孙村煤矿安全预评价报告Word文档格式.docx

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2.1.2井田范畴：

本井田以F10断层为界分为南北两区。

南区：

东以F6号断层与张庄矿为界，西以F2断层与良庄矿、汶河矿相邻，南至各煤层露头，北到F10断层。

北区：

以立井煤柱为中心分东西两翼，东翼技术边界与汶南煤矿为邻，西以F8号断层与良庄矿相邻，南止-450m水平及至F10断层，北到-1050m等高线。

走向长约4.64Km，倾斜宽4.6Km，面积21.6806Km2。

2.1.3交通条件：

区内铁路、公路运输条件都专门方便，矿运输专用铁路与穿越矿区的磁莱支线相连。

磁莱铁路西至磁窑与津浦铁路接轨，可畅达全国各地。

公路交通四通八达，井田南部有蒙馆、京沪高速公路；

井田北部有直通泰安的一级公路及博徐公路。

区内交通甚为方便。

〔见图1-1-1«

交通位置示意图»

〕。

2.1.4人员及生产能力〔人力资源部及设计部门〕

2.2自然地理　

2.2.1地势

井田位于莲花山和蒙山山脉两大分水岭之间，为半缓阶地型丘陵，呈东西带状分布。

地势标高158～230m，井田西部地势较平坦，东部起伏较大。

总的趋势是西北部地势较低，东南部较高。

煤系地层大部为冲积层所掩盖，只在溪沟中略有出露。

奥陶系石灰岩广泛出露于井田南部区域。

井田中南部有柴汶河纵贯东西。

2.2.2气候

属于季风型大陆性气候。

冬季冰冷，干燥，夏季炎热，潮湿。

2.3地质概况　　

2.3.1地层

井田内地层由老至新有：

1、奥陶系灰岩:

厚800m，厚度大，分布广，露头大面积暴露于地表，可直截了当同意大气降水补给，浅部岩溶裂隙发育，富水性强。

2、中石炭统本溪组：

厚34～93m一样为54m左右，与下、中奥陶统为假整合接触，要紧为石灰岩、砂岩及泥岩。

海相沉积为主，在徐家庄灰岩及草灰中含腕足类动物化石，砂泥岩内含磷木、芦木化石。

含18、19层簿煤，底部为紫杂色泥岩及残余铁矿和G层铝土岩。

3、上石炭统太原组

本组厚147～238m，一样厚188m，与下伏本溪组呈整合接触，海陆交互相沉积，但以砂岩、粉砂岩及泥岩为主。

含一、四两层灰岩和12层煤〔17～6〕有可采煤11、13、15煤层。

石灰岩中富含纺锤虫、海百合茎等化石。

煤层顶底板内含轮木、芦木、羊齿类等植物化石。

4、下二迭统山西组

井田东界邻近遭受剥蚀，保留厚度65～130m，为陆相含煤段，以砂岩、粉砂岩及泥岩为主，含2、3、4可采煤层及植物碎屑化石。

5、上侏罗统蒙阴组：

与下伏煤系地层呈不整合接触，厚200～300m，以紫红色及浅红色中、细粒砂岩、粉砂岩为主，间夹灰绿色泥岩。

砂岩成份，石英、长石为主。

钻探资料说明，井田自西向东变厚，无化石。

6、第三系官庄组：

井田内自西向东加厚，厚为0～1000m，要紧为浅红色砂岩、粉砂岩及杂色砾岩、泥岩组成，层理不清，不含化石。

7、第四系黄土流沙沉积层

厚0～15m，砂粒成份，石英为主。

2.3.2构造　

2.4.2.1区域地质构造：

为向、背斜相间，自北向南，有泰莱向斜，徂莱～莲花山背斜，新蒙向斜，蒙山背斜。

新汶煤田处于新蒙向斜南翼。

新蒙向斜，西起天宝镇，东经新泰而转向东南直达蒙阴。

北翼地层残缺不全，南翼平缓，为新汶各煤矿。

此构造骨架属海西运动末及燕山期造山运动产物。

同时，燕山运动第三幕以剧烈褶皱和大断层为主。

动力方向有北东、南西向所支配，形成北西向构造线与莲花山断层差不多一致，确立了井田中的F10断层组为第一期，加两组北东向断层，一组以F2断层为代表符合或切割北西向断层，多数落差由浅入深减小，另一组喜山期有继承性活化，落差由浅入深增大。

