安全评价课程设计说明书.docx

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1、内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题 目：高西沟煤矿安全预评价学生姓名：学 号：专 业：安全工程班 级：指导教师：前言前言课程设计设计是非常重要的学习机会，它建立在以前学到的知识的基础上，通过设计的形式把所学的知识连接起来。本次安全评价课程设计主要是以建设项目提供的基础资料为依据，以建设项目的生产系统和辅助系统为评价对象对高西沟露天煤矿进行安全预评价。高西沟煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田铜匠川详查区的东南部，行政区划属于准格尔旗乌兰哈达乡，整个矿区的地理坐标为：东经：11011501101313北纬： 394244 394407本次安全预评价主要以建设项目提供的基础资料为依据，以建设项

2、目的生产系统和辅助系统为评价对象。评价范围主要包括高西沟露天矿生产系统、主要环节和生产工艺过程，即采剥、运输、排土、边坡稳定、防灭火、防治水、爆破器材储存、运输和使用、电气、总平面布置、职业危害管理与健康监护、应急救援等。本安全预评价报告根据国家制定的有关煤矿安全生产的法律、法规、规程、规范和技术标准进行编制。目录目 录前言I第一章 概述11.1 安全评价对象及范围11.2 评价依据11.2.1 法律、法规、规程11.2.2 建设项目提供的资料21.3 评价原则及目的21.4 安全预评价程序3第二章 矿井的概况52.1 建设单位简介52.2 建设项目概况52.2.1 地理概况52.2.1.1

3、位置与交通52.2.1.2 矿区地文、水文和气象62.2.1.3 矿山建设与生产简介72.2.2 矿井安全条件92.2.2.1 地层92.2.2.2 矿床地质构造122.2.2.3 煤层赋存情况122.2.2.4 矿床水文地质特征152.2.2.5 工程地质特征162.2.3 煤矿设计概况172.2.3.1 露天开采境界172.2.3.2 储量及剥离量182.2.3.3 开采工艺和开采程序192.2.3.4 采掘场运输方式和剥采方法222.2.3.5 穿爆工程232.2.3.6 采掘场与排土场的边坡稳定242.2.3.7 消防252.2.3.8 工业卫生26第三章 主要危险、有害因素识别与分析

4、283.1 危险、有害因素定义283.2 主要危险有害因素的识别283.2.1 滑坡灾害283.2.1.1 采掘场及排土场边坡稳定危险、有害因素283.2.2 运输危害293.2.3 爆破危害303.2.4 电气线路危害303.2.4.1 电气线路危害的辨识303.2.4.2 电气危害程度分析313.2.5 机械危害313.2.5.1 机械危害分析313.2.5.2 机械危害后果分析323.2.6 气候危害323.2.6.1 地区气候条件323.2.6.2 气候对作业的危害323.2.7 火灾危害333.2.7.1 自燃火灾333.2.7.2 外因火灾333.2.8 水害343.2.9 职业有

5、害因素343.2.9.1 烟尘353.2.9.2 扬尘353.2.9.3 生产性噪声353.3 危险有害因素汇总35第四章 评价单元划分及评价方法选择394.1 评价单元划分394.2 评价方法的选择394.2.1 危险性预先分析法394.2.2 类比分析法414.2.3 事故树分析法414.2.4 作业条件危险性评价法42第五章 露天矿主要评价单元安全预评价445.1 采剥系统安全预评价445.1.1 采剥系统设计情况445.1.2 安全预评价475.1.3 评价结果485.2 运输系统安全预评价495.2.1 运输系统设计情况495.2.2 安全预评价505.2.3 评级结果515.3 排

6、土系统安全预评价525.3.1 排土场设计情况525.3.2 安全预评价535.3.3 评价结果545.4 边坡与滑坡防治系统安全预评价555.4.1 采掘场与排土场参数555.4.2 安全预评价555.4.3 评价结果575.5 防灭火系统安全预评价585.5.1 防灭火系统设计情况585.5.1.1 火区治理585.5.1.2 消防给水系统605.5.2 安全预评价605.5.3 评价结果615.6 排水系统安全预评价625.6.1 防排水系统设计情况625.6.2 安全预评价635.6.3 评价结果645.7 爆破器材运输及储存和爆破作业安全预评价655.7.1 爆破作业设计情况655.

