煤矿风井设计安全专篇.doc
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1、兴安煤矿新南风井设计安全专篇兴安煤矿设计室2009年2月24日目 录前 言5一、编制设计的依据5二、设计的指导思想6三、设计的主要特点及安全评价6四、待解决的主要问题7第一章 采区概况及安全条件8第一节 井 田 概 况8一、地理概况8二、主要自然灾害9三、矿区及采区开发史10四、矿区水源10第二节 安 全 条 件11一、地质特征11二、地质构造17三、煤层及煤质19四、矿井瓦斯等级22五、水文地质23六、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在的问题35第三节 采 区 设 计 概 况36一、工程性质36二、采区开拓开采36三、提升、排水和压缩空气设备42四、井上下主要运输设备44五、地面生产系统
2、45六、供电及通讯45七、技术经济48第二章 采 区 通 风49第一节 概 况49一、井田瓦斯、煤尘爆炸性49二、开采温度49第二节 采 区 通 风50一、通风方式和通风系统50二、风井数目、位置、服务范围及时间51三、采掘工作面及硐室通风51四、井下通风设施及构筑物布置(见通风系统图)51五、安全逃生途径51六、通风设备及反风51七、采区风量、风压及等积孔51八、矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力51第三章 粉 尘 灾 害 防 治51第一节 粉 尘51第二节 防 尘 措 施51一、防尘措施51二、回采、掘进工作面除尘51三、煤层注水防尘51四、采空区灌水防尘51第三节 防 爆 措 施51
3、一、防爆措施51二、井下电器设备的选择51三、撒布岩粉51四、个体防护措施51第四节 隔 爆 措 施51一、隔爆措施51二、隔爆水棚51第四章 瓦斯灾害防治51第一节 瓦 斯51第二节 防 爆 措 施51一、建立合理完善的通风系统51二、瓦斯检查51三、防爆措施51四、防止瓦斯引燃措施51五、防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施51第三节 隔 爆 措 施51第四节 开采煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出煤层防突措施51一、突出危险性预测51二 、局部防突措施51三、措施效果检验51四、安全防护措施51五、煤与瓦斯突出的预兆:51六、主要安全技术措施51七、附掘进防突技术工艺流程图如下51第五节 矿 井 瓦
4、斯 抽 放51一、结合现有资料51二、加强通风51三、加强瓦斯监测51第五章 矿井防灭火51第一节 概 况51第二节 开采煤层自燃预测及防治措施51一、煤的自燃分析预测51二、煤的自燃预防预测51三、各种防灭火方法51第三节 井下外因火灾防治及装备51一、电气设备事故引发火灾的防治措施:51二、其它火灾的防治措施51三、井下消防洒水系统51第六章 矿 井 防 治 水51第一节 矿井水文安全条件分析51一、矿井水文地质情况51二、水患类型及威胁程度51三、采区水文安全条件评价51第二节 矿井防治水措施51一、留设防水煤(岩)柱51二、井下探放水51三、井下防治水51第三节 井下防治水安全措施51
5、一、概况51二、计算过程及结果51第七章 井下其它灾害防治51第一节 顶板灾害防治及装备51一、影响矿山压力显现基本因素分析51二、一般顶板冒落灾害的防治措施及装备51第二节 开采冲击地压煤层的措施51第三节 爆 炸 材 料 库51一、地面爆炸材料库51二、井下爆炸材料库51第四节 提升运输事故防治措施及装备51一、运输事故的防治措施及装置51二、防治运输事故的主要措施51第五节 电气事故防治措施及装备51一、井上下供电系统及电气设备的选择51二、供电线路事故及地面变电所事故防制措施51第八章 矿井安全监测监控51第一节 概 述51一、瓦斯51二、煤的自燃51三、煤尘51第二节 安全监测、监控
