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峙峰山灾因素普查报告
峙峰山煤业关于隐蔽致灾因素的普查报告
及治理工作情况
峙峰山煤业有限责任公司
根据国家安全监管总局关于征集煤矿隐蔽致灾因素普查及治理工作经验的通知要求,我矿由矿长牵头,组织了总工程师、地测、通风等专业技术人员,根据矿区实际,结合一些专业鉴定机构和有资质部门编写出的各种报告,对全矿井进行了隐蔽致灾因素自检自查工作,现将有关自查及治理情况汇报如下:
一、煤矿隐蔽致灾因素
在煤矿生产过程中,煤矿井田范围内及矿井周边区域客观存在的不能直接辨识的能给采掘活动造成影响的地质构造、瓦斯及其它有毒有害气体、含(导)水体、采空区以及煤层自燃倾向等可能造成煤矿安全生产事故的灾害统称。
(一)地质构造普查
受区域地质构造的控制本井田总体构造为一轴向近北西~南东向的宽缓向斜构造,向北西倾伏,两翼地层倾角不大,一般为3°~5°,而东翼较西翼倾角为陡。
井田北部倾角平缓,一般小于3°,而南部边缘较北部为陡,一般为3°~5°。
同时伴生有一些落差不大的断层及火成岩侵入体。
井田内断层多集中分布在东南部,断层落差在20~50m者有三条,其中两条分别在北部和北部边界,有一条在井田东部,而另一条在井田东南部。
其余多数落差在10m以内。
①现将井田发育的主要断层评述如下:
本区断层共有8条,均为正断层,落差不大。
断层构造除将煤层错断开以外,对其厚度影响不大。
详见表2-2。
表2-2 井田断层特征表
断层号
性质
走向
倾向
倾角
落差
延伸长度
所处位置
F11
正断层
N14°E
NW
70°
9m
1110m
位于井田东部
F13
正断层
近正北
正东
70°
6m
550m
位于井田东部
F15
正断层
N3°W
SW
50°
10m
1600m
位于井田北部
F18
正断层
N65°W
SW
70°
20m
1100m
位于井田东部
F19
正断层
N12°E
近西
70°
6m
750m
位于井田中部
F20
正断层
N17°W-S36°E
NE
70°
20m
1700m
位于井田东部
F21
正断层
N12°E
近东
70°
6m
1100m
位于井田西南部
F22
正断层
N50°-80°W
SW
70°
30-50m
800m
位于井田北部
②根据本区火成岩侵入体的岩性和产状特征,确定其为第三、四纪玄武岩岩墙,其走向和本区的构造线方向一致,分为北西向和北东向两组,并以北东向为主。
(二)瓦斯普查
(1)瓦斯含量
地质报告对主要可采煤层5#煤层的瓦斯样进行了测试,测试结果如下
瓦斯测定成果汇总表
瓦斯成分%
层号
CH4
CO2
N2
C2-C8
5
5.12-15.45
10.97(4)
10.78-17.28
17.28(4)
66.47-76.49
71.54
0.00(4)
瓦斯含量ml/g·可燃煤
层号
CH4
CO2
N2
C2-C8
5
0.03-0.61
0.30(4)
0.10-0.44
0.28(4)
0.31-2.55
1.50(4)
0.00(4)
(2)瓦斯等级鉴定资料
另外设计收集了井田内生产矿井的瓦斯鉴定资料。
峙峰山煤矿:
根据该煤矿2012年瓦斯等级鉴定结果:
矿井瓦斯绝对涌出量为1.30m3/min,瓦斯相对涌出量为0.55m3/t;二氧化碳绝对涌出量为0.81m3/min,二氧化碳相对涌出量为0.34m3/t。
为瓦斯矿井。
(三)含(导)水体、采空区、老窑(空)普查
峙峰山煤矿位于大同煤田口泉沟南岩溶水文地质区的迳流区,最低侵蚀基准面位于井田东南峙峰山沟底,地面标高1296.3m,主井位于峙峰山沟北侧,井口标高1335.89m,山洪暴发对矿井没影响,本区煤层底板标高均位于最低侵蚀基准面以下。
一、含水层
1、奥陶系岩溶裂隙含水层
本区有两个钻孔揭露了奥陶系灰岩,S202号钻孔2005年施工,揭露灰岩101.40m,上世纪九十年代,河北水文队在口泉沟南进行水源勘察时,在窑子头村西峙峰山沟施工T2号水文孔,揭露灰岩429.03m,富水性弱。
