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煤矿开发利用设计方案

作者:煤矿安全网 2012-10-17 来源:煤矿安全网

目 录
一、概述 1
二、矿产品需求现状和预测 - 6 -
三、矿产资源概况 - 6 -
四、主要建设方案的确定 - 17 -
五、矿床开采 - 25 -
六、选矿及尾矿设施 - 35 -
七、环境保护 - 36 -
八、矿山安全 - 40 -
九、开发方案简要结论 - 51 -

 

 

 

 

附表:
    综合技术经济指标表
附图:
    (1)矿区地形地质及总平面图(1:2000);
    (2)开拓系统、采区巷道布置及机械配备平面图(1:2000);
    (3)采区巷道布置Ⅰ-Ⅰ剖面图(1:2000);
    (4)采煤方法标准图(1:100);
附件:
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   一、概 述
  (一)矿区位置、隶属关系和企业性质
    1.矿区位置
    煤矿位于 村境内,行政区划属 所辖。矿区地理坐标:东经 ,北纬 。矿区为一五边形,矿区面积0.5135km2。
   矿井距 镇约40.0km,距 火车站5km,距 ~ 公路2.0㎞, 支线从矿山东部边沿经过,交通极为方便。
   详见交通位置图1-1。
    2.隶属关系和企业性质
   根据 府函〔2006〕205号文,经原 与 煤矿业主协商,整合后共同成立 煤矿,并获得了省国土厅颁发的《采矿许可证》,核定生产能力15万t/a。
   整合后的 煤矿仍属私营个体企业,行业管理由 煤炭管理局管辖。
   
              
              图1-1 矿区交通位置图
              
              
              
              
              
              
              
              
              
              
    3.矿山现状及编制说明
    煤矿由原 煤矿(拐点坐标见表1—1)与原 煤矿(拐点坐标见表1—2)整合而成,整合后其范围由5个拐点圈定(表1—3)。新矿权矿区面积为 km2。
   

  矿区位于 关向斜北西翼北端,属 关向斜 井田, 关向斜含煤构造单元是 重要的含煤构造及商品煤基地,煤层赋存众多(主要可采煤层有2、6上、10、12、16上、18上、19、23上、24、30上共10层),煤质较好,属主焦煤;同时煤层埋藏较浅、有露头出现,同时本区交通较为方便,因而区内采煤历史悠久,本矿区内煤层露头线上有多个小窑分布。大多为当地村民季节性开采,以采掘民用煤为主,证照不齐,现区内所有小煤窑均已关闭、封停。

  区内原 煤矿、 煤矿始建于90年代,均属合法生产矿井,生产规模 万t/a。两矿井均建有完整的开拓开采系统,其中原 煤矿建有2条井筒,井筒位于矿界南部边界,基本采用沿煤层(10号煤层)斜井开拓,开采10号煤层;原 煤矿亦有完整的开拓系统,建有2条井筒,采用平硐暗斜井开拓,暗斜井(运输、回风下山)沿12号煤层布置,截止2008年2月29,10、12煤层共开采62.53万t原煤。

  为适应当前煤炭市场及满足煤炭产业政策的需要,该两矿井进行整合并扩能至15万t/a。为进行整合设计及办理整合各项手续,2008年3月,业主委托了 省113地质队编制了《 煤矿资源/储量核实报告》,该报告通过了 省规划院的专家评审,其核准的资源/储量获得了省国土厅的备案证明( 国土资储备字〔2008〕427号)。2008年6月,煤矿业主委托我公司编制该矿井的开发利用方案。

  (二)编制依据

  二、矿产品需求现状和预测

  (一)矿产品市场需求情况和预测

  省2005年省内消耗5500万t(其中电力用煤1850万t),省外消耗4000万t(含出口),主要是粤、桂、湘、川、渝、滇六省、市、区。

  对于 省,从今后煤炭消费发展看,按照全省对重点耗煤行业的发展规划,分析2010、2015年煤炭消费市场情况为12500、13000万t。

  煤矿有多层可采煤层,其煤种为低灰~中灰、低硫~中硫、低~中热值焦煤,为较好的炼焦煤及炼焦配煤。焦煤除销住当地焦化厂外,由于本矿位于 省南部的 ,煤炭可销往云南、广西及广东等地。随着当地及周边经济的发展,本区煤炭需求量将进一步上升。

  (二)产品价格分析

  当地炼焦用煤,目前坑口价格在 元/t左右。随着当地经济的迅速发展,煤炭价格将会继续上涨,这将为矿山带来良好的发展机会。

  三、矿产资源概况

  (一)矿区总体概况

  1.矿区总体规划情况

  为充分发挥煤炭资源优势,促进 煤炭开发健康、持续、合理、有序发展,六 水市政府委托设计单位对现有生产矿井进行整合、调整、技改,使之符合当前产业政策需要的产业规模从而达到安全生产的目的,编制完成了《 水市 煤矿整合和调整布局方案》,该方案通过省内各相关管理部门的审查,最终由 省人民政府批准。其中 (3万t/a)与 煤矿(3万t/a)整合而成,整合后煤矿名称为 煤矿,由5个拐点圈定,矿区面积0.5135km2,整合后的 煤矿设计生产能力15万t/a。

  根据 省国土资源厅2007年7月10日颁发的 煤矿《采矿许可证》, 煤矿属 合法生产矿井,周边无其它矿井存在,矿权无重迭现象。

  2.矿区矿产资源概况

  根据《 煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明( 国土资储备字[2008]427号), 煤矿(标高+1600-+1300m)保有资源量(122b+333)765.68万t。其中控制的基础储量(122b)641.41万t,推断的内蕴经济资源量(333)124.27万t。

  3.本设计与矿区总体开发的关系

  根据《 煤炭资源整合方案》, 煤矿为原 及原 煤矿整合,为办理整合后的《采矿许可证》,亦为合理开发利用保有的矿产资源,受 煤矿业主的委托,编制整合后 煤矿的开发利用方案。

  设计严格按照国土资源部门划定的矿区范围、准采标高进行设计。同时严格按照煤矿设计规程、规范,煤矿安全规程进行设计,并结合整合矿井的特点,设计以充分利用原有井巷设施、设备,以节省矿井投资为原则。

  (二)设计项目的资源概况

  1.矿床地质及构造特征

  1)地层

  煤矿区域内出露地层主要为二叠系上统峨眉山玄武岩(Pβ)、龙潭组(P3l)和三叠系下统飞仙关组(T1f)及少量第四系地层。

  (1)峨眉山玄武岩(Pβ):出露于西部外围,由深灰色及灰绿色拉斑玄武岩、紫色凝灰岩、灰色致密的凝灰质角砾岩等组成,总厚度约250m,与上覆龙潭组呈假整合接触。

  (2)龙潭组(P3l):为矿段内含煤地层,属以细碎屑岩为主的海陆交互相沉积。岩性由灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成,厚度220-245m,一般230m。含煤40-50层,一般可采10层。分为三段:

  第一段:为24号煤层顶界至铝土岩(龙潭组底界)。含主要可采煤层有24号、30上煤层。平均厚度40m;

  第二段:为12号煤层至24号煤层顶板。含主要可采煤层有12号、16上、18上、19、23上煤层,平均厚度100m;

  第三段:为12号煤层顶板至1号煤层顶板(龙潭组顶界)。含主要可采煤层有2号、6上、10号煤层。平均厚度90m;

  (3)三叠系下统飞仙关组(T1f):平均厚度500m

  第一段(T1f1):为灰绿色细砂岩、粉砂岩、薄层砂质泥岩、泥岩组成,下部富含动植物化石及星散状黄铁矿,平均厚度152m。

  第二段(T1f2):多由紫色泥岩、砂岩、泥质粉砂岩等组成,平均厚度359m。

  (4)第四系(Q):

  该地层主要为坡、残积层分布于地形低洼地带,岩性为亚粘土及含碎石亚粘土,厚度0-15m左右。

  2)地质构造

  矿区位于 关向斜北西翼南段,地层总体走向北西,倾向南东,倾角17-34°,一般20°。

  矿区及外围发育的断层有F24、F28、F245,现分述如下:

  F24断层:分布于矿区外围西部,走向N°20—40°E,走向长4100m,向南、北申出图外,断层面近直立,断层以平推为主,落差60m左右,造成地表煤层重复。

  F28断层:分布于矿区及矿区以南,走向近南北,走向长约1050m,倾向西,倾角55°,落差15—20m,上 下降,为一正断层,造成煤层缺失。

  F245断层:分布于矿区范围,走向NE—SE,往南交于F24断层上,倾向NE,倾角50°,落差10—20m,上 下降,为一正断层,造成煤层缺失。

  另有一些小断裂,规模较小,在此不在一一赘述。

  综上所述,矿区构造较简单。

  2.煤层及煤质特征

  1)煤层特征

  煤矿矿区内主要可采煤层为2、6上、10、12、16上、18上、19、23上、24、30上煤层,现分述如下:

  (1)2号煤层

  位于煤组上段顶部,下距6上煤层13.00—26.00m,平均20.3m。厚度0.37-1.68m,平均厚度1.11m,一般夹0.07-0.68m厚的高岭石泥岩1—3层,煤层顶板为细砂岩、粉砂岩,厚度9.2m,底板为厚约0.3m泥岩,煤层较稳定。

  (2)6上煤层

  位于煤组上段中部,上距2号煤层13.0—26.0m,平均20.3m,下距10煤层11.0—45.0m,平均22.09m。全层厚度0.64-2.58m,平均厚度1.61m,煤层中夹0.07-0.34米厚的灰色泥岩0—3层,顶板为粉砂岩或粉砂质泥岩,有几十厘米的伪顶;底板为细砂岩,有几十厘米的伪底。煤层较稳定。

  (3)10号煤层

  位于煤组第二段中部,上距6上煤层11.0—45.0m,平均22.09m,下距12煤层11.50—27.50m,平均22.09m。全层厚度0.74-1.44m,平均1.15m,夹矸0-2层,为灰色泥岩,煤层较稳定,顶板为粉砂质泥;底板为泥岩、粉砂质泥岩。

  (4)12号煤层

  位于煤组中段上部,上距10号煤层11.50—27.50m,平均22.09m,下距16上煤层8.71—40.5m,平均35.25m。全层厚度0.70-4.23m,平均2.67m,夹矸石0—2层,厚0.05—0.32m,煤层较稳定,厚度变化较大,顶板为粉砂岩,底板为粉砂质泥岩,其上有几十厘米的泥岩伪底。

