平安煤矿通风与安全设计矿井通风与安全课程设计(编辑修改稿)

平安煤矿通风与安全设计矿井通风与安全课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

0 J K 0 L 2）交通情况 矿区内最高海拔 （矿区北东黄鳝顶），最低海拔 800m（中部条塘河），一般为 1000～ 1200m，相对最大高差 562m，一般为 50～ 100m；煤系地层出露最高标高为 ，最低标高 800m。 根据区域水文地质资料，矿区中部条塘河河谷标高 800m为矿区最低侵蚀基准面。 矿区内山脉走 向整体为北东～南西向，主要受区内岩性和构造控制，地势表现为中部低，两端高。 矿区以东约 25km与川黔线相接，区内有铁路公路相通，交通方便。 地形地貌 矿区呈北东～南西向展布，为低中、高地貌，矿区北高南低，最高海拔 +，最低海拔 +800m。 气象 矿区属于中亚热带季风气候区，季风体现不明显，气温变化不大，夏无酷暑，冬无 第 8 页 严寒。 主要自然灾害 根据贵州省桐梓县平安煤矿煤层顶底板分析，可能存在的顶底板灾害主要有： 1）该矿可采煤层顶板应属较稳定类型，但受开采动压及支承压力的影响 ，顶板仍可能难以支护，特别是受采动影响的巷道，工作面上下出口等。 2）由于该矿煤层倾角较大 (平均 25176。 )，因此可能产生推垮型的顶板事故，生产中特别加强支架的稳定性，防止支柱倾倒和失稳。 3）各煤层底板中因为泥岩或含泥质，遇水会底鼓膨胀，因此加强底板的管理，减少巷道积水并及时清理巷道底板。 矿井属煤与瓦斯突出矿井，会导致瓦斯积聚，瓦斯爆炸等瓦斯事故灾害。 鉴定的各煤层有爆炸性，但煤尘仍可能导致如下危害： ① 对人体的危害：①尘肺病；②皮肤病；③慢性中毒 (如铅、汞矿尘 )； ② 煤尘参与爆炸：①使人身 受到伤害；②破坏设备；③毁坏矿井设施； ③ 加速机械磨损，减少精密仪表使用时间； ④ 降低工作场所能见度，工伤事故增多。 鉴定的各煤层均具有自燃倾向。 但煤的自燃会导致火灾、 CO 中毒窒息等事故。 矿井为平硐开拓，地表水、老空水、断层水、顶底板裂隙水的涌出均是矿井的水患。 1）影响生产、威胁采掘工作面及矿井安全； 2）淹井伤人，造成财产损失。 本矿属煤与瓦斯突出矿井，因此本矿在进行煤与瓦斯突出鉴定前要求按煤与瓦斯突出按“四位一体”进行管理。 煤与瓦斯突出事故可以： 1）摧毁井 下巷道设施； 第 9 页 2）破坏通风系统； 3）造成瓦斯熏人及爆炸事故； 4）人员伤亡、财产损失，给煤矿安全生产带来严重威胁。 地下开采可能引发和加剧以下地质灾害： 1）采空塌陷将影响到地表后，在煤层开采影响范围内引发地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大，在陡坡、陡崖地段还可能引发滑坡、崩塌； 2）矿渣堆放不当，可能引发泥石流； 3）采掘中，井巷中产生冒落、垮塌等地质灾害的可能性大； 4）加剧现有地裂缝、地面塌陷及古崩滑堆积体发展的可能性大。 工程建设本身及住户设施可能遭受地质灾害危险性： 地下工程在建 设和生产中遭受冒落、垮塌等井下地质灾害的可能性大，对工程及作业人员造成威胁，且危险性大。 矿井开采过程中，随着煤层开采面积的增大，须建立对矿区地表的形变监测制度，对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，须采取相应的预防措施。 如在地面陡峭地段、岩层松软地段预先打锚杆、锚钉或修筑挡墙加固；在地表仅发生轻微变形、产生微小裂缝地段，也应及时进行填堵等。 矿井为新建矿，设计年产量为 45 万吨 /年。 矿区位于周市坝向斜北西翼东段，区内未有断裂通过，地质构造复杂程度属中等，煤层层位 固定，厚度较稳定，形态简单，稳定可采煤层有 C C C13 共 3 层。 井田内划分为一个水平开采，即开拓方式为底板走向平硐单水平上下山开拓，水平标高为 +800m。 井田内划分为 2 个采区，回采工作面为 1个，掘进头 2 个。 矿井通风方式为分区抽出式。 安全条件 地质特征 矿区出露地层有二叠系下统茅口组（ P1m）、上统龙潭组（ P2I）、长兴组（ P2c）、三叠系下统夜郎 (T1y)、茅草铺 (T1m)。 现将各地层由老到新简述如下： 1）二叠系下统（ P1） 矿区仅出露茅口组（ P1m）的一部分，为浅灰～灰白色，厚至中 厚曾状细品灰岩， 第 10 页 夹燧石团块。 