现代煤矿安全设计手册

现代煤矿安全设计手册内容摘要：

M73 煤层：顶板为灰色泥质粉砂岩，底板为灰色泥岩。 据此，采煤过程中，仍需对矿井加强顶、底板管理，适时支护，特别在遇见有小构造的地带，更应严防冒顶、片帮、底鼓等不良工程地质问题发生。 六、水文地质 该区位于云贵高原乌蒙山区，属高原侵蚀地貌，地形切割强烈，地势北东高南西低，区内海拔标高 —，最高点位于矿区北西部，海拔标高 ；最低点位于矿区南西部，海拔标高 ，相对高差。 本区属 中亚热带季风气候区，年平均气温为 13℃ ，最高 ℃ 、最低 ℃。 年平均降雨量 1243mm，多集中在 68 月，此段时间内降雨量累计可达 670680mm。 平均风速为 ，最高风速为 ，多为东风。 1）区域河流、井、泉 区内井泉分布在村寨附近，流量受大气降水制约，旱季小，雨季略大，一般仅供生活用水。 井田无河流通过，该溪沟为季节性，枯水期水小。 地表水排泄条件尚好，当地最低浸蚀基础面标高为 1650米。 2）区域含、隔水层分布及特征 区内出露的岩石以碎屑岩（玄武岩）为主，其次为碳酸岩，按含水介质划分地下水类型，以基岩裂隙水为主，其次为岩溶水及松散层孔隙水。 松散层孔隙水出露较少，且无供水意义。 根据对矿区及外围的调查，井泉出露较少，常年性溪沟发育，为当地主要饮用水源，其调查结果见下表： 表 143 地表地下水调查结果表 1）、基岩裂隙水 其地层主要为飞仙关组 (T1f)、长兴 +大隆组（ P3c+d），龙潭组（ P3l）、峨嵋山玄武岩（ P3β），其岩性是以砂岩、砂页岩为主，其次为泥页岩、大山碎屑岩，凝灰岩，含少量基岩裂隙水，多呈悬挂泉或间隙小泉点出露，并受大气降雨与植被发育程度的控制，水量小，泥页岩、玄武岩可视为相对隔水层。 现分述如下： 下三叠统飞仙关组（ T1f）含水岩组：岩性主要为灰绿、紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、砂质粘土岩夹灰岩。 厚 450550m。 含裂隙水，无泉点出露，调查溪流 1 处，流量为 ，富水性中等。 为中等含水岩组。 上二叠统长兴 +大隆组（ P3c+d）含水岩组：灰至灰黄色粉砂质泥岩 、泥岩、泥质粉砂岩夹薄层泥灰岩。 含 23 层煤 ,煤层不稳定，为区内不可采、局部可采煤层。 本段厚 — 米。 含裂隙水，无泉点出露 ,为弱含水岩组。 上二叠统龙潭组（ P3l）含水岩组：为深灰、灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、粘土岩、少量灰岩及煤层组成。 顶部以 M18 煤层与长兴组分界。 含裂隙水，无泉水出露，调查溪流 4处，流量 ls,含水性及导水性均差，富水性弱。 为弱含水岩组。 峨嵋山玄武岩组（ P3β）含水岩组：为灰绿色、暗绿色、杏仁状、气孔状、致密块状玄武岩。 厚大于 50m，含裂隙水，无泉点出露，富水性极弱，为相对隔水层。 2）、岩溶水 下三叠统宁镇组 (T1yn) 含水岩组： 为灰、肉红色色薄至中厚层状灰岩、泥质灰岩及钙质泥岩，顶部为白云岩。 厚＞ 200 米。 含岩溶水，调查泉点 2个，流量为 ，据调查，雨季更大，为富水性强的含水岩组。 中二叠统茅口组（ P2m）含水岩组：岩性为浅灰、深灰色厚层、块状灰岩，夹白云质灰岩、燧石灰岩。 厚大于 100 米。 含岩溶水，调查泉点 2 个，水库 1 处 ,流量为 ，据调查，雨季更大，为富水性强的含水岩组。 3）、孔隙水 主要分布于第四系松散层中，其岩性溪沟中为冲洪积砂石层，洼地中为洪积 —坡积物砂，砾石与亚粘土、亚砂土混合层，分布零星。 该类松散层孔隙水，由于补给、赋存性能差，除了畜水农作外，其无供水价值，为透水而不含水层。 4）地表水、地下水及其联系 a、地层岩石是形成地下水的最基本条件，普查区地下水主要赋存于基岩裂隙之中，为大气降水和地表水的渗入补给提供了有利条件。 b、基岩裂隙是地下水迳流、排泄通道。 c、地貌是控制地下水的补给、迳流、排泄的重要条件。 经调查，该区的地下水补给、迳流区基本一致，并在地质、地貌、岩性有利汇水的条件下，在河（沟）谷低洼处形成地下水排泄带。 综上所述，矿区内地下水补给水源主要靠大气降水。 矿井直接充水含水段，主要是含煤地层及上覆岩溶含水层，富水性中等，水文地质类型属溶隙裂隙充水矿床，水文地质条件中等。 在开采过程中应注意老窑积水。 4）矿井充水因素分析 充水因素包括充水水源，充水通道，充水方式三个因素，矿井直接充水水源来自飞仙关组 (T1f)、长兴组（ P3c）及龙潭组（ P3l）砂泥岩中的地下水。 