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(3)二1煤顶板砂岩含水层富水性弱,二1煤底板太原组上段灰岩含水层为灰岩岩溶裂隙水,是矿井充水主要含水层,水文地质类型为三类二型,即以底板岩溶充水为主的水文地质条件中等的岩溶冲水矿床。
(4)煤层瓦斯含量小,煤尘爆炸危险性;
矿区内二1煤的变质程度较高,一般不易自燃,生产过程中未发生过自燃现象。
第四节地质构造
根据地质报告,矿区位于禹县煤田和登封煤田结合部,白沙向斜北西端轴部。
矿区总体构造形态为地层走向NE~SW、倾向134°
、倾角21~34°
的单斜构造。
1)向斜:
由于地层起伏变化,在原兴安煤矿范围内的西南部发育一NWW~SEE的的向斜构造,向斜轴面直立,两翼基本对称;
北西翼地层产状和矿区总体形态一致;
南翼地层走向近南北、倾向E、倾角23—34°
。
2)断层:
在矿区的北部和矿区北部边界外,各发育一条高角度正断层。
F1:
位于矿区北部,沿近东西向展布,延伸长度850m;
倾向北,由三维地震控制,控制可靠。
锁堂沟正断层:
位于矿区北部边界外,断层延伸方向为SWW~NEE,倾向NNW,倾角70°
,断层落差45m。
该断层区域控制程度较高。
综上所述,矿区构造复杂程度为中等。
第五节水文地质
㈠、主要含水层
1、上寒武统石灰岩岩溶裂隙承压含水组
据区域资料,主要为崮山、长山组,主要岩性为白云质灰岩,溶洞发育。
该含水组钻孔单位涌水量18.17L/s·
m,渗透系数0.1567~5.85m/d,静水位标高+208~+220m。
水化学类型为HCO3~Ca和HCO3~Ca.Mg,水温14~16.5℃,矿化度0.19~0.3g/L。
2、太原组下段石灰岩岩溶裂隙承压含水层
该含水层为二1煤层间接充水含水层。
为L1~L4石灰岩,石灰岩平均厚17.00m,钻孔单位涌水量0.347~1.65L/s.m,渗透系数2.8~6.58m/d,水位标高+223.83m。
水化学类型为HCO3·
SO4~Ca-Mg-K-Na型,水温14.5~16.0℃,矿化度0.233~0.511g/L,PH值7.5左右。
3、太原组上段灰岩岩溶裂隙承压含水层
该层为二1煤底板直接充水含水层。
由L7及以上石灰岩组成,以L7石灰岩为主;
据钻孔抽水资料单位涌水量为0.000266~1.36L/s.m,渗透系数为0.0024—17.99m/d,水化学类型为HCO3·
SO4~Ca.Mg和,水温15~17℃,矿化度0.2~0.5g/L,PH值7.5左右。
4、二1煤顶板砂岩孔隙裂隙承压含水层
系指二1煤以上60m范围内的中、粗粒砂岩含水层,厚度2.45~58.23m,一般20m,其中以大占砂岩和香炭砂岩为主,岩芯破碎,含弱孔隙裂隙承压水,钻孔单位涌水量为0.00016~0.041L/s.m,渗透系数0.00104~0.23m/d。
水化学类型为HCO3~Ca和HCO3~Ca.Mg.K.Na,矿化度0.242—0.382g/L。
反映其迳流条件不好,富水性弱。
该含水层为二1煤直接顶板含水层,正常情况,不会对开采二1煤造成威胁。
5、第四系砂、砾石含水层
主要由冲、洪积及冰沉积的砾石构成,分选性差,常被粘土夹砾石层分隔,多呈透镜体状。
其厚度受基岩风化面及断裂构造控制,厚0~7.00m左右。
主要接受大气降水及地表水的补给,水量、水位受季节性降水及地形的制约。
因距二1煤较远,正常情况对开采二1煤层无直接影响。
㈡、主要隔水层
1、本溪组铝质泥岩隔水层
由铝土岩、铝质泥岩、泥岩、砂质泥岩等组成,厚2.93~25.89m,一般10.0m。
