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29、《煤矿安全监察条例》;
30、《煤矿安全生产基本条件规定》;
31、《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》(AQ1055-2008);
32、山西煤矿安全监察局文件晋煤监安一字〔2004〕250号关于印发《煤矿安全生产许可工作中有关问题的说明》的通知;
33、山西煤矿安全监察局文件晋煤监办字〔2006〕92号《关于煤矿安全生产许可证的补充规定》;
二、设计的主要特点及主要技术经济指标:
1、矿井设计生产能力为120万t/a。
2、设计一个专用回风立井,4个斜井,三条大巷开拓全井田。
3、开拓方式:
斜井开拓。
水平划分及水平标高:
全井田以一个水平开采,标高为+820m。
4、井下已有运输、回风大巷均沿9号煤层布置,轨道大巷沿10+11号煤层布置。
新掘运输、轨道、回风大巷沿10+11号煤层底板布置。
顺槽沿10+11号煤层底板布置。
5、设计有一个采煤工作面,一个准备工作面,采用长壁式综釆放顶煤采煤法,全部垮落法管理顶板。
6、原兑镇煤矿通风方式采用为中央并列式,通风方法为机械抽出式,井田内有3个进风井,1个回风井,通风系统及通风网络相对简单。
矿井通风设备现已装备两台BD-Ⅱ-8-№22型对旋式轴流风机,1台工作,1台备用。
电机配用YBF-450S1-8型,功率200kw×
2.电压6kw。
该风机风量范围为65~113m³
/s,负压范围为1500~2400Pa。
随着矿井的不断延伸开拓,通风距离会越来越长,瓦斯涌出量也会有所增长,矿井配风量必然会加大,原有风机就不能满足矿井通风要求,需要更换风机。
设计新建一南风井,选用FBCDZ-10-№27型风机,配套电机为YBFe450M2-8,功率315KW×
2,6KV。
该风机的风量范围80~180m3/s,负压范围980~3690a。
新建风井后矿井通风方式为中央分列式,风机工作方法为抽出式。
通风系统如下:
新鲜风流:
主(副、行人、进风)井→井底车场→运输(轨道)大巷→工作面运输顺槽→回采工作面。
乏风:
回采工作面→回风顺槽→回风大巷→回风立井→地面。
回采工作面采用单进单回的“U”型通风系统。
掘进工作面采用局扇机械压入式通风。
一井田地质条件
1.1地理概况
1.1.1交通位置
山西离柳焦煤有限公司兑镇煤矿位于山西省孝义市兑镇茹莱村,东北距孝义市城区18km。
井田位于孝义市西南,介休-阳泉曲铁路线和孝义-交口的公路均由井田北侧通过,井田内建有2.8km铁路专用线与介阳线接轨,年装运能力280万t,交通运输十分便利。
详见交通位置图。
如图1-1所示。
图1-1兑镇煤矿地理位置示意图
1.1.2自然地理地形
井田位于吕梁山区,为侵蚀低山丘陵地貌。
井田范围沟谷纵横,梁峁绵延,地形比较复杂。
总的地势为南高北低,地形最高点为南界附近山梁,标高为1142m,地形最低点为东北边界处兑镇河河床,标高900m,最大相对高差242m。
1.1.3气候
本区为大陆性季风气候,属暖温带半干旱地区,全县年平均气温11-12℃,1月零下4-5℃,7月24-25℃。
根据孝义市气象局资料,本区年降水量291.9-561.2mm,年均降水量416.76mm(详见下表1-1本区降水量统计表)。
霜冻期为10月上旬至次年4月中旬,无霜期160天左右。
本区近年来降水量统计表表1-1
年度
月最小
月最大
月均降水量
年降水量
1998年
0.0
157.5
40.0
439.6
1999年
0.7
74.9
29.2
291.9
2000年
128.5
34.3
377.1
2001年
1.4
127.7
30.0
360.4
2002年
129.5
41.4
455.7
2003年
137.6
46.8
561.2
2004年
1.9
67.6
25.1
301.6
