坤元煤矿皮带下山防突措施1.docx
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坤元煤矿皮带下山防突措施1
坤元煤矿
皮带下山掘进工作面
防治煤与瓦斯突出专项措施
矿长：
安全副矿长：
生产副矿长：
技术负责人：
编制人：
编制时间：
2011年10月30日
会审记录
单位
矿领导
技术科
安监科
机电科
通防科
调度室
施工队
会审人员签字
会审意见：
年 月 日
技术负责人意见:
年 月 日
矿长意见：
年 月 日
贯彻记录
规程措施名称
贯彻时间
主持人
贯彻人
参加学习人员签名
前言
黔西县坤元煤矿为整合矿井，由黔西县原金坡乡杜鹃煤矿、成立煤矿、简槽沟煤矿和中寨煤矿四对矿井整合形成，整合后新的矿井名称为黔西县坤元煤矿，2010年4月取得了由贵州省国土资源厅颁发采矿许可证，证号为C520000************1282，年开采能力15万吨，企业性质为私营。
《黔西县坤元煤矿（整合）开采方案设计》（以下简称原设计）由贵州丰顺矿山安全生产技术咨询服务公司于2007年9月编制完成并通过审查获得贵州省煤炭管理局批复，原设计设计矿井生产能力为15万t/a。
根据贵州省煤炭管理局第二十一次整合进展调度会情况汇报和第二十七次整合进展调度会情况汇报中鼓励小煤矿做大做强的精神和矿井实际情况，拟对矿井的设计生产能力进行变更，即将矿井设计生产能力由15万t/a变更到30万t/a。
因此矿方委托我院进行该矿开采方案设计的变更工作。
对原设计、矿井现状、变更设计的原因、变更的主要内容作简要说明如下：
原设计概况
原设计采用平硐开拓，划分一个水平六个采区开拓全矿井。
设计改造利用原简槽沟煤矿矿井工业广场和原主平硐（+1553m），采用分层布置方式，每一采区内布置回风井和轨道提升井。
首采区改造原中寨主平硐为回风平硐，另新开提升斜井，采用走向长壁采煤方法，以一个采区一个炮采工作面两个炮掘工作面达到设计生产能力，采煤工作面以单体支柱和金属铰接顶梁支护采场，以全部垮落法管理顶板。
矿井建设现状
坤元煤矿已按原设计布置出了主平硐238米，运输大巷两段巷计608米，回风平硐176米，回风斜巷169米，运输下山和回风下山已分别掘进483米，皮带下山已掘进423米，以及部分联络巷道。
截止2009年6月30日，M4煤层和M9煤层一部分已采空，开采消耗煤炭资源储量（111b）187万吨。
矿井资源储量概况
2010年5月由徐州长城基础工程有限公司提交了《贵州省黔西县坤元煤矿资源储量核实报告》，根据该报告，截止2009年6月30日，坤元煤矿划定矿权范围内资源总量为1599万吨,开采消耗资源量187万吨；保有资源量（111b+122b+333）1412万吨。
变更原因
根据贵州省煤炭管理局第二十一次整合进展调度会情况汇报和第二十七次整合进展调度会情况汇报中鼓励小煤矿做大做强的精神和矿井实际情况，拟对矿井的设计生产能力进行变更，即将矿井设计生产能力由15万t/a变更到30万t/a。
因此须对矿井的开采方案进行变更。
变更设计的主要内容
变更主要内容见下表：
变更项目
变更原因
主要变更内容
原设计
变更后
生产能力
合理开发
井田资源
15万吨/年
30万吨/年
开拓形式
使方案更合理
平硐开拓
综合开拓（主平硐、副斜井）
采区划分
使方案更合理
六个采区
四个采区
资源储量
黔国土资储备字【2010】91号
保有储量623.48万吨
保有储量1412万吨
抽放系统
方案变更
未采用抽放系统
采用高、低负压抽放系统
投资规模
方案变更
1754.1万元
4396.58万元
建井工期
方案变更
20个月
21个月（变更后剩余工期）
其他
方案发生变化