越往深部构造越复杂。

2.3.2.2井田地质构造

井田由F10断层分为南北两区，构造形状差不多属一简单的单斜构造，有宽缓的褶曲，以断层为主。

地层走向300°

～330°

，倾向30°

～60°

，倾角由浅至深33°

～12°

～31°

之间。

南区地层倾角由东到西逐步变小，北区那么变化较大。

比较发育的断层有三组75°

～80°

为一组，南区相对发育，延展性长，代表断层有F6，F5、F3、F2-1、F2、F5等；

40°

～50°

为一组，南北两区均较发育，代表断层有F4、F6、F9、F11、F12、良F13等；

近10°

～20°

方向为一组，北区发育，代表断层有F8及北区西翼发育密集的H<

5的断层。

小型〔2<

H<

5m〕断层，40条/Km2，延展长度9829m/Km2。

大中型断层〔H>

10m〕，2.7条/Km2,延展长度2600m/Km2。

2.3.3水文地质情形

2.3.3.1地表水系

柴汶河及其支流构成本区要紧地表水系，河宽300m左右，在本井田内长约2700m，该河集鲍庄、东周、汶南等十余条支流为一身，沿煤系地层曲折坎坷，自东向西行程百公里后汇入大汶河。

该河为一季节性河流，枯水期流量0～2.5m3/s；

洪水期洪峰流量高达2810m3/s，流速1.703m/s。

最高洪水+171m，近三十年来，由于上游拦河水库的修建、灌溉用水，河床采砂等对河水流量操纵和阻碍较大，从而形成了雨季有水，枯季近于干涸的季节性河流。

因其覆于煤系地层露头之上，浅部开采时为矿井充水要紧补给水源。

孙村煤矿现已进入深部开采，其补给水源、通道有限，因此，对矿井的阻碍较小，已不构成威害。

2.3.3.2含水层与隔水层：

本井田要紧含水层自上而下为第四系含水砂砾层，第三系砾岩，侏罗系砂岩，山西组砂岩，太原群一灰，四灰，本溪群徐草灰，以及煤系基底，奥灰。

要紧隔水层为第三系下部粘土质粉砂岩，侏罗系下部粘土质粉砂岩，石盒子组杂色粉细砂岩、粘土岩，煤系地层内各含水层与各可采煤层之间的粉细砂岩、粘土岩、铁铝质岩等。

作为区域性标志层的徐草灰含水层，因其浅部露头位于汶河南部古河床含水砂层之外，要紧同意大气降水补给。

因此，-210水平之上岩溶裂隙较为发育，富水性中等，属非均质岩溶裂隙含水层。

但随深度增加，补给循环条件差，岩溶裂隙发育程度减弱，富水性减弱，外加其分层现象明显。

因此，-400m水平及其以下已差不多不含水，但因其下界距奥灰间距较小，只有5～25m，稍有断层错动，都会使其与奥灰接近或对口接触，而断层邻近节理裂隙发育，有地下水储存运移空间，有可能以底鼓水的形式阻碍或危及15煤层的安全开采。

因此，在断层带邻近应采取超前探查，留设煤柱等措施，以保证15煤层的安全开采。

隔水层：

1.第三系红色粘土质粉砂岩：

厚203.34～674.09m，平均厚度386.91m，该层北部地区上部砾岩十分发育，砾岩要紧为石灰岩〔下部那么要紧为粘土质粉砂岩〕其余地区要紧为红色粘土质粉砂岩组成，厚度稳固，阻隔水性能较强。

