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1、古藺縣土城煤礦+850m+1060m防治瓦斯災害工程方案設計目 錄 一、概述3-4 二、礦區地質情況4-10 三、開采條件10-11 四、開拓巷道布置（見巷道建設平面圖）11-13 五、掘進方式13-14 六、通風方式14-15 七、供電方式16 八、空壓機供氣及供水方式16 九、運輸方式16 十、施工組織16-17 十一、安全技術措施17-22古藺縣土城煤礦+850m+1060m防治瓦斯災害工程方案設計一、概述古藺縣土城煤礦屬基建礦井，屬獨立特批礦井。2006年編制初步設計及安全專篇。2008年修改的初步設計及安全專篇，按高瓦斯設計和布局，2008年省煤監局川煤函【2008】141號批復，同2、意瓦斯抽采設計。由于地質部門提供資料與實際抗探效果差別太大。我礦原有主要運輸大巷布置在C19煤層中，由于煤層褶皺、斷層多，巷道彎曲、變形嚴重，無法布置瓦斯管道。瓦斯抽采設計方案無法實施。加之+947m水平原儲量核報不實,本水平開采已盡，已申請擴能，擴能申請范圍由1-8號拐點坐標圈定,擴能申請已轉報,省國土資源廳正在審批中。我礦將現有水平和擴能后水平的瓦斯抽采工程一并納入實施。獨立擴能后的設置范圍拐點坐標編號XY編號XY130974743561858653095425356182312309754635618443630957963561854933096965356181317309669833、561859143095475356181048309696535618414礦山面積0.7343km2開采標高：+850m+1060m生產規模9萬噸/年開采煤層：C14、C19、C23、C24、C25根據川辦函2009191號和瀘市府辦函(2010)41號文件的精神，“尚未進入建設程序的獨立擴能礦井，可以經過批準，并在設計單位的指導下，提前開展部分巷道施工和維護”，“可以在原有礦井范圍內進行通風系統改造，瓦斯抽放系統建設和瓦斯相關的巷道穿層抽放鉆孔施工”。我礦擬在+947m水平布置一條茅口灰巖巷，并在+947m、+1016m水平掘進C24煤層巷道，向C19煤層進行穿層瓦斯抽放。同時維修總回風4、巷和其它煤層回風巷。在現在的主平硐井口修建瓦斯抽放站。在擴能后的+845m水平掘進一條茅口灰巖巷道，掘進一條茅口灰巖上山，與+947m茅口灰巖巷貫通，構成新的通風系統和瓦斯抽放系統。我們按煤礦設計的相關要求編制了防治瓦斯災害工程的方案設計。二、礦區地質情況地形地貌：礦區為中高山之地貌，礦區北低南高，區內最高點為南部的老山頂，海拔標高1170m；最低點為礦區北部的沙壩頭，海拔標高885m，相對高差285m。地層：礦區出露地層由新至老有三疊系下統飛仙關組、二疊系上統長興組、龍潭組和下統茅口組。現分述于下： (一)、三疊系下統飛仙關組(T1f) 1、第二段(T1f2) 上部紫、紫紅色中厚層狀砂質泥巖5、泥質粉砂巖、泥巖，夾薄層灰綠色泥灰巖、灰色灰巖條帶，厚0.10.5m；下部紫、紫紅色泥質粉砂巖、砂質泥巖、鈣質泥巖，夾灰色、灰綠色泥灰巖、鈣質泥巖條帶，厚0.10.5m。產動物化石。 2、第一段(T1f1) 根據巖性組合特征，可分為兩個亞段，分述如下： (1)第二亞段(Tlfl-2) 灰、灰綠色中厚至塊狀灰巖、泥灰巖夾紫色薄至厚層狀泥質粉砂巖、粉砂巖及生物碎屑灰巖，項部為淺灰色亮晶鮞粒灰巖，底部為綠灰色泥灰巖。平均厚61m。 (2)第一亞段(Tlf1-1) 紫、紫灰、綠色中至厚層狀砂質泥巖、泥質粉砂巖、泥巖、泥灰巖，局部夾灰巖；底部4.8311.50m為灰色灰巖。產動物化石。平均厚61m。 6、(二)、二疊系(P) 1、上統長興組(P2c) 上部為深灰色中厚層狀至塊狀含生物碎屑灰巖。距項界13m有一層深灰色砂質泥巖，含黃鐵礦晶粒，局部見植物碎片化石和動物化石，厚1.00m。中下部為深灰色中厚至厚層狀石灰巖及生物碎屑灰巖。產動物化石。厚60m。 2、上統龍潭組(P2l) 為海陸交互相含煤沉積，巖性主要由灰、深灰、灰黑色泥巖、粘土巖、砂質泥巖、粉砂巖、砂巖、炭質泥巖和煤層組成，底部為硫鐵礦層，含豐富的植物化石和動物化石。平均82.40m。 3、下統茅口(P1m) 上部灰、深灰色中厚層狀石灰巖，局部含燧石結核及條帶。中下部深灰色泥晶灰巖、棕灰色厚層狀細至粗晶灰巖，含瀝青質，底部深灰色中厚層7、狀鈣質泥巖、泥巖。產動物化石。厚230m。構造：古藺縣土城煤礦位于古藺復式背斜之次級褶曲二郎壩向斜南東翼南段，總體呈一單斜構造。地層走向與主體構造基本一致，傾向為270325，地層傾角2051。對礦井采煤影響較大的斷層為F87逆斷層及其附近小斷層。現分述如下： F87逆斷層：地表出露在馬鞍山至花廠坡一帶，長約950m，地表切斷P2l、P2c、T1f1-1、T1f1-2地層，斷層傾向335，傾角55，落差約50m，破壞了P2l地層的C13、C14、C19、C23、C24煤層。 F87逆斷層附近為落差0.503.0m的十多條斷層組成的斷層密集區，該斷層密集區巖石破碎，產狀紊亂，已造成礦井主運輸平巷8、在360520m內有160m長范圍無煤。 綜上：礦井范圍內地質構造為中等復雜。（三）、煤層賦存條件礦區含煤巖系為二疊系上統龍潭組(P21)。煤系地層為一套海陸交互相含煤碎屑巖建造。以泥質、粘土質、粉砂質沉積為主。地層最大厚度為118.09m，最小厚度為71.5lm，平均厚度為84.31m。煤系含煤層數較多，一般為10層，最多可達20層，煤層總厚度可達11.31m，含煤系數為13.4。礦區范圍內可采煤層有5層，分別為C13、C14、C19、C23、C24煤層，其層位及厚度基本穩定, 煤層平均厚度分別為0.94m、1.10m、1.75m、1.02m、1.05m。(見綜合柱狀圖)煤層特征：礦區內可采9、和局部可采煤層有7層，層狀似層狀產出，煤層厚度變化小，屬穩定較穩定煤層，本礦采礦許可證登記開采的煤層為C14、C19、C23、C24、C25煤層。 各煤層主要特征如下： C13煤層：俗稱“六層煤”，位于含煤巖系上部，上距長興灰巖3.60m，煤層厚度O.771.1m，、平均O94m，一般含矸一層，厚度小于O05m，巖性為泥巖或炭質泥巖。結構較簡單，屬穩定型煤層。 C14煤層：俗稱“五層煤”，位于含煤巖系地層上部,上距C13煤層8.85m，煤層厚度1.OO1.20m，平均1.10m，結構簡單，屬穩定型煤層。 C19煤層：俗稱“四層煤”，位于含煤巖系中部，上距C14煤層21.02m，煤層厚度1.5310、2.43m，平均1.75m，含夾矸O2層，厚度小于0.05m，巖性為泥巖或炭質泥巖。結構較簡單，屬穩定型煤層。 C23煤層：俗稱“三層煤”，位于含煤巖系下部，上距C19煤層13.81m，煤層厚度0.841.70m，平均1.02m，含夾矸1層，厚度小于0.05m，巖性為泥巖或炭質泥巖。煤層結構較簡單，屬穩定型煤層。C24煤層：俗稱“二層煤”，位于含煤巖系下部,上距C23煤層3.59m，煤層厚度O.921.13m，平均1.05m，局部含夾矸1層，厚度0O.12m，平均0.07m，巖性為粘土巖。