礦井原方案和專篇批複後,進行了一係列建設:地麵工業場地已平整,建有大部分建築,對副斜井、進風井、西翼進風井進行了改造、維護,主斜井已施工約400m,回風斜井正在進行井口建築的施工,C9煤層底板+715m水平運輸大巷已基本建成,在井田西翼C9號煤層底板掘進了部份瓦斯抽放巷道。礦井開拓主體工程已基本建成,鑒於此,本設計不再進行開拓方案比選。
(B) 井口位置及工業場地
設計利用礦井整合前原西安煤礦工業場地進行改造,目前工業場地改造已基本完成,主要工業建築已完成,工場地占地約50畝。
(C) 礦井開拓方式
主斜井、副斜井從C4煤層頂板穿層布置,穿過C9煤層後,沿C9煤層底板布置采區下部車場和運輸大巷(+715m),到達西部中央後,布置采區軌道上山,改造利用原設計風井為進風行人井(沿C9煤層底板布置),在該工業場地內沿C4煤層頂板新施工一回風斜井,在運輸大巷標高處采用石門聯通,原設計進風井仍為西翼進風巷,下部采用進風行人巷與中部進風行人井聯通,設計在主斜井下部布置井底煤倉和井底水倉。采用石門在采區上山兩邊布置偽斜走向長壁工作麵;同樣在主斜井以東可采區域中部C9煤層底板布置三條上山(軌道上山、行人上山和回風上山)開拓二采區,其它采區均采用C9底板偽斜下山和大巷開拓。整個礦區劃分為五個采區。開拓方式見圖4-1、圖4-2。
B、采區劃分
設計將主斜井以西+715m標高以上劃分為一采區,井田+555標高以上東西兩翼劃分為二、三采區,+555m標高以下東西兩翼劃分為四、五個采區。
C、采區巷道布置
設計采區為一采區,采區範圍為井田內主斜井以西+715m標高以上,開采采區範圍內的C4、C6、C9號煤層。首采工作麵布置在C4號煤層。
設計由進風行人井、軌道上山掘進區段下部車場再掘進運輸石門進入C4號煤層,自軌道上山、回風斜井掘進區段上部車場再經回風石門進入C4號煤層,自區段運輸石門和回風石門在C4號煤層中布置區段運輸和回風平巷至采區邊界後掘進開切眼。
考慮到本礦處於有煤與瓦斯突出危險的區域,該區域礦井煤層瓦斯含量較大,且本礦設計生產能力30萬t/a,為確保采掘安全,設計在C9號煤層底板布置專用瓦斯抽放巷,從瓦斯抽放巷向上部煤層施工穿層鑽孔,預抽各煤層及圍岩瓦斯,消除突出危險。
D、開拓方案綜述
(A) 井口數目及位置
井筒數目為五個即主斜井、副斜井、進風行人井、西翼進風井及風井(回風斜井)。
設計礦井用一條主斜井(膠帶運輸機運輸)擔負煤炭運輸、敷設各種管線、進風、排水、行人等任務,用一條副斜井擔負矸石、材料運輸及人員升降、進風、敷設各種管線等任務;用二條進風井擔負進風、行人和敷設管線等任務;用一條回風斜井專用回風。
井筒特征見表4-9。
(A) 水平劃分及標高
本礦主采煤層為急傾斜煤層(平均傾角70°),準采標高在+400m~+950m之間,礦井已在+715m標高布置有底板運輸大巷,設計在+715m、+555m標高將井田沿傾斜方向劃分為二個水平三個階段。
(B) 大巷布置
首期開采井田兩翼+715m標高以上煤層,在+715m標高沿C9煤層底板布置兩翼運輸大巷。
(C) 采區劃分
設計將主斜井以西+715m標高以上劃分為一采區,井田+555標高以上東西兩翼劃分為二、三采區,+555m標高以下東西兩翼劃分為四、五個采區。
(D) 通風方式
通風方式為並列式,回風井引風道安設軸流式通風機抽出式通風。
掘進工作麵采用局部通風機壓入式通風。
(E) 開采順序
a、采區間的開采順序
采區間的開采順序為一采區、二采區、三采區、四采區、五采區。
b、采區內的開采順序
區段間下行式開采
c、煤層間的開采順序
區段內各煤層采用煤層下行式開采。
d、區段內開采順序
下行式開采
e、工作麵的推進方式
采麵布置為走向長壁工作麵,由采區邊界向上山方向推進。
(1) 運輸方案
A、地麵運輸
礦區境內尚無鐵路到達,鑒於本礦主要用戶為省內電廠、治金等用戶,而且公路運輸便利、社會汽車運力富裕,原煤主要采用汽車運輸。
銷往省外的煤炭通過汽車運輸到就近火車貨運站後,再經鐵路外運。
本礦井產品煤外運量30萬t/a,按330個工作日,運輸不均衡係數以1.2計,日煤炭運量為1090t。
B、井下運輸方式
(A) 主斜井
主斜井設計選用DTC80/2×90大傾角皮帶輸送機,選用阻燃型輸送帶,帶寬800mm,最大運距600m,帶速1.6m/s,運量200t/h,電機功率180kw,適應傾角範圍≤25º(上運)。
主斜井另安裝一台KSSD1.2/30G型架空乘人器運送人員。
本礦在主井底設煤倉,設計煤倉直徑取3m,高度15m,園形,錨噴支護。煤倉下口設CJG/5/F/B-I型給煤機。
(B) 副斜井
副斜井采用JTP1.6×1.2型單滾筒絞車提升矸石、下放提升材料和設備、人員升降。(絞車裝於地麵)
繩速Vp=2.5m/s,鋼絲繩最大靜張力Fmax=4500Kg;配套電機:110kw、380/660V;容繩量880m;選用YP型變頻調速電機和全數字低壓交流變頻調速電控設備。
(A) 運輸大巷
運輸大巷采用井下CDXT-5J防爆蓄電池電機車牽引礦車運輸。
(B) 采區軌道上山
軌道上山采用JTPB1.2×1.0型井下防爆單滾筒絞車下放矸石、提升材料和設備。
(C) 運輸石門
設計選用DSJ650/22型膠帶運輸機運輸。
(D) 工作麵
工作麵采用1000×505×213型搪瓷溜槽運煤,工作麵運輸巷采用SGD420/30刮板機轉DSJ650/40型膠帶運輸機運輸,工作麵回風巷鋪設15Kg/m軌道,礦車運輸。
(E) 軌道
副斜井、軌道上山、運輸大巷鋪設600mm軌距22kg/m鋼軌混凝土軌枕,區段運輸石門、工作麵運輸、回風順槽及掘進麵鋪設600mm軌距15kg/m鋼軌木軌枕。
(F) 礦車
選用MF1.1-6型礦車運送矸石,1噸材料車運送材料,1噸平板車運送設備。
A、采區生產係統
(A) 運煤
煤從工作麵(溜槽)→工作麵運輸順槽(刮板運輸機+膠帶運輸機)→運輸石門(膠帶運輸機)→采區煤倉→運輸大巷(井下防爆蓄電池電機車)→井底煤倉→主斜井(膠帶輸送機)→地麵儲煤場。
(B) 運料
材料從副斜井(絞車)→運輸大巷(井下防爆蓄電池電機車)→軌道上山(絞車)→材料石門→工作麵回風順槽(礦車)→工作麵。
(C) 柔性掩護支架運輸
柔性掩護支架從采麵下出口(礦車)→運輸順槽(礦車,調度絞車)→運輸石門(礦車,調度絞車)→軌道上山(絞車)→材料石門(礦車,調度絞車)→工作麵回風順槽(礦車)→工作麵。
(D) 矸石
矸石從掘進頭(礦車)→區段石門(礦車)→軌道上山(絞車)→運輸大巷(井下防爆蓄電池電機車)→副斜井(絞車)→地麵矸石山。
(E) 通風
新鮮風流經主斜井、副斜井、進風井→運輸大巷→軌道上山、進風行人井→中部車場→工作麵運輸順槽→工作麵→工作麵回風順槽→區段回風石門→風井→引風道(風機)→地麵。
(F) 供電
采區供電由井下中央變電所供給,自地麵變電所引雙回路10kv電源電纜下井,經井下變壓器後給采掘工作麵供電,局部通風機供電自機電硐室局部通風機專用變壓器引專線下井進行供電。
(1) 場址選擇
經前述分析,本礦井工業場地選擇在礦區南部邊界附近。
該場地地麵地表無滑坡、泥石流、山體崩塌等不良地質災害,地勢較平緩開闊,此處為一緩斜坡地帶,不受洪水威脅,經設計布置分析,完全能夠滿足30萬t/a生產能力要求。
(一) 防治水方案
1、礦井排水方案
本礦為斜井開拓,在主斜井井底設置水倉及水泵房,由水泵將水自主斜井排出地表。排水路線如下:
工作麵淋水通過采麵運輸順槽(自流)→運輸石門(自流)→軌道上山(自流)→運輸大巷(自流)→井底水倉(水泵)→主斜井→地麵(水處理池)。
2、排水泵
(1) 選型依據
根據地質報告和現場調查,考慮到消防用水的影響,取礦井正常湧水量為60m3/h,最大湧水量為120.0m3/h。
本設計采用下述數據進行水泵選型計算。
1、礦井正常湧水量:QB=60m3/h
2、礦井最大湧水量:Qmax=120m3/h
3、排水垂高:
HP=888.2-702m=186.2m(主斜井口標高:+888.2m,水倉標高:+702m)
A、排水管選擇
管路選用無縫鋼管。
吸水管、排水管均選擇φ159×5無縫鋼管。
主排水管設兩趟,即工作水管和備用水管,沿主斜井敷設。正常湧水時期一趟工作,一趟備用,根據上述計算,其中工作水管的能力在20h內能排出礦井24h正常湧水量。最大湧水時期兩趟同時工作,全部水管的能力能在20h內排出礦井24h最大湧水量。
(1) 水泵房及水倉
水泵房:水泵房布置於一采區下部+702m標高,淨斷麵9.7m2,掘進斷麵10.1m2,長度10m,水泵房底板高出巷道底板0.5m,水泵房設有2個安全出口,水泵房應在與井底車場相通的安全通道內設置易於關閉的既能防水雙能防火的密閉門,另外設一條管子道(斜巷)通到主斜井相連用於安設排水管,並應高出泵房底板7m以上。
水泵房應設置起重梁,並鋪設軌道與井底車場相通。水泵房應預留泵位,副斜井也應預留管道位置。
水倉:按礦井正常湧水量60m3/h,按8h正常湧水量計算為60×8=480m3,水倉淨斷麵6.6m2,掘進斷麵7.1m2,水倉長度480/6.6=72.7m,設計主水倉取80m,副水倉取60m。
1、井下防治水措施
礦井生產期間應采取以下防治水措施:
(1)合理選擇及布置采掘工程巷道及層位選擇;
(2)定期收集、調查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況,針對主要含水層(段)建立地下水動態觀測係統,製定相應的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施;
(3)按規定留設足夠的防隔水煤柱,並嚴禁開采防隔水煤柱;
(4)堅持“預測預報、有疑必停、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則,防止水患事故的發生,為此本設計配備了相應的探水鑽;
(5)礦井根據生產中的情況進一步進行承壓水的觀測,采取疏水降壓等針對性的防治措施。
(6)下山開采時,應注意定期清理水倉和水溝,維護好水泵和排水管路,保證井下水流暢通和排水設備完好。
本區老窯開采曆史較長,采空區多,老窯積水量大,因此在開采時應高度重視小窯老空積水問題,應掌握本礦區範圍內的采空區及老窯情況,注意收集斷層、溶洞及小窯采空區的有關數據,防止采空區及老硐積水突然切穿上下含水層對開采的影響。必須做到有掘必探,做好防水工作,避免水患發生。在開采淺部煤層時,由於有大量老窯陷伏,老窯積水和老窯瓦斯將對煤礦安全生產帶來危害。因此在采空區或老硐附近采煤時,加強對老窯積水的探測和預防,礦山在掘進和回采過程中,隨時要注意探放老窯水,防止透水事故的發生。礦井必須在井田邊界留設足夠的防水煤柱,且堅決不能破壞該煤柱。
隨著采空麵積的增大,上覆含水層的裂隙水進入采空區形成老空水,在開采老空區本層下部煤層時要注意老空水湧入工作麵。煤層露頭附近小窯采空區估計積水較多,生產中必須查清其開采範圍和積水情況,留設足夠的風氧化帶防水煤柱,防止水災事故的發生。
(7)開采C9煤層時,因為P2m岩溶水含水層距離C9煤層較近,所以P2m岩溶水容易衝破C9煤層底板泥岩的阻隔造成其底板突水,所以P2m岩溶水是煤層開采的潛在威脅。通過計算,在開采+715m標高(一水平)以上時,C9采掘工作麵底板茅口灰岩突水的可能性較小,而在開采+715m標高以下時,則存在突水的可能性。
由於本礦地質報告未提供承壓含水層情況,計算水壓按最大埋深計算,與實際存在誤差。礦井在後期在開采+715m標高以下C9時,應請有資質的單位進行水文地質調查,提交專門水文地質調查報告,查明茅口灰岩含水情況及與C9煤層的水力聯係,實際測試水壓和底板承壓強度。必須進行專項安全評價或技術論證,並根據結果采取相應的疏水降壓措施。
2、地表水防治
A、在工業場地小溪溝上部設擋水牆,通過工業場地地段改為1m×1m排水暗溝,且保持一定的坡度。
B、在井口上部的邊坡及建築物周圍設截水溝,水溝斷麵30cm×40cm;
C、工業場地內設30cm×40cm矩形排水溝。
D、在雨季到來前,對直通地麵的地表裂隙要采取封、填和夯實等措施,防止大氣降水通過裂隙滲入井下;對地表塌陷坑要進行回填夯實,保證一定的流水坡度,防止積水湧入井下;在回采冒落後有可能與地表溝通的地段,盡量避開雨季回采。
一、礦床開采
(一) 開采順序
井田內劃分5個采區,首采區一采區,采用走向長壁采煤法。用1個采區1個炮采工作麵滿足礦井生產能力。
采區內劃分為區段,區段間的開采順序為下行式。
區段內煤層間的開采順序為下行式。
工作麵為走向長壁後退式,即由采區邊界向上山方向推進。
(二) 推薦的生產能力及驗算
1、生產能力
推薦礦井生產能力30萬t/a,以1個機采工作麵滿足礦井設計生產能力。
2、生產能力驗算
首采C4煤層時,設計工作麵采出率取95%(中厚煤層),則工作麵年生產能力Q為:
Q=l·Da·m·γ·C =100×1500×1.4×1.45×0.95=289275(t)
式中:Q——工作麵年生產能力,t/a
l——工作麵長度,m
Da——工作麵年推進度,m
m——煤層平均采高,m
γ——煤的容重,t/m3
C——工作麵采出率
礦井用1個工作麵保產,工作麵出煤289275t,掘進出煤率按工作麵出煤的10%計算為28927t,則礦井年生產能力31.8萬t,滿足設計生產能力要求。
(三) 利用遠景資源量擴大生產能力或延長礦山生產年限的可能性
本礦井田範圍內,煤層數量較多,在提供的儲量中,333、334?資源量較多隨著地質工作的深入,礦井可采儲量還會有較大增長,完全可以滿足30萬t/a生產能力的礦井生產要求。
(四) 開采崩落範圍的確定
崩落範圍考慮劃定井田內留設邊界煤柱、井筒煤柱、構造煤柱等煤柱後,煤層采空後所造成的塌陷範圍,根據興安煤礦範圍內的岩土工程特性(初步確定為中硬岩性),依照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》(煤行管字[2000]第81號),參照附表5-3《按覆岩性質區分的地表移動一般參數綜合表(α<50°)》,沿煤層走向上,基岩移動角(δ)一般為55°~60°,本次取60°;在煤層傾斜方向上山移動角(λ)一般為55°~60°,本次取55°,下山移動角(β)等於:
β=[60°-(0.6~0.7)α] (α為煤層傾角,平均8°)
經計算β=55.2°~54.4°,本次取55°。
則礦區範圍內可采部分煤層采空後,在煤層走向上、傾向方向的地表移動範圍計算公式分別為:
根據各年度礦井瓦斯等級鑒定情況,最大瓦斯相對湧出量為西安煤礦2006年鑒定結果29.08m3/t。
根據《礦井瓦斯湧出量預測方法》(AQ1018-2006)預測+715m標高,礦井相對瓦斯湧出量54.965m3/t,絕對瓦斯湧出量42.30m3/min;在+400m標高,礦井相對瓦斯湧出量68.897m3/t,絕對瓦斯湧出量53.02m3/min。
礦井應在建設期間進行煤層瓦斯含量測定,投產後間必須加強瓦斯含量、瓦斯湧出量的測定,定期進行瓦斯等級鑒定工作,並依據瓦斯測定情況,校核礦井通風係統與生產係統等相關係統能力。
A、煤塵爆炸性
根據貴州省煤田地質局實驗2005年8月出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦C4、C6、C9煤層煤塵爆炸性鑒定報告:C4、C6、C9煤層均無爆炸危險性。
B、煤的自燃傾向性
根據貴州省煤田地質局實驗室2005年8月出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦煤礦C4、C6、C9煤層煤炭自燃傾向性鑒定報告:C4、C6、C9煤層自燃傾向等級為Ⅲ類(不易自燃煤層)。
C、地溫
本井田屬地溫正常區,無熱害影響。
