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1前言为了贯彻“安全第一，预防为主、综合治理”的指导思想，提高矿井的防灭火能力，特进行矿井防灭火专项设计。一、设计目的1、为认真贯彻“安全第一，预防为主、综合治理”的安全生产方针，提高我矿的本质安全程度和安全管理水平，控制煤矿生产中的危险、有害因素，降低煤矿生产安全风险，预防事故发生，保护煤矿从业人员的健康、生命安全及财产安全。2、为了能合理有效的控制自燃煤层发生自燃事故，降低事故的发生概率，提高职工的生命财产安全和煤矿安全的可持续发展。二、设计依据1、《煤矿安全规程》规定，开采有自燃倾向性煤层的矿井，在矿井和新水平的设计中必须采取综合（包括开拓开采，巷道布置，开采方法，回采工艺，通风方式和通风系统等）以及（包括灌浆或注沙、喷注阻化剂、注入惰性气体、均压技术等）预防煤层自燃发火措施，又规定：开采有自燃倾向性的煤层，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采用预防性灌浆或全部填充、喷洒阻化剂、注入阻化泥浆、惰性气体以及均压通风等措施，防止自燃发火。2、《设计规范》规定：二级自然矿井以建立注浆或注砂为主，以阻化剂或均压技术为辅的防灭火系统和预测预报系统并配备惰性气体装备。3、根据中煤科工集团重庆研究院鉴定报告我矿4#、5#煤层自燃倾向性等级为II类，属自燃煤层，因此根据《矿井防灭火规范》及《煤矿注浆防灭火技术规范》等为依据进行设计。4、国家关于矿井防灭火的管理规定及要求。2三、设计的主要任务1、对兴无煤矿的地质条件以及矿井设计概况进行了综述。2、对生产过程中可能出现的自燃事故进行分析，并编制和选择了相应的防治措施和装备。做到“安全第一，预防为主”。3、根据矿井生产特点，对矿井自燃，一氧化碳和温度进行实时监测，以便矿领导及有关人员及时了解情况，采取有效措施。四、依据的法律、条例、规程、规范、细则1、2012年国家安全监察总局、煤矿安全监督管理总局下发的《关于矿井防灭火的管理规定及要求》。2、《煤矿安全规程》；3、国家安全生产监督管理局发布的《矿井防灭火规范》及《煤矿注浆防灭火技术规范》；4、其他相关法律、法规及各种行业性规范。5、柳林县煤矿通风瓦斯管理实施细则（2013年）第一章矿井概况及安全条件第一节井田概况一、地理概况山西柳林兴无煤矿有限责任公司，位于柳林县城东，直距6km的庄上镇庄上村，行政区划属柳林县庄上镇管辖。其地理坐标为：东经110°54′24″－110°56′48″，北纬37°21′24″－37°24′29″。中心点坐标：X=4139160Y=19493690山西柳林兴无煤矿有限责任公司采矿许可证号为C1400002009101220041023，批准开采4－10号煤层，生产规模1.2Mt/a，有效期自2012年10月29日至2042年10月29日。矿区面积11.6305km2，开采深度由840－570m标高，井田范围由下列11个拐点坐标依次连线圈定（表1）：山西柳林兴无煤矿有限责任公司矿界范围坐标表1西安80坐标系（6°带）X坐标Y坐标14140491.3337490449.6924136951.3237493359.7234136471.3337494319.7344136841.3337495199.7354137631.3337494819.7364138931.3437495229.7274141003.3437493956.7084140761.3437493344.7094140951.3437493235.70104140196.3337491154.70114140651.3337490929.694二、地质条件：我矿地处河东煤田，现主采煤层为4#主焦煤、5#主焦煤，4号煤层在井田内主要稳定可采煤层，为全部可采煤层，煤层厚度2.15～4.22m，平均为3.09m。结构简单，大部分不含夹矸，小部分含一层夹矸，夹矸厚度0～0.50m。煤层顶板为中细粒砂岩、泥岩沉积；底板为泥岩，细砂岩沉积。5号煤层位于山西组底部，为较稳定煤层，大部分可采煤层，上距4号煤层7.01m，厚度为0.45～1.90m,平均为1.24m,大部分可采,局部含一层夹矸,夹矸厚约0～0.30m。