矿井通风与安全毕业设计

矿井通风与安全毕业设计

前言

一、总说明

鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司为具有采矿许可证的生产矿井。设计生产能力30万t/a，企业性质为股份制。该矿距离市区10km，距大白线3 km。地理坐标为东经114041′59",北纬35047′53"。井田为鹤壁煤田最南端浅部，北部

断层（青羊口断层），边界以纬线3963800与鹤壁市许沟煤矿毗邻，南部边界为F

308

西部边界为煤层露头，东部边界为-400m水平与河南煤业化工集团鹤壁煤电十矿井田相邻。井田呈一单斜构造，西高东低，走向长度2.15 km，倾斜长度0.866 km，

煤层，煤层倾角为井田面积1.4815 km2，开采标高+28.6m～-400m水平。开采二

1

23°～40°，平均30°，煤层厚度7.46m。属低灰分、特低硫、中高发热量的贫煤。矿井正常涌水量为80m3/h,最大涌水量为160 m3/h。井田范围不大，采用立井两水平下山开拓。现有一翼生产。矿井田范围由以下10个拐点坐标圈定：

1

二、设计编制依据

1、有关勘察设计

1）鹤壁矿务局地测处提交的《鹤壁煤田冷泉井田地质勘查报告》

2）鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司水文地质条件的说明

3）鹤壁市地质队2006年编制的《鹤壁市大河涧许沟煤矿储量核查报告》

2、有关证件、文件

1）河南省国土资源厅关于鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司划定矿区范围申请的批复；

2）国家煤矿安全监察局2010年颁发的《煤矿安全规程》；

三、设计指导思想

1、认真贯彻执行《煤矿安全监察条例》、《煤矿安全规程》及有关规定，给煤矿安全设施设计审查与竣工验收工作提供依据；

2、给煤矿安全设施的建设提供依据；

3、充分考虑煤矿的煤层赋存、地质构造、水文、围岩条件、瓦斯、煤尘、自燃、煤与瓦斯突出等地质条件及有关安全条件，矿井交通、供电、供水、环境等外部条件，结合矿井开拓开采系统进行有关安全设施设计。

四、设计的主要特点及安全评价

1、设计的主要内容及特点

1）对鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司的地质条件、安全条件以及矿井设计概况进行了综述。

2）进行了矿井通风安全设计，根据矿井地质安全条件，进行矿井通风(风量、风压的计算的校核)计算，风机的选型，明确了矿井的避灾线路及通风安全注意事项。

2

3）进行了矿井瓦斯灾害防治设计，编制了防爆、隔爆等设计。

4）编制了矿井水防治措施。

5）结合该矿开拓方式，编制了该矿生产系统各环节设备安全生产的措施。

6）根据矿井生产特点，对矿井瓦斯，井下环境和大型机电设备的工作状态进行了监测监控设计，以便矿领导及有关人员及时了解情况，采取有效措施。

7）编制了矿井安全检测及装备设计。

2、安全条件评价

1）煤层顶底板岩性

直接顶板主要为黑色及深灰色砂质泥岩或泥岩，厚度2～5m.浅部多为泥岩，深部多为砂质泥岩，21-1孔细中粒砂岩(S

10

)直接压煤，砂岩厚达26.25m，煤层老顶为砂岩，以21-1孔为中心向四周逐渐变薄至10m以下，砂岩斜层理发育，节理

不甚发育。二

1

煤底板黑色泥岩或砂质泥岩，厚度0.7～17m。

2）生产采面

目前该矿北翼21采区也于2005年采完，现生产采面为南翼12采区的一个工作面，和一个掘进工作面。22采区尚没布置。

3）煤尘和煤层自燃

2008年经抚顺通风防灭火实验室鉴定:全矿井相对瓦斯涌出量 4.01m3，绝对

涌出量2.62m3，低瓦斯矿井。二

1

煤煤尘爆炸指数12.79%，具有爆炸性；煤有自燃发火性，发火期6～12个月。

4）地温

在本区19－4孔曾作过稳态测温,测温曲线成果基本上反映了地温状况，从孔口以下100～660m，平均地温梯度为0.82℃/100m，孔底温度20.96℃，无热害影响。

5)水文地质

（1）主要含水层

本区主要含水层有O

2灰岩含水层、C

3

L

2

灰岩含水层、C

3

L

8

灰岩含水层、S

10、

S

11

…….