(1) 煤與瓦斯突出情況
興安煤礦無煤與瓦斯突出危險性鑒定資料,根據貴州省安全生產監督管理局、煤礦安全監察局、煤炭局文件(黔安監管辦字[2007]345號),本礦按煤與瓦斯突出礦井設計。
(2) 頂底板
A、C4煤層
頂板為粉砂岩,底板為粉砂質泥岩。頂板厚4.35~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。底板厚為3.3~5.7米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。采煤時應采取相應防護措施。
B、C6煤層
頂板為灰色頁岩,底板為灰色頁岩。頂板需進行支護方能采煤,直接頂板常為黑色、深灰色炭質頁岩、鈣質頁岩、厚0~1米,此層極不穩定,因此,在開采時應嚴加管理,底板為灰色頁岩、厚2.00~4.55米,穩定性較差,應采取相應防護措施。
C、C9
C9頂板為泥質粉砂岩,厚4.30~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板,底板為粉砂岩、細砂岩夾頁岩,厚6.35~8.05米,易風化崩解,為不穩定底板。采煤時應采取相應防護措施。
根據本區和鄰區資料,其工程地質條件中等類型
(3) 水文
本礦區最低侵蝕基準麵為+875米,將來煤礦的開采活動基本都位於最低侵蝕基準麵以下。本井田為單麵山地貌,並衝溝發育,地表排泄不暢;加上本區小衝溝發育,衝溝水、大氣降水、坡積物水多沿基岩裂隙麵和斷層麵滲入礦井,裂隙發育地段和靠近溝穀地段,含煤地層及其上覆、下伏地層含風化裂隙水,深部含水微弱,風化裂隙水以滲流為主,水力聯係較差,茅口組岩溶裂隙、管道水富水性強。本井田水文地質條件屬第二類第二型,即以大氣降水為主要補給來源的裂隙充水礦床,水文地質條件中等。
淺部存在小窯或老窯采空區,且有局部小斷層分布,均可能導致礦井湧水量增加甚至造成充水水患,因此水災防治應是本礦重點,要求留設足夠的隔水煤柱且嚴格執行“探放水”措施。
(一) 采煤方法的選擇
(1) 采煤方法的確定
根據國國家安全監管總局、國家煤礦安監局國家發展改革委、國家能源局《關於推進小型煤礦機械化的指導意見》(安監總煤行〔2010〕178號)文件精神,厚度≥0.8米、地質條件簡單到中等複雜的水平、近水平、緩傾斜、傾斜煤層必須實現機械化采煤。
煤層平均傾角70°,為急傾斜薄及中厚煤層。本礦可采煤層3層,自上而下分別為C4、C6、C9號煤層,為薄及中厚煤層,該礦構造複雜程度定為中等,開采條件較好。
目前,根據本礦周邊開采中厚急傾斜煤層的開采經驗,多數都采用柔性掩護支架支護,放炮或風鎬落煤,不是特別適合機采、綜采,從煤層平均厚度看,均屬穩定和較穩定煤層,頂板、底板均屬Ⅲ類弱穩定,不具備采用綜采的條件。因此,該礦井不適合機械化采煤。
井田內煤層為急傾斜煤層,設計采用偽傾斜長壁柔性掩護式支架采煤法。
礦井首先開采C4號煤層,一采區平均煤厚1.40m,設計采用炮采回采工藝。
(2) 采煤工作麵的回采工藝及裝備
A、回采工藝
工作麵:設計煤層為C4號煤層,煤厚平均1.40m,采用偽傾斜柔性掩護支架走向壁式後退采煤法,該法在開始回采前,先在回風順槽安設掩護支架,然後使掩護支架逐步隨回采工作麵沿傾斜向下移並使工作麵調成偽斜。在偽斜工作麵回采過程中,不斷地在回風順槽中接長掩護支架,同時在工作麵下端的平巷滯後工作麵的位置不斷地撤除掩護支架。
在回風順槽中安設掩護支架前,挖掘梯形斷麵地溝,在地溝兩側及地溝中沿走向放置鋼繩,在繩上沿走向每隔150mm放一根八字型架料,架料垂直煤層頂底板,鋼繩和架料之間用螺栓和墊板固定,架料上方鋪上荊笆。掩護支架安裝好一段時間後將平巷支架撤除,巷道上方的煤柱隨之冒落,使掩護支架上麵有一層碎煤和矸石的墊層,用以保護掩護支架。為了防止支架在下放過程中下滑應使煤和矸石冒落點超前於偽斜工作麵7m以上。然後靠控製爆破作業進度,調整支架使支架逐步下放到預定的偽傾角度(30-33°)並轉入正常架采階段。
在正常回采階段,掩護支架下的回采作業包括打眼、裝藥、放炮、出煤、支護及調整支架等項工作。放炮後從工作麵下端開始,逐段向上鋪設搪瓷溜槽,碎煤沿溜槽下滑。出煤過程中注意調整支架的下放,使支架的傾斜角度保持均勻一致。每采煤一次,工作沿走向推進0.8-0.9m,然後拆除溜槽,再進行下一循環的打眼、裝藥、放炮、出煤、支護、調整支架等項工作。隨著工作麵向前方推進,在回風順槽中不斷接長支架,支架下端不斷增長,支架下放至工作麵上方2.5m時停止下放,調平架尾,保證架尾至少3個小眼,以便於溜煤、通風、行人、運料,且溜煤眼和行人眼必須分開,當超出3個小眼時,必須拆除,架下小眼不超過5個,以保證架尾及工作麵運輸巷巷尾回棚的作業環境。
當工作麵推進到停采線前,在停采線靠工作麵一側掘進兩條收尾眼(本設計中工作麵收尾眼兼作工作麵料眼,工作麵開始回采前已經施工),兩眼相距5-7m,並沿傾斜每隔5-8m用聯絡平巷連通。工作麵收尾時,在架頭掘進超前地溝3.5m,支架安裝過架內眼1.0m後停止安裝支架,並在支架頭蓬2.5m的走向風溝。當回頭推進至架內眼附近時,架頭應保持一段2-5m的平架子,且仰角不得超過15°。當架頭下放至工作麵運輸巷上方2.5m後,停止下放,並在架外3-4m處加一個小眼,透聯絡平巷(收尾眼最下一道聯絡平巷距工作麵運輸巷上方2.5m),以確保回拆最後一段支架有兩個安全出口。工作麵收尾時及時調整收尾眼眼蓋位置,以確保收尾工作麵通風。礦井必須編製工作麵作業規程及收尾措施,詳細說明工作麵生產及收尾過程中各種技術要求及安全措施。
2、根據采麵片幫情況,在片幫地段打設臨時貼幫溜槽柱,柱距1.6m。
3、頂板管理:采用全部陷落法管理頂板。
4、運輸、回風巷離工作麵20m範圍內采取加強支護的措施,其中距采煤工作麵前10m采用雙排單體液壓支柱支護,後10m采用單排單體液壓支柱支護,柱距為1m,采用順巷棚支護。此範圍內的巷道高度不得低於1.6m。安全出口必須設專人維護,發生支架斷梁折柱、巷道底鼓變形時,必須及時更換、清挖。
B、采麵設備
見采掘麵機械設備表5-2。
1、掘進工作麵數量及機械配備
正常生產期間配備1個回采工作麵、2個掘進工作麵,采掘比為1:2。掘進用ZMS1.5型煤電站,ZY-24風動鑿岩機打眼,FBD№6.0/2×15型局部通風機通風等。掘進麵機械設備見表5-2。
(1) 采麵參數
一采區內共劃分約2個區段,工作麵斜長25m,兩順槽寬共計約5m,區段間留煤柱5m,工作麵順槽采用沿空掘巷(留小煤柱5m)單巷掘進。
(2) 回采率
工作麵回采率薄煤層97%,中厚煤層95%。
(3) 工作麵循環方式、作業方式的選擇、生產能力驗算
井下采用“四六”作業製,邊采邊準,年進度約1500m。掘進出煤率按工作麵出煤的10%計算,礦井年生產能力31.8萬t。
(一) 礦井主要設備選型及供電計算
1.運輸設備
(1) 主斜井
主斜井設計選用DTC80/2×90大傾角皮帶輸送機,選用阻燃型輸送帶,帶寬800mm,最大運距600m,帶速1.6m/s,運量200t/h,電機功率180kw,適應傾角範圍≤25º(上運)。
主斜井另安裝一台KSSD1.2/30G型架空乘人器運送人員。
本礦在主井底設煤倉,設計煤倉直徑取3m,高度15m,園形,錨噴支護。煤倉下口設CJG/5/F/B-I型給煤機。
(2) 副斜井
副斜井采用JTP1.6×1.2型單滾筒絞車提升矸石、下放提升材料和設備、人員升降。(絞車裝於地麵)
繩速Vp=2.5m/s,鋼絲繩最大靜張力Fmax=4500Kg;配套電機:110kw、380/660V;容繩量880m;選用YP型變頻調速電機和全數字低壓交流變頻調速電控設備。
其參數如下:
(1) 運輸大巷
運輸大巷采用井下CDXT-5J防爆蓄電池電機車牽引礦車運輸。
(2) 采區軌道上山
軌道上山采用JTPB1.2×1.0型井下防爆單滾筒絞車下放矸石、提升材料和設備。
(3) 運輸石門
設計選用1台DSJ650/22型膠帶運輸機運輸。
(4) 工作麵
工作麵采用1000×505×213型搪瓷溜槽運煤,工作麵運輸巷采用SGD420/30刮板機轉DSJ650/40型膠帶運輸機運輸,工作麵回風巷鋪設15Kg/m軌道,礦車運輸。
(5) 軌道
副斜井、軌道上山、運輸大巷鋪設600mm軌距22kg/m鋼軌混凝土軌枕,區段運輸石門、工作麵運輸、回風順槽及掘進麵鋪設600mm軌距15kg/m鋼軌木軌枕。
(6) 礦車
設計選用MF1.1-6型礦車運送矸石,1噸材料車運送材料,1噸平板車運送設備。
各種車輛配備數量規格見下表。
表5-5 礦車規格數量表
1、排水設備
(1) 排水係統
本礦為斜井開拓,在主斜井底部設置水倉及水泵房,由水泵將水從主斜井排出地表。
(2) 選型依據
根據地質報告和現場調查,考慮到消防用水的影響,取礦井正常湧水量為60m3/h,最大湧水量為120.0m3/h。
本設計采用下述數據進行水泵選型計算。
1、礦井正常湧水量:QB=60m3/h
2、礦井最大湧水量:Qmax=120m3/h
3、排水垂高:
HP=888.2-702m=186.2m(主斜井口標高:+888.2m,水倉標高:+702m)
(3) 排水泵選擇
選擇MD85-45×6型礦用多級分段式離心泵,其流量為85m3/h,揚程為270m,電機功率90KW。
上述水泵選擇三台(其中一台工作、一台備用、一台檢修)作為主排水用,用1台水泵排除礦井正常湧水量,用2台水泵可滿足礦井最大湧水量。
(4) 排水管
管路選用無縫鋼管。吸水管、排水管均選擇φ159×5無縫鋼管。主排水管設兩趟,即工作水管和備用水管,沿主斜井敷設。正常湧水時期一趟工作,一趟備用,根據上述計算,其中工作-水管的能力在20h內能排出礦井24h正常湧水量。最大湧水時期兩趟同時工作,全部水管的能力能在20h內排出礦井24h最大湧水量。
(5) 水泵房及水倉
水泵房:水泵房布置於一采區下部+702m標高,淨斷麵9.7m2,掘進斷麵10.1m2,長度10m,水泵房底板高出巷道底板0.5m,水泵房設有2個安全出口,水泵房應在與井底車場相通的安全通道內設置易於關閉的既能防水雙能防火的密閉門,另外設一條管子道(斜巷)通到主斜井相連用於安設排水管,並應高出泵房底板7m以上。
水泵房應設置起重梁,並鋪設軌道與井底車場相通。
水倉:按礦井正常湧水量60m3/h,按8h正常湧水量計算為60×8=480m3,水倉淨斷麵6.6m2,掘進斷麵7.1m2,水倉長度480/6.6=72.7m,設計主水倉取80m,副水倉取60m。
2、通風設備
(1) 礦井通風方式和通風方法
A、通風方式
分區式(主斜井、副斜井、進風行人井和西翼進風井進風,回風斜井回風)
B、通風方法
礦井主要通風機的通風方法采用抽出式,礦井安裝對旋軸流式通風機負壓通風。
回采工作麵采用U型通風方式,利用全風壓負壓通風。
掘進工作麵采用局部通風機接風筒壓入式通風。
C、通風係統(初期)
初期通風係統:新鮮風流經副斜井、主斜井→運輸大巷→軌道上山→區段運輸石門→工作麵運輸順槽→工作麵→工作麵回風順槽→區段回風石門→風井→引風道(風機)→地麵。
掘1(10402運輸順槽掘進頭):局部通風機(安設於軌道上山)→掘進頭1回風石門→掘進頭1→掘進頭1回風石門→風井→引風道(風機)→地麵。
掘2(10402回風順槽掘進頭):局部通風機(安設於軌道上山)→掘進頭2回風石門→掘進頭2→掘進頭2回風石門→風井→引風道(風機)→地麵。
本設計各個掘進工作麵以及回采工作麵均為獨立通風,有各自獨立的進回風係統。
井下機電硐室、蓄電池電機充電硐室、絞車房為獨立通風;水泵房為通過式通風(設在主井底進風流中)。
(2) 設計依據
A、礦井瓦斯等級鑒定情況
依據貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71號)“對遵義市煤礦2006年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482號)“對遵義市煤礦2007年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”和貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507號)“對遵義市煤礦2008年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”,興安煤礦2006、2007、2008年度瓦斯等級結果均為高瓦斯礦井。
2006、2007、2008年度礦井瓦斯等級鑒定情況見表5-6。
預測在+715m標高,礦井相對瓦斯湧出量54.965m3/t,絕對瓦斯湧出量42.30m3/min;在+400m標高,礦井相對瓦斯湧出量68.897m3/t,絕對瓦斯湧出量53.02m3/min;
A、風排瓦斯量
該礦為煤與瓦斯突出礦井,設計建立地麵永久性瓦斯抽放站,本礦為煤層群,采用本煤層底板穿層抽放、順層抽放瓦斯、掘前預抽和采空區埋管抽放等措施。
根據各煤層瓦斯含量和礦井瓦斯湧出量預測,根據《防治煤與瓦斯突出的規定》,必須將煤層瓦斯含量降至8m3/t以下,瓦斯抽放率按75%考慮。
礦井按相對瓦斯湧出量17.22m3/t。
采煤工作麵絕對瓦斯湧出量為5.68m3/min;
掘進工作麵絕對瓦斯湧出量為0.18m3/min;
礦井在正常生產後需測定瓦斯湧出量,根據抽放後的湧出量對所選風機進行校核以滿足礦井通風需要。
本設計按上表中風排瓦斯量作為風量計算依據。
①礦井必須進行瓦斯湧出量的測定,確保抽放效果,抽放後回采工作麵和掘進工作麵瓦斯湧出量必須小於上述設計風排瓦斯量。
②進行通風能力核定,嚴格執行“以風定產”的原則,嚴禁超能力生產。
(1) 礦井風量、阻力及等積孔
A、礦井總風量
分別按井下同時工作最多人數計算、按各用風地點的實際需風量計算(由內到外的計算方法)二個步驟的風量計算,容易、困難時期礦井總風量的最大值分別取:
容易時期,Q=3660m3/min (61m3/s);
困難時期,Q=3660m3/min (61m3/s)
在計算出的礦井需風量,減去獨立回風的硐室、巷道風量和掘進風量後,各采煤工作麵風量按其產量,瓦斯湧出量情況配風。
A、容易、困難時期線路確定
本設計主要通風機滿足西翼一、三、四采區的通風需要。東翼二、五、六采區另選擇風井。
(A) 礦井容易時期通風線路確定
容易時期的通風線路為開采一采區C4號煤層西翼工作麵,通風線路為:主斜井→運輸大巷→軌道上山→區段運輸石門→工作麵運輸順槽→工作麵→工作麵回風順槽→區段回風石門→風井→引風道→風機→地麵。
(B) 礦井困難時期線路確定
困難時期的通風線路為開采五采區最下部C4煤層最下一個區段西翼工作麵,路線為:主斜井→運輸大巷→三采區軌道下山→四采區軌道下山→區段運輸石門→工作麵運輸順槽→工作麵→工作麵回風順槽→區段回風石門→四采區回風下山→三采區回風下山→回風斜井→引風道→風機→地麵。
B、通風阻力的計算
經計算:投產時期通風總阻力hM8易=667.10Pa,通風困難時期通風總阻力hM8難=1452.31Pa。
C、等積孔計算及通風難易程度評價
容易時期:A易=2.79m2
困難時期:A難=1.90m2
從以上計算可知,根據目前使用的等級孔分級標準,本礦井在容易時期為小阻力礦井,通風困難時期為中等阻力礦井。
(1) 主要通風機選型
根據業主提供的資料,目前礦井已安裝同能力的FBCDZ-6-№18A型防爆對旋軸流式風機兩台,一台運行,一台備用。配套電機:YB315L1-6,電機功率2×90KW,風量範圍33.9-75.3m³/s,風壓範圍641-2354Pa。現有風機能滿足一、三采區通風需要,四采區生產時根據實測瓦斯湧出量重新校核,如不能滿足要求,就及時更換。