煤層結構較簡單，屬穩定型煤層。C25煤層：俗稱“同廣煤”，位于含煤巖系的底部。上距茅口灰巖約38m。本礦區11、煤層厚0.93.5m，平均厚2.2m，為主要可采煤層。結構簡單，為單一煤層，煤層較穩定。三、開采條件一）、煤層頂底板煤層頂板多為砂質頁巖、砂質泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖。煤層底板多為粉砂巖、砂質泥巖、粘土巖。二）、瓦斯、煤塵及地溫瓦斯：礦井處于基建過程，未進行瓦斯等級鑒定。但礦井在掘C19開切眼和C19配風巷過程中時有發生瓦斯超限、瓦斯異常涌出等現象，如2007年12月14日18：03點瓦斯涌出異常，瓦斯超限達30分鐘，因此，古藺縣安全生產監督管理局決定：“該礦按煤瓦突出礦井管理，C19煤層按煤瓦突出煤層管理”。煤塵：根據四川省煤炭產品質量監督檢驗站2006年8月檢測報告，煤塵無爆炸危險性；煤的12、自燃傾向性：根據四川省煤炭產品質量監督檢驗站2006年8月檢測報告，煤層不易自燃；地溫梯度：1.18/100m，小于3/100m，地熱增溫率84.38m/，大于33m/，屬地溫正常區。水災：礦井含水性及導水性較強的斷層比較多，存在水災威脅； 地震：根據國家地震局1990年版中國地震烈度區劃圖，區內地震烈度小于度。煤質：據四川省煤田地質局135地質隊提交的四川省古藺縣川南煤田大村勘探區普查地質報告，本礦區的煤層均屬低變質無煙煤，不粘結煤。其中C13煤層為低中灰、低中硫煤；C14為中灰、低硫煤；C19為低中灰、低硫煤；C23為低中灰、中硫煤；C24為低中灰、低中硫煤。 表12 煤質指標一覽表煤層M13、adAdVdafStdQnetvdC132.1721.138.001.0629.18C141.6023.377.750.2926.75C191.9416.727.520.5429.28C231.9120.897.242.3527.55C242.0915.537.211.2029.793、水文地質礦區含水礦層為底板 (P1m)茅口灰巖，其巖溶性較強，含地下水豐富，其上部長興組(P2c)巖溶裂隙含水層，為煤層頂部直接充水層。礦井涌水主要為大氣降雨補給，礦區水文地質簡單，特別注意雨季大氣降雨與礦井涌水量變化的關系，在掘進過程中要加強礦井在雨季的防、排水措施。同時要加強C25底板灰巖溶洞積水排放工作，14、以減少對采區巷道布置的影響。四、巷道布置（見巷道建設平面圖）在主平硐+947m水平布置一條C25底板的茅口灰巖巷道站，在主斜井+850m水平布置一條C25底板的茅口灰巖巷道，在兩條巷道之間掘進一條茅口灰巖上山巷與兩水平巷道貫通，構成通風系統安裝瓦斯抽放主管道。同時在主平硐（+947m）工業廣場修建瓦斯抽放站，形成瓦斯抽放系統。瓦斯抽放站已由有資質的設計部門設計，正在施工中。（一）+947m茅口灰巖巷道（瓦斯抽放巷）全長約800米，為盡快完成，早日投入使用。使+947m水平采面早日抽放瓦斯，分兩頭掘進：1、在主平硐+947m運輸大巷800m處的繞道車場掘進石門約60m，進入C25底板的茅口灰巖，15、沿巖層走向約165方位角掘進茅口灰巖巷道200m，再掘進反石門與原穿煤層石門貫通后，再向南繼續掘進茅口灰巖巷。2、在掘進+947m水平繞道車場石門的同時，在主平硐150m處掘進石門穿C25底板的茅口灰巖，再在茅口灰巖沿巖層走向向南掘進巖巷與前面的口灰巖巷道貫通。再在兩石門中間掘進反石門與煤層揭穿，該石門即為下水平的回風石門和水平的運輸石門及瓦斯抽放管道巷。