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度采掘范围安全评估报告
山西灵石国泰宝华煤业有限公司
2020年度采掘范围安全评估报告
灵石国泰能源有限公司
二0二0年六月
2020年度采掘范围安全评估报告
第一章矿井概况
一、矿井概况
山西灵石国泰宝华煤业有限公司位于山西省灵石县王禹乡柏苍村境内,行政隶属于王禹乡管辖。
距高速公路仁义口约3Km,交通较便利。
属兼并重组整合矿井,主体企业为灵石国泰能源有限公司。
兼并重组后井田面积为19.3757km2,设计生产能力60万吨/年,批准开采2-10号煤层,现开采10号煤层,设计储量为1025.7万吨,可采储量761.8万吨,设计服务年限为11年。
矿井地质构造、水文地质类型为中等,不存在带压开采。
属低瓦斯矿井,煤层自燃倾向性为Ⅱ级,属自燃煤层,煤尘具有爆炸危险性,属证照齐全的生产矿井。
二、水文地质情况
2017年8月由山西地宝能源编制的《宝华煤业水文地质类型划分报告》确定我矿9、10#煤层的水文地质类型为中等。
区域含水层按介质可分为碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组、碎屑岩夹碳酸盐岩类灰岩及砂岩岩溶裂隙含水岩组、碎屑岩类砂岩裂隙含水岩组、松散岩类孔隙含水岩组四类,自下而上分述如下:
1.碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组
本类型含水岩组包括寒武系—中奥陶统的一套灰岩、泥灰岩、白云岩等可溶岩,在东部、西部和北部大片出露,富含裂隙水,是区内最主要的含水层组。
钻孔中水位一般较深,为128-360m,水位标高516-698m,单位涌水量q=0.000436-0.14L/s·m,渗透系数k=0.0021-0.3306m/d。
其中对矿井开采和供水有意义的为中奥陶统灰岩岩溶裂隙含水岩组,泉平均流量8.17m3/s(1956-1984年),最大年平均流量9.14m3/s(1968年),最小年平均流量6.82m3/s(1975年),本井田位于介南普查区北部,范围为介休市以南,灵石县城以北,汾河以东,东界为太岳山麓,该区水位标高516-628m。
水质为HCO3-·SO42-—Ca2-·Mg2-型淡水,微硬,PH值为7.9。
2.碎屑岩夹碳酸盐岩类灰岩、砂岩岩溶裂隙含水岩组
本类型含水岩组由上石炭统太原组砂岩、泥岩、煤层及几层石灰岩组成,为一套海陆交互相沉积。
含层间岩溶裂隙水,富水性的强弱取决于岩溶与裂隙的发育程度。
一般在接近地表露头处岩溶裂隙发育,以岩溶含水为主,含水性较好。
随石灰岩埋深的增加,岩溶裂隙发育程度减弱,逐渐以裂隙含水为主,含水性减弱。
K2、K3为煤层的直接顶板,K4与下部煤层也很近,是各层煤的主要充水含水层,对矿井充水有重要意义。
K2灰岩结构致密坚硬,裂隙及喀斯特现象在个别地段发育,厚1.54-8.6m,平均6.38m,无泉水露头,单位涌水量q=0.0074L/s·m,渗透系数k=0.1455m/d,尤家山区单位涌水量q=0.0007-0.515L/s·m,渗透系数k=0.01-3.123m/d,两渡区单位涌水量q=0.0007-0.00757L/s·m,渗透系数k=0.0036-0.0425m/d,水质为HCO3--CL--Na--Ca2+型淡水,弱硬,PH值为7.8。
K3灰岩q=0.000412-0.0788L/s·m,K=0.00417-1.70m/d,K4灰岩顶底部质不纯,常为泥灰岩,裂隙不发育,q=0.00037-0.000412L/s·m,K=0.00417-2.0046m/d,与K2、K3灰岩混合试验,q=0.0657-1.734L/s·m,K=0.1447-6.92m/d。
10号煤层下部的砂岩呈中、细粒结构,有时相变为砂质泥岩,水位标高720.96m。
3.碎屑岩类砂岩裂隙含水岩组
本组主要包括二叠系山西组及石盒子组的一套以陆相沉积为主的碎屑岩类,本类含水层以风化裂隙水为主,裂隙发育程度受岩性、深度和构造影响,裂隙水除少部分沿构造破碎带向深部运动外,其余排泄于地表沟谷之中。
该含水层有10余个泉水出露,涌水量0.22-2.38L/s。
