B、供电电源
矿井设计采用双回路供电:
矿井双回路电源均来自遵义县西安变电站10KV线路不同母线段(专线,目前使用,LGJ-95导线,4km),为矿井主供电电源。
矿井验收前矿井必须双回路供电,并与之落实签订供电协议,保证对矿井进行可靠供电。
C、电力负荷
矿井主变电所位于主井工业场地北面,距离主斜井90m。
该矿主变电所不采用分期、分级建设,全矿共安装设备共64台,其中工作54台,设备总容量2474kw,工作容量1645.6kw。全矿有功负荷为1234.32kw,无功负荷为1201.5kvar。矿井年耗电量6171600kwh,综合电耗20.57kwh/t。
矿井地面工作容量10596.3kw,井下工作容量为586.3kw;地面设备视在负荷1205KVA,井下设备视在负荷518.3KVA。
矿井负荷统计详见表5-9。
A、电容补偿设计
本设计采用电容补偿,补偿电容为23×30。
B、矿井供配电系统
(A) 变配电所分布和供电范围
由于主井工业场地和风井工业场地距离较大,因此在两个场地分别设置变压器。风井场地电源通过架空线引自主井场地变电所。
(B) 地面高压配电室
地面高压配电室设在主斜井工业场地,两回10kv电源均引自西安变电站路(LGJ-95,4km)。
高压配电室内设10kV成套开关柜(XGN2-12/07型)共13个,其中进线柜2个、母联柜1个、电压互感器柜2个、出线柜6个、电容器柜2个。
分别为地面变电所和井下配电,共6趟出线,其中4趟供地面变电所,2趟供井下。
(C) 主斜井场地低压变配电所
地面10/0.4kV变电所供主斜井工业场地地面设备包括:主井胶带运输机、副井绞车、主井猴车、空气压缩机,地面生产系统,取水泵,修理车间,坑木房,锅炉房,监控、其它动力及照明。
两回10kV电源引自地面高压配电室不同母线,电缆型号MYJV22-8.7/10 3×70 单回长30m。
(D) 风井场地低压变配电所
风井场地10/0.4kV变电所供风井场地地面设备包括:主要通风机、高低负压瓦斯泵、风井场地其他动力及照明。
两回380kV电源引自地面主井高压变配电室不同母线,电缆型LGJ-35钢芯铝绞线,单回长1200m。
(E) 井下供电
自地面引两回下井电缆到井下变电所(通过主斜井、运输大巷),电缆型号为MYJVV22-3×70。再从井下变电所两回电缆供井下局部通风机专用,电缆型号为MY-3×25;引两回电缆供除局部通风机外的其它设备,电缆型号为MY-3×95,铺设方式为电缆挂钩铺设。
井下安装用电设备39台(件),设备总容量756kw。其中,工作设备33台(件),工作容量586.3kw,计算有功负荷为518.3kw。
在主斜井、副斜井、运输大巷、井底车场、水泵房、工作面运输等巷道内设置固定照明电器。
主要通风机、水泵、瓦斯抽放泵、空压机等为双回路供电,变压器至设备的两回路电源线路上不得分接任何负荷,以保证供电的连续性,且备用回路必须带电备用。
C、变压器选型
(A) 地面供电变压器
a、主井工业场地
主井场地选择2台容量为630kvA的S11-630/10,10/0.4型变压器主井场地地面设备;
b、风井工业场地
风井场地选择2台容量为630kvA的S11-630/10,10/0.4型变压器风井地面设备。
(B) 井下供电变压器
选择2台容量为400kvA的KBSG-400∕10,10/0.69型变压器供井下设备。
(C) 局扇变压器
选择2台100kvA的KBSG-100∕10,10/0.69变压器专供局部通风机。
D、供电线路保护措施
(A) 电器设备继电保护
A.井下电动机、控制设备,应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下配电点引出的馈电线上,应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备,应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。
B.井下配电网路均应装设过流、短路保护装置;必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔断器的熔体。
必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够起动。
C.矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。
地面变电所的高压馈电线上,必须装设有选择性的单相接地保护装置;供移动变电站的高压馈电线上,必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。
井下低压馈电线上,必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置,保证自动切断漏电的馈电线路。
每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验。
煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。每班使用前,必须对煤电钻综合保护装置进行1次跳闸试验。
(B) 过电压保护及短路电流
a、井上、下必须装设防雷电装置,并遵守下列规定
a.经由地面架空线路引入井下的供电线路,必须在入井处装设防雷电装置。
b.由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路,必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。
b、通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷装置
c、井下电力网的短路电流不得超过其控制用的断路器在井下使用的开断能力,并应校验电缆的热稳定性。
(C) 各级配电电压及电气设备额定电压的等级
井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级,应符合下列要求:
A.高压,不超过10000V。
B.低压,不超过1140V。本矿为地面380V,井下660V。
C.照明、信号,电话和手持电气设备的供电额定电压,不超过127V。
D.远距离控制线路的额定电压,不超过36V。
(D) 变压器中性点接地方式保护
严禁井下配电变压器中性点直接接地。
严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。
(E) 井下电器设备保护接地
(1)所有电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线)和局部接地装置,应与主接地极连接成1个总接地网;主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。主接地极应用耐腐蚀的镀锌钢板制成,其面积不得小于0.75m2、厚度不得小于5mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时,应单独形成一分区接地网,其接地电阻值不得超过2Ω。
(2)在下列地点装设局部接地极:井下配电点,装有电气设备的硐室,装有3台以上电气设备的地点。
(3)局部接地极设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成,并平放于水沟深处。设置在其他地点的局部接地极,可用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成,管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔,并垂直全部埋入底板。
(4)连接主接地极的接地母线,采用截面不小于100mm2的镀锌扁钢(厚度4mm,宽度大于25mm),电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接,电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接,采用截面不小于25mm2的铜线。
(5)电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架,铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等均设有保护接地;接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω,并且每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值,不得超过1Ω。
井下所有电气设备采用矿用隔爆型或本质安全型电气设备,并具有“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”。
(一) 井下安全避险“六大系统”
根据国家安全生产监督管理局文件(安监总煤装〔2010〕146号)“国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知”,矿井必须在2011年前健全完善安全监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等安全避险系统,全面提升煤矿安全保障能力。
1、监测监控设备
矿井必须建立监测监控系统,设计选择KJ90NA或具有相同功能的其他监测监控系统,并按规定配备相应的瓦斯、风速、风量、负压、开停等传感器。
(1) 监控设备
地面中心站采用KJ90NA一体化监控主机2台(1台备用),井下设置F16大型分站,在兴安煤矿安全生产监测监控系统中设置8个分站,其中井下设置6个分站;通风机房、监控主机房各设置1个分站,地面设立中心站。
本系统选用阻燃型的矿用信号电缆,中心站至地面及井下各分站之间采用MHYAV-1×4×1.0型信号电缆;分站至模拟量传感器之间采用MHJYV-1×4×7/0.52型信号电缆;分站至开关量传感器之间采用MHJYV-1×2×7/0.28型信号电缆;控制电缆采用MHJYV-1×2×7/0.28型信号电缆,长度为400m。电缆每隔100m作一黄色标志,标志电缆长度为100mm,电缆的敷设、连接方式按相关规程规范的规定执行。
2、井下人员跟踪定位系统
设计采用KJ251A井下人员定位系统用于井下人员的无线定位、跟踪和考勤。矿井实际选择系统时,业主可以根据系统的功能要求及性价比,通过招投标方式来确定。
设计在兴安煤矿安装一套KJ251A井下人员定位考勤系统,可对井下人员情况进行全面监测。
兴安煤矿配备人员标识卡350个,井下设19个人员定位分站,分别位于主斜井、副斜井、运输大巷、进风行人井、西翼进风井、泵房、轨道上山、采区变电所、掘进头2入口、区段石门、10401运输顺槽、10401回风顺槽、10402回风顺槽及掘进头1、2入口。
1、紧急避险
A、采区永久避难所
《防治煤与瓦斯突出规定》第一百零二条“有突出煤层的采区必须设置采区避难所。避难所的位置应当根据实际情况确定。”本设计采区避难所布置于采区下部车场大巷一侧内。
避难所须符合下列要求:
