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煤礦(擴能)開發利用方案

  
評論: 更新日期:2024年12月23日

一、概 述

(一) 礦區位置、范圍、隸屬關系和企業性質

1、礦區位置

遵義縣泮水鎮興安煤礦位于遵義縣泮水鎮西安村。其地理坐標為:東經106°24′07″~106°25′38″;北緯 27°32′05″~27°32′35″。其中心點地理坐標:東經106°24′54″,27°32′20″。

礦區位于貴州省遵義縣縣城(南白鎮)270度方位,直距約41km處, 距鴨溪電廠30km,距遵義市68km,距遵義縣城49km,距川黔鐵路的南白火車站53km,直距48km,礦山有簡易公路與326國道相連,礦山距326國道1.5km。礦井運輸以公路為主,交通較為方便。詳見交通位置示意圖1-1。

圖1-1 交通位置示意圖

2、井田境界

境界:根據貴州省國土資源廳頒發的遵義縣泮水鎮興安煤礦《采礦許可證》(副本)證號5200000830969,礦界形狀為一四邊形,走向長2.5km,傾向寬1.71km,井田面積1.9581km2,主采C4、C6、C9號煤層,開采深度由+950m~+400m標高。礦區范圍拐點坐標見表1-1。

1、隸屬關系和企業性質

遵義縣泮水鎮興安煤礦為私營礦山企業,為整合礦井,由原桐梓堡煤礦、埡上煤礦、宏達煤礦、西安煤礦、雷家山煤礦五家煤礦于2007年整合形成,隸屬遵義縣煤炭管理局管轄。企業性質為私營。

本礦準采標高范圍內C4、C6、C9煤層保有資源量(332)+(333)+(334?)為741.7萬噸,其資源儲量可滿足30萬t/a整合礦井設計要求,根據省政府有關精神和生產條件,本次方案設計按30萬t/a生產能力設計。目前開采方案(變更)已得到省能源局批復。

2、礦井歷史、現狀和建設理由

(1) 礦井歷史

1)遵義縣泮水鎮興安煤礦為整合礦井,2008年10月取得了由貴州省國土資源廳頒發采礦許可證,證號為5200000830969,有效期限為十年(2008年10月至2018年10月),年開采能力15萬噸。

2)中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交的《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》,經貴州省國土資源廳以文件(黔國土儲備字[2008]705號)“關于《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦產資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明”批復;

《資源儲量核實報告》核實興安煤礦礦權范圍內(準采標高+950~+400m)保有儲量保有資源量741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。

2、2007年10月由貴州大學勘察設計研究院編制了《遵義縣泮水鎮興安煤礦(整合)開采方案設計》(設計能力為15萬t/a),并經貴州省煤炭管理局批復;(黔煤規字[2007]403號)

3、2008年1月由貴州大學勘察設計研究院編制了《遵義縣泮水鎮興安煤礦(整合)安全專篇》(設計能力為15萬t/a),并經貴州省煤礦安全監察局遵義分局批準;

4、2009年12月由貴州大學勘察設計研究院編制了《遵義縣泮水鎮興安煤礦(整合)開采方案設計(變更)》(設計能力為15萬t/a),并經貴州省煤炭管理局備案批準;(備案號581號)

5、2010年4月由貴州大學勘察設計研究院編制了《遵義縣泮水鎮興安煤礦安全設施設計(變更)》(設計能力為15萬t/a),并經貴州省煤礦安全監察局遵義分局批準;(黔煤安監遵安審[2010]24號);

6、2011年3月由貴州大學勘察設計研究院提交了《遵義縣泮水鎮興安煤礦開采方案設計(變更)》(設計能力為30萬t/a),并經貴州省能源局(黔能源發字[2011]282號)批復;

(2) 礦井開拓開采系統現狀及采空區情況

A、開拓開采系統建設情況

目前業主已根據原整合開采方案進行建設,地面工業場地已初具規模,施工有主斜井、副斜井、回風斜井、進風井、西翼進風井五個井筒,目前副斜井、西翼進風井、進風井已基本完成改造,主斜井已施工約400m,回風斜井正在進行井口建筑的施工,在C9煤層底板+715m水平運輸大巷已基本建成,在井田西翼C9號煤層底板掘進了部份瓦斯抽放巷道。

B、礦井采空區情況

整合前煤礦均采用斜井開拓方式,礦井劃分為多個水平、上、下山采區開采均主采C4、C6、C9煤層,該煤層為急傾斜煤層。均采用走向短壁后退式采煤法。工作面采用傾斜布置。該礦目前開采的最低標高為+730m,采空區及老窯破壞區位于井田煤層露頭淺部,采空區殘留部分煤柱;采空區積水情況不明。

見礦井采掘工程現狀圖(圖1-1)。

(3) 建設理由

本礦為整合礦井,原整合開采方案和安全專篇按生產能力15萬t/a設計。

根據中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦產資源儲量核實報告》,井田范圍內保有儲量(332+333+334?)共741.7萬噸。其資源儲量可滿足30萬t/a整合礦井設計要求。

根據貴州省煤炭管理局第二十一次整合進展調度會情況匯報和第二十七次整合進展調度會情況匯報中鼓勵小煤礦做大做強的精神和礦井實際情況,擬對礦井的設計生產能力進行變更,即將礦井設計生產能力由15萬t/a變更到30萬t/a。

按貴州省國土資源廳采礦許可證辦理的程序及要求,受興安煤礦的委托,我院進行該礦開發利用方案(15萬t/a—30萬t/a)的編制工作。

(一)

編制依據

1、前期工作

(1)中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》,經貴州省國土資源廳以文件(黔國土儲備字[2008]705號)“關于《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦產資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明”批復;

(2)中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交已編制完成了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦區及地面工程地質災害危險性評估報告》;

2、編制依據

1、開發利用方案委托書;

2、遵義縣泮水鎮興安煤礦采礦許可證(副本)復印件(證號:5200000830969);

3、營業執照、礦長資格證、礦長安全資格證;

4、中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交的《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》及貴州省國土資源廳文件(黔國土資儲備字[2008]705號)“關于《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明;

5、貴州大學勘察設計研究院于2011年3月提交的《遵義縣泮水鎮興安煤礦開采方案設計(變更)》(設計能力為30萬t/a)和貴州省能源局文件(黔能源發字[2011]282號)“關于對遵義縣泮水鎮興安煤礦開采方案設計(變更)的批復”;

6、礦井2007、2008、2009年度瓦斯等級鑒定批復;

7、貴州省煤田地質局實驗室出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦(原)自燃傾向性等級和煤塵爆炸性鑒定報告(C4、C6、C9);

10、供電協議、救護協議;

11、我院設計人員于2010年12月在遵義縣泮水鎮興安煤礦進行的現場調查。經過現場踏勘,收集了礦井的原開拓、開采等有關資料,根據礦井的實際情況,需重新布置開拓系統,同時也了解到礦區內煤層露頭線附近存在老窯,但開采情況不詳。在興安煤礦礦區范圍內,沒有發現大規模的山體滑坡、崩塌等地質災害。

12、業主提供的其他相關資料。

13、國土資源部(國土資發【1999】98號)文,關于“礦產資源開發利用方案編寫內容要求”;

14、《煤礦工業小型礦井設計規范》(GB50399-2006)、《煤礦安全規程》;

15、《煤礦安全規程》(2011年版);

16、《煤炭工業小型礦井設計規范》(GB 50399-2006);

17、《礦井抽放瓦斯工程設計規范》(MT5018-96);

18、《礦井瓦斯抽采規范》(AQ1027-2006);

19、《煤礦瓦斯抽采基本指標》(AQ1026-2006);

20、《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》(2000年版);

21、《煤礦建設項目安全設施審查和竣工驗收規范》(AQ1055-2008);

22、《煤礦防治水規定》,國家局第28號令,2009年12月1日起執行;

23、《貴州省煤礦水害防治規定》,黔府發[2009]64號;

24、《防治煤與瓦斯突出的規定》,國家局第19號令,2009年8月1日起執行;

25、《煤礦井下安全避險“六大系統”建設完善基本規范(試行)》,國家局,2011年3月1日起執行;

遵義縣泮水鎮興安煤礦采用斜井多水平開拓,下山開采,全井田劃分為2個水平5個采區開采,設計以一個采區、一個炮采工作面達到30萬t/a的生產能力。

一、礦產品需求現狀和預測

(一) 煤礦產品市場需求情況和預測

貴州是我國南方的煤炭資源富集省,預測埋藏+2000m標高以上的煤炭資源總量達2419億t,僅次于晉、陜、蒙、新,居全國第五位。截止2005年末,煤炭探明儲量為555.36億t,比江南12省(區、市)總量還多102.1億t。

從二十世紀七十年代中期起,貴州每年都有近400萬t煤炭以“統配煤”的形式遠銷到兩廣、兩湖及浙、贛、閩、蘇、滬一帶,有力地支援了有關省(區、市)的國民經濟建設,同時,也初步奠定了“北煤南運”與“西煤東運”并存的格局。“黔煤外運”正式納入了國家宏觀調控的內容。貴州電力工業近年也得到迅速發展,2007年底電網裝機容量近2000萬kW,全年發電量預計958億kW·h,其中火力發電量預計835億kW·h,省內電煤需求量約4450萬t;預計到今年,貴州電網裝機容量將達到3000萬kW以上,火力發電機組裝機容量將超過2330萬kW,每年新增電煤需求量500萬t以上,電力工業對煤炭的需求量將占當年產量的40%左右,成為拉動煤炭工業發展的最大產業。

目前,全省生產礦井設計產能為1.1億t左右,貴州省煤炭消費結構大致是省內占70%左右,省外占30%左右。“十一五”期間我省規劃開工60萬t/a及以上煤礦建設項目41對,總規模5210萬t/a,預計到2011年產量可達4320萬t。到2011年,力爭形成18320萬t/a生產能力,產量15000萬t。其中大中型煤礦形成9621萬t/a生產能力,產量7600萬t,占51%,其它煤礦生產能力8699萬t/a,產量7400萬t,占49%。通過煤礦整合、改造、新建,到2010年,煤炭產業集中度明顯提高,單井平均規模達到14.5萬t/a,大型煤炭生產企業產量的市場占有率達45%以上。從規劃看,到2011年我省大中型煤礦的產量將首次高于其他煤礦產量,然而,從“十一五”規劃開工的60萬t/a及以上的41對礦井來看,半數以上由于種種原因推遲開工時間,即使已經開工的礦井建設進度也比較遲緩,不可能實現“十一五”末可能達到的產量目標。貴州省煤礦規模和布局合理的工作逐步向前推進。但是,規劃與現實脫節的問題十分突出。根據“十一五”規劃預測分析,2010年,省內煤炭需求量為13392萬t。

從目前省外每年對我省的煤炭需求結構調整看:電力行業2800萬t左右;化工行業700萬t左右;冶金行業550萬t左右,其中煉焦精煤430萬t左右;建材工業280萬t左右。上述各行業煤炭需求均呈上升趨勢,預計省外對貴州煤炭的年需求量在5000萬t左右。2009年全省煤炭年均外運量在4500萬t左右,在周邊省區占有10~20%不等的市場份額,與北煤南運相比無論在價位還是在煤質或品種上均具有優勢,而且開發強度較低。隨著經濟發展的加快,周邊省(區、市)對貴州煤炭需要量將不斷增加。預計到2011年將達到5400萬t以上,其中:廣西約4000萬t,云南約1000萬t,四川約200萬t,廣東、重慶各200萬t左右,湖南約120萬t,江西、湖北各50萬t左右。從上述對我省煤炭市場供求總量和結構的分析預測可見,今后貴州煤炭出現供不應求的緊張局面難以改變,其中2011年預計缺口約3710萬t。尤其是動力煤(發電用煤)的供求矛盾將十分突出,隨著國家的產業政策、資源保護和環保政策的日益嚴格以及西部大開發的戰略實施,這也為我省加快實施“西電東送”電煤基地建設和“黔煤外送”帶來了歷史性的發展機遇。

目前,隨著小煤礦的資源整合,全省煤炭產量尚不能滿足“西電東送”的戰略實施,同時,周邊缺煤省區對我省優質煤炭的需求量也不斷擴大,在考慮北煤南運的情況下,預計今后仍需從我省調進煤炭。從今后總的發展趨勢看,煤炭需求量仍將有一定的增長,特別是江南的缺煤省區。從煤炭工業在我省實施西部大開發戰略所處的地位、角度看,仍需要進一步發展,以推動“西電東送”戰略的實施,同時,隨著外部運輸條件的改善,也必將為貴州煤炭工業的發展創造良好的條件。

