煤矿防突专项设计Word格式.docx
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交通运输条件较为方便（见插图1－1）。
图1－1交通位置图
2、地形地貌、气候
①地形地貌
矿区地形呈近东西走向排列，矿区属侵蚀～剥蚀地貌，其地貌景观受地层岩性和地质构造控制比较明显，地势北低南高，海拨高程2372.8—1652m，相对高差720.8m，属高原山地地貌。
②气象及地震
调查区属亚热带高原季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和，降水充沛，雨热同期，有明显的旱季和雨季之分。
根据六盘水市气象局多年气象观测资料，区内年平均降水量为1363.27mm，其中5～10月为雨季，降水量达1173.77mm，占全年降水量的86.50%，11月至次年4月为旱季，降水量为189.50mm，仅占全年降水量的13.50%。
降水强度亦随季节的变化而变化，冬春季节（旱季）降水量少，强度亦小，夏秋季节（雨季）降水量大，强度亦大，且较为集中。
年平均降大雨至暴雨12～15天，日最大降水量达148.8mm，小时最大降水量66.4mm。
区内年平均气温13.7℃，相对温度79%，年平均蒸发量为1396mm，全年无霜期240天，日照时数为1555.6小时，日照率为35%。
主导风多为ESE向，平均风速2.3m/s，另区内还有春旱，倒春寒、凝冻、冰雹等灾害性天气。
据贵州省城乡建设环境保护厅，黔城设通发（1992）230号文《关于公布贵州省地震烈度新区规划的通知》，本区地震烈度为七度。
二、矿井地质及煤层特征
（一）地层
1、地层
矿区出露地层有上二叠统峨嵋山玄武岩组（P3β）、上二叠统宣威组（P2xn）、下三叠统飞仙关组（T1f）、下三叠统永宁镇组（T1yn）及第四系（Q）。
现按地层由老至新的层序描述如下：
上二叠统峨嵋山玄武岩组（P3β）：
黑色或绿色具杏仁状构造的晶质玄武岩，致密坚硬，节理发育，中间夹有紫色、黄色或白灰色的凝灰岩，偶夹有含植物化石的黑色泥岩、炭质页岩和煤线。
顶部为紫红色或黄白色层状凝灰岩，颗粒极细，成分不易辩认。
本组厚220-260m。
该地层分布在矿区外的南部地带。
上二叠统宣威组（P2xn）：
本组为主要的含煤地层，总厚度200-260m，平均240m。
按岩性、聚煤情况和动植物化石的分布，可分为下、中、上三段。
分布在矿区南部。
下段（P2xn1）：
平均厚度110m。
多为不厚的砂岩、砂质泥岩、粘土岩组成。
近底部夹有6-23m厚的二次喷发玄武岩。
本组只有一层可采煤层（C101b）。
产植物化石多而完整，主要有大羽羊齿。
中段（P2xn2）：
平均厚度50m。
主要由灰色粘土质砂岩、深灰色泥岩和富含鲕状菱铁质结核的粘土岩组成。
含煤6-8层，可采和局部可采煤层2层，煤层编号为C407、C409。
砂岩中产植物化石，主要有大羽羊齿。
上段（P2xn3）：
平均厚度80m。
主要由黑灰色钙质粉砂岩、泥岩、灰色细砂岩和褐灰色粘土岩组成。
这些岩石作有规律更迭，粒度韵律十分明显，在泥岩和粉砂岩中夹有薄层泥灰岩，生物碎屑灰岩等。
含煤十余层，可采煤层及局部可采煤层4层，煤层编号分别为C504、C601、C603、C605，煤层顶板产大量动物化石，主要为腕足类、菊石等，在薄层泥灰岩和生物碎屑灰岩中产莛科化石，砂岩中还产植物化石。
三叠系下统飞仙关组（T1f）：
本组以细砂岩、粉砂岩为主。
总厚度440-550m。
一般可分为三段，其下段为灰绿色、紫色细粉砂岩和砂岩组成，最底部（C605煤层顶板）为浅灰色和蓝灰色薄层灰岩、泥灰岩及泥质粉砂岩组成，俗称卡以头层。
中部为紫色、紫灰色夹黄绿色中厚层状的细砂岩、粉砂岩及泥岩组成，以细砂岩为主。
上部为紫色、暗灰色紫色细砂岩、粉砂岩组成，以强细砂为主，常夹透镜状灰岩。
分布在矿区中部及北部。
下三叠统永宁镇组（T1yn）：
厚层、中厚层状灰岩与砂岩泥岩呈不等厚互层。
总厚160-290m。
本组是煤系顶部的主要含水层。
