煤矿六大系统改造设计方案文档格式.docx
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，倾角总的变化趋势在走向上是西缓东陡，沿倾向是地表稍缓，深部略陡，煤岩层倾角呈有规律的变化，由东向西变化范围21°
～18°
～17°
～15°
～12°
～10°
～9°
，平均倾角14°
。
煤层在空间呈现出在东部收敛，西部撒开。
通过地面调查和钻孔控制，在井田范围内未发现落差大于20m的断裂构造，因此，井田属简单构造区。
井田范围内岩浆岩的活动对煤层无影响。
2、煤层与煤质
井田内控制0.3m以上的煤层43层，平均纯煤总厚度41.62m，按西山窑组下，上含煤段地层平均总厚406.54m计，含煤系数为10.24%，可采及局部可采煤层12层，分别为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12。
平均可采总厚17.90m，可采系数43.01%。
其中B1、B3、B4、B9、赋存稳定，全区可采，为矿井的主要可采煤层。
井田内各煤层原煤水份（Mad）含量在8.07%～10.55%之间，平均值9.81%，为中水分煤。
主要可采层B1、B4、B9灰分介于10%～15%，属低灰煤。
各煤层原煤挥发分为36.26%～44.11%，平均41.10%属高挥发分煤。
各煤层原煤含硫0.55%～0.75%，平均为0.63%，属低硫煤。
磷含量在0.044%～0.215%之间，平均为0.103%，属中～高磷煤。
井田内各煤层发热量较高，原煤的干燥基发热量为23.87～27.79MJ/kg，平均为26.31MJ/kg，属中高发热量煤。
各煤层粘结指数多为0，焦渣特征指数为2，煤不具粘结性。
按照中国煤炭分类标准（GB5751-86）矿井煤质属低灰、低硫、中高磷、中高发热量的长焰煤，为理想的工业动力用煤和生活用煤。
3、水文地质
井田位于和什托洛盖盆地的中段北侧，北邻谢米斯台山，地势北高南低，地形开阔平坦，坡角1～5°
，地形条件不利于地下水的形成。
井田范围内无常年性河流，也无山泉出露，仅在融雪期和暴雨后有暂时洪水流，大气降水是该地区地下水的主要补绘源。
井田内共有三个含（隔）水层，现分述如下：
（1）第四系透水不含水层（Ⅰ）
大面积分布于井田内，主要由第四系上更新统—全新统的洪积层组成，厚2.38～19.25m，为一透水不含水层。
（2）中侏罗统西山窑组孔隙，裂隙弱富含水层（Ⅱ）
仅小面积出露于井田西南部，而井田大面积被第四系松散物所覆盖，此含水层主要由（泥质）粉砂岩，泥岩夹砂砾岩，粗砂岩，中～粗砂岩、细砂岩及煤组成，含水层厚度18.31～41.31m，地层产状平缓。
主要受大气降水及雪融水的补绘，属弱富含水层。
（3）第三系始新—渐新统乌伦古河组弱含水层（Ⅲ）
仅在井田西南角出露，为弱含水层。
井田地形属山前洪积倾斜平原，基岩露头少，而第四系覆盖多，地势总体北高南低，地形有利于自然排水。
井田内无常年地表水流，气候属大陆性干旱气候。
受大气降水，雪融水对矿床充水的影响，矿床充水主要源于第Ⅱ含水层孔隙，裂隙承压水。
据ZK301孔、ZK303孔抽水试验资料：
钻孔单位涌水量（q）0.0092～0.0074L/s·
m（q<
0.1L/s·
m），渗秀系数（k）为0.018～0.366m/d。
利用大井法计算矿井850水平正常涌水量为137m3/h，考虑灌浆及其他因素，矿井最大涌水量为187m3/h。
由此可知，第Ⅱ含水层透水性较差、富水性弱，井田为顶底板直接或间接充水，水文地质条件简单的矿井。
4、其它开采技术条件
（1）主要可采煤层顶底板岩性及工程地质特征
井田内主要可采煤层顶、底板岩性基本一致，粉砂质泥岩，泥质粉砂岩是组成井田煤层顶底板的主要岩性，该类顶底板岩石均属软质岩石。
通过对井田内J2、Ⅲ、J3三条勘探线所采煤层顶底岩石物理力学性质定量、定性的综合分析，可知井田各煤层的顶底板岩石饱合状态下抗压强度及其他力学指标均较差，总体上说明井田内各煤层的顶底板岩石稳固性属差的类别。