  (5)16上号煤层

  位于煤组中段上部,上距12煤层8.71—40.5m,平均35.25m,下距18上煤层6.0—20.0m,平均7.83m。煤层厚度0.79~7.69m,平均厚1.81m,厚度变化大,含夹矸0—2层,为高岭石泥岩。煤层顶板一般为灰色粉砂质泥岩或泥岩,底板为泥岩或粉砂岩。。

  (6)18上煤层

  位于煤组中段中部,上距16上煤层6.0—20.0m,平均7.83m,下距19号煤层14.0—30.5米m,平均22.08m。煤层厚度0.38~3.43m,一般厚2.32m,煤层构造复杂,一般含0—2层夹矸,夹矸为黑色泥岩,厚0.13~0.51m。顶板为灰色泥岩或炭质泥岩作为伪顶;底板一般为1.00m左右的黑色泥岩,其下为粉砂岩。

  (7)19号煤层

  位于煤组中段中部,上距18上煤层14.0—30.5m,平均22.08m,下距23上煤层约12-25.5m,平均7.23m。煤层厚度0.19-1.97m,一般厚1.62m,厚度稳定。煤层结构复杂,普遍含1—3层0.05-0.36米左右的泥岩夹矸。顶板为泥质粉砂岩,局部有0.2m左右的泥岩作伪顶;底板为0.8m左右的灰黑色泥岩或炭质泥岩,其下为浅灰色粉砂岩。

  (8)23上号煤层

  位于煤组中段下部,上距19号煤层12-25.5m,平均7.23m,下距24号煤层约10.0-19.0m,平均13.68m。煤层厚度0.21-2.91m,一般厚1.07m,厚度变化大,煤层结构复杂,含0-3层0.00-0.64m左右夹矸,顶板为粉砂岩,底板灰黑色泥岩或炭质泥岩。

  (9)24号煤层

  位于煤组下段上部,上距23上煤层10.0-19.0m,平均13.68m,下距30上煤层约27.5-47.0m,平均34.18m。煤层厚度0.55-1.72m,一般厚1.20m,厚度稳定。煤层结构复杂,普遍含0-2层0-0.45m左右的泥岩夹矸。顶板为泥质粉砂岩,局部有薄层泥岩作伪顶;底板为0.8m左右的灰黑色泥岩或炭质泥岩,其下为浅灰色粉砂质泥岩。

  (10)30上煤层

  位于煤组下段下部,上距24煤层27.5-47.0m,平均34.18m,煤层厚度0.13-1.27米,一般厚1.01m,厚度稳定。煤层结构简单,偶含0—2层0.06m左右的泥岩夹矸。顶板为泥质粉砂岩,局部有薄层泥岩作伪顶;底板为0.5m左右的灰黑色泥岩或炭质泥岩,其下为浅灰色粉砂岩。

  矿区内主要可采煤层特征见表3-1。

  表3-1 主要可采煤层特征表

  2)煤质特征

  (1)工业分析

  该区原煤灰份为低灰的只有12号煤层,分析值为14.32%;为中灰的有2、6上、10、16上、18上、19号煤层,分析值为15.64-23.74%;其余为高灰煤,分析值为27.66-37.13%。矿区2、6上、16上、18上原煤挥发份平均值为34.00—35.65%,精煤胶质层Y为15.7-21.6,应属气煤,23、24、30上原煤挥发份平均值为32.99-34.31%,精煤胶质层Y为29.3-41.2,应属肥煤,12、19煤层原煤挥发份平均值为33.46-36.24%,精煤胶质层Y为23-25.5,为气煤到肥煤的过渡层。

  (2)硫分分析

  原煤全硫≤0.50%的有2、6上、10、12、16上、18上、30上,属特低硫煤;>0.5-1.0%的有19,属中硫煤;>1.5%的有24、23上,属中高硫煤。

  (3)发热量

  该区内煤层原煤可燃基发热量均在19.71-20.48(MJ/kg)。属低—中热值煤。

  矿井可采煤层煤质特征详见表3-2。

  表3-2 可采煤层煤质特征表

  3.矿床开采技术及水文地质条件

  1)矿床开采技术条件

  (1)顶底板条件

  本岩类组主要为三叠统下统飞仙关组(T1f)和二叠系上统龙潭组(P3l)的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩等,本岩类抗风化能力弱,风化后呈土状结构,含泥砂重,岩土工程地质性质差。煤层的顶板为粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、底板为粘土岩、粉砂质泥岩,稳定性差,工程地质条件中等—复杂。

  (2)瓦斯

  根据原勘探报告,在钻探过程中,瓦斯突出现象明显,矿区处于瓦斯突出较激烈地带。据坑道资料统计,瓦斯含量为2.5%,每昼夜采1吨煤要喷出瓦斯28.5m3。属瓦斯突出矿井。

  (3)煤尘爆炸性

  根据原勘探报告经对分析结果进行计算,各煤层之煤层爆炸指数均在22%以上,推定区内煤层易燃,有煤尘爆炸的危险。

  (4)煤的自燃倾向性

  根据原勘探报告,矿区各煤层均有自燃发火倾向,属二类自燃煤层。

  (5)煤与瓦斯突出

  本矿井生产过程中曾发生煤与瓦斯突出事故,按有煤与瓦斯突出矿井设计。

  (6)地温

  区内未发现地温异常区,地温正常。

  2)水文地质条件

  矿区位于 西矿区 井田的中部,属于珠江水系的北 江上游拖长江支流,拖长江从矿区外围南部边界通过,汇入北 江。地表水系呈树枝状分布于河流两侧,多为雨源型冲沟,流量随季节的变化而变化,降水时雨量骤然增大,雨停时则迅速减小,冬春(枯水季节)甚至干枯断流。矿区地形总体为北西、南东高,中部低,最低侵蚀基准面为矿区南侧的拖长江河谷,海拔高程为1519.2m,而开采煤层最低标高为1300m,低于当地最低侵蚀基准面,煤矿开采,地表水补给地下水,将增加煤矿矿坑涌水量。

  (1)地下水类型

  矿区内地下水类型主要为基岩裂隙水,其次为松散岩类孔隙水。

  (2)含水岩组及其含水特征

  ①基岩裂隙水含水岩组:主要包括三叠系下统飞仙关组(T1f)和二叠系上统龙潭组(P3l)及峨眉山玄武岩组(P3β)。

  三叠系下统飞仙关组(T1f)含水岩组:上段为灰绿色细砂岩、粉砂岩、薄层砂质泥岩、泥岩组成,下部富含动植物化石及零星散状黄铁矿,下段为紫色岩层:多由紫色泥岩、砂岩、泥质粉砂岩等组成。该岩组风化裂隙及垂直溶蚀较发育,透水性较好,富水条件较好,含大量基岩裂隙水,具有较好的含水性能,本次测得其枯季泉流量最大为0.46L/S,为富水性中等含水岩组;

  二叠系上统龙潭组(P3l)含水岩组:属以细碎屑岩为主的海陆交互相沉积。岩性由灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成,该岩组风化裂隙较发育,含少量裂隙水,本次测得其泉流量为0.23L/S,为富水性弱含水岩组;

  二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)含水岩组:由深灰色及灰绿色拉斑玄武岩、紫色凝灰岩、灰色色致密的凝灰质角砾岩等组成,该岩组富水性弱,未见泉水出露,为富水性极弱含水岩组,为相对隔水层;

  ②松散岩类孔隙水含水岩组:主要为第四系(Q),矿区内除南部少数孤峰基岩裸露外,其余均为风化残积、坡积物覆盖,低洼处和沟谷中有洪积和冲积物堆积。厚度变化不大,0~10m,一般厚2.00m左右。地下水赋存条件差,枯季一般不含水,局部松散层厚度较大的地带,含少量孔隙水。

  ③断层破碎带裂隙水含水岩组:在矿区中、西部发育有断层F28、F245、F24,落差均大于30米,破坏了煤层的连续性,且均为正断层,具有一定的富水性和导水性,为将来煤矿开采后矿坑涌水的主要导水通道。

  (3)地下水的补给、径流、排泄条件

  矿区内的地下水靠大气降雨补给,大气降雨一部份蒸发回到大气层,另一部份通过裂隙、岩溶管道下渗补给地下水。地下水的流向受岩性、构造的控制,其总体流向为由南西向北东或北流。

  (4)矿井充水因素分析

  该矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床,主要为顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏,其次为老窑积水及采空区积水等。根据实际调查,经采用水文地质“比拟法”对矿井的总涌水量进行估算,整合后 煤矿面积为0.5135km2,利用公式Q=Q1×S/S1得:雨季涌水量=75m3/h,旱季涌水量=35m3/h。矿山开采过程中的实际测量,煤层开采时有滴水、淋水现象,对矿床开采影响较明显,在今后开采生产中应加强对采空区积水的监测,确保生产安全

  大气降水是矿床充水的主要因素。一般沿基岩裂隙渗入矿井,裂隙发育地段矿井充水会有所增大;地表水对地下水具有一定的补给作用,矿床开采引起地表塌限后,地表水与地下水之间可能发生联系,易引起矿床充水,在掘进过程中,要注意发生突水现象,应引起高度重视,特别是在靠近拖长江一带,需留设足够的保安煤柱,加强探测及防水工作。矿区在今后的采矿生产过程中应加强水文地质勘查工作,做好防水和排水工作,确保安全生产。

  综上所述,矿区的水文地质条件属简单—中等类型。

  4.矿产资源储量

  根据《 省 煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明( 国土资储备字[2008]427号),资源量核准基准日:2008年2月29日,评审备案的 煤矿(标高+1600-+1300m)保有资源量(122b+333)765.68万t,其中探明的基础储量(122b)641.41万t,推断的内蕴经济资源量(333)124.27万t。

  矿井各类保有资源/储量见表3-4。

  表3-4    各类资源/储量表       单位:(万t)

  5.对地质勘探报告的评述

  本矿井位于 关向斜北西翼北端,属 关向斜 井田,该井田在1980年, 省煤田地质局159队对本井田进行了精查地质工作,并于1980年12月提交了《 省 特区 西矿区 井田精查补充勘探报告》。

  2003年,由地质部门在对以往工作总结的基础上,对 煤矿范围进行了地质简测工作,并提交了《 省 煤矿地质简测报告》。

  2007年12月,113地质队在总结以上工作的基础上,对地质简测工作的1:1万地形地质图上地质界线、构造线、煤层露头线在实地进行了修测;同时实地对井下2个矿井井下巷道进行了实测,对井下煤层厚度、倾角以及采空区赋存状况进行了实测,提交了井上下对照图,各煤层底板等高线及储量估算图,计算了各开采煤层资源/储量。截止2008年2月底,共核实整合后 煤矿矿界范围内可采煤层10层煤层保有资源/储量(122b)+(333)共计765.68万t。