分布在矿区外北部。
第四系（Q）：
浮土、粘土、砂质粘土，表层为腐植层，厚0—15m。
分布在平缓及低洼地带。
（二）构造
本矿井位于大河边向斜中部，汪家寨井田南部边缘。
矿区内构造简单，无影响开采的断层。
地层走向东西，倾向北，倾角37-40度，平均38度。
（三）煤层及煤质
1、煤层
上二叠统宣威组（P2xn），是以陆相和海陆交互相为主的含煤建造，沉积的物质主要由碎屑岩及煤组成，平均厚为240m，含煤28-29层，矿区内含可采或局部可采煤层7层，即C605、C603、C601、C504、C409、C407、C101b，现将各可采或局部可采煤层地质特征自上而下叙述如下：
（1）C605煤层：
上距下三叠统飞仙关组20—25m,22m左右，煤层厚0.89-1.44m,平均1.17m，顶板岩性为浅灰色、兰灰色生物碎屑灰岩，致密坚硬，底板多为粘土岩或泥岩。
黑色,以暗淡型和半暗型为主，夹少量半亮型，条痕黑褐色，光泽暗淡或弱玻璃光泽，岩性较坚硬，内生裂隙发育；
阶梯状或绫角状断口、条带状结构，由暗煤、亮煤、少量丝炭及镜煤组成。
煤层上部含两层0.02-0.03米厚的黑褐色高岑岩夹矸，下部常含两层断续分布的黄铁矿凸镜体。
属较稳定煤层。
（2）C603煤层：
上距C605煤层10—15m，平均12m，煤层厚1.07-1.07m,平均1.07m，顶板岩性为灰深灰色泥岩，底板岩性为黑色粘土岩。
黑色,以暗淡型和半暗型为主，夹少量半亮型，条痕黑褐色，光泽暗淡或弱玻璃光泽，岩性较坚硬，裂隙发育；
断口参差不齐。
条状、片状结构，由暗煤、亮煤、少量丝炭及镜煤组成。
（3）C601煤层：
上距C603煤层20—25m，平均23m，煤层厚1.12-2.36m,平均1.74m，顶板岩性为灰黑色泥岩及粉砂岩，底板岩性为黑色粘土岩。
煤层上部含两层0.02-0.03m厚的黑褐色高岑岩夹矸，下部常含1-2层断续分布的黄铁矿结核，煤层有时分叉，其间夹矸由粘土岩逐渐变为粉砂岩以致变为细砂岩或中粗粒砂岩。
（4）C504煤层：
上距C601煤层5—10m，平均7m，煤层厚0.79-1.45m,平均1.12m，顶板岩性为灰黑色泥岩及粉砂岩，底板岩性为灰色粘土岩。
阶梯状或绫角状断口、条状、片状、层状结构，由暗煤为主；
次为亮煤，少量镜煤，煤层中部含一层厚0.2-0.25m的高灰分劣质，下部为一层厚0.03-0.25m的粘土岩夹矸或软煤，上部普通含有少量黄铁矿小凸镜体及颗粒。
本范围内较薄最大1.45m，最小0.79m，平均1.12m，属不稳定煤层。
（5）C409煤层：
上距C504煤层45—50m，平均47m，煤层厚8.31-10.90m,平均9.29m，顶板岩性为深灰色泥岩，含似层状菱铁矿质结核；
底板岩性为灰色粘土岩。
黑色，暗淡型夹部分半量型，少量暗淡型。
条痕黑褐色，油脂光泽-弱玻璃光泽，岩性软松-坚硬。
内生裂隙不甚发育-较发育，断口不平坦-参差不齐。
粒状及条带状、厚层状结构。
以暗煤、亮煤为主、少量镜煤，下部含丝炭较多。
顶部含有较多黄铁矿小凸镜体及颗粒，底部含两层棕色高岑岩夹矸，厚0.03～0.04m。
其中第二层粘土岩夹矸距煤层顶板1.80～2.40m，往往是煤层分叉位置，分叉后间距可达10～20m，其间岩性由粘土岩变化到细砂岩或中粒砂岩，而且这种变化在100～200m之间发生。
（6）C407煤层：
上距C409煤层3～6m，平均4m，煤层厚2.34～3.36m,平均2.84m，顶板岩性为黄绿色砂质页岩、粉砂岩；
黑色,半暗型，部分暗淡型。
条痕黑褐色，光泽暗淡或弱玻璃光泽，岩性坚硬。
内生裂隙发育，菱角状断口，条带及片状、薄层状结构。
以暗煤、亮煤为主、少量丝炭及镜煤组成。
煤层常夹1-2层粘土岩矸。
煤层往往有分叉、变薄及尖灭现象。
（7）C101b煤层：
上距C407煤层34～47m，平均42m，煤层厚0.99m,顶板岩性为泥岩，底板岩性为粘土岩。
煤层常夹1～2层粘土岩矸。
属不稳定煤层。
以上各煤层特征详见表1－2－1。
表1－2－1可采煤层特征表
顺
序
区
域
组
