煤礦防滅火設(shè)計

1、山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井防滅火專項設(shè)計山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司二一二年三月山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井防滅火專項設(shè)計工程編號:F1602工程規(guī)模:1.80Mt/a總經(jīng)理:總工程師:項目負責(zé)人:山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司二一二年三月設(shè)計人員名單 目錄前言 (51 礦井基本情況 (101.1井田概況 (101.2兼并重組前各礦現(xiàn)狀 (111.3鄰近煤礦概況 (121.4井田地質(zhì)構(gòu)造 (141.5煤層及煤質(zhì) (171.6安全條件 (231.7礦井開拓開采 (252 煤層開采自燃風(fēng)險評價 (312.1后安煤業(yè)自燃風(fēng)險評價 (312.2礦井防滅火技術(shù)簡介 (312.3后安煤業(yè)防滅火

2、技術(shù)的選擇 (342.4后安煤業(yè)礦井防滅火設(shè)計總體方案 (353 礦井自燃火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng) (373.1煤自燃標志氣體測試及優(yōu)選 (373.2煤樣特征溫度測試及分析 (513.3煤層自燃預(yù)測預(yù)報系統(tǒng) (564 灌漿防滅火系統(tǒng) (654.1灌漿防滅火特點 (654.2灌漿防滅火系統(tǒng)基本要求 (654.3灌漿材料選擇 (664.4灌漿參數(shù)計算 (664.5灌漿系統(tǒng)選擇 (694.6漿液的制備 (704.7灌漿方法 (734.8灌漿管路 (754.9灌漿管理 (775 阻化劑防滅火系統(tǒng) (815.1阻化劑防滅火特點及原理 (815.2阻化劑防滅火系統(tǒng)的基本要求 (815.3阻化劑的選擇 (815.4阻化

3、劑濃度的確定 (825.5阻化劑防滅火系統(tǒng)選擇 (835.6采空區(qū)噴灑阻化劑防滅火工藝 (835.7阻化設(shè)備基本要求 (865.8注意事項 (876注氮防滅火系統(tǒng) (906.1注氮方式 (906.2注氮防滅火系統(tǒng) (906.3注氮工藝 (906.4制氮設(shè)備的選擇 (916.5輸?shù)苈?(936.6注氮氣體監(jiān)測及注氮安全管理 (937外因火災(zāi)防治 (947.1電氣事故引發(fā)的火災(zāi)防治措施 (947.2帶式輸送機著火的防治措施 (987.3其它火災(zāi)的防治措施 (987.4井上下防火門 (1027.5滅火器材配備 (1047.6井上下消防材料庫 (1058 礦井總體防滅火措施 (1118.1開拓開采方

4、面措施 (1118.2通風(fēng)方面措施 (1118.3巷道掘進期間防滅火措施 (1128.4工作面安裝期間防滅火措施 (1138.5工作面正?；夭善陂g防滅火措施 (1148.6工作面停采期間防滅火措施 (1148.7工作面回撤期間防滅火措施 (1148.8工作面封閉后防滅火措施 (1158.9工作面安全回采合理推進度確定 (1169 火災(zāi)事故應(yīng)急救援 (1189.1事故類型和危害程度分析 (1189.2應(yīng)急處置基本原則 (1199.3組織機構(gòu)及職責(zé) (1209.4預(yù)警行動 (1259.5信息報告程序 (1259.6事故現(xiàn)場處置措施 (1259.7不同火災(zāi)地點行動措施 (1289.8火區(qū)的封閉、管理

5、與啟封 (13210礦井防滅火組織與管理 (13910.1組織保障措施 (13910.2專業(yè)管理措施 (14211 經(jīng)費預(yù)算匯總 (145前言礦井火災(zāi)是煤礦開采的主要災(zāi)害之一,隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷增加,新建礦井的增多和開采強度、開采深度的增大,礦井防滅火問題顯得尤為突出。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國存在自然發(fā)火危險的礦井已占到60%以上。每一場火災(zāi)的發(fā)生,輕則破壞煤礦開采的部署,干擾礦井的正常生產(chǎn);重則燒毀煤炭資源和井下材料、設(shè)備;更有甚者可能引燃瓦斯煤塵爆炸,釀成人員傷亡的重大惡性事故,導(dǎo)致礦井的提前報廢。重大惡性火災(zāi)事故造成政治、經(jīng)濟以及資源上的損失往往是難以估量的,對礦工情感上的傷害也非短期可以

6、消除的。此外,由于礦井火災(zāi)造成土壤、水資源、植被、大氣層的嚴重污染,威脅到人類生存的環(huán)境。在礦井火災(zāi)發(fā)生總數(shù)中,外因火災(zāi)所占比重較小,但其發(fā)生突然、發(fā)展迅猛,如果不能及時發(fā)現(xiàn)和控制,往往造成重大事故;內(nèi)因火災(zāi)(自燃火災(zāi)是由處在特定環(huán)境下的煤吸附氧氣產(chǎn)生熱量,并在一定條件下熱量得以積聚而形成的,90%以上的礦井火災(zāi)屬于內(nèi)因火災(zāi)范疇,其發(fā)生和發(fā)展往往伴有一個孕育的過程,根據(jù)其征兆能夠在早期發(fā)現(xiàn),但其常常發(fā)生在人們難以進入的采空區(qū)內(nèi),一旦形成火災(zāi),面積較大、溫度較高,且火源位置難以確定,滅火比較困難。我國是少數(shù)幾個以煤作為主要能源的國家之一,也是世界產(chǎn)煤大國。煤炭在我國一次能源消費中占76%,隨著我

7、國經(jīng)濟的快速發(fā)展,對煤炭的需求還會進一步增加,我國以煤為主要能源的生產(chǎn)和消費特征在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)都不會改變。因此,近年來國家和企業(yè)對煤礦安全生產(chǎn)日益重視,加大了煤礦安全投入的強度,特別是對新建或改擴建礦井防滅火設(shè)施的設(shè)計、審查、驗收等制定了較為完善的標準。同時,加強了對礦井防滅火新技術(shù)、新裝備、新材料的研究和應(yīng)用,極大地改善和提高了我國煤礦防滅火技術(shù)裝備水平。山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井由朔州市平魯區(qū)后安煤炭有限公司和其東北部新增區(qū)空白資源組成。井田位于寧武煤田北部平朔礦區(qū)。由于4-1號煤層資源已接近枯竭,需延深水平開采8、9、11號煤層,生產(chǎn)能力為180萬噸/年,井田面積為4.83

