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陕西淳化姜家河煤矿有限公司矿井灾害预防与处理计划.doc
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1、矿井灾害预防与处理计划陕西淳化姜家河煤矿有限公司矿井灾害预防与处理计划二零一六年一月学习记录表目 录第一章 地质概况7一、井田地层、煤层及地质构造7(一)地层7(二)煤层特征8(三)地质构造9二、煤质9(一)煤的物理性质及煤岩特征9(二)化学性质、工艺性能及煤类10三、水文地质条件11(一)区域水文地质概况11(二)井田水文地质11(三)地下水的补给、径流、排泄条件13(四)水文地质类型14(五)充水因素分析14(六)矿井涌水量14四、其它开采技术条件14(一)瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温15(二)煤层顶、底板15五、井田勘查程度16(一)勘探程度16(二)存在的主要问题16(三)建设条件综合评
2、述16六、灾害预兆17(一)煤炭自然发火的预兆17(二)冒顶预兆17(三)透水预兆18第二章 矿井开拓开采18一、开拓开采18二、采区划分及开采顺序18第三章 矿井灾害预防措施19一、顶板事故预防措施19二、煤尘爆炸预防措施19(一)健全防尘系统19(二)认真落实消尘制度20(三)严格粉尘监测20(四)防止井下出现火源20(五)隔爆设施的设置21三、防止火灾的措施21(一)开采技术措施21(二)回采工作面防火措施21(三)自然发火预测预报制度22(四)建立健全防灭火系统23(五)火区管理23(六)防灭火管理24四、瓦斯爆炸预防措施26(一)加强通风管理26(二)防止瓦斯超限积聚27五、煤与瓦斯
3、突出预防措施27六、矿井水灾预防措施27七、冲击地压预防措施31八、提升、运输事故预防措施31(一)胶带运输事故防治31(二)轨道运输灾害预防措施32九、机电灾害的预防措施34第四章 矿井灾害应变措施37一、总则37二、顶板事故37三、水灾事故38四、矿井火灾事故38第五章 矿井发生事故后的处理程序42一、 事故的汇报、通知方法和顺序42(一)事故的汇报程序和通知方法42二、处理事故的组织43三、 处理事故的组织领导、有关部门及负责人的职责和任务43(一)救灾指挥部的职责43(二)指挥部有关人员的职责44第六章 矿井避灾路线47一、水灾事故避灾路线47二、瓦斯煤尘爆炸事故、火灾事故、瓦斯突出事
4、故避灾路线47三、矿山救护演习48四、处理事故的技术资料49附表1:地面消防材料库备用品表50附表2:井下消防材料库备用品表53附表3:监控分站布置表55附表4:各类传感器配置表56附表5:矿井通风安全基本装备一览表57附表6:辅助矿山救护队技术装备57附表7:安全机构人员配备表59第一章 地质概况 一、井田地层、煤层及地质构造(一)地层姜家河井田地层由老到新叙述如下:1.三叠系中统铜川组(T2t)含煤地层基底,全区分布,浅湖相沉积物,主要以灰色、灰绿色粉砂岩、泥岩为主,夹薄层灰绿色细粒砂、粉砂岩块状,具滑面;含煤屑及植物碎片。2.侏罗系下统富县组(J1f)主要为灰紫、紫红、黄褐色泥岩残积相沉
