锦源煤矿防突专项设计及安全技术措施.docx
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锦源煤矿防突专项设计及安全技术措施
锦源煤矿防突专项设计
及安全技术措施
总工程师
编制人
编制时间：
编制部门：
煤矿会审意见
总工程师意见：
会审地点
会审时间
年月日
参加会审单位及人员
施工队长
安全矿长
技术科
生产矿长
通风科
机电矿长
安监科
总工程师
通风区长
矿长
公司会审意见
参加会审人员
一、矿井位置及周边采掘情况5
二、地质煤层赋存情况5
三、地质构造与水文地质情况7
四、通风系统情况8
五、瓦斯抽采设备情况9
六、监控系统情况9
一、工作面突出危险性预测要求14
二、工作面突出危险性预测14
三、工作面防突措施15
四、工作面措施效果检验16
五、安全防护措施18
第一章矿井概况
一、矿井位置及周边采掘情况
1、矿区地理位置、交通情况
锦源煤矿位于六盘水市水城县城东南，距六盘水火车站30公里，水城县城至化乐乡政府的公路可直通该矿，交通较为方便。
锦源煤矿隶属于水城县管辖，该矿山矿界呈六边形。
南北长约1.5km，东西宽约1.6km。
矿区面积2.2249km2。
矿区地理坐标为：
东经105°12′30″——105°13′15″；
北纬26°29′40″——26°30′30″。
2、地形地貌
矿区位于贵州高原中部，地形切割中等，为中低山岩溶地貌。
区内最高海拔1834m，最低1403m，相对高差431m，一般100-200m。
3、气候条件
区内属亚热带湿润气候分布区，气候温和，雨量充沛。
年平均气温12.7℃，年降水量1148.0mm，6-8份为丰水期，平均湿度82%。
4、水系河流
矿区内地表水多为季节性溪沟，属珠江流域红水河水系。
5、地震
根据《贵州省地震烈度区划分布图》，本区属地震裂度Ⅵ度分布区，区内无活动断裂通过，故区域稳定性良好。
6、地温
区内未发现地温异常区，地温正常。
7、经济概况
当地居民有汉、苗、彝、布依等，属多民族聚居区，主要以农业生产为主。
粮食及经济作物主要为玉米、小麦、水稻、油菜和马铃薯等。
工业基础薄弱，地方经济落后，富裕劳动力资源多，为矿山建设和开发提供了丰富的人力资源。
8、环境状况
矿区内地形起伏较大，该地区因采煤活动影响，矿坑大量排水已使地表遭受污染。
由于目前矿区及附近区域仍以农业生产为主，尚无大中型工业企业，大气污染物排放量很小，故区域环境空气质量较好，拟建矿井工业场地附近，只有少数农民居住，属较宁静地区，锦源矿井区域以农业为主，无工业企业，属农业生态系统。
由于区内土地垦殖率较高，森林覆盖率低，水土流失较为严重，生态环境较为脆弱。
煤炭开采过程中，地表塌陷是引发生态环境变化的主要问题。
除此，建设期及运营期所产生的煤矸石的堆放也是导致生态环境恶化，加剧水土流失的重要原因，总之，矿区环境地质条件中等，开采技术条件一般。
建议矿山在今后的开采过程中应采取切实可靠的防范处理措施，避免矿井发生老窑透水和顶板安全事故；对矿山井下采煤可能诱发和加剧地表产生地裂缝、采空区塌陷、滑坡等地质灾害采取有效防治措施。
9、主要自然灾害
矿区内地表水系不发育，无大的地表水体，但冲沟较发育。
矿区范围内现状地质灾害不发育，但矿山井下开采活动，可能在地表引发山体滑坡、崩塌、地裂缝、地面塌陷等地质灾害。
本矿区地形起伏较大，地层岩性较复杂，碎屑岩表层风化强烈。
此外，可采煤层直接顶板为泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，强度较低。
直接底板为泥岩、细砂岩。
强度较低。
煤层顶、底板稳定性一般，在矿山开采过程中，如果支护不良，可能出现顶板跨塌、片帮、底鼓、支架下陷等工程地质问题。
同时受以上因素的影响局部地段可能会引发地表山体易产生崩塌、滑坡等矿山工程地质问题，其工程地质条件总体较差。
灾害性天气：
本区灾害性天气主要有冰雹、凝冻等。
10、井田境界
根据贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：
5200000820260），生产能力30万吨/年，开采标高+1460～+900m，矿区面积2.2249km2。
矿区范围拐点坐标如下：
拐点号
X
Y
1
2931710
35520365
2
2932750
35520365
3
2932755
35520785
4
2933215
35520785
5
2933215
35521999
6
2931759
35521999
11、资源/储量
（1）地质储量
根据贵州省国土资源厅文件黔国土资储备字[2007]547号关于《贵州省水城县化乐锦源煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明。
截止2007年9月底，锦源煤矿保有资源量（332+333+334?