2005年
128.9
36.7
440.7
2006年
1.1
118.0
36.2
397.8
2007年
0.5
133.6
49.2
541.6
1.1.4地震
据《中国地震动峰值加速度区划图》,该区属7度区,设计基本地震加速度值为0.15g。
1.1.5矿区现状
山西离柳焦煤集团有限公司兑镇煤矿,始建于1955年,最初采2号煤层,时称六尺井,系公私合营矿井。
2号煤层采完后,下延开采3号煤层。
经历次改造扩建,生产规模扩大到30万t/a。
六尺井采用平硐、斜井、立井联合开拓,主井为平硐,担负提升,立井负责下料,另拓有通风斜井进行抽出式通风,提升方式为无极绳绞车,绞车型号为JW-1600/80,电机功率75KW。
井下运输采用1t矿车,巷道采用木柱支护。
通风主扇为BY20-55KW型,并配备有JBT52-2,11KW和JBT51-2,5.5KW型局扇担负通风任务,井下排水设备为IS80-65-160型水泵。
采煤方法为综合机械化采煤。
属低瓦斯矿井。
随着3号煤层逐渐采完,于1988年建设了六尺井接替井,斜井开拓,主采井田东部9号煤层(Y:
19541200线以东),整合后为山西离柳焦煤集团煤业有限公司佳峰煤矿。
为了扩大生产规模,该矿于1978年开始拓建二坑,即丈八井(山西离柳焦煤集团有限公司兑镇煤矿)。
主采井田西部9号煤层(Y:
19541200线以西)和10+11号煤层。
该坑口采用斜井开拓,设计生产能力为90万t/a,1988年11月正式投产,1995年1月经山西省煤炭厅审核批复,该坑口综合生产能力核定为90万t/a。
兑镇煤矿(丈八井)采用斜井分段式开拓,即全井田分两个水平开采(820水平和780水平),现开采820水平,沿南北向布置大巷,然后分别向东、西布置下山和上山顺糟。
采煤方法为倾斜长壁式综合机械化放顶煤采煤方法。
主井采用DX-800型强力皮带输送机提升运煤,电机功率215KW,副井采用2JK-2.5/20型双滚筒绞车牵引一吨矿车担负全矿井的运料,排矸,电机功率260KW。
井下运输方式为ZK10-6/550型架线电机车牵引3t底卸式矿车运输。
通风方式为中央并列式,主风机型号为4-72-11No-20B离心式风机。
井下采用集中排水,配备2000D43×
5型水泵3台,担负全矿井下排水任务。
各坑口井筒特征见下表:
井筒特征表
坑口
井口
井口坐标
(X/Y)
井口标高(m)
井型
方位(°
)
坡度
(°
斜深
(m)
截面
形状
截面面积(m2)
兑镇
主井
4106027.069
19550912.945
925.00
斜井
155
16°
19′
374
半圆拱
9.8
副井
4106000.933
19550880.984
930.00
22°
30′
368
12.6
进风井
4106210.103
19551172.160
923.00
201
17°
168
5.6
人
行井
4105987.335
19550854.268
934.30
25
343
6.42
回风井
4103119.982
19551071.367
1022
立井
90
176
圆形
28.26
井田东部与水峪煤业有限公司相邻,西南与柳湾煤业有限公司煤矿相连。
1.1.6电源
本矿现有供电电源引一回自兑镇35kV变电站35kV电源侧母线的3435#架空专线,另一回电源引自兑镇35KV变电站另一35kV侧电源母线的3441#架空专线。
且兑镇两回35kV电源引自不同110kV变电站,即该矿供电电源有保证。
1.1.7水源
该矿井现生活用水取自奥灰深井水(7号深水井)涌水量70m3/h。
生产用水利用现有设施对井下涌水作净化处理后以满足生产用水需要。
矿井供水水源主要有两个:
一个是生活用水利用原有设施;
二是处理后的矿井水。
供水系统由地面供水系统和井下供水系统两个系统构成。
目前矿井供水源能够满足生活和生产建设需要。
1.2开发概况
1.2.1井田开采范围
