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1、陕西永陇公司崔木煤矿重大危险源分析及对策陕西能源职业技术学院继续教育学院成 人 中 专 采 矿 专 业毕 业 论 文论文题目:我矿重大危险源分析及对策姓 名:方 堃 日 期:2011年6月8日 摘 要本毕业论文是根据崔木煤矿现场实践经验，按照陕西能源职业技术学院继续教育学院采矿专业成人中专采矿专业毕业论文提纲的要求，在各位指导老师的耐心指导下，完成了崔木煤矿重大危险源分析及对策的论文。主要内容：1、介绍崔木煤矿的基本情况。2、对崔木煤矿重大危险源进行分析，得出结论：崔木煤矿五大灾害，其危险程度为瓦斯火灾水灾顶板矿尘。3、分别对崔木煤矿重大危险源提出行之有效的安全对策。【关键词】矿井概况；重大危
2、险源；安全对策；陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿重大危险源分析及对策陕西永陇能源开发建设有限责任公司由陕西东岭工贸集团股份有限公司和陕西省煤田地质局一八六队联合组建而成，下设生产矿井崔木煤矿一对。矿井于2009年5月开工建设，2011年6月联合试运转，年生产煤炭400万吨。崔木煤矿从建设伊始就高标准，高定位、高要求，引进国外先进设计思想及矿井管理模式，积极采用新技术，新设备，新工艺，按照“两年建成，三十年不落后”的建矿理念，现已将矿井建设成为国内一流的高产高效、本质安全、绿色环保的大型现代化矿井。虽然崔木煤矿按高标准建设，但煤矿工作是一个特殊行业，煤矿生产是一个动态的过程，煤矿整个生产
3、作业过程每时每刻都要与瓦斯、水灾、火灾、顶板灾害、矿尘等各类灾害事故和隐患做斗争，我矿安全形势仍然非常严峻，本文通过对我矿重大危险源进行系统分析，制定出相应的解决对策，在现场实践中，有计划、有措施、有力度的执行，杜绝了本矿重大安全生产事故的发生，最终使矿井安全、高产、高效生产。一、矿井基本情况1、井田位置及交通崔木井田位于永陇矿区麟游区东端的北湾太阳寺勘查区。井田内有彬县麟游（崔木）市际公路及崔木甘肃邵寨省际公路从勘查区中部通过。S306省道由崔木向西经麟游、良舍、凤翔至陈仓与陇海铁路相接，至宝鸡120km，至宝鸡二电厂（长青工业园）100km。向东24km至永坪与312国道相接，南至西安15
4、5km。2、地形地貌、河流域水系、气象与地震井田属陇东黄土高原南缘梁塬、沟壑区。主要是黄土塬梁和沟壑两种。总体地势呈南高北低之势。高程相差400m左右，最高1501.10m，最低1106.30m。本区属泾河水系，自东而西主要有常家河与合阳沟河。泾河年平均流量57.60m3/s，枯水期最小流量1m3/s，洪水期最大流量15700m3/s，本区属暖温带半干旱大陆性季风气候区。年平均气温为11.1，极端最高气温为38，极端最低气温为-22.5。霜期一般为10月中旬至来年4月中、下旬；冰冻期一般在12月上旬至来年2月下旬；冻土层最大厚度40cm。年平均降雨量为641.60mm，蒸发量大于900mm；每
5、年35月份为西北季风期，最大风速12.7m/s。陕西省麟游县抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g。3、矿井地质概况（1）地层根据地表和钻孔揭露情况，井田内沉积地层由老到新依次有三叠系中统铜川组、侏罗系、白垩系、上第三系、第四系。据钻孔揭露的地层由老到新分述如下：三叠系中统铜川组下部为灰绿黄绿色巨厚层状细粒长石石英砂岩，夹灰绿灰色泥岩、粉砂岩，含新芦木化石；上部为灰绿色、灰白色中厚层状细粒长石砂岩与灰绿色粉砂岩、灰色砂质泥岩、泥岩夹薄煤层，含方鳞鱼、叶肢介及新芦木化石。厚度7001200m。下侏罗统富县组受三叠系古地形的控制，富县组仅在古地形低洼和边坡地段沉积，分布零星。岩性、岩相