本茅口灰巖巷道貫通后，可沿繞道石門處的茅口灰巖巷由南向北鋪設瓦斯管道，到主平硐井口瓦斯抽放站，構成+947m水平的瓦斯抽放系統。（二）、在已掘進主斜井+850m水平運輸巷，掘煤系地層石門巷約200m，揭穿 C25底板的茅口灰巖時，向南掘進茅口16、灰巖巷，在向南的巖巷約100m處掘進通向+947m水平的茅口灰巖通風人行上山，形成掘進通風系統。在茅口灰巖巷和通風上山安裝瓦斯抽放管道，為臭采+850m水平煤層的瓦斯打下基礎。（三）、在+947m、+1016m掘進C24煤層巷道，進行C19煤層的穿層瓦斯抽放同時維修+1016m水平的回風巷和總回風上山。（四）在主平硐井口側掘進引風硐，安設主扇。在主井口北邊30m左右開口掘進引風硐40m，與主平硐相接，引風硐方位角203，引風硐斷面同+947m茅口灰巖巷斷面一樣，墻壁平整。在主平硐與引風硐的交界處及主平硐硐口兩處各安裝正反風門各一扇。兩道風門之間的距離能夠留一列車的位置約40m，供下山運送材料及17、安全避災人員進去。在引風硐的硐口安裝兩臺kJT60No 1115 30kw軸流式防爆通風機，一臺使用、一臺備用。關閉風井主要通風機，密閉+947m水平不用的巷道。構成新的礦井通風系統，為開采+850m水平使用。五、掘進方式采用鉆爆法掘進。掘進采用地面LWJ-10/7 10m3活塞式空壓機供風，石門段采用7655風鉆鉆眼爆破成巷，沿煤巷采用G10風鎬煤層掏槽，底板通過7655風鉆鉆眼爆破成巷。采用毫秒延期電雷管1-5段，煤礦許用二號巖層炸藥，MFT-100啟爆器全斷面一次起爆。具體見炮眼布置圖和爆破說明書。支護方式：沿C25底板灰巖掘進，頂板完好采用裸巷掘進噴漿支護。局部頂板破碎或遇地質構造地段18、采用錨桿（網）支護，錨桿采用自制16mm螺紋鋼筋，配芙蓉速凝劑廠水泥錨固劑，頂板錨桿長度1.8m，幫部錨桿1.6m，端部（不低于60cm）或全長錨固，間排距0.8m，成五花型布置，掛網采用金屬網（規格：1.2 m3.0 m）順巷道走向鋪設， 并用錨桿托板壓緊、鋪平。具體見掘進斷面圖和巷道支護圖。（一）巷道斷面（見巷道斷面圖冊）（二）炮眼布置圖（見巷道炮眼布置圖冊）（三）炮破說明書(見附表)六、通風方式1、風量計算按掘進工作面回風巷風流中平均絕對瓦斯涌出量計算：Q掘=100qk式中：Q掘掘進工作面實際需風量，m3/min；q-掘進工作面回風風流中絕對瓦斯涌出量，0.8m3/min；k-工作面瓦斯19、涌出不均衡通風系數，k=1.4則Q掘=1000.81.4=112 m3/min按掘進工作面同時作業最多人數計算需風量：Q=4N（ m3/min）式中：Q掘進工作面需風量，m3/min； N掘進工作面作業最多人數； 4每人每分鐘供風標準，m3/min。則Q=48=32m3/min按掘進工作面一次爆破炸藥量計算需風量：Q掘=25A 式中：A一次爆破炸藥量，kg則：Q掘=2519.6=490 m3/min,爆破時，可采用分次爆破，或風鎬掏槽，爆破輔助的形式，同時適當增加排放炮煙時間，至少15min。 根據以上計算結果，取綜合配風值120 m3/min。按風速進行驗算：15VSQ掘240VS式中：S工20、作面平均斷面，m2；則：155.40.251802404.84，風速符合要求。2、局部通風機選擇采用JBT-5.12（5.5KW2）對旋局部通風機，配500 mm抗靜電柔性風筒對掘進磧頭供風。七、供電方式采用地面變電所直接供電至掘進工作面配電點。