）1400万t，其中:
（332）类别资源量143.5万t，（333）类别资源量384.5万t，（334）？
类别资源量872万t。
根据贵州省煤矿设计研究院2008年6月对该矿资源量重新进行复核后，提交的关于《贵州省水城县化乐锦源煤矿资源量变化情况》的说明。
截止2008年5月底，锦源煤矿保有资源量（331+332+333）1400万t，其中:
（331）类别资源量143.5万t，（332）类别资源量384.5万t，（333）类别资源量872万t。
其中：
2号煤层：
（331）：
30万t，（332）：
68万t，（333）：
134.5万t；
3-1号煤层：
（331）：
26万t，（332）：
68万t，（333）：
132.5万t；
5号煤层：
（331）：
58万t，（332）：
100万t，（333）：
182万t；
6-1号煤层：
（331）：
29.5万t，（332）：
112.5万t，（333）：
241.5万t；
6-2号煤层：
（331）：
0万t，（332）：
36万t，（333）：
181.5万t。
因贵州省煤矿设计研究院2008年6月对该矿资源量重新进行复核，更接近实际，本次设计按复核后的资源量进行设计。
（2）永久煤柱留设原则及依据
①矿区边界煤柱留设20m（煤柱实际长度）；
②村庄保护煤柱以村庄为边界线，外推20m的围护带后，以开采岩层塌陷角计算往外扩展留设保护煤柱，岩层塌陷角取70°。
③井巷保护煤柱每翼留20m。
④断层煤柱留设30m保护煤柱。
（3）永久煤柱损失量：
序号
煤柱名称
331（2+3-1+5+6-1+6-2）
332（2+3-1+5+6-1+6-2）
333（2+3-1+5+6-1+6-2）
1
边界煤柱
0+0+0.96+0+0
=0.96
中厚煤层：
0.96
0.55+0.5+0.75+
2.3+0.25=4.35
薄煤层：
1.3
中厚煤层：
3.05
7.7+7.2+9.55+
10+7.1=41.55
薄煤层：
22
中厚煤层：
19.55
2
村庄煤柱
9.1+7.5+2.2+
3.8+0=42.6
薄煤层：
16.6
中厚煤层：
26
37.6+32.8+47.2+
52+23.2=192.8
薄煤层：
93.6
中厚煤层：
99.2
15.4+13.3+19.6+
21.8+9.1=79.2
薄煤层：
37.8
中厚煤层：
41.4
3
断层保护煤柱
0+0+0+0+0
=0
6+5.8+7.7+6.6+2.2
=28.3
薄煤层：
14
中厚煤层：
14.3
13.3+11.8+15.4+
18.7+12.9=72.1
薄煤层：
38
中厚煤层：
34.1
4
井巷煤柱
7.7+0.44+2.3+
1.1+0=11.54
薄煤层：
8.14
中厚煤层：
3.4
8.4+11.7+15+
15.7+4.3=55.1
薄煤层：
24.4
中厚煤层：
30.7
6.5+7+9.6+
13+14.8=50.9
薄煤层：
28.3
中厚煤层：
27.8
合计
95.1
380.55
293.75
（4）矿井工业资源储量
矿井工业资源储量=（331）+（332）+（333）×0.85
矿井薄煤层工业资源储量=（331）+（332）+（333）×0.85=30+68+26+68+36+（134.5+132.5+181.5）×0.85=609.2（万t）
矿井中厚煤层工业资源储量=（331）+（332）+（333）×0.85=58+100+29.5+112.5+（182+241.5）×0.85=660（万t）
