煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)匯編(完整版)資料

煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)匯編（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)匯編（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）煤礦礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)前言煤礦位于礦區(qū)的中部，距縣城3.5km。其行政區(qū)域?qū)倏h鎮(zhèn)管轄，隸屬于縣煤炭工業(yè)局；由原煤礦和壩灘煤礦整合而成，為民營企業(yè)。煤礦井田面積為4.0857km2，礦井煤質(zhì)較好。所采5#煤厚度0.35～1.05m，平均0.62m；3#煤厚度0.70～0.80m，平均0.77m。所采煤種均為氣煤。礦井地質(zhì)條件較好，煤層賦存穩(wěn)定，埋藏淺，瓦斯含量低（為低瓦斯礦井），頂?shù)装逯械确€(wěn)定，礦井涌水量較小。進(jìn)風(fēng)井為新開拓的主、副斜井，回風(fēng)井為立井。即中央并列式布置方式。礦井實(shí)行雙回路供電，供電系統(tǒng)安全可靠；礦井供、排水系統(tǒng)可靠，主斜井井底設(shè)有變電所、水泵房。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力300kt/a，服務(wù)年限12年。采用長壁采煤方法，普通機(jī)械化采煤工藝，分別在5#煤層、3#煤層布置回采工作面以保證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(300kt/a)。根據(jù)陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年12月的檢驗(yàn)報(bào)告，煤礦3#、5#煤層，按煤的自燃趨勢等級(jí)分類，為Ⅰ類，3#、5#煤層屬容易自燃煤層。礦井瓦斯等級(jí)鑒定為低瓦斯礦井。為了貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的指導(dǎo)思想，提高礦井的防滅火能力，特進(jìn)行礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)。一．設(shè)計(jì)目的1．為認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，提高我礦的本質(zhì)安全程度和安全管理水平，控制我礦生產(chǎn)中的危險(xiǎn)、有害因素，降低煤礦生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)防事故發(fā)生，保護(hù)煤礦從業(yè)人員的健康、生命安全及財(cái)產(chǎn)安全。2．為了能合理有效的控制自燃煤層發(fā)生自燃事故，降低事故的發(fā)生概率，提高職工的生命財(cái)產(chǎn)安全和煤礦安全的可持續(xù)發(fā)展。二．設(shè)計(jì)依據(jù)1．《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，開采有自燃傾向性煤層的礦井，在礦井和新水平的設(shè)計(jì)中必須采取綜合（包括開拓開采，巷道布置，開采方法，回采工藝，通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)等）以及（包括灌漿或注沙、噴注阻化劑、注入惰性氣體、均壓技術(shù)等）預(yù)防煤層自燃發(fā)火措施，又規(guī)定：開采有自燃傾向性的煤層，必須對(duì)采空區(qū)、突出和冒落孔洞等空隙采用預(yù)防性灌漿或全部填充、噴灑阻化劑、注入阻化泥漿、惰性氣體以及均壓通風(fēng)等措施，防止自燃發(fā)火。2．《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：一級(jí)自然礦井以建立注漿或注砂為主，以阻化劑或均壓技術(shù)為輔的防滅火系統(tǒng)和預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)并配備惰性氣體裝備。3．根據(jù)陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年12月的檢驗(yàn)報(bào)告，煤礦3#、5#煤層，按煤的自燃趨勢等級(jí)分類，為Ⅰ類，3#、5#煤層屬容易自燃煤層。礦井瓦斯等級(jí)鑒定為低瓦斯礦井?！兜V井防滅火規(guī)范》及《煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范》等為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。4．國家關(guān)于礦井防滅火的管理規(guī)定及要求。三．設(shè)計(jì)的主要任務(wù)1．對(duì)煤礦的地質(zhì)條件以及礦井設(shè)計(jì)概況進(jìn)行了綜述。2．對(duì)生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的自燃事故進(jìn)行分析，并編制和選擇了相應(yīng)的防治措施和裝備。做到“安全第一，預(yù)防為主”。3．根據(jù)礦井生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)礦井煤層自燃，一氧化碳和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以便礦領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)人員及時(shí)了解情況，采取有效措施。四．依據(jù)的法律、條例、規(guī)程、規(guī)范、細(xì)則1．2021年國家安全監(jiān)察總局、煤礦安全監(jiān)督管理總局下發(fā)的《關(guān)于礦井防滅火的管理規(guī)定及要求》。2．《煤礦安全規(guī)程》；3．國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局發(fā)布的《礦井防滅火規(guī)范》及《煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范》；4．《煤礦一通三防安全知識(shí)》，煤炭工業(yè)部；5．《中華人民共和國煤炭法》；6．《中華人民共和國礦山安全法》；7．《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》；8．《中華人民共和國消防法》；9．《中華人民共和國勞動(dòng)保護(hù)法》；10．其他各種行業(yè)性規(guī)范。第一章礦井概況及安全條件第一節(jié)礦井概況一．地理概況煤礦位于礦區(qū)的中部，距縣城3.5km。其行政區(qū)域?qū)倏h瓦窯堡鎮(zhèn)管轄，隸屬于縣煤炭工業(yè)局；由原煤礦和壩灘煤礦整合而成，為民營企業(yè)。煤礦井田面積為4.0857km2，礦井煤質(zhì)較好。所采5#煤厚度0.35～1.05m，平均0.62m，主要為發(fā)電用煤；3#煤厚度0.70～0.80m，平均0.77m，主要為配焦煤。其中：5#煤儲(chǔ)量264萬噸，3#煤儲(chǔ)量334萬噸，礦井總地質(zhì)儲(chǔ)量598萬噸；所采煤種均為氣煤。礦井地質(zhì)條件較好，煤層賦存穩(wěn)定，埋藏淺，瓦斯含量低（為低瓦斯礦井），頂?shù)装逯械确€(wěn)定，礦井涌水量較小。進(jìn)風(fēng)井為新開拓的主、副斜井，回風(fēng)井為立井。即中央并列式布置方式。礦井實(shí)行雙回路供電，供電系統(tǒng)安全可靠；礦井供、排水系統(tǒng)可靠，主斜井井底設(shè)有變電所、水泵房。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力300kt/a，服務(wù)年限12年。采用長壁采煤方法，普通機(jī)械化采煤工藝，分別在5#煤層、3#煤層布置回采工作面以保證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(300kt/a)。二．自然地理?xiàng)l件1．地形地貌煤礦位于礦區(qū)中部，礦區(qū)位于陜北黃土高原的中部，屬典型的黃土高原地貌景觀。礦內(nèi)溝谷縱橫，樹枝狀水系發(fā)育，水土流失嚴(yán)重。總趨勢為南高北低。海拔1095～1310m，相對(duì)高差215m。2．水文⑴．水系:礦區(qū)內(nèi)地表水系均屬黃河水系，多屬季節(jié)性河流。雨季暴漲且泥沙含量大，旱季斷流。礦區(qū)內(nèi)主要河流有秀延河、南河和羊馬河。煤礦地表水歸屬羊馬河流域，區(qū)內(nèi)無羊馬河流經(jīng)，僅在羊馬河流域東南方向發(fā)育一條湫陷溝。雨季漲水，旱季斷流?！?，PH值為7.1～8.0。⑵．氣象:礦區(qū)屬中溫帶大陸性暖溫帶干旱-半干旱季風(fēng)氣候。春季干燥多風(fēng)沙，夏季火盆多雷雨，秋季晴朗降溫快，冬季干冷雨量少。據(jù)縣氣象觀測資源統(tǒng)計(jì)，該區(qū)年平均氣溫9℃，年極端最低氣溫-24.1℃（1984年12月18日），最高為37.6（1966年6月21日）℃，最熱的7～8月份平均氣溫23℃，最冷的元～2月份平均氣溫-7℃。凍土期為11月底至翌年4月初，最大凍土深度103cm，一般凍土深度78cm。最大風(fēng)速17m/s，一般1.7～1.8m/s，夏秋季多為東南風(fēng)，一般為二級(jí)。據(jù)縣氣象局1991-2006年降水資料，年最大降水量742.3mm（2002年），年最小降水量237.0（1999年），年平均降水量為465.93mm。蒸發(fā)量一般為降雨量的三倍。降水期主要集中在7～9月份，占年降水總量的70%以上。年冰霜日數(shù)最多9天，平均3天，年無霜期175天。⑶．地震:陜北大地構(gòu)造位置屬相對(duì)穩(wěn)定的鄂爾多斯地臺(tái)中部，距南部秦嶺、北部陰山構(gòu)造活動(dòng)帶較遠(yuǎn)，屬陜北弱震區(qū)。本區(qū)地震史載，延長(1951年)、宜川（1921年）、羅傳（1633年）、黃陵（1599年）發(fā)生過5～5.5級(jí)地震；1556年華縣8級(jí)地震波及本區(qū)可達(dá)Ⅵ度。本區(qū)百年末發(fā)生過破壞性地震。3．地質(zhì)災(zāi)害礦區(qū)由于河流的切割，黃土高原被分割成支離破碎的塬梁溝壑地貌，土質(zhì)松軟，滲水性強(qiáng)，其邊坡地帶人工開挖的坡角、采空區(qū)塌陷均可破壞自然邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)，易發(fā)生中小型淺層或中層滑坡，為Ⅰ類滑坡易發(fā)區(qū)。區(qū)內(nèi)未發(fā)生滑波、崩塌及泥流地質(zhì)災(zāi)害，雖未發(fā)生，但應(yīng)引起注意，嚴(yán)加防范。三．地層及構(gòu)造1．地層礦區(qū)區(qū)域地層屬華北地層區(qū),陜甘寧盆地分區(qū)。其地層系統(tǒng)、地層厚度及地層間的接觸關(guān)系見表2-3-1。煤礦地表多被上更新統(tǒng)馬蘭組（Q3m）地層覆蓋。據(jù)鉆孔揭露的地層由老到新依次為：中生界三疊系上統(tǒng)永坪組（T3y）、瓦窯堡組（T3w），新生界第三系上新統(tǒng)靜樂組（N2j），第四系中更新統(tǒng)離石組（Q2l），上更新統(tǒng)馬蘭組（Q3m），全新統(tǒng)（Q4al+pl）。各地層巖性、厚度見表2-3-1。