层位稳定,强度较高,正常情况下可阻隔上寒武统含水层的水进入一煤组。
2、太原组中部砂泥岩隔水层
系指L4~L7之间的泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩和粉砂岩等为主的隔水层,厚14.0—24.06m,一般厚20m,隔水性良好,能有效阻隔上下段含水层之间的水力联系。
3、二1煤底板隔水层
系指二1煤底至L9顶的泥岩、砂质泥岩、细砂岩和粉砂岩等为主的隔水层,厚2.60~37.61m、一般17.28m,发育稳定。
岩体抗拉强度—般2.1MPa,厚度变化较大,但隔水性差。
4、二叠系下段隔水层
系指二1煤上60m起到上部基岩剥蚀面的二叠系,主要包括泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩和粉砂岩等,厚83.41~250.00m,其间夹有数层中、粗粒砂岩含水层,但被隔水层阻隔,水力联系较差,总体上表现为隔水性,能有效阻隔地表水、浅层地下水进入矿井。
㈢、断层水文地质条件分析
区内断层较发育,多为NEE~SWW向断层,为张扭性高角度正断层,为导水断层。
开采时,随矿压和静水压力增加,断层导水性增强,因此,在开采时应对断层导水、富水性予以高度重视,留足防水煤柱,做好放水、排水工作。
区内二1煤层局部顶板为滑动构造破碎带,具有一定含水性和导水性,应予以高度重视。
第六节矿井开拓
矿井开拓方式为主、副、风三立井多水平上、下山开拓,主、副井进风,专用回风井回风。
主副井落底标高为+100m,在+100m水平布置井底车场和硐室。
矿井采用走向长壁炮采放顶煤采煤法,使用ZH2000/16/24Z型悬移支架支护,全部陷落法管理顶板,以一个采煤工作面和两个掘进工作面保证设计生产能力。
首采区为11采区,沿煤层倾向布置,主井担负提煤,副井担负提矸运料和上下人员,风井担负全矿井回风任务。
第二章矿井设计及批复情况
2006年5月矿井委托煤炭工业郑州设计研究院有限公司编制了《矿井技术改造初步设计》和《安全专篇》;
2006年10月20日郑州市煤炭管理局以郑煤技审〔2006〕82号文批复了《初步设计》;
2006年12月11日河南煤矿安全监察局郑州监察分局以郑州安监〔2006〕262号文批复了《安全专篇》;
2009年6月11日登封市煤炭管理局以登煤函[2009]2号文批复了《登封市天基煤业有限责任公司资源整合技术改造工程施工组织设计》;
2009年6月11日登封市煤炭管理局以登煤字〔2009〕106号批复了《技术改造开工许可》。
矿井自2009年6月开工技改,在施工过程中,根据实际情况需要变更副井和风井位置,矿井又委托原设计单位对《初步设计》和《安全专篇》进行了修改。
2010年11月29日郑州市煤炭管理局以郑煤技审〔2010〕1号文批复了《技术改造修改初步设计》;
2011年10月28日,
郑州监察分局以郑州煤监〔2011〕95号文批复了《技术改造初步设计修改安全专篇》;
2011年6月7日,登封市煤炭管理局以登煤字[2011]81号文批复了《关于登封市天基煤业有限责任公司延续技改工期的批复》;
由于建设中国家新政策的不断出台,矿井地质条件变化和采煤工艺的更新,矿井又委托原设计单位对《初步设计》和《安全专篇》进行了变更。
2013年3月28日郑州市煤炭局以郑煤〔2013〕73号文批复了《技术改造初步设计变更》;
2013年6月24日郑州监察分局以郑州煤监〔2013〕43号文批复了《安全专篇变更》。
第一节井筒布置、用途及装备
(1)主井:
