大学毕设论文碓臼沟煤矿井下紧急避险系统专项初步设计.docx
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大学毕设论文碓臼沟煤矿井下紧急避险系统专项初步设计
目 录
附录
1、《设计委托书》；
2、采矿许可证（C150********21120054121）；
3、《煤炭生产许可证》（编号：
201527230415）；
4、《安全生产许可证》（编号：
蒙MK安许【2010】K173）；
5、《企业法人营业执照》（注册号：
150********2048）；
6、2004年12月内蒙古自治区国土资源厅关于《内蒙古自治区准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤炭资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明（内国土资储备字〔2004〕374号）；
7、鄂尔多斯市煤炭局文件《鄂尔多斯煤管局关于准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿改扩建初步设计（修改）的批复》（鄂煤局发〔2007〕327号）；
8、内蒙古煤矿安全监察局文件《关于准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿建设项目（0.60Mt/a）安全设施及条件竣工验收的批复》（内煤安二处字〔2009〕111号）；
9、《矿井瓦斯等级鉴定报告》（2012年度）；
10、《煤尘爆炸性、煤自燃倾向检验报告》（6#煤层）；
11、矿山救援服务协议书；
12、鄂尔多斯市煤炭局文件《鄂尔多斯市煤炭局关于印发准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿改扩建工程项目（60万吨/年）竣工验收意见书的通知》（内煤局字〔2010〕25号）。
附件：
1、主要机电设备和器材清册
2、投资概算书
图纸目录
序号
图纸名称
新制
采用
图号
比例
1
6号煤层采掘工程平面图
采用
C9389-109-01
1:
5000
2
6号煤层工作面接续平面图
新制
C9389-126-01
1:
5000
3
井下人员分布、避灾路线及紧急避险设施布置图
新制
C9389-173-01
1:
2000
4
永久避难硐室平、剖、断面图
新制
C9389-143-01
1:
100
5
临时避难硐室平、剖、断面图
新制
C9389-143-02
1:
100
6
供水施救系统布置平面图
新制
C9389-849-01
1:
2000
7
压风自救系统布置平面图
新制
C9389-217-01
1:
2000
8
井下监测监控系统系统图
新制
C9389-274-01
示意
9
井下人员定位系统配置图
新制
C9389-265-01
示意
10
井下调度通讯系统配置图
新制
C9389-262-01
示意
总论
一、项目概况
1、矿井位置与隶属关系
内蒙古蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿（以下简称“碓臼沟煤矿”），2011年由“准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿”更名，煤矿位于准格尔煤田南部榆树湾普查区的东南侧，行政区划隶属于准格尔旗马栅镇沙焉村。
2、建设单位概况
内蒙古蒙南煤炭有限责任公司是1998年由原国营房塔沟硫磺厂转售，2004年，总部迁入位于呼、包、鄂三地交汇处的准格尔旗沙圪堵经济开发区。
初期，公司资本仅256万元。
十年来，公司以人为本，艰苦奋斗，大力实施煤炭兴企战略，闯出一条规模有小变大，技术水平由低变高，管理方式由落后变先进的自主创新之路。
目前，公司拥有资产总额9亿元，注册资本8722万元，员工570名。
年创利税总额2亿元。
公司现辖规模120万吨/年川宏煤矿和碓臼沟煤矿两座。
2009年筹建日处理5000吨洗煤厂一处和煤炭集运专线，为公司的长远发展打下坚实的基础。
2006年，公司入选内蒙古自治区自主创新50强，内蒙古煤炭企业50强。
荣获内蒙古非公有制新星企业贡献奖等荣誉。
2012年，准格尔旗长滩阳圪楞煤矿有限责任公司与蒙南煤炭有限责任公司兼并重组，成立了“内蒙古锦泰能源有限公司”，并于2012年05月18日在内蒙古自治区工商行政管理局核准（蒙名称预核内字〔2012〕第1200235406号）。
目前，碓臼沟煤矿相关证件的矿井名称变更手续正在办理中。
3、项目建设的背景
碓臼沟煤矿为一正常生产矿井，原有设计生产能力0.60Mt/a，2009年12月，碓臼沟煤矿改扩建项目通过了鄂尔多斯市煤炭工业局组织的竣工验收。
现有煤炭生产许可证，编号201527230415；采矿许可证，证号：
C150********21120054121；煤炭安全生产许可证，编号：
蒙MK安许〔2010〕K173，并于2012年1月申请了延期。
矿区地质条件较好，低沼气、涌水量低、煤层赋存条件简单，地质构造单一、周围无火区和积水。
矿井经过几年的建设，现已初具规模，形成了技术培训装备并存、人员结构匹配、基础设施完备、环境幽雅的综合保障能力。
