某煤矿井下安全避险六大系统设计方案_图文.doc

前言 为全面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、国家安全监管总局国家煤矿安全监察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号和关于认真贯彻落实国务院通知精神,坚决遏制煤矿重特大事故、推广建设井下避难硐室等避险设施的各项要求,确保矿井建立完善煤矿井下安全避险六大系统,矿方特委托我公司编制榆阳区XX煤矿井下安全避险六大系统设计。 一、指导思想 以科学发展观为指导,贯彻以人为本的安全发展理念,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,进一步提高煤矿安全基础保障能力,推进煤矿向新型煤矿建设进程。 二、建立完善“六大系统”的重要意义 建立完善煤矿井下安全避险“六大系统”是贯彻落实“以人为本”科学发展观的具体体现;是以超前预防为主的“防灾”和以应急避险为主的“减灾”的有机统一;是既要防范事故发生、也要降低事故危害程度、最大限度减少人员伤亡和事故损失的要求;是将“安全第一、预防为主”落到实处的有力举措。 因此矿井建立完善安全避险“六大系统”是非常必要的。 三、编制依据 1、安监总煤装【2010】146号文国家安全监管总局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; 2、煤安监司函【2011】1号煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本要求及检查验收暂行办法 3、安监总煤装【2011】15号国家安全监管总局、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; 4、安监总煤装【2011】33号煤矿井下安全避险“六大系统”建设完 善基本规范试行; 5、煤矿安全规程、煤炭工业小型矿井设计规范; 6、其他有关的规程、规范和标准。 四、井下安全避险“六大系统” 1、矿井监测监控系统 该矿必须按照煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ1029-2007的要求,建设完善安全监控系统,实现对煤矿井下瓦斯、一氧化碳浓度、温度、风速等的动态监控,为煤矿安全管理提供决策依据。要加强系统设备维护,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。要健全完善规章制度和事故应急预案,明确值班、带班人员责任,矿井监测监控系统中心站实行24小时值班制度,当系统发出报警、断电、馈电异常信息时,能够迅速采取断电、撤人、停工等应急处置措施,充分发挥其安全避险的预警作用。 2、井下人员定位系统 该矿必须按照煤矿井下作业人员管理系统使用规范AQ1048-2007的要求,建设完善井下人员定位系统,并做好系统维护和升级改造工作,保障系统安全可靠运行。所有入井人员必须携带识别卡或具备定位功能的无线通讯设备,确保能够实时掌握井下各个作业区域人员的动态分布及变化情况。要进一步建立健全制度,发挥人员定位系统在定员管理和应急救援中的作用。 3、压风自救系统 该矿必须在按照煤矿安全规程要求建立压风系统,所有采掘作业地点在灾变期间能够提供压风供气,并完善压风自救系统。空气压缩机设置在地面,井下压风管路要采取保护措施,防止灾变破坏。矿井掘进工作面要安设压风管路,并设置供气阀门。 4、供水施救系统 井下消防洒水管路能与地面饮用水水源联接,除按照要求设置三通及阀门外,还要在所有采掘工作面和其他人员较集中的地点设置供水阀门, 确保各采掘作业地点在灾变期间能够实现应急供水的需要。并加强供水管路维护,不得出现跑、冒、滴、漏现象,保证阀门开关灵活。 5、通信联络系统 该矿必须按照煤矿安全规程的要求,建设井下通信系统,在灾变期间能够及时通知人员撤离和实现与避险人员通话的要求,从而完善通信联络系统。 在井底车场、配电点、水泵房、避难硐室、消防材料库等主要硐室和采掘工作面等人员集中地点应安设直通矿调度室的电话。 井下使用广播系统。发生险情时,可及时通知井下人员撤离。 6、井下紧急避险系统 该矿开采所开采的3号煤煤层属容易自燃煤层。根据相关规定煤矿须在2012年6月底前,完成井下紧急避险系统。 入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的自救器。