盘县石桥镇老洼地煤矿防突设计参考资料Word文档格式.docx
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2836641.1
35446820.19
2
2835881.4
35447860.19
3
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2835391.4
35447600.19
6
2834241.4
7
35446620.19
矿区面积：
2.316km2，采矿标高：
+1900~+1600米
图1-1-1老洼地煤矿矿区交通位置图
1.2矿井建设情况
盘县石桥镇老洼地煤矿属技改矿井，生产规模30万吨／年。
可采煤层四层，从上到下分别为M3、M7、M9、M10煤层，煤层倾角20°
。
，属缓倾斜煤层。
采用平硐一斜井联合开拓，新掘主平硐、副斜井、进风行人斜井、回风斜井，以一个水平二个采区开拓全井田。
新设计的采煤工作面布置在M3煤层中，采用走向长壁后退式采煤法。
贵州工业大学勘察设计研究院于2004年月编制了《贵州省盘县石桥镇老洼地煤矿开采方案设计》，并由贵州省煤炭工业管路局（黔煤规字[2004]49号）批准通过，后来扩界后重新进行设计变更，贵州冠中工程设计有限公司于2010年1月编制了《贵州省盘县石桥镇老洼地煤矿开采方案设计（变更）》；
并由贵州省煤炭管理局予以备案（备案文号为061号）。
1-3矿井开采设计简况
1.3.1矿井设计简况
主井工业广场选择在井田东部3号拐点附近，主平硐的硐口布置主井工业场地内。
副井工业场地布置在井田东部的5号拐点附近，场地内布置有进风行人井、副斜井、回风斜井三个井口。
采用平硐一斜井联合开拓方式，主平硐采用机轨合一，井筒内安设胶带运输机和铺设22kg/m钢轨。
主平硐铺设SD-800/100/2×
55型普通胶带运输机（长度965m，宽度800mm，电机功率2×
55kw，电压660v）运输煤炭；
副斜井选用JTPl600型矿用提升机（提升速度0～3.5m/s，最大拉力一40KN；
配套电机功率：
110kw、660V）提升矸石，运送材料、运；
进风行人井专做进风和行人用；
回风斜井安设主要通风机作专用回风；
原煤通过胶带运输机运至工业场地，然后装车外运。
主平硐井口坐标为：
x=2835690，Y=35418284，z=+1747m，α=81°
1′，β=3‰。
从玄武岩地层进入煤系地层与一水平井底车场连接。
副斜井井口坐标为：
x=2835436，Y=35447654，z=+1880，α=105°
，β=21°
布置在M10煤层底板岩层中，主要作为运送人员、排矸、设备材料运输及进风等。
进风行人井进口坐标：
x=2835470，Y=35447652，Z=+18820.0，α=105°
布置在M10煤层底板岩层中，采用锚喷支护。
回风斜井井口坐标为：
x=2835402，Y=35447655，z=+1880，α=105°
，B=21°
布置在M10煤层底板岩层中，采用锚喷支护；
主要作为矿井的回风。
将矿井划分为一个水平（+1750n水平）二个采区；
是比较合符实际的。
1.3.2目前矿井的井巷工程情况
目前新系统正在建设之中，布置有2个掘进工作面：
1172运输巷、1172回风巷；
一个综采工作面1131综采工作面（尚未验收）。
1131综采工作面已经形成。
1.4地质特征及构造
1.4.1地质特征
矿区地层出露有二叠系下统茅口组（P2m）、二叠系上统峨眉山玄武岩组（P3p）、二叠系上统龙潭组（P31）、二叠系上统长兴组（P3c）、三叠系下统飞仙关组（T1f）及第四系（Q）地层。
现由老至新分述如下：
（1）二叠系下统茅口组（P2m）：