井筒净直径Φ5.0m,装备一对2.0t非标准箕斗,钢轨罐道,担负全矿井提煤和进风等任务。
井筒内敷设排水管二趟,洒水管一趟,设金属梯子间做为安全出口,井筒内敷设动力电缆和信号电缆。
(2)副井(原设计风井):
井筒净直径Φ4.0m,装备1t非标准双罐笼,钢轨罐道,担负全矿井提矸、下料、上下人员、进风。
(3)风井(原设计副井):
井筒净直径Φ3.4m。
已安装金属梯子间做为矿井的安全出口。
第二节水平划分及标高
根据开拓方式,第一水平标高为+100m水平,第二水平标高为+20m水平,采用两个水平上下山开采方式。
第三节通风方式选择
矿井的通风方式为抽出式。
根据矿井的开拓布置,采用中央并列式通风系统,主、副井进风,风井回风。
第四节采区划分及开采顺序
全矿井划分为11、12、13三个采区。
11、13采区为下山采区,12采区为上山采区,采区开采顺序为:
11→12→13。
第五节井底车场及硐室
一、井底车场形式
依据两井筒落底位置和投产采区两条上山之间的关系,+100m水平井底车场采用环形井底车场。
由于主、副井筒相距较远且井下主运输采用皮带运输,故本副井井底车场只作辅助运输用。
二、井底车场及硐室
主井生产系统硐室设置有煤仓,箕斗装载硐室和清理撒煤平巷。
副井生产系统硐室设置有等候室,加宽式消防材料库。
+20m水平接力车场设有泵房、变电所,水仓。
中央变电所和中央水泵房通道内都设有密闭门硐室和栅栏门,两硐室间设防火栅栏两用门。
以上硐室都用混凝土砌碹支护。
第六节采煤方法
1、采煤方法
本井田二1煤层倾角22~34°
左右,首采区倾角23°
,煤层厚度为1.8~8.5m,平均4.57m,为全区可采的中厚~厚煤层,地质构造复杂程度为中等构造。
顶底板岩性较好。
所以设计确定采用走向长壁后退式,ZH2000/16/24Z型悬移支架支护顶板,炮采放顶煤采煤法,全部陷落法管理顶板。
2、回采工作面装备
工作面支护采用ZH2000/16/24Z型悬移支架支护顶板ZQS-50型气动钻机打眼,放炮落煤。
工作面采用SGW-40T型刮板运输机运煤,顺槽采用SST650/40型可伸缩胶带运输。
3、掘进工作面装备
煤巷掘进面配备EBZ55型综掘机掘进,岩石巷道配备ZY24型风动凿岩机,FBD№5.6局扇,JD-11.4型调度绞车和ZDY-150型探水钻等掘进设备。
第七节“技改三类工程”及安全设施设计概况
安全设施设计主要对瓦斯防治;
防尘、防爆、隔爆;
矿井防灭火;
矿井防治水;
顶板管理;
矿井安全监测监控系统;
《安全专篇》对提升运输、电气事故、井筒保温、矿井救护、保健等方面都采取了相应的安全措施和装备。
1矿建工程有主井井筒、副井井筒工程、副井底车场工程、水泵房、变电所工程、轨道下山大巷工程、皮带下山大巷工程、清理撒煤平巷工程、内外环水仓工程、11020首采工作面工程。
2土建工程有综合服务楼工程、主井绞车房工程、副井绞车房工程、地面变电所工程、污水处理池工程、职工食堂工程。
3安装工程有主井提升机安装工程、主井井筒装备安装工程、主井井架暗安装工程、副井提升机安装工程、副井金属井架安装工程、副井井筒装备安装工程、11采区运输设备安装工程、主要通风机安装工程、主排水泵安装工程、井下中央变电所安装工程、监控系统安装工程、洒水降尘系统安装工程、地面变电所安装工程、空压机安装工程。
技改设计单位工程共计29项,其中矿建9项,土建6项,安装14项,设计技改总投资5915.06万元,技改总工程量1578.9m。
实际技改总投资为6322.8万元。
第三章技改施工情况
第一节施工日期