表2-3-1礦區(qū)區(qū)域地層分區(qū)系統(tǒng)表地層系統(tǒng)代號(hào)厚度(m)新生界第四系全新統(tǒng)Q41～5上更新統(tǒng)馬蘭組Q3m2～30中更新統(tǒng)離石組Q2l4～150下更新統(tǒng)午城組Q1w1～19.3第三系上新統(tǒng)靜樂組N2j0.5～100中生界白堊系下統(tǒng)環(huán)河組K1hh+hc204～640華池組洛河組K1l241～399.1侏羅系中統(tǒng)安定組J2a58.1～159.7直羅組J2z88.4～208.9延安組J2y162～305.6下統(tǒng)富縣組J1f0～141.9三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組T3w>371.5永坪組T3y39～95胡家廟組T3h75～210表2-3-2煤礦地層簡表地層系統(tǒng)厚度(m)巖性描述界系統(tǒng)組新生界第四系全新統(tǒng)（Q4al+pl）0～5.00沖積黃土及砂礫石層。上更新統(tǒng)馬蘭組（Q3m）2.00～103.00淺黃、灰黃色黃土。中更新統(tǒng)離石組（Q2l）10.50～54.80淺棕黃色亞砂質(zhì)黃土。第三系上新統(tǒng)靜樂組（N2j）0～91.50紫紅、棕紅色粘土，底部含砂礫石層。中生界三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組（T3w）308.21一般由五個(gè)旋迴組成，每旋迴下部粗，上部細(xì)。共含煤層7層。永坪組（T3y）＞50灰綠、灰白色細(xì)～中粒厚層狀砂巖，夾灰黑、灰蘭色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。由老至新分述如下：⑴．三疊系上統(tǒng)永坪組（T3y）:為三疊系含煤地層的基底，巖性以灰綠、灰白色中粒石英砂巖為主，夾細(xì)粒砂巖及粉砂巖薄層，局部含油。該組僅在鉆孔中揭露，但無鉆孔穿透，厚度不詳。⑵．三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組（T3w）:為礦區(qū)的主要含煤地層，區(qū)內(nèi)地表僅出露其上部層位（T3w5）。據(jù)本次鉆孔資料及以往鉆孔資料，該組厚度308.21m，與下伏永坪組整合接觸。該組一般由五個(gè)旋迴（五個(gè)段、T3w1-5）組成，每旋迴下部為灰黑色中—細(xì)粒砂巖、泥巖和粉砂巖交互出現(xiàn)，富含鈣質(zhì)結(jié)核和植物化石；中部為灰色中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、深灰色泥巖和粉砂巖互成韻律；上部為主要含煤段，為黑色粉、細(xì)砂巖互層。該組共含煤層7層，其中5#煤層為局部可采煤層、3#煤層為全區(qū)可采煤層，為區(qū)內(nèi)主要可采煤層。⑶．新生界上第三系上新統(tǒng)靜樂組（N2j）:主要分布于溝谷邊坡。該組厚度0～91.50m，平均41.60m。與下伏中生界不整合接觸。巖性主要為紫紅、棕紅色粘土、砂質(zhì)粘土，含多層鈣質(zhì)結(jié)核。底部有透鏡狀砂礫石層，礫石多為泥礫、砂礫，半固結(jié)狀。⑷．第四系中更新統(tǒng)離石組（Q2l）:主要分布于溝谷邊坡。在較大溝谷邊坡呈不規(guī)則條狀產(chǎn)出。該組厚度10.50～54.80m，不整合于其下所有老地層之上。巖性主要為褐黃色、淺棕黃色粉土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)黃土，垂直節(jié)理發(fā)育，含成層分布的鈣質(zhì)結(jié)核；底部局部見灰白、褐黃色砂、砂卵石層。⑸．上更新統(tǒng)馬蘭組（Q3m）:該組是區(qū)內(nèi)第四系主體沉積，地表出露范圍大，遍布于各梁峁的頂部及溝坡地帶，厚度2.00～103.00m，覆蓋于所有老地層之上。巖性主要為土黃、褐黃色、淺黃色粉土、砂質(zhì)黃土，偶見鈣質(zhì)結(jié)核。⑹．全新統(tǒng)（Q4eal+al）:主要沿溝谷呈條帶狀分布，厚0.00～5.00m。為近代河床沖、洪積物。下部為灰白、灰黃色砂卵石層，上部為褐黃色黃土狀粉土、礫石、砂質(zhì)粘土；礫石成分復(fù)雜，無分選性。2．構(gòu)造：煤礦位于礦區(qū)中部，礦井構(gòu)造為一由東向西傾伏的單斜構(gòu)造伴有波狀起伏，傾角1°～3°，未發(fā)現(xiàn)斷層或褶皺，無巖漿活動(dòng)跡象。煤礦為構(gòu)造簡單型礦井。3．含煤地層礦區(qū)含煤地層為三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組。該組在區(qū)內(nèi)大部伏于地下，僅在東部馮家莊、郭家坪、白家棗林、炭窯溝、強(qiáng)家峁、胡家塔一線以東出露上部層位（T3w4-5）并被剝蝕。該層厚度187.3～340.86m，與下伏永坪組整合接觸。按其巖性特征、含煤性和沉積特征自下而上分為五段：⑴．第一段（T3w1）：該段僅在鉆孔中揭露，厚92.20m。巖性為下部灰色中—細(xì)粒砂巖夾灰黑色泥巖、粉砂巖及薄煤線，具波狀層理及水平層理；中上部為灰黑色砂質(zhì)泥巖，灰色粉砂巖夾灰白色中—細(xì)粒砂巖、黑色泥巖及不可采的1#煤層。具水平層理和微波狀層理，含植物化石碎片。⑵．第二段（T3w2）：該段僅在鉆孔中揭露，地層厚71.20～81.63m，平均厚76.42m。巖性為下部一套巨厚層灰綠、灰白色中粒砂巖，具波狀層理；中上部為灰色粉、細(xì)粒砂巖夾灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖，具微波狀層理，含植物化石碎片。中部夾不可采的2#煤層。⑶．第三段（T3w3）：該段主體在鉆孔中揭露，其頂部（包括3#煤層）在縣城以東出露并遭受剝蝕。該段地層厚60.56～71.87m，平均厚66.22m。巖性底部為厚層狀灰白色細(xì)粒砂巖,含黃鐵礦結(jié)核；下部為灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖夾薄層灰色粉、細(xì)粒砂巖及薄煤層，具水平層理；中上部為灰色粉、細(xì)粒砂巖夾灰黑色砂質(zhì)泥巖，泥巖具微波狀層理，含黃鐵礦結(jié)核及植物化石；上部為礦區(qū)，也是本煤礦主采3#煤層。⑷．第四段（T3w4）：該段地層厚46.30～61.10m，平均厚53.89m。巖性底部為灰白色中—細(xì)粒砂巖，分布穩(wěn)定；下部為灰黑色砂質(zhì)泥巖夾薄層灰色粉砂巖，具微波狀層理及水平層理；中部為灰色粉砂巖、細(xì)粒砂巖夾灰黑色砂質(zhì)泥巖、薄煤層（為不可采的4號(hào)煤層），砂、泥巖具波狀層理，含植物化石碎片；上部為黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖，頂部為礦區(qū)也是本煤礦局部可采的5#煤層和不可采的5號(hào)上煤層、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖，含大量植物化石。其中5#煤層在區(qū)內(nèi)東部遭受不同程度的剝蝕。⑸．第五段（T3w5）：該段出露于煤礦西北部支流溝谷邊坡，其面積很小，呈長條狀零星出露。該段地層遭受不同程度剝蝕，據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查及本次鉆孔揭露，地層厚3.90～38.50m，平均厚19.48m。巖性下部為黑色油頁巖，層位穩(wěn)定，巖性堅(jiān)硬，具垂直節(jié)理，裂隙被方解石、黃鐵礦薄膜充填，易風(fēng)化成薄片狀，風(fēng)化后顏色呈灰白色。夾數(shù)層厚0.15～0.20m的粘土巖和菱鐵質(zhì)泥巖；中部為灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖夾薄層灰色粉砂巖和細(xì)粒砂巖，具波狀層理及小型交錯(cuò)層理；上部為分布穩(wěn)定的巨厚層狀灰綠、灰白色中粒砂巖，夾粉砂巖薄層。4．含煤性據(jù)鉆孔揭露結(jié)合以往資料，瓦窯堡組地層厚度308.21m，含煤層（煤線）7層，煤層總厚度平均2.65m，含煤系數(shù)平均0.86%。煤礦區(qū)內(nèi)具對(duì)比意義的煤層有6層，自上而下編號(hào)為5號(hào)上、5號(hào)、4號(hào)、3號(hào)、2號(hào)和1號(hào)。其中5號(hào)煤層為局部可采、3號(hào)煤層全區(qū)可采，為區(qū)內(nèi)主要可采煤層。5號(hào)上、4號(hào)、2號(hào)和1號(hào)煤層厚度全部在0.17～0.55m之間，均為不可采煤層。各煤層的厚度、結(jié)構(gòu)等基本特征詳見表2-3-3。表2-3-3煤層情況統(tǒng)計(jì)表煤層編號(hào)5號(hào)上5號(hào)4號(hào)3號(hào)2號(hào)1號(hào)賦存層位T3w4上T3w4上T3w4中T3w3上T3w2T3w1中煤層厚度最小-最大點(diǎn)數(shù)（2）（5）（3）（9）平均0.400.620.330.77煤層間距最小-最大點(diǎn)數(shù)（2）（3）（3）平均16.6023.4227.83煤層結(jié)構(gòu)夾矸層數(shù)000000-1頂板巖性泥巖泥巖泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖粉砂巖泥巖底板巖性粉砂巖粉砂巖、泥巖泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖巖性復(fù)雜穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定較穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定可采性不可采局部可采不可采全礦可采不可采不可采5．可采煤層據(jù)本次鉆孔揭露結(jié)合以往資料，煤礦5#煤層局部可采、3#煤層全區(qū)可采，兩煤層為區(qū)內(nèi)主要可采煤層?？刹擅簩又饕卣鞣质鋈缦拢孩?5#煤層①．賦存層段：5#煤層賦存于瓦窯堡組第四段上部。②．特征及穩(wěn)定性：5#煤層區(qū)內(nèi)見煤點(diǎn)5個(gè)，煤層厚度0.35～1.05m，平均厚度0.62m，為局部可采薄煤層，可采區(qū)及厚度分布見圖3-3-1。煤層不含夾矸，煤層結(jié)構(gòu)簡單。其頂板巖性為灰黑色泥巖，底板為黑色泥巖、粉砂巖。區(qū)內(nèi)東部遭受不同程度的剝蝕，為煤層露頭區(qū)，在露頭區(qū)內(nèi)東南部存在不可采區(qū)，可采區(qū)內(nèi)剩余可采面積2.0771km2，5#煤層為局部可采的穩(wěn)定薄煤層(據(jù)陜西省煤田地質(zhì)局一三一地質(zhì)隊(duì)對(duì)煤礦整合區(qū)地質(zhì)詳查報(bào)告儲(chǔ)量表5#煤厚度平均1.0m)。③．底板標(biāo)高：5#煤層底板標(biāo)高在1077～1092m之間，由東向西傾伏，地層傾角1-3°。④．埋深：5#煤層埋深在220～3m之間，最大埋深位于東南部山包處，最小埋深位于湫陷溝內(nèi)。⑵.3#煤層①．賦存層段：3#煤層位于瓦窯堡組第三段上部。②．間距：與上部5#煤層間距45.20m。③．特征及穩(wěn)定性：3#煤層區(qū)內(nèi)見煤點(diǎn)9個(gè)，煤層厚度0.70～0.80m，平均厚度0.77m，全區(qū)可采薄煤層，厚度分布見圖3-3-1。煤層結(jié)構(gòu)簡單。其頂板巖性為泥巖，底板為泥巖。全區(qū)面積4.11km2，采空區(qū)面積0.7667km2，剩余可采面積3.3433km2，3#煤層為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。④．底板標(biāo)高：3#煤層底板標(biāo)高在1020～1035m之間，基本由東向西傾伏，伴有波狀起伏。地層傾角1～3°。⑤．埋深：3#煤埋深255～54m之間，最大埋深位于東南部山包處，最小埋深位于湫陷溝之下。煤層的蓋層為基巖，煤層埋深主要受地形的控制，在溝谷區(qū)淺，在梁峁區(qū)深。第二節(jié)安全條件一．礦區(qū)水文地質(zhì)礦區(qū)地處陜北黃土高原中部，屬典型的黃土梁峁地景觀，區(qū)內(nèi)溝谷縱橫，地形復(fù)雜，第四系松散沉積物廣布，基巖沿溝谷出露。地下水的形成與分布受地質(zhì)、地貌、構(gòu)造及水文氣象諸因素的綜合控制。因該區(qū)地表坡降大，透水性差，大氣降水主要形成地表徑流流走，少量滲入補(bǔ)給地下水。區(qū)內(nèi)地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙、裂隙潛水；基巖裂隙潛水及碎屑巖孔隙、裂隙承壓水。厚層泥巖和粘土為主要隔水層。