煤矿(扩能)开发利用方案
提交单位: 遵义县泮水镇兴安煤矿
编制单位: 贵州大学勘察设计研究院
编制时间:二○一一年九月
遵义县泮水镇兴安煤矿(扩能)
开发利用方案
(建设规模:30万吨/年)
提交单位:遵义县泮水镇兴安煤矿
编制单位: 贵州大学勘察设计研究院
提交时间:二○一一年九月
遵义县泮水镇兴安煤矿(扩能)
开发利用方案
(建设规模:30万吨/年)
设 计: 曹云钦
审 查: 邹义怀
项目负责: 刘 勇
提交单位: 遵义县泮水镇兴安煤矿
编制单位: 贵州大学勘察设计研究院
编制时间:二○一一年九月
目 录
一、 概 述 1
(一) 矿区位置、范围、隶属关系和企业性质 1
(二) 编制依据 4
二、 矿产品需求现状和预测 6
(一) 煤矿产品市场需求情况和预测 6
(二) 产品需求情况和市场供应情况 7
三、 矿产资源概况 10
(一) 矿区总体概况 10
(二) 设计项目的资源概况 11
四、 主要建设方案的确定 25
(一) 资源量计算 25
(二) 防治水方案 38
五、 矿床开采 42
(一) 开采顺序 42
(二) 推荐的生产能力及验算 42
(三) 利用远景资源量扩大生产能力或延长矿山生产年限的可能性 42
(四) 开采崩落范围的确定 42
(五) 开采技术条件和水文地质条件对开采方法选择的影响 44
(六) 采煤方法的选择 46
(七) 采区、工作面结构参数及回采率 49
(八) 矿井主要设备选型及供电计算 49
(九) 井下安全避险“六大系统” 62
六、 选矿及尾矿设施 73
(一) 选矿方案 73
(二) 其它有益矿产 73
(三) 尾矿设施及利用 74
七、 环境保护 75
(一) 矿山地质环境报告 75
(二) 矿山环境影响报告书、水土保持和土地复垦方案 76
(三) 矿山环境保护措施 76
(四) 水土保持 82
(五) 矿山闭坑 83
(六) 地质灾害防治 83
八、 矿山安全 85
(一) 矿井灾害简述 85
(二) 矿井通风 86
(三) 矿山灾害预防的一般措施 87
(五) 防治矿井火灾的措施 94
(六) 防治矿井水灾的措施 95
(七) 矿井顶板事故的防治措施 95
(八) 防治提升运输事故的主要措施 96
(九) 防止煤层自燃 97
(十) 防雷事故的措施 98
(十一) 事故避灾线路 99
(十二) 安全设备 99
(十三) 安全机构及人员配置情况 101
九、 开发方案简要结论 103
(一) 设计利用矿产资源量、矿井设计生产规模及服务年限 103
(二) 产品方案 103
(三) 地面工业场地及开拓运输方案 103
(四) 采、选工艺方案 103
(五) 综合回收、综合利用方案 103
(六) 对工程项目扼要综合评价 103
(七) 存在的主要问题及建议 104
附表:
综合技术经济指标表
附图:
1.矿区地形地质及总平面图 1:5000
2.开拓系统平面图 1:2000
3、开拓系统立、剖面图 1:5000
4、一采区巷道布置及设备配备立剖面图 1:2000
5、一采区巷道布置平面图 1:2000
6.采矿方法标准图 1:100
附件:
1、开发利用方案委托书;
2、开发利用方案编制承诺书;
3、遵义县泮水镇兴安煤矿采矿许可证(副本)复印件(证号:5200000830969);
4、贵州省能源局文件“关于同意遵义市遵义县兴安煤矿等13对煤矿开展前期工作的通知”;(黔能源发[2010]743号)
5、贵州省国土资源厅文件(黔国土资储备字[2008]705号)“关于《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明;
6、贵州省国土资源勘测规划院文件(黔国土规划院储审字[2007]968号)“《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书”;
7、遵义县泮水镇兴安煤矿安全设施设计审查意见;
8、贵州省能源局文件(黔能源发字[2011]282号)“关于对遵义县泮水镇兴安煤矿开采方案设计(变更)的批复”;
9、贵州省煤炭管理局文件“遵义县泮水镇兴安煤矿开采方案设计变更登记表”;
10、贵州省煤矿安全监察局遵义监察分局文件“关于遵义县泮水镇兴安煤矿安全设施设计(变更)的批复”;(黔煤安监遵安审 [2010]24号);
11、2006、2007、2008年度瓦斯等级鉴定批复;
12、贵州省煤田地质局实验室出具的遵义县泮水镇兴安煤矿(原)自燃倾向性等级和煤尘爆炸性鉴定报告(C4、C6、C9煤层);
13、供电协议、救护协议;
14、村寨搬迁赔偿证明。
一、概 述
(一) 矿区位置、范围、隶属关系和企业性质
1、矿区位置
遵义县泮水镇兴安煤矿位于遵义县泮水镇西安村。其地理坐标为:东经106°24′07″~106°25′38″;北纬 27°32′05″~27°32′35″。其中心点地理坐标:东经106°24′54″,27°32′20″。


矿区位于贵州省遵义县县城(南白镇)270度方位,直距约41km处, 距鸭溪电厂30km,距遵义市68km,距遵义县城49km,距川黔铁路的南白火车站53km,直距48km,矿山有简易公路与326国道相连,矿山距326国道1.5km。矿井运输以公路为主,交通较为方便。详见交通位置示意图1-1。
图1-1 交通位置示意图
2、井田境界
境界:根据贵州省国土资源厅颁发的遵义县泮水镇兴安煤矿《采矿许可证》(副本)证号5200000830969,矿界形状为一四边形,走向长2.5km,倾向宽1.71km,井田面积1.9581km2,主采C4、C6、C9号煤层,开采深度由+950m~+400m标高。矿区范围拐点坐标见表1-1。
1、隶属关系和企业性质
遵义县泮水镇兴安煤矿为私营矿山企业,为整合矿井,由原桐梓堡煤矿、垭上煤矿、宏达煤矿、西安煤矿、雷家山煤矿五家煤矿于2007年整合形成,隶属遵义县煤炭管理局管辖。企业性质为私营。
本矿准采标高范围内C4、C6、C9煤层保有资源量(332)+(333)+(334?)为741.7万吨,其资源储量可满足30万t/a整合矿井设计要求,根据省政府有关精神和生产条件,本次方案设计按30万t/a生产能力设计。目前开采方案(变更)已得到省能源局批复。
2、矿井历史、现状和建设理由
(1) 矿井历史
1)遵义县泮水镇兴安煤矿为整合矿井,2008年10月取得了由贵州省国土资源厅颁发采矿许可证,证号为5200000830969,有效期限为十年(2008年10月至2018年10月),年开采能力15万吨。
2)中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月提交的《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》,经贵州省国土资源厅以文件(黔国土储备字[2008]705号)“关于《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿矿产资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明”批复;
《资源储量核实报告》核实兴安煤矿矿权范围内(准采标高+950~+400m)保有储量保有资源量741.7万吨,其中(332)243.8万吨、(333)374.7万吨、(334)123.2万吨。
2、2007年10月由贵州大学勘察设计研究院编制了《遵义县泮水镇兴安煤矿(整合)开采方案设计》(设计能力为15万t/a),并经贵州省煤炭管理局批复;(黔煤规字[2007]403号)
3、2008年1月由贵州大学勘察设计研究院编制了《遵义县泮水镇兴安煤矿(整合)安全专篇》(设计能力为15万t/a),并经贵州省煤矿安全监察局遵义分局批准;
4、2009年12月由贵州大学勘察设计研究院编制了《遵义县泮水镇兴安煤矿(整合)开采方案设计(变更)》(设计能力为15万t/a),并经贵州省煤炭管理局备案批准;(备案号581号)
5、2010年4月由贵州大学勘察设计研究院编制了《遵义县泮水镇兴安煤矿安全设施设计(变更)》(设计能力为15万t/a),并经贵州省煤矿安全监察局遵义分局批准;(黔煤安监遵安审[2010]24号);
6、2011年3月由贵州大学勘察设计研究院提交了《遵义县泮水镇兴安煤矿开采方案设计(变更)》(设计能力为30万t/a),并经贵州省能源局(黔能源发字[2011]282号)批复;
(2) 矿井开拓开采系统现状及采空区情况
A、开拓开采系统建设情况
目前业主已根据原整合开采方案进行建设,地面工业场地已初具规模,施工有主斜井、副斜井、回风斜井、进风井、西翼进风井五个井筒,目前副斜井、西翼进风井、进风井已基本完成改造,主斜井已施工约400m,回风斜井正在进行井口建筑的施工,在C9煤层底板+715m水平运输大巷已基本建成,在井田西翼C9号煤层底板掘进了部份瓦斯抽放巷道。
B、矿井采空区情况
整合前煤矿均采用斜井开拓方式,矿井划分为多个水平、上、下山采区开采均主采C4、C6、C9煤层,该煤层为急倾斜煤层。均采用走向短壁后退式采煤法。工作面采用倾斜布置。该矿目前开采的最低标高为+730m,采空区及老窑破坏区位于井田煤层露头浅部,采空区残留部分煤柱;采空区积水情况不明。
见矿井采掘工程现状图(图1-1)。
(3) 建设理由
本矿为整合矿井,原整合开采方案和安全专篇按生产能力15万t/a设计。
根据中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月提交了《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿矿产资源储量核实报告》,井田范围内保有储量(332+333+334?)共741.7万吨。其资源储量可满足30万t/a整合矿井设计要求。
根据贵州省煤炭管理局第二十一次整合进展调度会情况汇报和第二十七次整合进展调度会情况汇报中鼓励小煤矿做大做强的精神和矿井实际情况,拟对矿井的设计生产能力进行变更,即将矿井设计生产能力由15万t/a变更到30万t/a。
按贵州省国土资源厅采矿许可证办理的程序及要求,受兴安煤矿的委托,我院进行该矿开发利用方案(15万t/a—30万t/a)的编制工作。
(一)

编制依据
1、前期工作
(1)中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月提交了《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》,经贵州省国土资源厅以文件(黔国土储备字[2008]705号)“关于《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿矿产资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明”批复;
(2)中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月提交已编制完成了《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿矿区及地面工程地质灾害危险性评估报告》;
2、编制依据
1、开发利用方案委托书;
2、遵义县泮水镇兴安煤矿采矿许可证(副本)复印件(证号:5200000830969);
3、营业执照、矿长资格证、矿长安全资格证;
4、中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月提交的《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》及贵州省国土资源厅文件(黔国土资储备字[2008]705号)“关于《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明;
5、贵州大学勘察设计研究院于2011年3月提交的《遵义县泮水镇兴安煤矿开采方案设计(变更)》(设计能力为30万t/a)和贵州省能源局文件(黔能源发字[2011]282号)“关于对遵义县泮水镇兴安煤矿开采方案设计(变更)的批复”;
6、矿井2007、2008、2009年度瓦斯等级鉴定批复;
7、贵州省煤田地质局实验室出具的遵义县泮水镇兴安煤矿(原)自燃倾向性等级和煤尘爆炸性鉴定报告(C4、C6、C9);
10、供电协议、救护协议;
11、我院设计人员于2010年12月在遵义县泮水镇兴安煤矿进行的现场调查。经过现场踏勘,收集了矿井的原开拓、开采等有关资料,根据矿井的实际情况,需重新布置开拓系统,同时也了解到矿区内煤层露头线附近存在老窑,但开采情况不详。在兴安煤矿矿区范围内,没有发现大规模的山体滑坡、崩塌等地质灾害。
12、业主提供的其他相关资料。
13、国土资源部(国土资发【1999】98号)文,关于“矿产资源开发利用方案编写内容要求”;
14、《煤矿工业小型矿井设计规范》(GB50399-2006)、《煤矿安全规程》;
16、《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB 50399-2006);
17、《矿井抽放瓦斯工程设计规范》(MT5018-96);
18、《矿井瓦斯抽采规范》(AQ1027-2006);
19、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026-2006);
20、《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);
21、《煤矿建设项目安全设施审查和竣工验收规范》(AQ1055-2008);
22、《煤矿防治水规定》,国家局第28号令,2009年12月1日起执行;
23、《贵州省煤矿水害防治规定》,黔府发[2009]64号;
24、《防治煤与瓦斯突出的规定》,国家局第19号令,2009年8月1日起执行;
25、《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)》,国家局,2011年3月1日起执行;
遵义县泮水镇兴安煤矿采用斜井多水平开拓,下山开采,全井田划分为2个水平5个采区开采,设计以一个采区、一个炮采工作面达到30万t/a的生产能力。
一、矿产品需求现状和预测
(一) 煤矿产品市场需求情况和预测
贵州是我国南方的煤炭资源富集省,预测埋藏+2000m标高以上的煤炭资源总量达2419亿t,仅次于晋、陕、蒙、新,居全国第五位。截止2005年末,煤炭探明储量为555.36亿t,比江南12省(区、市)总量还多102.1亿t。
从二十世纪七十年代中期起,贵州每年都有近400万t煤炭以“统配煤”的形式远销到两广、两湖及浙、赣、闽、苏、沪一带,有力地支援了有关省(区、市)的国民经济建设,同时,也初步奠定了“北煤南运”与“西煤东运”并存的格局。“黔煤外运”正式纳入了国家宏观调控的内容。贵州电力工业近年也得到迅速发展,2007年底电网装机容量近2000万kW,全年发电量预计958亿kW·h,其中火力发电量预计835亿kW·h,省内电煤需求量约4450万t;预计到今年,贵州电网装机容量将达到3000万kW以上,火力发电机组装机容量将超过2330万kW,每年新增电煤需求量500万t以上,电力工业对煤炭的需求量将占当年产量的40%左右,成为拉动煤炭工业发展的最大产业。
目前,全省生产矿井设计产能为1.1亿t左右,贵州省煤炭消费结构大致是省内占70%左右,省外占30%左右。“十一五”期间我省规划开工60万t/a及以上煤矿建设项目41对,总规模5210万t/a,预计到2011年产量可达4320万t。到2011年,力争形成18320万t/a生产能力,产量15000万t。其中大中型煤矿形成9621万t/a生产能力,产量7600万t,占51%,其它煤矿生产能力8699万t/a,产量7400万t,占49%。通过煤矿整合、改造、新建,到2010年,煤炭产业集中度明显提高,单井平均规模达到14.5万t/a,大型煤炭生产企业产量的市场占有率达45%以上。从规划看,到2011年我省大中型煤矿的产量将首次高于其他煤矿产量,然而,从“十一五”规划开工的60万t/a及以上的41对矿井来看,半数以上由于种种原因推迟开工时间,即使已经开工的矿井建设进度也比较迟缓,不可能实现“十一五”末可能达到的产量目标。贵州省煤矿规模和布局合理的工作逐步向前推进。但是,规划与现实脱节的问题十分突出。根据“十一五”规划预测分析,2010年,省内煤炭需求量为13392万t。
从目前省外每年对我省的煤炭需求结构调整看:电力行业2800万t左右;化工行业700万t左右;冶金行业550万t左右,其中炼焦精煤430万t左右;建材工业280万t左右。上述各行业煤炭需求均呈上升趋势,预计省外对贵州煤炭的年需求量在5000万t左右。2009年全省煤炭年均外运量在4500万t左右,在周边省区占有10~20%不等的市场份额,与北煤南运相比无论在价位还是在煤质或品种上均具有优势,而且开发强度较低。随着经济发展的加快,周边省(区、市)对贵州煤炭需要量将不断增加。预计到2011年将达到5400万t以上,其中:广西约4000万t,云南约1000万t,四川约200万t,广东、重庆各200万t左右,湖南约120万t,江西、湖北各50万t左右。从上述对我省煤炭市场供求总量和结构的分析预测可见,今后贵州煤炭出现供不应求的紧张局面难以改变,其中2011年预计缺口约3710万t。尤其是动力煤(发电用煤)的供求矛盾将十分突出,随着国家的产业政策、资源保护和环保政策的日益严格以及西部大开发的战略实施,这也为我省加快实施“西电东送”电煤基地建设和“黔煤外送”带来了历史性的发展机遇。
目前,随着小煤矿的资源整合,全省煤炭产量尚不能满足“西电东送”的战略实施,同时,周边缺煤省区对我省优质煤炭的需求量也不断扩大,在考虑北煤南运的情况下,预计今后仍需从我省调进煤炭。从今后总的发展趋势看,煤炭需求量仍将有一定的增长,特别是江南的缺煤省区。从煤炭工业在我省实施西部大开发战略所处的地位、角度看,仍需要进一步发展,以推动“西电东送”战略的实施,同时,随着外部运输条件的改善,也必将为贵州煤炭工业的发展创造良好的条件。
(二) 产品需求情况和市场供应情况
1.矿产品现状及加工利用趋势
贵州省为江南煤炭资源强省和煤炭生产大省,近年来外调量不断增加,在周边省区占有10~20%不等的市场份额,与北煤南运无论是从区位上,还是在煤质或品种上均占有一定的优势,而且开发程度较低(仅为11%,低于20%的全国平均水平)。随着国家产业政策、资源保护和环保政策的日益严格以及西部大开发的战略实施,尤其是“黔煤外运、西电东送”形势的发展,全省现有煤炭产量不能满足要求。
省内主要是电厂用煤,其次是治金、化工、建材等行业和城乡生活用煤。随着“西电东送”战略的实施,确保从2005年起贵州省每年向广东省输送400万kw的电力,加大了电厂的建设,有的电厂已建成发电,对煤炭的消耗量逐年增加,煤炭将出现供不应求的局面。兴安煤矿所产原煤主供附近电厂。
贵州省煤炭的周边市场主要是广东、广西、湖南、四川、重庆、云南等省(区、市)。据有关资料统计:到2015年四川省缺煤3500万t/a,湖南省缺煤3700万t/a,两广及海南省缺煤11000万t/a。随着国家西部大开发战略工程的实施,我省煤炭外销将有广阔的市场前景。
本矿煤炭储量丰富,资源较可靠,地质、开采条件较好,电源、水源有保证,交通较为便利,为矿井的建设及其产品的销售提供了有力的保证。因此,兴安煤矿的建设,其煤炭销售市场前景广阔。
2.国内煤炭近期需求量及主要销向预测
2.1概述
贵州省为江南煤炭资源强省和煤炭生产大省,在周边省区占有较大的市场份额,与北煤南运相比,无论在价位还是在品种上均具有优势。随着国家的产业政策,资源保护和环保政策的日益严格以及西部大开发的战略实施,全省现有煤炭供需形势正在转变,随着西部大开发力度的提高,内需增加煤炭消费1500万吨以上,“十二五”期内需增加煤炭消费 4000万吨左右。同时,周边缺煤省区对我省优质煤炭的需求量也不断加大,市场前景较好。
2.2市场分析
1) 矿产品省内需求情况及预测
(1)电厂用煤
随着国家西部大开发战略的“西电东送”和“黔煤外运”重点战略工程的实施,我省“十五”期内新增装机容量规模4000MW,需增加电煤1650万t。
据统计我省今后煤炭消耗量的增长幅度在200-300万t/a之间,主要是电力行业的增长幅度较大。贵州省分行业煤炭消费现状及预测见表2-1。
(三)产品价格分析
随着经济的发展,目前全国煤炭价格整体呈上升趋势,2010年的7~12月份,全国商品煤价格平均售价400元/t。根据目前当地煤炭实际销售价格,并结合贵州省煤炭市场销售行情,考虑一定的风险因素后,本设计以原煤井口平均综合售价450元/吨(电煤价格)进行经济概算。随着西部大开发“西电东送”的实施和区内及邻近省市经济的迅猛发展,煤炭价格较为稳定。
一、矿产资源概况
(一) 矿区总体概况
1、矿区总体规划情况
遵义县泮水镇兴安煤矿为私营矿山企业,属整合矿井,原整合开采方案和安全专篇按生产能力15万t/a设计。
根据贵州省煤炭管理局第二十一次整合进展调度会情况汇报和第二十七次整合进展调度会情况汇报中鼓励小煤矿做大做强的精神和矿井实际情况,拟对矿井的设计生产能力进行变更,即将矿井设计生产能力由15万t/a变更到30万t/a。
目前该矿开采方案设计(设计生产能力30万t/a)已经省能源批复。(黔能源发字[2011]282号)
矿井建设规模为30万t/a,兴安煤矿与周围规划和保留生产矿井之间无矿界重叠。
2、矿区矿产资源概况
(1) 矿区范围
矿区范围由贵州省国土资源厅下发的采矿许可证(证号:5200000830969)划定,其矿区范围拐点坐标见表3-1。
1、本矿井与矿区总体开发的关系
根据遵义县煤炭资源开发总体规划,遵义县泮水镇兴安煤矿属规划建设项目之一,遵义县泮水镇兴安煤矿与周围规划和保留生产矿井之间无矿界重叠。
设计按照相关规划和批复的30万吨/年进行设计。
(一) 设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征
(1) 区域地质概况
该区位处杨子陆块黔北隆起遵义断拱带,鸭溪向斜北西翼,区域上出露地层有第四系(Q)、三叠系 (T)、二叠系(P)、奥陶系(O)、寒武系(∈)。
由西至东次级褶皱构造走向北东—南西向,其间常被走向断层所破坏。其总体由大致平行的褶皱及断裂组成。一般都在几公里~几十公里以上。断裂一般倾角较陡,规模较大,其派生的低序次张性、张扭性断裂发育。
鸭溪向斜:轴向呈北东—南西向展布,宽3~10km,呈长条状,开阔平缓,两翼不对称,北西倾角20~55°左右,南东翼倾角10~30°左右。
(2) 矿区地质特征
A、矿区地层
区内出露地层有第四系;三叠系下统夜郎组;二叠系上统长兴组、龙潭组,二叠系中统茅口组。现从新至老简述如下:
(A) 第四系(Q)
主要为黄色坡积、残积和崩积物,零星分布于地势低洼处,厚度一般0~15m,与下伏地层呈不整合接触。
(B) 三叠系下统夜郎组(T1y)
自上而下可分为九级滩段、黄村坝段及沙堡湾段:
a、九级滩段(T1y3)
为紫红色页岩,粉砂质页岩。夹褐黄色、褐灰色钙质页岩。中上部有一层厚约20m的生物碎屑灰岩,底部夹黄绿色粉砂岩。厚87.5~95m。
b、黄村坝段(T1y2)
上部为灰~浅灰色薄~中厚层灰岩,层理发育,风化面光滑,下部为深灰色薄层泥灰岩,自下而上泥质逐渐减少,层厚逐渐增大。厚250~280m。
c、沙堡湾段(T1y1)
黄褐~灰绿色页岩,夹少量薄层泥灰岩。厚20-25m。
(C) 二叠系
自上而下可分为长兴组(P3c)、 龙潭组(P3l)及茅口组(P2m)。
a、长兴组(P3c)
灰~深灰色薄~中厚层含燧石团块灰岩,底部夹深灰色中厚层泥质灰岩及少量钙质页岩。厚35~50m。
b、龙潭组(P3l)