当井下灾害发生时,从采掘工作面步行,凡在自救器所能提供的额定防护时间内不能安全撤到地面的,必须在距离采掘工作面1000m范围内建设避难硐室。矿井在运输大巷和回风大巷之间设置避难硐室。 避难硐室布置在3号煤层中,其前后20m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。 靠近硐室底板附近设置两趟的单向排水管。 靠近硐室顶板附近设置两趟单向排气管。 避难硐室接入矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统。硐室入口处和内部应分别安设直通矿调度室的固定电话。 自备氧供气系统供氧量不低于0.3m3/min人。硐室须专人管理,及时进行维护、保养,保证设备的正常运行。 第一章设计概况 第一节环境条件 一、交通位置 XX煤矿位于榆林城东北方向,直距榆林市15km。地处榆神矿区一期规划区南部,行政区隶属榆阳区牛家梁镇管辖。旧榆林神木公路从矿区北部1km处通过,向西南约13km与西安包头高速公路相接,北部8km处有榆林神木二级公路通过;榆阳区运煤专线从井田3km处通过,与牛家梁煤炭集装站连接。本矿区煤炭外运条件良好,交通运输条件十分便利。 本区通讯条件好,各县市乡镇已实现了电话程控化,全部进入国际、国内自动传输网,也开通了数字微波线路和GSM移动通讯工程,移动通讯网覆盖全区,达到国内先进水平。 交通位置见图1-1。 二、自然地理及地震 1、地形地貌 井田处陕北黄土高原丘陵沟壑区地貌,地表多被第四系松散沉积物所覆盖,较大沟谷中出露基岩。 区内主要为黄土梁峁地貌,大部分为黄土梁峁区。地势北部高南部低,地形起伏较大,支离破碎,沟壑纵横。海拔标高最高点位于井田东北部,高程1226.8m;最低点位于南部支沟河道,高程约1186.4m,相对高差约40.4m。 区内水系不发育,北侧约4km为南岔河,四季流水,流量为0.01 m3/s,南岔河由东向西汇入头道河;头道河由西南方向汇入榆溪河,其常年流水,流量0.295m3/s,除降水期外,在大部分时间水量较小。 2、气候 本区属温带大陆性干旱、半干旱气候,春季风沙频繁,夏季酷热多变,秋季细雨连绵,冬季长而严寒。据榆林气象局19841994年观测资料,年平均气温8,最高气温36.7,最低气温-29.7,日温差最高可达20。每年10月开始降雪,次年3月解冻,无霜期约150180天。四季多风,尤以冬春为甚,风向多为西北风,最大风速18.7m/s,风力达8级以上。年降水量在279541mm之间,79月份降水多,约占全年的30,年平均蒸发量为17202085mm。 3、地震 根据国家地震局中国地震反应普特征周期区划图GB18306-2001 B1图和中国地震动峰值加速区划图GB18306-2001A1图,根据邻县府谷县地震动反应普特征周期Tg为0.35s,设计地震分组应为第一组,场地类别为第Ⅱ类,设计基本地震加速度值为0.5g,抗震设防烈度为Ⅵ度。 第二节安全条件 一、地层 矿区内地表绝大部分被第四系全新统风积沙Q42eol所覆盖,在西部地势较高的梁峁地段出露有第四系中更新统离石组Q2l黄土。在北部地势较低的水库附近分布第四系上更新统的萨拉乌素组Q31s。 据地表和钻孔揭露,区内地层由老到新有侏罗系中统延安组J1y、直罗组J1z及第四系Q4。现分述如下 1、侏罗系中统延安组J1y 为一套河流-湖沼相含煤沉积,主要岩性为砂岩、泥岩、炭质泥岩及煤层,总厚210.87305.62m,为区内含煤地层。 2、侏罗系中统直罗组J2z 为一套半干旱气候条件下的河流沉积,岩性较单调,为灰绿色厚状粉砂质泥岩、泥岩,灰黄色粉砂岩、细砂岩,灰白色厚层状中、细粒长石砂岩不等厚互层。底部浅灰、灰白色块状中粗粒长石砂岩,局部含细砾,分选中等,磨园度一般,泥质胶结。发育大型板状、楔状、槽状交错层理,具明显的底部刷。特征较突出,分布较稳定,相当于区域上的“七里镇砂岩”,是划分延安组与直罗组界线的重要标志层K4。该组是矿区含煤岩系的直接盖层,受古剥蚀作用保存不完整,在东南边部缺失,厚度0163.13米。 3、第四系Q4 1中更新统离石组Q2l 大块出露于井田的西部,东北部有小面积出露,岩性为浅棕红、棕黄色亚沙土,夹25层厚0.3m的古土壤层,发育柱状节理,含较多白色颗粒状钙质结核,局部呈层分布,厚度2030m。 