(1)采区避难硐室应布置在稳定的岩层中,避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区。前后20米范围内巷道应采用不燃性材料支护,且顶板完整、支护完好,符合安全出口的要求。永久避难硐室应确保在服务期间不受采动影响,临时避难硐室应在服务期间避免受采动损害。本矿采区避难硐室布置于C9煤层底板的采区下部车场,巷道采用锚喷支护,围岩稳定较好,不和受采动影响。
(2)避难硐室应采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波,又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门;第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室,密闭门之内为避险生存室。防护密闭门上设观察窗,门墙设单向排水管和单向排气管,排水管和排气管应加装手动阀门。过渡室内应设压缩空气幕和压气喷淋装置。永久避难硐室过渡室的净面积应不小于3.0米2;
(3)避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3兆帕,应有足够的气密性,密封可靠、开闭灵活。门墙周边掏槽,深度不小于0.2米,墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑,并与岩(煤)体接实,保证足够的气密性。
(4)避难硐室门内的生存室的宽度不得小于2.0米,净高不低于2.0米,每人应有不低于1.0m2的有效使用面积,设计额定避险人数不少于20人,宜不多于100人。本矿采区避难硐室净宽4.5m,净高2.8m,直墙半圆拱断面,避险人数按25人考虑,设计净断面S净=9.7m2,长度L=6m,硐室地面高于巷道底板不小于0.5米, 支护材料为阻燃、抗静电、耐高温、耐腐蚀,顶板和墙壁的颜色宜为浅色,满足要求。
(5)生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管,排水管和排气管应加装手动阀门。
(6)接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线在接入硐室前应采取保护措施。避难硐室内宜加配无线电话或应急通讯设施。
(7).避难硐室施工前,应有专门的施工设计,报企业技术负责人批准后方可实施。
(8)避难硐室施工中应加强工程管理和过程控制,确保施工质量。避难硐室施工、安装完成后,应进行各种功能测试和联合试运行,并严格按设计要求组织验收。
(9)配备10L泡沫灭火器1台,0.5m3砂箱1个。
(10)按额定避险人数配备食品、饮用水、自救器、人体排泄物收集处理装置及急救箱、照明设施、工具箱、灭火器等辅助设施。配备的食品发热量不少于5000千焦/天·人,饮用水不少于1.5升/天·人。
(11)避难硐室内外均应配备甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、温度(T)、人员定位等传感器,并配备应急电话。
(12)避难硐室供水施救考虑“双保险”,饮用水通过防尘水管和专用饮用水管供给,接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门。
(13)供氧也考虑双保险,避难硐室在正常生产时通过扩散通风,发生灾害时通过压风自救系统通风,同时采区避难硐室也配备60台隔绝式自救器(有效防护时间应不低于45分钟)。
B、工作面临时避难所
《防治煤与瓦斯突出规定》第一百零六条“突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所或压风自救系统。应根据具体情况设置其中之一或混合设置,但掘进距离超过500m的巷道内必须设置工作面避难所。”本设计一采区开采时工作面顺槽巷道掘进长度将超过500m,必须增设工作面避难所。
(1)本矿采煤工作面顺槽避难硐室布置于煤层中,掘进头避难硐室布置于区段石门中(C9煤层底板,防突风门外)。
(2)避难硐室应采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波,又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门;第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室,密闭门之内为避险生存室。防护密闭门上设观察窗,门墙设单向排水管和单向排气管,排水管和排气管应加装手动阀门。过渡室内应设压缩空气幕和压气喷淋装置。避难硐室过渡室的净面积应不小于2.0米2。
(3)避难硐室防护密闭门抗冲击压力不低于0.3兆帕,应有足够的气密性,密封可靠、开闭灵活。门墙周边掏槽,深度不小于0.2米,墙体用强度不低于C30的混凝土浇筑,并与岩(煤)体接实,保证足够的气密性。
(4)避难硐室门内的生存室的宽度不得小于2.0米,净高不低于1.85米,每人应有不低于0.9m2的有效使用面积,设计额定避险人数不少于10人,宜不多于40人。本矿工作面临时避难硐室净宽3.4m,净高2.8m,直墙半圆拱断面。避险人数按17人考虑,设计净断面S净=8.5m2,长度L=6m,硐室地面高于巷道底板不小于0.5米, 支护材料锚喷支护,顶板和墙壁的颜色宜为浅色,满足要求。
(5)生存室内设置不少于两趟单向排气管和一趟单向排水管,排水管和排气管应加装手动阀门。
(6)接入避难硐室的矿井压风、供水、监测监控、人员定位、通讯和供电系统的各种管线在接入硐室前应采取保护措施。避难硐室内宜加配无线电话或应急通讯设施。
(7).避难硐室施工前,应有专门的施工设计,报企业技术负责人批准后方可实施。
(8)避难硐室施工中应加强工程管理和过程控制,确保施工质量。避难硐室施工、安装完成后,应进行各种功能测试和联合试运行,并严格按设计要求组织验收。
(9)配备10L泡沫灭火器1台,0.5m3砂箱1个。
(10)按额定避险人数配备食品、饮用水、自救器、人体排泄物收集处理装置及急救箱、照明设施、工具箱、灭火器等辅助设施。配备的食品发热量不少于5000千焦/天·人,饮用水不少于1.5升/天·人。配备的自救器应为隔绝式,有效防护时间应不低于45分钟。
(11)避难硐室内外均应配备甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、温度(T)、人员定位等传感器,并配备应急电话。
(12)避难硐室供水施救考虑“双保险”,饮用水通过防尘水管和专用饮用水管供给,接入的矿井供水管路应有专用接口和供水阀门。
(13)供氧也考虑双保险,避难硐室在正常生产时通过扩散通风,发生灾害时通过压风自救系统通风,同时临时避难硐室也配备25台隔绝式自救器(有效防护时间应不低于45分钟)。
1、压风自救系统
A、空压机的型号及台数
设计选择LGJ20/8G型风冷式螺杆空气压缩机2台,1台工作,1台备用。
该空压机额定排气量为每台20m3/min,额定排气压力为0.7Mpa(7.14kg/cm2),配套电动机型号:YB315L-6,电压380V,功率110kW。
B、空压机设置地点
矿井必须设置有供给压缩空气设施的避灾硐室或压风自救系统,空气压缩机必须设置在地面。本设计设地面空压机站,不设井下空压机站。
(1) 管路系统规格、长度、敷设位置
A、管路敷设位置
压风主管:φ108×4无缝钢管,铺设于主斜井、副斜井、进风行人井、西翼进风井、轨道上山、运输大巷
压风支管:φ57×3.5无缝钢管,铺设于采面顺槽、掘进头巷道以及采区避难所。。
B、管路连接
在井上和进风井筒部分,除与设备、阀门或附件的连接外,宜采用焊接连接,但必须符合现行《煤矿安全规程》的有关规定。其余巷道和采区应采用管接头或法兰盘连接。
井上的非直埋管道,当直线长度超过100m时,应装设曲管式伸缩器。
(2) 压风自救系统
压风自救系统满足下列要求:
(1) 压风自救装置安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的压缩空气管道上;
(2) 在以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置:距采掘工作面25~40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中,应根据实际情况增加设置。
(3) 每组压风自救装置应可供5~8个人使用,平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。
本矿压风自救系统设置如下(以初期为例):
①10401工作面运输和回风巷距工作面25~40m各设一组压风自救袋组,随工作面的推进及时补充设置;
②10402工作面运输和回风巷掘进头(即掘进头1和掘进头2)距工作面25~40m各设一组压风自救袋组,随着掘进工作面的推进增设。
③在掘进头1和掘进头2的进风侧(防突风门外)即轨道上山中(放炮地点)各设一组压风自救袋组。
④在矿井避灾线路上,每隔150m就要设置一组压风自救袋组。
压风自救袋组见下图示意。
1、供水施救
(1) 供水水源
供水水源为副斜井灰岩渗水,流量为每天250m3/d,净化后使用,可满足矿井生产用水需要。
此外,主斜井工业场地附近的南部溪沟常年有水,经净化处理后也可作为紧急情况下供水施救水源。
(2) 取水系统
设计在副斜井中部+814m标高集水坑设生活水源泵房(标高约为+814m, 距矿井工业场地生活水净化站水平距离约900m),水源泵房内设80D30×4型多级离心式取水泵(流量23m3/h,扬程120m,电机功率30kw)2台(1台备用),铺设φ100钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管一条提升至距矿井工业场地生活水净化站和井下水处理站(地面标高:+870m)。
铺设φ100钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管一条至距矿井工业场地生活水净化站和井下水处理站(地面标高:+870.00m),经生活水净化站净化后的水输送工业场地高位水池(有效容积200m3,标高+985.00m).
供水泵选用DZ10-100型低压负荷开关控制,在水池溢水标高下方200mm处安装水位自动报警断电装置。当水池水位高于溢水标高下方200mm时,水位自动报警断电装置报警及断电,水泵停止运行。当生产水池水位低于生产水池200m3水位标高时,水位自动报警断电装置动作,水泵起动运行正常供水。
(3) 水量、水压、水质
A、水量
根据有关规定,供水施救水量按3L/h.人考虑。本矿井井下同时生产最大人数按50人设计,则供水量为1.5m3/h。本矿生活用水水源流量300m3/d,生活用水水池容积200m3,满足要求。
B、水压
设计采用静压供水。
供水水池标高+985m,井下最高用水点标高+800m,高差185m,满足静压供水要求。初期开采+715m标高以上煤炭资源,与水池最大高差170m,不必采取减压措施。
C、水质
应满足饮用水质用标准CJ94-2005的规定
(4) 管路铺设
矿井防尘系统采用静压供水,利用井下消防、防尘洒水供水管网作为灾变期间的供水施救系统管网,为井下遇险人员提供饮用水及供给营养液,为建立完善本矿供水施救系统,本矿同时由地面生活水池引一路供水管下井,作为供水施救系统的专用管路,全面提高供水施救系统能力,建立完善灾变期间为井下遇险人员提供饮用水及营养液的通道。