8、36km2。根據(jù)山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心2009年1月15日、2010年9月10日和山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2012年2月15日分別對該礦4-1、8、9、11號煤層自燃傾向性測試結(jié)果表明各煤層煤層自燃傾向性等級均為級,屬自燃煤層。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第二百三十二條和國家安全監(jiān)管總局國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于加強煤礦防滅火工作的通知(安監(jiān)總煤行2008161號的規(guī)定,開采容易自燃和自燃煤層時,必須編制相應(yīng)的防滅火設(shè)計,采取綜合防滅火措施,防止自然發(fā)火。因此,山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司委托山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司根據(jù)礦井煤層賦存狀況、采煤方法、巷道布置、巷道支護、通風(fēng)系統(tǒng)等實際情況開展礦井防滅

9、火技術(shù)及裝備的研究,編制山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井防滅火專項設(shè)計,科學(xué)合理地制定有效的防滅火措施,以保障礦井防滅火工作的順利進行。一、設(shè)計的依據(jù)(1 山西省煤炭規(guī)劃設(shè)計院2012年2月提交的山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井水平延深8號煤層優(yōu)化設(shè)計;(2礦井通風(fēng)安全裝備標準,MT/T5016-1996;(3煤礦安全規(guī)程,2011年版;(4礦井防滅火規(guī)范(試行,煤安字(1988第237號;(5煤礦建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計審查和竣工驗收規(guī)范, AQ1055-2008;(6煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范,GB50215-2005;(7 煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”建設(shè)完善基本規(guī)范(試行,安監(jiān)總煤裝2011

10、33號;(8煤礦自然發(fā)火標志氣體色譜分析及指標氣體優(yōu)選方法,AQ/T1019-2006;(9煤礦自然發(fā)火束管監(jiān)測系統(tǒng)通用技術(shù)條件, MT/T757-1997;(10煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范, AQ1029-2007;(11煤礦灌漿防滅火技術(shù)規(guī)范,MT/T702-1997;(12煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求,AQ6201-2006;(13礦山救護規(guī)程,AQ1008-2007;(14礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范,MT/T698-1997;(15煤礦采空區(qū)阻化氣霧防火技術(shù)規(guī)范,MT/T699-1997;(16煤礦防火用阻化劑通用技術(shù)條件,MT/T700-1997;(17 國家安全監(jiān)管總局國家

11、煤礦安監(jiān)局關(guān)于加強煤礦防滅火工作的通知,安監(jiān)總煤行2008161號;(18山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心2010年9月10日出具的煤自燃傾向性鑒定報告,報告編號:晉煤檢20100502-MR-F0033、20100502-MR-F0034二、設(shè)計的指導(dǎo)思想此次礦井防滅火專項設(shè)計堅持“安全第一、預(yù)防為主、防治結(jié)合、技術(shù)可行、經(jīng)濟合理”的原則,嚴格遵循國家相關(guān)規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定,根據(jù)后安煤炭有限公司煤層賦存狀況、開拓開采工藝和當(dāng)?shù)貙嶋H情況,認真分析礦井生產(chǎn)各環(huán)節(jié)過程中可能引起火災(zāi)的各種因素,結(jié)合目前國內(nèi)外礦井防滅火技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向,借鑒國內(nèi)外先進的設(shè)計思想,積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,建立健全該

12、礦的防滅火系統(tǒng),完善礦井火災(zāi)防治技術(shù)措施及裝備,從而保證礦井的安全生產(chǎn),防止礦井火災(zāi)事故的發(fā)生。三、設(shè)計的主要特點(1以開采煤層自燃火災(zāi)特點、自燃特性實驗測試和現(xiàn)場觀測為基礎(chǔ),優(yōu)選出煤自燃指標氣體,并結(jié)合礦井實際情況,建立煤層自然發(fā)火早期預(yù)測預(yù)報體系,同時建立健全礦井火災(zāi)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),及時、準確的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患,指導(dǎo)現(xiàn)場防滅火工作的具體實施。(2礦井移交生產(chǎn)時在8號煤層801首采區(qū)布置1個一次性采全高薄煤層綜采工作面(80101工作面。井下在8號煤層布置1個綜合機械化一次采全高回采工作面和2個炮掘工作面,在9號煤層布置1個綜合機械化放頂煤回采工作面和2個綜掘工作面,以保證礦井設(shè)計生產(chǎn)能力。本次防

13、滅火設(shè)計主要是針對8、9號煤層自然發(fā)火的防治。(3建立完善的礦井防滅火系統(tǒng),注重采用先進的防滅火技術(shù)研究成果,以預(yù)防性灌漿、噴灑阻化劑、束管監(jiān)測為主要防火手段,加強回采過程中煤自燃的監(jiān)測監(jiān)控,對后安煤業(yè)開采煤層自燃火災(zāi)進行綜合防治。四、存在的問題及建議(1本設(shè)計是依據(jù)現(xiàn)有的礦井采區(qū)設(shè)計、通風(fēng)系統(tǒng)及巷道開拓情況進行的,沒有從巷道布置和通風(fēng)系統(tǒng)方面進行有利于礦井防滅火的設(shè)計;(2由于沒有完全掌握該礦煤自燃的特點和規(guī)律,建議在開采過程中,進一步對首采面采空區(qū)煤層自燃規(guī)律進行研究,掌握開采煤層自燃的特點和規(guī)律,建立一支技術(shù)過硬的防滅火隊伍;(3設(shè)計中的部分參數(shù)是在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上就大選取,以保證滿足礦井需

14、要,建議礦方在今后的防滅火實踐中進一步總結(jié)規(guī)律,修正參數(shù),進一步適應(yīng)后安煤業(yè)礦井防滅火技術(shù)需要。(4本設(shè)計是建立在現(xiàn)有地質(zhì)資料和開采設(shè)計的基礎(chǔ)上,若地質(zhì)條件或開采設(shè)計發(fā)生變化,建議對本設(shè)計進行相應(yīng)的修改;若因地質(zhì)條件或其它不可抗拒因素而出現(xiàn)的自燃火災(zāi),建議根據(jù)現(xiàn)場實際條件,由本公司和礦方共同制定具體的防滅火方案。1 礦井基本情況1.1井田概況(1交通位置山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井位于朔州市平魯城區(qū)東南直距14.50km陶村鄉(xiāng)的王高登村至劉高登村一帶,行政區(qū)劃隸屬于平魯區(qū)陶村鄉(xiāng)管轄,其井田地理坐標為東經(jīng)112°2536112°2807,北緯39°292639

15、°3101。礦井工業(yè)場地距平魯城區(qū)14.50km,南距大運高速公路朔州支線15.0km,距朔州火車站33km,距大新火車站約28.0km,距神頭火車站約30km,區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦間均有簡易公路相通,從朔州火車站經(jīng)北同蒲線、神朔線、朔黃線可通往全國各地,交通運輸條件較為便利。(2地形、地貌本井田地處山西臺拱平朔臺地內(nèi)之中山丘陵區(qū),地表大部分為黃土覆蓋,由于降水沖刷,形成密布的沖溝,其深淺各有不同,溝谷兩側(cè)多為黃土陡壁,地形較為復(fù)雜。井田內(nèi)地勢東高西低,最低點位于井田西部,標高1204.00m,最高點位于井田東部,標高1418.10m,相對高差214.10m,為低中山區(qū)。(3地表水及河流本礦