（2）瓦斯
井田内各主采煤层最大瓦斯含量0.680ml/g可燃质，平均0.237ml/g可燃质，瓦斯成分总体上以N2为主，占87.55%，CO2次之占12.45%，无CH4。
属于CO2-N2带。
矿井为瓦斯矿井。
（3）煤尘
各煤层爆炸指数均大于30%，爆炸样火焰长度多数大于400mm，扑灭火焰所须的岩粉量多数大于80%，因此煤尘都具有爆炸性。
（4）煤的自燃倾向
各煤层均属易自燃～很易自燃发火煤层。
（5）地温
本区属地温正常区。
二、矿井开拓、开采现状，近三年采区、工作面接续内容
（一）井田范围
井田东西走向长4.7km，南北倾斜宽2.1~3.0km，井田面积约11.95km2。
井田北界为各煤层露头，东、西、南界均为人为划定境界。
井田境界拐点坐标见表1-1-1。
井田范围拐点坐标表
表1-1-1
拐点
直角坐标（1954北京坐标系）
纵坐标（X）
横坐标（Y）
1
5158500
29436500
2
29441250
3
5156400
4
5155500
（二）矿井开拓、开采现状、采区和工作面接续情况
矿井采用斜井开拓方式。
设计矿井划分一个水平（+915m水平）上山开采，通风方式为中央并列式通风。
主斜井斜长499m，主要担负矿井煤炭运输任务。
副斜井斜长438m，主要担负矿井提矸石、下放材料、设备以及升降人员等任务，副斜井铺设30kg/m轨道，轨距600mm。
斜风井长284m，倾角25º
，担负矿井回风任务。
井筒内设置行人台阶和扶手，并作为矿井安全出口。
在+915m水平设副井甩车场，在井底车场附近设中央变电所、水泵房、水仓、管子道、等候室及急救室、消防材料库、集中转载煤仓等硐室。
火药发放和蓄电电机车充电检修均由地面完成。
全矿井共划分为3个采区进行回采。
即中一采区、东一采区及西一采区。
初期投产采区为中一采区，该采区走向长2600m。
矿井为生产矿井，现生产工作面位于1404回采工作面。
三、矿井主要生产、安全系统概述
1、提升系统
主斜井运输设备选用ST800绳芯带式输送机（阻燃型），担负煤炭运输任务。
副斜井选用1台JTP-1.6×
1.5/24型单筒提升机牵引串车提升方式。
井底车场及石门选用3台CDXT-2.5蓄电池电机车牵引矿车的运输方式。
2、压风自救系统
嘎顺乌散矿井为生产矿井，矿井现有地面压风机站，站内安装有UD160A-10型
螺杆式空压机，其中1台工作，1台备用。
压风管路从地面副斜井井口敷设至井下各采掘工作面，井下巷道中选用φ133的无缝钢管，每台空压机容积流量为28.7m3/min，工作压力0.8MPa，配套电机功率160kw。
3、供水系统
本煤矿为生产矿井，设计生产能力为0.3Mt/a。
井下消防洒水管道接自工业场地V=200m3矿井水回用水池，处理后的井下水经IS65-50－160B型清水泵加压进入副井井口，自流供井下使用，地面600m3清水池内清水作为事故补充水源。
井下消防洒水主要管路管径为φ60mm、支管管径为φ50mm。
管道在井底车场连接处、带式输送机机头、所有硐室附近、掘进巷道迎头、回采工作面巷口及带式输送机巷道每隔50m、其它巷道每隔100m设DN50消火栓，在带式输送机机头位置设WZP-1自动喷水灭火装置。
井下洒水主要用于采煤、掘进、装卸、运输、转载、爆破等生产环节的防尘，同时还具有冲洗巷道、设备冷却、混凝土施工等功能。
在井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、翻车机、破碎机及各种运输机械的转载点和卸煤点安装一般喷雾装置，在掘进工作面、采煤工作面、放顶煤放煤口、液压支架上部安装强喷雾装置，在采煤工作面回风巷、掘进工作面装车点下风向及容易产生煤尘的巷道设置风流净化水幕。
同时在敷设管道的煤巷每隔50m、其它巷道每隔100m设DN25给水栓，并配备阀门及软管，主要用来冲洗巷道和接入用水设备，同时也具有灭火功能。