上部以黑色炭质页岩、泥岩、粉砂岩、钙质粉砂岩为主,夹少量灰白色粘土(泥)岩,深灰色薄层泥灰岩,其中自上而下发育有15层煤线及煤层,其中全区可煤层3层;底部为灰白色粘土(泥)岩硫铁矿,硫铁矿以黄铁矿为主,黄铁矿以结核状、聚晶团块状及星散状形式赋存于矿层中,厚89.08~110.87米。
c、茅口组(P2m)
上部为浅灰色中厚层含生物碎屑灰岩,夹燧石团块及燧石条带。风化面光滑。厚>100m。
B、矿区构造
(A) 褶皱
矿区位于鸭溪向斜北西翼,总体为一向南倾斜的单斜构造,产状168~182°∠69~71°。
(B) 断裂
区内未见断裂构造,仅在局部地段发育有小裂隙,对本次勘查范围内的煤矿无破坏作用。
龙潭组地层为矿区内唯一含煤地层,矿区范围内未发现断层,总体为一向南倾斜的单斜构造,该区构造复杂程度为简单。
2、矿床开采技术及水文地质条件
(1) 开采技术条件
A、煤层赋存特征
(A) 含煤性
龙潭组(P3l)为矿区唯一的含煤地层,属海陆交互相沉积。龙潭组(P3l)厚89.08~110.87米,一般厚90m。主要由黑色炭质页岩、泥岩、粉砂岩、钙质粉砂岩为主,夹少量灰白色粘土(泥)岩,深灰色薄层泥灰岩。含煤层及煤线15层,煤层总厚6.6米,含煤率7.3%,全区可采煤层3层,即C4、C6、C9煤层,全区可采煤层总厚4.68米,可采含煤率为5.2%。其余煤层在矿区范围内目前井巷未进行揭露,情况不明。
(B) 可采煤层
矿区内全区可采煤层3层,即C4、C6和C9,各煤层特征从上而下分述如下:
a、C4煤层
位于含煤岩系中部,层位稳定,结构简单,呈层状、似层状产出,厚1.20~1.60m,平均厚1.40m,为矿区主采煤层。
b、C6煤层
位于含煤岩系中部,层位稳定,结构简单,呈层状、似层状产出,厚1.10~1.30m,平均厚1.20m,为矿区主采煤层。
c、C9煤层
位于含煤岩系底部,层位稳定,呈层状产出,厚1.60~1.80m,平均厚1.71m。为矿区主采煤层。
各煤层特征见表3-3。
A、煤质特征
(A) 煤种
煤种为无烟煤。
(B) 物理性质和煤岩特征
C4:黑色,碎块状,半亮型煤,似金属光泽。
C6:黑色,碎块状,半亮型煤,夹亮煤条带,外生裂隙较发育。易碎、开采后以煤块为主。
C9:黑色,碎块状,半亮型煤,条带状构造,似金属光泽,外生裂隙较发育,易碎、开采后以煤块为主。
(C) 化学性质、煤类及工艺性能
a、化学性质及煤类
据以往地质资料,结合本次地质工作采样分析,遵义县泮水镇兴安煤矿原煤化验指标如下:
根据原煤分析结果,按国家技术监督局煤炭质量分级标准[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤层为低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高热值(HQ)~特高热值(SHQ)无烟煤。
a、可选性
矿山本身不设选矿,直销原煤。未作过精煤的分析。
(a) 煤的块度
根据矿井原开采对各煤层块煤率的统计, C6、C9煤层块煤率较高,其中:C6煤层块煤率为50~70%;C9煤层块煤率为60~90%
(b) 煤的抗碎强度
通过对区内主采煤层进行落下法试验,试验结果为C6:65.72%,属高强度煤;C9:66.89%,属高强度煤。
(c) 热稳定性
根据相邻矿井资料,区内除C4煤层的RW+6值<65%,热稳定性稍差以外,C6、C9、C11煤层的RW+6值均在70%以上,说明该区C6、C9、C11煤层的热稳定性好。
(A) 煤的工业用途
根据煤矿主采煤层煤质,其所产原煤可用作电力和其它锅炉用煤:本矿内煤的发热量、硫分等均符合其用煤要求。
(B) 煤层风氧化带
区内各煤层地表风化带露头一般为灰黑色粉状,不能燃烧,由于地表风化剥蚀冲刷速度较快,风化带一般深度约15—20m,地形较陡的坡边,仅有10—15m 左右。风化带之下为氧化带,氧化较强时颜色暗淡,光泽较弱,节理裂隙密集,易碎裂疏松,但仍能燃烧,煤层结构仍清楚,氧化带深度一般仅有20—35 米左右,从邻近矿山巷道揭露情况看,风化、氧化带两者加起来的深度约为40—50m,多数在斜深50m 左右即见到光亮坚硬的块煤。
A、矿井瓦斯、煤尘爆炸性、煤炭自燃倾向及地温
(A) 瓦斯
依据贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71号)“对遵义市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”、贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482号)“对遵义市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”和贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507号)“对遵义市煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”,兴安煤矿2006、2007、2008年度瓦斯等级结果均为高瓦斯矿井。
2006、2007、2008年度矿井瓦斯等级鉴定情况见表3-5。
根据各年度矿井瓦斯等级鉴定情况,最大瓦斯相对涌出量为西安煤矿2006年鉴定结果29.08m3/t。
本专篇根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018-2006)预测+715m标高,矿井相对瓦斯涌出量54.965m3/t,绝对瓦斯涌出量42.30m3/min;在+400m标高,矿井相对瓦斯涌出量68.897m3/t,绝对瓦斯涌出量53.02m3/min。
矿井应在建设期间进行煤层瓦斯含量测定,投产后间必须加强瓦斯含量、瓦斯涌出量的测定,定期进行瓦斯等级鉴定工作,并依据瓦斯测定情况,校核矿井通风系统与生产系统等相关系统能力。
(A) 煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验2005年8月出具的遵义县泮水镇兴安煤矿C4、C6、C9煤层煤尘爆炸性鉴定报告:C4、C6、C9煤层均无爆炸危险性。
(A) 煤与瓦斯突出
兴安煤矿无煤与瓦斯突出危险性鉴定资料,根据贵州省安全生产监督管理局、煤矿安全监察局、煤炭局文件(黔安监管办字[2007]345号),本矿按煤与瓦斯突出矿井设计。
(B) 地温
本井田属地温正常区,无热害影响。
A、工程地质条件
(A) 工程地质岩组的划分
矿区内工程地质岩组可划分为坚硬岩组、半坚硬岩组、软弱岩组及松散岩组四类。
坚硬岩组:主要包括中~微风化的三叠系下统夜郎组玉龙山段(T1y2)灰岩及燧石灰岩,二叠系上统长兴组(P3c)灰岩及燧石灰岩, 二叠系中统茅口组 (P2m)灰岩及燧石灰岩。
半坚硬岩组:主要包括中~微风化中二叠系上统龙潭组(P3l)粉砂岩及泥质粉砂岩、煤层夹灰岩及泥质灰岩等。
软弱岩组:主要包括强风化的三叠系下统夜郎组九级滩段(T1y3)页岩、沙堡湾段(T1y1)粉砂质泥岩等。
松散岩组:主要包括第四系残积红粘土、砂土、粉砂质粘土、碎石土及河流冲积形成的砂、砾、卵石等。
(B) 岩土工程地质条件
a、土体工程地质条件
第四系残积、坡积及冲洪积土层:主要分布于矿区地势低洼地地带及河谷地段,分布面积较大。由细砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩等经长期风化、剥蚀后的残积、坡积物,土层厚度不大,缓坡及沟谷中稍厚,一般小于10m,土质多为碎石土、砂土、粉质粘土及砂、砾、卵石等,土体呈松散或半固结状,分选性、胶结性差,土体较松散,透水性较好,土体强度弱,压缩性高,受力后土体沉降量大,边坡容易失稳,不适宜直接作工程建筑地基,只有采取加固措施后才可作为工程建筑地基。
b、岩体工程地质条件
(a) 上覆地层
含煤地层上覆围岩主要为碳酸岩,主要为长兴组灰岩、燧石灰岩、夜郎组玉龙山段灰岩,大部份为中~厚层状,岩体普遍较完整,岩体多为块状,岩石致密、坚硬,属坚硬类型,抗压强度高,抗风化能力强,RQD值高,岩体多数II、III类,岩体稳定性中等~良,工程地质条件较好,不良之处是这类岩石岩溶发育较强烈,巷道掘进时应防止高地压、岩爆、掉块、跨塌、涌水、突泥等。
含煤地层上覆围岩的碎屑岩,主要为沙堡湾段粉砂质泥岩、九级滩段页岩,岩石多为薄层状,层理特征多为均匀层理、交错层理或水平层理,以泥质胶结为主,泥质含量较高,靠近地表岩石容易遭受风化、剥蚀而形成残积土,地下深部则岩石较完整。此种岩体结构特点是岩体分层多,受沉积因素影响,平面上和剖面上岩相、厚度分布变化较大。受各种结构面的相互影响,结构体形态以长方体、板状体为主,该类岩体抗压强度中等,饱水后强度降低,当失去原岩应力平衡状态后,以离层或沿滑动面滑脱失稳为主要表现形式。总体上该碎屑岩多为层状结构,少量碎裂结构,属中等坚硬岩,岩体多数III类,岩体质量中等,工程地质条件中等。在该类岩石中掘进巷道时可能出现缩径、软岩挤出、片帮等不良工程地质现象。
(b) 含煤地层
主要为粉砂岩、砂岩、硅质岩、泥质粉砂岩、粘土岩、泥质灰岩、炭质粘土岩及煤层组成,多为层状,少量碎裂结构,该地层中钙质砂、泥质粉砂岩属中等坚硬岩组,力学强度中等,有一定遇水软化性,岩石完整性较好,岩体稳定性中等;粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤层属软弱岩组,力学强度很低,遇水时极易软化,塑性强,岩石完整性不好,岩体稳定性很差,巷道掘至该层段时,易产生顶部塌陷及底鼓、片帮等现象。
(c) 下伏地层
含煤地层的下伏地层为二叠系中统茅口组,岩石为灰岩,厚层状,溶隙及溶洞发育,属坚硬岩组,岩体致密坚硬,稳定性好。
(C) 煤层顶底板工程地质条件
矿区内可采煤层3层,即C4、C6、C9煤层,各煤层顶、底板工程地质条件如下:
a、C4煤层
顶板为粉砂岩,底板为粉砂质泥岩。顶板厚4.35~5.27米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板。底板厚为3.3~5.7米易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板。采煤时应采取相应防护措施。
b、C6煤层
顶板为灰色页岩,底板为灰色页岩。顶板需进行支护方能采煤,直接顶板常为黑色、深灰色炭质页岩、钙质页岩、厚0~1米,此层极不稳定,因此,在开采铜煤时应严加管理,底板为灰色页岩、厚2.00~4.55米,稳定性较差,应采取相应防护措施。
c、C9煤层
顶板为铁煤煤层顶板为泥质粉砂岩,厚4.30~5.27米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板,底板为粉砂岩、细砂岩夹页岩,厚6.35~8.05米,易风化崩解,为不稳定底板。采煤时应采取相应防护措施。
(D) 工程地质条件预测评价
综上所述,在未来矿山开采过程中,由于矿区范围内C4、C6、C9煤层顶、底板稳定性差,发生巷道顶板垮塌及突底等工程地质问题的可能性较大。
综上所述,矿区工程地质条件为第三类中等型。
(1) 水文地质条件
A、地形地貌
矿区位于贵州高原西北部,属剥蚀型山地地貌。区内总体地势北高南低,东高西低。最高点为矿区中部的山顶,海拔标高+1072m;最低点在矿区南部溪沟流出矿区范围处,海拔标高+875m,为矿区可采煤层最低侵蚀基准面标高。最大相对高差197m,一般相对高差50~100m。矿区内山脉走向整体呈近东西向。
B、地表水
区内地表水主要为山间溪沟及水塘,地表水总体沿溪沟由北向南排泄,流出矿区,均为季节性溪流。
C、区域水文地质概况
区域构造以褶皱为主,碳酸盐岩与碎屑岩相间展布。碳酸盐岩含丰富的岩溶水,碎屑岩含裂隙水,第四系松散堆积层零星分布,微含孔隙水。
岩溶水主要靠大气降水通过岩溶漏斗、落水洞及溶隙等补给,其运动方向受地质构造及地貌等因素的控制,往往具有较大面积和较长途径的迳流,排泄于当地最低侵蚀基准面之沟谷中。根据矿区地表水出露情况,确定矿区附近的最低蚀侵基准面标高为+875m。裂隙水主要靠大气降水通过地表节理裂隙补给,多为近源排泄,泉水流量一般较小。金沙河主要富集于一些较开阔的向斜地段,另外,两种构造复合交接部位,向斜转折端,背斜倾伏端端等处岩溶较发育,岩溶水较密集。
裂隙水的年变化幅度小于5倍,岩溶泉水及地下河流量年变化幅度较大,一般2~40倍。
地下水化学成分简单,多为HCO3-Ca及HCO3-Mg.Ca型水,矿化度多小于0.5g/l,总硬度多小于20德度,多为弱碱性,水质良好,可供生活及工农业用水。
D、地层的富水性特征
矿区内出露的地层有第四系(Q),三迭系下统夜郎组的玉龙山段(T1y2)、沙堡湾段(T1y1)、二迭系上统长兴组(P3c)、龙潭组(P3l)下统的茅口组(P2m);其中Q为松散堆积裂水含水层,T1y2、P3c的灰岩为碳酸岩溶水含水层,T1y1、P3l的碎屑岩及煤层为区内的相对隔水层。
(A) 含水层及特征
a、第四系(Q)含水层
为孔隙性含水层,零星分布于地势低缓地带,以残坡积物为主,最大厚度12m,富水性差,动态变化极不稳定,多数为农田及旱地。
b、三迭系下统夜郎组玉龙山段含水层(T1y2)
主要出露于矿区东部,为灰色中至厚层灰岩,该组地层岩溶较发育,为碳酸盐岩溶水含水层,富水性强。
c、二迭系上统长兴组(P3c)含水层
上部为灰、深灰色薄至中厚层燧石灰岩夹泥灰岩;下部为深灰色薄至中厚层灰岩夹灰黄色泥(页)岩,该层平均厚50m左右,为碳酸盐岩溶水含水层,富水性中等。
d、二迭系茅口组(P2m)含水层
主要出露在矿区西部,是溶隙岩溶含水层,为含煤地层的直接底板,岩性主要灰色中至厚层灰岩,该组地层岩溶较发育,为碳酸盐岩溶水含水层,富水性强。
(B) 隔水层及特征
a、三迭系下统夜郎组沙堡湾段 (T1y1)
分布于矿区东部,岩性为灰、灰黄色薄层泥岩,厚8-10m,富水性弱,为矿区相对隔水层。
b、二迭系龙潭组(P3l)
主要为灰、灰白色粉砂岩,黑色炭质泥岩,灰白色粘土岩硫铁矿层,偶夹灰、深灰色薄至中厚层泥灰岩,共含煤15层,层厚89.08~110.87米,在矿区范围内全区可采煤层3层,其中C4、C6、C9产于龙潭组中部,C9煤层下距茅口组(P2m)岩溶含水层顶界约35m,龙潭组泥岩、粘土岩等的隔水性好,据本次工作调查,所有的原生产煤井均未出现过涌水和突水现象,煤层中只有少量地下水以滴水或浸入形式出现,富水性弱,为矿区相对隔水层。
E、断层导水性
矿区内地层呈单斜产出,据采煤巷道揭露,煤层倾角一般在70°。断裂不发育,仅在龙潭组含煤岩系中见小型断裂,断距小,对煤层连续性破坏不大。
上述各条断层破碎带本身的富水性较弱,但老窑水及地表水在断层的沟通作用下,对矿井构成充水通道,在矿井开采过程中应引起重视。应留足防水保护煤柱,严格持行“有疑必探,先探后掘”的方针。
F、老窑积水
矿区范围内老窑较多,开采历史悠久,一般沿煤层露头开采,顶板稳定性差,多用木架支护,现大部分坑口都已垮塌封闭。据访问资料,老窑水动态变化很大,受大气降水抑制,邻区矿井开采过程中遇老窑时,坑道水骤增,并出现过老窑突水事故,在煤矿开采过程中应对老窑积水引起注意。
G、矿井充水因素分析
(A) 充水水源
a、地表水
区内地表水主要为山间溪沟及水塘,地表水总体沿溪沟由北向南排泄,流出矿区,均为季节性溪流。在矿区中部杨家弯和煤沟附近分别有一个水塘,在矿山开采过程中,有可能使这两个水塘发生泄漏,使水塘和矿井连通,成为矿井充水的主要因素。
b、地下水
(a) 第四系孔隙水
第四系上部堆积体结构松散,孔隙发育,渗透性好,是良好的天然储水库,蓄积有大量的地下水,又直接覆盖于煤系地层露头区之上,它们与煤系地层之间无隔水层阻隔,在煤矿开采浅部煤层时滑坡和第四系孔隙水将是矿井的直接充水含水层。
(b) 顶板裂隙水
主要为煤层间灰岩弱含水层水,在井巷掘进中沿煤层顶板裂隙进入矿井,是矿井的直接充水因素,水量不大。
(c) 龙潭组裂隙水
龙潭组地层本身含有风化、构造裂隙水,含水性、导水性弱,一般浅部水量较大,深部水量逐渐变小,但地层厚度大,也不容忽视,为矿井直接充水含水层。
(d) 茅口组岩溶裂隙、管道水
该层在煤层底板,含水性强,导水性强且与煤系地层直接触,为矿井直接充水水源。
(e) 小煤矿及老窑积水
小煤矿及老窑主要在煤矿有分布。当煤矿开采过程中,由于人工裂隙的发育,贯通小煤矿及老窑巷道时,小煤矿及老窑积水就会进入矿井,成为矿井的直接充水水源。
(B) 矿床充水方式
A、主要为矿体顶板含水层中的地下水沿冒落带及导水裂隙带间接进水。
C、煤层底板含水层中的地下水沿地鼓裂隙直接突水。
D、局部裂隙构造沟通含水层中的地下水形成间接进水。
H、含水层对矿区开采的影响
矿区地层中有强含水层茅口灰岩组,有中等含水层三叠系下统夜郎组玉龙山段(T1y2)及二叠系上统长兴组(P3c)岩溶裂隙含水层。矿区最低侵蚀基准面为标高+875m。井巷工程一旦揭穿含水层,会发生突水事故,造成大的灾害,因此一般不宜将井筒、巷道布置在含水层中。为防止井巷工程误穿含水层,矿井应加强矿区水文地质调查工作,掌握清楚各含水层、隔水层的特征,为煤矿的安全生产提供保证。
I、水文地质类型
本矿区最低侵蚀基准面为+875米,将来煤矿的开采活动基本都位于最低侵蚀基准面以下。本井田为单面山地貌,并冲沟发育,地表排泄不畅;加上本区小冲沟发育,冲沟水、大气降水、坡积物水多沿基岩裂隙面和断层面渗入矿井,裂隙发育地段和靠近沟谷地段,含煤地层及其上覆、下伏地层含风化裂隙水,深部含水微弱,风化裂隙水以渗流为主,水力联系较差,茅口组岩溶裂隙、管道水富水性强。本井田水文地质条件属第二类第二型,即以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床,水文地质条件中等。
J、矿井涌水量
根据地质报告和业主提供的相关资料,选择比拟法对矿井涌水量进行预测。
根据兴安煤矿近期提供的现状开采条件涌水量实测资料,采用比拟法进行估算未开采区域的矿井涌水量:
根据计算结果,设计考虑矿井所处区域、老窑及采空区等诸多因素,矿井在运输大巷标高以上(+715m标高以上):暂取矿井正常涌水量为60m3/h,最大涌水量为120m3/h。
矿井在向下开采时,必须根据现场涌水量重新估算估算矿井涌水量,选取相应的排水设备。
矿井生产建设过程中必须进行矿井水文地质的详细调查及矿井涌水量的详细实测,并根据实测数据选择合适的排水设备。
地质报告对井田内断层描述不详,其产状、导水特性、瓦斯赋存情况不十分清楚。因此在断层附近井巷施工过程中,要加强探放水工作,严格做到“有掘必探,有疑必停”,确保施工安全。同时要加强矿井水文地质工作。
1、设计利用矿产资源储量
中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月提交了《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》,经贵州省国土资源厅以文件(黔国土储备字[2008]705号)“关于《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿矿产资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明”批复;
《资源储量核实报告》核实兴安煤矿矿权范围内(准采标高+950~+400m)保有储量保有资源量741.7万吨,其中(332)243.8万吨、(333)374.7万吨、(334)123.2万吨。
根据贵州省国土资源厅文件(黔国土资储备字[2008]705号)“关于《贵州省桐梓县兴安煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明:兴安煤矿井田范围内保有资源量741.7万吨,其中(332)243.8万吨、(333)374.7万吨、(334)123.2万吨。
储量计算见表3-9。
1、资源及开采条件评述
A、煤层赋存较稳定;
B、储量较丰富;
C、地质构造、工程地质、水文地质复杂程度中等
D、井田范围内煤层瓦斯含量较高;
E、交通运输条件优越;
F、外部条件基本具备;
兴安煤矿煤炭赋存较稳定,资源较丰富,具备建设30万t/a规模矿井的资源条件。矿井交通方便,工业物资供应及煤炭运销条件较好,电源、水源基本具备,征用的土地多属荒山薄地,建筑材料多可以就地解决,环境保护已采取措施,矿区及附近居民均以农业为主,劳动力富余,具备了矿井建设的各种有利条件。矿井开采技术条件较好,矿井的建设是有条件的、可行的。
2、对地质勘探报告的评述
1、贵州省108地质队于1980年对该区进行的1:20万区域地质调查,提交了《遵义幅区域地质调查报告》,初步了该区地层及构造特征。
2、贵州省地质局娄山关地质大队1960年3月提交《遵义煤矿泮水矿井普查评价报告》。
3、2005年12月,我院对矿区范围内的原宏达煤矿开展过资源储量核实工作,并提交了《贵州省遵义县泮水镇宏达煤矿资源储量核实报告》,报告结论为:通过对矿区范围内C4、C6、C9煤层进行核实,截止2005年11月30日,矿山消耗资源量39万吨,矿山保有资源量(332+333)为45.8万吨,其中(332)资源量9.4万吨,(333)资源量36.40万吨。该报告未评审。
4、2006年1月,贵州省有色地质勘查局三总队对矿区范围内的原西安煤矿开展过资源储量核实工作,并提交了《贵州省遵义县泮水镇西安煤矿资源储量核实报告》,报告结论为:通过对矿区范围内C4、C6、C9煤层进行核实,截止2006年1月20日,矿山消耗资源量23.89万吨,保有资源量(332+333)为68.3万吨,其中(332)资源量24.74万吨,(333)资源量43.56万吨。该报告未评审。
5、2005年8月,贵州省有色地质勘查局三总队对矿区范围内的原桐梓堡煤矿开展过资源储量核实工作,并提交了《遵义县泮水镇桐梓堡煤矿2005年上半年资源储量核实报告》,报告结论为:通过对矿区范围内C4、C6、C9煤层进行核实,截止2005年6月底,矿山消耗资源量30.4万吨,保有资源储量(332+333)为40.12万吨,其中(111b)储量0.1万吨,(121b)储量2.89万吨,(122b)储量21.18万吨,(333)资源量15.95万吨,该报告未评审。
6、2007年2月,贵州省有色地质勘查局三总队对矿区范围内的原雷家山煤矿开展过资源储量核实工作,并提交了《遵义县泮水镇雷家山煤矿资源储量核实报告》,报告结论为:通过对矿区范围内C2、C4、C5、C6、C9煤层进行核实,截止2006年12月底,矿山消耗资源量18.62万吨,保有资源储量(332+333)为43.39万吨,其中(333)资源量4.92万吨,(334)资源量38.47万吨,该报告未评审。
7、2007年2月,贵州省有色地质勘查局三总队对矿区范围内的原垭上煤矿开展过资源储量核实工作,并提交了《遵义县泮水镇垭上煤矿资源储量核实报告》,报告结论为:通过对矿区范围内C4、C6、C9煤层进行核实,截止2007年1月底,矿山消耗资源量26.54万吨,保有资源储量(332+333)为79.08万吨,其中(332)资源量8.05万吨,(333)资源量53.65万吨,(334)资源量17.38万吨,该报告未评审。
8、中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月受兴安煤矿的委托后,开展资料的搜集和地质图修测、工程地质环境调查等工作。通过收集以往地质资料、进行地表地质调查、剖面地质调查和井下地质调查,基本查明了矿区内地质情况,并对矿区工程地质、水文地质等矿床开采技术条件进行了初步了解,最终提交有《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》和相关图件。经本次核实,核实遵义县泮水镇兴安煤矿矿区内共获得C4、C5、C6煤层保有资源量(332)+(333)+(334?)741.7万吨.