2上更新统萨拉乌苏组Q31s 主要分布于井田北地势低的河谷地带,岩性为浅灰黄色wtkc沙土、亚沙土及灰色粘土,底部在黄土梁峁区次级沟谷中常见一层厚510m的杂色沙土及沙砾石层,含大量的腹足类、哺乳类化石。下部发育水平层理,含大量草本植物根系及白垩,上部发育交错层理。厚度1030m。 3全新统Q4 全新统风成沙Q42eol广布于全井田内,岩性为浅灰黄、灰白色粉细沙。主要广布于沙漠滩地,梁峁区只在鞍部及背风坡顶部披盖。 全新统人工堆积Q4s分布于黄土梁峁区的拦河淤泥、淤沙,厚度1 5m。 二地质构造 矿区位于鄂尔多斯盆地次级构造单元陕北斜坡东部。总体上向北北西或西北方向缓倾的单斜构造,局部倾向为西南方向,一般倾角13。区内未发现较大规模的断裂及褶皱,无岩浆活动痕迹,构造简单。 二、含煤地层 区内含煤地层为侏罗系中统延安组J2y,区内钻孔均对其进行了揭露。根据沉积旋回结构、岩性及矿物组合特征、含煤性划分为四个岩性段。现自下而上叙述如下 1、第一段J2y1 为一套冲积平原相组合。由两个下粗上细的次级沉积旋回组成。每个旋回的下部为黄灰、浅灰色中粗粒-细粒长石砂岩、长石石英砂岩,中上部为灰色粉砂岩、深灰色泥质粉砂岩,顶部为炭质泥岩夹薄煤层或煤线即9、8号煤层。本段底砂岩具正粒序,发育大型板状交错层理和冲刷充填层理,分布较稳定,是本区重要的对比标志层K1标志层,即宝塔山砂岩。 2、第二段J2y2 为一套细碎屑沉积,岩性主要为细粒长石石英砂岩、粉砂岩与泥岩互层。由三个较完整的次级沉积旋回组成,每个旋回由下向上粒度逐渐变细,顶部或上部分别为7、6、5号煤产出层位。 本段细砂岩具楔状交错层理或波状交错层理;粉砂岩、泥岩中多发育水平层理、缓波状层理和透镜状层理,局部见变形层理。煤层底板泥岩、泥质粉砂岩中常见直立的植物根叶化石。 3、第三段J2y3 岩性以细碎屑沉积为主。由13个下部为灰色细砂岩,向上依次为粉砂岩、含砂泥岩、炭质泥岩夹煤层或煤线的次级沉积旋回组成,各旋回的上部分别为4、3-1、3号煤层的赋存部位。 本段是延安组主要含煤段,赋存于本段上部的3号煤层层位稳定,分布广,是本区唯一的可采煤层,也是本区地层和煤层对比的重要标志层之一K2。 4、第四段J2y4 由2个下粗上细的次级旋回组成,每个次级旋回的下部为灰白色细中粒长石砂岩,中部为浅灰色、深灰色粉砂岩及泥质粉砂岩,上部为灰色、深灰色泥岩夹少量含炭泥岩和煤线。底部的灰白色粗中粒长石砂岩局部相变为细砂岩、粉砂岩分布较稳定,以其含大量的泥砾、煤纹、煤条带和植物化石碎片为特征,在区内较为稳定,厚度一般1020m,最厚达25m以上,为本区地层对比标志层之一,相当于区域上的“真武洞砂岩”K3,也是3号煤层的顶板和直接充水含水层。 二、构造 区域构造位置位于鄂尔多斯盆地次级构造单元陕北斜坡东缘,矿区构造为一走向北东,倾向北西,倾角小于1的单斜构造,地面地质调查及井下探采结果未发现较大规模的断裂及褶皱,无岩浆活动痕迹,构造简单。 三、煤层及煤质 一煤层 延安组为矿区一带的含煤地层,延安组共含煤及煤线最多达16层,其中具有对比意义的煤层9层,自上而下编号分别为3、3-1、7号煤层。采矿证批准开采3号煤层。 1、3号煤层 赋存于延安组第三段顶部,层位稳定厚度大,全区可采,煤层厚6.95 7.80m,可采厚度6.387.53m,由西南向北东逐渐增厚,变化规律较明显。结构简单,一般不含夹矸,仅局部含有2层厚0.03-0.30m的泥岩夹矸。底板标高10831111m,由西北向东南递增。煤层埋深92.83145.11m,由西北向东南逐渐增大。 该煤层为结构简单、全区可采的稳定型特厚煤层。 该煤层顶板以细砂岩为主,次为粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩;底板以 泥岩为主,次为粉砂质泥岩、粉砂岩,少量细粒长石砂岩、炭质泥岩。 2、3-1号煤层 3-1号煤层赋存于延安组第三段上部,层位稳定,除区内中部、北东部可采外,其余部分煤层均小于0.80m最低可采厚度而不可采。煤层厚0.57 1.40m,可采厚度0.800.89m,由西向东逐渐增厚。结构简单,不含夹矸。底板标高10671093m,由西向东递增。煤层埋深127150m,受地形的控制,煤层埋深由西向东逐渐增大。与3号煤层间距为6.578.40m。 该煤层为结构简单、大部可采的稳定型薄煤层。 二煤质 根据化验资料,综上所述区内3号、3-1煤属特低灰、特低硫、特低磷、中高发热量、富油、低熔灰分、低变质阶段的长焰煤41号及不粘煤31号。是优质动力煤及气化、液化等化工原料,亦可用于低温干馏法生产焦油及半焦炭。 