提升、排水、通风、供电等主要设备重新选择；建设工期按变更设计重新排定；投资按变更内容重新估算。
需说明的其他问题
1、坤元煤矿井田范围内，M9煤层采空区范围较大，井田煤层露头线附近老窑分布较多，必须严格按有关规定留设保安煤柱，采掘作业中要加强探放水；
2、进一步核实矿井采空区范围；
3、业主在今后应请有资质的机构对矿井水文地质进一步开展调查工作，以便指导搞好矿井防治水工作。
第一章编制依据
1、《防治煤与瓦斯突出规定》，2009年；
2、《煤矿安全规程》，国家安全监督管理局、国家煤矿安全监察局2010年；
3、《采矿工程设计手册》，煤炭工业出版社，2003年；
4、《煤与瓦斯突出鉴定规范》（AQ1024-2006）；
5、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026—2006），国家安全生产监督管理总局，2006年；
6、《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018—2006），国家安全生产监督管理总局，2006年；
8、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027－2006）；
8、贵州省盘县柏果镇柏坪煤矿资源/储量核实报告；
9、盘县柏果镇柏坪煤矿（技改）开采方案设计；
10、皮带下山作业规程和安全技术措施；
第二章皮带下山掘进工作面基本情况
第一节工作面生产概况
巷道名称
掘进的巷道名称：
皮带下山。
掘进目的及用途：
作为通风、行人、运输、管线敷设。
巷道设计长度、坡度和服务年限
设计长度：
705m。
坡度8～12º。
服务年限：
永久。
四、巷道布置
皮带下山原有巷道483米在+1510以上在9#煤层中。
由北向南，坡度为8～12°，工程量约222m,在+1510以下开始变坡在9#煤层底板中。
第二节工作面地质概况
一、矿区地质
区域地质
1）区域地层
区域内出露的地层由老至新有：
寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系。
缺失志留系、泥盆系、白垩系、第三系，其中，以二叠系、三叠系地层分布较广，地层累计厚度为5486m。
见表1-3-1。
表1-3-1区域地层系统简表
系
统
组（群）
地层代号及接触关系
备 注
第四系
Q
侏罗系
上统
遂宁组
J3sn
中统
上沙溪庙组
J2s
铜
下沙溪庙组
J2x
油页岩、铁
下－中统
自流井群
J1-2zl
三叠系
上统
二桥组
T3e
中统
法郎组
狮子山组
T2f
T2sh
关岭组
松子坎组
T2g
T2s
下统
永宁镇组
茅草铺组
T1yn
T1m
飞仙关组
夜郎组
T1f
T1y
二叠系
上统
长兴组
P3c
龙潭组
P3l
煤
峨眉山玄武岩组
P3β
中统
茅口组
P2m
栖霞组
P2q
梁山组
P2l
煤
石炭系
下统
大圹组
C1
奥陶系
中统
宝塔组
O2b
十字铺组
O2sh
下统
湄潭组
O1m
红花园组
O1h
桐梓组
O1t
寒武系
中－上统
娄山关群
∈2-3ls
中统
高台组
∈2g
下统
清虚洞组
∈1q
金顶山组
∈1j
2）区域构造
本勘查区位于扬子准地台（一级单元）黔北台隆（二级单元）遵义断拱（三级单元）毕节北东向构造变形区（四级单元）的南缘，属近东西向的林泉向斜北西翼。
区域构造发展大致从中奥陶世至中晚石炭世隆起为陆，地层缺失沉积，仅早石炭世在东部有沉积；晚古生代晚期至中生代早期接受沉积后，中生代晚期的白垩纪、第三纪又一次上升为陆，缺失沉积。
区内现今构造形迹主要定型于燕山运动，褶皱以北东及北北东向为主，断裂则以北东向为主，北东东向次之，与褶皱走向基本一致。
