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..云盖山煤矿二矿综采放顶煤开采可行性技术论证2017年3月22日.v...目录一、矿井概况11、地理位置与交通12、矿井地质构造13、煤层条件及顶底板岩性24、瓦斯、煤尘45、矿井水文地质情况5二、矿井建设51、通风系统62、抽采系统63、排水系统64、供电系统65、提升系统7三、采煤方法确定71、工作面采煤方法确定72、工作面参数73、工作面设备选型及配套8四、顶板、顶煤可冒性分析111.开采深度112.煤层强度123.煤层厚度124.煤层夹矸12.v...5.煤层顶板126.顶煤节理裂隙12五、抬顶煤工艺121.抬顶煤要求122.抬顶煤工艺12六、放顶煤工艺13七、回采工作面通风方式及合理性分析14八、瓦斯灾害因素分析及防治151.矿井历年瓦斯资料统计152.矿井瓦斯涌出分析153.瓦斯涌出量结果154.瓦斯防治15九、煤层、自燃发灭火灾害因素分析及防治16十、水文地质灾害因素分析及防治201、矿井充水条件202.矿井充水因素203.防治措施22十一、总结23.v...云盖山煤矿二矿综采放顶煤开采可行性技术论证一、矿井概况1、地理位置与交通云盖山煤矿云煤二矿位于XX市西南部35km处的磨街乡境，行政隶属于磨街乡门村。其地理极值坐标为：东经113°09′33″～113°11′50″，北纬34°07′31″～34°09′10″。矿区东西长约3km，南北宽约3km，面积6.0064km2。XX市通向文殊乡及磨街乡的柏油公路纵贯全区，磨街至神后柏油公路从矿区经过，"村村通”水泥公路网遍布全区。向北可通往登封、；向东经XX市可达市；向南经神垕镇可至郏县、、宝丰、临汝等地；东南部平禹煤电公司五矿尚有762型窄轨铁路经XX市至市与京广铁路相接，交通方便。见图1-1。图1-1交通位置图2、矿井地质构造云盖山煤矿二矿是云盖山井田的一部分，位于井田西南部，本区含煤地层由老至新依次为石炭系组，二叠系组、下石盒子组和上石盒子组，总厚度约665m，划分9个煤段（以往划分8个煤段），含煤43余层，煤层总厚度11.41m，含煤系数1.72%。可采煤层4层，二1煤层全区可采，四2、六2、七4煤层局部可采，可采煤层厚度5.82m，可采含煤系数0.88%。本区位于角子山背斜南翼，景家洼向斜北翼。矿区基本构造形态.v...为走向北东，倾向南东的单斜构造。煤层倾角13°～20°，走向NE35°～42°；倾向SE55°～48°；区断裂发育，主要为走向正断层（北东向），并把井田切割为三个块段。浅部的花沟断层是井田的上部边界，深部下白峪断层是井田的下部边界，南部深部的风阳山断层与北部花沟断层组成地垒，西端的牛颈山斜交正断层与风阳山断层组成阶梯状断块，中部发育数条走向北东、倾向南东的小型正断层。根据补勘三维地震资料，区落差H≥100m的断层2条，落差50m≤H<100m的断层6条，落差5m≤H<50m的断层21条，落差H<5m的断层12条。2.1岩浆岩体分布根据区域资料、钻孔及实际生产揭露，区浅层无岩浆岩侵入及出露。2.2地质构造复杂程度评价受区域构造的影响，本区断裂构造较为发育，且以高角度正断层为主，伴有小型断层和褶皱。矿区围构造形态总体呈平缓的单斜构造，含煤地层沿走向、倾向的产状有一定变化，并伴有断裂及次级小断裂及小规模皱曲发育。对采区的合理划分和采煤工作面的连续推进有一定影响。区无岩浆岩发育。综上所述，依据《煤矿地质工作规定》第十一条规定，云煤二矿地质构造复杂程度应为中等。3、煤层条件及顶底板岩性.v...3.1煤层条件矿井主采煤层为二煤层，二煤层位于组下部，大占砂岩（标）115之下，下距组顶部灰岩顶面一般5.41～26.94m，平均11.84m。上距四煤层160m，距砂锅窑砂岩底68m。二煤层厚度0～15.00m，平21均3.70m。总体矿区二煤层煤厚变化为中间厚两端薄，矿区110线以东有1一个较大的薄煤区，局部不可采至无煤。矿区二煤层局部煤厚变化1比较大。