16、井地表水屬海河流域桑干河水系,馬關(guān)河支流從礦井西部流過,地表洪水由北東流向南西入馬關(guān)河后由北向南穿越朔縣平原匯入桑干河。馬關(guān)河常年有水,但水流量很小,一般水流量為0.04 0.06m3/s,洪水期流量可達100200m3/s,1921年特大洪水流量達348m3/s,最高洪水位高出河床2.57m,標高為1205.57m,均低于本礦井口標高(主斜井井口標高為1212.558m、副斜井井口標高為1212.558m、進風(fēng)行人斜井井口標高為1212.560m、回風(fēng)立井井口標高為1324.090m。(4氣象本區(qū)屬溫帶大陸性氣候,干燥、晝夜溫差大,風(fēng)沙多為本井田氣侯主要特點,全區(qū)平均氣溫4.5,1月最冷,平

17、均氣溫-12,最低氣溫-32.4;7月最熱,平均氣溫20,最高氣溫38.2。平均降水量為420.0mm,大多集中在78月,占全年降水量的50%以上;年平均蒸發(fā)量1375.60mm2598.0mm,為年降水量的5倍。全年無霜期100d120d,初霜期為9月下旬,冰凍期為10月下旬至次年4月中旬,最大凍土深度1.51m。本井田風(fēng)沙大,八級以上大風(fēng)年平均有25d,一般風(fēng)沙日在290d以上,多集中在冬春季節(jié),風(fēng)向以西北風(fēng)最多,最高風(fēng)速21m/s以上。(5地震據(jù)史料記載和地震臺網(wǎng)測定,平魯區(qū)歷史上發(fā)生過 5.5級的地震,分別為1407年6月9日和1958年9月5日,均未造成大的災(zāi)害。根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范

18、(GB50011-2001(2008年版和中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖(GB18306-2001圖A1,本區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度值為0.10g。1.2 兼并重組前各礦現(xiàn)狀山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井由原朔州市平魯區(qū)后安煤炭有限公司和其東北部新增區(qū)空白資源組成,原朔州市平魯區(qū)后安煤炭有限公司為村辦企業(yè),行政區(qū)劃隸屬陶村鄉(xiāng)管轄,建設(shè)性質(zhì)屬生產(chǎn)礦井,批準開采4、9號煤層,井田面積3.2370km2,設(shè)計生產(chǎn)能力1.20Mt/a. 該礦于2003年建礦,2008年底通過了1.20Mt/a生產(chǎn)能力竣工驗收并投產(chǎn)。山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井兼并重組后由于4-1號煤層資源已接近

19、枯竭,需延深水平開采8、9、11號煤層,設(shè)計礦井延深水平投產(chǎn)及達產(chǎn)時,利用現(xiàn)有的4-1煤層生產(chǎn)系統(tǒng)作為第一生產(chǎn)水平通過暗斜井開采井田范圍內(nèi)的8號煤層801首采區(qū)的80101首采工作面,同時延深水平到9號煤層開采井田范圍內(nèi)的8、9、11號煤層,設(shè)計利用現(xiàn)有的主斜井、副斜井和回風(fēng)立井3個井筒。1.3 鄰近煤礦概況山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司北部為中煤平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司東露天礦規(guī)劃區(qū),南東部與山西朔州平魯區(qū)茂華白蘆煤業(yè)有限公司相鄰(由原白蘆煤礦和杏園煤礦兼并重組整合而成,東部為華奧美馮西煤業(yè)有限公司和國興煤業(yè)有限公司,西部為平朔安家?guī)X露天煤炭公司。(1山西朔州平魯區(qū)茂華白蘆煤業(yè)有限公司位于井田東

20、、東南邊界外,原為國營企業(yè),現(xiàn)為有限責(zé)任公司。為兼并重組整合礦井,由原白蘆煤礦和2005年關(guān)閉的杏園煤礦整合而成。原白蘆煤礦始建成于1993年,兩個井口生產(chǎn),均為斜井開拓,開采4-1號煤層,采煤方法為綜采放頂煤,刮板輸送機和帶式輸送機運輸,4-1煤層煤塵具有爆炸危險性,自燃傾向性為類,屬自燃煤層,屬低瓦斯礦井,井下涌水量不大,正常涌水量為24m3/h,雨季最大涌水量為72m3/h。據(jù)煤礦記錄礦井每天排水時間約為4h左右。原杏園煤礦始建于1988年,生產(chǎn)能力為0.15Mt/a,開采4-1號煤層,兩個井口生產(chǎn),均為斜井開拓,采煤方法為房柱式,炮采落煤,機械提升。4-1煤層煤塵具有爆炸危險性,自燃傾

21、向性為類,屬自燃煤層,屬低瓦斯礦井,井下涌水量不大,正常涌水量為20m3/h,雨季最大涌水量為65m3/h。據(jù)調(diào)查資料礦井每天排水時間約為5h左右。2005年資源整合時將本礦關(guān)閉。根據(jù)平魯區(qū)煤炭工業(yè)管理局檢查結(jié)果和本礦生產(chǎn)揭露,杏園煤礦已越界開采進入本井田范圍內(nèi)并形成一定規(guī)模的采空破壞區(qū)。越界開采形成的采空積水區(qū)面積27746m2,采空區(qū)內(nèi)存在積水現(xiàn)象,根據(jù)調(diào)查原杏園煤礦估算積水量為87432m3,該礦雖已關(guān)閉,但相應(yīng)的煤層底板標高高于后安煤礦,開采井田東南部的8、9、11號煤層時要加強礦井防治水措施,防止造成淹井事故的發(fā)生。本次兼并重組整合為山西朔州平魯區(qū)茂華白蘆煤業(yè)有限公司,整合后批準礦井

22、生產(chǎn)能力為1.20Mt/a。(2山西朔州平魯區(qū)華奧美馮西煤業(yè)有限公司位于井田東部邊界外,企業(yè)性質(zhì)為有限責(zé)任公司,原名稱為馮西煤礦,于2003年建礦,批準開采1-11號煤層,生產(chǎn)能力0.90Mt/a,采煤方法為綜采放頂煤,刮板機和帶式輸送機運輸,現(xiàn)開采4-1號煤層,4-1號煤層煤塵有爆炸性,自燃傾向性為類,屬自燃煤層,屬低瓦斯礦井,井下涌水量不大,正常涌水量為257m3/d,雨季最大涌水量為428m3/d。據(jù)煤礦記錄礦井每天排水時間約為10h左右,每小時流量約30m3。本次兼并重組整合為山西朔州平魯區(qū)華美奧馮西煤業(yè)有限公司,未發(fā)現(xiàn)有越界開采現(xiàn)象,與本礦相鄰部位截止2009年12月31日未開采,無