矿井工业资源储量=矿井薄煤层工业资源储量+矿井中厚煤层工业资源储量=609.2+660=1269.2（万t）
（5）矿井设计资源储量
矿井设计资源储量=矿井工业资源储量-断层煤柱-井田境界煤柱-地面建筑物煤柱
薄煤层设计利用储量=609.2-（16.6+108.9+97.8×0.85）=400.57（万t）。
中厚煤层设计利用储量=660-（26.96+132.95+95.05×0.85）=419.3（万t）。
矿井设计资源储量=薄煤层设计利用储量+中厚煤层设计利用储量=400.57+419.3=819.87（万t）
（6）矿井设计可采储量
矿井设计可采储量=（矿井设计资源储量-工业场地和主要井巷煤柱煤量）×乘以采区回采率。
矿井薄煤层设计可采储量=[400.57-8.14-24.4-28.3×0.85]×85%=344（万t）
矿井中厚煤层设计可采储量=[419.3-3.4-30.7-27.8×0.85]×80%=289.3（万t）
矿井设计可采储量=344+289.3=633.3（万t）
12、矿井设计生产能力
（1）矿井工作制度
矿井年工作日为330天，井下工人按“三、八”制作业，地面工人及其它人员按““三、八”制作业；即井下每天三班作业，边采边准，每班工作时间为六小时；地面每天三班作业，每班工作时间为八小时。
2）矿井设计生产能力
合理确定矿井能力，对保证矿井生产的稳定性及可靠性，节省基本建设投资及早投产、达产至关重要。
采矿许可证规定的生产能力30万吨/年，本次按设计能力30万吨/年进行设计。
由于煤层相对较薄，需要年推进度较高才能达到设计生产能力要求，生产管理较困难。
矿方需加强生产组织管理和技术管理。
才能达到30万t/a的设计生产能力。
13、矿井服务年限
服务年限＝可采储量/（设计能力×储量备用系数）＝633.3/（30×1.4）≈15.1（a）。
即：
矿井服务年限为15.1年，基本符合《煤炭工业小型矿井设计规范》规定要求。
14、井田开拓方式
1）开拓布局
该矿为技改扩能矿井，设计利用原有工业场地进行改造作矿井工业场地，采用斜井开拓方式，布置有主斜井、轨道井、回风斜井三条井筒，主斜井、轨道井为改造利用原有井筒，回风斜井为新建。
设计以三个水平三个采区开拓全井田。
2）主要井筒
主斜井
主斜井：
井口坐标为：
X=2932049.7、Y=35520698、井筒方位角68°、标高：
1427m、倾角-7°18′。
从1427m标高的6-1煤层处开口，以-7°18′的坡度进入6-1煤层，然后沿煤层倾向掘进到+1384m标高（已掘350m）。
（注：
利用原设计的主斜井）
轨道井：
井口坐标为：
X=2932019、Y=35520717，井筒方位角68°、标高：
1430.5m、倾角-8°30′。
从+1430.5m标高的6-1煤层处开口，以-8°30′的坡度进入6-1煤层，然后沿煤层倾向掘进到+1384m标高（已掘320m）。
注：
利用原设计的轨道井）
回风井：
井口坐标为：
X=2931957.6、Y=35520742.4、井筒方位角65°、标高：
1436m、平均倾角-8°30′。
从+1436m标高的5煤层底板中开口，上段坡度为-4°，下段坡度为-15°，长度：
340米掘到+1384m标高，掘联巷与主斜井、轨道井相连通，形成矿井的全负压通风系统。
（注：
该井筒的坡度和开口位置均与原设计不一致）
通风方式：
并列式。
三条井筒服务于全矿井。
通风方法抽出式。
井筒特征及服务范围见下表。
井筒特征表
井筒
名称
井口坐标（m）
井口标