据试验山西组砂岩q=0.018L/s·m,K=0.069m/d,石盒子组砂岩q=0.022-0.0675L/s·m,K=0.0606-0.212m/d,二者混合试验q=0.022-0.779L/s·m,K=0.0052-1.138m/d,山西组中主要为K7砂岩和2号煤顶部的中粒砂岩,含水量均不大,砂岩横向变化较大。
而上部石盒子组的厚层稳定砂岩有5层之多,总厚达38m左右,其中K8为主要含水层,q=0.0272L/s·m,K=0.0465m/d,石盒子组砂岩混合抽水试验q=0.249L/s·m。
并常有涌水现象。
山西组与石盒子组砂岩水质皆属HCO3-·CL-—Ca2+·Mg2+型淡水,弱硬,PH值为7.6-7.9。
虽然石盒子组砂岩多且厚,含水较丰富,但大部距煤层较远,一般对矿井充水影响不大。
同时由于相对呈层状,不同层位的含水层各具补给区,构造若干小的含水系统,其间水力连系较弱。
4.松散岩类孔隙含水岩组
主要为第四系松散沉积物。
为区域主要含水层之一。
其中较有意义的含水层为Q4,呈带状分布于汾河及其支流,含水层为透水性强的砾石层或砂层,其上下覆以粘土层,出露泉水较多,富水性因地而异,为农田灌概及生活用水的主要来源。
在静升河东侧的山前冲洪各扇中查明有自流水层。
第四系含水层据抽水试验q=0.091-2.94L/s·m,K=0.398-29.1m/d。
主要接受大气降水补给,向地表水系排泄,有时也向基岩含水层排泄。
该含水层以静升河河谷区的冲积区为主,低山区黄土层局部为极弱含水层或无水层。
河谷冲积层中夹有数米的砾石层,含丰富的地下水,水位埋深0-24m,静升至南堡间一级阶地潜水位较低为1-2m,河西岸分布有26个泉,最小流量0.04L/s,最大6.98L/s,总流量12.5-31.3L/s。
第四系砾石潜水层主要依靠霍山基岩裂隙水补给,由山中流出的水流至沟口便大部甚至全部潜入山前冲积扇内,其次大气降水也有一定的补给作用,山前冲积扇顶部的砾石层厚度、粒度较大,地下水径流条件较好,埋藏也深,靠山的张秀村井水位在15m以上,集广村南东已是冲积扇的边缘地带,沉积物粒度及厚度均变小,地下水径流条件变差,形成了南北向的泄出带,分布有较多泉水,总流量在50L/s以上。
静升镇南东3km处冲积扇边缘,经钻探查明在18m深处有承压含水层,不完整井稳定水位1.8m,q=0.5L/s·m,这是由于粘土层与砾石层相间存在且岩层倾斜形成。
据马合村水井抽水试验q=0.65-1.24L/s·m,冲积层水质大部属HCO3-·SO42-—Ca2+·Mg2+型淡水,硬或微硬,PH值为7.5-7.7。
三、矿井瓦斯等级、煤层自燃倾向性和煤尘爆炸性
(一)矿井瓦斯等级
2018年9月15日经晋中煤炭规划设计研究院瓦斯鉴定结果为:
瓦斯绝对涌出量为1.30m3∕min,瓦斯相对涌出量1.22m3∕t;二氧化碳绝对涌出量2.34m3∕min,二氧化碳相对涌出量2.12m3∕t,属低瓦斯矿井。
(二)煤层自燃倾向性和煤尘爆炸性
煤科集团沈阳研究院有限公司2016年9月1日出具了10号煤层煤尘爆炸性的鉴定报告,鉴定结果煤尘火焰长度为250mm,加岩粉量为70%,有爆炸危险性。
煤科集团沈阳研究院有限公司2016年9月2日出具了10号煤层自燃倾向性的鉴定报告,鉴定结果吸氧量0.60cm3/g,自燃倾向性为Ⅱ级,属自燃煤层。
四、矿井系统情况
1、提升系统:
①、副斜井提升系统:
副斜井安装JK—2×1.5单滚筒提升机一台,担负矿井提矸、下料任务。
人员运送采用RJKY55架空乘人装置,设置在副斜井中,巷道倾角22°,运行速度1.12m/s,采用可摘挂锻造抱索器,配套电机功率55KW,电压为660V。
②、主斜井运输系统:
主斜井装备DTL80/25/2×110型带式输送机,铺设长度426m,倾角20°,输送量250t/h,带宽800mm,速度2m/s,采用煤矿用阻燃抗静电钢丝绳芯输送带,配备KHP-183型综合保护装备。
③井下一采区轨道巷辅助运输采用1部SQ-80/75B型无极绳连续牵引车,绳速1.0-1.7m/s,滚筒直径1200mm,最大静张力80kN,钢丝绳选用φ24-6×19S+FC1670-ZS型合成纤维芯钢丝绳。
配用电动机功率75kW,电压660V。
2、通风系统:
矿井采用中央分列式通风,主扇工作方式为机械抽出式,主斜井、副斜井、进风行人斜井为进风井,回风立井回风,回风立井安装两台FBCDZ-№20型煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流通风机,功率为2×132kW,电压380V,风机风量1920m3/min~5400m3/min,风压650~2350Pa,一台工作、一台备用,担负全矿井的回风任务;可满足生产需要。