1.含（隔）水層特征⑴．第四系全新統(tǒng)沖、洪積層孔隙、裂隙潛水含水層（Q4al+pl）呈帶狀分布于秀延河、南河、羊馬河等較大河流兩岸一、二級(jí)階地，巖性一般上為亞粘土、亞砂土，下為砂礫石層，其下為砂泥巖互層，風(fēng)化裂隙較為發(fā)育，與上覆第四系松散層實(shí)為不同巖體的同一含水層。第四系松散層一般厚0～5m，基巖風(fēng)化裂隙帶厚30～50m。富水性中等的分布在秀延河一級(jí)階地的縣附近齊家灣至馮家屯一線之河道中，水位埋深7～17m，含水層為中細(xì)砂層及砂礫石層，厚1～5m，根據(jù)糧站水井抽水資料，降深0.9m，涌水量1.23l/s，單位涌水量1.37l/S.m。水化學(xué)類型HCO3.SO4—Na.Mg型水，礦化度0.45～0.9g/l。主要補(bǔ)給來源為大氣降水和地表水。水量貧乏區(qū)分布于徐家洼—縣稍柏子溝、石家老莊—縣火電廠及徐家鄉(xiāng)東部地段。水位埋深7～9m，含水層較薄，據(jù)鉆孔及民井抽水試驗(yàn)資料，涌水量一般0.2～0.5l/s，最大涌水量0.637l/s。礦化度相對(duì)較高。水量極貧乏區(qū)分布于狹窄的溝谷之中，階地延伸較短，寬度較窄，且多為基座式階地，松散層多被疏干。⑵．第四系中上更新統(tǒng)離石組、馬蘭組孔隙裂隙潛水（Q2l+Q3m）廣泛分布于礦區(qū)的梁峁地帶，梁區(qū)厚，溝谷薄，巖性為粉砂質(zhì)黃土，厚2～103m，富水性較差。水位埋深較淺，小于10m，靠近黃士梁峁區(qū)10～30m。單位涌水量0.065l/s?m，為弱富水區(qū)，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Na·Mg型水，礦化度0.26g/l。主要補(bǔ)給來源為大氣降水，以面狀滲出為主要排泄形式，泉流量0.014～0.610l/s，總流量2.268l/s。⑶．第三系上新統(tǒng)靜樂組隔水層（N2j）出露于礦區(qū)的溝谷中，上覆于基巖之上，為紫紅色、棕紅色粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核。厚0～100m，為上、下含水層的良好隔水層。⑷．侏羅系中統(tǒng)延安組裂隙含水巖組（J2y）分布于礦區(qū)西部，出露于溝谷一帶，向東尖滅。巖性為細(xì)—中—粗粒砂巖，接受大氣降水補(bǔ)給，富水性弱，據(jù)鄰區(qū)貫屯井田《水文一隊(duì)》施工的水1、水2孔抽水試驗(yàn)資料，劃單位涌水量0.0013～0.00507l/s?m，滲透系數(shù)0.00248～0.00947m/d，水質(zhì)多為HCO3·SO4—Na·Mg型水，礦化度低，為0.45～0.51g/l。接受大氣降水及地表水下滲補(bǔ)給，在溝谷一帶以侵蝕性泉的形式排出地表，泉流量0.01～1.00l/s，總流量7.886l/s。在有靜樂組紅土隔水層區(qū)呈現(xiàn)出承壓性，據(jù)羊馬河井田Y9孔抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量0.000513l/s?m，滲透系數(shù)0.001487m/d，礦化度為0.482～0.684g/l。富水性弱，水質(zhì)多為HCO3·SO4—Na·Mg和HCO3—Na·Mg·Ca型中硬淡水。⑸．三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組裂隙承壓含水巖組（T3w）出露于礦區(qū)東部溝谷中，西部被掩蓋，巖性以細(xì)—中粒砂巖為主，厚>371.5m，富水性弱。據(jù)724部隊(duì)水源普查施工的15、36、39、43號(hào)孔抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量0.00035～0.01l/s?m，滲透系數(shù)0.0065～0.481m/d，礦化度為2.4～5.1g/l。水質(zhì)多為HCO3—Na·Mg和Cl—Na型水。可分為上、中兩個(gè)承壓含水巖段：上段自5#煤底至瓦窯堡組頂面，厚度58.26～127.21m，平均87.38m，富水性弱。出露地表泉水流量0.039～0.454l/s，總流量2.565l/s。據(jù)羊馬河井田Y11孔抽水試驗(yàn)資料，涌水量0.0274l/s?m，單位涌水量0.000443l/s?m，滲透系數(shù)0.0004387m/d，礦化度為0.480～2.979g/l，水質(zhì)為Cl·HCO3—Na和HCO3·SO4—Mg·Na·Ca型水。中段自3#煤底至5#煤底，厚29.61～44.17m，平均36.60m，富水性弱。出露地表泉水流量0.039～0.454l/s，總流量2.565l/s。據(jù)羊馬河井田Y11孔抽水試驗(yàn)資料，涌水量0.004l/s?m，單位涌水量0.0000764l/s?m，滲透系數(shù)0.0001176m/d，礦化度為5.83g/l，水質(zhì)為Cl—Na型水。⑹．三疊系上統(tǒng)永坪組裂隙承壓含水巖組（T3y）區(qū)內(nèi)無出露。巖性為細(xì)—中粒砂巖，厚度大，埋藏深，富水性弱。據(jù)724部隊(duì)水源普查施工的2號(hào)孔抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量0.184l/sm，滲透系數(shù)0.456m/d，礦化度為9.56g/l。2.地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件及動(dòng)態(tài)變化礦區(qū)地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，各含水層因所處地貌單元不同各有差異。第四系沖、洪積層潛水主要沿溝谷分布，靠近地表水體，富水性較好，與大氣降水和地表水關(guān)系密切，豐水期接受大氣降水及河水滲入補(bǔ)給，枯水期反向補(bǔ)給河水。第四系離石組黃土層孔隙裂隙含水層大面積分布于梁峁地帶，大氣降水是唯一補(bǔ)給來源，地下水自分水嶺處向溝谷方向逕流，以泉的形式滲出地表。第三系靜樂組紅土構(gòu)成該含水層的隔水底板。侏羅系延安組裂隙含水巖組、三疊系瓦窯堡組裂隙承壓含水巖組、三疊系永坪組裂隙承壓含水巖組等基巖含水巖層在裸露區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給，總體從東向西緩緩逕流，水力坡度僅0.26/1000，受上覆泥巖、粉砂巖隔水層影響，形成承壓水，其富水性弱，逕流速度緩慢，愈向深部礦化度愈高，可達(dá)5.83g/l，水質(zhì)類型也由HCO3·SO4—Na·Mg型轉(zhuǎn)化為Cl—Na型。礦區(qū)地表水主要有秀延河、南河和羊馬河，平水期匯集了礦區(qū)的小溪流和泉水，水量較小，有時(shí)會(huì)斷流，七、八月雨季時(shí)，降水量增大，河水水量聚增，呈明顯的季節(jié)變化規(guī)律?？傊?，礦區(qū)大氣降水補(bǔ)給地下水，地下水補(bǔ)給地表水；基巖構(gòu)造裂隙在風(fēng)化作用下擴(kuò)大加深，為地下水提供賦存空間；淺層地下水補(bǔ)給條件好，水量較大，動(dòng)態(tài)變化也大，降水補(bǔ)給滯后期約2個(gè)月；深層地下水補(bǔ)給條件差，水量小，動(dòng)態(tài)變化不明顯，地下水隨埋深增大礦化度逐漸升高，反映出地下水交替速度十分緩慢，幾乎到滯流狀態(tài)。二．煤礦水文地質(zhì)煤礦位于礦區(qū)的中部，地貌單元屬黃土溝壑區(qū)，梁窄溝密，植被稀少，水土流失十分嚴(yán)重。1.含（隔）水層（組）的劃分及其水文地質(zhì)特征煤礦內(nèi)水文地質(zhì)條件與礦區(qū)條件基本一致，根據(jù)地下水的埋藏條件、含水層的巖性、分布范圍、富（透）水性，可將區(qū)內(nèi)地下水分為第四系全新統(tǒng)沖、洪積層孔隙弱富水含水層、第四系中上更新統(tǒng)黃土孔隙極弱富水含水層、第三系上新統(tǒng)靜樂組紅土隔水層、三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組上部裂隙承壓含水巖組、三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組中部裂隙承壓含水巖組等五個(gè)含、隔水層（組），現(xiàn)分述如下：⑴．第四系全新統(tǒng)沖、洪積層孔隙弱富水含水層（Q4al+pl）為現(xiàn)代河床沖、洪積物。巖性主要由礫石、砂質(zhì)粘土組成，礫石成份復(fù)雜，磨園度差，未膠結(jié)。出露于溝谷，該層呈帶狀及串珠狀沿溝谷分布，厚度0～5.0m，因巖層空隙度大，導(dǎo)水性強(qiáng)，靠近地表水體，便于接受地表水體以及大氣降水入滲補(bǔ)給，富水性中等，該層所處地勢較低，未有泉水出露，地下水化學(xué)成份與河水相近，屬HCO3-Na.Mg型中硬淡水。⑵．第四系中上更新統(tǒng)黃土孔隙極弱富水含水層（Q2l+3m）全煤礦廣泛分布，為淺黃色，淺棕黃色含砂質(zhì)粘土，夾鈣質(zhì)結(jié)核層，垂直節(jié)理發(fā)育，疏松、易垮落，受流水侵蝕切割構(gòu)成黃土地區(qū)特有的地貌景觀，厚度2～157.80m不等，一般梁區(qū)厚，溝谷薄。該層接受大氣降水入滲補(bǔ)給，向溝谷方向逕流，以面狀滲出為主要排泄形式，泉流量0.014-0.610L/s，水位標(biāo)高1089.16～1170.80m，富水性弱。據(jù)鄰區(qū)泉水水質(zhì)化驗(yàn)資料，礦化度0.470g/L，為HCO3-Na.Mg型中硬淡水，水溫9.5～24℃。⑶．第三系上新統(tǒng)靜樂組紅土，隔水層（N2j）分布廣泛，出露溝谷中，巖性為棕紅色粘土，含多層鈣質(zhì)結(jié)核，夾有透鏡狀砂礫石層，礫石多為泥礫、砂礫，磨園中等，最大礫徑3.0cm，半固結(jié)狀，厚0～91.50m，平均41.60m，粘土致密，持水性好，透水性弱，該層無泉水、水井分布，為上下含水層的良好隔水層。⑷．三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組上部裂隙承壓含水巖組（T3w4）該段自5號(hào)煤底板砂巖至瓦窯堡頂面，全煤礦分布，溝谷出露。巖性為厚層中粒砂巖及細(xì)粒砂巖，灰-灰黒色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖夾泥巖薄層，砂巖膠結(jié)類型為孔隙式，下部為全煤礦可采的5#煤層，厚度46.30～61.10m。該層裂隙不發(fā)育，富水性弱，據(jù)野外測繪調(diào)查泉流量0.039-0.454L/s，據(jù)鄰區(qū)羊馬河井田Y11抽水資料，涌水量0.0274L/s，單位涌水量0.00443L/s·m，滲透系數(shù)0.0004387m/d，水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果，礦化度0.480-0.979g/L，屬CI·HCO3-Na及HCO3·SO4-Mg·Na·Ca型，水溫9-16.5℃。⑸．三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組中部裂隙承壓含水巖組（T3w3）自3#煤底至5#煤層底板砂巖，全煤礦分布，埋藏較深，煤礦內(nèi)未出露。巖性為灰白-灰黒色中細(xì)粒砂巖，粉砂巖、泥巖及煤層，砂巖膠結(jié)類型為孔隙式，具水平及波狀層理，厚度60.56～71.87m，該層裂隙稀疏，巖芯完整，采取率一般大于80%，富水性弱，因埋藏較深，無井泉出露。據(jù)鄰區(qū)羊馬河井田Y11抽水資料，涌水量0.004L/s，單位涌水量0.0000764L/s·m，滲透系數(shù)0.0001176m/d，水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果，礦化度5.83g/L，屬CI-Na型中等礦化水，水溫15.5℃。2.地下水補(bǔ)給、逕流、排泄條件及動(dòng)態(tài)變化井田地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，因各含水層所處地貌單元不同而各有差異。第四系沖、洪積層潛水主要沿溝谷分布，靠近地表水體，富水性較好，與大氣降水和地表水關(guān)系密切，豐水期接受大氣降水及河水入滲補(bǔ)給，枯水期反向補(bǔ)給河水。