三汇二矿安全改造项目规划讲解.docx
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三汇二矿安全改造项目规划讲解
重庆天府矿业有限责任公司三汇二矿
2009～2013年煤矿安全改造项目
规
划
重庆天府矿业有限责任公司三汇二矿
2007年11月
1企业基本情况
1.1企业概况
重庆天府矿有限责任公司三汇二矿矿部位于重庆合川区三汇镇，矿区地处合川区、北碚区、渝北区交界地带，行政区划属重庆市北碚区金刀峡镇和渝北区划蓥山镇所辖。
矿井设计年生产能力600Kt/a，2006年矿井核定生产能力为900Kt/a，服务年限为72年。
矿井主平硐标高为+280m，现开采水平标高+590、+674m。
矿区南起1号勘探线（永兴庙），北至14号勘探线（黄泥坡）。
矿区范围走向长度11.93Km，平均倾斜宽2.16Km，开采标高-200～+950m，矿区面积25.8104Km2。
矿井东至重庆市渝北区约56Km，西至合川市小沔镇约13Km，至合川市区约46Km，南至北碚城区约40Km，距重庆约85Km，北至四川省华蓥市溪口镇约15Km。
矿区交通有襄（湖北）渝（重庆）国铁纵跨矿区西侧，矿井自建成一条长3.74Km的矿区专用铁路在三汇坝火车站与之相接。
矿本部有约200m矿区公路与仪北公路相接，位于+950m水平的姚家岩地面工业广场有18Km的矿区简易公路至矿本部。
三汇二矿基本情况表（至2006年底）表1-1
煤矿名称
矿井能力（kt/a）
2006年
职工人数（人）
工业
产值
（万元）
年产值
（万元/人）
设计
2003年核定
2005年核定
实际原煤（kt）
吨煤安全费用（元/t）
三汇二矿
600
700
900
651.8
20
1664
10358
6.22
1.1.1 矿井地质及煤层赋存情况
1.1.1.1 矿井地质情况
本矿位于宝顶背斜东翼，西为华莹山F4大断层，其为单斜构造。
地层走向为北东向，地质构造较简单。
在矿区范围内破坏煤层、影响开采的主要断层有F4走向逆断层、F61走向逆断层、F62走向逆断层、F63斜向逆断层、F65走向逆断层等。
井田属川东平行岭谷之一，悬岩深谷多，地形复杂，背斜山地多为二叠系与三叠系之岩层组成。
1.1.1.2 煤层赋存情况
本区含煤地层为二叠系龙潭组（P２l）。
龙潭组煤系地层综合含煤8层，其中可采和局部可采4层，可采总厚度4.48m，Ｋ１煤层为中厚煤层，系主采层，全区可采;Ｋ3、Ｋ４、Ｋ６煤层均为薄煤层，局部可采。
岩煤层倾角较平缓，6线以南，煤层倾角在25°以下，6线以北为25°～40°之间。
其特征见表1-2
表1-2 煤层特征表
煤层编号
K1
K3
K4
K6
厚度（m）
1.03～5.86
2.92
0.05～1.45
0.49
0.09～1.22
0.61
0～1.0
0.2
容重（t/m3）
1.45
1.50
1.55
1.55
倾角（°）
14～46
14～46
14～46
14～46
层间距m）
12.5
16.3
21.7
稳定性
稳定
不稳定
较稳定
极不稳定
至2007年底，矿井剩余保有工业储量11412.4Kt，可采储量5292Kt。
1.1.2 矿井开拓与开采
1.1.2.1 矿井开拓情况
矿井采用平硐+斜井开拓方式。
井筒共5个（分别是+280m平硐、+770m放水平硐、+920m吊挂人车斜井、+920m矸石斜井、+950m总回风巷），主平硐标高+280m，平硐以上划分为+280m、+590m、+770m四个开采水平。
采区内工作面布置为双翼开采，走向长800m，各水平、区段沿走向布置茅口中运巷。
沿各水平区段中运巷每400m布置一个石门及必须的采区上山连接上、下各区段中运巷。
