蒙内古文玉煤矿紧急避险系统设计内蒙标准修改大学论文.docx
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蒙内古文玉煤矿紧急避险系统设计内蒙标准修改大学论文
内蒙古鑫泰煤炭开采有限公司文玉煤矿
井下紧急避险系统专项初步设计
说明书
内蒙古鑫泰煤炭开采有限公司文玉煤矿
井下紧急避险系统专项初步设计
说明书
工程编号：
工程规模：
院长：
总工程师：
项目负责人：
审定人员名单
专业
姓名（签名）
职务
职称
采矿
院长
高级工程师
给排水、暖通、环保
副院长
高级工程师
采矿
总工程师
高级工程师
机电
副总工程师
高级工程师
机制
副总工程师
高级工程师
审核人员名单
专业
姓名（签名）
职务
职称
采矿
采矿室主任
高级工程师
机电
机电室主任
高级工程师
给排水、暖通、环保
综合室主任
高级工程师
经济
经济室主任
高级经济师
编制人员名单
专业
姓名（签名）
职务
职称
采矿
工程师
采矿
工程师
采矿
助理工程师
机电
工程师
机电
工程师
给排水、暖通、环保
工程师
经济
高级经济师
附件：
1.投资概算书
2.主要机电设备和器材清册
附录：
1.设计委托书
2.采矿许可证、安全生产许可证、煤炭生产许可证、营业执照
3.矿井煤尘爆炸性、煤自燃倾向性检验报告
4.矿井瓦斯等级鉴定报告
5.矿井初步设计审批意见
6.矿井初步设计安全专篇审批意见
7.矿山救援服务协议书
附图目录
顺
序
图样名称
图
幅
图号
比例
新制图
采用图
1
Ⅲ-2煤层采掘工程平面图
A0
YF9101-193-1
1:
5000
2
Ⅳ-2煤层采掘工程平面图
A0
YF9101-193-2
1:
5000
3
Ⅲ-2煤层接续图
A0
YF9101-194-1
1:
5000
4
Ⅳ-2煤层接续图
A0
YF9101-194-2
1:
5000
5
Ⅴ-1煤层接续图
A0
YF9101-194-3
1:
5000
6
Ⅴ-2煤层接续图
A0
YF9101-194-4
1:
5000
7
井下井下作业人员分布及避难硐室布置平面图
A1
YF9101-170-01
1:
5000
8
井下瓦斯、煤尘爆炸、火灾及水灾避灾路线示意图
A1
YF9101-175-01
1:
5000
9
永久避难硐室平、剖、断面图
A2+
YF9101-143-01
1:
50
10
临时避难硐室平、剖、断面图
A2
YF9101-143-02
1:
50
11
井下监测监控系统图
12
井下人员定位系统图
13
压风施救系统布置图
14
供水施救系统布置图
15
井下通信联络系统图
总论
一、项目概况
1.矿井位置、隶属关系、企业性质及企业概况
文玉煤矿位于鄂尔多斯市东南50km，行政区划隶属鄂尔多斯市伊金霍洛旗纳林陶亥镇管辖。
2011年6月，兖州煤业鄂尔多斯能化有限责任公司对内蒙古鑫泰煤炭开采有限公司文玉煤矿进行了控股重组。
兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司成立于2009年12月18日，注册资本金人民币31亿元，是兖州煤业股份有限公司所属全资子公司，在鄂尔多斯地区进行煤炭高效清洁综合开发工作，主要业务集煤炭开采与洗选、煤化工、煤炭高效清洁等为一体，实施跨地区、跨行业、多元化经营，并开展与上述产业有关的投融资、物流、贸易等业务。
2.项目建设的背景
文玉煤矿由原文玉煤矿与原满来梁煤矿整合而成，整合后井田范围东北～西南长约3.7km，西北～东南宽约2.5km，面积约9.359km2，开采标高1294m～1135m。
2010年10月，矿方委托兰州煤矿设计研究院编制了《内蒙古鑫泰煤炭开采有限公司文玉煤矿整合改造初步设计》，设计矿井初期生产能力3.0Mt/a。
目前，矿井采用斜井与立井综合开拓方式，设有主斜井、副斜井、回风立井三个井筒。