为确保供水可靠,在下井饮用水管和防尘水管间设置自动阀门,在井下发生灾变时,阀门自动开启,确保两趟管路均能供水。
A、管道线路
主管:①地面消防水池→主斜井、副斜井→运输大巷;②地面消防水池→行人进风井→轨道上山;③地面消防水池→回风斜井→回风石门;④地面消防水池→西进风井→进风巷→运输大巷;
支管:①自轨道上山→掘进回风石门→10402工作面运输顺槽掘进头;②自轨道上山→掘进回风石门→10402工作面运输顺槽掘进头;③自轨道上山→运输石门→10401工作面运输顺槽;④自回风斜井→回风石门→10401工作面回风顺槽。
B、管路规格
管路规格:主管为Φ89×4.5无缝钢管;支管为Φ57×3.5无缝钢管。
C、三通及阀门
井下避灾线路上每隔50m设一处DN25三通及阀门。
(5) 用水保证措施
1、根据该矿山范围内水源条件,为确保该矿山生产、消防安全供水,该矿山生活、生产供水水源取自经处理达标的矿山水,水量、水质均能满足要求,但每月需对水质进行检测一次。
2、二台供水泵必须经常保证完好,有故障及时检修好备用,保证供水量满足生产、生活和供水施救系统需要。
3、矿井供水管路应接入紧急避险设施,并设置供水阀,水量和水压应满足额定数量人员避险时的需要,接入避难硐室和救生舱前的20米供水管路要采取保护措施。
4、供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水、输送营养液提供条件。
5、面水池需采取防冻和防护措施。
6、地面供水入水口必须安装过滤装置,防止造成管路堵塞。
7、供水管路、管件和阀门型号符合设计要求,最大静水压力大于1.6MPa的管段宜采用无缝钢管,小于或等于1.6MPa的管段可采用焊接钢管;管路吊挂平直,不拐死弯,连接紧密;阀门、管件的规格宜与相关管道相匹配,但在需减压的管道上安装的阀门规格宜适当缩小。
8、井筒、井底车场、水平总运输巷道设置供水主管,进入采区巷道设置供水干管,进入采掘工作面、重要硐室或避难硐室设置供水支管。
9、供水管路必须铺设到所有采掘工作面、人员较集中地点、主要机电峒室、带式输送机巷、主要运输巷、主要行人巷道和避难峒室及避灾路线巷道等地点;且每隔不大于100m安设一个三通阀门。
10、加强供水管路巡查、维护,不得出现跑、冒、滴、漏水现象,保证阀门开关灵活。
11、井下供水管路要采取保护措施,防止灾变破坏。
2、通信联络系统
A、外部通讯
矿井对外通讯利用现有的通信线网。
矿井应建立与上级电站间的电力调度专用通信设备。
B、矿内通讯
矿井行政电话和调度电话共用一台程控调度机,设备选用DDK—1型矿用调度总机,电话站设在矿办公楼内,另设置34门直通用户(其中地面12门,井下22门),供特需用户。地面及井下用户话机均为按键话机,地面为HA01型,井下为HAK-1本安型。电话站至通风机房等工业场地通讯选用MHUVV型矿用电话电缆,其敷设方式采用钢索吊挂,分别与场区动力照明线网同杆架设,用户话机线选用MHBV-2×1电话线。电话站至井下选用HYVR-1型矿用电话电缆,用户话机线选用KUVVR软电缆,以完成矿井的内部通讯。
地面电话设置地点为办公楼、调度室、矿灯房、炸药库、通风机房、变电房、配电房、机修车间等。
井下电话设置地点是井底车场、绞车房、车场摘挂钩处、工作面、掘进面、局部通风机、配电点、避难硐室等处。
3、“六大系统”管理维护
1、煤矿应建立健全“六大系统”管理机构,配备管理人员、专业技术人员、值班人员和维护人员等。
2、煤矿应建立健全“六大系统”管理制度,明确责任。“六大系统”管理机构实行24小时值班制度,当系统发出报警、断电、馈电异常、系统故障等信息时,及时上报并处理。
3、煤矿应加强“六大系统”的日常管理,整理完善各系统图纸等基础资料。
4、煤矿应随井下生产系统的变化,及时调整和补充完善“六大系统”。
5、煤矿应建立应急演练制度,科学确定避灾路线,编制应急预案,每年开展一次“六大系统”联合应急演练。
6、六大系统”电气设备入井前,应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”和防爆、各项保护功能等安全性能。
7、煤矿应加强系统设备日常维护,定期对各系统完好情况进行检查,定期进行调试、校正,及时升级、拓展系统功能和监控范围,确保设备性能完好,系统灵敏可靠。
8、煤矿每季度至少应测试一次备用电源的放电容量或备用工作时间。备用电源不能保证设备连续工作时间达到标准时间的80%时,应及时更换。
9、“六大系统”维护人员应定时检查、测试在用设施设备及附件的完好状态,发现问题及时处理,并将检查、测试、处理结果报矿井调度中心站。
10、“六大系统”中任何子系统发生故障时均应立即维护,在恢复正常运行前必须制定安全技术措施,确保其服务范围内的作业人员安全。
一、选矿及尾矿设施
(一) 选矿方案
兴安煤矿C4煤层特征为:黑色,碎块状,半亮型煤,似金属光泽。C6煤层特征为:黑色,碎块状,半亮型煤,夹亮煤条带,外生裂隙较发育。易碎、开采后以煤块为主。C9煤层特征为:黑色,碎块状,半亮型煤,条带状构造,似金属光泽,外生裂隙较发育,易碎、开采后以煤块为主。
根据收集以往矿区已有化验测试成果资料及地质报告工作采样化验测试资料,矿区可采煤层的化学组分如表:
根据原煤分析结果,按国家技术监督局煤炭质量分级标准[GB/T15224-2004]:C4、C6、C9煤层为低灰(LA)~中灰(MA),中硫(MS)~中硫(MHS)、高热值(HQ)~特高热值(SHQ)无烟煤。
选矿方案:根据矿井原煤煤质、可选性及用途分析,本方案初期暂不考虑煤炭的洗选加工,仅在地面工业场地进人工手选剔除大块矸石即可,但要采用振动筛进行块煤与粉煤的分选,以提高经济效益,产品方案为开采并销售原煤(条件允许时可考虑洗选加工后再出售)。
初期煤的工艺流程如下:
原煤→主斜井→胶带输送机→洗煤厂→满足用户需求的产品。
为了提高资源利用率,设计考虑在后期在矿区建立洗煤厂,对含硫大于3%的煤进行洗选加工,降低煤炭中硫的含量后销售。
(一) 其它有益矿产
铁矿:产于上二叠统龙潭组(P3l)煤系地层底部,矿体薄,品位低,含铝硅高,目前工业上尚不能利用。硫铁矿:产于煤层中或夹矸中的硫铁矿呈小团块状不均匀分布,其品位、厚度尚达不到工业要求。镓(Ga)、镉(Ge)等:由于含量低,目前尚不能利用。故初期暂不考虑其开采和利用。
(二) 尾矿设施及利用
矿井矸石按设计产量的10%考虑,即3.0万t/a。前期矸石通过矿车运至矿井工业场地作为平场填方,后期矸石经过窄轨铁路运至排矸场地排弃,在矸石场下部设矸石挡墙,并经过防渗透处理。
本矿需要专门修建尾矿坝,并设置矸石山。地面手选矸石通过矿车运至地面排矸场与井下矸石一起运送至矸石山。
并在矿井附近建一个矸石砖厂,这样可充分利用矿井所排出的矸石作为矸石砖厂的原料,同时应加强绿化工作,注重环境保护。
同时,煤矸石可考虑作水泥、低温烧制地板砖,生产有机复合肥料和微生物肥料等。
一、环境保护
(一) 矿山地质环境报告
1、地质灾害
中化地质矿山总局贵州地质勘查院2007年11编制完成了《贵州省遵义县泮水镇兴安煤矿矿区及地面工程灾害危险性评估说明书》。根据该评估报告:
兴安煤矿区煤层上覆地层厚度小于安全开采深度,地下开采引发地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害的可能性大,危险性大;对工业广场及高石坎、坳口、垭上、杨家湾、沙土、花水、邓家湾、任家店子、西安寨、山丛箐、熊家岩、李堰沟、巴巴店、黄堰、龙转、龙井等村寨住户遭受滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等矿山地质灾害危害的可能性大,危害程度大。
工业广场内各建(构)筑在施工切方高度0~4.32m,填方高度0~7.92m,引发和遭受切填方边坡滑坡、崩塌、滑塌等地质灾可能性小~大,对拟建工程、施工人员及设备的危害程度小~大;矸石堆场堆填高度大于6m,引发堆体滑坡、滑塌及雨季泥石流的可能性大,对下游的拟建工程、施工人员及设备、农田、行人的危害程度大。位于碳酸盐岩地层分布区的拟建工程,有遭受岩溶地面塌陷危害的可能。
除此之外,评估区内未发现其他地质灾害,现状地质灾害不发育。
2、矿井开采引起的地质灾害分析及监测预防措施
兴安煤矿采用地下开采,工程设施主要为巷道,地下开采可能引发和加剧以下地质灾害:
(1)由于煤层的开采,采空塌陷将影响到地表后,在煤层开采影响范围内引发地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大,在陡坡、陡崖地段还可能引发滑坡、崩塌;
(2)地面工业场地及建(构)筑物均位于开采煤层露头附近,因此工业广场必需留设保护煤柱,矿区内零星建筑要实行先搬迁后回采或留设保护煤柱的原则;
(3)矿渣堆放不当,可能引发泥石流;
(4)采掘中,井巷中产生冒落、垮塌等地质灾害的可能性大;
(5)加剧现有地裂缝、地面塌陷及古崩滑堆积体发展的可能性大。
工程建设本身及住户设施可能遭受地质灾害危险性:
(1)工业场地位于冲沟内,雨季进遭受泥石流的危险性大;
(2)分布于采矿影响范围内的集中居民分布区、零星的居民住户及矿区内之乡村公路等遭受地下开采引发的地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌的可能性大,危险性大;
(3)地下工程在建设和生产中遭受冒落、垮塌等井下地质灾害的可能性大,对工程及作业人员造成威胁,且危险性大。
矿井开采过程中,随着煤层开采面积的增大,须建立对矿区地表的形变监测制度,对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,须采取相应的预防措施。如在地面陡峭地段、岩层松软地段预先打锚杆、锚钉或修筑挡墙加固;在地表仅发生轻微变形、产生微小裂缝地段,也应及时进行填堵等。
3、开采引起的区域地质条件影响评价
矿区面积不大,且地下开采范围有限,矿井开采对区域地质环境条件的影响是微小的,但有可能对地面、地下水环境有所影响。建议矿井在生产过程中重视对地面和地下水环境变化监测,发现问题须及时采取处理措施。
4、矿井闭坑时对地质灾害的处理措施
矿井闭坑时,业主应对其开采所引起的地质灾害应采取以下处理措施:
(1)对开采所导致地表微小裂缝,须采用粘土填堵;若裂缝较大,应使用水泥砂浆注填。
(2)因井下开采引起的地表塌陷地段,须平整、夯实,确保不影响耕种。
(3)由于开采所导致的山体崩塌、滑坡地带,应使用锚杆或修筑挡墙加固,确保附近村民正常的生产和生活不受影响。
(二) 矿山环境影响报告书、水土保持和土地复垦方案
该矿目前还未提交环境影响报告、水土保持和土地复垦方案相关资料,要求业主尽快补作有关资料。
项目在建设过程中应严格执行环境保护“三同时”制度:
1、矿井水要经过处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排放,并尽量回用于生产;工业场地废水、生活污水经处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排放。
2、煤矸石要有专门堆放场,对煤矸石堆放场须修筑挡土墙和排水沟,实行雨污分流,污水排入废水处理池进行处理。
3、重视防尘工作,地面储煤场必须采取洒水防尘措施,尽量减轻粉尘对环境的影响。
4、采取措施,做好矿区植被保护和恢复,提高矿区生活环境质量,矸石场堆到一定高度后须覆土绿化。