6、和传输设备选择51一、安全监测监控系统构成(见框图)51二、监测内容及参数指标51三、系统配置51四、信号电缆的铺设51五、传感器配置数量51六、监控系统安装及具体要求51第三节 监测设备各类传感器布置51一、甲烷传感器安设地点说明51二、一氧化碳传感器51三、风机开停传感器51四、风门开关传感器51第四节 采区各类传感器装备量51第五节 矿井安全监测监控系统运行可靠分析51第九章 采区安全检测及其它装备51第一节 矿井安全检测及其它装备51第二节 矿山救护队51第三节 矿山保健设施51第十章 劳动定员和概算51第一节 劳 动 定 员51一、安全专用工程设施劳动定员:51二、安全培训51三、劳
7、动定员:51第二节 概 算51一、工程概算编制依据51二、安全设施工程概算:51前 言一、编制设计的依据1、矿井南部通风系统现状目前,兴安矿三四水平南部回风主要由二水平南21层回风井和南风井回风,南部入风流路线由中九层二、三号井入风和中央副井入风,在三水平井底汇合三水平南一石门四水平11层中部区综采二队三水平南二石门三水平南21层轨道上山二水平南21层大巷后,分为两部分回风,部分回风由南21层风井到地面,另一部分风流到二水平南边界回风上山一水平南边界石门南风井回风至地面。最长通风路线9295米。南部共有永久通车风门17处36道,永久通行门11处22道,挡风墙10道,调节窗8道。2、施工新南风井
8、的必要性随着兴安矿深部煤层的开采,矿井通风系统进一步复杂,尤其是矿井南部通风线路过长,巷道失修严重,通风阻力增大,加上二水平南21层回风井由于受采动影响遭到破坏,二水平南17层回风井也已经报废,导致兴安矿南部只有南风井一条回风井负责南部的所有回风,回风能力严重不足,制约了生产发展,加大了矿井隐患,故计划在兴安矿南部边界从地面施工一条立井通达二水平-90米标高的回风井,以满足兴安矿南部三四水平同时生产时期的回风需要。3、新南风井位置及断面选择依据新南风井位于兴安煤矿与峻德煤矿交界附近、兴安煤矿井田内,新风井位置选择是没有被兴安煤矿及峻德煤矿采动破坏的区域,新风井将作为矿井的永久回风井。新风井直径
9、为5米,断面积为19.6平米,新风井与原风井总的回风能力能达到7000m3/分,满足矿井南部回风需要。二、设计的指导思想简化通风系统,降低矿井南部通风阻力,使矿井通风顺畅、合理,保障矿井安全生产。三、设计的主要特点及安全评价以经距114129.68,纬距104302.93为中心,由地面施工一立井330 m到二水平。施工二水平南边界新风井回风通路85 m,将二水平南27层大巷与南边界新回风井联系;新回风井立井净直径5 m,净断面积19.6 m2,新风井回风通路采用半园拱形断面,净断面19.8 m2;工程量:立井330 m +回风通路85 m +联络巷15 m=430 m;施工工期:立井330 m
10、 :5个月,回风通路和联络巷100 m :1.5个月。总工期6.5个月;投资估算:330 m 2万元/m=660万元;100 m 0.8万元/m=80万元。总投资=660+80=740万元。井筒位置的选择不存在采动破坏问题;新回风井压23、24、27、33和35号层,合计压煤86.9万吨,该回风井所压23、24、27、33号煤层标高均在二水平(-90)以上,为一、二水平煤,现有条件已不能开采,35号煤层灰分高,煤层薄,兴安矿没有开采过;新回风井峻工后,兴安煤矿三、四水平南部回风,通过三、四水平南部采区上山回到二水平大巷,经新回风井到达地面。四、待解决的主要问题1、新回风井筒附近地面民房搬迁。2
