钱矿九采区防突设计.docx
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钱矿九采区防突设计
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钱家营矿业分公司二水平九采区防突专项设计
钱家营矿业分公司二水平九采区防突专项设计
第一章地质说明书
第一节矿井概况
一、矿山交通位置、矿界范围
㈠井田位置
钱家营矿位于河北省唐山市丰南区钱家营镇，北部边缘属唐山市。
矿井至唐山站和古冶站直线距离分别为14.5km和16km；区内有唐港高速公路穿过，钱家营矿设有铁路专用线。
钱家营井田隶属开平煤田，位于开平向斜的东南翼。
矿井交通位置见图1-1-1。
图1-1-1矿井交通位置图
㈡井田范围及生产规模
⒈井田为一不规则形状，走向最长约16.9km，倾向宽约7.8km，井田面积为88.3201km2。
⒉钱家营矿设计生产能力400万t/a，2009年生产能力核定批复600万t/a，2013年实际生产495.088万吨。
㈢井田开采方式
井田开拓方式为立井、多水平、阶段石门开拓方式。
煤层间开采顺序为自上而下，采区内同一煤层开采顺序为自上而下；采煤工作面布置均以走向长壁为主；各煤层均采用一次采全高综采；采煤工作面顶板管理为自然垮落法。
主井净径Ф6.5m，一对箕斗用于提升，并布置动力、信号电缆、排水管路；副井井径Ф8.0m，为人员、矸石、材料和设备的提升井，并作为全矿的进风井。
㈣矿井通风瓦斯情况：
矿井通风方式为两翼对角式，通风方法为抽出式，全矿井共有两个进风井（副井、主井）,两个专用回风井（东风井、西风井）。
东风井安装两台K4-73-01-ON32型离心式通风机，一台运行，一台备用，配套同步电动机功率为1600kw，转速500r/min。
西风井安装通风机两台GAF26.6/15.8-1轴流式风机，一台运行，一台备用，配套PD118/70-6型同步电动机，功率1600Kw，固定转速1000r/min。
矿井相对瓦斯涌出量为1.620m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为18.254m3/min。
目前矿井总排风量436.65m3/s，其中西风井风机排风量169.20m3/s,负压3050Pa;东风井风机排风量267.45m3/s,负压3200Pa。
各采区均为分区通风，各工作面采用独立通风。
矿井总需风量为334.19m3/s，总进风量为424.65m3/s。
矿井有效风量率为93.19%。
㈤煤与瓦斯突出相关情况
2010年12月24日在施工-850水平主石门，打钻探查地质构造时，在打钻过程中出现喷孔、顶钻、夹钻、卡钻等典型的瓦斯动力现象。
该矿于2011年12月委托国家安全生产检测技术中心进行-850水平5煤层勘察与鉴定，2013年9月16日国家安全生产检测技术中心提交了《开滦（集团）有限责任公司钱家营矿业分公司煤层突出危险性鉴定报告》，报告结论为“开滦（集团）有限责任公司钱家营矿业分公司5煤层为突出煤层，开滦（集团）有限责任公司钱家营矿业分公司矿井为突出矿井”，河北省煤炭工业安全管理局2013年10月14日批复,确定钱家营矿5#煤层为煤与瓦斯突出危险煤层，开滦集团钱家营矿为煤与瓦斯突出矿井。
第二节采区位置及范围
原九采区位于开滦钱家营矿业分公司-850水平（二水平）西翼，东起八、九采区技术边界，西至九采区、十三采区技术边界；浅部为各煤层-600m等高线，深部至各煤层-850m等高线。
采区走向长2630m，倾斜长1170m，面积约3.08km2。
采区上山系统布置在采区中部，两翼开采。
由于受到唐港高速公路及曹妃甸供水管路、输气管路影响，再加之生产衔接的需要，对九采区进行了局部调整。
调整后九采区位于八采区西侧。
东至F50断层断煤交线及六、八采区边界；西至燃气输唐管线保护煤柱；南至冲积层防水煤柱线；北至各煤层-850m底板等高线。
采区走向长1182.6m，倾斜长1351.9m，面积约1.6km2。
地面标高＋13.00m左右，地面有李家坨及边界线附近的夏庄屯、风华陶瓷有限公司，燃气输唐管线。
地势北高南低，地表多为农田，煤系地层被第四系冲积层覆盖，其厚度为370～542米。
东部相邻的六、八采区主要石门、轨道山、皮带山及回风山已施工完毕。
-600西六至九采回风大巷正在施工。
