达州市大竹县堡子井田堡子煤矿.docx
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达州市大竹县堡子井田堡子煤矿
大竹县堡子矿业有限责任公司
瓦斯综合治理示范矿井建设方案
院长：
李文
总工程师：
卢平
项目负责：
武玉梁
四川省安全科学技术研究院
二O一O年五月
前言
一、概述
为了贯彻“安全第一，预防为主”的安全生产方针，提高煤矿的本质安全程度和安全管理水平，保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止事故发生，根据《国务院安委会办公室关于加强煤矿瓦斯治理工作体系示范工程建设的通知》（安委办[2009]2号）、《四川省人民政府安全生产委员会办公室关于煤矿瓦斯治理工作体系示范工程建设的实施意见》（川安办[2009]32号）和《四川省人民政府安全生产委员会办公室关于新增10个煤矿瓦斯治理工作体系建设示范县的通知》（川安办[2010]15号）精神，大竹县被列为四川省2010年新增的10个瓦斯治理示范县之一，要求大竹县瓦斯治理工作体系示范县建设在2010年底前达标。
为切实推进煤矿瓦斯治理工作体系示范矿井和示范县建设，按照“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系建设目标，制定有针对性的“一矿一策”瓦斯治理方案，从而全面提升煤矿瓦斯治理水平，有效防范和遏制重特大瓦斯事故。
为此，大竹县堡子矿业有限责任公司特委托四川省安全科学技术研究院为该矿编制《大竹县堡子矿业有限责任公司瓦斯综合治理示范矿井建设方案》。
大竹县堡子矿业有限责任公司（以下简称堡子煤矿）始建于1958年，1989年进行210kt/a生产能力技改扩能，2006年核定矿山生产能力为300kt/a，企业性质为有限责任公司，企业法人代表：
田祖红。
该矿为“五证一照”齐全有效地合法生产矿井。
四川省安全科学技术研究院接受堡子煤矿委托后，坚持“实事求是”的原则，及时组织采矿、通风、机电等各专业技术人员深入该矿现场，对矿井开拓、通风、提升运输、供电、安全监控等系统进行了全面调查，编制提交了《大竹县堡子矿业有限责任公司瓦斯综合治理示范矿井建设方案》，从井田开拓、采区布置、采掘工艺、安全装备、瓦斯治理和防治等方面有针对性地提出了对策措施和建议。
二、编制依据
1、法律、法规
1）《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国主席令第70号）；
2）《中华人民共和国矿山安全法》（中华人民共和国主席令第65号）；
3）《中华人民共和国煤炭法》（中华人民共和国主席令第75号）；
4）《煤矿安全生产基本条件规定》（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第5号令）；
5）《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》（国务院第446号）。
2、规程、规范和标准
1）《煤矿安全规程》（2010年版）；
2）《爆破安全规程》（GB6722-2003）；
3）《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（2000年版）；
4）《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006）；
5）《矿井防灭火规范（试行）》（[88]煤安字第237号）；
6）《矿井通风安全装备标准》（MT/T5016-96）；
7）《矿用产品安全标志监督管理细则》（矿用产品安全标志管理办公室，2005年）；
8）《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》（AQ1020-2006）；