石门揭穿煤层后构成采区生产系统。
1.1.2.2开采情况
主要开采K1煤层，大面积无保护层开采，属单一严重突出危险煤层开采。
现矿井主开采水平为+590m～+770m，+770m以上基本已采完。
全矿井现有采煤工作面2个（全部为中厚煤层工作面），全煤掘进工作面9个，矿井部署严重欠账。
1.1.3采煤方法与顶板管理
采煤方法为走向长壁后退式，放炮落煤方式。
主要采用单体液压支柱配合铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。
1.2煤矿自然灾害状况
1.2.1 矿井瓦斯
根据2006年瓦斯等级鉴定资料，矿井绝对瓦斯涌出量为47.98m3/min，相对瓦斯涌出量为36.07m3/t。
其中：
掘进工作面最大瓦斯涌出量2.21m3/min;采煤工作面最大瓦斯涌出量20.39m3/min。
现测得煤层最大瓦斯压力为2.75Mpa。
三汇二矿属煤与瓦斯突出矿井。
K1主采层为单一开采的强突出层，大部分区域无保护层开采。
建井投产至今已发生6次煤与瓦斯突出，最大突出强度5000余吨，瓦斯涌出量44.5万m3，死亡12人。
另煤巷掘进发生放炮瓦斯爆燃事故3起,采煤工作面上隅角瓦斯燃烧事故一起。
近年来，随着矿井开采水平延深，瓦斯灾害愈加严重。
较典型的是2003年10月27日在1127采煤工作面回采过程中发生的煤与瓦斯突出事故，造成10人死亡事故。
1.2.2 煤尘爆炸指数及煤层自燃发火倾向
矿井煤尘具有爆炸性，煤尘爆炸指数17～27%。
但矿井从建井之日起至今还未发生过煤尘爆炸。
煤层自燃发火倾向为三级，发火期为3～6月。
矿井2005年在819南二石门发生过煤层自燃发火。
1.2.3矿井水灾情况
矿区年平均降雨量在1000mm以上，降雨季节多在5～9月，月降雨量可达200mm以上，蒸发量年平均在1000mm左右。
井田地处华莹山中段，地貌上属侵蚀构造中高山地形，山势为北低南高，矿井处于岩溶槽坡上。
主要含水层有：
二叠系长兴灰岩含水层、二叠系龙潭组灰岩含水层、二叠系茅口灰岩含水层，其岩溶较发育，露头分布广，形成地下管道流水系统，直接按受大气降水补给。
矿井涌水源主要是含水层水、断层水、上部老窑水和大气降雨。
矿井现阶段开采上山煤，为水沟自流排水。
实测矿井洪水时最大涌水量为11720m3/h，远远大于主排水沟2152m3/h的排水能力，矿井每年都会因暴雨造成矿井水漫过轨面而停产数天。
矿井多次发生小窑和裂隙水透水事故。
2007年百年一遇的洪水冲毁了井下监测监控系统、通风、提升、运输等设施。
1.2.4矿井顶板灾害
1.2.5矿井其它灾害
矿井其它灾害主要是机运方面。
矿井处于雷击区，主要供电线路和设备大多数都是1988年投产之前形成的，已经严重老化，造成供电系统脆弱，影响供电安全。
提升绞车也是老设备，没有符合现代安全生产的多功能提升安全保护装置。
矿井的矸石斜井、运输机、煤仓等处多次发生过死亡的机运事故。
1.3煤矿开采条件及机械化水平
矿井煤层赋存条件较好，走向和倾角变化较小，井田内断层多数处于井田边界，对采掘活动影响较小。
开采条件较好，适合机械化生产。
但是由于矿井大部分区域可作为保护层开采的薄煤层厚度都在0.4m以下，以现有技术手段只开采煤炭难度太大，因而矿井基本上都是单一开采煤与瓦斯突出煤层。
矿井2007年7月开始在中厚煤层采用综合机械化开采。
现在为1个机采1个炮采。
巷道掘进全部采用炮掘，大部分人工装运，只有部分全岩巷采用耙斗装岩机装矸，机装率不足50％。
1.4煤矿安全生产现状
1.4.1煤矿安全生产形势
三汇二矿2002～2007年事故、职业病人数及其损失统计表
2002
2003
2004
2005
2006
2007年1-10
顶 板
