煤矿瓦斯综合治理工作体系建设示范矿井实施方案Word文件下载.docx
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6、《关于加强煤尘防治工作的通知》(安监总煤调[2008]159号)
7、《关于进一步加强煤矿水害防治工作的通知》(安监总煤调[2008]160号)
8、《关于加强煤矿机电运输安全管理工作的通知》(安监总煤行[2008]175号)
9、《关于加强煤矿顶板管理工作的通知》(安监总煤行[2008]176号)
10、《关于加强小煤矿安全基础管理工作的实施意见》(川经[2008]120号)
11、《关于贯彻落实全国煤矿安全生产座谈会精神的实施意见的通知》(川安办[2008]57号)
12、《关于推进小煤矿安全高效矿井建设工作的通知》(川安办[2008]73号)
13、《关于加强煤与瓦斯突出防治工作的紧急通知》(川安办[2008]93号)
14、《关于煤矿瓦斯治理工作体系示范工程建设的实施意见》(川安办[2009]32号)
15、四川省煤矿瓦斯综合治理工作体系建设评估标准
16、煤矿提供的相关图纸资料。
二、编制原则
1、根据《四川省人民政府安全生产委员会办公室关于煤矿瓦斯治理工作体系示范工程建设的实施意见》(川安办[2009]32号)要求进行矿井瓦斯综合治理工作体系建设示范矿井实施方案的编制工作。
2、坚持瓦斯治理工作体系与矿井安全条件相结合的原则,结合煤矿安全生产条件和灾害防治情况,综合确定矿井瓦斯治理方案。
三、方案编制目标
1、拟定合理的采掘部署
优化矿井生产布局、简化生产系统,实现安全高效、合理集中生产。
坚持正规开采,保持水平、采区和采掘工作面的正常接替与衔接。
2、建立合理、可靠的通风系统
通过矿井生产系统优化,建立完整独立通风系统。
矿井生产水平和采区实行分区通风,所有采掘工作面实行独立通风。
矿井主要通风机和局部通风机能力满足矿井用风需要,通风设施质量符合规范要求。
3、监控有效
完善矿井安全监控系统。
配齐传感器的种类和数量,安装位置符合规定。
4、完善管理体系
建立以矿井主要负责人为安全生产第一责任人的瓦斯治理责任体系、以总工程师(技术负责人)为核心的瓦斯治理技术管理体系。
健全瓦斯治理机构,配足专业技术人员和工作人员。
健全瓦斯治理管理制度。
第一章矿井概况
第一节矿井地理位置及交通
某县洛亥**煤厂位于某县政府所在地巡场镇145°
方向,直线距离约41km,行政区划隶属四川省某县洛亥镇群益村。
矿区中心地理坐标:
东经104°
54′21″,北纬28°
02′05″。
矿山有约1km简易公路与某县~威信省级公路相连,北西距宜(宾)**(县)铁路某县车站(**泉镇)70km,交通方便。
某县洛亥**煤厂为合法的矿山企业,根据川办函[2007]16号《四川省人民政府办公厅关于宜宾市煤炭资源整合方案的复函》该矿为独立扩能矿井,批准能力由3万吨/a扩能为9万吨/a。
国土资函〔2007〕727号《关于四川省筠连、古叙煤炭国家规划矿区矿业权设置方案的批复》,对该矿区扩能后的矿区范围进行了设置,由4个拐点圈闭,矿区的走向长约0.6km,倾斜宽约0.66km,面积0.3971km2;
批准开采C15煤层,开采标高由+525~+465m标高。
四川省经济和信息化委员会于以“川经信煤炭函[2010]963号”文件批复同意了某县洛亥**煤厂有关矿井独立扩能工程的初步设计方案;