7、7.2 安全预评价665.7.3 爆破伤害事故树分析685.7.3.1 建立事故树685.7.3.2 求最小割集和径集685.7.3.3 结构重要度分析685.7.3.4 结论695.7.4 评价结论705.8 供配电系统安全预评价705.8.1 供配电系统设计情况705.8.2 供配电系统安全预评价725.8.3 触电伤害事故树分析735.8.3.1 建立事故树735.8.3.2 求最小径集735.8.3.3 结构重要度分析745.8.3.4 结论755.8.4 评价结果755.9 矿区平面总布置及辅助设施安全预评价755.9.1 设计情况755.9.2 安全预评价765.9.3 评价结果7

8、75.10 职业卫生单元安全预评价785.10.1 职业卫生概况785.10.2 职业卫生安全预评价785.10.3 评价结果795.11 矿山救护和应急救援系统安全预评价795.11.1 设计情况795.11.2 安全预评价79第六章 事故案例806.1 事故案例806.2 本矿应吸取的教训83第七章 安全对策措施建议847.1 安全技术措施建议847.1.1 采剥作业安全建议847.1.2 运输作业安全措施857.1.3 排土作业安全措施867.1.4 滑坡防治安全措施887.1.5 火灾防治安全措施887.1.6 水灾防治安全措施897.1.7 爆破作业安全措施907.1.8 供电系统安

9、全措施907.1.9 总布置及辅助设施安全措施917.1.10 职业卫生安全措施917.2 安全管理措施建议92第八章 安全评价结论948.1 项目存在的主要危险、有害因素948.2 项目评价结论96VI高西沟露天煤矿初步设计安全预评价说明书第1章 概述1.1 安全评价对象及范围本次安全预评价主要以建设项目提供的基础资料为依据，以建设项目的生产系统和辅助系统为评价对象。评价范围主要包括高西沟露天矿生产系统、主要环节和生产工艺过程，即采剥、运输、排土、边坡稳定、防灭火、防治水、爆破器材储存、运输和使用、电气、总平面布置、职业危害管理与健康监护、应急救援等。1.2 评价依据1.2.1 法律、法规、

10、规程本安全预评价报告根据国家制定的有关煤矿安全生产的法律、法规、规程、规范和技术标准进行编制。主要依据有：1) 中华人民共和国安全生产法（2002年6月29日第九届全国人大常委会第二十八次会议通过）2) 中华人民共和国劳动法（1994年7月第八届全国人大常委会第八次会议通过）3) 中华人民共和国职业病防治法（2001年10月27日第九届全国人大常委会第二十四次会议通过）4) 中华人民共和国矿山安全法（1992年11月7日第七届全国人大常委会第二十八次会议通过）5) 中华人民共和国矿山安全法实施条例（1996年10月11日国务院批准，1996年10月30日劳动部第4号令发布）6) 中华人民共和国

11、煤炭法（1996年8月29日第八届全国人大常委会第二十一次会议通过）7) 煤矿安全规程（2006版）（国家煤矿安全监察局）8) 煤炭工业露天矿设计规范GB50197-20059) 煤矿建设项目安全设施监察规定（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第6号令）10) 煤矿安全评价导则（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局煤安监技装字2003114号文）11) AQ8001-2007安全评价通则12) AQ8002-2007安全预评价导则13) AQ1095-201414) 煤安安监字2000第17号关于发布煤矿矿山救护工作暂行规定的通知和煤矿救护规程15) 安全生产许可条例16) 重大

12、危险源辨识18218-200017) 内蒙古煤矿安全监察局文件 内煤安办字200839号关于加强煤矿企业安全生产条件评价工作的通知。18) 煤矿建设项目安全预评价实施细则（征求意见稿）。1.2.2 建设项目提供的资料1) 安全预评价委托书2) 内蒙古自治区东胜侏罗纪煤田铜匠川区煤矿详查报告1.3 评价原则及目的安全预评价的工作原则是以建设项目的基本条件和特征为基础，以国家和地方颁布的有关安全生产方针、政策、法规、技术标准为依据，按照科学的方法、程序，采用可靠、先进、适用的评价技术，从实际的经济、技术条件出发，对系统进行科学和实事求是的分析、评价，在最大程度上保证评价结论的科学性、正确性和对策措