矿井设有+1270m、+1235m两个开采水平，其中+1270m水平服务于正在开采的Ⅲ-2煤层，+1235m水平服务于正在开采的Ⅳ-2煤层。
两煤层均采用综合机械化开采，全部垮落法管理顶板。
矿井通风方式为抽出式，通风系统为中央分列式，副斜井进风，主斜井辅助进风，回风立井回风。
根据《文玉煤矿V号煤开采设计》，V号煤开采时，设计改造原老副井作为回风斜井，原回风立井设计不再利用。
文玉煤矿为瓦斯矿井；井田内Ⅲ-2、Ⅳ-2煤层煤尘均具有爆炸危险性；Ⅲ-2、Ⅳ-2煤层均属容易自燃煤层。
矿井井下存在发生瓦斯、煤尘爆炸、火灾等灾害事故的可能性，对井下矿工生命安全造成潜在危害。
为进一步提高煤矿安全防护和应急救援水平，确保在井下发生紧急情况下，为遇险人员安全避险提供生命保障，根据《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）、《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》（安监总煤装〔2011〕15号）、《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》（安监总煤装〔2011〕33号）、《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知》（安监总煤装〔2012〕15号）及《内蒙古自治区煤矿井下紧急避险系统建设完善实施方案》（内安委会发〔2011〕18号）等文件要求，文玉煤矿必须在2013年6月底前完成井下紧急避险系统的设计与建设完善工作。
3.项目前期工作与设计委托情况
目前，文玉煤矿井下安全避险“六大系统”中与井下紧急避险系统相联接的监测监控系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统等其他“五大系统”的建设完善工作均已完成。
兖矿集团邹城华建设计研究院有限公司已先后完成了十几对矿井的井下紧急避险系统设计，积累了丰富的井下紧急避险系统设计经验，其所设计的井下紧急避险设施各生存保障系统成熟、可靠，为文玉煤矿井下紧急避险系统设计奠定了良好的基础。
受文玉煤矿委托，结合矿井的实际情况，兖矿集团邹城华建设计研究院有限公司编制完成了《内蒙古鑫泰煤炭开采有限公司文玉煤矿井下紧急避险系统专项初步设计》。
二、设计依据
1.设计委托书
2.《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发[2010]23号）；
3.《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装[2010]146号）；
4.《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》（安监总煤装[2011]15号）；
5.《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知》（安监总煤装[2012]15号）；
6.《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》（安监总煤装[2011]33号）；
7.《内蒙古自治区煤矿井下紧急避险系统建设完善实施方案》（内安委会发〔2011〕18号）
8.《煤矿安全规程》（2011版）；
9.《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）；
10.文玉煤矿提供的地质和生产资料等。
三、设计指导思想
1.坚持“安全第一、预防为主”的方针，结合矿井安全生产实际情况，围绕井下可能出现瓦斯煤尘、爆炸、火灾等灾变情况，使遇险人员在紧急避险系统的掩护下成功逃生或等待救援，保障职工生命安全；
2.根据矿井采掘实际及可能发生的灾变情况，合理建设紧急避险设施，合理设置避灾路线，科学编制应急预案；