根据近几年资料,区域地下水位呈下降趋势,目前奥灰水位实际低于当时施工时水位。
2、太原组砂岩裂隙含水层
太原组为本区主要含煤地层,含水层主要分布在3号煤层顶部及3号煤层至5号煤层之间砂岩段,富水性极弱。
3、山西组砂岩裂隙含水层
山西组含水层主要是2号煤层顶部的K3砂岩及山4煤上部的灰白色粗砂岩,此层为弱含水层。
4、下石盒子组砂岩裂隙含水层
本组地层主要出露于井田东南、南部山梁上,浅部岩石风化,具风化裂隙,但由于出露位置高、风化层多具透水性而含水少,属弱含水层。
5、上石盒子组砂岩裂隙含水层
上石盒子组地层在本区中部沟谷两侧出露,由于周边煤矿开采,上述泉水均已漏失干枯,含水性弱。
6、第四系冲、洪积层
主要分布在井田南部峙峰山沟谷中,为泥、砂、砾石及碎石等,含水层厚2.0-5.0m左右,含水量较大,峙峰山矿在该矿2.5km以外冲沟打了一口深井,日出量1200-1250m3/d,水质优良。
二、隔水层
本区隔水层主要为石炭系中统本溪组地层,其次煤系地层中泥质岩类。
三、断层及火成岩墙含水性
本区断层以南北向、北西向断层为主,总计6条,多为张扭性正断层,主要分布在井田的东南部.
井田内有四条火成岩墙,火成岩墙起着阻隔含水层通路的作用,但含水层中的水及煤层中的水常因火成岩墙之阻隔而聚积沿裂隙涌入井下,现峙峰山矿生产中有此现象,但水量不大,常为淋头水。
四、地下水补给、迳流、排泄条件
本区冲积层、风化壳潜水,距地表近,易接受大气降水补给,迳流条件好。
向深部延伸,煤系地层岩石节理裂隙发育渐弱,受地形、水文、气象条件控制,区内断层较发育,各类型地下水在水头差的作用下,通过断层互相获得补给。
4.1、周边矿井
1、山西大同李家窑煤业有限责任公司,与本井田西部相邻
2、山西朔州山阴中煤顺通辛安煤业有限公司,与本井田西南部相邻。
3、山西怀仁峙峰山吴家窑煤业有限公司,与本井田东南部相邻。
4、山西怀仁南窑晋通砂石煤业有限公司,与本井田东南部相邻。
5、山西煤炭运销集团水磨湾煤业有限责任公司,与本井田东北部相邻。
6、山西铺龙湾煤业有限公司,与本井田北部相邻。
(五)、防治措施
5.1地质构造方面
1)在断层和井田边界附近严格按照《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》留设断层、边界等安全保护煤柱,严禁开采防隔水煤柱等。
2)结合矿井实际,在现有开采技术、装备、方式方法的基础上,研究更加适合煤矿生产实际需求的探测装备和方法。
3)利用地质物探、钻探、巷探等相结合的探测方法,研究和掌握褶曲、滑动构造地质变化规律,以便正确指导安全生产。
4)巷道掘进过程中严抓工程质量标准,提高巷道支护质量,并根据煤岩层变化打大直径卸压钻孔卸压,使煤体卸载、压力转移。
5)采掘过程中避免孤立煤柱形成应力集中区,尽量将主要巷道和硐室布置在底板岩层中,回采工作面采用全部垮落法管理顶板。
6)采掘过程中遇有断层和采空区时,应尽量采用由断层或采空区开始回采的开采顺序,避免相向采煤,回采线尽量呈直线,且有规律地按正确的推进速度开采。
7)对顶板坚硬不易垮落地区采用煤层注水降低顶板的强度,减少顶板的弹性潜能,使坚硬顶板随采随冒,使煤体支撑压力的峰值位置向煤体前方转移。
8)在生产过程中,加强矿井相关地质资料的收集、整理、分析,指导安全生产。
9)探索在各类地质构造及地应力集中区巷道支护新技术、新材料和新工艺,加强顶底板工程地质条件的研究,定出合理的顶底板稳定等级,以确保管理有据,安全生产。
10)在生产中加强巷道支护和安全检查工作,做到以质量保安全、以质量促生产。
5.2水害防治
5.2.2顶板水
本矿5号煤层顶板直接含水层为其顶板砂岩裂隙水含水层,以5号煤层上部的大占砂岩、香炭砂岩为主,由于该层含水层含水性弱,补给量不充足,在生产中顶板多为淋水、滴水状态,对开采影响不大,在做好以疏排为主的同时,还采取以下保障措施。