5、积物,块状,具滑面,易碎,局部顶部为灰色含铝质泥岩,基本全井田分布,厚度018.40m,平均厚度7.11m,与下伏地层假整合接触。3.侏罗系中下统延安组(J12y)该组为含煤地层,全井田分布,保留下部第一段及第二段下部部分地层。以深灰色粉砂岩、灰黑色炭质泥岩、泥岩和42煤层为主,上部多为灰白色中、细粒砂岩和粉砂岩,厚度042.70m,平均厚度为21.11m,与下伏地层假整合接触。4.侏罗系中统直罗组(J2z)全井田分布,分为上、下两段。下段:以灰紫、灰绿、灰白色中、粗粒砂岩为主,夹薄层紫色粉砂岩、泥岩。成分以长石、石英为主。交错层理发育,分选差,泥钙质胶结,含黄铁矿结核,为河流相沉积,厚度12
6、.0045.70m,平均厚度28.02m。与下伏地层假整合接触。上段:以紫灰、紫红、灰绿色粉砂岩、砂质泥岩为主,夹薄层砂砾岩、中粗粒砂岩、粉砂岩,泥岩为块状结构,具滑面,偶含铁质鲕粒、砂、砾岩,成分以长石、石英为主,分选差,泥质胶结,为冲积相沉积,厚度20.2070.00mm,平均厚度为40.07m。5.白垩系下统(K1)本井田仅见宜君组和洛河组地层。(1)宜君组(K1y):棕红色、杂色砾岩,成分以灰岩、石英岩砾岩为主,次圆状,分选差,泥钙质胶结,砂质充填,为扇带沉积,厚度6.0019.00m,平均厚度13.03m。与下伏地层整合接触。(2)洛河组(K1l):分为上、下两段。下段:棕红色中粒砂
7、岩,成分以长石、石英为主,具大型交错层理,夹透镜状砾岩层,泥质胶结,分选中等,厚度41.61129.09m,平均厚度96.53m。与下伏地层融合接触。上段:棕红色砾岩,成分以灰岩、石英岩砾石为主,滚圆度好,多成次圆状,粒径最大为60cm,一般35cm。泥钙质胶结,分选差,常构成悬崖陡壁,厚度0196.09m,平均厚度95.86m。6.第四系上更新统马兰组(Q3m)除河道及主沟外,全区分布为浅黄色亚粘土、亚沙土,具柱状节理,含透镜状钙质结核层。顶部为风化次生植被层,下部为浅棕黄色亚粘土,较坚硬,厚度090.48m,平均厚度36.90m。与下伏地层不整合接触。7.第四系全新统冲积层(Q4al)分布
8、于河道及主沟内,多为砂、砾石,砾石岩性为石灰岩、石英岩等。与下伏基岩地层不整合接触。(二)煤层特征井田内侏罗系中下统延安组含有两层煤,自下而上编号为43、42煤层,42煤层为可采煤层,43煤层为不可采煤层。煤层总厚度为2.26m,含煤地层总厚平均为21.11m,含煤系数为10.7%。井田内可采煤层仅一层,即42煤层,煤厚03.30m,平均厚度2.17m,其中北部基本为中厚煤层,向南、东、西边逐渐减薄,直至尖灭。煤层结构简单一般含夹矸一层厚00.3m,可采面积3.698km2,属唯一的大部分可采的较稳定煤层。顶板岩性以粉砂岩、泥岩为主,细砂岩、炭质泥岩次之,粉砂岩分布于井田东南部和西南部,泥岩分
9、布于中北部,细砂岩分布于中西部。一般有伪顶,岩性为泥岩,底板以炭质泥岩为主,泥岩次之。(三)地质构造旬耀矿区位于鄂尔多斯盆地南缘,渭北坳陷带中段。井田处于矿区南部,玉家门石门关背斜与走马关背斜之间。其基本构造形态为以轴向呈南西西北东东向延展的七里川向斜,其东南倾角2左右,西北倾角3左右。其东部转折端倾角4左右,幅度30m左右。未发现断裂构造。无岩浆活动。属构造简单型。二、煤质(一)煤的物理性质及煤岩特征煤层为黑色块状,局部粉末状,粉色为深褐色到褐黑色,沥青光泽到弱玻璃光泽,断口呈参差状、阶梯状、局部贝壳状,条带状结构,层状构造,具水平及微波状层理。内生裂隙发育并有方解石及黄铁矿薄膜充填,含少量