安装一套风机在线监测系统,运行可靠。
矿井反风采用通风机电机的方式实现反风,我矿定期对矿井反风设施进行检查,反风设施齐全。
目前井下一个100104高档普采工作面,利用全负压自然通风方式;掘进工作面计划两个综掘工作面和一个炮掘工作面,采用局部通风机压入式通风方式,局部通风机FBD-№6.2/2×15kW。
3、供电系统:
地面建有2座10kV变电站。
主副井工业场地10kV变电所双回路10kV架空线均引自距矿井2km处的亨元顺35kV变电所10kV不同出线侧,导线型号均为LGJ-240。
变电站设有2台S11-1000KVA/10/0.4kV变压器,供地面380V电气设备用电;车房内另设2台S11-400KVA/10/0.69kV型变压器,供副斜井提升机用电;后沟10kV变电所双回10kV电源引自大胜工业场地10kV变电所。
变电所设有2台S11-500KVA/10/0.4kV变压器,地面生活用电。
大胜10kV变电所母线配出2回MYJV22-3×95型电缆沿副斜井敷设至井下中央变电所。
中央变电所设有3台KBSG-315KVA/10/0.69kV变压器和2台KBSG-100/10型、10/0.69kV“三专”变压器。
从行人斜井10kV变电所引出2回MYJV22-3×95型电缆,沿行人斜井敷设至采区配电点,供采区水泵房、运输系统、102工作面等用电。
4、综合防尘系统:
井下消防、洒水水源取自地面工业场地建有1座容积为500m3的静压水池,管道沿副斜井敷设,送至各消防、洒水及井下各用水地点。
5、排水系统:
在副斜井井底车场附近布置有中央水泵房及主、副水仓,主、副水仓总容量1400m³,总长度120m,断面12.0m²。
采用3台MD155-67×3型水泵,流量155m³/h,扬程210m,电机功率132KW,电压660V;一台工作,一台备用,一台检修。
井底中央水泵房将矿井涌水通过敷设在副斜井井筒内的2路φ133排水管路排至地面矿井污水处理站,排水管路1路工作,1路备用。
主副水仓内设置2台BQS350/255/3-400强排水泵,流量355m³/h,扬程255m,电机功率400KW,电压10KV,分别由设置在井口旁配电室内真空高压开关控制,敷设1路φ325强排管路。
6、防灭火系统:
井下安装有静压水管路;安装了ZHJ-80/1.2型注凝胶防灭火系统;BH-40/2.5型喷洒阻化剂的防灭火系统;采用JSG-8矿井自燃发火束管检测系统。
7、压风自救系统:
选用3台FU-160型空气压缩机,正常生产及抢险施救时均为1台工作,1台备用,1台检修;单台空气压缩机排气量28.7m3/min,额定/最大排气压力0.7/0.75MPa,配套电机380V,160kW。
冷却方式为风冷。
采用3台4m3储气罐。
压风管沿副斜井及主要大巷敷设Φ133×4.5型无缝钢管,沿回采工作面及掘进工作面敷设Φ89×4型无缝钢管。
压风自救装置按规定安设在压缩空气管路上为所有采掘作业地点提供压缩空气。
8、监测监控系统:
矿井安装了KJ90NA型煤矿安全监测监控系统;KJ219型煤炭产量监控系统;KJ128型矿用人员安全监测定位系统;KT295型矿用数字程控通信系统;KT313型井下无线通信系统;KT208型煤矿数字语音广播系统。
第二章采掘范围
一、采煤
2020年三、四季度回采区域:
100102工作面、100100工作面、100130工作面、100106工作面,回采煤量18.9万吨。
100102工作面剩余走向长度240米,可采储量3.4万吨,月产计划3.4万吨,截止到2020年7月31日回采结束;
→接续100100工作面,走向长度425米,可采储量6.0万吨,月产计划3.4万吨,至2020年9月30日回采结束。
→接续100130
(1)工作面,走向长度70米,可采储量1.2万吨,月产计划1.2万吨,至2020年10月11日回采结束。
→接续100130
(2)工作面,走向长度350米,可采储量4.9万吨,月产计划3.4万吨,至2020年11月30日底回采结束。
→接续100106
(2)工作面,走向长度370米,可采储量5.2万吨,月产计划3.4万吨,至2020年12月31日回采3.4万吨。
二、掘进
2020年三、四季度掘进区域:
总进尺5333米,其中:
