安全评价课程设计报告说明书.doc
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内蒙古科技大学
本科生课程设计说明书
题目：
高西沟煤矿安全预评价
学生姓名：
学号：
专业：
安全工程
班级：
指导教师：
整理文本
前言
课程设计设计是非常重要的学习机会，它建立在以前学到的知识的基础上，通过设计的形式把所学的知识连接起来。
本次安全评价课程设计主要是以建设项目提供的基础资料为依据，以建设项目的生产系统和辅助系统为评价对象对高西沟露天煤矿进行安全预评价。
高西沟煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田铜匠川详查区的东南部，行政区划属于准格尔旗乌兰哈达乡，整个矿区的地理坐标为：
东经：
110°11′50″～110°13′13″
北纬：
39°42′44″～39°44′07″
本次安全预评价主要以建设项目提供的基础资料为依据，以建设项目的生产系统和辅助系统为评价对象。
评价范围主要包括高西沟露天矿生产系统、主要环节和生产工艺过程，即采剥、运输、排土、边坡稳定、防灭火、防治水、爆破器材储存、运输和使用、电气、总平面布置、职业危害管理与健康监护、应急救援等。
本安全预评价报告根据国家制定的有关煤矿安全生产的法律、法规、规程、规范和技术标准进行编制。
目录
前言 I
第一章概述 1
1.1安全评价对象及范围 1
1.2评价依据 1
1.2.1法律、法规、规程 1
1.2.2建设项目提供的资料 2
1.3评价原则及目的 2
1.4安全预评价程序 3
第二章矿井的概况 5
2.1建设单位简介 5
2.2建设项目概况 5
2.2.1地理概况 5
2.2.1.1位置与交通 5
2.2.1.2矿区地文、水文和气象 6
2.2.1.3矿山建设与生产简介 7
2.2.2矿井安全条件 9
2.2.2.1地层 9
2.2.2.2矿床地质构造 12
2.2.2.3煤层赋存情况 12
2.2.2.4矿床水文地质特征 15
2.2.2.5工程地质特征 16
2.2.3煤矿设计概况 17
2.2.3.1露天开采境界 17
2.2.3.2储量及剥离量 18
2.2.3.3开采工艺和开采程序 19
2.2.3.4采掘场运输方式和剥采方法 22
2.2.3.5穿爆工程 23
2.2.3.6采掘场与排土场的边坡稳定 24
2.2.3.7消防 25
2.2.3.8工业卫生 26
第三章主要危险、有害因素识别与分析 28
3.1危险、有害因素定义 28
3.2主要危险有害因素的识别 28
3.2.1滑坡灾害 28
3.2.1.1采掘场及排土场边坡稳定危险、有害因素 28
3.2.2运输危害 29
3.2.3爆破危害 30
3.2.4电气线路危害 30
3.2.4.1电气线路危害的辨识 30
3.2.4.2电气危害程度分析 31
3.2.5机械危害 31
3.2.5.1机械危害分析 31
3.2.5.2机械危害后果分析 32
3.2.6气候危害 32
3.2.6.1地区气候条件 32
3.2.6.2气候对作业的危害 32
3.2.7火灾危害 33
3.2.7.1自燃火灾 33
3.2.7.2外因火灾 33
3.2.8水害 34
3.2.9职业有害因素 34
3.2.9.1烟尘 35
3.2.9.2扬尘 35
3.2.9.3生产性噪声 35
3.3危险有害因素汇总 35
第四章评价单元划分及评价方法选择 39
4.1评价单元划分 39
4.2评价方法的选择 39
4.2.1危险性预先分析法 39
4.2.2类比分析法 41
4.2.3事故树分析法 41
4.2.4作业条件危险性评价法 42
第五章露天矿主要评价单元安全预评价 44
5.1采剥系统安全预评价 44
5.1.1采剥系统设计情况 44
5.1.2安全预评价 47
5.1.3评价结果 48
5.2运输系统安全预评价 49
