煤矿三线设计(六大系统建设).docx
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1、某煤矿矿井防尘供水系统 压风系统 井下通信系统技术改造设计工程性质:技术改造工程编号: 总经理: 总工程师:项目负责: 南川市宏源矿山工程设计有限责任公司二七年十二月52目 录前 言1一、 技术改造项目的提出1二、 技术改造的主要内容2三、 技术改造设计依据3第一章 矿井概况4第一节 地理位置及交通情况4第二节 矿井地质情况5第三节 矿井安全生产技术条件11第二章 矿井防尘供水系统设计15第一节 现有防尘系统存在的问题15第二节 防尘措施16第三节 防尘供水系统设计30第四节 防尘供水系统管理及安全措施32第三章 矿井压风系统34第一节 矿井压风系统现状34第二节 矿井压风系统设计35第三节
2、压风系统管理及安全措施40第四章 矿井通信系统44第一节 矿井通信系统现状44第二节 矿井通信系统改造设计45第三节 矿井通信系统管理46第五章 技术改造工期、投资估算及效果48第一节 技术改造工期48第二节 投资估算48第三节 技术改造效果52附件:1、设计委托书2、矿井营业热照3、采矿许可证4、煤炭生产许可证5、安全生产许可证6、矿井瓦斯等级鉴定书7、煤尘爆炸性鉴定报告书8、煤自燃倾向性鉴定报告附图:1、矿井防尘供水系统示意图2、矿井通信系统示意图 3、矿井压风系统示意图 4、矿井采掘工程平面图 前 言一、 技术改造项目的提出今年七月二十九日,河南省三门峡市陕县支建煤矿发生淹井事故,由于该
3、矿井下安装并正常运行着通信、压风和防尘供水系统(简称“三条线”),使抢险救灾工作获得成功,顺利救出了井下被困职工,“三条线”中的通信线为救灾提供了准确信息,通过压风管道为被困矿工通风供氧、防尘供水管道输送流食。最后全部被困人员获救,无死亡。鉴于上述救灾经验,国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局联合发出安监总煤行2007167号紧急通知:要求所有煤矿必须立即安装和完善井下通信、压风、防尘供水系统(简称“三条线”)。通知要求各煤矿要充分认识安装“三条线”的重要性,煤矿井下“三条线”是煤矿生产调度,安全防护、防尘除尘的重要设施和有效预防煤与瓦斯突出、煤尘爆炸事故的重要措施,也是提高煤矿防范和
4、抵卸事故灾害能力的重要措施,是正常生产的“保障线”,被因矿工的“生命线”。云南省煤炭工业局,弥勒县煤炭工业局先后发出通知,贯彻落实国家局“紧急通知”精神,并作出了具体部署。按照通知要求,弥勒县吉田煤矿在“三条线”上存在着较多不符合相关法律、法规的状况。不仅影响生产,还给安全带来隐患。制约了矿井的正常发展。为改变这一状况,该矿特委托我公司为其进行“三条线”的技术改造设计(委托书见附件)。二、 技术改造的主要内容根据委托书的要求,技术改造设计必须按安监总煤行2007167号紧急通知规定内容设计,其具体内容为:1、对矿井现有通信系统进行改造,作到:煤矿主、副井底车场、运输调度室、变电所、上、下山绞车
5、房、水泵房、带式输送机集中控制硐室等主要机设备硐室和采掘工作面;年度灾害预防和处理计划中明确要求的地点等,必须安装通信设施,并能与矿调度室等部门直接联系。2、对矿井现有压风系统进行改造:要求根据日常生产需要,结合灾害预防,必须安装地面压风系统。空气压缩机必须安装在地面。同时应按压风机安全要求,配齐压风机的安全保护设施,保障系统安全运行。3、对防尘供水系统改造作到:矿井主要大巷、上下山、采区运输巷与回风巷、采煤工作面及巷道、煤仓放煤口、卸载点等都必须按煤矿安全规程要求敷设防尘供水管路。所有改造工程,均应符合现行法律、法规、规程、规范的要求。并按通知要求,提供相关图纸。三、 技术改造设计依据技术改