四川煤矿安全监察局以“川煤监[2010]463号”文件批复同意了我矿有关矿井独立扩能工程的初步设计安全专篇。
按照初设方案和安全专篇的要求,某县煤炭管理办公室于2010年9月29日以“**煤管发〔2010〕407号批准某县洛亥**煤厂独立扩能工程开工。
因此目前我矿正处于建设施工阶段。
第二节矿井安全生产合法性
一、井田位置
某县洛亥**煤厂属于川南煤田筠连矿区洛表勘探区,矿区中心地理坐标:
二、边界范围,拐点坐标,井田面积
根据中华人民共和国国土资源部《关于四川省筠连、古叙煤炭国家规划矿区矿业权设置方案的批复》国土资函〔2007〕727号,对该矿区整合后的矿区范围进行了设置,由4个拐点圈闭,拟设矿区范围由4个拐点圈闭,面积0.4km2;
开采标高:
+525m~+465m;
准采煤层:
C15煤层。
批复矿权拐点坐标见表2-1-2。
表2-1-2批准设置矿区范围拐点坐标表
拐点编号
坐标
X
Y
3101175
35489570
3101785
35490180
3101555
35489500
3101003
35490250
备注
+525m~+465m
第三节煤层赋存及开采技术条件
一、资源储量
1、矿井地质资源量
根据《煤炭工业小型矿井设计规范》,本矿井地质资源量为558kt。
2、矿井工业资源/储量
矿井的工业资源/储量=122b+333×
K
矿井储量为(122b),经计算,矿井工业资源/储量为558kt。
3、矿井设计资源/储量
设计资源/储量为矿井地质储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物等永久煤柱煤量等后剩余的储量。
根据矿井的实际情况,未留设断层煤柱和地面建构筑物煤柱,故矿井设计资源/储量为558kt。
4、矿井设计可采储量
矿井主要井巷煤柱损失量为10.36kt,采区回采率为97.7%,经计算,矿井设计可采储量为535.04kt。
。
二、资源赋存条件
(一).地层
矿区及周边出露地层主要有二叠系下统茅口组、二叠系上统宣威组和三叠系下统飞仙关组,及第四系地层现由老至新分述如下:
1、二叠系下统茅口组(P1m):
岩性为灰至深灰色微晶灰岩、生物碎屑灰岩,中部含较多隧石结核,顶界面凹凸不平,对硫铁矿层厚度及氧化程度起着一定控制作用,该组为区内岩溶强含水层。
分布于矿山范围以东。
2、二叠系上统宣威组
该组岩性可分为二段,主要岩性如下:
第一段(P2x1):
以粘土岩、泥岩、粉砂岩为主,夹菱铁矿及煤层、炭质泥岩薄层,近底部有可采的C15煤层,本段平均厚l09m,出露于矿山范围以东及东南。
第二段(P2x2):
由灰一深灰色细一粉砂岩、粘土岩、生物碎屑灰岩及煤层、炭质泥岩组成,含煤9层,其中该段下部的C7、C8煤层为矿山范围内的可采煤层,C9煤层因顶底板岩性软弱和厚度薄,本矿区不可采。
本段地层平均厚40.81m,主要出露于矿山内及南缘边界处。
3、三叠系下统飞仙关组(Tlf):
三叠系下统飞仙关组第一段(T1f1):
岩性为灰绿色薄至中厚层状泥岩、砂质泥岩,夹薄层粉砂岩及泥质灰岩。
本段厚80~86m,平均厚85m,分布于矿区南缘边界处。
三叠系下统飞仙关组第二段(T1f2):
岩性为紫红色泥岩与灰绿色粉砂岩互层,夹灰紫色中一厚层细粒长石岩屑砂岩,本段厚180~220m,平均厚l88m,矿山的中北部大面积分布。