1)利用瞬变电磁超前物探探明采掘前方低阻异常区,成立专业探放队伍,利用大钻超前探、小钻范围探的方法,摸清和查明低阻区存在位置。
2)结合附近巷探和物探结果,综合分析、评价顶板水存在的可能及危险程度,制定切实可行的顶板水害防范措施,确定探放水实施方案。
3)严格落实探放水工作制度和矿井水害防治领导责任和落实、监督责任,真正把水害防治工作作为“一把手”工程落实。
4)根据采掘实际和综合分析水量,建立和完善工作面防排水系统和放水措施。
5)确定探放水期间各级各部门主管和兼管责任,把水害防治工作做到人人肩上有担子,个个头上有任务。
5.2.2底板水
本区5号煤层底板隔水层为泥岩、砂质泥岩,L1-4灰岩水和寒武系、奥陶系灰岩水,富水性强,水压大,局部有效隔水层厚度局部受地质构造影响,在采动过程中易发生隔水层破坏经L7-8灰岩裂隙发生底板出水。
因此应充分认识到煤层底板水出水危害,在矿井生产过程中,要做好防治水预测预报工作,特别加强回采底板出水点涌水量观测,及时掌握和了解工作面及其附近出水点的水量、水位变化,坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原则。
1)利用瞬变电磁超前物探探明采掘前方低阻异常区,成立专业探放队伍,利用大钻超前探、小钻范围探的方法,摸清和查明低阻区存在位置。
2)结合附近巷探和物探结果,综合分析、评价顶板水存在的可能及危胁程度、影响范围,制定切实可行的底板水害预防和防治措施,确定探放水工作实施方案。
3)严格按照“整体研究,逐段分析,因地制宜,先易后难”的方针,制定不同区域的水文地质防治水方案。
4)根据物探和钻探结果,确定区域或局部疏水降压、底板加固和疏堵结合等水害防治措施。
5)严格落实探放水工作制度和矿井水害防治领导责任和落实、监督责任,真正把水害防治工作作为“一把手”工程落实。
6)根据采掘实际和综合分析水量,建立和完善工作面探放水期间和预防性的防排水系统和防范措施。
7)确定探放水期间各级各部门、主管和兼管责任,把水害防治工作做到人人肩上有担子制定工作面掘进和回采期间的排水路线,保证工作面排水系统正常运行。
8)设立防治水机构,配备专职技术主管,全面负责防治水工作,并成立专业水文观测小组,定期对井下各涌水点的涌水量进行观测,记录存档。
9)结合矿井有关水文地质资料,定期对井田范围内和邻近区域近期降水及地下水补给情况进行全面调查,充分掌握含水层和采空区积水及导水断层分布和导水性情况,根据调查分析情况,确保积水区的警戒围。
10)利用安全例会,对井下一线职工进行透水预兆、井下各地点水害避灾路线、应急措施和处置方案等实际性常识常规专业培训。
5.2.3断层水防治措施
在回采断层附近块段时,严格按照《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》留设断层、边界等安全保护煤柱,防止水进入采掘工作面,造成水害。
5.2.4老空水防治措施
矿井在生产过程中,要做好老空水害的防治,避免或减少事故的发生,必须采用“教育引导”与“严格管理”双重措施,具体措施如下:
1)教育职工熟悉突水征兆,即牢记:
煤层发潮、变软、色暗无光彩、挂汗、工作面气温降低,或出现雾气或有硫化氢(俗称臭鸡蛋味)气味等,这些都是可能出水的征兆。
2)对已经探明的积水区,采掘工程接近时,要事先划定警戒范围,并安排好应急水仓、排水设备等,制定好安全措施后、再进行探放,待彻底排空积水后,才允许掘进或回采。
3)对未知积水区,要严格执行“有掘必探,先探后掘”的原则,坚持探放水制度,绝不能“未探先掘”。
4)严格保护各类煤柱,尤其是边界防水煤柱、断层和采空区防水煤柱。
5.3瓦斯防治
1)矿井建立瓦斯防治工作组织机构,健全瓦斯管理各项制度,并切实贯彻落实。
2)按要求配备有足够的专职瓦斯检查员和瓦斯检测仪器,瓦检员定期进行培训,实行持证上岗,瓦斯检测仪器定期校验并由有资质的检测机构鉴定。