出露于井田东南部外围。
主要为浅灰色、灰色厚层灰岩，含白云质团块或白云岩，具缝合线构造，产腕足类、蜒等动物化石。
顶部有厚约3米左右的红褐色硅质灰岩（硅质灰岩），角砾结构，坚硬。
厚度400～500米。
与上覆峨眉山玄武岩组呈假整合接触。
（2）峨眉山玄武岩组（P3B）：
分布于煤矿外东南一带、主要岩性为灰绿色玄武岩、拉斑玄武岩、暗绿色火山角砾及凝灰岩。
厚240米左右。
二叠系上统峨眉山玄武岩组（P3B）是龙潭组与茅口组问的隔水层。
（3）二叠系上统龙潭组（P31）
是区内含煤地层，厚200～232米，平均厚216米左右，含煤34层，可采煤层4层。
中上部为灰黄至深灰色薄一中厚层粘土岩夹粉砂岩、粉砂质粘土岩；
底部为灰一深灰色中至厚层生物屑灰岩。
一般为薄至中厚层夹粘土岩、炭质粘土岩及煤层组成。
（4）二叠系上统长兴组（P3c）
上二叠统长兴+大隆组（P3c+d）组：
上部为深灰色、褐黑色薄至中厚层生物碎屑硅质岩夹深灰～灰绿、绿色粘土化玻屑凝灰岩，厚0～6m；
下部为浅灰色、深灰色中厚层状至厚层状细晶灰岩，断续含燧石结核、团块及条带。
产个体较大的海相生物化石。
厚18～36m。
（5）三叠系下统飞仙关组（T1f）
三叠系下统飞仙关组（T1f）分布于矿区内东、西部，岩性主要为灰绿色、灰色、紫红色、灰紫色粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥灰岩等。
厚484m。
（6）第四系（Q）
以残积、坡积的砂土、粘土及砾石组成。
总厚0—10m。
1.4.2地质构造
本矿区区域上位于扬子准地台（I）上扬子台褶带（II）黔西南迭陷褶断束（III）的西部，位于盘关向斜东翼的西段，总体呈一单斜构造，地层走向北东30°
左右，倾向北西，倾角约20°
地表未发现褶曲。
矿井中部范围发育一条断层（F43），地层断距约20m，性质为逆断层。
煤层中局部地段有断距为1～2米的小型断层，对煤层连续性破坏不大。
综上所述，矿区内构造发育程度中等，构造复杂程度属中等复杂型。
1.5煤层及煤质
1.5.1煤层特征
区内含煤地层为二叠系上统龙潭组（P31），为浅灰色、灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤层组成。
含腕足类及瓣鳃类动物化石，产大量植物化石，见栉羊齿化石等。
（1）含煤性
矿区内含煤岩系为上二叠统龙潭组上部，含煤6层，其中矿井范围内可采煤层四层（M3、M7、M9、M10），其中M9为局部可采煤层。
含煤岩系总厚180～200米，平均厚190米，含煤总厚7.30米，含煤率3.84%。
（2）可采煤层
矿区主要可采煤层为M3、M7、M9、M10层，由上到下叙述如下：
1）M3煤层
位于龙潭组上部，全层厚1．8m一2．68m，一般厚2．20m。
上距长兴组底界约30米，层位及厚度稳定。
矿区附近曾有老硐开采。
煤层中常夹二层炭质粘土岩夹矸，夹矸厚0.05—0.24m。
顶板：
为粉砂岩与薄层状、透镜体状菱铁矿互层。
底板：
直接底板为灰色泥岩，强度低，遇水易膨胀、软化，表现为底鼓现象，为不稳定底板。
2）M7煤层
位于龙潭组上部，全层厚2.05～0.51米，一般厚1-21米，上距M3煤层34.41米，煤层中部常夹一层炭质泥岩夹矸，夹矸厚0.07～0.25米。
煤层层位较稳定，为区域主要可采煤层之一。
项板：
直接顶板为泥质粉砂岩，局部为粉砂质泥岩，强度低，易风化崩解，遇水易膨胀、软化，为不稳定顶板。
直接底板为粉砂质泥岩，强度低，遇水易膨胀、软化，表现为底鼓现象，为不稳定底板。
3）M9煤层
位于龙潭组上部，全层厚1.88～0.20米，一般厚0.79米，上距M7煤层50.1米，煤层中部常夹一层炭质泥岩夹矸，夹矸厚0.01～0.35米。