井田深部千米立井穿过该层，Q≤10m3/h，邻区翟镇矿三条井筒穿过该层差不多无水，红旗矿、泉沟矿井筒穿越该层时差不多无水，另据良庄井田13号孔、翟镇井田9号孔抽水试验资料，证明该层含水性、透水性极差，阻隔水性较好，为一良好隔水层，切断了与大气降水、地表水、第四系潜水以及第三系上部砾岩水与下伏煤系地层之间的水力联系，起了良好的隔离屏蔽作用。

2.侏罗系下部粉砂岩隔水层：

侏罗系红砂岩顶界面以下140m为一含水性中等至较强含水层，但140m以下差不多不含水，千米立井通过该层时，差不多无水，井下多次揭露该层差不多无水。

另据东邻张庄矿9号孔，13号孔抽水试验，说明该层下部不含水，阻隔水作用明显。

3.煤层～奥灰之间煤层厚54.5～155.0左右，其中砂岩粉砂岩、泥岩粘土岩等约39～99m左右，阻隔水性能良好，隔断了奥灰水与15煤层之间的联系。

4.煤系内各含水层与煤层之间所夹的泥岩、粉砂岩、粘土岩以及煤系上部石盒子组杂色粘土岩等均具良好的阻隔水性能。

2.3.3.3断层的含导水性

依照勘探和大量的井巷工程揭露证实，大多数断层既不含水也不导水。

只有个别断层当井巷工程接近或者揭露对盘含水层时才有涌水。

2.3.4岩浆活动概况　

孙村煤矿煤系地层内无火成岩侵入，不受岩浆活动阻碍。

2.3.5煤层及顶底板〔包括煤层、顶底板及柱状图情形表〕

2.3.5.1煤层：

孙村井田含煤地层为石炭二叠系含煤沉积，煤系地层平均总厚度340m；

其中石盒子组不含煤，山西组和太原组为要紧含煤地层，本溪组中偶含不可采、不稳固薄煤。

煤系地层内共含煤19层，总厚13.9m，含煤系数4.09%；

其中可采煤层有7层〔2、3、4、6、11、13、15层〕，平均总厚度8.81m，可采含煤系数2.59%；

山西组平均厚度87.89m，含煤4层〔1～4层〕，煤层平均总厚度5.08m，含煤系数5.78%；

其中可采含煤系数4.62%。

太原组平均厚度168.65m，含煤系数5.0%；

其中可采煤层4层〔6、11、13、15层〕，平均总厚度5.86m，可采系数3.47%。

煤系地层内煤层间距比较稳固，易于对比。

可采煤层：

井田要紧可采煤层中，4、11层为稳固煤层，2、3、6、13、15层属较稳固型。

现将各煤层特点及可采情形分述为〔见可采煤层物征表〕：

表2-1可采煤层特点表

煤层

厚度最小～最大

m　平均　

夹石层数

厚度m　

层间距

m

结构

可采性指数

变异系数%

稳固性

2

0.76～3.90

2.14

2～3

0.2～0.51

较

复杂

1

31.16

较稳固

3～7

5

3

0.4～1.12

0.68

0～1

0.5

简单

0.75

21.4

6～28

16

4

1.03～2.32

1.79

0.02

14.55

稳固

29～46

37

6

0～1.07

0.68

31.06

62～98

80

11

0.65～2.00

1.52

1～2

0.08～0.31

0.98

21.65

35～43

39

13

0.19～1.44

0.96

3～5

0.19～0.46

0.57

30.23

12～15

13.5

15

0.41～2.32

1.04

0.22～0.55

0.67

27.74

表2-2煤层顶底板岩性特点表

煤

层

直接顶

老顶

底板

岩性

厚度

厚度m

备注

砂岩

4.0～9.0

——

7.0

中粒砂岩

31.0

局部有伪顶泥岩

0～4.0

3.0

泥岩

1.0～3.0

2.0

伪顶炭质页岩0.2~0.3m

粉砂岩

2.0～4.0

4.0～24.0

13.0

局部伪顶泥岩

2.0～3.0

六

3.0～4.0

3.5

中砂岩

4.0

直截了当底粘土岩厚0.2~0.3m

十一

6.0～10.7

8.0

19.0