  以上地质工作及储量核实报告,基本满足编制本开发利用方案需要。

  四、主要建设方案的确定

  (一)开采方案

  1.建设规模及产品方案

  1)建设规模

  合理确定矿井生产能力对保证矿井生产的稳定性、可靠性、节省基建投资和矿井投产和达产至关重要。矿井生产能力的确定,主要是考虑了井田内资源条件、开采技术条件、储量、地质构造、机械化装备及管理水平等综合因素,同时考虑当地规划、市场、运力等方面的因素。已颁发的 煤矿一年期《采矿许可证》,核定矿井能力为9万t/a,但设计考虑以上因素,结合业主投资意向,设计推荐矿井生产能力为15万t/a。

  (1)储量

  矿井可采煤层数达10层,保有资源量达765.68万t,且矿井储量级别较高,大部分为探明的(122b)资源量,设计可采储量达448.68万t。按15万t/a规模考虑,矿井服务年限约19年,基本能够满足《煤炭工业小型煤矿设计规范》对15万t/a技改矿井服务年限要求。

  (2)煤层赋存及稳定程度

  矿区主采煤层10层,以薄及中厚煤层为主,煤层沿走向、倾向变化不大,以一个炮采工作面达到15万/a能力较为容易实现。

  从以上分析可以看出,尽管《采矿许可证》核定能力为9万t/a,但矿井有达到15万t/a规模的资源量、开采技术条件,同时业主有强大的资金保证和技术能力,同时扩大规模也符合煤炭产业政策的要求,因此本开采方案设计按15万t/a设计。

  2)产品方案

  目前矿井产品为原煤,由于矿井规模较小,设计暂不建立洗选厂,仅经过简单手选即销售。矿井生产的原煤主要销往当地焦化厂。部分优质焦煤销往广西、云南两省化工企业。

  今后有条件时,可结合本区规划及市场情况,与邻近矿井共同建造群矿选煤厂,从而降低原煤灰分,满足更多用户要求,实现就地增值,给企业带来更大效益。

  2.可采储量的确定

  1)矿区范围

  整合后的 煤矿由原 煤矿、原 煤矿整合并经适当扩界而成。整合前后各矿井相对位置详见整合前后矿井对照图4-1。

  整合后的 煤矿,其矿区范围由 省国土资源厅划定,根据国土厅颁发的一年期临时《采矿许可证》,矿区范围由5个拐点圈定,其拐点坐标(北京坐标系)。

  2)可采储量

  (1)矿井资源/储量

  根据《 省 煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明( 国土资储备字[2008]427号),资源量核准基准日:2008年2月29日,评审备案的 煤矿(标高+1600-+1300m)保有资源量(122b+333)765.68万t,其中探明的基础储量(122b)641.41万t,推断的内蕴经济资源量(333)124.27万t。

  (2)矿井工业资源/储量

  (3)矿井设计资源/储量

  矿井设计资源/储量为矿井工业资源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)筑物等永久煤柱损失量后的资源/储量。

  即:矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱损失

  永久煤柱损失的计算:

  a.断层煤柱损失

  井田范围内3~5m小断层较多,但对矿井开采产生影响的断层仅一条F28断层,该断层需留设断层保护煤柱。断层保安煤柱为断层面两端留设25m宽煤柱。计算公式如下式:

  断层防水煤柱=断层轴长×留设煤柱宽度×采高×比重/cos20°

  经计算10层煤层的断层防水煤柱(333),折减0.7系数后为24.59万t。

  b.防水煤柱损失

  矿区浅部有一定数量的小窑,但基本位于浅部煤层风氧化带内,而风氧化带未计算到资源储量。只有10、12号煤层有较大的采空区,需计算采空区防水煤柱。防水煤柱宽度(h)按30m计算。

  煤层防水煤柱损失量=L边×h×M×D/Cos20°×10-4

  经计算矿井(二层煤)采空区防水煤柱(122b)5.53万t t。

  c.井田境界煤柱

  根据有关设计规范要求,留设30m宽的煤柱。矿井10层可采煤层均需留设边界煤柱。其计算公式如下:

  矿区边界煤柱=井田边界长×留设煤柱宽度×采高×比重/cos20°

  经计算10层煤层边界煤柱均为(333)资源量,折减0.7后为70.51万t。

  d.地面永久煤柱

  (4)设计可采储量

  设计可采储量=〔矿井设计资源/储量-(工业场地+主要井巷煤柱煤量)〕×采区回采率

  矿井主工业场布置于12号煤层底板,需留设12号煤层以下6层煤工业场地煤柱,煤柱按工业地外围10m以60度移动角投影到各煤层;另外,主、副斜井井筒设于12煤煤层底板围岩,回风斜井设计于10号煤层中,需留设井筒煤柱,井筒两端各留设20m煤柱。经计算,工业场地煤柱为(122b)29.77万t,井筒煤柱46.83万t。

  矿井共10层可采煤层,为薄~中厚煤层,采区回采率分别取0.8、0.85。经计算矿井设计可采储量448.68万t。

  矿井可采储量各各煤层煤柱汇总见表4-2。

  3)矿井服务年限

  可采储量448.68万t,设计生产能力15万t/a,储量备用系数取1.5,服务年限:

  T=Z/ (A×K)

  =448.68÷(15×1.5)

  ≈19.9(a)。

  式中T—矿井服务年限(a);

  Z—矿井可采储量 (万t);

  A—矿井生产能力(万t/a);

  K—矿井储量备用系数;按规范取1.5。

  该矿井服务年限约为19.9a。满足规范要求。

  3.矿床开采方式

  根据开采范围内的矿体保有资源的赋存条件、矿体产状,结合原有井巷布置,设计采用地下开采方式。

  4.开拓运输方案及厂址选择

  1)开拓现状

  煤矿由 煤矿、 煤矿整合而成,原两个生产矿井能力均为万t/a,整合后扩能到15万t/a。

  作为整合矿井,整合以后的矿井开拓应充分利用原有场地、井巷设施及设备以充分节省初期投资,但原有场地及井巷设施是否能满足整合后矿井开发规模的要求,就必须先弄清其现状,从而才能了解是否可以利用。原生产矿井现状如下:

  (1)原 煤矿生产现状

  原 煤矿采用平硐暗斜井开拓,共有三条井筒,工业场地与井筒均布置于矿区边界南界清水乡政府附近,公路可直达场地。工业场地布置有矿办公楼等行政福利设施、地面生产系统,工业场地(包括生产福利、行政办公以及生产系统)占地面积2.22hm2。该场地相对较为开阔,还有发展的潜力。

  原矿井主平硐位于12号煤层顶板,掘进约52m后见12号煤层,沿后沿煤层布置运输下山,目前矿井采用梯形棚支护,运输下山长约450m,倾角25°,铺设22kg/m轨道,采用绞车提升运输煤炭、矸石及设备材料,各类管线均铺于该井筒。

  矿井回风斜井距主平硐出口约60m,目前安装有2台45kW主扇。该风井最初以28°倾角掘进约20m,见12号煤层后,沿煤层倾向布置回风下山,目前采用梯形棚支护,长约450m通过车场与运输下山沟通形成矿井开拓系统。

  为发展需要,矿井2006年底开始掘进一条副斜井,目前已掘进260m,该井筒为新掘,尚未与老系统沟通,由于该井筒为新掘,技改可以利用。其它两条井筒由于维护不好,且井筒不直,不能利用。

  目前 煤矿开采12号煤层,至2007年底,12号煤层已开采41.15万t。

  (2)原 煤矿生产现状

  原 煤矿采用斜井开拓,共有二条井筒,工业场地与井筒亦布置于矿区边界南界,该矿井工业场地北距 煤矿场地约150m的10号煤层露头附近。目前公路也直达场地。工业场地布置有矿办公楼等行政福利设施、地面生产系统,目前地面生产系统能力可达4.5万t/a左右。该场地相对较为狭窄,基本没有发展的空间。

  原主斜井沿10号煤层掘进,目前该井筒沿煤层掘进约500m至10号煤层深部边界,井筒采用锚喷支护支护,铺设22kg/m轨道,采用绞车提升运输煤炭、矸石及设备材料,各类管线均铺于该井筒。主斜井较平直,且目前维护良好,改造可以利用,其回风斜井弯弯曲曲,不能利用。

  2)开拓方案

  (1)开拓方案

  矿区范围较小,既使两矿井整合后,矿区范围仍仅有0.5135km2。可供选择的工业场地较少,原两矿井工业场地均布置于矿界南部清水乡政府附近的缓坡地处,该场地目前能够处理煤炭生产已达10.5万t左右,各种生产、生活设施均已形成。

  至目前止,原二个生产矿井共形成5条井筒,其中三条进风井、二条回风井。

  通过对现场调查及井下井巷设施调查,目前的原 场地能够利用,而其它场地目前均不能满足布置15万t/a规模需要。

  故本设计采用原 煤矿工业场地作为整合后 煤矿的工业场地。

  通过对原井筒及井下设施实地调查,原可以利用的井筒有原 主斜井,设计改造该主斜井为技改系统的回风斜井;原 副斜井目前尚在掘进过程中,设计将其改造为新系统的主斜井,同时在该井筒与回风斜井之间另掘一副斜井,主、副斜井掘进至1400m(一水平标高)与已形成的回风斜井沟通形成矿井开拓系统。其中的回风斜井为利用原布置于10号煤层的主斜井,主斜井及副斜井均布置于12号煤层底板围岩中,其中主斜井大部分为利用改造,副斜井为新掘。主斜井铺设650mm皮带作主运输,副斜井铺轨作辅助运输。

  由于矿井各可采煤层为近距离煤层群,设计采用联合布置,采用布置于12号煤层底板围岩的主、副斜井与布置于10号煤层中的回风斜井,采用区段石门联系各开采煤层,区段下行式开采。根据开采标高及原井筒布置情况,划分为一个水平,水平标高1400.0m。依水平划分两个采区,1400.0m标高为一采区,以下为二采区,首采一采区,首采工作面布置于2号煤层中。