目前，碓臼沟煤矿设置了安全、生产技术、生产调度、机电动力、“一通三防”、地质测量、运销、环保、综合事务、生产经营等管理部门，安全生产管理人员配备齐全，软硬件资料完善。
2010年7月19日，国务院印发《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号），旨在规范煤矿井下紧急避险系统建设管理工作，充分发挥井下紧急避险系统在安全避险中的重要作用，进一步提高煤矿安全保障能力，
2011年1月25日，国家安全监管总局、国家煤矿安监局下发了《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》（安监总煤装〔2011〕15号），要求所有井工煤矿应按照规定要求建设完善煤矿井下紧急避险系统，并符合“系统可靠、设施完善、管理到位、运转有效”的要求。
2012年6月底前，所有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井，中央企业所属煤矿和国有重点煤矿中的高瓦斯、开采容易自燃煤层的矿井，要完成紧急避险系统的建设完善工作。
2013年6月底前，其他所有煤矿要完成紧急避险系统的建设完善工作。
2012年1月20日，国家安全监管总局、国家煤矿安监局下发了《关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知》（安监总煤装〔2012〕15号），该文件主要对〔2011〕15号文中关于紧急避险系统建设内容进行一定的完善，为进一步执行好《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》（安监总煤装〔2011〕15号，以下简称《暂行规定》）提供有力依据。
2012年12月3日，内蒙古自治区煤炭工业局、内蒙古煤矿安全监察局联合下发《关于加快煤矿井下紧急避险系统建设进度的紧急通知》（内煤局字〔2012〕444号），加快区内煤矿紧急避险系统的建设，确保2013年6月底前完成全区煤矿井下紧急避险系统建设任务。
2013年1月4日,鄂尔多斯市煤炭局印发《鄂尔多斯市煤矿井下紧急避险系统专项初步设计审查标准（试行）》的通知（鄂煤局发〔2013〕1号），同时制定《鄂尔多斯市煤矿井下紧急避险系统专项初步设计审查标准（试行）》，规范鄂尔多斯市煤矿井下紧急避险系统的建设完善及检查验收工作，为全市井工矿井的紧急避险系统建设工作提供有效保障。
2013年2月1日国家安全监管总局国家煤矿安监局下发了《关于加快推进煤矿井下紧急避险系统建设的通知》（安监总煤装〔2013〕10号）。
为进一步贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）要求，确保按期完成煤矿井下紧急避险系统建设任务，就加快推进紧急避险系统建设提出有关事项通知。
4、项目前期工作与设计委托情况。
（1）项目前期工作
根据内蒙古自治区国土资源厅于2012年6月为碓臼沟煤矿颁发的《采矿许可证》（证号C150********21120054121），划定的井田范围由9个拐点圈定，井田面积5.075km2，批准开采标高为1008.9m～893.63m。
根据矿方提供井下采掘工程现状布置图，全井田采用斜井开拓方式，分设主、副斜井和回风斜井。
井田采用单水平开拓，水平标高为+923.0m，主要大巷布置在6号煤层，井下运输、辅运、回风大巷均沿煤层布置。
井下现正开采井田西部6号煤层6103回采工作面，采用长壁后退式采煤法，综采放顶煤回采工艺，准备接续开采相邻的6102回采工作面。
（2）设计委托情况
为贯彻国家煤炭行业管理部门的相关规定和要求，进一步加强煤矿安全生产工作，为煤矿生产人员提供有效的安全保障。
内蒙古蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿决定实施“六大系统”建设完善工作，受内蒙古蒙南煤炭有限责任公司的委托，编制《内蒙古蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿井下紧急避险系统专项初步设计》。
二、设计依据
1、《设计委托书》；
2、采矿许可证（C150********21120054121）；
3、《煤炭生产许可证》（编号：
201527230415）；
4、《安全生产许可证》（编号：
蒙MK安许【2010】K173）；
5、《企业法人营业执照》（注册号：
150********2048）；
6、中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队2004年7月编制的《内蒙古自治区准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤炭资源储量核实报告》；
7、2004年12月内蒙古自治区国土资源厅关于《内蒙古自治区准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤炭资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明（内国土资储备字〔2004〕374号）；