图1-3-1区域构造纲要略图
矿区地层
区内及周边出露地层为二叠系中统茅口组至三叠系下统夜郎组，见表1-3-2。
区内含煤地层为二叠系上统长兴大隆组、龙潭组。
各组段地层岩性特征由老至新分述如下：
（一）二叠系中统（P2）
茅口组（P2m）
出露于区北部边界外。
主要为浅灰色、深灰色中厚层状、厚层状灰岩、含燧石灰岩，含白云质团块或白云岩，具缝合线构造，产腕足类、蜓等动物化石。
与上覆龙潭组呈假整合接触。
本组厚度不详。
表1-3-2矿区地层简表
系
统
组
段
主要岩性
最小-最大
平均厚度（m）
第四系
（Q）
冲积、残积、坡积物等。
5.20-18.94
9.53
三叠系（T）
下统（T1）
夜郎组
（T1y）
三段（T1y3）
灰紫至紫红色粉砂岩、粉砂质泥岩及泥灰岩。
不详
一、二段
（T1y1+2）
灰色薄层、中厚层状泥质灰岩、灰岩、粉砂岩、粉砂质泥岩。
不详
二叠系（P）
上统（P3）
长兴组
（P3c）
灰色粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩、灰岩和煤层。
31.54
龙潭组（P3l）
上段（P3l3）
灰色粉砂岩、细砂岩、泥岩、泥灰岩、灰岩和煤层。
127.64-129.23
128.59
中统
（P2）
茅口组（P2m）
灰色中厚层状灰岩及含燧石灰岩。
不详
（二）二叠系上统（P3）
1、龙潭组（P3l）
出露于矿区北部，为区内主要含煤地层，岩性由浅灰色、灰色及深灰色薄～中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、泥灰岩、灰岩、炭质泥岩、铝土质泥岩及煤层组成。
产腕足类及瓣鳃类动物化石，产大量植物化石，见栉羊齿PreceptorsBrongninartsp.及蕉羊齿CompsopterisZalesskysp.等。
厚127.64～129.23m，一般厚为128.59m。
与下伏地层茅口组呈假整合接触。
2、长兴组（P3c）
出露于矿区中部，岩性主要为灰岩，深灰色，粉晶～微晶结构，厚层状至块状。
顶部含1～2层黄绿色蒙脱石泥岩，中上部夹2m左右的粉砂岩，中部为灰岩，下部含燧石团块。
产中华准全形贝EnteletinaSinensis（Huong）等动物化石，一般厚度31.54m。
与下伏龙潭组地层呈整合接触。
（三）三叠系下统（T1）
夜郎组（T1y）
根据岩性组合自下而上共分为二段：
（1）沙堡湾、玉龙山段（T1y1+2）
出露于矿区南部及外围，上部以灰色中厚层状石灰岩为主，含少量白云质灰岩。
下部粉砂质泥岩及泥质粉砂岩为主，夹少量泥灰岩，紫灰色，灰绿色，薄层状～中厚层状，水平层理、小型交错层理，含克氏克氏蛤ClaraiaClarai等动物化石，厚10～30m，一般厚度25m。
。
（3）九级滩段（T1y3）
由粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，紫灰色、灰色，薄至中厚层状，水平层理及交错层理，含王氏克氏蛤等动物化石，厚度不详。
四、第四系（Q）
主要出露于矿区含煤地层及中部沟谷、低洼地段，多为耕地、稻田及村落，岩性主要为P3c的风化残积产物及T1y的坡积物，厚度一般小于15m。
构造
矿区位于林泉向斜北西翼，基本形态为一单斜构造。
岩层倾向140～210°倾角8～10°。
区内次一级褶曲不发育，未见落差大于20m的断层。
矿区构造类型为简单类型。
煤层
含煤岩系的含煤性
区内含煤地层为长兴组、龙潭组，其中长兴组偶含1层不可采煤层，主要可采煤层赋存于龙潭组。
龙潭组岩性以海陆交互相沉积的碎屑岩为主，含4层全区可采煤层M4、M9、M13、M15。
在煤层顶板中常见有植物化石，各主要标志层产动物化石。