13、施的合理性、可行性和可靠性。本次预评价工作的目的是通过分析高西沟露天矿生产过程和生产环境中的固有或潜在的危险、有害因素的种类、分布及其产生危险、危害后果的主要条件，评价各单元或系统的安全生产和工业卫生条件，确定建设项目的危险程度（等级），提出对应的安全对策措施，为煤矿工程项目设计和建设提供依据，为其建成后实现安全生产，提高安全生产水平，获得最优的安全投资效益服务。1.4 安全预评价程序安全预评价工作程序是以项目技术改造初步设计为研究对象，分析研究露天矿生产系统的固有危险、有害因素；然后应用安全系统工程方法对项目的危险、有害因素作定性或定量分析，确定其危害程度，并依据有关标准，评价建设项目能否满

14、足国家规定的劳动安全相关标准要求；提出消除、减弱和预防危险、有害因素的对策措施建议，最后给出预评价结论。安全预评价程序见图1.1所示。图1.1 安全预评价工作程序第2章 矿井的概况2.1 建设单位简介项目名称：准格尔旗乌兰哈达乡高西沟露天煤矿初步设计地 址：内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗乌兰哈达乡企业性质：合资企业采矿许可证号：C1500002009081120091790设计规模：0.90Mt/a，露天矿设计服务年限：33a。2.2 建设项目概况2.2.1 地理概况2.2.1.1 位置与交通1) 地理位置高西沟煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田铜匠川详查区的东南部，行政区划属于准格尔旗乌

15、兰哈达乡，整个矿区的地理坐标为：东经：11011501101313北纬： 394244 3944072) 交通区交通以公路为主，高西沟煤矿西行9公里到包头府谷公路，沿包府公路到东胜市约25公里，东胜包头有运煤专线，里程为100公里。详见交通位置图（图2.1）。图2.1 交通位置图2.2.1.2 矿区地文、水文和气象1) 矿区地文高西沟煤矿煤层结构简单，局部含夹矸，煤层近水平赋存，厚度变化小。煤质指标如下：原煤灰分为（Ad）5.25%，发热量（Qnet.d）26.58MJ/Kg，全硫（St.d）0.23%，浮煤挥发分（Vdaf）为36.02%，煤种确定为不粘煤，由钻孔中煤心煤样的测试结果可知，煤

16、质变化较小。煤层顶板为粗砂岩，底板为炭质泥岩。煤层构造倾角平缓，近似水平赋存，未见断层。个别岩层硬度较大，f值超过7。2) 矿区水文潜水的补给方式是以垂向补给为主，在基岩覆盖区，局部为侧向补给。承压水的补给受地质构造的控制。地下水的补给主要以侧向补给为主。本区的充水因素，潜水受地形地貌的控制，承压水受地质构造的控制，其次受地形及降雨量等因素的控制。矿区主要充水分为二大段，其一是潜水的充水因素，其二是承压水的充水因素。据伊旗气象局近30年的水文统计资料，当地年平均降水量为357.3毫米，降水集中在七、八、九3个月，占全年总降水量的6070%左右，历年日最大降雨量为115.2毫米（75年月25日）

17、，大气降水除部分地表迳流外，其余均补给地下，这部分地下水除在沟谷、地势低洼处，有不同程度的地下潜水出露，流入区内的沟谷。由于煤矿所处位置地形切割严重，煤矿开采范围内有沟谷穿过，坡度较大，且有煤层露头存在，山洪暴发时，可能会影响煤矿的正常生产。在设计时，应考虑到防洪问题，采取相应的防洪措施，避免淹没煤矿，防止水灾的发生。3) 矿区气候特征该地区属北温带大陆性气候，早晚温差较大，全年只有100天的无霜期。冬季较长，白雪皑皑。夏季较短，绿草茵茵。寒冷、多风、干旱，年平均气温 1 2 ，无霜期 90120 天。年降水量从西北向东南为 150 400 毫米，属中温带半干旱、干旱大陆性季风气候。该地区四季

18、分明，春季气温回升迅速，风多风大雨量少；夏季凉爽多雨，雨量变率较大；秋季天气凉爽，天气晴朗，风力不大，气候稳定；冬季漫长严寒，总降雪量一般在 10 20 毫米。4) 矿区地震依据“中国地震动参数区划图” 得知：本区所处地域地震动峰值加速度（g）为0.10，对照烈度为7度，据了解本区近年来未发生过地震。2.2.1.3 矿山建设与生产简介1) 基本情况高西沟煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田铜匠川详查区的东南部，行政区划属于准格尔旗乌兰哈达乡。高西沟露天煤矿初步设计年产90万吨。该矿田开采面积约2.72km2，开采保有储量为3563万吨，可采储量为2789.4万吨。初步设计平均剥采比为7.4m