(二) 產品需求情況和市場供應情況

1.礦產品現狀及加工利用趨勢

貴州省為江南煤炭資源強省和煤炭生產大省,近年來外調量不斷增加,在周邊省區占有10~20%不等的市場份額,與北煤南運無論是從區位上,還是在煤質或品種上均占有一定的優勢,而且開發程度較低(僅為11%,低于20%的全國平均水平)。隨著國家產業政策、資源保護和環保政策的日益嚴格以及西部大開發的戰略實施,尤其是“黔煤外運、西電東送”形勢的發展,全省現有煤炭產量不能滿足要求。

省內主要是電廠用煤,其次是治金、化工、建材等行業和城鄉生活用煤。隨著“西電東送”戰略的實施,確保從2005年起貴州省每年向廣東省輸送400萬kw的電力,加大了電廠的建設,有的電廠已建成發電,對煤炭的消耗量逐年增加,煤炭將出現供不應求的局面。興安煤礦所產原煤主供附近電廠。

貴州省煤炭的周邊市場主要是廣東、廣西、湖南、四川、重慶、云南等省(區、市)。據有關資料統計:到2015年四川省缺煤3500萬t/a,湖南省缺煤3700萬t/a,兩廣及海南省缺煤11000萬t/a。隨著國家西部大開發戰略工程的實施,我省煤炭外銷將有廣闊的市場前景。

本礦煤炭儲量豐富,資源較可靠,地質、開采條件較好,電源、水源有保證,交通較為便利,為礦井的建設及其產品的銷售提供了有力的保證。因此,興安煤礦的建設,其煤炭銷售市場前景廣闊。

2.國內煤炭近期需求量及主要銷向預測

2.1概述

貴州省為江南煤炭資源強省和煤炭生產大省,在周邊省區占有較大的市場份額,與北煤南運相比,無論在價位還是在品種上均具有優勢。隨著國家的產業政策,資源保護和環保政策的日益嚴格以及西部大開發的戰略實施,全省現有煤炭供需形勢正在轉變,隨著西部大開發力度的提高,內需增加煤炭消費1500萬噸以上,“十二五”期內需增加煤炭消費 4000萬噸左右。同時,周邊缺煤省區對我省優質煤炭的需求量也不斷加大,市場前景較好。

2.2市場分析

1) 礦產品省內需求情況及預測

(1)電廠用煤

隨著國家西部大開發戰略的“西電東送”和“黔煤外運”重點戰略工程的實施,我省“十五”期內新增裝機容量規模4000MW,需增加電煤1650萬t。

據統計我省今后煤炭消耗量的增長幅度在200-300萬t/a之間,主要是電力行業的增長幅度較大。貴州省分行業煤炭消費現狀及預測見表2-1。

(三)產品價格分析

隨著經濟的發展,目前全國煤炭價格整體呈上升趨勢,2010年的7~12月份,全國商品煤價格平均售價400元/t。根據目前當地煤炭實際銷售價格,并結合貴州省煤炭市場銷售行情,考慮一定的風險因素后,本設計以原煤井口平均綜合售價450元/噸(電煤價格)進行經濟概算。隨著西部大開發“西電東送”的實施和區內及鄰近省市經濟的迅猛發展,煤炭價格較為穩定。

一、礦產資源概況

(一) 礦區總體概況

1、礦區總體規劃情況

遵義縣泮水鎮興安煤礦為私營礦山企業,屬整合礦井,原整合開采方案和安全專篇按生產能力15萬t/a設計。

根據貴州省煤炭管理局第二十一次整合進展調度會情況匯報和第二十七次整合進展調度會情況匯報中鼓勵小煤礦做大做強的精神和礦井實際情況,擬對礦井的設計生產能力進行變更,即將礦井設計生產能力由15萬t/a變更到30萬t/a。

目前該礦開采方案設計(設計生產能力30萬t/a)已經省能源批復。(黔能源發字[2011]282號)

礦井建設規模為30萬t/a,興安煤礦與周圍規劃和保留生產礦井之間無礦界重疊。

2、礦區礦產資源概況

(1) 礦區范圍

礦區范圍由貴州省國土資源廳下發的采礦許可證(證號:5200000830969)劃定,其礦區范圍拐點坐標見表3-1。

1、本礦井與礦區總體開發的關系

根據遵義縣煤炭資源開發總體規劃,遵義縣泮水鎮興安煤礦屬規劃建設項目之一,遵義縣泮水鎮興安煤礦與周圍規劃和保留生產礦井之間無礦界重疊。

設計按照相關規劃和批復的30萬噸/年進行設計。

(一) 設計項目的資源概況

1、礦床地質及構造特征

(1) 區域地質概況

該區位處楊子陸塊黔北隆起遵義斷拱帶,鴨溪向斜北西翼,區域上出露地層有第四系(Q)、三疊系 (T)、二疊系(P)、奧陶系(O)、寒武系(∈)。

由西至東次級褶皺構造走向北東—南西向,其間常被走向斷層所破壞。其總體由大致平行的褶皺及斷裂組成。一般都在幾公里~幾十公里以上。斷裂一般傾角較陡,規模較大,其派生的低序次張性、張扭性斷裂發育。

鴨溪向斜:軸向呈北東—南西向展布,寬3~10km,呈長條狀,開闊平緩,兩翼不對稱,北西傾角20~55°左右,南東翼傾角10~30°左右。

(2) 礦區地質特征

A、礦區地層

區內出露地層有第四系;三疊系下統夜郎組;二疊系上統長興組、龍潭組,二疊系中統茅口組。現從新至老簡述如下:

(A) 第四系(Q)

主要為黃色坡積、殘積和崩積物,零星分布于地勢低洼處,厚度一般0~15m,與下伏地層呈不整合接觸。

(B) 三疊系下統夜郎組(T1y)

自上而下可分為九級灘段、黃村壩段及沙堡灣段:

a、九級灘段(T1y3)

為紫紅色頁巖,粉砂質頁巖。夾褐黃色、褐灰色鈣質頁巖。中上部有一層厚約20m的生物碎屑灰巖,底部夾黃綠色粉砂巖。厚87.5~95m。

b、黃村壩段(T1y2)

上部為灰~淺灰色薄~中厚層灰巖,層理發育,風化面光滑,下部為深灰色薄層泥灰巖,自下而上泥質逐漸減少,層厚逐漸增大。厚250~280m。

c、沙堡灣段(T1y1)

黃褐~灰綠色頁巖,夾少量薄層泥灰巖。厚20-25m。

(C) 二疊系

自上而下可分為長興組(P3c)、 龍潭組(P3l)及茅口組(P2m)。

a、長興組(P3c)

灰~深灰色薄~中厚層含燧石團塊灰巖,底部夾深灰色中厚層泥質灰巖及少量鈣質頁巖。厚35~50m。

b、龍潭組(P3l)

上部以黑色炭質頁巖、泥巖、粉砂巖、鈣質粉砂巖為主,夾少量灰白色粘土(泥)巖,深灰色薄層泥灰巖,其中自上而下發育有15層煤線及煤層,其中全區可煤層3層;底部為灰白色粘土(泥)巖硫鐵礦,硫鐵礦以黃鐵礦為主,黃鐵礦以結核狀、聚晶團塊狀及星散狀形式賦存于礦層中,厚89.08~110.87米。

c、茅口組(P2m)

上部為淺灰色中厚層含生物碎屑灰巖,夾燧石團塊及燧石條帶。風化面光滑。厚>100m。

B、礦區構造

(A) 褶皺

礦區位于鴨溪向斜北西翼,總體為一向南傾斜的單斜構造,產狀168~182°∠69~71°。

(B) 斷裂

區內未見斷裂構造,僅在局部地段發育有小裂隙,對本次勘查范圍內的煤礦無破壞作用。

龍潭組地層為礦區內唯一含煤地層,礦區范圍內未發現斷層,總體為一向南傾斜的單斜構造,該區構造復雜程度為簡單。

2、礦床開采技術及水文地質條件

(1) 開采技術條件

A、煤層賦存特征

(A) 含煤性

龍潭組(P3l)為礦區唯一的含煤地層,屬海陸交互相沉積。龍潭組(P3l)厚89.08~110.87米,一般厚90m。主要由黑色炭質頁巖、泥巖、粉砂巖、鈣質粉砂巖為主,夾少量灰白色粘土(泥)巖,深灰色薄層泥灰巖。含煤層及煤線15層,煤層總厚6.6米,含煤率7.3%,全區可采煤層3層,即C4、C6、C9煤層,全區可采煤層總厚4.68米,可采含煤率為5.2%。其余煤層在礦區范圍內目前井巷未進行揭露,情況不明。

(B) 可采煤層

礦區內全區可采煤層3層,即C4、C6和C9,各煤層特征從上而下分述如下:

a、C4煤層

位于含煤巖系中部,層位穩定,結構簡單,呈層狀、似層狀產出,厚1.20~1.60m,平均厚1.40m,為礦區主采煤層。

b、C6煤層

位于含煤巖系中部,層位穩定,結構簡單,呈層狀、似層狀產出,厚1.10~1.30m,平均厚1.20m,為礦區主采煤層。

c、C9煤層

位于含煤巖系底部,層位穩定,呈層狀產出,厚1.60~1.80m,平均厚1.71m。為礦區主采煤層。

各煤層特征見表3-3。

A、煤質特征

(A) 煤種

煤種為無煙煤。

(B) 物理性質和煤巖特征

C4:黑色,碎塊狀,半亮型煤,似金屬光澤。

C6:黑色,碎塊狀,半亮型煤,夾亮煤條帶,外生裂隙較發育。易碎、開采后以煤塊為主。

C9:黑色,碎塊狀,半亮型煤,條帶狀構造,似金屬光澤,外生裂隙較發育,易碎、開采后以煤塊為主。

(C) 化學性質、煤類及工藝性能

a、化學性質及煤類

據以往地質資料,結合本次地質工作采樣分析,遵義縣泮水鎮興安煤礦原煤化驗指標如下:

根據原煤分析結果,按國家技術監督局煤炭質量分級標準[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤層為低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高熱值(HQ)~特高熱值(SHQ)無煙煤。

a、可選性

礦山本身不設選礦,直銷原煤。未作過精煤的分析。

(a) 煤的塊度

根據礦井原開采對各煤層塊煤率的統計, C6、C9煤層塊煤率較高,其中:C6煤層塊煤率為50~70%;C9煤層塊煤率為60~90%

(b) 煤的抗碎強度

通過對區內主采煤層進行落下法試驗,試驗結果為C6:65.72%,屬高強度煤;C9:66.89%,屬高強度煤。

(c) 熱穩定性

根據相鄰礦井資料,區內除C4煤層的RW+6值<65%,熱穩定性稍差以外,C6、C9、C11煤層的RW+6值均在70%以上,說明該區C6、C9、C11煤層的熱穩定性好。

(A) 煤的工業用途

根據煤礦主采煤層煤質,其所產原煤可用作電力和其它鍋爐用煤:本礦內煤的發熱量、硫分等均符合其用煤要求。

(B) 煤層風氧化帶

區內各煤層地表風化帶露頭一般為灰黑色粉狀,不能燃燒,由于地表風化剝蝕沖刷速度較快,風化帶一般深度約15—20m,地形較陡的坡邊,僅有10—15m 左右。風化帶之下為氧化帶,氧化較強時顏色暗淡,光澤較弱,節理裂隙密集,易碎裂疏松,但仍能燃燒,煤層結構仍清楚,氧化帶深度一般僅有20—35 米左右,從鄰近礦山巷道揭露情況看,風化、氧化帶兩者加起來的深度約為40—50m,多數在斜深50m 左右即見到光亮堅硬的塊煤。

A、礦井瓦斯、煤塵爆炸性、煤炭自燃傾向及地溫

(A) 瓦斯

依據貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71號)“對遵義市煤礦2006年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482號)“對遵義市煤礦2007年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復”和貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507號)“對遵義市煤礦2008年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復”,興安煤礦2006、2007、2008年度瓦斯等級結果均為高瓦斯礦井。

2006、2007、2008年度礦井瓦斯等級鑒定情況見表3-5。

根據各年度礦井瓦斯等級鑒定情況,最大瓦斯相對涌出量為西安煤礦2006年鑒定結果29.08m3/t。

本專篇根據《礦井瓦斯涌出量預測方法》(AQ1018-2006)預測+715m標高,礦井相對瓦斯涌出量54.965m3/t,絕對瓦斯涌出量42.30m3/min;在+400m標高,礦井相對瓦斯涌出量68.897m3/t,絕對瓦斯涌出量53.02m3/min。

礦井應在建設期間進行煤層瓦斯含量測定,投產后間必須加強瓦斯含量、瓦斯涌出量的測定,定期進行瓦斯等級鑒定工作,并依據瓦斯測定情況,校核礦井通風系統與生產系統等相關系統能力。