开拓进尺1905米。
掘进产量3万吨。
1、掘进一队在册人数38人,为综掘队,2020年三、四季度计划掘进进尺1570m,作业方式:
“三八制作业”,日进度15m。
100130回风顺槽(2020.7.1-7.25),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量300m。
→接续100130回风顺槽
(2)(2020.7.26-8.12),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量175m。
→接续100130运输顺槽(2020.8.13-9.10),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量360m。
→接续100130切眼(2020.9.10-9.20),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量80m。
→接续100130运输顺槽、切眼
(2)(2020.9.20-9.30),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量185m。
→接续100106回风顺槽(2020.10.1-11.10),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量390m。
→接续100106切眼(2020.11.10-11.20),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量80m。
2、掘进二队在册人数38人,为综掘队,2020年三、四季度计划掘进进尺1515m,作业方式:
“三八制作业”、日进度12m。
二采区回风巷(2020.7.1-8.31),半煤岩巷道,锚网索喷浆支护,沿煤层顶板掘进,工程量500m。
→接续二采区运输巷(2020.9.1-12.31),半煤岩巷道,锚网索喷浆支护,沿煤层顶板掘进,工程量815m。
3、掘进三队在册人数38人,为综掘队,2020年三、四季度计划掘进进尺1663m,作业方式:
“三八制作业”、日进度15m。
100108运输顺槽(2020.7.1-8.20),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量783m。
→接续100108切眼(2020.8.21-8.31),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量100m。
→接续100108回风顺槽(2020.9.1-10.31),半煤岩巷道,锚网索支护,沿煤层顶板掘进,工程量780m。
4、掘进三队在册人数39人,为炮掘队,2020年三、四季度计划掘进进尺585m,作业方式:
“三八制作业”、日进度4m。
东部采区开拓及联巷(2020.7.1-7.31),全岩巷道,锚网索喷浆支护,工程量90m。
100130回风联巷(2020.8.1-8.31),半煤巷道,锚网索喷浆支护,工程量95m。
二采区轨道巷(2020.9.1-11.30),全岩巷道,锚网索喷浆支护,工程量300m。
→接续各顺槽联巷(2020.12.1-12.31),半煤巷道,锚网索支护,工程量:
100m。
第三章安全风险评估
一、采煤工作面安全风险评估
10#采煤工作面所在区域地表均为丘陵地带,地表被黄土覆盖,种植有农田,结合物探、钻探等分析回采范围内无采空区积水,不带压,无小窑,无地表河流,在采掘过程中可能遇有断层、陷落柱、顶板破碎、水害、火、瓦斯、煤尘等灾害。
采取以下措施:
(一)在防治水方面采取的措施
1、定时检查排水泵、排水管路完好情况,确保有积水时能及时排出。
2、在回采前对采煤工作面进行全方位的物探,对工作面的顶板灰岩进行钻探。
3、对工作面内断层跟踪分析延伸情况观测涌水情况,并加强水文地质观测,若发现异常涌水情况,及时撤出受水患人员,汇报矿调度室,并由地测科制定防治措施,查明并消除水患,水患未消除不得进行任何采掘活动。
(二)在预防火灾方面采取的措施
1、坚持正规循环作业,加快开采速度,提高回采率,工作面浮煤要清理干净,不丢底煤;
2、工作面配风合理可靠,上、下隅角悬顶面积不得超过10㎡,减少采空区漏风;
3、加强日常通风安全监测监控、束管监测和人工检测;