厚度大于 110～ 160m。 2）二叠系上统（ P2） (1)龙潭 (P2I):是矿区的含煤地层，厚 70～ 75m，与下伏茅口 (P1m)呈假整和接触。 根据岩性组合、含煤性可分为三段： 上段：上至长兴灰岩底界，下至 C6 煤层底界，厚 10～ 15m。 上部为薄层状生物灰岩夹泥岩及粉砂质泥岩；下部为泥岩、粉砂质泥岩夹生物灰岩及煤。 该段含煤 2～ 3 层，其中稳定可采煤二层（ C C6）。 中段：上至 C6 煤层底界，下至 C9煤层底界，厚 15m 左右。 上部为泥岩、粉砂质泥岩家薄层状菱铁矿（岩）及煤线；中部、下部为 中厚层状生物灰岩家泥岩及粉砂质泥岩，该层含煤 2～ 3层，其中可采煤二层（ C C9）。 下段：上至 C9 煤层底界，下至茅口组顶界，厚 20～ 30m。 与下伏茅口灰岩呈假整和接触。 上部为黑色炭质泥岩、粉砂质泥岩及煤层（线），下部为灰色，含黄铁矿粘土岩。 该段含煤 2～ 3层。 (2)长兴 (P2c) 灰至深灰色中厚层状石灰岩，层间夹炭泥岩，含燧石结核、条带。 厚 55m。 3）三叠系下统（ T1） (1)夜郎组 (T1y) 按其岩性可分为三段，现从老到新简述如下： 沙堡湾段（ T1y1） :灰绿色、黄灰色泥岩、钙质泥岩。 厚 3～ 8m。 玉 龙山段（ T1y2） :浅灰、灰色薄至厚层状微至细晶石灰岩，顶部见鲕粒灰岩，底部为灰色薄层状泥灰岩。 厚 110～ 140m。 九级滩段（ T1y3）：按其岩性组合分为三个亚段： 下部：紫红、黄绿、土黄色粉砂质泥岩、泥质粉砂、钙质泥岩、泥岩。 间夹薄层状泥灰岩，顶部为黄绿色钙质泥岩。 中部：浅灰白色中厚层状细灰晶岩。 上部：紫红色、黄绿色钙质泥岩、粉砂岩、泥岩，间夹薄层状泥灰岩。 该段总厚 160～165m。 (2)茅草铺 (T1m) 矿区内仅出露其下部的一部分，为灰色薄层至中厚层状微至细晶石灰岩、白云质灰岩、泥质石灰岩。 厚度 大于 200m。 第 11 页 (3)第四系（ Q）：为残坡积河床堆积物。 厚 0～ 2m。 矿区位于周市坝向斜北西翼东段，区内未有断裂通过，地质构造复杂程度属中等，煤层层位固定，厚度较稳定，形态简单，稳定可采煤层有 C C C13 共 3 层。 区内地层呈单斜状产出，产状稳定，倾向一般为 150～ 160176。 ，倾角 20～ 31176。 ，一般为 23176。 左右。 矿区北东仅发育一走向近北西向，延伸 500m 的弧形正断层 F10，垂直断距 25m，位于采区以外 100 余米，对采区煤矿无影响。 煤层及煤质 1）可采煤层 (1)C8 煤层 产与龙潭组中段 底部，厚 ～ ，局部厚达 ，平均。 煤层结构简单，局部夹矸一层，夹矸厚 ～ ，区内稳定可采。 主采煤层顶底板特性详见表。 表 主采煤层顶底板特性 煤层 顶 板 底 板 C8 粉砂岩 粘土岩 C9 泥岩、粉砂质泥岩 泥岩 C13 泥岩、粉砂质泥岩 黄铁矿粘秃岩 矿井瓦斯等级、煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性 贵州省桐梓县平安煤矿为建设矿井，本按煤与瓦斯突出矿井设计，暂按瓦斯相对涌出量 ，今后 以实际鉴定为准。 区内对 C8 煤层分别做了自然性能实验，从化验结果确定各可采煤层均具有自燃倾向。 煤与瓦斯突出危险性资料，该矿未进行煤与瓦斯突出鉴定。 鉴于邻近的矿区发生过煤与瓦斯 (二氧化碳 )突出，因此本矿在进行煤与瓦斯突出鉴定前要求按煤与瓦斯突出按“四位一体”进行管理。 第 12 页 本矿井必须尽快请有资质部门进行鉴定，并报主管部门审批。 必须时刻注意做好瓦斯突出的预测工作并有煤与瓦斯突出的预防措施，巷道和石门揭煤时必须采取相应的揭煤安全措施。 本井田属地温正常 区，无热害影响。 水文地质 矿区呈北东～南西向展布，为低中、高地貌，矿区北高南低，最高海拔 +，最低海拔 +800m。 条塘河从矿区中部山北向南径流，河谷最低标高为 +800m。 根据区域水文地质资料，条塘河河谷标高 +800m 应为矿区最低侵蚀基准面。 矿区南西侧发育一条由北向南径流的河流，河谷标高为 +800m，区内南东侧发育数条溪沟，有利于地表水的排泄。 各含水层之间一般没有水力联系，地下水一般限于顺层运动，水源的补给一般也只限于大气降水，矿井涌水量有明显的季节性，雨季稍大，旱季变小。 