6、造设计依以下规程、规范制作:1、 煤炭工业矿井设计规范(GB50215-2005);2、 煤炭工业小型矿井设计规范(GB50399-2006);3、 煤矿安全规程(2006年版);4、 煤矿初步设计安全专篇编制内容(煤安监监一字200565号文规定);5、 采矿工程设计手册(王显政任编委主任版);6、 煤矿井下、粉尘综合防治技术规范(AQ1020-2006);7、 弥勒县吉田煤矿“委托书”;8、 弥勒县吉田煤矿提拱的相关资料。第一章 矿井概况第一节 地理位置及交通情况一、地理位置、企业性质、隶属关系、地形地貌1、地理位置弥勒县吉田煤矿位于弥勒县城东北直线距离约15公里处, 行政区划属弥勒县弥阳
7、镇雨舍办事处管辖,为圭山煤田脚落沼矿段的一部分。地理坐标:东经10329161032934;北纬243000243027。2、企业性质私营企业。3、隶属关系无。4、地形地貌矿区位于弥勒县城北东部山区,地势为北西高、南东低,坡度530,海拔高程15781767米,相对高差189米,为中低山相间的侵蚀地貌,山脉走向北东南西向。该区属南盘江流域,树枝状水系发育,区内较大的水系为位于矿区中部、南部的季节性沟溪,由北西向南转向北东流出矿区,最终汇入北东约550米处的北马河。矿区属中亚热带气候,年均气温17.3,降雨多集中于59月,多年平均降雨量967.9毫米,风向以西南风为主,风速最大22ms,植被发育
8、中等,多为灌木林,混有部分人工种植的桉树等杂木林。二、交通情况矿区有长约20公里的简易公路于西南7公里的昆明至金平公路相接,至弥勒县城运距约24公里,北西经石林、宜良至昆明运距约153公里,南至开远运距约113公里,煤矿距昆河铁路盘溪站约53公里,距南昆铁路石林站约60公里,交通运输十分方便。(见交通位置图)第二节 矿井地质情况 一、井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积、相邻矿井边界关系1、井田位置及边界矿区开采圭山煤田南段脚落沼矿段,经弥勒县国土资源局批准允许在以下8个拐点连线所圈定的范围内开采。2、拐点坐标矿区范围拐点坐标点号纵坐标:X横坐标:Y吉12712211.2634650811.
9、81吉22711806.7134650945.43吉32711545.5834651032.83吉42711266.9634650638.34吉52711482.2834650459.39吉62711839.8634650184.97吉72711637.2434651283.70吉82712391.0334651329.84开采深度15751300m矿区面积0.7130km23、井田面积:矿区面积0.7130平方公里。4、相邻矿井关系矿区东北与北头凹子煤矿相接。二、井田地质情况、地层、含煤地层、构造矿区出露的地层从新到老为三叠系下统永宁镇组飞仙关组二、三段,卡以头组和二叠系上统宣威组,分述如下
10、:1、三叠系下统飞仙关组二、三段(T1f2+3。)出露于矿区南部,与下伏三叠系下统卡以头组呈断层接触。因断层切错,出露不全,厚度不详。2、三叠系下统卡以头组(T1k)出露于矿区中南部,与下伏的宣威组呈整合接触,因断层切错,出露不全,一般厚度33米。3、二叠系上统宣威组(P2X) 出露于矿区中部,与下伏玄武岩组呈假整合接触。该组地层为一套近海相及海陆交互相的含煤地层,总厚度180米左右,岩性为砾岩、砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和煤层;含煤1424层,按其岩性和煤层组合可分为三段。a宣威组一段(P2x1)(下段)因断层切错,地表未出露,采煤巷道中可见。下起玄武岩组顶界,上至4煤层顶板。上部以
11、泥岩夹煤层、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩为主;中为泥岩及粉砂质泥岩夹煤层;下部为铝土质泥岩、砾岩、砂岩夹少许薄煤层。厚3790米,含煤914层,其中可采煤层2层,即4煤层和5煤层。b宣威组二段(P2x2)(中段) 因断层切错,地表出露不全,下起4煤层顶板,上至3煤层底板。含薄煤层l4层,均为不可采煤层。c宣威组三段(P2x3)(上段)出露于矿区中部,下起3煤层底板,上至卡以头组底界。厚4767米,含煤711层,其中可采煤层2层,即2煤层和3煤层,为含煤地层的主要含煤段。4、二叠系峨嵋山玄武岩组,出露于矿区西北部。早期为基性熔岩类喷发,晚期伴有火山碎屑岩类,呈喷发不整合覆于下二叠统茅口组灰岩之上;由于