煤层
名称
煤层厚度（m）
层间距（m）
夹矸
（m）
稳定性
可采
程度
煤种
顶底板岩性
最小
最大
平均
最大—最小
顶板
底板
飞仙关组
20—25
宣威组上段
C605
0.89
1.44
1.17
22
0.04—0.08
较稳定
QM
灰岩
粘土岩
泥岩
10—15
C603b
1.07
12
0.02—0.04
粉砂岩
C601
1.12
2.36
1.74
23
0.02—0.08
页岩
5—10
C504
0.79
1.45
0.03—0.25
不稳定
局部可采
45—50
宣威组中段
C409
8.31
10.90
9.29
47
0.20—0.29
3—6
C407
2.34
3.36
2.84
0.10—0.40
130—140
宣威组下段
C101b
0.99
135
0.01—0.08
QM、FM
砂岩
2、煤质
经样品化验分析表明:
矿区内C605、C603、C601、C504、C409、C407、C101b煤层根据中国煤炭分类国家标准（GB/T15224—2004），煤类均为烟煤（Y），其工业用途为用于治金、铸造工业，也可用来生产合成氨及其它化工原料。
C605煤层：
灰份23.55%，挥发份41.92%，硫份1.30%，发热量26.2MJ/kg，属低硫中灰高热值烟煤，多为民用煤。
C603煤层：
灰份18.50～28.70%，挥发份36.93～38.47.%，含硫2.01～2.14%，发热量23.90～26.20MJ/kg，属中硫中灰高热值烟煤，可作治金、铸造工业用煤。
C601煤层：
灰份17.39%，挥发份38.22%，含硫1.23%，发热量24.70MJ/kg，属低硫中灰高热值烟煤，可作治金、铸造工业用煤。
C504煤层：
灰份24.62%，挥发份36.26%，含硫2.15%，发热量24.5MJ/kg，属中硫中灰高热值烟煤，可作治金、铸造工业用煤。
C409煤层：
灰份13.80～18.50%，挥发份36.01～42.66%，含硫0.78～0.82%，发热量30.00～30.20MJ/kg，属特低硫低－中灰高热值烟煤，可作治金、铸造工业用煤。
C407煤层：
灰份17.51～19.47%，挥发份34.99～35.88%，含硫0.16～0.19%，发热量27.5～27.8MJ/kg，属特低硫中灰高热值烟煤，可作治金、铸造工业用煤。
C101b煤层：
灰份13.23%，挥发份34.53%，含硫0.16%，发热量26.7MJ/kg，属特低硫低灰高热值烟煤，可作治金、铸造工业用煤。
各煤层煤质特征详见<
<
样品分析结果表>
>
（表1－2－2）
表1－2－2样品分析结果表
工程
编号
序号
样长
（真厚）（m）
化验分析成果
备注
灰份（Ad）%
挥发份（Vdaf）%
硫份（Std）%
发热量（Qnet.d）MJ/kg
CK15
23.55
41.92
1.30
26.2
C603
28.70
36.93
2.14
23.9
17.39
38.22
1.23
24.7
24.62
36.26
2.15
24.5
8.8
13.80
42.66
0.78
30.2
C407
2.32
17.51
34.99
0.16
27.8
13.23
34.53
26.7
CK16
8
26.61
38.47
2.01
9
10.9
18.50
36.01
0.82
30.0
10
19.47
35.88
0.19
27.5
3、煤层顶底板
矿区内含煤岩系为宣威组，岩性为层状砂泥岩夹煤层，为软质岩夹较坚硬岩组合，煤层顶板均为泥质粉砂岩或粉砂岩。
通过对矿井及矿区内停产小窑进行调查，顶板较为稳固，但局部地段节理裂隙发育，开采时必须进行支护。
底板粘土岩，采煤后遇水一般变软，易膨胀，出现底鼓现象，对采煤有直接影响，开采时应引起足够重视。
（四）水文地质情况
1、水文地质条件
1）地层含水性
基岩裂隙含水岩组：
由宣威组及飞仙关组的砂岩、灰岩、泥灰岩等组成，含浅部风化裂隙水，有泉水点出露，愈往深部含水性愈微弱。
井下煤层巷道中，顶板常见淋水现象。