(A) 煤塵爆炸性

根據貴州省煤田地質局實驗2005年8月出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦C4、C6、C9煤層煤塵爆炸性鑒定報告:C4、C6、C9煤層均無爆炸危險性。

(A) 煤與瓦斯突出

興安煤礦無煤與瓦斯突出危險性鑒定資料,根據貴州省安全生產監督管理局、煤礦安全監察局、煤炭局文件(黔安監管辦字[2007]345號),本礦按煤與瓦斯突出礦井設計。

(B) 地溫

本井田屬地溫正常區,無熱害影響。

A、工程地質條件

(A) 工程地質巖組的劃分

礦區內工程地質巖組可劃分為堅硬巖組、半堅硬巖組、軟弱巖組及松散巖組四類。

堅硬巖組:主要包括中~微風化的三疊系下統夜郎組玉龍山段(T1y2)灰巖及燧石灰巖,二疊系上統長興組(P3c)灰巖及燧石灰巖, 二疊系中統茅口組 (P2m)灰巖及燧石灰巖。

半堅硬巖組:主要包括中~微風化中二疊系上統龍潭組(P3l)粉砂巖及泥質粉砂巖、煤層夾灰巖及泥質灰巖等。

軟弱巖組:主要包括強風化的三疊系下統夜郎組九級灘段(T1y3)頁巖、沙堡灣段(T1y1)粉砂質泥巖等。

松散巖組:主要包括第四系殘積紅粘土、砂土、粉砂質粘土、碎石土及河流沖積形成的砂、礫、卵石等。

(B) 巖土工程地質條件

a、土體工程地質條件

第四系殘積、坡積及沖洪積土層:主要分布于礦區地勢低洼地地帶及河谷地段,分布面積較大。由細砂巖、粉砂巖、泥巖、灰巖等經長期風化、剝蝕后的殘積、坡積物,土層厚度不大,緩坡及溝谷中稍厚,一般小于10m,土質多為碎石土、砂土、粉質粘土及砂、礫、卵石等,土體呈松散或半固結狀,分選性、膠結性差,土體較松散,透水性較好,土體強度弱,壓縮性高,受力后土體沉降量大,邊坡容易失穩,不適宜直接作工程建筑地基,只有采取加固措施后才可作為工程建筑地基。

b、巖體工程地質條件

(a) 上覆地層

含煤地層上覆圍巖主要為碳酸巖,主要為長興組灰巖、燧石灰巖、夜郎組玉龍山段灰巖,大部份為中~厚層狀,巖體普遍較完整,巖體多為塊狀,巖石致密、堅硬,屬堅硬類型,抗壓強度高,抗風化能力強,RQD值高,巖體多數II、III類,巖體穩定性中等~良,工程地質條件較好,不良之處是這類巖石巖溶發育較強烈,巷道掘進時應防止高地壓、巖爆、掉塊、跨塌、涌水、突泥等。

含煤地層上覆圍巖的碎屑巖,主要為沙堡灣段粉砂質泥巖、九級灘段頁巖,巖石多為薄層狀,層理特征多為均勻層理、交錯層理或水平層理,以泥質膠結為主,泥質含量較高,靠近地表巖石容易遭受風化、剝蝕而形成殘積土,地下深部則巖石較完整。此種巖體結構特點是巖體分層多,受沉積因素影響,平面上和剖面上巖相、厚度分布變化較大。受各種結構面的相互影響,結構體形態以長方體、板狀體為主,該類巖體抗壓強度中等,飽水后強度降低,當失去原巖應力平衡狀態后,以離層或沿滑動面滑脫失穩為主要表現形式。總體上該碎屑巖多為層狀結構,少量碎裂結構,屬中等堅硬巖,巖體多數III類,巖體質量中等,工程地質條件中等。在該類巖石中掘進巷道時可能出現縮徑、軟巖擠出、片幫等不良工程地質現象。

(b) 含煤地層

主要為粉砂巖、砂巖、硅質巖、泥質粉砂巖、粘土巖、泥質灰巖、炭質粘土巖及煤層組成,多為層狀,少量碎裂結構,該地層中鈣質砂、泥質粉砂巖屬中等堅硬巖組,力學強度中等,有一定遇水軟化性,巖石完整性較好,巖體穩定性中等;粉砂質泥巖、泥巖、炭質泥巖、煤層屬軟弱巖組,力學強度很低,遇水時極易軟化,塑性強,巖石完整性不好,巖體穩定性很差,巷道掘至該層段時,易產生頂部塌陷及底鼓、片幫等現象。

(c) 下伏地層

含煤地層的下伏地層為二疊系中統茅口組,巖石為灰巖,厚層狀,溶隙及溶洞發育,屬堅硬巖組,巖體致密堅硬,穩定性好。

(C) 煤層頂底板工程地質條件

礦區內可采煤層3層,即C4、C6、C9煤層,各煤層頂、底板工程地質條件如下:

a、C4煤層

頂板為粉砂巖,底板為粉砂質泥巖。頂板厚4.35~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。底板厚為3.3~5.7米易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。采煤時應采取相應防護措施。

b、C6煤層

頂板為灰色頁巖,底板為灰色頁巖。頂板需進行支護方能采煤,直接頂板常為黑色、深灰色炭質頁巖、鈣質頁巖、厚0~1米,此層極不穩定,因此,在開采銅煤時應嚴加管理,底板為灰色頁巖、厚2.00~4.55米,穩定性較差,應采取相應防護措施。

c、C9煤層

頂板為鐵煤煤層頂板為泥質粉砂巖,厚4.30~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板,底板為粉砂巖、細砂巖夾頁巖,厚6.35~8.05米,易風化崩解,為不穩定底板。采煤時應采取相應防護措施。

(D) 工程地質條件預測評價

綜上所述,在未來礦山開采過程中,由于礦區范圍內C4、C6、C9煤層頂、底板穩定性差,發生巷道頂板垮塌及突底等工程地質問題的可能性較大。

綜上所述,礦區工程地質條件為第三類中等型。

(1) 水文地質條件

A、地形地貌

礦區位于貴州高原西北部,屬剝蝕型山地地貌。區內總體地勢北高南低,東高西低。最高點為礦區中部的山頂,海拔標高+1072m;最低點在礦區南部溪溝流出礦區范圍處,海拔標高+875m,為礦區可采煤層最低侵蝕基準面標高。最大相對高差197m,一般相對高差50~100m。礦區內山脈走向整體呈近東西向。

B、地表水

區內地表水主要為山間溪溝及水塘,地表水總體沿溪溝由北向南排泄,流出礦區,均為季節性溪流。

C、區域水文地質概況

區域構造以褶皺為主,碳酸鹽巖與碎屑巖相間展布。碳酸鹽巖含豐富的巖溶水,碎屑巖含裂隙水,第四系松散堆積層零星分布,微含孔隙水。

巖溶水主要靠大氣降水通過巖溶漏斗、落水洞及溶隙等補給,其運動方向受地質構造及地貌等因素的控制,往往具有較大面積和較長途徑的逕流,排泄于當地最低侵蝕基準面之溝谷中。根據礦區地表水出露情況,確定礦區附近的最低蝕侵基準面標高為+875m。裂隙水主要靠大氣降水通過地表節理裂隙補給,多為近源排泄,泉水流量一般較小。金沙河主要富集于一些較開闊的向斜地段,另外,兩種構造復合交接部位,向斜轉折端,背斜傾伏端端等處巖溶較發育,巖溶水較密集。

裂隙水的年變化幅度小于5倍,巖溶泉水及地下河流量年變化幅度較大,一般2~40倍。

地下水化學成分簡單,多為HCO3-Ca及HCO3-Mg.Ca型水,礦化度多小于0.5g/l,總硬度多小于20德度,多為弱堿性,水質良好,可供生活及工農業用水。

D、地層的富水性特征

礦區內出露的地層有第四系(Q),三迭系下統夜郎組的玉龍山段(T1y2)、沙堡灣段(T1y1)、二迭系上統長興組(P3c)、龍潭組(P3l)下統的茅口組(P2m);其中Q為松散堆積裂水含水層,T1y2、P3c的灰巖為碳酸巖溶水含水層,T1y1、P3l的碎屑巖及煤層為區內的相對隔水層。

(A) 含水層及特征

a、第四系(Q)含水層

為孔隙性含水層,零星分布于地勢低緩地帶,以殘坡積物為主,最大厚度12m,富水性差,動態變化極不穩定,多數為農田及旱地。

b、三迭系下統夜郎組玉龍山段含水層(T1y2)

主要出露于礦區東部,為灰色中至厚層灰巖,該組地層巖溶較發育,為碳酸鹽巖溶水含水層,富水性強。

c、二迭系上統長興組(P3c)含水層

上部為灰、深灰色薄至中厚層燧石灰巖夾泥灰巖;下部為深灰色薄至中厚層灰巖夾灰黃色泥(頁)巖,該層平均厚50m左右,為碳酸鹽巖溶水含水層,富水性中等。

d、二迭系茅口組(P2m)含水層

主要出露在礦區西部,是溶隙巖溶含水層,為含煤地層的直接底板,巖性主要灰色中至厚層灰巖,該組地層巖溶較發育,為碳酸鹽巖溶水含水層,富水性強。

(B) 隔水層及特征

a、三迭系下統夜郎組沙堡灣段 (T1y1)

分布于礦區東部,巖性為灰、灰黃色薄層泥巖,厚8-10m,富水性弱,為礦區相對隔水層。

b、二迭系龍潭組(P3l)

主要為灰、灰白色粉砂巖,黑色炭質泥巖,灰白色粘土巖硫鐵礦層,偶夾灰、深灰色薄至中厚層泥灰巖,共含煤15層,層厚89.08~110.87米,在礦區范圍內全區可采煤層3層,其中C4、C6、C9產于龍潭組中部,C9煤層下距茅口組(P2m)巖溶含水層頂界約35m,龍潭組泥巖、粘土巖等的隔水性好,據本次工作調查,所有的原生產煤井均未出現過涌水和突水現象,煤層中只有少量地下水以滴水或浸入形式出現,富水性弱,為礦區相對隔水層。

E、斷層導水性

礦區內地層呈單斜產出,據采煤巷道揭露,煤層傾角一般在70°。斷裂不發育,僅在龍潭組含煤巖系中見小型斷裂,斷距小,對煤層連續性破壞不大。

上述各條斷層破碎帶本身的富水性較弱,但老窯水及地表水在斷層的溝通作用下,對礦井構成充水通道,在礦井開采過程中應引起重視。應留足防水保護煤柱,嚴格持行“有疑必探,先探后掘”的方針。

F、老窯積水

礦區范圍內老窯較多,開采歷史悠久,一般沿煤層露頭開采,頂板穩定性差,多用木架支護,現大部分坑口都已垮塌封閉。據訪問資料,老窯水動態變化很大,受大氣降水抑制,鄰區礦井開采過程中遇老窯時,坑道水驟增,并出現過老窯突水事故,在煤礦開采過程中應對老窯積水引起注意。

G、礦井充水因素分析

(A) 充水水源

a、地表水

區內地表水主要為山間溪溝及水塘,地表水總體沿溪溝由北向南排泄,流出礦區,均為季節性溪流。在礦區中部楊家彎和煤溝附近分別有一個水塘,在礦山開采過程中,有可能使這兩個水塘發生泄漏,使水塘和礦井連通,成為礦井充水的主要因素。

b、地下水

(a) 第四系孔隙水

第四系上部堆積體結構松散,孔隙發育,滲透性好,是良好的天然儲水庫,蓄積有大量的地下水,又直接覆蓋于煤系地層露頭區之上,它們與煤系地層之間無隔水層阻隔,在煤礦開采淺部煤層時滑坡和第四系孔隙水將是礦井的直接充水含水層。