走向上西南端106勘探线以西，煤层发育稍差，煤层厚度0.73～9m，平均为3.69m；108～110勘探线附近，煤层发育最好的块段，煤层厚度0.88～14.05m，平均为6.57m，煤厚比较稳定；110～矿区边界之间为一条走向宽约1km沿北西方向延伸的薄煤带，为区煤层发育和保存最差的一个条带，4个钻孔煤厚不可采，煤厚0～7.23m，平均1.46m；107～109勘探线附近，煤层发育比较好，煤厚0.73～14.05m，平均为7.04m，煤厚比较稳定，大部分煤厚都在6m以上。通过矿井生产井巷揭露煤厚，二煤层煤厚围0～15.00m，平均15.23m；特别在同一个采区煤厚变化不大，相比较西部采区的煤厚变化比东部采区煤厚变化大；除东部边界附近煤厚比较薄外，其他区域煤层都比较厚。二煤层底板标高为+270m～–260m，埋深80～610m。1根据我矿已采的多个综放工作面，揭露煤层厚度一般均为0.1-14.10之间，平均厚度为4.8米，按采煤机割煤2.2米，放顶煤高.v...度为2.4米，采放比为1：1.09。3.2二煤层顶、底板及夹矸1二煤层结构简单，大部不含夹矸，局部偶见一层或数层薄而不1稳定的炭质泥岩、深灰色泥岩或砂岩夹矸。二煤层直接顶板多为厚而坚硬的灰白色中粒岩屑石英砂岩(大1占砂岩，S)，东北端及中部零星部位直接顶板为深灰色粉砂岩和砂质d泥岩；底板为深灰色砂质泥岩，伪底为炭质泥岩和灰色根土泥岩。1-3-1：煤层顶底板情况表厚度（m）顶底板岩石名称最小～最大岩性描述平均灰色，中厚层状，成份以石英为主，次为2.53-13.18长石，层面含炭膜及白云母片，钙、硅质胶结，基本顶细粒砂岩7.75具水平层理，局部显斜层理，上部偶见不规则的泥质包体。灰白色～灰色，中层厚状，成分以石英为1.60-9.78主，次为长石，层面含大量的大量白云母片及直接顶中粒砂岩5.62炭膜，次圆状，分选好，钙、硅质胶结，具水平层理，底部含菱铁质碎块，有裂隙。褐黑色、黑色，薄层状或鳞片状，具滑面，炭质泥岩0.44-6.59直接底局部夹煤线，层间偶见钙质薄膜，质软，遇水泥岩2.50易膨胀。深灰色，薄层状或板状，间夹线理状-条带1.15-11.13粉砂岩状浅灰色细粒砂岩，黑白相间呈互层，显波状基本底2.50层理，局部有细粒砂岩透镜体及黄铁矿结核。4、瓦斯、煤尘瓦斯：根据2014年省工业和信息化厅的批复为煤与瓦斯突出矿井，根据2016年矿井瓦斯涌出量测定报告，矿井绝对瓦斯涌出量5.53m³/min,相对瓦斯涌出量为6.22m³/t。.v...发火期：根据2014年4月10日正方圆重矿机械检验技术XX公司检验报告为自燃倾向等级为Ⅲ类，不易自燃。煤尘爆炸指数：根据2014年4月10日正方圆重矿机械检验技术XX公司检验报告煤尘爆炸指数为17.99%，煤尘有爆炸危险性。5、矿井水文地质情况矿井水文地质条件中等，正常涌水量73m3/h，最大125.5m3/h。依据《省禹县矿区云盖山井田精查地质报告》矿区划分八个含水层(组)，自下而上依次为：寒武系上统白云质灰岩岩溶裂隙含水层(Ⅰ)、石炭系上统组下段(Ⅱ)及上段(Ⅱ)灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系下统12组(Ⅲ)及下石盒子组底部(Ⅲ)砂岩裂隙含水层、下石盒子组四煤顶122板砂岩裂隙含水层(Ⅳ)、下石盒子组六煤顶板砂岩裂隙含水层(Ⅴ)、2上统上石盒子组七煤顶板砂岩裂隙含水层(Ⅵ)、段砂岩裂隙含水层4(Ⅶ)、第四系松散孔隙含水层组(Ⅷ)。其中Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ诸含水层1分别属于二、四、六、七煤层顶板直接充水含水层，漏水钻孔很1224少，单位涌水量为0.000346～0.0772L/s·m，渗透系数为0.00178～0.715m/d，富水性均弱，对煤层开采影响不大。主要可采煤层二煤1底板下伏的Ⅱ、Ⅱ、Ⅰ含水层均属底板涌水的岩溶裂隙含水层，是21矿井充水的主要来源。二、矿井建设云盖山煤矿二矿始建于1997年4月，2003年元月正式投产。2008年技改后矿井设计生产能力45万t/a，设计服务年限19.51年，批准开采二、四、七煤，主采二煤层。，现有三个井筒，分别为主1241立井、副斜井、回风立井，其中主立井主要担负矿井的煤炭运输任务；副斜井主要担负矿井辅助运输任务；回风立井主要担负全矿回风任.v...务。