4、每天工作面向上、下隅角与支架间喷洒阻化剂;
5、正常生产期间采用黄泥注浆。
(三)在治理瓦斯方面采取的措施
1、瓦检员督促队组及时对上、下隅角进行放顶,防止瓦斯积聚;
2、加强人工检测,尤其采煤工作面上隅角及巷道内高冒区的瓦斯检测;
3、瓦检员督导队组确保各类传感器吊挂到位;
4、按时对工作面传感器进行标校,确保完好可靠。
(四)在防治煤尘爆炸性采取措施
1、采煤机工作期间,使用内、外喷雾及各转载点喷雾;
2、工作面回柱过程中,使用对冒落的顶板进行洒水消尘;
3、定期冲洗巷道积尘及底皮带浮煤渣;
4、工作面进、回风巷内净化水幕能覆盖全断面且雾化效果好;
5、工作面进、回风巷内隔爆水棚按要求安设,并确保水量充足。
6、转载点设喷雾,并正常使用。
(五)在顶板管理方面采取的措施
工作面初采期间顶板压力大,过断层期间顶板破碎、易漏顶,回采过程中受采动影响,两巷顶板压力大、破碎,局部有吊包、顶网破碎漏矸,严重时易发生漏冒型冒顶,造成人员被困或伤亡、堵塞巷道、需要重点加强两巷顶板管理。
1、加强顶板支护监测,主要有支架阻力观测、两巷超前支护单体支柱阻力监测、巷道顶板离层仪监测。
2、工作面两巷加强超前支护,及时架设单体支柱。
3、工作面过断层时,煤帮增打临时支护,防止漏顶、片帮,同时如果顶板破碎可采取预铺金属网,防止漏顶发生且加快推进速度,及时支护移溜,控制顶板。
4、采煤机司机割煤过程中不得随意破顶,不得留台阶,掌握好采高,工作面遇地质构造时,可适当降低采高。
二、掘进工作面安全风险评估
一采区北部掘进施工区域对应地面位于丘陵地带,地表大部分被黄土覆盖,地面无其它构筑物、河流等分布;可能有老巷的存在;二采区施工区域为井田未开拓区域,在掘进过程中可能遇有断层、陷落柱、老巷、瓦斯、火、煤尘、破碎顶板等灾害,采取如下措施:
(一)在防治水方面采取的措施
1、严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的基本原则。
2、定时检查排水泵、排水管路完好情况,确保有积水时能及时排出。
3、接近陷落柱时编制专项设计,谨防陷落柱导水。
4、在进入破坏区及物探富水区探水线前编制专项探放水设计疏放破坏区及富水区积水。
(二)在防火方面采取的措施
1、掘进作业时尽量避免过分破碎煤体;加强顶板管理,避免煤柱破裂;及时清理工作面及胶带输送机下的浮煤等内因火灾防治措施。
2、工作面按要求配备消防洒水系统。
3、掘进机、胶带输送机、机电设备硐室、油脂存放地点等按要求配备灭火器材;杜绝电气设备失爆;严格按照作业规程要求进行爆破作业等外因火灾防治措施。
(三)在治理瓦斯方面采取的措施
掘进工作面推进速度越快,瓦斯涌出量越大;局部通风机因停电、风筒切断、风机故障等,造成掘进工作面无风或微风,导致迎头瓦斯浓度突然升高,引发瓦斯事故;风筒出风口距离迎头超过5米,造成迎头瓦斯积聚。
1、瓦检员加强巡回检查,有异常及时汇报区队领导,采取相应措施,确保人员安全。
2、掘进队组匀速推进工作面,风筒及时进行延接;运送大型物料注意保护风筒。
3、加强对局部通风机的管理,确保风机运转正常,风筒无破口。
4、掘进队组确保各类传感器吊挂到位,监控队确保各类传感器完好可靠。
(四)在治理煤尘方面采取的措施
1、综掘机工作期间,使用内、外喷雾及各转载点喷雾。
2、定期冲洗巷道积尘及底皮带浮煤渣。
3、工作面内净化水幕能覆盖全断面且雾化效果好。
4、工作面内隔爆水棚设置合理且水量充足。
(五)在顶板管理方面采取的措施
在掘进过程中受陷落柱、断层、等影响导致巷道顶板破碎,掘进与支护困难,会造成顶板危岩活矸掉落伤人;支护不及时,易发生片帮,漏顶事故。
1、加强顶板支护监测,主要有巷道顶板离层仪监测、木支柱形变情况观测。
2、遇断层时,短掘短支,临时支护后,及时永久支护,并补打锚杆、锚索、架棚支护。
3、当顶板破碎时,严格按照规程要求施工,割煤和支护缩小排距。
三、其他
其他未提及事项严格执行《煤矿安全规程》和《煤矿安全生产标准化》的规定要求。
第四章安全评价结论
宝华煤矿2020年采掘活动范围均在5年规划区,在划分的可采区域内,水患调查清楚,经对各生产系统及工作面水、火、瓦斯、顶板、煤尘等安全风险的辨识、分析,各系统及工作面存在着安全风险,但通过采取专项措施后是安全可控的。
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