5、加强企业内部环境管理和监测工作,防止地质灾害的发生。
(三) 矿山环境保护措施
1、环境质量及污染物建议排放标准
(1) 设计采用的环境保护标准
⑴ 大气:《环境空气质量标准》(GB3095—1996)中二级标准;
⑵ 地表水;《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中三类标准;
⑶ 噪声:《城市区域环境噪声标准》(GB3096-1993)中一类标准;
⑷ 《保护农作物的大气污染物最高允许浓度》GB9137-88。
(2) 排放标准
⑴ 《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准;
⑵ 《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准;
⑶ 《锅炉大气污染排放标准》GWPB3-1999II时段一级;
⑷ 噪声:《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)的Ⅰ类标准;
⑸ 《建设施工场界限值》GB12523-90;
⑹《贵州省环境污染物排放标准》DB52-12-1999一级。
2、环境影响分析
(1) 环境影响及污染防治措施
① 矿井采煤、掘进打眼及爆破产生粉尘、CO、NOX等污染物;开采过程中将产生瓦斯,瓦斯为易燃易爆有害气体,对作业人员及矿井安全存在着潜在的影响、威胁。建设单位应建筑回风巷、防爆及调节风门、购置风机等通风安全设施,必须加强管理,确保这些设施正常运行。
② 雨洪和渗漏水汇入矿井,导致矿井积水或被淹没,不仅影响采煤,还可能导致矿井垮塌、地陷。应当采取以下措施防治:a.修筑排洪沟、排水沟,做到雨洪水不进入矿井;b.建筑一定容积的废水处理储存池,矿井废水,煤场、渣场淋溶水及生活污水均自流排入处理池,废水经絮凝沉淀处理达标后用于绿化、道路洒浇或农灌;c.废水处理设施需请有资质的设计单位进行设计。
③ 本矿井固体废物主要为煤矸石,含碳及硫,若堆存将占用土地、破坏局部生态环境,还可出现渣场含硫淋溶废水及矸石自燃产生高浓度的SO2污染环境,其防治措施:a.矸石综合利用,可用于制砖;b.重视渣场选址及建设,渣场应采取防洪、防渗、防垮塌的工程措施;c.渣场服役期满后应及时复土植被,恢复生态环境,防止水土流失;d.干旱季节矸石堆放场经常喷洒石灰水,避免矸石自燃;e.矸石堆放场须制定处理方案并请有资质的设计单位进行选址和设计。
④ 0.5吨的热水锅炉经治理达标排放,对环境的影响较小,在生产中加强管理,确保设施正常运行。
⑤ 加强管理及瓦斯浓度检测以及煤与瓦斯突出危险性预测,制定事故防范的应急措施,避免瓦斯燃烧爆炸、突出及中毒、矿井被水淹或垮塌等危害矿工生命及矿井安全的事故发生。
(2) 建议
①本项目的建设必须贯彻执行国务院(1998)第253号令《建设项目环境保护管理条例》有关规定,必须采取高效可靠的环保设施及措施治理污染,做到污染物达标排放,提高废物利用率。项目建设期应作到环保工程与主体“三同时”,作到精心设计、精心施工,确保环保工程质量;并设置规范化的排污口。项目投产后应当加强生产管理、环境管理,开展污染源监测,重视环保设施维护,确保环保设施正常运行,避免非正常排放;绿化厂区,美化环境,改善生态环境。
②本项目建设有良好的社会、经济效益及一定的环境效益。只要加强污染源治理,作到达标排放,对环境的影响很小。从环保的角度考虑是可行的,建议尽快实施。
3、主要污染及治理措施
⑴ 水污染源及污染物
兴安煤矿主要水污染源有:矿井井下排水、工业场地生产生活污废水及综合楼生活污水。其中主要污染物是悬浮物、BOD5、COD等。
⑵ 水污染治理措施
矿井井下排水:主要污染物为悬浮物,设计采用混凝沉淀加滤二级工艺处理。
工业场地生产、生活污废水:工业场地生活污废水主要由灯房浴室、洗衣房、食堂废水和厕所粪便污水等构成,其中主要污染物是悬浮物和有机物。污废水中灯房废水采用中和处理,食堂污水采用隔油池处理后与其余污废水一起采用XFZ-1-10G型生活污水生物处理综合装置处理。
综合楼生活污水,主要污染物是悬浮物和有机物,生活污水采用XFZ-1-10G型生活污水生物处理综合装置处理。
以上污废水经处理后,均能达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996),一级标准要求。经处理达标后的井下水部份复用于井下消防洒水,其余经场地排水沟排入附近溪沟。
⑶ 大气污染源及治理措施
① 大气环境主要的污染物
大气环境主要污染物有:工业场地一台0.5t/h锅炉燃煤排烟、煤炭储量、装、运过程中产生的粉尘、矿井抽放空的煤层气。燃烟气中主要污染物是烟尘、SO2等。
② 大气污染治理措施
对于锅炉燃煤烟气,设计采用具有脱硫效果的水膜除尘器进行处理,其除尘效率大于95%,经处理后锅炉烟气TSP和SO2出口浓度能满足《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)二类区标准要求。
对煤炭储、装、运过程产生的粉尘,主要采取洒水防尘措施。
③ 固体废弃物治理措施
主要固体废弃物是煤矸石,煤矸石主要为矿井采掘矸石,兴安煤矿建成后,预计矸石产生量为3.0万t/a,均为采掘矸石。
矿井设置矸石山。地面手选矸石通过矿车运至地面排矸场与井下矸石一起运送至矸石山。
为防止矸石堆放对环境造成污染,矸石堆放设有排水沟和防洪接墙。
矿井在基建和生产期间所出废矸除了充填工业广场和铺设道路外,可通过化验后考虑是否作为制作矸石砖或生产水泥的掺合料。
④ 噪声防治措施
A 高噪声源
矿井高噪声源主要有:矿井通风机房、机修车间、锅炉房、坑木加工房井下采掘设备等。等,它们产生的噪声声压级一般70~95dB(A)。
B 噪声防治措施
设计在设备选型进,首先选择高效低噪设备;对于通风机、锅炉房引风机等产生的空气动力噪声,采取在风机进出气管上安装消声器的措施进行降噪;对于井下采掘设备、坑木加工场等不易消声、隔声的场所,采取工作人员佩带耳塞等个体防护措施,以保证人体健康。对于在其它不易采取消声、隔声措施的高噪场源附近工作的人员,则采取个体防护措施。
⑤ 地表沉陷治理措施
由于地下煤层的开采,使得采空区上方的地表有不同程度的移动和变形。其影响范围将略大于采空区范围。而当开采深度越大时,对地表的影响将越小。本矿井地处山区,地形高差较大,采空区引起的地表塌陷,可能会引起地形陡峭的地方发生崩塌、滑坡。因此设计中要对地表沉陷影响的重要建筑设施留有保安煤柱,对于地表沉陷形成的塌陷坑,要尽量整平,回填造地,易产生滑坡的地方应提前修筑挡土墙,打抗滑桩或削坡减载等,另外,平时应经常有巡视人员,发现问题及时处理。
该矿地处山区单坡荒山地带,山上生长多以杂草为主,无大片灌木丛林,只有极少部分旱地。无特殊自然景观及人文景观。因此,采取以上措施后,因煤层开采而引起的地表塌陷不会给周围环境造成大的影响。
4、工业场地绿化
(1)工业场地绿化
① 厂区绿化
厂区是工业场地的重点绿化区段之一,其绿化布置与场前区总平面布置紧密结合,种植树种以树形美观、装饰性强、观赏价值高的乔木和灌木为主,适当配置花坛、绿篱等。
② 生产区绿化
生产区多为散发粉尘、噪声及有害气体的区段,以种植具有抗性和防护性的树种为主。
③ 行政办公区绿化以美化环境、改善小气候为主,宜选择树形整齐、美观、枝叶繁茂的树种,适当配置乔、灌木及花卉。
(2)绿化系数
根据《煤炭工业环境保护设计规范》,结合本矿井工业场地总平面布置,设计确定工业场地绿化系数为15%。
5、矸石处理与综合利用
矿井矸石按设计产量的10%考虑,即3万t/a。前期矸石通过矿车运至矿井工业场地作为平场填方,后期矸石经过窄轨铁路运至排矸场地排弃,在矸石场下部设矸石挡墙,并经过防渗透处理。
根据《煤矿安全规程》规定,矸石场距离进风井口距离不小于80m的地方,本设计矸石场容积5000m3,矸石场服务年限为矿井服务年限,今后考虑矸石综合利用能满足要求。
为防矸石堆可燃物的自燃,应定期向矸石堆喷洒石灰水溶液。为防止矸石场因刮风而扬起粉尘,应经常向矸石堆洒水。同时对矸石可进行综合利用,如制作矸石砖或待条件成熟,就考虑矸石的综合利用,如可在矿井附近建一个矸石砖厂,充分利用矿井所排出的矸石作为矸石砖厂的原料或作为生产水泥的掺合料。同时应加强绿化工作,注重环境保护。
6、煤层气抽采和开发利用
本矿井煤层瓦斯含量较高,煤层层数较多,瓦斯资源丰富;加之矿井生产规模达30万t/a,设计考虑对瓦斯进行利用,以提高企业效益。
该矿抽采的瓦斯量较小,矿区居民居住较分散,距市、县距离较远,不具备化工和民用的条件;瓦斯发电目前瓦斯发电技术已成熟,具有容易实施、投资见效快等特点。经分析比较,该矿采用瓦斯利用为利用矿井抽采的瓦斯发电。
根据矿井的抽采规模,考虑到瓦斯抽采流量和浓度的不稳定性等因素,设计安装500GF1-3RW型发电机组3台,分两期实施,前期2台,后期1台。
7、塌陷区治理
由于地下煤层的开采,使得采空区上方的地表有不同程度的移动和变形。其影响范围将略大于采空区范围。而当开采深度越大时,对地表的影响将越小。本矿井地处山区,地形高差较大,采空区引起的地表塌陷,可能会引起地形陡峭的地方发生崩塌、滑坡。因此设计中要对地表沉陷影响的重要建筑设施留有保安煤柱,对于地表沉陷形成的塌陷坑,要尽量整平,回填造地,易产生滑坡的地方应提前修筑挡土墙,打抗滑桩或削坡减载等,另外,平时应经常有巡视人员,发现问题及时处理。
矿井须建立对矿区地表的形变监测制度,对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡等地质灾害应采取相应的预防措施。如在地面陡峭地段、岩层松软地段预先进行锚杆、锚钉或修筑挡墙加固;在地表仅发生轻微变形、产生微小裂缝地段,也应及时进行填堵等。
8、污水处理
(1) 井下水处理
井下水中主要污染物为SS。设计采用混凝沉淀、消毒处理工艺,处理工艺流程见图7-1。矿井井下正常涌水量均为60m3/h,本设计处理能力暂定为120m3/h,矿井生产过程中必须进行涌水量的测定,处理能力必须满足其最大涌水量的要求,处理后的井下水能达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准要求。
处理达标后的矿井水部分复用于井下和地面消防洒水,其余经场地排水沟排出场外,作为农田灌溉用水。
处理达标后的水用水泵泵至消防水池复用,多余部分外排。
1、消烟、除尘和消音措施
(1) 锅炉烟尘
设计在工业场地设置设计在工业场地设置锅炉一台,锅炉燃煤烟尘采用旋风除式除尘器除尘。
(2) 贮煤场防尘措施
地面贮煤场设在主斜井口南东面约80m处。由于当地平均风速较低,雨量充沛,平均相对湿度较大,因此贮煤场扬尘一般情况对周围环境影响不大,只在干燥少雨季节需要洒水除尘,本方案在地面储煤场周围设置有洒水除尘水龙头。
(3) 消音措施
矿井工业场地噪音源主要是锅炉房、机修车间及坑木加工房、锅炉房的噪声,均符合《工业企业噪声卫生标准》不超过85dB(A)之规定。主要通风机房内噪声来自风机,设计选用高效低噪声风机,其噪声低于38dB(A),符合《工业企业噪声卫生标准》不超过85dB(A)之规定。
2、重大改迁、保护工程
矿区范围内无需改迁的重要建筑,但对其地表的零星居民建筑建议实行搬迁,对水塘要求留设足够的保护煤柱。
(一) 水土保持
1.水土流失
1)工程建设对水土的破坏
水土流失是矿井目前和开发后均应重点防治的对象,本矿井开发建设产生的水土流失,主要来自地表形态的变化和植被破坏以及矸石堆弃水土的破坏 。
