某煤矿井下安全避险六大系统设计方案Word文档格式.docx
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矿井掘进工作面要安设压风管路，并设置供气阀门。
4、供水施救系统
井下消防洒水管路能与地面饮用水水源联接，除按照要求设置三通及阀门外，还要在所有采掘工作面和其他人员较集中的地点设置供水阀门，确保各采掘作业地点在灾变期间能够实现应急供水的需要。
并加强供水管路维护，不得出现跑、冒、滴、漏现象，保证阀门开关灵活。
5、通信联络系统
该矿必须按照《煤矿安全规程》的要求，建设井下通信系统，在灾变期间能够及时通知人员撤离和实现与避险人员通话的要求，从而完善通信联络系统。
在井底车场、配电点、水泵房、避难硐室、消防材料库等主要硐室和采掘工作面等人员集中地点应安设直通矿调度室的电话。
井下使用广播系统。
发生险情时，可及时通知井下人员撤离。
6、井下紧急避险系统
该矿开采所开采的3号煤煤层属容易自燃煤层。
根据相关规定煤矿须在2012年6月底前，完成井下紧急避险系统。
入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的自救器。
当井下灾害发生时，从采掘工作面步行，凡在自救器所能提供的额定防护时间内不能安全撤到地面的，必须在距离采掘工作面1000m范围内建设避难硐室。
矿井在运输大巷和回风大巷之间设置避难硐室。
避难硐室布置在3号煤层中，其前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护，且顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求。
靠近硐室底板附近设置两趟的单向排水管。
靠近硐室顶板附近设置两趟单向排气管。
避难硐室接入矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统。
硐室入口处和内部应分别安设直通矿调度室的固定电话。
自备氧供气系统供氧量不低于0.3m3/min·
人。
硐室须专人管理，及时进行维护、保养，保证设备的正常运行。
第一章设计概况
第一节环境条件
一、交通位置
XX煤矿位于榆林城东北方向，直距榆林市15km。
地处榆神矿区一期规划区南部，行政区隶属榆阳区牛家梁镇管辖。
旧榆（林）—神（木）公路从矿区北部1km处通过，向西南约13km与西（安）—包（头）高速公路相接，北部8km处有榆（林）—神（木）二级公路通过；
榆阳区运煤专线从井田3km处通过，与牛家梁煤炭集装站连接。
本矿区煤炭外运条件良好，交通运输条件十分便利。
本区通讯条件好，各县市乡镇已实现了电话程控化，全部进入国际、国内自动传输网，也开通了数字微波线路和GSM移动通讯工程，移动通讯网覆盖全区，达到国内先进水平。
交通位置见图1-1。
二、自然地理及地震
1、地形地貌
井田处陕北黄土高原丘陵沟壑区地貌，地表多被第四系松散沉积物所覆盖，较大沟谷中出露基岩。
区内主要为黄土梁峁地貌，大部分为黄土梁峁区。
地势北部高南部低，地形起伏较大，支离破碎，沟壑纵横。
海拔标高最高点位于井田东北部,高程1226.8m；
最低点位于南部支沟河道，高程约1186.4m，相对高差约40.4m。
区内水系不发育，北侧约4km为南岔河，四季流水，流量为0.01m3/s，南岔河由东向西汇入头道河；
头道河由西南方向汇入榆溪河，其常年流水，流量0.295m3/s，除降水期外，在大部分时间水量较小。