矿区南西侧发育一条由北向南径流的河流，河谷标高为 +800m，区内南东侧发育数条溪沟，有利于地表水的排泄。 矿区出露地层为三叠西同下统茅草铺组、夜郎组，二叠系上同长兴组、龙潭组下统茅口组，其水文地质特征及对煤矿开采的影响如下： 1）茅草铺组（ T1m） 为薄至中厚层状灰岩、白云质灰岩、白云岩、泥质灰岩。 厚度大于 200m，含水性较强，但因分布于矿区边缘，且其下有厚大的九级滩段隔水层相隔，在无构造破坏的情况下，对煤矿开采无影响。 2）夜郎组（ T1y） 九级滩段（ T1y3）：为粉砂 质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、钙质泥岩夹灰岩。 厚度 160～165m。 含水性极弱，为一相对隔水层，对煤矿开采影响不大。 玉龙山段（ T1y2）：为中厚层状灰岩、含泥质灰岩。 厚 120～ 140m。 为岩溶裂隙含水层，含水性中等。 虽其下有沙堡湾隔水层存在，但因沙堡湾段隔水层厚度较小，采煤时不应对其破坏。 第 13 页 沙堡湾段（ T1y1）：厚 3～ 8m。 为泥岩、钙质泥岩，局部夹极薄层状泥灰岩，为一相对隔水层。 3）长兴组（ P2c） 中厚层状含燧石灰岩，层间夹炭泥质。 为岩溶裂隙含水层，含水性中等。 厚 55～ 58m。 该层在矿区内大多形成陡岩或陡 坡，呈窄长条形分布，出露面积较小，地表岩溶不发育，地表水补给条件不良，对煤矿开采有一定影响。 4）龙潭组（ P2I） 为一套海陆交互相含煤地层，岩性为泥岩、生物灰岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、煤及少量泥质灰岩。 厚 70～ 75m。 据采煤老硐调查，区内采煤老硐大多为潮湿状态，局部有少量滴水、渗水现象，说明含水性较、弱，为一相对隔水层，对煤层开采影响较小。 5）茅口组（ P1m） 为浅灰色、灰色厚层块状灰岩，厚度大于 100m。 为岩溶裂隙含水层，含水性较强。 是含煤岩系的直接底版。 区内矿床的充水主要因素为茅口组灰岩、 长兴灰岩及煤系三个含水层，均属条带状地下水，分布很不均一，开采过程中易造成矿井突水，威胁较大，应加以注意。 玉龙山灰岩含水层为矿井充水的次要因素。 此外，小煤窑积水对未来矿井的突水问题，需要注意冒落范围的小煤窑积水的影响而造成浅部矿井的突然充水。 大气降水对矿井的补给是间接因素，影响不大，也应注意。 第 14 页 第二章 矿井开拓与开采 埋深及开采条件 井田开拓 1）开拓方式 井田内划分为一个水平开采，即开拓方式为底板走向平硐单水平上下山开拓，水平标高为 +800 m。 2）井口位置及工业场地 根据设计，井口位置及工 业场地利用矿井现有井筒及工业场地，位于井田东边界煤层露头附近。 3）井筒布置及装备 根据设计，本设计共有 3个井筒，即主平硐、副斜井、风井。 (1)主平硐 主平硐担负煤炭运输、进风铺设管线等任务，初期长 1245m，井筒倾角 3‰，净断面 ，为半圆拱形巷道，采用锚喷支护，采用皮带运输机运输。 (2)副斜井 主平硐担负矸石提升、材料及设备下放、进风、行人、铺设管线等任务，井筒长 254m，坡度 25176。 ，净断面 ，为半圆拱形巷道，采用锚喷支护，实际情况选用两种类型的矿车，即 矿车（轨道）， 用于矸石的提升； 材料车。 (3)风井 风井作回风之用，沿岩层布置，井筒长 134m，坡度 25176。 ，净断面 11m2，为梯形巷道，采用锚喷支护，不铺设轨道。 井筒数目为 3个，井筒特征见表。 表 井筒位置及特征表 井筒 名称 井口座标 井口标高 (m) 井筒方位角(176。 ) 井筒倾角(176。 ) 井筒长度(m) 断面形状 支护形式 井筒断面 X(m) Y(m) 净 (m2) 掘 (m2) 主平硐 3171787 36371376 +800 3 3‰ 296 半圆拱 锚喷 第 15 页 副斜井 3119700 36369906 +1100 112 25 254 半圆拱 锚喷 风井 3119743 36369915 +1100 112 25 134 半圆拱 锚喷 11 4）井底车场形式及通过能力 本矿井开拓方式为平硐开拓方式 ,不需要专门设置井底车场 ,只做个简单绕道与主平硐相连即可。 5）硐室有变电所 6）提升运输方式及设备 (1)主平硐 主平硐采用皮带运输机运。