(b) 頂板裂隙水

主要為煤層間灰巖弱含水層水,在井巷掘進中沿煤層頂板裂隙進入礦井,是礦井的直接充水因素,水量不大。

(c) 龍潭組裂隙水

龍潭組地層本身含有風化、構造裂隙水,含水性、導水性弱,一般淺部水量較大,深部水量逐漸變小,但地層厚度大,也不容忽視,為礦井直接充水含水層。

(d) 茅口組巖溶裂隙、管道水

該層在煤層底板,含水性強,導水性強且與煤系地層直接觸,為礦井直接充水水源。

(e) 小煤礦及老窯積水

小煤礦及老窯主要在煤礦有分布。當煤礦開采過程中,由于人工裂隙的發育,貫通小煤礦及老窯巷道時,小煤礦及老窯積水就會進入礦井,成為礦井的直接充水水源。

(B) 礦床充水方式

A、主要為礦體頂板含水層中的地下水沿冒落帶及導水裂隙帶間接進水。

C、煤層底板含水層中的地下水沿地鼓裂隙直接突水。

D、局部裂隙構造溝通含水層中的地下水形成間接進水。

H、含水層對礦區開采的影響

礦區地層中有強含水層茅口灰巖組,有中等含水層三疊系下統夜郎組玉龍山段(T1y2)及二疊系上統長興組(P3c)巖溶裂隙含水層。礦區最低侵蝕基準面為標高+875m。井巷工程一旦揭穿含水層,會發生突水事故,造成大的災害,因此一般不宜將井筒、巷道布置在含水層中。為防止井巷工程誤穿含水層,礦井應加強礦區水文地質調查工作,掌握清楚各含水層、隔水層的特征,為煤礦的安全生產提供保證。

I、水文地質類型

本礦區最低侵蝕基準面為+875米,將來煤礦的開采活動基本都位于最低侵蝕基準面以下。本井田為單面山地貌,并沖溝發育,地表排泄不暢;加上本區小沖溝發育,沖溝水、大氣降水、坡積物水多沿基巖裂隙面和斷層面滲入礦井,裂隙發育地段和靠近溝谷地段,含煤地層及其上覆、下伏地層含風化裂隙水,深部含水微弱,風化裂隙水以滲流為主,水力聯系較差,茅口組巖溶裂隙、管道水富水性強。本井田水文地質條件屬第二類第二型,即以大氣降水為主要補給來源的裂隙充水礦床,水文地質條件中等。

J、礦井涌水量

根據地質報告和業主提供的相關資料,選擇比擬法對礦井涌水量進行預測。

根據興安煤礦近期提供的現狀開采條件涌水量實測資料,采用比擬法進行估算未開采區域的礦井涌水量:

根據計算結果,設計考慮礦井所處區域、老窯及采空區等諸多因素,礦井在運輸大巷標高以上(+715m標高以上):暫取礦井正常涌水量為60m3/h,最大涌水量為120m3/h。

礦井在向下開采時,必須根據現場涌水量重新估算估算礦井涌水量,選取相應的排水設備。

礦井生產建設過程中必須進行礦井水文地質的詳細調查及礦井涌水量的詳細實測,并根據實測數據選擇合適的排水設備。

地質報告對井田內斷層描述不詳,其產狀、導水特性、瓦斯賦存情況不十分清楚。因此在斷層附近井巷施工過程中,要加強探放水工作,嚴格做到“有掘必探,有疑必停”,確保施工安全。同時要加強礦井水文地質工作。

1、設計利用礦產資源儲量

中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》,經貴州省國土資源廳以文件(黔國土儲備字[2008]705號)“關于《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦礦產資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明”批復;

《資源儲量核實報告》核實興安煤礦礦權范圍內(準采標高+950~+400m)保有儲量保有資源量741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。

根據貴州省國土資源廳文件(黔國土資儲備字[2008]705號)“關于《貴州省桐梓縣興安煤礦資源儲量核實報告》礦產資源儲量評審備案證明:興安煤礦井田范圍內保有資源量741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。

儲量計算見表3-9。

1、資源及開采條件評述

A、煤層賦存較穩定;

B、儲量較豐富;

C、地質構造、工程地質、水文地質復雜程度中等

D、井田范圍內煤層瓦斯含量較高;

E、交通運輸條件優越;

F、外部條件基本具備;

興安煤礦煤炭賦存較穩定,資源較豐富,具備建設30萬t/a規模礦井的資源條件。礦井交通方便,工業物資供應及煤炭運銷條件較好,電源、水源基本具備,征用的土地多屬荒山薄地,建筑材料多可以就地解決,環境保護已采取措施,礦區及附近居民均以農業為主,勞動力富余,具備了礦井建設的各種有利條件。礦井開采技術條件較好,礦井的建設是有條件的、可行的。

2、對地質勘探報告的評述

1、貴州省108地質隊于1980年對該區進行的1:20萬區域地質調查,提交了《遵義幅區域地質調查報告》,初步了該區地層及構造特征。

2、貴州省地質局婁山關地質大隊1960年3月提交《遵義煤礦泮水礦井普查評價報告》。

3、2005年12月,我院對礦區范圍內的原宏達煤礦開展過資源儲量核實工作,并提交了《貴州省遵義縣泮水鎮宏達煤礦資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區范圍內C4、C6、C9煤層進行核實,截止2005年11月30日,礦山消耗資源量39萬噸,礦山保有資源量(332+333)為45.8萬噸,其中(332)資源量9.4萬噸,(333)資源量36.40萬噸。該報告未評審。

4、2006年1月,貴州省有色地質勘查局三總隊對礦區范圍內的原西安煤礦開展過資源儲量核實工作,并提交了《貴州省遵義縣泮水鎮西安煤礦資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區范圍內C4、C6、C9煤層進行核實,截止2006年1月20日,礦山消耗資源量23.89萬噸,保有資源量(332+333)為68.3萬噸,其中(332)資源量24.74萬噸,(333)資源量43.56萬噸。該報告未評審。

5、2005年8月,貴州省有色地質勘查局三總隊對礦區范圍內的原桐梓堡煤礦開展過資源儲量核實工作,并提交了《遵義縣泮水鎮桐梓堡煤礦2005年上半年資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區范圍內C4、C6、C9煤層進行核實,截止2005年6月底,礦山消耗資源量30.4萬噸,保有資源儲量(332+333)為40.12萬噸,其中(111b)儲量0.1萬噸,(121b)儲量2.89萬噸,(122b)儲量21.18萬噸,(333)資源量15.95萬噸,該報告未評審。

6、2007年2月,貴州省有色地質勘查局三總隊對礦區范圍內的原雷家山煤礦開展過資源儲量核實工作,并提交了《遵義縣泮水鎮雷家山煤礦資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區范圍內C2、C4、C5、C6、C9煤層進行核實,截止2006年12月底,礦山消耗資源量18.62萬噸,保有資源儲量(332+333)為43.39萬噸,其中(333)資源量4.92萬噸,(334)資源量38.47萬噸,該報告未評審。

7、2007年2月,貴州省有色地質勘查局三總隊對礦區范圍內的原埡上煤礦開展過資源儲量核實工作,并提交了《遵義縣泮水鎮埡上煤礦資源儲量核實報告》,報告結論為:通過對礦區范圍內C4、C6、C9煤層進行核實,截止2007年1月底,礦山消耗資源量26.54萬噸,保有資源儲量(332+333)為79.08萬噸,其中(332)資源量8.05萬噸,(333)資源量53.65萬噸,(334)資源量17.38萬噸,該報告未評審。

8、中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月受興安煤礦的委托后,開展資料的搜集和地質圖修測、工程地質環境調查等工作。通過收集以往地質資料、進行地表地質調查、剖面地質調查和井下地質調查,基本查明了礦區內地質情況,并對礦區工程地質、水文地質等礦床開采技術條件進行了初步了解,最終提交有《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》和相關圖件。經本次核實,核實遵義縣泮水鎮興安煤礦礦區內共獲得C4、C5、C6煤層保有資源量(332)+(333)+(334?)741.7萬噸.

(1)查明了礦區地層層序,劃分了地層,基本查明了其巖性、厚度、分布情況;

(2)基本查明了礦區構造形態及性質、地層產狀及變化情況,詳細查明了區內煤層層位、厚度、結構、空間分布及可采情況,可采及局部可采煤層對比可靠;

(3)研究了可采煤層頂底板工程地質特征,煤層瓦斯、煤的自燃趨勢、煤塵爆炸危險性等開采技術條件;

(4)基本查明了可采煤層的主要煤質特征,初步圈定煤的風氧化帶,指出了煤的利用方向。

(5)基本查明了區內含、隔水層及含、隔水性,基本查明了水文地質類型、礦床充水因素,對工程地質、環境地質等開采技術條件作出了進一步評價;

(6)估算了礦區的資源儲量(332)+(333)+(334?)741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。

分析認為:中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月編制的《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》基本能滿足礦井開發利用方案編制要求。

3、煤層氣抽采和開發利用

本礦井煤層瓦斯含量較高,煤層層數較多,瓦斯資源豐富;加之礦井生產規模達30萬t/a,設計考慮對瓦斯進行利用,以提高企業效益。

該礦抽采的瓦斯量較小,礦區居民居住較分散,距市、縣距離較遠,不具備化工和民用的條件;瓦斯發電目前瓦斯發電技術已成熟,具有容易實施、投資見效快等特點。經分析比較,該礦采用瓦斯利用為利用礦井抽采的瓦斯發電。

根據礦井的抽采規模,考慮到瓦斯抽采流量和濃度的不穩定性等因素,設計安裝500GF1-3RW型發電機組3臺,分兩期實施,前期2臺,后期1臺。

4、存在的問題和建議

1)對煤層瓦斯含量、煤與瓦斯突出危險性、沖擊地壓等分析研究較少。礦井需補充進行可采煤層瓦斯含量、煤與瓦斯突出危險性,及時補充和采取有針對性的防治措施;

2)進一步加強水文地質工作,切實弄清地表水和地下水、礦井充水因素、礦井涌水量等資料,切實弄清礦區內的小煤窯開采范圍和老窯積水情況,確定探水紅線。在今后的掘進中,加強探放水工作,堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,同時堅持“有疑必停”,防止透水事故的發生;

3)加強煤層底板茅口灰巖含水情況調查、勘探,為下部煤層開采提供依據;

4)礦山要注意合理開發利用資源,嚴禁破壞性開采;要注意有關的工程地質問題,避免出現地質災害;在生產過程中,要注意收集相關地質資料,有利于今后更好地指導生產;

5)本礦勘探程度較低,需在生產過程中,進一步加強地質勘探工作,提高礦井資源級別,以更好地指導安全生產。

一、主要建設方案的確定

(一) 資源量計算

1、建設規模及產品方案

(1) 建設規模

A、可能的建設方案

以下為生產能力確定的分析過程:

(A) 有關會議文件精神

遵義縣泮水鎮興安煤礦屬于遵義縣技改礦井之一。貴州省煤炭管理局第二十一次整合進展調度會情況匯報和第二十七次整合進展調度會情況匯報中鼓勵小煤礦做大做強。

因此,遵義縣泮水鎮興安煤礦在條件適宜和政策允許的情況可適當提高生產能力。

(B) 關于勘探級別

中化地質礦山總局貴州地質勘查院2008年8月提交了《貴州省遵義縣泮水鎮興安煤礦資源儲量核實報告》,該報告經貴州省國土資源廳批準(黔國土資儲備字[2008]705號):興安煤礦礦權范圍內(準采標高+950~+400m)保有儲量(332+333+334?)共741.7萬噸,其中(332)243.8萬噸、(333)374.7萬噸、(334)123.2萬噸。

本礦井田范圍內采空范圍較大,已有工程對煤層產狀控制較好,保證30萬t/a整合礦井服務年限要求是有條件的。

報告基本查明了礦區的地質、水文地質及其它開采技術條件,為礦山設計提供了基礎地質資料。

因此,通過上述地質工作并結合以往地質成果與礦方提供實測資料,認為本礦區具有一定資源量,主采煤層賦存較好,構造中等。設計開采煤層煤質較好,水文地質條件復雜程度中等,雖工程地質條件一般,礦井的建設具備有較好的條件。

(C) 關于服務年限

根據生產地質報告以及本設計計算,興安煤礦可采儲量為455.16萬t。

礦井服務年限=可采儲量÷(年生產能力×儲量備用系數)

儲量備用系數取1.35,按30萬t/a進行設計,服務年限為11.2年。根據《煤炭工業小型礦井設計規范》中礦井設計能力與服務年限相關要求,本礦井按30萬t/a設計技術經濟較為合理。

(D) 關于開采條件

本礦為煤層群開采,礦區構造較簡單,水文地質條件中等類型,礦區工程地質復雜程度中等類型,總的說來,開采條件較好,有利于資源開發。以上條件滿足礦井按30萬t/a礦井設計。

(E) 關于回采工藝問題

由井田內可采煤層為傾斜薄及中厚煤層,根據開拓及采區巷道布置情況,設計采用走向長壁后退式采煤法。

本礦可采煤層3層,自上而下分別為C4、C6、C9號煤層,為薄及中厚煤層,煤層平均傾角70°,該礦構造復雜程度定為中等,開采條件較好。

同時,根據國國家安全監管總局、國家煤礦安監局國家發展改革委、國家能源局

《關于推進小型煤礦機械化的指導意見》(安監總煤行〔2010〕178號)文件精神,厚度≥0.8米、地質條件簡單到中等復雜的水平、近水平、緩傾斜、傾斜煤層必須實現機械化采煤。