(1)查明了矿区地层层序,划分了地层,基本查明了其岩性、厚度、分布情况;
(2)基本查明了矿区构造形态及性质、地层产状及变化情况,详细查明了区内煤层层位、厚度、结构、空间分布及可采情况,可采及局部可采煤层对比可靠;
(3)研究了可采煤层顶底板工程地质特征,煤层瓦斯、煤的自燃趋势、煤尘爆炸危险性等开采技术条件;
(4)基本查明了可采煤层的主要煤质特征,初步圈定煤的风氧化带,指出了煤的利用方向。
(5)基本查明了区内含、隔水层及含、隔水性,基本查明了水文地质类型、矿床充水因素,对工程地质、环境地质等开采技术条件作出了进一步评价;
(6)估算了矿区的资源储量(332)+(333)+(334?)741.7万吨,其中(332)243.8万吨、(333)374.7万吨、(334)123.2万吨。
分析认为:中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月编制的《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》基本能满足矿井开发利用方案编制要求。
3、煤层气抽采和开发利用
本矿井煤层瓦斯含量较高,煤层层数较多,瓦斯资源丰富;加之矿井生产规模达30万t/a,设计考虑对瓦斯进行利用,以提高企业效益。
该矿抽采的瓦斯量较小,矿区居民居住较分散,距市、县距离较远,不具备化工和民用的条件;瓦斯发电目前瓦斯发电技术已成熟,具有容易实施、投资见效快等特点。经分析比较,该矿采用瓦斯利用为利用矿井抽采的瓦斯发电。
根据矿井的抽采规模,考虑到瓦斯抽采流量和浓度的不稳定性等因素,设计安装500GF1-3RW型发电机组3台,分两期实施,前期2台,后期1台。
4、存在的问题和建议
1)对煤层瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性、冲击地压等分析研究较少。矿井需补充进行可采煤层瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性,及时补充和采取有针对性的防治措施;
2)进一步加强水文地质工作,切实弄清地表水和地下水、矿井充水因素、矿井涌水量等资料,切实弄清矿区内的小煤窑开采范围和老窑积水情况,确定探水红线。在今后的掘进中,加强探放水工作,坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,同时坚持“有疑必停”,防止透水事故的发生;
3)加强煤层底板茅口灰岩含水情况调查、勘探,为下部煤层开采提供依据;
4)矿山要注意合理开发利用资源,严禁破坏性开采;要注意有关的工程地质问题,避免出现地质灾害;在生产过程中,要注意收集相关地质资料,有利于今后更好地指导生产;
5)本矿勘探程度较低,需在生产过程中,进一步加强地质勘探工作,提高矿井资源级别,以更好地指导安全生产。
一、主要建设方案的确定
(一) 资源量计算
1、建设规模及产品方案
(1) 建设规模
A、可能的建设方案
以下为生产能力确定的分析过程:
(A) 有关会议文件精神
遵义县泮水镇兴安煤矿属于遵义县技改矿井之一。贵州省煤炭管理局第二十一次整合进展调度会情况汇报和第二十七次整合进展调度会情况汇报中鼓励小煤矿做大做强。
因此,遵义县泮水镇兴安煤矿在条件适宜和政策允许的情况可适当提高生产能力。
(B) 关于勘探级别
中化地质矿山总局贵州地质勘查院2008年8月提交了《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿资源储量核实报告》,该报告经贵州省国土资源厅批准(黔国土资储备字[2008]705号):兴安煤矿矿权范围内(准采标高+950~+400m)保有储量(332+333+334?)共741.7万吨,其中(332)243.8万吨、(333)374.7万吨、(334)123.2万吨。
本矿井田范围内采空范围较大,已有工程对煤层产状控制较好,保证30万t/a整合矿井服务年限要求是有条件的。
报告基本查明了矿区的地质、水文地质及其它开采技术条件,为矿山设计提供了基础地质资料。
因此,通过上述地质工作并结合以往地质成果与矿方提供实测资料,认为本矿区具有一定资源量,主采煤层赋存较好,构造中等。设计开采煤层煤质较好,水文地质条件复杂程度中等,虽工程地质条件一般,矿井的建设具备有较好的条件。
(C) 关于服务年限
根据生产地质报告以及本设计计算,兴安煤矿可采储量为455.16万t。
矿井服务年限=可采储量÷(年生产能力×储量备用系数)
储量备用系数取1.35,按30万t/a进行设计,服务年限为11.2年。根据《煤炭工业小型矿井设计规范》中矿井设计能力与服务年限相关要求,本矿井按30万t/a设计技术经济较为合理。
(D) 关于开采条件
本矿为煤层群开采,矿区构造较简单,水文地质条件中等类型,矿区工程地质复杂程度中等类型,总的说来,开采条件较好,有利于资源开发。以上条件满足矿井按30万t/a矿井设计。
(E) 关于回采工艺问题
由井田内可采煤层为倾斜薄及中厚煤层,根据开拓及采区巷道布置情况,设计采用走向长壁后退式采煤法。
本矿可采煤层3层,自上而下分别为C4、C6、C9号煤层,为薄及中厚煤层,煤层平均倾角70°,该矿构造复杂程度定为中等,开采条件较好。
同时,根据国国家安全监管总局、国家煤矿安监局国家发展改革委、国家能源局
《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》(安监总煤行〔2010〕178号)文件精神,厚度≥0.8米、地质条件简单到中等复杂的水平、近水平、缓倾斜、倾斜煤层必须实现机械化采煤。
综合以上考虑,设计采用伪倾斜长壁柔性掩护式支架采煤法(炮采)。
目前,根据本矿周边开采中厚急倾斜煤层的开采经验,多数都采用柔性掩护支架支护,放炮落煤;从煤层平均厚度看,均属稳定和较稳定煤层,顶板、底板均属Ⅲ类弱稳定,不具备采用综采的条件。因此,该矿井不适合机械化采煤。
从回采工艺来看,本矿可以按照30万t/a建设规模进行设计。
(F) 关于井下运输
设计回采面采溜槽运输,工作面运输顺槽采用刮板转载机和胶带机运输,运输石门采用胶带机运输,运输大巷采用井下防爆蓄电池电机车运输,主斜井采用皮带机运输煤炭。在运输石门设采区煤仓,主井底设井底煤仓。
副斜井采用绞车辅助提升,以上运输方式均能满足矿井按30万t/a及以下矿井设计的要求。
从井下运输来看,本矿可以按照30万t/a建设规模进行设计。
(G) 关于工业广场
本矿现有的主斜井、副斜井、回风斜井井口布置在+88.2m、+895.7m、+948m标高。根据场地地形,主、副斜井场地布置于井田中部,回风斜井布置于煤层露头线附近,现已基本平整,并布置出了部分地面建筑,占地共约50亩,场地采用台阶式布置,主要生产、生活设施基本具备,交通条件较好。场地内布置有矿灯房、机修车间、器材库、消防材料库、变电所、配电房、地面储煤场,煤场内设筛分房;场地中部布置有办公楼、职工宿舍、职工食堂、浴室、更衣室;主斜井南面山沟中布置矸石场,其下方设矸石挡墙;主井工业场地东面地势较低位置布置矿井水处理池和沉淀池,便于井下污水处理。
按设计要求可以满足井型为30万t/a的要求。
(H) 关于安全问题
本矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计,主要巷道均布置于C9煤层底板,并在C9煤层底板布置瓦斯抽放巷,矿井采用自上而下的开采顺序进行保护层开采,并采取瓦斯抽放等防突措施。考虑了矿井通风设备、排水设备、压风自救系统、监测监控系统、人员定位系统等安全设施设备,在严格遵循《煤矿安全规程》和相关法律法规和行业政策的前提下,安全问题是可以得到保障的。
从安全条件来看,本矿可以按照30万t/a建设规模进行设计。
(I) 关于产品工业用途及市场
根据本矿煤层的化学性质和工艺性能,井田煤层具有广泛用途,可用于动力用煤,火力发电,一般工业锅炉用煤,可作冶金喷吹燃料等,经洗选后可制碳素材料或制造电石及深加工,煤矸石可考虑作水泥、低温烧制地板砖,生产有机复合肥料和微生物肥料等。
如本书第二章所述,本矿井按30万t/a矿井设计,市场销售不存在问题。
因此从产品工业用途及市场来讲,本矿可以按照30万t/a建设规模进行设计。
(J) 关于煤炭外运
兴安煤矿位于遵义县泮水镇西安村,距鸭溪电厂30km,距遵义市68km,距遵义县城49km,距川黔铁路的南白火车站53km,直距48km,矿山有简易公路与326国道相连,矿山距326国道1.5km。矿井运输以公路为主,交通较为方便。
从煤炭外运来看,本矿可以按照30万t/a建设规模进行设计。
兴安煤矿为整合矿井。经过上述分析,综合考虑矿井技术经济条件,矿井各个方面均满足30万t/a要求,且根据贵州省煤炭管理局第二十一次整合进展调度会情况汇报和第二十七次整合进展调度会情况汇报中鼓励小煤矿做大做强的精神和矿井实际情况,变更后兴安煤矿按照30万t/a进行建设技术经济较为合理。
综上,本矿建设规模确定为30万t/a。
B、开拓方案选择
本矿为变更生产能力矿井,原开采方案和专篇已经批复,并已开工建设。工业场地已完成平整,并建设了部分建筑,目前从C4煤层顶板穿层布置了主斜井、副斜井,在C9煤层底板布置有进风井和西翼进风井,在C9煤层底板+715m标高布置运输大巷,矿井开拓工程已基本形成。鉴于此,本设计不再进行开拓方案比选,利用已有井巷工程开拓井田,开拓方式为斜井上下山开拓。
(2) 产品方案
A、矿井煤质
煤质特征见表3-4.
根据原煤分析结果,按国家技术监督局煤炭质量分级标准[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤层为低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高热值(HQ)~特高热值(SHQ)无烟煤。
B、可选性
矿山本身不设选矿,直销原煤。未作过精煤的分析。
C、用途
根据煤矿主采煤层煤质,其所产原煤可用作动力、化工、治金、气化、民用和其它锅炉用煤:本矿内煤的发热量、硫分等均符合其用煤要求。
D、产品方案
本矿C4、C6、C9号煤层为无烟煤。
根据矿井原煤煤质及用途分析,本方案暂不考虑煤炭的洗选加工,仅在地面工业场地进人工手选剔除大块矸石即可。
本次设计只建筛选系统,将煤层中的矸石选出,对原煤进行筛选分级,块煤(粒径>250mm)、中块煤(粒径250-50mm)用作化工用煤,粉煤(粒径<13mm)用作电厂动力用煤。所生产煤炭是主要为了供给当地电厂、工矿企业、民用等。原煤销售给用户。
2、可采储量及服务年限
(1) 资源/储量
A、计算范围
矿井资源/储量计算范围为矿区范围,见表3-1所示。
B、矿井地质资源量
矿井地质资源量计算见表4-1。
A、煤柱损失量
Q=S×N×d÷cosα
式中:Q—煤柱损失量,S—块段平面投影面积(m2),N—块段煤层平均厚度(m),d—煤层视密度(t/ m3),α—块段煤层平均倾角。
(A) 永久煤柱
a、井田边界
本井田边界煤柱宽度按20m留设(相邻矿井也按此留设)。
b、风氧化带煤柱
本矿风氧化带附近煤体已采空,不再留风氧化带煤柱。
c、村寨煤柱
根据业主提供的资料,本矿井田范围内零星村寨实行搬迁,设计不留设保护煤柱。(附搬迁证明)
d、采空区边界煤柱
按30~70m留设;
e、山塘水体
本矿井中部有两处水塘,按20m维护带后按65°移动角留设煤柱。
永久煤柱损失合计为47.5万t,其中333资源量1.5万t,334?资源量46.0万t。
煤柱损失计算见表4-3
(1) 服务年限
矿井服务年限=可采储量÷(年生产能力×储量备用系数)
=455.16÷(30×1.35)=11.2(a)
本矿备用系数取1.35。
计算服务年限稍低于《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB50399-2006)规定的30万t/a整合技改矿井报务年限,但储量核实报告提供井田准采标高范围内尚有334?储量123.2万t,随着地质勘探进一步深入,矿井可采储量还会有较大速度增长,矿井资源储量可满足矿井服务年限要求;此外,井田深部还有相当资源量位于井田准采标高以外,可进一步扩界至深部,潜力较大。在今后的工作中,业主需要进一步加强地质勘探工作,提高矿井资源量级别。
1、矿床的开采方式
兴安煤矿矿区范围内地形高差起伏较大,煤层埋藏虽较浅,但不具备露天开采条件,设计采用井工开采。
2、开拓运输方案及厂址选择
A、开拓方案选择
(A) 考虑的因素
1、区内可采煤层为C4、C6、C9号煤层,煤层在矿区内为单斜构造,煤层平均厚度分别为1.4、1.2、1.71m,煤层平均倾角70°。煤层间距分别为10~12m、5~6m,各煤层在+730m标高以上有采空区。
2、矿井原方案和专篇批复后,进行了一系列建设:地面工业场地已平整,建有大部分建筑,对副斜井、进风井、西翼进风井进行了改造、维护,主斜井已施工约400m,回风斜井正在进行井口建筑的施工,C9煤层底板+715m水平运输大巷已基本建成,在井田西翼C9号煤层底板掘进了部份瓦斯抽放巷道。矿井开拓主体工程已基本建成,鉴于此,本设计不再进行开拓方案比选。
(B) 井口位置及工业场地
设计利用矿井整合前原西安煤矿工业场地进行改造,目前工业场地改造已基本完成,主要工业建筑已完成,工场地占地约50亩。
(C) 矿井开拓方式
主斜井、副斜井从C4煤层顶板穿层布置,穿过C9煤层后,沿C9煤层底板布置采区下部车场和运输大巷(+715m),到达西部中央后,布置采区轨道上山,改造利用原设计风井为进风行人井(沿C9煤层底板布置),在该工业场地内沿C4煤层顶板新施工一回风斜井,在运输大巷标高处采用石门联通,原设计进风井仍为西翼进风巷,下部采用进风行人巷与中部进风行人井联通,设计在主斜井下部布置井底煤仓和井底水仓。采用石门在采区上山两边布置伪斜走向长壁工作面;同样在主斜井以东可采区域中部C9煤层底板布置三条上山(轨道上山、行人上山和回风上山)开拓二采区,其它采区均采用C9底板伪斜下山和大巷开拓。整个矿区划分为五个采区。开拓方式见图4-1、图4-2。
B、采区划分
设计将主斜井以西+715m标高以上划分为一采区,井田+555标高以上东西两翼划分为二、三采区,+555m标高以下东西两翼划分为四、五个采区。
C、采区巷道布置
设计采区为一采区,采区范围为井田内主斜井以西+715m标高以上,开采采区范围内的C4、C6、C9号煤层。首采工作面布置在C4号煤层。
设计由进风行人井、轨道上山掘进区段下部车场再掘进运输石门进入C4号煤层,自轨道上山、回风斜井掘进区段上部车场再经回风石门进入C4号煤层,自区段运输石门和回风石门在C4号煤层中布置区段运输和回风平巷至采区边界后掘进开切眼。
考虑到本矿处于有煤与瓦斯突出危险的区域,该区域矿井煤层瓦斯含量较大,且本矿设计生产能力30万t/a,为确保采掘安全,设计在C9号煤层底板布置专用瓦斯抽放巷,从瓦斯抽放巷向上部煤层施工穿层钻孔,预抽各煤层及围岩瓦斯,消除突出危险。
D、开拓方案综述
(A) 井口数目及位置
井筒数目为五个即主斜井、副斜井、进风行人井、西翼进风井及风井(回风斜井)。
设计矿井用一条主斜井(胶带运输机运输)担负煤炭运输、敷设各种管线、进风、排水、行人等任务,用一条副斜井担负矸石、材料运输及人员升降、进风、敷设各种管线等任务;用二条进风井担负进风、行人和敷设管线等任务;用一条回风斜井专用回风。
井筒特征见表4-9。
(A) 水平划分及标高
本矿主采煤层为急倾斜煤层(平均倾角70°),准采标高在+400m~+950m之间,矿井已在+715m标高布置有底板运输大巷,设计在+715m、+555m标高将井田沿倾斜方向划分为二个水平三个阶段。
(B) 大巷布置
首期开采井田两翼+715m标高以上煤层,在+715m标高沿C9煤层底板布置两翼运输大巷。
(C) 采区划分
设计将主斜井以西+715m标高以上划分为一采区,井田+555标高以上东西两翼划分为二、三采区,+555m标高以下东西两翼划分为四、五个采区。
(D) 通风方式
通风方式为并列式,回风井引风道安设轴流式通风机抽出式通风。
掘进工作面采用局部通风机压入式通风。
(E) 开采顺序
a、采区间的开采顺序
采区间的开采顺序为一采区、二采区、三采区、四采区、五采区。
b、采区内的开采顺序
区段间下行式开采
c、煤层间的开采顺序
区段内各煤层采用煤层下行式开采。
d、区段内开采顺序
下行式开采
e、工作面的推进方式
采面布置为走向长壁工作面,由采区边界向上山方向推进。
(1) 运输方案
A、地面运输
矿区境内尚无铁路到达,鉴于本矿主要用户为省内电厂、治金等用户,而且公路运输便利、社会汽车运力富裕,原煤主要采用汽车运输。
销往省外的煤炭通过汽车运输到就近火车货运站后,再经铁路外运。
本矿井产品煤外运量30万t/a,按330个工作日,运输不均衡系数以1.2计,日煤炭运量为1090t。
B、井下运输方式
(A) 主斜井
主斜井设计选用DTC80/2×90大倾角皮带输送机,选用阻燃型输送带,带宽800mm,最大运距600m,带速1.6m/s,运量200t/h,电机功率180kw,适应倾角范围≤25º(上运)。
主斜井另安装一台KSSD1.2/30G型架空乘人器运送人员。
本矿在主井底设煤仓,设计煤仓直径取3m,高度15m,园形,锚喷支护。煤仓下口设CJG/5/F/B-I型给煤机。
(B) 副斜井
副斜井采用JTP1.6×1.2型单滚筒绞车提升矸石、下放提升材料和设备、人员升降。(绞车装于地面)
绳速Vp=2.5m/s,钢丝绳最大静张力Fmax=4500Kg;配套电机:110kw、380/660V;容绳量880m;选用YP型变频调速电机和全数字低压交流变频调速电控设备。
(A) 运输大巷
运输大巷采用井下CDXT-5J防爆蓄电池电机车牵引矿车运输。
(B) 采区轨道上山
轨道上山采用JTPB1.2×1.0型井下防爆单滚筒绞车下放矸石、提升材料和设备。
(C) 运输石门
设计选用DSJ650/22型胶带运输机运输。
(D) 工作面
工作面采用1000×505×213型搪瓷溜槽运煤,工作面运输巷采用SGD420/30刮板机转DSJ650/40型胶带运输机运输,工作面回风巷铺设15Kg/m轨道,矿车运输。
(E) 轨道
副斜井、轨道上山、运输大巷铺设600mm轨距22kg/m钢轨混凝土轨枕,区段运输石门、工作面运输、回风顺槽及掘进面铺设600mm轨距15kg/m钢轨木轨枕。
(F) 矿车
选用MF1.1-6型矿车运送矸石,1吨材料车运送材料,1吨平板车运送设备。
A、采区生产系统
(A) 运煤
煤从工作面(溜槽)→工作面运输顺槽(刮板运输机+胶带运输机)→运输石门(胶带运输机)→采区煤仓→运输大巷(井下防爆蓄电池电机车)→井底煤仓→主斜井(胶带输送机)→地面储煤场。
(B) 运料
材料从副斜井(绞车)→运输大巷(井下防爆蓄电池电机车)→轨道上山(绞车)→材料石门→工作面回风顺槽(矿车)→工作面。
(C) 柔性掩护支架运输
柔性掩护支架从采面下出口(矿车)→运输顺槽(矿车,调度绞车)→运输石门(矿车,调度绞车)→轨道上山(绞车)→材料石门(矿车,调度绞车)→工作面回风顺槽(矿车)→工作面。
(D) 矸石
矸石从掘进头(矿车)→区段石门(矿车)→轨道上山(绞车)→运输大巷(井下防爆蓄电池电机车)→副斜井(绞车)→地面矸石山。
(E) 通风
新鲜风流经主斜井、副斜井、进风井→运输大巷→轨道上山、进风行人井→中部车场→工作面运输顺槽→工作面→工作面回风顺槽→区段回风石门→风井→引风道(风机)→地面。
(F) 供电
采区供电由井下中央变电所供给,自地面变电所引双回路10kv电源电缆下井,经井下变压器后给采掘工作面供电,局部通风机供电自机电硐室局部通风机专用变压器引专线下井进行供电。
(1) 场址选择
经前述分析,本矿井工业场地选择在矿区南部边界附近。
该场地地面地表无滑坡、泥石流、山体崩塌等不良地质灾害,地势较平缓开阔,此处为一缓斜坡地带,不受洪水威胁,经设计布置分析,完全能够满足30万t/a生产能力要求。
(一) 防治水方案
1、矿井排水方案
本矿为斜井开拓,在主斜井井底设置水仓及水泵房,由水泵将水自主斜井排出地表。排水路线如下:
工作面淋水通过采面运输顺槽(自流)→运输石门(自流)→轨道上山(自流)→运输大巷(自流)→井底水仓(水泵)→主斜井→地面(水处理池)。
2、排水泵
(1) 选型依据
根据地质报告和现场调查,考虑到消防用水的影响,取矿井正常涌水量为60m3/h,最大涌水量为120.0m3/h。
本设计采用下述数据进行水泵选型计算。
1、矿井正常涌水量:QB=60m3/h
2、矿井最大涌水量:Qmax=120m3/h
3、排水垂高:
HP=888.2-702m=186.2m(主斜井口标高:+888.2m,水仓标高:+702m)
A、排水管选择
管路选用无缝钢管。
吸水管、排水管均选择φ159×5无缝钢管。
主排水管设两趟,即工作水管和备用水管,沿主斜井敷设。正常涌水时期一趟工作,一趟备用,根据上述计算,其中工作水管的能力在20h内能排出矿井24h正常涌水量。最大涌水时期两趟同时工作,全部水管的能力能在20h内排出矿井24h最大涌水量。
(1) 水泵房及水仓
水泵房:水泵房布置于一采区下部+702m标高,净断面9.7m2,掘进断面10.1m2,长度10m,水泵房底板高出巷道底板0.5m,水泵房设有2个安全出口,水泵房应在与井底车场相通的安全通道内设置易于关闭的既能防水双能防火的密闭门,另外设一条管子道(斜巷)通到主斜井相连用于安设排水管,并应高出泵房底板7m以上。
水泵房应设置起重梁,并铺设轨道与井底车场相通。水泵房应预留泵位,副斜井也应预留管道位置。
水仓:按矿井正常涌水量60m3/h,按8h正常涌水量计算为60×8=480m3,水仓净断面6.6m2,掘进断面7.1m2,水仓长度480/6.6=72.7m,设计主水仓取80m,副水仓取60m。
1、井下防治水措施
矿井生产期间应采取以下防治水措施:
(1)合理选择及布置采掘工程巷道及层位选择;
(2)定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况,针对主要含水层(段)建立地下水动态观测系统,制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施;
(3)按规定留设足够的防隔水煤柱,并严禁开采防隔水煤柱;
(4)坚持“预测预报、有疑必停、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,防止水患事故的发生,为此本设计配备了相应的探水钻;
(5)矿井根据生产中的情况进一步进行承压水的观测,采取疏水降压等针对性的防治措施。
(6)下山开采时,应注意定期清理水仓和水沟,维护好水泵和排水管路,保证井下水流畅通和排水设备完好。
本区老窑开采历史较长,采空区多,老窑积水量大,因此在开采时应高度重视小窑老空积水问题,应掌握本矿区范围内的采空区及老窑情况,注意收集断层、溶洞及小窑采空区的有关数据,防止采空区及老硐积水突然切穿上下含水层对开采的影响。必须做到有掘必探,做好防水工作,避免水患发生。在开采浅部煤层时,由于有大量老窑陷伏,老窑积水和老窑瓦斯将对煤矿安全生产带来危害。因此在采空区或老硐附近采煤时,加强对老窑积水的探测和预防,矿山在掘进和回采过程中,随时要注意探放老窑水,防止透水事故的发生。矿井必须在井田边界留设足够的防水煤柱,且坚决不能破坏该煤柱。
随着采空面积的增大,上覆含水层的裂隙水进入采空区形成老空水,在开采老空区本层下部煤层时要注意老空水涌入工作面。煤层露头附近小窑采空区估计积水较多,生产中必须查清其开采范围和积水情况,留设足够的风氧化带防水煤柱,防止水灾事故的发生。
(7)开采C9煤层时,因为P2m岩溶水含水层距离C9煤层较近,所以P2m岩溶水容易冲破C9煤层底板泥岩的阻隔造成其底板突水,所以P2m岩溶水是煤层开采的潜在威胁。通过计算,在开采+715m标高(一水平)以上时,C9采掘工作面底板茅口灰岩突水的可能性较小,而在开采+715m标高以下时,则存在突水的可能性。
由于本矿地质报告未提供承压含水层情况,计算水压按最大埋深计算,与实际存在误差。矿井在后期在开采+715m标高以下C9时,应请有资质的单位进行水文地质调查,提交专门水文地质调查报告,查明茅口灰岩含水情况及与C9煤层的水力联系,实际测试水压和底板承压强度。必须进行专项安全评价或技术论证,并根据结果采取相应的疏水降压措施。
2、地表水防治
A、在工业场地小溪沟上部设挡水墙,通过工业场地地段改为1m×1m排水暗沟,且保持一定的坡度。
B、在井口上部的边坡及建筑物周围设截水沟,水沟断面30cm×40cm;