2、气候
本区属温带大陆性干旱、半干旱气候,春季风沙频繁，夏季酷热多变,秋季细雨连绵,冬季长而严寒。
据榆林气象局1984～1994年观测资料,年平均气温8°
最高气温36.7°
最低气温-29.7°
日温差最高可达20°
。
每年10月开始降雪，次年3月解冻,无霜期约150～180天。
四季多风，尤以冬春为甚，风向多为西北风，最大风速18.7m/s，风力达8级以上。
年降水量在279～541mm之间，7～9月份降水多，约占全年的30%，年平均蒸发量为1720～2085mm。
3、地震
根据国家地震局《中国地震反应普特征周期区划图》（GB18306-2001）B1图和《中国地震动峰值加速区划图》（GB18306-2001）A1图，根据邻县（府谷县）地震动反应普特征周期Tg为0.35s，设计地震分组应为第一组，场地类别为第Ⅱ类，设计基本地震加速度值为0.5g，抗震设防烈度为Ⅵ度。
第二节安全条件
一、地层
矿区内地表绝大部分被第四系全新统风积沙（Q42eol）所覆盖，在西部地势较高的梁峁地段出露有第四系中更新统离石组（Q2l）黄土。
在北部地势较低的水库附近分布第四系上更新统的萨拉乌素组（Q31s）。
据地表和钻孔揭露，区内地层由老到新有：
侏罗系中统延安组（J1y）、直罗组（J1z）及第四系（Q4）。
现分述如下：
1、侏罗系中统延安组（J1y）
为一套河流－湖沼相含煤沉积，主要岩性为砂岩、泥岩、炭质泥岩及煤层，总厚210.87～305.62m，为区内含煤地层。
2、侏罗系中统直罗组（J2z）
为一套半干旱气候条件下的河流沉积，岩性较单调，为灰绿色厚状粉砂质泥岩、泥岩，灰黄色粉砂岩、细砂岩，灰白色厚层状中、细粒长石砂岩不等厚互层。
底部浅灰、灰白色块状中粗粒长石砂岩，局部含细砾，分选中等，磨园度一般，泥质胶结。
发育大型板状、楔状、槽状交错层理，具明显的底部刷。
特征较突出，分布较稳定，相当于区域上的“七里镇砂岩”，是划分延安组与直罗组界线的重要标志层（K4）。
该组是矿区含煤岩系的直接盖层，受古剥蚀作用保存不完整，在东南边部缺失，厚度0～163.13米。
3、第四系（Q4）
（1）中更新统离石组（Q2l）
大块出露于井田的西部，东北部有小面积出露，岩性为浅棕红、棕黄色亚沙土，夹2～5层厚0.3m的古土壤层，发育柱状节理，含较多白色颗粒状钙质结核，局部呈层分布，厚度20～30m。
（2）上更新统萨拉乌苏组（Q31s）
主要分布于井田北地势低的河谷地带，岩性为浅灰黄色wtkc沙土、亚沙土及灰色粘土，底部在黄土梁峁区次级沟谷中常见一层厚5～10m的杂色沙土及沙砾石层，含大量的腹足类、哺乳类化石。
下部发育水平层理，含大量草本植物根系及白垩，上部发育交错层理。
厚度10～30m。
（3）全新统（Q4）
全新统风成沙（Q42eol）：
广布于全井田内，岩性为浅灰黄、灰白色粉细沙。
主要广布于沙漠滩地，梁峁区只在鞍部及背风坡顶部披盖。
全新统人工堆积（Q4s）：
分布于黄土梁峁区的拦河淤泥、淤沙，厚度1～5m。
（二）地质构造
矿区位于鄂尔多斯盆地次级构造单元陕北斜坡东部。
总体上向北北西或西北方向缓倾的单斜构造，局部倾向为西南方向，一般倾角1°
～3°
区内未发现较大规模的断裂及褶皱，无岩浆活动痕迹，构造简单。
二、含煤地层
区内含煤地层为侏罗系中统延安组（J2y），区内钻孔均对其进行了揭露。
根据沉积旋回结构、岩性及矿物组合特征、含煤性划分为四个岩性段。
现自下而上叙述如下：
1、第一段（J2y1）