六采区7、8、9、12-1煤层均有掘进、回采及回采完毕工程。
八采区仅7煤层有掘进、回采及回采完毕工程。
北部的十七采区暂无工程。
第三节采区煤层、地质及储量情况
一、煤层情况：
本采区位于钱家营井田西翼的单斜区内，煤层走向变化不大，煤层倾角8°～19°，平均14°。
本区可采和局部可采煤层为六层，其中7煤层为稳定厚煤层，12-1煤层为较稳定中厚煤层，9、11煤层为极不稳定中厚煤层，5煤层为不稳定薄煤层，8煤层为极不稳定薄煤层。
另外仅钱补20孔存在12-2煤层，厚度1.14m左右。
区内各煤层均未发现被岩浆岩侵蚀。
5煤层顶板局部由泥岩过渡为粉砂岩。
7煤层与8煤层间距变化较大，采区中部在8.5m左右，东北部在14m左右。
局部8煤层缺失或7煤层与8煤层合区。
11煤层顶板局部由腐泥质粘土岩过渡为泥岩。
11煤层～12-1煤层间距变化较大，中部6.4m左右，东北部在32.7m左右。
采区煤层情况见《九采区煤层情况表》。
九采区煤层情况表
煤
层
厚
度
倾
角
结
构
间
距
煤层名称
煤厚（m）
倾角（°）
结构
层间距（m）
稳定性
5
平均
--------------
最小～最大
1.23
11°
单一
不
稳定
0.2-2.43
8°-14°
30.9-42.1
7
平均
--------------
最小～最大
4.6
10°
复杂
34.5
稳定
3.15-5.44
8°-11°
6.1-14.2
8
平均
--------------
最小～最大
0.21
10°
复杂
9.7
极不
稳定
0.1-1.36
8°-11°
3.2-8.2
9
平均
--------------
最小～最大
1.36
10°
复杂
5.0
极不
稳定
0.19-3.16
8°-11°
6.2-11.4
11
平均
--------------
最小～最大
1.43
10°
复杂
8.3
极不
稳定
0.50-2.48
8°-11°
6.4-32.7
12-1
平均
--------------
最小～最大
2.66
10°
复杂
17.3
较稳定
1.69-4.53
8°-11°
二、煤层顶底板情况
煤层顶底板情况见《煤层顶底板情况表》。
煤层顶底板情况表
煤层
类别
岩石名称
厚度（m）
主要岩性特征（含水性）
5
顶
板
老顶
深灰色
粉砂岩
5.0
质均一，性脆，含植物碎屑化石，呈均匀层理。
直接顶
浅灰色
泥岩
2.0
薄层状，局部微含铝土质成分。
伪顶
底板
直接底
深灰色
粉砂岩
1.2
含植物根化石。
下部见细砂岩条带，呈水平层理。
老底
浅灰色
细砂岩
3.2
具粉砂岩条带，含植物碎屑，见球状瘤状菱铁质结核。
7
顶
板
老顶
褐灰色
中砂岩
2.0
成分以石英为主，次为暗色矿物及岩屑，硅质孔隙式胶结，坚硬，呈波状层理。
直接顶
深灰色
粉砂岩
4.6
质均一，性脆，含植物碎屑化石。
伪顶
底板
直接底
深灰色
粉砂岩
7.6
质均一，局部减细砂岩薄层及条带，含植物碎屑化石。
老底
8
顶
板
老顶
直接顶
深灰色
粉砂岩
7.6
煤7直接底
伪顶
底板
直接底
深灰色
粉砂岩
5.06
含植物根化石，中部夹有细砂岩条带，呈水平层理，含植物碎屑化石，下部细腻为黑灰色。
老底
9
顶
板
老顶
直接顶
深灰色
粉砂岩
5.06
煤8直接底
伪顶
底板
直接底
褐灰色
细砂岩
2.86
含植物根化石及碳化体，夹有粉砂岩薄层，呈水平及波状层理，本岩层较
老底
深灰色
泥砂岩
4.46
薄层状，含较多植物化石碎片。
11
顶
板
老顶
深灰色
泥砂岩
4.46
煤9老底
直接顶
黑色腐泥质粘土岩
2.43
条痕为黑色，含较多植物根化石。
伪顶
底板
直接底
灰色
细砂岩
2.5
质欠均一，含植物根化石，夹粉砂岩薄层及炭质层纹，具有波状及斜交层理。
老底
深灰色
粉砂岩
10.7
深灰色，岩性致密细腻，含海百合茎及动物贝壳碎屑化石，可见黄铁矿散晶及菱铁质结核。
12-1
顶
板
老顶
深灰色
粉砂岩
10.7
煤11老底
直接顶
黑色腐泥质粘土岩
3.0
含碳量高条痕为黑褐色，贝壳状断口。
伪顶
底板
直接底
灰色
粉砂岩
2.3
中厚层状，含大量植物化石碎片，隐现水平层理。
老底
深灰色
粉砂岩
3.38
厚层状，含瘤状菱铁矿结核及大量植物化石碎片。
三、区内地质及储量情况
㈠勘探情况：
该区已完成了三维地震和磁法勘探。