9.0～10.0

渐变为泥岩

十三

石灰岩

5～7.0

6.0

4.0~6.0

5.0

十五

泥灰岩

0.5～0.8

0.7

6～7.0

6.5

渐变为砂岩

2、矿井范畴内深部岩层分为三类：

Ⅰ类砂岩类岩层：

该类包括石灰岩、砂质灰岩、厚层砂岩、粗砂岩、砾岩、中粒砂岩、簿层砂岩，这些岩层单向的抗压强度大于60MPa。

Ⅱ类粉砂岩类岩层：

该类岩层包括砂岩页岩、粉砂岩以及部分层理较发育且厚度不大的簿层砂岩，这些岩层的单向抗压强度在30至60MPa。

Ⅲ类泥岩类岩层：

该岩类包括泥岩、煤、根土岩层，其单向抗压强度小于等于30MPa。

表2-3工作面抗拉强度表

类别

项目

1218工作面

1417工作面

顶板

底板

抗拉强度

〔MPa）

Ⅰ

7.14

10.2

3.7

1.3

3.8

Ⅱ

10.6

1.47

4.9

1.2

133.4

29.3

40.4

99.4

18.7

54.5

160.5

17.7

108.8

19.6

粘结力

32.0

11.5

14.0

46.2

3.9

27.4

7.3

内摩擦角

〔度〕

39.5

18

31

28

32.5

40.0

30

29.5

28.3

25

抗弯强度

11.8

21.7

18.9

弹性模量

〔×

10Mpa〕

35.0

2.11

21

1.17

泊松比

0.16

0.24

2.3.6瓦斯、煤尘及煤的自燃性　

2.3.6.1瓦斯：

矿井瓦斯与治理，矿严格依照〝煤矿安全规程〞和矿务局要求，每年组织矿井瓦斯等级及二氧化碳的鉴定工作，并将鉴定结果及时上报审批。

历年瓦斯鉴定资料证明：

矿井瓦斯涌出量随开采强度的大小而增减；

相对涌出量随采面产量增大而减小。

目前，仍为低瓦斯，低二氧化碳矿井。

2.3.6.2煤尘：

据抚顺煤科分院和集团公司通风实验室多次煤尘取样测试，各煤层都有煤尘爆炸危险。

随着开采深度不断加深，煤岩干燥，爆炸危险性更大。

见集团公司抢救队实验室煤尘爆炸性鉴定表。

表2-4历年瓦斯鉴定表

项目

瓦斯涌出量

CH4

CO2

年份

绝对m3/日

相对m3/日

绝对

m3/日

1975

7751.5

2.19

15154.6

10.54

气体分析数据

1976

6746

4.17

14361.1

8.05

1977

6737.76

1.69

13564.8

8.32

1978

3394.1

1.809

15616.8

8.324

综合鉴定分析数据

1979

8121.6

3.36

17611.2

7.04

1980

9672.48

4.18

23614.6

9.06

低

1981

10228.8

3.75

15931.2

6.24

1983

12672

4.95

18792

7.34

1984

12700.8

5.53

20548.8

9.46

1985

12952

5.07

18212

8.02

1986

11083

17035

1987

13003.2

5.23

21513.6

9.08

1988

11955.2

2.93

19468.8

8.88

1989

12288

5.55

22531.2

7.94

1990

11908.6

4.55

22608

7.83

1991

12988.8

5.38

21700.8

8.1

1992

13454.4

20664

5.84

1993

13449.6

5.3

21576

8.86

表2-5煤层自燃发火性测定表

2218

3.07

16.67

37.5

1.07

1.54

0.28

Ш

5213

5.04

33.26

39.48

1.73