  开拓系统及采区布置详见图4-2、图4-3。井筒特征详见表4-3。

  表4-3 井 筒 特 征 表

  (2)水平划分

  矿井按开拓方式,煤层划定开采高度以及原井筒布置方式,划分为一个水平,即斜井单水平上、下山开拓。水平标高1400.0m。

  (3)运输大巷布置

  无运输大巷布置。

  2)运输方案

  主斜井铺设650mm皮带作为煤炭运输,副斜井铺设600mm轨距,30kg/m单轨,采用提升绞车牵引矿车作为辅助运输。

  区段运输石门采用650mm固定带式输送机运输煤炭皮带、工作面运输顺槽采用刮板运输机运输,回采工作面顺槽辅助运输则采用调度绞车牵引运输。提升运输设备选型详见第五章第六节有关内容。

  3)场址选择

  由于为整合矿井,经现场踏勘及比较,结合井筒布置,设计利用原有煤矿地面设施及场址,并按15万t/a规模配套布置。详见矿区地形地质及总平面图(附图1)。

  (二)防治水方案

  1.矿井水防治

  矿井以大气降水为主的裂隙充水型矿床,现状水文地质条件简单,但由于受矿区浅部原有小窑及采空区影响,矿区采动后水文地质条件属于中等类型。需加强探放水工作,坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水措施,避免突水事故的发生。

  在雨季到来前,对直通地面的裂隙采取封、填和夯实等措施,防止大量雨水通过裂隙渗入坑道;对地表塌陷要进行回填夯实,并保证有一定的流水坡度,防止积水涌入坑道;在回采冒落后有可能与地表沟通的地段,尽量避免雨季开采;定期清理井下水沟,保证井下水流畅通。

  2.地表水防治

  井口及工业场地斜坡地带,雨季将受到洪涝威胁。为防止雨季山洪威胁矿山安全生产,须在工业场地周围修筑排(截)水沟,将山洪水排出场外。

  3.矿井排水方案及设备

  矿井采用斜井开拓,初期在1400.0m标高布置一水平主、副水仓,并配备三台水泵满足井下排水需要,设备选型见后述内容。

  五、矿床开采

  (一)开采顺序

  矿井各开采煤层为近距离煤层群开采,井筒布置于12号煤层底板的围岩中,设计采用联合布置进行开拓,以区段石门联系各开采煤层,区段下行式开采。

  井田划分为一个水平,水平标高+1400.0m,先采水平以上煤层,区段间煤层开采顺序从上至下开采,首采面布置于2号煤层。

  (二)采煤方法

  1.采煤方法的选择及采煤工艺

  1)采煤方法:矿井煤层属缓倾斜薄至中厚煤层,采用走向长壁后退式开采方法。

  2)采煤工艺:回采工作面采用放炮落煤、人工攉煤、刮板运输机运输、单体液压支柱配合铰接顶梁支护,全部陷落法管理顶板。

  3)采区巷道布置

  (1)采区巷道布置详见开拓系统、采区布置及机械配备平、剖面图(附图2、图3)。

  首采工作面煤炭流向:1021回采工作面→1021运输顺槽→11运输石门→11溜煤眼→主斜井→地面储煤场。

  首采工作面材料流向:地面→副斜井→区段轨道石门→1021回风顺槽→1021回采工作面使用地点。

  (2)采区矸石及辅助运输

  掘进头矸石经掘进头→轨道石门→副斜井→地面窄轨到地面排矸场。

  4)工作面支护及顶板管理

  本矿采煤工作面采用DZ14-30/100型外注式单体液压支柱配HDJA-1000型金属铰接顶梁支护,柱距0.8m,排距1.0m,“四、五”排控顶,最大控顶距5.2m,最小控顶距4.2m,全部垮落法管理顶板,放顶步距1.0m,在切顶线加打丛柱、戗柱,木垛切顶。

  2.采掘机械配置

  回采工作面配备MSZ-12型煤电钻2台,采用爆破法落煤,采面采用刮板输送机运输,端头采用刮板转载机装载,运输顺槽采用刮板运输机运输。

  回采工作面主要设备配备详见表5-1、掘进工作面主要设备配备详见表5-2。

  采煤方法详见采煤方法标准图(图4)。

  需要说明的是,若原有设备技术参数与设计选型技术参数接近,原有各类设备可以延用。

  (三)推荐的生产能力及能力验算

  矿井首采工作面布置在2号煤层中,走向长度为270m,工作面长度100m,该工作面煤层厚度为1.11m。工作面生产能力计算如下:

  A=lhLρk

  =100×1.11×900×1.47×0.97

  ≈14.25万t。

  加10%的掘进煤量1.425万t/a,该工作面能力可达到15.68万t/a生产规模,年推进度为900m。

  式中:

  A——工作面年生产能力,万t;

  l——采煤工作面倾斜长度,m;

  h——煤层厚度,m;

  L——工作面年推进度,m;

  ρ——煤层容重,t/m3;

  k——采煤工作面回采率,煤层为薄煤层,取0.97。

  (四)利用远景储量扩大矿山生产能力或延长服务年限的可能性

  矿区面积仅0.5135km2,经评审的储量核实报告提交的保有资源量(122b)+(333)765.68万t。矿山资源量有限,已没有能力再扩大生产规模,延长服务年限的可能性亦不大。

  (五)开采崩落范围的确定

  崩落范围考虑保有资源量开采范围内留设边界煤柱后,煤层采空后所造成的塌陷范围,根据本矿范围内的岩土特性,在煤层走向及上山,基岩移动角(δ和γ)取65°,在煤层下山移动角(β)取60°。则矿区范围保有资源储量采空后,在煤层走向上、倾向方向的地表移动范围计算公式分别为:

  采空区在走向上崩落外扩范围=(采空区边界地表标高—采空区边界标高)

  ×tan(90-65)°

  采空区在下山向崩落外扩范围=(采空区边界地表标高—采空区边界标高)

  ×tan(90-60)°

  地表沉陷范围见附图1。建议业主在开采过程中除了加强对地面塌陷及位移的观测外,对由于采掘而引起的矿界外崩塌范围亦给予一定的治理。

  (六)开采技术条件及水文地质条件对采矿方法的影响

  煤矿可采煤层10层,属薄~中厚煤层,煤层倾角平均20º,属缓倾斜煤层。

  煤矿按煤层有煤与瓦斯突出矿井设计。

  根据 省煤田地质实验室2004年8月10日对12号煤层所作煤炭自燃倾向性等级鉴定报告和煤尘爆炸性鉴定报告,12号煤层属二类自燃煤层、煤尘有爆炸性。但未提供其它煤层自燃倾向性等级鉴定报告和煤尘爆炸性鉴定报告。业主需尽快补作。

  因此:本设计按煤层属自燃煤层、煤尘有爆炸危险性进行设计。

  根据以上煤层开采技术条件,设计采用走向长壁采煤法,全部冒落法管理顶板。

  矿区煤层产于当地最低侵蚀基准点之上,但浅部小窑及采空区积水的影响,矿区煤矿水文地质条件属中等类型。

  设计要求煤矿业主更进一步作好水文地质工作,将采空区及浅部小窑测绘到采掘平面图上,同时坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水措施。以利于指导矿井防水工作。

  (七)工作面的结构参数及矿井、采区、工作面的回采率

  首采工作面的结构参数为走向长约270m左右,工作面长为100m,煤层平均厚度1.11m,采场面积约为27000m2。

  根据采区巷道布置、所选回采工艺以及煤层厚度特征,设计2号煤层采区回采率为85%,工作面回采率为97%。

  (八)矿井提升、通风、排水、供电等主要设备选型

  1.主斜井运输设备

  主斜井设置固定带式胶带机完成煤炭运输。

  1)设计依据

  原始资料:Q=100t/h,α=20°,L斜长=445m,γ=0.85t/m3初选B=650mm,堆集角为20°

  经计算,输送机速度V=1.6 m/s。

  2)选型计算

  选用大倾角带式输送机,根据目前较为成熟使用较多的为花纹带式输送机,带宽取650mm,带速1.6m/s,输送能力计算如下:

  Q运≥(KB2VγCαK)=275×0.652×1.6×0.85×0.9×1.15=163.54。

  即,Q运≥163.54t/h

  式中:Q运-皮带运输能力, t/h;

  K-断面系数,查表取275;

  B-带宽,0.65m2;

  V-带速,m/s,取1.6 m/s;

  γ-物料散密度,取0.85t/m3;

  C-倾角系数,取0.9;

  αK-拖辊槽角影响系数,取1.1~1.15。

  经验算,输送机带速取1.6 m/s满足运输要求。

  带宽校验:未筛分B≥2amax+200

  未筛分最大块度取200mm,则带宽B≥2×200+200=600mm

  则带宽取650mm满足要求。

  输送机所需轴功率计算公式为:

  P=(L斜长+50)(WV/3400+Q/12230)+HQ/367

  W——单位长度机器运动部分质量(kg);

  H——输送机垂直高度(m),50m。

  电机功率计算公式为:

  N=Pm/η

  m——电动机功率备用系数,取1.2

  η——传动效率,取0.9

  由上述计算可得出,选用2×90kW电动机即可满足要求。

  3)设备选型

  (1)驱动系统

  为确保矿井安全、平稳运行,设计选用目前较为先进的CST驱动系统。该系统设有可控停车及软启动装置。可降低胶带机张力,延长胶带寿命,提高传动效率,运行十分可靠。

  (2)胶带输送机

  设计选用主斜井胶带机型号为STJ650/90×2大倾角固定带式输送机。

  2、副斜井提升设备

  作为辅助运输,设计在副斜井井口设置一套提升设备作单钩串车提升,完成矸石、材料、设备、人员的提升和下放任务。

  1)设计依据

  副斜井提升斜长215m,倾角20°,铺设600mm、30kg/m单轨;工作制度:每年工作330天,每天四班作业;运输量:矸石22t/班,下井人员50人/班,材料(含坑木)3次/班,设备1次/班;运输容器:V型矿车,自重592kg;MC1-6B材料车,自重500kg;MPC1-6A平板车,XRB6/6人车;车场:上、下部平车场,中部甩车场。

  2)选型结果

  一次提升量:矸石3.17吨(2个矿车)或25人(人车XRC-6/6型,一头车二尾组列)。

  选用6×7同右—21.5—155—特钢丝绳,其直径为d=21.5mm,破断拉力为24700kg。

  副斜井选用提升机JTP-1600×1200,V=2.5m/s,一台,最大静张力:Fj=30kN。容绳量520m,配套电动机功率75kW,电压380/660V。主机生产厂家配套供给电控设备。