根據以上計算,四采區生產時選擇同能力的FBCDZ-6-№20A型防爆對旋軸流式風機兩台,一台運行,一台備用。配套電機:YB355S-6,電機功率2×132KW,葉片安裝角度52°/44°,風量範圍27.3-79.7m³/s,風壓範圍792-2906Pa。(礦方也可選用能滿足礦井通風要求,並優於此通風機的其他通風機)
(2) 局部通風機選型
選擇FBD№6.0/2×15型防爆對旋式局部通風機,性能見下表
掘進通風要配備雙風機、雙電源,並實現自動切換,因此每個掘進頭配備上述局部通風機2台(1台工作1台備用),本設計采用QBZ-4×80/660SF局部通風機自動切換開關實現主、備用風機自動切換。
本設計選擇φ600抗靜電、阻燃風筒。
(1) 反風方式、反風係統及設施
A、反風方式
本設計采用軸流式通風機電動機反轉反風。當井下發生火災時經礦技術負責人的同意後可進行全礦井反向通風,為防止反風時由於風壓作用將安全出口風門壓開並短路流出,故安全出口中的風門要采用兩道連鎖的雙向風門。
B、反風係統
反風時由回風井進風、主斜井、副斜井、進風行人井、西翼進風井回風,反風時間的通風線路為:
(以10401工作麵為例):回風井進風→區段回風石門→10401工作麵回風順槽→10401工作麵→10401工作麵運輸順槽→區段運輸石門→軌道上山→(①(進風巷)→進風井→地麵;②運輸大巷→主斜井、副斜井→地麵)。
C、反風設施
(1) 主要通風機控製櫃具有控製電機正反轉功能,反風時由控製櫃開啟電機反轉。
(2) 井下所有風門均設置為正反向風門,不致在反風時風門被吹開引起風流短路。
D、反風係統及可靠性
礦井利用軸流式通風機反轉的方法反風。在反風時,調換電動機電源的兩相,可以改變通風機動輪的旋轉方向,使井下風流反向。這種反風方法不需要設置反風道,比較經濟。其反風量可達正常風量的65~85%,不必另設反風道,滿足《煤礦01manbetx 》關於反風量不小於40%的規定。
根據礦井反風要求,本礦在主要進風和主要回風道之間設置了兩道連鎖的正向風門和兩道反向風門,目的是保證礦井反風時,使風流方向與正常時期正好相反,這樣不會出現風流短路現象。另外,兩條引風道中采用風閘,主要通風機運行時,主要通風機引風道風閘全打開並固定好,備用通風機引風道風閘則關閉並固定好。當井下發生火災時經礦技術負責人的同意後可進行全礦井反向通風,這樣可防止反風時從另一條引風道短路流出。
1、壓氣設備
(1) 用氣設備
(A) 風動工具
礦井風動工具型號、數量及耗風量見下表:
(1) 壓氣設備
根據以上計算,設計選擇LGJ20/7G型風冷式螺杆空氣壓縮機2台,1台工作,1台備用。
該空壓機額定排氣量為每台20m3/min,額定排氣壓力為0.7Mpa(7.14kg/cm2),配套電動機型號:YB315L-6,電壓380V,功率110kW。
(2) 壓氣管路
壓風主管:φ108×4無縫鋼管,鋪設於主斜井、副斜井、進風行人井、西翼進風井、軌道上山、運輸大巷
壓風支管:φ57×3.5無縫鋼管,鋪設於采麵順槽、掘進頭巷道以及采區避難所。
(3) 壓風自救係統
壓風自救係統滿足下列要求:
(1) 壓風自救裝置安裝在掘進工作麵巷道和回采工作麵巷道內的壓縮空氣管道上;
(2) 在以下每個地點都應至少設置一組壓風自救裝置:距采掘工作麵25~40m的巷道內、放炮地點、撤離人員與警戒人員所在的位置以及回風道有人作業處等。在長距離的掘進巷道中,應根據實際情況增加設置。
(3) 每組壓風自救裝置應可供5~8個人使用,平均每人的壓縮空氣供給量不得少於0.1m3/min。
本礦壓風自救係統設置如下(以初期為例):
①10401工作麵運輸和回風巷距工作麵25~40m各設一組壓風自救袋組,隨工作麵的推進及時補充設置;
②10402工作麵運輸和回風巷掘進頭(即掘進頭1和掘進頭2)距工作麵25~40m各設一組壓風自救袋組,隨著掘進工作麵的推進增設。
③在掘進頭1和掘進頭2的進風側(防突風門外)即軌道上山中(放炮地點)各設一組壓風自救袋組。
④在礦井避災線路上,每隔150m就要設置一組壓風自救袋組。
1、瓦斯抽放設備
(1) 瓦斯抽放方法
礦井應遵循“盡早投入抽放,預抽和邊采邊抽互補”的原則。在煤層開采時,應對所有的回采工作麵采空區、大多數的掘進工作麵和回采工作麵進行瓦斯抽放。選擇的瓦斯抽放方法如下:
(1)煤層底板岩石專用抽放巷預抽煤層群瓦斯;
(2)回采工作麵運輸巷采取順層抽放瓦斯的方法;
(3)回采麵回風順槽采空區埋管抽放采空區瓦斯;
(4)掘進工作麵采用先抽後掘抽放本煤層瓦斯。
(2) 瓦斯抽放率
本礦設計建立地麵永久性瓦斯抽放站,本礦采用順層抽放本煤層瓦斯、鄰近層抽放上下可采煤層和不可采煤層瓦斯、掘前預抽等措施,根據各煤層瓦斯含量預測和《防治煤與瓦斯突出規定》,必須將開采層瓦斯含量降低至8m3/t以下,因此本礦瓦斯抽放率按75%設計。
(3) 瓦斯抽放量
采煤工作麵抽放瓦斯純量22.75×75%=17.06m3/min;
掘進工作麵抽放量(瓦斯純量)為0.71×75%=0.53m3/min;
采空區瓦斯抽放量:11.230m3/min。
全礦井高負壓抽放係統瓦斯抽放量為18.13m3/min。
全礦井低負壓抽放係統瓦斯抽放量為11.230m3/min。
(4) 抽放設備、管路
高負壓抽放係統選擇2BEC-400型水環式真空泵兩台(一台工作、一台備用),其工況點參數為:Q高=94m3/min,H高=58.2kPa,390rpm;耗水量9m3 /h.台;配套防爆電動機YB315M-6(110kW、380V)。(已安裝並使用設備)
低負壓抽放係統選擇2BEC-400型水環式真空泵兩台(一台工作、一台備用),其工況點參數為:Q低=104m3/min,H低=58.6kPa,440rpm;耗水量9m3 /h.台;配套防爆電動機YB315M-6(110kW、380V)。(已安裝並使用設備,目前安裝電機為90KW,經計算可滿足一采區抽放需求,二采區投產前,必須更換110KW電機)
目前礦井安裝有2BEA-303型水環式真空泵兩台(一台工作、一台備用),最大抽放量43m3/min,最低吸入絕壓33Kpa,電機功率75Kw,電壓380V。根據前述計算,可滿足一采區低負壓瓦斯抽放要求,設計考慮一采區生產時使用已正常使用的2BEA-303型水環式真空泵,二采區投產前,必須更換為2BEC-400型水環式真空泵。
本礦的瓦斯泵的選擇是在預測瓦斯的基礎上所作的選擇,今後礦井掌握瓦斯抽放基礎資料經過計算後若發現瓦斯泵選擇過小時,可重新對瓦斯泵另行選擇以確保礦井安全生產。
2、礦井供電
(1) 供電
A、電氣設備
本礦井下電氣設備必須選用礦用隔爆型的電氣設備,控製、通訊、信號設備選用礦用防爆型。井下電話選用本質安全型電話,並使用礦用電話電纜。照明、燈具選用礦用防爆型。掘進工作麵局部通風機采用“雙風機,雙電源”,並能自切互換;實行“三專”(專用變壓器、專用電纜、專用開關);“兩閉鎖”(風、電及瓦斯、電閉鎖)和完善係列化設備。
B、供電電源
礦井設計采用雙回路供電:
礦井雙回路電源均來自遵義縣西安變電站10KV線路不同母線段(專線,目前使用,LGJ-95導線,4km),為礦井主供電電源。
礦井驗收前礦井必須雙回路供電,並與之落實簽訂供電協議,保證對礦井進行可靠供電。
C、電力負荷
礦井主變電所位於主井工業場地北麵,距離主斜井90m。
該礦主變電所不采用分期、分級建設,全礦共安裝設備共64台,其中工作54台,設備總容量2474kw,工作容量1645.6kw。全礦有功負荷為1234.32kw,無功負荷為1201.5kvar。礦井年耗電量6171600kwh,綜合電耗20.57kwh/t。
礦井地麵工作容量10596.3kw,井下工作容量為586.3kw;地麵設備視在負荷1205KVA,井下設備視在負荷518.3KVA。
礦井負荷統計詳見表5-9。
A、電容補償設計
本設計采用電容補償,補償電容為23×30。
B、礦井供配電係統
(A) 變配電所分布和供電範圍
由於主井工業場地和風井工業場地距離較大,因此在兩個場地分別設置變壓器。風井場地電源通過架空線引自主井場地變電所。
(B) 地麵高壓配電室
地麵高壓配電室設在主斜井工業場地,兩回10kv電源均引自西安變電站路(LGJ-95,4km)。
高壓配電室內設10kV成套開關櫃(XGN2-12/07型)共13個,其中進線櫃2個、母聯櫃1個、電壓互感器櫃2個、出線櫃6個、電容器櫃2個。
分別為地麵變電所和井下配電,共6趟出線,其中4趟供地麵變電所,2趟供井下。
(C) 主斜井場地低壓變配電所
地麵10/0.4kV變電所供主斜井工業場地地麵設備包括:主井膠帶運輸機、副井絞車、主井猴車、空氣壓縮機,地麵生產係統,取水泵,修理車間,坑木房,鍋爐房,監控、其它動力及照明。
兩回10kV電源引自地麵高壓配電室不同母線,電纜型號MYJV22-8.7/10 3×70 單回長30m。
(D) 風井場地低壓變配電所
風井場地10/0.4kV變電所供風井場地地麵設備包括:主要通風機、高低負壓瓦斯泵、風井場地其他動力及照明。
兩回380kV電源引自地麵主井高壓變配電室不同母線,電纜型LGJ-35鋼芯鋁絞線,單回長1200m。
(E) 井下供電
自地麵引兩回下井電纜到井下變電所(通過主斜井、運輸大巷),電纜型號為MYJVV22-3×70。再從井下變電所兩回電纜供井下局部通風機專用,電纜型號為MY-3×25;引兩回電纜供除局部通風機外的其它設備,電纜型號為MY-3×95,鋪設方式為電纜掛鉤鋪設。
井下安裝用電設備39台(件),設備總容量756kw。其中,工作設備33台(件),工作容量586.3kw,計算有功負荷為518.3kw。
在主斜井、副斜井、運輸大巷、井底車場、水泵房、工作麵運輸等巷道內設置固定照明電器。
主要通風機、水泵、瓦斯抽放泵、空壓機等為雙回路供電,變壓器至設備的兩回路電源線路上不得分接任何負荷,以保證供電的連續性,且備用回路必須帶電備用。
C、變壓器選型
(A) 地麵供電變壓器
a、主井工業場地
主井場地選擇2台容量為630kvA的S11-630/10,10/0.4型變壓器主井場地地麵設備;
b、風井工業場地
風井場地選擇2台容量為630kvA的S11-630/10,10/0.4型變壓器風井地麵設備。
(B) 井下供電變壓器
選擇2台容量為400kvA的KBSG-400∕10,10/0.69型變壓器供井下設備。
(C) 局扇變壓器
選擇2台100kvA的KBSG-100∕10,10/0.69變壓器專供局部通風機。
D、供電線路保護措施
(A) 電器設備繼電保護
A.井下電動機、控製設備,應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。井下配電點引出的饋電線上,應裝設短路、過負荷和漏電保護裝置。低壓電動機的控製設備,應具備短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控製裝置。
B.井下配電網路均應裝設過流、短路保護裝置;必須用該配電網路的最大三相短路電流校驗開關設備的分斷能力和動、熱穩定性以及電纜的熱穩定性。必須正確選擇熔斷器的熔體。
必須用最小兩相短路電流校驗保護裝置的可靠動作係數。保護裝置必須保證配電網路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠起動。
C.礦井高壓電網,必須采取措施限製單相接地電容電流不超過20A。
地麵變電所的高壓饋電線上,必須裝設有選擇性的單相接地保護裝置;供移動變電站的高壓饋電線上,必須裝設有選擇性的動作於跳閘的單相接地保護裝置。
井下低壓饋電線上,必須裝設檢漏保護裝置或有選擇性的漏電保護裝置,保證自動切斷漏電的饋電線路。
每天必須對低壓檢漏裝置的運行情況進行1次跳閘試驗。
煤電鑽必須使用設有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相、遠距離起動和停止煤電鑽功能的綜合保護裝置。每班使用前,必須對煤電鑽綜合保護裝置進行1次跳閘試驗。
(B) 過電壓保護及短路電流
a、井上、下必須裝設防雷電裝置,並遵守下列規定
a.經由地麵架空線路引入井下的供電線路,必須在入井處裝設防雷電裝置。
b.由地麵直接入井的軌道及露天架空引入(出)的管路,必須在井口附近將金屬體進行不少於2處的良好的集中接地。
b、通信線路必須在入井處裝設熔斷器和防雷裝置
c、井下電力網的短路電流不得超過其控製用的斷路器在井下使用的開斷能力,並應校驗電纜的熱穩定性。
(C) 各級配電電壓及電氣設備額定電壓的等級
井下各級配電電壓和各種電氣設備的額定電壓等級,應符合下列要求:
A.高壓,不超過10000V。
B.低壓,不超過1140V。本礦為地麵380V,井下660V。
C.照明、信號,電話和手持電氣設備的供電額定電壓,不超過127V。
D.遠距離控製線路的額定電壓,不超過36V。
(D) 變壓器中性點接地方式保護
嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地。
嚴禁由地麵中性點直接接地的變壓器或發電機直接向井下供電。
(E) 井下電器設備保護接地
(1)所有電氣設備的保護接地裝置(包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯線)和局部接地裝置,應與主接地極連接成1個總接地網;主接地極應在主、副水倉中各埋設1塊。主接地極應用耐腐蝕的鍍鋅鋼板製成,其麵積不得小於0.75m2、厚度不得小於5mm。在鑽孔中敷設的電纜不能與主接地極連接時,應單獨形成一分區接地網,其接地電阻值不得超過2Ω。
(2)在下列地點裝設局部接地極:井下配電點,裝有電氣設備的硐室,裝有3台以上電氣設備的地點。
(3)局部接地極設置於巷道水溝內或其他就近的潮濕處。設置在水溝中的局部接地極應用麵積不小於0.6m2、厚度不小於3mm的鋼板或具有同等有效麵積的鋼管製成,並平放於水溝深處。設置在其他地點的局部接地極,可用直徑不小於35mm、長度不小於1.5m的鋼管製成,管上應至少鑽20個直徑不小於5mm的透孔,並垂直全部埋入底板。
(4)連接主接地極的接地母線,采用截麵不小於100mm2的鍍鋅扁鋼(厚度4mm,寬度大於25mm),電氣設備的外殼與接地母線或局部接地極的連接,電纜連接裝置兩頭的鎧裝、鉛皮的連接,采用截麵不小於25mm2的銅線。
(5)電壓在36V以上和由於絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架,鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)、鉛皮或屏蔽護套等均設有保護接地;接地網上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2Ω,並且每一移動式和手持式電氣設備至局部接地極之間的保護接地用的電纜芯線和接地連接導線的電阻值,不得超過1Ω。
井下所有電氣設備采用礦用隔爆型或本質安全型電氣設備,並具有“產品合格證”、“防爆合格證”、“煤礦礦用產品安全標誌”。
(一) 井下安全避險“六大係統”
根據國家安全生產監督管理局文件(安監總煤裝〔2010〕146號)“國家安全監管總局國家煤礦安監局關於建設完善煤礦井下安全避險“六大係統”的通知”,礦井必須在2011年前健全完善安全監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救和通信聯絡等安全避險係統,全麵提升煤礦安全保障能力。
1、監測監控設備
礦井必須建立監測監控係統,設計選擇KJ90NA或具有相同功能的其他監測監控係統,並按規定配備相應的瓦斯、風速、風量、負壓、開停等傳感器。
(1) 監控設備