为一套冲积平原相组合。
由两个下粗上细的次级沉积旋回组成。
每个旋回的下部为黄灰、浅灰色中粗粒－细粒长石砂岩、长石石英砂岩，中上部为灰色粉砂岩、深灰色泥质粉砂岩，顶部为炭质泥岩夹薄煤层或煤线（即9、8号煤层）。
本段底砂岩具正粒序，发育大型板状交错层理和冲刷充填层理，分布较稳定，是本区重要的对比标志层（K1标志层，即宝塔山砂岩）。
2、第二段（J2y2）
为一套细碎屑沉积，岩性主要为细粒长石石英砂岩、粉砂岩与泥岩互层。
由三个较完整的次级沉积旋回组成，每个旋回由下向上粒度逐渐变细，顶部或上部分别为7、6、5号煤产出层位。
本段细砂岩具楔状交错层理或波状交错层理；
粉砂岩、泥岩中多发育水平层理、缓波状层理和透镜状层理，局部见变形层理。
煤层底板泥岩、泥质粉砂岩中常见直立的植物根叶化石。
3、第三段（J2y3）
岩性以细碎屑沉积为主。
由1～3个下部为灰色细砂岩，向上依次为粉砂岩、含砂泥岩、炭质泥岩夹煤层或煤线的次级沉积旋回组成，各旋回的上部分别为4、3-1、3号煤层的赋存部位。
本段是延安组主要含煤段，赋存于本段上部的3号煤层层位稳定，分布广，是本区唯一的可采煤层，也是本区地层和煤层对比的重要标志层之一（K2）。
4、第四段（J2y4）
由2个下粗上细的次级旋回组成，每个次级旋回的下部为灰白色细—中粒长石砂岩，中部为浅灰色、深灰色粉砂岩及泥质粉砂岩，上部为灰色、深灰色泥岩夹少量含炭泥岩和煤线。
底部的灰白色粗（中）粒长石砂岩（局部相变为细砂岩、粉砂岩）分布较稳定，以其含大量的泥砾、煤纹、煤条带和植物化石碎片为特征，在区内较为稳定，厚度一般10～20m，最厚达25m以上，为本区地层对比标志层之一，相当于区域上的“真武洞砂岩”（K3），也是3号煤层的顶板和直接充水含水层。
二、构造
区域构造位置位于鄂尔多斯盆地次级构造单元陕北斜坡东缘，矿区构造为一走向北东，倾向北西，倾角小于1°
的单斜构造，地面地质调查及井下探采结果未发现较大规模的断裂及褶皱，无岩浆活动痕迹，构造简单。
三、煤层及煤质
（一）煤层
延安组为矿区一带的含煤地层，延安组共含煤（及煤线）最多达16层，其中具有对比意义的煤层9层，自上而下编号分别为3、3-1、7号煤层。
采矿证批准开采3号煤层。
1、3号煤层
赋存于延安组第三段顶部，层位稳定厚度大，全区可采，煤层厚6.95～7.80m，可采厚度6.38～7.53m，由西南向北东逐渐增厚，变化规律较明显。
结构简单，一般不含夹矸，仅局部含有2层厚0.03-0.30m的泥岩夹矸。
底板标高1083～1111m，由西北向东南递增。
煤层埋深92.83～145.11m，由西北向东南逐渐增大。
该煤层为结构简单、全区可采的稳定型特厚煤层。
该煤层顶板以细砂岩为主，次为粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩；
底板以泥岩为主，次为粉砂质泥岩、粉砂岩，少量细粒长石砂岩、炭质泥岩。
2、3-1号煤层
3-1号煤层赋存于延安组第三段上部，层位稳定，除区内中部、北东部可采外，其余部分煤层均小于0.80m最低可采厚度而不可采。
煤层厚0.57～1.40m，可采厚度0.80～0.89m，由西向东逐渐增厚。
结构简单，不含夹矸。
底板标高1067～1093m，由西向东递增。
煤层埋深127～150m，受地形的控制，煤层埋深由西向东逐渐增大。
与3号煤层间距为6.57～8.40m。
该煤层为结构简单、大部可采的稳定型薄煤层。
（二）煤质
根据化验资料，综上所述：