C、工业场地内设30cm×40cm矩形排水沟。
D、在雨季到来前,对直通地面的地表裂隙要采取封、填和夯实等措施,防止大气降水通过裂隙渗入井下;对地表塌陷坑要进行回填夯实,保证一定的流水坡度,防止积水涌入井下;在回采冒落后有可能与地表沟通的地段,尽量避开雨季回采。
一、矿床开采
(一) 开采顺序
井田内划分5个采区,首采区一采区,采用走向长壁采煤法。用1个采区1个炮采工作面满足矿井生产能力。
采区内划分为区段,区段间的开采顺序为下行式。
区段内煤层间的开采顺序为下行式。
工作面为走向长壁后退式,即由采区边界向上山方向推进。
(二) 推荐的生产能力及验算
1、生产能力
推荐矿井生产能力30万t/a,以1个机采工作面满足矿井设计生产能力。
2、生产能力验算
首采C4煤层时,设计工作面采出率取95%(中厚煤层),则工作面年生产能力Q为:
Q=l·Da·m·γ·C =100×1500×1.4×1.45×0.95=289275(t)
式中:Q——工作面年生产能力,t/a
l——工作面长度,m
Da——工作面年推进度,m
m——煤层平均采高,m
γ——煤的容重,t/m3
C——工作面采出率
矿井用1个工作面保产,工作面出煤289275t,掘进出煤率按工作面出煤的10%计算为28927t,则矿井年生产能力31.8万t,满足设计生产能力要求。
(三) 利用远景资源量扩大生产能力或延长矿山生产年限的可能性
本矿井田范围内,煤层数量较多,在提供的储量中,333、334?资源量较多随着地质工作的深入,矿井可采储量还会有较大增长,完全可以满足30万t/a生产能力的矿井生产要求。
(四) 开采崩落范围的确定
崩落范围考虑划定井田内留设边界煤柱、井筒煤柱、构造煤柱等煤柱后,煤层采空后所造成的塌陷范围,根据兴安煤矿范围内的岩土工程特性(初步确定为中硬岩性),依照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(煤行管字[2000]第81号),参照附表5-3《按覆岩性质区分的地表移动一般参数综合表(α<50°)》,沿煤层走向上,基岩移动角(δ)一般为55°~60°,本次取60°;在煤层倾斜方向上山移动角(λ)一般为55°~60°,本次取55°,下山移动角(β)等于:
β=[60°-(0.6~0.7)α] (α为煤层倾角,平均8°)
经计算β=55.2°~54.4°,本次取55°。
则矿区范围内可采部分煤层采空后,在煤层走向上、倾向方向的地表移动范围计算公式分别为:
根据各年度矿井瓦斯等级鉴定情况,最大瓦斯相对涌出量为西安煤矿2006年鉴定结果29.08m3/t。
根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018-2006)预测+715m标高,矿井相对瓦斯涌出量54.965m3/t,绝对瓦斯涌出量42.30m3/min;在+400m标高,矿井相对瓦斯涌出量68.897m3/t,绝对瓦斯涌出量53.02m3/min。
矿井应在建设期间进行煤层瓦斯含量测定,投产后间必须加强瓦斯含量、瓦斯涌出量的测定,定期进行瓦斯等级鉴定工作,并依据瓦斯测定情况,校核矿井通风系统与生产系统等相关系统能力。
A、煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验2005年8月出具的遵义县泮水镇兴安煤矿C4、C6、C9煤层煤尘爆炸性鉴定报告:C4、C6、C9煤层均无爆炸危险性。
B、煤的自燃倾向性
根据贵州省煤田地质局实验室2005年8月出具的遵义县泮水镇兴安煤矿煤矿C4、C6、C9煤层煤炭自燃倾向性鉴定报告:C4、C6、C9煤层自燃倾向等级为Ⅲ类(不易自燃煤层)。
C、地温
本井田属地温正常区,无热害影响。
(1) 煤与瓦斯突出情况
兴安煤矿无煤与瓦斯突出危险性鉴定资料,根据贵州省安全生产监督管理局、煤矿安全监察局、煤炭局文件(黔安监管办字[2007]345号),本矿按煤与瓦斯突出矿井设计。
(2) 顶底板
A、C4煤层
顶板为粉砂岩,底板为粉砂质泥岩。顶板厚4.35~5.27米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板。底板厚为3.3~5.7米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板。采煤时应采取相应防护措施。
B、C6煤层
顶板为灰色页岩,底板为灰色页岩。顶板需进行支护方能采煤,直接顶板常为黑色、深灰色炭质页岩、钙质页岩、厚0~1米,此层极不稳定,因此,在开采时应严加管理,底板为灰色页岩、厚2.00~4.55米,稳定性较差,应采取相应防护措施。
C、C9
C9顶板为泥质粉砂岩,厚4.30~5.27米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板,底板为粉砂岩、细砂岩夹页岩,厚6.35~8.05米,易风化崩解,为不稳定底板。采煤时应采取相应防护措施。
根据本区和邻区资料,其工程地质条件中等类型
(3) 水文
本矿区最低侵蚀基准面为+875米,将来煤矿的开采活动基本都位于最低侵蚀基准面以下。本井田为单面山地貌,并冲沟发育,地表排泄不畅;加上本区小冲沟发育,冲沟水、大气降水、坡积物水多沿基岩裂隙面和断层面渗入矿井,裂隙发育地段和靠近沟谷地段,含煤地层及其上覆、下伏地层含风化裂隙水,深部含水微弱,风化裂隙水以渗流为主,水力联系较差,茅口组岩溶裂隙、管道水富水性强。本井田水文地质条件属第二类第二型,即以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床,水文地质条件中等。
浅部存在小窑或老窑采空区,且有局部小断层分布,均可能导致矿井涌水量增加甚至造成充水水患,因此水灾防治应是本矿重点,要求留设足够的隔水煤柱且严格执行“探放水”措施。
(一) 采煤方法的选择
(1) 采煤方法的确定
根据国国家安全监管总局、国家煤矿安监局国家发展改革委、国家能源局《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》(安监总煤行〔2010〕178号)文件精神,厚度≥0.8米、地质条件简单到中等复杂的水平、近水平、缓倾斜、倾斜煤层必须实现机械化采煤。
煤层平均倾角70°,为急倾斜薄及中厚煤层。本矿可采煤层3层,自上而下分别为C4、C6、C9号煤层,为薄及中厚煤层,该矿构造复杂程度定为中等,开采条件较好。
目前,根据本矿周边开采中厚急倾斜煤层的开采经验,多数都采用柔性掩护支架支护,放炮或风镐落煤,不是特别适合机采、综采,从煤层平均厚度看,均属稳定和较稳定煤层,顶板、底板均属Ⅲ类弱稳定,不具备采用综采的条件。因此,该矿井不适合机械化采煤。
井田内煤层为急倾斜煤层,设计采用伪倾斜长壁柔性掩护式支架采煤法。
矿井首先开采C4号煤层,一采区平均煤厚1.40m,设计采用炮采回采工艺。
(2) 采煤工作面的回采工艺及装备
A、回采工艺
工作面:设计煤层为C4号煤层,煤厚平均1.40m,采用伪倾斜柔性掩护支架走向壁式后退采煤法,该法在开始回采前,先在回风顺槽安设掩护支架,然后使掩护支架逐步随回采工作面沿倾斜向下移并使工作面调成伪斜。在伪斜工作面回采过程中,不断地在回风顺槽中接长掩护支架,同时在工作面下端的平巷滞后工作面的位置不断地撤除掩护支架。
在回风顺槽中安设掩护支架前,挖掘梯形断面地沟,在地沟两侧及地沟中沿走向放置钢绳,在绳上沿走向每隔150mm放一根八字型架料,架料垂直煤层顶底板,钢绳和架料之间用螺栓和垫板固定,架料上方铺上荆笆。掩护支架安装好一段时间后将平巷支架撤除,巷道上方的煤柱随之冒落,使掩护支架上面有一层碎煤和矸石的垫层,用以保护掩护支架。为了防止支架在下放过程中下滑应使煤和矸石冒落点超前于伪斜工作面7m以上。然后靠控制爆破作业进度,调整支架使支架逐步下放到预定的伪倾角度(30-33°)并转入正常架采阶段。
在正常回采阶段,掩护支架下的回采作业包括打眼、装药、放炮、出煤、支护及调整支架等项工作。放炮后从工作面下端开始,逐段向上铺设搪瓷溜槽,碎煤沿溜槽下滑。出煤过程中注意调整支架的下放,使支架的倾斜角度保持均匀一致。每采煤一次,工作沿走向推进0.8-0.9m,然后拆除溜槽,再进行下一循环的打眼、装药、放炮、出煤、支护、调整支架等项工作。随着工作面向前方推进,在回风顺槽中不断接长支架,支架下端不断增长,支架下放至工作面上方2.5m时停止下放,调平架尾,保证架尾至少3个小眼,以便于溜煤、通风、行人、运料,且溜煤眼和行人眼必须分开,当超出3个小眼时,必须拆除,架下小眼不超过5个,以保证架尾及工作面运输巷巷尾回棚的作业环境。
当工作面推进到停采线前,在停采线靠工作面一侧掘进两条收尾眼(本设计中工作面收尾眼兼作工作面料眼,工作面开始回采前已经施工),两眼相距5-7m,并沿倾斜每隔5-8m用联络平巷连通。工作面收尾时,在架头掘进超前地沟3.5m,支架安装过架内眼1.0m后停止安装支架,并在支架头蓬2.5m的走向风沟。当回头推进至架内眼附近时,架头应保持一段2-5m的平架子,且仰角不得超过15°。当架头下放至工作面运输巷上方2.5m后,停止下放,并在架外3-4m处加一个小眼,透联络平巷(收尾眼最下一道联络平巷距工作面运输巷上方2.5m),以确保回拆最后一段支架有两个安全出口。工作面收尾时及时调整收尾眼眼盖位置,以确保收尾工作面通风。矿井必须编制工作面作业规程及收尾措施,详细说明工作面生产及收尾过程中各种技术要求及安全措施。
2、根据采面片帮情况,在片帮地段打设临时贴帮溜槽柱,柱距1.6m。
3、顶板管理:采用全部陷落法管理顶板。
4、运输、回风巷离工作面20m范围内采取加强支护的措施,其中距采煤工作面前10m采用双排单体液压支柱支护,后10m采用单排单体液压支柱支护,柱距为1m,采用顺巷棚支护。此范围内的巷道高度不得低于1.6m。安全出口必须设专人维护,发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时,必须及时更换、清挖。
B、采面设备
见采掘面机械设备表5-2。
1、掘进工作面数量及机械配备
正常生产期间配备1个回采工作面、2个掘进工作面,采掘比为1:2。掘进用ZMS1.5型煤电站,ZY-24风动凿岩机打眼,FBD№6.0/2×15型局部通风机通风等。掘进面机械设备见表5-2。
(1) 采面参数
一采区内共划分约2个区段,工作面斜长25m,两顺槽宽共计约5m,区段间留煤柱5m,工作面顺槽采用沿空掘巷(留小煤柱5m)单巷掘进。
(2) 回采率
工作面回采率薄煤层97%,中厚煤层95%。
(3) 工作面循环方式、作业方式的选择、生产能力验算
井下采用“四六”作业制,边采边准,年进度约1500m。掘进出煤率按工作面出煤的10%计算,矿井年生产能力31.8万t。
(一) 矿井主要设备选型及供电计算
1.运输设备
(1) 主斜井
主斜井设计选用DTC80/2×90大倾角皮带输送机,选用阻燃型输送带,带宽800mm,最大运距600m,带速1.6m/s,运量200t/h,电机功率180kw,适应倾角范围≤25º(上运)。
主斜井另安装一台KSSD1.2/30G型架空乘人器运送人员。
本矿在主井底设煤仓,设计煤仓直径取3m,高度15m,园形,锚喷支护。煤仓下口设CJG/5/F/B-I型给煤机。
(2) 副斜井
副斜井采用JTP1.6×1.2型单滚筒绞车提升矸石、下放提升材料和设备、人员升降。(绞车装于地面)
绳速Vp=2.5m/s,钢丝绳最大静张力Fmax=4500Kg;配套电机:110kw、380/660V;容绳量880m;选用YP型变频调速电机和全数字低压交流变频调速电控设备。
其参数如下:
(1) 运输大巷
运输大巷采用井下CDXT-5J防爆蓄电池电机车牵引矿车运输。
(2) 采区轨道上山
轨道上山采用JTPB1.2×1.0型井下防爆单滚筒绞车下放矸石、提升材料和设备。
(3) 运输石门
设计选用1台DSJ650/22型胶带运输机运输。
(4) 工作面
工作面采用1000×505×213型搪瓷溜槽运煤,工作面运输巷采用SGD420/30刮板机转DSJ650/40型胶带运输机运输,工作面回风巷铺设15Kg/m轨道,矿车运输。
(5) 轨道
副斜井、轨道上山、运输大巷铺设600mm轨距22kg/m钢轨混凝土轨枕,区段运输石门、工作面运输、回风顺槽及掘进面铺设600mm轨距15kg/m钢轨木轨枕。
(6) 矿车
设计选用MF1.1-6型矿车运送矸石,1吨材料车运送材料,1吨平板车运送设备。
各种车辆配备数量规格见下表。
表5-5 矿车规格数量表
1、排水设备
(1) 排水系统
本矿为斜井开拓,在主斜井底部设置水仓及水泵房,由水泵将水从主斜井排出地表。
(2) 选型依据
根据地质报告和现场调查,考虑到消防用水的影响,取矿井正常涌水量为60m3/h,最大涌水量为120.0m3/h。
本设计采用下述数据进行水泵选型计算。
1、矿井正常涌水量:QB=60m3/h
2、矿井最大涌水量:Qmax=120m3/h
3、排水垂高:
HP=888.2-702m=186.2m(主斜井口标高:+888.2m,水仓标高:+702m)
(3) 排水泵选择
选择MD85-45×6型矿用多级分段式离心泵,其流量为85m3/h,扬程为270m,电机功率90KW。
上述水泵选择三台(其中一台工作、一台备用、一台检修)作为主排水用,用1台水泵排除矿井正常涌水量,用2台水泵可满足矿井最大涌水量。
(4) 排水管
管路选用无缝钢管。吸水管、排水管均选择φ159×5无缝钢管。主排水管设两趟,即工作水管和备用水管,沿主斜井敷设。正常涌水时期一趟工作,一趟备用,根据上述计算,其中工作-水管的能力在20h内能排出矿井24h正常涌水量。最大涌水时期两趟同时工作,全部水管的能力能在20h内排出矿井24h最大涌水量。
(5) 水泵房及水仓
水泵房:水泵房布置于一采区下部+702m标高,净断面9.7m2,掘进断面10.1m2,长度10m,水泵房底板高出巷道底板0.5m,水泵房设有2个安全出口,水泵房应在与井底车场相通的安全通道内设置易于关闭的既能防水双能防火的密闭门,另外设一条管子道(斜巷)通到主斜井相连用于安设排水管,并应高出泵房底板7m以上。
水泵房应设置起重梁,并铺设轨道与井底车场相通。
水仓:按矿井正常涌水量60m3/h,按8h正常涌水量计算为60×8=480m3,水仓净断面6.6m2,掘进断面7.1m2,水仓长度480/6.6=72.7m,设计主水仓取80m,副水仓取60m。
2、通风设备
(1) 矿井通风方式和通风方法
A、通风方式
分区式(主斜井、副斜井、进风行人井和西翼进风井进风,回风斜井回风)
B、通风方法
矿井主要通风机的通风方法采用抽出式,矿井安装对旋轴流式通风机负压通风。
回采工作面采用U型通风方式,利用全风压负压通风。
掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。
C、通风系统(初期)
初期通风系统:新鲜风流经副斜井、主斜井→运输大巷→轨道上山→区段运输石门→工作面运输顺槽→工作面→工作面回风顺槽→区段回风石门→风井→引风道(风机)→地面。
掘1(10402运输顺槽掘进头):局部通风机(安设于轨道上山)→掘进头1回风石门→掘进头1→掘进头1回风石门→风井→引风道(风机)→地面。
掘2(10402回风顺槽掘进头):局部通风机(安设于轨道上山)→掘进头2回风石门→掘进头2→掘进头2回风石门→风井→引风道(风机)→地面。
本设计各个掘进工作面以及回采工作面均为独立通风,有各自独立的进回风系统。
井下机电硐室、蓄电池电机充电硐室、绞车房为独立通风;水泵房为通过式通风(设在主井底进风流中)。
(2) 设计依据
A、矿井瓦斯等级鉴定情况
依据贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71号)“对遵义市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”、贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482号)“对遵义市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”和贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507号)“对遵义市煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”,兴安煤矿2006、2007、2008年度瓦斯等级结果均为高瓦斯矿井。
2006、2007、2008年度矿井瓦斯等级鉴定情况见表5-6。
预测在+715m标高,矿井相对瓦斯涌出量54.965m3/t,绝对瓦斯涌出量42.30m3/min;在+400m标高,矿井相对瓦斯涌出量68.897m3/t,绝对瓦斯涌出量53.02m3/min;
A、风排瓦斯量
该矿为煤与瓦斯突出矿井,设计建立地面永久性瓦斯抽放站,本矿为煤层群,采用本煤层底板穿层抽放、顺层抽放瓦斯、掘前预抽和采空区埋管抽放等措施。
根据各煤层瓦斯含量和矿井瓦斯涌出量预测,根据《防治煤与瓦斯突出的规定》,必须将煤层瓦斯含量降至8m3/t以下,瓦斯抽放率按75%考虑。
矿井按相对瓦斯涌出量17.22m3/t。
采煤工作面绝对瓦斯涌出量为5.68m3/min;
掘进工作面绝对瓦斯涌出量为0.18m3/min;
矿井在正常生产后需测定瓦斯涌出量,根据抽放后的涌出量对所选风机进行校核以满足矿井通风需要。
本设计按上表中风排瓦斯量作为风量计算依据。
①矿井必须进行瓦斯涌出量的测定,确保抽放效果,抽放后回采工作面和掘进工作面瓦斯涌出量必须小于上述设计风排瓦斯量。
②进行通风能力核定,严格执行“以风定产”的原则,严禁超能力生产。
(1) 矿井风量、阻力及等积孔
A、矿井总风量
分别按井下同时工作最多人数计算、按各用风地点的实际需风量计算(由内到外的计算方法)二个步骤的风量计算,容易、困难时期矿井总风量的最大值分别取:
容易时期,Q=3660m3/min (61m3/s);
困难时期,Q=3660m3/min (61m3/s)
在计算出的矿井需风量,减去独立回风的硐室、巷道风量和掘进风量后,各采煤工作面风量按其产量,瓦斯涌出量情况配风。
A、容易、困难时期线路确定
本设计主要通风机满足西翼一、三、四采区的通风需要。东翼二、五、六采区另选择风井。
(A) 矿井容易时期通风线路确定
容易时期的通风线路为开采一采区C4号煤层西翼工作面,通风线路为:主斜井→运输大巷→轨道上山→区段运输石门→工作面运输顺槽→工作面→工作面回风顺槽→区段回风石门→风井→引风道→风机→地面。
(B) 矿井困难时期线路确定
困难时期的通风线路为开采五采区最下部C4煤层最下一个区段西翼工作面,路线为:主斜井→运输大巷→三采区轨道下山→四采区轨道下山→区段运输石门→工作面运输顺槽→工作面→工作面回风顺槽→区段回风石门→四采区回风下山→三采区回风下山→回风斜井→引风道→风机→地面。
B、通风阻力的计算
经计算:投产时期通风总阻力hM8易=667.10Pa,通风困难时期通风总阻力hM8难=1452.31Pa。
C、等积孔计算及通风难易程度评价
容易时期:A易=2.79m2
困难时期:A难=1.90m2
从以上计算可知,根据目前使用的等级孔分级标准,本矿井在容易时期为小阻力矿井,通风困难时期为中等阻力矿井。
(1) 主要通风机选型
根据业主提供的资料,目前矿井已安装同能力的FBCDZ-6-№18A型防爆对旋轴流式风机两台,一台运行,一台备用。配套电机:YB315L1-6,电机功率2×90KW,风量范围33.9-75.3m³/s,风压范围641-2354Pa。现有风机能满足一、三采区通风需要,四采区生产时根据实测瓦斯涌出量重新校核,如不能满足要求,就及时更换。
根据以上计算,四采区生产时选择同能力的FBCDZ-6-№20A型防爆对旋轴流式风机两台,一台运行,一台备用。配套电机:YB355S-6,电机功率2×132KW,叶片安装角度52°/44°,风量范围27.3-79.7m³/s,风压范围792-2906Pa。(矿方也可选用能满足矿井通风要求,并优于此通风机的其他通风机)
(2) 局部通风机选型
选择FBD№6.0/2×15型防爆对旋式局部通风机,性能见下表
掘进通风要配备双风机、双电源,并实现自动切换,因此每个掘进头配备上述局部通风机2台(1台工作1台备用),本设计采用QBZ-4×80/660SF局部通风机自动切换开关实现主、备用风机自动切换。
本设计选择φ600抗静电、阻燃风筒。
(1) 反风方式、反风系统及设施
A、反风方式
本设计采用轴流式通风机电动机反转反风。当井下发生火灾时经矿技术负责人的同意后可进行全矿井反向通风,为防止反风时由于风压作用将安全出口风门压开并短路流出,故安全出口中的风门要采用两道连锁的双向风门。
B、反风系统
反风时由回风井进风、主斜井、副斜井、进风行人井、西翼进风井回风,反风时间的通风线路为:
(以10401工作面为例):回风井进风→区段回风石门→10401工作面回风顺槽→10401工作面→10401工作面运输顺槽→区段运输石门→轨道上山→(①(进风巷)→进风井→地面;②运输大巷→主斜井、副斜井→地面)。
C、反风设施
(1) 主要通风机控制柜具有控制电机正反转功能,反风时由控制柜开启电机反转。
(2) 井下所有风门均设置为正反向风门,不致在反风时风门被吹开引起风流短路。
D、反风系统及可靠性
矿井利用轴流式通风机反转的方法反风。在反风时,调换电动机电源的两相,可以改变通风机动轮的旋转方向,使井下风流反向。这种反风方法不需要设置反风道,比较经济。其反风量可达正常风量的65~85%,不必另设反风道,满足《煤矿安全规程》关于反风量不小于40%的规定。
根据矿井反风要求,本矿在主要进风和主要回风道之间设置了两道连锁的正向风门和两道反向风门,目的是保证矿井反风时,使风流方向与正常时期正好相反,这样不会出现风流短路现象。另外,两条引风道中采用风闸,主要通风机运行时,主要通风机引风道风闸全打开并固定好,备用通风机引风道风闸则关闭并固定好。当井下发生火灾时经矿技术负责人的同意后可进行全矿井反向通风,这样可防止反风时从另一条引风道短路流出。
1、压气设备
(1) 用气设备
(A) 风动工具
矿井风动工具型号、数量及耗风量见下表:
(1) 压气设备
根据以上计算,设计选择LGJ20/7G型风冷式螺杆空气压缩机2台,1台工作,1台备用。
该空压机额定排气量为每台20m3/min,额定排气压力为0.7Mpa(7.14kg/cm2),配套电动机型号:YB315L-6,电压380V,功率110kW。
(2) 压气管路
压风主管:φ108×4无缝钢管,铺设于主斜井、副斜井、进风行人井、西翼进风井、轨道上山、运输大巷
压风支管:φ57×3.5无缝钢管,铺设于采面顺槽、掘进头巷道以及采区避难所。
(3) 压风自救系统
压风自救系统满足下列要求:
(1) 压风自救装置安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的压缩空气管道上;
(2) 在以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置:距采掘工作面25~40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中,应根据实际情况增加设置。
(3) 每组压风自救装置应可供5~8个人使用,平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。
本矿压风自救系统设置如下(以初期为例):
①10401工作面运输和回风巷距工作面25~40m各设一组压风自救袋组,随工作面的推进及时补充设置;
②10402工作面运输和回风巷掘进头(即掘进头1和掘进头2)距工作面25~40m各设一组压风自救袋组,随着掘进工作面的推进增设。
③在掘进头1和掘进头2的进风侧(防突风门外)即轨道上山中(放炮地点)各设一组压风自救袋组。
④在矿井避灾线路上,每隔150m就要设置一组压风自救袋组。
1、瓦斯抽放设备
(1) 瓦斯抽放方法
矿井应遵循“尽早投入抽放,预抽和边采边抽互补”的原则。在煤层开采时,应对所有的回采工作面采空区、大多数的掘进工作面和回采工作面进行瓦斯抽放。选择的瓦斯抽放方法如下:
(1)煤层底板岩石专用抽放巷预抽煤层群瓦斯;
(2)回采工作面运输巷采取顺层抽放瓦斯的方法;
(3)回采面回风顺槽采空区埋管抽放采空区瓦斯;
(4)掘进工作面采用先抽后掘抽放本煤层瓦斯。