第四系黃土孔隙潛水含水層大面積分布于梁峁帶，大氣降水是唯一補(bǔ)給來源，地下水自分水峰向溝谷方向逕流，以泉的形式滲出地表，第三系紅土構(gòu)成該含水層的隔水底板。基巖含水巖層在裸露區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給，總體由東向西緩慢逕流，水力坡度僅0.28/10000，因受上覆泥巖、粉砂巖隔水層影響，形成承壓水，該層富水性弱，逕流速度緩慢，愈向深部礦化度愈高，可達(dá)5.83g/L，水質(zhì)類型也由HCO3·SO4-Na·Mg型轉(zhuǎn)化為CL-Na型。據(jù)長觀資料大氣降水補(bǔ)給地下水，地下水補(bǔ)給地表水，基巖構(gòu)造裂隙在風(fēng)化作用下擴(kuò)大加深，為地下水提供一定的賦存空間。淺層地下水補(bǔ)給條件好，水量較大，動(dòng)態(tài)變化也較大，降水補(bǔ)給滯后期約2個(gè)月；深層水補(bǔ)給條件差，水量小，動(dòng)態(tài)變化不明顯，地下水隨深度增加礦化度逐漸升高，反映出地下水交替速度十分緩慢，幾乎到滯流狀態(tài)。3.水文地質(zhì)勘探類型煤礦位于東西緩傾斜的單斜構(gòu)造內(nèi)，未見較大斷裂存在，構(gòu)造簡單，煤層直接充水含水層為瓦窯堡組中上段裂隙承壓含水組，因裂隙不發(fā)育，逕流條件差，富水性弱（q＜0.01l／s·m）。因此煤礦水文地質(zhì)類型為以裂隙充水為主的水文地質(zhì)條件簡單型，即Ⅱ類Ⅰ型。三．工程地質(zhì)1.巖（土）體工程地質(zhì)分類及特征⑴．松散砂石層組分布于煤礦河谷地帶，巖性主要為河流沖洪積砂礫土、沙土，厚度變化較大，空隙率高，承載力低，穩(wěn)定性差。⑵．土層組包括馬蘭黃土、離石黃土和三趾馬紅土。黃土分布廣，厚度大，一般厚30～76m，鉆孔揭露厚度150余米。巖性一般以亞砂土、砂土、亞粘土為主。黃土中粉粒含量一般為60%左右，級(jí)配均一，碳酸巖含量高達(dá)6～8%。黃土在干燥情況下，強(qiáng)度較高，壁立性好；浸水時(shí)則易發(fā)生變形及崩解，抗剪強(qiáng)度大幅度降低。黃土孔隙度大，結(jié)構(gòu)疏松，易被地表水流沖蝕而引起坍塌，浸水易失穩(wěn)。紅土較致密，可塑性強(qiáng)，承載力低，穩(wěn)定性差。加之其上，下界面常有地下水活動(dòng)，附近土體吸水膨脹，塑性增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)減弱，力學(xué)強(qiáng)度降低，成為軟弱面，若分布在邊坡地段，則更易發(fā)生變形。⑶．風(fēng)化巖組風(fēng)化巖組指基巖頂部0～20m深度范圍內(nèi)具有已風(fēng)化特點(diǎn)的巖石。風(fēng)化巖層內(nèi)部由上到下風(fēng)化程度逐漸減弱，強(qiáng)風(fēng)化帶原巖結(jié)構(gòu)破壞，疏松破碎，孔隙率大，含水率增高，強(qiáng)度減小，多數(shù)巖石遇水短時(shí)間內(nèi)全部崩解或沿裂隙離析，其干燥狀態(tài)抗壓強(qiáng)度52.6～56.8mPa，飽和抗壓強(qiáng)度僅為3.8～10.4mPa，軟化系數(shù)為0.07～0.16，充分表現(xiàn)了穩(wěn)定性差的特點(diǎn)。巖石屬劣質(zhì)的軟弱巖石，巖體完整性差。據(jù)有關(guān)資料，一些處于風(fēng)化帶中的結(jié)構(gòu)致密的粉砂巖、細(xì)砂巖和鈣質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)砂巖的物理力學(xué)性質(zhì)沒有明顯變化，仍有較好的工程地質(zhì)特征。⑷．煤巖組據(jù)有關(guān)資料，5#煤層飽和抗壓強(qiáng)度16.9Mpa，干燥狀態(tài)抗壓強(qiáng)度38.3Mpa，軟化系數(shù)0.44。飽和抗拉強(qiáng)度0.9Mpa，干燥狀態(tài)抗拉強(qiáng)度2.5Mpa。飽和抗剪斷強(qiáng)度C=0.90Mpa，φ=3.54度；3#煤層飽和抗壓強(qiáng)度6.7～9.2Mpa，干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度14.7～18.3Mpa，軟化系數(shù)0.44～0.50。飽和抗拉強(qiáng)度1.2Mpa，干燥狀態(tài)下抗拉強(qiáng)度2.9Mpa。飽和抗剪斷強(qiáng)度C=1.97Mpa，φ=35.9。地層巖石力學(xué)性質(zhì)見表3-5-1。⑸．砂巖、泥巖及互層巖組本巖組是煤系地層的主要巖組，它與煤層開采有直接關(guān)系，由粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及薄煤層等組成。多出現(xiàn)于煤層頂?shù)装?。巖石含有較高的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)，以發(fā)育較多的水平層理、小型交錯(cuò)層理、節(jié)理裂隙和滑面等結(jié)構(gòu)面為特點(diǎn)。干燥狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度為33.2～106.9Mpa，平均值為69.75Mpa，屬半堅(jiān)硬巖石。浸水或長時(shí)間暴露于空氣中巖石多沿層理方向離析成薄片。飽和抗壓強(qiáng)度0.9～61.7Mpa，平均值為15.28Mpa，軟化系數(shù)平均值0.24，表現(xiàn)出穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)。RQD值平均為73.38%，說明巖石質(zhì)量較好（III），巖體中等完整。表3-3-1測井解釋礦區(qū)地層巖石力學(xué)性質(zhì)匯總表地層巖性體積模量MPa最小—最大平均切變模量MPa最小—最大平均楊氏模量MPa最小—最大平均強(qiáng)度指數(shù)MPa最小—最大平均泥巖2.4—3.42.912.0—16.414.26.4—10.88.616.0—20.818.4砂質(zhì)泥巖2.8—4.13.514.2—19.116.78.1—11.810.018.1—26.622.4粉砂巖3.6—5.14.416.6－―20.618.68.8—14.411.622.1—27.224.7細(xì)粒砂巖4.1—6.85.517.2—24.420.39.4—18.814.123.1—33.428.3中粒砂巖4.4—7.45.918.8—32.425.112.1—25.118.624.6—44.433.5粗粒砂巖9.1—13.210.234.2—39.436.824.8—31.228.045.2—51.648.35號(hào)煤0.31—0.740.516.41—9.828.120.90—2.141.526.80—10.848.823號(hào)煤0.29—0.440.378.24—9.088.660.96—1.181.078.64—9.569.10⑹．砂巖巖組本巖組以中粒砂巖和細(xì)粒砂巖為主，局部為粗粒砂巖，多形成煤層的基本頂或老底。原生結(jié)構(gòu)面一般有平行層理，塊狀層理，大型板狀交錯(cuò)層理，單層厚度大，構(gòu)造結(jié)構(gòu)面不太發(fā)育，主要為節(jié)理。干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度54.70～64.45Mpa，飽和抗壓強(qiáng)度20.2～28.7Mpa，軟化系數(shù)0.5左右，為抗水抗風(fēng)化和抗凍性較好的巖石，工程地質(zhì)性質(zhì)較好。RQD值78.5～89.9%，巖石質(zhì)量屬中等至好，巖體質(zhì)量中等。2.煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性初步評(píng)價(jià)⑴．煤層頂板穩(wěn)定性5#煤層頂板多以泥巖為主，抗壓強(qiáng)度一般為16.0～20.8Mpa，平均18.4Mpa。屬較穩(wěn)定型（Ⅱ）。3#煤層頂板多為泥巖，抗壓強(qiáng)度一般為16.0～20.8Mpa，平均18.4Mpa。屬較穩(wěn)定（Ⅱ）。⑵．煤層底板穩(wěn)定性5、3#煤層底板均以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，抗壓強(qiáng)度一般為16.0～20.8Mpa，平均18.4Mpa。屬較穩(wěn)定（Ⅱ）。⑶．勘查區(qū)工程地質(zhì)類型煤礦地質(zhì)構(gòu)造較簡單，地層巖性較單一，巖體結(jié)構(gòu)多為厚層狀，可采煤層頂、底板多屬堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬的層狀巖類，穩(wěn)定性較好。工程地質(zhì)勘探類型為Ⅲ類Ⅰ型，即層狀巖類簡單型礦床。四．環(huán)境地質(zhì)1.自然因素形成的環(huán)境地質(zhì)問題⑴．水土流失本礦處于陜北黃土高原黃土梁峁溝壑區(qū)。黃土厚度大，土質(zhì)較疏松，粉粒含量高，溝谷密集，地形破碎，植被稀少，降水集中，流水侵蝕強(qiáng)烈。水土流失強(qiáng)度，主要受地形、地表土質(zhì)、降水強(qiáng)度、降雨方式及植被覆蓋情況等儲(chǔ)多因素影響。其危害形式主要表現(xiàn)為沖毀土地，割裂地形，破壞各種建筑設(shè)施等。⑵．滑坡滑坡在區(qū)內(nèi)不甚發(fā)育。滑坡體一般為更新統(tǒng)馬蘭黃土、離石黃土，滑動(dòng)面為黃土與上新統(tǒng)紅土接觸處及黃土節(jié)理發(fā)育部位，規(guī)模大小均有，常單個(gè)或集中發(fā)生，常在雨季沿黃土的柱狀節(jié)理急劇發(fā)生，短促及猛烈，常摧毀建筑，破壞道路，堵塞河流，埋沒村民窯洞、礦井、廠房，危害極大。對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全、基礎(chǔ)設(shè)施安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。⑶．崩塌崩塌也是區(qū)內(nèi)常見的環(huán)境地質(zhì)問題。突發(fā)性強(qiáng)，多與滑坡相伴生，區(qū)內(nèi)不甚發(fā)育，一般發(fā)生在溝谷中上游及其支溝中。黃土崩塌規(guī)模較小，但較普遍，常在雨季沿黃土的柱狀節(jié)理發(fā)生，崩塌發(fā)生急劇，短促及猛烈，常摧毀建筑，破壞道路，堵塞河流，危害極大。⑷．不穩(wěn)定斜坡本區(qū)為丘陵地區(qū)，溝谷發(fā)育。區(qū)內(nèi)不甚發(fā)育，地形地貌復(fù)雜，自然條件差，溝壑密度5.9km/km2，生態(tài)環(huán)境脆弱，林地覆蓋率5.85%。斜坡體前緣因自然或人為因素造成斜坡高陡前緣臨空面較多。由于黃土區(qū)節(jié)理、裂隙發(fā)育，易于地表水下滲，黃土與水濕陷、崩解等原因，造成斜坡體黃土原有結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性遭到破壞，易形成不穩(wěn)定斜坡。⑸．泥流泥流也是區(qū)內(nèi)常見的環(huán)境地質(zhì)問題。本區(qū)充分具備泥流發(fā)生所需的三個(gè)條件：a、地形地貌條件；b、水源條件；c、豐富的固體物源。泥流往往因暴雨誘發(fā)，來勢迅猛，致災(zāi)力強(qiáng)。⑹．沙塵暴本區(qū)屬大陸性氣候，冬春兩季干燥，且西北季風(fēng)強(qiáng)烈，最大風(fēng)速達(dá)12～23m/s。年沙塵暴日數(shù)近5天，浮塵日數(shù)8天，五級(jí)以上大風(fēng)30天。尤其近幾年來，沙塵暴日數(shù)與日俱增，常給農(nóng)業(yè)、水利、交通以及礦井建設(shè)和人民生活造成困難。其次，沙塵天氣中有幾十種化學(xué)元素，大大增加了大氣中固態(tài)污染物的濃度，大風(fēng)使地面表層蒸發(fā)強(qiáng)烈，空氣溫度降低，沙土及尾礦粉塵遮天蔽日，對(duì)空氣、水源造成嚴(yán)重污染。2.人為因素形成的環(huán)境地質(zhì)問題⑴．