8、内蒙古自治区煤炭科学研究所于2007年12月编制的《准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿改扩建初步设计（修改）》；
9、鄂尔多斯市煤炭局文件《鄂尔多斯煤管局关于准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿改扩建初步设计（修改）的批复》（鄂煤局发〔2007〕327号）；
10、鄂尔多斯市煤炭局文件《鄂尔多斯市煤炭局关于印发准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿改扩建工程项目（60万吨/年）竣工验收意见书的通知》（内煤局字〔2010〕25号）；
11、内蒙古煤矿安全监察局文件《关于准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿建设项目（0.60Mt/a）安全设施及条件竣工验收的批复》（内煤安二处字〔2009〕111号）；
12、《矿井瓦斯等级鉴定报告》（2012年度）；
13、《煤尘爆炸性、煤自燃倾向检验报告》（6#煤层）；
14、矿山救援服务协议书；
15、《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）；
16、《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》（安监总煤装〔2010〕146号）；
17、《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于认真贯彻落实国务院〈通知〉精神切实加强煤矿安全生产工作的意见》（安监总煤监〔2010〕152号）；
18、《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》（安监总煤装〔2011〕15号）；
19、《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于〈印发煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）〉的通知》（安监总煤装〔2011〕33号）；
20、《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知》（安监总煤装〔2012〕15号）；
21、《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加快推进煤矿井下紧急避险系统建设的通知》（安监总煤装〔2013〕10号）；
22、《关于印发内蒙古自治区煤矿井下紧急避险系统建设完善实施方案的通知》（内安委会发〔2011〕18号）；
23、《转发关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知》（内煤局字〔2012〕59号）；
24、《关于加快煤矿井下紧急避险系统建设进度的紧急通知》（内煤局字〔2012〕444号）;
25、《关于加快推进我区煤矿井下紧急避险系统建设进度的通知》（内煤局字[2013]86号）；
26、《鄂尔多斯市煤矿井下紧急避险系统专项初步设计审查标准（试行）》的通知（鄂煤局发〔2013〕1号）；
27、《防治煤与瓦斯突出规定》（国家安全监管总局令第19号）;
28、国家煤矿安全监察局《煤矿安全规程》（2011年版）；
29、《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）；
30、《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》（AQ1055-2008）；
31、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）；
32、《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》（AQ1048-2007）；
33、《煤矿紧急避灾和应急救援系统企业标准》（QB/2200D623）；
34、《中华人民共和国安全生产法》（2002）；
35、《中华人民共和国矿山安全法》（1992）；
36、由矿方提供的矿井采掘现状平面图、避灾路线图、井下监测监控、人员定位、压风、供水、供电通讯等现状资料。
三、设计的指导思想
通过分析碓臼沟煤矿的生产条件，结合避难硐室的技术特点，进一步建设完善“六大系统”，合理协调和组织防护体系的各个要素，构建起覆盖全矿井的安全防护网。
基本原则如下：
1、坚持“安全第一、预防为主”的方针，结合煤矿生产现状，围绕煤矿井下可能出现的各种灾变情况，使矿工在应急避难装置的掩护下成功逃生或等待救援，保障职工生命安全。
2、实现“三防一隔”，防毒、防火、防震、隔爆。
3、实现井下各固定硐室与井上指挥中心平台双向信号传输。
4、在符合相关要求，满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资。
5、因地制宜，优化资源配置，尽量利用原有的巷道。
6、硐室及各系统设备选型留有余地，能充分满足区域内避难人员数量的需求。
四、主要技术特征及指标