23、采空區(qū)也無采空區(qū)積水。(3山西朔州平魯區(qū)國興煤業(yè)有限公司位于井田東部邊界外,企業(yè)性質(zhì)為有限責(zé)任公司,原名稱為韓村煤礦,于2001年建礦,批準開采4-1-11號煤層,生產(chǎn)能力1.20Mt/a,采煤方法為綜采放頂煤,刮板機和帶式輸送機運輸,現(xiàn)開采4-1號煤層,4-1號煤層煤塵具有爆炸危險性,自燃傾向性為類,屬自燃煤層,屬低瓦斯礦井,井下涌水量不大,正常涌水量為210m3/d,雨季最大涌水量為380m3/d。據(jù)煤礦記錄礦井每天排水時間約為10h左右,每小時流量約22m3。本次兼并重組整合為山西朔州平魯區(qū)國興煤業(yè)有限公司,與本礦相鄰部位截止2010年12月31日未開采,無采空區(qū)也無采空區(qū)積水,也無越界

24、開采現(xiàn)象。(4山西平朔安家?guī)X露天煤炭有限公司本井田北部的安家?guī)X露天煤礦是我國“七五”期間煤炭行業(yè)引用資金、設(shè)備、技術(shù)和管理的重點建設(shè)項目。該礦從1982年開始籌建,經(jīng)過三年準備,兩年建設(shè),于1987年9月建成投產(chǎn),1996年首次達到并超過年設(shè)計生產(chǎn)能力,該礦自1996年以來先后13次被評為全國“質(zhì)量標準化礦井”、“特級高產(chǎn)高效露天礦”。安家?guī)X露天煤礦先期的排土場位于本井田西北部外圍。排土場未占壓本井田資源儲量范圍。經(jīng)調(diào)查,該礦井井田內(nèi)除已批準的生產(chǎn)礦井外沒有小窯開采。1.4 井田地質(zhì)構(gòu)造本礦井位于寧武煤田的北部東緣,地表大部分被新生界地層所覆蓋,屬典型的黃土丘陵地貌,僅在溝谷中出露二疊系下統(tǒng)下

25、石盒子組地層。根據(jù)鉆孔資料以及地質(zhì)填圖成果可知,井田內(nèi)由下至上發(fā)育有奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組(O2s、石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b、石炭系上統(tǒng)太原組(C3t、二疊系下統(tǒng)山西組(P1s和下石盒子組(P1x以及新生界第四系中、上更新統(tǒng)(Q2+3。井田內(nèi)地層層序、厚度、巖性及其變化情況由老至新簡述如下:(1奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組(O2s生產(chǎn)補充勘探過程中有鉆孔揭露,但未打穿全層,結(jié)合以往地質(zhì)成果資料,本組地層巖性主要由深灰色厚層石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r組成,間夾灰黃色鈣質(zhì)泥巖。泥質(zhì)灰?guī)r風(fēng)化后呈豹皮狀,中下部夾數(shù)層同生角礫巖。本組地層出露于本區(qū)外的東部及北部馬營河一帶,厚度大于100.00m。(2石炭系中統(tǒng)本

26、溪組(C2b多數(shù)鉆孔均未施工到本組,巖性主要為灰色、深灰色、灰黑色砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成。含13層深灰色石灰?guī)r,僅中下部一層石灰?guī)r較為穩(wěn)定,定為標志層K1,上部夾薄煤12層,不穩(wěn)定,厚度一般小于0.50m,底部為山西式鐵礦不甚發(fā)育,有時僅有雜色鋁土泥巖。在區(qū)外的東北部馬營河河谷兩側(cè)也亦有零星出露。與馬家溝組呈平行不整合接觸。全層厚約20.5050.76m,平均為40.60m。(3石炭系上統(tǒng)太原組(C3t本組是區(qū)內(nèi)的主要含煤地層,因以往施工的多數(shù)鉆孔均探至11號煤層之下10m左右,未能全部完整揭露本組地層,故根據(jù)以往鉆孔揭露的實際情況敘述如下:本組主要巖性由灰白色砂巖、灰?guī)r、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥

27、巖和煤層組成,并夾有薄層泥質(zhì)灰?guī)r。全組從上而下可分為三個煤組:上煤組含4-1、4-2號煤層,4-1號與4-2號煤層之間一般為灰白色細粒砂巖或粉砂巖及灰黑色泥巖。中煤組間巖性由灰色、灰白色砂巖、灰黑色砂質(zhì)泥巖和泥巖及6、7號不穩(wěn)定增長型煤層組成,6號煤層之上普遍發(fā)育的T4砂巖體是與上煤組區(qū)分的標志層。下煤組間巖性由灰白色砂巖、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖及8、9、10、11號煤層組成。中、下煤組是以T3砂巖體區(qū)分。在9號煤層與11號煤層之間一般發(fā)育有一層厚度不大但層位較穩(wěn)定的泥質(zhì)灰?guī)r,并常與T2砂巖體共生。與下伏本溪組呈整合接觸,本組厚度92.10m116.39m,平均105.07m。(4二疊系下統(tǒng)山西

28、組(P1s本組底界以K3砂巖之底與石炭系上統(tǒng)太原組分界,本組巖性主要由灰色、灰白色砂巖,灰黑色、灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成,砂質(zhì)泥巖中含有菱鐵礦結(jié)核。本組共含23層薄煤層,編號為1、2、3號,全部為不穩(wěn)定不可采煤層。最底部為全區(qū)穩(wěn)定的淺灰色、灰白色厚層狀中、粗粒砂巖(K3。一般為下伏4號煤層的直接頂板,厚度為0.40 9.95m,平均為4.00m。水平層理較發(fā)育;本組厚度39.2473.80m,平均53.44m。(5二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P1x本組底界以K4砂巖為界與下伏二疊系下統(tǒng)山西組分界,巖性為黃綠色、灰黃色、灰色粉、細粒砂巖及中粒砂巖、灰色、黃綠色砂質(zhì)泥巖及泥巖組成,底部為一層灰白色含礫砂巖

29、,局部相變?yōu)橹辛Ｉ皫r,最厚可達11.63m,層位穩(wěn)定。在下部的砂質(zhì)泥巖中偶夾12層煤線,本組上部常見一層紅色灰紫色鮞狀鋁土巖(桃花泥巖,為K6砂巖的輔助標志層。在本勘探區(qū)內(nèi)的溝谷中均有不同程度的出露。本組地層本區(qū)保存不全,殘留最大厚度約60.00m。(6第四系中、上更新統(tǒng)(Q2+3本組主要為土黃色、淺紅色、亞砂土和亞粘土組成,底部含有鈣質(zhì)結(jié)核,柱狀節(jié)理發(fā)育,地表沖溝附近常呈直立懸崖并形成土柱地貌,厚度一般為1.84m45.12m,平均16.47m,不整合于二疊系下統(tǒng)各組地層之上。1.5 煤層及煤質(zhì)(1含煤性井田內(nèi)主要含煤地層主要為山西組和太原組。山西組本組含煤3層,多見2層,編號為1、2、3號