采区内已有地面钻孔10个（均为地质孔），分别为钱补14、钱补20、钱补59、钱补63、苗6、苗10、苗11、钱62、钱64、钱104，除苗11孔外均探至12-1煤层底。
采区范围内钻孔见煤情况见《采区范围内钻孔见煤情况表》。
采区范围内钻孔见煤情况表
孔号或实见巷道
煤层
见煤底板标高
煤厚（m）
终孔层位
封孔质量
备注
钱补20
5
-635.41
1.30
12-1煤层下约62m
按设计进行封孔
煤12-2出现了两次,通过煤岩对比及测井曲线比较，分析认为煤12-2在该处出现了分叉现象
7
-674.22
1.99（0.43）2.09
8
-686.03
0.29
9
-690.40
0.19
11
-702.47
0.63
12-1
-710.66
1.79
12-2上
-735.08
0.84
12-2下
-738.74
1.44
苗10
3
-591.03
0.99
12-1煤层下约4m
按设计进行封孔
5
-649.63
1.09
7
-690.43
3.26（0.4）1.78
8
-699.13
0.25
9
-706.43
3.16
11
-718.58
0.35（1.14）0.99
12-1
-734.13
0.79（0.4）1.28
钱补14
5
-812.50
1.05
12-1煤层下约3m
按设计进行封孔
369-381m见岩浆岩
7
-847.58
1.44（0.59）2.14
8
-855.76
1.30
9
-862.01
2.27
12-1
-882.86
1.69
钱64
5
-498.35
0.20
12-1煤层下约38m
按设计进行封孔
61/2
-514.41
0.20
7
-534.81
1.26（1.12）1.43
8
-549.06
0.10
9
-557.25
0.74
11
-565.82
1.19
12-1
-602.30
2.58（0.35）0.79
121/2
-617.66
1.04
苗11
5
-541.08
2.33
5煤层
下约3m
按设计进行封孔
无测斜资料按直孔计算
苗6
7
-528.20
4.29
12-1煤层下约38米
按设计进行封孔
8
-537.42
1.36
9
-541.81
1.16
12-1
-571.72
2.49
钱62
5
-478.78
1.49
12-1煤层下约39米
按设计进行封孔
7
-514.35
3.15
8
-527.96
0.91
9
-536.58
0.41
11
-544.78
2.00
12-1
-569.33
2.32
12-2
-572.81
0.20
121/2
-582.29
0.56
13
-590.39
0.20
14
-600.61
0.18
钱104
4
-451.16
0.30
12-1煤层下约96米
按设计进行封孔
5
-473.92
2.43
61/2
-500.72
0.36
7
-521.19
2.28（0.16）0.35
（0.18）2.22
8
-528.65
1.35
9
-535.15
2.63
11
-542.26
0.50
12-1
-559.06
4.53
12-2
-563.52
1.87（0.17）0.47
121/2
-578.27
0.89
13
-587.78
0.30
15
-603.99
0.71
钱补59
5
-753.49
1.66
12-1煤层下约52米
按设计进行封孔
7
-790.50
1.67（1.46）1.97
8
-797.87
1.99
9
-804.03
2.28
11
-816.38
0.58
12-1
-832.71
2.81
12-2
-857.17
2.79
钱补63
5
-733.47
0.89（0.37）0.38
12-1煤层下约44米
按设计进行封孔
该孔在封孔过程中，因提钻不及时，致使在孔内遗留壁厚5.5mm，直径50mm钻杆约33米，位于孔深757～790m（7煤层位）处
7
-772.67
1.28（0.20）2.00（0.29）1.53
8
-781.59
1.43
9
-787.74
1.54
11
-800.63
0.64
12-1
-809.08
2.31
12-2
-838.53
1.44（0.42）0.76
㈡地层情况：
煤系地层基底为奥陶系马家沟组石灰岩，上至下二叠系古冶组的A层铝土岩，总厚约500米，主要由厚层状砂岩、粘土岩、石灰岩及煤层组成。
可采和局部可采煤层共六层，5、7、8、9、11、12-1煤层，总厚度约12米，集中分布在上石炭系赵各庄组和下二叠系大苗庄组之间厚90米的地层中。