经校核，井下实际布置的消防洒水管道系统管径严重偏小，为保证矿井安全生产，井下消防洒水系统必须重新设计，完善后的消防洒水系统不仅为煤矿正常生产提供了保障，而且对矿井“六大系统”之一的供水施救系统有重大积极的意义。
4、矿井供电
矿井工业场地内现有1座32kV变电所，2回35kV电源分别引自新疆生产建设兵团农十师煤矿电力公司35kV变电所和农十师184团供电公司35kV变电所35kV侧。
导线规格均为LGJ-70，距离分别为L=19km和L=26km。
矿井现有1座10kV井下变电所，其2回6kV电源线路分别引自矿井35kV变电所10kV母线侧。
电缆线路规格均为MYJV32-8.7/103×
35L=1.3km。
5、矿井监测监控系统
矿井现有一套KJ69J型煤矿综合监控系统，在矿调度办公室内设地面中心站，主要在风井扇风机房、井下变电所和水泵房、轨道石门、掘进面、工作面运输顺槽入口处、回采工作面设有监控分站。
6、矿井人员定位系统
矿井现有一套KJ256型煤矿人员定位系统，主要在井下变电所、工作面运输顺槽入口处、及水平车场均设有矿用读卡机站，并在井下交叉及出入口处设置人员无线编码接收器，每一个下井人员携带一张（标明自己身份的）无线编码发射器。
当携带有无线编码发射器井下人员经过事先安装的无线编码接收器时，系统通过分站将信号自动通过传输网络将该人员经过的地点、时间等传输到地面中心站。
7、矿井通信联络系统
矿井现有程控数字调度交换机（90门）。
井下通信电缆选用2条符合MT818标准的MYHA32型通信电缆分别沿主井井筒两侧敷设，井下通信电缆芯线对数按照《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-2005第12.4.11、第12.4.12条和新煤安监发[2008]51号文件中关于“三条生命线”建设中对通信线的要求,按不少于30%选用。
井下通信通过装在地面调度总机内的四块安全栅插板与井下电话构成井下安全火花型防爆通讯系统。
下井通讯电缆自安全栅插板引出后，埋地敷设至主斜井井口，沿井壁（井下部分）敷设至井下分线盒。
地面调度通信电话分机采用双音频电话桌机；
井下电话分机采用隔爆型电话挂机。
四、矿井安全生产现状及主要灾害分析
1、安全生产现状
矿井为现有生产矿井。
矿井现有的通风系统、排水系统、安全监控系统、消防洒水系统、提升运输系统基本符合煤矿安全规程要求。
2、主要灾害分析
（1）瓦斯
矿井瓦斯危害较小，但在生产过程中仍应加强瓦斯的监测工作。
（2）火灾
根据煤层自燃倾向测试成果，各煤层均属易自燃~很易自燃发火煤层，煤层存在自燃的危险性。
（3）水灾
矿井涌水量较小，为水文地质简单的矿井。
水害的危险性不大。
五、自救器配备现状
矿井现有ZY-45型压缩氧自救器，自救器数量为200台。
第二章井下紧急避险设施系统
第一节井下紧急避险设施
井下紧急避险设施是指在井下发生灾害事故时，为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。
该设施对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件，为应急救援创造条件、赢得时间。
一、紧急避险设施建设原则及要求
1、紧急避险设施的建设方案应综合考虑所服务区域的特征和巷道布置、可能发生的灾害类型及特点、人员分布等因素。
2、紧急避险设施应具备安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障等基本功能，在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于96h。
3、紧急避险设施的总容量应满足突发紧急情况下所服务区域全部人员紧急避险的需要，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，并应有一定的备用系数。
永久避难硐室的备用系数不低于1.2，临时避难硐室的备用系数不低于1.1。