高（m）
净断面（m2）
坡度
（°）
井筒长度（m）
方位角
（°）
X
Y
主斜井
2932049.7
35520698
1427
6.5
7°18′
350
68
轨道井
2932019
35520717
1430.5
5.74
8°30′
320
68
回风斜井
2931957.6
35520742.4
1436
11.35
4°
340
65
15、采区布置
矿井首采区的开拓系统已基本上建成。
设计变更后的开拓系统为：
①井筒：
主斜井井口坐标为：
X=2932049.7、Y=35520698、井筒方位角68°、标高：
1427m、倾角-7°18′。
从1427m标高的6-1煤层处开口，以-7°18′的坡度进入6-1煤层，然后沿煤层倾向掘进到+1384m标高（已掘350m）。
（注：
利用原设计的主斜井）
轨道井井口坐标为：
X=2932019、Y=35520717，井筒方位角68°、标高：
1430.5m、倾角-8°30′。
从+1430.5m标高的6-1煤层处开口，以-8°30′的坡度进入6-1煤层，然后沿煤层倾向掘进到+1384m标高（已掘320m）。
注：
利用原设计的轨道井）
回风井井口坐标为：
X=2931957.6、Y=35520742.4、井筒方位角65°、标高：
1436m、平均倾角-8°30′。
从+1436m标高的5煤层底板中开口，上段坡度为-4°，下段坡度为-15°，长度：
340米，掘到+1384m标高，掘联巷与主斜井、轨道井相连通，形成矿井的全负压通风系统。
（注：
该井筒的坡度和开口位置均与原设计不一致）
一采区为前期工程。
二采区、三采区为后期工程。
后期工程需将主斜井、轨道井、回风井延伸到6-2煤层的底板岩层中距煤层底板14m，然后保持14m的法线距离沿煤层倾向延伸，直到开采的水平标高。
一采区最低开采标高为1384米；二采区最低开采标高为1307米；三采区最低开采标高为1225米。
各采区采用双翼开采，由于受断层的影响，一采区、二采区的两翼均采用走向长壁后退式回采，三采区在井筒的北翼采用走向长壁后退式开采，在井筒的南翼采用倾向长壁后退式开采。
②采区巷道：
一采区：
利用原二石门运输上山（现为二石门轨道上山）见5#煤层处标高1410m，沿煤层走向向采区北翼掘501采面运输巷；从回风井见5#煤1423m标高处沿5#煤走向向北翼掘501采面回风巷，到位后，掘采面切眼与采面运输巷贯穿形成首采工作面。
从一采区主斜井下部作采区运输平石门85m处，转上山28°坡度进入3-1煤层，然后沿3-1煤层走向掘302运输巷至井田南翼边界。
从二石门轨道上山见3-1煤起平点沿3-1煤层开口掘302回风巷，然后沿3-1煤层走向掘进至井田边界，到位后掘切眼与302运输巷贯穿形成首采工作面的接替工作面。
采区中划分区段，每个区段均采用煤层群联合开采，即每个区段均采用运输石门（或斜巷）、材料石门（或斜巷）、回风石门（或斜巷）联通各煤层，然后按从上到下的煤层开采顺序进行回采。
开拓方案中，前期开拓工程量为3369m，其中岩巷1663m，煤巷1706m（详见开拓系统方案）,已形成3197m。
开采6-1、6-2煤层时，从主斜井、轨道井、回风井适当位置开掘运输石门（或斜巷）、材料石门（或斜巷）、回风石门（或斜巷）进入6-1、6-2煤层，然后在6-1、6-2煤层中布置采面进行回采。
开采顺序为先开采6-1煤层，后开采6-2煤层。
二采区：
二采区的布置方式与一采区的布置方式相近，均采用运输石门（或斜巷）、材料石门（或斜巷）、回风石门（或斜巷）联通各煤层，从各煤层见煤点沿煤层走向布置采面运输巷和回风巷，利用切巷联通采面运输巷和回风巷形成采面。