四、水文地质条件 一地形地貌及地表水 矿区位于毛乌素沙漠与黄土高原过渡带的东南边缘。地势总体表现为东北较高,西南低,海拔标高1226.81186.4m,高差40.4m。区内地表水系不发育,仅有矿区西南侧的上河上游存在,多数时间为干河,只在雨季时有流水。 二含隔水层的水文地质特征 矿区水文地质条件受区域水文地质条件的控制。根据区内地下水的赋存条件及水力特征,将区内地下水划分为两种类型即第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水、碎屑岩类裂隙水;三个含水岩层组第四系中更新统黄土孔隙裂隙潜水、侏罗系碎屑岩类风化壳裂隙水、碎屑岩类裂隙承压水。 1、第四系中更新统离石组黄土孔隙裂隙潜水 主要分布于东部的黄土梁峁区,其上多被薄层风积沙覆盖。含水层岩 性主要为亚粘土、粉沙质黄土等,厚度一般为1550m。水位埋深靠近滩地区较浅,一般小于10m,靠近黄土梁岗区较深,一般1530m。据常乐堡井田Y23孔和牛家梁井田Y24孔抽水试验,含水层厚度27.39119.24m,水位埋深0.6116.3m,降深13.9346.85m,涌水量46.4051.93m3/d,统降单位涌水量0.0130.039 L/sm,渗透系数0.0130.174m/d,富水性弱。水化学类型为HCO3-CaMg、HCO3-NaCa型,矿化度224250mg/L。据民井简易抽水试验,含水层厚度23m,抽水时间1540分钟,出水量 1.072 2.585m3,水位恢复时间约12个小时,含水量较差,富水性弱。 2、中生界碎屑岩类裂隙孔隙潜水及承压水 根据水力特征划分为两个含水岩组,即侏罗系碎屑岩类风化带裂隙水及碎屑岩类裂隙承压水。 1侏罗系碎屑岩类风化带裂隙潜水 全区分布,均隐伏于新近系静乐组红色粘土之下,含水层为基岩顶部的风化裂隙带,基本为3号煤层的顶板,一般厚2030m左右,裂隙水具承压性。据东南侧的上河煤矿,基岩风化裂隙带内最大涌水量348m3/d;据井田西南方向约3km的常乐堡Y23钻孔抽水试验成果,含水层厚度 18.42m,当降深23.26m,涌水量20.48m3/d ,渗透系数0.049m/d,统降单位涌水量0.00843L/sm,富水性弱。水化学类型为HCO3-CaMg型,矿化度184.43mg/L。 2碎屑岩类裂隙承压水 以3号煤层为界分上、下两个含水岩段。 ①3号煤之上碎屑岩类裂隙承压水 分布于3号煤层之上,主要为延安组第四岩性段,厚度2645m。含水层主要由细中粒长石砂岩组成。据常乐堡井田Y23及上河井田SK302钻孔抽水试验表4-2,水位埋深0.848.30 m,含水层厚度23.39 52.95m,当降深18.0244.34m,涌水量15.9062.04m3/d,统降单位涌水量 0.00180.08183L/sm,渗透系数0.0070.0565m/d,富水性弱。水 化学类型为HCO3-MgCa型,矿化度195.74mg/L。 ②3号煤之下碎屑岩类孔隙裂隙承压水 分布于3号煤层至延安组底界之间层段中。岩性主要为浅灰色粉、细砂岩与深灰色泥岩不等厚互层夹煤层,因埋藏深,岩石较完整,裂隙不发育,含水层较薄。据邻近区内的ZK1950钻孔及周边地区水文钻孔抽水试验资料,统降单位涌水量0.00040.0036L/sm,渗透系数0.0003 0.0031m/d,故富水性极弱。水化学类型为Cl-Na型,矿化度均大于1000mg/L。 3、隔水层 1新近系静乐组红土隔水层 广布全区,厚1550m,岩性为紫红色、砖红色或棕红色粘土,夹多层钙质结核层及钙板,较致密,为第四系潜水与基岩风化裂隙带潜水间良好的隔水层。 2延安组泥岩类隔水层 延安组中,厚度较大且连续分布的泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及部分粉砂岩等泥岩类,与含水层相间分布,厚度一般为1035m,为层间裂隙承压水的隔水层。 三地下水的补给、径流和排泄条件 第四系松散层潜水以大气降水补给为主,部分为沙漠凝结水补给及灌溉回归水、渠水、库水渗漏补给。径流主要受地形控制,流向由高至低与现代地形吻合,局部受地层结构的影响流向有所改变。排泄主要是侧向补给河水,次为蒸发消耗、垂向渗漏和人工开采。 基岩风化带裂隙潜水,在裸露区直接由大气降水渗入补给,其余地区靠上覆松散层潜水的下渗补给。该潜水与松散层潜水间局部地段存在夹层,大部分地区则为具有密切水力联系的统一含水体,故其补给、径流、排泄与松散层潜水基本一致。 