5.2.1运输系统设计情况 49
5.2.2安全预评价 50
5.2.3评级结果 51
5.3排土系统安全预评价 52
5.3.1排土场设计情况 52
5.3.2安全预评价 53
5.3.3评价结果 54
5.4边坡与滑坡防治系统安全预评价 55
5.4.1采掘场与排土场参数 55
5.4.2安全预评价 55
5.4.3评价结果 57
5.5防灭火系统安全预评价 58
5.5.1防灭火系统设计情况 58
5.5.1.1火区治理 58
5.5.1.2消防给水系统 60
5.5.2安全预评价 60
5.5.3评价结果 61
5.6排水系统安全预评价 62
5.6.1防排水系统设计情况 62
5.6.2安全预评价 63
5.6.3评价结果 64
5.7爆破器材运输及储存和爆破作业安全预评价 65
5.7.1爆破作业设计情况 65
5.7.2安全预评价 66
5.7.3爆破伤害事故树分析 68
5.7.3.1建立事故树 68
5.7.3.2求最小割集和径集 68
5.7.3.3结构重要度分析 68
5.7.3.4结论 69
5.7.4评价结论 70
5.8供配电系统安全预评价 70
5.8.1供配电系统设计情况 70
5.8.2供配电系统安全预评价 72
5.8.3触电伤害事故树分析 73
5.8.3.1建立事故树 73
5.8.3.2求最小径集 73
5.8.3.3结构重要度分析 74
5.8.3.4结论 75
5.8.4评价结果 75
5.9矿区平面总布置及辅助设施安全预评价 75
5.9.1设计情况 75
5.9.2安全预评价 76
5.9.3评价结果 77
5.10职业卫生单元安全预评价 78
5.10.1职业卫生概况 78
5.10.2职业卫生安全预评价 78
5.10.3评价结果 79
5.11矿山救护和应急救援系统安全预评价 79
5.11.1设计情况 79
5.11.2安全预评价 79
第六章事故案例 80
6.1事故案例 80
6.2本矿应吸取的教训 83
第七章安全对策措施建议 84
7.1安全技术措施建议 84
7.1.1采剥作业安全建议 84
7.1.2运输作业安全措施 85
7.1.3排土作业安全措施 86
7.1.4滑坡防治安全措施 88
7.1.5火灾防治安全措施 88
7.1.6水灾防治安全措施 89
7.1.7爆破作业安全措施 90
7.1.8供电系统安全措施 90
7.1.9总布置及辅助设施安全措施 91
7.1.10职业卫生安全措施 91
7.2安全管理措施建议 92
第八章安全评价结论 94
8.1项目存在的主要危险、有害因素 94
8.2项目评价结论 96
第一章概述
1.1安全评价对象及范围
本次安全预评价主要以建设项目提供的基础资料为依据，以建设项目的生产系统和辅助系统为评价对象。
评价范围主要包括高西沟露天矿生产系统、主要环节和生产工艺过程，即采剥、运输、排土、边坡稳定、防灭火、防治水、爆破器材储存、运输和使用、电气、总平面布置、职业危害管理与健康监护、应急救援等。
1.2评价依据
1.2.1法律、法规、规程
本安全预评价报告根据国家制定的有关煤矿安全生产的法律、法规、规程、规范和技术标准进行编制。
主要依据有：
1）《中华人民共和国安全生产法》（2002年6月29日第九届全国人大常委会第二十八次会议通过）
2）《中华人民共和国劳动法》（1994年7月第八届全国人大常委会第八次会议通过）
3）《中华人民共和国职业病防治法》（2001年10月27日第九届全国人大常委会第二十四次会议通过）
4）《中华人民共和国矿山安全法》（1992年11月7日第七届全国人大常委会第二十八次会议通过）
5）《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（1996年10月11日国务院批准，1996年10月30日劳动部第4号令发布）
