煤矿紧急避险系统设计方案范例

煤矿紧急避险系统设计方案范例说明书二〇一二年二月1前言一、概述××煤矿位于××省××市××镇境内，分属××、××两市管辖，距××市约××千米，距离××市约××千米。地理坐标北纬××′××″～××′××″，东经××°××′××″～××°××′××″，西南部以××铁路保护煤柱线为界，浅部以煤层露头为界，北部与××煤矿相邻，东北部以F33断层为界。井田东西走向长6.5公里，南北倾斜宽1.5～5.7公里，面积16.11平方公里。矿井由南京煤炭设计研究院设计，设计生产能力90万吨/年，2006年核定生产能力为220万吨/年。矿井于1996年5月1日井筒开工建设，矿井开拓方式为立井暗斜井联合开拓，一水平标高为－505m，二水平标高为－850m，三水平为－1030m。矿井通风方式为中央并列抽出式。目前一水平已开采结束，矿井生产及开拓主要集中在-850m水平及-1030m水平。全矿地质总储量22694.1万吨，其中能利用储量（A+B+C+D）14814.2万吨。在能利用储量中，工业储量（A+B+C）11406.2万吨。其中高级储量（A+B）6394.1万吨,占工业储量56.1%。远景储量（D级）3408.0万吨,可采储量5251.6万吨。本井田范围内可采，局部可采煤层共7层，分别为2上，3，6，10下，15上，16上，17层。采煤方法为走向长壁后退式综合机械化采煤法及综采放顶煤采煤法。2××煤矿井下存在发生冲击地压、水灾、火灾、瓦斯煤尘爆炸等灾害事故的可能性，对井下矿工生命安全造成潜在危害。为进一步提高煤矿安全防护和应急救援水平，确保在井下发生紧急情况下，为遇险人员安全避险提供生命保障，根据《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发[2010]23号）以及《煤矿井下避难所试点建设基本要求》（试行）；煤安监司函办[2009]34号，《国家煤矿安监局办公室关于做好煤矿井下避难所(救生舱)建设试点项目申报工作的通知》等相关文件要求，结合××煤矿实际情况，受××煤矿委托，编制完成了《××煤矿井下紧急避险系统初步设计》。二、设计依据1、《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发[2010]23号）；2、《煤矿井下避难所试点建设基本要求》（试行），煤安监司函办[2009]34号；3、《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》，安监总煤装[2010]146号文件的通知；4、《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，安监总煤装[2011]15号文件的通知；5、《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》；6、关于印发《××省煤矿井下紧急避险系统建设监督管理办法（试行）》的通知，鲁煤安管[2011]51号文；7、《煤矿矿井井底车场硐室设计规范》（MTT5026-2009）；38、《煤炭工业矿井设计规范》；9、《煤矿安全规程》国家安全生产监督管理总局颁布，2010年1月21日实施；10、《煤矿安全工程设计》；11、《煤矿安全规程》2011版；12、××煤矿提供的相关技术资料。三、设计指导思想1、坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，结合矿区安全生产实际情况，围绕煤矿井下可能出现矿井火灾、煤尘爆炸、瓦斯爆炸等灾变情况，使矿工在应急避难装置的掩护下成功避险或等待救援，保障职工生命安全。2、根据矿井采掘期间实际及可能发生的灾变情况，合理建设紧急避险设施，合理设置避灾路线，科学编制应急预案。3、紧急避险系统与煤矿原有监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相互连接，在紧急避险系统安全防护功能基础上，依靠其他避险系统的支持，提升紧急避险系统的安全防护能力，实现井下各避难所与井上指挥中心平台双向信号传输。