根据山西省国土资源厅2010年11月颁发的《采矿许可证》,证号c140000************8985。
山西离柳焦煤集团有限公司兑镇煤矿10+11号煤层矿区范围由以下8个拐点圈定,其座标为:
10、11号煤层矿区范围
拐点
编号
1954年北京坐标系,6°
带
1980西安坐标系,6°
X(m)
Y(m)
1
4104975.00
19549889.00
4104926.26
19549819.51
2
4106150.00
19550820.00
4106101.28
19550750.51
3
4106400.00
19551230.00
4106351.28
19551160.51
4
4106720.00
19552000.00
4106671.29
19551930.52
5
4106800.00
19552630.00
4106751.29
19552560.53
6
4106675.00
19553000.00
4106626.29
19552930.53
7
4102000.00
4101951.24
19552930.55
8
4101951.23
井田南北长4.750km,东西宽约3.110km,井田面积13.3323km2,批准开采3、7、9、10、11号煤层,生产规模为120万t/a。
1.2.2矿井的开发历史
1.2.3相邻井田的情况
山西离柳焦煤集团有限公司东侧为水峪煤矿,西侧、南侧为柳湾煤矿。
井田北侧为空白区。
1、水峪煤矿
水峪煤矿建于1966年1月投产,斜井开拓,生产规模400万t/a,井田面积60.624km2,开采9、10+11号煤层,属低瓦斯矿井。
9、10+11号煤层煤尘均具有爆炸性;
9号煤层为容易自燃煤层,10+11号煤层为自燃煤层。
该矿与本井田之间无越界开采行为,其采空区积水对本矿开采无影响。
2、柳湾煤矿
柳湾煤矿于1958年建井,1962年12月31日正式投产,开拓方法为斜井开拓,生产规模为500万t/a,井田面积106.8km2,开采9、10+11号煤层,属低瓦斯矿井。
该矿井与本井田之间无越界开采行为,其采空区积水对本矿开采无影响。
1.3地质构造
井田位于霍西煤田汾孝矿区西部,受区域构造影响,井田总体构造为一走向NE,倾向SE的单斜构造,地层倾角1°
-6°
。
在此基础上发育有次级小褶曲和小断层。
发育有陷落柱。
现分述如下:
1、褶曲
井田内发育较大的次级褶曲三条,均位于井田东北部。
(1)恭家圆向斜,位于井田东北部,由井田东界处旺-3号钻孔北进入本井田,轴部沿S70°
W方向过恭家圆村、瓜-4号孔、旺-6号孔后转向南至瓜-9号孔西消失。
井田内轴向延伸2700m。
其北翼地层较陡,倾角5°
,南翼稍缓,倾角3°
-4°
(2)茹莱村背斜,位于井田中东部,亦由井田东界处茹莱村南延入井田,轴部沿S80°
W方向后转S45°
W方向至瓜-9号孔南消头,井田内轴向延伸1750m,两翼基本对称,倾角5°
左右。
2、断层
据地表填图资料,井田范围共发现断层4条,其中除位于井田东北角的F1断层落差较大(H=15m-20m)外,其余均为落差5m以下的小断层,均属正断层。
详见下表1-2:
断层特征一览表
表1-2
落差(m)
倾向
倾角(°
F1
15-20
ES
65
F2
S
75
F3
NE
60
F4
SW
3、陷落柱
据地表及该矿巷道揭露,井田范围共发现陷落柱21个,其中地表发现一个,井下巷道揭露20个,陷落柱横断面形状形态各异,基本呈近圆形和椭圆形。
其中陷落范围最大者为10+11号煤层南部巷道揭露陷落柱,其横断面形状近圆形。
详见下表1-3:
陷落统计一览表
表1-3
短轴或直径(a或r)(m)
长轴(b)(m)
X1
55
X2
30
X3
35
50
X4
20
X5
X6
X7
X8
40
45
X9
X10
X11
X12
X13
15
X14
X15
X16
X17
X18
X19
X20
80
X21