水環(huán)境①地表水本區(qū)地表水主要為河水，據(jù)以往采樣化驗(yàn)資料，地表河水中細(xì)菌總數(shù)（210～260個(gè)/ml）和大腸桿菌（1～2個(gè)/100ml）數(shù)均超標(biāo)，不能飲用；而且，本區(qū)油井、小煤礦（井）密布，石油、煤炭對(duì)地表水已造成一定污染。②地下水經(jīng)采樣化驗(yàn)結(jié)果表明，地下水均符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本區(qū)泉水均屬淡水，礦化度較低，PH值一般在7～8之間。在該縣環(huán)保局調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)因地下水中微量元素的富集或缺乏而引起的地方病。確定調(diào)查區(qū)地下水質(zhì)量為中等—良好。⑵．采煤引起的環(huán)境地質(zhì)問題①地面塌陷煤層的大面積開采，將會(huì)引起頂板冒落帶及導(dǎo)水裂隙帶的形成，隨之也將引起地面下沉和塌陷。本區(qū)煤炭開采至今，因煤層薄，且留有保安煤柱及矸石回填，雖采空區(qū)面積日趨增加，但采空區(qū)地面塌陷現(xiàn)象沒有發(fā)生，但隨著開采面積增大，埋深小于70m區(qū)域的地表可能出現(xiàn)裂隙和沉陷。②煤矸石及煤炭發(fā)電煙霧對(duì)土壤的污染采煤過程中所形成的大量煤矸石，其中含硫量為0.36%，并含有P、F、Cl、As、Ge、Ga、U、Th、V等有毒有害元素和放射性元素，會(huì)因雨水的淋濾作用對(duì)土壤和地下水造成一定的污染。3.礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)類型本區(qū)按《中國烈度區(qū)劃圖》基本烈度值為Ⅵ度，數(shù)百年來未發(fā)生較大的地震，區(qū)域穩(wěn)定性好，采礦可產(chǎn)生局部地表變形，但對(duì)地質(zhì)環(huán)境破壞不大，區(qū)內(nèi)無重大的污染；煤和矸石化學(xué)成份基本穩(wěn)定，無其它環(huán)境地質(zhì)隱患，故本區(qū)地質(zhì)環(huán)境類型應(yīng)為Ⅱ類，即本區(qū)屬地質(zhì)環(huán)境中等區(qū)。五．開采條件1.瓦斯：區(qū)內(nèi)XW-3號(hào)鉆孔采集瓦斯樣2個(gè)，分別為5號(hào)煤層1個(gè)，3號(hào)煤層1個(gè)。成分和含量的測試結(jié)果為可采煤層每克可燃物含量分別為0.18、0.58ml。自然瓦斯成分CH411.03%、16.05%；CO22.10%、2.42%；N286.87%、81.53%；H2、C2-C8成分均為零。據(jù)“瓦斯分帶標(biāo)準(zhǔn)”，屬二氧化碳－氮?dú)饣虻獨(dú)猓淄閹Аｋm然區(qū)內(nèi)瓦斯測定值較低，但瓦斯分布聚集，無規(guī)律性，如本礦西北部的南家咀煤礦，曾因瓦斯聚集，電火花引起瓦斯爆炸。鑒于該區(qū)老窯多，老窯積存瓦斯豐富，在未來生產(chǎn)中應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。2.煤塵：根據(jù)陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年7月的檢驗(yàn)報(bào)告，煤礦5#煤層火焰長度大于400mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量大于90%，具有煤塵爆炸危險(xiǎn)。陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年8月的檢驗(yàn)報(bào)告，煤礦3#煤層火焰長度大于5mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量大于15%，具有煤塵爆炸危險(xiǎn)。未來礦井開采時(shí)應(yīng)引起足夠重視，作好防護(hù)措施。3.煤的自燃:根據(jù)陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年7月的檢驗(yàn)報(bào)告，煤礦5#煤層，按煤的自燃趨勢等級(jí)分類，為Ⅱ類，5#煤層屬自燃煤。陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年8月的檢驗(yàn)報(bào)告，煤礦3#煤層，按煤的自燃趨勢等級(jí)分類，為Ⅲ類，3#煤層屬不易自燃煤。4.地溫：以往鉆孔簡易測溫資料表明，區(qū)內(nèi)最大地溫梯度≤3℃/100m，屬地溫正常區(qū)，孔內(nèi)煤層部位溫度一般≤18℃，對(duì)煤層開采無影響。以上資料表明，區(qū)內(nèi)地溫正常，故本區(qū)無地?zé)釣?zāi)害。5.礦井涌水量預(yù)測：在地質(zhì)勘探過程中對(duì)未來礦井涌水量釆用了“產(chǎn)量比擬法”、“大井法”進(jìn)行了預(yù)算，其結(jié)果為：產(chǎn)量比擬法全煤礦正常涌水量22.60m3/h、最大涌水量33.56m3/h，大井法全煤礦涌水量18.19m3/h。第二章礦井通風(fēng)、監(jiān)測系統(tǒng)第一節(jié)礦井瓦斯、煤塵、自燃、地溫一．瓦斯：根據(jù)陜西省煤炭生產(chǎn)安全監(jiān)督管理局2021年礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告的批復(fù)”，煤礦為低瓦斯礦井，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為2.20m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為4.3m3/t。二．煤塵2021年12月8日煤礦委托陜西煤礦安全裝備檢測中心別對(duì)3#、5#煤層進(jìn)行了煤塵爆炸性測試，結(jié)果為：3#煤層的火焰長度＞400mm，煤塵有爆炸性。5#煤層的火焰長度＞400mm，煤塵有爆炸性。三．自燃2021年12月8日煤礦委托陜西煤礦安全裝備檢測中心別對(duì)3#、5#煤層進(jìn)行了煤層鑒定結(jié)果，煤層自燃等級(jí)為Ⅰ級(jí)，容易自燃。四．地溫?fù)?jù)調(diào)查，本區(qū)煤礦在開采過程中，地溫一般為15℃-16℃，區(qū)內(nèi)地溫梯度小于2℃/100m，無地?zé)岙惓＃瑢俚販卣^(qū)。第二節(jié)礦井通風(fēng)一．通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)1．通風(fēng)方式根據(jù)礦井開拓部署，該礦為斜井開拓方式，主斜井和副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井(專用)回風(fēng)，構(gòu)成中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。2．通風(fēng)系統(tǒng)5#煤通風(fēng)線路為：主斜井→主斜井5#煤繞道→5#煤集中皮帶運(yùn)輸巷→5102工作面運(yùn)輸巷→5102采煤工作面→5102采煤工作面回風(fēng)巷→5#煤集中回風(fēng)巷→總回風(fēng)巷→風(fēng)井→地面。3#煤通風(fēng)線路為：一部分風(fēng)經(jīng)主斜井→主斜井底3#繞道→3#煤層集中運(yùn)輸巷另一部分風(fēng)經(jīng)副斜井→井底車場→中央變電所→3#煤主斜井底繞道→3#煤層集中運(yùn)輸巷3#煤層集中運(yùn)輸巷→3109采煤工作面運(yùn)輸巷→3109采煤工作面→3109采煤工作面回風(fēng)巷→3#煤集中回風(fēng)巷→總回風(fēng)巷→風(fēng)井→地面。掘進(jìn)工作面采用局部扇風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)。礦井主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)選用FBCDZNo16型防爆抽出式對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)二臺(tái)，一臺(tái)工作、一臺(tái)備用。風(fēng)機(jī)配套電機(jī)功率75×2KW，風(fēng)量范圍30.69～48.01m3/s,風(fēng)壓范圍1258.79～2270.24Pa。根據(jù)礦井通風(fēng)阻力測定報(bào)告，礦井總風(fēng)量為2880.6m3/min。二．采掘工作面及洞室通風(fēng)本礦井年生產(chǎn)能力為30萬t，以兩個(gè)煤層，分別一個(gè)回采工作面和兩個(gè)掘進(jìn)工作面達(dá)到生產(chǎn)能力。根據(jù)采區(qū)巷道布置和開采方法，回采工作面和掘進(jìn)工作面均采用獨(dú)立的回風(fēng)系統(tǒng)；采煤工作面采用后退式開采方式、“U”通風(fēng)方式。掘進(jìn)工作面采用FBDN06-2×11型局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)。井下機(jī)電硐室設(shè)在進(jìn)風(fēng)流中，采用全負(fù)壓通風(fēng)，硐室兩側(cè)口設(shè)置鐵門，門上設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。三．通風(fēng)設(shè)備及反風(fēng)1．礦井主要通風(fēng)機(jī)的安裝和使用應(yīng)符合下列要求：⑴．主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面；裝有通風(fēng)機(jī)的井口必須封閉嚴(yán)密，其外部漏風(fēng)率無提升設(shè)備不得超過5％。⑵．主要通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的機(jī)座必須牢固耐用。必須保證主要通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。⑶．必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)及裝置，其中一套運(yùn)轉(zhuǎn)，一套作備用，備用的一套風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)啟動(dòng)并運(yùn)行正常。⑷．嚴(yán)禁采用局部通風(fēng)機(jī)或風(fēng)機(jī)群作為主要通風(fēng)機(jī)使用。⑸．裝有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井應(yīng)安裝防爆門，防爆門每6個(gè)月檢查維修一次。⑹．至少每月檢查一次主要通風(fēng)機(jī)，主要通風(fēng)機(jī)與備用風(fēng)機(jī)每月要交替運(yùn)行。⑺．新安裝的主要通風(fēng)機(jī)投入使用前，必須進(jìn)行一次通風(fēng)機(jī)性能測定和運(yùn)轉(zhuǎn)工作，以后按期每5年進(jìn)行一次性能測定。⑻．礦井主要通風(fēng)機(jī)要有兩路直接由變電所饋出的供電線路，線路不分接任何負(fù)荷。2．反風(fēng)方式、反風(fēng)系統(tǒng)及設(shè)施礦井主扇為軸流式風(fēng)機(jī)，因此采用風(fēng)機(jī)電機(jī)直接反轉(zhuǎn)進(jìn)行反風(fēng)，在反風(fēng)時(shí)調(diào)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)電源的兩相，可以改變扇風(fēng)機(jī)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)方向，使井下風(fēng)流反向。反風(fēng)特點(diǎn)為反風(fēng)時(shí)風(fēng)流方向由抽出改變?yōu)閴喝?。主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施及防爆門反鎖裝置，同時(shí)根據(jù)反風(fēng)風(fēng)流經(jīng)過路線，通風(fēng)系統(tǒng)中在構(gòu)筑正向風(fēng)門的同時(shí)應(yīng)構(gòu)筑有反向風(fēng)門，以形成礦井的反風(fēng)系統(tǒng)。