綜合以上考慮,設計采用偽傾斜長壁柔性掩護式支架采煤法(炮采)。

目前,根據本礦周邊開采中厚急傾斜煤層的開采經驗,多數都采用柔性掩護支架支護,放炮落煤;從煤層平均厚度看,均屬穩定和較穩定煤層,頂板、底板均屬Ⅲ類弱穩定,不具備采用綜采的條件。因此,該礦井不適合機械化采煤。

從回采工藝來看,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。

(F) 關于井下運輸

設計回采面采溜槽運輸,工作面運輸順槽采用刮板轉載機和膠帶機運輸,運輸石門采用膠帶機運輸,運輸大巷采用井下防爆蓄電池電機車運輸,主斜井采用皮帶機運輸煤炭。在運輸石門設采區煤倉,主井底設井底煤倉。

副斜井采用絞車輔助提升,以上運輸方式均能滿足礦井按30萬t/a及以下礦井設計的要求。

從井下運輸來看,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。

(G) 關于工業廣場

本礦現有的主斜井、副斜井、回風斜井井口布置在+88.2m、+895.7m、+948m標高。根據場地地形,主、副斜井場地布置于井田中部,回風斜井布置于煤層露頭線附近,現已基本平整,并布置出了部分地面建筑,占地共約50畝,場地采用臺階式布置,主要生產、生活設施基本具備,交通條件較好。場地內布置有礦燈房、機修車間、器材庫、消防材料庫、變電所、配電房、地面儲煤場,煤場內設篩分房;場地中部布置有辦公樓、職工宿舍、職工食堂、浴室、更衣室;主斜井南面山溝中布置矸石場,其下方設矸石擋墻;主井工業場地東面地勢較低位置布置礦井水處理池和沉淀池,便于井下污水處理。

按設計要求可以滿足井型為30萬t/a的要求。

(H) 關于安全問題

本礦井按煤與瓦斯突出礦井進行設計,主要巷道均布置于C9煤層底板,并在C9煤層底板布置瓦斯抽放巷,礦井采用自上而下的開采順序進行保護層開采,并采取瓦斯抽放等防突措施。考慮了礦井通風設備、排水設備、壓風自救系統、監測監控系統、人員定位系統等安全設施設備,在嚴格遵循《煤礦安全規程》和相關法律法規和行業政策的前提下,安全問題是可以得到保障的。

從安全條件來看,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。

(I) 關于產品工業用途及市場

根據本礦煤層的化學性質和工藝性能,井田煤層具有廣泛用途,可用于動力用煤,火力發電,一般工業鍋爐用煤,可作冶金噴吹燃料等,經洗選后可制碳素材料或制造電石及深加工,煤矸石可考慮作水泥、低溫燒制地板磚,生產有機復合肥料和微生物肥料等。

如本書第二章所述,本礦井按30萬t/a礦井設計,市場銷售不存在問題。

因此從產品工業用途及市場來講,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。

(J) 關于煤炭外運

興安煤礦位于遵義縣泮水鎮西安村,距鴨溪電廠30km,距遵義市68km,距遵義縣城49km,距川黔鐵路的南白火車站53km,直距48km,礦山有簡易公路與326國道相連,礦山距326國道1.5km。礦井運輸以公路為主,交通較為方便。

從煤炭外運來看,本礦可以按照30萬t/a建設規模進行設計。

興安煤礦為整合礦井。經過上述分析,綜合考慮礦井技術經濟條件,礦井各個方面均滿足30萬t/a要求,且根據貴州省煤炭管理局第二十一次整合進展調度會情況匯報和第二十七次整合進展調度會情況匯報中鼓勵小煤礦做大做強的精神和礦井實際情況,變更后興安煤礦按照30萬t/a進行建設技術經濟較為合理。

綜上,本礦建設規模確定為30萬t/a。

B、開拓方案選擇

本礦為變更生產能力礦井,原開采方案和專篇已經批復,并已開工建設。工業場地已完成平整,并建設了部分建筑,目前從C4煤層頂板穿層布置了主斜井、副斜井,在C9煤層底板布置有進風井和西翼進風井,在C9煤層底板+715m標高布置運輸大巷,礦井開拓工程已基本形成。鑒于此,本設計不再進行開拓方案比選,利用已有井巷工程開拓井田,開拓方式為斜井上下山開拓。

(2) 產品方案

A、礦井煤質

煤質特征見表3-4.

根據原煤分析結果,按國家技術監督局煤炭質量分級標準[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤層為低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高熱值(HQ)~特高熱值(SHQ)無煙煤。

B、可選性

礦山本身不設選礦,直銷原煤。未作過精煤的分析。

C、用途

根據煤礦主采煤層煤質,其所產原煤可用作動力、化工、治金、氣化、民用和其它鍋爐用煤:本礦內煤的發熱量、硫分等均符合其用煤要求。

D、產品方案

本礦C4、C6、C9號煤層為無煙煤。

根據礦井原煤煤質及用途分析,本方案暫不考慮煤炭的洗選加工,僅在地面工業場地進人工手選剔除大塊矸石即可。

本次設計只建篩選系統,將煤層中的矸石選出,對原煤進行篩選分級,塊煤(粒徑>250mm)、中塊煤(粒徑250-50mm)用作化工用煤,粉煤(粒徑<13mm)用作電廠動力用煤。所生產煤炭是主要為了供給當地電廠、工礦企業、民用等。原煤銷售給用戶。

2、可采儲量及服務年限

(1) 資源/儲量

A、計算范圍

礦井資源/儲量計算范圍為礦區范圍,見表3-1所示。

B、礦井地質資源量

礦井地質資源量計算見表4-1。

A、煤柱損失量

Q=S×N×d÷cosα

式中:Q—煤柱損失量,S—塊段平面投影面積(m2),N—塊段煤層平均厚度(m),d—煤層視密度(t/ m3),α—塊段煤層平均傾角。

(A) 永久煤柱

a、井田邊界

本井田邊界煤柱寬度按20m留設(相鄰礦井也按此留設)。

b、風氧化帶煤柱

本礦風氧化帶附近煤體已采空,不再留風氧化帶煤柱。

c、村寨煤柱

根據業主提供的資料,本礦井田范圍內零星村寨實行搬遷,設計不留設保護煤柱。(附搬遷證明)

d、采空區邊界煤柱

按30~70m留設;

e、山塘水體

本礦井中部有兩處水塘,按20m維護帶后按65°移動角留設煤柱。

永久煤柱損失合計為47.5萬t,其中333資源量1.5萬t,334?資源量46.0萬t。

煤柱損失計算見表4-3

(1) 服務年限

礦井服務年限=可采儲量÷(年生產能力×儲量備用系數)

=455.16÷(30×1.35)=11.2(a)

本礦備用系數取1.35。

計算服務年限稍低于《煤炭工業小型礦井設計規范》(GB50399-2006)規定的30萬t/a整合技改礦井報務年限,但儲量核實報告提供井田準采標高范圍內尚有334?儲量123.2萬t,隨著地質勘探進一步深入,礦井可采儲量還會有較大速度增長,礦井資源儲量可滿足礦井服務年限要求;此外,井田深部還有相當資源量位于井田準采標高以外,可進一步擴界至深部,潛力較大。在今后的工作中,業主需要進一步加強地質勘探工作,提高礦井資源量級別。

1、礦床的開采方式

興安煤礦礦區范圍內地形高差起伏較大,煤層埋藏雖較淺,但不具備露天開采條件,設計采用井工開采。

2、開拓運輸方案及廠址選擇

A、開拓方案選擇

(A) 考慮的因素

1、區內可采煤層為C4、C6、C9號煤層,煤層在礦區內為單斜構造,煤層平均厚度分別為1.4、1.2、1.71m,煤層平均傾角70°。煤層間距分別為10~12m、5~6m,各煤層在+730m標高以上有采空區。

2、礦井原方案和專篇批復后,進行了一系列建設:地面工業場地已平整,建有大部分建筑,對副斜井、進風井、西翼進風井進行了改造、維護,主斜井已施工約400m,回風斜井正在進行井口建筑的施工,C9煤層底板+715m水平運輸大巷已基本建成,在井田西翼C9號煤層底板掘進了部份瓦斯抽放巷道。礦井開拓主體工程已基本建成,鑒于此,本設計不再進行開拓方案比選。

(B) 井口位置及工業場地

設計利用礦井整合前原西安煤礦工業場地進行改造,目前工業場地改造已基本完成,主要工業建筑已完成,工場地占地約50畝。

(C) 礦井開拓方式

主斜井、副斜井從C4煤層頂板穿層布置,穿過C9煤層后,沿C9煤層底板布置采區下部車場和運輸大巷(+715m),到達西部中央后,布置采區軌道上山,改造利用原設計風井為進風行人井(沿C9煤層底板布置),在該工業場地內沿C4煤層頂板新施工一回風斜井,在運輸大巷標高處采用石門聯通,原設計進風井仍為西翼進風巷,下部采用進風行人巷與中部進風行人井聯通,設計在主斜井下部布置井底煤倉和井底水倉。采用石門在采區上山兩邊布置偽斜走向長壁工作面;同樣在主斜井以東可采區域中部C9煤層底板布置三條上山(軌道上山、行人上山和回風上山)開拓二采區,其它采區均采用C9底板偽斜下山和大巷開拓。整個礦區劃分為五個采區。開拓方式見圖4-1、圖4-2。

B、采區劃分

設計將主斜井以西+715m標高以上劃分為一采區,井田+555標高以上東西兩翼劃分為二、三采區,+555m標高以下東西兩翼劃分為四、五個采區。

C、采區巷道布置

設計采區為一采區,采區范圍為井田內主斜井以西+715m標高以上,開采采區范圍內的C4、C6、C9號煤層。首采工作面布置在C4號煤層。

設計由進風行人井、軌道上山掘進區段下部車場再掘進運輸石門進入C4號煤層,自軌道上山、回風斜井掘進區段上部車場再經回風石門進入C4號煤層,自區段運輸石門和回風石門在C4號煤層中布置區段運輸和回風平巷至采區邊界后掘進開切眼。

考慮到本礦處于有煤與瓦斯突出危險的區域,該區域礦井煤層瓦斯含量較大,且本礦設計生產能力30萬t/a,為確保采掘安全,設計在C9號煤層底板布置專用瓦斯抽放巷,從瓦斯抽放巷向上部煤層施工穿層鉆孔,預抽各煤層及圍巖瓦斯,消除突出危險。

D、開拓方案綜述

(A) 井口數目及位置

井筒數目為五個即主斜井、副斜井、進風行人井、西翼進風井及風井(回風斜井)。

設計礦井用一條主斜井(膠帶運輸機運輸)擔負煤炭運輸、敷設各種管線、進風、排水、行人等任務,用一條副斜井擔負矸石、材料運輸及人員升降、進風、敷設各種管線等任務;用二條進風井擔負進風、行人和敷設管線等任務;用一條回風斜井專用回風。

井筒特征見表4-9。

(A) 水平劃分及標高

本礦主采煤層為急傾斜煤層(平均傾角70°),準采標高在+400m~+950m之間,礦井已在+715m標高布置有底板運輸大巷,設計在+715m、+555m標高將井田沿傾斜方向劃分為二個水平三個階段。

(B) 大巷布置

首期開采井田兩翼+715m標高以上煤層,在+715m標高沿C9煤層底板布置兩翼運輸大巷。

(C) 采區劃分

設計將主斜井以西+715m標高以上劃分為一采區,井田+555標高以上東西兩翼劃分為二、三采區,+555m標高以下東西兩翼劃分為四、五個采區。

(D) 通風方式

通風方式為并列式,回風井引風道安設軸流式通風機抽出式通風。

掘進工作面采用局部通風機壓入式通風。

(E) 開采順序

a、采區間的開采順序

采區間的開采順序為一采區、二采區、三采區、四采區、五采區。

b、采區內的開采順序

區段間下行式開采

c、煤層間的開采順序

區段內各煤層采用煤層下行式開采。

d、區段內開采順序

下行式開采

e、工作面的推進方式

采面布置為走向長壁工作面,由采區邊界向上山方向推進。

(1) 運輸方案

A、地面運輸

礦區境內尚無鐵路到達,鑒于本礦主要用戶為省內電廠、治金等用戶,而且公路運輸便利、社會汽車運力富裕,原煤主要采用汽車運輸。

銷往省外的煤炭通過汽車運輸到就近火車貨運站后,再經鐵路外運。

本礦井產品煤外運量30萬t/a,按330個工作日,運輸不均衡系數以1.2計,日煤炭運量為1090t。

B、井下運輸方式

(A) 主斜井

主斜井設計選用DTC80/2×90大傾角皮帶輸送機,選用阻燃型輸送帶,帶寬800mm,最大運距600m,帶速1.6m/s,運量200t/h,電機功率180kw,適應傾角范圍≤25o(上運)。