2.水土保护措施
对矿井开发建设产生的水土流失,拟采取以下治理措施:
1)及时治理塌陷区
在煤层开采过程中或受采动影响稳定后,对于地表产生的裂缝应及时平整填实,恢复耕地或植被;对滑坡、危岩崩塌造成的土地、植被破坏,应及时组织人员进行清理,恢复或更新植被,防止水土流失。
2)防止矸石堆放场水土流失
首先,在矸石堆放场设置排水沟及防流失挡墙;在排矸过程中,逐步在矸石堆场周围营造10~16m宽的防护林带;排矸期满后进行林草复垦。
3)加强绿化,扩大绿化面积,增加植被覆盖率,以减少水土流失。
采取以上措施后,矿井开发引起的水土流失可得到有效控制,但矿井建设引起的水土流失量和范围都是很有限的,区域水土流失状况仍主要取决于现状,因此区域水土保护主要还是应从治理区域水土流失现状入手。
3.项目在建设过程中要严格执行环境保护“三同时”制度,且要达到以下要求:
1)矿井水要经过处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排放,并尽量回用于生产;工业场地废水、生活污水经处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后排放。
2)煤矸石要有专门堆放场,对煤矸石堆放场须修筑挡土墙和排水沟,实行雨污分流,污水排入废水处理池进行处理。
3)重视防尘工作,地面储煤场必须采取洒水防尘措施,尽量减轻粉尘对环境的影响。
4)采取措施,做好矿区植被保护和恢复,提高矿区生活环境质量。
5)加强企业内部环境管理和监测工作,防止地质灾害的发生。
(二) 矿山闭坑
矿井开采结束后,对井口进行封闭,对开采造成坑洼地带进行充填,对不用的工业、生活设施拆除,对工业场地进行种树绿化。
(三) 地质灾害防治
1.地质灾害危险性综合分区评估
1)矿区
根据煤矿层的产出情况和开采方案设计,整个矿区范围内,原有采空区以外为可采区域,因此本次评估将可采区域及其开采活动可能影响和危害的范围划分为地质灾害危险性大区;矿区其他区域划分为地质灾害危险性小区。
在地质灾害危险性大区内,充分采动引发滑坡、崩塌、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性和危险性大,危害程度大,其上的村寨住户等遭受采矿活动引发的滑坡、崩塌、地面塌陷、地裂缝等地质灾害危害的可能性和危险性大;而地质灾害危险性小区遭受采矿活动引发的地质灾害危害的可能性和危险性小。
2)地面工业场地
工业广场位于矿区南东部边界附近。工程建设切填方引发和遭受地质灾害的可能性小—大,位于矿区煤层开采影响范围内,遭受矿区山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等矿山地质灾害危害的可能性大,因此,整个工业广场全部划为地质灾害危险性大区(Ⅰ区)。
3)矸石堆场
矸石堆场选择在工业场地内部,前期矸石通过矿车运至矿井工业场地作为平场填方,后期矸石经过窄轨铁路运至排矸场地排弃,在矸石堆场下部设拦渣坝,并经过防渗透处理,矸石场周边设截排水沟,引发地质灾害的可能性大,危害程度大,将其划为危险性大区。
2.矿山建设适宜性分区评估
1)矿区
区内的村寨等设施遭受地质灾害危害的可能性、危害程度和危险性大,对其要进行搬迁或采取安全可靠措施。矿区开采影响范围以外的地段为地质灾害危险性小区,适宜建设。
2)地面工业广场及矸石场地
工业场地及矸石堆场位于煤层露头线以南,部份永久性边坡挖方施工可达5m,受采矿活动影响,遭受采空区地表移动和变形引发地质灾害的可能性、危害程度和危险性大,必须按规定留设煤柱。对于地面施工平场的地质灾害危险性大区,建设适宜性差,必须针对可能引发和遭受的地质灾害,采取可靠的防治措施方适宜建设;对于地质灾害危险性中区基本适宜建设,但仍应对可能引发的地质灾害采取可靠的防治措施;地质灾害危险性小区适宜建设。
3.地质灾害预防措施
1)按照《煤矿安全规程》的相关要求,对地表水体、村寨、道路等采取防护措施。
2)为指导矿区的地质灾害防治,应查明矿层深部展布,正确划定禁采区及校正对沉降盆地边界等认识;由于采矿活动持续的时间较长,考虑到村寨范围和规模会发生变化等因素,建议在划定禁采区时准确测量地面村寨并严格按照“规程”操作。
3)为了避免引发地质灾害,充分利用有限资源,建议局部采取充填法采矿。
4)应及时建立地表移动、变形观测系统,对采煤生产引发的地表移动和变形进行长期观测,利用观测成果分析预测采煤生产引发地质灾害的可能性和危害性,及时采取可靠的防范措施。
5)成立地质灾害防治小组,矿山生产期间加强对矿区地质灾害的监测,编制防灾预案,完善宣传、警示标志,认真做好预测、预报、预警工作,努力做到防患于未然,确保人民群众生命财产安全,达到防灾减灾的目的。
6) 建设内容进行调整和补充时进行相应的危险性评估并做好地质灾害的防治工作。
提供矿方提供的相关情况,《环评报告》、《水土保持方案》、《土地复垦方案》和《矿山环境保护和综合治理方案》正在编制中。
一、矿山安全
(一) 矿井灾害简述
1、矿井瓦斯
依据贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]71号)“对遵义市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”、贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]482号)“对遵义市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”和贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2008]1507号)“对遵义市煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”,兴安煤矿2006、2007、2008年度瓦斯等级结果均为高瓦斯矿井。
2006、2007、2008年度矿井瓦斯等级鉴定情况见表8-1。
根据各年度矿井瓦斯等级鉴定情况,最大瓦斯相对涌出量为西安煤矿2006年鉴定结果29.08m3/t。
根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018-2006)预测+715m标高,矿井相对瓦斯涌出量54.965m3/t,绝对瓦斯涌出量42.30m3/min;在+400m标高,矿井相对瓦斯涌出量68.897m3/t,绝对瓦斯涌出量53.02m3/min。
矿井应在建设期间进行煤层瓦斯含量测定,投产后间必须加强瓦斯含量、瓦斯涌出量的测定,定期进行瓦斯等级鉴定工作,并依据瓦斯测定情况,校核矿井通风系统与生产系统等相关系统能力。
1、煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验2005年8月出具的遵义县泮水镇兴安煤矿C4、C6、C9煤层煤尘爆炸性鉴定报告:C4、C6、C9煤层均无爆炸危险性。
2、煤的自燃倾向性
根据贵州省煤田地质局实验室2005年8月出具的遵义县泮水镇兴安煤矿煤矿C4、C6、C9煤层煤炭自燃倾向性鉴定报告:C4、C6、C9煤层自燃倾向等级为Ⅲ类(不易自燃煤层)。
3、煤与瓦斯突出
兴安煤矿无煤与瓦斯突出危险性鉴定资料,根据贵州省安全生产监督管理局、煤矿安全监察局、煤炭局文件(黔安监管办字[2007]345号),本矿按煤与瓦斯突出矿井设计。
4、地 温
区内地温正常。
5、顶、底板条件
A、C4煤层
顶板为粉砂岩,底板为粉砂质泥岩。顶板厚4.35~5.27米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板。底板厚为3.3~5.7米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板。采煤时应采取相应防护措施。
B、C6煤层
顶板为灰色页岩,底板为灰色页岩。顶板需进行支护方能采煤,直接顶板常为黑色、深灰色炭质页岩、钙质页岩、厚0~1米,此层极不稳定,因此,在开采时应严加管理,底板为灰色页岩、厚2.00~4.55米,稳定性较差,应采取相应防护措施。
C、C9
C9顶板为泥质粉砂岩,厚4.30~5.27米,易风化崩解,遇水易膨胀、软化,为不稳定顶板,底板为粉砂岩、细砂岩夹页岩,厚6.35~8.05米,易风化崩解,为不稳定底板。采煤时应采取相应防护措施。
根据本区和邻区资料,其工程地质条件中等类型.
6、水文地质条件
本矿区最低侵蚀基准面为+875米,将来煤矿的开采活动基本都位于最低侵蚀基准面以下。本井田为单面山地貌,并冲沟发育,地表排泄不畅;加上本区小冲沟发育,冲沟水、大气降水、坡积物水多沿基岩裂隙面和断层面渗入矿井,裂隙发育地段和靠近沟谷地段,含煤地层及其上覆、下伏地层含风化裂隙水,深部含水微弱,风化裂隙水以渗流为主,水力联系较差,茅口组岩溶裂隙、管道水富水性强。本井田水文地质条件属第二类第二型,即以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床,水文地质条件中等。
煤系地层底板为茅口灰岩,业主应请有资质的单位进行水文地质调查,提交专门水文地质调查报告,查明茅口灰岩含水情况及与C9煤层的水力联系,实际测试水压和底板承压强度。
必须进行专项安全评价或技术论证,并根据结果采取相应的疏水降压措施.在未经水文地质调查和技术论证前,采面暂不宜回采。
疏水降压措施由有资质单位根据本矿实际专门设计。
(一) 矿井通风
1、通风设施
为保证各采、掘工作面和井下硐室的风量,并使风流按规定方向流动,在风流线路中设置有风门等通风构筑物。为了防止爆炸性气体爆炸时冲击主要通风机,在回风井口设有防爆门。另外,矿井主要通风机选用轴流式风机,矿井需要反风时只需将电机电源线换相即可实现风机反转,井下发生火灾时可实现井下风流反向。
2. 防止漏风措施
风门等通风构筑物应设在围岩坚固、地压稳定地段,并加强管理,经常检查、维修。
3. 降低风阻措施
⑴ 砌碹巷道应尽可能光滑,力求使巷道光滑平整,以降低风阻。
⑵ 在容易产生局部阻力地点,应尽量减少局部阻力系数。巷道连接边缘应作成斜线或圆弧形,巷道转弯处应尽量避免直角转弯或小于90°转弯,并将转弯处内、外侧按斜线或圆弧形施工,必要时设置导风板。
⑶ 在日常通风管理中,应避免在主要巷道停放矿车、堆杂物,巷道应随时修复,保证完整,并有足够的有效通风断面,以利风流畅通。
(二) 矿山灾害预防的一般措施
1.煤矿的管理者要认真执行“安全第一,预防为主”的安全生产方针,认真组织煤矿职工学习煤矿安全规程,技术操作规程和作业规程和矿井一年一度的灾害预防计划,树立安全第一的思想,严禁违章指挥、违章作业和违反劳动纪律的现象出现。
2.完善安全生产责任制,建立健全各种安全管理规章制度,按规定编制《矿井灾害预防及处理计划》和采掘作业规程,建立健全安全生产管理机构。
3.在掘进工作面、回采工作面、上隅角、回风顺槽及其他容易产生瓦斯积聚的地方,应设置瓦斯自动检测报警装置,应安装矿井安全监测监控系统。
4.井下必须采用防爆型电气设备,必须采用矿用阻燃型电缆,供电系统必须有可靠的三大保护。
5.严禁在井下私自拆卸矿灯或其他电器,严禁任何人携带烟火和点火物品下井,严禁在井下吸烟和玩火,严禁在井下采区从事电氧焊和喷灯切割。
6.定时检查钢丝绳断丝情况,发现问题及时更换。主提升巷道要安装防跑车装置和跑车防护装置,严防跑车伤人事故发生。