由于二采区所有煤层均按突出煤层管理，因此采掘工作面的进、回风石门（或斜巷）均独立布置。
同时，煤层开采顺序必须为按从上到下的煤层开采顺序进行回采。
三采区：
三采区北翼采用运输石门（或斜巷）、材料石门（或斜巷）、回风石门（或斜巷）联通各煤层，从各煤层见煤点沿煤层走向向北翼边界布置采面运输巷和回风巷，到北翼边界后利用切巷联通采面运输巷和回风巷形成采面。
由于受断层影响，三采区南翼布置为两个块段，在6-2煤层底板布置运输大巷、材料大巷、回风大巷穿过断层，进入南翼被断层分割的两个块段，然后从运输大巷、材料大巷、回风大巷开口布置运输石门（或斜巷）、材料石门（或斜巷）、回风石门（或斜巷）进入各煤层，从各煤层见煤点沿煤层倾向（或伪倾向）向煤层东翼布置采面运输巷和回风巷，到东翼边界后利用切巷联通采面运输巷和回风巷形成采面。
三采区南翼采用倾向长壁后退式开采。
由于三采区所有煤层均按突出煤层管理，因此采掘工作面的进、回风石门（或斜巷）均独立布置。
同时，煤层开采顺序必须为按从上到下的煤层开采顺序进行回采。
16、采煤工艺及主要设备
1）采煤方法
煤层倾角较小，一采区、二采区采用走向长壁后退式采煤法。
三采区北翼采用走向长壁后退式采煤法，南翼采用倾向长壁后退式采煤法。
工作面通风方式为全负压“U”型通风。
2）采煤工艺
矿井年生产能力30万t/a，首采区北翼由于上部的2号、3-1号煤层已被采空，南翼的2号煤层已被采空，因此，首采面布置在北翼的5号煤层中，接替工作面布置在南翼的3-1号煤层中，因首采面受断层影响，以一个炮采工作面达到设计生产能力（原设计为机采，如果以后的工作面地质条件好时，采用机采）。
根据采煤工作面的特点，选用相应的机械设备，矿井首采工作面走向长度560m，工作面平均倾斜长度94m，采用炮采工艺。
在回采工作面配置2台煤电钻，回采作业包括打眼、装药、放炮、运煤、支护等项工作。
3）工作面落煤方式
放炮落煤。
4）工作面运输方式
工作面采用SGB-420/30型刮板运输机运输。
5）工作面顶板管理
设计工作面配备DW18-30/100型单体液压支柱，支柱支撑高度为1110～1800mm，额定工作阻力约为300KN/根（30.6t/根），选用HDJA-1200型金属铰接顶梁。
设计“三、四”排控顶，错梁齐柱布置。
排距1.2m，柱距0.6m，最小控顶距3.8m，最大控顶距5m。
放顶步距1.2m，回柱绞车选用JH-8型。
直接顶不稳定时，投产后视顶板情况，可加强顶板支护，老顶坚硬难冒（顶板悬露面积超过2×5m²）时可采取强制放顶措施，若底板吸水后易膨胀，支护时可在支柱底部加“穿鞋”，防止支护插入底板。
采面上下出口采用四组八梁配合单体液压支柱进行支护。
采面上、下巷超前支护均为：
靠近煤壁40m段采用双排托棚支护（因为采面上、下巷主要采用锚杆支护）。
6）主要设备配备
（1）回采工作面设备配备
回采工作面配GMZ—1.2型煤电钻2台，采用放炮落煤，工作面采用一台SGB-420/30刮板运输机，工作面下部运输选用一台SGB-420/30型刮板运输机转载，运输巷选用DT-55带式输送机一台，工作面回风巷采用绞车运输。
回采工作面主要设备见下表。
回采工作面主要设备配备表
序号
设备名称
型号
主要技术参数
单
位
数量
使用
备用
合计
1
煤电钻
GMZ-1.2
电压127v，N=1.2kw
台
2
1
3
2
发爆器
MFB-100
每次引爆电雷管100发
个
1
1
2
3
回柱绞车
JH-8