松散岩类孔隙水：
主要为第四系坡积物、残坡积物等组成，厚度一般0-15m，透水性强，含水性中等，主要受大气降水的控制。
大气降水、地表水是矿床充水的主要因素，一般沿基岩裂隙渗入矿井，裂隙发育地段矿井充水会有所增大。
井田内老窑开采历史悠久，一般沿煤层露头开采，垂深不超过50m，巷道长度不超过100m，顶板稳定性差，多用木架支护，现大部分巷道都已跨塌封闭，尽管开采不深，但对本矿井浅部开采仍有影响，据调查，呈出现过老窑突水事故，因此，本矿在开采过程中，应对老窑积水采取有效措施，防止发生老窑透水、突水现象。
2）断层导水性
矿区内构造简单，无影响开采的断层，断层导水基本无影响
总之，本井田是以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件简单。
预计矿井正常涌水量为19m3/h，最大涌水量为35m3/h。
（五）瓦斯、煤层自燃及煤尘爆炸特征
1、瓦斯
近几年该矿井瓦斯等级鉴定情况：
2009年：
矿井瓦斯绝对涌出量为1.97m3/min，相对涌出量为21.88mt3/。
二氧化碳绝对涌出量为0.79m3/min，相对涌出量为8.71m3/t。
鉴定为高瓦斯矿井。
2010年：
矿井瓦斯绝对涌出量为2.16m3/min，相对涌出量为23.06m3/t。
二氧化碳绝对涌出量为0.79m3/min，相对涌出量为9.25m3/t。
2011年：
矿井瓦斯绝对涌出量为4.08m3/min，相对涌出量为22.96m3/t。
二氧化碳绝对涌出量为2.27m3/min，相对涌出量为8.4m3/t。
根据黔安监管办字（2007）345号文要求，兴鑫煤矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计与管理。
设计根据《矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ1018－2006）》标准，采用分源预测法对矿井相对瓦斯涌出量进行预测。
2、煤层的自燃特性
根据2011年3月5日由煤炭科学研究总院重庆分院提供的《煤层自燃倾向性等级鉴定报告表》，煤层自然倾向性属三类（不易自燃）。
3、煤尘的爆炸特性
根据2011年3月5日由煤炭科学研究总院重庆分院提供的《煤层爆炸性鉴定报告》，煤尘具有爆炸性，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为80%。
三、矿井开拓
矿区地形呈近东西走向排列，矿区属侵蚀～剥蚀地貌，其地貌景观受地层岩性和地质构造控制比较明显，地势北低南高，海拨高程2372.8—1652m，相对高差720.8m，属高原中山地貌。
区内为一简单的单斜岩层，矿区内构造简单，无影响开采的断层。
地层走向东西，倾向北，倾角37－40°
，平均35°
。
根据井田地质、地形条件，并考虑现有工业场地及开拓井巷利用的可能性，该矿适宜斜井开拓。
因原有主副井筒沿煤层布置均处于采动压力带，变形严重，维护量大，既不安全又不经济，经方案比较，设计确定在矿井东部边界整合三个井筒，采用斜井开拓方式即整合一个主斜井作主要运输（运煤）和进风，整合一个副斜井作辅助运输（运料、设备、出矸）、进风和行人，整合一个风井作矿井回风。
四、矿井设计生产能力及服务年限
根据《煤炭工业小型煤矿设计规范》（GB50399－2006），矿井设计年工作日数为330天。
日工作班数为3班，每班8小时，边采边准，日净提升时间16小时。
年生产能力9万t/a。
矿井可采煤资源量110.99万t，资源量备用系数为1.3，则矿井服务年限为：
矿井服务年限9.5（年）
五、矿井通风、瓦斯及抽放
1、矿井通风
（1）通风方式
根据矿井自然条件、煤层倾角较大、走向不长以及矿井开拓方式方案比较，考虑诸多原因，矿井采用边界并列式通风方式，抽出式通风方法。
（2）、通风系统
由于矿井为一个采区，所以矿井的通风即为采区通风。
各采掘工作面均设计为独立通风。
（3）通风设备
选用FBDN06/2×
22局扇二台（一台工作，一台备用）。