需要反風(fēng)時(shí)，主扇必須能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向；同時(shí)主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40％。反風(fēng)風(fēng)流方向：新鮮風(fēng)→通風(fēng)機(jī)→回風(fēng)立井→總回風(fēng)巷→采區(qū)集中回風(fēng)巷→采煤工作面回風(fēng)巷→采煤工作面→采煤工作面運(yùn)輸巷→采區(qū)集中運(yùn)輸及軌道運(yùn)輸→主斜井及副斜井→地面。每季度應(yīng)至少檢查一次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)。3．為保證采、掘工作面的風(fēng)量，并使風(fēng)流按規(guī)定流動(dòng)，在風(fēng)流流動(dòng)的路線中設(shè)置有風(fēng)門等通風(fēng)構(gòu)筑物。為防止爆炸性氣體沖擊主扇，在回風(fēng)斜井井口設(shè)置防爆門，引風(fēng)道與回風(fēng)斜井之間的夾角為30～45°，防爆門至井筒內(nèi)引風(fēng)道開口位置長10～15m。4．防止漏風(fēng)措施風(fēng)門密閉等通風(fēng)構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)在圍巖堅(jiān)固、地壓穩(wěn)定地段，并加強(qiáng)管理，經(jīng)常檢查和維修。5．降低風(fēng)阻措施⑴．砌碹巷道應(yīng)盡可能光滑，力求使巷道光滑平整，以降低風(fēng)阻。⑵．在容易產(chǎn)生局部阻力地點(diǎn)，應(yīng)盡量減少局部阻力系數(shù)。巷道連接邊緣應(yīng)作成斜線或圓弧形，巷道轉(zhuǎn)彎處應(yīng)盡量避免直角轉(zhuǎn)彎或小于90°轉(zhuǎn)彎，并將轉(zhuǎn)彎處內(nèi)、外側(cè)按斜線或圓弧形施工，必要時(shí)設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板。⑶．在日常通風(fēng)管理中，應(yīng)避免在主要巷道堆放礦車、堆雜物，巷道應(yīng)隨時(shí)修復(fù)，保證完整，并有足夠的有效通風(fēng)斷面，以利風(fēng)流暢通。第三節(jié)礦井監(jiān)測系統(tǒng)煤礦選用KJ110N型煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)井下各地點(diǎn)的瓦斯、風(fēng)速、風(fēng)量、CO、溫度、負(fù)壓、多參數(shù)、設(shè)備開停、風(fēng)門開閉等傳感器進(jìn)行集中監(jiān)測。KJ110N型煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)融計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)于一體，可用作為整個(gè)礦井網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)的一部分，主要監(jiān)控礦井上下各類安全、生產(chǎn)參數(shù)，匯接管理多個(gè)安全與生產(chǎn)環(huán)節(jié)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有報(bào)表、曲線、圖形等屏幕顯示、模擬盤顯示、打印和繪圖、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)調(diào)用、參數(shù)超限報(bào)警、控制等多種功能，各分站既能與監(jiān)控中心匯接，又可獨(dú)立工作。系統(tǒng)具有傳輸故障、設(shè)備故障、供/斷電狀況和軟件運(yùn)行故障等的自診斷功能，還具有遠(yuǎn)程維護(hù)功能。系統(tǒng)主要由監(jiān)測主機(jī)及其外設(shè)、傳輸接口、傳輸電纜、分站和各種傳感器組成。一．監(jiān)控設(shè)備1．地面中心站型號(hào)：KJ110N一體化監(jiān)控主機(jī)2臺(tái)(1臺(tái)備用)。2．分站5臺(tái)。3．傳輸安全監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)備之間的輸入輸出信號(hào)必須為本質(zhì)安全型信號(hào)，設(shè)備之間必須使用專用阻燃電纜連接，嚴(yán)禁與調(diào)度線和動(dòng)力電纜等共用。二．傳感器設(shè)置1．設(shè)計(jì)依據(jù)⑴．執(zhí)行AQ1029-2007標(biāo)準(zhǔn)。⑵．3＃、5＃煤層均具有煤塵爆炸性，按有爆炸性設(shè)計(jì)；⑶．3＃、5＃煤層均屬一類容易自燃，即為容易自燃煤層。按容易自燃煤層設(shè)計(jì)；⑷．礦井采用斜井開拓，井下設(shè)水倉及水泵房、采區(qū)煤倉等硐室；⑸．采煤工作面為高檔普采，掘進(jìn)工作面為炮掘。2．傳感器設(shè)置⑴．瓦斯傳感器井下在風(fēng)井、主要回風(fēng)巷、工作面回風(fēng)巷、掘進(jìn)工作面及回風(fēng)流、水泵房、變電所、煤倉、機(jī)電硐室等巷道內(nèi)設(shè)置瓦斯傳感器。用于連續(xù)監(jiān)測井下氣體中甲烷含量，當(dāng)甲烷含量超限時(shí)，應(yīng)具有聲光報(bào)警功能，同時(shí)由有關(guān)設(shè)備切斷相應(yīng)范圍的電源。采煤工作面和掘進(jìn)工作面?zhèn)鞲衅鞑贾梅謩e見圖1，圖2。圖1回采工作面CH4傳感器布置圖圖2煤巷掘進(jìn)工作面CH4傳感器布置圖T1—回采工作面風(fēng)流中的CH4傳感器T1—掘進(jìn)工作面風(fēng)流中的CH4傳感器T2—回采工作面回風(fēng)流中的CH4傳感器T2—掘進(jìn)工作面回流中的CH4傳感器T3—回采工作面進(jìn)風(fēng)巷中的CH4傳感器⑵．風(fēng)速傳感器在采區(qū)回風(fēng)、總回風(fēng)巷的側(cè)風(fēng)站設(shè)置風(fēng)速傳感器。測量其風(fēng)速，以保證井下各井巷中的風(fēng)流速度符合規(guī)程要求，同時(shí)還可依據(jù)所測點(diǎn)巷道的斷面計(jì)算出其風(fēng)量及t煤風(fēng)量。⑶．負(fù)壓傳感器負(fù)壓傳感器安裝在通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口(引風(fēng)道內(nèi))，用于連續(xù)監(jiān)測礦井風(fēng)機(jī)的負(fù)壓。⑷．CO傳感器本礦3#、5#煤層自燃傾向均為Ⅰ類，屬容易自燃煤層，因此在總回巷、采區(qū)回風(fēng)巷、采煤工作面回風(fēng)巷、帶式輸送機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)10～15m安設(shè)CO、溫度傳感器。主要用于監(jiān)測監(jiān)控煤的自燃發(fā)火。⑸．煙霧傳感器在有皮帶輸送機(jī)的巷道設(shè)置煙霧傳感器用以監(jiān)測皮帶著火。⑹．開停傳感器安裝在井下各電機(jī)設(shè)備設(shè)置處，用以監(jiān)測各電機(jī)設(shè)備的開、停狀態(tài)，保證機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)本礦而言井下局部通風(fēng)機(jī)設(shè)置設(shè)備開停傳感器。⑺．開閉傳感器井下各風(fēng)門設(shè)置開閉傳感器，用以監(jiān)測井下通風(fēng)系統(tǒng)各風(fēng)門的開閉狀態(tài)，保正通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。⑻．溫度傳感器采煤工作面設(shè)置溫度傳感器；機(jī)電設(shè)備硐室設(shè)置溫度傳感器。⑼．液位傳感器在水倉中設(shè)備液位傳感器用于對(duì)水倉中水位的監(jiān)測。KJ110N煤礦安全監(jiān)測系顯示數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、斷電靈敏、可靠，性能良好。實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下所有采掘工作面及裝煤點(diǎn)、變電所硐室的瓦斯實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)瓦斯超限時(shí)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷相應(yīng)范圍的電氣設(shè)備的電源。分別對(duì)重點(diǎn)風(fēng)門、巷道風(fēng)速、自燃煤層溫度、一氧化碳及采面機(jī)組、局扇實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測。第四節(jié)井下人員定位系統(tǒng)煤礦選用KJ271K人員定位系統(tǒng)。通過KJ271K型讀卡分站和KJ271K型動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器實(shí)現(xiàn)礦井人員跟蹤定位，清楚掌握每個(gè)井下人員的位置，為事故搶險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。本系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是采用讀卡分站加識(shí)別器的模式，一個(gè)讀卡分站可接多臺(tái)識(shí)別器，對(duì)布點(diǎn)非常有利。設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)、無阻礙通過：能對(duì)煤礦巷道遠(yuǎn)距離移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行非接觸式信息采集，識(shí)別無"盲區(qū)"、信號(hào)穿透力強(qiáng)、安全保密性能高、對(duì)人體無電磁污染、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、可同時(shí)識(shí)別多人，通行方式無限制，允許多人“成群接隊(duì)”通過，通過時(shí)不用作任何操作，無阻礙通過，不影響井下人員的正常通行和正常作業(yè)。結(jié)構(gòu)簡單、可擴(kuò)展性強(qiáng)、維護(hù)方便。可實(shí)時(shí)查詢當(dāng)前井下人員的數(shù)量及分布情況、任一指定井下人員在當(dāng)前或指定時(shí)刻所處的區(qū)域；選定某一區(qū)域可以獲得當(dāng)前該區(qū)域的人員信息；選定某一分站接收探頭可以獲得經(jīng)過該分站探頭所有人員的時(shí)間信息(包括歷史信息)。具有事故后搜尋和定位功能，便于及時(shí)救護(hù)。第三章自燃防滅火預(yù)測第一節(jié)概述一．資料來源1．據(jù)陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年12月8日提交的煤礦《煤層自燃傾向性鑒定報(bào)告》。2．國家關(guān)于礦井防滅火的管理規(guī)定及要求。二．煤的自燃傾向性類別據(jù)陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年12月8日對(duì)煤礦井田內(nèi)3#、5#煤層鑒定結(jié)果，煤層自燃等級(jí)為Ⅰ級(jí)，有自燃傾向性，屬容易自燃煤層。三．資料可靠性分析陜西煤礦安全裝備檢測中心是具有相關(guān)鑒定資質(zhì)的單位，其鑒定結(jié)果是可靠的。第二節(jié)煤的自燃機(jī)理及煤的自熱影響因素一．