  经计算得:m矸=13.13>7.5,m人=10.7>9.0。符合安全要求。

  3.矿井通风设备

  本矿采用中央并列抽出式通风方式,选用对旋式高效节能型防爆轴流式通风机满足矿井通风要求。主扇风机电机反转即可实现矿井反风。

  1)主要通风机设计依据

  (1)通风风量:Q容易=30m3/s、Q困难=35m3/s;

  (2)通风负压:h容易=430Pa、h困难=983Pa

  2)选型计算

  (1)通风机需要的风量:Q容易=1.05 QK =1.05×30=31.5m3/s;

  Q困难=1.05 QK =1.05×35=36.75m3/s。

  (2)通风负压:h容易=(430+120)×1.2/0.99=666.67Pa

  h困难=(1053+120)×1.2/0.99=1336.97Pa

  该式中阻力包含了进、出风井由于高差产生的自然风压差以及通风设备之间风阻。

  (3)选择风机

  选用对旋防爆轴流通风机:FBCDZ(Ⅰ)No15-6二台,n=980rpm(一台工作、一台备用);其工况点参数分别为:

  容易时期: Qm前 =34m3/s,Hm前=655Pa,ηm前=0.65,叶片安装角度-9°;

  困难时期: Qm后 =40m3/s,Hm后=1410Pa,ηm后=0.78,叶片安装角度0°;

  风机极限安装角:-9°~+6°。

  用FBCDZ(Ⅰ)No15-6型防爆对旋轴流式通风机其额定参数为:风量23.3~51.7m3/s;风压:617~2340Pa,功率2×55kW,电压380V。

  (4)其电机功率验算

  Pd=K×Q×h

  102×η×9.8

  式中:Pd-电机实际所需功率,kW;

  K-电动机功率备用系数,取1.1;

  η-风机效率;

  Pd容易=1.1×31.5×666.67/(102×0.65×9.8)=37.17kW;

  Pd困难=1.1×36.75×1336.97/(102×0.78×9.8)=72.47kW。

  经计算:所选用的风机电机功率为2×55kW,满足要求。通风特性曲线见图6-2-1。

  FBCDZ(Ⅰ)No15型对旋防爆轴流抽出式通风机,其风机工矿参数在矿井配风风量40m3/s ,通风负压在1410Pa时,其效率可达78以上%,叶片安装角度+0°,在初期通风容易时期,叶片安装角度在-9~0°之间,其风机效率均大于65%,轴功率在40~80kW之间,最大限度的节省电能。

  4.矿井排水设备

  采用斜井开拓,在井底车场(1400.0m标高)建水泵房的集中排水方式,将井下涌水由抽水泵抽排至地表污水处理站。

  1)选择依据

  (1)矿井正常涌水量Qr为30m3/h,最大涌水量Qrm为75m3/h;

  (2)排水垂高:HP=247m(井口+1547m~井底水仓1300m)。

  2)水泵选型

  1)按矿井正常涌水量确定工作泵最小排水能力QB

  QB=24Qr/20=1.2Qr=1.2×30=36.0(m3/h);

  2)按矿井最大涌水量确定工作泵最大排水能力QBm

  QBm=24Qrm/20=1.2×75=90.0(m3/h);

  3)所需水泵扬程HB

  HB=1.2(h+5)=1.2×(167+5)=206.4(m)

  4)选用MD85-45×5型水泵3台,1台工作,1台备用,1台检修(最大涌水量时二台工作、一台备用),该水泵流量为55~100.0m3/h,扬程为225m,功率为90kW,660V。

  3)排水管选择

  (1)排水管路趟数的确定

  根据设计规范要求,确定在副斜井设置两趟管路,一趟工作,一趟备用。

  (2)管径计算

  d=[4Q/(3600πV)]1/2

  =[4×30/(3600×3.14×2.0)]1/2

  =0.073(m )

  式中:d——排水管内径(m)

  Q——通过管路的流量 m3/h

  V——管中流速,取经济流速2.0m/s

  选用内径为DN80的无缝钢管排水管二趟,一趟工作,一趟备用。

  6.瓦斯抽放

  该矿井属煤与瓦斯突出矿井,在工业场地附近建瓦斯抽放站的集中抽放方式,目前由于开采煤层浅部,加之煤层瓦斯含量等基础数据不明,因此设计结合本区小型煤矿抽放情况,暂时设置一套高负压抽放系统,抽放主管通过回风斜井下井,至各抽放地点。由于矿井生产规模较小,目前暂不考虑瓦斯利用,若抽放连续且抽气量较大,今后再考虑瓦斯综合利用-如瓦斯发电。

  经计算,选用瓦斯抽放泵选型:重庆平山矿山机电设备有限公司生产的ZBEA352-40/55型固定式瓦斯抽放泵二台,一台工作、一台备用。其性能如下:额定抽气量40m3/min,耗水量50L/min,供水压力50~100kPa,极限真空度9.33kPa,配套电机功率55kW,转速980r/min,电压380/660V。

  7.矿井主要供电、监测、通信设备

  煤矿由原 煤矿、原 煤矿整合矿井,由于原为生产矿井,原电源已引自白果镇11万kVA降压站10kV端的不同母线,作为矿井双回路电源,供电线路长度5.0km。矿井开发在电力上是有保障的。

  生产期间全矿用电设备共70台(件),工作设备57台(件),设备总容量1543.50kW,工作设备容量1032.90kW。全矿有功负荷为758.95kW,无功负荷为748.74kVar,吨煤综合电耗25.30kW.h。地面工作设备容量420.50kW,地面设备视在负荷417.64kVA,井下工作设备容量612.0kW,井下设备视在负荷652.0kVA。

  在 煤矿工业场地设10/0.69/0.4kV变电所一座,二回10kV电源线路均引自 柏镇110kV变电站的10kV不同端,线路为LGJ-50,长约5.0km。

  在地面10kV变电所共安装6台变压器。分别安装2台S9-500/10/0.4变压器供地面设备、地面用电和照明,变压器中性点接地;安装2台KS9-700/10/0.69变压器分别向井底水仓泵房及井下采煤工作面、掘进工作面各用电设备供电,变压器中性点禁止接地;安装2台KS9-50/10/0.69变压器供井下掘进局扇用电,变压器中性点禁止接地。本矿井按有煤与瓦斯突出矿井设计与管理,掘进头局扇采用“三专”供电。

  由地面引四回线路经副斜井至井底配电硐室向井下设备供电,一回供回采工作面动力供电、一回供掘进工作面设备供电(并各引一回向井底水仓泵房供电)、二回通过局扇专用开关供掘进头局扇。各配电点及电缆由隔爆低压馈电开关引出。井下用电设备总37台(件),设备总容量为908kW,其中工作容量612kW,计算有功负荷为652kW。

  为改善矿井安全面貌,提高生产效率,原矿井设置K90NA型矿井综合监控监测装置。本系统对全矿的瓦斯、风速、风量、温度、重要采掘运输设备开停、风门开闭等安全与生产参数进行测量、统计、分析和信息存储;在参数超限和设备故障时,能及时报警、显示和打印,必要时还可实现超限自动断电等功能。

  行政及调度通信,对外联系可利用行调合一电话站与乡邮电所交换机中继连接,亦可考虑直接安装几部公网电话。

  井下选用DKH型矿用扩音电话作为工作面通讯及信号。井下回柱绞车选用XBH21-127型综合电铃信号装置。

  六、选矿及尾矿设施

  1.洗选加工

  目前矿井产品为原煤,由于矿井规模较小,设计暂不建立洗选厂,仅经过简单手选即销售。矿井生产的原煤主要销往当地焦化厂。部分优质焦煤往广西、云南两省化工企业。

  今后有条件时,可结合本区规划及市场情况,与邻近矿井共同建造群矿选煤厂,从而降低原煤灰分,满足更多用户要求,实现就地增值,给企业带来更大效益。

  2.矸石处理

  井下排出矸石及手选出的矸石,经窄轨运至排矸场地固定堆放。

  考虑矿井所处位置及当前经济条件,矿井采掘矸石暂不考虑综合利用,采用定点填沟堆放处理。矸石堆场排矸期满后进行林草复垦。

  为防止矸石堆放对环境造成污染,矸石堆场设有排水沟和拦矸坝。

  七、环境保护

  (一)矿区地质环境报告

  1.矿山开采引起的地质灾害及监测预防措施

  1)矿山现状地质灾害及开发活动引发的地质灾害

  矿区地形总体上是北东高南西低,最高点在小寨北西坡顶,海拔1722.81m,最低处为矿区南部 附近,海拔1558.0m,相对高差164.81m。最低侵蚀基准面位于矿区南部拖长江河底,海拔1513.0m。

  矿区内沟谷发育,雨后山间沟谷溪水流量较大,暴雨后有山洪发生,枯季流量小或干枯,流量大小也主要受大气降水的控制。

  根据现场调查,矿山现状地质灾害不发育。矿山尚未编制《矿区地质灾害危险性评估报告》。

  设计建议业主尽快开展矿区地质灾害危险性评估工作,并经评审、备案。

  2)监测及预防措施

  对开采活动可能引发的地质灾害除加强监测外,尚需采取如下措施:

  (1)对工业广场施工诱发地质灾害危险性大的岩质边坡,应及时清除危石并采取挂网喷锚及锚桩抗滑等支护措施。

  (2)填方区的回填土必须进行分层碾压及强夯处理,并作分层检验;对于厚层回填土边坡应采取抗滑桩与挡墙相结合的方式进行处理。

  (3)流经工业广场的潜在泥石流沟,要在进一步调查评价其危害的基础上,对其上游采取逐级的工程拦截措施;在工业广场区应修建有足够防洪、防泥石流能力的堤渠,严防泥石流危害。

  (4)地下开采必须按有关规范、规程留出保安煤柱,划定的禁采区不得开采。

  (5)对于禁采区以外的地下开采可能危及的分散居民,要组织搬迁,严防人身伤亡事故的发生。

  2.矿山开采引起的区域地质条件影响评价

  1)开采有可能诱发的地面地质灾害

  (1)岩土体崩塌、滑坡:开采形成地下采空后,小于安全厚度的地段大山,地势陡峻,开采有诱发崩塌、滑坡的可能性。

  (2)地面塌陷、地裂缝及地面沉降:开采形成地下采空后,在采掘影响高度范围之内,煤系地层地带可能会出现局部地面塌陷、地裂缝及地面沉降。

  2)尽量不要破坏现有植被,必要时还要恢复植被、开展截排水工作,提高地表排水能力,以减少滑坡、崩塌的发生。

  3)在开采过程中,要定时对矿山的稳定性进行观测,发现地质灾害隐患及时采取有效措施进行整治,尽量避免引发地质灾害。

  3.矿山闭坑时地质灾害的处理措施

  矿山开采结束时,尾矿场地应种草、植树。对采矿留下的陡坎应进行开挖、填土并复垦。加强矿山环境的整治,尽量不影响当地村民的生产活动。

  (二)矿山环境影响报告书、水土保持和土地复恳方案

  矿井目前尚未编制《环境影响评价报告》,设计建议业主尽快请有资质的单位编制,报相关管理部门评审批准及备案。

  为减少以上矿山生产等因素对环境的影响,应采取以下防范及复垦措施:

  ①采矿产生的废碴应妥善堆存,采矿完成后应尽量回填绿化;

  ②钻孔采用湿法钻孔,尽量减少扬尘,避免矽肺病的发生;

  ③主要噪声为空压机运行声及放炮产生的噪声,对空压机应采用隔声进行处理,放炮噪声采用控制装药量进行控制;

  ④矿山在生产过程中产生的废水,必须经过处理后,经检查达标后方能向外排放;

  ⑤采矿作业结束时,应对废碴场进行覆土、种草、种树等复垦措施。整治矿山环境,不能影响当地村民的生产生活,尽量恢复矿区的原始环境。

  ⑥植被恢复时应尽量种植当地的物种,避免引进非本地生物物种,造成物种之间的竞争和本地优良物种的消失。

  (三)矿山环境影响及治理措施

  1.设计采用的环境保护标准

  1)环境标准

  (1)大气:《环境空气质量标准》(GB3095—1996)中二级标准;

  (2)地表水:《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅰ类标准;

  (3)地下水:《地下水质量标准》(GB/T14848—93)中Ⅲ类标准;

  (4)噪声:《城市区域环境噪声标准》(GB3096—1993)中2类标准。

  2)排放标准

  (1)《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)二级标准;

  (2)《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2001)二类区标准;

  (3)《工业企业厂界噪声标准》(GB12348—90)的Ⅱ类标准;

  (4)固体废弃物:《危险废物鉴别标准》(GB5085.3—1996)。

  2.水污染源及治理措施

  煤矿水污染源有:矿井井下排水、工业场地生产、生活污废水。其治理措施根据不同污染水类型分别采用:

  (1)矿井井下排水:主要污染物为悬浮物,设计采用混凝沉淀加过滤一级工艺处理。

  (2)工业场地生产、生活污废水:工业场地生活污废水主要由灯房浴室、洗衣房、食堂废水和厕所粪便污水等构成,其中主要污染物是悬浮物和有机物。污废水中灯房废水采用中和处理,食堂污水采用隔油池处理后与其余污废水一起采用XFZ-Ⅰ-10型生活污水生物处理综合装置处理。

  (3)综合楼生活污水,主要污染物是悬浮物和有机物,生活污水采用XFZ-Ⅰ-10型生活污水生物处理综合装置处理。

  以上污废水经处理后,均能达到《污水综合排放标准》(GB8978——1996)一级标准和小溪河水污染物总量控制要求。经处理达标后的污废水经场地排水沟排入冲沟。

  3.大气污染源及治理措施

  锅炉燃料为本矿所产原煤,设计采用湿式除尘器进行处理,其除尘效率大于95%,并具有一定的脱硫效率,经处理后烟气中烟尘和SO2出口浓度能满足《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2001)二类区、Ⅱ时段标准要求。

  对煤炭储、装、运过程产生的粉尘,主要采取洒水防尘措施。

  4.固体废弃物治理措施

  主要固体废弃物是煤矸石,采用定点填沟堆放处理。矸石堆场排矸期满后进行林草复垦。

  为防止矸石堆放对环境造成污染,矸石堆场设有排水沟和挡矸墙。

  5.噪声防治措施

  设计在设备选型时,首先选择高效低噪声设备;对于通风机等产生的空气动力噪声,采取在风机进出气管上安装消声器的措施进行降噪;对于在其它不易采取消声、隔声措施的高噪声源附近工作的人员,则采取个体防护措施。

  6.地表沉陷治理措施

  地下煤层的开采,会使采空区上方地表产生不同程度的移动和变形,其地表移动变形的范围略大于采空区范围,一般开采深度越深对地表的影响越小。对于井田内散布的民房,根据其所在位置及地表变形情况和破坏等级,采取相应的搬迁、加固措施。

  八、矿山安全

  煤矿生产中要认真贯彻党和国家的安全方针,坚持“安全第一,预防为主,综合治理,总体推进”的指导思想,煤矿生产管理中要严格执行《煤矿安全规程》(2006)及相关规程规范,保障煤矿职工的安全和健康,保护国家资源和财产不受损失,促进煤炭工业现代化建设。

  严格执行以下规程、规范:

  (1)《矿井防灭火规范》;

  (2)《建筑设计防火规范》;

  (3)《煤矿安全规程》(2006);

  (4)《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB50399-2006);

  (5)《工业企业设计卫生标准》;

  (6)《煤矿井下粉尘防治规范》;

  (7)《矿井通风安全监测装置使用管理规定》;

  (8)《矿井防突细则》;

  (9)《中华人民共和国矿山安全法》;

  (10)《中华人民共和国矿产资源法》;

  (11)《中华人民共和国煤炭法》;

  (12)《中华人民共和国环境保护法》;

  (13)中华人民共和国行业标准AQ-2006等相关安全标准。

  (一)矿井灾害

  1.瓦斯、煤与瓦斯突出

  煤矿由原 、原 煤矿整合而成,原2对矿井均为3万t/a合法生产矿井,目前尚在开采,整合后技改扩能到15万t/a。

  储量核实报告未取得矿区范围内煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力等基础资料,本次设计瓦斯资料来自于2005年瓦斯等级鉴定( 省煤炭管理局文件( 煤行管字〔2005〕246号)“对六 水市煤矿2005年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”( 省煤炭管理局,2005.11.25)),根据鉴定批复,本矿按高瓦斯矿井进行设计管理,矿井在生产过程中应加强矿井通风,采取有效的预防措施,防止矿井瓦斯聚集,严格执行《煤矿安全规程》的有关规定,保证矿井安全生产。瓦斯等给鉴定结果见下表8-1。

  表8-1       原矿井瓦斯等级鉴定结果表

  序号矿井名称日产量(t)全矿井瓦斯全矿井二氧化碳鉴定结论

  绝对量(m3/min)相对量(m3/t)绝对量(m3/min)相对量(m3/t)

  1 煤矿1351.5013.080.070.56高瓦斯

  2屋基煤矿1401.1512.270.434.59高瓦斯

  本矿井根据原生产矿井瓦斯鉴定资料按高瓦斯矿井设计,但矿井未取各煤层瓦斯基础资料(如煤层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯梯度等参数),因此要求业主在技改建设期间取得煤层样,进行瓦斯参数测定。

  矿井由于未取得鉴定资料,为安全起见,根据 煤监管办字〔2007〕345号文件,设计按矿井有突出危险考虑。新掘开拓巷道及主要井巷均布置于岩层中,同时要求煤矿业主在掘进期间石门(井筒)揭穿煤层前采取预防突出措施,防止发生突出意外。同时要求矿井请有资质单位进行煤与瓦斯突出鉴定。

  建议矿井在石门掘煤前,必须编制专门的揭煤措施,由企业总工程师审批;在开采深部煤层时,煤矿要做好突出危险性预测预报工作,注意数据资料的收集,若煤层具有煤与瓦斯突出危险性,必须采取“四位一体”的综合防突措施。

  2.煤层自燃及煤尘爆炸性

  根据 省煤田地质实验室2004年8月10对12号煤层所作煤炭自燃倾向性等级鉴定报告和煤尘爆炸性鉴定报告,12号煤层属二类自燃煤层、煤尘有爆炸性。但未提供其它煤层自燃倾向性等级鉴定报告和煤尘爆炸性鉴定报告。业主需尽快补作。

  因此:本设计按煤层属自燃煤层、煤尘有爆炸危险性进行设计。

  3.水害

  煤矿充水因素有以下几个方面:大气降水、地表河流、老窑积水。矿井属于以大气降水(或地表河流)为主要补给来源的裂隙充水矿床,水文地质条件初步定为中等偏复杂类型。

  《 省 煤矿储量核实报告》,采用水文地质比拟法预测矿坑涌水量,矿井正常涌水量35m3/h,最大涌水量75m3/h。但在今后生产过程中必须及时收集水文地质资料,以便及时修正设计。

  4.煤层顶底板

  本岩类组主要为三叠统下统飞仙关组(T1f)和二叠系上统龙潭组(P3l)的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩等,本岩类抗风化能力弱,风化后呈土状结构,含泥砂重,岩土工程地质性质差。煤层的顶板为粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、底板为粘土岩、粉砂质泥岩,稳定性差,工程地质条件中等—复杂。

  5.矿山地质灾害

  矿区现有地质灾害不明显,但工程建设本身可能诱发山体崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂缝、边坡岩土体滑塌、地面不均匀沉降,这些地质灾害将有可能对工程建设、附近村寨及其它设施造成威胁。

  (二)安全措施

  1.开拓、开采及矿压控制

  (1)矿井、采区及采煤工作面安全出口

  矿井的主斜井、副斜井及回风斜井为矿井安全出口;采煤工作面两端头为其安全出口,在两端头配备有单体液压支柱,用以加强工作面安全出口的支护,以保证进出人员安全及物料的畅通。

  (2)采煤工作面及主要巷道的支护

  采煤工作面采用单体液压支柱支护。根据矿井的煤层硬度和顶底板岩性,主要运输巷既有沿煤层布置,也有沿岩层布置,煤层巷道以梯形棚支护为主、岩层巷道表土段及大断面硐室采用混凝土碹支护为主、一般岩层巷道推荐以锚喷支护为主,煤层段巷道采用梯工棚支护型式。

  (3)地表塌陷等地质灾害的防治措施

  本矿井煤层埋藏浅,开采后地表将发生不同程度的沉陷,为避免破坏地面建筑物及其它设施,对地面建(构)筑物等留设煤柱加以保护。

  2.矿井通风

  本矿井采用中央并列抽出式通风方式。

  根据矿井通风需要,在必要地点设置有风墙、风门、调节风门等通风构筑物。井下设置风速、瓦斯、温度、风压、风门等传感器。回风斜井设置防爆门。

  3.防灭火

  本矿井的12号煤层属自燃煤层,其它煤层未进行鉴定,设计暂按自燃煤层设计,取样鉴定后另行修改设计。因此井下防火即要防煤层自燃引起的内因火灾,尚要防外因火灾防治,采取如下措施:

  1)内因火灾

  设计在对开采煤层进行自燃预测预报的基础上,采取综合防灭火措施。

  (1)主要井筒(主、副井筒)均布置为岩石巷道,杜绝了煤层自燃对主要井筒的影响,采区上山布置于煤层底板围岩中。

  (2)选择走向长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板,一次性采全高,巷道布置简单,加快回采速度,缩短采空区暴露时间。

  (3)加强通风管理,使新风和乏风均不通过采空区,漏风少;调节风门、风门应设置在围岩坚固、地压稳定的地点,还应避免引起采空区或煤柱裂隙漏风量的增大;采取措施,降低采区进回风巷之间两端的负压差,以减少漏风。

  (4)加强监测监控。

  (5)采取综合防灭火措施,如采用流动汽雾阻化、隔漏风墙、及采空区灌水等措施。

  (6)建立井下消防洒水系统。

  2)外因火灾

  外因火灾主要有电气设备的防火、电缆的防火以及其它外因火灾。采取如下措施:

  (1)在井下设消防洒水管路系统,水源来自地面高位水池。

  (2)在井底车场等巷道中设置消火栓或三通及阀门,供灭火和冲洗巷道用。

  (3)井下主要硐室采用不燃性材料支护。

  (4)井下机电硐室在通道处设防火门或防火栅栏两用门。硐室内按其防火性质配备不同类型的灭火器。

  (5)采用主要通风机反转实现矿井反风。

  (6)对废弃巷道、采空区及时封闭,并喷洒阻化剂。

  (7)井下硐室不准存放汽油、柴油、煤油和变电器油,擦拭机械用的棉纱、布头等,要放在铁桶内封闭,并定期送到地面处理。

  (8)爆破材料的运送、保管,要严格执行《煤矿安全规程》(2006)规定。

  4.防治水

  本矿井水文地质条件属中等类型。预防的重点是上部裂隙含水层受采动影响形成水力联系造成的矿坑涌水、浅部老窑或采空区积水以及雨季渗水。

  (1)在靠近河流保安煤柱、老窑(采空区)、断层等有突水危险的地点附近掘进巷道时,必须先探后掘,防止突水,并配备相应的探水钻。

  (2)在雨季之前,对直达地面的地表裂隙要采取措施封填密实,防止大量雨水通过裂隙泄入井下;对地表塌陷坑要回填夯实,保证流水坡度,防止积水渗入井下;对回采冒落后,有可能与地表沟通的地段,尽量避开雨季回采。

  (3)定期清理水仓和水沟,维护好水泵和排水管路,保证井下水流畅通和排水设备完好。

  总之,该矿顶板直接进水的裂隙、岩溶充水矿床,其水文地质条件中等复杂,矿山开发中必须切实做好防排水工作,防止突水淹井事故的发生。

  5.粉尘防治

  经鉴定本矿井12号煤层的煤尘有爆炸性,但其它煤层未取样进行鉴定,暂按煤尘有爆炸危险性考虑,同时为改善井下劳动条件,保证井下工人的身体健康,设计采取综合防尘措施,在“预防为主”的综合防尘方面采取如下措施:

  (1)对回采工作面进行洒水,使煤体湿润,减少开采时煤尘飞扬。

  (2)煤炭运输转载点设自动喷雾洒水装置,以控制各产尘点的粉尘。

  (3)掘进工作面采用湿式凿岩,配备湿式除尘风机,设置水幕净化装置。

  (4)及时调整和控制各巷道风速,防止因风速过小而不能及时带出空气中的浮尘和风速过大重新扬起落尘。

  (5)定期清扫和刷洗巷壁上的煤尘,并用石灰水粉刷。

  (6)对井下采掘人员进行个体防护,配备防尘口罩和呼吸器。

  (7)采、掘工作面配备呼吸性粉尘测定仪、光电煤尘测定仪,用以检测井下空气,及时发现粉尘浓度超限,以便立即采取措施。

  (8)为防止煤尘爆炸而引起瓦斯爆炸造成更大的矿难,设计要求分别在回采工作面、掘进头设立隔爆水棚。

  6.防治瓦斯、煤与瓦斯突出

  1)本矿井按有煤与瓦斯突出矿井设计,设计采取“四位一体”的综合防突措施,要求矿井坚持每年进行瓦斯等级鉴定。同时加强瓦斯管理和采取相应措施防止瓦斯事故的发生

  2)该设计为矿井考虑了完善的通风系统,充足的风量,配备了隔离式自救器,瓦斯检测器,便携式瓦斯检测报警器等,能够随时检测井下瓦斯浓度,配备有专职的安全检测人员,以便加强日常通风管理和通风瓦斯检测,并根据井下瓦斯涌出量及时调整风量,防止事故发生。

  3)矿井通风必须可靠,防止瓦斯超限和积聚。严格执行瓦斯检查制度,加强对瓦斯的监测工作,防止瓦斯积聚超限;对废巷、盲巷及采空区要及时封闭;对工作面上隅角,低风速顶板附近积聚的瓦斯要及时处理,并保证各用风地点有足够的风量。若要恢复已封闭的的停工区或采掘工作面,必须先进行瓦斯排放,确认瓦斯浓度降至《煤矿安全规程》(2006)所规定的界线以下后方可恢复施工。接近老窑采空区时,必须制定安全技术措施,事先排出其中积聚的瓦斯,并做好探放水工作。矿井安全管理部门要随时注意矿井瓦斯涌出量的变化,发现问题,及时处理。

  4)防止瓦斯燃烧:严禁将可燃物品和点火工具带入井下,禁止在井下及井口附近使用明火,井下爆破器材的使用及操作必须遵守《煤矿安全规程》(2006)的有关规定;井下掘进工作面的局扇和电气设备都必须安装风、电闭锁装置;井下电器起动前必须进行瓦斯检查,严禁带电检修电气设备。

  5)本矿井按突出矿井设计,设计考虑了瓦斯抽放系统,由于目前未掌握矿井煤层瓦斯基础资料,建议业主有条件时请有资质的单位进行测试,取得煤层瓦斯资料,然后进行专项瓦斯抽放设计,以更符合煤矿实际情况,采取的措施更为有针对性。

  6)设计按要求设置矿井安全监测、监控系统,对井下所有作业地点的瓦斯浓度、CO、设备开停等情况进行监控。矿井装备KJ90监测监控系统及若干分站、各类环境参数探头,设备开停传感器,业主应按设计要求配备齐全各类参数参探,以保证矿井安全生产。

  7)为防止瓦斯爆炸造成灾难性灾害,设计在工作面运输顺槽、回风顺槽各设置二组隔爆水棚,在掘进工作面分别设置一组隔爆水棚。

  8)井下所有电气设备均按《煤矿安全规程》(2006)规定选取。

  7.加强顶板管理与巷道支护

  积极开展回采工作面的矿压观测工作,掌握矿压显现规律,在初次放顶和周期来压期间采取安全措施。回采工作面支柱排放整齐,移柱及时,尽量减小控顶距及空顶时间,以防止冒顶事故。

  从矿井目前开采情况可以看出,一般情况下顶底板较为稳固,但局部小断层破碎带,顶板易垮落,需加强支护。

  矿井安全设备配备详见表8-1。

  8.斜巷(井)各类保护措施

  对于下(上)山巷道,可能存在如下事故:由于提升机失控、钢丝绳和连接装置断裂造成提升容器全速上升或下降,破坏井上、井下设施甚至伤及生命。根据《煤矿安全规程》(2006版)第三百七十条、第一项的规定:“在倾斜井巷内安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置。”为此,矿井在斜井(巷)内串车提升时需采用机械防跑车装置。同时加强对井巷断面的维护,使提升容器与井壁之间的间隙都能满足《煤矿安全规程》(2006)的规定。

  9.爆炸材料运输及井下爆破安全措施

  1)爆炸材料运输安全措施

  采用人力由爆炸材料库直接向井下工作地点运送爆炸材料时,应遵守下列规定:

  (1)电雷管必须由爆破工亲自运送,不得交给他人代运送,炸药应由爆破工或在爆破工监护下由其他人员运送;

  表8-1     矿井安全设备配备表

  序号名 称型 号单位数量

  一矿井通风检测类仪表

  1高速风表EY11B便携式数字式个2

  2高中速风表AFC-121个3

  3微速风表DFA-3个2

  4秒表块3

  5通风干湿表DWHJ2个1

  6干湿温度计DHM1个2

  7空盒气压计DYM3个2

  8双管水银压力表DYB3支1

  9矿井通风多参数检测仪JFY台2

  二矿井瓦斯及其它气体检测仪表、设备

  1光学瓦斯检定器GWJ-1A台25

  2便携式瓦斯检测警报仪AZJ-92台20

  3充电器CDQ-91台10

  4风电闭锁装置FDZB-1A套3

  5矿用隔爆型电缆硫化热补器BAR2-127/1.4台1

  6一氧化碳检定器AT2台2

  7煤层瓦斯压力测定仪ACW—1台1

  三矿井总粉尘、呼吸性粉尘检查、检测类仪器仪表

  1粉尘采样器AQF-1台1

  2呼吸性粉尘采样器AQH-1台1

  3呼吸性粉尘测定仪ACH-1台1

  四矿山压力及地质测量类仪表、设备

  1支柱测力计DZ-CL-1台4

  2顶板下沉速度报警仪DSB-1台1

  3测枪BHS-10支2

  4光学经纬仪DJK-6台2

  5防爆光电测距仪REDmini2台1

  6地质罗 CKX-1个2

  五矿井救护类设备

  1隔离式自救器QSR—40个200

  2自救器气密检查仪ZJ-2台1

  (2)爆炸材料必须装在耐压和抗撞冲、防震、防静电的非金属容器内。电雷管和炸药严禁装在同一容器内。严禁将爆炸材料装在衣袋内。领到爆炸材料后,应直接送到工作地点,严禁中途逗留。当班使用爆炸材料应有交接和领退制度,并作好记录。