1、通风系统矿井采用主立井、副斜井进风，回风立井回风的中央并列式通风方式，主通风机选用两台防爆BDK618Ⅱ-6-No.18型高效节能防爆对旋式通风机，额定风量1800～4980m³/min，负压400～2700Pa，一用一备，单台功率2×110kW。井下通风设施（防突风门、密闭、栅栏等）构筑齐全，通风系统稳定可靠。矿井总进风量3924m3/min，总回风量4109m3/min,有效风量3535m3/min，有效风量率90.1%，负压970Pa，等积孔2.72m2。2、抽采系统矿井建有地面瓦斯抽采泵站，配备4台瓦斯抽放泵，两台2BEK60型水环真空泵，额定工况流量240m³/min，两台2BEF40型水环真空泵，额定工况流量104m³/min，瓦斯抽采主管道采用两趟φ377mm的瓦斯抽放专用复合涂层钢管与φ315/225mm聚乙烯瓦斯抽采支管连接形成抽采系统，并实现分源抽放。3、排水系统+60m泵房安装4台MD155-67×7型耐磨多级离心泵，两趟Φ219mm排水管路经管子道、回风下山敷设，再沿回风立井到地面，2016年4月联合试运转三泵两管，实际最大排水能力为405.6m3/h，泵房主副水仓容量为1080m3。-60m泵房安装4台MD280-65×10型矿用耐磨多级离心泵，两趟φ273mm排水管路通过回风下山、回风立井排至地面，2016年4月联合试运转三泵两管，实际最大排水能力为808.1m3/h，泵房主副水仓容量为2800m3。4、供电系统矿井采用双回路供电，Ⅰ云煤线来自云盖山变电站一段母线4*柜，供电电压10kV，供电距离4.3km，线路型号为LGJ-120；Ⅱ云煤.v...线来自云盖山变电站二段母线26*柜，供电电压10kV，供电距离4.5km，线路型号为LGJ-120。地面变电所共安装21台高压柜，采用分列运行方式，地面主变压器两台，供给地面生产生活用电，低压母线采用分列运行方式。主扇风机、瓦斯抽放站、主井车房、压风机房、副井车房均实现了双回路供电。井下供电由地面变电所两趟MYJV32-3×120高压电缆入井至井下+60m变电所。5、提升系统主立井担负提煤任务，井筒深度248m，直径3.3m，双箕斗提升，提升高度250.5m。提升机型号为2JK2×1-20，配套BD+AP-10型变频电控柜，具有手动、自动、检修工作模式，可实现全自动化操作。副斜井（巷）采用串车提升，主要用于提升矸石、下放物料。运送人员采用四部架空乘人装置，实现了人员下车即可到达工作面上下顺槽。三、采煤方法确定1、工作面采煤方法确定井田二煤层层位稳定，煤厚0～15.00m，平均5.23m。具有突然1增厚、变薄现象，厚度变化大，且无明显规律。2008年矿井完成技术改造后，根据技改设计在22202工作面开始采用综合机械化放顶煤采煤法，至今已回采5个工作面，回采期间最大煤层厚度为14.70m，采放比达到1：5.68，采用综合机械化放顶煤采煤法，效果不错，效率较高，工人劳动强度低，安全条件好。2、工作面参数2.1工作面长度确定根据设计和实际情况，工作面长度确定为120/172m（现工作面长度120m），采用1.5米中心距液压支架共115架。2.2工作面推进长度的确定.v...根据采煤机及煤层结构和支架性能确定工作面循环进度为0.6m，根据工作面到井田薄煤带边界的实际距离及煤柱留设，确定工作面可采走向长度为676m。2.3工作面采高的确定根据ZF3000/16/26型液压支架的支护高度、煤层实际厚度的变化情况、工作面煤壁片帮程度、采煤机割煤高度以及工作面三机尺寸配套关系，确定工作面的采高为2.0m～2.4m，工作面回采期间必须沿底回采、严禁留底煤；当工作面顶煤厚度低于0.5m不宜进行抬顶煤作业时需沿顶回采，且支架采高不得超过2.6m。2.4工作面生产能力估算W=LShγcW—正规循环生产能力，t；L—工作面长度，m；S—正规循环推进长度，取0.6m；h—煤厚，平均为5.14m；γ—煤的视密度，1.4t/m3；C－回采率，95%；代入工作面参数得：23302工作面回采期间：W=LShγc=120×0.6×5.14×1.4×95%=492.2t日循环数：2.5个日产量：Q=492.2×2.5=1230.5t工作面年产量：2276.4×276=34万吨2.5矿井达产工作面个数我矿达产工作面个数以往为1个3、工作面设备选型及配套.v...3.1采煤机选型原则3.1.1根据煤层厚度及采高要求，工作面平均煤厚为5.14m，故选择双滚筒采煤机。