主斜井另安裝一臺KSSD1.2/30G型架空乘人器運送人員。

本礦在主井底設煤倉,設計煤倉直徑取3m,高度15m,園形,錨噴支護。煤倉下口設CJG/5/F/B-I型給煤機。

(B) 副斜井

副斜井采用JTP1.6×1.2型單滾筒絞車提升矸石、下放提升材料和設備、人員升降。(絞車裝于地面)

繩速Vp=2.5m/s,鋼絲繩最大靜張力Fmax=4500Kg;配套電機:110kw、380/660V;容繩量880m;選用YP型變頻調速電機和全數字低壓交流變頻調速電控設備。

(A) 運輸大巷

運輸大巷采用井下CDXT-5J防爆蓄電池電機車牽引礦車運輸。

(B) 采區軌道上山

軌道上山采用JTPB1.2×1.0型井下防爆單滾筒絞車下放矸石、提升材料和設備。

(C) 運輸石門

設計選用DSJ650/22型膠帶運輸機運輸。

(D) 工作面

工作面采用1000×505×213型搪瓷溜槽運煤,工作面運輸巷采用SGD420/30刮板機轉DSJ650/40型膠帶運輸機運輸,工作面回風巷鋪設15Kg/m軌道,礦車運輸。

(E) 軌道

副斜井、軌道上山、運輸大巷鋪設600mm軌距22kg/m鋼軌混凝土軌枕,區段運輸石門、工作面運輸、回風順槽及掘進面鋪設600mm軌距15kg/m鋼軌木軌枕。

(F) 礦車

選用MF1.1-6型礦車運送矸石,1噸材料車運送材料,1噸平板車運送設備。

A、采區生產系統

(A) 運煤

煤從工作面(溜槽)→工作面運輸順槽(刮板運輸機+膠帶運輸機)→運輸石門(膠帶運輸機)→采區煤倉→運輸大巷(井下防爆蓄電池電機車)→井底煤倉→主斜井(膠帶輸送機)→地面儲煤場。

(B) 運料

材料從副斜井(絞車)→運輸大巷(井下防爆蓄電池電機車)→軌道上山(絞車)→材料石門→工作面回風順槽(礦車)→工作面。

(C) 柔性掩護支架運輸

柔性掩護支架從采面下出口(礦車)→運輸順槽(礦車,調度絞車)→運輸石門(礦車,調度絞車)→軌道上山(絞車)→材料石門(礦車,調度絞車)→工作面回風順槽(礦車)→工作面。

(D) 矸石

矸石從掘進頭(礦車)→區段石門(礦車)→軌道上山(絞車)→運輸大巷(井下防爆蓄電池電機車)→副斜井(絞車)→地面矸石山。

(E) 通風

新鮮風流經主斜井、副斜井、進風井→運輸大巷→軌道上山、進風行人井→中部車場→工作面運輸順槽→工作面→工作面回風順槽→區段回風石門→風井→引風道(風機)→地面。

(F) 供電

采區供電由井下中央變電所供給,自地面變電所引雙回路10kv電源電纜下井,經井下變壓器后給采掘工作面供電,局部通風機供電自機電硐室局部通風機專用變壓器引專線下井進行供電。

(1) 場址選擇

經前述分析,本礦井工業場地選擇在礦區南部邊界附近。

該場地地面地表無滑坡、泥石流、山體崩塌等不良地質災害,地勢較平緩開闊,此處為一緩斜坡地帶,不受洪水威脅,經設計布置分析,完全能夠滿足30萬t/a生產能力要求。

(一) 防治水方案

1、礦井排水方案

本礦為斜井開拓,在主斜井井底設置水倉及水泵房,由水泵將水自主斜井排出地表。排水路線如下:

工作面淋水通過采面運輸順槽(自流)→運輸石門(自流)→軌道上山(自流)→運輸大巷(自流)→井底水倉(水泵)→主斜井→地面(水處理池)。

2、排水泵

(1) 選型依據

根據地質報告和現場調查,考慮到消防用水的影響,取礦井正常涌水量為60m3/h,最大涌水量為120.0m3/h。

本設計采用下述數據進行水泵選型計算。

1、礦井正常涌水量:QB=60m3/h

2、礦井最大涌水量:Qmax=120m3/h

3、排水垂高:

HP=888.2-702m=186.2m(主斜井口標高:+888.2m,水倉標高:+702m)

A、排水管選擇

管路選用無縫鋼管。

吸水管、排水管均選擇φ159×5無縫鋼管。

主排水管設兩趟,即工作水管和備用水管,沿主斜井敷設。正常涌水時期一趟工作,一趟備用,根據上述計算,其中工作水管的能力在20h內能排出礦井24h正常涌水量。最大涌水時期兩趟同時工作,全部水管的能力能在20h內排出礦井24h最大涌水量。

(1) 水泵房及水倉

水泵房:水泵房布置于一采區下部+702m標高,凈斷面9.7m2,掘進斷面10.1m2,長度10m,水泵房底板高出巷道底板0.5m,水泵房設有2個安全出口,水泵房應在與井底車場相通的安全通道內設置易于關閉的既能防水雙能防火的密閉門,另外設一條管子道(斜巷)通到主斜井相連用于安設排水管,并應高出泵房底板7m以上。

水泵房應設置起重梁,并鋪設軌道與井底車場相通。水泵房應預留泵位,副斜井也應預留管道位置。

水倉:按礦井正常涌水量60m3/h,按8h正常涌水量計算為60×8=480m3,水倉凈斷面6.6m2,掘進斷面7.1m2,水倉長度480/6.6=72.7m,設計主水倉取80m,副水倉取60m。

1、井下防治水措施

礦井生產期間應采取以下防治水措施:

(1)合理選擇及布置采掘工程巷道及層位選擇;

(2)定期收集、調查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況,針對主要含水層(段)建立地下水動態觀測系統,制定相應的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施;

(3)按規定留設足夠的防隔水煤柱,并嚴禁開采防隔水煤柱;

(4)堅持“預測預報、有疑必停、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,防止水患事故的發生,為此本設計配備了相應的探水鉆;

(5)礦井根據生產中的情況進一步進行承壓水的觀測,采取疏水降壓等針對性的防治措施。

(6)下山開采時,應注意定期清理水倉和水溝,維護好水泵和排水管路,保證井下水流暢通和排水設備完好。

本區老窯開采歷史較長,采空區多,老窯積水量大,因此在開采時應高度重視小窯老空積水問題,應掌握本礦區范圍內的采空區及老窯情況,注意收集斷層、溶洞及小窯采空區的有關數據,防止采空區及老硐積水突然切穿上下含水層對開采的影響。必須做到有掘必探,做好防水工作,避免水患發生。在開采淺部煤層時,由于有大量老窯陷伏,老窯積水和老窯瓦斯將對煤礦安全生產帶來危害。因此在采空區或老硐附近采煤時,加強對老窯積水的探測和預防,礦山在掘進和回采過程中,隨時要注意探放老窯水,防止透水事故的發生。礦井必須在井田邊界留設足夠的防水煤柱,且堅決不能破壞該煤柱。

隨著采空面積的增大,上覆含水層的裂隙水進入采空區形成老空水,在開采老空區本層下部煤層時要注意老空水涌入工作面。煤層露頭附近小窯采空區估計積水較多,生產中必須查清其開采范圍和積水情況,留設足夠的風氧化帶防水煤柱,防止水災事故的發生。

(7)開采C9煤層時,因為P2m巖溶水含水層距離C9煤層較近,所以P2m巖溶水容易沖破C9煤層底板泥巖的阻隔造成其底板突水,所以P2m巖溶水是煤層開采的潛在威脅。通過計算,在開采+715m標高(一水平)以上時,C9采掘工作面底板茅口灰巖突水的可能性較小,而在開采+715m標高以下時,則存在突水的可能性。

由于本礦地質報告未提供承壓含水層情況,計算水壓按最大埋深計算,與實際存在誤差。礦井在后期在開采+715m標高以下C9時,應請有資質的單位進行水文地質調查,提交專門水文地質調查報告,查明茅口灰巖含水情況及與C9煤層的水力聯系,實際測試水壓和底板承壓強度。必須進行專項安全評價或技術論證,并根據結果采取相應的疏水降壓措施。

2、地表水防治

A、在工業場地小溪溝上部設擋水墻,通過工業場地地段改為1m×1m排水暗溝,且保持一定的坡度。

B、在井口上部的邊坡及建筑物周圍設截水溝,水溝斷面30cm×40cm;

C、工業場地內設30cm×40cm矩形排水溝。

D、在雨季到來前,對直通地面的地表裂隙要采取封、填和夯實等措施,防止大氣降水通過裂隙滲入井下;對地表塌陷坑要進行回填夯實,保證一定的流水坡度,防止積水涌入井下;在回采冒落后有可能與地表溝通的地段,盡量避開雨季回采。

一、礦床開采

(一) 開采順序

井田內劃分5個采區,首采區一采區,采用走向長壁采煤法。用1個采區1個炮采工作面滿足礦井生產能力。

采區內劃分為區段,區段間的開采順序為下行式。

區段內煤層間的開采順序為下行式。

工作面為走向長壁后退式,即由采區邊界向上山方向推進。

(二) 推薦的生產能力及驗算

1、生產能力

推薦礦井生產能力30萬t/a,以1個機采工作面滿足礦井設計生產能力。

2、生產能力驗算

首采C4煤層時,設計工作面采出率取95%(中厚煤層),則工作面年生產能力Q為:

Q=l·Da·m·γ·C =100×1500×1.4×1.45×0.95=289275(t)

式中:Q——工作面年生產能力,t/a

l——工作面長度,m

Da——工作面年推進度,m

m——煤層平均采高,m

γ——煤的容重,t/m3

C——工作面采出率

礦井用1個工作面保產,工作面出煤289275t,掘進出煤率按工作面出煤的10%計算為28927t,則礦井年生產能力31.8萬t,滿足設計生產能力要求。

(三) 利用遠景資源量擴大生產能力或延長礦山生產年限的可能性

本礦井田范圍內,煤層數量較多,在提供的儲量中,333、334?資源量較多隨著地質工作的深入,礦井可采儲量還會有較大增長,完全可以滿足30萬t/a生產能力的礦井生產要求。

(四) 開采崩落范圍的確定

崩落范圍考慮劃定井田內留設邊界煤柱、井筒煤柱、構造煤柱等煤柱后,煤層采空后所造成的塌陷范圍,根據興安煤礦范圍內的巖土工程特性(初步確定為中硬巖性),依照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》(煤行管字[2000]第81號),參照附表5-3《按覆巖性質區分的地表移動一般參數綜合表(α<50°)》,沿煤層走向上,基巖移動角(δ)一般為55°~60°,本次取60°;在煤層傾斜方向上山移動角(λ)一般為55°~60°,本次取55°,下山移動角(β)等于:

β=[60°-(0.6~0.7)α] (α為煤層傾角,平均8°)

經計算β=55.2°~54.4°,本次取55°。

則礦區范圍內可采部分煤層采空后,在煤層走向上、傾向方向的地表移動范圍計算公式分別為:

根據各年度礦井瓦斯等級鑒定情況,最大瓦斯相對涌出量為西安煤礦2006年鑒定結果29.08m3/t。

根據《礦井瓦斯涌出量預測方法》(AQ1018-2006)預測+715m標高,礦井相對瓦斯涌出量54.965m3/t,絕對瓦斯涌出量42.30m3/min;在+400m標高,礦井相對瓦斯涌出量68.897m3/t,絕對瓦斯涌出量53.02m3/min。

礦井應在建設期間進行煤層瓦斯含量測定,投產后間必須加強瓦斯含量、瓦斯涌出量的測定,定期進行瓦斯等級鑒定工作,并依據瓦斯測定情況,校核礦井通風系統與生產系統等相關系統能力。

A、煤塵爆炸性

根據貴州省煤田地質局實驗2005年8月出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦C4、C6、C9煤層煤塵爆炸性鑒定報告:C4、C6、C9煤層均無爆炸危險性。

B、煤的自燃傾向性

根據貴州省煤田地質局實驗室2005年8月出具的遵義縣泮水鎮興安煤礦煤礦C4、C6、C9煤層煤炭自燃傾向性鑒定報告:C4、C6、C9煤層自燃傾向等級為Ⅲ類(不易自燃煤層)。