6）《中华人民共和国煤炭法》（1996年8月29日第八届全国人大常委会第二十一次会议通过）
7）《煤矿安全规程（2006版）》（国家煤矿安全监察局）
8）《煤炭工业露天矿设计规范》GB50197-2005
9）《煤矿建设项目安全设施监察规定》（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第6号令）
10）《煤矿安全评价导则》（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局煤安监技装字[2003]114号文）
11）AQ8001-2007《安全评价通则》
12）AQ8002-2007《安全预评价导则》
13）AQ1095-2014
14）煤安安监字[2000]第17号关于发布《煤矿矿山救护工作暂行规定》的通知和《煤矿救护规程》
15）《安全生产许可条例》
16）重大危险源辨识18218-2000
17）内蒙古煤矿安全监察局文件内煤安办字[2008]39号关于加强煤矿企业安全生产条件评价工作的通知。
18）煤矿建设项目安全预评价实施细则（征求意见稿）。
1.2.2建设项目提供的资料
1）安全预评价委托书
2）《内蒙古自治区东胜侏罗纪煤田铜匠川区煤矿详查报告》
1.3评价原则及目的
安全预评价的工作原则是以建设项目的基本条件和特征为基础，以国家和地方颁布的有关安全生产方针、政策、法规、技术标准为依据，按照科学的方法、程序，采用可靠、先进、适用的评价技术，从实际的经济、技术条件出发，对系统进行科学和实事求是的分析、评价，在最大程度上保证评价结论的科学性、正确性和对策措施的合理性、可行性和可靠性。
本次预评价工作的目的是通过分析高西沟露天矿生产过程和生产环境中的固有或潜在的危险、有害因素的种类、分布及其产生危险、危害后果的主要条件，评价各单元或系统的安全生产和工业卫生条件，确定建设项目的危险程度（等级），提出对应的安全对策措施，为煤矿工程项目设计和建设提供依据，为其建成后实现安全生产，提高安全生产水平，获得最优的安全投资效益服务。
1.4安全预评价程序
安全预评价工作程序是以项目技术改造初步设计为研究对象，分析研究露天矿生产系统的固有危险、有害因素；然后应用安全系统工程方法对项目的危险、有害因素作定性或定量分析，确定其危害程度，并依据有关标准，评价建设项目能否满足国家规定的劳动安全相关标准要求；提出消除、减弱和预防危险、有害因素的对策措施建议，最后给出预评价结论。
安全预评价程序见图1.1所示。
图1.1安全预评价工作程序
第二章矿井的概况
2.1建设单位简介
项目名称：
准格尔旗乌兰哈达乡高西沟露天煤矿初步设计
地址：
内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗乌兰哈达乡
企业性质：
合资企业
采矿许可证号：
C1500002009081120091790
设计规模：
0.90Mt/a，
露天矿设计服务年限：
33a。
2.2建设项目概况
2.2.1地理概况
2.2.1.1位置与交通
1）地理位置
高西沟煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田铜匠川详查区的东南部，行政区划属于准格尔旗乌兰哈达乡，整个矿区的地理坐标为：
东经：
110°11′50″～110°13′13″
北纬：
39°42′44″～39°44′07″
2）交通
区交通以公路为主，高西沟煤矿西行9公里到包头～府谷公路，沿包府公路到东胜市约25公里，东胜～包头有运煤专线，里程为100公里。
详见交通位置图（图2.1）。
图2.1交通位置图
2.2.1.2矿区地文、水文和气象
1）矿区地文
高西沟煤矿煤层结构简单，局部含夹矸，煤层近水平赋存，厚度变化小。
煤质指标如下：
原煤灰分为（Ad）5.25%，发热量（Qnet.d）26.58MJ/Kg，全硫（St.d）0.23%，浮煤挥发分（Vdaf）为36.02%，煤种确定为不粘煤，由钻孔中煤心煤样的测试结果可知，煤质变化较小。