主要标志层有：
自下而上依次为：
石炭系中统G层铝土岩，K1、K2、K3石灰岩；石炭系上统K4、K5、K6石灰岩，12-1煤层、11煤层顶板腐泥质粘土岩；二叠系下统6煤层顶板。
㈢构造情况：
⒈断层：
本区为单斜区。
区内东部三维地震探测共发现25条断层，另外本区东部还有-850西大巷实见逆断层F50（H=15m）。
三维地震探测结果，落差大于等于10米的断层8条，大于等于5米小于10米断层13条，小于5米断层4条，详见《九采区断层情况表》。
区域内未发现有陷落柱。
九采区断层情况表
编号
构造
性质
产状（褶曲轴面）
实见位置及控制情况
走向
倾向
倾角（°）
落差（m）
9DF1
正
NWW
NNE
60-70
0-3
三维地震资料解释为较可靠
9DF2
正
NEE
NNW
65-70
0-8
三维地震资料解释为可靠
9DF3
正
NE
NW
50-65
0-5
三维地震资料解释为较差
9DF4
正
NE
NW
50-60
0-8
三维地震资料解释为较差
9DF5
正
NEE
SSE
50-60
0-10
三维地震资料解释为较可靠
9DF6
正
EW
N
65-70
0-10
三维地震资料解释为可靠
9DF7
正
NEE
NNW
50-60
0-10
三维地震资料解释为较差
9DF8
正
NEE
NNW
60-70
0-5
三维地震资料解释为较差
9DF9
正
NEE
NNW
50-60
0-5
三维地震资料解释为可靠
9DF10
正
NEE
NNW
50-60
0-8
三维地震资料解释为可靠
9DF11
正
NEE
NNW
60-65
0-5
三维地震资料解释为较可靠
9DF12
正
NE
NW
0-60
0-8
三维地震资料解释为较可靠
9DF13
正
NEE
SSE
50-65
0-3
三维地震资料解释为可靠
9DF14
正
NE
NW
50-60
0-5
三维地震资料解释为可靠
9DF15
正
NE
NW
50
0-3
三维地震资料解释为可靠
9DF16
正
NE
NW
50
0-5
三维地震资料解释为较可靠
9DF17
正
NEE
NNW
50-60
0-3
三维地震资料解释为较可靠
9DF18
正
NE
NW
60-70
0-10
三维地震资料解释为可靠
9DF19
正
NE
NW
60-70
0-5
三维地震资料解释为可靠
9DF20
正
NE
NW
50-60
0-5
三维地震资料解释为可靠
9DF21
正
NE
NW
60-70
0-5
三维地震资料解释为可靠
9DF22
正
NE
NW
60-70
0-10
三维地震资料解释为可靠
9DF23
正
NE
NW
60-70
0-12
三维地震资料解释为较可靠
9DF24
正
NE
NW
40-50
0-20
三维地震资料解释为可靠
9DF25
正
NE
NW
50-60
0-10
三维地震资料解释为可靠
⒉陷落柱、岩浆岩及古河床冲蚀：
钱家营井田目前在采掘过程中尚未发现岩溶陷落柱体，但由于邻近范各庄矿，并随着工程的进一步延深，亦有出现陷落柱的可能性。
㈣水文地质：
九采区位于井田中西部单斜区内，九采区中部及西翼在唐港高速公路保护煤柱范围内，因此仅九采区东翼可采。
从目前已有资料分析及邻区八采区情况看，地质及水文地质条件中等。
根据电法勘探查明，九采区东翼共有导含水断层6条，其中可靠导含水断层3条（9DF24、9DF6、9DF12）,较可靠导水断层3条（9DF4、9DF7、9DF25）。
预计采区内还会有一定数量的隐伏断层。
采区内部分地层裂隙发育，富水较强，对采、掘、开活动带来较大影响。
此外本区未发现有陷落柱。
预计涌水量：
对本区影响较大的含水层主要为5煤层顶板和12-1煤层底板含水层。
本区没有5煤层顶板、12-1煤层底板含水层水位及其它含水层水位观测孔，根据临近钱水28钻孔在六采开采前5煤层顶板含水层水位为-217m，目前5煤层顶板含水层水位为-377.79m。
㈤瓦斯、煤尘等其它情况：
⒈瓦斯：
2012年瓦斯等级鉴定结果为瓦斯矿井。
⒉煤尘爆炸指数大于30%，有爆炸危险。
⒊煤层自燃：
煤5、煤7、煤9和煤12-1为Ⅱ类自然发火煤层。
⒋地温：
地温16.6℃～37.8℃，平均30℃左右。
采区深部-850水平地温较高，局部达37.8℃。
⒌地压：
本采区为近距煤层群开采，各煤层的开采活动相互影响，并形成各自的应力增高区，故开采时应在时间和空间上妥善布置。