9）《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028—2006）；
10）《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）。
3、国家及四川省有关的主要行业文件
1）《国务院关于进一步加强安全生产工作的决定》（国发[2004]2号）；
2）《关于发布<禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第一批）>的通知》（安监总规划[2006]146号）；
3）《关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见》（安监总煤调[2007]95号；
4）《关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防尘供水系统的紧急通知》（安监总煤行[2007]167号）；
5）《关于发布<禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第二批）>的通知》（安监总煤装[2008]49号）；
6）《国务院安委会办公室关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见》（安委办[2008]17号）；
7）《国务院安委会办公室关于加强煤矿瓦斯治理工作体系示范工程建设的通知》（安委办[2009]2号）；
8）《四川省人民政府安全生产委员会办公室关于煤矿瓦斯治理工作体系示范工程建设的实施意见》（川安办[2009]32号）；
9）《四川省人民政府安全生产委员会办公室关于新增10个煤矿瓦斯治理工作体系建设示范县的通知》（川安办[2010]15号）。
4、企业提供的资料
1）矿井井上下对照图、采掘工程平面图、通风系统图、供电系统图等矿图；
2）采掘作业规程、安全技术措施、企业规章制度等；
3）其它相关资料。
编制人员名单
姓名
专业
职务或职称
签字
刘俊
采矿
高级工程师
毛仕云
采矿
高级工程师
武玉梁
机电
工程师
陈绍林
地质
高级工程师
曾晓红
通风
高级工程师
唐小山
机电
高级工程师
乔传印
采矿
工程师
凌志迁
通风
工程师
杨百顺
采矿
工程师
目录
第一章矿井概况3
第一节井田概况3
第二节地质特征4
第三节井田范围与储量8
第四节矿井生产能力与服务年限9
第二章矿井主要生产系统现状10
第一节矿井开拓与开采10
第二节矿井通风系统12
第三节矿井提升运输系统14
第四节矿井供电系统14
第五节矿井安全监控系统15
第三章矿井生产系统存在的主要问题16
第一节矿井开拓与开采16
第二节矿井通风系统16
第三节矿井提升运输系统18
第四节矿井供电系统18
第五节矿井安全监控系统18
第四章示范矿建设总体思路、目标与规划19
第五章示范矿建设主要工作21
第一节矿井开拓与开采调整21
第二节矿井通风系统调整24
第三节矿井提升运输系统调整25
第四节矿井供电系统调整26
第五节矿井安全监控系统调整27
第六节矿井防治水28
第七节劳动组织优化29
第八节加强安全基础管理工作29
第九节示范矿建设投资概算33
第六章保障措施34
第七章结束语37
附表：
大竹县堡子矿业有限责任公司瓦斯综合治理示范矿井建设对照检查表
附件：
1、采矿许可证、煤炭生产许可证、安全生产许可证、企业法人营业执照、矿长资格证、矿长安全资格证
2、内大连、外大连煤层自燃倾向性和煤尘爆炸危险性检测报告
附图：
1、矿井采掘部署规划平面图
2、矿井通风系统及避灾线路图
3、矿井安全监测传感器布置图
第一章矿井概况
第一节井田概况
一、交通位置
堡子煤矿位于大竹县城100°方向、直距约9km处，行政区划隶属于大竹县乌木镇。
矿权范围与堡子井田大体一致，北起锅厂沟与魏家山南井田相接，南至芭蕉湾与団坝井田相接，地理坐标：
东经107°17′07″~107°18′28″；北纬30°40′48″~30°44′13″。