6、与厚度在横向上变化较大。分为以下三种类型：坡积残积相沉积。岩性多为紫杂色花斑状含铝质泥岩夹铝质粉、细砂岩，含菱铁质鲕粒。底部常见角砾岩，角砾成分多为三叠系砂岩及泥岩碎块，厚度033.95m，平均8.67m。河沼相沉积。以灰白色细粗粒砂岩为主，夹灰深灰色泥岩。沼泽相沉积。见于少数钻孔，岩性灰灰褐色泥岩，夹黑色泥岩薄层。中侏罗统延安组为本区含煤地层。岩性为灰深灰色泥岩、砂质泥岩、粉细砂岩与灰白色中粗粒砂岩互层，中夹炭质泥岩及煤层。厚度一般为0112.33m，平均厚度60.05m。与下伏富县组呈假整合接触，或超覆于三叠系之上。中侏罗统直罗组区内无出露，岩性为灰绿色夹暗紫杂色、蓝灰色泥岩、砂质泥岩及中
7、细粒砂岩，底部为一层浅黄绿色、灰绿色粗粒砂岩与细砾岩。泥质岩铝质含量较高，并含泥灰质结核。砂质岩成熟度较安定组高，底部含多而大的黄铁矿结核。厚度049.37m，平均厚度24.06m。分布于常家河以西，呈东薄西厚之势。与下伏延安组假整合接触。中侏罗统安定组区内无出露，岩性以紫红色砂质泥岩为主，夹中粗粒砂岩与含砾粗砂岩，含少量钙质结核，底部常为一层厚度较大的灰紫色含砾粗粒砂岩。该组岩性成分成熟度极差，泥质岩含石英细砾，砂岩成分复杂，含较多的岩石碎屑，以含肉红色长石为特点，是快速堆积为主的产物。厚度28.65147.03m，平均厚度102.08m。下白垩统宜君组区内无出露，为氧化环境下洪积相与河流相
8、沉积。岩性为灰紫紫红色巨厚层状粗砾岩巨砾岩夹砂砾岩及粗砂岩薄层或透镜体。砾石成分以花岗岩变质岩为主，与洛河组砾岩最大不同是砾径较小，呈次圆状扁平状，胶结坚硬。横向上岩性与厚度变化较大，厚度061.61m，平均厚度17.18m。大面积无沉积，主要分布在合阳沟以西的低凹地段。与下伏安定组假整合接触。下白垩统洛河组出露于普化河合阳沟、庄子槽及老虎沟常家河河谷。岩性上部以巨砾岩粗砾岩为主，砾石为花岗岩、石英岩与变质岩，砾径较大，一般510cm，最大2530cm以上，次棱角状，砂泥质充填，胶结疏松。中下部以棕红色夹淡黄色中粗粒砂岩为主夹砾岩薄层，砂岩分选差，含砾石，具直线型斜层理。底部为一层中粗粒砂岩，
9、与宜君组为界。砂岩分选好，次棱角状，钙质、铁质胶结，疏松，具板状交错层理和楔状交错层理，为河流相沉积，是区内主要含水层。厚度42.00362.00m，平均厚度239.36m。厚度变化表现为北东薄南西厚规律，在北湾以西，桐花庄以南地区为沉积中心。与下伏宜君组整合接触。上第三系出露于各沟谷中，横向变化大，随古地形而异。岩性为浅棕红色亚粘土、砂质粘土，含钙质结核及石英小砾石，夹多层钙质结核，底部有厚度不稳定的底砾岩沉积。区内无完整剖面，厚度0100m，一般60m左右。与下伏地层不整合接触。第四系分布广泛，下部为浅棕黄色、棕黄色黄土，与浅棕红色埋藏土夹钙质结核层，上部为淡黄色浅灰黄色黄土夹浅棕红色埋藏
10、土层，钙质结核层减少，顶部510m为马兰黄土。本组随第三系古地形由南而北增厚，北部残塬最大厚度160m，一般厚度为100m左右。与下伏地层均为不整合接触。（2）构造本区位于太峪背斜以南、遥远背斜以北含煤凹陷区。3煤底板构造总体为一东南高西北低的单斜构造，呈EW向展布，东部3煤层底板最大高程937.39m，西部3煤层底板最低高程626.10m，平均每公里下降47m。区域内遥远背斜，东起永寿县底角沟、平遥煤矿北。轴部为三叠系，向西延伸与阁头寺背斜相接，轴部为延安组。勘查区为其北翼，最大倾角10。太峪背斜东起彬县太峪镇，轴部位为三叠系，为一宽缓箱状背斜，轴向东西，经底店、太阳寺进入勘查区，至大湾倾没