11、、本区地表沙层较厚,达25米左右,井筒过沙层段加强施工工艺。3、本区地质构造较复杂,断层属推断,控制程度较低,建议施工前,钻探以探清地质构造及煤层情况。第一章 采区概况及安全条件第一节 井 田 概 况一、地理概况1、交通位置兴安矿矿区位于鹤岗煤田南部,也是市区南部,在小鹤立河下游河床、河谷及东岸的丘陵地带。距鹤岗市区约12公里。2、境界范围兴安矿矿区北部与富力矿交界;南部以峻德矿交界;西部以煤质地层基盘为界,东部以3号煤层-700米底板等高线在地表水平投影为界,兴安井田走向长4.6公里,倾斜宽4.6公里,面积21平方公里。矿区中心地理坐标为东经1301431,北纬471354。矿区范围拐点坐标
12、 序号XY序号XY15237262.022593950.0125232150.022592430.025235405.022596816.0135232900.022592450.035235130.022596826.0145232940.022592540.045234260.022597100.0155235368.022592515.055233038.022597310.0165235200.022592840.065232400.022597667.0175235750.022592955.075231450.022597970.0185235850.022593180.08523
13、1872.022596100.0195236065.022593420.095231820.022593911.0205236540.022593660.0105231430.022592622.0215236505.022593690.0115232140.022592480.03、气象及地震情况该区属大陆性寒温带气候,冬春两季多风寒冷,夏季多雨,年平均降雨量600mm左右,雨季多集中在六、七、八月。每年十月中旬至翌年四月为结冻期,井田气象如下:极端最低气温:-33.9最大冻结深度:2.38m最大积雪厚度:14cm最大降雨量:48mm年均降雨量:645.4mm最大风速:24m/s结冻时间:2
14、10天主导风向:西风地震裂度:六级4、地形地貌井田中部地势低洼,标高在240米左右,地势为北高南低,东高西低,小鹤立河流经兴安井田约6公里,河东岸建立了护河堤,堤高250.9米,河的洪水标高248.8米。井筒地表标高是247米。二、主要自然灾害本矿井的主要自然灾害是:季节性的降水。三、矿区及采区开发史兴安矿是我国第一个五年计划期间,由苏联援建我国的156项工程之一,于1952年8月1日动工兴建,1956年7月20日建成投产,矿井设计能力150万吨。1965年10月开始进行二水平延深,1971年在延深的同时进行矿井第一次改造,设计能力增加到210万吨,1977年7月二水平移交生产。1981年矿井
15、进行了第二次改扩建,设计能力增加到400万吨,1988年12月移交生产,矿井由原来的一、二水平同时生产过渡到二三水平同时生产。1996年矿井进行了第三次改扩建,设计能力增加到450万吨,1998年移交生产。1997年矿井开始在第三次改扩建的基础上进行了四水平延深。2008年省经贸委批复矿井核定综合生产能力为290万吨。四、矿区水源兴安使用矿区南部供水水源,能力2万吨/日,管路总长12km,管径500mm、600mm各一条,使用兴安供水站。兴安煤矿工业用水用自己井下水。第二节 安 全 条 件一、地质特征1、区域地质鹤岗盆地大地构造位于吉黑褶皱系、老爷岭隆起、青黑山隆起带上次级断陷盆地。盆地西侧为
16、小鹤立河断裂,东侧为鸭蛋河断裂,这两条同生断裂之间形成了地堑型断陷盆地,使盆地呈长型箕状,其北部边缘清晰可见,南部边缘不清,被佳依地堑所掩盖。盆地总体走向北北东10近南北。盆缘断裂控制了含煤地层的沉积范围,鹤岗含煤盆地在沉积时,由于受军川佳木斯隆起和凤翔半截河隆起的阻隔,海水没能进入,形成了典型的内陆山间断陷盆地。含煤盆地从成盆充填到封闭结束,共经历了燕山中期、晚期和喜山早期、中期、晚期等五期构造运动,致使原始的向斜盆地西侧抬升剥蚀,煤系地层直接出露地表,东侧则深幅沉降,含煤地层被埋深,从而形成现今向东倾斜的半掩盖式单斜构造形态。鹤岗煤田的含煤地层,直接不整合沉积在下元古界兴东群大马河组变质岩