(2) 瓦斯抽放率
本矿设计建立地面永久性瓦斯抽放站,本矿采用顺层抽放本煤层瓦斯、邻近层抽放上下可采煤层和不可采煤层瓦斯、掘前预抽等措施,根据各煤层瓦斯含量预测和《防治煤与瓦斯突出规定》,必须将开采层瓦斯含量降低至8m3/t以下,因此本矿瓦斯抽放率按75%设计。
(3) 瓦斯抽放量
采煤工作面抽放瓦斯纯量22.75×75%=17.06m3/min;
掘进工作面抽放量(瓦斯纯量)为0.71×75%=0.53m3/min;
采空区瓦斯抽放量:11.230m3/min。
全矿井高负压抽放系统瓦斯抽放量为18.13m3/min。
全矿井低负压抽放系统瓦斯抽放量为11.230m3/min。
(4) 抽放设备、管路
高负压抽放系统选择2BEC-400型水环式真空泵两台(一台工作、一台备用),其工况点参数为:Q高=94m3/min,H高=58.2kPa,390rpm;耗水量9m3 /h.台;配套防爆电动机YB315M-6(110kW、380V)。(已安装并使用设备)
低负压抽放系统选择2BEC-400型水环式真空泵两台(一台工作、一台备用),其工况点参数为:Q低=104m3/min,H低=58.6kPa,440rpm;耗水量9m3 /h.台;配套防爆电动机YB315M-6(110kW、380V)。(已安装并使用设备,目前安装电机为90KW,经计算可满足一采区抽放需求,二采区投产前,必须更换110KW电机)
目前矿井安装有2BEA-303型水环式真空泵两台(一台工作、一台备用),最大抽放量43m3/min,最低吸入绝压33Kpa,电机功率75Kw,电压380V。根据前述计算,可满足一采区低负压瓦斯抽放要求,设计考虑一采区生产时使用已正常使用的2BEA-303型水环式真空泵,二采区投产前,必须更换为2BEC-400型水环式真空泵。
本矿的瓦斯泵的选择是在预测瓦斯的基础上所作的选择,今后矿井掌握瓦斯抽放基础资料经过计算后若发现瓦斯泵选择过小时,可重新对瓦斯泵另行选择以确保矿井安全生产。
2、矿井供电
(1) 供电
A、电气设备
本矿井下电气设备必须选用矿用隔爆型的电气设备,控制、通讯、信号设备选用矿用防爆型。井下电话选用本质安全型电话,并使用矿用电话电缆。照明、灯具选用矿用防爆型。掘进工作面局部通风机采用“双风机,双电源”,并能自切互换;实行“三专”(专用变压器、专用电缆、专用开关);“两闭锁”(风、电及瓦斯、电闭锁)和完善系列化设备。
B、供电电源
矿井设计采用双回路供电:
矿井双回路电源均来自遵义县西安变电站10KV线路不同母线段(专线,目前使用,LGJ-95导线,4km),为矿井主供电电源。
矿井验收前矿井必须双回路供电,并与之落实签订供电协议,保证对矿井进行可靠供电。
C、电力负荷
矿井主变电所位于主井工业场地北面,距离主斜井90m。
该矿主变电所不采用分期、分级建设,全矿共安装设备共64台,其中工作54台,设备总容量2474kw,工作容量1645.6kw。全矿有功负荷为1234.32kw,无功负荷为1201.5kvar。矿井年耗电量6171600kwh,综合电耗20.57kwh/t。
矿井地面工作容量10596.3kw,井下工作容量为586.3kw;地面设备视在负荷1205KVA,井下设备视在负荷518.3KVA。
矿井负荷统计详见表5-9。
A、电容补偿设计
本设计采用电容补偿,补偿电容为23×30。
B、矿井供配电系统
(A) 变配电所分布和供电范围
由于主井工业场地和风井工业场地距离较大,因此在两个场地分别设置变压器。风井场地电源通过架空线引自主井场地变电所。
(B) 地面高压配电室
地面高压配电室设在主斜井工业场地,两回10kv电源均引自西安变电站路(LGJ-95,4km)。
高压配电室内设10kV成套开关柜(XGN2-12/07型)共13个,其中进线柜2个、母联柜1个、电压互感器柜2个、出线柜6个、电容器柜2个。
分别为地面变电所和井下配电,共6趟出线,其中4趟供地面变电所,2趟供井下。
(C) 主斜井场地低压变配电所
地面10/0.4kV变电所供主斜井工业场地地面设备包括:主井胶带运输机、副井绞车、主井猴车、空气压缩机,地面生产系统,取水泵,修理车间,坑木房,锅炉房,监控、其它动力及照明。
两回10kV电源引自地面高压配电室不同母线,电缆型号MYJV22-8.7/10 3×70 单回长30m。
(D) 风井场地低压变配电所
风井场地10/0.4kV变电所供风井场地地面设备包括:主要通风机、高低负压瓦斯泵、风井场地其他动力及照明。
两回380kV电源引自地面主井高压变配电室不同母线,电缆型LGJ-35钢芯铝绞线,单回长1200m。
(E) 井下供电
自地面引两回下井电缆到井下变电所(通过主斜井、运输大巷),电缆型号为MYJVV22-3×70。再从井下变电所两回电缆供井下局部通风机专用,电缆型号为MY-3×25;引两回电缆供除局部通风机外的其它设备,电缆型号为MY-3×95,铺设方式为电缆挂钩铺设。
井下安装用电设备39台(件),设备总容量756kw。其中,工作设备33台(件),工作容量586.3kw,计算有功负荷为518.3kw。
在主斜井、副斜井、运输大巷、井底车场、水泵房、工作面运输等巷道内设置固定照明电器。
主要通风机、水泵、瓦斯抽放泵、空压机等为双回路供电,变压器至设备的两回路电源线路上不得分接任何负荷,以保证供电的连续性,且备用回路必须带电备用。
C、变压器选型
(A) 地面供电变压器
a、主井工业场地
主井场地选择2台容量为630kvA的S11-630/10,10/0.4型变压器主井场地地面设备;
b、风井工业场地
风井场地选择2台容量为630kvA的S11-630/10,10/0.4型变压器风井地面设备。
(B) 井下供电变压器
选择2台容量为400kvA的KBSG-400∕10,10/0.69型变压器供井下设备。
(C) 局扇变压器
选择2台100kvA的KBSG-100∕10,10/0.69变压器专供局部通风机。
D、供电线路保护措施
(A) 电器设备继电保护
A.井下电动机、控制设备,应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下配电点引出的馈电线上,应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备,应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。
B.井下配电网路均应装设过流、短路保护装置;必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔断器的熔体。
必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够起动。
C.矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。
地面变电所的高压馈电线上,必须装设有选择性的单相接地保护装置;供移动变电站的高压馈电线上,必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。
井下低压馈电线上,必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置,保证自动切断漏电的馈电线路。
每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验。
煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。每班使用前,必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。
(B) 过电压保护及短路电流
a、井上、下必须装设防雷电装置,并遵守下列规定
a.经由地面架空线路引入井下的供电线路,必须在入井处装设防雷电装置。
b.由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路,必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。
b、通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷装置
c、井下电力网的短路电流不得超过其控制用的断路器在井下使用的开断能力,并应校验电缆的热稳定性。
(C) 各级配电电压及电气设备额定电压的等级
井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级,应符合下列要求:
A.高压,不超过10000V。
B.低压,不超过1140V。本矿为地面380V,井下660V。
C.照明、信号,电话和手持电气设备的供电额定电压,不超过127V。
D.远距离控制线路的额定电压,不超过36V。
(D) 变压器中性点接地方式保护
严禁井下配电变压器中性点直接接地。
严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。
(E) 井下电器设备保护接地
(1)所有电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线)和局部接地装置,应与主接地极连接成1个总接地网;主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。主接地极应用耐腐蚀的镀锌钢板制成,其面积不得小于0.75m2、厚度不得小于5mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时,应单独形成一分区接地网,其接地电阻值不得超过2Ω。
(2)在下列地点装设局部接地极:井下配电点,装有电气设备的硐室,装有3台以上电气设备的地点。
(3)局部接地极设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成,并平放于水沟深处。设置在其他地点的局部接地极,可用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成,管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔,并垂直全部埋入底板。
(4)连接主接地极的接地母线,采用截面不小于100mm2的镀锌扁钢(厚度4mm,宽度大于25mm),电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接,电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接,采用截面不小于25mm2的铜线。
(5)电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架,铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等均设有保护接地;接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω,并且每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值,不得超过1Ω。
井下所有电气设备采用矿用隔爆型或本质安全型电气设备,并具有“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”。
(一) 井下安全避险“六大系统”
根据国家安全生产监督管理局文件(安监总煤装〔2010〕146号)“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”,矿井必须在2011年前健全完善安全监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等安全避险系统,全面提升煤矿安全保障能力。
1、监测监控设备
矿井必须建立监测监控系统,设计选择KJ90NA或具有相同功能的其他监测监控系统,并按规定配备相应的瓦斯、风速、风量、负压、开停等传感器。
(1) 监控设备
地面中心站采用KJ90NA一体化监控主机2台(1台备用),井下设置F16大型分站,在兴安煤矿安全生产监测监控系统中设置8个分站,其中井下设置6个分站;通风机房、监控主机房各设置1个分站,地面设立中心站。
本系统选用阻燃型的矿用信号电缆,中心站至地面及井下各分站之间采用MHYAV-1×4×1.0型信号电缆;分站至模拟量传感器之间采用MHJYV-1×4×7/0.52型信号电缆;分站至开关量传感器之间采用MHJYV-1×2×7/0.28型信号电缆;控制电缆采用MHJYV-1×2×7/0.28型信号电缆,长度为400m。电缆每隔100m作一黄色标志,标志电缆长度为100mm,电缆的敷设、连接方式按相关规程规范的规定执行。
2、井下人员跟踪定位系统
设计采用KJ251A井下人员定位系统用于井下人员的无线定位、跟踪和考勤。矿井实际选择系统时,业主可以根据系统的功能要求及性价比,通过招投标方式来确定。
设计在兴安煤矿安装一套KJ251A井下人员定位考勤系统,可对井下人员情况进行全面监测。
兴安煤矿配备人员标识卡350个,井下设19个人员定位分站,分别位于主斜井、副斜井、运输大巷、进风行人井、西翼进风井、泵房、轨道上山、采区变电所、掘进头2入口、区段石门、10401运输顺槽、10401回风顺槽、10402回风顺槽及掘进头1、2入口。
1、紧急避险
A、采区永久避难所
《防治煤与瓦斯突出规定》第一百零二条“有突出煤层的采区必须设置采区避难所。避难所的位置应当根据实际情况确定。”本设计采区避难所布置于采区下部车场大巷一侧内。
避难所须符合下列要求:
(1)采区避难硐室应布置在稳定的岩层中,避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区。前后20米范围内巷道应采用不燃性材料支护,且顶板完整、支护完好,符合安全出口的要求。永久避难硐室应确保在服务期间不受采动影响,临时避难硐室应在服务期间避免受采动损害。本矿采区避难硐室布置于C9煤层底板的采区下部车场,巷道采用锚喷支护,围岩稳定较好,不和受采动影响。
(2)避难硐室应采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波,又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门;第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室,密闭门之内为避险生存室。防护密闭门上设观察窗,门墙设单向排水管和单向排气管,排水管和排气管应加装手动阀门。过渡室内应设压缩空气幕和压气喷淋装置。永久避难硐室过渡室的净面积应不小于3.0米2;
(3)避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3兆帕,应有足够的气密性,密封可靠、开闭灵活。门墙周边掏槽,深度不小于0.2米,墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑,并与岩(煤)体接实,保证足够的气密性。
(4)避难硐室门内的生存室的宽度不得小于2.0米,净高不低于2.0米,每人应有不低于1.0m2的有效使用面积,设计额定避险人数不少于20人,宜不多于100人。本矿采区避难硐室净宽4.5m,净高2.8m,直墙半圆拱断面,避险人数按25人考虑,设计净断面S净=9.7m2,长度L=6m,硐室地面高于巷道底板不小于0.5米, 支护材料为阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀,顶板和墙壁的颜色宜为浅色,满足要求。
(5)生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管,排水管和排气管应加装手动阀门。
(6)接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线在接入硐室前应采取保护措施。避难硐室内宜加配无线电话或应急通讯设施。
(7).避难硐室施工前,应有专门的施工设计,报企业技术负责人批准后方可实施。
(8)避难硐室施工中应加强工程管理和过程控制,确保施工质量。避难硐室施工、安装完成后,应进行各种功能测试和联合试运行,并严格按设计要求组织验收。
(9)配备10L泡沫灭火器1台,0.5m3砂箱1个。
(10)按额定避险人数配备食品、饮用水、自救器、人体排泄物收集处理装置及急救箱、照明设施、工具箱、灭火器等辅助设施。配备的食品发热量不少于5000千焦/天·人,饮用水不少于1.5升/天·人。
(11)避难硐室内外均应配备甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、温度(T)、人员定位等传感器,并配备应急电话。
(12)避难硐室供水施救考虑“双保险”,饮用水通过防尘水管和专用饮用水管供给,接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门。
(13)供氧也考虑双保险,避难硐室在正常生产时通过扩散通风,发生灾害时通过压风自救系统通风,同时采区避难硐室也配备60台隔绝式自救器(有效防护时间应不低于45分钟)。
B、工作面临时避难所
《防治煤与瓦斯突出规定》第一百零六条“突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所或压风自救系统。应根据具体情况设置其中之一或混合设置,但掘进距离超过500m的巷道内必须设置工作面避难所。”本设计一采区开采时工作面顺槽巷道掘进长度将超过500m,必须增设工作面避难所。
(1)本矿采煤工作面顺槽避难硐室布置于煤层中,掘进头避难硐室布置于区段石门中(C9煤层底板,防突风门外)。
(2)避难硐室应采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波,又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门;第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室,密闭门之内为避险生存室。防护密闭门上设观察窗,门墙设单向排水管和单向排气管,排水管和排气管应加装手动阀门。过渡室内应设压缩空气幕和压气喷淋装置。避难硐室过渡室的净面积应不小于2.0米2。
(3)避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3兆帕,应有足够的气密性,密封可靠、开闭灵活。门墙周边掏槽,深度不小于0.2米,墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑,并与岩(煤)体接实,保证足够的气密性。
(4)避难硐室门内的生存室的宽度不得小于2.0米,净高不低于1.85米,每人应有不低于0.9m2的有效使用面积,设计额定避险人数不少于10人,宜不多于40人。本矿工作面临时避难硐室净宽3.4m,净高2.8m,直墙半圆拱断面。避险人数按17人考虑,设计净断面S净=8.5m2,长度L=6m,硐室地面高于巷道底板不小于0.5米, 支护材料锚喷支护,顶板和墙壁的颜色宜为浅色,满足要求。
(5)生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管,排水管和排气管应加装手动阀门。
(6)接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线在接入硐室前应采取保护措施。避难硐室内宜加配无线电话或应急通讯设施。
(7).避难硐室施工前,应有专门的施工设计,报企业技术负责人批准后方可实施。
(8)避难硐室施工中应加强工程管理和过程控制,确保施工质量。避难硐室施工、安装完成后,应进行各种功能测试和联合试运行,并严格按设计要求组织验收。
(9)配备10L泡沫灭火器1台,0.5m3砂箱1个。
(10)按额定避险人数配备食品、饮用水、自救器、人体排泄物收集处理装置及急救箱、照明设施、工具箱、灭火器等辅助设施。配备的食品发热量不少于5000千焦/天·人,饮用水不少于1.5升/天·人。配备的自救器应为隔绝式,有效防护时间应不低于45分钟。
(11)避难硐室内外均应配备甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、温度(T)、人员定位等传感器,并配备应急电话。
(12)避难硐室供水施救考虑“双保险”,饮用水通过防尘水管和专用饮用水管供给,接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门。
(13)供氧也考虑双保险,避难硐室在正常生产时通过扩散通风,发生灾害时通过压风自救系统通风,同时临时避难硐室也配备25台隔绝式自救器(有效防护时间应不低于45分钟)。
1、压风自救系统
A、空压机的型号及台数
设计选择LGJ20/8G型风冷式螺杆空气压缩机2台,1台工作,1台备用。
该空压机额定排气量为每台20m3/min,额定排气压力为0.7Mpa(7.14kg/cm2),配套电动机型号:YB315L-6,电压380V,功率110kW。
B、空压机设置地点
矿井必须设置有供给压缩空气设施的避灾硐室或压风自救系统,空气压缩机必须设置在地面。本设计设地面空压机站,不设井下空压机站。
(1) 管路系统规格、长度、敷设位置
A、管路敷设位置
压风主管:φ108×4无缝钢管,铺设于主斜井、副斜井、进风行人井、西翼进风井、轨道上山、运输大巷
压风支管:φ57×3.5无缝钢管,铺设于采面顺槽、掘进头巷道以及采区避难所。。
B、管路连接
在井上和进风井筒部分,除与设备、阀门或附件的连接外,宜采用焊接连接,但必须符合现行《煤矿安全规程》的有关规定。其余巷道和采区应采用管接头或法兰盘连接。
井上的非直埋管道,当直线长度超过100m时,应装设曲管式伸缩器。
(2) 压风自救系统
压风自救系统满足下列要求:
(1) 压风自救装置安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的压缩空气管道上;
(2) 在以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置:距采掘工作面25~40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中,应根据实际情况增加设置。
(3) 每组压风自救装置应可供5~8个人使用,平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。
本矿压风自救系统设置如下(以初期为例):
①10401工作面运输和回风巷距工作面25~40m各设一组压风自救袋组,随工作面的推进及时补充设置;
②10402工作面运输和回风巷掘进头(即掘进头1和掘进头2)距工作面25~40m各设一组压风自救袋组,随着掘进工作面的推进增设。
③在掘进头1和掘进头2的进风侧(防突风门外)即轨道上山中(放炮地点)各设一组压风自救袋组。
④在矿井避灾线路上,每隔150m就要设置一组压风自救袋组。
压风自救袋组见下图示意。
1、供水施救
(1) 供水水源
供水水源为副斜井灰岩渗水,流量为每天250m3/d,净化后使用,可满足矿井生产用水需要。
此外,主斜井工业场地附近的南部溪沟常年有水,经净化处理后也可作为紧急情况下供水施救水源。
(2) 取水系统
设计在副斜井中部+814m标高集水坑设生活水源泵房(标高约为+814m, 距矿井工业场地生活水净化站水平距离约900m),水源泵房内设80D30×4型多级离心式取水泵(流量23m3/h,扬程120m,电机功率30kw)2台(1台备用),铺设φ100钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管一条提升至距矿井工业场地生活水净化站和井下水处理站(地面标高:+870m)。
铺设φ100钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管一条至距矿井工业场地生活水净化站和井下水处理站(地面标高:+870.00m),经生活水净化站净化后的水输送工业场地高位水池(有效容积200m3,标高+985.00m).