厚127.64～129.23m，一般厚为128.59m。
煤层产出及物理特征
各可采煤层主要特征见表1-3-3。
表1-3-3煤层特征表
煤层
编号
间距（m）
真厚（m）
夹石
采用厚度（m）
煤层倾角
可采情况
结构复杂
程度
稳定程度
最小~最大
平均（点数）
最小~最大
平均（点数）
层数
一般
最小~最大
平均（点数）
（°）
M4
至P3c底界
35.14~37.68
36.73（3）
1.19~1.52
1.31（4）
0
0
1.19~1.52
1.31（4）
8～10°
全区可采
简单
稳定
27.15~31.14
28.69（4）
M9
1.48~2.82
2.07（5）
0
0
1.48~2.82
2.07（5）
8～10°
全区可采
简单
较稳定
34.51~36.91
35.89（5）
M13
0.86~1.59
1.11（5）
0
0
0.86~1.59
1.11（5）
8～10°
全区可采
简单
较稳定
57.72~61.65
60.05（5）
M15
1.21~2.27
1.76（5）
0~1
0
1.21~1.97
1.62（5）
8～10°
全区可采
简单
较稳定
4.21~6.89
5.25（5）
至p3l底界
各煤层特征由上到下叙述如下：
M4号煤层
位于龙潭组上段（P3l3）上部，上距P3c底部35.14～37.68m，平均36.73m,下距K16.07~19.07m，平均12.98m。
区内4个钻孔均见煤，点可采率100％，总面积1.50km2，可采面积1.50km2，可采指数为100％。
煤层全层真厚度1.19～1.52m，平均为1.31m；采用厚度1.19～1.52m，平均为1.31m。
结构简单，无夹石。
煤层厚度变化不大，为薄～中厚煤层，202号孔为煤厚最后点，向四周逐渐变薄，属全区可采稳定煤层。
顶板岩性：
以粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，少数为粉砂岩、泥岩。
底板岩性：
泥质粉砂岩、少数为粉砂质泥岩。
M9号煤层
上距K17.83～21.03m,平均11.77m。
区内5个钻孔均见煤，并全部可采，点可采率100％；总面积1.78km2，可采面积1.78km2，可采性指数为100％。
煤层全层真厚度1.48～2.82m，平均为2.07m；采用厚度1.48～2.82m，平均为2.07m。
结构简单，无夹石。
为中厚煤层，总体趋势厚度变化不大，属全区可采较稳定煤层。
顶板岩性：
粉砂质泥岩、泥岩，少数为泥质粉砂岩。
底板岩性：
泥岩、粉砂质泥岩，少数为细砂岩。
M13号煤层
上距M9号煤层34.51～36.91m，平均35.89m。
区内5个钻孔均见煤，并全部可采，点可采率100％；总面积2.01km2，可采面积2.01km2，可采性指数为100％。
煤层全层厚度0.86～1.59m，平均为1.11m；采用厚度0.86～1.59m，平均为1.11m。
结构简单，一般无夹石。
矿区中部302号钻孔为中厚煤层，其余为薄煤层分布，总体趋势厚度变化不大，属全区可采较稳定煤层。
顶板岩性：
一般为粉砂质泥岩，极少数为细砂岩。
底板岩性：
一般为泥岩，少数为粉砂岩、泥质粉砂岩。
M15号煤层
上距M13号煤层15.04～17.10m,平均15.93m,下距P2m灰岩4.21～6.89m,平均5.25m。
区内5个钻孔均见煤，点可采率100％；总面积2.14km2，可采面积2.14km2，可采性指数为100％。
煤层全层厚度1.21～2.27m，平均为1.76m；采用厚度1.21～1.97m，平均为1.62m。
结构较简单，含夹石0～1层，一般含1层夹石，岩性为泥岩。