0.27

1217下

3.47

8.49

34.05

0.64

1.48

0.39

1317

3.22

8.23

37.42

0.99

1.45

0.43

П

2417

2.97

11.25

32.97

0.88

1.5

1613

3.10

7.56

26.29

3.17

1.46

0.47

11114

3.19

13.93

39.54

1.77

0.34

11314

2.53

5.36

43.35

2.95

1.36

0.32

31514

5.39

41.29

/

1.29

0.41

2.3.6.3高温造成的危害

长期在高温高湿环境中劳动，将会对人体产生严峻后果。

为制定热害防治规程和表示热环境指标，原新汶矿务局和孙村煤矿进行了高温调查。

⑴、对人体生理机能的调查：

选定-800m水平，气温31～34℃、相对湿度92～95％、风速0.15～0.38m/s、气压109.9KPa～135KPa的劳动条件下，一个采煤班，一个掘进队，一个巷修班。

从跟踪测量的88人看，职工健康状况一样较差，常感头晕、胸闷、燥热、干渴、显现吐酸水和昏倒现象，患慢性支气管炎、胃炎、关节炎等疾病患者占调查人数的34％；

轻度贫血占血检人数的35.7％。

体重减轻、心率增高、发低烧者增多，暗适应时刻延长，长期在高温环境下劳动的采掘工自然减员较正常高一倍以上。

⑵、发病率统计：

实际资料统计，长期在高温高湿环境中劳动比在正常作业区职工发病率平均高1.83倍，最高达3.61倍。

⑶、对生产的阻碍：

1984年-600m孙良石门掘进头，依照测定因超温，劳动效率降低9％。

⑷、国外情形：

①日本北海道七矿调查说明，气温在30～37℃的工作面事故率较30℃以下的偏高1.5～2.3倍；

②据苏联测定，矿内空气温度超过标准1℃〔标准26℃〕职工劳动生产率降低6～8％。

2.3.6.4热害治理措施

按照«

煤矿安全规程»

第102条规定：

生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备峒室的空气温度不得超过30℃；

假设超过30℃和34℃时，必须停止作业。

为制造良好的井下环境，确保矿井安全生产、职工躯体健康、提高经济效益，已采取以下措施：

1、通风降温：

〔1〕在－800四采西翼4421采煤工作面通过上行风改为下行风后，，缩短工作面的进风路程620米，同时使风流与煤流同向流淌，可将落煤过程中的散热以及运输巷中的大功率胶带输送机、转载机等机械摩擦热量都随回风直截了当进入回风道。

通过实地测量，在原始岩温35℃，产煤1000t/d，风量820m3/min的情形下，同流通风时，回采面进风处气温要比逆回流通风降低2℃左右。

〔2〕加大风速和风量：

孙村深部新回风井估量年底投运，通风能力将有较大提高，可望进一步加大工作面风量，加快热量排放、降低工作面环境温度。

同时，加大工作面风量不仅可起到降温作用，而且还能有效的稀释风流中的有害气体浓度，有利于安全生产，以最大限度的发挥新打风井的作用。

2、减少热害：

孙村矿各水平中央泵房排水管差不多设在本井田进风流中，其回风直截了当进入回风道不阻碍矿井生产水平的进风温度。

3、局部制冷降温。

2003年，孙村煤矿充分结合矿井实际，设计防爆非标制冷机，冷凝器承压5.0Mpa，并研究了局部机械降温排热系统、散冷方式在高温热害矿井的实际应用：

利用矿井天然低温水排除冷凝热，采纳裸管和喷淋相结合的方式，解决了采煤工作面制冷降温问题，降温成效显著，工作面降幅达3℃以上。

项目实施后，对稳固矿井产量和效益具有重要意义，取得了显著经济效益和社会效益。

同时，为具有类似条件的高温热害矿井局部机械降温提供了新思路。

在利用矿井降温排热及散冷方面属国内首创，达到国际先进水平，具有重要推广应用价值。

4、制冰。

为了完全改善井下作业条件，保证宽敞职工的躯体健康