供水泵选用DZ10-100型低压负荷开关控制,在水池溢水标高下方200mm处安装水位自动报警断电装置。当水池水位高于溢水标高下方200mm时,水位自动报警断电装置报警及断电,水泵停止运行。当生产水池水位低于生产水池200m3水位标高时,水位自动报警断电装置动作,水泵起动运行正常供水。
(3) 水量、水压、水质
A、水量
根据有关规定,供水施救水量按3L/h.人考虑。本矿井井下同时生产最大人数按50人设计,则供水量为1.5m3/h。本矿生活用水水源流量300m3/d,生活用水水池容积200m3,满足要求。
B、水压
设计采用静压供水。
供水水池标高+985m,井下最高用水点标高+800m,高差185m,满足静压供水要求。初期开采+715m标高以上煤炭资源,与水池最大高差170m,不必采取减压措施。
C、水质
应满足饮用水质用标准CJ94-2005的规定
(4) 管路铺设
矿井防尘系统采用静压供水,利用井下消防、防尘洒水供水管网作为灾变期间的供水施救系统管网,为井下遇险人员提供饮用水及供给营养液,为建立完善本矿供水施救系统,本矿同时由地面生活水池引一路供水管下井,作为供水施救系统的专用管路,全面提高供水施救系统能力,建立完善灾变期间为井下遇险人员提供饮用水及营养液的通道。
为确保供水可靠,在下井饮用水管和防尘水管间设置自动阀门,在井下发生灾变时,阀门自动开启,确保两趟管路均能供水。
A、管道线路
主管:①地面消防水池→主斜井、副斜井→运输大巷;②地面消防水池→行人进风井→轨道上山;③地面消防水池→回风斜井→回风石门;④地面消防水池→西进风井→进风巷→运输大巷;
支管:①自轨道上山→掘进回风石门→10402工作面运输顺槽掘进头;②自轨道上山→掘进回风石门→10402工作面运输顺槽掘进头;③自轨道上山→运输石门→10401工作面运输顺槽;④自回风斜井→回风石门→10401工作面回风顺槽。
B、管路规格
管路规格:主管为Φ89×4.5无缝钢管;支管为Φ57×3.5无缝钢管。
C、三通及阀门
井下避灾线路上每隔50m设一处DN25三通及阀门。
(5) 用水保证措施
1、根据该矿山范围内水源条件,为确保该矿山生产、消防安全供水,该矿山生活、生产供水水源取自经处理达标的矿山水,水量、水质均能满足要求,但每月需对水质进行检测一次。
2、二台供水泵必须经常保证完好,有故障及时检修好备用,保证供水量满足生产、生活和供水施救系统需要。
3、矿井供水管路应接入紧急避险设施,并设置供水阀,水量和水压应满足额定数量人员避险时的需要,接入避难硐室和救生舱前的20米供水管路要采取保护措施。
4、供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水、输送营养液提供条件。
5、面水池需采取防冻和防护措施。
6、地面供水入水口必须安装过滤装置,防止造成管路堵塞。
7、供水管路、管件和阀门型号符合设计要求,最大静水压力大于1.6MPa的管段宜采用无缝钢管,小于或等于1.6MPa的管段可采用焊接钢管;管路吊挂平直,不拐死弯,连接紧密;阀门、管件的规格宜与相关管道相匹配,但在需减压的管道上安装的阀门规格宜适当缩小。
8、井筒、井底车场、水平总运输巷道设置供水主管,进入采区巷道设置供水干管,进入采掘工作面、重要硐室或避难硐室设置供水支管。
9、供水管路必须铺设到所有采掘工作面、人员较集中地点、主要机电峒室、带式输送机巷、主要运输巷、主要行人巷道和避难峒室及避灾路线巷道等地点;且每隔不大于100m安设一个三通阀门。
10、加强供水管路巡查、维护,不得出现跑、冒、滴、漏水现象,保证阀门开关灵活。
11、井下供水管路要采取保护措施,防止灾变破坏。
2、通信联络系统
A、外部通讯
矿井对外通讯利用现有的通信线网。
矿井应建立与上级电站间的电力调度专用通信设备。
B、矿内通讯
矿井行政电话和调度电话共用一台程控调度机,设备选用DDK—1型矿用调度总机,电话站设在矿办公楼内,另设置34门直通用户(其中地面12门,井下22门),供特需用户。地面及井下用户话机均为按键话机,地面为HA01型,井下为HAK-1本安型。电话站至通风机房等工业场地通讯选用MHUVV型矿用电话电缆,其敷设方式采用钢索吊挂,分别与场区动力照明线网同杆架设,用户话机线选用MHBV-2×1电话线。电话站至井下选用HYVR-1型矿用电话电缆,用户话机线选用KUVVR软电缆,以完成矿井的内部通讯。
地面电话设置地点为办公楼、调度室、矿灯房、炸药库、通风机房、变电房、配电房、机修车间等。
井下电话设置地点是井底车场、绞车房、车场摘挂钩处、工作面、掘进面、局部通风机、配电点、避难硐室等处。
3、“六大系统”管理维护
1、煤矿应建立健全“六大系统”管理机构,配备管理人员、专业技术人员、值班人员和维护人员等。
2、煤矿应建立健全“六大系统”管理制度,明确责任。“六大系统”管理机构实行24小时值班制度,当系统发出报警、断电、馈电异常、系统故障等信息时,及时上报并处理。
3、煤矿应加强“六大系统”的日常管理,整理完善各系统图纸等基础资料。
4、煤矿应随井下生产系统的变化,及时调整和补充完善“六大系统”。
5、煤矿应建立应急演练制度,科学确定避灾路线,编制应急预案,每年开展一次“六大系统”联合应急演练。
6、六大系统”电气设备入井前,应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”和防爆、各项保护功能等安全性能。
7、煤矿应加强系统设备日常维护,定期对各系统完好情况进行检查,定期进行调试、校正,及时升级、拓展系统功能和监控范围,确保设备性能完好,系统灵敏可靠。
8、煤矿每季度至少应测试一次备用电源的放电容量或备用工作时间。备用电源不能保证设备连续工作时间达到标准时间的80%时,应及时更换。
9、“六大系统”维护人员应定时检查、测试在用设施设备及附件的完好状态,发现问题及时处理,并将检查、测试、处理结果报矿井调度中心站。
10、“六大系统”中任何子系统发生故障时均应立即维护,在恢复正常运行前必须制定安全技术措施,确保其服务范围内的作业人员安全。
一、选矿及尾矿设施
(一) 选矿方案
兴安煤矿C4煤层特征为:黑色,碎块状,半亮型煤,似金属光泽。C6煤层特征为:黑色,碎块状,半亮型煤,夹亮煤条带,外生裂隙较发育。易碎、开采后以煤块为主。C9煤层特征为:黑色,碎块状,半亮型煤,条带状构造,似金属光泽,外生裂隙较发育,易碎、开采后以煤块为主。
根据收集以往矿区已有化验测试成果资料及地质报告工作采样化验测试资料,矿区可采煤层的化学组分如表:
根据原煤分析结果,按国家技术监督局煤炭质量分级标准[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤层为低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高热值(HQ)~特高热值(SHQ)无烟煤。
选矿方案:根据矿井原煤煤质、可选性及用途分析,本方案初期暂不考虑煤炭的洗选加工,仅在地面工业场地进人工手选剔除大块矸石即可,但要采用振动筛进行块煤与粉煤的分选,以提高经济效益,产品方案为开采并销售原煤(条件允许时可考虑洗选加工后再出售)。
初期煤的工艺流程如下:
原煤→主斜井→胶带输送机→洗煤厂→满足用户需求的产品。
为了提高资源利用率,设计考虑在后期在矿区建立洗煤厂,对含硫大于3%的煤进行洗选加工,降低煤炭中硫的含量后销售。
(一) 其它有益矿产
铁矿:产于上二叠统龙潭组(P3l)煤系地层底部,矿体薄,品位低,含铝硅高,目前工业上尚不能利用。硫铁矿:产于煤层中或夹矸中的硫铁矿呈小团块状不均匀分布,其品位、厚度尚达不到工业要求。镓(Ga)、镉(Ge)等:由于含量低,目前尚不能利用。故初期暂不考虑其开采和利用。
(二) 尾矿设施及利用
矿井矸石按设计产量的10%考虑,即3.0万t/a。前期矸石通过矿车运至矿井工业场地作为平场填方,后期矸石经过窄轨铁路运至排矸场地排弃,在矸石场下部设矸石挡墙,并经过防渗透处理。
本矿需要专门修建尾矿坝,并设置矸石山。地面手选矸石通过矿车运至地面排矸场与井下矸石一起运送至矸石山。
并在矿井附近建一个矸石砖厂,这样可充分利用矿井所排出的矸石作为矸石砖厂的原料,同时应加强绿化工作,注重环境保护。
同时,煤矸石可考虑作水泥、低温烧制地板砖,生产有机复合肥料和微生物肥料等。
一、环境保护
(一) 矿山地质环境报告
1、地质灾害
中化地质矿山总局贵州地质勘查院2007年11编制完成了《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿矿区及地面工程灾害危险性评估说明书》。根据该评估报告:
兴安煤矿区煤层上覆地层厚度小于安全开采深度,地下开采引发地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害的可能性大,危险性大;对工业广场及高石坎、坳口、垭上、杨家湾、沙土、花水、邓家湾、任家店子、西安寨、山丛箐、熊家岩、李堰沟、巴巴店、黄堰、龙转、龙井等村寨住户遭受滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等矿山地质灾害危害的可能性大,危害程度大。
工业广场内各建(构)筑在施工切方高度0~4.32m,填方高度0~7.92m,引发和遭受切填方边坡滑坡、崩塌、滑塌等地质灾可能性小~大,对拟建工程、施工人员及设备的危害程度小~大;矸石堆场堆填高度大于6m,引发堆体滑坡、滑塌及雨季泥石流的可能性大,对下游的拟建工程、施工人员及设备、农田、行人的危害程度大。位于碳酸盐岩地层分布区的拟建工程,有遭受岩溶地面塌陷危害的可能。
除此之外,评估区内未发现其他地质灾害,现状地质灾害不发育。
2、矿井开采引起的地质灾害分析及监测预防措施
兴安煤矿采用地下开采,工程设施主要为巷道,地下开采可能引发和加剧以下地质灾害:
(1)由于煤层的开采,采空塌陷将影响到地表后,在煤层开采影响范围内引发地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大,在陡坡、陡崖地段还可能引发滑坡、崩塌;
(2)地面工业场地及建(构)筑物均位于开采煤层露头附近,因此工业广场必需留设保护煤柱,矿区内零星建筑要实行先搬迁后回采或留设保护煤柱的原则;
(3)矿渣堆放不当,可能引发泥石流;
(4)采掘中,井巷中产生冒落、垮塌等地质灾害的可能性大;
(5)加剧现有地裂缝、地面塌陷及古崩滑堆积体发展的可能性大。
工程建设本身及住户设施可能遭受地质灾害危险性:
(1)工业场地位于冲沟内,雨季进遭受泥石流的危险性大;
(2)分布于采矿影响范围内的集中居民分布区、零星的居民住户及矿区内之乡村公路等遭受地下开采引发的地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;
(3)地下工程在建设和生产中遭受冒落、垮塌等井下地质灾害的可能性大,对工程及作业人员造成威胁,且危险性大。
矿井开采过程中,随着煤层开采面积的增大,须建立对矿区地表的形变监测制度,对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,须采取相应的预防措施。如在地面陡峭地段、岩层松软地段预先打锚杆、锚钉或修筑挡墙加固;在地表仅发生轻微变形、产生微小裂缝地段,也应及时进行填堵等。
3、开采引起的区域地质条件影响评价
矿区面积不大,且地下开采范围有限,矿井开采对区域地质环境条件的影响是微小的,但有可能对地面、地下水环境有所影响。建议矿井在生产过程中重视对地面和地下水环境变化监测,发现问题须及时采取处理措施。
4、矿井闭坑时对地质灾害的处理措施
矿井闭坑时,业主应对其开采所引起的地质灾害应采取以下处理措施:
(1)对开采所导致地表微小裂缝,须采用粘土填堵;若裂缝较大,应使用水泥砂浆注填。
(2)因井下开采引起的地表塌陷地段,须平整、夯实,确保不影响耕种。
(3)由于开采所导致的山体崩塌、滑坡地带,应使用锚杆或修筑挡墙加固,确保附近村民正常的生产和生活不受影响。
(二) 矿山环境影响报告书、水土保持和土地复垦方案
该矿目前还未提交环境影响报告、水土保持和土地复垦方案相关资料,要求业主尽快补作有关资料。
项目在建设过程中应严格执行环境保护“三同时”制度:
1、矿井水要经过处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排放,并尽量回用于生产;工业场地废水、生活污水经处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排放。
2、煤矸石要有专门堆放场,对煤矸石堆放场须修筑挡土墙和排水沟,实行雨污分流,污水排入废水处理池进行处理。
3、重视防尘工作,地面储煤场必须采取洒水防尘措施,尽量减轻粉尘对环境的影响。
4、采取措施,做好矿区植被保护和恢复,提高矿区生活环境质量,矸石场堆到一定高度后须覆土绿化。
5、加强企业内部环境管理和监测工作,防止地质灾害的发生。
(三) 矿山环境保护措施
1、环境质量及污染物建议排放标准
(1) 设计采用的环境保护标准
⑴ 大气:《环境空气质量标准》(GB3095—1996)中二级标准;
⑵ 地表水;《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中三类标准;
⑶ 噪声:《城市区域环境噪声标准》(GB3096-1993)中一类标准;
⑷ 《保护农作物的大气污染物最高允许浓度》GB9137-88。
(2) 排放标准
⑴ 《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准;
⑵ 《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准;
⑶ 《锅炉大气污染排放标准》GWPB3-1999II时段一级;
⑷ 噪声:《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)的Ⅰ类标准;
⑸ 《建设施工场界限值》GB12523-90;
⑹《贵州省环境污染物排放标准》DB52-12-1999一级。
2、环境影响分析
(1) 环境影响及污染防治措施
① 矿井采煤、掘进打眼及爆破产生粉尘、CO、NOX等污染物;开采过程中将产生瓦斯,瓦斯为易燃易爆有害气体,对作业人员及矿井安全存在着潜在的影响、威胁。建设单位应建筑回风巷、防爆及调节风门、购置风机等通风安全设施,必须加强管理,确保这些设施正常运行。
② 雨洪和渗漏水汇入矿井,导致矿井积水或被淹没,不仅影响采煤,还可能导致矿井垮塌、地陷。应当采取以下措施防治:a.修筑排洪沟、排水沟,做到雨洪水不进入矿井;b.建筑一定容积的废水处理储存池,矿井废水,煤场、渣场淋溶水及生活污水均自流排入处理池,废水经絮凝沉淀处理达标后用于绿化、道路洒浇或农灌;c.废水处理设施需请有资质的设计单位进行设计。
③ 本矿井固体废物主要为煤矸石,含碳及硫,若堆存将占用土地、破坏局部生态环境,还可出现渣场含硫淋溶废水及矸石自燃产生高浓度的SO2污染环境,其防治措施:a.矸石综合利用,可用于制砖;b.重视渣场选址及建设,渣场应采取防洪、防渗、防垮塌的工程措施;c.渣场服役期满后应及时复土植被,恢复生态环境,防止水土流失;d.干旱季节矸石堆放场经常喷洒石灰水,避免矸石自燃;e.矸石堆放场须制定处理方案并请有资质的设计单位进行选址和设计。
④ 0.5吨的热水锅炉经治理达标排放,对环境的影响较小,在生产中加强管理,确保设施正常运行。
⑤ 加强管理及瓦斯浓度检测以及煤与瓦斯突出危险性预测,制定事故防范的应急措施,避免瓦斯燃烧爆炸、突出及中毒、矿井被水淹或垮塌等危害矿工生命及矿井安全的事故发生。
(2) 建议
①本项目的建设必须贯彻执行国务院(1998)第253号令《建设项目环境保护管理条例》有关规定,必须采取高效可靠的环保设施及措施治理污染,做到污染物达标排放,提高废物利用率。项目建设期应作到环保工程与主体“三同时”,作到精心设计、精心施工,确保环保工程质量;并设置规范化的排污口。项目投产后应当加强生产管理、环境管理,开展污染源监测,重视环保设施维护,确保环保设施正常运行,避免非正常排放;绿化厂区,美化环境,改善生态环境。
②本项目建设有良好的社会、经济效益及一定的环境效益。只要加强污染源治理,作到达标排放,对环境的影响很小。从环保的角度考虑是可行的,建议尽快实施。
3、主要污染及治理措施
⑴ 水污染源及污染物
兴安煤矿主要水污染源有:矿井井下排水、工业场地生产生活污废水及综合楼生活污水。其中主要污染物是悬浮物、BOD5、COD等。
⑵ 水污染治理措施
矿井井下排水:主要污染物为悬浮物,设计采用混凝沉淀加滤二级工艺处理。
工业场地生产、生活污废水:工业场地生活污废水主要由灯房浴室、洗衣房、食堂废水和厕所粪便污水等构成,其中主要污染物是悬浮物和有机物。污废水中灯房废水采用中和处理,食堂污水采用隔油池处理后与其余污废水一起采用XFZ-1-10G型生活污水生物处理综合装置处理。
综合楼生活污水,主要污染物是悬浮物和有机物,生活污水采用XFZ-1-10G型生活污水生物处理综合装置处理。
以上污废水经处理后,均能达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996),一级标准要求。经处理达标后的井下水部份复用于井下消防洒水,其余经场地排水沟排入附近溪沟。
⑶ 大气污染源及治理措施
① 大气环境主要的污染物
大气环境主要污染物有:工业场地一台0.5t/h锅炉燃煤排烟、煤炭储量、装、运过程中产生的粉尘、矿井抽放空的煤层气。燃烟气中主要污染物是烟尘、SO2等。
② 大气污染治理措施
对于锅炉燃煤烟气,设计采用具有脱硫效果的水膜除尘器进行处理,其除尘效率大于95%,经处理后锅炉烟气TSP和SO2出口浓度能满足《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)二类区标准要求。
对煤炭储、装、运过程产生的粉尘,主要采取洒水防尘措施。
③ 固体废弃物治理措施
主要固体废弃物是煤矸石,煤矸石主要为矿井采掘矸石,兴安煤矿建成后,预计矸石产生量为3.0万t/a,均为采掘矸石。
矿井设置矸石山。地面手选矸石通过矿车运至地面排矸场与井下矸石一起运送至矸石山。
为防止矸石堆放对环境造成污染,矸石堆放设有排水沟和防洪接墙。
矿井在基建和生产期间所出废矸除了充填工业广场和铺设道路外,可通过化验后考虑是否作为制作矸石砖或生产水泥的掺合料。
④ 噪声防治措施
A 高噪声源
矿井高噪声源主要有:矿井通风机房、机修车间、锅炉房、坑木加工房井下采掘设备等。等,它们产生的噪声声压级一般70~95dB(A)。
B 噪声防治措施
设计在设备选型进,首先选择高效低噪设备;对于通风机、锅炉房引风机等产生的空气动力噪声,采取在风机进出气管上安装消声器的措施进行降噪;对于井下采掘设备、坑木加工场等不易消声、隔声的场所,采取工作人员佩带耳塞等个体防护措施,以保证人体健康。对于在其它不易采取消声、隔声措施的高噪场源附近工作的人员,则采取个体防护措施。
⑤ 地表沉陷治理措施
由于地下煤层的开采,使得采空区上方的地表有不同程度的移动和变形。其影响范围将略大于采空区范围。而当开采深度越大时,对地表的影响将越小。本矿井地处山区,地形高差较大,采空区引起的地表塌陷,可能会引起地形陡峭的地方发生崩塌、滑坡。因此设计中要对地表沉陷影响的重要建筑设施留有保安煤柱,对于地表沉陷形成的塌陷坑,要尽量整平,回填造地,易产生滑坡的地方应提前修筑挡土墙,打抗滑桩或削坡减载等,另外,平时应经常有巡视人员,发现问题及时处理。
该矿地处山区单坡荒山地带,山上生长多以杂草为主,无大片灌木丛林,只有极少部分旱地。无特殊自然景观及人文景观。因此,采取以上措施后,因煤层开采而引起的地表塌陷不会给周围环境造成大的影响。
4、工业场地绿化
(1)工业场地绿化
① 厂区绿化
厂区是工业场地的重点绿化区段之一,其绿化布置与场前区总平面布置紧密结合,种植树种以树形美观、装饰性强、观赏价值高的乔木和灌木为主,适当配置花坛、绿篱等。
② 生产区绿化
生产区多为散发粉尘、噪声及有害气体的区段,以种植具有抗性和防护性的树种为主。
③ 行政办公区绿化以美化环境、改善小气候为主,宜选择树形整齐、美观、枝叶繁茂的树种,适当配置乔、灌木及花卉。
(2)绿化系数
根据《煤炭工业环境保护设计规范》,结合本矿井工业场地总平面布置,设计确定工业场地绿化系数为15%。
5、矸石处理与综合利用
矿井矸石按设计产量的10%考虑,即3万t/a。前期矸石通过矿车运至矿井工业场地作为平场填方,后期矸石经过窄轨铁路运至排矸场地排弃,在矸石场下部设矸石挡墙,并经过防渗透处理。
根据《煤矿安全规程》规定,矸石场距离进风井口距离不小于80m的地方,本设计矸石场容积5000m3,矸石场服务年限为矿井服务年限,今后考虑矸石综合利用能满足要求。
为防矸石堆可燃物的自燃,应定期向矸石堆喷洒石灰水溶液。为防止矸石场因刮风而扬起粉尘,应经常向矸石堆洒水。同时对矸石可进行综合利用,如制作矸石砖或待条件成熟,就考虑矸石的综合利用,如可在矿井附近建一个矸石砖厂,充分利用矿井所排出的矸石作为矸石砖厂的原料或作为生产水泥的掺合料。同时应加强绿化工作,注重环境保护。
6、煤层气抽采和开发利用
本矿井煤层瓦斯含量较高,煤层层数较多,瓦斯资源丰富;加之矿井生产规模达30万t/a,设计考虑对瓦斯进行利用,以提高企业效益。
该矿抽采的瓦斯量较小,矿区居民居住较分散,距市、县距离较远,不具备化工和民用的条件;瓦斯发电目前瓦斯发电技术已成熟,具有容易实施、投资见效快等特点。经分析比较,该矿采用瓦斯利用为利用矿井抽采的瓦斯发电。
根据矿井的抽采规模,考虑到瓦斯抽采流量和浓度的不稳定性等因素,设计安装500GF1-3RW型发电机组3台,分两期实施,前期2台,后期1台。
7、塌陷区治理
由于地下煤层的开采,使得采空区上方的地表有不同程度的移动和变形。其影响范围将略大于采空区范围。而当开采深度越大时,对地表的影响将越小。本矿井地处山区,地形高差较大,采空区引起的地表塌陷,可能会引起地形陡峭的地方发生崩塌、滑坡。因此设计中要对地表沉陷影响的重要建筑设施留有保安煤柱,对于地表沉陷形成的塌陷坑,要尽量整平,回填造地,易产生滑坡的地方应提前修筑挡土墙,打抗滑桩或削坡减载等,另外,平时应经常有巡视人员,发现问题及时处理。
矿井须建立对矿区地表的形变监测制度,对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡等地质灾害应采取相应的预防措施。如在地面陡峭地段、岩层松软地段预先进行锚杆、锚钉或修筑挡墙加固;在地表仅发生轻微变形、产生微小裂缝地段,也应及时进行填堵等。
8、污水处理
(1) 井下水处理
井下水中主要污染物为SS。设计采用混凝沉淀、消毒处理工艺,处理工艺流程见图7-1。矿井井下正常涌水量均为60m3/h,本设计处理能力暂定为120m3/h,矿井生产过程中必须进行涌水量的测定,处理能力必须满足其最大涌水量的要求,处理后的井下水能达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准要求。
处理达标后的矿井水部分复用于井下和地面消防洒水,其余经场地排水沟排出场外,作为农田灌溉用水。
处理达标后的水用水泵泵至消防水池复用,多余部分外排。
1、消烟、除尘和消音措施
(1) 锅炉烟尘