C、地溫

本井田屬地溫正常區,無熱害影響。

(1) 煤與瓦斯突出情況

興安煤礦無煤與瓦斯突出危險性鑒定資料,根據貴州省安全生產監督管理局、煤礦安全監察局、煤炭局文件(黔安監管辦字[2007]345號),本礦按煤與瓦斯突出礦井設計。

(2) 頂底板

A、C4煤層

頂板為粉砂巖,底板為粉砂質泥巖。頂板厚4.35~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。底板厚為3.3~5.7米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板。采煤時應采取相應防護措施。

B、C6煤層

頂板為灰色頁巖,底板為灰色頁巖。頂板需進行支護方能采煤,直接頂板常為黑色、深灰色炭質頁巖、鈣質頁巖、厚0~1米,此層極不穩定,因此,在開采時應嚴加管理,底板為灰色頁巖、厚2.00~4.55米,穩定性較差,應采取相應防護措施。

C、C9

C9頂板為泥質粉砂巖,厚4.30~5.27米,易風化崩解,遇水易膨脹、軟化,為不穩定頂板,底板為粉砂巖、細砂巖夾頁巖,厚6.35~8.05米,易風化崩解,為不穩定底板。采煤時應采取相應防護措施。

根據本區和鄰區資料,其工程地質條件中等類型

(3) 水文

本礦區最低侵蝕基準面為+875米,將來煤礦的開采活動基本都位于最低侵蝕基準面以下。本井田為單面山地貌,并沖溝發育,地表排泄不暢;加上本區小沖溝發育,沖溝水、大氣降水、坡積物水多沿基巖裂隙面和斷層面滲入礦井,裂隙發育地段和靠近溝谷地段,含煤地層及其上覆、下伏地層含風化裂隙水,深部含水微弱,風化裂隙水以滲流為主,水力聯系較差,茅口組巖溶裂隙、管道水富水性強。本井田水文地質條件屬第二類第二型,即以大氣降水為主要補給來源的裂隙充水礦床,水文地質條件中等。

淺部存在小窯或老窯采空區,且有局部小斷層分布,均可能導致礦井涌水量增加甚至造成充水水患,因此水災防治應是本礦重點,要求留設足夠的隔水煤柱且嚴格執行“探放水”措施。

(一) 采煤方法的選擇

(1) 采煤方法的確定

根據國國家安全監管總局、國家煤礦安監局國家發展改革委、國家能源局《關于推進小型煤礦機械化的指導意見》(安監總煤行〔2010〕178號)文件精神,厚度≥0.8米、地質條件簡單到中等復雜的水平、近水平、緩傾斜、傾斜煤層必須實現機械化采煤。

煤層平均傾角70°,為急傾斜薄及中厚煤層。本礦可采煤層3層,自上而下分別為C4、C6、C9號煤層,為薄及中厚煤層,該礦構造復雜程度定為中等,開采條件較好。

目前,根據本礦周邊開采中厚急傾斜煤層的開采經驗,多數都采用柔性掩護支架支護,放炮或風鎬落煤,不是特別適合機采、綜采,從煤層平均厚度看,均屬穩定和較穩定煤層,頂板、底板均屬Ⅲ類弱穩定,不具備采用綜采的條件。因此,該礦井不適合機械化采煤。

井田內煤層為急傾斜煤層,設計采用偽傾斜長壁柔性掩護式支架采煤法。

礦井首先開采C4號煤層,一采區平均煤厚1.40m,設計采用炮采回采工藝。

(2) 采煤工作面的回采工藝及裝備

A、回采工藝

工作面:設計煤層為C4號煤層,煤厚平均1.40m,采用偽傾斜柔性掩護支架走向壁式后退采煤法,該法在開始回采前,先在回風順槽安設掩護支架,然后使掩護支架逐步隨回采工作面沿傾斜向下移并使工作面調成偽斜。在偽斜工作面回采過程中,不斷地在回風順槽中接長掩護支架,同時在工作面下端的平巷滯后工作面的位置不斷地撤除掩護支架。

在回風順槽中安設掩護支架前,挖掘梯形斷面地溝,在地溝兩側及地溝中沿走向放置鋼繩,在繩上沿走向每隔150mm放一根八字型架料,架料垂直煤層頂底板,鋼繩和架料之間用螺栓和墊板固定,架料上方鋪上荊笆。掩護支架安裝好一段時間后將平巷支架撤除,巷道上方的煤柱隨之冒落,使掩護支架上面有一層碎煤和矸石的墊層,用以保護掩護支架。為了防止支架在下放過程中下滑應使煤和矸石冒落點超前于偽斜工作面7m以上。然后靠控制爆破作業進度,調整支架使支架逐步下放到預定的偽傾角度(30-33°)并轉入正常架采階段。

在正常回采階段,掩護支架下的回采作業包括打眼、裝藥、放炮、出煤、支護及調整支架等項工作。放炮后從工作面下端開始,逐段向上鋪設搪瓷溜槽,碎煤沿溜槽下滑。出煤過程中注意調整支架的下放,使支架的傾斜角度保持均勻一致。每采煤一次,工作沿走向推進0.8-0.9m,然后拆除溜槽,再進行下一循環的打眼、裝藥、放炮、出煤、支護、調整支架等項工作。隨著工作面向前方推進,在回風順槽中不斷接長支架,支架下端不斷增長,支架下放至工作面上方2.5m時停止下放,調平架尾,保證架尾至少3個小眼,以便于溜煤、通風、行人、運料,且溜煤眼和行人眼必須分開,當超出3個小眼時,必須拆除,架下小眼不超過5個,以保證架尾及工作面運輸巷巷尾回棚的作業環境。

當工作面推進到停采線前,在停采線靠工作面一側掘進兩條收尾眼(本設計中工作面收尾眼兼作工作面料眼,工作面開始回采前已經施工),兩眼相距5-7m,并沿傾斜每隔5-8m用聯絡平巷連通。工作面收尾時,在架頭掘進超前地溝3.5m,支架安裝過架內眼1.0m后停止安裝支架,并在支架頭蓬2.5m的走向風溝。當回頭推進至架內眼附近時,架頭應保持一段2-5m的平架子,且仰角不得超過15°。當架頭下放至工作面運輸巷上方2.5m后,停止下放,并在架外3-4m處加一個小眼,透聯絡平巷(收尾眼最下一道聯絡平巷距工作面運輸巷上方2.5m),以確保回拆最后一段支架有兩個安全出口。工作面收尾時及時調整收尾眼眼蓋位置,以確保收尾工作面通風。礦井必須編制工作面作業規程及收尾措施,詳細說明工作面生產及收尾過程中各種技術要求及安全措施。

2、根據采面片幫情況,在片幫地段打設臨時貼幫溜槽柱,柱距1.6m。

3、頂板管理:采用全部陷落法管理頂板。

4、運輸、回風巷離工作面20m范圍內采取加強支護的措施,其中距采煤工作面前10m采用雙排單體液壓支柱支護,后10m采用單排單體液壓支柱支護,柱距為1m,采用順巷棚支護。此范圍內的巷道高度不得低于1.6m。安全出口必須設專人維護,發生支架斷梁折柱、巷道底鼓變形時,必須及時更換、清挖。

B、采面設備

見采掘面機械設備表5-2。

1、掘進工作面數量及機械配備

正常生產期間配備1個回采工作面、2個掘進工作面,采掘比為1:2。掘進用ZMS1.5型煤電站,ZY-24風動鑿巖機打眼,FBD№6.0/2×15型局部通風機通風等。掘進面機械設備見表5-2。

(1) 采面參數

一采區內共劃分約2個區段,工作面斜長25m,兩順槽寬共計約5m,區段間留煤柱5m,工作面順槽采用沿空掘巷(留小煤柱5m)單巷掘進。

(2) 回采率

工作面回采率薄煤層97%,中厚煤層95%。

(3) 工作面循環方式、作業方式的選擇、生產能力驗算

井下采用“四六”作業制,邊采邊準,年進度約1500m。掘進出煤率按工作面出煤的10%計算,礦井年生產能力31.8萬t。

(一) 礦井主要設備選型及供電計算

1.運輸設備

(1) 主斜井

主斜井設計選用DTC80/2×90大傾角皮帶輸送機,選用阻燃型輸送帶,帶寬800mm,最大運距600m,帶速1.6m/s,運量200t/h,電機功率180kw,適應傾角范圍≤25o(上運)。

主斜井另安裝一臺KSSD1.2/30G型架空乘人器運送人員。

本礦在主井底設煤倉,設計煤倉直徑取3m,高度15m,園形,錨噴支護。煤倉下口設CJG/5/F/B-I型給煤機。

(2) 副斜井

副斜井采用JTP1.6×1.2型單滾筒絞車提升矸石、下放提升材料和設備、人員升降。(絞車裝于地面)

繩速Vp=2.5m/s,鋼絲繩最大靜張力Fmax=4500Kg;配套電機:110kw、380/660V;容繩量880m;選用YP型變頻調速電機和全數字低壓交流變頻調速電控設備。

其參數如下:

(1) 運輸大巷

運輸大巷采用井下CDXT-5J防爆蓄電池電機車牽引礦車運輸。

(2) 采區軌道上山

軌道上山采用JTPB1.2×1.0型井下防爆單滾筒絞車下放矸石、提升材料和設備。

(3) 運輸石門

設計選用1臺DSJ650/22型膠帶運輸機運輸。

(4) 工作面

工作面采用1000×505×213型搪瓷溜槽運煤,工作面運輸巷采用SGD420/30刮板機轉DSJ650/40型膠帶運輸機運輸,工作面回風巷鋪設15Kg/m軌道,礦車運輸。

(5) 軌道

副斜井、軌道上山、運輸大巷鋪設600mm軌距22kg/m鋼軌混凝土軌枕,區段運輸石門、工作面運輸、回風順槽及掘進面鋪設600mm軌距15kg/m鋼軌木軌枕。

(6) 礦車

設計選用MF1.1-6型礦車運送矸石,1噸材料車運送材料,1噸平板車運送設備。

各種車輛配備數量規格見下表。

表5-5 礦車規格數量表

1、排水設備

(1) 排水系統

本礦為斜井開拓,在主斜井底部設置水倉及水泵房,由水泵將水從主斜井排出地表。

(2) 選型依據

根據地質報告和現場調查,考慮到消防用水的影響,取礦井正常涌水量為60m3/h,最大涌水量為120.0m3/h。

本設計采用下述數據進行水泵選型計算。

1、礦井正常涌水量:QB=60m3/h

2、礦井最大涌水量:Qmax=120m3/h

3、排水垂高:

HP=888.2-702m=186.2m(主斜井口標高:+888.2m,水倉標高:+702m)

(3) 排水泵選擇

選擇MD85-45×6型礦用多級分段式離心泵,其流量為85m3/h,揚程為270m,電機功率90KW。

上述水泵選擇三臺(其中一臺工作、一臺備用、一臺檢修)作為主排水用,用1臺水泵排除礦井正常涌水量,用2臺水泵可滿足礦井最大涌水量。

(4) 排水管

管路選用無縫鋼管。吸水管、排水管均選擇φ159×5無縫鋼管。主排水管設兩趟,即工作水管和備用水管,沿主斜井敷設。正常涌水時期一趟工作,一趟備用,根據上述計算,其中工作-水管的能力在20h內能排出礦井24h正常涌水量。最大涌水時期兩趟同時工作,全部水管的能力能在20h內排出礦井24h最大涌水量。

(5) 水泵房及水倉

水泵房:水泵房布置于一采區下部+702m標高,凈斷面9.7m2,掘進斷面10.1m2,長度10m,水泵房底板高出巷道底板0.5m,水泵房設有2個安全出口,水泵房應在與井底車場相通的安全通道內設置易于關閉的既能防水雙能防火的密閉門,另外設一條管子道(斜巷)通到主斜井相連用于安設排水管,并應高出泵房底板7m以上。

水泵房應設置起重梁,并鋪設軌道與井底車場相通。

水倉:按礦井正常涌水量60m3/h,按8h正常涌水量計算為60×8=480m3,水倉凈斷面6.6m2,掘進斷面7.1m2,水倉長度480/6.6=72.7m,設計主水倉取80m,副水倉取60m。

2、通風設備

(1) 礦井通風方式和通風方法

A、通風方式

分區式(主斜井、副斜井、進風行人井和西翼進風井進風,回風斜井回風)

B、通風方法

礦井主要通風機的通風方法采用抽出式,礦井安裝對旋軸流式通風機負壓通風。

回采工作面采用U型通風方式,利用全風壓負壓通風。

掘進工作面采用局部通風機接風筒壓入式通風。

C、通風系統(初期)