从该矿井口沿三级公路西行10公里到大竹县城区，G65高速公路、国道210线和318线均从县城通过，从大竹县城向西至襄渝铁路渠县火车站41km，向北至达州火车站68km；南至重庆江北机场130km。
形成了1小时到达州、2小时半到重庆、4小时到成都的交通格局，矿区交通便利。
二、地形地貌及水文
矿区位于华蓥山褶皱带铜锣峡（中山）背斜西翼，矿区内为一单斜结构，走向北15º~25º东，倾角45º~73º，北陡南缓，浅陡深缓，构造中等。
矿区水文类型为碎屑岩层的裂隙含水层，充水水源为大气水。
含隔水层相间排列，彼此缺乏水力联系。
该矿坑水通过主井口排出后经溪流流出区外。
三、气象及地震
1、气象
本区属亚热带温湿季风气候类型，气候温和，雨量充沛。
全年均气温15.8℃，年降雨总量1549.6—829.7mm，平均1172mm，部分地区有大风、暴雨、冰雹袭击。
2、地震
根据《中国地震动参数区划》，该矿区地震烈度区地震波及区。
历史上无IV级以上地震。
本区地震基本烈度为Ⅵ度。
第二节地质特征
一、地层
矿区范围内出露的地层由老至新依次为三叠系上统须家河组（T3xj）、侏罗系下统珍珠冲组（J1zh）和中下统自流井组（J1-2z），局部有第四系（Q4）分布。
二、地质构造
矿区为一单斜构造，地层走向为北20~15º东，倾向北西，地层倾角南缓北陡，在南端11号剖面线附近，倾角为40~47º；北段19号剖面线附近地层倾角变陡，为70~75º，由浅入深则由陡变缓，即由75º逐渐变为40º。
1、褶皱
矿区位于新华夏系四川沉降带川东褶皱带之铜锣峡（中山）背斜北段西翼，该背斜西侧依次为达县~大竹向斜、华蓥山背斜，东侧依次为景市~永兴向斜、峨层山背斜。
彼此程线状平行排列，背斜紧密，向斜开阔，整体轴向程北北东展布，倾向北西，地层走向略偏转，由N40ºE转至N15ºE。
2、断层
矿区内断层不发育，仅在15号剖面线以北地段发现有2条落差较小的逆断层，其中F1断层对煤层有破坏影响。
现分析如下：
（1）F1逆~平移断层：
位于15号剖面线北侧，西起堡子煤矿附近须家河组地层上部，向东消失于雷口坡组地层中，长约850m，走向320~330º，倾向南西，断层面倾角60~70º,。
断层表现为平移兼有逆冲性质，水平断距70~20m，垂直断距10~6m，破碎带宽约0.8m。
断层面附近见达赖擦痕和碎片状断层角砾，磨光镜面发育。
（2）F3逆~平移断层：
位于15~16剖面线之间，北起于鞍子桥经黄家岭，向东消失于马鞍山地层中，长约700m，走向320º，倾向南西，断层面倾角68º，水平断距60m，垂直断距80m，对煤层开采无影响。
综上所述，矿区地质构造复杂程度应属中等。
三、煤层及煤质
1、煤层
采矿许可证批准矿山开采的煤层为外大连、内大连、蛮炭、四夹连、三夹连、夹子连，泡炭，背影共8层，其中夹子连、背影、外大连、内大连煤层位于俗称“外煤组”的须家河第七段（T3xj7）；蛮炭、泡炭、三夹连、四夹连煤层位于俗称“中煤组”的须家河第五段（T3xj5）。
2、煤质
批准矿山开采的外大连、内大连、蛮炭、四夹连、三夹连、夹子连，泡炭，背影等8煤层，其物理特性和煤岩特性相近。
颜色均为黑色，条痕褐黑色，玻璃光泽，外生裂隙较发育，硬度中等~较软，多为参差状断口，条带状结构，层状结构。
8煤层煤岩组分均以暗煤为主，夹少量亮煤细条带，偶见镜煤线理，宏观煤岩类型属半暗型煤。
四、开采技术条件
1、水文地质条件
1）概况
矿山开采的外大连、内大连、蛮炭、四夹连、三夹连、夹子连，泡炭，背影8煤层分别位于须家河第七段（T3xj7）中部、下部及须家河第五段（T3xj5）上部、中部及底部，而须家河组中泥岩隔水性较好，致使含水层中的裂隙水、层间水、孔隙水难以连通汇积，阻隔了大量地下水直接向井下渗流，仅岩顶板岩层面、断层裂隙以渗流、漏滴形式流入矿坑，造成矿井充水。
特别是四夹连煤层因受须家河组第四段（T3xj4）中粒砂岩裂隙含水层的影响最大。