4、在符合相关要求，满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资。5、因地制宜地采用新技术、新工艺、新装备、新材料。6、尽量利用原有的巷道、不增加开拓费用。47、避难所及各系统设备选型留有余地，能充分满足区域内避难人员数量的需求，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，按规定留有一定的备用系数。8、紧急避险设施的设置与矿井避灾路线相结合，紧急避险设施设置清晰、醒目的标识。紧急避险系统并随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善，包括紧急避险设施、配套系统、避灾路线和应急预案等。9、设计是按照矿方所提出的开采3号煤层时的基本情况做的，其他煤层暂未考虑。5第一章矿井基本情况第一节矿井概况及地质特征一、矿井概况××井田即原××煤田之东北部××井田，地理坐标东经116°50′12〃～116°54′00″，北纬35°33′12″～35°36′10″。西到京沪铁路保护煤柱线，东北部以×××矿为界，南隔×××断层与×××矿相邻。该井田为冲积平原，地势平坦，大部为农田。××、××、××三条铁路在××交汇，335国道横贯井田东西，各村间均有简易公路相连，交通便利。矿井于1996年5月开工建设，2001年1月1日正式移交生产，设计年产量90万吨/年。2006年核定生产能力为220万吨/年。矿井主采3煤，采煤方法为走向长壁后退式综合机械化采煤法及综采放顶煤采煤法。全矿共布置3个回采工作面，8个掘进头进行生产。矿井采用立井多水平分区式上下山开拓，设有主井、副井（兼回风）。矿井共分三个水平、一水平为-505m水平，南翼通过轨道下山（进风）、皮带下山（回风）、回风下山（行人）、三条暗斜井与-850水平相连接。北翼通过13采区进风行人下山、13采区皮带下山、两条暗斜井与-850m水平相连接。-850m水平通过轨道下山（进风）、皮带下山（回风）、进风行人下山（进风）、三条暗斜井与-1030m水平连接。6二、主要地质特征㈠煤层在本水平设计范围内，共有煤层三层即2上煤、2煤及3煤层，其中2上煤、2煤赋存不稳定，本区内不可采，3煤为主要可采煤层，平均厚度8.5m。3煤位于山西组下部，距山西组底界10米左右，下距三灰50米，区内共有15个钻孔揭露，两极厚度6.91～9.32米，变化不大，结构简单，说明3煤原始沉积稳定。3煤的直接顶板为灰黑色或深灰色粉砂岩、砂质泥岩，厚度1.0～2.5米，均厚1.5米，含植物化石多，老顶为灰白色巨厚层的中粒砂岩，层理不明显，暗色矿物多，局部相变为细砂岩，坚硬，层理类型多。3煤直接底板为砂质泥岩，局部为粉砂岩，厚度0.7～1.5米，平均1.0米，老底常常为细砂岩，厚度2.0～5.5米，3煤底板岩石中常见FeS2矿物。㈡3煤的顶底板岩性特征1、老顶多为灰白色巨厚层中粗粒砂岩，坚硬，厚度在4.20～26.0米之间，平均厚度在12米左右，直接顶为细砂岩为主，有时为细砂岩和粉砂岩互层，厚度2.0～6.0米，平均3.5米；伪顶为泥岩，厚度0.05～1.0米，易碎，含植物化石。根据检测，砂质泥岩及粉砂岩的抗压强度562～967kg/cm2,孔隙率1.9～4.5％，泥岩的抗压强度为491kg/cm2，属中等稳定—稳定顶板。2、3煤的直接底以泥岩、砂泥岩、粉砂岩为主，孔隙率2.3～3.8％。泥岩厚度1.0米，根据揭露情况，泥岩遇到水常常膨胀底鼓。粉砂岩厚度1.5米，含植物化石及黄铁矿晶体，较硬。3煤的老底为细砂岩，坚硬，含黄铁矿，厚度范围在2.5～5.70米，平均厚度3.5米。7㈢构造区内构造以断层为主，断层展布方向以北西向为主，F18断层以北逐渐出现北西向断层和北东向断层构造相交，深部断层明显的受峄山断层影响，而上部的断层构造受×××断层控制。另外局部发育小型褶曲构造，规模不大。根据××煤矿《建井地质报告》的成果，整个井田按照断层构造的复杂程度划分为3个区。构造相对简单区：位于F14断层和F1断层之间，F1断层即为×××断层，该区断层相对数量较少。