3.在符合规程、规范、规定要求及满足使用的前提下，尽可能节省成本，降低投资；
4.依靠科技进步，紧急避险设施建设充分采用国内外新技术、新工艺、新材料、新设备；
5.充分利用矿井已有的巷道和硐室，降低紧急避险设施井巷工程投资；
6.紧急避险设施及各系统设备选型留有余地，充分满足所服务区域内避险人员的需求。
四、主要技术特征及指标
1.文玉煤矿入井人数为300人，矿井目前使用的自救器为ZH30型化学氧隔绝式自救器，共有342台，自救器性能及数量均满足要求。
2.紧急避险设施类型：
永久避难硐室和临时避难硐室
3.紧急避险设施数量：
1个永久避难硐室和2个临时避难硐室
4.紧急避险设施结构：
永久避难硐室由1个生存室、2个过渡室和2个辅助硐室组成，辅助硐室包括1个电气设备硐室和1个卫生间。
采用向外开启的两道门结构。
外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波，又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门；第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。
临时避难硐室采用扩散通风壁龛式，设置1道向外开启的密闭门。
5.紧急避险设施生存保障系统：
永久避难硐室设有供氧系统、制冷降温系统、有害气体去除设施、压缩空气幕及压气喷淋系统、供电系统、环境监测系统、人员定位系统、通信联络系统、供水施救系统、个体防护装备、食品配备及其它设施等各种生存保障系统。
临时避难硐室设有供氧系统、供电系统、环境监测系统、人员定位系统、通信联络系统、供水施救系统、个体防护装备、食品配备及其它设施等各种生存保障系统。
6.概算投资：
概算总投资为182.81万元。
其中：
井巷工程36.14万元，设备及工器具购置116.44万元，安装工程7.23万元，工程建设其他费用23.00万元。
五、存在问题与建议
1.井下紧急避险设施建设在文玉煤矿尚属首次，矿方缺乏紧急避险设施施工及其设备安装经验，避难硐室施工中应加强工程管理和过程控制，确保施工质量，避难硐室施工、安装完成后，应进行各种功能测试和联合试运行，并严格按要求组织验收。
2.井下紧急避险设施作为新技术、新设备，井下作业人员不了解、不熟悉，矿井应将了解紧急避险系统、正确使用紧急避险设施作为入井人员安全培训的重要内容，确保所有入井人员熟悉井下紧急避险系统，掌握紧急避险设施的使用方法，具备安全避险基本知识。
对紧急避险系统进行调整后，应及时对相关区域的入井人员进行再培训，确保所有入井人员准确掌握紧急避险系统的实际状况。
3.井下紧急避险设施长期处于备用状态，不易及时发现、处理可能存在的故障甚至隐患，加之我国煤矿紧急避险系统建设管理尚处于摸索阶段，文玉煤矿应不断研究总结紧急避险系统、设施维护管理的成功做法，吸纳、借鉴国内外的成功经验，不断提高对紧急避险系统及设施、设备的维护管理水平，提升煤矿安全保障能力。
第1章矿井概况及灾害危险性分析
第一节矿井基本情况
一、地理位置
文玉煤矿位于鄂尔多斯市东南50km，行政区划隶属鄂尔多斯市伊金霍洛旗纳林陶亥镇管辖。
矿井至伊金霍洛旗所在地（阿拉腾席热镇）60km，至东胜市50km。
包（包头）-神（神木）铁路在矿井西部通过；准（准格尔旗）-神（神木）铁路在矿井南部通过；包头至府谷的S214省道从井田内通过。
矿井西南距大柳塔火车站23km，交通条件极为便利，详见图1-1-1。
图1-1-1矿井交通位置图
二、井田范围
文玉煤矿由原文玉煤矿与原满来梁煤矿整合而成，整合后的井田范围详见表1-1-1。
表1-1-1文玉煤矿新划定井田范围拐点坐标一览表
点号
西安80坐标系
北京54坐标系
X
Y
X
Y
1
4372572.67
37433918.39
4372619.95
37433989.60
2
4373272.68
37435358.39