2）含、隔水层情况
据矿区水文地质资料，矿区地下类型为碎屑岩层间裂隙含水层，充水水源为大气降水。
含隔水层相间排列，彼此缺乏水力联系。
矿区须家河第一、三、五、七段中的泥、煤岩，结构致密为相对隔水层；须家河组中二、四、六段及第五段第二亚段、第七段第二亚段砂岩为含水层，其含水性较弱。
3）矿井充水因素
对该矿矿井充水的主要因素是大气降水，次为含水层、老窑积水和地表水。
（1）大气降水
它是矿坑充水的主要水源，通过浅部小窑采空区、地表采空塌陷裂隙和风化裂隙为通道直接渗入矿井。
洪季时，该矿最大流量达662.2m3/h，尤以425、350m水平受大气降水影响明显。
虽然大气降水后影响时间短，但对矿井开采危害程度大。
（2）含水层
含水层中砂岩裂隙水是矿坑经常性充水水源之一。
虽然含水层对矿坑水影响程度小。
但它是矿坑充水的长期水源。
（3）老窑水
矿区内煤层开发历史悠久，老窑众多，停采时间长，多数曾作过下山。
部分小窑仍有积水，同时也是勾通地表沟水和大气降水流入堡子煤矿的主要通道。
对堡子煤矿矿坑水大小起着决定性作用。
（4）地表水
矿区内从北到南分布有8条切割煤系地层和含水层的溪沟，沟水沿煤层采空塌陷裂隙渗入矿井。
对堡子煤矿矿坑充水有影响地表水为七子滩沟和道力沟，其总渗入量26.4m3/h，占同期矿坑水流量的31.7%，说明地表水也是矿坑水的充水水源之一。
4）矿井涌水量
据该矿矿井抽排水资料记录：
矿井地下水汇总由主井排泄，矿井一般涌水量3709m3/d（154.54m3/h），最小涌水量2055m3/d（85.63m3/h）。
综上所述，矿井水文地质条件属以砂岩裂隙充水为主的中等类型。
2、瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向性和地温
1）矿井瓦斯等级
根据达州市经济委员会达市经[2009]368号文关于核准2009年度《煤矿瓦斯等级鉴定报告》的通知，该矿2009年：
相对瓦斯涌出量2.73m3/t，相对CO2涌出量6.46m3/t，鉴定该矿属低瓦斯矿井。
2）煤尘爆炸性
1986年四川省煤田地质局一三七队勘察时，在堡子煤矿井田采了39件煤尘爆炸试验样，各煤层试验结果都有煤尘爆炸危险。
2003年6月矿方对内、外大连煤层采样送煤炭科学院重庆分院作煤尘爆炸性试验，有煤尘爆炸性。
3）煤层自燃倾向性
1986年四川省煤田地质局一三七队勘察期间，在堡子煤矿井田采集了煤尘自燃发火倾向试验样共34件。
除夹子连、泡炭连煤层不易自燃外，其它背影、外大连、内大连、蛮连、三夹连、四夹连煤层属易自燃~不易自燃煤层。
2003年6月矿方对内、外大连煤层采样送煤炭科学院重庆分院作自燃发火倾向等级鉴定，都属不易自燃煤层。
4）地温
本区属正常地温区，地温梯度为3℃/100m，现井下温度约为20℃，根据煤炭部召开的全国煤炭资源勘探地温工作座谈会的暂行规定，煤矿井下保证温度为26℃，故该矿井无热害，未来矿山只要通过科学合理的设计和有效通风后，将不存在热害影响。
综上所述，堡子煤矿开采技术条件中等。
第三节井田范围与储量
一、井田范围
堡子煤矿持有有效采矿许可证（证号5100000520053），批准范围由1~45号拐点坐标圈定，面积2.412km2；准许开采外大连、内大连、蛮炭、四夹连、三夹连、夹子连，泡炭，背影煤层，开采深度+420~+100m标高。
矿区范围及拐点坐标见表1-3-1。
表1-3-1矿区范围及拐点坐标表
拐点编号
坐标
拐点编号
坐标
X
Y
X
Y
1
3401960
36433730
24
3397111
36431790
2
3400650
36433323
25
3397570
36431937
3
3400648
36433330
26
3398114
36432100
4
3400213
36433190
27
3398336
36432170
5
3399670
36432960
28
3398505