间接水源主要是大气降水，其补给含水岩组并转化为地下水，然后以直接水源的形式涌入坑道。 矿井充水通道主要为风化和构造成因形成的裂隙。 由于煤层本身富水差，其顶板以砂泥岩构成，矿井充水主要是因开采破坏上覆地层岩石完整性而产生的裂隙致地下水沿裂隙进入矿坑，属间接充水方式。 除上述因素外，矿井水还有顶板的裂隙水，小窑水，老空水，现分述如下： ① ．顶板裂隙水：主要是矿井采掘活动中，从顶板裂隙进入矿井的水，主要充水因素为地表的河流和飞仙关组第二段的岩溶水。 ② ．小窑水，在煤层露头线浅部，历史上造成的乱采烂挖留下的小煤窑、老煤窑均已灌水。 矿井开采中应防范小窑水，老窑水的突发透水事故。 ③ ．老空水：随着开采面积和深度的增加，浅部老空水及上覆煤层老空水可能导入井下，在矿井开采下伏煤层时应注意老空水的危害。 5）矿井涌水量 综上所述，开采煤层后，地下水水力联系增强，开 采时要予以重视和监测。 矿坑涌水量大，井田内水文地质条件属简单 中等复杂类型。 根据贵州省地矿局一一三地质大队 2020年 7月提交的《赫章县平山煤矿普查地质报告》及邻近矿井资料，矿井正常涌水量 20m3h；最大涌水量 70 m3h。 建议矿井在建设生产中注意收集有关水文地质资料，对矿井的充水因素，补给条件、涌水量进行分析和测定，以便为矿井的生产提供指导，达到安全生产的目的。 矿井在生产过程中必须加强探放水的措施，坚持有掘必探、先探后掘、先探后采的原则。 七、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在的问题 对矿井地质勘探安全工作条件的评价 贵州省地质矿局一一三地质大队 2020年 7月在该区作过勘查地质工作，提交了《贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告》，对矿区作了储量计算。 由于该矿为农村自用煤矿，只有《普查地质报告》，且勘探程度较低，矿井资源储量不完全可靠。 根据贵州省地质矿局一一三地质大队 2020年 11 月提交的《贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告》，认为平山乡平山煤矿煤层赋存较稳定、储量较丰富，地质构造 较复杂，工程及水文地质条件复杂，矿区交通便利，资源可靠，开采技术条件一般。 但目前为普查阶段，按要求达到详查阶段后，储量将大幅度增加。 通过上述地质勘探工作，认为本井田资源可靠。 主采煤层赋存稳定，构造简单，全区可采。 根据原煤分析结果，按中华人民共和国国家标准，煤炭质量分级，第 1部分：灰分（ GBT ）的规定；第 2部分：硫分（ GBT ）的规定；第 3部分：发热量（ GBT ）的规定，矿区内 M18 煤层原煤属 中灰、低硫、特高热值煤，牌号为无烟煤。 M73 煤层原煤均属中灰、低硫、高热值煤，牌号为无烟煤。 水文地质条件中等复杂，顶板多为泥质粉砂岩，一般较稳固，底板则多为泥岩，遇水后常易产生膨胀、底鼓现象。 存在的问题和建议 1）建议对井田附近的老窑开采情况和采空积水情况进一步调查清楚，在图上标注明探水警戒线，在接近老空开采范围附近时，在采掘过程中应坚持 “有凝必探，先探后掘 ”的原则，加强探放水工作，严加防范，防止透水伤人事故的发生。 2）建议进一步进行勘查工作，提高资源储量级别，以便合理利用和保护资源。 3）开采过程中除应加强对瓦斯浓度的检测及矿井通风外，还应采取有效的预防措施，防止瓦斯超限和聚集，更应加强矿井瓦斯含量测定及通风工作，确保安全生产。 以往的勘探工作对矿井瓦斯、煤尘、自燃、矿井水文地质等工作不够深入。 建议： （ 1）矿井生产过程中进行瓦斯含量及瓦斯涌出量的测定，定期进行瓦斯等级鉴定，获得可靠的瓦斯数据； （ 2）进一步加强水文地质工作，切实弄清地表水和地下水、矿井充水因 素、矿井涌水量等资料； （ 3）切实弄清矿区内的小煤窑开采范围和老窑、采空区积水情况。 （ 4）及时探清断层产状、性质等，为下一步的开采提供地质依据。 （ 5）生产过程中切实作好测量工作，防止破坏村寨保护煤柱造成房屋垮塌。 （ 6）建议矿井在建设生产中注意收集有关水文地质资料，对矿井的充水因素，补给条件、涌水量进行分析和测定，为矿井的生产提供指导，达到安全生产的目的。 第三节 矿井设计概况 一、 工程性质 赫章县平山煤矿原性质为农民生活自用煤矿。 