7.在运煤巷道等易产生煤尘的地方,安装喷雾除尘水管,定时喷雾除尘,巷道必须保持足够的断面,并定期进行测尘,防止煤尘飞扬。
8.合理安排采掘工作面,完善矿井通风设施,严防密闭等通风设施漏风,杜绝采区和老巷长期处于微风状态,从而防止煤层的自燃发火。
9.保护好民房、高压线杆、公路,在上述地方采煤时,必须先搬迁或留足保护煤柱,防止因开采导致的地质灾害发生。按照本矿地质灾害评估附图中圈定的禁采区范围外推50m并以60°塌陷角计算保护煤柱。严禁随意开采保护煤柱。
10.严格执行放炮管理制度和煤矿放炮员操作规程,严禁违章放炮。
11.采掘过程中,要对煤层是否有煤与瓦斯突出危险进行预测,要编制专门预测措施。巷道贯通必须编制可靠的安全措施。特别要注意瓦斯涌出量的变化,严防瓦斯事故发生。
12. 在掘进和回采过程中,必须坚持“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,同时应坚持“有疑必停”,防止突水,并配备相应的探水钻,特别在接近老空区和老巷区域附近时,必须随时注意工作面透水征兆,防止采空区及老窑透水事故发生。
13.本矿设计年产30万吨,设立矿山救护队,配备必要的仪器设备。要依托地方政府组建的矿山救护队,以便矿山发生险情时,救护队能及时赶赴现场,进行有效的救护工作,使险情事态得到有效的遏制,将伤害降低到最小限度。
14.加强职工抢救和自救知识的教育培训工作,让职工正确了解和掌握各类灾害事故发生的征兆、发生规律和抢救、自救知识,一旦发生事故,能有效地进行抢救和自救,防止事故范围扩大。
15.按照《煤矿安全规程》的规定和完善安全管理和监督机构,并按规定配备相应的安全监督管理人员和安全监测人员,对矿井安全进行全方位、全过程的管理。
16.应安装矿井安全监控系统,对矿井各种安全隐患,进行全方位、全过程的监控。
17.地面建筑要避开容易滑坡和受泥石流威胁的地方。
(三) 矿井瓦斯、煤尘事故的防治措施
1、瓦斯防治一般措施
(1).加强矿井通风管理
A加强矿井通风管理,保证主要通风机正常运转。停电、停风时,立即打开风门,并报告值班负责人,通知井下切断电源,井下人员撤到大巷,了解停电原因和时间后,再决定人员是否撤出地面,杜绝无风、微风作业。
B加强各种通风设施管理,保证完好的通风系统,教育广大工人爱护各种通风设施,养成随手关风门的习惯,确保矿井正常通风,防止风流短路而发生瓦斯超限。
C坚持定期测风制度,每旬全面测风一次。随时掌握矿井各点的通风情况,消灭老塘风、扩散风及不合理的串联风,合理调配各作业点的风量,保证各作业点正常通风。
(2).加强局部通风管理,防止瓦斯积聚,明确局部通风机由该作业点瓦检员负责管理,任何人不得随意停、开局部通风机,局部通风机安设位置和风筒口到工作面距离符合《煤矿安全规程》的要求。
(3).采掘工作面要严格执行“一炮三检”制度以及“瓦斯巡回检查”制度,各工作点的检查每班不少于三次,无人工作地点的检查每班不少于一次,消灭瓦斯积聚和超限作业,排放瓦斯时必须有专门措施,并严格按措施排放,严禁空班漏检和违章排放瓦斯。
(4).加强矿井供电系统检修和管理工作,保证矿井内部供电和备用电源完好,确保矿井正常供电,一旦矿井外部主电源停电时,矿井备用电源能确保矿井一级负荷的供电,消灭无计划停风、停电而引起的瓦斯超限现象。
(5).矿井井下作业人员必须服从瓦检员和安全员的指挥,一旦作业点瓦斯浓度超过0.8%时,必须停止打眼、放炮作业,超过1.5%时,切断电源,撤出人员,严禁瓦斯超限后冒险作业。
(6).消灭引爆火源,杜绝以下原因而引起的瓦斯、煤尘事故发生。
A加强放炮管理,放炮工须持证上岗,严禁违章放炮,禁止放糊炮、空心炮、明火放炮,不准用矿灯或井下电源等代替放炮器放炮,放炮距离要按规程执行。严禁使用非煤矿许用和变质失效的火工品在井下放炮,严禁非放炮员从事放炮工作,严防矿井井下发生放炮火焰和电火花而引起的瓦斯、煤尘事故。
B加强井下电气设备、设施管理,井下所用电气设备、设施必须是矿用防爆型,电缆必须为煤矿专用阻燃电缆,非煤矿专用防爆阻燃和失爆的设施、设备严禁入井,井下电气设备、设施的搬迁、维修工作必须在停电状态下,由专职电工按技术规程进行操作,严禁其他任何人员擅自维修和打开电气设备。坚决消灭井下电气失爆现象,杜绝电火花引燃瓦斯、煤尘事故。
C加强矿井机电设备、设施检修和维护,保证井下电气设备经常处于完好状态,消灭电气失爆。
D加强非生产性火源管理,严格入井检身制度,杜绝烟火下井,严禁在井下吸烟、打火、从事电氧焊和喷灯焊接工作,如需在井下从事电氧焊和喷灯焊接工作时,必须制定安全技术措施,报县级以上主管部门批准,方可按措施实施。
E加强防雷电管理工作,矿井入井轨道、管件在井口入井段必须用绝缘的管件、轨道夹板进行连接,防止雷电通过入井管件、轨道而传入井下引发瓦斯、煤尘事故。
(7).坚持定期扫尘,消灭粉尘堆积和飞扬。在煤炭转载点安设防尘管路和喷头,进行洒水防尘工作。
(8).井下巷道必须保持有效断面,井下巷道的材料、杂物必须清理堆放整齐,不用的必须清理运出,避免巷道内风速过大而引起煤尘飞扬。
(9).必须按设计配备化学氧自救器、瓦斯检定器、便携瓦斯报警器等,要按要求配备专职安全检测人员,保证通风管理和瓦斯监测管理正常进行。应根据井下瓦斯涌出量变化情况及时高速风量,防止瓦斯事故发生。
(10).采掘工人配备防尘口罩和压风呼吸器进行个体防尘。
(11).本矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理,必须严格参照煤与瓦斯突出矿井的“一通三防”管理标准来进行矿井的“一通三防”工作,严禁麻痹松懈的思想存在。
(12).建立矿井安全监测监控系统和瓦斯抽放系统,并保证正常工作。
(13).巷道贯通,岩巷揭煤,采面初采和收尾等必须编制专门的安全措施。
(14).巷道贯通:巷道贯通要编制专门安全措施,两巷道贯通60米前,停止一个工作面作业,做好调整通风系统的准备工作。贯通时,由专人在现场统一指挥,停掘的工作面保持正常通风,设置栅栏及警标,经常检查风筒的完好状况和工作面及其回风流中的瓦斯浓度,瓦斯浓度超限时,立即处理。掘进的工作面每次爆破前,派专人和瓦斯检查工共同到停掘的工作面检查工作面及其回风流中的瓦斯浓度,瓦斯浓度超限时,先停止掘进工作面的工作,然后处理瓦斯,只有2个工作面及其回风流中的瓦斯浓度都在0.8%以下时,掘进的工作面方可爆破。每次爆破前,2个工作面入口派专人警戒。贯通后,停止采区内的一切工作,立即调整通风系统,待风流稳定后,方可恢复工作。
(15).因停电和检修主要通风机而停止运转或通风系统遭到破坏以后恢复通风、排除瓦斯和送电时都必须制订专门的安全技术措施。恢复正常通风后,所有受到停风影响的地点,都必须经过通风、瓦斯检查人员检查,证实无危险后,方可恢复工作。所有安装电动机及其开关的地点附近20m的巷道内,都必须检查瓦斯,只有瓦斯浓度符合规程规定时,方可启动。
(16).由岩巷揭穿煤层前必须制订揭煤的安全技术措施。在岩巷掘进的过程中,地质技术人员根据岩性判断离煤层的距离,并提前打地质探眼准确确定前方煤层的距离及产状, 并对瓦斯涌出进行测压,分析瓦斯赋存基本参数,以确定是否有突出危险。然后编制揭煤设计。若有突出危险,必须按揭开突出煤层的要求编制安全措施,按揭煤设计原则揭穿煤层。
2、瓦斯抽放措施
本矿按有煤与瓦斯突出危险性矿井设计,矿井应有瓦斯抽放措施。必须采取瓦斯抽放措施,建立瓦斯抽放系统。
(1) 抽放方法
本矿采用开采层抽放。
1)瓦斯抽放站位置选择及管路敷设
① 瓦斯抽放站位置选择
选择瓦斯抽放站位置,首先必须要符合《煤矿安全规程》第一百四十六条“地面泵房必须建在距风井口和主要建筑物不得小于50m之处,且用栅栏或围墙保护。”之规定,同时又要考虑到供电、供水、管理以及今后民用的方便,为此,瓦斯抽放站选在地面回风斜井南面90m处。
② 瓦斯管路敷设
瓦斯管路在安设之前必须对管路的内外进行防腐处理。管路从回风斜井进入井下各抽放地点,抽放管路要求垫高或吊高,离地不低于300mm,并在低凹处安设放水器,管路安设要求严密不漏气,防挤压和碰撞损坏管路。
2)抽放方法
根据该矿的实际情况,通过瓦斯来源考察分析,采用底板抽放巷穿层预抽、先抽后掘、采面运输顺机槽顺层抽放,回风顺槽采空区埋管抽放采空区瓦斯三种方法较为合理。
①板抽放巷穿层预抽
在C9煤层底板布置抽放巷,穿层预抽煤层群瓦斯。
②先抽后掘
此种抽放方法主要是解决掘进时工作面的防突和放炮后瓦斯问题。
③采面上偶角埋管抽放
此种方法是预埋管路于采煤工作面的上偶角对采空区的瓦斯进行抽放。解决采煤工作面上偶角的瓦斯集聚问题,主管道每隔30米留三通抽放孔。
④本煤层预抽
本矿瓦斯涌出主要来源于本煤层的解析瓦斯,采用本煤层顺层钻孔预抽。
3)其它瓦斯防治措施
本设计除建立完善的通风系统和可靠的瓦斯抽放系统外,还可考虑采取如下措施综合防治瓦斯:
(1)建立先进的安全生产监控系统,对矿井瓦斯、风速等进行连续自动监测,及时、准确地掌握和了解井下通风、瓦斯等情况。
(2)配备个体巡回检测设备等安全仪表,通过巡回检测,随时了解井下瓦斯隐患情况,防患于然。
(3)在生产过程中,严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定,加强通风瓦斯检查、管理工作。并加强矿井瓦斯地质等基础工作,为矿井通风瓦斯科学管理提供可靠有依据。
3、矿井通风应可靠,防止瓦斯超限和可能出现的瓦斯积聚。要严格按《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》对人员下井、机电设备、照明用具进行管理。打开密闭或接近老窑采空区时,要按照事先制定并经批准的安全技术措施操作,以排除积聚的瓦斯。安全管理方面要随时掌握瓦斯涌出量的变化,及时处理存在的瓦斯隐患。
4、通风系统必须按设计进行配置,以保证充足的风量。此外,必须按设计配备化学氧自救器,瓦斯检定器,便携式瓦斯检测报警器等。要按要求配备专职安全检测人员,保证通风管理和瓦斯监测管理。应根据井下瓦斯涌出量变化情况及时调整风量,防止瓦斯事故发生。
5、该矿必须安装矿井安全监测监控系统,安设瓦斯传感器、设备开停传感器、风门开闭传感器、风速传感器、水位传感器、负压传感器等,对矿井瓦斯进行实时监测监控制,发现问题及时处理。
6)抽放瓦斯的综合利用及评价
按照黔府办发【2008】85号文,“从2008年起,凡批准的设计生产能力在30万t/a及以上规模的高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,其综合利用要与安全设施(安全专篇)同时设计,同时施工、同时验收及使用,竣工验收时,必须实现瓦斯利用,建议矿井尽快完成此项工作,达到三同时”。
根据邻近矿区瓦斯利用情况及经验,本次设计的瓦斯利用方向为利用瓦斯发电。在风井场地内布置瓦斯发电站及升压室。由瓦斯抽采泵站敷设架空管路至瓦斯发电站。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》,本次设计瓦斯利用率取60%。
瓦斯储量及可抽量计算结果汇总表
根据本矿设计方案,矿井服务年限为11.2年,因此抽放年限为11.2年,年抽放量929.5×104m3/a。
根据矿井的抽采规模,考虑到瓦斯抽采流量和浓度的不稳定性等因素,设计安装500GF1-3RW型发电机组3台,分两期实施,前期2台,后期1台。
1、石门和其它岩石巷道揭穿突出煤层时防止煤与瓦斯突出的措施