⒍钱家营矿已开采区域5煤层绝对瓦斯涌出量：
0.378m3/min、相对瓦斯涌出量：
3.997m3/t。
㈥储量情况：
⒈计算范围：
东至F50断层断煤交线及六、八采区边界；西至燃气输唐管线保护煤柱；南至冲积层防水煤柱线；北至各煤层-850m底板等高线。
⒉储量：
地质储量2584.7万吨，可采储量2028.1万吨。
分煤层储量表
煤层
地质储量（万吨）
可采储量（万吨）
5煤层
249.5
209.8
7煤层
932.7
699.5
8煤层
151.9
128.4
9煤层
520.3
416.2
11煤层
131.1
111.5
12-1煤层
599.2
462.7
合计
2584.7
2028.1
第二章九采区突出危险性预测结果
按照《防治煤与瓦斯突出规定》第三十五条、第三十七条有关要求，钱矿上报了《开滦（集团）钱家营矿业分公司二水平九采区5煤层开拓前突出危险性预测报告》，集团公司就此下发《开滦（集团）有限责任公司关于钱家营矿业分公司九采区5煤层开拓前突出危险性预测的批复》，其批复意见是：
“同意钱家营矿九采区5煤层开拓前突出危险性区域预测结果：
即东起八、九采区技术边界，西至九采区、十三采区技术边界，-600m标高至-810m标高区域为无突出危险区；东起八、九采区技术边界，西至九采区、十三采区技术边界，-810m标高至-850m标高区域暂定为突出危险区。
”
第三章采煤方法及回采工艺
第一节开拓方式及煤层开采顺序
一、开拓方式
阶段石门
二、煤层开采顺序
九采区阶段石门先设计到7煤层顶板，进行7、9、12煤层工作面设计开采，采区的开采程序由上往下逐层开采。
5煤层为突出煤层，而且两翼走向较短，暂不对5煤层开采。
第二节采区巷道布置
根据该区域的地质情况及地面建筑物的压煤情况，确定九采区巷道布置为集中上山。
开拓巷道布置形式采用各煤层大联合方式。
由现在八采西侧以317°方位布置九采轨道山、九采皮带山、九采回风山三条集中上山。
其中九采轨道山为岩石巷道，位于12-1煤层底板岩石中，作为轨道运输，在-555水平、-645水平、－745水平、-830水平布置4条轨道石门，与九采回风山相连；九采皮带山布置于12-1煤层内，上部施工溜煤井与六至九采皮带巷相连，下部与九采下部轨道平石门贯通，作为皮带运输；九采回风上山布置于12-1煤层内，上部与六至九采12煤层回风大巷相连，下部与-850西轨道大巷相连，作为九采区的独立回风系统。
整个采区的开拓工程量约为9013米。
第三节采掘工艺、方法
煤巷、半煤岩巷掘进采用综合机械化掘进机掘进，半煤岩巷采用普通钻爆法进行掘进。
回采工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，顶板管理采用自然垮落法。
第四章安全保障系统
第一节安全监测监控系统
一、总体设计
㈠采区回风巷测风站设置甲烷传感器；
㈡设在回风流中的机电硐室进风侧设置甲烷传感器，如图所示：
㈢采区回风巷巷道内临时施工的电气设备上风侧10-15m处设置甲烷传感器；
㈣瓦斯抽放泵输入、输出管路中设置甲烷传感器；
㈤瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器；防回火安全装置上设置压差传感器。
㈥井下临时瓦斯抽放泵站内下风侧栅栏外设置甲烷传感器；
㈦甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围见下表：
甲烷传感器设置地点
报警浓度%CH4
断电浓度%CH4
复电浓度%CH4
断电范围
采区回风巷
≥1.0
≥1.0
1.0
采区回风巷内全部非本质安全型电气设备
回风流中的机电硐室的进风侧
≥0.5
≥0.5
0.5
机电硐室内全部非本质安全型电气设备
采区回风巷道内临时施工的电气设备上风侧
≥1.0
≥1.0
1.0
采区回风巷道内全部非本质安全型电气设备
井下临时瓦斯抽放泵站内下风侧栅栏外
≥0.5
≥1.0
0.5
瓦斯抽放泵站电源
㈧带式输送机滚筒下风侧10-15m处设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO；
㈨自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO；
㈩采区回风巷设
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