30、煤層。本組各煤層均為不可采或零星可采煤層,區(qū)內(nèi)僅個別點可采,本組煤層總厚度為2.38m,地層總厚度為39.2473.80m,平均53.44m。含煤系數(shù)為4.5%。太原組本組為本區(qū)主要含煤地層,共含煤8層,從上至下編號為4-1、4-2、5、6、7、8、9、11號。其中4-1、4-2號煤層組合為上煤組,5、6、7號煤層組合為中煤組,8、9、11號煤層組合為下煤組。4-1、9、11號煤層為本區(qū)主要可采煤層,8號煤層為穩(wěn)定的大部可采煤層,其它煤層為不可采煤層。煤層總厚度為37.90m,本組地層厚度為92.10 116.39m,平均105.07m。含煤系數(shù)為41%。(2可采煤層本井田內(nèi)可采煤層共4層,分

31、別為4-1、8、9、11號煤層,根據(jù)本次勘探的鉆孔資料分述如下:4-1號煤層位于太原組上部,為本井田主要可采煤層,全井田普遍發(fā)育,厚度大,層位穩(wěn)定,上距K3砂巖02.0m,煤層厚度5.77m10.37m,平均8.21m,純煤厚度為5.77m10.05m,平均7.82m ,結(jié)構(gòu)簡單較簡單,含03層夾矸,變化較小,其巖性為高嶺巖和炭質(zhì)泥巖、泥巖,一般不含夾矸。頂板為中粗粒砂巖、砂質(zhì)泥巖,底板為細粒砂巖、炭質(zhì)泥巖。為穩(wěn)定的全井田可采煤層,井田范圍已基本采空。同時在ZK2-3鉆孔兩側(cè)在井下生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)三外煤層風(fēng)氧化現(xiàn)象。8號煤層位于太原組中下部,上距4-1號煤層底部39.75m50.25m,平均為4

32、7.35m,煤層厚度0.70m2.05m,平均為 1.16m,純煤厚度為0.50m1.77m,平均1.04m,結(jié)構(gòu)簡單,夾石01層,變化較小,其巖性多為泥巖,一般不含夾矸。煤層頂板為泥巖、鈣質(zhì)泥巖,底板為細粒砂巖、砂質(zhì)泥巖,為局部可采的較穩(wěn)定煤層。9號煤層位于太原組下部,上距8號煤層底部 2.24m20.42m,平均為7.85m,為本井田主要可采煤層,煤層厚度12.00m18.04m,平均為14.95m,純煤厚度為10.48m15.44m,平均為13.80m。含夾石2 10層,一般為36層,夾石厚度一般在0.07m0.52m左右,巖性以高嶺巖為主,其次為粉砂巖和炭質(zhì)泥巖,結(jié)構(gòu)簡單極復(fù)雜。煤層頂

33、板為中細粒砂巖,底板為細粒砂巖或砂質(zhì)泥巖,為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。本煤層厚度大,發(fā)育穩(wěn)定,易與其它煤層鑒別,故可作為對比下煤組煤層之可靠標志。11號煤層位于太原組底部,上距9號煤層2.80m7.42m,平均為4.91m,煤層厚度2.15m8.13m,平均為4.88m,純煤厚度為1.85m6.86m,平均4.17m。結(jié)構(gòu)簡單較簡單,夾石04層,夾石厚度0.20m 0.80m,巖性多為炭質(zhì)泥巖和高嶺巖,煤層頂板以灰?guī)r為主,常有泥巖偽頂,底板為灰?guī)r和細砂巖,屬穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。本層層位穩(wěn)定,頂板巖性特殊,易于識別。各可采煤層特征見表1-2。表1-2 可采煤層特征表 (1物理性質(zhì)及煤巖類型最近幾次生產(chǎn)

34、補充勘探過程中均未做此項工作,依據(jù)1966年12月,山西省煤炭工業(yè)管理局地質(zhì)勘探局115隊,提交的山西省大寧煤田平魯-朔縣礦區(qū)馬關(guān)河?xùn)|普查勘探地質(zhì)報告成果資料評述如下:4-1號煤層以暗煤為主,中夾少量亮煤及鏡煤線理,瀝青-弱玻璃光澤,條帶均一狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,參差狀斷口,內(nèi)生裂隙不發(fā)育,其宏觀煤巖類型以半暗型煤為主,其次為暗淡型煤,少量半亮型煤。9號、11號煤層以亮煤和暗煤為主,玻璃光澤,條帶結(jié)構(gòu),階梯狀-棱角狀斷口,內(nèi)生裂隙較4-1號煤層發(fā)育,為半亮型半暗型煤。(2化學(xué)性質(zhì)井田內(nèi)可采煤層為4-1、8、9、11號,均為批準開采煤層,現(xiàn)據(jù)地質(zhì)報告,分述如下: 4-1號煤層水分(M ad:原煤0.

35、33%4.00%,平均2.08%;浮煤0.47%2.91%,平均1.86%。灰分(A d:原煤18.45%36.84%,平均28.21%;浮煤7.74% 16.20%,平均9.94%。揮發(fā)分(V daf:原煤32.08%40.35%,平均38.07%;浮煤37.12% 41.41%,平均38.67%。全硫(S t,d:原煤0.35%1.27%,平均 0.54%;浮煤0.47% 0.98%,平均0.60%。磷(Pd:原煤0.027%0.045%,平均 0.036%;浮煤0.037%。發(fā)熱量(Q gr,d:原煤18.90 MJ/kg26.37MJ/kg,平均22.41MJ/kg; 浮煤26.61

36、MJ/kg30.71MJ/kg,平均29.46MJ/kg。粘結(jié)指數(shù)(G R.I:浮煤3.015.7,平均 9.2。膠質(zhì)層最大厚度(Y:浮煤3.0 mm7.0mm,平均5.0mm。據(jù)煤炭質(zhì)量分級(GB/T15224-2004標準,4-1號煤層屬中灰高灰、特低硫中硫、低磷、低熱值高值煤的長焰煤。8號煤層水分(M ad:原煤0.70%4.06%,平均2.26%;浮煤0.76%3.38%,平均1.79%。灰分(A d:原煤19.22%28.09%,平均22.28%;浮煤6.44% 14.82%,平均10.93%。揮發(fā)分(V daf:原煤37.93%45.61%,平均41.87%;浮煤38.85% 45