在生产过程中,井筒及石门揭煤时必须按《煤与瓦斯突出防治规定》,根据实际情况编制专门的措施。
1)石门揭穿突出煤层时防止煤与瓦斯突出的措施
(1)探明石门或煤层巷道工作面和煤层的相对位置。
(2)在揭煤地点测定煤层的瓦斯压力或预测石门工作面突出危险性。
(3)预测有突出危险时,采取防止突出措施。
(4)实施防突措施效果检验。
(5)用远距离放炮揭开突出煤层。
(6)在巷道与煤层连接处加强支护。
(7)穿透煤层进入顶(底)板岩石。
2)在地质构造破坏带应尽量不布置石门,如果条件许可,石门应布置在被保护地区或先掘出石门揭煤地点的煤层巷道,然后在与石门贯通。石门与突出煤层中已掘出的巷道贯通时,该巷道应超过石门贯通位置5m以上,并保持正常供风。
3)石门揭穿突出煤层,必须按下列要求编制设计,并报上级主管部门批准。
(1)突出预测方法及预测钻孔布置,控制突出煤层层位和测定煤层瓦斯压力的布置。
(2)建立安全可靠的独立通风系统,并加强控制通风风流设施的措施。
(3)揭穿突出煤层的防止煤与瓦斯突出的措施。
4)石门揭穿突出煤层前,必须遵守下列规定:
(1)石门揭穿突出煤层前,必须打钻控制煤层层位,测量煤层瓦斯压力或预测石门工作面的突出危险性。后再次工作与控制煤层层位的前探钻孔共用。
(2)在石门工作面掘至距煤层10m(垂距之前,至少打两个穿透煤层全厚且进入顶(底)不小于0.5 m的前探钻孔,并祥细记录岩芯资料。地质构造复杂、岩石破碎的区域,石门工作面掘至距煤层20m(垂距)之前,必须在石门断面四周轮廓线外5m范围煤层内布置一定数量的前探钻孔,以保证能确切地掌握煤层厚度、倾角的变化、地质构造或瓦斯情况等。
(3)在石门工作面距煤层5m(垂距)以外,至少打2个穿透煤层全厚的测压(预测)钻孔,测定煤层瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度指标与坚固性系数或钻屑瓦斯解吸指标等。为准确得到煤层原始瓦斯压力值,测压钻孔应布置在比较完整的地方,测压孔与前探孔不能共用时,两者见煤点之间的间距不得小于5m。
(4)为了防止误穿煤层,在石门工作面距煤层垂距5m时,应在石门工作面顶(底)部两侧补打3个小直径(42mm)超前钻孔,其超前距不得小于2m。当石门距突出煤层垂距不足5m且大于2m时,为了防止误穿突出煤层,必须及时采取探测措施,确定突出煤层层位,保证岩柱厚度不小于2m(垂距)。
5)石门揭穿突出煤层前,当预测为突出危险工作面时,必须采取防治突出措施,经效果检验有效后可用远距离放炮揭穿煤层,若检验无效,应采取补充措施,经措施效果检验后,用远距离放炮揭穿煤层。当预测为无突出危险时,可不采取防治突出措施,但必须采用远距离放炮揭穿煤层。
6)石门防突措施可根据本矿井实际情况采用抽放瓦斯、水力冲孔、排钻孔、金属骨架或其它经试验有效的措施,在实施防治突出措施时,都必须进行实际考察,得出符合本矿实际的有关参数。
4.矿井设计中防突措施
⑴矿井应按有关规定采取“四位一体”的综合防突措施。
⑵ 根据《煤矿安全规程》有关规定,确保矿井通风系统稳定、可靠。
⑶ 矿井通风应可靠,防止瓦斯超限和瓦斯积聚。要严格按《煤矿安全规程》对人员下井、机电设备、照明用具等进行管理。打开密闭或接近老窑采空区时,要按照事先制定并经批准的安全技术措施操作,以排除积聚的瓦斯。安全管理方面要随时掌握瓦斯涌出量的变化,及时处理存在的瓦斯隐患。
⑷ 通风系统必须按设计进行配置,以保证充足的风量。此外,必须按设计配备化学氧自救器,瓦斯检定器,便携式瓦斯检测报警器等。要按要求配备专职安全检测人员,保证通风管理和瓦斯监测管理。应根据井下瓦斯涌出量变化情况及时调整风量,防止瓦斯事故发生。
⑸ 根据《防治煤与瓦斯突出规定》第五条,有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件,制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。
区域综合防突措施包括下列内容:
(一)区域突出危险性预测;
(二)区域防突措施;
(三)区域措施效果检验;
(四)区域验证。
局部综合防突措施包括下列内容:
(一)工作面突出危险性预测;
(二)工作面防突措施;
(三)工作面措施效果检验;
(四)安全防护措施。
⑹根据《防治煤与瓦斯突出规定》第六条,防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的,严禁进行采掘活动。
区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。
⑺ 矿井安设一套重庆科学研究院研制的KJ90NA型安全监测监控系统,对矿井瓦斯、风速、主要通风机负压、巷道、设备开停、风门开闭等进行实时监控。
(一) 防治矿井火灾的措施
1、每一个入井人员熟悉火灾预兆,当发现不明烟雾、煤油气味或高温变化异常等情况,要立即查明原因,积极采取措施,消除隐患,同时向矿调度汇报。
2、工业广场内进回风井口20m范围内,严禁烟火,井口房内严禁吸烟。
3、建立严格的入井检身制度,严禁穿化纤服装或带易燃物品到井下。
4、井下、井口房内不准从事电焊、气焊、喷灯焊接等工作,必须烧焊时要严格按《煤矿安全规程》规定编制技术安全措施,经矿工程师审批后方可进行。
5、完善井下消防材料库,并配齐设备和防火器材,指定专人管理;井下机电硐室、炸药库、皮带机巷和临时变电点等,要配足灭火器材。
6、井下使用的橡套电缆、风筒等必须是不延燃材料或阻燃性能良好的材料。汽油、柴油和变压器油不准在井下存放;润滑油及油棉纱等,用后密封在有盖的容器内。
7、严格放炮管理制度,不准放明炮、糊炮,放炮线不准有明接头,井下禁止打火试验放炮器。
8、机械运转部分要经常检查清理。
9、必须采用以注阻化泥浆为主的综合防火措施,防止采空区自燃发火。
10、加强煤层自然发火的预测预报工作,要定期对所有采空区、煤巷高冒顶处检查分析,发现异常必须及时处理。
11、提高回采率,减少遗煤,防止采空区的自燃发火。
12、采区结束或工作面收尾,必须采取综合防火措施。
13、封闭采空区的封闭墙,必须严格按质量标准施工,保证严密不漏风。
14、井下各硐室要配齐消防器材,井下要设消防材料库。
为了安全,矿井开采时,要注意观察,加强自燃征兆的早期识别工作。在采煤工作面应提高煤的回收率,尽可能减少采空区遗煤,及时密闭采空区。采煤工作面一旦发生火灾,现场工人应立即迎着新鲜风流方向撤离现场,即工人由工作面经工作面运输顺槽经主斜井返回地面。
(二) 防治矿井水灾的措施
根据储量核实报告和业主提供的资料,兴安煤矿井田内煤层露头线附近存在老窑采空区,井田内发育有局部小断层。因此矿山应掌握该处原有巷道具体积水情况,应及时请有资质的部门对矿区范围内的原有巷道含水范围、标高以及含水量等作好调查分析,并及时上图,确定好探水警戒线,并制定针对性的探放水措施和设置相应的防水设施。在掘进和回采过程中,随时要注意探放老巷水,防止透水事故的发生。同时,必须作好水害分析预报,必须坚持“预测预报、有掘必探,先探后掘、先治后采”的原则,同时必须坚持“有疑必停”的原则。
预防的重点在裂隙、小煤窑、采空积水、顶底板灰岩地层含水和雨季渗水。
1、进行矿区内及周边小窑、老空及历史开采的调查,分析积水区域及积水量,划出探水线;在靠近小煤窑、老空、断层等有突水危险的地点附近掘进巷道时,必须配备相应的探水钻,必须坚持“预测预报、有掘必探,先探后掘、先治后采”的原则,同时必须坚持“有疑必停”的原则,以防止突水。
2、探水时应对本煤层浅部老窑、采空区进行探放。
3、地表水体、断层、老窑采空区、陷落柱等必须留设安全隔水煤柱。
4、在雨季之前,对直达地面的地表裂隙要采取措施封填密实,防止大量雨水通过裂隙泄入井下;对地表塌陷坑要回填夯实,保证流水坡度,防止积水渗入井下;对回采冒落后,有可能与地表沟通的地段,尽量避开雨季回采。
5、定期清理水仓和水沟,维护好水泵和排水管路,保证井下水流畅通和排水设备完好。
6、编制年度防治水计划,并及时予以更新。
7、探放水措施
矿井在生产过程中,必须加强老窑积水的探测工作,杜绝隐患,防止水灾事故发生,确保生产安全。一旦工作面水灾事故发生,现场工人应立即往高处走,即工作面工人经工作面回风巷、回风斜井、安全出口返回地面。
(三) 矿井顶板事故的防治措施
1、每一采掘工作面在施工前,必须有针对顶板管理的安全技术措施,当地质条件发生变化时,要及时修改或补充措施。
2、认真执行敲帮向顶制度,发现煤矸松动、离层、棚子倾倒变形等,必须先处理好,然后再施工。
3、回采工作面在回采过程中要做好矿压观测工作,并对工作面支护质量和顶板动态进行监控,总结顶板活动规律,摸清初次来压和周期来压显现情况,以便加强上、下两巷及工作面的支护质量。
4、采掘工作面过断层、老空、旧巷应编制专门顶板管理安全技术措施,否则不能作业。
5、加强巷道修护工作,对失修巷道要及时维修,维修前应编制安全技术措施。
6、平巷掘进工作面要坚持使用前探梁支护,放炮工作面要坚持使用防倒装置。
7、对出现掉顶地点,一定要采取打木垛或其它方式接住顶板处理冒顶,高度在1.5米以上或空顶出现瓦斯积聚时要有妥善的安全措施。
8、加强支护质量的检查与验收,不合格的支护材料不能使用,不合格品要限期整改。
9、两条巷道贯通前应编制防止冒顶事故的安全措施。
10、回采工作面、旧巷回收支护材料时,都要编制专门措施,否则不能施工。
(四) 防治提升运输事故的主要措施
1、井下运输设备的正确选择
井下使用的运输设备必须是由正规厂家生产,符合煤矿使用标准的防爆合格产品。
2、轨道、道岔规格及线路标准
(1)根据变更方案设计,本矿副斜井、运输大巷、轨道上山铺设600mm轨距30kg/m钢轨混凝土轨枕。回风顺槽及掘进面铺设600mm轨距15kg/m钢轨木轨枕。
(2)矿上应进行运输系统轨道线路设计,轨道的铺设必须符合以下规定:
①扣件必须齐全、牢固并与轨型相符。轨道接头的间隙不得大于5mm,高低和左右错差不得大于2mm。
②直线段2条钢轨顶面的高低差,以及曲线段外轨按设计加高后与内轨顶面的高低偏差,都不得大于5mm。
③直线段和加宽后的曲线段轨距上偏差为+5mm,下偏差为-2mm。
④在曲线段内应设置轨距拉杆。
⑤轨枕的规格及数量应符合标准要求,间距偏差不得超过50mm。道碴的粒度及铺设厚度应符合标准要求,轨枕下应捣实。对道床应经常清理,应无杂物、无浮煤、无积水。
⑥同一线路必须使用同一型号钢轨。
(3)道岔的钢轨型号,不得低于线路的钢轨型号。
(4)矿井轨道使用期间应加强维护,定期检修。
(5)由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路,必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。
3、防止运输巷道内瓦斯积聚
加强运输巷道内局部冒高点的处理和巷道支护,矿车的停放、材料的堆放等不应影响巷道的通风,防止瓦斯积聚。
4、严格的行人管理和躲避硐
①运输巷道内必须设计人行道,其宽度符合设计规定,并在适应位置设置躲避硐,以保证行人安全。
②严禁使用矿车、材料车和平板车运送人员。
③行人不能在轨道上行使,必须随时注意是否有车辆通过,在需要横跨轨道时一定要看清没有来车确保安全的情况下快速通过。
④巷道中行人,必须走人行道。
⑤斜巷提升的各个车场必须安设声光信号。
⑥斜井(巷)施工期间兼作行人道时,必须每隔40m设置躲避硐并设红灯。设有躲避硐的一侧必须有畅通的人行道。上下人员必须走人行道。行车时红灯亮,行人立即进入躲避硐;红灯熄灭后,方可行走。