按照《关于登封市天基煤业有限责任公司技术改造工程开工许可的批复》(登煤字[2009]106号),登封市天基煤业有限责任公司于2009年6月进行了技改开工。
第一阶段:
2010年12月完成主副井扩修、井底车场及中央变电所、泵房工程。
第二阶段:
2011年9月完成地面主通风机安装、井下中央变电所安装、主、副井绞车安装、主排水泵安装,轨道、皮带下山工程及安装。
第三阶段:
2012年8月完成首采工作面上、下副巷及切眼贯通工作,首采面安装到位。
第二节施工队伍及监理情况
登封市天基煤业有限责任公司技改工程的施工,严格按照上级有关文件精神要求,在组织施工队伍方面,根据工程招标结果,选取了营业执照、施工资质证书等证件齐全的河南郑煤矿业建设有限责任公司承担具体工程施工工作;
单位工程质量由河南中豫建设监理有限责任公司实施施工阶段监理工作;
河南煤炭建设工程质量监督中心站登封市工作组进行工程质量全过程监督。
第三节建设组织管理
登封市天基煤业有限责任公司从技改到竣工,共计历史26个月,在此技改期间,为加强矿井工程质量管理,确保矿井技改工程圆满完成,矿井专门成立了技改工程领导小组,并由技术矿长主抓该项工作,及时组织各单位召开了安全技改工作研讨会,会上对技改期间施工、管理工作进行了认真的总结和分析,在全面肯定取得的成绩的同时,找出了各单位在管理及施工中存在的问题和不足,在此基础上,进一步明确工程施工管理工作目标,并制定了切实可行的工作计划和实施方案,从而为矿井安全技改工作打下了良好的基础。
第四章矿井联合试运转批复情况
2012年12月31日,郑州市煤炭管理局以郑煤【2012】269号文批复了《登封市天基煤业有限责任公司技术改造联合试运转》。
第五章技改各系统设计及完成情况
经过两年的技改,现技改工程及安全设施“三同时”建设已全部完工。
经过几个月的联合试运转,各系统及安全设施运行正常,符合《技改设计》和《安全专篇》设计要求。
现将主要生产系统完成情况评述如下:
第一节通风系统
设计内容:
矿井瓦斯等级为瓦斯矿井,通风方式采用抽出式。
根据矿井的开拓布置,矿井采用中央并列式通风,即主、副井进风,风井回风。
全矿井的总风量为27m³
/s。
主要通风机配备型号为FBCZNO13/55型防爆轴流式通风机2台,一台工作,一台备用。
该风机风量1398m³
/min~3102m³
/min。
风压为431.5pa~786.1pa,通风机房双回路电源供电,电压为380v。
通风负压435.5Pa,等积孔1.68㎡,矿井内部有效风量率为91.5%,外部漏风率为3.4%,矿井反风采用通风机电机反转进行反风。
根据计算,该风机能够满足矿井通风困难时期的通风阻力及风量变化要求。
实际完成情况:
矿井瓦斯等级经鉴定为瓦斯矿井,通风方式采用抽出式。
全矿井的总进风量为27.6m³
/s,总回风量为29m³
主要通风机配备型号为FBCZN013/55型防爆轴流式通风机2台,一台工作,一台备用。
该风机风量1398m³
通风负压435.5pa,等积孔1.68㎡,矿井内部有效风量率为95%,外部漏风率为3.4%。
矿井反风采用通风机电机反转进行反风,风机房悬挂有反风操作示意图。
通过现场对矿井通风系统的检查和验收,矿井通风系统完善、稳定可靠,符合设计和《安全专篇》的要求,可满足矿井安全生产需要。
第二节提升系统
1、主井提升系统
矿井主井为立井,井筒净直径Φ5.0m,净断面19.63㎡,井深248m,现装备一部2JK-2/30型单绳缠绕式双筒提升机,155kw交流电机一台,电动机型号为JR128-8,转速970r/min,电控系统采用与提升机主机成套的交流电器控制设备(PLC控制,动力制动,带后备保护),装备2t非标准底缷式箕斗一对。