地麵中心站采用KJ90NA一體化監控主機2台(1台備用),井下設置F16大型分站,在興安煤礦安全生產監測監控係統中設置8個分站,其中井下設置6個分站;通風機房、監控主機房各設置1個分站,地麵設立中心站。
本係統選用阻燃型的礦用信號電纜,中心站至地麵及井下各分站之間采用MHYAV-1×4×1.0型信號電纜;分站至模擬量傳感器之間采用MHJYV-1×4×7/0.52型信號電纜;分站至開關量傳感器之間采用MHJYV-1×2×7/0.28型信號電纜;控製電纜采用MHJYV-1×2×7/0.28型信號電纜,長度為400m。電纜每隔100m作一黃色標誌,標誌電纜長度為100mm,電纜的敷設、連接方式按相關規程規範的規定執行。
2、井下人員跟蹤定位係統
設計采用KJ251A井下人員定位係統用於井下人員的無線定位、跟蹤和考勤。礦井實際選擇係統時,業主可以根據係統的功能要求及性價比,通過招投標方式來確定。
設計在興安煤礦安裝一套KJ251A井下人員定位考勤係統,可對井下人員情況進行全麵監測。
興安煤礦配備人員標識卡350個,井下設19個人員定位分站,分別位於主斜井、副斜井、運輸大巷、進風行人井、西翼進風井、泵房、軌道上山、采區變電所、掘進頭2入口、區段石門、10401運輸順槽、10401回風順槽、10402回風順槽及掘進頭1、2入口。
1、緊急避險
A、采區永久避難所
《防治煤與瓦斯突出規定》第一百零二條“有突出煤層的采區必須設置采區避難所。避難所的位置應當根據實際情況確定。”本設計采區避難所布置於采區下部車場大巷一側內。
避難所須符合下列要求:
(1)采區避難硐室應布置在穩定的岩層中,避開地質構造帶、高溫帶、應力異常區以及透水危險區。前後20米範圍內巷道應采用不燃性材料支護,且頂板完整、支護完好,符合安全出口的要求。永久避難硐室應確保在服務期間不受采動影響,臨時避難硐室應在服務期間避免受采動損害。本礦采區避難硐室布置於C9煤層底板的采區下部車場,巷道采用錨噴支護,圍岩穩定較好,不和受采動影響。
(2)避難硐室應采用向外開啟的兩道門結構。外側第一道門采用既能抵擋一定強度的衝擊波,又能阻擋有毒有害氣體的防護密閉門;第二道門采用能阻擋有毒有害氣體的密閉門。兩道門之間為過渡室,密閉門之內為避險生存室。防護密閉門上設觀察窗,門牆設單向排水管和單向排氣管,排水管和排氣管應加裝手動閥門。過渡室內應設壓縮空氣幕和壓氣噴淋裝置。永久避難硐室過渡室的淨麵積應不小於3.0米2;
(3)避難硐室防護密閉門抗衝擊壓力不低於0.3兆帕,應有足夠的氣密性,密封可靠、開閉靈活。門牆周邊掏槽,深度不小於0.2米,牆體用強度不低於C30的混凝土澆築,並與岩(煤)體接實,保證足夠的氣密性。
(4)避難硐室門內的生存室的寬度不得小於2.0米,淨高不低於2.0米,每人應有不低於1.0m2的有效使用麵積,設計額定避險人數不少於20人,宜不多於100人。本礦采區避難硐室淨寬4.5m,淨高2.8m,直牆半圓拱斷麵,避險人數按25人考慮,設計淨斷麵S淨=9.7m2,長度L=6m,硐室地麵高於巷道底板不小於0.5米, 支護材料為阻燃、抗靜電、耐高溫、耐腐蝕,頂板和牆壁的顏色宜為淺色,滿足要求。
(5)生存室內設置不少於兩趟單向排氣管和一趟單向排水管,排水管和排氣管應加裝手動閥門。
(6)接入避難硐室的礦井壓風、供水、監測監控、人員定位、通訊和供電係統的各種管線在接入硐室前應采取保護措施。避難硐室內宜加配無線電話或應急通訊設施。
(7).避難硐室施工前,應有專門的施工設計,報企業技術負責人批準後方可實施。
(8)避難硐室施工中應加強工程管理和過程控製,確保施工質量。避難硐室施工、安裝完成後,應進行各種功能測試和聯合試運行,並嚴格按設計要求組織驗收。
(9)配備10L泡沫滅火器1台,0.5m3砂箱1個。
(10)按額定避險人數配備食品、飲用水、自救器、人體排泄物收集處理裝置及急救箱、照明設施、工具箱、滅火器等輔助設施。配備的食品發熱量不少於5000千焦/天·人,飲用水不少於1.5升/天·人。
(11)避難硐室內外均應配備甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、溫度(T)、人員定位等傳感器,並配備應急電話。
(12)避難硐室供水施救考慮“雙保險”,飲用水通過防塵水管和專用飲用水管供給,接入的礦井供水管路應有專用接口和供水閥門。
(13)供氧也考慮雙保險,避難硐室在正常生產時通過擴散通風,發生災害時通過壓風自救係統通風,同時采區避難硐室也配備60台隔絕式自救器(有效防護時間應不低於45分鍾)。
B、工作麵臨時避難所
《防治煤與瓦斯突出規定》第一百零六條“突出煤層的采掘工作麵應設置工作麵避難所或壓風自救係統。應根據具體情況設置其中之一或混合設置,但掘進距離超過500m的巷道內必須設置工作麵避難所。”本設計一采區開采時工作麵順槽巷道掘進長度將超過500m,必須增設工作麵避難所。
(1)本礦采煤工作麵順槽避難硐室布置於煤層中,掘進頭避難硐室布置於區段石門中(C9煤層底板,防突風門外)。
(2)避難硐室應采用向外開啟的兩道門結構。外側第一道門采用既能抵擋一定強度的衝擊波,又能阻擋有毒有害氣體的防護密閉門;第二道門采用能阻擋有毒有害氣體的密閉門。兩道門之間為過渡室,密閉門之內為避險生存室。防護密閉門上設觀察窗,門牆設單向排水管和單向排氣管,排水管和排氣管應加裝手動閥門。過渡室內應設壓縮空氣幕和壓氣噴淋裝置。避難硐室過渡室的淨麵積應不小於2.0米2。
(3)避難硐室防護密閉門抗衝擊壓力不低於0.3兆帕,應有足夠的氣密性,密封可靠、開閉靈活。門牆周邊掏槽,深度不小於0.2米,牆體用強度不低於C30的混凝土澆築,並與岩(煤)體接實,保證足夠的氣密性。
(4)避難硐室門內的生存室的寬度不得小於2.0米,淨高不低於1.85米,每人應有不低於0.9m2的有效使用麵積,設計額定避險人數不少於10人,宜不多於40人。本礦工作麵臨時避難硐室淨寬3.4m,淨高2.8m,直牆半圓拱斷麵。避險人數按17人考慮,設計淨斷麵S淨=8.5m2,長度L=6m,硐室地麵高於巷道底板不小於0.5米, 支護材料錨噴支護,頂板和牆壁的顏色宜為淺色,滿足要求。
(5)生存室內設置不少於兩趟單向排氣管和一趟單向排水管,排水管和排氣管應加裝手動閥門。
(6)接入避難硐室的礦井壓風、供水、監測監控、人員定位、通訊和供電係統的各種管線在接入硐室前應采取保護措施。避難硐室內宜加配無線電話或應急通訊設施。
(7).避難硐室施工前,應有專門的施工設計,報企業技術負責人批準後方可實施。
(8)避難硐室施工中應加強工程管理和過程控製,確保施工質量。避難硐室施工、安裝完成後,應進行各種功能測試和聯合試運行,並嚴格按設計要求組織驗收。
(9)配備10L泡沫滅火器1台,0.5m3砂箱1個。
(10)按額定避險人數配備食品、飲用水、自救器、人體排泄物收集處理裝置及急救箱、照明設施、工具箱、滅火器等輔助設施。配備的食品發熱量不少於5000千焦/天·人,飲用水不少於1.5升/天·人。配備的自救器應為隔絕式,有效防護時間應不低於45分鍾。
(11)避難硐室內外均應配備甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、溫度(T)、人員定位等傳感器,並配備應急電話。
(12)避難硐室供水施救考慮“雙保險”,飲用水通過防塵水管和專用飲用水管供給,接入的礦井供水管路應有專用接口和供水閥門。
(13)供氧也考慮雙保險,避難硐室在正常生產時通過擴散通風,發生災害時通過壓風自救係統通風,同時臨時避難硐室也配備25台隔絕式自救器(有效防護時間應不低於45分鍾)。
1、壓風自救係統
A、空壓機的型號及台數
設計選擇LGJ20/8G型風冷式螺杆空氣壓縮機2台,1台工作,1台備用。
該空壓機額定排氣量為每台20m3/min,額定排氣壓力為0.7Mpa(7.14kg/cm2),配套電動機型號:YB315L-6,電壓380V,功率110kW。
B、空壓機設置地點
礦井必須設置有供給壓縮空氣設施的避災硐室或壓風自救係統,空氣壓縮機必須設置在地麵。本設計設地麵空壓機站,不設井下空壓機站。
(1) 管路係統規格、長度、敷設位置
A、管路敷設位置
壓風主管:φ108×4無縫鋼管,鋪設於主斜井、副斜井、進風行人井、西翼進風井、軌道上山、運輸大巷
壓風支管:φ57×3.5無縫鋼管,鋪設於采麵順槽、掘進頭巷道以及采區避難所。。
B、管路連接
在井上和進風井筒部分,除與設備、閥門或附件的連接外,宜采用焊接連接,但必須符合現行《煤礦安全規程》的有關規定。其餘巷道和采區應采用管接頭或法蘭盤連接。
井上的非直埋管道,當直線長度超過100m時,應裝設曲管式伸縮器。
(2) 壓風自救係統
壓風自救係統滿足下列要求:
(1) 壓風自救裝置安裝在掘進工作麵巷道和回采工作麵巷道內的壓縮空氣管道上;
(2) 在以下每個地點都應至少設置一組壓風自救裝置:距采掘工作麵25~40m的巷道內、放炮地點、撤離人員與警戒人員所在的位置以及回風道有人作業處等。在長距離的掘進巷道中,應根據實際情況增加設置。
(3) 每組壓風自救裝置應可供5~8個人使用,平均每人的壓縮空氣供給量不得少於0.1m3/min。
本礦壓風自救係統設置如下(以初期為例):
①10401工作麵運輸和回風巷距工作麵25~40m各設一組壓風自救袋組,隨工作麵的推進及時補充設置;
②10402工作麵運輸和回風巷掘進頭(即掘進頭1和掘進頭2)距工作麵25~40m各設一組壓風自救袋組,隨著掘進工作麵的推進增設。
③在掘進頭1和掘進頭2的進風側(防突風門外)即軌道上山中(放炮地點)各設一組壓風自救袋組。
④在礦井避災線路上,每隔150m就要設置一組壓風自救袋組。
壓風自救袋組見下圖示意。
1、供水施救
(1) 供水水源
供水水源為副斜井灰岩滲水,流量為每天250m3/d,淨化後使用,可滿足礦井生產用水需要。
此外,主斜井工業場地附近的南部溪溝常年有水,經淨化處理後也可作為緊急情況下供水施救水源。
(2) 取水係統
設計在副斜井中部+814m標高集水坑設生活水源泵房(標高約為+814m, 距礦井工業場地生活水淨化站水平距離約900m),水源泵房內設80D30×4型多級離心式取水泵(流量23m3/h,揚程120m,電機功率30kw)2台(1台備用),鋪設φ100鋼絲網骨架聚乙烯塑料複合管一條提升至距礦井工業場地生活水淨化站和井下水處理站(地麵標高:+870m)。
鋪設φ100鋼絲網骨架聚乙烯塑料複合管一條至距礦井工業場地生活水淨化站和井下水處理站(地麵標高:+870.00m),經生活水淨化站淨化後的水輸送工業場地高位水池(有效容積200m3,標高+985.00m).
供水泵選用DZ10-100型低壓負荷開關控製,在水池溢水標高下方200mm處安裝水位自動報警斷電裝置。當水池水位高於溢水標高下方200mm時,水位自動報警斷電裝置報警及斷電,水泵停止運行。當生產水池水位低於生產水池200m3水位標高時,水位自動報警斷電裝置動作,水泵起動運行正常供水。
(3) 水量、水壓、水質
A、水量
根據有關規定,供水施救水量按3L/h.人考慮。本礦井井下同時生產最大人數按50人設計,則供水量為1.5m3/h。本礦生活用水水源流量300m3/d,生活用水水池容積200m3,滿足要求。
B、水壓
設計采用靜壓供水。
供水水池標高+985m,井下最高用水點標高+800m,高差185m,滿足靜壓供水要求。初期開采+715m標高以上煤炭資源,與水池最大高差170m,不必采取減壓措施。
C、水質
應滿足飲用水質用標準CJ94-2005的規定
(4) 管路鋪設
礦井防塵係統采用靜壓供水,利用井下消防、防塵灑水供水管網作為災變期間的供水施救係統管網,為井下遇險人員提供飲用水及供給營養液,為建立完善本礦供水施救係統,本礦同時由地麵生活水池引一路供水管下井,作為供水施救係統的專用管路,全麵提高供水施救係統能力,建立完善災變期間為井下遇險人員提供飲用水及營養液的通道。
為確保供水可靠,在下井飲用水管和防塵水管間設置自動閥門,在井下發生災變時,閥門自動開啟,確保兩趟管路均能供水。
A、管道線路
主管:①地麵消防水池→主斜井、副斜井→運輸大巷;②地麵消防水池→行人進風井→軌道上山;③地麵消防水池→回風斜井→回風石門;④地麵消防水池→西進風井→進風巷→運輸大巷;
支管:①自軌道上山→掘進回風石門→10402工作麵運輸順槽掘進頭;②自軌道上山→掘進回風石門→10402工作麵運輸順槽掘進頭;③自軌道上山→運輸石門→10401工作麵運輸順槽;④自回風斜井→回風石門→10401工作麵回風順槽。
B、管路規格
管路規格:主管為Φ89×4.5無縫鋼管;支管為Φ57×3.5無縫鋼管。
C、三通及閥門
井下避災線路上每隔50m設一處DN25三通及閥門。
(5) 用水保證措施
1、根據該礦山範圍內水源條件,為確保該礦山生產、消防安全供水,該礦山生活、生產供水水源取自經處理達標的礦山水,水量、水質均能滿足要求,但每月需對水質進行檢測一次。
2、二台供水泵必須經常保證完好,有故障及時檢修好備用,保證供水量滿足生產、生活和供水施救係統需要。
3、礦井供水管路應接入緊急避險設施,並設置供水閥,水量和水壓應滿足額定數量人員避險時的需要,接入避難硐室和救生艙前的20米供水管路要采取保護措施。
4、供水施救係統應能在緊急情況下為避險人員供水、輸送營養液提供條件。
5、麵水池需采取防凍和防護措施。
6、地麵供水入水口必須安裝過濾裝置,防止造成管路堵塞。
7、供水管路、管件和閥門型號符合設計要求,最大靜水壓力大於1.6MPa的管段宜采用無縫鋼管,小於或等於1.6MPa的管段可采用焊接鋼管;管路吊掛平直,不拐死彎,連接緊密;閥門、管件的規格宜與相關管道相匹配,但在需減壓的管道上安裝的閥門規格宜適當縮小。
8、井筒、井底車場、水平總運輸巷道設置供水主管,進入采區巷道設置供水幹管,進入采掘工作麵、重要硐室或避難硐室設置供水支管。
9、供水管路必須鋪設到所有采掘工作麵、人員較集中地點、主要機電峒室、帶式輸送機巷、主要運輸巷、主要行人巷道和避難峒室及避災路線巷道等地點;且每隔不大於100m安設一個三通閥門。
10、加強供水管路巡查、維護,不得出現跑、冒、滴、漏水現象,保證閥門開關靈活。
11、井下供水管路要采取保護措施,防止災變破壞。
2、通信聯絡係統
A、外部通訊
礦井對外通訊利用現有的通信線網。
礦井應建立與上級電站間的電力調度專用通信設備。
B、礦內通訊
礦井行政電話和調度電話共用一台程控調度機,設備選用DDK—1型礦用調度總機,電話站設在礦辦公樓內,另設置34門直通用戶(其中地麵12門,井下22門),供特需用戶。地麵及井下用戶話機均為按鍵話機,地麵為HA01型,井下為HAK-1本安型。電話站至通風機房等工業場地通訊選用MHUVV型礦用電話電纜,其敷設方式采用鋼索吊掛,分別與場區動力照明線網同杆架設,用戶話機線選用MHBV-2×1電話線。電話站至井下選用HYVR-1型礦用電話電纜,用戶話機線選用KUVVR軟電纜,以完成礦井的內部通訊。
地麵電話設置地點為辦公樓、調度室、礦燈房、炸藥庫、通風機房、變電房、配電房、機修車間等。
井下電話設置地點是井底車場、絞車房、車場摘掛鉤處、工作麵、掘進麵、局部通風機、配電點、避難硐室等處。
3、“六大係統”管理維護
1、煤礦應建立健全“六大係統”管理機構,配備管理人員、專業技術人員、值班人員和維護人員等。
2、煤礦應建立健全“六大係統”管理製度,明確責任。“六大係統”管理機構實行24小時值班製度,當係統發出報警、斷電、饋電異常、係統故障等信息時,及時上報並處理。
3、煤礦應加強“六大係統”的日常管理,整理完善各係統圖紙等基礎資料。
4、煤礦應隨井下生產係統的變化,及時調整和補充完善“六大係統”。
5、煤礦應建立應急演練製度,科學確定避災路線,編製應急預案,每年開展一次“六大係統”聯合應急演練。