煤层顶板为粗砂岩，底板为炭质泥岩。
煤层构造倾角平缓，近似水平赋存，未见断层。
个别岩层硬度较大，f值超过7。
2）矿区水文
潜水的补给方式是以垂向补给为主，在基岩覆盖区，局部为侧向补给。
承压水的补给受地质构造的控制。
地下水的补给主要以侧向补给为主。
本区的充水因素，潜水受地形地貌的控制，承压水受地质构造的控制，其次受地形及降雨量等因素的控制。
矿区主要充水分为二大段，其一是潜水的充水因素，其二是承压水的充水因素。
据伊旗气象局近30年的水文统计资料，当地年平均降水量为357.3毫米，降水集中在七、八、九3个月，占全年总降水量的60～70%左右，历年日最大降雨量为115.2毫米（75年月25日），大气降水除部分地表迳流外，其余均补给地下，这部分地下水除在沟谷、地势低洼处，有不同程度的地下潜水出露，流入区内的沟谷。
由于煤矿所处位置地形切割严重，煤矿开采范围内有沟谷穿过，坡度较大，且有煤层露头存在，山洪暴发时，可能会影响煤矿的正常生产。
在设计时，应考虑到防洪问题，采取相应的防洪措施，避免淹没煤矿，防止水灾的发生。
3）矿区气候特征
该地区属北温带大陆性气候，早晚温差较大，全年只有100天的无霜期。
冬季较长，白雪皑皑。
夏季较短，绿草茵茵。
寒冷、多风、干旱，年平均气温1～2℃，无霜期90～120天。
年降水量从西北向东南为150～400毫米，属中温带半干旱、干旱大陆性季风气候。
该地区四季分明，春季气温回升迅速，风多风大雨量少；夏季凉爽多雨，雨量变率较大；秋季天气凉爽，天气晴朗，风力不大，气候稳定；冬季漫长严寒，总降雪量一般在10～20毫米。
4）矿区地震
依据“中国地震动参数区划图”得知：
本区所处地域地震动峰值加速度（g）为0.10，对照烈度为7度，据了解本区近年来未发生过地震。
2.2.1.3矿山建设与生产简介
1）基本情况
高西沟煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田铜匠川详查区的东南部，行政区划属于准格尔旗乌兰哈达乡。
高西沟露天煤矿初步设计年产90万吨。
该矿田开采面积约2.72km2，开采保有储量为3563万吨，可采储量为2789.4万吨。
初步设计平均剥采比为7.4m3/t，采掘场最终帮坡角为36°，外排土场最终帮坡角为32°。
服务年限为33年。
山坡露天矿采用斜坡汽车运输开拓，封闭圈以下采用斜坡汽车移动坑线开拓。
设计选用3台KY—150型牙轮钻机穿孔，7台WY—160型液压挖掘机采装，25台ND3310D29型自卸卡车运输，8台T2—120SH型推土机排土。
采装设备决定选择液压铲。
由于煤层近水平分布，所以适宜选用液压正产。
并配备前装机辅助作业。
公路开拓汽车运输，运输设备一般选择矿用自卸汽车。
在山坡露天矿时（1380以上水平），岩土由各开采水平经山坡运输道路运到西南部的外排土场。
煤的运输通道和岩土运输走一条干线，运到工业场地的储煤场。
深凹露天矿时，总出入沟设在在石灰川沟的1375水平，岩土及煤经此出入口运到地面。
当岩土全部实现内排时，在矿区中西部的最终边帮设置运煤通道，缩短煤的运输距离。
2）外部建设条件
① 矿区附近农业、水源和电源情况
高西沟露天煤矿地处鄂尔多斯高原，地形复杂，地表土壤不够肥沃，年降水量少，为干旱地区，不宜发展农业。
地下水源匮乏，地表水源主要为黄河水系。
煤矿附近现有若干热电厂，电源充足。
② 道路
本区交通以公路为主，高西沟煤矿西行9公里到包头～府谷公路，沿包府公路到东胜市约25公里，东胜～包头有运煤专线，里程为100公里。
2.2.2矿井安全条件
2.2.2.1地层
1）区域地层
东胜煤田地层沉积序列与华北侏罗纪各煤田基本相似，地层区划属于华北地层区、鄂尔多斯地层分区。