3

等砂岩裂隙含水层、新近系砾岩孔隙含水层。

O

2

广泛出露西部山区，总厚度大于500m,以大气降水补给为主，许家沟泉群为主要泻水点，富水性强,渗透系数K=0.173米/昼夜，单位涌水量Q=0.067公升/

秒/米，PH=7.55，水质类型为HCO

3SO

4

，Ca-Mg型水。

太原组L

2

灰岩含水层露头被新生界地层覆盖，接受新近系砂岩含水层

（N

2）裂隙孔隙水补给或通过断层接受O

2

补给。富水性强，渗透系数=2.048米/

昼夜，单位涌水量Q=0.2549公升/秒、米，PH=8.10，水质类型为HCO-SO

4

-Ca-Mg 型水。

太原组L8含水层补给水源与L2基本相同，富水性强。渗透系数K=0.413～5.554米/昼夜，单位涌水量q=0.0503～0.2407公升/秒/米，PH=7.45～

7.90，水质类型为HCO

3-SO

4

-K-Na-Ca-Mg型水。

二

1顶板砂岩含水层（S

10

、S

11

）受大气降水补给条件差，主要露头处接

受N

2

裂隙孔隙水补给，富水性中等。渗透系数K=0.061～0.235米/昼夜，单位涌

水量q=0.0240～0.0493公升/秒.米，PH=7.5，水质类型为HCO

3-SO

4

-Ca-Mg型水。

新近系砾岩含水层（N

2

）部接受大气降水补给，具潜水性质。深部接受大气降水补给条件差，主要接受淇河水补给。

（2）主要隔水层

本溪组隔水层，主要由砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩和薄煤层组成厚度20～25m；

二

1煤底板隔水层，即二

1

煤至灰岩之间的砂质泥岩、砂岩、薄层灰岩（C

3

L

9

）

及薄煤组成，厚度26～40m；

二

1

煤顶板隔水层，由泥岩、砂质泥岩组成，一般厚度不大，起不到隔水作用；

新近系底部粘土隔水层，该层发育不好，不连续，厚度0～40m。

（3）断层导水性分析

井田内多北北东、北东向断层,属压扭性断裂，两盘挤压较紧不易导水，但应

重视两点：其一，巷道穿越断层，矿压变化可能破坏断层不导性；其二，就二

1

4

煤而言均为承压含水层，应重视水压与采掘关系。

（4）矿井水文地质类型及矿井水涌水量预计

根据鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司储量核查报告，本矿水文地质类型为二类一型，即水文地质条件中等的矿床。

矿井正常涌水量为80m3/h，最大涌水量为160m3/h。

3、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题

（1）勘探程度评价

本区以往地质工作始于1958年，同年6月中南煤田地质局127队提交了《鹿淇勘探区地质精查报告》，该报告未包括许沟区；1966年6月125队提交了《盆场许家沟勘探区地质报告》；1981年8月鹤壁矿务局地测处、河南省煤田地质勘公司地质三队提交的《鹤壁煤田冷泉井田煤矿精查补充勘探地质报告》，经河南煤管局批准，评议结论为：构造控制较好属中等构造型，二

1

煤层属稳定型煤层。1999年5月鹤壁市地质队编制了《河南省鹤壁市大河涧许沟煤矿储量报告》，对矿井储量进行了核查，经河南省国土资源厅豫储证字（2001）010号文批复。