煤的自燃機(jī)理1．概述關(guān)于煤的自燃問題，長期以來，一般都認(rèn)為煤中黃鐵礦的存在是自燃的原因，由于黃鐵礦氧化成為三氧化二鐵及三氧化硫時(shí)能放出熱量，在有水分參加的情況下，可以形成硫酸，它是很強(qiáng)的氧化劑，更加速煤的氧化，促進(jìn)煤的自燃。需要指出，有的含有黃鐵礦的煤，雖然經(jīng)過長斯放置，并不一定發(fā)生燃，而不含或少含黃鐵礦的煤也有自燃現(xiàn)象。因此，煤的自燃并非完全因含有黃鐵礦而引起。其主要原因是由于吸收了空氣中的氧氣，使煤的組成物質(zhì)氧化產(chǎn)生熱量，再被水濕潤，就放出更多的濕潤熱，也會(huì)加速煤的自燃。此外，煤的自燃還與煤本身的性質(zhì)有關(guān)。如煤的品級(jí)；煤的顯微組分、水分、礦物質(zhì)、節(jié)理和裂隙；煤層埋藏深度和煤層厚度；開采方法和通風(fēng)方式等。煤的自燃從本質(zhì)上來說是煤的氧化過程。2．煤自燃的不同階段⑴．水吸附階段。與其他階段不同，這個(gè)階段只是個(gè)物理過程，煤與氧不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，煤吸附水雖不是煤自燃的根本原因，但他對(duì)煤自熱，特別是低品級(jí)的煤自熱有重要影響。當(dāng)水被煤吸附時(shí)會(huì)放出大量熱，即潤濕熱。所以，多數(shù)情況下該階段對(duì)煤的自燃都起著關(guān)鍵作用。⑵．化學(xué)吸附階段。煤自燃過程首先在這個(gè)階段發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。該階段的反應(yīng)溫度為環(huán)境溫度至70℃。該過程中煤吸附氧氣會(huì)產(chǎn)生過氧化物，因而叫做化學(xué)吸附階段?；瘜W(xué)吸附階段煤重略有增加，并產(chǎn)生氣體，其中的CO可作為標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過監(jiān)測CO濃度可對(duì)煤的自燃進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，化學(xué)吸附階段需要少量水參加反應(yīng)。根據(jù)煤的品級(jí)和類型不同，化學(xué)吸附的放熱量在5.04～6.72J/g之間變化。若煤溫達(dá)到70℃時(shí)會(huì)分解，煤重隨之大幅度下降，甚至比原始煤重還要輕。煤中水分的蒸發(fā)可帶走一些熱量，該過程產(chǎn)熱量在16.8～75.6J/g間變化。若煤氧化進(jìn)行到這個(gè)階段，想使其不自燃是非常困難的。⑶．煤氧復(fù)合物生成階段。該階段生成一種穩(wěn)定的化合物，即煤氧復(fù)合物。其反應(yīng)溫度范圍為150～230℃。產(chǎn)生的熱量25.2～003.4J/g。這個(gè)階段煤重又有所增加，煤氧化進(jìn)行到這個(gè)階段必然發(fā)生自燃。⑷．燃燒初始階段。這是煤氧復(fù)合物生成階段到煤快速燃燒階段的過渡時(shí)期，煤溫達(dá)230℃時(shí)，煤的反應(yīng)熱為42～243.6J/g，這些熱量使煤迅速上升促進(jìn)了煤的快速燃燒。⑸．快速燃燒階段。這是煤自熱的最后階段，它描述了煤的實(shí)際燃燒過程。依氧氣供應(yīng)充足與否，這個(gè)階段可能發(fā)生干餾、不完全燃燒或安全燃燒。如果燃燒充分，其反應(yīng)熱等于煤的發(fā)熱值。二．煤的自熱影響因素1．煤質(zhì)煤質(zhì)本身對(duì)煤自熱敏感性有顯著的影響。⑴．煤的品級(jí)煤的品級(jí)表明了煤的變質(zhì)程度，常用揮發(fā)分含量和含煤量表示。品級(jí)低的純煤自熱熱敏感性高，而且，隨著煤的品能升高其自熱敏感性下降。⑵．煤的水分含量煤中水分的含量對(duì)煤的自燃性有很大影響。水分含量達(dá)飽和的煤，特別是在水分含量高的褐煤和次煙煤被開采和干燥前，煤體不再吸附水分，因而不能放出潤濕熱。煤氧化放出的熱量通常使內(nèi)在水分溫度升高。另一方面，自熱時(shí)的化學(xué)反應(yīng)需要有少量的水分參加。低品級(jí)煤水分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于化學(xué)反應(yīng)的需要量。因而，對(duì)低品級(jí)煤來說，水分實(shí)際上是煤自熱的阻化劑。⑶．礦物質(zhì)煤中的礦物成分也叫灰分。它可與氧反應(yīng)放熱增加煤溫，而且使煤分解以增加煤與空氣接觸的表面積，如黃鐵礦，它可以吸收氧化反應(yīng)放出的部分熱量降低煤的氧化反應(yīng)進(jìn)程；煤的高灰分使單位質(zhì)量的氧化熱降低。2．開采和貯運(yùn)的環(huán)境因素環(huán)境因素對(duì)煤自熱的影響為：可使煤的水分含量發(fā)生變化；改變煤氧接觸條件：使生產(chǎn)成的熱量擴(kuò)散?？煞譃椋孩牛刭|(zhì)因素?cái)鄬雍土严队欣诳諝夂退峙c煤接觸。因而散熱沒有明顯增加，卻增加了煤發(fā)生氧化的機(jī)會(huì)和水的吸附。也就是說斷層和裂隙增加了煤自燃的危險(xiǎn)性。埋藏深的煤層地面漏風(fēng)較少。采空區(qū)遺煤（特別對(duì)于厚煤層）因不能完全回采而增中了煤的自燃危險(xiǎn)性。⑵．開采因素開采因素對(duì)煤自燃的影響主要有2個(gè)方面，即通風(fēng)和煤破碎，沒有通風(fēng)或通風(fēng)充分的地方，煤自燃的可能性較低。而通風(fēng)不充分地方煤自燃的可能性較大。裂隙漏風(fēng)是不充分漏分，它創(chuàng)造了煤進(jìn)一步氧化的條件，而散熱條件并未被改善。所以，任何漏風(fēng)對(duì)煤炭自燃來說都是很危險(xiǎn)的。⑶．貯運(yùn)因素在貯存和運(yùn)輸過程中，影響煤自燃的因素要為通風(fēng)不充分和干燥的低品級(jí)煤因雨淋和噴灑水產(chǎn)生潤濕熱。第三節(jié)開采煤層自燃預(yù)測一．煤的自燃分析預(yù)測1．煤質(zhì)：本礦開采煤種為氣肥煤，煤質(zhì)指標(biāo)見煤質(zhì)分析結(jié)果表。2．煤的自燃預(yù)測分析據(jù)陜西煤礦安全裝備檢測中心2021年12月8日對(duì)煤礦井田內(nèi)3#、5#煤層鑒定結(jié)果，煤層自燃等級(jí)為Ⅰ級(jí)，有自燃傾向性，屬容易自燃煤層。煤的自燃分析預(yù)測見下表：煤的自燃分析預(yù)測表自燃因素基本特征本礦條件分析及說明煤的炭化程度煤的自燃傾向性隨煤炭的變質(zhì)程度增高而降低。揮發(fā)份含量越高，煤層自燃發(fā)火傾向越強(qiáng)。一般說來，褐煤易于自燃，煙煤中長焰煤危險(xiǎn)性最大，貧煤及揮發(fā)分含量在12%以下的無煙煤難以自燃本礦煤質(zhì)牌號(hào)QM/FM，各煤層揮發(fā)分為3#：38.58%。5#：39.48%。各煤層自燃的可能性大煤巖成分煤巖成分包括有絲煤、暗煤、亮煤和鏡煤。煤層中有集中的鏡煤和亮煤，特別是含有絲煤時(shí)，煤的自燃傾向性就大；而暗煤多的煤，一般不容易自燃未提供煤的組分及各煤巖成分含量及比例煤的含硫量含硫成分越多，吸氧能力愈大，越易自燃；本礦各煤層的硫份有的為3#：0.74%。5#：0.47%。煤層自燃可能性不大煤的破碎程度煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面積，煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性與風(fēng)化率大的煤易于自燃未提供煤的破碎程度指標(biāo)煤層硬度大，脆性與風(fēng)化率大，自燃可能性大煤的水分水分能加速煤的氧化過程，同時(shí)使煤體疏松，造成細(xì)微裂縫，加大吸氧能力，并降低著火溫度，但過多水分則可抑制煤的氧化作用各煤層的水份：3＃：2.44％5＃：2.86％水分對(duì)煤炭自燃影響較大，自燃傾向小。溫度隨著溫度的升高，氧化作用加劇。溫度由30℃升高至60℃時(shí)，吸氧能力要增加3～10倍，如果溫度升高達(dá)到臨界值(70～80℃)，則開始迅速氧化，并積極增高溫度，導(dǎo)致燃燒本井田屬正常地溫影響不大，控制作業(yè)、設(shè)備等發(fā)熱引起升溫地質(zhì)構(gòu)造煤層厚度與傾角較小，開采時(shí)煤炭損失、破碎程度小，而煤層較薄不易于局部儲(chǔ)熱，礦自燃危險(xiǎn)性較小本礦煤層為近水平薄煤層，礦區(qū)內(nèi)不存在斷層自燃可能性不大，開采時(shí)減少煤損開拓開采條件及通風(fēng)方式礦井開拓方式和開采方法及通風(fēng)方式選擇不合理，往往造成丟煤多，煤柱破碎，漏風(fēng)嚴(yán)重，增加自燃的可能性本礦斜井開拓、長壁采煤法，中央并列式通風(fēng)盡量少丟煤及破壞煤柱，防止采空區(qū)漏風(fēng)2．煤的自燃條件⑴．內(nèi)因火災(zāi)的形成必須具備以下四個(gè)條件：①．具有自燃傾向性的煤，呈破碎狀態(tài)，并集中堆積；②．通風(fēng)供氧；③．蓄熱環(huán)境；④．維持煤的氧化過程不斷發(fā)展的時(shí)間。要形成自燃，以上四個(gè)條件缺一不可，若采取措施破壞其中一個(gè)或兩個(gè)，乃至全部條件，便可有效的防止自燃。⑵．煤層自燃發(fā)展過程的三個(gè)必要條件：①．煤層具有自燃傾向性；②．有連續(xù)的供氧條件；③．熱量易于積聚。3．煤的自燃預(yù)兆煤的自燃通常經(jīng)歷：潛伏階段(低溫氧化階段)、自燃階段、著火階段、燃燒階段和熄滅階段，見下表煤的自燃階段及征兆階段征兆潛伏階段(低溫氧化階段)其特征比較隱蔽，煤重略有增加，煤被活化(化學(xué)活潑性增加)，著火溫度降低。潛伏階段的長短取決于煤的變質(zhì)程度和外部條件。自然階段其特征是巷道內(nèi)或老塘及密閉內(nèi)空氣中氧含量降低，一氧化碳、二氧化碳含量逐漸增加，空氣濕度增大并成霧狀，在支架及巷道壁上有水珠，在自然階段末期溫度達(dá)100℃出現(xiàn)煤焦油味。著火階段其特征是放出大量一氧化碳、沼氣及其它碳?xì)浠衔锱c水分等。由于這個(gè)階段還沒有完全燃燒，所以二氧化碳還不明顯，火區(qū)溫度及巖石溫度顯著升高，在巷道還可以出現(xiàn)特殊的火災(zāi)氣味、煙霧燃燒階段其特征是生成大量二氧化碳，在高溫下，分解生成更多的一氧化碳，巷道中出現(xiàn)強(qiáng)烈的火災(zāi)氣體，煙及明火?；鹪锤浇鼫囟雀哌_(dá)1000℃左右熄滅階段其特征是二氧化碳的濃度繼續(xù)增高，氧氣和一氧化碳則急驟降低，煙及火焰消失，災(zāi)區(qū)空氣及巖石溫度逐漸降低4．煤礦應(yīng)重視自熱時(shí)期的征兆：⑴．煤炭自熱期的初期階段煤炭自燃過程的準(zhǔn)備期結(jié)束之后便進(jìn)入了自熱期的初期階段。在此階段的征兆有：①．煤溫有所上升但在臨界溫度60～80℃以下；②．空氣中的氧濃度降低；③．空氣中的相對(duì)濕度增大；④．出現(xiàn)CO2，CO氣體。⑵．煤炭自熱期的后期階段煤炭自熱超過臨界溫度(60～80℃)，但尚未達(dá)到著火溫度出現(xiàn)明火的期間，為自熱后期階段。在此階段內(nèi)，煤溫可升高到100℃以上，火源點(diǎn)附近煤炭水份蒸發(fā)，開始了干餾現(xiàn)象，生成多種碳?xì)浠衔?，出現(xiàn)的征兆：①．火源點(diǎn)附近的空氣濕度增大，出現(xiàn)霧氣，煤壁掛水珠，掛汗；②．出現(xiàn)煤炭氧化和干餾的產(chǎn)物，如CO、CO2、CH4、C2H4、C2H5等；③．煤溫、水溫、空氣的溫度都有所升高；④．出水酸度增大。芳香族的碳?xì)浠衔餁馕?煤油味)是井下自然發(fā)火最可靠的征兆。這種氣味在距火源一定距離之外更為顯著，因?yàn)榉枷阕鍤怏w在冷卻之后才會(huì)發(fā)生濃郁的香味。二．煤炭自燃的綜合防治措施1．煤層自燃的預(yù)測預(yù)報(bào)⑴．鑒于煤在低溫氧化階段產(chǎn)生CO，因此，CO是早期揭露火災(zāi)的敏感指標(biāo)。在礦井的采煤工作面回風(fēng)巷、掘進(jìn)煤巷等有自然發(fā)火的地點(diǎn)設(shè)置CO傳感器，若發(fā)現(xiàn)CO濃度超限，便可采用便攜式CO檢測儀追蹤監(jiān)測確定高溫點(diǎn)。⑵．采用紅外探測法判斷高溫點(diǎn)的位置，紅外探測法其基本原理是根據(jù)紅外輻射場的理論，建立火源與火源溫度場的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而推斷出火源點(diǎn)的位置。