4373320.00
37435429.64
3
4373217.68
37435468.39
4373265.00
37435539.64
4
4373792.68
37435838.40
4373840.02
37435909.65
5
4373912.69
37436768.40
4373960.05
37436839.68
6
4373681.69
37437189.41
4373729.04
37437260.71
7
4372412.68
37437641.41
4372460.00
37437712.73
8
4372298.68
37437115.41
4372345.99
37437186.72
9
4371962.67
37436684.41
4372009.96
37436755.71
10
4371952.67
37436578.41
4372000.00
37436649.71
11
4369952.66
37436578.41
4369999.90
37436649.73
12
4369952.66
37435928.41
4369999.88
37435999.71
13
4370752.66
37433928.39
4370799.89
37433999.62
14
4371962.67
37433928.39
4372009.93
37433999.61
开采标高：
从1294m～1135m
整合后井田范围东北～西南长约3.7km，西北～东南宽约2.5km，面积约9.359km2，开采标高1294m～1135m。
地理坐标值为：
东经：
110°13′58″～110°16′38″；
北纬：
39°27′39″～39°29′43″。
3、地质概况及开采技术条件
（一）煤层赋存情况及顶底板岩性特征
井田内共含Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等4个煤组，其中Ⅲ号煤组分为Ⅲ-1、Ⅲ-2等2层煤，Ⅴ号煤组分为Ⅴ-1、Ⅴ-2等2层煤，各煤层特征分述如下：
1.Ⅱ-3煤层
Ⅱ-3煤层位于延安组第五岩段中部，厚度0～5.87m，平均2.48m，属中厚煤层。
厚度变化较大，变异系数为56%，属不稳定煤层。
在井田范围内分布范围很小，并且大面积遭受火烧，属局部可采煤层。
2.Ⅲ-1煤层
Ⅲ-1煤层位于延安组中上部第五岩段，厚度0.24～2.39m，平均1.19m，属薄煤层。
变异系数为50%，属不稳定煤层。
在井田范围内分布面积很小，并且大面积遭受火烧，属不可采煤层。
3.Ⅲ-2煤层
Ⅲ-2煤层位于延安组中上部第四岩段，厚度0.37～3.29m，平均2.14m，属中厚煤层。
变异系数42%，属较稳定煤层，煤层厚度由南向北变薄。
煤层结构比较简单，常含一层0.06～0.68m的泥岩夹矸。
煤层埋深22.34～91.68m。
顶底板岩石主要由泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成。
在井田内地表大面积遭受火烧或被剥蚀，可采煤层分布面积占井田面积的73%，属大部可采煤层。
4.Ⅳ-2煤层
Ⅳ-2煤层位于延安组中部第三岩段，厚度0～4.57m，平均3.67m，属厚煤层。
厚度稳定，变异系数仅11%，属稳定煤层。
煤层结构简单。
煤层埋深30.49～127.68m。
顶板多由细砂岩、砂岩组成，底板以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩为主。
可采煤层分布面积占井田面积的92％，属全区可采煤层。
5.V-1煤层
V-1煤层位于延安组中下部第二岩段，为区内主要煤层之一。
与上部Ⅳ-2煤层间距为35.8～45.6m，平均40.7m；与下部Ⅴ-2煤层间距为10.2～13.5m，平均12.8m。
V-1煤层厚度0.94～1.68m，平均1.39m，属中厚煤层。