19、3/t，采掘场最终帮坡角为36，外排土场最终帮坡角为32。服务年限为33年。山坡露天矿采用斜坡汽车运输开拓，封闭圈以下采用斜坡汽车移动坑线开拓。设计选用3台KY150型牙轮钻机穿孔，7台WY160型液压挖掘机采装，25台ND3310D29型自卸卡车运输，8台T2120SH型推土机排土。采装设备决定选择液压铲。由于煤层近水平分布，所以适宜选用液压正产。并配备前装机辅助作业。公路开拓汽车运输，运输设备一般选择矿用自卸汽车。在山坡露天矿时（1380以上水平），岩土由各开采水平经山坡运输道路运到西南部的外排土场。煤的运输通道和岩土运输走一条干线，运到工业场地的储煤场。深凹露天矿时，总出入沟设在在石灰川

20、沟的1375水平，岩土及煤经此出入口运到地面。当岩土全部实现内排时，在矿区中西部的最终边帮设置运煤通道，缩短煤的运输距离。2) 外部建设条件1 矿区附近农业、水源和电源情况高西沟露天煤矿地处鄂尔多斯高原，地形复杂，地表土壤不够肥沃，年降水量少，为干旱地区，不宜发展农业。地下水源匮乏，地表水源主要为黄河水系。煤矿附近现有若干热电厂，电源充足。2 道路本区交通以公路为主，高西沟煤矿西行9公里到包头府谷公路，沿包府公路到东胜市约25公里，东胜包头有运煤专线，里程为100公里。2.2.2 矿井安全条件2.2.2.1 地层1) 区域地层东胜煤田地层沉积序列与华北侏罗纪各煤田基本相似，地层区划属于华北地层

21、区、鄂尔多斯地层分区。区内沉积的地层从老至新有三叠系延长组（T3y），中下侏罗统延安(J1-2y)、直罗组(J2z)、安定组(J2a)、 上侏罗下白恶统(J3-K1zh)、第三系红土层（N2）、第四系马兰组(Q3m)黄土层、第四系（Q4）。详见东胜煤田地层一览表（表2.1）。表2.1 东胜煤田地层一览表地 层单 位厚度（m）最小最大平均岩 性第四系Q全新统Q4068.248.871 主要由风积砂层，次为河流淤积、洪积层。风积砂成份以细粒石英为主，沙流淤积层岩性为砂、粉砂或砾石，洪积层以砂、砾石为主。更新统Q3 上部为淤积层，岩性为砂、粉砂及黑色土壤，底部为马兰黄土，岩性为淡黄色亚砂土，柱状节理

22、发育，含钙质结核。不整合于老地层之上第三系R上新统N2010.144.43 上部为粉红色砂质粘土、亚砂土，下部为灰色、桔黄、棕红色砾岩夹棕红、棕黄色砂岩，分选及滚园度差，呈半胶结状态，松散。不整合于老地层之上续表2.1地 层单 位厚度（m）最小最大平均岩 性上侏罗下白垩统J3K1zh7.37185.855.86上部以砖红、粉红及灰绿色的细、粉砂岩为主，局部含砾，泥质胶结，较疏松，具大型斜层理。下部为紫红、桔黄色的杂色砾岩及含砾粗砂岩互层，夹粉砂岩，砾石以花岗岩、花岗片麻岩、石英岩等组成。分选差，磨园中等，泥质胶结，较疏松。与下伏地层不整合中侏罗统J2安定组J2a11.2648.7427.47

23、为一套紫红、砖红、黄棕色中、细粒砂岩，中夹灰紫色砂质泥岩。底部为浅黄色，向上变为浅紫色的巨厚层状砂岩。与下伏地层假整合直罗组J2z15.56161.8596.07 上部为一套杂色的细、中粒砂岩，颜色为灰白、灰黄、灰兰、灰绿、灰紫色等，泥质或粘土质胶结。底部为厚层状的灰黄色中粗粒砂岩，局部相变为砂质泥岩。含较多铁质、泥质结核。底部局部含1号煤层。与下伏地层假整合中下侏罗统J1-2Y上岩段J1-2Y339.7084.0963.06 上部主要由灰白色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及2号煤组成。底部为灰白、黄绿色细、粉砂岩及泥岩，具小型波状层理及水平层理。中岩段J1-2Y233.1078.306