10、黄铁矿结核,质硬而脆。煤层易燃,烟浓、焰长,不具有熔融膨胀现象。煤层由亮煤、暗煤、丝炭和镜煤组成。煤层以半亮和半暗型煤为主,上部以半亮型煤为主,下部以半暗型煤为主。半暗型煤中可见明显的丝炭夹层,半亮型煤中可见镜煤条带及透镜体。煤层镜质组和半镜质组总含量为27.0%,半丝和丝质组总含量为66.7%,稳定组分含量1.9%,有机总量95.6%,无机组分主要为碳酸盐,次为粘土矿物,少量硫化物。因丝质组分较高,是煤层不具粘结性的主要原因。以上特征表明,井田内煤层属低变质阶段烟煤,即长焰煤和不粘煤。(二)化学性质、工艺性能及煤类(1)煤的工业分析水分:原煤水分含量为6.64%1(K1l)1.05%,平均为
11、9.15%;浮煤水分含量为4.68%12.57%,平均为9.90%。灰分:原煤灰分产率为11.52%26.83%,平均为16.79%;浮煤灰分产率为5.14%6.97%,平均为6.20%。挥发分:原煤挥发分产率为32.20%38.04%。平均为35.12%;浮煤挥发分产率为33.73%39.66%,平均为34.44%。(2)煤的元素分析原煤可燃基含碳量稳定,变化在77.8%980.29%之间,平均79.39%;氢含量变化在4.52%5.08%之间,平均4.66%;氮含量变化在0.9%21.01%之间,平均0.95%;氧含量变化在11.71%13.95%之间,平均12.60%。浮煤可燃机含碳量稳
12、定,变化在77.89%80.29%之间,平均79.39%;氢含量变化在4.71%5.18%之间,平均4.83%;氮含量变化在0.84%1.10%之间,平均0.98%;氧含量变化在12.85%16.22%之间,平均14.02%。(3)煤中有害元素原煤全硫含量为0.39%5.68%,平均2.82%;浮煤全硫含量为0.33%1.28%,平均0.94%。以富硫煤为主,次为中高硫煤。硫分的变化规律是由西向东逐渐递增的趋势。原煤磷含量为0.00%20.062%,平均0.023%。以低磷煤为主,次为特低磷煤。原煤砷含量为28PPm,平均大于3PPm。原煤氯含量为0.007%0.021%。(4)煤的工艺性能粘
13、结性和结焦性:井田内煤层粘结指数均为零,焦渣特征为2,罗加指数为0.39。说明煤层不具粘结性,结焦性能差。煤的发热量:原煤干基低位发热量变化在21.0528.04MJ/kg之间,平均25.62MJ/kg。可燃基低位发热量变化在28.7932.60MJ/kg之间,平均30.79MJ/kg。为中高发热量煤。煤的低温干馏:煤层中焦油产率变化在7.412.4%之间,平均8.1%。半焦在66.572.9%之间,平均69.9%,属富油煤。煤灰成分和灰熔融性:煤灰成分中主要以二氧化硅为主,次为三氧化二铝和三氧化二铁,氧化钙、氧化镁、三氧化硫、氧化钾、氧化钠、氧化钛、二氧化锰均为少量。煤灰熔融性变化在1120
14、1410之间,平均小于1250,属低熔灰分煤。煤层中三氧化二铁、氧化钙、氧化镁含量相对较高,是煤灰熔融性降低的主要原因。三、水文地质条件(一)区域水文地质概况矿区位于陕北黄土高原南部,据地表出露和钻孔揭露,区域地层岩性主要有中生代碎屑岩、粘土岩及新生代松散沉积物组成。岩石粒度粗、细相间成层分布,使区域地下水的赋存与运移也具一定的成层特征。区域构造总的特点为由南东向北西缓倾斜的单斜褶皱,在此基础上发育着次级轴向东西至北东向的宽缓褶曲,地层产状平缓,构造简单。区域主要含水层划分为:第四系松散孔隙、裂隙含水层,下白垩统洛河组砂岩裂隙含水层,直罗组下段砂岩裂隙含水层。(二)井田水文地质1.地表水体本井