区内沉积的地层从老至新有三叠系延长组（T3y），中下侏罗统延安（J1-2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a）、上侏罗～下白恶统（J3-K1zh）、第三系红土层（N2）、第四系马兰组（Q3m）黄土层、第四系（Q4）。
详见东胜煤田地层一览表（表2.1）。
表2.1东胜煤田地层一览表
地层
单位
厚度（m）
最小～最大
平均
岩性
第
四
系
Q
全新
统Q4
0～68.24
8.871
主要由风积砂层，次为河流淤积、洪积层。
风积砂成份以细粒石英为主，沙流淤积层岩性为砂、粉砂或砾石，洪积层以砂、砾石为主。
更新
统Q3
上部为淤积层，岩性为砂、粉砂及黑色土壤，底部为马兰黄土，岩性为淡黄色亚砂土，柱状节理发育，含钙质结核。
不整合于老地层之上
第
三
系
R
上
新
统
N2
0～10.14
4.43
上部为粉红色砂质粘土、亚砂土，下部为灰色、桔黄、棕红色砾岩夹棕红、棕黄色砂岩，分选及滚园度差，呈半胶结状态，松散。
不整合于老地层之上
续表2.1
地层
单位
厚度（m）
最小～最大
平均
岩性
上侏罗
∫
下白垩统
J3～K1zh
7.37～185.85
5.86
上部以砖红、粉红及灰绿色的细、粉砂岩为主，局部含砾，泥质胶结，较疏松，具大型斜层理。
下部为紫红、桔黄色的杂色砾岩及含砾粗砂岩互层，夹粉砂岩，砾石以花岗岩、花岗片麻岩、石英岩等组成。
分选差，磨园中等，泥质胶结，较疏松。
与下伏地层不整合
中
侏
罗
统
J2
安
定
组
J2a
11.26～48.74
27.47
为一套紫红、砖红、黄棕色中、细粒砂岩，中夹灰紫色砂质泥岩。
底部为浅黄色，向上变为浅紫色的巨厚层状砂岩。
与下伏地层假整合
直
罗
组
J2z
15.56～161.85
96.07
上部为一套杂色的细、中粒砂岩，颜色为灰白、灰黄、灰兰、灰绿、灰紫色等，泥质或粘土质胶结。
底部为厚层状的灰黄色中粗粒砂岩，局部相变为砂质泥岩。
含较多铁质、泥质结核。
底部局部含1号煤层。
与下伏地层假整合
中
下侏罗统
J1-2Y
上
岩
段
J1-2Y3
39.70～84.09
63.06
上部主要由灰白色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及2号煤组成。
底部为灰白、黄绿色细、粉砂岩及泥岩，具小型波状层理及水平层理。
中
岩
段
J1-2Y2
33.10～78.30
63.77
主要由灰—深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩和3、4号煤组组成。
底部为厚层状灰白色中、细粒砂岩，具波状层理、楔状交错层理和水平层理。
下
岩
段
J1-2Y1
13.66～96.97
64.96
主要为灰、灰白色细砂岩、粉砂岩及灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩、煤组成。
含5、6号煤组。
底部为灰色～灰白色的细中粒砂岩，局部相变为粗砂岩或砾岩，发育大型槽状交错层理。
与下伏地层假整合
上三迭统T3y
＞132.80
由灰绿色、灰白色细、中粒石英砂岩组成，含较多云母及少量的暗色矿物，粘土质胶结，局部地段顶部有明显的风化壳产物。
2）矿区地层
本次储量核实区位于铜匠川详查区的东南部，地形切割较为严重，约有50%的地段被第四系风积砂与黄土覆盖，其它为基岩出露，出露的地层为侏罗系中下统延安组，据钻孔资料揭露，区内地层由老到新有：
① 上三叠统延长组：
（T3Y）
岩性特征为灰绿、灰白色中粒石英砂岩，含较多的云母及少量的暗色矿物，中上部夹煤线或油页岩，该组地层为煤系地层的沉积基底。
② 中下侏罗统延安组（J1－2Y）
该组为本区主要含煤地层，岩性主要为灰、灰白色砂岩及深灰色泥岩、砂质泥岩和煤组成，该组地层的上部含煤性较好，发育的煤层厚度大，层位稳定，本矿所采的3－1煤层就位于延安组的中上部，下部含煤性也较好，5－1煤层厚度较大，平均5.37米，为全区可采的稳定煤层，其它煤层为大部可采的较稳定与不稳定煤层。