6、六大係統”電氣設備入井前,應檢查其“產品合格證”、“煤礦礦用產品安全標誌”和防爆、各項保護功能等安全性能。
7、煤礦應加強係統設備日常維護,定期對各係統完好情況進行檢查,定期進行調試、校正,及時升級、拓展係統功能和監控範圍,確保設備性能完好,係統靈敏可靠。
8、煤礦每季度至少應測試一次備用電源的放電容量或備用工作時間。備用電源不能保證設備連續工作時間達到標準時間的80%時,應及時更換。
9、“六大係統”維護人員應定時檢查、測試在用設施設備及附件的完好狀態,發現問題及時處理,並將檢查、測試、處理結果報礦井調度中心站。
10、“六大係統”中任何子係統發生故障時均應立即維護,在恢複正常運行前必須製定安全技術措施,確保其服務範圍內的作業人員安全。
一、選礦及尾礦設施
(一) 選礦方案
興安煤礦C4煤層特征為:黑色,碎塊狀,半亮型煤,似金屬光澤。C6煤層特征為:黑色,碎塊狀,半亮型煤,夾亮煤條帶,外生裂隙較發育。易碎、開采後以煤塊為主。C9煤層特征為:黑色,碎塊狀,半亮型煤,條帶狀構造,似金屬光澤,外生裂隙較發育,易碎、開采後以煤塊為主。
根據收集以往礦區已有化驗測試成果資料及地質報告工作采樣化驗測試資料,礦區可采煤層的化學組分如表:
根據原煤分析結果,按國家技術監督局煤炭質量分級標準[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤層為低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高熱值(HQ)~特高熱值(SHQ)無煙煤。
選礦方案:根據礦井原煤煤質、可選性及用途分析,本方案初期暫不考慮煤炭的洗選加工,僅在地麵工業場地進人工手選剔除大塊矸石即可,但要采用振動篩進行塊煤與粉煤的分選,以提高經濟效益,產品方案為開采並銷售原煤(條件允許時可考慮洗選加工後再出售)。
初期煤的工藝流程如下:
原煤→主斜井→膠帶輸送機→洗煤廠→滿足用戶需求的產品。
為了提高資源利用率,設計考慮在後期在礦區建立洗煤廠,對含硫大於3%的煤進行洗選加工,降低煤炭中硫的含量後銷售。
(一) 其它有益礦產
鐵礦:產於上二疊統龍潭組(P3l)煤係地層底部,礦體薄,品位低,含鋁矽高,目前工業上尚不能利用。硫鐵礦:產於煤層中或夾矸中的硫鐵礦呈小團塊狀不均勻分布,其品位、厚度尚達不到工業要求。镓(Ga)、鎘(Ge)等:由於含量低,目前尚不能利用。故初期暫不考慮其開采和利用。
(二) 尾礦設施及利用
礦井矸石按設計產量的10%考慮,即3.0萬t/a。前期矸石通過礦車運至礦井工業場地作為平場填方,後期矸石經過窄軌鐵路運至排矸場地排棄,在矸石場下部設矸石擋牆,並經過防滲透處理。
本礦需要專門修建尾礦壩,並設置矸石山。地麵手選矸石通過礦車運至地麵排矸場與井下矸石一起運送至矸石山。
並在礦井附近建一個矸石磚廠,這樣可充分利用礦井所排出的矸石作為矸石磚廠的原料,同時應加強綠化工作,注重環境保護。
同時,煤矸石可考慮作水泥、低溫燒製地板磚,生產有機複合肥料和微生物肥料等。
一、環境保護
(一) 礦山地質環境報告
1、地質災害
中化地質礦山總局貴州地質勘查院2007年11編製完成了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦區及地麵工程災害危險性評估說明書》。根據該評估報告:
興安煤礦區煤層上覆地層厚度小於安全開采深度,地下開采引發地麵塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡及泥石流等地質災害的可能性大,危險性大;對工業廣場及高石坎、坳口、埡上、楊家灣、沙土、花水、鄧家灣、任家店子、西安寨、山叢箐、熊家岩、李堰溝、巴巴店、黃堰、龍轉、龍井等村寨住戶遭受滑坡、崩塌、泥石流、地麵塌陷、地裂縫等礦山地質災害危害的可能性大,危害程度大。
工業廣場內各建(構)築在施工切方高度0~4.32m,填方高度0~7.92m,引發和遭受切填方邊坡滑坡、崩塌、滑塌等地質災可能性小~大,對擬建工程、施工人員及設備的危害程度小~大;矸石堆場堆填高度大於6m,引發堆體滑坡、滑塌及雨季泥石流的可能性大,對下遊的擬建工程、施工人員及設備、農田、行人的危害程度大。位於碳酸鹽岩地層分布區的擬建工程,有遭受岩溶地麵塌陷危害的可能。
除此之外,評估區內未發現其他地質災害,現狀地質災害不發育。
2、礦井開采引起的地質災害分析及監測預防措施
興安煤礦采用地下開采,工程設施主要為巷道,地下開采可能引發和加劇以下地質災害:
(1)由於煤層的開采,采空塌陷將影響到地表後,在煤層開采影響範圍內引發地麵塌陷、地裂縫等地質災害的可能性大,在陡坡、陡崖地段還可能引發滑坡、崩塌;
(2)地麵工業場地及建(構)築物均位於開采煤層露頭附近,因此工業廣場必需留設保護煤柱,礦區內零星建築要實行先搬遷後回采或留設保護煤柱的原則;
(3)礦渣堆放不當,可能引發泥石流;
(4)采掘中,井巷中產生冒落、垮塌等地質災害的可能性大;
(5)加劇現有地裂縫、地麵塌陷及古崩滑堆積體發展的可能性大。
工程建設本身及住戶設施可能遭受地質災害危險性:
(1)工業場地位於衝溝內,雨季進遭受泥石流的危險性大;
(2)分布於采礦影響範圍內的集中居民分布區、零星的居民住戶及礦區內之鄉村公路等遭受地下開采引發的地麵塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌的可能性大,危險性大;
(3)地下工程在建設和生產中遭受冒落、垮塌等井下地質災害的可能性大,對工程及作業人員造成威脅,且危險性大。
礦井開采過程中,隨著煤層開采麵積的增大,須建立對礦區地表的形變監測製度,對井下開采可能引起的地表陡峭地段山體崩塌、滑坡、泥石流等地質災害,須采取相應的預防措施。如在地麵陡峭地段、岩層鬆軟地段預先打錨杆、錨釘或修築擋牆加固;在地表僅發生輕微變形、產生微小裂縫地段,也應及時進行填堵等。
3、開采引起的區域地質條件影響評價
礦區麵積不大,且地下開采範圍有限,礦井開采對區域地質環境條件的影響是微小的,但有可能對地麵、地下水環境有所影響。建議礦井在生產過程中重視對地麵和地下水環境變化監測,發現問題須及時采取處理措施。
4、礦井閉坑時對地質災害的處理措施
礦井閉坑時,業主應對其開采所引起的地質災害應采取以下處理措施:
(1)對開采所導致地表微小裂縫,須采用粘土填堵;若裂縫較大,應使用水泥砂漿注填。
(2)因井下開采引起的地表塌陷地段,須平整、夯實,確保不影響耕種。
(3)由於開采所導致的山體崩塌、滑坡地帶,應使用錨杆或修築擋牆加固,確保附近村民正常的生產和生活不受影響。
(二) 礦山環境影響報告書、水土保持和土地複墾方案
該礦目前還未提交環境影響報告、水土保持和土地複墾方案相關資料,要求業主盡快補作有關資料。
項目在建設過程中應嚴格執行環境保護“三同時”製度:
1、礦井水要經過處理達到《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準後排放,並盡量回用於生產;工業場地廢水、生活汙水經處理達到《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準後排放。
2、煤矸石要有專門堆放場,對煤矸石堆放場須修築擋土牆和排水溝,實行雨汙分流,汙水排入廢水處理池進行處理。
3、重視防塵工作,地麵儲煤場必須采取灑水防塵措施,盡量減輕粉塵對環境的影響。
4、采取措施,做好礦區植被保護和恢複,提高礦區生活環境質量,矸石場堆到一定高度後須覆土綠化。
5、加強企業內部環境管理和監測工作,防止地質災害的發生。
(三) 礦山環境保護措施
1、環境質量及汙染物建議排放標準
(1) 設計采用的環境保護標準
⑴ 大氣:《環境空氣質量標準》(GB3095—1996)中二級標準;
⑵ 地表水;《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中三類標準;
⑶ 噪聲:《城市區域環境噪聲標準》(GB3096-1993)中一類標準;
⑷ 《保護農作物的大氣汙染物最高允許濃度》GB9137-88。
(2) 排放標準
⑴ 《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級標準;
⑵ 《大氣汙染物綜合排放標準》(GB16297-1996)二級標準;
⑶ 《鍋爐大氣汙染排放標準》GWPB3-1999II時段一級;
⑷ 噪聲:《工業企業廠界噪聲標準》(GB12348-90)的Ⅰ類標準;
⑸ 《建設施工場界限值》GB12523-90;
⑹《貴州省環境汙染物排放標準》DB52-12-1999一級。
2、環境影響分析
(1) 環境影響及汙染防治措施
① 礦井采煤、掘進打眼及爆破產生粉塵、CO、NOX等汙染物;開采過程中將產生瓦斯,瓦斯為易燃易爆有害氣體,對作業人員及礦井安全存在著潛在的影響、威脅。建設單位應建築回風巷、防爆及調節風門、購置風機等通風安全設施,必須加強管理,確保這些設施正常運行。
② 雨洪和滲漏水彙入礦井,導致礦井積水或被淹沒,不僅影響采煤,還可能導致礦井垮塌、地陷。應當采取以下措施防治:a.修築排洪溝、排水溝,做到雨洪水不進入礦井;b.建築一定容積的廢水處理儲存池,礦井廢水,煤場、渣場淋溶水及生活汙水均自流排入處理池,廢水經絮凝沉澱處理達標後用於綠化、道路灑澆或農灌;c.廢水處理設施需請有資質的設計單位進行設計。
③ 本礦井固體廢物主要為煤矸石,含碳及硫,若堆存將占用土地、破壞局部生態環境,還可出現渣場含硫淋溶廢水及矸石自燃產生高濃度的SO2汙染環境,其防治措施:a.矸石綜合利用,可用於製磚;b.重視渣場選址及建設,渣場應采取防洪、防滲、防垮塌的工程措施;c.渣場服役期滿後應及時複土植被,恢複生態環境,防止水土流失;d.幹旱季節矸石堆放場經常噴灑石灰水,避免矸石自燃;e.矸石堆放場須製定處理方案並請有資質的設計單位進行選址和設計。
④ 0.5噸的熱水鍋爐經治理達標排放,對環境的影響較小,在生產中加強管理,確保設施正常運行。
⑤ 加強管理及瓦斯濃度檢測以及煤與瓦斯突出危險性預測,製定事故防範的應急措施,避免瓦斯燃燒爆炸、突出及中毒、礦井被水淹或垮塌等危害礦工生命及礦井安全的事故發生。
(2) 建議
①本項目的建設必須貫徹執行國務院(1998)第253號令《建設項目環境保護管理條例》有關規定,必須采取高效可靠的環保設施及措施治理汙染,做到汙染物達標排放,提高廢物利用率。項目建設期應作到環保工程與主體“三同時”,作到精心設計、精心施工,確保環保工程質量;並設置規範化的排汙口。項目投產後應當加強生產管理、環境管理,開展汙染源監測,重視環保設施維護,確保環保設施正常運行,避免非正常排放;綠化廠區,美化環境,改善生態環境。
②本項目建設有良好的社會、經濟效益及一定的環境效益。隻要加強汙染源治理,作到達標排放,對環境的影響很小。從環保的角度考慮是可行的,建議盡快實施。
3、主要汙染及治理措施
⑴ 水汙染源及汙染物
興安煤礦主要水汙染源有:礦井井下排水、工業場地生產生活汙廢水及綜合樓生活汙水。其中主要汙染物是懸浮物、BOD5、COD等。
⑵ 水汙染治理措施
礦井井下排水:主要汙染物為懸浮物,設計采用混凝沉澱加濾二級工藝處理。
工業場地生產、生活汙廢水:工業場地生活汙廢水主要由燈房浴室、洗衣房、食堂廢水和廁所糞便汙水等構成,其中主要汙染物是懸浮物和有機物。汙廢水中燈房廢水采用中和處理,食堂汙水采用隔油池處理後與其餘汙廢水一起采用XFZ-1-10G型生活汙水生物處理綜合裝置處理。
綜合樓生活汙水,主要汙染物是懸浮物和有機物,生活汙水采用XFZ-1-10G型生活汙水生物處理綜合裝置處理。
以上汙廢水經處理後,均能達到《汙水綜合排放標準》(GB8978—1996),一級標準要求。經處理達標後的井下水部份複用於井下消防灑水,其餘經場地排水溝排入附近溪溝。
⑶ 大氣汙染源及治理措施
① 大氣環境主要的汙染物
大氣環境主要汙染物有:工業場地一台0.5t/h鍋爐燃煤排煙、煤炭儲量、裝、運過程中產生的粉塵、礦井抽放空的煤層氣。燃煙氣中主要汙染物是煙塵、SO2等。
② 大氣汙染治理措施
對於鍋爐燃煤煙氣,設計采用具有脫硫效果的水膜除塵器進行處理,其除塵效率大於95%,經處理後鍋爐煙氣TSP和SO2出口濃度能滿足《鍋爐大氣汙染物排放標準》(GB13271-2001)二類區標準要求。
對煤炭儲、裝、運過程產生的粉塵,主要采取灑水防塵措施。
③ 固體廢棄物治理措施
主要固體廢棄物是煤矸石,煤矸石主要為礦井采掘矸石,興安煤礦建成後,預計矸石產生量為3.0萬t/a,均為采掘矸石。
礦井設置矸石山。地麵手選矸石通過礦車運至地麵排矸場與井下矸石一起運送至矸石山。
為防止矸石堆放對環境造成汙染,矸石堆放設有排水溝和防洪接牆。
礦井在基建和生產期間所出廢矸除了充填工業廣場和鋪設道路外,可通過化驗後考慮是否作為製作矸石磚或生產水泥的摻合料。
④ 噪聲防治措施
A 高噪聲源
礦井高噪聲源主要有:礦井通風機房、機修車間、鍋爐房、坑木加工房井下采掘設備等。等,它們產生的噪聲聲壓級一般70~95dB(A)。
B 噪聲防治措施
設計在設備選型進,首先選擇高效低噪設備;對於通風機、鍋爐房引風機等產生的空氣動力噪聲,采取在風機進出氣管上安裝消聲器的措施進行降噪;對於井下采掘設備、坑木加工場等不易消聲、隔聲的場所,采取工作人員佩帶耳塞等個體防護措施,以保證人體健康。對於在其它不易采取消聲、隔聲措施的高噪場源附近工作的人員,則采取個體防護措施。
⑤ 地表沉陷治理措施
由於地下煤層的開采,使得采空區上方的地表有不同程度的移動和變形。其影響範圍將略大於采空區範圍。而當開采深度越大時,對地表的影響將越小。本礦井地處山區,地形高差較大,采空區引起的地表塌陷,可能會引起地形陡峭的地方發生崩塌、滑坡。因此設計中要對地表沉陷影響的重要建築設施留有保安煤柱,對於地表沉陷形成的塌陷坑,要盡量整平,回填造地,易產生滑坡的地方應提前修築擋土牆,打抗滑樁或削坡減載等,另外,平時應經常有巡視人員,發現問題及時處理。
該礦地處山區單坡荒山地帶,山上生長多以雜草為主,無大片灌木叢林,隻有極少部分旱地。無特殊自然景觀及人文景觀。因此,采取以上措施後,因煤層開采而引起的地表塌陷不會給周圍環境造成大的影響。
4、工業場地綠化
(1)工業場地綠化
① 廠區綠化
廠區是工業場地的重點綠化區段之一,其綠化布置與場前區總平麵布置緊密結合,種植樹種以樹形美觀、裝飾性強、觀賞價值高的喬木和灌木為主,適當配置花壇、綠籬等。
② 生產區綠化
生產區多為散發粉塵、噪聲及有害氣體的區段,以種植具有抗性和防護性的樹種為主。
③ 行政辦公區綠化以美化環境、改善小氣候為主,宜選擇樹形整齊、美觀、枝葉繁茂的樹種,適當配置喬、灌木及花卉。
(2)綠化係數
根據《煤炭工業環境保護設計規範》,結合本礦井工業場地總平麵布置,設計確定工業場地綠化係數為15%。
5、矸石處理與綜合利用
礦井矸石按設計產量的10%考慮,即3萬t/a。前期矸石通過礦車運至礦井工業場地作為平場填方,後期矸石經過窄軌鐵路運至排矸場地排棄,在矸石場下部設矸石擋牆,並經過防滲透處理。
根據《煤礦安全規程》規定,矸石場距離進風井口距離不小於80m的地方,本設計矸石場容積5000m3,矸石場服務年限為礦井服務年限,今後考慮矸石綜合利用能滿足要求。
為防矸石堆可燃物的自燃,應定期向矸石堆噴灑石灰水溶液。為防止矸石場因刮風而揚起粉塵,應經常向矸石堆灑水。同時對矸石可進行綜合利用,如製作矸石磚或待條件成熟,就考慮矸石的綜合利用,如可在礦井附近建一個矸石磚廠,充分利用礦井所排出的矸石作為矸石磚廠的原料或作為生產水泥的摻合料。同時應加強綠化工作,注重環境保護。
6、煤層氣抽采和開發利用
本礦井煤層瓦斯含量較高,煤層層數較多,瓦斯資源豐富;加之礦井生產規模達30萬t/a,設計考慮對瓦斯進行利用,以提高企業效益。