11、，进而向西延伸与麟北春台塬阳坡背斜相接，轴部变窄，不连续，呈一列长垣构造。根据对首采区进行的三维地震勘探，发现3条断层，分别是DF1、DF2、DF3断层：其中DF1断层为走向北西转正北向的正断层，断距024m。DF2断层为走向北西向的正断层，断距06m。DF3为走向近东西向的逆断层，断距010m。4、煤层及煤质延安组为本区含煤地层。2-3煤层位于延安组中含煤段下部，3煤层位于延安组下含煤段中部。2-3煤距3煤层1.3534.83m，平均间距15.54m。2-3煤含煤面积5.14km2，可采面积4.26km2，属不稳定煤层，夹矸02层，最多9层，夹矸厚度0.030.60m，含矸率09.50%，平
12、均3.84%。夹矸岩性为炭质泥岩、泥岩及泥质粉砂岩或细砂岩。其规律是煤层顶部和底部夹矸多，中部夹矸少。3煤最小埋深314.42m，最大埋深777.03m，大部为400500m之间，煤层厚度0.3534.20m，平均煤厚16.89m，最大可采厚度32.55m，属较稳定煤层，含煤面积32.45km2，可采面积29.95km2，3煤层一般夹矸02层，最多9层。夹矸厚度0.030.60m，含矸率09.50%，平均3.84%。夹矸岩性为炭质泥岩、泥岩及泥质粉砂岩或细砂岩。各煤层均为低灰、特低硫中硫、高热值之不粘煤。原煤焦油产率平均值8.18.5%，属富油煤。各煤层发热量平均值为27.0827.60MJ/
13、kg，属高热值煤。原煤水分平均8.0，灰分平均14，挥发分平均34，硫分平均值0.27。简选样浮沉试验资料表明，3煤层属中等可选易选煤。水帘煤矿4煤层生产大样自然级500.5mm粒级用1.6真密度浮选时，属易选，而破碎级为中等可选。5、矿井开采条件（1）煤层顶底板伪顶平均0.8m厚泥岩，直接顶粗粒砂岩、细粒砂岩呈互层状产出，平均厚度5m左右。老顶为泥岩，平均厚度15.72m，属类顶板。煤层底板为炭质泥岩、泥质砂岩、铝质泥岩，属稳定性较差岩体，管理难度大，易发生底鼓。（2）煤尘爆炸性、自燃、瓦斯邻区矿井水帘、火石咀、下沟等煤矿生产实践证明，煤在地面、井下堆放35个月即发生着火现象，特别是水帘煤矿
14、井下老窑采空区较多，散落煤氧化，自燃现象较为严重。根据本矿煤的自燃试验样品，测出各煤层原煤着火点最低285，最高360，各煤层原煤自燃倾向等级鉴定为级。西安科技大学对类似煤层作自燃发火期研究，最短自然发火期一般为二十几天。试验结果表明各煤层均有煤尘爆炸性。本区开采的矿井均无冲击地压现象，无冲击地压危害。矿井相对瓦斯涌出量5.95m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为50.11m3/min，2011年6月经重庆煤科院瓦斯等级鉴定，矿井为高瓦斯矿井。（3）水文地质井田水文地质勘探类型属以裂隙充水为主，水文地质条件简单类型，即“二类一型”。井田水文地质主要特性为地表水不甚发育，无大的河流，矿井直接充水含水层
15、直罗组砂岩裂隙含水层及延安组煤层及其顶板砂岩裂隙含水层，埋藏深而裂隙不甚发育，补给来源单一，导水性差，迳流滞缓，富水性弱，对矿井开采威协不大。白垩系洛河砂岩含水层为勘查区主要含水层，其分布广，厚度大，富水性较强。3煤层全面采动后，局部地段洛河砂岩含水层有与3煤导水裂隙带贯通，地下水通过透水“天窗”进入矿坑，虽为矿坑间接充水含水层，但对矿井开采构成一定威协。矿井正常涌水量343m/h，最大涌水量600m/h。6、煤矿生产概况（1）开拓开采系统矿井井田面积49.52 k。以3煤隐伏露头线作为井田边界线将两个孤立含煤盆地闭合划定井田范围。东西宽3.19.6km，南北长2.09.2km。地质储量4.9