三叠系下统飞仙关组第三段(T1f3):
岩性以紫红色泥岩及灰绿色砂岩为主,夹紫灰色细粒长石岩屑砂岩及少量生物碎屑灰岩薄层;
上部为厚层细粒砂岩与鲜紫红色泥岩互层,本段厚80~96m,平均厚90m,分布于矿山西北部。
4、第四系
主要为土质滑坡堆积层(Qdel):
成份以砾石、砂土、亚砂土及粘土为主,间有的岩块,厚0~15m,分布于矿山北东边缘。
第四系残坡积(Qed):
以岩块、角砾、砂土为主。
厚O~5m,分布于矿山范围的东侧及矿山范围之南部。
区域地层与岩性特征简表
地层单位
代号
厚度(m)
岩性特征及分布
系
统
组
段
第四系
Qh
0~15
以岩块、角砾及砂土为主。
山麓地带及宽缓斜坡下零星分布黄色砂粉土、碎石土。
三叠系
下统
嘉陵江组
第一段
T1j1
144.5
泥晶灰岩,含泥灰岩夹粉砂岩、泥岩、鲡粒灰岩,与下覆地层整合接触。
飞仙关组
第四段
T1j4
110
薄一极薄层状绿灰色粉砂岩、钙质粉砂岩与灰紫色泥岩互层,夹灰紫色中一厚层状粉砂岩及灰色生物碎屑灰岩条带。
第三段
T1f3
90
紫红色泥岩与灰绿色粉砂岩为主,夹灰紫色中一厚层状细粒长石岩屑砂岩及少量生物碎屑灰岩条带。
上部为厚层细粒砂岩与鲜紫红色泥岩互层。
第二段
T1f2
188.5
紫红色泥岩与灰绿色粉砂岩互层,夹灰紫色中一厚层状细粒长石岩屑砂岩。
T1f1
灰绿色薄至极薄层状泥岩、砂质泥岩及夹粉砂岩。
二叠系
上统
宣威组
上段
P2x2
41
灰一深灰色细一粉砂岩、粘土岩、生物碎屑灰岩及煤层和炭质泥岩组成,含煤9层,其中C7、C8稳定可采。
下段
P2x1
109
细砂岩、菱铁矿结核层及煤层、炭质泥岩组成,近底部含局部可采煤一层,即C15煤层。
与下伏地层平行不整合接触。
峨眉山玄武岩组
P2β
0~30
以褐红色杏仁状玄武岩、泥化玄武岩为主,与下伏地层平行不整合接触。
茅口组
P1m
为深灰色厚一巨厚层状生物灰岩、石灰岩,在泰安煤矿南侧河谷地带有出露。
(二)、构造
矿山位于落木柔复式背斜北翼,建武向斜南翼之间,属筠连煤田洛表矿区东部。
区内地层走向北东,倾向北西,为缓倾斜单斜构造。
矿区附近地层产状为300°
∠21°
~18°
矿区及外围主要有F515、F516、F650断层通过。
现分述如下:
F515断层:
位于矿区东侧,为压扭性断层。
走向近南北,南起尤家湾P1m地层,以N20°
W方向经纸厂沟经薷囊沟,过碑坳口,向北到干龙塘,经挡阳坝,消失于水井湾北T1j4地层中,全长4700m。
此断层从碑坳口向北倾向270°
,西盘上升,东盘下降,显逆断层;
碑坳口向南薷囊沟倾向扭转向东倾,显示正断层,断层倾角60°
~85°
,有的地方呈直立。
落差最大55m。
该断层错断从P1m~T1j4地层,煤层从露头至±
0m都可能被切断,对煤层开发有较大影响。
本矿区内该断层显正断层,对北东侧煤层有较大影响。
F516断层:
位于矿区西侧,为一压扭性斜冲断层。
南起洛亥东之龙胆沟,向北经手爬岩至兰地碥、腊子坪到犁辕岩向北逐渐消失于T1j3地层中,出露长约4000m,倾向270°
,倾角80°
,主要为逆断层。
兰地碥向南,断层面转向东倾,显示正断层。
该断层落差15~30m,最大水平错距约200m。
将P1m~T1j3等地层均切断,延伸长,影响深度大,对煤层破坏较大。