通过分本矿井的地质条件、巷道布置情况以及采、掘现状，设计采用自救器和避难硐室联合构建该矿井井下紧急避险系统，合理配置协调矿井监测监控系统、井下人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统，最终构建全矿井的安全防护网，保障矿井安全高效生产。
本矿井“六大系统”建设主要特点如下：
1、简单实用、安全可靠、易于维护。
2、由点避险扩展到线避险，点线结合覆盖在避灾路线上。
3、地面支撑避险信息指导井下科学、有序、及时、准确避险。
4、避险、救援、指挥集成化装备、一体化工作。
5、灾情连续监测。
6、系统抗事故破坏。
7、水灾预警监测和快速撤离指导体系化工作。
8、避毒、供氧、通讯、供水/营养液、人员位置一体化完成。
全矿井井下设置60人永久避难硐室1个，20人临时避难硐室2个，设置专用管路总长度约1000m。
项目建设总造价为383.64万元，其中：
紧急避险系统为248.03万元。
第一章 矿井概况及灾害危险性分析
第一节 矿井基本情况
一、地理位置
碓臼沟煤矿位于准格尔煤田榆树湾普查区的东南部，行政区划隶属于准格尔旗马栅镇沙焉村。
井田地理坐标为：
东经111°18′54″--111°21′10″；
北纬39°26′20″--39°27′18″。
矿井位于榆树湾镇东侧，榆树湾-魏家卯公路由南向北贯穿矿区,北距薛家湾—魏家峁公路17km,经此公路与109国道相通；南距沙圪堵-榆树湾公路10km。
由上述公路可通往东胜、呼市、包头等地，距东胜210km，距呼市190km；此外榆树湾镇与山西省河曲县仅隔一条黄河，两岸已架大桥，井田与其距离约5km，至山西省的偏关县28km。
矿井北距唐公塔铁路集装站约72km，由此站可将煤炭经铁路运往全国各地。
矿井交通较为便利。
见交通位置图1-1-1。
图1-1-1交通位置图
二、井田范围
根据内蒙古自治区国土资源厅于2012年6月为碓臼沟煤矿颁发的《采矿许可证》（证号C150********21120054121），井田为一不规则多边形，划定矿区范围由9个拐点圈定，井田东西最长约3.61km，南北最宽约1.62km，井田面积5.075km2，批准开采标高为1008.9m～893.63m。
井田范围拐点坐标见表1-1-1。
井田范围拐点坐标
表1-1-1
拐点编号
1954年北京坐标系
拐点编号
1980年西安坐标系
X
Y
X
Y
1
4369070
37527100
1
4369022.99
37527029.13
2
4368870
37527800
2
4368822.99
37527729.14
3
4368965
37527940
3
4368917.99
37527869.14
4
4368970
37528130
4
4368922.99
37528059.14
5
4368730
37528625
5
4368683.00
37528554.14
6
4368830
37528705
6
4368783.00
37528634.14
7
4368820
37530370
7
4368773.01
37530299.14
8
4367280
37530225
8
4367233.01
37530154.16
9
4367290
37527100
9
4367242.98
37527029.15
本次设计仍采用1954北京坐标系。
三、地质概况及开采技术条件
（一）煤层赋存情况及顶底板岩性特征
1、井田地质概况
（1）井田地层
井田内大部分地区被第四系黄土和风积沙所覆盖，只有局部的梁顶或冲沟中才有基岩出露，但仅为非煤系地层。
矿区地层由老至新有:
①奥陶系中下统
上部为浅灰色泥质灰岩，厚层状石灰岩夹薄层状灰岩，下部为白云质灰岩及厚层状白云岩。
与下伏地层平行不整合接触。
②石炭系上统本溪组
岩性上部为灰、灰黑色砂岩、泥岩、灰岩，下部为铝质泥岩，富含黄铁矿结核。
厚度13.45～28.55m,平均19.24m。
与下伏地层平行不整合接触。
③石炭系上统太原组
为本井田主要含煤地层，出露于井田内各大沟谷中，其岩性由灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成。
南部夹1-2层泥质砂岩。
中下部含丰富植物化石和动物化石。
本组含6、8、9、10号煤层，其中6号煤层全区可采，为较稳定煤层；9号煤层为局部可采的不稳定煤层；8、10号煤层零星发育，不可采。
本组厚度37.13～84.14m，平均55.08m。
与下伏地层呈整合接触。
④二叠系下统山西组
为本井田含煤地层，出露于井田各大沟谷中，主要由灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成。
本组含4、5号煤层，均为局部可采的不稳定煤层。
该组厚度65.54～138.49m，平均93.34m。
与下伏地层呈整合接触。
⑤第三系上新统
出露于井田沟谷斜坡，上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩，下部为灰黄色砾岩。
与下伏地层呈不整合接触。
⑥第四系
分布于井田沟谷及其斜坡上，主要为湖泊相沉积层、冲洪积砂砾、残坡积层和风积砂层及黄土。
与下伏地层呈不整合接触。
厚度1.08-137.08m，平均61.77m。