24、3.77 主要由灰深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩和3、4号煤组组成。底部为厚层状灰白色中、细粒砂岩，具波状层理、楔状交错层理和水平层理。下岩段J1-2Y113.6696.9764.96 主要为灰、灰白色细砂岩、粉砂岩及灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩、煤组成。含5、6号煤组。底部为灰色灰白色的细中粒砂岩，局部相变为粗砂岩或砾岩，发育大型槽状交错层理。与下伏地层假整合上三迭统T3y132.80 由灰绿色、灰白色细、中粒石英砂岩组成，含较多云母及少量的暗色矿物，粘土质胶结，局部地段顶部有明显的风化壳产物。2) 矿区地层本次储量核实区位于铜匠川详查区的东南部，地形切割较为严重，约有50%的地段被第四系风积

25、砂与黄土覆盖，其它为基岩出露，出露的地层为侏罗系中下统延安组，据钻孔资料揭露，区内地层由老到新有：1 上三叠统延长组：（T3Y）岩性特征为灰绿、灰白色中粒石英砂岩，含较多的云母及少量的暗色矿物，中上部夹煤线或油页岩，该组地层为煤系地层的沉积基底。2 中下侏罗统延安组（J12Y）该组为本区主要含煤地层，岩性主要为灰、灰白色砂岩及深灰色泥岩、砂质泥岩和煤组成，该组地层的上部含煤性较好，发育的煤层厚度大，层位稳定，本矿所采的31煤层就位于延安组的中上部，下部含煤性也较好，51煤层厚度较大，平均5.37米，为全区可采的稳定煤层，其它煤层为大部可采的较稳定与不稳定煤层。该组地层平均厚度为206.22米，

26、与下伏地层呈假整合接触。3 中侏罗统直罗组：（J2Z）该组地层岩性为一套杂色的细、中粒砂岩，泥质或粘土质胶结，较疏松，含有铁质结核和硅化木。区内所有钻孔揭露，由于遭受后期剥蚀，厚度在横向上变化较大，为2.02152.23米，平均厚度119.52米，与下伏地层呈假整合接触，该组地层仅在核实区西北角残存并出露。4 第三系上新统（N2）区内零星赋存，主要岩性下部为灰色、棕黄色砾岩夹棕红色砂岩，呈半胶结状态，松散；上部为粉红色砂质粘土、亚砂土，含白云母碎片及钙质结核，该层不整合于老地层之上，厚度3.4412.52米，平均7.68米。5 第四系（Q）区内广泛分布，不整合于老地层之上，底部为更新统马兰组黄

27、土（Q3m），岩性为淡黄色亚砂土，柱状节理发育，含钙质结核，厚约12米；下部为更新统淤积层（Q3a12）岩性为砂、粉砂及黑色土壤层，局部赋存；上部为全新统风积砂（Q4eol），在区内大面积覆盖。2.2.2.2 矿床地质构造本区位于铜匠川矿区东南部，其构造特征和铜匠川矿区相一致，为一向SW倾斜的单斜构造，地层倾角13。褶曲与断层均不发育，无岩浆活动，为简单构造地区。2.2.2.3 煤层赋存情况1) 煤层赋存特征在高西沟露天煤矿境界范围之内，煤层近水平分布。在延安组含煤地层中，自上而下各岩段均有煤层赋存。由于各煤层所处环境位置不同，致使各岩段煤层发育情况及含煤性亦各不相同。延安组含煤地层中含煤10

28、18层，一般为1416层；含煤总厚度为12.9928.41米，平均20.57米。含可采煤层6层，可采煤层总厚度10.1420.98米，平均15.36米。延安组地层平均厚度为206.22米，该组地层总含煤系数为10%，可采含煤系数为8.2%。依据延安组各岩段的环境及岩性特征、煤层自身的发育情况及其组合关系，将区内煤层自上而下划分为2、3、4、5、6五个煤组，11个分煤层。其中2号煤组位于上岩段（J12y3），内含21及22两个煤层，21煤层在本区遭受剥蚀，不发育，22煤层也遭受剥蚀，在区内大部残存。上岩段中含煤17个分层，一般为23层。含煤总厚度3.6211.92米，平均7.92米。上岩段地层总