見供電示意圖： 地面變電所 掘進工作面配電點監控系統127V干式變壓器 局部通風機 扒渣機 照明 激光指向儀八、空壓機供氣及供水方式 采用地面固定式12 m3活塞空壓機供氣，輸氣管道采用70 mm聚酯塑料管，掘進頭采用20mm高壓軟管連接7655風鉆。供水管道采用礦井地面水倉供水，實現濕式鉆眼以及噴霧、灑水等綜合防塵措施。九、運輸方式 掘進石門及平巷采21、用11 kg /m軌道鋪設礦車運輸道，掘進工作面采用扒渣機（15KW）裝車，由掘進點人工推至集中運輸巷，通過蓄電瓶機車將煤運至主提升絞車井底車場組車，經主提升，提升至主提升上部車場，再由人工推出井口。掘進工作面煤、矸石 全巖平巷井底車場主平硐 地面 （運料方式與以上相反）十、施工組織石門巷每天采用兩班作業，每循環進度： 1.5m/班，日進度： 3.0m/日；月進度：84m/月。半煤巷每天采用三班作業，每循環進度： 1.5m/班，日進度： 4.5m/日；月進度：126m/月。人員組織見下表：人員人工組織表工 種人 數工 種人 數鉆眼工32技 安13爆破工12瓦檢工13運輸工32電 工13支護工122、2合 計28十一、安全技術措施（一）、巷道掘進安全技術措施1、施工前必須組織施工人員學習本設計和相應的作業規程以及工種操作規程。2、一經確定的中腰線，必須嚴格按照給定的中、腰線進行布眼、掘進。3、巖層內鉆眼必須堅持濕式作業，鉆眼參數必須符合設計和規程的要求。4、進行爆破時，引藥的制作、裝藥、封泥長度、聯線、拒爆處理等必須按照煤礦安全規程的相關規定執行。5、杜絕空頂作業，空頂段必須及時處理松渣松塊，破碎地段及時架設帶帽木點柱或錨桿支護。6、嚴格支護質量管理，煤巷段廂距、背、幫等必須符合規程的規定。7、嚴格堅持“有疑必探，先探后掘”的原則，遇頂板或煤層有透水征兆或瓦斯異常征兆以及預計進入判斷的斷層23、位置前，必須立即停止磧頭掘進，進行探鉆作業，探鉆深度不小于30m，保護范圍不小于15m，探孔不少于3個，分別沿巷道中心和左右兩幫呈扇形布置，具體布置見附圖。（二）、通風安全技術措施1、嚴禁隨意停開局扇，定期檢查局扇進風和磧頭有效風量情況，遇風量不足時，必須及時調整更換風機或調節風量。2、風袋必須做到逢環必掛，且懸掛平直，接頭處做到反壓邊，確保風袋完好，無破損、漏風，遇人為損壞或放炮損壞必須及時進行修補或更換。3、嚴格瓦斯監測和檢測，數據做到真實可靠，遇瓦斯異常必須及時撤人；嚴格落實“一炮三檢”，“三人連鎖”放炮制度。4、作業點電氣設備搬遷或開機運行前，必須進行瓦斯檢查，符合規定方可作業。5、嚴24、禁無風、微風或瓦斯超限作業。6、作業點應加強防塵工作，堅持放炮前后灑水防塵，轉載點噴霧降塵。7、瓦斯監控系統必須在開工前安設到位，同時隨著巷道掘進延伸及時進行延伸鋪設，并保證運行正常。扒渣機位置可采用監控探頭或報警儀進行監測扒渣機附近瓦斯情況。8、每班作業班組必須攜帶經檢測合格的便攜式報警儀，到達作業現場，必須懸掛在作業工作面，確保對作業現場的監控。（三）、機電設備安全技術措施1、機電設備入井必須在地面進行防爆檢查，杜絕失爆電氣下井，安裝時，必須確保其“三大保護”完整、完好。2、電纜線和信號線必須懸掛整齊，且做到分開懸掛，嚴禁盤圈。3、機電人員必須隨時檢查設備的使用情況和運行情況，遇異常必須及25、時處置，嚴禁帶病運行。4、扒渣機必須由專門的司機進行操作，并嚴格遵守扒渣機操作規程，扒渣機必須固定牢靠。扒渣機運行時，嚴禁人員站在掘進工作面，定期檢查鋼繩磨損情況，及時進行保養和更換。5、空壓機必須由專用司機管理，運行前必須檢查潤滑油和冷卻液情況以及各類安全閥門必須能夠正常動作，整定符合技術規范。定期進行維護保養。