区内3号、3-1煤属特低灰、特低硫、特低磷、中高发热量、富油、低熔灰分、低变质阶段的长焰煤41号及不粘煤31号。
是优质动力煤及气化、液化等化工原料，亦可用于低温干馏法生产焦油及半焦炭。
四、水文地质条件
（一）地形地貌及地表水
矿区位于毛乌素沙漠与黄土高原过渡带的东南边缘。
地势总体表现为东北较高，西南低，海拔标高1226.8～1186.4m，高差40.4m。
区内地表水系不发育，仅有矿区西南侧的上河上游存在，多数时间为干河，只在雨季时有流水。
（二）含（隔）水层的水文地质特征
矿区水文地质条件受区域水文地质条件的控制。
根据区内地下水的赋存条件及水力特征，将区内地下水划分为两种类型：
即第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水、碎屑岩类裂隙水；
三个含水岩层（组）：
第四系中更新统黄土孔隙裂隙潜水、侏罗系碎屑岩类风化壳裂隙水、碎屑岩类裂隙承压水。
1、第四系中更新统离石组黄土孔隙裂隙潜水
主要分布于东部的黄土梁峁区，其上多被薄层风积沙覆盖。
含水层岩性主要为亚粘土、粉沙质黄土等，厚度一般为15～50m。
水位埋深靠近滩地区较浅，一般小于10m，靠近黄土梁岗区较深，一般15～30m。
据常乐堡井田Y23孔和牛家梁井田Y24孔抽水试验，含水层厚度27.39～119.24m，水位埋深0.61～16.3m，降深13.93～46.85m，涌水量46.40～51.93m3/d，统降单位涌水量0.013～0.039L/s·
m，渗透系数0.013～0.174m/d，富水性弱。
水化学类型为HCO3－Ca·
Mg、HCO3－Na·
Ca型，矿化度224～250mg/L。
据民井简易抽水试验，含水层厚度2～3m，抽水时间15～40分钟，出水量1.072～2.585m3，水位恢复时间约12个小时，含水量较差，富水性弱。
2、中生界碎屑岩类裂隙孔隙潜水及承压水
根据水力特征划分为两个含水岩组，即侏罗系碎屑岩类风化带裂隙水及碎屑岩类裂隙承压水。
（1）侏罗系碎屑岩类风化带裂隙潜水
全区分布，均隐伏于新近系静乐组红色粘土之下，含水层为基岩顶部的风化裂隙带，基本为3号煤层的顶板，一般厚20～30m左右，裂隙水具承压性。
据东南侧的上河煤矿，基岩风化裂隙带内最大涌水量3～48m3/d；
据井田西南方向约3km的常乐堡Y23钻孔抽水试验成果，含水层厚度18.42m，当降深23.26m，涌水量20.48m3/d，渗透系数0.049m/d，统降单位涌水量0.00843L/s·
m，富水性弱。
水化学类型为HCO3-Ca·
Mg型，矿化度184.43mg/L。
（2）碎屑岩类裂隙承压水
以3号煤层为界分上、下两个含水岩段。
①3号煤之上碎屑岩类裂隙承压水
分布于3号煤层之上，主要为延安组第四岩性段，厚度26～45m。
含水层主要由细—中粒长石砂岩组成。
据常乐堡井田Y23及上河井田SK302钻孔抽水试验（表4-2），水位埋深+0.84～8.30m，含水层厚度23.39～52.95m，当降深18.02～44.34m，涌水量15.90～62.04m3/d，统降单位涌水量0.0018～0.08183L/s·
m，渗透系数0.007～0.0565m/d，富水性弱。
水化学类型为HCO3－Mg·
Ca型，矿化度195.74mg/L。
②3号煤之下碎屑岩类孔隙裂隙承压水
分布于3号煤层至延安组底界之间层段中。
岩性主要为浅灰色粉、细砂岩与深灰色泥岩不等厚互层夹煤层，因埋藏深，岩石较完整，裂隙不发育，含水层较薄。