36432217
6
3399430
36432870
29
3398625
36432323
7
3399356
36432845
30
3398996
36432420
8
3399350
36432870
31
3399170
36432466
9
3398490
36432680
32
3399392
36432516
10
3398250
36432600
33
3399549
36432569
11
3398261
36432560
34
3399701
36432640
12
3397480
36432418
35
3399893
36432749
13
3397500
36432380
36
3300018
36432815
14
3396955
36432225
37
3300190
36432879
15
3396222
36432005
38
3300475
36432942
16
3396225
36431995
39
3300847
36433047
17
3395740
36431850
40
3301339
36433223
18
3395900
36431525
41
3301629
36433323
19
3396040
36431560
42
3301821
36433397
20
3396090
36431430
43
3301984
36433470
21
3396275
36431530
44
3301978
36433489
22
3396275
36431522
45
3302040
36433510
23
3397104
36431809
备注：
矿区面积：
2.412km2，批准开采煤层：
外大连、内大连、蛮炭、四夹连、三夹连、夹子连，泡炭，背影煤层；主采煤层：
外大连、内大连、蛮炭、三夹连煤层，开采深度：
+420m～+100m。
二、资源/储量
1、矿井保有地质资源量
根据四川省煤田地质局一三七队提交的《达州市大竹县堡子井田堡子煤矿2009年度矿山储量年报》，截止2009年10月底，采矿许可证核准范围内保有资源储量（122b）+（333）5676.5kt，其中（122b）资源量2996.2kt，（333）资源量2680.3kt。
2、矿井设计可采储量
矿井地质构造复杂程度为中等。
因该矿四夹连煤层作为防水煤层，夹子连、背影、泡炭煤层已放弃开采，此次不再考虑其它永久煤柱损失、工业场地和主要井巷煤柱煤量损失。
截止2009年10月，+350m~+150m保有储量1941.3kt，+150m~+100m保有储量1555.8kt。
因该矿开采煤层属薄煤层，采区回采率取0.85，即矿井可采储量：
（1941.3+1555.8）×0.85=2972.54kt。
第四节矿井生产能力与服务年限
一、矿井生产能力
堡子煤矿设计210kt/a，核定生产能力为300kt/a。
二、矿井服务年限
矿井服务年限：
=
矿井目前开采+250m水平北翼及+150m水平南翼，开采标高分别为：
+350m～+250m，+250m～+150m。
矿井划分为+350m、+250m、+150m和+100m四个生产水平，其中+350m水平已回采完毕，+100m水平未进行开拓布置。
故矿井及各水平服务年限见表1-4-1。
表1-4-1矿井及各水平服务年限表
矿井或水平
可采储量（kt）
设计能力（kt/a）
储量备用系数
服务年限（a）
矿井
2972.54
300
1.4
7.1
+150m水平以上
1650.11
300
1.4
3.9
+100m水平
1322.43
300
1.4
3.2
第二章矿井主要生产系统现状
第一节矿井开拓与开采
一、矿井开拓方式
矿井采用平硐和斜井综合开拓，共布置有四个井筒，分别为：
主斜井、+426m辅助平硐及南、北翼风井。
井筒特征见表2-1-1。
表2-1-1井筒特征表
名称
井口坐标
坡度
方位
（°）
断面积
（m2）
长度
（m）
主斜井