并勾通P1m、T1j1—3等含水层。
该断层在本区内显正断层,对本矿区内煤层影响不大。
F650断层:
该断层为走向近南北向,倾向向西的高角度正断层,断距较大,对煤层有一定破坏作用,但由于其位于该矿东部外围故对该矿山开采影响不大。
矿山范围内地表暂未发现对煤层有较大破坏作用的断层及褶皱构造,局部地点有隐伏断层,断距小于10m对开采有影响。
另矿山北东边缘见浅表滑坡体,对煤层开采影响不大。
综上所述,本矿区地质构造复杂程度应属简单~中等类型。
详见断层特征表如下:
断层特征表
断层性质
断层产状
断层规模(m)
走向
倾向
倾角
断距
延伸长度
F515
正断层
SN
270-80
60°
-85°
55
4700
F516
SE
80°
15-30
4000
F650
W
(三)、煤层
矿区内可采煤层C15位于二叠系上统宣威组第一段(P2x1)底部,层位比较稳定。
由两个分层组成,各分层厚度变化不大,为二元复式结构煤层。
煤层厚度1.86~2.11m,平均2.00m,其中:
上分煤层厚0.89~0.98m,平均厚0.93m,下分煤层厚0.96~1.13m,平均厚1.07m。
夹矸石厚0.05~0.10m,平均厚0.07m,岩性为炭质页岩。
其顶板为灰—深灰色粉砂岩、砂岩,底板为砂质泥岩。
可采煤层特征表
含煤地层
煤层
编号
纯煤厚度(m)
最大~最小
平均
结构
夹矸层数
可采性
稳定性
倾角
(°
)
视密度
(t/m3)
顶底板岩性
顶板
底板
组第一段
C15
1.86~2.11
2.0
简单
全区可采
稳定
10
1.56
粉砂岩、砂岩
砂质泥岩
三、煤质煤类
1、煤的物理性质及煤岩特征
为灰黑色半亮~半暗型煤,显水平层理构造,以中细条带状结构为主,细条带状次之,煤岩组分以光亮型煤为主,其次为半暗煤和丝炭,具参差状断口,质坚硬,容重1.56t/m3。
属无烟煤
2、煤质主要指标及煤炭分类
据中华人民共和国国家标准《中国煤炭分类》(GB5751-86)及表2-2分析结果,化验成果表明矿区可采煤层属中高灰低硫中低热值无烟煤,工业牌号为A,煤质类型为无烟煤三号,即WY03号。
煤质化验成果表
灰分
Ad
发热量
MJ/kg
全硫
St,d
粘结指数
GR.I.
煤类
31.2
21.86
0.44
57.56
1/3JM
四、开采技术条件
(一)、瓦斯、煤尘及煤层自燃
1、矿井瓦斯
根据宜宾市经济委员会(宜市经煤[2008]446号《关于全市煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》),
**煤矿2008年相对CH4涌出量8.05m3/t,绝对CH4涌出量0.66m3/min,相对CO2涌出量8.18m3/t,绝对CO2涌出量0.67m3/min。
为低瓦斯矿井。
2、煤层自燃及煤尘爆炸性
根据2005年四川省煤炭产品质量监督检验站鉴定资料,矿井开采的C15煤层自燃发火倾向性为不易自燃,煤尘无爆炸危险性。
(二)、水文地质
1、矿井充水水源分析
①地表水体
矿区内无常年性地表水体,多为季节性冲沟,沿冲沟有泉水出露,近于南北向的龙胆沟、席子沟等山间冲沟,是区内地表水的快速排泄通道,地表水以片流的形式沿各汇水盆地流向冲沟,在冲沟内洪水期有少量地表水汇集,向南流出区外。
在洛亥镇附近汇入洛亥河后向北经高县到南广入长江。