1
0
0
3
0
1
瓦 斯
0
10
0
0
0
0
机 电
0
0
0
1
1
1
运 输
0
0
0
0
0
0
放炮
0
0
0
0
0
0
水 害
0
0
0
0
0
0
火 灾
0
0
0
0
0
0
其 它
0
0
0
0
0
0
合 计
1
10
0
4
1
2
年产量（百万t）
0.508
0.392
0.482
0.548
0.652
0.460
百万吨死亡率（人/百万t）
1.97
25.51
0
7.30
1.53
4.35
年度事故损失（万元）
4.7
45
0
85
21
46
职业病人数（人）
12
职业病损失（万元）
36.51
1.4.2煤矿防灾系统及安全装备现状
1.4.2.1瓦斯抽放
矿井280地面瓦斯泵房安装有SAK-500瓦斯抽采泵2台（与三汇一矿共用，1台使用1台备用），额定流量180m3/min，电机功率280kW，极限真空160hPa。
安装有Φ529×9mm瓦斯抽放铁主管3400m（其中与三汇一矿共用1200m）、Φ425×9瓦斯抽放铁主管3200m、Φ377×8瓦斯抽放铁干管400m，Φ325×8瓦斯抽放铁主管1450m、Φ259×8瓦斯抽放铁主管600m、Φ215×7瓦斯抽放铁干管450m、Φ325玻钢管1200m、Φ259玻钢管3800m、Φ159玻钢管600m、Φ108×5瓦斯抽放支管5600m（其中25％为极易碎裂的玻钢管）。
1.4.2.2矿井通风
矿井950地面安装有二台BDK-6-№21型对旋防爆轴流式风机（一使用一备用），抽出式通风。
另外2005年国债工程项目中建设矿井北翼通风系统，设计二台FBDCZ-8-№23型对旋防爆轴流式风机（一使用一备用），预计在2007年12月投入使用。
现通风方式为中央边界式。
矿井最高风量可达7500m3/min，仅能满足现有生产强度，一旦北翼通风系统建成后，可以增加风量约6200m3/min，到时通风能力富余系数可达1.6。
1.4.2.3安全监控系统及安全仪器、仪表
矿井采用是重庆煤科院生产的KJ90安全监控系统，地面中心站机房安装了两台硕华终端计算机（与三汇一矿共用），软件采用win2000、winXP操作平台，其中一台工控机为系统主控计算机，另一台为备用机；安装了GPRS系统，随时通过internet网进行主控机访问、数据查询、制作报表等功能。
井下严格按《煤矿安全规程》中规定，通过大、中、小分站进行各类传感器联接，在采煤工作面安装4个高低浓度瓦斯传感器、1个一氧化碳和1个风速传感器，防突掘进工作面安装3个高低浓度瓦斯传感器。
岩巷掘进工作面安装设2个高低浓度瓦斯传感器，但由于距离远，监测主电缆小，多为就地监控，未并网。
采掘进工作面还安装了分站、断电仪等装备，但岩巷掘进未配备。
另外皮带运输机未安装烟雾和一氧化碳传感器。
其监测监控数量见下表。
安全监测监控统计表
设备名称
型号
单位
总数量
使用数量
备注
大分站
KFD-2
台
2
1
中分站
KFD-3
台
6
5
小分站
KFD-3X
台
3
2
高低浓度瓦斯传感器
KG9001B
个
63
55
风速传感器
CW-1
个
3
3
一氧化碳传感器
个
7
6
断电仪
KFD-4
台
12
10
运程断电仪
KDD-1
台
3
2
瓦斯抽放管道监测
台
1
1
三汇二矿配备的安全仪器、仪表数量统计见下表：
安全仪器、仪表统计表
设备名称
型号
单位
总数量
使用数量
备注
防突测试仪
WTC
台
8
8
光学瓦斯检查仪
台
40
35
高浓度为6台
高、中、低风表
台
8
6
便携式瓦斯检测报警仪
台
150
150
防突风煤钻
ZFS-15
台
32
30
防突钻机
ZGY-150B
台
12
12
1.4.2.4防灭火