16、3亿吨，可采储量3.24亿吨，生产能力为4.00Mt/a，矿井服务年限为60.2a。矿井采用立井开拓方式，在工业场地内布置三条井筒，即主立井、副立井、回风立井。采用单一水平开拓，开拓水平位于主采的二煤组（3煤），水平标高+745m。沿副井井底车场向西布置三条大巷，分别为中央带式输送机大巷、中央辅助运输大巷、中央回风大巷，三条中央大巷均沿煤层底板布置。全井田分煤层共划分七个盘区。矿井先期开采21盘区，工作面采用后退式回采。副井井底采用环形立式车场。工作面布置为三巷布置，即皮带顺槽、辅运顺槽、回风顺槽。本矿井为采用综采放顶煤工艺开采，切眼长度为200m。采、装、运、支工序全部机械化，全部垮落法处理
17、采空区。采用MG400/930-WD型采煤机，前、后部采用SGB1000/2700刮板输送机，综放工作面使用ZF13000/23/42四柱支撑掩护式低位放顶煤支架。采放比1：3，必要时采用分层综采放顶煤开采。首采盘区内3煤为唯一可采煤层，煤厚9.5526.31m，平均开采厚度19.43m，属稳定的可采煤层。（2）通风系统矿井采用机械抽出式通风方式，中央并列式通风系统。通风路线为：新鲜风流由主、副立井运输大巷、辅运大巷运输顺槽、辅运顺槽回采工作面回风顺槽回风大巷回风立井地面。回采工作面采用“两进一回”的通风方式，掘进工作面使用压入式局扇通风。矿井在地面安装有FBCDZNo28/2500型矿用防爆
18、对旋轴流式通风机两台，一台工作，一台备用。矿井总进风量为153m/s，总回风量为160.65m/s 。（3）提升运输系统主立井提升系统装备1台JKMD-54（）型落地式多绳摩擦提升机和一对34t提煤箕斗(4绳)担负矿井提煤任务；副立井设置两套提升系统，1号提升系统装备1台JKMD-54（）型落地式多绳摩擦提升机和一个宽罐笼+平衡锤提升容器，担负矿井提升人员、水泥、砂石、材料及设备任务。2号提升系统装备1台JKMD-1.854（）型落地式多绳摩擦提升机和一对单层多绳交通罐笼（4绳），担负提升零散人员及大罐事故下的人员提升任务。井下煤炭运输，回采工作面使用刮板输送机，型号为：SGB1000/270
19、0；皮带顺槽安装可伸缩带式输送机DSJ140/220/3400；大巷运输使用带式输送机，带宽为1400mm。井下辅助运输采用无轨胶轮车连续运输，承担矿井运送人员、材料、设备等全部辅助运输任务。（4）矿井供电系统矿井供电电源为双回路，一回引自亭口110kV变电所，另一回引自丈八110kV变电所。矿井工业广场设110kV煤矿专用变电所，变电所110kV侧和10kV侧均采用单母线分段接线方式。变电所电压等级选择为110/10kV，变电所内安装两台SZ10-M-20000/110双绕组低损耗调压变压器，容量为20MVA，电压为11081.25%/10.5kV，Uk%=10，接线方式为YN，d11。主立
20、井提升机采用双回电源供电，两回10kV电源采用YJV22 -8.7/10kV 3240mm2交联聚乙烯绝缘电力电缆引自工业场地110/10kV变电所10kV不同母线段，10kV母线采用单母线分段的运行方式。副立井提升机房10/0.4kV变电所设于1号副立井提升机房内，副立井负荷采用双电源供电，两回10kV电源引自工业场地110/10kV变电所10kV不同母线段，进线电缆为YJV22-8.7/10kV 370mm2交联聚乙烯绝缘电力电缆，主接线型式采用单母线分段运行。通风机为双回路电源线路供电，配电设独立的供配电系统。在通风机房旁设一10kV配电室，两回电源采用YJV22-8.7/10kV 35