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩；底板为泥岩、细砂岩。在井田范围内预计无较大的断层，地质条件不太复杂。1、地层、所采煤层地质情况：本井田位于鄂尔多斯盆地东部边缘，河东煤田中部，大地构造位置处于华北地块之次级构造单元河东凹块之中。井田内地表大部被第四系中上更新统黄土覆盖，仅在沟谷中局部出露上第三系、二叠系石盒子组地层。现根据区域地层资料及井田内钻孔揭露的情况，将本井田地层由老到新分别叙述如下：(1)、奥陶系中统峰峰组(02f)岩性主要为厚层状深灰色石灰层，上部含较多铁质而呈棕红色，下部较纯，呈乳白色。岩层夹有薄层白云质灰岩或泥灰岩，局部裂隙发育，多被方解石脉充填。根据区域资料，本组厚度大于100m。(2)、石炭系（C）○1中统本溪组(C2b)本溪组地层上部以灰色、深灰色的泥岩、砂质泥岩为主，夹薄层细砂岩，下部为灰色粘土岩、铁铝岩，局部有黄铁矿层或山西式铁矿和铝土矿层。本组厚度为37.10-44.10m。平均42.82m，与下伏地层呈平行不整合接触关系。○2上统太原组(C3t)5本组地层为一套海、陆交互相含煤沉积建造，系本区主要含煤地层之一，底部为黄褐色厚层状石英砂岩(K1)，厚2－3m，下部为灰褐、深灰、灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、薄层砂岩、石灰岩及8上、8、9、10号煤层，其中9号煤层为稳定的全区可采煤层，8、10号煤层为稳定的大部可采煤层，8上号煤层为不可采煤层。上部岩性主要为灰岩、泥岩、砂质泥岩以及6、7号煤层，6号煤层为不稳定的局部可采煤层，7号煤层为不可采煤层。三层灰岩由下而上分别为L3、L4、L5，其厚度均为4－5m。本组地层厚度为79.60-111.79m。平均100.22m。与下伏地层呈整合接触关系。(3)、二叠系○1下统山西组(P1s)本组为本区主要含煤地层之一，主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，本组厚度30.80—68.91m，为平均60.61m，含2、3、4、5号四层煤，其中2、3号为不可采煤层，4号煤层为全区可采煤层，5号煤层为大部可采煤层。底部以K3砂岩为界与下伏太原组地层呈整合接触关系。○2下统下石盒子组(P1x)本组地层厚度105.00—139.70m，为平均113.27m，为一套陆相沉积地层，岩性主要为黄绿色中细粒砂岩、灰绿色泥岩、砂质泥岩以及杂色泥岩组成，与下伏地层呈整合接触关系。一段：以砂岩、泥岩沉积为主、下部为中、细砂岩沉积，中部为泥岩沉积，上部为砂岩沉积；顶部为灰黑色泥岩沉积，含铝土，厚度为33.00-49.70m,平均41.10m。二段：主要为泥岩、砂岩沉积，顶部为紫红色泥岩沉积，是上、下石盒子组分界的标志层，本段厚度为72.00-90.00m,平均72.17m。○3上统上石盒子组(P2s)本组地层在井田内出露不全，揭露厚度为0－147.09m，平均为70.38m。6为一套陆相碎屑岩沉积地层，岩性为灰绿色、深灰色砂岩、泥岩互层，局部有紫红色泥岩，与下伏地层呈整合接触关系。(4)、上第三系上新统（N2）本组地层分布于沟谷的半坡上，厚度0－71.56m，平均为25.89m。岩性主要为紫红色亚砂土、亚粘土、含钙质结核层，与下伏地层呈角度不整合接触关系。(5)、第四系○1中上更新统（Q2＋3）为浅黄色黄土、棕黄色粉砂土，垂直节理发育，直立性好，厚度为0－108.23m，平均为57.60m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。○2全新统（Q4）为现代冲洪积物和坡积物，岩性为砂砾、碎石及砂土的混合物，主要发育在大沟谷中，厚度0－15m，平均为6.00m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。2、含煤地层井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。