37、.09%,平均42.16%。全硫(S t,d:原煤:0.42%1.18%,平均 0.75%;浮煤0.36% 1.19%,平均0.82%。磷(Pd:原煤0.004%0.037%,平均 0.020%;浮煤0.002% 0.012%,平均0.008%。發(fā)熱量(Q gr,d :原煤17.48 MJ/kg26.22MJ/kg,平均24.20MJ/kg;浮煤27.61 MJ/kg31.43MJ/kg,平均29.55MJ/kg。粘結(jié)指數(shù)(G R.I:浮煤1525,平均19。膠質(zhì)層厚度(Y:浮煤11mm。據(jù)煤炭質(zhì)量分級(GB/T15224-2004標準,8號煤層屬中灰、低硫中硫、特低磷低磷、低熱值高值煤的長焰

38、煤。9號煤層水分(M ad:原煤0.52%3.87%,平均2.01%;浮煤0.24%2.75%,平均1.57%?；曳?A d:原煤14.04%33.97%,平均24.56%;浮煤8.22% 30.61%,平均11.14%。揮發(fā)分(V daf:原煤34.05%43.41%,平均39.65%;浮煤38.37% 40.52%,平均39.06%。全硫(S t,d:原煤:0.67%2.34%,平均 1.30%;浮煤0.58% 1.67%,平均0.98%。磷(Pd:原煤0.021%0.032%,平均 0.026%;浮煤0.025%。發(fā)熱量(Q gr,d :原煤20.42 MJ/kg27.09MJ/kg,平

39、均24.11MJ/kg;浮煤28.44 MJ/kg31.05MJ/kg,平均29.98MJ/kg。粘結(jié)指數(shù)(G R.I:浮煤8.438.8,平均17.6。膠質(zhì)層厚度(Y:浮煤6.0 mm9.0mm,平均7.7mm。據(jù)煤炭質(zhì)量分級(GB/T15224-2004標準,9號煤層屬低灰高灰、低硫中高硫、低磷、低熱值高值煤的長焰煤和少量氣煤。煤類以長焰煤為主,少量氣煤,除ZK2孔片區(qū)為氣煤,其余為長焰煤。除ZK2-4孔周圍區(qū)為高灰,大部為中灰煤區(qū);北東部為特低硫分,大部為中硫分煤區(qū)。11號煤層水分(M ad:原煤0.48%3.52%,平均1.73%;浮煤0.40%2.86%,平均1.58%?；曳?A d

40、:原煤18.67%42.48%,平均27.58%;浮煤7.67% 13.53%,平均10.85%。揮發(fā)分(V daf:原煤28.58%50.16%,平均40.08%;浮煤38.74% 46.31%,平均40.20%。全硫(S t,d:原煤0.88%5.73%,平均2.04%;浮煤0.73%1.89%,平均1.25%。磷(Pd:原煤0.005%0.031%,平均 0.018%;浮煤0.003%。發(fā)熱量(Q gr,d :原煤17.97 MJ/kg26.03MJ/kg,平均22.84MJ/kg;浮煤29.68 MJ/kg30.76MJ/kg,平均29.86MJ/kg。粘結(jié)指數(shù)(G R.I:浮煤9.1

41、38.0,平均18.7。膠質(zhì)層厚度(Y:浮煤7.0 mm8.0mm,平均7.5mm。據(jù)煤炭質(zhì)量分級(GB/T15224-2004標準,11號煤層屬中灰高灰、低硫高硫、特低磷低磷、低熱值高熱值煤的長焰煤和少量氣煤。1.6 安全條件(1瓦斯本設(shè)計采用山西省煤炭規(guī)劃設(shè)計院2012年2月提交的山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井水平延深8號煤層優(yōu)化設(shè)計中的預(yù)測數(shù)據(jù),礦井延深水平開采井田范圍內(nèi)的8、9、11號煤層,在前期礦井投產(chǎn)及達到設(shè)計生產(chǎn)能力1.80 Mt/a時,井下在8號煤層布置1個綜合機械化一次采全高回采工作面和2個炮掘工作面保證0.30Mt/a的設(shè)計生產(chǎn)能力,在9號煤層布置1個綜合機械化放頂煤回

42、采工作面和2個綜掘工作面保證1.50Mt/a的設(shè)計生產(chǎn)能力;后期礦井在8號煤層開采完畢后,在9號煤層和隨后的11號煤層布置1個綜合機械化放頂煤回采工作面和2個綜掘工作面保證1.80Mt/a的設(shè)計生產(chǎn)能力。兩種情況下礦井瓦斯等級均為低瓦斯礦井。本井田瓦斯含量不高,但隨著開采深度的增加,采空范圍的擴大,礦井瓦斯涌出量將會不斷增加,瓦斯等級也會相應(yīng)提高。今后開采過程中,如通風(fēng)不良,瓦斯聚集,將會發(fā)生瓦斯爆炸。為此,今后在開采過程中,應(yīng)加強瓦斯防治工作。(2煤塵根據(jù)山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心2009年1月15日、2010年9月10日和山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2012年2月15日分別對該礦4-1、

43、8、9、11號煤層煤塵爆炸性測試結(jié)果:4-1號煤層火焰長度為20mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉用量10%,8號煤層火焰長度為400mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉用量70%,9號煤層火焰長度為40mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉用量50%,11號煤層火焰長度為20mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉用量40%,各煤層煤塵均有爆炸危險性。(3煤的自燃根據(jù)山西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心2009年1月15日、2010年9月10日和山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2012年2月15日分別對該礦4-1、8、9、11號煤層自燃傾向性測試結(jié)果:4-1號煤層吸氧量為0.60cm3/g,自燃傾向性等級為類,8號煤層吸氧量為0.63cm3/g,

44、自燃傾向性等級為類,9號煤層吸氧量為0.66cm3/g,自燃傾向性等級為類,11號煤層吸氧量為0.68cm3/g,自燃傾向性等級為類,各煤層均屬自燃煤層。(4 地溫、地壓及瓦斯和二氧化碳突出現(xiàn)象本井田煤層埋藏較淺,102m320m左右,根據(jù)平朔露天煤礦勘查的資料,本區(qū)不存在高溫區(qū),因此根據(jù)勘探規(guī)范,以往地質(zhì)勘探均未安排系統(tǒng)的井溫測量工作。本礦井及鄰礦開采多年,井下末發(fā)現(xiàn)有地溫及地壓異常情況,本井田屬地溫及地壓正常區(qū),井下未發(fā)現(xiàn)瓦斯和二氧化碳突出現(xiàn)象。1.7 礦井開拓開采(1井田境界(2設(shè)計可采儲量及服務(wù)年限礦井設(shè)計可采儲量為61.76Mt,水平延深后的山西朔州平魯區(qū)后安煤炭有限公司礦井服務(wù)年限