提升机能力满足15万t/a的生产能力。
矿井主井为立井,井筒净直径Φ5.0m,净断面19.63㎡,井深248m,现装备一部2JK-2/30型单绳缠绕式双筒提升机,155kw交流电机一台,电动机型号为JR128-8,转速970r/min,电控系统采用与提升机主机成套的交流电器控制设备(PLC控制,动力制动,带后备保护),装备2t非标准底缷式箕斗一对,提升机各种安全保护齐全,主井钢丝绳为6v×
30+FC-Φ24-1670型,由国家安全生产郑州钢丝绳检测检验中心检验合格。
年提升能力达到15万吨/年,通过现场对矿井主井提升系统的检查和验收,主井提升系统内的矿建、设备安装等工程已全部完成,系统完善,提升机各种保护齐全,符合设计和《安全专篇》的要求,可满足矿井安全生产需要。
2、副井提升系统
副井井深191m,井筒净直径Φ4.0m,设计净断面12.57㎡,提升机选用一台2JK-2/30型单绳缠绕式双筒提升机,155kw交流电机一台,电动机型号为JR128-8,转速970r/min,电控系统采用与提升机主机成套的交流电器控制设备(PLC控制,动力制动,带后备保护),装备一对1t立井单层双罐笼。
绞车电源采用双回路,副井钢丝绳为6v×
30+FC-Φ24-1770型。
经验算,提升机符合安全生产要求。
副井井深191m,井筒净直径Φ4.0m,设计净断面12.57㎡,提升机选用一台2JK-2/30型单绳缠绕式双筒提升机,155kw交流电机一台,电动机型号为JR128-8,转速970r/min,电控系统采用与提升机主机成套交流电器控制设备(PLC控制,动力制动,带后备保护),装备一对1t立井单层双罐笼。
绞车电源采用双回路。
副井钢丝绳为24NAT6V×
30+FC-SS型,由国家安全生产郑州钢丝绳检测检验中心检验合格。
提升机各种安全保护和信号功能齐全,并经有资质部门检测检验合格。
通过现场对矿井副井提升系统的检查和验收,副井提升系统内的矿建、设备安装等工程已全部完成,系统完善,提升机各种保护齐全,符合设计和《安全专篇》的要求,可满足矿井安全生产需要。
第三节瓦斯防治系统
矿井属于瓦斯矿井,现采水平经鉴定为低瓦斯,矿井装备KJ95N型瓦斯监测监控系统;
配备光学瓦斯监测仪及各种仪表,井下安装防爆、隔爆设施,并建立严格的瓦斯管理制度和瓦斯检查制度,加强矿井通风管理,防止局部瓦斯聚积,临时停工地点做到停工不停风。
若停电、停风必须撤离人员,并设置栅栏、警标。
入井电气设备全部采用隔爆型,严格加强电气管理,杜绝失爆,达到台台完好。
矿井属于瓦斯矿井,矿井已装备KJ95N型瓦斯监测监控系统;
按规定配备了光学瓦斯监测仪及各种仪表,井下安装了防爆、隔爆设施,建立了严格的瓦斯管理制度和瓦斯检查制度,加强矿井通风管理,防止局部瓦斯聚积,临时停工地点做到停工不停风。
结论:
按安全专篇要求配备有KJ95N瓦斯监控系统和各种检测仪器仪表,入井电器严格执行防爆标准,制定有瓦斯管理制度和瓦斯检查制度,并严格按规定执行,可满足矿井安全生产需要。
第四节压风系统
矿井设计选用2台DFG150A型和一台LEK110A1型螺杆式空压机。
均布置在地面,空压机排气量20.1m³
/min,排气压力0.80MPa,功率110kW,电压380kV,压风主干管路Φ108×
4mm无缝钢管,支管采用Φ57×
3mm焊接钢管,沿主井井筒、井下巷道敷设至井下各掘进头及用风地点。
矿井配备2台DFG150A型和一台LEK110A1型螺杆式空压机,功率110kW,电压380kV,空压机排气量20.1m³