变异系数为24%，属稳定煤层，煤层厚度由南东向北西逐渐变薄。
煤层结构简单，煤层对比可靠。
煤层埋深61.6～161.68m。
顶板多由砂岩、泥质粉砂岩组成，底板以粉砂质泥岩及泥岩为主。
V-1煤层属全区稳定可采煤层。
6.V-2煤层
V-2煤层位于延安组第二岩段，厚度1.21～2.09m，平均1.58m，属中厚煤层。
变异系数50%，属稳定煤层，煤层厚度由东向西逐渐变薄。
煤层结构比较简单，可偶见一层0.15～0.20m的泥岩夹矸，煤层对比可靠。
煤层埋深74.13～173.68m。
顶板多由泥质粉砂岩组成，底板以粉砂质泥岩为主。
可采煤层分布面积占井田面积的95％，属全区大部可采煤层。
各煤层特征详见表1-1-2。
表1-1-2煤层特征表
煤层
编号
煤层厚度（m）
煤层结构
煤层间距
煤层可采程度
煤层稳定
程度
Ⅱ-3
局部可采
不稳定
Ⅲ-1
不可采
不稳定
Ⅲ-2
大部可采
较稳定
Ⅳ-2
全区可采
稳定
V-1
全区可采
稳定
V-2
全区大部可采
稳定
（二）水文地质
1.区域水文地质
本区大地构造分区属华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起之南部。
地势北高南低，岩层走向南西，倾角近于水平。
区域内大部分被风积沙所覆盖，只在乌兰木伦河沿岸有白垩系、侏罗系地层出露。
区域内地表水系较发育，乌兰木伦河常年流水，东部有束会川季节性河流。
（1）含水层
区内含水层按不同的水力性质和赋存条件划分为两大类：
第四系松散岩类孔隙潜水含水岩组；中生界碎屑岩类孔隙、裂隙潜水、承压水含水岩组。
现将各含水岩组由新到老分述如下：
①第四系松散岩类孔隙潜水含水岩组
此含水岩组包括全新统的冲洪积砂砾石孔隙潜水含水层和上更新统马兰组的粉细砂、亚砂土孔隙潜水含水层。
a.第四系全新统冲积、洪积砂砾石孔隙潜水含水层：
分布于河流两岸Ⅰ、Ⅱ级阶地内，岩性以砂、砾石为主，分选性差，磨圆度中等。
含水层变化趋势自上游至下游厚度由薄变厚，含水层厚度5.34～12.00m。
b.上更新统马兰组粉细砂、亚砂土孔隙潜水含水层：
分布于乌兰木伦河与束会川之间的地块内，分布面积较广泛，含水地段多在地形低洼处。
含水岩性为粉细砂、亚砂土。
水位埋深不稳定，受地形地貌控制明显。
②侏罗系碎屑岩孔隙裂隙潜水、承压水含水岩组
a.侏罗系孔隙裂隙潜水含水层
主要分布在乌兰木伦河以东，束会川以西地区，出露面积不大，含水岩性由蓝色砂岩组成，一般水位3～5m。
b.火烧岩裂隙孔隙潜水含水层
主要分布在本区东南部，煤层靠近地表部位发生自燃后，留下灼烧残渣，形成很大的空洞，煤层的顶底板（主要是顶板）岩石受到烘烤-冷凝作用，节理裂隙发育，为地下水储存迳流创造了良好的条件。
火烧岩含水层主要分布在沟谷地段两侧，有的被第四系掩埋，有的直接出露，局部地段形成地下河。
c.侏罗系孔隙裂隙承压水含水组
分布于全区，含水层岩性为砂岩，累计平均厚度114.39m，具较大的静水压力，靠近乌兰木伦河两岸为自流区，钻进中多有涌水现象发生。
d.三叠系延长组碎屑岩孔隙裂隙承压含水层
分布于Ⅵ-3号煤层以下，含水岩性为砂岩，厚度10.10m。
（2）隔水层（组）
①地表隔水层
岩性为第三系上新统红色泥岩，最大厚度29.02m。
②煤系地层隔水层
煤系地层隔水层分布于各煤层之间，形成各含水层承压顶底板。
（3）透水不含水层
①全新统风积砂：
全区广泛分布，常形成沙漠地形，此层为透水不含水层。
②上更新统马兰组粉细砂：
全区广泛分布，位于地形较高处的粉细砂为透水不含水层。
（4）区域地下水的补给、迳流、排泄
①地下水的补给
区域地下水主要接受大气降水垂直补给、潜水还接受上游地下水的侧向补给。
②地下水的迳流条件
从区域水文地质条件和水化学分析成果看，无论是潜水还是承压水都是属于地下水的迳流区。
水质是低矿化度的淡水。
③地下水的排泄
潜水多以泉或泉群的形式排泄，沿乌兰木伦河沿岸都有泉水出露。