X=3398495
Y=36432306
Z=+426m
25°
22
6.05
420
+426m辅助平硐
X=3398439
Y=36432346
Z=+426m
+3‰
100
5.05
780
南翼风井
X=3396955
Y=36432005
Z=+427m
+3‰
98
4.2
300
北翼风井
X=3401398
Y=36433340
Z=+429m
+3‰
40
4.2
300
矿井目前生产水平为+150m、+250m两个水平，开采标高分别为：
+350m～+250m，+250m～+150m。
在井田北翼+250m水平开采了外大连、内大连、蛮连和三夹连煤层；井田南翼+150m水平开采了外大连、内大连和蛮连煤层。
四夹连作为防水煤层，未再进行开采，夹子连、背影、泡炭由于煤层不稳定，矿方已放弃对四煤层的开采。
主斜井井口坐标为X=3398495，Y=36432306，Z=+426m，以25°倾角开拓420m至+250m标高落平，斜长420m，落平后以石门揭穿各煤层，分南北两翼布置水平集中运输巷，在集中运输巷中以石门揭穿各煤层后开采+250m水平各煤层；在+250m标高布置暗斜井，倾角25°，斜长244m，落平于+150m标高，落平后以石门揭穿各煤层，分南北两翼布置水平集中运输巷，在集中运输巷中以石门揭穿各煤层后开采+150m水平各煤层。
二、采区划分及采掘部署
矿井划分为+350m、+250m、+150m、+100m四个水平（+350m水平已完，+100m未开拓布置），未明确划分采区。
+250m水平以主斜井落平为界划分为南北两翼开采，+150m水平以暗斜井落平为界划分为南北两翼开采。
现矿井开采+250m水平北翼及+150m水平南翼，+250m水平北翼和+150m水平北翼布置3个采煤工作面（N2277、N2183和N2184采面）和四个掘进工作面（+310m北三夹连回风巷、+250m北三夹连运输巷、+235m北内大连回风巷和+150m北集中运输巷）；+150m水平北翼布置3个采煤工作面（S3143、S3144和S3255采面）和四个掘进工作面（+250m南集中回风巷、+240m南外大连回风巷、+150m南蛮炭运输巷和+150m南集中运输巷）。
三、开采顺序
矿井沿煤层走向采用前进式开采，沿煤层倾向从上到下依次开采。
四、采掘工艺
矿井目前布置6个回采工作面，采用走向长壁采煤法，采用放炮落煤，ZMS15T型矿用隔爆型煤电钻钻眼，煤矿许用乳化炸药爆破，毫秒延期电雷管起爆，工作面搪瓷铁皮溜槽自溜运输，采用单体液压支护和柔性掩护支架支护，全部垮落法管理顶板，工作面煤炭经溜槽自溜至下出口后人工装车，机车运输。
掘进工作面采用钻爆法施工。
岩石巷道采用ZY24型气腿式凿岩机打眼，煤矿许用乳化炸药爆破，毫秒延期电雷管起爆；半煤岩巷道采用ZY24型气腿式凿岩机打眼，煤矿许用乳化炸药爆破，毫秒延期电雷管起爆，人工装煤（矸）。
矿井主斜井巷、主回风井巷、暗斜井巷均为岩石巷，大部分为裸巷，局部料石砌碹支护；+250水平集中运输巷设在顶板较好的煤层中，料石砌碹支护。
+150水平集中运输巷设在坚硬的岩石中，裸巷；工作面运输巷和回风巷、主要运输巷和主要回风巷断面形状均为梯形或半圆拱形，梯形断面为铁棚支护，半圆拱形为料石砌碹支护。
五、矿井“三个煤量”及可采期
根据矿井现有开拓、准备、回采巷道圈定的范围分别划分“三个煤量”的块段，采用平面投影地质块段法进行“三个煤量”估算。
矿井的“三个煤量”及可采期见表2-1-2。
表2-1-2“三个煤量”及可采期
序号
名称
单位
数量
可采期
1
开拓煤量
kt
1941
4.6年
2
准备煤量
kt
725
1.7年
3
回采煤量
kt
277
6.6个月
第二节矿井通风系统
一、矿井通风方式及通风系统
矿井采用对角式通风方式，机械抽出式通风方法。
矿井设两个进风井，两个回风
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