3.1.2根据煤层倾角的大小，工作面煤层倾角在9～25°，平均14°，可采用无链电牵引采煤机3.1.3按煤质（包括夹矸）硬度选择，工作面煤质较软（f=0.37），依据设计手册选用功率大于280KW的采煤机。3.1.4按采煤工作面的生产能力要求选型采煤工作面采煤机年生产能力为120×1.5×276×1.4×5.14×0.95=34万吨，每年按276天计算，每天按8小时计算，采煤机每小时生产能力为154吨。3.1.5按工作面采煤工艺要求选取，对中厚煤层的单一长臂采煤工艺，选用通用型滚筒采煤机。结合三机配套，23302工作面选用采煤机为MG160/375-WDI型双滚筒采煤机。牵引速度：0～6～10m/min牵引方式：销轨式无链电牵引适应煤厚：1.4～2.9m截割电机功率：2×160kW牵引电机功率：55kW最大下切深度：0.216m摇臂长度：1598mm采煤机总功率：375kW滚筒截深：0.6m滚筒直径：1.4m机面高度：1150mm两滚筒水平中心距：8.8m参考排销距：0.42m3.2前部运输机选择根据刮板输送机的运输能力，大于采煤机的生产能力及结合三机配套原则选取。.v...前部刮板输送机：SGZ630/160×2型刮板输送机一部电机功率：2×160kW运输能力：450t/h链速：0.92m/s刮板间距：920mm高低速功率：160/80kW3.3后部运输机选择后部刮板输送机：SGZ630/132×2型刮板输送机一部电机功率：2×132kW运输能力：400t/h链速：0.92m/s刮板间距：920mm高低速功率：132/60kW3.4机选择按其生产能力大于等于刮板输送机的能力选择。机：SZZ630/90型中双链桥式机机身总长度：28m链速：1.34m/s电机功率：90KW运输能力：600t/h机尾搭接刮板输送机机头段长度：8m爬坡角度：12°型式：中双链刮板间距：786mm3.5运输顺槽胶带输送机选择胶带输送机：DSJ800/75×2型胶带输送机带速：2m/s带宽：0.8m电机功率：2×75kW运输能力：400t/h3.6液压支架选型3.6.1选择放顶煤液压支架ZF3000/16/26，放顶煤过渡支架ZFG3400/17/27。综放支架工作阻力确定，按现行较通用的岩石容重法公式计算。P=N×H×S×Z×9.81式中：.v...P—工作面顶板支护需要液压支架的最大工作阻力，kN；1N—工作面采高的倍数，取6-8，本工作面取8；H—工作面平均采高，m，取2.2；S—液压支架顶板支护面积，m2，取4.25×1.5；Z—顶板岩石容重，kg/m3，取2.5×103；代入数据得：P=8×2.2×4.25×1.5×2.5×103×9.8=2748.9kN。1ZF3000/16/26型放顶煤液压支架工作阻力为3000kN，因此ZF3000/16/26型放顶煤液压支架满足本工作面工作阻力的要求。3.6.2放顶煤支架：型号：ZF3000/16/26数量：109台支撑高度：1.6-2.6m支撑宽度：1.43-1.6m工作阻力：3000kN支撑强度：0.57MPa移架步距：0.6m伸缩梁行程：0.8m初撑力：2532kN支架重量：11505kg3.6.3放顶煤过渡支架型号：ZF3400/17/27数量：6台支撑高度：1.7-2.7m支撑宽度：1.43-1.6m工作阻力：3400kN支撑强度：0.64MPa移架步距：0.6m伸缩梁行程：0.8m初撑力：2764kN支架重量：12705kg3.6.4支架高度与中心距根据支架型号及支架高度确定采高为2.2m，支架中心距为1.5m。四、顶板、顶煤可冒性分析1.开采深度23302综放工作面盖山厚度最大432米，最小346米，平均389米，其冒落性中等。.v...2.煤层强度23302工作面所采二煤层普氏硬度系数f=0.37，顶煤冒落性极好。13.煤层厚度23302工作面机采高度2.2m，放煤高度2.94m，采放比约为1：1.34，采用放顶煤液压支架，反复移架、支架过程中对顶煤有一定的压裂、松动作用，从煤层厚度来看，适合放顶煤开采。