现自下而上分别叙述如下：(1)、石炭系上统太原组（C3t）为海陆交互相沉积，以其底部K1砂岩与本溪组地层分界，与下伏地层呈整合接触。本组地层由砂质泥岩、泥岩、砂岩、石灰岩及煤层组成，成煤环境稳定，沉积旋回明显，厚度为79.60-111.79m。平均100.22m。按沉积环境特征，以8号煤层顶板及L5顶分为三段：○1下段（C3t1）从太原组底部的(K1)砂岩至9号煤层底板，厚度31.10－46.00m，平均为43.00m。岩性主要为灰－灰黑色泥岩、砂质泥岩、粘土岩、灰白色砂岩，泥岩中富含植物化石，本组含有10号煤层，为稳定的大部分可采煤7层。○2中段（C3t2）从9号煤层底到L3灰岩底，厚度为19.30－28.19m，平均为24.12m。岩性主要为灰黑色泥岩、砂质泥岩、及灰白色砂岩和煤层，主要含有8上、8、9号煤层，9号煤层为稳定的全区可采煤层，8号煤层为稳定的大部分可采煤层，8上号煤层为不可采煤层。○3上段（C3t3）从L3灰岩底至K3砂岩底，厚度为29.20－37.60m，平均为33.10m。岩性主要为L3、L4、L5三层灰岩以及泥岩和砂质泥岩，本段中含有6、7号煤层，6号煤层为局部可采煤层，7号煤层为不可采煤层。(2)、二叠系下统山西组（P1s）山西组是以陆相沉积为主的海陆交互相含煤沉积，主要由灰黑色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、灰色细砂岩及煤层组成，本组中含有2、3、4、5号四层煤，2、3号为不可采煤层，4号煤层为稳定的全区可采煤层，5号煤层为稳定的大部可采煤层。本组厚度稳定性较太原组稍差，厚度为30.80—68.91m，为平均60.61m。本组从沉积特征来看，形成于海退过程中，聚煤作用发生于海退造成的滨海三角洲平原及湖泊、泻湖、潮坪环境中，砂岩层较太原组稍发育一些，而石灰岩则不发育。底部的中粗粒K3砂岩为山西组和太原组的分界线，该砂岩厚度一般为2.80－3.75m，平均为3.10m。砂岩为中粗粒结构，层状构造，泥质胶结。3、构造本井田构造简单，总体上地层走向为北西--南东、倾向向西南（190°－245°）的单斜构造，倾角3°－8°。区内未发现有断层和陷落柱等地质构造，在今后井下开采中应注意隐伏断层和陷落柱的线索，以防事故发生。4、水文地质：81）井田地表河流该井田边界为人为划定，没有形成地质构造边界。井田内地表水属黄河流域。本井田内无常年性河流，仅井田东边界有一条名为灰塔则河沟流，沿井田边界由南向北，流经工业广场。河床最底标高位于井田东北边界处，标高为820m。经调查历年来最高洪水线标高为828m，远低于各井口标高。该河属季节性河流,向西经康家沟流入三川河，三川河由东向西径流，于柳林城西注入黄河，年平均流量2.88亿m3。由于井田内无断层及陷落柱发育，灰塔则河（包括较大沟谷雨季地表汇水）与地下水水力基本无水力联系。地表水对地下水补给条件差。9图1山西柳林兴无煤矿有限责任公司所处柳林泉域位置图102）含水层(1)、含水层○1第四系冲积、洪积孔隙含水层本井田部分有基岩出露外，其余皆为第四系地层所覆盖，厚度在0-123.23m，一般在63.60m左右；由粘土、亚粘土、亚砂土粉砂、细砂、中砂、粗砂及砂砾等组成。含水性由砂、砂砾层的发育程度而定。据山西148煤田地质勘探队青龙城水井不完整井简易抽水试验成果表明，单位涌水量1.27-9.54L/s.m（编大）水质为重碳酸钙镁水，矿化度597.2-1478.0mg/L，总硬度16.33-41.7德国度。○2基岩风化带裂隙含水层为各不同地质时代的岩石与第四系接触带，岩性破碎，风化裂隙发育。○3下二叠统下石盒子组砂岩裂隙含水层石盒子组砂岩，厚度大，且处于浅部，易于接受大气降水补给，富水性强于山西组砂岩，沟谷中有泉出露，流量小于1.1L/s。而深部含水层富水性弱。○4下二叠统山西组K3砂岩和4号煤层顶板砂岩裂隙含水层井田内分布广泛。K3砂岩厚度1.15-2.65m，平均厚度为1.90m，岩性主要为灰白色中、细粒砂岩，裂隙不发育。4号煤层顶板砂岩局部可与4号煤层直接接触，岩性以中、细粒砂岩为主，平均厚度3.53m，裂隙不发育。据山西148煤田地质勘探队21号孔山西组含水层抽水试验，静止水位标高762.85m，单位涌水量为0.0023L/