6、掘進機具必須保證完好，鉆機要定期進行清洗，以及易損件及時更換，避免帶病運行，同時在放炮前要將機具放置在安全的位置，避免炮崩。（四）、運輸安全技術措施1、嚴格按照規定的掘進坡度安設軌道，嚴禁隨意調高或降低軌道的坡度。2、人力推車時必須確保兩車之間的間距符合規程的規定，嚴禁放飛車。326、推車進入轉彎巷或井底車場時，必須有明確的信號。4、上山巷溜煤（矸）時，必須在人行道一側設置擋矸垛，防止飛矸傷人，坡度大時，必須分段溜放。5、斜井提升時，必須堅持“行車不行人”和“按信號行車”的原則，同時確保“一坡三擋”裝置安全可靠。6、扒渣機必須由熟悉該設備的專人進行操作,扒渣機運行時,作業工作面以前嚴禁人員進入。扒渣機必須固定牢靠，定期檢查鋼繩情況。（五）綜合防塵措施1、操作人員必須佩戴防塵口罩。2、打眼時必須采用濕式作業。3、防塵系統未形成以前，采用人工灑水防塵，系統完善后采用裝、轉載點噴霧降塵，以及作業點后方防塵水幕。（六）過C25安全技術措施1、通過巖層層位分析，技改巷石門掘進約在揭27、露C25底板硫鐵礦層后，必須停止掘進，待制定專門措施后，方可恢復掘進。2、嚴格執行先探后掘的預測預報措施，嚴格監測瓦斯、頂板等情況。3、頂板破碎時，必須采用金屬剛性支柱先進行前探幫、頂臨時支護。4、加強敲幫問頂工作，掘進工作面不留空頂，及時永久支護。5、堅持淺眼多循環、放小炮作業，放炮前必須對工作面3-5m內的支柱進行加固可靠后，方可進行放炮作業。6、嚴格關幫接頂，嚴格空洞區域瓦斯檢查，防止瓦斯局部積聚。（七）石門揭煤安全技術措施1、技改巷預計石門掘進約100m左右，將揭露C24煤層，為確保安全，必須堅持先探后掘的原則。2、探孔不少于3個，分扇形布置，貫穿煤層頂底板，探孔長度不小于30m，預計28、揭露煤層前30m，必須編制專門的探煤措施，已預防水、瓦斯等災害。3、在探鉆后，確定無水、瓦斯等安全威脅時，可通過淺眼多循環作業的形式揭露C24煤層，在揭露過程中加強頂板管理，及時支護，不留空頂。4、加強局部通風瓦斯管理，風袋距離磧頭不超過3m。（八）貫通安全技術措施1、從確定貫通點位置前后20m范圍，必須進行加固維修。2、按規定的中線、腰線進行掘進，嚴格控制巷道的坡度。3、當到達土城煤礦+947灰巖上車場區域20m前掘進放炮時，必須通知+947灰巖上車場區域人員；巷道貫通掘進剩余20m后，必須嚴格該區域放炮管理，落實專門的礦長負責，固定放炮時間。放炮時由專人設置放炮警戒，放炮時間內嚴禁人員進入29、警戒區域。放炮完畢，必須由專人負責檢查所屬區域或貫穿點附近安全，確認無安全威脅后，其他人員方可進入。4、嚴格“一炮三檢，三人連鎖”放炮制度，嚴格瓦斯監測監控，嚴格炸藥、雷管管理。5、嚴格控制裝藥量，采用淺眼多循環作業，巷道臨時前探剛性支護必須每班跟攏磧頭，空頂距離不得超過2m，并及時根據頂板情況，確定是否采取錨網支護。6、巷道貫通后必須停止礦井所有作業，礦技術負責人及時實測貫通點風量、檢查風路方向以及及時根據情況設置相關通風設施進行通風調整，確保通風安全。7、巷道貫通后，必須及時對貫通點交叉口進行加固支護，同時對貫通點軌道進行調整，確保運輸暢通。（九）、地質測量安全技術措施1、準確測量井口的近井點x、y、z坐標。從國家控制網引進，必要時，請專業技術人員測設建立永久性的近井點坐標。2、由專業測量技術人員按測量規范，測量井下導線網，特別是對茅口灰巖上山，探放水上山要進行貫通測量，以免錯位掘進。3、摸清老窯積水的位置、范圍，以便有的發點，揭穿積水。摸清煤層走向，斷層情況，以指導掘進方向。