4.煤层夹矸工作面所采二煤层极少存在夹矸现象，且夹矸岩性多为炭质泥1岩及泥岩，相当于中硬煤的强度，且夹矸不易形成大块，对顶煤冒放性影响不大。5.煤层顶板23302工作面煤层直接顶为厚度1.60～9.78m的中粒砂岩，基本顶为厚度2.53～13.18m的细粒砂岩，十分有利于顶煤的冒落与放出。6.顶煤节理裂隙根据地质报告提供的煤层节理和实际23302工作面的煤层情况，由于构造运动挤压，发生了层间滑动，致使原生煤岩结构遭到破坏，多为碎裂煤～糜棱煤等构造煤，顶煤冒放性较好。根据现场实际回采经验及以上理论分析，工作面适合采用综采放顶煤。五、抬顶煤工艺1.抬顶煤要求煤层厚度在3.0m以上时必须抬煤，可采取加强注水、降低采高、人工打超前的方法进行施工。2.抬顶煤工艺1）抬顶煤前，需提前调整支架高度，将支架高度保持在2.4～2.5m，同时保证前、后立柱压力。.v...2）抬顶煤前，对支架底座与前部刮板输送机之间进行落底，每次落底200～300mm。3）抬顶煤前，需加强煤体注水保证粘结度，减少割煤、拉架期间片帮、空顶现象的发生。4）抬顶煤前，需人工打超前处理煤壁，在煤壁人工掏伸缩梁窝，伸缩梁伸出后及时使用川杆、竹笆闭好，防止流煤造成空顶。5）移架时要带压擦顶移架，移架时伸缩梁缓慢收回，与支架平行作业。6）采煤机割煤时，应降低滚筒高度割底煤，在保证前部刮板输送机能正常推出的情况最大限度割底煤，采煤机割煤需提前处理煤壁保证割煤期间不收回护帮板煤机能正常通过，同时在采煤机割煤后如出现片帮、漏顶现象及时使用竹笆、川杆护帮。7）采煤机割煤后开始进行移架作业，在拉架过程中应降低支架高度，使拉架后高度保持在2.0～2.2m。8）拉架时，应将支架底座下扎，保持在0.2～0.3m，溜子下扎角度与支架底座需保持一致，角度不得过大，防止溜子下扎严重无法推出。9）拉架后，及时对流煤、漏顶地段进行闭帮，之后继续掏梁窝人工处理煤壁，以此方法进行循环施工。10）在抬顶煤期间，需不断探底煤厚度，人工落底找底减少底煤损失。11）抬顶煤期间，一次抬顶煤在0.3～0.4m，拉架期间尽量带压移架，减少流煤现象的发生。六、放顶煤工艺1、顶煤在4m以上时逐架放煤，每次开一个放煤口，自上而下进行放煤工作，分4轮进行。.v...（1）首轮放煤时只需松动支架后插板，放支架顶部0～1.3m煤层，放煤时间以1～2min为宜。（2）第二轮放煤工作，放支架顶部1.3m～2.6m煤层，放煤时间以1～2min为宜。（3）第三轮放煤工作，放支架顶部2.6m～3.6m煤层，放煤时间以1～2min为宜。（4）最后一轮放煤时，放支架顶部3.6m以上带有矸石的混合煤层，将煤放净为止。2、顶煤在4m以下时可隔架放煤，可开1～2个放煤口，两个放煤口之间相隔1～2架。（1）首轮放煤时只需松动支架后插板，放支架顶部2m以下的煤层，放煤时间以1～2min为宜。（2）第二轮放煤工作，放支架顶部2m～4m的煤层，放煤时间以1～2min为宜。3、循环工序达到放煤步距、后部输送机正常运转后，开始放煤作业。4、支架后尾梁高度距后部刮板运输机槽子上沿高度不得低于0.3m，放煤口与采煤机之间必须保持15m以上距离，放煤后将刮板输送机及支架之间浮煤清净。七、回采工作面通风方式及合理性分析工作面为全负压通风系统，采用一进一出的通风方式，及布置进风顺槽、回风顺槽。根据矿井实际经验，采用此通风方式布置是合理的。.v...八、瓦斯灾害因素分析及防治根据安全生产行业标准《矿井与其涌出量预测方法》（AQ1018*2016），采用分析预测法对本矿矿井瓦斯涌出量进行预测。1.矿井历年瓦斯资料统计2004年～2016年，矿井相对瓦斯涌出量为3.7～10.22m3/t.d，绝对瓦斯涌出量4.81～7.60m3/min，二氧化碳相对涌出量为1.82～3m3/t.d，二氧化碳绝对涌出量1.06～2.6m3/min，其中最大相对瓦斯涌出量为2009年10.22m3/t.d，最大绝对瓦斯涌出量为2008年7.60m3/min。2.矿井瓦斯涌出分析我矿的瓦斯来源主要为回采区、采空区、掘进区。从附表3中可以看出，瓦斯涌出量：回采区为39.69%，采空区为25.10%，掘进区为35.21%，采空区、回采区、掘进区的瓦斯涌出总量即是煤层、水平的涌出量。