赫章县国土资源局根据原国家及贵州省相关文件精神，于 2020年 3月 23 日颁发赫民煤〖 2020〗第 15 号，赫章县后山 (现名平山 )煤矿采矿证（毕节地区农民生活自用煤采矿许可证）。 根据贵州省相关文件精神，此类煤矿符合将原县颁发采矿证变更为省国土资源厅颁发采矿证的条件。 二、井田开拓开采 ： 平山煤矿位于赫章县城的东面，矿山地理坐标为：东经104176。 49′14″104176。 50′38″，北纬 27176。 10′46″27176。 11′46″；行政区划属赫章县平山乡管辖。 矿区平面上呈 “梯形 ”状，东西长 1700米，南北宽1780 米，面积约。 井田范围拐点坐标表 表 211 根据贵州省地矿局一一三地质大队 2020 年 11 月份提交的《赫章县平山煤矿普查地质报告》及贵州省国土资源厅 2020 年 12 月下发的黔国土资储备字 [2020]128号关于《贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告》矿产资源 储量评审备案证明文件和贵州省国土资源勘测规划院黔国土规划院储审字 [2020]164号《贵州省赫章县平山煤矿普查地质报告》矿产资源评审意见书，核实截至 2020年 7月止，赫章县平山乡平山煤矿保有资源储量 万吨，其中：推断的内蕴经济资源量（ 333），预测的资源量（ 334）。 , 含村寨煤柱 万吨。 煤层资源储量汇总表 本设计将开采范围保有 (333)资源量 （ 334）。 资源量的 50%作为设计依 据。 设计利用储量 设计利用储量： M= (333)+（ 334）。 2=+= 万吨 永久煤柱损失 本矿区范围内地面有村寨须保护，矿区边界煤柱留设 20m，浅部煤层风氧化带、老窑采空区以下留 20～ 25m 的安全隔离煤柱；工业场地未压煤不留设保护煤柱；根据本设计的开拓巷道布置情况，每侧 m留设20 保护煤柱。 ① 边界煤柱： 18 煤层边界煤柱 =S边 cos28176。 MD104 =45396cos28176。 2104 = t 全部为（ 334）。 ，所以计入 247。 2= t 73 煤层边界煤柱 =S边 cos28176。 MD104 （ 334）。 =22020cos28176。 104 = t 计入 247。 2= t (333) =1100cos28176。 104 = 万 t 边界 煤柱 =18 煤层边界煤柱 +73煤层边界煤柱 =＋ = t ② 井筒煤柱 18 煤层井筒煤柱 = S 井 cos28176。 MD104 =40000cos28176。 2104 = t 73 煤层井筒煤柱 = S 井 cos23176。 MD104 =44000cos28176。 104 = t 全部为（ 334）。 ，所以计入 247。 2= t 井筒煤柱 =18 煤层井筒煤柱 +73煤层井筒煤柱 =＋ = t ③ ：地面村寨塘煤柱 储量核实报告已经扣除，为 t，不再重复计算。 由以上计算，须扣除煤柱损失合计为 （不含地面村寨塘煤柱）。 可采储量 矿区内 18 煤层厚度为 ,属中厚煤层； 73 煤层厚度为 ， 属薄煤层，本矿 18 煤层采区回采率按 80%计算， 73煤层采区回采率按85%计算。 可采储量 =（设计利用储量－永久煤柱损失） 采区回采率 M18 煤层：（ － ） 80%= M73 煤层：（ － ） 85%= 可采储量合计：。 平山煤矿设计生产能力为 9万 t年，日平均生产能力为 273 吨，年工作日 330天，每天三班作业，每天净提升时间 16小时。 矿井服务年 限按下式计算 服务年限＝可采储量（井型 储量备用系数） ＝ （ 9）＝ 矿井在今后的生产过程中应加强地质工作，提高资源储量级别，增加矿井资源量，降低风险，达到延长矿井服务年限的目的。 该矿性质为解决民用煤问题的农村自用煤矿变更为合法矿井，原矿井巷道布置混乱 ,生产能力小 ,形成的采空区基本位于巷道两侧；目前在矿区东翼有一工业场地，井下仅有一提升巷可以改造利用，其它巷道基 本无利用价值。 目前根据矿区范围内的地形地貌特点，交通运输情况，煤层赋存及出露情况以及矿井建设所需工业场地大小；经设计人员多次现场踏探，结合业主意见，可以征地的情况，矿井开拓为以下方案： 本矿区所属区域总体上，煤层间距大，所以采取分层开采，先开采上部 M18煤层，最后开采下部 M73 煤层。 在矿区走向东部 ,利用原有工业场地布置工业场地，在工业场地布置主斜井、副斜井；主斜井倾角平均 8186。 ，方位角 69186。 ；副斜井利用现有巷道改造，倾角平均 7186。 ，方位角 70186。