承压水除基岩裸露区通过风化裂缝带间接得到大气降水补给外,还接受上游地段潜水渗入补给,径流方向沿基本岩层倾向由东向西或西南方向 运移。其排泄区为远距离河谷,基本形成了较为封闭的储水空间,水量小,水质差。 四水文地质勘探类型 本区地表大部分被松散层覆盖,其富水性弱,且下部有较厚的红土、黄土隔水层,加之区内构造简单,无断裂,基岩裂隙不发育,主要煤层顶板直接充水含水层富水性很弱,属于含水量小的含水层。依据煤矿防治水规定及榆林市榆阳区XX煤矿水文地质补充勘探成果,本矿水文地质类型为简单型。 五矿井涌水量 根据多年来观察数据,采用大井法及廊道法进行矿坑涌水量计算,矿井正常涌水量15m3/h,矿井最大涌水量20.0m3/h。 五、其它开采技术条件 1、瓦斯 根据陕西省煤炭生产监督管理局文件陕煤局发[2011]4号对榆林地区2010年度煤矿瓦斯等级鉴定的批复中,该煤矿所开采的煤层为3号煤,日均产量1286t,矿井绝对瓦斯涌出量0.68m3/min,相对瓦斯涌出量0.76m3/t,CO2相对涌出量1.34m3/min。因此该煤矿2010年度通过陕西省煤炭生产安全监督管理局批复为低瓦斯矿井。故矿井瓦斯鉴定等级为低瓦斯矿井。 2、煤层顶、底板稳定性 区内3号煤层直接顶板主要为泥岩、粉砂岩,厚度00.85m;老顶为中、细粒长石砂岩、粉砂岩,长石砂岩、粉砂岩顶板属半坚硬坚硬岩石,抗剪、抗压强度大,属Ⅱ类中等冒落顶板;底板以粉砂岩居多,泥岩少量,为半坚硬岩石,抗剪、抗压强度较大,不易造成底鼓现象,为稳定型底板。 3、煤尘 根据地质资料各煤层测试的火焰长度在180400mm之间;抑制煤尘 爆炸的岩粉用量在5580之间,属有爆炸性危险的煤层。 4、自燃 依据所做的地质报告,该矿3号煤层的自燃等级为Ⅰ级,属容易自燃煤层。 5、地温 综合本区简易测温成果分析,根据地质资料报告,由于煤层埋藏较浅,地温随深度增加幅度较小,地温梯度小于2.10℃/100m,本区属地温正常区,无高温异常。 第二章矿井开拓 第一节井田境界及储量 一、井田境界 根据陕西省国土资源厅所批的采矿证划定范围,批准对3号煤层进行开采,井田南北长1.77km,东西宽1.591.80km,井田面积3.0002km2,开采3号煤层,可采面积3.0002km2,开采标高为11181082m。 其拐点坐标见表2-1-1。 煤矿拐点坐标表 井田北以1、2两点连线为界,东以2、3两点间连线为界,南以3、4点两点间连线为界。井田南与上河煤矿为邻,西与人民煤矿为邻,北与白鹭煤矿为邻,东为尚和整合区。 二、资源/储量 本矿井为生产矿井,截至2005年12月31日,根据所提供的技改初步设计核实的矿井储量,矿井可采储量为16.32Mt。 三、安全煤柱 井田地表为黄土与风积沙覆盖,各煤层均为近水平煤层,可采煤层埋藏深度在40150m左右。为确保地面建筑物和工业广场设施及防止地面沟流下渗到井下,根据煤炭工业小型矿井设计规范、建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程和煤矿安全规程等有关规定,设计根据围岩情况和各类规程规定的参数分别进行计算煤柱尺寸,地面建筑物保安煤柱计算取最大值圈定。 1、广场煤柱按围护带15m,松散层移动角45度,基岩移动角73度进行计算,广场保护煤柱留设80m。 2、井筒保护煤柱按围护带10m立井围护带30m,松散层移动角45度,基岩移动角73度进行计算。计算井口煤柱用移动角法设计;井底煤柱按D2S12a。计算过程如下 D井口105ctg4597.9ctg7344.93m D井底2S12a22a 222.535.19m。 3、井田边界煤柱井田边界留设20m煤柱。 4、大巷煤柱所掘大巷,巷道中心线之间、巷道一侧的计算。 S大巷S1aa 5.0 27.48m。 根据上述计算,大巷留设的安保煤柱煤柱为40m支护满足安全需求。 5、采空区煤柱开采区边界留设20m煤柱。 6、工作面之间煤柱留1020m煤柱。 7、村庄煤柱按保护煤柱等级Ⅲ,围护带宽度10m。井田村庄建筑物煤柱值50m。 四、矿井设计生产能力及服务年限 本矿井为生产矿井,采用立井单水平开采3号煤层。根据在3号煤层布置一个对拉炮采工作面考虑。按矿井生产规模0.3Mt/a,矿井设计可采储量16.32万t,煤层储量备用系数取1.4,则矿井服务年限计算如下 TZ/KA 式中 T矿井服务年限,a; Z矿井设计可采储量16.32Mt; A矿井生产能力,0.3Mt/a; K储量备用系数,取1.4。 