15、田内主要河流为七里川河,自东北向西南流入泾河,其上游为七里川水库。七里川河水流量甚微,其流量受七里川水库截流影响,一般情况处于无水状态。七里川水库的库容量为326万m3。2.含(隔)水层(1)第四系全新统冲、洪积潜水含水层(Q4al)主要分布七里川河谷及大的沟谷之中,岩性为冲、洪积砂砾石层,砾石成分以灰岩为主,一般厚度在11m左右,无泉水出露。在河谷部分地区,地下水以明流变潜流。该层透水性能好,与地表水及基岩风化裂隙有密切联系,属中等富水岩层。(2)第四系上层更新统黄土裂隙、孔隙潜水含水层(Q3m)井田内分布面积较大,厚度30.8589.08m ,一般在41.83m。岩性为浅黄色亚粘土、亚砂土
16、,垂直裂隙发育,含透镜状钙质结核层。钻孔涌水量0.59L/s,单位涌水量0.0128L/ sm,矿化度0.265g/l,水质HCO3Ca.Mg型水,属弱富水岩层。(3)白垩系下统洛河组砂岩裂隙含水层(K1l)井田内均有分布,最大厚度308.67m,平均厚度192.23m。岩性为上部棕红色砾岩,下部中粗粒砂岩。成分以石英、长石为主。泥质胶结,分选较差,具大型交错层理夹透镜状砂石层。井田内该层无泉水出露,区域内泉水出露甚多,最大流量0.78L/s。钻孔涌水量0.3114.32L/s,单位涌水量0.00990.68L/sm,矿化度0.52g/l,水质为HCO3Na.Mg和CO3Ca.Mg型水。属中等
17、富水岩层。(4)白垩系下统宜君组隔水层(K1y)井田内均有分布,最大厚度19.00m,平均厚度13.03m。岩性为棕红色、杂色砾岩,砾石由灰岩、石英岩等组成,次圆状,分选差,泥钙质胶结,砂质充填,胶结致密。区内该层有个别泉点出露,但流量甚微,可作为井田内的隔水层之一。(5)侏罗系中统直罗组上段隔水层(J2z)该段井田内未出露,最大厚度71.00m,平均厚度40.07m。岩性以灰紫、紫红及灰绿色粉砂岩、砂质泥岩为主,泥质胶结。本段地层分布稳定,厚度大,可作为上、下含水层的隔水层。(6)侏罗系中统直罗组及延安组砂岩裂隙含水层(J2z +J12y)该组地层未见出露,井田内均有分布,上部直罗组下段砂岩
18、平均厚度28.02m,岩性以灰绿、灰紫、灰白色中粗粒砂岩为主,下部延安组砂岩平均厚度21.11m,岩性主要由灰白色细砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩及煤层组成,井田内均无泉出露,钻孔未发现漏水与涌水现象。该组合层为弱富水含水层。(7)侏罗系下统富县组隔水层(J1f)该层在井田内分布不均,最大厚度18.40m,平均7.11m,岩性以灰紫、紫红、黄褐色泥岩为主。局部地段为灰色铝质泥岩,为井田局部隔水层。(8)三叠系中统铜川组砂岩裂隙含水层(T2t)该层厚度不详,最大厚度89.83m。岩性以灰色、灰绿色粉砂岩,灰色泥岩为主,夹薄层灰绿色细粒砂岩。该组地层在矿区有泉水出露。流量0.012.98L/s,水质为H
19、CO3.SO4Ca.Mg型水。属中等富水岩层。(三)地下水的补给、径流、排泄条件井田基本为黄土覆盖,仅沿大沟内有洛河砂岩出露。地下水主要以大气降水补给为主,基岩地下水接受黄土地下水的间接补给。据塬区水井水位资料反映,在梁区分布的井1、井3、井4水井水位高,高程分别为+1484.06m、+1491.48m、+1481.09m,在残塬边部布置的水井水位急剧降低。由于沟谷的切割,地下水以泉的形式泄出。总之,黄土地下水接受降雨补给,残塬地下水流动与地形基本一致,在含水层被切割时,便以泉的形式泄出地表,各主要沟谷为其排泄通道。(四)水文地质类型本井田地质构造简单,地层产状平缓,为一轴向呈北东东向延伸的七