矿井没有地面防灭火灌浆系统，但有1套井下移动防灭火灌浆系统；另在+590m、+770m、+908m分别建有一个500m3、500m3、1000m3、的工业水池，安装有159～108mm铁管通向各个水平大巷及采区上山，可以满足消防用水要求。
1.4.2.5防尘
与消防用水共用工业水池和管道。
1.4.2.6排水
利用水沟自流排水，没有装备排水设备。
1.4.2.7机电提升运输
①矿井现有5t、8t、12t蓄电池机车共8台，其中运煤机车3台，其它5台用作运送矸石、材料和人员，目前还有2台报废在用。
各水平大巷及280主平硐采用3t底卸式矿车运煤，列车过往频繁，严重影响运输安全。
②矿井现有1台2.5m、2台2m、2台1.6m提升机，其综合保护装备不齐全，后备保护不可靠。
另还有JD-11.4~40调度绞车15台。
③矿井仍然使用的是高能耗、低效率的活塞式空压风，现有20m3空压机1台、40m3空压机3台，60m3空压机1台。
全部都已使用20年以上了，其中60m3空压机已经停用15年以上了。
大部份管道已锈蚀严重，供风距离长，风压不稳定，供风能力不可靠，也使得矿井初级救援系统不可靠。
④矿井供电系统属投产时建成，未作任何改造，多已使用20年以上，供电线路老化，且线径偏小，大部份高、低压开关已属于报废在用。
随着矿井延深和机械化程度提高，用电负荷增大，现有系统已不满足安全生产需要。
1.4.2.8应急救援体系及装备
三汇一、二矿共同设置有一个救护中队，共有36人，分为3个小队，其中司机2人，后勤2人，中队长兼书记1人，副中队长2人。
现救护装备严重不足，应急救援能力欠缺，不能适应矿井应急救援需要。
需新建救护训练基地、演习巷道、室内训练场及配备各种救护设备、设施、器材等装备。
下面是救护装备表：
序号
名称
型号（要求）
现有装备数量
1
救护基地
房屋
m2
200
2
救护车
标准
辆
1
3
正压氧气呼吸器
AHG-4
台
30
4
正压氧气呼吸器
AHG-2
台
4
5
压缩氧或化学氧自救器
其中压缩氧550台
台
955
6
贮压式干粉灭火器
MFZ-8
个
30
7
灾区电话
PXS-1
台
3
8
冰冷防热服
标准
台
4
9
苏生器
SZ－30
台
3
10
校验仪
AJH－3
台
4
11
千斤顶
5t
台
1
12
液压剪刀
台
2
13
防爆工具
斧、锤、镐、锹
套
1
14
氧气充填泵
YQB-30
台
2
15
高浓度光学瓦检仪
QJG-100
台
6
16
低浓度光学瓦检仪
QJG-10
台
12
17
折叠担架
付
5
18
汽压担架
付
1
19
电焊机
台
1
20
局部通风机
5.5kw
台
1
2企业安全生产发展方针、目标及主要任务
2.1发展方针
以“三个代表”重要思想为宗旨，坚持“以人为本、全发展”，落实“安全第一、预防为主、综合治理”方针和“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，坚持“管理、装备、培训”三并重原则，致力“本质安全”，促建“安全生产长效机制”。
突出“一通三防”重点，夯实制度建设和落实、本质安全型环境建设、干部职工队伍安全技术素质建设三个基础，强化安全技术管理、重大灾害事故的预防、隐患排查治理和安全状况，认真落实安全生产责任制、“一通三防”责任制，以高度的政治责任感和使命感抓好矿井安全生产。
2.2规划目标
企业安全目标为构建本质安全型作业环境，消灭重特大安全生产事故，消灭煤与瓦斯突出、煤层自然发火事故，实现百万吨零死亡目标。
生产规模发展目标：
矿井最终布置两个综采、两个极薄煤层普采共四个采煤工作面，实现2009年生产原煤达到85万吨，2010年以后达到90～100万吨的部署目标。
3现阶段煤矿企业安全生产存在的主要问题