4、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。
5、紧急避险设施应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接，形成井下整体性的安全避险系统。
6、紧急避险设施的设置要与矿井避灾路线相结合，紧急避险设施应有清晰、醒目、牢靠的标识。
7、避难硐室应布置在稳定的岩层中，避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区。
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。
特殊情况下确需布置在煤层中时，应有控制瓦斯涌出和防止瓦斯积聚、煤层自燃的措施。
永久避难硐室应确保在服务期间不受采动影响，临时避难硐室应在服务期间避免受采动损害。
8、紧急避险系统应随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善，包括紧急避险设施、配套系统、避灾路线和应急预案等。
9、紧急避险设施的配套设备应符合相关标准的规定，纳入安全标志管理的应取得煤矿矿用产品安全标志。
可移动式救生舱应符合相关规定，并取得煤矿矿用产品安全标志。
二、紧急避险设施建设依据
1、根据安监总煤装【2010】146号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”的通知对建设完善井下紧急避险系统的要求，煤与瓦斯突出矿井以外的其他矿井，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或救生舱。
2、煤矿井下紧急避险系统是指在煤矿井下发生紧急情况下，为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。
紧急避险系统建设的内容包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。
3、井下紧急避险设施是指在井下发生灾害事故时，为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。
紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱。
永久避难硐室是指设置在井底车场、水平大巷、采区（盘区）避灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，服务于整个矿井、水平或采区，服务年限一般不低于5年。
临时避难硐室是指设置在采掘区域或采区避灾路线上，具有紧急避险功能的井下专用巷道硐室，主要服务于采掘工作面及其附近区域，服务年限一般不大于5年。
4、所有井工煤矿应为入井人员配备额定防护时间不低于45分钟的自救器，入井人员应随身携带。
5、紧急避险设施的建设方案应综合考虑所服务区域的特征和巷道布置、可能发生的灾害类型及特点、人员分布等因素。
优先建设避难硐室。
三、井下作业人员分布
矿井井下现有1个回采工作面和2个掘进工作面。
设计紧急避险设施方案，也按矿井实际采掘工作面一采两掘考虑。
四、紧急避险设施方案
矿井井下布置1个回采工作面、2个掘进工作面。
回采工作面为1404工作面，掘进工作面为1902工作面运输顺槽和1902工作面回风顺槽，井下作业人员多集中在采掘工作面。
1404回采工作面距副斜井井口约1100m，1902工作面运输顺槽掘进面距副斜井井口约2840m，1902工作面回风顺槽掘进面距副斜井井口约2690m，水泵房距副斜井井口约438m。
当井下发生灾害事故时，采掘工作面作业人员在自救器额定防护时间内很难步行安全撤至地面，因此考虑在其附近设置紧急避险设施，以便在井下发生灾害事故时，为此处的作业人员提供避险场所。
根据本矿采掘分布和井下人员分布情况，紧急避险设施采取永久避难硐室、临时避难硐室相结合的布置方式，紧急避险设施设置提出两个方案。