设计在工业场地设置设计在工业场地设置锅炉一台,锅炉燃煤烟尘采用旋风除式除尘器除尘。
(2) 贮煤场防尘措施
地面贮煤场设在主斜井口南东面约80m处。由于当地平均风速较低,雨量充沛,平均相对湿度较大,因此贮煤场扬尘一般情况对周围环境影响不大,只在干燥少雨季节需要洒水除尘,本方案在地面储煤场周围设置有洒水除尘水龙头。
(3) 消音措施
矿井工业场地噪音源主要是锅炉房、机修车间及坑木加工房、锅炉房的噪声,均符合《工业企业噪声卫生标准》不超过85dB(A)之规定。主要通风机房内噪声来自风机,设计选用高效低噪声风机,其噪声低于38dB(A),符合《工业企业噪声卫生标准》不超过85dB(A)之规定。
2、重大改迁、保护工程
矿区范围内无需改迁的重要建筑,但对其地表的零星居民建筑建议实行搬迁,对水塘要求留设足够的保护煤柱。
(一) 水土保持
1.水土流失
1)工程建设对水土的破坏
水土流失是矿井目前和开发后均应重点防治的对象,本矿井开发建设产生的水土流失,主要来自地表形态的变化和植被破坏以及矸石堆弃水土的破坏 。
2.水土保护措施
对矿井开发建设产生的水土流失,拟采取以下治理措施:
1)及时治理塌陷区
在煤层开采过程中或受采动影响稳定后,对于地表产生的裂缝应及时平整填实,恢复耕地或植被;对滑坡、危岩崩塌造成的土地、植被破坏,应及时组织人员进行清理,恢复或更新植被,防止水土流失。
2)防止矸石堆放场水土流失
首先,在矸石堆放场设置排水沟及防流失挡墙;在排矸过程中,逐步在矸石堆场周围营造10~16m宽的防护林带;排矸期满后进行林草复垦。
3)加强绿化,扩大绿化面积,增加植被覆盖率,以减少水土流失。
采取以上措施后,矿井开发引起的水土流失可得到有效控制,但矿井建设引起的水土流失量和范围都是很有限的,区域水土流失状况仍主要取决于现状,因此区域水土保护主要还是应从治理区域水土流失现状入手。
3.项目在建设过程中要严格执行环境保护“三同时”制度,且要达到以下要求:
1)矿井水要经过处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排放,并尽量回用于生产;工业场地废水、生活污水经处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排放。
2)煤矸石要有专门堆放场,对煤矸石堆放场须修筑挡土墙和排水沟,实行雨污分流,污水排入废水处理池进行处理。
3)重视防尘工作,地面储煤场必须采取洒水防尘措施,尽量减轻粉尘对环境的影响。
4)采取措施,做好矿区植被保护和恢复,提高矿区生活环境质量。
5)加强企业内部环境管理和监测工作,防止地质灾害的发生。
(二) 矿山闭坑
矿井开采结束后,对井口进行封闭,对开采造成坑洼地带进行充填,对不用的工业、生活设施拆除,对工业场地进行种树绿化。
(三) 地质灾害防治
1.地质灾害危险性综合分区评估
1)矿区
根据煤矿层的产出情况和开采方案设计,整个矿区范围内,原有采空区以外为可采区域,因此本次评估将可采区域及其开采活动可能影响和危害的范围划分为地质灾害危险性大区;矿区其他区域划分为地质灾害危险性小区。
在地质灾害危险性大区内,充分采动引发滑坡、崩塌、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性和危险性大,危害程度大,其上的村寨住户等遭受采矿活动引发的滑坡、崩塌、地面塌陷、地裂缝等地质灾害危害的可能性和危险性大;而地质灾害危险性小区遭受采矿活动引发的地质灾害危害的可能性和危险性小。
2)地面工业场地
工业广场位于矿区南东部边界附近。工程建设切填方引发和遭受地质灾害的可能性小—大,位于矿区煤层开采影响范围内,遭受矿区山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等矿山地质灾害危害的可能性大,因此,整个工业广场全部划为地质灾害危险性大区(Ⅰ区)。
3)矸石堆场
矸石堆场选择在工业场地内部,前期矸石通过矿车运至矿井工业场地作为平场填方,后期矸石经过窄轨铁路运至排矸场地排弃,在矸石堆场下部设拦渣坝,并经过防渗透处理,矸石场周边设截排水沟,引发地质灾害的可能性大,危害程度大,将其划为危险性大区。
2.矿山建设适宜性分区评估
1)矿区
区内的村寨等设施遭受地质灾害危害的可能性、危害程度和危险性大,对其要进行搬迁或采取安全可靠措施。矿区开采影响范围以外的地段为地质灾害危险性小区,适宜建设。
2)地面工业广场及矸石场地
工业场地及矸石堆场位于煤层露头线以南,部份永久性边坡挖方施工可达5m,受采矿活动影响,遭受采空区地表移动和变形引发地质灾害的可能性、危害程度和危险性大,必须按规定留设煤柱。对于地面施工平场的地质灾害危险性大区,建设适宜性差,必须针对可能引发和遭受的地质灾害,采取可靠的防治措施方适宜建设;对于地质灾害危险性中区基本适宜建设,但仍应对可能引发的地质灾害采取可靠的防治措施;地质灾害危险性小区适宜建设。
3.地质灾害预防措施
1)按照《煤矿安全规程》的相关要求,对地表水体、村寨、道路等采取防护措施。
2)为指导矿区的地质灾害防治,应查明矿层深部展布,正确划定禁采区及校正对沉降盆地边界等认识;由于采矿活动持续的时间较长,考虑到村寨范围和规模会发生变化等因素,建议在划定禁采区时准确测量地面村寨并严格按照“规程”操作。
3)为了避免引发地质灾害,充分利用有限资源,建议局部采取充填法采矿。
4)应及时建立地表移动、变形观测系统,对采煤生产引发的地表移动和变形进行长期观测,利用观测成果分析预测采煤生产引发地质灾害的可能性和危害性,及时采取可靠的防范措施。
5)成立地质灾害防治小组,矿山生产期间加强对矿区地质灾害的监测,编制防灾预案,完善宣传、警示标志,认真做好预测、预报、预警工作,努力做到防患于未然,确保人民群众生命财产安全,达到防灾减灾的目的。
6) 建设内容进行调整和补充时进行相应的危险性评估并做好地质灾害的防治工作。
提供矿方提供的相关情况,《环评报告》、《水土保持方案》、《土地复垦方案》和《矿山环境保护和综合治理方案》正在编制中。
一、矿山安全
(一) 矿井灾害简述
1、矿井瓦斯
依据贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71号)“对遵义市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”、贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482号)“对遵义市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”和贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507号)“对遵义市煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”,兴安煤矿2006、2007、2008年度瓦斯等级结果均为高瓦斯矿井。
2006、2007、2008年度矿井瓦斯等级鉴定情况见表8-1。
根据各年度矿井瓦斯等级鉴定情况,最大瓦斯相对涌出量为西安煤矿2006年鉴定结果29.08m3/t。
根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018-2006)预测+715m标高,矿井相对瓦斯涌出量54.965m3/t,绝对瓦斯涌出量42.30m3/min;在+400m标高,矿井相对瓦斯涌出量68.897m3/t,绝对瓦斯涌出量53.02m3/min。
矿井应在建设期间进行煤层瓦斯含量测定,投产后间必须加强瓦斯含量、瓦斯涌出量的测定,定期进行瓦斯等级鉴定工作,并依据瓦斯测定情况,校核矿井通风系统与生产系统等相关系统能力。
1、煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验2005年8月出具的遵义县泮水镇兴安煤矿C4、C6、C9煤层煤尘爆炸性鉴定报告:C4、C6、C9煤层均无爆炸危险性。
2、煤的自燃倾向性
根据贵州省煤田地质局实验室2005年8月出具的遵义县泮水镇兴安煤矿煤矿C4、C6、C9煤层煤炭自燃倾向性鉴定报告:C4、C6、C9煤层自燃倾向等级为Ⅲ类(不易自燃煤层)。
3、煤与瓦斯突出
兴安煤矿无煤与瓦斯突出危险性鉴定资料,根据贵州省安全生产监督管理局、煤矿安全监察局、煤炭局文件(黔安监管办字[2007]345号),本矿按煤与瓦斯突出矿井设计。
4、地 温
区内地温正常。
5、顶、底板条件
A、C4煤层
顶板为粉砂岩,底板为粉砂质泥岩。顶板厚4.35~5.27米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板。底板厚为3.3~5.7米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板。采煤时应采取相应防护措施。
B、C6煤层
顶板为灰色页岩,底板为灰色页岩。顶板需进行支护方能采煤,直接顶板常为黑色、深灰色炭质页岩、钙质页岩、厚0~1米,此层极不稳定,因此,在开采时应严加管理,底板为灰色页岩、厚2.00~4.55米,稳定性较差,应采取相应防护措施。
C、C9
C9顶板为泥质粉砂岩,厚4.30~5.27米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板,底板为粉砂岩、细砂岩夹页岩,厚6.35~8.05米,易风化崩解,为不稳定底板。采煤时应采取相应防护措施。
根据本区和邻区资料,其工程地质条件中等类型.
6、水文地质条件
本矿区最低侵蚀基准面为+875米,将来煤矿的开采活动基本都位于最低侵蚀基准面以下。本井田为单面山地貌,并冲沟发育,地表排泄不畅;加上本区小冲沟发育,冲沟水、大气降水、坡积物水多沿基岩裂隙面和断层面渗入矿井,裂隙发育地段和靠近沟谷地段,含煤地层及其上覆、下伏地层含风化裂隙水,深部含水微弱,风化裂隙水以渗流为主,水力联系较差,茅口组岩溶裂隙、管道水富水性强。本井田水文地质条件属第二类第二型,即以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床,水文地质条件中等。
煤系地层底板为茅口灰岩,业主应请有资质的单位进行水文地质调查,提交专门水文地质调查报告,查明茅口灰岩含水情况及与C9煤层的水力联系,实际测试水压和底板承压强度。
必须进行专项安全评价或技术论证,并根据结果采取相应的疏水降压措施.在未经水文地质调查和技术论证前,采面暂不宜回采。
疏水降压措施由有资质单位根据本矿实际专门设计。
(一) 矿井通风
1、通风设施
为保证各采、掘工作面和井下硐室的风量,并使风流按规定方向流动,在风流线路中设置有风门等通风构筑物。为了防止爆炸性气体爆炸时冲击主要通风机,在回风井口设有防爆门。另外,矿井主要通风机选用轴流式风机,矿井需要反风时只需将电机电源线换相即可实现风机反转,井下发生火灾时可实现井下风流反向。
2. 防止漏风措施
风门等通风构筑物应设在围岩坚固、地压稳定地段,并加强管理,经常检查、维修。
3. 降低风阻措施
⑴ 砌碹巷道应尽可能光滑,力求使巷道光滑平整,以降低风阻。
⑵ 在容易产生局部阻力地点,应尽量减少局部阻力系数。巷道连接边缘应作成斜线或圆弧形,巷道转弯处应尽量避免直角转弯或小于90°转弯,并将转弯处内、外侧按斜线或圆弧形施工,必要时设置导风板。
⑶ 在日常通风管理中,应避免在主要巷道停放矿车、堆杂物,巷道应随时修复,保证完整,并有足够的有效通风断面,以利风流畅通。
(二) 矿山灾害预防的一般措施
1.煤矿的管理者要认真执行“安全第一,预防为主”的安全生产方针,认真组织煤矿职工学习煤矿安全规程,技术操作规程和作业规程和矿井一年一度的灾害预防计划,树立安全第一的思想,严禁违章指挥、违章作业和违反劳动纪律的现象出现。
2.完善安全生产责任制,建立健全各种安全管理规章制度,按规定编制《矿井灾害预防及处理计划》和采掘作业规程,建立健全安全生产管理机构。
3.在掘进工作面、回采工作面、上隅角、回风顺槽及其他容易产生瓦斯积聚的地方,应设置瓦斯自动检测报警装置,应安装矿井安全监测监控系统。
4.井下必须采用防爆型电气设备,必须采用矿用阻燃型电缆,供电系统必须有可靠的三大保护。
5.严禁在井下私自拆卸矿灯或其他电器,严禁任何人携带烟火和点火物品下井,严禁在井下吸烟和玩火,严禁在井下采区从事电氧焊和喷灯切割。
6.定时检查钢丝绳断丝情况,发现问题及时更换。主提升巷道要安装防跑车装置和跑车防护装置,严防跑车伤人事故发生。
7.在运煤巷道等易产生煤尘的地方,安装喷雾除尘水管,定时喷雾除尘,巷道必须保持足够的断面,并定期进行测尘,防止煤尘飞扬。
8.合理安排采掘工作面,完善矿井通风设施,严防密闭等通风设施漏风,杜绝采区和老巷长期处于微风状态,从而防止煤层的自燃发火。
9.保护好民房、高压线杆、公路,在上述地方采煤时,必须先搬迁或留足保护煤柱,防止因开采导致的地质灾害发生。按照本矿地质灾害评估附图中圈定的禁采区范围外推50m并以60°塌陷角计算保护煤柱。严禁随意开采保护煤柱。
10.严格执行放炮管理制度和煤矿放炮员操作规程,严禁违章放炮。
11.采掘过程中,要对煤层是否有煤与瓦斯突出危险进行预测,要编制专门预测措施。巷道贯通必须编制可靠的安全措施。特别要注意瓦斯涌出量的变化,严防瓦斯事故发生。
12. 在掘进和回采过程中,必须坚持“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,同时应坚持“有疑必停”,防止突水,并配备相应的探水钻,特别在接近老空区和老巷区域附近时,必须随时注意工作面透水征兆,防止采空区及老窑透水事故发生。
13.本矿设计年产30万吨,设立矿山救护队,配备必要的仪器设备。要依托地方政府组建的矿山救护队,以便矿山发生险情时,救护队能及时赶赴现场,进行有效的救护工作,使险情事态得到有效的遏制,将伤害降低到最小限度。
14.加强职工抢救和自救知识的教育培训工作,让职工正确了解和掌握各类灾害事故发生的征兆、发生规律和抢救、自救知识,一旦发生事故,能有效地进行抢救和自救,防止事故范围扩大。
15.按照《煤矿安全规程》的规定和完善安全管理和监督机构,并按规定配备相应的安全监督管理人员和安全监测人员,对矿井安全进行全方位、全过程的管理。
16.应安装矿井安全监控系统,对矿井各种安全隐患,进行全方位、全过程的监控。
17.地面建筑要避开容易滑坡和受泥石流威胁的地方。
(三) 矿井瓦斯、煤尘事故的防治措施
1、瓦斯防治一般措施
(1).加强矿井通风管理
A加强矿井通风管理,保证主要通风机正常运转。停电、停风时,立即打开风门,并报告值班负责人,通知井下切断电源,井下人员撤到大巷,了解停电原因和时间后,再决定人员是否撤出地面,杜绝无风、微风作业。
B加强各种通风设施管理,保证完好的通风系统,教育广大工人爱护各种通风设施,养成随手关风门的习惯,确保矿井正常通风,防止风流短路而发生瓦斯超限。
C坚持定期测风制度,每旬全面测风一次。随时掌握矿井各点的通风情况,消灭老塘风、扩散风及不合理的串联风,合理调配各作业点的风量,保证各作业点正常通风。
(2).加强局部通风管理,防止瓦斯积聚,明确局部通风机由该作业点瓦检员负责管理,任何人不得随意停、开局部通风机,局部通风机安设位置和风筒口到工作面距离符合《煤矿安全规程》的要求。
(3).采掘工作面要严格执行“一炮三检”制度以及“瓦斯巡回检查”制度,各工作点的检查每班不少于三次,无人工作地点的检查每班不少于一次,消灭瓦斯积聚和超限作业,排放瓦斯时必须有专门措施,并严格按措施排放,严禁空班漏检和违章排放瓦斯。
(4).加强矿井供电系统检修和管理工作,保证矿井内部供电和备用电源完好,确保矿井正常供电,一旦矿井外部主电源停电时,矿井备用电源能确保矿井一级负荷的供电,消灭无计划停风、停电而引起的瓦斯超限现象。
(5).矿井井下作业人员必须服从瓦检员和安全员的指挥,一旦作业点瓦斯浓度超过0.8%时,必须停止打眼、放炮作业,超过1.5%时,切断电源,撤出人员,严禁瓦斯超限后冒险作业。
(6).消灭引爆火源,杜绝以下原因而引起的瓦斯、煤尘事故发生。
A加强放炮管理,放炮工须持证上岗,严禁违章放炮,禁止放糊炮、空心炮、明火放炮,不准用矿灯或井下电源等代替放炮器放炮,放炮距离要按规程执行。严禁使用非煤矿许用和变质失效的火工品在井下放炮,严禁非放炮员从事放炮工作,严防矿井井下发生放炮火焰和电火花而引起的瓦斯、煤尘事故。
B加强井下电气设备、设施管理,井下所用电气设备、设施必须是矿用防爆型,电缆必须为煤矿专用阻燃电缆,非煤矿专用防爆阻燃和失爆的设施、设备严禁入井,井下电气设备、设施的搬迁、维修工作必须在停电状态下,由专职电工按技术规程进行操作,严禁其他任何人员擅自维修和打开电气设备。坚决消灭井下电气失爆现象,杜绝电火花引燃瓦斯、煤尘事故。
C加强矿井机电设备、设施检修和维护,保证井下电气设备经常处于完好状态,消灭电气失爆。
D加强非生产性火源管理,严格入井检身制度,杜绝烟火下井,严禁在井下吸烟、打火、从事电氧焊和喷灯焊接工作,如需在井下从事电氧焊和喷灯焊接工作时,必须制定安全技术措施,报县级以上主管部门批准,方可按措施实施。
E加强防雷电管理工作,矿井入井轨道、管件在井口入井段必须用绝缘的管件、轨道夹板进行连接,防止雷电通过入井管件、轨道而传入井下引发瓦斯、煤尘事故。
(7).坚持定期扫尘,消灭粉尘堆积和飞扬。在煤炭转载点安设防尘管路和喷头,进行洒水防尘工作。
(8).井下巷道必须保持有效断面,井下巷道的材料、杂物必须清理堆放整齐,不用的必须清理运出,避免巷道内风速过大而引起煤尘飞扬。
(9).必须按设计配备化学氧自救器、瓦斯检定器、便携瓦斯报警器等,要按要求配备专职安全检测人员,保证通风管理和瓦斯监测管理正常进行。应根据井下瓦斯涌出量变化情况及时高速风量,防止瓦斯事故发生。
(10).采掘工人配备防尘口罩和压风呼吸器进行个体防尘。
(11).本矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理,必须严格参照煤与瓦斯突出矿井的“一通三防”管理标准来进行矿井的“一通三防”工作,严禁麻痹松懈的思想存在。
(12).建立矿井安全监测监控系统和瓦斯抽放系统,并保证正常工作。
(13).巷道贯通,岩巷揭煤,采面初采和收尾等必须编制专门的安全措施。
(14).巷道贯通:巷道贯通要编制专门安全措施,两巷道贯通60米前,停止一个工作面作业,做好调整通风系统的准备工作。贯通时,由专人在现场统一指挥,停掘的工作面保持正常通风,设置栅栏及警标,经常检查风筒的完好状况和工作面及其回风流中的瓦斯浓度,瓦斯浓度超限时,立即处理。掘进的工作面每次爆破前,派专人和瓦斯检查工共同到停掘的工作面检查工作面及其回风流中的瓦斯浓度,瓦斯浓度超限时,先停止掘进工作面的工作,然后处理瓦斯,只有2个工作面及其回风流中的瓦斯浓度都在0.8%以下时,掘进的工作面方可爆破。每次爆破前,2个工作面入口派专人警戒。贯通后,停止采区内的一切工作,立即调整通风系统,待风流稳定后,方可恢复工作。
(15).因停电和检修主要通风机而停止运转或通风系统遭到破坏以后恢复通风、排除瓦斯和送电时都必须制订专门的安全技术措施。恢复正常通风后,所有受到停风影响的地点,都必须经过通风、瓦斯检查人员检查,证实无危险后,方可恢复工作。所有安装电动机及其开关的地点附近20m的巷道内,都必须检查瓦斯,只有瓦斯浓度符合规程规定时,方可启动。
(16).由岩巷揭穿煤层前必须制订揭煤的安全技术措施。在岩巷掘进的过程中,地质技术人员根据岩性判断离煤层的距离,并提前打地质探眼准确确定前方煤层的距离及产状, 并对瓦斯涌出进行测压,分析瓦斯赋存基本参数,以确定是否有突出危险。然后编制揭煤设计。若有突出危险,必须按揭开突出煤层的要求编制安全措施,按揭煤设计原则揭穿煤层。
2、瓦斯抽放措施
本矿按有煤与瓦斯突出危险性矿井设计,矿井应有瓦斯抽放措施。必须采取瓦斯抽放措施,建立瓦斯抽放系统。
(1) 抽放方法
本矿采用开采层抽放。
1)瓦斯抽放站位置选择及管路敷设
① 瓦斯抽放站位置选择
选择瓦斯抽放站位置,首先必须要符合《煤矿安全规程》第一百四十六条“地面泵房必须建在距风井口和主要建筑物不得小于50m之处,且用栅栏或围墙保护。”之规定,同时又要考虑到供电、供水、管理以及今后民用的方便,为此,瓦斯抽放站选在地面回风斜井南面90m处。
② 瓦斯管路敷设
瓦斯管路在安设之前必须对管路的内外进行防腐处理。管路从回风斜井进入井下各抽放地点,抽放管路要求垫高或吊高,离地不低于300mm,并在低凹处安设放水器,管路安设要求严密不漏气,防挤压和碰撞损坏管路。
2)抽放方法
根据该矿的实际情况,通过瓦斯来源考察分析,采用底板抽放巷穿层预抽、先抽后掘、采面运输顺机槽顺层抽放,回风顺槽采空区埋管抽放采空区瓦斯三种方法较为合理。
①板抽放巷穿层预抽
在C9煤层底板布置抽放巷,穿层预抽煤层群瓦斯。
②先抽后掘
此种抽放方法主要是解决掘进时工作面的防突和放炮后瓦斯问题。
③采面上偶角埋管抽放
此种方法是预埋管路于采煤工作面的上偶角对采空区的瓦斯进行抽放。解决采煤工作面上偶角的瓦斯集聚问题,主管道每隔30米留三通抽放孔。
④本煤层预抽
本矿瓦斯涌出主要来源于本煤层的解析瓦斯,采用本煤层顺层钻孔预抽。
3)其它瓦斯防治措施
本设计除建立完善的通风系统和可靠的瓦斯抽放系统外,还可考虑采取如下措施综合防治瓦斯:
(1)建立先进的安全生产监控系统,对矿井瓦斯、风速等进行连续自动监测,及时、准确地掌握和了解井下通风、瓦斯等情况。
(2)配备个体巡回检测设备等安全仪表,通过巡回检测,随时了解井下瓦斯隐患情况,防患于然。
(3)在生产过程中,严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定,加强通风瓦斯检查、管理工作。并加强矿井瓦斯地质等基础工作,为矿井通风瓦斯科学管理提供可靠有依据。
3、矿井通风应可靠,防止瓦斯超限和可能出现的瓦斯积聚。要严格按《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》对人员下井、机电设备、照明用具进行管理。打开密闭或接近老窑采空区时,要按照事先制定并经批准的安全技术措施操作,以排除积聚的瓦斯。安全管理方面要随时掌握瓦斯涌出量的变化,及时处理存在的瓦斯隐患。
4、通风系统必须按设计进行配置,以保证充足的风量。此外,必须按设计配备化学氧自救器,瓦斯检定器,便携式瓦斯检测报警器等。要按要求配备专职安全检测人员,保证通风管理和瓦斯监测管理。应根据井下瓦斯涌出量变化情况及时调整风量,防止瓦斯事故发生。
5、该矿必须安装矿井安全监测监控系统,安设瓦斯传感器、设备开停传感器、风门开闭传感器、风速传感器、水位传感器、负压传感器等,对矿井瓦斯进行实时监测监控制,发现问题及时处理。
6)抽放瓦斯的综合利用及评价
按照黔府办发【2008】85号文,“从2008年起,凡批准的设计生产能力在30万t/a及以上规模的高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,其综合利用要与安全设施(安全专篇)同时设计,同时施工、同时验收及使用,竣工验收时,必须实现瓦斯利用,建议矿井尽快完成此项工作,达到三同时”。
根据邻近矿区瓦斯利用情况及经验,本次设计的瓦斯利用方向为利用瓦斯发电。在风井场地内布置瓦斯发电站及升压室。由瓦斯抽采泵站敷设架空管路至瓦斯发电站。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》,本次设计瓦斯利用率取60%。