45、為24.45a,其中8號煤層服務(wù)年限為6.34a,9號煤層服務(wù)年限為18.20a,11號煤層服務(wù)年限為6.25a。(3井筒的設(shè)置及功能依據(jù)開拓布置,礦井水平延深達產(chǎn)時共布置有4個井筒,即主斜井、副斜井、進風(fēng)行人斜井和回風(fēng)立井。主斜井(已有、延深在現(xiàn)有的工業(yè)場地內(nèi)利用并延深現(xiàn)有的主斜井作為兼并重組整合水平延深后礦井的主提升井,主斜井采用半圓拱斷面,荒料石砌碹,凈寬4.0m,凈斷面13.08m2,傾角25°,目前斜長270.00m,延深斜長103.0m,全長373.0m,落底在9號煤層底板中,裝備大傾角帶式輸送機,擔(dān)負全礦井的提煤任務(wù),敷設(shè)臺階,作為礦井的進風(fēng)井和一個安全出口。副斜井(已

46、有、延深在現(xiàn)有的工業(yè)場地內(nèi)利用并延深現(xiàn)有的副斜井作為兼并重組整合水平延深后礦井的輔助提升井,副斜井采用半圓拱斷面,荒料石砌碹,凈寬2.80m,凈斷面8.71m2,傾角23°,目前斜長198.0m,延深斜長168.0m,全長366.0m,落底在9號煤層中,裝備單鉤串車,擔(dān)負全礦井設(shè)備材料、提矸的提升下放任務(wù), 兼作礦井的進風(fēng)井。進風(fēng)行人斜井(新掘在現(xiàn)有的工業(yè)場地內(nèi)新掘1個進風(fēng)行人斜井作為兼并重組整合水平延深后礦井的進風(fēng)行人井,進風(fēng)行人斜井采用半圓拱斷面,鋼筋混凝土/混凝土支護,凈寬4.50m,凈斷面積14.47m2,傾角24°,斜長315.0m,落底在9號煤層頂板中,裝備架空

47、乘人裝置,擔(dān)負全礦井的人員提升和下放任務(wù),敷設(shè)臺階扶手,作為礦井的進風(fēng)井和另一個安全出口?；仫L(fēng)立井(已有、延深在井田的北中部現(xiàn)有的風(fēng)井場地內(nèi)利用并延深現(xiàn)有的回風(fēng)立井作為兼并重組整合水平延深后礦井的專用回風(fēng)井,回風(fēng)立井采用圓形斷面,現(xiàn)澆混凝土支護,凈直徑5.0m,凈斷面積19.63m2,目前垂深151.0m,延深63.0m,總垂深214.0m,落底在9號煤層中,裝備封閉折返式金屬梯子間,作為礦井的專用回風(fēng)井和又一個安全出口。(4水平的劃分及標高根據(jù)煤層賦存特征,礦井設(shè)2個水平開拓開采井田范圍內(nèi)的8、9、11號煤層。利用現(xiàn)有的井田中部的4-1號煤層生產(chǎn)系統(tǒng)水平作為一水平(水平標高+1135m通過軌

48、道、運輸和回風(fēng)3個暗斜井下到8號煤層開采8號煤層801首采區(qū),在9號煤層中設(shè)二水平(水平標高+ 1072m采用聯(lián)合布置的方式開拓開采井田范圍內(nèi)的8號煤層其它可采區(qū)域、9號、11號煤層。(5采區(qū)劃分及開采順序全井田共劃分為12個采區(qū),分別為8號煤層的801、802、803和804采區(qū),9號煤層的901、902、903、904采區(qū),11號煤層的1101、1102、1103、1104采區(qū),其中:8號煤層的801、803和804采區(qū)為單翼開采,802采區(qū)為雙翼開采;9號煤層的901采區(qū)為雙翼開采, 902、903、904采區(qū)為單翼開采;11號煤層的1101采區(qū)為雙翼開采, 1102、1103、1104

49、采區(qū)為單翼開采。煤層開采順序按編號次序采用下行式逐層開采,各煤層內(nèi)采區(qū)接替順序按編號順序依次進行,即先采01采區(qū),后采02采區(qū);其次為03采區(qū)和04采區(qū)。各采區(qū)內(nèi)工作面接替順序均采用前進式。工作面回采方式均采用后退式。(6采區(qū)布置根據(jù)井田開拓方案部署,礦井前期在水平延深前期投產(chǎn)及達產(chǎn)時,在8號煤層801首采區(qū)布置1個一次性采全高薄煤層綜采工作面和2個炮掘工作面,在9號煤層901首采區(qū)布置1個放頂煤一次性采全高綜采工作面和2個綜掘工作面保證礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。在4-1號煤層井田中部,利用現(xiàn)有的4-1號煤層沿東偏北方向布置的運輸大巷、軌道大巷和回風(fēng)大巷至井田中東部邊界,同時在4-1號煤層井田東部利

50、用現(xiàn)有的由南向北布置的4-1號煤層集中回風(fēng)巷到井田的北部邊界,再利用現(xiàn)有的由東向西布置的4-1號煤層總回風(fēng)巷到回風(fēng)立井,作為第一生產(chǎn)水平,形成8號煤層801采區(qū)的開拓系統(tǒng),同時利用4-1號煤層井底由南向北已有的輔助運輸巷和輔助軌道巷作為8號煤層801采區(qū)的輔助運輸巷和輔助軌道巷形成8號煤層801采區(qū)80101首采面的生產(chǎn)系統(tǒng)。4-1號煤層運輸大巷(采區(qū)運輸巷沿4-1號煤層底板布置,4-1號煤層軌道大巷(采區(qū)軌道巷和回風(fēng)大巷(采區(qū)回風(fēng)巷沿4-1號煤層頂板布置。巷道間距30m,巷道保護煤柱每側(cè)留30m。在9號煤層井田中部,沿9號煤層?xùn)|偏北方向布置9號煤層運輸大巷、軌道大巷和回風(fēng)大巷至井田的中東部邊

51、界,后由南向北在9號煤層中布置集中回風(fēng)巷到井田北部,再由東向西在9號煤層中布置總回風(fēng)巷到回風(fēng)立井,形成9號煤層901采區(qū)的開拓系統(tǒng)。9號煤層運輸大巷(采區(qū)運輸巷和軌道大巷(采區(qū)軌道巷均沿9號煤層底板布置,9號煤層回風(fēng)大巷(采區(qū)回風(fēng)巷、集中回風(fēng)巷和總回風(fēng)巷沿9號煤層頂板布置。巷道間距30m,巷道保護煤柱每側(cè)留30m。工作面順槽南北布置,與運輸大巷和軌道大巷斜交并與運輸大巷和軌道大巷溝通,工作面回風(fēng)順槽通過回風(fēng)道和回風(fēng)大巷溝通。801、901首采區(qū)內(nèi)工作面接替順序均采用前進式,工作面回采方式均采用后退式。(7采煤方法8號煤層位于太原組中下部,上距4-1號煤層底部39.75m 50.25m,平均為4