（2）地质构造分析及评价

本区探明断层6条，以正断层为主，多为北北东、北东向，属压扭性断裂，两盘挤压较紧不易导水。但应重视两点：其一，巷道穿越断层，矿压变化可能破

坏断层不导性；其二，二

1煤顶底板含水层C

3

L

2

、O

2

含水层均为承压含水层，应重

视水压与采掘关系。

4、资源及开采条件评价

(1)储量分布

本矿井的开采对象为二迭系山西组的二

1煤，井田范围内的二

1

煤层总资源储

量为1185万t，其中淇河下压煤352万t。

(2)煤层及开采条件

二

1

煤层厚度大，层位稳定，煤层结构简单，顶底板条件较好，易于管理，所有这些都为矿井开采提供了有利的资源条件。但煤尘具有爆炸性，随着开采深度

5

的增大，瓦斯涌出量可能会相应增加，开采中必须采取相应的安全措施，确保矿井安全生产。

5、冲击地压情况

矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料，邻近矿也无冲击地压的情况，所以该矿矿井暂按无冲击地压矿井考虑。

6、地质灾害防治

矿区内存在未经测量上图的建筑，开采中必须按规定留设村庄等需保护建筑的煤柱，避免因开采引起地面塌陷、地裂缝等破坏地面建筑以及引起地面陡岩垮塌。

切实注意因地下开采引起的地面沉降、塌陷、地裂缝、滑坡等地质灾害，加强监测，若发生则及时处理，避免进一步扩大。

7、环境保护

对矿井产生的矿井水、废水，该矿建立了排放系统，排出的矿井水主要用于附近农作物灌溉。生产中产生的矸石用于附近预制砖厂主要制砖材料。

8、待解决的主要问题

1）矿井建设掘进过程中进行巷道编录，调查围岩情况，认真作好记录和分析，为巷道维护和工作面顶板管理提供较可靠的依据。

2）加强瓦斯等级鉴定工作，进行瓦斯含量、瓦斯涌出量测定，分析和掌握瓦斯赋存和涌出规律，为瓦斯综合治理提供可靠依据。

3）进一步加强水文地质工作，详细进行地表水的调查，废弃小窑的调查，采空区的调查，在井下开采过程中进行矿井涌水量的实测和监测，坚持“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”，若对掘进前方水文资料掌握不清则必须“边探边掘”。

4）进行煤与瓦斯突出危险性鉴定工作，注意瓦斯涌出量的变化，进行瓦斯梯度变化的分析，避免采掘工作面布置在应力集中带，加强煤与瓦斯突出的预测和预防工作。

6

5）开采中特别是在开采深度较大的情况下，尽量避免应力集中，遇坚硬顶板煤层，注意顶板大面积冒落的冲出地压的发生。

6）加强地质灾害的调查和防治工作，生产过程中加强地质灾害的调查和监测，发现地质灾害的产生和变化，应及时采取相应措施。

7）注意环保工作，保证环保投入，加强排污治理与综合利用。

五、编制内容依据的法、条例、规程、规范、细则

1、国家煤矿安全监察局2010年颁发的《煤矿安全规程》；

2、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第5号令——《煤矿安全生产基本条件规定》；

3、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第8号令——《煤矿企业安全生产许可证实施办法》；

4、《煤矿建设工程安全监察手册》，国家煤矿安全监察局、煤矿安全监察一局；

5、能源部制定的《煤炭工业小型煤矿设计规定》；

6、《煤矿一通三防安全知识》，煤炭工业部；

7、《关于强化一通三防工作控制瓦斯煤尘事故的通知》，煤炭工业部；

8、《煤矿安全监察条例》，中华人民共和国国务院令；

9、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》，中国统配煤矿总公司；

10、《煤矿企业安全生产管理制度规定》，国家煤矿安全监察局；

11、国务院文件—〔2005〕446号令，关于《国务院关于煤矿生产安全事故的特别规定(试行)》；

12、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件—安监总煤矿字〔2005〕120号文件，关于加强煤矿水害防治工作的紧急通知；