瓦斯储量及可抽量计算结果汇总表
根据本矿设计方案,矿井服务年限为11.2年,因此抽放年限为11.2年,年抽放量929.5×104m3/a。
根据矿井的抽采规模,考虑到瓦斯抽采流量和浓度的不稳定性等因素,设计安装500GF1-3RW型发电机组3台,分两期实施,前期2台,后期1台。
1、石门和其它岩石巷道揭穿突出煤层时防止煤与瓦斯突出的措施
在生产过程中,井筒及石门揭煤时必须按《煤与瓦斯突出防治规定》,根据实际情况编制专门的措施。
1)石门揭穿突出煤层时防止煤与瓦斯突出的措施
(1)探明石门或煤层巷道工作面和煤层的相对位置。
(2)在揭煤地点测定煤层的瓦斯压力或预测石门工作面突出危险性。
(3)预测有突出危险时,采取防止突出措施。
(4)实施防突措施效果检验。
(5)用远距离放炮揭开突出煤层。
(6)在巷道与煤层连接处加强支护。
(7)穿透煤层进入顶(底)板岩石。
2)在地质构造破坏带应尽量不布置石门,如果条件许可,石门应布置在被保护地区或先掘出石门揭煤地点的煤层巷道,然后在与石门贯通。石门与突出煤层中已掘出的巷道贯通时,该巷道应超过石门贯通位置5m以上,并保持正常供风。
3)石门揭穿突出煤层,必须按下列要求编制设计,并报上级主管部门批准。
(1)突出预测方法及预测钻孔布置,控制突出煤层层位和测定煤层瓦斯压力的布置。
(2)建立安全可靠的独立通风系统,并加强控制通风风流设施的措施。
(3)揭穿突出煤层的防止煤与瓦斯突出的措施。
4)石门揭穿突出煤层前,必须遵守下列规定:
(1)石门揭穿突出煤层前,必须打钻控制煤层层位,测量煤层瓦斯压力或预测石门工作面的突出危险性。后再次工作与控制煤层层位的前探钻孔共用。
(2)在石门工作面掘至距煤层10m(垂距之前,至少打两个穿透煤层全厚且进入顶(底)不小于0.5 m的前探钻孔,并祥细记录岩芯资料。地质构造复杂、岩石破碎的区域,石门工作面掘至距煤层20m(垂距)之前,必须在石门断面四周轮廓线外5m范围煤层内布置一定数量的前探钻孔,以保证能确切地掌握煤层厚度、倾角的变化、地质构造或瓦斯情况等。
(3)在石门工作面距煤层5m(垂距)以外,至少打2个穿透煤层全厚的测压(预测)钻孔,测定煤层瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度指标与坚固性系数或钻屑瓦斯解吸指标等。为准确得到煤层原始瓦斯压力值,测压钻孔应布置在比较完整的地方,测压孔与前探孔不能共用时,两者见煤点之间的间距不得小于5m。
(4)为了防止误穿煤层,在石门工作面距煤层垂距5m时,应在石门工作面顶(底)部两侧补打3个小直径(42mm)超前钻孔,其超前距不得小于2m。当石门距突出煤层垂距不足5m且大于2m时,为了防止误穿突出煤层,必须及时采取探测措施,确定突出煤层层位,保证岩柱厚度不小于2m(垂距)。
5)石门揭穿突出煤层前,当预测为突出危险工作面时,必须采取防治突出措施,经效果检验有效后可用远距离放炮揭穿煤层,若检验无效,应采取补充措施,经措施效果检验后,用远距离放炮揭穿煤层。当预测为无突出危险时,可不采取防治突出措施,但必须采用远距离放炮揭穿煤层。
6)石门防突措施可根据本矿井实际情况采用抽放瓦斯、水力冲孔、排钻孔、金属骨架或其它经试验有效的措施,在实施防治突出措施时,都必须进行实际考察,得出符合本矿实际的有关参数。
4.矿井设计中防突措施
⑴矿井应按有关规定采取“四位一体”的综合防突措施。
⑵ 根据《煤矿安全规程》有关规定,确保矿井通风系统稳定、可靠。
⑶ 矿井通风应可靠,防止瓦斯超限和瓦斯积聚。要严格按《煤矿安全规程》对人员下井、机电设备、照明用具等进行管理。打开密闭或接近老窑采空区时,要按照事先制定并经批准的安全技术措施操作,以排除积聚的瓦斯。安全管理方面要随时掌握瓦斯涌出量的变化,及时处理存在的瓦斯隐患。
⑷ 通风系统必须按设计进行配置,以保证充足的风量。此外,必须按设计配备化学氧自救器,瓦斯检定器,便携式瓦斯检测报警器等。要按要求配备专职安全检测人员,保证通风管理和瓦斯监测管理。应根据井下瓦斯涌出量变化情况及时调整风量,防止瓦斯事故发生。
⑸ 根据《防治煤与瓦斯突出规定》第五条,有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件,制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。
区域综合防突措施包括下列内容:
(一)区域突出危险性预测;
(二)区域防突措施;
(三)区域措施效果检验;
(四)区域验证。
局部综合防突措施包括下列内容:
(一)工作面突出危险性预测;
(二)工作面防突措施;
(三)工作面措施效果检验;
(四)安全防护措施。
⑹根据《防治煤与瓦斯突出规定》第六条,防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的,严禁进行采掘活动。
区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。
⑺ 矿井安设一套重庆科学研究院研制的KJ90NA型安全监测监控系统,对矿井瓦斯、风速、主要通风机负压、巷道、设备开停、风门开闭等进行实时监控。
(一) 防治矿井火灾的措施
1、每一个入井人员熟悉火灾预兆,当发现不明烟雾、煤油气味或高温变化异常等情况,要立即查明原因,积极采取措施,消除隐患,同时向矿调度汇报。
2、工业广场内进回风井口20m范围内,严禁烟火,井口房内严禁吸烟。
3、建立严格的入井检身制度,严禁穿化纤服装或带易燃物品到井下。
4、井下、井口房内不准从事电焊、气焊、喷灯焊接等工作,必须烧焊时要严格按《煤矿安全规程》规定编制技术安全措施,经矿工程师审批后方可进行。
5、完善井下消防材料库,并配齐设备和防火器材,指定专人管理;井下机电硐室、炸药库、皮带机巷和临时变电点等,要配足灭火器材。
6、井下使用的橡套电缆、风筒等必须是不延燃材料或阻燃性能良好的材料。汽油、柴油和变压器油不准在井下存放;润滑油及油棉纱等,用后密封在有盖的容器内。
7、严格放炮管理制度,不准放明炮、糊炮,放炮线不准有明接头,井下禁止打火试验放炮器。
8、机械运转部分要经常检查清理。
9、必须采用以注阻化泥浆为主的综合防火措施,防止采空区自燃发火。
10、加强煤层自然发火的预测预报工作,要定期对所有采空区、煤巷高冒顶处检查分析,发现异常必须及时处理。
11、提高回采率,减少遗煤,防止采空区的自燃发火。
12、采区结束或工作面收尾,必须采取综合防火措施。
13、封闭采空区的封闭墙,必须严格按质量标准施工,保证严密不漏风。
14、井下各硐室要配齐消防器材,井下要设消防材料库。
为了安全,矿井开采时,要注意观察,加强自燃征兆的早期识别工作。在采煤工作面应提高煤的回收率,尽可能减少采空区遗煤,及时密闭采空区。采煤工作面一旦发生火灾,现场工人应立即迎着新鲜风流方向撤离现场,即工人由工作面经工作面运输顺槽经主斜井返回地面。
(二) 防治矿井水灾的措施
根据储量核实报告和业主提供的资料,兴安煤矿井田内煤层露头线附近存在老窑采空区,井田内发育有局部小断层。因此矿山应掌握该处原有巷道具体积水情况,应及时请有资质的部门对矿区范围内的原有巷道含水范围、标高以及含水量等作好调查分析,并及时上图,确定好探水警戒线,并制定针对性的探放水措施和设置相应的防水设施。在掘进和回采过程中,随时要注意探放老巷水,防止透水事故的发生。同时,必须作好水害分析预报,必须坚持“预测预报、有掘必探,先探后掘、先治后采”的原则,同时必须坚持“有疑必停”的原则。
预防的重点在裂隙、小煤窑、采空积水、顶底板灰岩地层含水和雨季渗水。
1、进行矿区内及周边小窑、老空及历史开采的调查,分析积水区域及积水量,划出探水线;在靠近小煤窑、老空、断层等有突水危险的地点附近掘进巷道时,必须配备相应的探水钻,必须坚持“预测预报、有掘必探,先探后掘、先治后采”的原则,同时必须坚持“有疑必停”的原则,以防止突水。
2、探水时应对本煤层浅部老窑、采空区进行探放。
3、地表水体、断层、老窑采空区、陷落柱等必须留设安全隔水煤柱。
4、在雨季之前,对直达地面的地表裂隙要采取措施封填密实,防止大量雨水通过裂隙泄入井下;对地表塌陷坑要回填夯实,保证流水坡度,防止积水渗入井下;对回采冒落后,有可能与地表沟通的地段,尽量避开雨季回采。
5、定期清理水仓和水沟,维护好水泵和排水管路,保证井下水流畅通和排水设备完好。
6、编制年度防治水计划,并及时予以更新。
7、探放水措施
矿井在生产过程中,必须加强老窑积水的探测工作,杜绝隐患,防止水灾事故发生,确保生产安全。一旦工作面水灾事故发生,现场工人应立即往高处走,即工作面工人经工作面回风巷、回风斜井、安全出口返回地面。
(三) 矿井顶板事故的防治措施
1、每一采掘工作面在施工前,必须有针对顶板管理的安全技术措施,当地质条件发生变化时,要及时修改或补充措施。
2、认真执行敲帮向顶制度,发现煤矸松动、离层、棚子倾倒变形等,必须先处理好,然后再施工。
3、回采工作面在回采过程中要做好矿压观测工作,并对工作面支护质量和顶板动态进行监控,总结顶板活动规律,摸清初次来压和周期来压显现情况,以便加强上、下两巷及工作面的支护质量。
4、采掘工作面过断层、老空、旧巷应编制专门顶板管理安全技术措施,否则不能作业。
5、加强巷道修护工作,对失修巷道要及时维修,维修前应编制安全技术措施。
6、平巷掘进工作面要坚持使用前探梁支护,放炮工作面要坚持使用防倒装置。
7、对出现掉顶地点,一定要采取打木垛或其它方式接住顶板处理冒顶,高度在1.5米以上或空顶出现瓦斯积聚时要有妥善的安全措施。
8、加强支护质量的检查与验收,不合格的支护材料不能使用,不合格品要限期整改。
9、两条巷道贯通前应编制防止冒顶事故的安全措施。
10、回采工作面、旧巷回收支护材料时,都要编制专门措施,否则不能施工。
(四) 防治提升运输事故的主要措施
1、井下运输设备的正确选择
井下使用的运输设备必须是由正规厂家生产,符合煤矿使用标准的防爆合格产品。
2、轨道、道岔规格及线路标准
(1)根据变更方案设计,本矿副斜井、运输大巷、轨道上山铺设600mm轨距30kg/m钢轨混凝土轨枕。回风顺槽及掘进面铺设600mm轨距15kg/m钢轨木轨枕。
(2)矿上应进行运输系统轨道线路设计,轨道的铺设必须符合以下规定:
①扣件必须齐全、牢固并与轨型相符。轨道接头的间隙不得大于5mm,高低和左右错差不得大于2mm。
②直线段2条钢轨顶面的高低差,以及曲线段外轨按设计加高后与内轨顶面的高低偏差,都不得大于5mm。
③直线段和加宽后的曲线段轨距上偏差为+5mm,下偏差为-2mm。
④在曲线段内应设置轨距拉杆。
⑤轨枕的规格及数量应符合标准要求,间距偏差不得超过50mm。道碴的粒度及铺设厚度应符合标准要求,轨枕下应捣实。对道床应经常清理,应无杂物、无浮煤、无积水。
⑥同一线路必须使用同一型号钢轨。
(3)道岔的钢轨型号,不得低于线路的钢轨型号。
(4)矿井轨道使用期间应加强维护,定期检修。
(5)由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路,必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。
3、防止运输巷道内瓦斯积聚
加强运输巷道内局部冒高点的处理和巷道支护,矿车的停放、材料的堆放等不应影响巷道的通风,防止瓦斯积聚。
4、严格的行人管理和躲避硐
①运输巷道内必须设计人行道,其宽度符合设计规定,并在适应位置设置躲避硐,以保证行人安全。
②严禁使用矿车、材料车和平板车运送人员。
③行人不能在轨道上行使,必须随时注意是否有车辆通过,在需要横跨轨道时一定要看清没有来车确保安全的情况下快速通过。
④巷道中行人,必须走人行道。
⑤斜巷提升的各个车场必须安设声光信号。
⑥斜井(巷)施工期间兼作行人道时,必须每隔40m设置躲避硐并设红灯。设有躲避硐的一侧必须有畅通的人行道。上下人员必须走人行道。行车时红灯亮,行人立即进入躲避硐;红灯熄灭后,方可行走。
⑦25°以上的倾斜巷道人行道应设扶手、梯子和信号装置。
⑧煤矿企业必须制定井巷维修制度,加强井巷的维修,保持巷道设计断面,保证通风、运输的畅通和行人安全。
⑨串车提升时,严禁蹬钩、行人;
⑩在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出区,专用回风巷内还不得行人。
(五) 防止煤层自燃
本矿主要开拓巷道采用锚喷,周边空隙和冒落处必须用不燃性材料充填密实,或用无腐蚀性、无毒性的材料进行处理。矿井开采时,要注意观察,加强自燃征兆的早期识别工作。采煤方法对自燃发火的影响主要表现在煤炭回收率的高低、回采时间的长短上。本矿采用壁式采煤法,回采率高,巷道布置简单,便于使用机械化设备与加快回采进度,有较好的防火性。顶板管理采用全部垮落法,对开采易自燃的煤层较好。人工攉煤,清扫浮煤,尽量使工作面回采率提高,采煤工作面回采结束后,必须在45天内进行永久性封闭。采取综合防治后,有较好的防火安全性。
(1) 合理的采煤方法能够提高矿井先天的抗自燃发火能力
多年来的实践表明,降低煤层自燃发火的可能性要从以下几个方面着手:
1)少丢煤或不丢煤;
2)控制矿山压力,减少煤柱破裂;
3)合理布置采区;
4)回采时应尽量避免过分破碎煤体;
5)加快工作面的回采速度,使采空区自热源难于形成;
6)及时密闭已采区和废弃的旧巷;
7)注意选择回采方向,不使采区回风巷过分受压或长时间维护在煤柱里。
(2) 通风方面的措施
通风因素的影响主要表现在采空区,煤柱和煤壁裂隙漏风,漏风就是向这些地点供氧,促进煤的氧化自燃。采空区面积大,漏风量相当可观,但风速有限,散热作用低在工作面的两巷(回采工作面的运输巷和回风巷)一线(停采线)过断层地带,煤层变薄跳面的地方有大量的浮煤堆积,最易发生自燃。所以每工作面回采完毕即进行封闭,以减少浮煤堆积地点的漏风量,防止自燃。良好的通风系统可以在很大程度上控制自然火灾的发生。从兴安煤矿网络结构来看,通风方式为并列式,但条带工作面相对主井为前进式,故每一工作面采完后要特别注意密闭好,以免向采空区漏风而造成遗煤自燃,同时要加强运输及回风大巷的观测和采取加厚喷浆的防火措施,使之隔绝空气,防止氧化。工作面为独立通风,后退式开采均有利于防火。
(3) 防灭火技术
在生产过程中,采煤工作面的采空区以及巷道的煤壁出现自燃征兆,必须立即进行处理。可采用流动汽雾阻化剂防灭火技术。阻化剂灭火是目前国内外正在积极推广应用的一种防止自燃火灾的新方法。它具有工艺系统简单、投资少,且阻化剂来源广、阻化率高、价格低廉等优点。另外,此法还对缺水、少土地区煤矿的井下防灭火具有重大的现实意义。因此,问世以来取得了较好的社会效益和经济效益。
(六) 防雷事故的措施
1、煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接,严禁与调度电话电缆或动力电缆等共用。系统必须具有防雷电保护。
2、井下设置爆炸材料库时,爆炸材料库上面覆盖层厚度小于10m时,必须安装防雷电设备。
3、永久性地面爆炸材料库与地面临时性爆炸材料库必须装设防雷电措施。
4、井上、下必须装设防雷电装置,并遵守下列规定:
①经由地面架空线路引入井下的供电线路,必须在入井处装设防雷电装置。
②由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路,必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。
③通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。
5、电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险的电器设备的金属外壳、构架,铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。
6、接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2欧姆。每一移动式和手持式电气设备至局部接地之间的保护接地用的电缆芯和接地连接导线的电阻值不得超过1欧姆。
7、电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线)和局部接地装置,应与主接地连接成1个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设1快。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成,其面积不得小于0.75m2、厚度不得小于5mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时,应单独形成一分区接地网,其接地电阻不得超过2欧姆。
8、下列地点应装设局部接地极:
①装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。
②低压配电或装有3台以上电气设备的地点。
③无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷以及由变电所单独供电的掘进工作面,至少应分别设置1个局部接地极。
橡套电缆的接地芯线,除用作监测接地回路外,不得兼作他用。
(七) 事故避灾线路
A、火灾、瓦斯、煤尘避灾线路
可行线路:
10401工作面→工作面运输顺槽→区段运输石门→轨道上山、进风行人井→运输大巷→主、副斜井→地面;
掘进面1→材料石门→轨道上山、进风行人井→运输大巷→主、副斜井→地面;
掘进面2→材料石门→轨道上山、进风行人井→运输大巷→主、副斜井→地面;
最佳线路:
10401工作面→工作面运输顺槽→区段运输石门→进风行人井→地面;
掘进面1→材料石门→进风行人井→地面;
掘进面2→运输石门→进风行人井→地面;
B、水灾避灾线路
可行线路:
10401工作面→工作面回风顺槽→区段回风石门→回风斜井→地面。
掘进面1→掘进回风石门→回风斜井→地面。
掘进面2→掘进回风石门→回风斜井→地面。
最佳线路:
10401工作面→工作面回风顺槽→区段材料石门→进风行人斜井→地面。
掘进面1→掘进材料石门→进风行人斜井→地面。
掘进面2→掘进回风石门→进风行人斜井→地面。
(八) 安全设备
该矿按煤与瓦斯突出矿井设计,当井下了生灾害时,为了使井下人员自救援,根据《煤矿安全规程》规定,设计配备了自救器。为了监测风量,瓦斯和一氧化碳等,配备了测风、测瓦斯、测CO的设备。
安全设备见表8-2
表8-2 矿井安全基本装备的仪器、仪表和设备配
在建井施工和生产过程中,要求严格执行《煤矿安全规程》、《矿山安全生产条例》及其他有关煤矿安全生产规定,确保矿井生产安全。
根据国家安全生产监督管理局文件(安监总煤装〔2010〕146号)“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”,矿井必须在2011年前健全完善安全监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等安全避险系统,全面提升煤矿安全保障能力。
(一) 安全机构及人员配置情况
为了认真贯彻党和国家的安全方针,坚持安全第一,预防为主,综合治理,总体推进的指导思想,保障煤矿职工的安全和健康,保护国家资源和财产不受损失,促进煤炭工业现代化建设,按照《煤矿安全规程》规定,建立安全监察机构,并服从相应的煤矿安全监察部门的领导和管理。
矿方必须按规定配备矿长、安全矿长、工程师,并按规定配备安全检查员。对矿长需经贵州省安全培训中心培训考核合格,并依法取得矿长资格证和矿长安全资格证。对从事井下工作的所有人员,都必须培训。培训的重点对象有矿长及副矿长,矿技术负责人,区(队)长、救护、安全检查人员等。回柱、采支、掘进、通风、放炮、瓦斯检查、电气设备防爆检查、爆破材料管理及各类提升运输司机等特殊工种和新工人。
安全监察机构应根据需要及人员编制,配齐必须的安全仪器、仪表和检查工具,以供日常监测人员使用。对仪器、仪表要设专人进行维修、保养。日常监测人员包括采掘、瓦斯、通风、机电、运输等专业,对矿井的日常生产每班都要有各专业安全监察员,以检查事故隐患,保证矿井安全生产。日常监测人员根据需要配备。
一、开发方案简要结论
(一) 设计利用矿产资源量、矿井设计生产规模及服务年限
1、保有资源量:741.7万t
2、地质资源储量:618.5万t
3、设计工业资源/储量:562.30万t
4、设计利用储量:560.80万t
5、设计可采储量:455.16万t
6、设计生产规模:30万t/a
7、矿井服务年限:11.2a
(二) 产品方案
手选矸原煤出售。
(三) 地面工业场地及开拓运输方案
1、地面工业场地:矿区南东部边界附近,已建成。
2、开拓方式:斜井开拓
3、运输方案:井下胶带输送机作主运输、绞车提升作为辅助运输;地面为窄轨铁路和汽车运输
(四) 采、选工艺方案
1、采煤方法:伪斜走向长壁;
2、落煤方式:炮采;
4、运输方式:刮板输送机;
5、采场支护:柔性掩护式支架
6、采空区处理:全部陷落法;
7、选矿工艺:人工手选矸。
(五) 综合回收、综合利用方案
区内无其他有用矿产,煤矸石可用于发电。目前矿井在矸石山附近建有一个矸石砖厂,充分利用矿井所排出的矸石作为矸石砖厂的原料。既可提高矿井经济效益,又可减小环境污染。
(六) 对工程项目扼要综合评价
1、根据煤层赋存条件及地形特征,经过比选矿井采用斜井开拓方式,方案基本可行;
2、根据矿井开拓方式、生产能力,井下采用胶带输送机、绞车辅助提升,地面采用窄轨铁路和载重汽车运输方案,比较合理;
3、针对核实资源量,确定矿井生产规模30万t/a、服务年限11.2a,满足规范要求;
4、地面工业场区地形比较平缓,容量大,距公路、电源、水源较近,且无不良地质现象,工业场地方案合理,能满足生产能力要求;
5、结合煤层赋存条件,方案推荐采用走向长壁采煤法及选择炮采回采工艺基本合理;
6、根据原煤煤质指标、用户对煤质的要求,原煤销售,产品方案基本可行;
7、矿区保有资源量较丰富,进一步加强地质勘探及煤的利用,矿井的延续可使本地区的资源优势转化为经济优势,带动地方经济发展,具有较好的经济效益和社会效益。
(七) 存在的主要问题及建议
1)对煤层瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性、冲击地压等分析研究较少。
2)地质资料中水文地质工作不够深入,未对老窑、采空区的分布及积水情况等作详细调查,建议对该区进行专门性水文地质工程地质研究,分析其突水产生的条件及突水情况下可能对矿山造成影响。因此矿井必须进一步加强水文地质工作,详细调查老窑采空区分布及积水情况,并将调查结果标于井上下对照图上。同时对井下涌水量进行动态观测,切实弄清地表水和地下水、矿井充水因素、矿井涌水量等资料。
3)地质资料所描绘的煤层露头、圈定的采空区位置及范围与实际有出入,矿井必须尽快详细调查。
4)加强煤层底板茅口灰岩含水情况调查、勘探,为下部煤层开采提供依据。
5)矿井需在生产过程中,加强地质勘探工作,以更好地指导安全生产。
5)开采过程中,要依照设计资料留设河流、村庄等保安煤柱,设计要求尽可能的进行村庄搬迁;要搞好自然生态环境的保护。