矿区西北部301号钻孔为薄煤层，其余为中厚煤层分布，总体趋势厚度变化不大，属全区可采较稳定煤层。
顶板岩性：
一般为粉砂岩，极少数为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩。
底板岩性：
粉砂质泥岩、泥岩及铝土质泥岩。
煤质
煤的宏观特性
全区各煤层多以亮煤、暗煤为主，夹少量镜煤和丝炭透镜体，煤岩类型主要为半亮型、半暗型，半暗～半亮型次之，少量暗淡型。
各煤层煤岩成分及类型详见表1-3-4。
表1-3-4宏观煤岩特征一览表
项目
煤层
宏观煤岩成分
煤岩类型
M4
亮煤为主，少量暗煤，夹镜煤条带及丝炭
半亮～半暗型，少量半亮型
M9
亮煤为主，少量亮煤，夹镜煤条带
半暗型为主，少量半暗～半亮型
M13
亮煤为主，少量暗煤，夹镜煤条带
半暗～半亮型，少量半亮型
M15
亮煤为主，暗煤为辅，夹镜煤条带
半亮型、半暗～半亮型
煤的微观特性
根据煤岩鉴定资料，煤的显微组分含有机组分和无机组分，有机组分又可分为镜质组和惰质组两大类。
见表1-3-5、表1-3-6。
表1-3-5微观煤岩组分特征表
煤层
显微组分
显微煤岩特征
M4
镜质组
多为基质镜质体、均匀镜质体，少量结构镜质、碎屑镜质体。
惰质组
多见半丝质体、氧化丝质体，次为碎屑丝质体，少量微粒体。
无机
组分
以粘土矿物为主，少量黄铁矿、石英。
粘土矿物：
多为侵染状，团块状，少量透镜状及充填胞腔；黄铁矿：
呈微粒状，细粒状，球粒状散布于基质镜质体中，少量充填胞腔；石英：
微细粒状，细粒状分散分布，见充填胞腔。
M9
镜质组
多见基质镜质体、次为均质镜质体,少量结构镜质体,碎屑镜质体,偶见团块镜质体。
惰质组
多为半丝质体、氧化丝质体，部分碎屑丝质体，少量微粒体、亦见分泌体、粗粒体。
无机
组分
以粘土矿物为主，次为黄铁矿，少量石英；粘土矿物：
多为侵然状，团快状产出，少量充填胞腔；黄铁矿：
多呈微粒状球粒状，细粒状分散分布，部分呈莓粒状，结核状，少量充填胞腔；石英：
呈微细粒状，细粒状分散分布，少量充填胞腔。
M13
镜质组
普遍为基质镜质体、均匀镜质体，少量结构镜质体。
惰质组
以半丝质体、氧化丝质体为多见，碎屑丝质体次之，少量微粒体。
无机
组分
以粘土矿物为主，少量黄铁矿、石英及方解石；粘土矿物：
多为团块状，侵染状，少量充填胞腔；黄铁矿：
呈微粒状、细粒状、球粒状分散分布，少量充填胞腔；石英：
微细粒状，细粒状分散分布，少量充填胞腔；方解石：
细脉状裂隙充填状。
M15
镜质组
以基质镜质体为多见，均匀镜质体次之，少量结构镜质体、碎屑镜质体。
惰质组
多为氧化丝质体、半丝质体，部分碎屑丝质体，少量微粒体，亦见火焚丝质体，分泌体及粗粒体。
无机
组分
以粘土矿物为主，石英、黄铁矿及方解石均较少；粘土矿物：
多为团块状、侵染状，少量细条带状，透镜状及充填胞腔；黄铁矿：
多呈微粒状，球粒状，细粒状分散分布，部分呈莓粒状集合体，结核状产出，少量充填胞腔和充填裂隙；石英：
呈微细粒状，细粒状分散分布，少量充填胞腔；方解石：
细脉状充填裂隙。
表1-3-6煤岩鉴定成果表
密度
矿区内各可采煤层密度详见表1-3-7。
表1-3-7可采煤层视相对密度、真相对密度表
煤层
密度（t/m3）
M4
M9
M13
M15
全区
真相对密度
1.52～1.59
1.56
（2）
1.52
1.61
1.54
1.52～1.61
1.56（5）
视相对密度
1.56
1.47～1.51
1.49
（2）
1.57～1.60
1.59
（2）
1.52～1.54
1.53
（2）
1.47～1.60
1.54（7）
化学性质、工艺性能及煤类
化学性质
表1-3-8煤质特征表
工艺性能
（1）煤的发热量