2．預(yù)防措施⑴．均壓通風(fēng)控制漏風(fēng)供氧。均壓通風(fēng)是控制煤層開采中采空區(qū)等漏風(fēng)的有效措施。首先，要在保證沖淡CH4、風(fēng)速、氣溫和人均風(fēng)量的前提下，全面施行區(qū)域性均壓通風(fēng)，其調(diào)壓措施包括單項(xiàng)調(diào)壓和多項(xiàng)措施聯(lián)合調(diào)壓，具體實(shí)施中，首先形成工作面均壓，而后逐步擴(kuò)大到鄰近工作面采空區(qū)的區(qū)域性均壓。⑵．由于該礦3#煤層平均厚度僅為0.77m、5#煤層平均厚度僅為0.62m，采用直徑1m滾筒割煤機(jī)連帶偽頂一次采全高，提高回收率，減少浮煤。掘進(jìn)巷道均為半煤巖巷道，巷道跟煤層頂板掘進(jìn)，連同頂板的偽頂處理掉，然后支護(hù)，煤層僅占巷道斷面的1/3。因此，該礦不需要采取噴漿堵漏、鉆孔灌漿及注凝膠防滅火措施。第四章礦井防滅火措施第一節(jié)開拓開采措施一．選擇合理的巷道布置與開采程序1．運(yùn)輸大巷均布置在薄煤層的半煤巖層中時(shí)，采用錨噴支護(hù)或工字鋼架棚支護(hù)，支架后的空隙處無可燃性材料充填。2．開采順序：根據(jù)礦區(qū)范圍和礦井的開拓方式，全礦區(qū)為二個(gè)煤層開采，煤層的開采順序：先開采同坐標(biāo)系內(nèi)的5#煤層，然后開采其下的3#煤層。二．選擇合理的采煤方法1．本礦采用長壁后退式采煤法，回采率高，巷道布置簡單，回采速度較快，有較好的防火性。煤層傾角平均在0~3°，布置為走向長壁工作面，有利于提高工作面生產(chǎn)能力；全部垮落法管理頂板，回采中采用1m直徑的滾筒割煤機(jī)一次采全高，采空區(qū)遺煤較少，利于防止采空區(qū)煤炭自燃。開采時(shí)，要注意工作面兩端頭隅角的浮煤清理，發(fā)現(xiàn)可疑情況及時(shí)采取措施，每個(gè)工作面回采結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行采空區(qū)及巷道密閉。2．回采后頂板容易冒落，回采工作面采用全部冒落法管理頂板，單體液壓支柱配合金屬長板梁支護(hù)控制頂板。本礦3＃、5＃煤層自燃傾向?yàn)棰窦?jí)，即容易自燃煤層。一般來說開采煤層為自燃煤層易發(fā)生采空區(qū)的自燃。在回采過程中，一次采全高，不留頂?shù)酌?，減少工作面上下隅角采空區(qū)遺煤。3．控制礦山壓力，減少煤柱破裂。三．提高回采率，加快回采進(jìn)度1．工作面采用采煤機(jī)落煤、裝煤，工作面可用刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，生產(chǎn)中需加強(qiáng)管理，確保每月不少于40m的回采進(jìn)度，可在空間上、時(shí)間上減少煤炭的氧化。2．及時(shí)清理運(yùn)輸巷道中因運(yùn)輸過程的撒落的煤炭，工作面不要留頂煤或底煤，清干凈回采下來的煤炭，不讓其留滯在采空區(qū)，提高回采率?？傊侠淼牟擅悍椒軌蛱岣叩V井先天的抗自燃發(fā)火能力，實(shí)踐表明，降低煤層自燃發(fā)火的可能性要從以下幾個(gè)方面著手：⑴．少丟煤或不丟煤；⑵．控制礦山壓力，減少煤柱破裂；⑶．合理布置采區(qū)；⑷．回采時(shí)應(yīng)盡量避免過分破碎煤體；⑸．加快工作面的回采速度，使采空區(qū)自熱源難于形成；⑹．及時(shí)密閉已采區(qū)和廢棄的舊巷；⑺．注意選擇回采方向，不使采區(qū)回風(fēng)巷過分受壓或長時(shí)間維護(hù)在煤柱里。第二節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)措施一．選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)方法煤層自燃發(fā)火期是指在開采過程中暴露的煤炭，從接觸空氣到發(fā)生自通風(fēng)因素的影響主要表現(xiàn)在采空區(qū)、煤柱和煤壁裂縫漏風(fēng)。自發(fā)火期，是自燃發(fā)火危險(xiǎn)程度在時(shí)間上的量度，發(fā)火期愈短的煤層自燃發(fā)火危險(xiǎn)程度愈大。統(tǒng)計(jì)確定煤層最短自燃發(fā)火期，對(duì)礦井開采以及生產(chǎn)管理都有重要意義。1．實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)。這樣可降低礦井總風(fēng)阻，增大礦井通風(fēng)能力，減少漏風(fēng)，易于調(diào)節(jié)風(fēng)量；且在發(fā)生火災(zāi)時(shí)便于控制風(fēng)流，隔絕火區(qū)。2．本礦采用中央并列式通風(fēng)方式，各采掘面有獨(dú)立的進(jìn)、回風(fēng)系統(tǒng)。3．礦井采用抽出式通風(fēng)方法，工作面采用長壁后退式回采“U”形通風(fēng)方式，采空區(qū)漏風(fēng)小，有利于防止煤層自燃。4．準(zhǔn)備采區(qū)時(shí)，必須在采區(qū)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)后，方可開掘其他巷道。采煤工作面必須在采區(qū)構(gòu)成完整的通風(fēng)、排水系統(tǒng)后，方可回采。二．正確選擇通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置地點(diǎn)1．調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)門、風(fēng)墻等通風(fēng)設(shè)施，應(yīng)設(shè)置在圍巖堅(jiān)固、礦壓較穩(wěn)定的地點(diǎn)，還應(yīng)避免引起采空區(qū)或附近煤柱裂隙漏風(fēng)量的增大。2．回風(fēng)巷中的調(diào)節(jié)風(fēng)門應(yīng)盡量設(shè)置在離回風(fēng)側(cè)較近的一端，進(jìn)風(fēng)巷中的調(diào)節(jié)風(fēng)門應(yīng)盡量安設(shè)在離進(jìn)風(fēng)側(cè)較近的一端。第三節(jié)自燃發(fā)火觀測點(diǎn)設(shè)置對(duì)開采具有自燃傾向性的煤層時(shí)，應(yīng)及時(shí)掌握自燃發(fā)火動(dòng)向，必須作好觀測點(diǎn)的建設(shè)，氣樣采集、分析、記錄和火災(zāi)的判斷。主要有以下原則：1．在全礦井的自燃危險(xiǎn)區(qū)建立自燃發(fā)火觀測點(diǎn)，進(jìn)行系統(tǒng)定期的觀測。觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在礦壓較小的地點(diǎn)，至少長10m一段支護(hù)規(guī)整、斷面不變，巷道內(nèi)無風(fēng)阻物。井下觀測點(diǎn)分為固定觀測點(diǎn)、移動(dòng)觀測點(diǎn)和臨時(shí)觀測點(diǎn)。2．采煤工作面固定觀測點(diǎn)：在采煤工作面的回風(fēng)流建立一個(gè)觀測點(diǎn)，并符合井下測風(fēng)站的要求。其觀測站的位置應(yīng)使回風(fēng)觀測點(diǎn)能控制全部回風(fēng)流。3．移動(dòng)觀測點(diǎn)：在工作面的進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)距工作面10～20m處設(shè)置，并隨工作面推動(dòng)而移動(dòng)的觀測點(diǎn)。4．臨時(shí)觀測點(diǎn)：發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，為縮小火區(qū)范圍以便準(zhǔn)確查找火源點(diǎn)而增設(shè)的觀測點(diǎn)。5．本礦井監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置：⑴．本礦井自燃發(fā)火觀測點(diǎn)設(shè)置在工作面回風(fēng)巷距集中回風(fēng)巷20m處，采用CO監(jiān)測，工作面回風(fēng)巷至少每天檢測一次。⑵．當(dāng)?shù)V井有自燃發(fā)火區(qū)時(shí)，自燃發(fā)火觀測點(diǎn)設(shè)置于密閉墻側(cè)，每班至少檢測一次。另外必須對(duì)井下工人進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，加強(qiáng)預(yù)測預(yù)報(bào)工作，做到預(yù)防為主。第五章礦井防滅火系統(tǒng)第一節(jié)注漿系統(tǒng)本礦在注漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)及管理方面必須嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》2021版的有關(guān)規(guī)定和《礦井防滅火規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容及《煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)。該礦井為薄煤層，3#煤平均厚度僅為0.77m，5#煤平均厚度僅0.62m，煤層傾角僅為0~3°；開采設(shè)備為滾筒割煤機(jī)，選用直徑1m的滾筒，一次采全高，工作面不留頂?shù)酌汉透∶?；掘進(jìn)巷道均為半煤巖巷道，煤層厚度僅為巷道斷面的1/3，且跟煤層頂板掘進(jìn)，不留頂煤。因此，本礦井防滅火設(shè)備選用移動(dòng)防滅火裝置，僅需對(duì)采煤工作面兩出口巷道內(nèi)的浮煤清理加以管理，必要時(shí)采取噴灑黃泥漿或噴灑阻化劑進(jìn)行防、滅火；在采煤工作面終采45天內(nèi)對(duì)兩巷進(jìn)行永久封閉，當(dāng)密閉后發(fā)現(xiàn)墻內(nèi)發(fā)生變化，疑似自燃發(fā)火時(shí)，通過墻體的措施孔進(jìn)行注黃泥漿進(jìn)行封堵滅火。一．注漿設(shè)備：本礦選用ZHJ-5/1.8G礦用移動(dòng)式防滅火注漿設(shè)備，其技術(shù)參數(shù)：⑴．防爆電機(jī)：輸入功率7.5kw；輸出轉(zhuǎn)速740r/min；電壓660v；⑵．螺桿泵：輸出流量5m3/h；出口工作壓力1.8MPa；輸出轉(zhuǎn)速740r/min。⑶．定量送料總成輸送量：40~2000kg/h；滅火劑或阻化劑30~150kg/h；⑷．無級(jí)調(diào)速機(jī)調(diào)速范圍：60~300r/min；⑸．外形尺寸：長×寬×高=2000mm×600mm×780mm；⑹．重量：540kg。二．注漿材料1．注漿材料的種類：黃土、頁巖、礦井矸石、粉煤灰、尾礦等。2．注漿材料成漿性能指標(biāo)(0.1mm以下級(jí)別的樣品)應(yīng)達(dá)到如下規(guī)定：⑴．沉降速度1～10mm／min；⑵．臨界穩(wěn)定時(shí)間為20～60min；⑶．塑性指數(shù)7～14(粉煤灰可小于7)；⑷．粘度系數(shù)(1～2)×10-3Pa．S；⑸．氧化鎂膠體混合物含量20％～35％；⑹．含砂量10％～30％(粉煤灰可小于10％)。3．用矸石、粉煤灰、尾礦作注漿材料時(shí)，須進(jìn)行氧化性能實(shí)驗(yàn)，其指標(biāo)應(yīng)達(dá)到如下規(guī)定：⑴．氧化交叉溫度在300℃以上；⑵．恒溫吸氧量小于0．1mL／g；⑶．固定碳含量不大于8％，含硫量不大于1．5％，燒失減量不大于20％，發(fā)熱量不大于2000J／g。4．頁巖、矸石必須經(jīng)破碎，其粒度要求在5mm以下，其中大于0.5mm的粒料應(yīng)占10％以下，小于0.1mm的粒料應(yīng)占60％以上。三．主要注漿參數(shù)1．灌漿系數(shù)防火灌漿系數(shù)為3％～12％，滅火灌漿系數(shù)相應(yīng)加大。采用粉煤灰漿防火時(shí)，灌漿系數(shù)為5％～15％。2．土水比礦井防滅火注漿漿液的土水比應(yīng)為1：2～1：5。在回采工作面灑漿防火時(shí)