3.瓦斯涌出量结果根据2016年矿井瓦斯涌出量测定报告，矿井绝对瓦斯涌出量5.53m³/min,相对瓦斯涌出量为6.22m³/t，根据现工作面瓦斯涌出情况分析，23302综采工作面绝对瓦斯涌出量最大2.48m³/min，瓦斯涌出较稳定。4.瓦斯防治矿井主动升级为煤与瓦斯突出矿井，采掘过程中未发生瓦斯动力现象，参照云盖山煤矿一矿，暂定云盖山煤矿二矿始突标高为-81m。依据《省强化煤矿安全生产暂行规定》及《省煤矿防治煤与瓦斯突出十项措施》，按照"地质先行、区域预测、分类治理、连续验证，局部补充”的区域瓦斯治理思路，矿井瓦斯治理技术路线如下。⑴始突标高以浅.v...①掘进工作面施工顺层钻孔预测煤层瓦斯参数，不超过"双六”指标时，执行区域验证进行掘进，超过"双六”指标时，工作面停止掘进，施工底板抽放巷，利用底板抽放巷施工穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，进行消突并实现抽采达标。②采煤工作面利用上、下顺槽施工顺层钻孔预测煤层瓦斯参数，不超过"双六”指标时，利用上、下顺槽施工顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯加强措施，超过"双六”指标时，利用上、下顺槽施工顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施，进行消突并实现抽采达标。⑵始突标高以深掘进工作面采用底板抽放巷施工穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，进行消突并实现抽采达标；采煤工作面采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施，进行消突并实现抽采达标。九、煤层、自燃发灭火灾害因素分析及防治根据2014年4月10日正方圆重矿机械检验技术XX公司检验报告为自燃倾向等级为Ⅲ类，不易自燃。矿井自建矿以来未曾出现煤层自燃和着火现象。煤层引起火灾的火源主要有：机电设备失爆、机电设备发热、明火等。火灾防治：1、井下各采掘地点必须建立完善的消防管路系统，消防管路的铺设要符合《煤矿安全规程》规定。2、综采工作面回采结束后，必须在45天进行永久性封闭，掘进盲巷不再用时，必须及时打设密闭，密闭打设的位置和质量必须符合要求。.v...3、每一入井人员必须携带一盏防爆矿灯与一台自救器，不合格的矿灯与自救器不准入井使用；严禁在井下拆卸修理、敲打、撞击矿灯与自救器。4、加强火工用品管理，每周组织对井上下炸药、雷管进行一次全面检查，火工用品的管理单位每旬将药库炸药、雷管库存量、用量上报矿长、总工及保卫科。5、井口检身工必须坚守工作岗位，履行职责，严禁入井人员带易燃易爆物品和烟草下井，杜绝穿化纤衣服人员入井。严禁携带能产生明火的非生产性器具下井。6、井下各硐室必须使用不燃性材料支护。井下胶带输送机机头前后20米围必须用不燃性材料支护。井下禁止使用汽油和柴油机，严禁吸烟和烤火。严禁使用灯泡和其它电器取暖。7、机电设备硐室及其相连的巷道两端各20米以必须使用不燃性材料支护。机电硐室至少要配备两台合格的灭火器，并常备0.2立方米以上的灭火沙。8、井下机电设备运行和维修人员，都必须经过，并考试合格后方可持证上岗。井下不得带电检修、搬迁电气设备和电缆电线。（除综采、综掘设备外）不准打火试电，不准碰线头打信号。9、井下采掘工作面、采区进回风巷道、机电硐室等处必须使用带有"MA”标志的防爆型电气设备或本质安全型电器设备，对井下电气设备坚持巡回检查，发现问题及时处理，严禁设备带病运行。10、突出煤层采掘工作面附近、爆破时撤离人员集中地点必须设有通往矿调度室的，并设置有供给压缩空气设施的避难硐室或压风自救系统。工作面回风系统中有人作业的地点，也应设置压风自救系统。11、栓栓口安装高度设置在0.8～1、6米的围，井下消火栓与水龙带的接口应与矿区救护队配备器材一致，消火栓设置必须标志明.v...显、使用方便，不会妨碍井下其它设备工作，且不易因物体碰撞而受损坏。12、井下放炮必须使用取得产品许可证的安全炸药和雷管，不同厂家生产的或不同品种的电雷管不得混掺使用。