29、厚度平均为67.65米，岩段含煤系数11%；34号两个煤组位于中岩段（J12y2）。主要含31、41煤层。该岩段中含煤28层，一般35层。含煤总厚度6.2511.26米，平均8.83米。中岩段地层平均厚度为62.81米，其含煤系数为14%；5、6号两个煤组位于下岩段（J12y1）。两煤组自上而下可分出51、52、61中、61下、62中、62下六个主要煤分层。下岩段中含煤415层，一般811层。含煤总厚度为1.457.82米，平均3.82米。该岩段含煤系数为5.3%。2) 煤层夹石及分布根据内蒙古自治区东胜侏罗纪煤田铜匠川区煤矿详查报告资料反映，本区含煤地层中自上而下发育有2、3、4、5、6、五

30、个煤组。2号煤组赋存于延安组上岩段之中，含21、22煤层，核实区内21煤层已全部被剥蚀，22煤层也遭受剥蚀，大部残存。其中，22煤层位于上岩段（J12Y3）的中部，在核实区西部及东部赋存，区中部约1/2的面积遭受剥蚀，煤层露头线自核实区中部通过，煤层残存可采地段位于矿区范围内，矿区内可采面积比为51%，仅117号孔和861号孔揭露该煤层，煤层厚度分别为1.35米和0.26米，结构简单，顶板岩性一般为砂质泥岩，底板岩性为细粒砂岩，据报告反映：该煤层为局部可采的不稳定煤层。与3号煤层间距为38.98米。3号煤组赋存于延安组中岩段，区内表现为一单煤层，编号为31煤层，层位稳定，厚度较大，煤厚有一定的

31、变化，煤厚为1.404.52米，平均3.59米，煤层结构简单，含夹矸01层，夹矸岩性为砂质泥岩、泥岩、局部为粉砂岩，在区北部及东南部遭受剥蚀，致使煤层连续性变差，局部地段失去工业开采价值，为大部可采的较稳定煤层。顶板岩性主要为砂质泥岩、粉粗砂岩，底板岩性为砂质泥岩及泥岩。与41煤层间距为17.5235.52米，平均28.66米。4号煤组赋存于延安组中岩段，核实区内表现为二层，即41、42中煤层。其中，41煤层区内工程点多数见煤，煤厚为0.232.66米，平均1.57米，煤厚由北向南呈变薄趋势。可采区位于矿区北部。该煤层结构简单，含夹矸01层，夹矸岩性为泥岩及粉砂岩，为大部可采的不稳定煤层。顶板

32、岩性为泥岩、砂质泥岩以及细砂岩，底板岩性多为泥岩、砂质泥岩及粉砂岩。与42中煤层间距为1.1012.19米，平均6.58米。42中煤层位于41煤层之下，煤厚为0.480.80米，煤层平均厚度为0.57米，为不可采煤层，与51煤层间距为22.4833.00米，平均为27.49米。5号煤组位于延安组下岩段，核实区内含煤二层，为51、52煤层。51煤层全区可采，煤层厚度较大，变化较小，煤厚为4.726.02米，平均为5.37米，为全区可采的稳定煤层，与52煤层的间距为2.377.22米，平均为3.81米。52煤层区内大部发育，区内工程点均不可采，局部地段尖灭，煤厚为0.120.43米，平均为0.32

33、米，为不可采煤层，与61中煤层的间距为6.408.17米，平均为7.30米。6号煤组分为61、62两个分煤组，61分煤组又可分为61中、61下两个煤层，62分煤组又可分为62中、62下两个煤层。61中煤层基本全区可采，煤厚为0.701.07米，平均为0.92米，为较稳定煤层，与61下煤层的平均为4.26米。61下煤层大部发育平均厚度0.31米，为不可采煤层，与62中煤层的平均间距为13.77米。62中煤层全区发育，可采区位于矿区北部，平均厚度1.13米，煤厚由北向南呈变薄趋势，至130号孔尖灭。为大部可采的不稳定煤层，与62下煤层平均间距为1.19米。62下煤层位于延安组下岩段的下部，区内零星