风量180～550m3/min，负压750～950Pa，电机功率22KW。
2、瓦斯情况
3、矿井瓦斯抽放
高负压选用高效节能的水环式真空泵：
2BEA型二台，其中：
一台工作、一台备用。
参数为：
Q=45m3/min，功率75KW。
二、工作面突出危险性预测
工作面的突出危险性预测针对各煤层发生煤与瓦斯突出的特点和条件试验确定工作面预测的敏感指标和临界值，并作为判定工作面突出危险性的主要依据。
试验由具有突出危险性鉴定资质的单位进行，在试验前和应用前由煤矿企业技术负责人批准。
根据工作面地质构造、采掘作业及钻孔等发生的各种现象实现工作面突出危险性的多元信息综合预测和判断，主要有以下方面：
（一）煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等；
（二）煤层赋存条件急剧变化；
（三）采掘应力叠加；
（四）工作面出现喷孔、顶钻等动力现象；
（五）工作面出现明显的突出预兆。
在突出煤层，当出现上述第（四）、（五）情况时，即判定为突出危险工作面；
当有上述第
（一）、
（二）、（三）情况时，除已经实施了工作面防突措施的以外，应视为突出危险工作面并实施相关措施。
掘进工作面的突出危险性可采用下列方法预测：
A、钻屑指标法；
B、复合指标法；
C、R值指标法；
D、其他经试验证实有效的方法。
兴鑫煤矿掘进工作面，设计采用钻屑指标法预测突出危险性。
操作步骤和方法为：
在近水平、缓倾斜煤层工作面向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深9m的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。
钻孔布置详见图2-2-1。
钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。
钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或△h2值。
图2-2-1掘进工作面突出危险性预测钻孔布置图
各煤层采用钻屑指标法预测掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定。
目前，矿井无实测资料，在预测掘进工作面突出危险性时，设计采用煤科总院重庆分院生产的WTC防突参数仪测定K1值进行预测（也可使用煤科总院抚顺分院生产的解析仪测定△h2值），并参照表2-2-2的临界值确定工作面的突出危险性。
表2-2-2钻屑指标法预测掘进工作面突出危险性的参考临界值
钻屑瓦斯解吸指标Δh2
钻屑瓦斯解吸指标K1
钻屑量S
Pa
mL/g•
kg/m
L/m
200
0.5
5.4
如果实测得到的S、K1或△h2的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；
否则，为突出危险工作面。
当预测为无突出危险工作面时，每预测循环应至少留2m的预测超前距离。
在实施局部综合防突措施的掘进工作面进行预测，若预测指标为无突出危险，则只有当上一循环的预测指标也是无突出危险时，方可确定为无突出危险工作面，并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采掘作业；
否则，仍要执行一次工作面防突措施和措施效果检验。
第三章防治煤与瓦斯突出措施
矿井防治煤与瓦斯突出措施包含区域性防治突出措施和局部性防治突出措施。
一、区域性防治突出措施
区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。
区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。
1、煤层赋存的特点
本矿井为整合矿井，根据水矿集团安创公司二○一一年一月提交的《六盘水钟山
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