承压水多以地下迳流的方式进行排泄，局部地段由于承压水顶板缺失排泄给潜水。
沙漠地区气候干燥，蒸发也是排泄的一种形式。
2.矿井水文地质
（1）含水层
①侏罗系延安组碎屑岩类含水岩组
本井田处于区域分水岭东侧，各含水岩系内含水层经抽水试验证实，水量极贫乏，单位涌水量仅为0.002～0.0003L/s•m。
现对含水层一般情况叙述如下：
B含水层：
分布在Ⅱ-3煤层之上，从煤层露头和钻孔资料看，煤矿范围内Ⅱ-3号煤层已有较大部分缺失，B含水层分布不广，其所处地形较高，接受大气降水的面积有限，一般仅有透水能力而蓄水条件较差，因此，对煤层充水意义不大。
C含水层：
位于Ⅲ-2号煤层以上，厚度1.36～75.95m，平均19.87m。
水位标高1293.99m，渗透系数0.0043m/d，涌水量0.022L/s，单位涌水量0.0013 L/s•m，水化学类型为SO4-Na•Ca•Mg型，矿化度0.3g/L。
D含水层：
位于Ⅲ-Ⅳ煤组之间，分布广泛，厚度0.90～35.47m，平均8.90m。
有较为稳定的隔水顶板，隔水层厚度1.80～44.39m，平均25.27m。
水位标高1296.40m，承压水头高度31.34m，渗透系数0.01805m/d，涌水量0.062L/s，单位涌水量0.002L/s•m，水化学类型为HCO3-Na型，矿化度0.3g/l。
E含水层：
位于Ⅳ-2～Ⅴ-1号煤层之间，有稳定的隔水顶板，隔水层厚度0.51～17.41m，含水层水位66.62～69.95m，标高1258.96～1246.95m。
渗透系数0.01873～0.00291m/d，涌水量0.08～0.081L/s，单位涌水量0.002～0.0003L/s•m，水化学类型为HCO3-Na型，矿化度0.3～0.6g/l。
以上C、D、E三个含水层为煤系地层之主要含水层，其它尚有F、G、H含水层，均零散分布，为第Ⅵ抽水试段，具共同水文参数，埋深较大，F含水层在Ⅴ-1号煤层以下，G含水层在Ⅴ-2号煤层以下，H含水层在Ⅵ-1号煤层以下，它们的平均厚度均小于10m，富水性较差，钻孔出水量小于10m3/d。
混合抽水试段结果表明：
水位66.62～69.95m，标高1258.96～1246.95m，渗透系数0.01873～0.00291m/d，涌水量0.08～0.081L/s，单位涌水量0.002～0.0003L/s•m，水化学类型为HCO3•Cl-Na•HCO3•Na型，矿化度0.3～0.6g/l。
②火烧岩裂隙含水层
在井田的东北部区域Ⅳ-2煤层及其以上各煤层都有不同程度的火烧区，Ⅴ号煤组无火烧区。
火烧岩主要分布在沟谷两侧，被第四系掩埋或直接出露。
水位10.25～14.00m，标高1265.33～1232.35m，渗透系数10.382-43.96m/d，涌水量6.98～16.56L/s，单位涌水量1.87～2.55L/s•m，水化学类型为HCO3-Ca2＋型，矿化度0.24g/l。
（2）隔水层
隔水层与含水层相间分布，已在含水层中叙述，在此不再重述。
（3）透水不含水层
主要为第四系全新统风积砂，一般厚度5～10m，形成透水不含水层，直接接受大气降水的渗入，起到收集大气降水和维持补给地下水的作用。
（4）地下水补给、迳流、排泄
①潜水的补给、迳流、排泄
潜水的类型有孔隙潜水和孔隙～裂隙潜水，它们主要的补给来源都是大气降水入渗补给。
大面积覆盖的粉细砂渗透性好，持水能力强，能大量吸收并很快的渗透大气降水。
基岩露头区由于风化作用使表面裂隙非常发育，也可以接受大气降水的入渗补给，同时还接受粉细砂孔隙潜水的侧向补给。
对于被覆盖的基岩区，如果上覆为透水不含水层，那么大气降水后则可以得到垂向的间接入渗补给。
凝结水也是沙漠区潜水含水层的补给来源之一。
本煤矿位于分水岭东侧，潜水的迳流方向为向东流动，其中粉
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