13、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件—安监总煤矿字〔2005〕133号文件，关于印发《煤矿重大安全生产隐患认定办法(试行)》的通知；

7

14、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件—安监总煤矿字〔2005〕134号文件，关于印发《煤矿隐患排查和整顿关闭实施办法(试行)》的通知；

15、国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局文件—安监总煤矿字〔2005〕135号文件，关于印发《煤矿安全培训监督检查办法(试行)》的通知；

六、其他说明

1、煤矿在生产过程中，本设计中未涉及到的内容须严格执行《煤矿安全规程》、《煤矿安全监察条例》、《煤炭工业小型煤矿设计规定》及有关规定。

2、矿井在生产过程中巷道掘进和工作面回采必须编制掘进工作面作业规程和回采工作面作业规程，并编制相应的安全生产措施。

8

第一章井田概况及地质特征

第一节井田概况

一、位置、交通

鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司位于鹤壁市淇滨区金山办事处许家沟村，。矿区内有不足15km的地方公路与107国道及市区主干公路连通，另外矿区距鹤壁火车站不足15km，距鹤煤集团公司铁路专用线不足3km，交通较为便利。

二、自然条件

1、地形、地貌

本区地貌类型属太行山区之前缘丘陵地貌的一部分，为侵蚀成因的丘陵地貌，在矿区北部和南部各有一丘岗。其中南部丘岗标高为184.5m，岗下最低标高109.5m地形高差75m。北部丘岗标高164.4m。丘岗之间为弱等切割的冲沟坳地或平坦谷地，平时无积水，雨季可泻洪。

2、水系

该地属卫河水系、海河流域，淇河流经该矿南端，本段河床宽超过100m，坡度约为0.3％，水流平缓，有小河漫滩，河北岸似有内迭式二～三级阶地。

在许家沟村西有一O

石灰岩上升泉群，常年涌水量约1.4m3/min,流入淇河。

2

3、气象

9

本区属北温带大陆性干旱型气候。

(1)气温：该地区年平均最高气温年份是1961年（15.3℃），最低份是1964年（13.1℃），一般年份平均气温为14.5℃。最高气温可达42.3℃（1967年6月4日），最低气温可低至－15.5℃（1967年1月15日）。

（2）湿度：年平均绝对湿度11.63毫巴，年平均相对湿度60％。

（3）降雨量：年降雨量最大为1394.1毫米（1963年），最小为266.6毫米（1965年），平均年降雨量679.8毫米，雨期集中在七、八月份。

（4）发量：本区蒸发量大于降雨量，统计资料表明，最大年份蒸发量2695毫米（1965年）,最小年份1859.3毫米（1979年）年平均蒸发量2264.1毫米。

（5）风向、风速：每年八月至来年二月北风多，最高风速可达25m/min,每年三至七月多南风，最大风速14m/min。

（6）地表温度：年平均最高值13.68℃，最低值9.3℃，平均值13.3℃，冻土厚约0.3m。

4、地震

从历史地震资料分析整理可知，本区及临区烈度小于Ⅴ度的地震多次发生，烈度Ⅴ度～Ⅷ度地震涉及本区者从1303年至今，至少有19次，本区最大烈度Ⅶ度。河南省地震局把本区地震烈度设定为Ⅷ度。

三、相邻矿井概况

鹤壁市许沟煤矿位于大河涧许沟煤矿有限责任公司井田北边界F1067断层北

煤层，二个立井开侧，该矿于1976年5月建井，生产能力21万吨/年，开采二

1

拓，井深179m，开采水平标高-250m，矿井正常涌水量60m3/h，属低瓦斯矿井，煤尘有爆炸性，煤层无自燃发火倾向。

四、主要自然灾害

1、瓦斯

该矿2008年度瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井。

3、煤尘

10