电压660v，N=7.5kw
台
1
1
2
4
单体液压支柱
DW18-30/100
支撑高度1110～1800mm
根
1018
122
1140
单体液压支柱
DW22-30/100
支撑高度1440～2240mm
根
60
12
72
5
金属铰接顶梁
HDJA-1200
长度1200mm
根
1000
100
1100
6
刮板运输机
SGB-420/30
电压660v，30kw
台
1
1
8
乳化液泵
BRW80/20型
660V，37kw
台
1
1
2
9
乳化液箱
XP-WS640型
台
1
1
10
皮带输送机
DTL65/10/22
660V，22kw
台
2
2
11
皮带输送机
DT-55
660V，55kw
台
1
1
12
刮板运输机
SGB-420/30
电压660v，30kw
台
2
2
（2）掘进工作面设备配备
本设计布置两个煤巷掘进工作面，两个掘进工作面均配备MGZ-1.2型煤电钻，7665M型风动凿岩机，并配备TXU—75A型探水钻，FD-№5.6/22型局部通风机（吸风量300-230m3/min），JD-11.4调度绞车，人工装车。
各掘进工作面设备配备见下表。
掘进工作面主要设备配备表
序号
设备名称
型号
主要技术参数
单
位
数量
使
用
备
用
合计
1
煤电钻
GMZ-1.2
电压127v、N=1.2kw
台
2
2
4
2
岩石电钻
EZ2-2.0
电压660v、N=2.0kw
台
1
1
2
3
局部通风机
FD-№5.6/22
风量300-230m3/min、2×11kw
台
2
2
4
4
探水钻
TXU-75A
额定电压660v、N=4kw
台
2
1
3
5
发爆器
MFB-100
每次引爆电雷管100发
个
2
1
3
6
锚杆机
HPC-V
额定电压660v,5.5kw
台
2
2
4
7
风动凿岩机
7665M
耗气量：
54L/s
台
2
2
4
8
混凝土喷射机
PZCK5
5m3/min
台
2
2
4
9
调度绞车
JD-11.4
11.4kw
台
2
1
3
二、1504采面工作面概况
1504炮采面位于一采区南翼5#煤层中，平均标高+1394～+1358m，平均走向长度446m。
工作面位置及井上下关系表
工作面名称
1504采煤工作面
采区名称
一采区
地面标高m
+1700～+1650m
工作面标高m
上顺槽：
+1411～+1377m
下顺槽：
+1394～+1358m
地面相对
位置
工作面对应地表总体地形为南高北低；地表为山脊、荒山。
无建筑物、河流、公路等设施，工作面距地表最大埋芷深度：
292米、最小埋芷深度：
289米；平均埋芷深度：
290.5米。
井下位置及
与四邻关系
该工作面布置在井田东南角，工作面北部有F9断层、南部有F10断层；工作面上顺槽上方（北东方向）有1502本煤层采空区，留有隔离煤柱15米；工作面下顺槽下方（南东方向）邻近F10断层，无其它本煤层开拓巷道；工作面东部以切眼为界；工作面西部以矿井南翼运输巷；工作面对应投影上覆2#煤层已作为解放层开采，下覆各煤层均未开采。
回采对地面设施的影响
工作面对应地表周围无建筑物、构筑物、公路、桥梁等其它设施，工作面回采以后，不会造成其他影响。
走向长度m
446
倾斜长度m
108
走向长度m
446
附图1：
1504采煤工作面采掘工程平面图
三、地质煤层赋存情况
本矿井设计开采煤层为2#、3#
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