煤层层位较稳定，为区域内局部可采煤层之一。
直接顶板为泥质粉砂岩，强度低，易风化崩解，遇水易膨胀、软化，为不稳定顶板。
4）M10煤层
位于龙潭组上部，全层厚2．78～0．56米，一般厚1．27米，上距M9煤层36.72米，煤层中部常夹一层炭质泥岩夹矸，夹矸厚0.05~0.25米。
煤层层位较稳定，为区域内主要可采煤层之一。
矿区内主采煤层4层，为M3、M7、M9、M10煤层，主采煤层特征见表1-1-1。
表1-1-1主采煤层特征表
煤层
编号
煤层厚度
（m）
倾角
（°
）
层间距
煤层容重
（t/m3）
煤层结构
煤层稳定性
顶底板岩性
顶板
底板
M3
20
1.45
简单
较稳定
粉砂岩和菱铁互层矿互层
泥岩
34.41
M7
泥质粉砂岩
粉砂质泥岩
50.1
M9
36.72
M10
粉砂泥质岩、细砂岩
泥岩、砂质泥岩
1.5.2煤层特征
（1）煤质
煤层编号
分析结果
挥发份
Vdaf（%）
灰份
AD
发热量
（MJ/kg）
硫（%）
Std
水分（%）
Mad
容重
（t/m³
11.1
18.37
34.4
0.39
1.91
10.5
19.46
33.8
0.52
2.1
10.24
21.0
33.6
0.42
2.04
9.79
17.3
34.2
0.55
0.92
根据上表各可采煤层的分析结果：
M3、M7、M9、M10煤层属于低中灰分、特低至低硫、低磷、特高热值、中挥发份贫瘦煤，均可作为动力、化工及民用煤。
煤种类：
贫瘦煤
（2）煤的利用方向
本煤矿的煤适用于动力用煤及民用。
（3）煤的风氧化带深度
根据《盘县石桥镇老洼地煤矿储量核实报告》，煤的风氧化带深度为原详查勘探中在沿煤倾向掘进的探硐内，采集了一组系统风氧化带样品，根据化验结果确定为煤层露头以下垂深30~45米。
1.6瓦斯、煤尘爆炸性、煤炭自燃倾向性
1.6.1瓦斯
1.6.1.1鉴定情况
根据贵州省煤炭局文件（黔煤行管字【2008】1504号）“六盘水市煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告批复”结果，老洼地煤矿绝对瓦斯涌出量为10.8m³
/min，相对瓦斯涌出量为16.71m³
/t，高瓦斯矿井。
1.6.1.2矿井瓦斯含量预测情况
瓦斯预测分别计算开采首采面时（深度为216m）及二采区最下一个区段深度（深度为365m）。
根据矿井的地质报告，该矿井煤层的煤层特征及煤质特征表见前面的叙述。
本设计按《采矿工程设计手册》中给出的瓦斯涌出量预测经验公式进行计算：
Wx=
WY=
;
Wh=Wx+WY
式中：
Wx——煤的瓦斯吸附量，m3／t
Mt、Aad、Vdaf——煤的水分、灰分、挥发分，％。
P——瓦斯压力，MPa；
P=（2.03～10.13）H计算，H为垂深。
参考国有大矿在垂深H=280m时，瓦斯压力为1．5Mpa，瓦斯梯度P/H=0.0070；
老洼地煤矿在+1750m标高时的开采深度为265m，则此标高的瓦斯压力为P=1.75—（280—265）×
0.0070=1.65Mpa；
在后期+1600m标高时的开采深度为365m，则此标高的瓦斯压力为P=1.75—（280—365）×
0.0070=2.72Mpa。
en—温度系数，（按20℃查《设计手册》表8-7-12取1/en值为0.690，其中
，t为温度取20。
a=系数（a=2.4+0.21Vr）；
b=系数（b=1-0.004Vr）；
Wy=游离瓦斯量，m3/t；
Fn=煤的孔隙率，%
γ=煤的容重，t/m3
Ky=相对煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数，查《设计手册》表8-7-14取1.06；