該礦抽采的瓦斯量較小,礦區居民居住較分散,距市、縣距離較遠,不具備化工和民用的條件;瓦斯發電目前瓦斯發電技術已成熟,具有容易實施、投資見效快等特點。經分析比較,該礦采用瓦斯利用為利用礦井抽采的瓦斯發電。
根據礦井的抽采規模,考慮到瓦斯抽采流量和濃度的不穩定性等因素,設計安裝500GF1-3RW型發電機組3台,分兩期實施,前期2台,後期1台。
7、塌陷區治理
由於地下煤層的開采,使得采空區上方的地表有不同程度的移動和變形。其影響範圍將略大於采空區範圍。而當開采深度越大時,對地表的影響將越小。本礦井地處山區,地形高差較大,采空區引起的地表塌陷,可能會引起地形陡峭的地方發生崩塌、滑坡。因此設計中要對地表沉陷影響的重要建築設施留有保安煤柱,對於地表沉陷形成的塌陷坑,要盡量整平,回填造地,易產生滑坡的地方應提前修築擋土牆,打抗滑樁或削坡減載等,另外,平時應經常有巡視人員,發現問題及時處理。
礦井須建立對礦區地表的形變監測製度,對井下開采可能引起的地表陡峭地段山體崩塌、滑坡等地質災害應采取相應的預防措施。如在地麵陡峭地段、岩層鬆軟地段預先進行錨杆、錨釘或修築擋牆加固;在地表僅發生輕微變形、產生微小裂縫地段,也應及時進行填堵等。
8、汙水處理
(1) 井下水處理
井下水中主要汙染物為SS。設計采用混凝沉澱、消毒處理工藝,處理工藝流程見圖7-1。礦井井下正常湧水量均為60m3/h,本設計處理能力暫定為120m3/h,礦井生產過程中必須進行湧水量的測定,處理能力必須滿足其最大湧水量的要求,處理後的井下水能達到《汙水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準要求。
處理達標後的礦井水部分複用於井下和地麵消防灑水,其餘經場地排水溝排出場外,作為農田灌溉用水。
處理達標後的水用水泵泵至消防水池複用,多餘部分外排。
1、消煙、除塵和消音措施
(1) 鍋爐煙塵
設計在工業場地設置設計在工業場地設置鍋爐一台,鍋爐燃煤煙塵采用旋風除式除塵器除塵。
(2) 貯煤場防塵措施
地麵貯煤場設在主斜井口南東麵約80m處。由於當地平均風速較低,雨量充沛,平均相對濕度較大,因此貯煤場揚塵一般情況對周圍環境影響不大,隻在幹燥少雨季節需要灑水除塵,本方案在地麵儲煤場周圍設置有灑水除塵水龍頭。
(3) 消音措施
礦井工業場地噪音源主要是鍋爐房、機修車間及坑木加工房、鍋爐房的噪聲,均符合《工業企業噪聲衛生標準》不超過85dB(A)之規定。主要通風機房內噪聲來自風機,設計選用高效低噪聲風機,其噪聲低於38dB(A),符合《工業企業噪聲衛生標準》不超過85dB(A)之規定。
2、重大改遷、保護工程
礦區範圍內無需改遷的重要建築,但對其地表的零星居民建築建議實行搬遷,對水塘要求留設足夠的保護煤柱。
(一) 水土保持
1.水土流失
1)工程建設對水土的破壞
水土流失是礦井目前和開發後均應重點防治的對象,本礦井開發建設產生的水土流失,主要來自地表形態的變化和植被破壞以及矸石堆棄水土的破壞 。
2.水土保護措施
對礦井開發建設產生的水土流失,擬采取以下治理措施:
1)及時治理塌陷區
在煤層開采過程中或受采動影響穩定後,對於地表產生的裂縫應及時平整填實,恢複耕地或植被;對滑坡、危岩崩塌造成的土地、植被破壞,應及時組織人員進行清理,恢複或更新植被,防止水土流失。
2)防止矸石堆放場水土流失
首先,在矸石堆放場設置排水溝及防流失擋牆;在排矸過程中,逐步在矸石堆場周圍營造10~16m寬的防護林帶;排矸期滿後進行林草複墾。
3)加強綠化,擴大綠化麵積,增加植被覆蓋率,以減少水土流失。
采取以上措施後,礦井開發引起的水土流失可得到有效控製,但礦井建設引起的水土流失量和範圍都是很有限的,區域水土流失狀況仍主要取決於現狀,因此區域水土保護主要還是應從治理區域水土流失現狀入手。
3.項目在建設過程中要嚴格執行環境保護“三同時”製度,且要達到以下要求:
1)礦井水要經過處理達到《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準後排放,並盡量回用於生產;工業場地廢水、生活汙水經處理達到《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準後排放。
2)煤矸石要有專門堆放場,對煤矸石堆放場須修築擋土牆和排水溝,實行雨汙分流,汙水排入廢水處理池進行處理。
3)重視防塵工作,地麵儲煤場必須采取灑水防塵措施,盡量減輕粉塵對環境的影響。
4)采取措施,做好礦區植被保護和恢複,提高礦區生活環境質量。
5)加強企業內部環境管理和監測工作,防止地質災害的發生。
(二) 礦山閉坑
礦井開采結束後,對井口進行封閉,對開采造成坑窪地帶進行充填,對不用的工業、生活設施拆除,對工業場地進行種樹綠化。
(三) 地質災害防治
1.地質災害危險性綜合分區評估
1)礦區
根據煤礦層的產出情況和開采方案設計,整個礦區範圍內,原有采空區以外為可采區域,因此本次評估將可采區域及其開采活動可能影響和危害的範圍劃分為地質災害危險性大區;礦區其他區域劃分為地質災害危險性小區。
在地質災害危險性大區內,充分采動引發滑坡、崩塌、地麵塌陷、地裂縫等地質災害的可能性和危險性大,危害程度大,其上的村寨住戶等遭受采礦活動引發的滑坡、崩塌、地麵塌陷、地裂縫等地質災害危害的可能性和危險性大;而地質災害危險性小區遭受采礦活動引發的地質災害危害的可能性和危險性小。
2)地麵工業場地
工業廣場位於礦區南東部邊界附近。工程建設切填方引發和遭受地質災害的可能性小—大,位於礦區煤層開采影響範圍內,遭受礦區山體崩塌、滑坡、泥石流、地麵塌陷、地裂縫等礦山地質災害危害的可能性大,因此,整個工業廣場全部劃為地質災害危險性大區(Ⅰ區)。
3)矸石堆場
矸石堆場選擇在工業場地內部,前期矸石通過礦車運至礦井工業場地作為平場填方,後期矸石經過窄軌鐵路運至排矸場地排棄,在矸石堆場下部設攔渣壩,並經過防滲透處理,矸石場周邊設截排水溝,引發地質災害的可能性大,危害程度大,將其劃為危險性大區。
2.礦山建設適宜性分區評估
1)礦區
區內的村寨等設施遭受地質災害危害的可能性、危害程度和危險性大,對其要進行搬遷或采取安全可靠措施。礦區開采影響範圍以外的地段為地質災害危險性小區,適宜建設。
2)地麵工業廣場及矸石場地
工業場地及矸石堆場位於煤層露頭線以南,部份永久性邊坡挖方施工可達5m,受采礦活動影響,遭受采空區地表移動和變形引發地質災害的可能性、危害程度和危險性大,必須按規定留設煤柱。對於地麵施工平場的地質災害危險性大區,建設適宜性差,必須針對可能引發和遭受的地質災害,采取可靠的防治措施方適宜建設;對於地質災害危險性中區基本適宜建設,但仍應對可能引發的地質災害采取可靠的防治措施;地質災害危險性小區適宜建設。
3.地質災害預防措施
1)按照《煤礦安全規程》的相關要求,對地表水體、村寨、道路等采取防護措施。
2)為指導礦區的地質災害防治,應查明礦層深部展布,正確劃定禁采區及校正對沉降盆地邊界等認識;由於采礦活動持續的時間較長,考慮到村寨範圍和規模會發生變化等因素,建議在劃定禁采區時準確測量地麵村寨並嚴格按照“規程”操作。
3)為了避免引發地質災害,充分利用有限資源,建議局部采取充填法采礦。
4)應及時建立地表移動、變形觀測係統,對采煤生產引發的地表移動和變形進行長期觀測,利用觀測成果分析預測采煤生產引發地質災害的可能性和危害性,及時采取可靠的防範措施。
5)成立地質災害防治小組,礦山生產期間加強對礦區地質災害的監測,編製防災預案,完善宣傳、警示標誌,認真做好預測、預報、預警工作,努力做到防患於未然,確保人民群眾生命財產安全,達到防災減災的目的。
6) 建設內容進行調整和補充時進行相應的危險性評估並做好地質災害的防治工作。
提供礦方提供的相關情況,《環評報告》、《水土保持方案》、《土地複墾方案》和《礦山環境保護和綜合治理方案》正在編製中。
一、礦山安全
(一) 礦井災害簡述
1、礦井瓦斯
依據貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71號)“對遵義市煤礦2006年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482號)“對遵義市煤礦2007年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”和貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507號)“對遵義市煤礦2008年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批複”,興安煤礦2006、2007、2008年度瓦斯等級結果均為高瓦斯礦井。
2006、2007、2008年度礦井瓦斯等級鑒定情況見表8-1。
根據各年度礦井瓦斯等級鑒定情況,最大瓦斯相對湧出量為西安煤礦2006年鑒定結果29.08m3/t。
根據《礦井瓦斯湧出量預測方法》(AQ1018-2006)預測+715m標高,礦井相對瓦斯湧出量54.965m3/t,絕對瓦斯湧出量42.30m3/min;在+400m標高,礦井相對瓦斯湧出量68.897m3/t,絕對瓦斯湧出量53.02m3/min。
礦井應在建設期間進行煤層瓦斯含量測定,投產後間必須加強瓦斯含量、瓦斯湧出量的測定,定期進行瓦斯等級鑒定工作,並依據瓦斯測定情況,校核礦井通風係統與生產係統等相關係統能力。
1、煤塵爆炸性
根據貴州省煤田地質局實驗2005年8月出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦C4、C6、C9煤層煤塵爆炸性鑒定報告:C4、C6、C9煤層均無爆炸危險性。
2、煤的自燃傾向性
根據貴州省煤田地質局實驗室2005年8月出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦煤礦C4、C6、C9煤層煤炭自燃傾向性鑒定報告:C4、C6、C9煤層自燃傾向等級為Ⅲ類(不易自燃煤層)。
3、煤與瓦斯突出
興安煤礦無煤與瓦斯突出危險性鑒定資料,根據貴州省安全生產監督管理局、煤礦安全監察局、煤炭局文件(黔安監管辦字[2007]345號),本礦按煤與瓦斯突出礦井設計。
4、地 溫
區內地溫正常。
5、頂、底板條件
A、C4煤層
頂板為粉砂岩,底板為粉砂質泥岩。頂板厚4.35~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。底板厚為3.3~5.7米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。采煤時應采取相應防護措施。
B、C6煤層
頂板為灰色頁岩,底板為灰色頁岩。頂板需進行支護方能采煤,直接頂板常為黑色、深灰色炭質頁岩、鈣質頁岩、厚0~1米,此層極不穩定,因此,在開采時應嚴加管理,底板為灰色頁岩、厚2.00~4.55米,穩定性較差,應采取相應防護措施。
C、C9
C9頂板為泥質粉砂岩,厚4.30~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板,底板為粉砂岩、細砂岩夾頁岩,厚6.35~8.05米,易風化崩解,為不穩定底板。采煤時應采取相應防護措施。
根據本區和鄰區資料,其工程地質條件中等類型.
6、水文地質條件
本礦區最低侵蝕基準麵為+875米,將來煤礦的開采活動基本都位於最低侵蝕基準麵以下。本井田為單麵山地貌,並衝溝發育,地表排泄不暢;加上本區小衝溝發育,衝溝水、大氣降水、坡積物水多沿基岩裂隙麵和斷層麵滲入礦井,裂隙發育地段和靠近溝穀地段,含煤地層及其上覆、下伏地層含風化裂隙水,深部含水微弱,風化裂隙水以滲流為主,水力聯係較差,茅口組岩溶裂隙、管道水富水性強。本井田水文地質條件屬第二類第二型,即以大氣降水為主要補給來源的裂隙充水礦床,水文地質條件中等。
煤係地層底板為茅口灰岩,業主應請有資質的單位進行水文地質調查,提交專門水文地質調查報告,查明茅口灰岩含水情況及與C9煤層的水力聯係,實際測試水壓和底板承壓強度。
必須進行專項安全評價或技術論證,並根據結果采取相應的疏水降壓措施.在未經水文地質調查和技術論證前,采麵暫不宜回采。
疏水降壓措施由有資質單位根據本礦實際專門設計。
(一) 礦井通風
1、通風設施
為保證各采、掘工作麵和井下硐室的風量,並使風流按規定方向流動,在風流線路中設置有風門等通風構築物。為了防止爆炸性氣體爆炸時衝擊主要通風機,在回風井口設有防爆門。另外,礦井主要通風機選用軸流式風機,礦井需要反風時隻需將電機電源線換相即可實現風機反轉,井下發生火災時可實現井下風流反向。
2. 防止漏風措施
風門等通風構築物應設在圍岩堅固、地壓穩定地段,並加強管理,經常檢查、維修。
3. 降低風阻措施
⑴ 砌镟巷道應盡可能光滑,力求使巷道光滑平整,以降低風阻。
⑵ 在容易產生局部阻力地點,應盡量減少局部阻力係數。巷道連接邊緣應作成斜線或圓弧形,巷道轉彎處應盡量避免直角轉彎或小於90°轉彎,並將轉彎處內、外側按斜線或圓弧形施工,必要時設置導風板。
⑶ 在日常通風管理中,應避免在主要巷道停放礦車、堆雜物,巷道應隨時修複,保證完整,並有足夠的有效通風斷麵,以利風流暢通。
(二) 礦山災害預防的一般措施
1.煤礦的管理者要認真執行“安全第一,預防為主”的安全生產方針,認真組織煤礦職工學習煤礦安全規程,技術01manbetx 和作業規程和礦井一年一度的災害預防計劃,樹立安全第一的思想,嚴禁違章指揮、違章作業和違反勞動紀律的現象出現。
2.完善安全生產責任製,建立健全各種安全管理規章製度,按規定編製《礦井災害預防及處理計劃》和采掘作業規程,建立健全安全生產管理機構。
3.在掘進工作麵、回采工作麵、上隅角、回風順槽及其他容易產生瓦斯積聚的地方,應設置瓦斯自動檢測報警裝置,應安裝礦井安全監測監控係統。
4.井下必須采用防爆型電氣設備,必須采用礦用阻燃型電纜,供電係統必須有可靠的三大保護。
5.嚴禁在井下私自拆卸礦燈或其他電器,嚴禁任何人攜帶煙火和點火物品下井,嚴禁在井下吸煙和玩火,嚴禁在井下采區從事電氧焊和噴燈切割。
6.定時檢查鋼絲繩斷絲情況,發現問題及時更換。主提升巷道要安裝防跑車裝置和跑車防護裝置,嚴防跑車傷人事故發生。
7.在運煤巷道等易產生煤塵的地方,安裝噴霧除塵水管,定時噴霧除塵,巷道必須保持足夠的斷麵,並定期進行測塵,防止煤塵飛揚。
8.合理安排采掘工作麵,完善礦井通風設施,嚴防密閉等通風設施漏風,杜絕采區和老巷長期處於微風狀態,從而防止煤層的自燃發火。
9.保護好民房、高壓線杆、公路,在上述地方采煤時,必須先搬遷或留足保護煤柱,防止因開采導致的地質災害發生。按照本礦地質災害評估附圖中圈定的禁采區範圍外推50m並以60°塌陷角計算保護煤柱。嚴禁隨意開采保護煤柱。
10.嚴格執行放炮管理製度和煤礦放炮員01manbetx ,嚴禁違章放炮。
11.采掘過程中,要對煤層是否有煤與瓦斯突出危險進行預測,要編製專門預測措施。巷道貫通必須編製可靠的安全措施。特別要注意瓦斯湧出量的變化,嚴防瓦斯事故發生。
12. 在掘進和回采過程中,必須堅持“預測預報,有掘必探,先探後掘,先治後采”的原則,同時應堅持“有疑必停”,防止突水,並配備相應的探水鑽,特別在接近老空區和老巷區域附近時,必須隨時注意工作麵透水征兆,防止采空區及老窯透水事故發生。
13.本礦設計年產30萬噸,設立礦山救護隊,配備必要的儀器設備。要依托地方政府組建的礦山救護隊,以便礦山發生險情時,救護隊能及時趕赴現場,進行有效的救護工作,使險情事態得到有效的遏製,將傷害降低到最小限度。