即矿井装备炮采和适应煤层变化的开采设备,规模按照0.3Mt/a的开采计算,矿井生产服务年限38.86a。 第二节开拓方式 一、矿井工业广场 该工业场地处于井田西北部的平台地上,在场区西部布置两条立井。 二、开拓方案 该矿为“六证”齐全的合法生产矿井,开采3号煤层,设计采用一对立井开拓,生产能力为0.3Mt/a。 根据矿方提供的采掘工程平面图及技改初步设计,现矿井采用两条已开凿至3号煤层的井筒,井下布置两组大巷对3号煤层进行开采,两组大巷分别为东西、南北向。靠近井田北部边界保安煤柱线布置一组东西向大巷,当该组大巷掘进至井田中央时,再按南北向布置一组大巷于井田中央,直接掘进至井田南部边界保安煤柱线。井田内设置一个盘区对3号煤层进行开采,回采工作面布置于南北向大巷两侧。 矿井采用保水采煤法,即对条带巷进行扩帮开采,留设支撑煤柱及隔离煤柱支撑顶板。 两条立井参数如下 主立井位于工业场地北侧,井口标高1217.76m,倾角90.0,井筒垂深131.68m井口至煤层底板,净直径5.0m,混凝土砌碹支护,支护厚度500mm,安装一对提升箕斗及装备梯子间。作为矿井原煤提升、进风等任务。 副立井也位于工业场地北侧,井口标高1217.76m,倾角90,井筒垂深132.18 m井口至煤层底板,净直径5.0m,混凝土砌碹,支护厚度500mm,装备1.5吨普通罐龙及梯子间。作为下料、回风、上下人等任务。 三、开采水平划分及标高 矿井划分一个水平进行开采,开采水平位于3号煤层中,水平标高1085m。 四、首采工作面位置 矿井采用“一井一面”模式,移交生产工作面为04东对拉工作面,大 巷另一翼为05西对拉工作面。 五、矿井运输 1、煤炭运输 投产时回采面煤炭运输系统为工作面刮板输送机、转载机运输顺槽胶带输送机运输大巷胶带输送机主立井箕斗提升→地面筛分系统。 顺槽掘进来煤掘进工作面防爆装载机、防爆胶轮车顺槽防爆胶轮车运输大巷防爆胶轮车主立井箕斗提升→地面筛分系统。 2、辅助运输 井下所需材料及设备,在地面装车后,由防爆胶轮车从副立井经辅助运输大巷,运输至各用料地点。运输系统为地面矿车副立井换装防爆胶轮车辅助运输大巷防爆胶轮车辅助顺槽。 3、人员下井 采用从副立井罐龙下放人员,人员步行至工作地点。 六、主要巷道断面特征 根据井田煤层赋存状态、水平划分,主要运输大巷包括运输大巷、辅助大巷和回风大巷,水平大巷设置在3号煤层中。 1、运输大巷采用矩形断面,锚喷支护,净宽5.0m,净高3.0m,支护厚度100mm,铺设胶带运输大巷煤炭。 2、辅助运输大巷采用矩形断面,锚喷支护,净宽5.0m,净高3.0m,支护厚度100mm,铺底混泥土厚度200mm。 3、回风大巷采用矩形断面,锚喷支护,净宽5.0m,净高3.0m,支护厚度100mm。 七、劳动定员 本矿井生产规模为0.3Mt/a,年工作日300天,三八作业制,每天三班作业,边生产边准备。矿井劳动定员根据岗位安排,原煤生产人员出勤人数为200人,服务人员和其他人员27人,全矿在籍人数288人。井下工的在籍系数为1.35,地面生产工人的在籍系数为1.25,其他系数均为1.0。 管理人员占原煤生产人员的8,原煤生产工人中井下工占80,地面工占20,服务人员和其他人员分别占原煤生产在籍人数的8和2。 劳动定员汇详见表221。 劳动定员汇总表 表221 第三章紧急避险系统 第一节矿井主要灾害 1、根据矿井做的检测资料及地质报告,该矿井煤尘具有爆炸性及煤层属于容易自燃煤层。因此在矿井生产时,所产生的粉尘聚集会发生爆炸及煤层作火。 2、矿井开采的3号煤层顶板主要以泥岩、粉砂岩为主,属Ⅱ类中等稳定性岩层。根据榆横地区煤层浅埋藏的特点,顶板坚硬但压力大的特点,因此矿井在回采时,顶板较难冒落,易发生大范围冒顶灾害,形成强大的冲击波破坏性灾难。 3、矿井由于原开采3号煤层形成的大范围采空区,分布于矿井北部,根据水文划分类型该矿水文类型为简单,采掘工程不受水害影响,防治水工作简单。 由于矿井存在上述灾害,故矿井需装备齐全的安全设施,做好探放工作,确保灾害发生。为确保井下人员的在发生灾变时,为创造生存基本条件,为应急救援创造条件、赢得时间,因此矿井设置紧急避险系统是非常有必要的。 第二节矿井安全出口 一、矿井安全出口 矿井有两个安全出口,即主立井和副立井。满足煤矿安全规程生产矿井至少有2个能行人的通达地面的安全出口的要求,其中主、副井井口间距55m。各个井筒净断面及断面布置均满足行人、运输、通风和安全设施、设备安装、检修等方面的要求,符合煤矿安全规程的有关规定。 