  (3)在交接班、人员上下井的时间内,严禁携带爆炸材料人员沿井筒上下。

  2)放炮必须遵守井下爆破的有关内容的规定。

  (1)掘进工作面都必须使用取得产品许可证的煤矿许用炸药和煤矿许用雷管。使用煤矿许用毫秒电雷管时,最后一段的延期时间不得超过130毫秒。

  (2)掘进工作面应采用毫秒爆破。

  (3)炮眼封泥应用水炮泥,水炮泥外剩余的炮眼部分,应用粘土炮泥封实。

  (4)炮眼封泥严禁用煤粉,块状材料或其它可燃性材料,无炮泥或不实的炮眼,严禁放炮。

  (5)炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况时,不准装药放炮。

  (6)放炮母线、连接线和电雷管脚线必须相互扭紧并悬挂,不得同轨道、金属管、钢丝绳、刮板输送机等导电体相接触。

  (7)在放炮地点20m内,有矿车、未清除的煤、矸或其它物体堵塞巷道1/3以上时,不准装药放炮。

  (8)处理瞎炮(包括残炮)必须在班组长直接指导下进行,并应在当班处理完毕。如果当班未能处理完毕,放炮员必须同下一班放炮员在现场交接清楚。

  (9)放炮时,应采用正向起爆。

  (10)放炮必须严格执行“一炮三检查” (装药前、放炮前、放炮后)和“三人连锁”(放炮员、班组长、瓦检员)制度,严禁采用糊炮、明火放炮和一次装药多次放炮。

  (11)严格执行《规程》中关于爆破材料和井下放炮的各条规定,且按高瓦斯矿井等级选用煤矿许用的炸药和雷管。

  10.加强防护、救护措施

  为使井下生产安全、可靠,便于掌握井下环境状况,须对井下工作环境、生产状况实行综合监测。

  为保障井下工人生命安全,井下工人每人配备1台自救器。当发生灾害时,为便于及时抢救,按有关规定建立相应的救护队,并配备必要的装备;另外配备急救用的自动苏生器、氧气呼吸器等救护设备。

  矿山救护主要依托林安顺市煤炭救护中队,并与其签订救护协议,矿井应编制应急救援预案。同时设立矿山辅助小队。

  11.减轻繁重体力劳动的措施

  (1)采、掘工作面尽量实现机械化。

  (2)人员运输尽量实现机械化。

  (3)对井下生产系统及环境,实行自动化集中监控,确保安全又减轻工人的劳动强度。

  12.抢救事故措施

  (1)瓦斯、煤尘爆炸事故的抢救

  ①组织救护队探明事故性质、地点和范围,由矿有关领导作出反风、限风或维持原通风系统的决定,防止二次爆炸。

  ②全力以赴抢救遇险人员,迅速恢复破坏的巷道和通风设施,及时解决救灾所需器材和设备。

  ③发生瓦斯、煤尘爆炸时,所有灾区或受灾区威胁的人员积极进行自救和互救,立即佩带好自救器,沿避灾线路迅速撤离。

  (2)水灾事故抢救

  一旦发生突水事故,现场人员要迅速撤离,同时开动所有的排水泵排水。

  (3)火灾事故的抢救

  ①迅速查明火灾地点,灾区人员立即戴好自救器沿与火源点相反且最近的进风方向撤离。

  ②切断火区电源,采取措施防止火灾向有人员的巷道蔓延,积极组织抢救遇险人员。

  ③根据火区地点确定井下通风系统是否改变。

  ④火灾初期立即组织力量积极灭火。

  (4)冒顶事故的抢救

  ①发现冒顶预兆来不及处理时,人员必须迅速撤离险区。

  ②探明冒顶区范围和受害人数及可能所在位置,并决定抢救处理方法。

  ③迅速恢复冒顶关闭区的正常通风,如一时不能恢复,则必须利用压风管、水管或打钻向埋压和堵截人员供给新鲜空气。必要时向遇险人员处开凿小巷道。

  ④在抢救处理中,必须有专人检查与监视顶板情况,防止二次冒顶。

  ⑤抢救中遇到大块石,严禁采用爆破方法处理。

  13.灾害预防和处理

  (1)组织广大职工认真学习“安全规程、技术操作规程、作业规程”和灾防计划,树立安全第一的思想。

  (2)矿领导和安全部门要定期进行检查灾防计划的贯彻执行情况,认真落实灾防计划的有关器材、设备。

  (3)下列图纸必须齐全:

  a.矿井地质和水文地质图

  b.井上、下对照图

  c.采区巷道布置及机械设备配备平、剖面图

  d.矿井通风系统图、矿井通风网络图

  e.井下运输系统图

  f.安全监测装备布置图

  g.各种路管系统图

  h.井上下供电系统、通信系统图

  i.井下避灾路线图

  j.矿井生产监控、监测系统图

  k.安全监测系统井下传感器布置图

  (4)严格执行《煤矿安全规程》(2006)有关规定。

  九、开发方案简要结论

  (一)设计利用矿产资源量、矿山设计生产规模及服务年限

  (1)保有资源量=(122b)+(333)=765.68万t。

  (2)矿山设计资源/储量=662.74万t。

  (3)设计可采储量=482.80万t。

  (4)矿井生产能力15万t/a。

  (5)服务年限22.99a。

  (二)产品方案

  矿井生产、销售原煤。

  (三)地面工业场地、开拓运输方案

  (1)地面工业场地:利用、改造原小田坝煤矿主井工业场地。

  (2)开拓方式:斜井开拓。

  (3)运输方案:主斜井采用皮带运输;辅助运输采用轨道运输。地面为汽车运输。

  (四)采、选工艺方案

  (1)采矿方法:走向长壁采煤法,放炮落煤。

  (2)选矿工艺:矿井初期不建洗煤厂,只进行简易手选捡矸,后期建群矿选煤厂。

  (五)综合回收、综合利用方案

  其它有益矿产尚不具备开采条件,暂无法进行综合开发利用。

  (六)对工程项目扼要综合评价

  煤矿煤层赋存比较稳定,地质构造中等、水文地质条件属中等类型,水、电外部条件好,交通运输条件一般,用户可靠,市场前景广阔。

  本矿井的开发可使本区的资源优势转化为经济优势,带动地方经济发展,具有较好的经济效益和社会效益。矿井综合技术经济指标详见附表。

  (七)存在的主要问题及建议

  (1)本矿井相对勘探程度较高,资源储量可靠。但本矿井由于是两个煤矿整合为一个矿,原矿井均存在越界开采,并进行上、下煤组重叠开采,所以应特别注意了解采空区范围、面积以及积水情况,建议业主进一步加强对原有采空区范围的调查,特别是今后采空区积水是造成矿井可能突水的重要威胁,因此在矿井技改期间加强地质编录,更进一步掌握煤层、采空区资料,为下一步生产打下更可靠的基础,确保安全生产。

  (2)本矿井根据原生产矿井瓦斯鉴定资料按高瓦斯矿井设计,但矿井未取各煤层瓦斯基础资料(如煤层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯梯度等参数),因此要求业主在建设期间取得煤层样,进行瓦斯参数测定,若鉴定结果与设计有不同,需重新进行修改设计,并报相关管理部门审查备案。

  另外,尽管本区未发生煤与瓦斯突出现象或瓦斯动力现象,但随着采深的增加,煤层瓦斯压力及地压的增加,亦有可能出现瓦斯突出现象,因此对于石门掘进揭煤,应采取相应的局部防突措施,确保矿山生产安全。设计建议矿山在条件满足时,必需进行煤与瓦斯突出鉴定,根据取得的数据请有资质的设计单位重新进行专项瓦斯抽放设计以及制定防止煤与瓦斯突出措施。

  (3)矿井仅对12号煤层取样进行了煤尘爆炸危险性鉴定,而其它煤层未取得鉴定资料,本设计均按煤尘有爆炸危险性考虑。但建议业主在有条件时应取样鉴定,以指导下一步矿井的防尘工作。

  (4)矿井亦仅对12号煤层取样进行煤炭自燃倾向性鉴定,鉴定结果为二类自燃煤层,本设计均按自燃煤层考虑。但建议业主在有条件时应取样鉴定,以指导下一步矿井防火安全生产。另外,本次设计利用的一条井筒(回风斜井)布置于10号煤层中,考虑到该煤层为自燃煤层,同时这三条井筒是今后开采其它煤层的主要开拓巷道,服务于整个矿井,故设计进行改造时除满足设计断面要求外,还对所有井筒进行密闭处理,以防止煤炭自燃。设计对井筒采用锚网喷(根据顶板岩性情况可考虑加锚索),同时均进行喷浆封闭裸露煤巷,另外亦可根据岩性情况采取砼碹进行全封闭支护。

  (5)本矿井为整合矿井,煤层众多,原生产矿井均有越界开采现象,矿井采空区范围较大且不规范,是否积水、积水量多少以及积水范围均不明确,采空区或浅部老窑突水是本矿井安全生产的一个重大隐患,设计要求业主加强水文地质工作,查清老窑采空区分布情况,视老窑分布留设隔水煤柱,在浅部采掘时,坚持做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,防止矿井突水,以确保矿山生产安全。

  (6)本矿井整合扩界扩能后,尚未进行矿区环评及地灾评估工作,设计建议业主应尽快开展这两项工作,编制环评、地灾报告,并报相关管理部门评审、备案,然后按照审查批准的措施进行实施。

  附表:综合技术经济指标表

  综 合 技 术 经 济 指 标 表

  序 号名 称单位指 标备 注

  1建设规模万t/a15

  2矿井服务年限a19.9

  3煤的牌号JM

  4储量

  (1)矿井保有资源量万t765.68(122b)+(333)

  (2)矿山设计资源/储量万t528.49

  (3)采区回采率%85/80薄煤层/中厚煤层

  (4)可采储量万t448.68

  5煤层情况

  (1)可采煤层层数层10

  (2)可采煤层总厚度m16.12

  (3)煤层倾角°20

  6矿区面积km20.5135

  7开拓方式斜井开拓

  8回采工作面个数及长度个/m1/100

  9回采工作面年推进度m900

  10采煤方法走向长壁采煤法

  11顶板管理方法全部陷落法

  12回采面装备

  (1)工作面支护单体液压支柱

  (2)工作面运输机械刮板运输机

  13掘进工作面个数个2

  14井巷工程量m3195

  15通风

  (1)瓦斯等级煤与瓦斯突出

  (2)通风方式中央并列式

  续表 综 合 技 术 经 济 指 标 表

  序号名 称单位指 标备 注

  (3)主要通风机功率kW2×55一用一备

  16提升

  (1)提升方式(轨道上山)串车

  (2)提升机功率

  副斜井kW90.0单钩

  16矿井占地面积hm21.35

  17产品方案原煤

  18项目投资万元3658.31

  (1)吨煤投资元/t243.89

  (2)投资利润率%16.26

  (3)投资利税率%24.32

  (4)投资回收期(税后/税前)a4.65/3.25

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