发热量是评价煤炭质量的重要指标，尤其是动力用煤。
区内可采煤层原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为21.96～30.58MJ/Kg，平均为27.33MJ/kg。
其中M4号煤层为23.76～30.28MJ/Kg,平均为26.35MJ/Kg；M9号煤层为25.60～30.58MJ/Kg，平均为28.40MJ/Kg；M13号煤层为21.96～39.37MJ/Kg，平均为25.74MJ/Kg；M15号煤层为22.63～29.43MJ/Kg，平均为26.05MJ/K。
根据《煤炭质量分级（发热量）》（GB/T15224.3—2004）标准，均属高热值煤（HQ）。
（2）碳酸盐二氧化碳（CO2）：
区内碳酸盐二氧化碳含量均小于2%。
（3）焦渣特征：
原、浮煤平均值均为2。
（4）灰熔融性
软化温度（ST）：
区内采取M9、M13、M15号煤层测试，软化温度最低为1190℃（M9号煤层），最高为1220℃（M13、M15号煤层），平均为1210℃，均属较低软化温度灰。
流动温度（FT）：
在上述样品中同时作流动温度测试，煤层流动温度最低为1430℃（M15号煤层），最高大于1500℃（M9、M13号煤层），平均1476℃，其中M9、M13号煤层属高流动温度灰，M15号煤层属较高流动温度灰。
（5）热稳定性：
区内采取M9号煤层作热稳定性测试，结果为TS+641.0%，TS6-331.0%，TS-328.1%，依据《煤的热稳定性分级》（MT/T560—1996）标准，属较低热稳定性煤（RLTS）。
（6）可磨性指数（HGI）：
是指硬煤被磨细的难易程度。
经测定M9、M13、M15号煤层，可磨性系数分别为118、130、132，M9、M13、M15号号煤层均属极易磨煤（见表4-6）。
（7）煤对二氧化碳反应性（a）：
煤对二氧化碳反应性是在规定条件下还原二氧化碳为一氧化碳的能力。
区内采取M9、M13、M15号煤层3件样作测试，测试结果表明，在950℃时，煤对二氧化碳还原率介于29.3～32.2%，平均为31.3%；在1000℃时，煤对二氧化碳还原率介于39.8～45.6%，平均为43.5%,变化不大。
（8）煤的泥化试验（见附表）
区内在301号孔取可采煤层顶、底板及夹石混合样进行试验，结果见表1-3-9。
表1-3-9可采煤层顶、底板及夹石混合样泥化试验成果表
煤层
沉降温度（℃）
沉降时间
泥化比（%）
M4
23
18'45"
1.91
M9
24
18'35"
3.37
M15
24
18'35"
3.38
从表4-13可知，在常温下，M4、M9、M15号煤层不易泥化（泥化比≤5%），
（9）煤的可选性
煤的浮煤回收率
区内各钻孔煤芯煤样均作了理论浮煤回收率测试，可采煤层浮煤回收率为20.31～57.02%，平均为38.91%。
其中M4号煤层为28.92～37.98%，平均为49.89%，M9号煤层为23.64～71.67%，平均为40.76%，M13号煤层为21.25～54.44%，平均为37.85%，M15号煤层为48.21～71.82%，平均为60.02%。
按煤的理论浮煤回收率对煤的回收率分级，M4、M9号煤层煤的回收率为中等，M13号煤层煤的回收率为低等，M15号煤层煤的回收率为良等。
煤的简易可选性
因本次煤样重量不够等原因，未做煤层的筛分试验，据矿区西部红林煤矿资料M4号煤13～0.5mm级产率为81.070%，灰分为11.67%，硫分1.25%，为极难选煤。
M9号煤13～0.5毫米级产率为77.787%
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