严禁使用黑色炸药或其它非矿用型炸药，严禁使用失效炸药。矿井用的机电设备必须有"三证一标志”证明。13、井口和风机房附近20米以不得有烟火和用火取暖。井下和硐室不得存放汽油、煤油和变压器油；使用过的棉纱布头、润滑油、废纸等不准乱扔乱放，要及时清理送到地面处理；严禁将剩油、废油泼洒在井巷和硐室。14、煤（岩）与瓦斯突出危险的矿井井口20米围及井下不得从事电焊、气焊和喷灯等工作；如果确需进行焊接工作，必须制订安全措施，并经总工和矿长批准，并报永锦公司审批，且指定专人在现场检查和监督，方准进行。15、井下放炮必须使用放炮器放炮，严禁明火明电放炮。放炮员必须经过培训，并持有放炮合格证上岗。井下放炮工作只准由放炮员担任。放炮母线要绝缘良好，每100m接头数量不超过3处，放炮母线有破皮、露芯线的必须停止使用，严禁用放炮母线及放炮器作碰火试验，16、炮眼封泥应用水炮泥和粘土炮泥，炮眼先装1～2袋水炮泥，再用不燃性粘土炮泥填满封实。无封泥、封泥不足或封泥不严，严禁放炮。严禁用煤粉、块状物质或其它可燃性材料充当封泥。炮眼深度0.6～1、0米时，封泥长度不得小于炮眼深度的二分之一；炮眼深度超过1米时，封泥长度不得小于0.5米。严禁放明炮、糊炮。17、井下供电应做到"三无”、"四有”、"两齐”、"三全”、"三坚持”。"三无”指无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头。"四有”指有过流和漏电.v...保护装置、有螺钉和弹簧垫、有密封圈和挡板、有接地装置。"两齐”指电缆悬挂整齐、设备硐室清洁整齐。"三全”指防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全。"三坚持”指坚持使用漏电继电器、坚持使用煤电钻、照明和信号综合保护装置，坚持使用瓦斯电和风电闭锁装置。18、加强电气设备管理，除安装与使用严格按有关规定执行外，还应正确使用过负荷继电器与熔断保险器，一旦发生事故，能自动切断电源。橡套电缆必须是不延燃电缆，使用胶带必须是阻燃胶带。井下工作人员都必须熟悉灭火器材的工作原理和使用方法，并熟悉本工作区域灭火器材的存放地点。19、井下发生火灾，任何人发现灾情，应视火灾性质、灾区通风和瓦斯情况，立即采取一切可能的方法直接灭火，控制火势，并迅速向调度室报告；调度室要依照火灾处理的规定，通知所有可能受火灾威胁地区人员撤离危险区，启动火灾应急预案。电气设备着火，必须先切断电源后再灭火；切断电源前严禁用水或导电物质灭火。20、斜井安设防火铁门，防火铁门必须严密且易于关闭，打开时不影响提升、运输和人员通行；皮带机头下风侧安装烟雾传感器，对皮带机头进行24小时不间断监测；打钻地点下风侧3-5米处安装co传感器，并实现断电功能；井下工作人员必须熟知工作区域消防设施的摆放位置及使用方法，一旦发现火情，能够及时利用消防器材和其他有效办法进行扑救。21、主井、副井井底、采区上下车场口、变电所等机电硐室入口、爆炸材料硐室入口、掘进巷道入口、回采工作面进、回风巷口，、胶带输送机机头等重点保护区域的15米以设消火栓。火灾危险的巷道如胶带输送机巷每隔50米设消火栓；采用可燃性材料支护的巷道每隔50米设消火栓；井底车场、煤巷、倾斜巷道每隔100米设消火栓；运输石门每隔300米设置消火栓。.v...十、水文地质灾害因素分析及防治1、矿井充水条件区沿110勘探线形成大风口至磨街的北西向地表分水岭，将矿区分成东、西两个块段，分属不同的水文地质单元。二叠系各可采煤层顶板的砂岩含水层及石炭系组灰岩含水层地表出露不良，面积有限，呈条带状分布，且排泄条件良好，不利于大气降水的补给。由于地形的切割，往往在沟谷中以泉水形式排泄，或者通过浅部生产矿井人工排泄，补给区与径流区接近一致，水文地质条件简单。寒武系灰岩地下水的补给区在矿区西北外围的祖师庙断层(F)下6盘地段，含水层出露宽度0.1～2km，面积仅10km2，承受大气降水补给后流向东及北东，径流距离很短，补给径流区一致，在114勘探线以东的浅部地段，沿北东向形成约4km2的径流带，宽度不足1km，地下水向东流动，穿过F、F等断层，在构造复合部位的吴沟附近，以1516泉群形式集中排泄，具有补给面积有限、径流距离短、排泄点集中的特点。