Wh=瓦斯含量m3/t
瓦斯含量基础数据计算汇总表（开采+1750m标高）
煤厚
2.20
1.21
0.79
1.27
Wt（水分）
2.10
1.92
Aad（灰分）
21
Vdaf（挥发分）
11.11
计算深度（H）
265
瓦斯压力系数（2.03~10.13）
P（瓦斯压力）
1.65
t（温度系数）
n
0.4
en（温度系数）
1.49
a
4.73
4.61
4.55
4.46
b
0.96
Fy（孔隙容积）
0.09
Fn（煤的孔隙率）
8.4
y（煤的容重）
1.5
Ky（瓦斯压缩系数）
1.04
经过以上公式计算，该矿井煤层瓦斯含量见下表
Wx（吸附瓦斯）
12.52
12.03
12.00
13.02
Wy（游离瓦斯）
0.94
Wh（瓦斯含量）
13.46
12.97
12.94
13.95
根据上面的预测数据：
该矿井瓦斯含量较高，瓦斯压力较大，具有煤与瓦斯突出危险性。
1.6.2煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室于2010年8月23日提交的《煤尘爆炸性鉴定报告》，该煤矿M3号煤层煤炭火焰长度有＞60mm，抑制粉尘爆炸最低岩粉量34％，鉴定结果为煤层有爆炸性。
故该矿井按煤尘爆炸危险性进行设计与管理。
1.6-3煤的白燃性
根据贵州省煤田地质局实验室于2010年8月23日提交的《煤炭白燃倾向性鉴定报告》，该煤矿M3、M7号煤层自燃倾向性鉴定为第Ⅲ类不易燃煤层。
M9、M10号煤层本次未作煤炭自燃倾向性鉴定。
该矿井按Ⅲ类煤层管理。
1.7煤与瓦斯突出
该矿井属于技改矿井，在生产过程中未曾发生过煤与瓦斯突出事故，盘县矿区已发生多起煤与瓦斯突出事故（盘县矿区淤泥乡昌兴煤矿2010年的8月9日10点30分左右，发生煤与瓦斯突出事故。
2005年12月24日23时12分，盘县响水煤矿发生煤与瓦斯突出事故）。
根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监督局、贵州省煤矿管理局联合下发的黔安监管办字【2007】345号，《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》，老洼地煤矿位于具有突出区域的盘江矿区。
老洼地煤矿的突出危险性的可能性较大。
1.8井田开采
1.8.1矿井开采系统
采用斜井，井田分一个水平二个采区，设计的开拓方式简述如下：
主平硐在1747m标高以81°
1’的方位角从M10煤层底板向M10煤层的方向穿过茅口组直接到峨眉山玄武岩组基岩中，采用半圆拱锚喷支护。
副斜井、进风行人斜井和回风斜井沿煤层的倾斜方向布置在M10煤层底板的基岩之中，采用半圆拱锚喷支护。
采用石门分别将运输顺槽、回风顺槽和副斜井、进风行人斜井和回风斜井相连。
设计的首采工作面布置在M3煤层之中的1131采面，准备工作面为1172采面。
通风方式：
中央并列式
排水方式：
开采一采区时（+1750标高以上），采用自流。
后期开采二采区时水仓及泵房设置在+1600m标高，采用机械排水。
1.8.2井筒
（1）主平硐
主要担负煤炭运输任务，同时担任进风、行人。
主平硐部长约950m左右，坡度为3‰，净断面11.55m2，掘进断面12.44m2，锚网喷支护（表土层砌碹）。
（2）副斜井
主要负责设备、材料及矸石的运输任务，同时担任进风、敷设管线任务。
副斜井部长362.8m左右，倾角21°
，净断面11.55m2，掘进断面12.44m2，锚网喷支护（表土层砌碹），井筒内设人行台阶及扶手。
（4）通风行人斜井
主要作为通风和行人等，布置在M10煤层底板的基岩之中，全长368.2m，倾角21°