3.1自然条件差
井田范围内水文地质极为复杂，大部分区域单一开采煤与瓦斯突出煤层，又属高灰高硫贫煤，煤质差，市场价格低。
煤层突出危险性严重，各水平、各阶段均有不同程度动力现象发生。
3.2机械化程度低，开采工艺落后
矿井多年沿用风镐落煤，机械化程度低，现在除一套中厚煤层综采和3台耙斗装岩机外，其余为炮采，机械化程度为零。
3.3开采成本高，安全欠账多
3.3.1一通三防
随着开采深度的增加，防突压力越来越大，一通三防装备中防突参数仪、测尘仪、压风自救器，压氧自救器等数量不足，矿井通风多参数检测仪、矿井抽放直读式测流仪、抽采钻孔测斜仪等至今还未配备。
矿井674北翼无独立回风大巷，严重制约部署。
3.3.2瓦斯抽采
①矿井通过国债补助建立了瓦斯抽采系统（与三汇一矿共用），但系统规模尚未展开。
由于矿井开拓及延伸欠帐，导致专用瓦斯巷及配套巷道欠帐严重，远远未达到三区超前两配套的格局。
为了加快巷道施工进度，须购置耙斗装岩机，提高掘进机械化程度。
②抽采钻孔及抽采装备欠账多。
③下水平由于无地质钻孔控制，瓦斯地质及瓦斯赋存情况不明。
④部分抽采管路为玻璃钢管，其抗冲击性能较差，特别在施工的煤层巷道中使用易被折断，须更换。
瓦斯抽采系统也须扩大增加购置安装瓦斯管道。
3.3.3监测监控系统
①井下采煤工作面风速、一氧化碳、温度传感器数量安装不足，没有生产系统、设备开停状态监控。
②井下岩巷掘进工作面、机电硐室、载煤点、放炮点等要害场所没有安装瓦斯传感器。
③经过多年使用，原监测监控系统装备老化，故障增多，系统稳定性越来越差。
部份地点监测数据未能并入矿井监测网络，只安装了瓦斯传斯传感器就地监测。
并且需对监控系统进行升级更新。
由于信号传输距离长，尤其是配齐传感器和全部并网监测后，监测电缆偏小也须更换。
④矿区为雷击灾害严重地区，系统防雷效果差，经常受雷击而破坏系统功能。
监控系统除自备UPS电流能满足半小时供电外无双电源，一旦雷击断电，系统就将失去作用。
3.3.4矿井初级救援系统
作为矿井的三条生命线，随着开采水平下移，防尘水净化水池及高位水池需要新建完善，老化的防尘管道需要更换和增加。
压风系统现在已经到达报废期，5年后必然更加安全隐患重重，须要更换地面压风机，增加井下移动压风机，更换压风供风管道，完善机房及基础，增加自动控制系统。
3.3.5防火系统
矿现只有一套移动防灭火灌浆系统，无火灾预测、报警系统。
现主要采取随采随封、定期取样化验分析的防火管理措施。
矿井已经多次出现自燃发火，一套移动防灭火灌浆系统无法满足要求，一但存在钦处发生意外火灾时，只能采取防尘系统供水直接灭火和密闭封堵火区方式。
3.3.6三专两闭依然欠帐
矿井现有掘进工作面只配备了防突掘进，并有部分装备已经老化需要更新、现拟装备齐全所有的供电作业点现有掘进工作面没有三专装备。
3.3.7安全供电系统疑难问题多
原供电设备设施及线路从投产至今已经近20年，严重老化，故障频繁，安全保护不齐全或不可靠，矿井供电安全受到极大威胁。
尤其处于高温雷击区，供电安全得不到保障。
需要进行升级改造和自动化控制。
3.3.8运输系统安全程度低
矿井主平硐长达5km，现采用蓄电池机车牵引3t底卸矿车运煤，每间隔5min就发一列车，中间还不时要间插运人列车，安全威胁极大，运输安全难以保证。
煤流系统设备已使用近14年，行将报废且安全保护不全，平巷为列车运煤，过往频繁，严重影响运输安全。
3.3.9保护层选取和开采困难
随着开采水平下移，防突威胁加大，尤其是590水平以下不开采保护层就基本上无法进行采掘活动。
但保护层选取困难。
K4煤层虽只有0.2～0.4m，为极薄煤层，但可用于作为保护层开采，中是要一并硬开采顶底板岩石。
3.3.10矿井涌水越来越大