20、里川向斜。井田内地表水体少,泉水出露流量小。煤层直接充水含水层为直罗组下段砂岩裂隙含水层及延安组裂隙含水层。该含水地层富水性弱,补给来源差。故本井田水文地质类型为以裂隙充水为主的简单型即二类一型。(五)充水因素分析七里川河河谷最低侵蚀基准面标高为+1315m,煤层底板标高+1180m,煤层埋深140m以下。白垩系下统宜君组隔水层(K1y)和侏罗系中统直罗组上段隔水层(J2z),两个隔水层可作为上、下含水层的隔水层。矿井在侵蚀基准面以下开采,矿井充水主要为煤层顶板砂岩水。在向斜的轴部煤层厚,延安组的厚度也相应增厚,而在向斜翼部及转折端,煤层厚度逐渐变小,以致尖灭,延安组的厚度也相应变薄。从地形上
21、看,安子洼煤矿处于几个沟的源头,有利于降水的排泄,而不利于降水的补给。与安子洼煤层相比,姜家河煤层的底板较低。加上有较大的地表水体七里川水库的存在,又增加了矿井充水因素分析的难度。(六)矿井涌水量矿井可采煤层为42煤层,直接充水含水层位于直罗组下段砂岩及延安组砂岩。含水层接受大气降水补给,也同时接受地下水侧向迳流补给。由于矿区对该层无定性、定量的资料。因此采用邻近矿井水文资料进行矿井涌水量计算。矿井涌水量计算采用姜家河东南端的安子洼煤矿及相邻的七里川煤矿2006年涌水量资料利用比拟法计算。矿井正常涌水系数取1.34,最大涌水系数取2.8。计算结果:未来矿井正常涌水量40m3/h,最大涌水量85
22、m3/h。四、其它开采技术条件(一)瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温1.瓦斯42煤层自然瓦斯成分中甲烷含量变化在4.33%29.5%之间,氮气含量变化在69.68%94.52%之间,二氧化碳少量,属二氧化碳氮气带到氮气瓦斯带。2.煤尘通过煤尘爆炸性测试,42煤层煤尘其逆向火焰长度为大于400mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉量70%,煤尘具有爆炸危险性。3.煤的自燃通过煤样测试, 42煤层属容易自燃的煤层。42煤层氧化程度高,氧化后着火点降低,易引起煤层自燃。加之其丝炭含量较高,是煤层易自燃的一个主要原因。4.地温根据对J1号钻孔进行的简易测量地温工作。测量结果,地温由浅递增,在320m内变化正常,地温梯度
23、为2.2/百米。在320400mm之间地温梯度达5.6/百米,属地温异常区,但其孔底400m处井温为22(42煤层底板深度为366.62m)。本井田开采无高温热害现象。(二)煤层顶、底板1.顶板(1)伪顶:主要分布于井田西部,以灰黑色泥岩为主,厚0.250.50m。(2)直接顶:为灰黑色粉砂岩(f=2.79)及泥岩,泥岩块状,粉砂岩质地均匀,显波状水平层理,易膨胀。岩石为不坚固岩石,厚0.5510.54m。(3)基本顶:以细粒长石石英砂岩为主,灰白色,中厚厚层状,(f=3.98),为中等坚硬岩石,。2.底板以棕黑色黑色炭质泥岩为主,呈薄片状,发育水平层理,易沿层理面张裂,遇水易膨胀,易发生底鼓
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