据邻近区内的ZK1950钻孔及周边地区水文钻孔抽水试验资料，统降单位涌水量0.0004～0.0036L/s·
m，渗透系数0.0003～0.0031m/d，故富水性极弱。
水化学类型为Cl-Na型，矿化度均大于1000mg/L。
3、隔水层
（1）新近系静乐组红土隔水层
广布全区，厚15～50m，岩性为紫红色、砖红色或棕红色粘土，夹多层钙质结核层及钙板，较致密，为第四系潜水与基岩风化裂隙带潜水间良好的隔水层。
（2）延安组泥岩类隔水层
延安组中，厚度较大且连续分布的泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及部分粉砂岩等泥岩类，与含水层相间分布，厚度一般为10～35m，为层间裂隙承压水的隔水层。
（三）地下水的补给、径流和排泄条件
第四系松散层潜水以大气降水补给为主，部分为沙漠凝结水补给及灌溉回归水、渠水、库水渗漏补给。
径流主要受地形控制，流向由高至低与现代地形吻合，局部受地层结构的影响流向有所改变。
排泄主要是侧向补给河水，次为蒸发消耗、垂向渗漏和人工开采。
基岩风化带裂隙潜水，在裸露区直接由大气降水渗入补给，其余地区靠上覆松散层潜水的下渗补给。
该潜水与松散层潜水间局部地段存在夹层，大部分地区则为具有密切水力联系的统一含水体，故其补给、径流、排泄与松散层潜水基本一致。
承压水除基岩裸露区通过风化裂缝带间接得到大气降水补给外，还接受上游地段潜水渗入补给，径流方向沿基本岩层倾向由东向西或西南方向运移。
其排泄区为远距离河谷，基本形成了较为封闭的储水空间，水量小，水质差。
（四）水文地质勘探类型
本区地表大部分被松散层覆盖，其富水性弱，且下部有较厚的红土、黄土隔水层，加之区内构造简单，无断裂，基岩裂隙不发育，主要煤层顶板直接充水含水层富水性很弱，属于含水量小的含水层。
依据《煤矿防治水规定》及《榆林市榆阳区XX煤矿水文地质补充勘探成果》，本矿水文地质类型为简单型。
（五）矿井涌水量
根据多年来观察数据，采用大井法及廊道法进行矿坑涌水量计算，矿井正常涌水量15m3/h,矿井最大涌水量20.0m3/h。
五、其它开采技术条件
1、瓦斯
根据陕西省煤炭生产监督管理局文件（陕煤局发[2011]4号对榆林地区2010年度煤矿瓦斯等级鉴定的批复中，该煤矿所开采的煤层为3号煤，日均产量1286t，矿井绝对瓦斯涌出量0.68m3/min,相对瓦斯涌出量0.76m3/t,CO2相对涌出量1.34m3/min。
因此该煤矿2010年度通过陕西省煤炭生产安全监督管理局批复为低瓦斯矿井。
故矿井瓦斯鉴定等级为低瓦斯矿井。
2、煤层顶、底板稳定性
区内3号煤层直接顶板主要为泥岩、粉砂岩，厚度0～0.85m；
老顶为中、细粒长石砂岩、粉砂岩，长石砂岩、粉砂岩顶板属半坚硬—坚硬岩石，抗剪、抗压强度大，属Ⅱ类中等冒落顶板；
底板以粉砂岩居多，泥岩少量，为半坚硬岩石，抗剪、抗压强度较大，不易造成底鼓现象，为稳定型底板。
3、煤尘
根据地质资料各煤层测试的火焰长度在180～＞400mm之间；
抑制煤尘爆炸的岩粉用量在55～80%之间，属有爆炸性危险的煤层。
4、自燃
依据所做的地质报告，该矿3号煤层的自燃等级为Ⅰ级，属容易自燃煤层。
5、地温
综合本区简易测温成果分析，根据地质资料报告，由于煤层埋藏较浅，地温随深度增加幅度较小，地温梯度小于2.10℃/100m，本区属地温正常区，无高温异常。
第二章矿井开拓
第一节井田境界及储量
一、井田境界