矿井590水平以上改造了排水系统，也安排了堵水，但矿井290～590水平只有290主平硐水沟作为排水通道，满足不了矿井最大涌水时的排洪要求，必须改造排水系统。
3.3.10矿井没有井下人员定位系统
矿井点多面广，人员多，战线长并且灾害十分严重，一但井下出现紧急情况，由于没有井下人员定位系统，不能迅速锁定人员位置组织抢险。
42009～2013年煤矿安全改造分年度规划
4.1安全改造主要内容
4.1.12009年安全改造主要内容
序号
项目名称
主要建设内容
1
安全抽采部署补欠
290～590水平为瓦斯抽采工作的开展而必须施工的巷道及专用瓦斯抽放巷掘进4500m，抽放孔钻尺20万m，购置PB-30耙斗装岩机8台，综掘机2套，抽采钻机15台。
2
290以下下部水平瓦斯地质勘探
补瓦斯地质探孔及探巷
3
煤流运输安全系统改造
斜井更换成新型保护齐全的强力皮带运输机，平巷改成胶带运输机。
4
岩溶裂隙发育带矿井水治理
在＋590m及以上水平岩溶裂隙发育带进行打孔注浆堵水，购置高压注浆设备2套及相应的高分子堵水材料。
4.1.22010年安全改造主要内容
序号
项目名称
主要建设内容
1
安全抽采部署补欠
290～590水平为瓦斯抽采工作的开展而必须施工的巷道及专用瓦斯抽放巷掘进5100m，抽放孔钻尺20万m，购置综掘机2套，抽采钻机5台，2m绞车1台。
2
防尘系统改造
新建防尘水处理净化水池2000m3，高位水池2000m3，更换和增加防尘管道约12200m，安装水处理设备1套。
3
通风系统补套工程
补掘一翼总回风大巷1600m，掘进断面积11.5m2，另补掘2条共400m的回风上山及联络巷。
4
初级救援系统改造
更换地面压风机，增加井下移动压风机，更换压风供风管道，完善机房及基础，调度总机、电缆、话机改造。
5
一通三防装备补欠
WTC防突参数仪20台、JFY-2通风多参数检测仪4套、测尘仪6台、WGC矿井抽放直读式测流仪6台、压风自救器600套、压缩氧自救器1000台、CX-1抽采钻孔测斜仪10台。
4.1.32011年安全改造主要内容
序号
项目名称
主要建设内容
1
极薄煤层作保护层开采
装备薄煤层1个高档普采工作面，购置MG100/240-BW采煤机及配套SGB-630/2×75刮板运输机、电器设备、Π型长钢梁等支护材料、半煤巷综掘机2套，掘进回采巷道5000m，在地面建1套煤炭风选设备。
2
290～590水平排水系统改造
新掘290专用放水平硐4600m，该平硐要过F4华莹山大断层及另外3组断层，并要过下盘煤煤系地层，购置PB-30耙斗装岩机4台。
3
扩大安全抽采系统
为瓦斯抽采工作的开展而必须施工的巷道及专用瓦斯抽放巷掘进6000m，Φ426mm瓦斯管购置安装6000m、施工抽采钻孔20万m、购置冲击式液压钻机15台、耙渣机10台，建采空区移动抽放系统。
4
安装井下人员定位系统
安装1套井下人员定位系统。
4.1.42012年安全改造主要内容
序号
项目名称
主要建设内容
1
安全抽采部署补欠
290～590水平为瓦斯抽采工作的开展而必须施工的巷道及专用瓦斯抽放巷掘进6000m，抽放孔钻尺20万m，Φ426mm瓦斯管购置安装6000m，购置抽采钻机5台。
2
高频雷击区安全供电系统改造
供电线路改造为从矿本部的280中心变电所供电，改为高压胶联电缆从280主平硐入井，新建井下中央变电所及部分采区变电所。
3
三专两闭锁完善更新
购置安装变压器、各类开关、电缆、双风机局部通风机。
4
新增移动防火灌浆设备
购置安装移动灌浆泵、注浆站及配套设备，增加安装灌浆管道、新型注浆材料
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