52、7.35m,煤層厚度0.70m2.05m,平均為1.16m,純煤厚度為0.50m1.77m,平均1.04m,結(jié)構(gòu)簡單,夾石01層,變化較小,其巖性多為泥巖,一般不含夾矸。煤層頂板為泥巖、鈣質(zhì)泥巖,底板為細粒砂巖、砂質(zhì)泥巖,為局部可采的較穩(wěn)定煤層。9號煤層位于太原組下部,上距8號煤層底部 2.24m20.42m,平均為7.85m,為本井田主要可采煤層,煤層厚度12.00m18.04m,平均為14.95m,純煤厚度為10.48m15.44m,平均為13.80m。含夾石2 10層,一般為36層,夾石厚度一般在0.07m0.52m左右,巖性以高嶺巖為主,其次為粉砂巖和炭質(zhì)泥巖,結(jié)構(gòu)簡單極復(fù)雜。煤層頂板

53、為中細粒砂巖,底板為細粒砂巖或砂質(zhì)泥巖,為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。根據(jù)礦井開拓部署,分析地質(zhì)鉆孔資料,結(jié)合本地區(qū)礦井采掘設(shè)備裝備情況和生產(chǎn)管理水平,本礦井8號煤層采用綜合機械化一次性采全高的薄煤層采煤方法,頂板管理采用全部垮落法;9號煤層采用綜合機械化放頂煤一次性采全高的采煤方法。(8礦井通風(fēng)根據(jù)井田開拓布置,礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央分列式,采用主斜井、副斜井和進風(fēng)行人斜井進風(fēng),回風(fēng)立井回風(fēng),主通風(fēng)機采用抽出式的通風(fēng)系統(tǒng),局部通風(fēng)采用局部通風(fēng)機壓入式通風(fēng)。(9礦井工作制度礦井設(shè)計年工作日為330d,井下生產(chǎn)采用“四六”工作制,每天三班生產(chǎn),一班檢修準備,地面輔助采用“三八”工作制,每天二班生產(chǎn),一班檢修

54、準備,日凈提升時間16h。2 煤層開采自燃風(fēng)險評價2.1 后安煤業(yè)自燃風(fēng)險評價(1從煤的揮發(fā)份分析,8號原煤揮發(fā)分37.93%45.61%,平均41.87%;9號原煤揮發(fā)分34.05%43.41%,平均39.65%,屬變質(zhì)程度較低長焰煤,礦井開采的8號和9號煤層自燃傾向性等級均為級,屬自燃煤層,自然發(fā)火危險性較大。(2開采9號煤層為特厚煤層,采用一次采全高綜采放頂煤采煤法,全部跨落法管理頂板,采空區(qū)漏風(fēng)大,遺煤多,推進速度緩慢,容易造成采空區(qū)遺煤的自燃。(38號和9號煤層屬近距離煤層開采,層間漏風(fēng)管理困難,采空區(qū)遺煤容易發(fā)生自燃。(4該礦開采9號煤層屬特厚煤層,巷道沿煤層底板掘進,在長期礦山壓

55、力作用下,容易形成高冒區(qū),該區(qū)域煤體呈破碎狀態(tài),且破碎煤體長期處于微風(fēng)供氧狀態(tài),易于積聚熱量發(fā)生自燃。(5合理的工作面推進度是預(yù)防采空區(qū)自燃的關(guān)鍵,也是最經(jīng)濟有效的措施。但要保證工作面快速推進,單靠可靠的設(shè)備還遠遠不夠,由于地質(zhì)構(gòu)造等不確定因素影響而引起的停產(chǎn)極有可能發(fā)生,所以,除加強設(shè)備檢修,保證開機率外,還需采取切實有效的防滅火措施。(6根據(jù)后安煤業(yè)煤層自燃特性及開采方式,結(jié)合以上分析,后安煤業(yè)回采工作面“兩線-兩道”自然發(fā)火危險性較大,需采取切實有效的防滅火措施及裝備,防止煤層自燃。2.2 礦井防滅火技術(shù)簡介為了防治煤層自燃,國內(nèi)外廣泛采用灌漿、噴灑阻化劑、注惰性氣體、注凝膠、均壓、堵漏

56、風(fēng)及泡沫等防滅火技術(shù)。這些技術(shù)對保證礦井安全生產(chǎn)起了重要作用,但都存在一定的局限性,其主要技術(shù)特點如表2-1所示。表2-1 現(xiàn)有主要防滅火技術(shù)特點 2.3 后安煤業(yè)防滅火技術(shù)的選擇根據(jù)目前常用防滅火技術(shù)特點,結(jié)合后安煤業(yè)開采煤層的自燃特性、地質(zhì)條件、開拓條件、開采方法、通風(fēng)條件等實際情況,并根據(jù)煤礦安全規(guī)程、礦井防滅火規(guī)范(試行、煤礦建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計審查和竣工驗收規(guī)范等相關(guān)規(guī)程、規(guī)定,設(shè)計采用預(yù)防性灌漿、注氮、束管監(jiān)測和監(jiān)測監(jiān)控綜合防滅火技術(shù)措施。(1煤自燃早期預(yù)測預(yù)報技術(shù)煤礦安全規(guī)程第二百四十一條規(guī)定:開采容易自燃和自燃煤層時,在采區(qū)開采設(shè)計中,必須明確選定自然發(fā)火觀測站或觀測點的位置并

57、建立束管監(jiān)測和監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、確定煤層自然發(fā)火的標志氣體和建立自然發(fā)火預(yù)測預(yù)報制度。所有檢測分析結(jié)果必須記錄在專用的防火記錄薄內(nèi),并定期檢查、分析整理,發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火指標超過或達到臨界值等異常變化時,立即發(fā)出自然發(fā)火預(yù)報,采取措施進行處理。目前,煤自燃早期預(yù)測預(yù)報方法主要有指標氣體分析法和測溫法,其中指標氣體分析法相應(yīng)的配套裝備比較完善,得到廣泛的應(yīng)用,因此,對后安煤業(yè)煤自燃的早期預(yù)測預(yù)報以指標氣體分析法為主,測溫法為輔。(2灌漿防滅火技術(shù)灌漿防滅火技術(shù)在我國有自然發(fā)火危險的礦井中得到普遍應(yīng)用,也取得良好的效果。灌入的泥漿能夠吸熱降溫,對煤體有包裹作用,起隔氧降溫目的,同時能膠結(jié)頂板、降低采空區(qū)空隙率、增加漏風(fēng)阻力。煤礦建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計審查和竣工驗收規(guī)范(AQ1055-2008對防滅火設(shè)計中要求規(guī)定:開采容易自燃煤層或采用放頂煤開采自燃煤層的礦井,必須設(shè)計以灌漿為