矿区地表水渗透对矿井开采有一定影响。
②第四系松散岩类孔隙水:
主要分布于矿区南部井口一带的沟谷之中,富水性较差,其水源主要靠承接大气降雨以及耕地渗水,有连续地下径流形成,对矿井充水影响不大。
③基岩裂隙水、溶隙溶洞水:
主要分布于三叠系下统飞仙关组一段、二段地层以及二叠系上统宣威组、下统茅口组地层中的碎屑岩、生物碎屑灰岩出露地区,砂岩由于受构造作用具有较发育的张性节理系统,可供地下水渗入及储聚;
灰岩可溶性好,岩溶发育,可供地下水以岩溶管道方式径流。
页岩以及泥岩由于其柔塑限度大,节理难发育而成为相对隔水层,从而使区内的这类型地下水普遍具层间承压的特征。
④矿井充水的直接、间接充水含水层是顶板飞仙关组第一段、第二段和宣威组。
飞仙关组岩性为碎屑沉积岩,由砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩互层组成,岩石中节理裂隙发育,是矿井水的裂隙型含水层,但距煤层远,其间有相对隔水层,故对矿井充水影响不大;
宣威组上部主要由砂岩、砂质泥岩及生物碎屑灰岩薄层组成,为弱含水层,下部岩性为泥岩、砂质泥岩和粘土岩,含水性及透水性均较差,为相对隔水层,但在浅部裂隙发育的风化带或塌陷破坏带接受大气降水补给后含水较丰富,可成为矿井充水水源;
茅口组为生物碎屑灰岩,可溶性好,岩溶发育,是本区含水丰富的强岩溶含水层,由于煤层底板多为粘土类岩石,具有隔水作用,其厚度不大,故充水影响小。
⑤老窑及采空区积水
现矿区内没有老煤窑,地下水能及时从井巷中抽排出,但矿山附近有老窑采空区分布(已封闭),矿井上部采空区面积约32000m2,估算积水约3500m3,矿山开采中应加强水文地质工作,特别注意老窑采空区积水的危害。
必须做到“预测预报、有疑必探,先探后掘、先治后采”,防止采空区突水事故。
⑦断层导水性
矿区位于东西向的落木柔背斜北翼与建武向斜南翼之间,岩层产状平缓,属筠连煤田洛表矿区东部,总体为一向北倾斜的单斜构造,岩层走向近东西向,倾角9°
~15°
就本矿山井下而言,在较小范围内分布的两条隐伏断层(f1、f2),断距较小,但可能沟通含水层成为导水断层,地下水易突破薄弱地段突入矿井,造成突水事故,故应预防为主,防治结合,防止采空区突水事故。
2、水文地质类型
大气降水和地表水是矿井充水的主要因素,水文地质条件简单。
3、矿井涌水量
根据储量核实报告,该矿正常涌水量5m3/h,最大涌水量20m3/h。
(三)、地热、冲击地压
根据矿山多年开采证实,矿区内无热害源。
矿井在正常通风情况下,其巷道内温度一般为18~22º
C,地温梯度约为3º
C/100m,属地温正常区,能够满足井下作业要求。
据此推测该矿山产生地热灾害的可能性较小。
矿山未对地压进行过系统观测,但根据目前生产水平揭露的情况看,地压对采掘生产尚不构成威协,但采场仍应及时支护和放顶。
该区位于印支~燕山构造层川南弱变形区内,地应力相对较小,发生冲击地压的可能性不大。
(四)、工程地质条件
1、斜坡稳定性
矿区位于东西向的落木柔背斜与建武向斜之间,整体形态为一近东西走向之宽缓单斜构造,岩层总体倾向北西,倾向350~20°
之间,倾角9~15°
之间,为缓倾斜地层。
矿山山体自然斜坡平缓,坡向为南东,地层产状为北西,倾角普遍在15°
以下,与山体成反向坡,故基本稳定。