/min,沿主井井筒、井下巷道敷设至井下各掘进头及用风地点井下各地点铺设,主管路Φ108×
4mm,支管路Φ57×
3mm,井下配备有ZY-J型自救系统,ZY-J型自救袋箱,总配置压风自救装置12组,每组设6个自救袋,压风系统畅通。
并经过性能鉴定,取得了运行许可证,符合《煤矿安全规程》和《安全专篇》要求。
通过现场对矿井压风系统的检查和验收,系统内的矿建、设备安装等工程已全部完成,系统完善,压风机各种保护齐全,符合设计和《安全专篇》的要求,可满足矿井安全生产需要。
第五节矿井排水系统
+20m水平中央排水泵房、内外环水仓,水仓容量3500m³
,一级排水,矿井正常涌水量为150m³
/h,最大涌水量450m³
/h,排水高度280m。
主泵房内配备MD450-60×
7型高扬程耐磨离心水泵3台,水泵配备YB630M1-4型防爆电动机,功率800kw,电压10kv,1480r/min。
正常涌水量时,一台工作,一台备用,一台检修;
最大涌水量时,二台工作。
提高排水效率,水泵采用SRS型高压喷射泵装置,实现无底阀排水。
排水管选择Ф325mm×
10mm无缝钢管作为排水管,敷设2趟,一趟工作,一趟备用,沿主井敷设,吸水管选用Ф377mm×
9mm无缝钢管。
探放水设备配备4台ZDY-150型探水钻,探水钻杆150m,满足探放水要求。
在+20m水平设有主排水泵房,配备排水泵三台,型号为MD450—60×
7,保证一备一用一检修;
泵上配备防爆型电机功率为800kw,使用10kv电压启动。
配备二趟直径为325×
10mm的排水管道直接到平面。
内外环水仓,水仓容量3500m³
,一级排水,我矿防排水设备及管路的选用使排水能力可达到正常涌水量时一泵一管排水能力446m³
/h,富余能力大,抗灾能力强。
目前水泵已经过性能测定和联合试运转,并取得了水泵运行许可证,使用情况正常,无其它意外故障。
探水钻采用ZDY-150型,钻杆150米。
通过现场对矿井排水系统的检查和验收,系统内的矿建、设备安装等工程已全部完成,系统完善,各种保护齐全,符合设计和《安全专篇》的要求,可满足矿井安全生产需要。
第六节运输系统
主运输采用DSJ80型胶带机和SGB-620/40型刮板机运输,胶带类型为阻燃带,装有综合保护装置,具有防滑、堆煤、防跑偏、烟雾、超温自动洒水、温度等保护,行人跨越胶带机处有过桥,辅助运输采用矿车、轨道绞车运输。
主运输采用DSJ800型胶带机和SGB-620/40型刮板机运输,胶带类型为阻燃带,装有综合保护装置,具有防滑、堆煤、防跑偏、烟雾、超温自动洒水、温度等保护,行人跨越胶带机处有过桥,辅助运输采用矿车、轨道绞车运输。
通过现场对矿井运输系统的检查和验收,系统内的矿建、设备安装等工程已全部完成,系统完善,各种保护齐全,符合设计和《安全专篇》的要求,可满足矿井安全生产需要。
第七节供电系统
设计情况:
供电系统分为供电电源、地面供配电和井下供配电三项内容。
(1)供电电源
天基煤业10kv变电所采用双回路供电,其电源一路来自新玉35kv变电站10kv电源玉天线,采用LGJ-150导线,供电距离3km;
另一路来自嵩基变电站10kv电源基天线;
采用LGJ-150导线,供电距离5km。
矿井供电可靠,能够满足安全生产需要。
(2)地面供配电
工业广场内动力及照明负荷均采用380/220V供电,矿井地面变电所安装2台S11—800/10、10/0.4kV、800kVA动力变压器,以380V双回路电缆向主、副井绞车、
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