17、系和古生界花岗片麻岩及花岗岩之上,主要地层有早白垩系,第三系和第四系地层。地层走向为北北东,地层倾角1535左右,倾向东南,煤田以断裂构造为主,局部有平缓褶曲,构造有从南向北,由西向东逐渐复杂的趋势,并伴有多期火山喷发活动,岩浆活动只发育在矿区的东北部。这就是鹤岗煤田的区域地质构造特点。2、井田地质兴安井田地层走向为北1018东,总体为东倾斜的单斜构造,倾角在1535之间,一般为25,井田内共有大中断层29条,大部以反斜正断层为主,多显阶梯形排列,南北两翼断层居多,落差较大,构造复杂,中部地质构造简单。二、地质构造兴安矿区位于鹤岗煤田的南部。总观全区走向N100180E,但在本区域南部折转为北
18、西向,呈一宽缓的向斜。沿走向亦有小的起伏。总体为向东倾斜的单斜构造,倾角在150350,一般在250。矿区构造中部简单,两翼复杂。本区构造主要是依据煤层对比,测井曲线反映,钻孔和巷道实见断层形迹综合分析而定。区域内所见断层大致可分为三组:一组为弧形,倾角较缓,一般在250左右,多倾向西;F2、F3分布在井田东南部深部,暂时对本矿影响不大,而F1断层对本矿开采影响较大,它以弧形穿越井田南北,落差在150250m之间,倾角一般0300,总体为反向正断层,但从剖面上看,局部亦变为同向。第二组北北西向至北西向,一般倾角较陡,一般在600左右,多倾向南西,如F7、F14、F13号断层等,F7号断层井下已
19、实见多处,落差在050m之间,倾角一般15400,倾向SW,为F1号断层的伴生断层,发育在14线以南;F14号断层:井下已实见多处,落差在070m之间,倾角一般在0400,倾向SW,发育在井田南部;F13号断层井下已多处实见,落差南大北小,至12线附近尖灭,落差050m,倾角15350,倾向SW,此三条断层对回采影响较大,多把它做为采区的边界;第三组为北东向,一般在550东左右,倾角陡,一般在700左右,多倾向南东,未露出地表。如F27、F10等,其中,F27号断层:走向NE,倾角700,落差2590 m,井下已实见,为采区的边界断层,发育在井田北部区;F10号断层:走向NE,倾角700,落差
20、1015 m,井下巷道已实见多处,发育在井田北部区,多做为采区工作面边界。这些断层从力学成因看,多为张扭性断层,只有F12、SFB、FS三条断层为压扭性断层。本区所见落差大于10 m米的断层有35条,这些断层的空间分布是一水平16条,二水平23条,三水平18条,四水平15条,五水平10条。具体详见断层一览表3-2。兴安煤矿主要断层一览表断 层 号产 状性 质落 差确 定 依 据控 制 程 度走 向倾 向倾 角F1NENWSESW15-25正150-350井下实见及66-9、54-74、51-34、52-11号钻孔控制可靠F2NENWSESW15-25正40-19078-9、78-1、76-1、
21、78-8号钻孔控制较可靠F3NWNESW25-33正30-5071-2、79-2、77-4、78-8、79-2号钻孔控制较可靠F4NWSE60正10-4066-104、76-6号钻孔控制较可靠F5NWSW60正0-6578-12、78-10号钻孔控制较可靠F6NWSW65正0-8079-9号钻孔控制较可靠F7NWSW15-40正0-50井下实见及58-1、69-3、58-6号钻孔控制可靠F8NWSW20正20井下实见及77-3号钻孔控制可靠F10NESE70正10井下实见可靠F21NESE65正10078-1号钻孔控制较可靠F12NWSW40逆0-95井下实见及66-103、66-102号钻孔
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