该矿主立井为进风井口,不受粉尘侵入影响,也不受有害和高温气体侵入影响。 二、工作面安全出口 投产开采的04东对拉工作面安全出口有两个,为运输顺槽和回风顺槽的两个端头,工作面两个端头出口超前20m内采用锚杆密集支护;运输顺槽和回风顺槽巷道均采用金属锚杆锚顶支护。 第二节紧急避险系统 一、紧急避险系统确定 1、煤矿井下紧急避险系统是指在煤矿井下发生紧急情况下,为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设的内容包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。 井下紧急避险设施是指在井下发生灾害事故时,为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障的密闭空间。该设施对外能够抵御高温烟气,隔绝有毒有害气体,对内提供氧气、食物、水,去除有毒有害气体,创造生存基本条件,为应急救援创造条件、赢得时间。 紧急避险设施主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动救生舱。 2、根据矿井开拓系统,矿井最远采掘工作面距井口安全出口最远路程2.5km。当井下灾害发生时,在入井人员配备额定防护时间不低于30分钟的自救器情况下,从采掘工作面步行,按正常步行速度为每小时5.0km,人员很难灾变时在半小时内逃出矿井。根据矿井开拓系统及井田范围,回采工作面较短,均不超过1000m。该矿井为低瓦斯矿井,因此只需在距离采掘工作面1000m范围内的安全通道内建设避难硐室或设置可移动式救生舱。根据矿井开拓及工作硐室布置位置,为确保井底及其附近人员的安全,设计在在井底车场附近设置一个永久避难硐室,为全矿井的井底1000m范围内人员紧急避险;在井田中央的运输大巷和回风大巷之间设置一个临时避难硐室,即04东对拉工作面与05西对拉工作面之间,该临时避难硐室能满足此两工作面及06东对拉工作面及大巷掘进头人员避险;为保证以后生产的工作面安全需求同理在两个工作面之间的大巷设置临时避难洞室;为 保证顺槽掘进头作业人员的安全,及考虑顺槽工作面的特点,设计采用移动救生舱来满足顺槽掘进作业人员的安全。 3、紧急避险设施具备了安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通讯、照明、人员生存保障等基本功能,在无任何外界支持的情况下额定防护时间不低于96小时。 1具备自备氧供氧系统和有害气体去除设施。供氧量不低于0.5升/分钟人,处理二氧化碳的能力不低于0.5升/分钟人,处理一氧化碳的能力应能保证在20分钟内将一氧化碳浓度由0.04降到0.0024以下。在整个额定防护时间内,紧急避险设施内部环境中氧气含量应在18.5 23.0之间,二氧化碳浓度不大于1.0,甲烷浓度不大于1.0,一氧化碳浓度不大于0.0024,温度不高于35摄氏度,湿度不大于85,并保证紧急避险设施内始终处于不低于100帕的正压状态。采用高压气瓶供气系统的应有减压措施,以保证安全使用。 2配备独立的内外环境参数检测或监测仪器,在突发紧急情况下人员避险时,能够对避险设施过渡室内的氧气、一氧化碳,生存室内的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、温度、湿度和避险设施外的氧气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳进行检测或监测。 3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。 4、紧急避险设施应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接,形成井下整体性的安全避险系统。 矿井安全监测监控系统必须对紧急避险设施外和避难硐室内的甲烷、一氧化碳等环境参数进行实时监测。 矿井人员定位系统应能实时监测井下人员分布和进出紧急避险设施的情况。 矿井压风自救系统必须能为紧急避险设施供给足量氧气,接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀,压风出口压力在0.10.3兆帕之间,供风量不低于0.3米3/分钟人,连续噪声不大于70分贝。 矿井供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水,并为在紧急情况下输送液态营养物质创造条件。