12、玄武岩组在矿区出露不全,厚度不详。5、构造矿区位于雨舍向斜北东端西北翼,除地表浅部因断层影响发生倒转外,总体呈一单斜构造;地层走向呈北东向,与区域构造展布方向一致,倾向南东,倾角2050。矿区发现有三条断层通过,分述如下:F1正断层:位于矿区北部,走向北东,倾向北西,全长10公里, 矿区内长约550米,产状3103205058,断层落差大于100米;下盘出露地层为P2x2、P2x3。地表出露清楚,为已初步查明断层。该煤矿开采下盘煤层。F2逆断层:位于矿区中部,或偏北部,走向北东,倾向北西,全长近9公里,矿区内长约500米,产状30532675,断层落差3070米;断层上盘出露地层为T1Y,下盘
13、出露地层为T1f2+3,地表出露清楚,为已查明断层。F13正断层:断层走向近南北,走向长度约2公里,倾向近西,倾角约58,断层落差45米。 三、主要可采煤层情况、煤层赋存条件、煤层层数、厚度、煤质、煤种1、可采煤层与煤质矿区内各煤层呈沥青光泽,黑色,粉状、粒状和碎块状,性脆裂隙较发育,断口呈参差状、阶梯状,宏观煤岩类型以半亮型及半暗型煤为主,暗淡型煤次之;煤层中见有少量粒状、星点状黄铁矿。根据143煤田地质队在脚落沼煤矿区勘查时所采样品化验分析统计结果,各煤层煤质、煤类特征值如下: (1)2煤层原煤:灰分平均33.30,挥发分平均26.36,全硫平均1.90,发热量33.44MJKg;属富灰、
14、中硫煤。浮煤:灰分平均15.16,挥发分平均23.82,硫分平均1.14,粘结指数90.6,胶质层指数Y值20.45毫米,发热量36.39MJkg;煤类为焦煤。(2)3煤层原煤:灰分平均34.13,挥发分平均25.75,全硫平均2.13,发热量34.37 MJkg;属富灰、中硫煤。浮煤:灰分平均13.41,挥发分平均23.3,硫分平均0.94,粘结指数93,胶质层指数Y值19.5毫米,发热量36.04 MJkg;煤类为焦煤。(3)4煤层原煤:灰分平均27.75,挥发分平均25.45,全硫平均l.58,发热量34.51MJkg;属富灰、中硫煤。浮煤:灰分平均9.51,挥发分平均23.36,硫分平
15、均0.717,粘结指数93,胶质层指数Y值18.9毫米,发热量36.29 MJkg;煤类为焦煤。(4)5煤层原煤:灰分平均26.19,挥发分24.01,全硫平均0.92,发热量34.67MJkg;属富灰、特低硫煤。浮煤:灰分平均8.23%,挥发分平均21.46%,硫分平均0.44%, 粘结指数87.5,胶质层指数Y值15.8mm,发热量36.29MJ/kg,煤类为焦煤。2、矿区内的可采煤层为特低硫中硫富灰烟煤,且以富灰中硫烟煤为主,煤类为焦煤,是良好的工业及生产、生活用煤,经洗选后可降低灰分、硫分,作为炼焦用煤。第三节 矿井安全生产技术条件 一、水文地质情况矿区位于弥勒县北东部山区,地势为北西
16、高、南东低,坡度530,海拔1578一1767m,相对高差189m,为中低山相间的侵蚀地貌。矿区树枝状水系发育,区内较大的水系为位于矿区中部、南部的季节性沟溪,旱季干枯,由北西向南转向北东流出矿区,最终汇入北东约550m处的北马河。沟谷中分布有部分季节性泉点,在东部测得一泉点流量为0.102LS。地表水排泄通畅,对矿床充水影响较小。矿区内无水库、池塘等水体。矿区最高点位于北西部,海拔1767m,最低点位于南东部沟谷中,海拔1578米,为矿区最低侵蚀基准面,地形有利于地表水的排泄。矿区煤炭资源储量分布标高为13001660m,大部分分布在最低侵蚀基准面之下。矿区沟谷发育,地表水排泄通畅,地下水类
17、型以裂隙水为主,地表风化带裂隙及构造裂隙、节理是大气降雨补给地下水的主要通道,也是矿坑充水的主要途径。矿区断裂构造有北东走向的F1正断层和F2逆断层,均为压性断层,倾向北西,FI倾角5058,F2倾角75。据邻近一些煤矿区采煤巷道穿过F1和F2断层时观察,断裂带中多被钙、泥质胶结,但胶结不够紧密,有淋水现象,断裂带富水性弱,导水性不强,对矿坑充水影响不大。区内雨季多集中在59月,因此,矿坑涌水量也是随季节变化而变化,且涌水量变化幅度一般与降雨量变化幅度滞后15天。矿区地层为裂隙弱含水层与隔水层相间重复出现,地层富水性弱;区内地下水类型以构造裂隙水为主,靠大气降雨补给,地表水排泄通畅,矿区第一开