34、发育，平均为1.17米，为零星可采煤层。3) 煤岩物理力学性质此露天矿煤呈黑色、条痕褐黑色，一般呈暗淡光泽或沥青光泽。呈细条带宽条带状结构，层状构造，参差及阶梯状断口。局部含有粘土质结核。各煤层均致密坚硬，容重为1.3左右。各煤层容重及平均厚度见表2.2。表2.2 煤层特征表煤层编号容重t/m3平均厚度m221.241.2续表2.2煤层编号容重t/m3平均厚度m311.243.59411.251.57511.255.3762中1.251.1362下1.271.17此矿煤的燃点在300左右。22、31、62中煤层由暗煤、亮煤、丝炭、镜煤组成，一般为暗淡型或半暗淡型煤，其它煤层由亮煤、暗煤、丝炭、

35、镜煤组成，以半暗型煤为主，暗淡型与半亮型煤较少。丝炭含量高是本区煤的一个主要特点。2.2.2.4 矿床水文地质特征1) 矿床水文地质矿区位于干旱地区，水文地质比较简单。该区地下水的补给、迳流、排泄条件，三者相互依存，条件简单。主要充水以第四系松散层补给22煤顶部潜水。其次是以裂隙为主的承压水。区内水文地质条件简单，可划为一类一型，但沟谷地段为一类二型。地下潜水的补给条件：铜匠川详查区的水文地质条件与区域水文地质条件相一致。以22号煤顶板为界，上为潜水段，下为承压水段。潜水分两种形式补给，一是受大气降水的直接补给，二是大气降水的间接补给。基岩潜水的补给一般是以间接补给为主，但在基岩裸露区为直接补

36、给。因而，潜水的补给方式是以垂向补给为主，在基岩覆盖区，局部为侧向补给。地下承压水的补给条件：区内承压水的补给受地质构造的控制。地下水的补给主要以侧向补给为主。承压水的补给区远，同区域补给构造相一致，由于区内水源补给不充沛，补给量小，相应的地下水补给量也小。第四系松散层潜水迳流，决定于地貌形态及地表的植被多少，而基岩潜水的迳流，决定于裂隙的发育程度，分布于裂隙发育密集处，上覆岩层透水性好的部位，基岩潜水流经路径长，不完全按照地表形态流动，地下水流具有一定的方向性。承压含水层的迳流，决定于地质构造、含水层的岩性及地下水动力条件。含水层分布较为分散，迳流条件差，地下水的运移速度慢，迳流好、地下水流

37、集中的部位，往往在含水岩性突变处，承压含水层地下水运移的方向受井田构造控制，大体为东偏北向西偏南方向运移，但迳流速度小，水力联系差，形成一个层状分布的迳流体系。此外，区内各大沟谷均为潜水的排泄点，而杨森高西沟以及随地形相一致的洼地、冲沟等，既为区内的排泄点又为迳流分布带，地表排泄区域明显。承压水的运移，主要受地质构造的控制。本区为一单斜构造，岩层平缓，迳流条件差。因而在区内的西北部，岩性变化急剧处及一些岩层转折的凹地，为本区的承压水排泄点。2) 水文地质条件对露天开采的影响水会给露天开采带来不利影响。大量积水会降低穿孔速度，给装药带来不便。会降低采装效率。高西沟露天煤矿地处干旱地区，水文地质条

38、件简单，对露天矿开采影响不大。地面水源距矿区距离较远，不会对开采产生大的影响，不需要疏干排水。但在开采深部煤层时，坑内会出现积水。开采时，视采场涌水情况，在坑底超挖蓄水坑，利用水泵排水。炮孔内存有积水时，爆破时采取防水措施，或者采用抗水的乳化炸药。2.2.2.5 工程地质特征矿区第四系松散层覆盖面积广，厚度一般为9.05米。基岩岩层一般为砂岩类、粉砂岩、泥岩类。从试验成果可知，松散层比重为2.69g/cm3；渗透系数为5.6103m/s，不均匀系数为2.18，含水量为2.4%；孔隙度为39%，天然休止角在干燥状态为40度，含水状态为30度。岩层一般为中硬或硬岩。个别岩层遇水易软化。泥岩软化后易

39、碎，砂岩类吸水后，抗压强度减弱，只有原来的一半，将改变原有的自然状态。2.2.3 煤矿设计概况2.2.3.1 露天开采境界依据上述境界圈定的依据与原则，高西沟煤矿矿田境界范围全部适合露天开采，矿权境界即露天矿地表境界。点坐标见表2.3。表2.3 地表境界拐点坐标拐点标号X坐标Y坐标14400550.0037431200.0024400550.0037431950.0034400550.0037431200.0044400500.0037432360.0054400110.0037432350.0064400030.0037433130.0074398900.0037432800.0084397