14.加強職工搶救和自救知識的教育培訓工作,讓職工正確了解和掌握各類災害事故發生的征兆、發生規律和搶救、自救知識,一旦發生事故,能有效地進行搶救和自救,防止事故範圍擴大。
15.按照《煤礦安全規程》的規定和完善安全管理和監督機構,並按規定配備相應的安全監督管理人員和安全監測人員,對礦井安全進行全方位、全過程的管理。
16.應安裝礦井安全監控係統,對礦井各種安全隱患,進行全方位、全過程的監控。
17.地麵建築要避開容易滑坡和受泥石流威脅的地方。
(三) 礦井瓦斯、煤塵事故的防治措施
1、瓦斯防治一般措施
(1).加強礦井通風管理
A加強礦井通風管理,保證主要通風機正常運轉。停電、停風時,立即打開風門,並報告值班負責人,通知井下切斷電源,井下人員撤到大巷,了解停電原因和時間後,再決定人員是否撤出地麵,杜絕無風、微風作業。
B加強各種通風設施管理,保證完好的通風係統,教育廣大工人愛護各種通風設施,養成隨手關風門的習慣,確保礦井正常通風,防止風流短路而發生瓦斯超限。
C堅持定期測風製度,每旬全麵測風一次。隨時掌握礦井各點的通風情況,消滅老塘風、擴散風及不合理的串聯風,合理調配各作業點的風量,保證各作業點正常通風。
(2).加強局部通風管理,防止瓦斯積聚,明確局部通風機由該作業點瓦檢員負責管理,任何人不得隨意停、開局部通風機,局部通風機安設位置和風筒口到工作麵距離符合《煤礦安全規程》的要求。
(3).采掘工作麵要嚴格執行“一炮三檢”製度以及“瓦斯巡回檢查”製度,各工作點的檢查每班不少於三次,無人工作地點的檢查每班不少於一次,消滅瓦斯積聚和超限作業,排放瓦斯時必須有專門措施,並嚴格按措施排放,嚴禁空班漏檢和違章排放瓦斯。
(4).加強礦井供電係統檢修和管理工作,保證礦井內部供電和備用電源完好,確保礦井正常供電,一旦礦井外部主電源停電時,礦井備用電源能確保礦井一級負荷的供電,消滅無計劃停風、停電而引起的瓦斯超限現象。
(5).礦井井下作業人員必須服從瓦檢員和安全員的指揮,一旦作業點瓦斯濃度超過0.8%時,必須停止打眼、放炮作業,超過1.5%時,切斷電源,撤出人員,嚴禁瓦斯超限後冒險作業。
(6).消滅引爆火源,杜絕以下原因而引起的瓦斯、煤塵事故發生。
A加強放炮管理,放炮工須持證上崗,嚴禁違章放炮,禁止放糊炮、空心炮、明火放炮,不準用礦燈或井下電源等代替放炮器放炮,放炮距離要按規程執行。嚴禁使用非煤礦許用和變質失效的火工品在井下放炮,嚴禁非放炮員從事放炮工作,嚴防礦井井下發生放炮火焰和電火花而引起的瓦斯、煤塵事故。
B加強井下電氣設備、設施管理,井下所用電氣設備、設施必須是礦用防爆型,電纜必須為煤礦專用阻燃電纜,非煤礦專用防爆阻燃和失爆的設施、設備嚴禁入井,井下電氣設備、設施的搬遷、維修工作必須在停電狀態下,由專職電工按技術規程進行操作,嚴禁其他任何人員擅自維修和打開電氣設備。堅決消滅井下電氣失爆現象,杜絕電火花引燃瓦斯、煤塵事故。
C加強礦井機電設備、設施檢修和維護,保證井下電氣設備經常處於完好狀態,消滅電氣失爆。
D加強非生產性火源管理,嚴格入井檢身製度,杜絕煙火下井,嚴禁在井下吸煙、打火、從事電氧焊和噴燈焊接工作,如需在井下從事電氧焊和噴燈焊接工作時,必須製定安全技術措施,報縣級以上主管部門批準,方可按措施實施。
E加強防雷電管理工作,礦井入井軌道、管件在井口入井段必須用絕緣的管件、軌道夾板進行連接,防止雷電通過入井管件、軌道而傳入井下引發瓦斯、煤塵事故。
(7).堅持定期掃塵,消滅粉塵堆積和飛揚。在煤炭轉載點安設防塵管路和噴頭,進行灑水防塵工作。
(8).井下巷道必須保持有效斷麵,井下巷道的材料、雜物必須清理堆放整齊,不用的必須清理運出,避免巷道內風速過大而引起煤塵飛揚。
(9).必須按設計配備化學氧自救器、瓦斯檢定器、便攜瓦斯報警器等,要按要求配備專職安全檢測人員,保證通風管理和瓦斯監測管理正常進行。應根據井下瓦斯湧出量變化情況及時高速風量,防止瓦斯事故發生。
(10).采掘工人配備防塵口罩和壓風呼吸器進行個體防塵。
(11).本礦按煤與瓦斯突出礦井進行設計和管理,必須嚴格參照煤與瓦斯突出礦井的“一通三防”管理標準來進行礦井的“一通三防”工作,嚴禁麻痹鬆懈的思想存在。
(12).建立礦井安全監測監控係統和瓦斯抽放係統,並保證正常工作。
(13).巷道貫通,岩巷揭煤,采麵初采和收尾等必須編製專門的安全措施。
(14).巷道貫通:巷道貫通要編製專門安全措施,兩巷道貫通60米前,停止一個工作麵作業,做好調整通風係統的準備工作。貫通時,由專人在現場統一指揮,停掘的工作麵保持正常通風,設置柵欄及警標,經常檢查風筒的完好狀況和工作麵及其回風流中的瓦斯濃度,瓦斯濃度超限時,立即處理。掘進的工作麵每次爆破前,派專人和瓦斯檢查工共同到停掘的工作麵檢查工作麵及其回風流中的瓦斯濃度,瓦斯濃度超限時,先停止掘進工作麵的工作,然後處理瓦斯,隻有2個工作麵及其回風流中的瓦斯濃度都在0.8%以下時,掘進的工作麵方可爆破。每次爆破前,2個工作麵入口派專人警戒。貫通後,停止采區內的一切工作,立即調整通風係統,待風流穩定後,方可恢複工作。
(15).因停電和檢修主要通風機而停止運轉或通風係統遭到破壞以後恢複通風、排除瓦斯和送電時都必須製訂專門的安全技術措施。恢複正常通風後,所有受到停風影響的地點,都必須經過通風、瓦斯檢查人員檢查,證實無危險後,方可恢複工作。所有安裝電動機及其開關的地點附近20m的巷道內,都必須檢查瓦斯,隻有瓦斯濃度符合規程規定時,方可啟動。
(16).由岩巷揭穿煤層前必須製訂揭煤的安全技術措施。在岩巷掘進的過程中,地質技術人員根據岩性判斷離煤層的距離,並提前打地質探眼準確確定前方煤層的距離及產狀, 並對瓦斯湧出進行測壓,分析瓦斯賦存基本參數,以確定是否有突出危險。然後編製揭煤設計。若有突出危險,必須按揭開突出煤層的要求編製安全措施,按揭煤設計原則揭穿煤層。
2、瓦斯抽放措施
本礦按有煤與瓦斯突出危險性礦井設計,礦井應有瓦斯抽放措施。必須采取瓦斯抽放措施,建立瓦斯抽放係統。
(1) 抽放方法
本礦采用開采層抽放。
1)瓦斯抽放站位置選擇及管路敷設
① 瓦斯抽放站位置選擇
選擇瓦斯抽放站位置,首先必須要符合《煤礦安全規程》第一百四十六條“地麵泵房必須建在距風井口和主要建築物不得小於50m之處,且用柵欄或圍牆保護。”之規定,同時又要考慮到供電、供水、管理以及今後民用的方便,為此,瓦斯抽放站選在地麵回風斜井南麵90m處。
② 瓦斯管路敷設
瓦斯管路在安設之前必須對管路的內外進行防腐處理。管路從回風斜井進入井下各抽放地點,抽放管路要求墊高或吊高,離地不低於300mm,並在低凹處安設放水器,管路安設要求嚴密不漏氣,防擠壓和碰撞損壞管路。
2)抽放方法
根據該礦的實際情況,通過瓦斯來源考察分析,采用底板抽放巷穿層預抽、先抽後掘、采麵運輸順機槽順層抽放,回風順槽采空區埋管抽放采空區瓦斯三種方法較為合理。
①板抽放巷穿層預抽
在C9煤層底板布置抽放巷,穿層預抽煤層群瓦斯。
②先抽後掘
此種抽放方法主要是解決掘進時工作麵的防突和放炮後瓦斯問題。
③采麵上偶角埋管抽放
此種方法是預埋管路於采煤工作麵的上偶角對采空區的瓦斯進行抽放。解決采煤工作麵上偶角的瓦斯集聚問題,主管道每隔30米留三通抽放孔。
④本煤層預抽
本礦瓦斯湧出主要來源於本煤層的解析瓦斯,采用本煤層順層鑽孔預抽。
3)其它瓦斯防治措施
本設計除建立完善的通風係統和可靠的瓦斯抽放係統外,還可考慮采取如下措施綜合防治瓦斯:
(1)建立先進的安全生產監控係統,對礦井瓦斯、風速等進行連續自動監測,及時、準確地掌握和了解井下通風、瓦斯等情況。
(2)配備個體巡回檢測設備等安全儀表,通過巡回檢測,隨時了解井下瓦斯隱患情況,防患於然。
(3)在生產過程中,嚴格執行《煤礦安全規程》中的有關規定,加強通風瓦斯檢查、管理工作。並加強礦井瓦斯地質等基礎工作,為礦井通風瓦斯科學管理提供可靠有依據。
3、礦井通風應可靠,防止瓦斯超限和可能出現的瓦斯積聚。要嚴格按《煤礦安全規程》和《防治煤與瓦斯突出規定》對人員下井、機電設備、照明用具進行管理。打開密閉或接近老窯采空區時,要按照事先製定並經批準的安全技術措施操作,以排除積聚的瓦斯。安全管理方麵要隨時掌握瓦斯湧出量的變化,及時處理存在的瓦斯隱患。
4、通風係統必須按設計進行配置,以保證充足的風量。此外,必須按設計配備化學氧自救器,瓦斯檢定器,便攜式瓦斯檢測報警器等。要按要求配備專職安全檢測人員,保證通風管理和瓦斯監測管理。應根據井下瓦斯湧出量變化情況及時調整風量,防止瓦斯事故發生。
5、該礦必須安裝礦井安全監測監控係統,安設瓦斯傳感器、設備開停傳感器、風門開閉傳感器、風速傳感器、水位傳感器、負壓傳感器等,對礦井瓦斯進行實時監測監控製,發現問題及時處理。
6)抽放瓦斯的綜合利用及評價
按照黔府辦發【2008】85號文,“從2008年起,凡批準的設計生產能力在30萬t/a及以上規模的高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井,其綜合利用要與安全設施(安全專篇)同時設計,同時施工、同時驗收及使用,竣工驗收時,必須實現瓦斯利用,建議礦井盡快完成此項工作,達到三同時”。
根據鄰近礦區瓦斯利用情況及經驗,本次設計的瓦斯利用方向為利用瓦斯發電。在風井場地內布置瓦斯發電站及升壓室。由瓦斯抽采泵站敷設架空管路至瓦斯發電站。
根據《防治煤與瓦斯突出規定》,本次設計瓦斯利用率取60%。
瓦斯儲量及可抽量計算結果彙總表
根據本礦設計方案,礦井服務年限為11.2年,因此抽放年限為11.2年,年抽放量929.5×104m3/a。
根據礦井的抽采規模,考慮到瓦斯抽采流量和濃度的不穩定性等因素,設計安裝500GF1-3RW型發電機組3台,分兩期實施,前期2台,後期1台。
1、石門和其它岩石巷道揭穿突出煤層時防止煤與瓦斯突出的措施
在生產過程中,井筒及石門揭煤時必須按《煤與瓦斯突出防治規定》,根據實際情況編製專門的措施。
1)石門揭穿突出煤層時防止煤與瓦斯突出的措施
(1)探明石門或煤層巷道工作麵和煤層的相對位置。
(2)在揭煤地點測定煤層的瓦斯壓力或預測石門工作麵突出危險性。
(3)預測有突出危險時,采取防止突出措施。
(4)實施防突措施效果檢驗。
(5)用遠距離放炮揭開突出煤層。
(6)在巷道與煤層連接處加強支護。
(7)穿透煤層進入頂(底)板岩石。
2)在地質構造破壞帶應盡量不布置石門,如果條件許可,石門應布置在被保護地區或先掘出石門揭煤地點的煤層巷道,然後在與石門貫通。石門與突出煤層中已掘出的巷道貫通時,該巷道應超過石門貫通位置5m以上,並保持正常供風。
3)石門揭穿突出煤層,必須按下列要求編製設計,並報上級主管部門批準。
(1)突出預測方法及預測鑽孔布置,控製突出煤層層位和測定煤層瓦斯壓力的布置。
(2)建立安全可靠的獨立通風係統,並加強控製通風風流設施的措施。
(3)揭穿突出煤層的防止煤與瓦斯突出的措施。
4)石門揭穿突出煤層前,必須遵守下列規定:
(1)石門揭穿突出煤層前,必須打鑽控製煤層層位,測量煤層瓦斯壓力或預測石門工作麵的突出危險性。後再次工作與控製煤層層位的前探鑽孔共用。
(2)在石門工作麵掘至距煤層10m(垂距之前,至少打兩個穿透煤層全厚且進入頂(底)不小於0.5 m的前探鑽孔,並祥細記錄岩芯資料。地質構造複雜、岩石破碎的區域,石門工作麵掘至距煤層20m(垂距)之前,必須在石門斷麵四周輪廓線外5m範圍煤層內布置一定數量的前探鑽孔,以保證能確切地掌握煤層厚度、傾角的變化、地質構造或瓦斯情況等。
(3)在石門工作麵距煤層5m(垂距)以外,至少打2個穿透煤層全厚的測壓(預測)鑽孔,測定煤層瓦斯壓力、煤的瓦斯放散初速度指標與堅固性係數或鑽屑瓦斯解吸指標等。為準確得到煤層原始瓦斯壓力值,測壓鑽孔應布置在比較完整的地方,測壓孔與前探孔不能共用時,兩者見煤點之間的間距不得小於5m。
(4)為了防止誤穿煤層,在石門工作麵距煤層垂距5m時,應在石門工作麵頂(底)部兩側補打3個小直徑(42mm)超前鑽孔,其超前距不得小於2m。當石門距突出煤層垂距不足5m且大於2m時,為了防止誤穿突出煤層,必須及時采取探測措施,確定突出煤層層位,保證岩柱厚度不小於2m(垂距)。
5)石門揭穿突出煤層前,當預測為突出危險工作麵時,必須采取防治突出措施,經效果檢驗有效後可用遠距離放炮揭穿煤層,若檢驗無效,應采取補充措施,經措施效果檢驗後,用遠距離放炮揭穿煤層。當預測為無突出危險時,可不采取防治突出措施,但必須采用遠距離放炮揭穿煤層。
6)石門防突措施可根據本礦井實際情況采用抽放瓦斯、水力衝孔、排鑽孔、金屬骨架或其它經試驗有效的措施,在實施防治突出措施時,都必須進行實際考察,得出符合本礦實際的有關參數。
4.礦井設計中防突措施
⑴礦井應按有關規定采取“四位一體”的綜合防突措施。
⑵ 根據《煤礦安全規程》有關規定,確保礦井通風係統穩定、可靠。
⑶ 礦井通風應可靠,防止瓦斯超限和瓦斯積聚。要嚴格按《煤礦安全規程》對人員下井、機電設備、照明用具等進行管理。打開密閉或接近老窯采空區時,要按照事先製定並經批準的安全技術措施操作,以排除積聚的瓦斯。安全管理方麵要隨時掌握瓦斯湧出量的變化,及時處理存在的瓦斯隱患。
⑷ 通風係統必須按設計進行配置,以保證充足的風量。此外,必須按設計配備化學氧自救器,瓦斯檢定器,便攜式瓦斯檢測報警器等。要按要求配備專職安全檢測人員,保證通風管理和瓦斯監測管理。應根據井下瓦斯湧出量變化情況及時調整風量,防止瓦斯事故發生。
⑸ 根據《防治煤與瓦斯突出規定》第五條,有突出礦井的煤礦企業、突出礦井應當根據突出礦井的實際狀況和條件,製定區域綜合防突措施和局部綜合防突措施。
區域綜合防突措施包括下列內容:
(一)區域突出危險性預測;
(二)區域防突措施;
(三)區域措施效果檢驗;
(四)區域驗證。
局部綜合防突措施包括下列內容:
(一)工作麵突出危險性預測;
(二)工作麵防突措施;
(三)工作麵措施效果檢驗;
(四)安全防護措施。
⑹根據《防治煤與瓦斯突出規定》第六條,防突工作堅持區域防突措施先行、局部防突措施補充的原則。突出礦井采掘工作做到不掘突出頭、不采突出麵。未按要求采取區域綜合防突措施的,嚴禁進行采掘活動。
區域防突工作應當做到多措並舉、可保必保、應抽盡抽、效果達標。
⑺ 礦井安設一套重慶科學研究院研製的KJ90NA型安全監測監控係統,對礦井瓦斯、風速、主要通風機負壓、巷道、設備開停、風門開閉等進行實時監控。
(一) 防治礦井火災的措施
1、每一個入井人員熟悉火災預兆,當發現不明煙霧、煤油氣味或高溫變化異常等情況,要立即查明原因,積極采取措施,消除隱患,同時向礦調度彙報。
2、工業廣場內進回風井口20m範圍內,嚴禁煙火,井口房內嚴禁吸煙。
3、建立嚴格的入井檢身製度,嚴禁穿化纖服裝或帶易燃物品到井下。
4、井下、井口房內不準從事電焊、氣焊、噴燈焊接等工作,必須燒焊時要嚴格按《煤礦安全規程》規定編製技術安全措施,經礦工程師審批後方可進行。
5、完善井下消防材料庫,並配齊設備和防火器材,指定專人管理;井下機電硐室、炸藥庫、皮帶機巷和臨時變電點等,要配足滅火器材。
6、井下使用的橡套電纜、風筒等必須是不延燃材料或阻燃性能良好的材料。汽油、柴油和變壓器油不準在井下存放;潤滑油及油棉紗等,用後密封在有蓋的容器內。
7、嚴格放炮管理製度,不準放明炮、糊炮,放炮線不準有明接頭,井下禁止打火試驗放炮器。
8、機械運轉部分要經常檢查清理。
9、必須采用以注阻化泥漿為主的綜合防火措施,防止采空區自燃發火。
10、加強煤層自然發火的預測預報工作,要定期對所有采空區、煤巷高冒頂處檢查分析,發現異常必須及時處理。
11、提高回采率,減少遺煤,防止采空區的自燃發火。
12、采區結束或工作麵收尾,必須采取綜合防火措施。
13、封閉采空區的封閉牆,必須嚴格按質量標準施工,保證嚴密不漏風。
14、井下各硐室要配齊消防器材,井下要設消防材料庫。