，净断面11.55m2，掘进断面12.44m2，采用锚喷支护。
（3）回风斜井
回风斜井作专用回风之用。
回风斜井布置在M10煤层底板的基岩之中，坡度21°
，全长368．2m，净断面12．91m2。
，掘进断面13.85m2。
锚网喷支护（表土层、破碎段砌碹）。
1.8.3硐室
变电所：
设置在+1750m标高，采用10kv高压入井。
水泵房：
后期在井底+1600m标高设置水泵房。
消防材料库：
布置在主平硐和副斜井连接处的+1750m标高。
1.8.4水平划分
根据矿区煤层赋存情况，原设计沿煤层的倾斜方向的中部划分为一个水平（+1750m水平）。
1.8.5采区划分
原设计的采区划分是根据煤层的倾斜方向来划分的，即+1750m标高以上为一采区，+1750m标高以下为二采区。
1.8.6大巷布置
主平硐为全矿服务，采用平硐一斜井联合开拓，采用石门将运输顺槽、回风顺槽直接和回风斜井、副斜井、进风行人斜井相连，不设运输大巷和回风大巷。
1.8.7开采顺序
（1）采区间的开采顺序
采区间的开采顺序为一采区、二采区。
（2）采区内的开采顺序
区段间的开采顺序
采区内划分为区段，区段间的开采顺序为下行式。
煤层间的开采顺序
同一区段内煤层间的开采顺序为下行式，即依次为M3、M7、M9、M10煤层。
工作面的推进方式
工作面为走向长壁后退式，即由采区边界向采区上下山方向推进。
1.8.8目前的井巷工程完成情况
目前：
主平硐、副斜井、进风行人井、回风斜井全部按设计完工。
1.8.9采煤方法
采用综采，全部垮落法管理顶板，采面采用掩护式支架配合单体液压支柱支护采面。
设计布置有一个采煤工作面（1131采面）和两个掘进工作面（1172运输巷和1172回风巷）。
1.8.10矿井通风设备
主扇：
型号为FBCDZN026，功率为2×
355kw（两台）。
局扇：
FBDN0.8.0/2×
45KW；
功率：
2×
45Kw。
共有4台。
1.8.11瓦斯抽放设备
矿井装备永久高、低负压2BEC620-1型水环真空泵各两台。
低负压瓦斯抽放泵用于采煤工作面的上巷及采空区抽采，电机功率为315KW，抽采能力为275m³
/min。
高负压抽放泵用于掘进巷道（煤巷、石门等）的抽采，电机功率为355KW，抽采能力为290m³
2．煤与瓦斯突出预兆
在井下采掘过程中，煤与岩石常常一瞬间被从煤体中抛出，并喷出大量瓦斯，这种现象叫煤与瓦斯突出，简称为突出。
煤与瓦斯突出事故不仅会造成采掘工作面和通风系统的破坏，同时大量煤与瓦斯以极快的速度喷出，还可能会充塞巷道，造成人员窒息和瓦斯爆炸、燃烧及煤（岩）埋人事故。
煤与瓦斯突出前，一般都有预兆，没有预兆的突出极少。
归纳起来分有声预兆和无声预兆。
2.1有声预兆
1）响煤炮。
在煤层内发出像机关枪、炮击声。
由于条件不同，声音大小、间隔时间也不相同。
2）突然压力增大。
支柱来劲，发出咔咔的响声，或发出劈裂折断的响声，手摸煤壁能感到冲击和震动；
有煤岩层的破裂声；
有时会听到气体穿过含水裂缝时的“吱吱”声等。
2.2无声预兆
1）压力增大。
预板来压，片帮、掉碴、煤壁向外鼓，煤岩自行剥落。
2）煤层发生变化。
层理紊乱、变软，暗淡无光，煤层粉碎，煤质干燥。
3）瓦斯及温度变化。
瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，气味异常，发闷，打钻时喷煤、喷瓦斯，煤壁发冷，气温下降等。
应当指出的是，上述预兆，并不是在每次突出之前都同时出现，而是仅仅出现一种或几种。
2.3防突要求
本矿在建设过程中未曾发生过煤与瓦斯突出，为了有
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