初期通風系統:新鮮風流經副斜井、主斜井→運輸大巷→軌道上山→區段運輸石門→工作面運輸順槽→工作面→工作面回風順槽→區段回風石門→風井→引風道(風機)→地面。

掘1(10402運輸順槽掘進頭):局部通風機(安設于軌道上山)→掘進頭1回風石門→掘進頭1→掘進頭1回風石門→風井→引風道(風機)→地面。

掘2(10402回風順槽掘進頭):局部通風機(安設于軌道上山)→掘進頭2回風石門→掘進頭2→掘進頭2回風石門→風井→引風道(風機)→地面。

本設計各個掘進工作面以及回采工作面均為獨立通風,有各自獨立的進回風系統。

井下機電硐室、蓄電池電機充電硐室、絞車房為獨立通風;水泵房為通過式通風(設在主井底進風流中)。

(2) 設計依據

A、礦井瓦斯等級鑒定情況

依據貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71號)“對遵義市煤礦2006年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482號)“對遵義市煤礦2007年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復”和貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507號)“對遵義市煤礦2008年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復”,興安煤礦2006、2007、2008年度瓦斯等級結果均為高瓦斯礦井。

2006、2007、2008年度礦井瓦斯等級鑒定情況見表5-6。

預測在+715m標高,礦井相對瓦斯涌出量54.965m3/t,絕對瓦斯涌出量42.30m3/min;在+400m標高,礦井相對瓦斯涌出量68.897m3/t,絕對瓦斯涌出量53.02m3/min;

A、風排瓦斯量

該礦為煤與瓦斯突出礦井,設計建立地面永久性瓦斯抽放站,本礦為煤層群,采用本煤層底板穿層抽放、順層抽放瓦斯、掘前預抽和采空區埋管抽放等措施。

根據各煤層瓦斯含量和礦井瓦斯涌出量預測,根據《防治煤與瓦斯突出的規定》,必須將煤層瓦斯含量降至8m3/t以下,瓦斯抽放率按75%考慮。

礦井按相對瓦斯涌出量17.22m3/t。

采煤工作面絕對瓦斯涌出量為5.68m3/min;

掘進工作面絕對瓦斯涌出量為0.18m3/min;

礦井在正常生產后需測定瓦斯涌出量,根據抽放后的涌出量對所選風機進行校核以滿足礦井通風需要。

本設計按上表中風排瓦斯量作為風量計算依據。

①礦井必須進行瓦斯涌出量的測定,確保抽放效果,抽放后回采工作面和掘進工作面瓦斯涌出量必須小于上述設計風排瓦斯量。

②進行通風能力核定,嚴格執行“以風定產”的原則,嚴禁超能力生產。

(1) 礦井風量、阻力及等積孔

A、礦井總風量

分別按井下同時工作最多人數計算、按各用風地點的實際需風量計算(由內到外的計算方法)二個步驟的風量計算,容易、困難時期礦井總風量的最大值分別取:

容易時期,Q=3660m3/min (61m3/s);

困難時期,Q=3660m3/min (61m3/s)

在計算出的礦井需風量,減去獨立回風的硐室、巷道風量和掘進風量后,各采煤工作面風量按其產量,瓦斯涌出量情況配風。

A、容易、困難時期線路確定

本設計主要通風機滿足西翼一、三、四采區的通風需要。東翼二、五、六采區另選擇風井。

(A) 礦井容易時期通風線路確定

容易時期的通風線路為開采一采區C4號煤層西翼工作面,通風線路為:主斜井→運輸大巷→軌道上山→區段運輸石門→工作面運輸順槽→工作面→工作面回風順槽→區段回風石門→風井→引風道→風機→地面。

(B) 礦井困難時期線路確定

困難時期的通風線路為開采五采區最下部C4煤層最下一個區段西翼工作面,路線為:主斜井→運輸大巷→三采區軌道下山→四采區軌道下山→區段運輸石門→工作面運輸順槽→工作面→工作面回風順槽→區段回風石門→四采區回風下山→三采區回風下山→回風斜井→引風道→風機→地面。

B、通風阻力的計算

經計算:投產時期通風總阻力hM8易=667.10Pa,通風困難時期通風總阻力hM8難=1452.31Pa。

C、等積孔計算及通風難易程度評價

容易時期:A易=2.79m2

困難時期:A難=1.90m2

從以上計算可知,根據目前使用的等級孔分級標準,本礦井在容易時期為小阻力礦井,通風困難時期為中等阻力礦井。

(1) 主要通風機選型

根據業主提供的資料,目前礦井已安裝同能力的FBCDZ-6-№18A型防爆對旋軸流式風機兩臺,一臺運行,一臺備用。配套電機:YB315L1-6,電機功率2×90KW,風量范圍33.9-75.3m3/s,風壓范圍641-2354Pa。現有風機能滿足一、三采區通風需要,四采區生產時根據實測瓦斯涌出量重新校核,如不能滿足要求,就及時更換。

根據以上計算,四采區生產時選擇同能力的FBCDZ-6-№20A型防爆對旋軸流式風機兩臺,一臺運行,一臺備用。配套電機:YB355S-6,電機功率2×132KW,葉片安裝角度52°/44°,風量范圍27.3-79.7m3/s,風壓范圍792-2906Pa。(礦方也可選用能滿足礦井通風要求,并優于此通風機的其他通風機)

(2) 局部通風機選型

選擇FBD№6.0/2×15型防爆對旋式局部通風機,性能見下表

掘進通風要配備雙風機、雙電源,并實現自動切換,因此每個掘進頭配備上述局部通風機2臺(1臺工作1臺備用),本設計采用QBZ-4×80/660SF局部通風機自動切換開關實現主、備用風機自動切換。

本設計選擇φ600抗靜電、阻燃風筒。

(1) 反風方式、反風系統及設施

A、反風方式

本設計采用軸流式通風機電動機反轉反風。當井下發生火災時經礦技術負責人的同意后可進行全礦井反向通風,為防止反風時由于風壓作用將安全出口風門壓開并短路流出,故安全出口中的風門要采用兩道連鎖的雙向風門。

B、反風系統

反風時由回風井進風、主斜井、副斜井、進風行人井、西翼進風井回風,反風時間的通風線路為:

(以10401工作面為例):回風井進風→區段回風石門→10401工作面回風順槽→10401工作面→10401工作面運輸順槽→區段運輸石門→軌道上山→(①(進風巷)→進風井→地面;②運輸大巷→主斜井、副斜井→地面)。

C、反風設施

(1) 主要通風機控制柜具有控制電機正反轉功能,反風時由控制柜開啟電機反轉。

(2) 井下所有風門均設置為正反向風門,不致在反風時風門被吹開引起風流短路。

D、反風系統及可靠性

礦井利用軸流式通風機反轉的方法反風。在反風時,調換電動機電源的兩相,可以改變通風機動輪的旋轉方向,使井下風流反向。這種反風方法不需要設置反風道,比較經濟。其反風量可達正常風量的65~85%,不必另設反風道,滿足《煤礦安全規程》關于反風量不小于40%的規定。

根據礦井反風要求,本礦在主要進風和主要回風道之間設置了兩道連鎖的正向風門和兩道反向風門,目的是保證礦井反風時,使風流方向與正常時期正好相反,這樣不會出現風流短路現象。另外,兩條引風道中采用風閘,主要通風機運行時,主要通風機引風道風閘全打開并固定好,備用通風機引風道風閘則關閉并固定好。當井下發生火災時經礦技術負責人的同意后可進行全礦井反向通風,這樣可防止反風時從另一條引風道短路流出。

1、壓氣設備

(1) 用氣設備

(A) 風動工具

礦井風動工具型號、數量及耗風量見下表:

(1) 壓氣設備

根據以上計算,設計選擇LGJ20/7G型風冷式螺桿空氣壓縮機2臺,1臺工作,1臺備用。

該空壓機額定排氣量為每臺20m3/min,額定排氣壓力為0.7Mpa(7.14kg/cm2),配套電動機型號:YB315L-6,電壓380V,功率110kW。

(2) 壓氣管路

壓風主管:φ108×4無縫鋼管,鋪設于主斜井、副斜井、進風行人井、西翼進風井、軌道上山、運輸大巷

壓風支管:φ57×3.5無縫鋼管,鋪設于采面順槽、掘進頭巷道以及采區避難所。

(3) 壓風自救系統

壓風自救系統滿足下列要求:

(1) 壓風自救裝置安裝在掘進工作面巷道和回采工作面巷道內的壓縮空氣管道上;

(2) 在以下每個地點都應至少設置一組壓風自救裝置:距采掘工作面25~40m的巷道內、放炮地點、撤離人員與警戒人員所在的位置以及回風道有人作業處等。在長距離的掘進巷道中,應根據實際情況增加設置。

(3) 每組壓風自救裝置應可供5~8個人使用,平均每人的壓縮空氣供給量不得少于0.1m3/min。

本礦壓風自救系統設置如下(以初期為例):

①10401工作面運輸和回風巷距工作面25~40m各設一組壓風自救袋組,隨工作面的推進及時補充設置;

②10402工作面運輸和回風巷掘進頭(即掘進頭1和掘進頭2)距工作面25~40m各設一組壓風自救袋組,隨著掘進工作面的推進增設。

③在掘進頭1和掘進頭2的進風側(防突風門外)即軌道上山中(放炮地點)各設一組壓風自救袋組。

④在礦井避災線路上,每隔150m就要設置一組壓風自救袋組。

1、瓦斯抽放設備

(1) 瓦斯抽放方法

礦井應遵循“盡早投入抽放,預抽和邊采邊抽互補”的原則。在煤層開采時,應對所有的回采工作面采空區、大多數的掘進工作面和回采工作面進行瓦斯抽放。選擇的瓦斯抽放方法如下:

(1)煤層底板巖石專用抽放巷預抽煤層群瓦斯;

(2)回采工作面運輸巷采取順層抽放瓦斯的方法;

(3)回采面回風順槽采空區埋管抽放采空區瓦斯;

(4)掘進工作面采用先抽后掘抽放本煤層瓦斯。

(2) 瓦斯抽放率

本礦設計建立地面永久性瓦斯抽放站,本礦采用順層抽放本煤層瓦斯、鄰近層抽放上下可采煤層和不可采煤層瓦斯、掘前預抽等措施,根據各煤層瓦斯含量預測和《防治煤與瓦斯突出規定》,必須將開采層瓦斯含量降低至8m3/t以下,因此本礦瓦斯抽放率按75%設計。

(3) 瓦斯抽放量

采煤工作面抽放瓦斯純量22.75×75%=17.06m3/min;

掘進工作面抽放量(瓦斯純量)為0.71×75%=0.53m3/min;

采空區瓦斯抽放量:11.230m3/min。

全礦井高負壓抽放系統瓦斯抽放量為18.13m3/min。

全礦井低負壓抽放系統瓦斯抽放量為11.230m3/min。

(4) 抽放設備、管路

高負壓抽放系統選擇2BEC-400型水環式真空泵兩臺(一臺工作、一臺備用),其工況點參數為:Q高=94m3/min,H高=58.2kPa,390rpm;耗水量9m3 /h.臺;配套防爆電動機YB315M-6(110kW、380V)。(已安裝并使用設備)

低負壓抽放系統選擇2BEC-400型水環式真空泵兩臺(一臺工作、一臺備用),其工況點參數為:Q低=104m3/min,H低=58.6kPa,440rpm;耗水量9m3 /h.臺;配套防爆電動機YB315M-6(110kW、380V)。(已安裝并使用設備,目前安裝電機為90KW,經計算可滿足一采區抽放需求,二采區投產前,必須更換110KW電機)

目前礦井安裝有2BEA-303型水環式真空泵兩臺(一臺工作、一臺備用),最大抽放量43m3/min,最低吸入絕壓33Kpa,電機功率75Kw,電壓380V。根據前述計算,可滿足一采區低負壓瓦斯抽放要求,設計考慮一采區生產時使用已正常使用的2BEA-303型水環式真空泵,二采區投產前,必須更換為2BEC-400型水環式真空泵。

本礦的瓦斯泵的選擇是在預測瓦斯的基礎上所作的選擇,今后礦井掌握瓦斯抽放基礎資料經過計算后若發現瓦斯泵選擇過小時,可重新對瓦斯泵另行選擇以確保礦井安全生產。

2、礦井供電

(1) 供電

A、電氣設備

本礦井下電氣設備必須選用礦用隔爆型的電氣設備,控制、通訊、信號設備選用礦用防爆型。井下電話選用本質安全型電話,并使用礦用電話電纜。照明、燈具選用礦用防爆型。掘進工作面局部通風機采用“雙風機,雙電源”,并能自切互換;實行“三專”(專用變壓器、專用電纜、專用開關);“兩閉鎖”(風、電及瓦斯、電閉鎖)和完善系列化設備。

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