為了安全,礦井開采時,要注意觀察,加強自燃征兆的早期識別工作。在采煤工作麵應提高煤的回收率,盡可能減少采空區遺煤,及時密閉采空區。采煤工作麵一旦發生火災,現場工人應立即迎著新鮮風流方向撤離現場,即工人由工作麵經工作麵運輸順槽經主斜井返回地麵。
(二) 防治礦井水災的措施
根據儲量核實報告和業主提供的資料,興安煤礦井田內煤層露頭線附近存在老窯采空區,井田內發育有局部小斷層。因此礦山應掌握該處原有巷道具體積水情況,應及時請有資質的部門對礦區範圍內的原有巷道含水範圍、標高以及含水量等作好調查分析,並及時上圖,確定好探水警戒線,並製定針對性的探放水措施和設置相應的防水設施。在掘進和回采過程中,隨時要注意探放老巷水,防止透水事故的發生。同時,必須作好水害分析預報,必須堅持“預測預報、有掘必探,先探後掘、先治後采”的原則,同時必須堅持“有疑必停”的原則。
預防的重點在裂隙、小煤窯、采空積水、頂底板灰岩地層含水和雨季滲水。
1、進行礦區內及周邊小窯、老空及曆史開采的調查,分析積水區域及積水量,劃出探水線;在靠近小煤窯、老空、斷層等有突水危險的地點附近掘進巷道時,必須配備相應的探水鑽,必須堅持“預測預報、有掘必探,先探後掘、先治後采”的原則,同時必須堅持“有疑必停”的原則,以防止突水。
2、探水時應對本煤層淺部老窯、采空區進行探放。
3、地表水體、斷層、老窯采空區、陷落柱等必須留設安全隔水煤柱。
4、在雨季之前,對直達地麵的地表裂隙要采取措施封填密實,防止大量雨水通過裂隙泄入井下;對地表塌陷坑要回填夯實,保證流水坡度,防止積水滲入井下;對回采冒落後,有可能與地表溝通的地段,盡量避開雨季回采。
5、定期清理水倉和水溝,維護好水泵和排水管路,保證井下水流暢通和排水設備完好。
6、編製年度防治水計劃,並及時予以更新。
7、探放水措施
礦井在生產過程中,必須加強老窯積水的探測工作,杜絕隱患,防止水災事故發生,確保生產安全。一旦工作麵水災事故發生,現場工人應立即往高處走,即工作麵工人經工作麵回風巷、回風斜井、安全出口返回地麵。
(三) 礦井頂板事故的防治措施
1、每一采掘工作麵在施工前,必須有針對頂板管理的安全技術措施,當地質條件發生變化時,要及時修改或補充措施。
2、認真執行敲幫向頂製度,發現煤矸鬆動、離層、棚子傾倒變形等,必須先處理好,然後再施工。
3、回采工作麵在回采過程中要做好礦壓觀測工作,並對工作麵支護質量和頂板動態進行監控,總結頂板活動規律,摸清初次來壓和周期來壓顯現情況,以便加強上、下兩巷及工作麵的支護質量。
4、采掘工作麵過斷層、老空、舊巷應編製專門頂板管理安全技術措施,否則不能作業。
5、加強巷道修護工作,對失修巷道要及時維修,維修前應編製安全技術措施。
6、平巷掘進工作麵要堅持使用前探梁支護,放炮工作麵要堅持使用防倒裝置。
7、對出現掉頂地點,一定要采取打木垛或其它方式接住頂板處理冒頂,高度在1.5米以上或空頂出現瓦斯積聚時要有妥善的安全措施。
8、加強支護質量的檢查與驗收,不合格的支護材料不能使用,不合格品要限期整改。
9、兩條巷道貫通前應編製防止冒頂事故的安全措施。
10、回采工作麵、舊巷回收支護材料時,都要編製專門措施,否則不能施工。
(四) 防治提升運輸事故的主要措施
1、井下運輸設備的正確選擇
井下使用的運輸設備必須是由正規廠家生產,符合煤礦使用標準的防爆合格產品。
2、軌道、道岔規格及線路標準
(1)根據變更方案設計,本礦副斜井、運輸大巷、軌道上山鋪設600mm軌距30kg/m鋼軌混凝土軌枕。回風順槽及掘進麵鋪設600mm軌距15kg/m鋼軌木軌枕。
(2)礦上應進行運輸係統軌道線路設計,軌道的鋪設必須符合以下規定:
①扣件必須齊全、牢固並與軌型相符。軌道接頭的間隙不得大於5mm,高低和左右錯差不得大於2mm。
②直線段2條鋼軌頂麵的高低差,以及曲線段外軌按設計加高後與內軌頂麵的高低偏差,都不得大於5mm。
③直線段和加寬後的曲線段軌距上偏差為+5mm,下偏差為-2mm。
④在曲線段內應設置軌距拉杆。
⑤軌枕的規格及數量應符合標準要求,間距偏差不得超過50mm。道碴的粒度及鋪設厚度應符合標準要求,軌枕下應搗實。對道床應經常清理,應無雜物、無浮煤、無積水。
⑥同一線路必須使用同一型號鋼軌。
(3)道岔的鋼軌型號,不得低於線路的鋼軌型號。
(4)礦井軌道使用期間應加強維護,定期檢修。
(5)由地麵直接入井的軌道及露天架空引入(出)的管路,必須在井口附近將金屬體進行不少於2處的良好的集中接地。
3、防止運輸巷道內瓦斯積聚
加強運輸巷道內局部冒高點的處理和巷道支護,礦車的停放、材料的堆放等不應影響巷道的通風,防止瓦斯積聚。
4、嚴格的行人管理和躲避硐
①運輸巷道內必須設計人行道,其寬度符合設計規定,並在適應位置設置躲避硐,以保證行人安全。
②嚴禁使用礦車、材料車和平板車運送人員。
③行人不能在軌道上行使,必須隨時注意是否有車輛通過,在需要橫跨軌道時一定要看清沒有來車確保安全的情況下快速通過。
④巷道中行人,必須走人行道。
⑤斜巷提升的各個車場必須安設聲光信號。
⑥斜井(巷)施工期間兼作行人道時,必須每隔40m設置躲避硐並設紅燈。設有躲避硐的一側必須有暢通的人行道。上下人員必須走人行道。行車時紅燈亮,行人立即進入躲避硐;紅燈熄滅後,方可行走。
⑦25°以上的傾斜巷道人行道應設扶手、梯子和信號裝置。
⑧煤礦企業必須製定井巷維修製度,加強井巷的維修,保持巷道設計斷麵,保證通風、運輸的暢通和行人安全。
⑨串車提升時,嚴禁蹬鉤、行人;
⑩在煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出區,專用回風巷內還不得行人。
(五) 防止煤層自燃
本礦主要開拓巷道采用錨噴,周邊空隙和冒落處必須用不燃性材料充填密實,或用無腐蝕性、無毒性的材料進行處理。礦井開采時,要注意觀察,加強自燃征兆的早期識別工作。采煤方法對自燃發火的影響主要表現在煤炭回收率的高低、回采時間的長短上。本礦采用壁式采煤法,回采率高,巷道布置簡單,便於使用機械化設備與加快回采進度,有較好的防火性。頂板管理采用全部垮落法,對開采易自燃的煤層較好。人工攉煤,清掃浮煤,盡量使工作麵回采率提高,采煤工作麵回采結束後,必須在45天內進行永久性封閉。采取綜合防治後,有較好的防火安全性。
(1) 合理的采煤方法能夠提高礦井先天的抗自燃發火能力
多年來的實踐表明,降低煤層自燃發火的可能性要從以下幾個方麵著手:
1)少丟煤或不丟煤;
2)控製礦山壓力,減少煤柱破裂;
3)合理布置采區;
4)回采時應盡量避免過分破碎煤體;
5)加快工作麵的回采速度,使采空區自熱源難於形成;
6)及時密閉已采區和廢棄的舊巷;
7)注意選擇回采方向,不使采區回風巷過分受壓或長時間維護在煤柱裏。
(2) 通風方麵的措施
通風因素的影響主要表現在采空區,煤柱和煤壁裂隙漏風,漏風就是向這些地點供氧,促進煤的氧化自燃。采空區麵積大,漏風量相當可觀,但風速有限,散熱作用低在工作麵的兩巷(回采工作麵的運輸巷和回風巷)一線(停采線)過斷層地帶,煤層變薄跳麵的地方有大量的浮煤堆積,最易發生自燃。所以每工作麵回采完畢即進行封閉,以減少浮煤堆積地點的漏風量,防止自燃。良好的通風係統可以在很大程度上控製自然火災的發生。從興安煤礦網絡結構來看,通風方式為並列式,但條帶工作麵相對主井為前進式,故每一工作麵采完後要特別注意密閉好,以免向采空區漏風而造成遺煤自燃,同時要加強運輸及回風大巷的觀測和采取加厚噴漿的防火措施,使之隔絕空氣,防止氧化。工作麵為獨立通風,後退式開采均有利於防火。
(3) 防滅火技術
在生產過程中,采煤工作麵的采空區以及巷道的煤壁出現自燃征兆,必須立即進行處理。可采用流動汽霧阻化劑防滅火技術。阻化劑滅火是目前國內外正在積極推廣應用的一種防止自燃火災的新方法。它具有工藝係統簡單、投資少,且阻化劑來源廣、阻化率高、價格低廉等優點。另外,此法還對缺水、少土地區煤礦的井下防滅火具有重大的現實意義。因此,問世以來取得了較好的社會效益和經濟效益。
(六) 防雷事故的措施
1、煤礦安全監控設備之間必須使用專用阻燃電纜或光纜連接,嚴禁與調度電話電纜或動力電纜等共用。係統必須具有防雷電保護。
2、井下設置爆炸材料庫時,爆炸材料庫上麵覆蓋層厚度小於10m時,必須安裝防雷電設備。
3、永久性地麵爆炸材料庫與地麵臨時性爆炸材料庫必須裝設防雷電措施。
4、井上、下必須裝設防雷電裝置,並遵守下列規定:
①經由地麵架空線路引入井下的供電線路,必須在入井處裝設防雷電裝置。
②由地麵直接入井的軌道及露天架空引入(出)的管路,必須在井口附近將金屬體進行不少於2處的良好的集中接地。
③通信線路必須在入井處裝設熔斷器和防雷電裝置。
5、電壓在36V以上和由於絕緣損壞可能帶有危險的電器設備的金屬外殼、構架,鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)、鉛皮或屏蔽護套等必須有保護接地。
6、接地網上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2歐姆。每一移動式和手持式電氣設備至局部接地之間的保護接地用的電纜芯和接地連接導線的電阻值不得超過1歐姆。
7、電氣設備的保護接地裝置(包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯線)和局部接地裝置,應與主接地連接成1個總接地網。主接地極應在主、副水倉中各埋設1快。主接地極應用耐腐蝕的鋼板製成,其麵積不得小於0.75m2、厚度不得小於5mm。在鑽孔中敷設的電纜不能與主接地極連接時,應單獨形成一分區接地網,其接地電阻不得超過2歐姆。
8、下列地點應裝設局部接地極:
①裝有電氣設備的硐室和單獨裝設的高壓電氣設備。
②低壓配電或裝有3台以上電氣設備的地點。
③無低壓配電點的采煤機工作麵的運輸巷、回風巷、集中運輸巷以及由變電所單獨供電的掘進工作麵,至少應分別設置1個局部接地極。
橡套電纜的接地芯線,除用作監測接地回路外,不得兼作他用。
(七) 事故避災線路
A、火災、瓦斯、煤塵避災線路
可行線路:
10401工作麵→工作麵運輸順槽→區段運輸石門→軌道上山、進風行人井→運輸大巷→主、副斜井→地麵;
掘進麵1→材料石門→軌道上山、進風行人井→運輸大巷→主、副斜井→地麵;
掘進麵2→材料石門→軌道上山、進風行人井→運輸大巷→主、副斜井→地麵;
最佳線路:
10401工作麵→工作麵運輸順槽→區段運輸石門→進風行人井→地麵;
掘進麵1→材料石門→進風行人井→地麵;
掘進麵2→運輸石門→進風行人井→地麵;
B、水災避災線路
可行線路:
10401工作麵→工作麵回風順槽→區段回風石門→回風斜井→地麵。
掘進麵1→掘進回風石門→回風斜井→地麵。
掘進麵2→掘進回風石門→回風斜井→地麵。
最佳線路:
10401工作麵→工作麵回風順槽→區段材料石門→進風行人斜井→地麵。
掘進麵1→掘進材料石門→進風行人斜井→地麵。
掘進麵2→掘進回風石門→進風行人斜井→地麵。
(八) 安全設備
該礦按煤與瓦斯突出礦井設計,當井下了生災害時,為了使井下人員自救援,根據《煤礦安全規程》規定,設計配備了自救器。為了監測風量,瓦斯和一氧化碳等,配備了測風、測瓦斯、測CO的設備。
安全設備見表8-2
表8-2 礦井安全基本裝備的儀器、儀表和設備配
在建井施工和生產過程中,要求嚴格執行《煤礦安全規程》、《礦山安全生產條例》及其他有關煤礦安全生產規定,確保礦井生產安全。
根據國家安全生產監督管理局文件(安監總煤裝〔2010〕146號)“國家安全監管總局國家煤礦安監局關於建設完善煤礦井下安全避險“六大係統”的通知”,礦井必須在2011年前健全完善安全監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救和通信聯絡等安全避險係統,全麵提升煤礦安全保障能力。
(一) 安全機構及人員配置情況
為了認真貫徹黨和國家的安全方針,堅持安全第一,預防為主,綜合治理,總體推進的指導思想,保障煤礦職工的安全和健康,保護國家資源和財產不受損失,促進煤炭工業現代化建設,按照《煤礦安全規程》規定,建立安全監察機構,並服從相應的煤礦安全監察部門的領導和管理。
礦方必須按規定配備礦長、安全礦長、工程師,並按規定配備安全檢查員。對礦長需經貴州省安全培訓中心培訓考核合格,並依法取得礦長資格證和礦長安全資格證。對從事井下工作的所有人員,都必須培訓。培訓的重點對象有礦長及副礦長,礦技術負責人,區(隊)長、救護、安全檢查人員等。回柱、采支、掘進、通風、放炮、瓦斯檢查、電氣設備防爆檢查、爆破材料管理及各類提升運輸司機等特殊工種和新工人。
安全監察機構應根據需要及人員編製,配齊必須的安全儀器、儀表和檢查工具,以供日常監測人員使用。對儀器、儀表要設專人進行維修、保養。日常監測人員包括采掘、瓦斯、通風、機電、運輸等專業,對礦井的日常生產每班都要有各專業安全監察員,以檢查事故隱患,保證礦井安全生產。日常監測人員根據需要配備。
一、開發方案簡要結論
(一) 設計利用礦產資源量、礦井設計生產規模及服務年限
1、保有資源量:741.7萬t
2、地質資源儲量:618.5萬t
3、設計工業資源/儲量:562.30萬t
4、設計利用儲量:560.80萬t
5、設計可采儲量:455.16萬t
6、設計生產規模:30萬t/a
7、礦井服務年限:11.2a
(二) 產品方案
手選矸原煤出售。
(三) 地麵工業場地及開拓運輸方案
1、地麵工業場地:礦區南東部邊界附近,已建成。
2、開拓方式:斜井開拓
3、運輸方案:井下膠帶輸送機作主運輸、絞車提升作為輔助運輸;地麵為窄軌鐵路和汽車運輸
(四) 采、選工藝方案
1、采煤方法:偽斜走向長壁;
2、落煤方式:炮采;
4、運輸方式:刮板輸送機;
5、采場支護:柔性掩護式支架
6、采空區處理:全部陷落法;
7、選礦工藝:人工手選矸。
(五) 綜合回收、綜合利用方案
區內無其他有用礦產,煤矸石可用於發電。目前礦井在矸石山附近建有一個矸石磚廠,充分利用礦井所排出的矸石作為矸石磚廠的原料。既可提高礦井經濟效益,又可減小環境汙染。
(六) 對工程項目扼要綜合評價
1、根據煤層賦存條件及地形特征,經過比選礦井采用斜井開拓方式,方案基本可行;
2、根據礦井開拓方式、生產能力,井下采用膠帶輸送機、絞車輔助提升,地麵采用窄軌鐵路和載重汽車運輸方案,比較合理;
3、針對核實資源量,確定礦井生產規模30萬t/a、服務年限11.2a,滿足規範要求;
4、地麵工業場區地形比較平緩,容量大,距公路、電源、水源較近,且無不良地質現象,工業場地方案合理,能滿足生產能力要求;
5、結合煤層賦存條件,方案推薦采用走向長壁采煤法及選擇炮采回采工藝基本合理;
6、根據原煤煤質指標、用戶對煤質的要求,原煤銷售,產品方案基本可行;
7、礦區保有資源量較豐富,進一步加強地質勘探及煤的利用,礦井的延續可使本地區的資源優勢轉化為經濟優勢,帶動地方經濟發展,具有較好的經濟效益和社會效益。
(七) 存在的主要問題及建議
1)對煤層瓦斯含量、煤與瓦斯突出危險性、衝擊地壓等分析研究較少。
2)地質資料中水文地質工作不夠深入,未對老窯、采空區的分布及積水情況等作詳細調查,建議對該區進行專門性水文地質工程地質研究,分析其突水產生的條件及突水情況下可能對礦山造成影響。因此礦井必須進一步加強水文地質工作,詳細調查老窯采空區分布及積水情況,並將調查結果標於井上下對照圖上。同時對井下湧水量進行動態觀測,切實弄清地表水和地下水、礦井充水因素、礦井湧水量等資料。
3)地質資料所描繪的煤層露頭、圈定的采空區位置及範圍與實際有出入,礦井必須盡快詳細調查。
4)加強煤層底板茅口灰岩含水情況調查、勘探,為下部煤層開采提供依據。
5)礦井需在生產過程中,加強地質勘探工作,以更好地指導安全生產。
5)開采過程中,要依照設計資料留設河流、村莊等保安煤柱,設計要求盡可能的進行村莊搬遷;要搞好自然生態環境的保護。