3)对井下作业地点采用机防和人防监测监控双重管理,杜绝停风、微风、无风和瓦斯超限作业现象。
4)编制瓦斯检查记录手册、交接班制度,制定并执行瓦斯巡回检查制度、请示报告制度、现场瓦斯管理制度、瓦斯日报审阅制度、“一炮三检”和三人连锁放炮制度,严格落实瓦斯巡回检查制度和请示报告制度,做到瓦斯检查“三对照”,杜绝空班、漏检、假检现象,发现瓦斯积聚及时处理。
5)严格落实矿长是煤矿瓦斯防治工作的第一责任人,严格执行瓦斯日报、瓦斯监测日报矿长、矿总工程师签批制度。
6)严格执行瓦斯超限制度,按照《规程》规定:
矿井总回风巷或一翼回风中瓦斯浓度超过0.75%、采区回风巷与采掘工作面瓦斯浓度超过1%时必须停止工作,撤出人员。
采掘工作面风流中瓦斯浓度达到1%时必须停止电钻打眼;放炮地点20m内瓦斯浓度达到1%时严禁放炮;电动机附近20m内瓦斯达到1.5%时必须停止运转、撤出人员、断电电源进行处理。
7)建立完善的安全(瓦斯)监测系统,确保其24h正常运转,并确保瓦斯、风速、风门开闭、局扇开停传感器正常工作。
8)制定符合《煤矿安全规程》要求的防治瓦斯积聚措施和瓦斯排放措施。
必须从采掘生产管理上采取措施,防止瓦斯积聚,对所有局部冒顶区、工作面上隅角等均采用诱导风幛等措施,确保瓦斯不超限;必须建立具体的瓦斯超限停止工作、超限处理和从作业场所撤人的制度。
9)加强对回采工作面上隅角积聚的瓦斯设风幛或隔墙迫使一部分风流经上隅角排除瓦斯。
10)临时停工的地点不得停风,否则必须切断电源,设置栅栏、揭示警标,禁止人员进入,并同时向矿调度室报告,停工区瓦斯和二氧化碳浓度达到3%或其它有害气体浓度超过规定时立即处理,必须在24小时内封闭完毕。
11)加强电器设备的管理,杜绝失爆设备入井,严禁设备带病运行、带电变迁。
严禁使用地面中性点直接接地的变压器直接向井下供电,井下电器设备必须具有三大保护装置。
12)利用每旬逢“6”日为隐患排查活动,对井下存在的通风不合理、瓦斯治理盲区落实责任,按“五定”原则严格进行整改。
5.4顶板管理
1)认真落实跟班人员对作业现场进行安全监督检查责任,坚持“先安全后生产,不安全不生产”的原则。
2)按照要求在井下个作业地点配备一线监督员,加大现场监督指导安全生产工作。
3)严格按照“三大规程”和安全措施进行作业现场安全监督检查和安全管理,由安监科监督各种规章制度和规程措施的贯彻执行情况。
4)加强对作业现场人员、工程、顶板管理安全防护意识教育,提高其安全防范思想。
5)对作业现场实行安全确认,各岗位作业人员严格按作业规程和操作规程文明规范作业和操作,使各种作业活动必须在安全条件下进行。
6)现场人员必须经常检查顶板,煤壁,支架等情况,严禁空顶距准超过作业规程规定。
7)发生片帮、冒顶的空帮、空顶部分,要充满填实,用支护材料接顶,以减少对巷道的压力。
8)掘进施工时,必须使用前探梁作临时支护,所有作业人员必须随时观察自己所处位置的安全情况,确保安全作业。
9)综采工作面必须支架垂直顶板或有一定迎山角,控制好采高,杜绝支架有倒、歪、咬现象。
10)综采工作面,采空区顶板随支架前移自行垮落充填采空区,放顶步距0.6m。
工作面内采用及时支护,即采煤机割煤过后及时移架,移架在采煤机割过后3~5架进行。
保证支架初撑力达到规定24MPa。
11)如果顶板破碎,必须采用及时支护,如果工作面顶板破碎、片帮达800mm时,必须拉超前架进行支护,即移架在割煤之前进行。
12)移架时,坚持使用抬底千斤顶带压擦顶移架,严禁支架顶梁完全脱离顶板,以免因大面积悬顶而导致顶板冒落。
13)所有人员必须熟知大面积冒顶预兆:
顶板压力急剧增大,支架出现弯曲、变形,安全阀大量卸载,大立柱下缩、下沉;煤壁松软,片帮严重,用采煤机割煤时,煤机负荷减小;顶板掉渣增多,漏顶、片帮频繁,局部冒顶频繁增加;顶板裂隙增大,出现淋水或淋水增加。
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