综上所述,井田范围局部发育次级褶曲,断层大都为落差5m以下小断层,地层倾角平缓,总体说来,井田地质构造复杂程度属简单。
(四)岩浆岩
井田内无岩浆侵入体。
1.4煤层
(一)可采煤层
上述可采煤层中,山西组2号煤层井田范围早已采空,且不为批采煤层,在此不予叙述。
下面将井田内批采可采煤层分别叙述如下:
1、3号煤层赋存于山西组中部,煤层厚度0.60-2.76m,平均1.30m。
除井田西部局部不可采外,井田范围大部可采,为较稳定大部可采煤层,该煤层结构简单,大部不含夹矸,局部含一层夹矸,煤层顶板大部为砂质泥岩、泥岩,局部为砂岩,底板大部为泥岩,局部为砂质泥岩或砂岩,为该矿现采煤层,井田范围现已采空。
2、7号煤层
位于太原组上部,煤层厚度0.23m-1.20m,平均0.91m。
除井田西南部不可采外,其余区段均属可采,属较稳定大部可采煤层。
该煤层结构较简单,一般不含夹矸或含一层夹矸,局部含2层夹矸,煤层顶板多为泥岩、砂质泥岩,底板大部为砂质泥岩或泥岩,局部为砂岩。
3、9号煤层
位于太原组中下部,上距7号煤层35m左右,煤层厚度1.35m-2.01m,平均1.59m,为井田稳定可采煤层,煤层结构简单,不含夹矸,顶板为K2石灰岩,但大都有薄层泥岩伪顶,底板为泥岩。
4、10+11号煤层
位于太原组中下部,上距9号煤层0.50m-1.80m,属10号、11号合并层,煤层厚度6.09m-9.91m,平均7.77m,为井田稳定可采煤层,煤层结构复杂,含夹矸2-10层,煤层顶板为泥岩,底板大部为粘土泥岩,局部为砂质泥岩。
(详见下表煤层特征表1-4)
可采煤层特征表
表1-4
含煤
地层
煤层号
煤层厚(m)
煤层间距(m)
煤层
结构
(夹矸)
稳定性
可采性
顶底板岩性
最大-最小
平均
顶板
底板
山西组
0.28-3.05
1.59
4.40-18.70
9.16
简单
(0-1)
较稳定
大部
可采
泥岩
砂质泥岩
0.60-2.76
1.30
砂岩
22.40-46.95
33.65
太原组
0.23-1.20
0.91
较简单(0-2)
31.10-41.0
34.67
9
1.35-2.01
(0)
稳定
全区
灰岩
0.50-1.80
0.88
10+11
6.09-9.91
7.77
复杂(2-10)
(二)煤层对比
煤层对比主要采用标志层法、层间距法并借助煤层本身特征进行对比,各煤层对比标志如下:
1号煤层:
位于山西组顶部,上距K8砂岩2.00m左右。
2上号煤层:
位于山西组中上部,下距2号煤层5m左右。
2号煤层:
位于山西组中上部,下距3号煤层9.16m左右,底板为炭质泥岩,厚度大部达可采。
3上号煤层:
位于山西组中部,下距3号煤层3.5m左右。
3号煤层:
位于山西组中下部,厚度大部可采,有时含一层夹矸,上距2号9.16m左右,底板之下粉砂岩、砂质泥岩中富含菱铁矿结核。
4号煤层:
位于3号煤层之下5m左右。
5号煤层:
位于山西组底部,下距K7砂岩1m-3m,顶板之上粉砂岩、砂质泥岩中,富含菱铁矿结核。
5下号煤层:
位于5号煤层下0.5m-1.0m。
6号煤层:
位于太原组顶部,上距K7砂岩3m-7m。
7上号煤层:
位于7号煤层之上3m左右。
7号煤层:
位于K3石灰岩之上3m-4m。
8号煤层:
位于K3灰岩之下。
9号煤层:
位于K2灰岩之下,结构简单,不含夹矸。
10+11号煤层:
位于K2石灰岩之下,上距9号煤层0.88m,厚度大,结构复杂。
12号煤层:
位于太原组下部,上距10+11号煤层4m-9m。
一般说来,太原组石灰岩标志层明显,煤层容易对比,山西组煤层主要依据煤层本身特征和层间距对比,可采煤层对比应属可靠,不可采煤层对比基本可靠。
1.5煤质
(一)煤的物理性质和宏观煤岩类型
各可采煤层外观颜色均为黑色,条痕为黑色或黑褐色,多具玻璃
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