18、采水平的矿坑涌水量变化幅度为0.170.67m3h。故本区水文地质条件属以裂隙充水为主的中等复杂类型。二、开采技术条件矿区地表未发现采空区塌陷,无滑坡体。矿区地层岩性较复杂,地表风化强烈,煤层顶、底板岩石力学强度低,遇水会软化,稳固性差,是矿床开采中的主要工程地质问题之一;本区地质构造较复杂,除北东向的F1正断层和F2逆断层外,还发育有一些规模较小的波状褶皱,受挤压变形的作用,岩层的完整性差,砂岩、粉砂岩在正常情况下坚硬,井巷开拓易维护,但穿越破碎带时,不仅会有裂隙水淋出,支护也有一定困难,还会有冒顶、底鼓现象,有时支护的坑木会下沉。这充分反映了矿区的岩层受构造活动影响而呈现出破碎、挤揉变形的
19、现状,在断裂带及其旁侧影响范围内岩石破碎,稳定性差,是矿床开采中的另一主要工程地质问题,巷道、采掘面揭露须支护处理,因此矿区工程地质条件属于中等复杂类型。环境地质 矿区处于师宗弥勒深大断裂带附近,根据中国地震动参数区划图,本区抗震设防烈度为7度,设计基本加速度为0.15g,因此,矿山建设及开采应据此设防。矿区植被生长较好,构造复杂程度中等,现状下未发生地面变形、塌陷等地质灾害,由于历史上私挖乱采,地表老窑多,已造成老窑积水,并导致部分植被毁坏,水土流失,给正规化规模开采带来困难和危害。今后,矿山继续开采对原生地质环境有一定影响。如采空区塌陷,将导致地表开裂,影响山体的稳定性;矿坑疏干排水,将会
20、引起地下水位下降,可能会导致矿区及附近局部泉水、溪沟干枯;矿坑排水中含煤粉尘和SO42-含量较高,随意排放会对矿区地下水、地表水造成污染,故矿坑排水需净化处理后才能排放;矿坑排出的夹矸及废石若任意堆放沟谷,雨季特别是暴雨容易诱发泥石流灾害,故应选择宽缓开阔场地集中堆放,并采取可靠的拦挡措施。综上所述,矿区内开采地质环境质量为中等类型。 三、矿井瓦斯等级云南省煤炭工业局2007年1月1日所发煤矿矿井瓦斯等级鉴定证书证实,矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井,矿井最大相对瓦斯涌出量为6.9m3/t,最大绝对瓦斯涌出量为0.27 m3/min;最大相对CO2涌出量为9.58 m3/t,最大绝对CO2涌出量为0.
21、38 m3/t。本矿煤层埋藏浅,上覆地层裂隙发育,有利瓦斯排放。四、煤尘爆炸性煤尘爆炸性鉴定情况:煤尘爆炸性2005年6月15日煤炭科学研究总院重庆分院鉴定:该煤样无煤尘爆炸性。煤尘爆炸指数为33.24%。五、煤层自燃倾向性煤自燃倾向性鉴定报告:经煤炭科学研究总院重庆分院2005年6月27日鉴定:该煤样自燃倾向性为自燃(二类)。经多年生产证实,曾发生过煤尘爆炸及煤的自燃现象。因仅鉴定了C4煤层一个煤样,其余C2、C3、C5煤层未送样鉴定,故本次设计按煤尘有爆炸性危险和会自燃设计。若C2、C3、C5煤层煤样鉴定煤尘均无爆炸性危险后,再改为无煤尘爆炸性危险矿井。 第二章 矿井防尘供水系统设计第一节
22、 现有防尘系统存在的问题 一、防尘供水系统现状:(根据该矿提供资料)1、矿井在立井和斜井附近,有二个容积各为35m3的专用水池。2、防尘供水主管为DN100mm钢管,支管为DN25mm钢管。管路长1500米。3、已在采煤工作面溜煤眼口、回风巷、大巷,安装了喷雾装置。二、现有防尘供水系统的问题:1、地面水池有两个35m3的水池,容积太小,对井下供水无保障。2、井下未达到粉尘综合治理要求,只有喷雾一种方式。3、主管路虽说用了DN100管,但具体布置不详。特别是由DN100就变到DN25管,不合常理。4、无风流净化与冲洗巷道设施。5、矿井煤尘有爆炸性,却未采取隔爆设施。6、无防尘供水系统图7、矿井有
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