但区内断层及节理裂隙发育,在矿区北侧陡坡地带,岩体处于临空状态,在暴雨、地震以及井下采矿放炮等外因的影响下,易发生崩塌、滑坡,也容易形成泥石流。
但由于陡坡地带相距矿井主井口工业广场平行距离约500m,因此,矿山仍需引起高度重视,采取有效的防范措施。
2、硐室围岩稳定性
矿区主井巷穿过地层分别为二叠系上统宣威组和三叠系下统飞仙关组,岩性以砂岩为主,泥岩、页岩以及石灰岩次之,基本无稳定厚大的砂岩体,各段岩性由于抗压强度不一致,岩土工程分类不一致,特别是矿区内发育的隐伏断层和节理裂隙,往往是导致井巷掉块、崩落的卸荷裂隙。
因此矿山对于易发生掉块、崩落的地段以及软弱岩层地段,应注意作好井巷衬砌和支护工作。
同时,随着采空区增大,“自由面”同时增加,在生产过程中应注意安全。
3、岩土体特征
区内岩石按岩性组合可分为三个工程地质岩组:
其一为次硬质工程地质岩组:
岩性组合为砂岩、粉砂岩类,其特点是产出较完整、结构紧密、结构面中等发育、抗压强度中等、稳定性好。
其二为软质工程地质岩组:
岩性组合为泥岩及粘土岩,其特点是结构完整,但抗压强度低,遇水易软化,易塑性变形,稳定性差。
其三为松散类岩组:
岩性组合以崩残坡积为主的块石、碎石、粉质粘土、粘土组成的松散层,其特点是松散状,结合力差,孔隙率大,多为砂、泥质充填,强度低,稳定性较差。
就矿区而言,煤层赋存于二叠系上统宣威组第一段,由次硬质岩组与软质工程地质岩组组成韵律互层,总体上降低了岩石的力学性质,在采矿活动改变了岩层原有的应力平衡后易形成滑脱面,从而对硐室造成安全隐患。
4、区域稳定性
矿区位于东西向的落木柔背斜与建武向斜之间,为宽缓单斜构造。
据区域资料,本区西部紧邻北东向的华莹山基底断裂及北西向的峨眉~宜宾基底断裂,南为东西向的筠连~叙永深大断裂。
区内新构造运动以间歇性整体抬升为主,主要表现为河流下切、区域性夷平面,多层溶洞、溶蚀槽谷,其次有滑坡、崩塌及地震等。
总体而言,区域上新构造运动虽然比较活跃,但总体以间歇性抬升为主,差异升降不明显,且地震基本烈度为Ⅵ度,因此,区域稳定性好。
矿区地处区域稳定性好的工程地质区,但由于岩层软质工程地质岩组发育,导致煤矿生产存在不同程度的安全隐患,应加以防范。
矿山应加强井巷检查、维护和支护,同时做好井巷积水的疏排工作。
矿区工程地质条件中等。
5、工程地质条件预测评价
随着采矿活动的延续,井下采空区面积不断增大,局部可能产生地表变形。
随着采矿巷道的延深,巷道压力也将随之增大,硐室、巷道、采掘工作面岩层破碎时可能产生冒顶、片帮等。
建议矿山在今后的开采过程中,加强采空区的及时回填处理及巷道的支护工作,并按规定留足煤柱,防止产生地表变形。
矿山煤层顶板属于Ⅱ类顶板,稳定性相对较差,在开采过程中应加强支护,预防冒顶、片帮等事故的发生。
第二章矿井生产现状及存在的主要问题
第一节矿井开拓开采
一、矿井开拓方式
在现主井工业广场南翼新掘主平硐,改造利用**煤矿原主斜井作为扩建后的行人斜井,改造利用原**煤矿的回风斜井。
主平硐布置在煤层的底板岩石中,与煤层基本正交,在距煤层约8m底板中施工轨道暗斜井,暗斜井倾角12°
,长246m,落平于标高+465m,落平后布置车场、石门揭穿C15煤层;
行人斜井与煤层垂直布置在距C15煤层约8m的底板岩石中;
回风斜井布置在距C15
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