根据陕西省国土资源厅所批的采矿证划定范围，批准对3号煤层进行开采，井田南北长1.77km，东西宽1.59～1.80km，井田面积3.0002km2，开采3号煤层，可采面积3.0002km2，开采标高为+1118～1082m。
其拐点坐标见表2-1-1。
煤矿拐点坐标表
表2-1-1
拐点编号
X（m）
Y（m）
1
4253000.00
37401000.00
2
37402800.00
3
4251230.00
4
37401210.00
井田北以1、2两点连线为界，东以2、3两点间连线为界，南以3、4点两点间连线为界。
井田南与上河煤矿为邻，西与人民煤矿为邻，北与白鹭煤矿为邻，东为尚和整合区。
二、资源/储量
本矿井为生产矿井，截至2005年12月31日，根据所提供的技改初步设计核实的矿井储量，矿井可采储量为16.32Mt。
三、安全煤柱
井田地表为黄土与风积沙覆盖，各煤层均为近水平煤层，可采煤层埋藏深度在40～150m左右。
为确保地面建筑物和工业广场设施及防止地面沟流下渗到井下，根据《煤炭工业小型矿井设计规范》、《建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》和《煤矿安全规程》等有关规定，设计根据围岩情况和各类规程规定的参数分别进行计算煤柱尺寸，地面建筑物保安煤柱计算取最大值圈定。
1、广场煤柱：
按围护带15m，松散层移动角45度，基岩移动角73度进行计算，广场保护煤柱留设80m。
2、井筒保护煤柱：
按围护带10m（立井围护带30m），松散层移动角45度，基岩移动角73度进行计算。
计算井口煤柱用移动角法设计；
井底煤柱按D=2S1+2a。
计算过程如下：
D井口=10+5ctg45°
+97.9ctg73°
=44.93m
D井底=2S1+2a=2
+2a=2
+2×
2.5=35.19m。
3、井田边界煤柱：
井田边界留设20m煤柱。
4、大巷煤柱：
所掘大巷，巷道中心线之间、巷道一侧的计算。
S大巷＝S1+a=
+a=
+5.0
＝27.48m。
根据上述计算，大巷留设的安保煤柱煤柱为40m支护满足安全需求。
5、采空区煤柱：
开采区边界留设20m煤柱。
6、工作面之间煤柱：
留10～20m煤柱。
7、村庄煤柱：
按保护煤柱等级Ⅲ，围护带宽度10m。
井田村庄建筑物煤柱值50m。
四、矿井设计生产能力及服务年限
本矿井为生产矿井，采用立井单水平开采3号煤层。
根据在3号煤层布置一个对拉炮采工作面考虑。
按矿井生产规模0.3Mt/a，矿井设计可采储量16.32万t，煤层储量备用系数取1.4，则矿井服务年限计算如下：
T＝Z/KA
式中：
T——矿井服务年限，a；
Z——矿井设计可采储量16.32Mt；
A——矿井生产能力，0.3Mt/a；
K——储量备用系数，取1.4。
即矿井装备炮采和适应煤层变化的开采设备，规模按照0.3Mt/a的开采计算，矿井生产服务年限38.86a。
第二节开拓方式
一、矿井工业广场
该工业场地处于井田西北部的平台地上，在场区西部布置两条立井。
二、开拓方案
该矿为“六证”齐全的合法生产矿井，开采3号煤层，设计采用一对立井开拓，生产能力为0.3Mt/a。
根据矿方提供的采掘工程平面图及技改初步设计，现矿井采用两条已开凿至3号煤层的井筒，井下布置两组大巷对3号煤层进行开采，两组大巷分别为东西、南北向。
靠近井田北部边界保安煤柱线布置一组东西向大巷，当该
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