（2）井田构造
本井田位于准格尔煤田的南端，其构造形态与准格尔煤田区域构造形态基本一致；本井田为一向西北倾斜的单斜构造，倾向340°，倾角6°～12°。
煤层有微弱的波状起伏。
井田内无背向斜和断层，也未见岩浆岩的侵入，构造对煤层的开采没有影响，井田内地质构造类型属一类简单构造。
2、可采煤层
井田内共见可采煤层3层，其中4、5、6号煤层。
现将各可采煤层发育特征及其变化规律自上而下分述如下：
（1）4号煤层
位于山西组中部，分布于Y15孔北西部，厚度1.08～4.88m，平均3.55m，为极不稳定煤层，井田内局部可采。
（2）5号煤层
位于山西组中部，其厚度1.93～3.70m，平均2.74m。
煤层结构中等,含1～3层夹矸，夹矸最厚0.60m，其岩性为泥岩。
顶板岩性为泥岩、砂质泥岩及细砂岩；底板岩性砂质泥岩。
距4号煤层间距19.44～23.83m，平均21.69m。
局部可采，为不稳定煤层。
（3）6号煤层
在本井田的东部有露头煤，全井田可采，为较稳定煤层。
其厚度为2.1～14.3m，平均厚度7.98m。
资源利用厚度2.10～12.41m，平均8.00m。
含有0～8层夹矸，夹矸最大厚度0.70m，夹矸成分主要是泥岩。
顶底板岩性以砂质泥岩及泥岩为主。
上距5号煤层21.51～36.35m，平均29.53m。
各可采煤层特征见表1-1-3。
可采煤层特征一览表
表1-1-3
煤层
煤层
自然厚度
煤层
利用厚度
煤层
间距
煤层结构
顶底板岩性
煤层
稳定
性
煤层
开采
性
最大-最小
平均
（ｍ）
最大-最小
平均
（ｍ）
最大-最小
平均
（ｍ）
夹矸
层数
（ｍ）
夹矸
厚度
（ｍ）
顶板
底板
4
1.08-4.88
3.55
0.83-3.68
2.66
19.44-23.83
21.69
21.51-36.53
29.53
2-9
0.60
砂质泥岩
及泥岩
泥岩及
细砂岩
极不稳定
局部
可采
5
1.93-3.7
2.74
1.73-2.70
2.26
1-3
0.60
泥岩、砂质泥岩
及细砂岩
砂质
泥岩
不稳定
大部
可采
6
2.1-14.3
7.98
2.10-12.41
8.00
0-8
0.70
砂质泥岩
及泥岩
砂质泥岩
及泥岩
较稳定
全区
可采
本井田内5号和6号煤层均为富灰、特低硫、高热值的烟煤。
本区煤类为长焰煤（CY42）。
煤的用途广泛，煤中有害成分低，发热量较高，是良好的民用及动力用煤。
3、矿井资源/储量
根据中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队2004年7月编制的《内蒙古自治区准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤炭资源储量核实报告》，及内蒙古自治区国土资源厅关于《内蒙古自治区准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤炭资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明（内国土资储备字〔2004〕374号，本井田范围内赋存有3层煤，即4、5、6号煤层，其中4、5号煤层在井田内局部赋存，井田内主要可采煤层为6号煤层。
截止2004年7月31日，碓臼沟煤矿共获得资源/储量41.13Mt，其中推断的内蕴经济资源量（333）31.38Mt，预测的资源储量（334？
）9.75Mt。
依据鄂尔多斯市煤炭局文件《鄂尔多斯煤管局关于准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿改扩建初步设计变更的批复》（鄂煤局发〔2009〕262号），上部4号、5号煤层后期进一步补充勘探后辅助开采，矿井设计可采储量19.1854Mt，矿井计算服务年限为24.6a。
碓臼沟煤矿自2011年生产至今，煤矿生产消耗的资源储量为5.30Mt，矿井实际保有资源量约35.83Mt，矿井设计可采资源/储量为15.40Mt，矿井计算服务年限为20.0a。
（二）水文地质
井田内开采煤层的直接充水含水层山西组与太原组以孔隙—裂隙含水层为主，其补给以贫乏的大气降水为主。
奥陶系石灰岩岩溶含水层虽然涌水量大，但地下水位深，位于4、5、6、9号煤层以下，直接充水含水层的富水性弱，补给条件差。
因此矿区水文地质类型划分为第一～二类第一型，即以孔隙—裂隙含水层为主水文地质条件简单的矿床。
根据矿方提供井下涌水量实测数据，井下正常涌水量一般为50～80m3/h，雨季时最大不超过100m3/h，所以，设计考虑消防洒水及灌浆回水并预留一定的富余量，矿井达到设计生产能力时，预计矿井正常涌水量120m3/h，预计最大涌水量为200m3/h。
（三）其他开采技术条件
1、煤层顶底板
据核实报告，井田内6号煤层顶板岩性主要以泥岩、中粗砂岩为主，砂质泥岩次之；底板岩性以泥岩、砂质泥岩为主。
据小窑调查资料表明，该区矿井涌水量较小，顶底板的稳定性也较好，属半坚硬岩层。
2、瓦斯
2012年6月由内蒙古安科安全生产检测检验有限公司对本矿井进行了矿井瓦斯等级和CO2涌出量的鉴定工作，根据其编制的
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