接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门。 矿井通信联络系统应延伸至井下紧急避险设施,紧急避险设施内应设置直通矿调度室的电话。 5、紧急避险设施的设置要与矿井避灾路线相结合,紧急避险设施应有清晰、醒目、牢靠的标识。矿井避灾路线图中应明确标注紧急避险设施的位置、规格和种类,井巷中应有紧急避险设施方位的明显标识,以方便灾变时遇险人员迅速到达紧急避险设施。 6、紧急避险系统应随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善,包括及时补充或移动紧急避险设施,完善避灾路线和应急预案等。 二、井下紧急避险系统设计 一永久避难硐室 在副井井底车场附近设置个永久避难洞室,为全矿井的及井底1000m 范围内人员紧急避险。 1、井下人员 按照现今矿井最大班下井人员为50人,硐室内设施的总容量备用系数取1.2,则下井人员最多为60人。自救器则考虑人员按1.2倍安排应有72台隔绝式自救器,自救器使用时间不低于45min;并需配备两台正压氧气呼吸器;避难硐室采用一体式矿灯照明,并储备逃生用一体式矿灯数量为72台。 2、避难硐室位置 矿井自开采以来,未发生瓦斯爆炸,且连续3年瓦斯等级鉴定,均属低瓦斯矿井瓦斯等级鉴定详见附件,根据矿井开拓布置及逃生途径考虑, 避难硐室布置在3号煤层中,布置在辅助运输大巷与回风大巷之间,尽可能采用折反式布置,以减少瓦斯、煤尘爆炸后的冲击波。设置两道正向密闭门,在两道密闭门之间设置喷淋装置。其前后20m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。靠近底板附近设置两趟的单向排水管,在密闭门上方设置两趟单向排气管。 3、避难硐室及地面钻孔的参数 避难硐室采用拱形硐室式布置,净宽4.0m,净高3.3m,净断面11.5m2,生存硐室长26.10m,所设置的避难硐室生存室面积约89m2,满足每人需1m2 避难洞室最多人数60人的使用面积。虽矿井为低瓦斯矿井,但考虑硐室布置在煤层中,为防止瓦斯及有害气体侵入硐室,硐室及硐室口附近10m 应采用隔离材料对硐室进行隔绝支护。 发生灾变时为保障在避难硐室内待救人员的通风、通讯、供电、供水等基本生存条件,设计将从地面打设一钻孔φ200mm直通避难硐室,该矿钻孔长130m。从地面经钻孔下一趟无缝钢管DN1004的压风管路,地面留设有与应急压风机对接的接口,并与硐室内的压风自救器相连;下一趟无缝钢管DN1004的供水管路,留设接口与地面应急供水系统连接,并与硐室内的供水系统连接;下两趟专用监控通讯电缆,一趟直通矿井调度室,专用通讯线路不允许接其他分机;一趟连接矿井监控与避难硐室监控探头,并在钻孔口留设有与地面应急通讯设备连接的接口;设置一趟动力电缆连接避难硐室内用电设备,禁止携带其他负荷,在地面钻孔口留设有与地面应急电源连接的接口。 钻孔参数x4252902.000,y37404198.500,z1213.00,孔径200mm。 直通避难硐室钻孔防治措施 1钻孔标高高于四周地面0.5m标高,不得放杂物; 2钻孔周围有地面水影响时,必须设置排水沟; 3必须做好工程记录,并填图归档; 4并采用大于钻孔断面的坚实的盖板盖实孔口上锁,应设置栅栏和标志; 5并修筑能满足应急车辆运行的道路。 4、避难硐室传感器种类及装备 发生灾变时为保障在避难硐室内空气净化功能及温度条件,将在避难硐室内设置防爆型空气循环净化装置,矿用防爆空调装置等。 在避难硐室内外设有瓦斯传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、烟雾传感器通过监控电缆与地面监控室相连,硐室内并有显示器显示上述传感器数值。避难人员进入硐室内是否使用自救器,必须首先观察上述传感器显示数值,及现场的具体情况做出判断。 为防止井下火灾烧烤密闭门,设计采取向密闭门内洒水冷却的办法,一寸钢管距密闭门里侧10cm,按巷道内轮廓,每20cm设一个喷头,向密闭门喷水,水源来自从钻孔下来的饮用水,硐室通道两端外部门的里侧均设喷水防火系统。4道密闭门的外墙体均设置防火观察孔,平时用于通风,急救时用于观测灾情。 硐室内有专人管理,每周对室内设置进行一次实验,即使进行维护、保养,以保证设置的正常运转。医疗器械必须密封的,过期或失效的必须及时更换。硐室内不得锁门,保证灾