40、960.0037433140.0094399300.0037431460.00由拐点连起来的范围即露天开采地表境界范围。预计采用单斗卡车开采工艺，参考设计资料，高西沟露天煤矿最小底宽约20m，边坡角36，由此确定出底部境界。露天矿地表境界及底部境界圈定范围如图2.2。图2.2 露天矿境界范围图2.2.3.2 储量及剥离量1) 储量及剥离量计算方法1 岩土层的剥离量为：式（2.1）式中：S岩层的覆盖面积； H岩层平均厚度；2 煤层的压煤量为：式（2.2）式中：a煤层坡面到矿区范围的平均水平距离； b煤层平均厚度； L采场范围内的周长； 煤层平均容重。3 露天可采储量式（2.3）式中：可采储量，万

41、吨； 工业储量，万吨； 回采率。2) 剥离量和储量计算结果根据式(2.1)计算得露天采场内总的剥离量为为20486104m3。各煤层的工业储量及边坡压煤量计算结果见表2.3。表2.4 煤量计算结果表(单位：万吨)煤层编号地质储量储量级别可信度系数工业储量边坡压煤量2-2833330.974.703-1495588122b33310.9495529.2634-13973330.9357.3495-12018122b12018426合计35633474.2538根据式(2.3)计算的高西沟露天煤矿可采储量为(3474.2-538)95%=2789.4万吨。露天采场内平均剥采比为总剥离量与可采储量之

42、比。计算得，平均剥采比为：7.4m3/t。2.2.3.3 开采工艺和开采程序1) 生产工艺由于选用公路开拓方案，所以生产工艺一般选择国内应用最广泛的、技术最成熟的单斗挖掘机采装，自卸卡车运输，推土机排土的生产工艺。选择此生产工艺，主要考虑到在国内此开采工艺应用广泛，技术成熟，设备性能好。维修工作简单，机动灵活，能够适应高西沟露天煤矿的开采条件。2) 开采顺序根据推荐的第二拉沟方案（在境界南部拉沟）。由于在矿区的南部（石灰川北东方向）有一条横穿矿区的沟，此地的主采煤层埋藏深度浅，若外排土场设置在石灰川，从此沟开始拉沟，形成工作线后，同时向北西方向和南东方向推进。3) 过渡方式从地表向下一水平掘进

43、倾斜出入沟，达到下一水平标高后，自出入沟的末端逐渐扩大新水平工作面，之后逐渐建立初始工作线。当扩帮工作线推进到使台阶工作线底线距下水平出入沟顶线不小于最小工作平盘宽度时，便可开始下水平的准备。开拓坑线至上而下逐渐形成。4) 开拓系统高西沟露天矿采用单斗卡车开采工艺。采装设备选择液压正铲，并配备前装机辅助作业。运输设备选择矿用自卸汽车。在山坡露天矿时（1380以上水平），岩土由各开采水平经山坡运输道路运到西南部的外排土场。煤的运输通道和岩土运输走一条干线，运到工业场地的储煤场。深凹露天矿时，总出入沟设在在石灰川沟的1375水平，岩土及煤经此出入口运到地面。当岩土全部实现内排时，在矿区中西部的最终

44、边帮设置运煤通道，缩短煤的运输距离。5) 开采工艺参数1 台阶高度根据剥离物和煤的物理力学性质及其埋藏条件，依开采工艺及采掘设备规格，设计确定剥离台阶高度为8m，台阶水平分层；煤台阶依煤层厚度划分为一个台阶。具体如下表所示。表2.5 台阶划分表台阶类型台阶名称台阶高度（m）说明表土台阶1443010主要为黄土覆盖层1433010部分为岩石台阶岩石台阶142210混合台阶141310包含22煤层岩石台阶140310139310138310煤台阶1380531煤层，有露头岩石台阶137010混合台阶136010包含41煤层岩石台阶135010134010133010132010煤台阶1315551煤层2 台阶坡面角台阶坡面角：煤、岩为65，黄土层为55。3 采掘带宽度、最小工作平盘宽度和采区长度表2.6 挖掘机工作面参数参数台阶代号单位取值台阶高度表土台阶hm10岩石台阶10煤台阶