该组地层平均厚度为206.22米，与下伏地层呈假整合接触。
③ 中侏罗统直罗组：
（J2Z）
该组地层岩性为一套杂色的细、中粒砂岩，泥质或粘土质胶结，较疏松，含有铁质结核和硅化木。
区内所有钻孔揭露，由于遭受后期剥蚀，厚度在横向上变化较大，为2.02～152.23米，平均厚度119.52米，与下伏地层呈假整合接触，该组地层仅在核实区西北角残存并出露。
④ 第三系上新统（N2）
区内零星赋存，主要岩性下部为灰色、棕黄色砾岩夹棕红色砂岩，呈半胶结状态，松散；上部为粉红色砂质粘土、亚砂土，含白云母碎片及钙质结核，该层不整合于老地层之上，厚度3.44～12.52米，平均7.68米。
⑤ 第四系（Q）
区内广泛分布，不整合于老地层之上，底部为更新统马兰组黄土（Q3m），岩性为淡黄色亚砂土，柱状节理发育，含钙质结核，厚约12米；下部为更新统淤积层（Q3a12）岩性为砂、粉砂及黑色土壤层，局部赋存；上部为全新统风积砂（Q4eol），在区内大面积覆盖。
2.2.2.2矿床地质构造
本区位于铜匠川矿区东南部，其构造特征和铜匠川矿区相一致，为一向SW倾斜的单斜构造，地层倾角1～3°。
褶曲与断层均不发育，无岩浆活动，为简单构造地区。
2.2.2.3煤层赋存情况
1）煤层赋存特征
在高西沟露天煤矿境界范围之内，煤层近水平分布。
在延安组含煤地层中，自上而下各岩段均有煤层赋存。
由于各煤层所处环境位置不同，致使各岩段煤层发育情况及含煤性亦各不相同。
延安组含煤地层中含煤10～18层，一般为14～16层；含煤总厚度为12.99～28.41米，平均20.57米。
含可采煤层6层，可采煤层总厚度10.14～20.98米，平均15.36米。
延安组地层平均厚度为206.22米，该组地层总含煤系数为10%，可采含煤系数为8.2%。
依据延安组各岩段的环境及岩性特征、煤层自身的发育情况及其组合关系，将区内煤层自上而下划分为2、3、4、5、6五个煤组，11个分煤层。
其中2号煤组位于上岩段（J1－2y3），内含2－1及2－2两个煤层，2－1煤层在本区遭受剥蚀，不发育，2－2煤层也遭受剥蚀，在区内大部残存。
上岩段中含煤1～7个分层，一般为2～3层。
含煤总厚度3.62～11.92米，平均7.92米。
上岩段地层总厚度平均为67.65米，岩段含煤系数11%；3～4号两个煤组位于中岩段（J1－2y2）。
主要含3－1、4－1煤层。
该岩段中含煤2～8层，一般3～5层。
含煤总厚度6.25～11.26米，平均8.83米。
中岩段地层平均厚度为62.81米，其含煤系数为14%；5、6号两个煤组位于下岩段（J1－2y1）。
两煤组自上而下可分出5－1、5－2、6－1中、6－1下、6－2中、6－2下六个主要煤分层。
下岩段中含煤4～15层，一般8～11层。
含煤总厚度为1.45～7.82米，平均3.82米。
该岩段含煤系数为5.3%。
2）煤层夹石及分布
根据《内蒙古自治区东胜侏罗纪煤田铜匠川区煤矿详查报告》资料反映，本区含煤地层中自上而下发育有2、3、4、5、6、五个煤组。
2号煤组赋存于延安组上岩段之中，含2－1、2－2煤层，核实区内2－1煤层已全部被剥蚀，2－2煤层也遭受剥蚀，大部残存。
其中，2－2煤层位于上岩段（J1－2Y3）的中部，在核实区西部及东部赋存，区中部约1/2的面积遭受剥蚀，煤层露头线自核实区中部通过，煤层残存可采地段位于矿区范围内，矿区内可采面积比为51%，仅117号孔和861号孔揭露该煤层，煤层厚度分别为1.35米和0.26米，结构简单，顶板岩性一般为砂质泥岩，底板岩性为细粒砂岩，据报告反映：
该煤层为局部可采的不稳定煤层。
与3号煤层间距为3
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