⑦25°以上的倾斜巷道人行道应设扶手、梯子和信号装置。
⑧煤矿企业必须制定井巷维修制度,加强井巷的维修,保持巷道设计断面,保证通风、运输的畅通和行人安全。
⑨串车提升时,严禁蹬钩、行人;
⑩在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出区,专用回风巷内还不得行人。
(五) 防止煤层自燃
本矿主要开拓巷道采用锚喷,周边空隙和冒落处必须用不燃性材料充填密实,或用无腐蚀性、无毒性的材料进行处理。矿井开采时,要注意观察,加强自燃征兆的早期识别工作。采煤方法对自燃发火的影响主要表现在煤炭回收率的高低、回采时间的长短上。本矿采用壁式采煤法,回采率高,巷道布置简单,便于使用机械化设备与加快回采进度,有较好的防火性。顶板管理采用全部垮落法,对开采易自燃的煤层较好。人工攉煤,清扫浮煤,尽量使工作面回采率提高,采煤工作面回采结束后,必须在45天内进行永久性封闭。采取综合防治后,有较好的防火安全性。
(1) 合理的采煤方法能够提高矿井先天的抗自燃发火能力
多年来的实践表明,降低煤层自燃发火的可能性要从以下几个方面着手:
1)少丢煤或不丢煤;
2)控制矿山压力,减少煤柱破裂;
3)合理布置采区;
4)回采时应尽量避免过分破碎煤体;
5)加快工作面的回采速度,使采空区自热源难于形成;
6)及时密闭已采区和废弃的旧巷;
7)注意选择回采方向,不使采区回风巷过分受压或长时间维护在煤柱里。
(2) 通风方面的措施
通风因素的影响主要表现在采空区,煤柱和煤壁裂隙漏风,漏风就是向这些地点供氧,促进煤的氧化自燃。采空区面积大,漏风量相当可观,但风速有限,散热作用低在工作面的两巷(回采工作面的运输巷和回风巷)一线(停采线)过断层地带,煤层变薄跳面的地方有大量的浮煤堆积,最易发生自燃。所以每工作面回采完毕即进行封闭,以减少浮煤堆积地点的漏风量,防止自燃。良好的通风系统可以在很大程度上控制自然火灾的发生。从兴安煤矿网络结构来看,通风方式为并列式,但条带工作面相对主井为前进式,故每一工作面采完后要特别注意密闭好,以免向采空区漏风而造成遗煤自燃,同时要加强运输及回风大巷的观测和采取加厚喷浆的防火措施,使之隔绝空气,防止氧化。工作面为独立通风,后退式开采均有利于防火。
(3) 防灭火技术
在生产过程中,采煤工作面的采空区以及巷道的煤壁出现自燃征兆,必须立即进行处理。可采用流动汽雾阻化剂防灭火技术。阻化剂灭火是目前国内外正在积极推广应用的一种防止自燃火灾的新方法。它具有工艺系统简单、投资少,且阻化剂来源广、阻化率高、价格低廉等优点。另外,此法还对缺水、少土地区煤矿的井下防灭火具有重大的现实意义。因此,问世以来取得了较好的社会效益和经济效益。
(六) 防雷事故的措施
1、煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接,严禁与调度电话电缆或动力电缆等共用。系统必须具有防雷电保护。
2、井下设置爆炸材料库时,爆炸材料库上面覆盖层厚度小于10m时,必须安装防雷电设备。
3、永久性地面爆炸材料库与地面临时性爆炸材料库必须装设防雷电措施。
4、井上、下必须装设防雷电装置,并遵守下列规定:
①经由地面架空线路引入井下的供电线路,必须在入井处装设防雷电装置。
②由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路,必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。
③通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。
5、电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险的电器设备的金属外壳、构架,铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。
6、接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2欧姆。每一移动式和手持式电气设备至局部接地之间的保护接地用的电缆芯和接地连接导线的电阻值不得超过1欧姆。
7、电气设备的保护接地装置(包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线)和局部接地装置,应与主接地连接成1个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设1快。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成,其面积不得小于0.75m2、厚度不得小于5mm。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时,应单独形成一分区接地网,其接地电阻不得超过2欧姆。
8、下列地点应装设局部接地极:
①装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。
②低压配电或装有3台以上电气设备的地点。
③无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷以及由变电所单独供电的掘进工作面,至少应分别设置1个局部接地极。
橡套电缆的接地芯线,除用作监测接地回路外,不得兼作他用。
(七) 事故避灾线路
A、火灾、瓦斯、煤尘避灾线路
可行线路:
10401工作面→工作面运输顺槽→区段运输石门→轨道上山、进风行人井→运输大巷→主、副斜井→地面;
掘进面1→材料石门→轨道上山、进风行人井→运输大巷→主、副斜井→地面;
掘进面2→材料石门→轨道上山、进风行人井→运输大巷→主、副斜井→地面;
最佳线路:
10401工作面→工作面运输顺槽→区段运输石门→进风行人井→地面;
掘进面1→材料石门→进风行人井→地面;
掘进面2→运输石门→进风行人井→地面;
B、水灾避灾线路
可行线路:
10401工作面→工作面回风顺槽→区段回风石门→回风斜井→地面。
掘进面1→掘进回风石门→回风斜井→地面。
掘进面2→掘进回风石门→回风斜井→地面。
最佳线路:
10401工作面→工作面回风顺槽→区段材料石门→进风行人斜井→地面。
掘进面1→掘进材料石门→进风行人斜井→地面。
掘进面2→掘进回风石门→进风行人斜井→地面。
(八) 安全设备
该矿按煤与瓦斯突出矿井设计,当井下了生灾害时,为了使井下人员自救援,根据《煤矿安全规程》规定,设计配备了自救器。为了监测风量,瓦斯和一氧化碳等,配备了测风、测瓦斯、测CO的设备。
安全设备见表8-2
表8-2 矿井安全基本装备的仪器、仪表和设备配
在建井施工和生产过程中,要求严格执行《煤矿安全规程》、《矿山安全生产条例》及其他有关煤矿安全生产规定,确保矿井生产安全。
根据国家安全生产监督管理局文件(安监总煤装〔2010〕146号)“国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知”,矿井必须在2011年前健全完善安全监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等安全避险系统,全面提升煤矿安全保障能力。
(一) 安全机构及人员配置情况
为了认真贯彻党和国家的安全方针,坚持安全第一,预防为主,综合治理,总体推进的指导思想,保障煤矿职工的安全和健康,保护国家资源和财产不受损失,促进煤炭工业现代化建设,按照《煤矿安全规程》规定,建立安全监察机构,并服从相应的煤矿安全监察部门的领导和管理。
矿方必须按规定配备矿长、安全矿长、工程师,并按规定配备安全检查员。对矿长需经贵州省安全培训中心培训考核合格,并依法取得矿长资格证和矿长安全资格证。对从事井下工作的所有人员,都必须培训。培训的重点对象有矿长及副矿长,矿技术负责人,区(队)长、救护、安全检查人员等。回柱、采支、掘进、通风、放炮、瓦斯检查、电气设备防爆检查、爆破材料管理及各类提升运输司机等特殊工种和新工人。
安全监察机构应根据需要及人员编制,配齐必须的安全仪器、仪表和检查工具,以供日常监测人员使用。对仪器、仪表要设专人进行维修、保养。日常监测人员包括采掘、瓦斯、通风、机电、运输等专业,对矿井的日常生产每班都要有各专业安全监察员,以检查事故隐患,保证矿井安全生产。日常监测人员根据需要配备。
一、开发方案简要结论
(一) 设计利用矿产资源量、矿井设计生产规模及服务年限
1、保有资源量:741.7万t
2、地质资源储量:618.5万t
3、设计工业资源/储量:562.30万t
4、设计利用储量:560.80万t
5、设计可采储量:455.16万t
6、设计生产规模:30万t/a
7、矿井服务年限:11.2a
(二) 产品方案
手选矸原煤出售。
(三) 地面工业场地及开拓运输方案
1、地面工业场地:矿区南东部边界附近,已建成。
2、开拓方式:斜井开拓
3、运输方案:井下胶带输送机作主运输、绞车提升作为辅助运输;地面为窄轨铁路和汽车运输
(四) 采、选工艺方案
1、采煤方法:伪斜走向长壁;
2、落煤方式:炮采;
4、运输方式:刮板输送机;
5、采场支护:柔性掩护式支架
6、采空区处理:全部陷落法;
7、选矿工艺:人工手选矸。
(五) 综合回收、综合利用方案
区内无其他有用矿产,煤矸石可用于发电。目前矿井在矸石山附近建有一个矸石砖厂,充分利用矿井所排出的矸石作为矸石砖厂的原料。既可提高矿井经济效益,又可减小环境污染。
(六) 对工程项目扼要综合评价
1、根据煤层赋存条件及地形特征,经过比选矿井采用斜井开拓方式,方案基本可行;
2、根据矿井开拓方式、生产能力,井下采用胶带输送机、绞车辅助提升,地面采用窄轨铁路和载重汽车运输方案,比较合理;
3、针对核实资源量,确定矿井生产规模30万t/a、服务年限11.2a,满足规范要求;
4、地面工业场区地形比较平缓,容量大,距公路、电源、水源较近,且无不良地质现象,工业场地方案合理,能满足生产能力要求;
5、结合煤层赋存条件,方案推荐采用走向长壁采煤法及选择炮采回采工艺基本合理;
6、根据原煤煤质指标、用户对煤质的要求,原煤销售,产品方案基本可行;
7、矿区保有资源量较丰富,进一步加强地质勘探及煤的利用,矿井的延续可使本地区的资源优势转化为经济优势,带动地方经济发展,具有较好的经济效益和社会效益。
(七) 存在的主要问题及建议
1)对煤层瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性、冲击地压等分析研究较少。
2)地质资料中水文地质工作不够深入,未对老窑、采空区的分布及积水情况等作详细调查,建议对该区进行专门性水文地质工程地质研究,分析其突水产生的条件及突水情况下可能对矿山造成影响。因此矿井必须进一步加强水文地质工作,详细调查老窑采空区分布及积水情况,并将调查结果标于井上下对照图上。同时对井下涌水量进行动态观测,切实弄清地表水和地下水、矿井充水因素、矿井涌水量等资料。
3)地质资料所描绘的煤层露头、圈定的采空区位置及范围与实际有出入,矿井必须尽快详细调查。
4)加强煤层底板茅口灰岩含水情况调查、勘探,为下部煤层开采提供依据。
5)矿井需在生产过程中,加强地质勘探工作,以更好地指导安全生产。
5)开采过程中,要依照设计资料留设河流、村庄等保安煤柱,设计要求尽可能的进行村庄搬迁;要搞好自然生态环境的保护。