构造中等区：在F14断层与F27断层之间，该区分布一定数量的落差大于50米的大型断层，主要有F18、F19、F19-5、F25、F24等，断层主要展布方向为北西方向，断层展布规律性强，整体上形成向南西下降的阶梯状组合，往西北方向断层构造逐渐复杂，煤层完整性逐渐降低，大型断层之间虽然发育较多的中小型断层，但是断层之间保留了一定面积的含煤地段。构造复杂区：F27断层以东，断层落差大而密集，相互切割，煤层破坏严重，控制程度较低。1.断层区内断层力学性质以压应力为主，通过先扭后张的形变形成了张扭性断层，通过勘探成果和上部水平揭露的情况看，断层带闭合性好，导水性8差。本区断层构造一般为正断层，另外发育有四条逆断层，多为中小或者小型断层。根据上部两个水平的开采揭露的断层情况看，断层构造的发育有如下特点：浅部水平的断层组合形态不少表现为地垒和地堑，比如2106工作面推进揭露的断层组合形态为明显的地垒和地堑。深部断层的组合形态比较复杂多变，“入”字形、雁行式、共轭式等多种组合形态并存。正断层多数为高角度断层，基本在70°左右，断层两盘的煤层厚度变化一般不大，但是存在个别断层两盘附近煤层挤压严重，煤厚变薄，甚至尖灭的现象。浅部及西南部构造受×××断层影响比较明显，深部构造则多数表现出受峄山断层影响的迹象。落差大于50米的大型断层揭露时具有一定的宽度，有的宽度较大，如F14断层，表现为多条断层的组合形态，说明大型断层为多期构造活动形成。断层构造控制了煤层的赋存形态，破坏了煤层的完整性，受到断层切割的地层往往破碎，使水文地质条件变复杂，给开采带来较大困难。第二节矿井开采现状及生产规划一、开采现状××井主采煤层为3层煤，截止到2011年5月，矿井生产采区共有3个，共布置3个回采工作面。分别为21采区2103工作面、22采区2203工9作面、13采区1316工作面。其中2103工作面和2203工作面均为倾斜长臂采煤方法仰斜开采，1316工作面为倾斜长臂采煤方法俯斜开采。工作面采用综合机械化放顶煤开采方式，全部垮落法管理顶板。全矿共布置掘进迎头8个，准备巷道掘进头4个、开拓巷道掘进头4个。二、2012年矿井生产规划预计2012年××煤矿计划年产量220万吨，计划掘进进尺m。预计2012年6月份××煤矿采掘接续情况如下：采煤一工区回采3205工作面、采煤二工区回采3203工作面、采煤三工区回采3301工作面、综掘工区施工3207工作面和3202工作面两顺槽。掘二一队施工-1030m北翼皮带巷、掘二二队施工-1030m北翼轨道巷。掘一一队施工-1030m南翼轨道巷、掘一二队施工-1030m南翼皮带巷。机修工区在3206工作面进行安装工作。第三节矿井安全生产现状及主要灾害分析一、安全生产现状××煤矿井下地质构造较为复杂，埋藏较深，一般在690～1600m、地压较大，煤尘具爆炸性，多种自然灾害如冲击地压、煤层自燃、顶板、提升运输等隐患多年来一直困扰矿井的安全生产。但是，××煤矿具有多年的安全管理经验，通过充分预防治理目前矿井安全生产状况良好，各类矿10井隐患处于有效控制和及时处理状态。二、主要灾害分析1、冲击地压2005年在开采-850m水平2106工作面时首次发生冲击地压，根据有关规定定为冲击地压矿井，经煤炭科学总院北京开采研究所鉴定3煤为具有强冲击倾向性煤层，3煤顶底板岩石为弱冲击倾向性岩石，而且与开采深度关系密切。2006年2月15日在该矿2203工作面掘进迎头发生一次冲击地压事故死亡1人，轻伤5人。预计随着开采深度的增加，预计三水平的煤层冲击地压倾向会逐渐增加，检测和防治的难度会有所增加。冲击地压的危害：××煤矿所采煤层3煤具有强烈冲击倾向性，如发生冲击地压事故可能造成的严重后果，积聚在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，产生的动力将煤岩抛向巷道，造成部分巷道堵塞或垮落；造成支架与设备损坏；还会引发瓦斯突出、煤尘爆炸、火灾和水灾；干扰通风系统；严重时造成地面震动和建筑物破坏等。所以冲击地压是重大危险源。2、水灾××煤矿矿井生产不受地表水和大气降水的影响，井下各含水层除奥陶系灰岩外均可疏干，由于奥灰与17层煤垂直间距平均46.49m，将来下组煤开采时有突水的可能，需要采取疏降措施。矿井主要水害威胁为老空水、临近矿井水害威胁和断层水威胁。11因采掘后废巷及采空区积水，