方案一：
全矿井设置一个采区永久避难硐室和两个临时避难硐室
1、采区永久避难硐室
设计平行于+915m水平石门布置采区永久避难硐室。
永久避难硐室保护范围为矿井现生产采区的回采工作面和掘进工作面的生产人员及辅助人员。
2、临时避难硐室
1902工作面运输顺槽、1902工作面回风顺槽掘进长度均约1600m，设计在1902工作面运输顺槽、回风顺槽外侧分别布置1个临时避难硐室，临时避难硐室距离掘进工作面约800m。
硐室保护的范围为1902工作面顺槽掘进工作面作业人员。
方案一详见图2-1-1。
方案二：
全矿井设置一个永久避难硐室和四个临时避难硐室
1、永久避难硐室
设计在+915m水平车场东侧新掘一条岩石平巷布置永久避难硐室，永久避难硐室保护的范围为全矿井各工作面的生产人员、水泵房及采区辅助人员。
1902工作面运输顺槽、1902工作面回风顺槽掘进长度均约1600m，设计在1902工作面运输顺槽、回风顺槽外侧分别布置2个临时避难硐室，一个临时避难硐室位于顺槽的开口处，另一个临时避难硐室距离掘进工作面约800m。
方案二详见图2-1-2。
方案一特点：
（1）设计布置两个临时避难硐室，设置紧急避险设施比方案二投资要少。
（2）采区永久避难硐室距离接续的多个工作面较近，有利于人员的避险。
方案二特点：
（1）设计布置四个临时避难硐室，设置紧急避险设施投资较大。
综上所述，设计推荐方案一：
全矿井设置一个采区永久避难硐室和两个临时避难硐室。
井下紧急避险设施分布情况详见表2-1-1。
井下紧急避险设施分布情况一览表
表2-1-1
紧急避险设施类型
设置地点
主要服务区域
数量
避险人数（个）
备注
采区永久避难硐室
+915m水平石门南段
现生产采区各工作面生产人员
50
新建
临时避难硐室
1902工作面运输顺槽
1902工作面运输顺槽人员
25
1902工作面回风顺槽
1902工作面回风顺槽人员
五、紧急避险设施类型、结构
（1）永久避难硐室规格
设计永久避难硐室由2个过渡室、1个生存室和3个辅助硐室组成。
根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，永久避难硐室生存室的净宽不小于2.0m，净高不低于2.0m；
过渡室净面积不小于3.0m2，每人应有不低于1.0m2的有效使用面积。
①永久避难硐室生存室内按避难人数50人考虑，每人应不小于1.0m2，过渡室的净面积应不小于3.0m2的使用面积计算：
S生=1.0×
50=50m2
S过=3.0m2
②永久避难硐室的生存室的设计宽度为4.0m，过渡室的设计宽度为3.0m，生存室容量的备用系数为1.2，计算其长度：
a生=50×
1.2÷
4.0=15m
a过=3.0÷
3.0=1.0m
考虑到避难硐室布置在两条下山之间，故设计过渡室长度8m。
a=a生＋2a过=15＋16=31m
③根据永久避难硐室施工需要，生存室的设计宽度为4.0m和过渡室的设计宽度为3.0m时，生存室长度不得小于15m和硐室总长度不得小于31m可满足要求。
永久避难硐室规格参数详见表2-1-2。
永久避难硐室规格参数表
表2-1-2
规格参数
硐室名称
净长
（m）
净宽
净高
断面
形状
净断面
（m2）
掘进断面
面积
支护
方式
过渡室（2个）
16
2.5
半圆拱
6.51
9.37
48
浇筑砼
生存室
15
3.0
10.24
14.26
60
机电硐室
4.94
5.76
7.5
气瓶存放硐室
环保厕所
（2）永久避难硐室结构
设计在+915m水平石门南段新掘一条平巷布置永久避难硐室，硐室为岩巷，巷道净宽为4m，采用“浇筑砼”支护；
辅助硐室采用锚喷支护。
硐室喷射混凝土厚度为350mm，喷射混凝土强度等级为C20。
设计硐室内表面用10mm厚白水泥沙浆抹面，硐室底板采用混凝土地面，厚200mm，铺底混凝土强度等级为C15，硐室
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