2.矿井充水因素2.1地表水和大气降水由大气降水形成的地表径流流经煤层隐伏露头地段，开采放顶形成的冒落裂隙（缝）带和地表塌陷，为大气降水和地表水向矿坑充水提供了导水通道，从而成为矿井充水水源之一。每年在汛期来临之前应组织有关人员对地裂缝、塌陷坑进行查.v...看，对塌陷坑和裂缝及时组织回填和堵漏工作。2.2顶板砂岩裂隙水二煤顶板是以砂岩裂隙水为主的水文地质条件简单型，顶部的1各层砂岩均为微弱含水层，具有补绐不良，径流不畅，水压高、水量小的特点。含水层在井田围，大多基岩裸露，本含水层组又不发育，对煤矿床开采影响不大，在浅部生产矿井中该含水层裂隙水多以顶板滴、淋水形式向矿坑充水，矿坑正常涌水量一般较小，易于疏排。2.3底板灰岩水二煤底板为深灰色砂质泥岩，伪底为炭质泥岩和灰色泥岩,其下1即为灰色细砂岩和灰黑色砂岩层。在含水层的10组中对矿井影响最大的是二煤底部的寒武系灰岩、组灰岩均属岩溶裂隙水，底板是以1岩溶裂隙水为主的简单——中等型水文地质条件，成为矿井充水的主要来源。尤其是在深部生产中，由于矿压、水压的逐步增高，底板灰岩岩溶裂隙水将会是矿床充水的主要威胁。根据本矿井下观测，水位标高已将至+20m左右，目前对矿井采掘工程无威胁。2.4老空水老空水水源进入矿井的途径是采掘工作面接近或沟通老窑、废巷及老空区时，引发老窑水进入巷道或工作面。锦安、锦坛两个小煤矿（已于2012年停产）形成的采空区位于二矿23采区上部，距矿井开采的二煤层最小距离240m。形成的采1空区存在大量积水，通过断层、采动裂隙等导水通道，对矿井采掘安全构成威胁，应通过物探、钻探等手段，查明采空积水对矿井影响，预防水害发生。.v...矿上部22204采空区在掘进轨道顺槽时已按规定进行疏放，故工作面回采期间无安全威胁。矿井23301轨道顺槽采用无煤柱沿空掘巷技术掘进，在掘进至23300老空水探水线区域时，进行追排水与长、短钻孔验证进行疏排水，故工作面掘进期间无安全威胁。3.防治措施（1）建立健全地下水动态观测系统，坚持每月三次井上、下水量水位观测，建立矿井涌水量、寒武系灰岩岩溶水水位动态台帐。（2）及时在水文矿图上标出突水危险区，采掘工程至突水危险区前必须进行底板富水性探测。（3）加强水文地质编录工作，开拓掘进巷道不能漏编落差1m以上的断层，开拓岩巷掘进过程中不能误揭5m以上断层。每10m探一次工作面煤层厚度，查清断裂构造，按程序进行编录。（4）当井下发生涌水时，若水量大于100m3/h，在4小时必须对矿井其他涌水点水量、地表水文观测孔进行观测，查清突水水源。（5）坚持掘进头、回采工作面每月水害预测预报工作。（6）工作面回采前必须做直流电法和瞬变电磁法物探，查清隐伏断层、二煤至寒武系灰岩岩溶水之间的水力联系及富水性地段，1防止突水事故发生。.v...十一、总结根据我矿井巷揭露煤层赋存情况及水文地质条件等资料，结合矿井从2008年开始采用综采放顶煤开采近10年的实践经验，分析证明在我矿采用综采放顶煤开采工艺是合理可行的，总结如下：一、云盖山煤矿二矿二煤层具有可冒性。从煤层开采深度、煤1层厚度、煤层结构、夹矸及煤层顶底板等方面对二煤层的冒放性进1行评价，得出此结论。二、云盖山煤矿二矿所采二煤层具有突然增厚、变薄现象，厚1度变化大，且无明显规律，采用一次采全厚放顶煤采煤法是最理想的方法，若采用分层开采会因剩余的煤有厚有薄甚至不可采而丢失大量煤炭。三、综放开采的适宜倾角为0°～15°，采取措施可达到25°，大于35°的应采用分层综放开采。云盖山煤矿二矿二煤煤层倾角平均14°，1属缓倾斜煤层，满足综放要求。四、在经济方面，综放工作面具有不可比拟的优越性，具有产量高、效率高、掘进率低、材料消耗率低、占用设备少、工作面搬家次数少等优点综合以上分析证明，综采放顶煤对于本矿井是技术可行，经济合理，安全可靠的采煤方法。意见：1、强化工作面上隅角瓦斯管理，防止瓦斯超限。2、工作面抬顶煤回采期间，煤层松软，加强工作面注水，防止片帮、冒顶。3、工作面煤层厚度变化较大时，要做好厚薄交接处顶板管理，防止流煤、空顶。4、建议在煤层较厚区域采用顺层钻孔全覆盖预抽瓦斯，以降低.v...煤层瓦斯含量。.v.