21、0mm2交联聚乙烯绝缘电力电缆引自工业场地110/10kV变电所10kV不同母线段，一回工作、一回备用，配电系统采用单母线分段。井下井下采用10kV供电，从工业场地副立井下四回电缆向井下供电，四回电缆均引至井下主变电所，下井电缆均采用MYJV42-10kV 3240mm2交联聚乙烯绝缘电力电缆。井下主变电所采用两套供电系统，每套供电系统二回电源分别引自工业场地110/10kV变电所10kV侧不同母线段。每套供电系统二回电源同时工作，互为备用，当任一回电源因故停止供电时，另一回电源仍能保证本系统所供全部电气设备正常运行。（5）矿井排水系统煤矿水文地质资料比较全面，制定有中长期防治水计划。煤矿所有
22、井口及工业场地内标高均高于历年洪水水位。矿井井下水源主要来自顶板砂岩含水层，正常涌水量343 m/h ，最大涌水量600 m/h。矿井在主斜井底开拓有主、副水仓，总容积2440 m。同时，设有主排水泵房，主排水泵房配置5台MD500-5711型耐磨多级离心式水泵，安装5台，备用2台。排水管路选用3趟32512无缝钢管，分段选择管路壁厚，安装2趟，预留1趟位置。矿井探放水制度措施完善，坚持“有疑必探，先探后掘”。（6）瓦斯防治系统矿井属高瓦斯矿，配备有专职的安全副矿长，设置通防科，各种瓦斯管理制度健全。瓦斯治理采用抽放系统，一是顺层平行斜交叉钻孔煤层瓦斯抽放，采用此方法对开采工作面提前预抽。二是
23、采空区瓦斯抽放。采用上隅角插管抽放和回风巷高位钻孔抽放，以抽放采空区残存瓦斯，防止上隅角瓦斯超限。全矿配套综合自动化系统，瓦斯监测、束管检测等齐全。（7）矿井防尘系统矿井制定有粉尘检测制度，有专职的粉尘检测员，粉尘检测仪器配置基本齐全。井下消尘管路安装到位，并按规定使用。管路径主副立井运输大巷、辅运大巷分别进入301皮带顺槽、301辅运顺槽、301回风顺槽及301工作面。在刮板，皮带机头各转载点溜煤眼设有喷雾消尘装置。井下消尘洒水水源由地面工业广场高位水池供给。工作面采用湿式钻眼，水炮泥爆破。在主采巷道每50m的洒水管路口有一个三通，并带有截止阀一个，及时冲洗井壁巷帮。井下采掘工作面风量分配合
24、适，风速适宜，有效防止了煤尘飞扬。矿井地面煤场设有洒水装置，运煤车辆加盖篷布，各种综合要求防尘措施和装备符合要求。（8）矿井防灭火系统本矿煤层属易自燃。虽然该矿自建矿以来未发生过煤层自燃现象，但是，必须严格防灭火管理。地面设黄泥注浆站，管路由风井井筒铺至井下工作面，采空区黄泥灌浆。工作面辅运顺槽口设置移动注氮机，采取移动注氮方式防灭火，同时采用多功能胶体防灭火方式。矿井工业场地内设有井下消防水池，水池内贮存有一次火灾井下消防用水量。井下消防和洒水采用合用的给水管道。在副井井筒与大巷连接处的两端，变电所等机电硐室入口，爆破材料库、检修、材料库硐室的入口，掘进巷道的入口，回采工作面进回风巷口，胶带
25、输送机机头附近设置消火栓。在胶带输送机大巷每隔50m，井底车场、轨道大巷每隔100m，岩石大巷、石门每隔300m设置消火栓。（9）矿井综合自动化系统矿井于建矿之初就配备全矿井综合自动化系统。根据管控一体化思想，结合工业自动化技术，信息化技术，嵌入式技术，网络技术和通讯技术等一系列现代化手段，实现全矿井生产过程集中监控，调度计算机网络化，信息管理决策网络化，全面提升矿井自动化水平，实现建立高产、高效的数字化矿山。本矿综合自动化系统包括综合自动化计算机系统。综合自动化软件平台。千兆工业以太网络。调度指挥中心及联建大屏显示系统、工业电视系统。有线、无线调度通讯系统。人员定位系统。安全监测监控系统。综
26、合自动化系统对所有子系统进行数据采集、处理、存储、发布，完成一个信息集中管控/网络发布平台。系统实现全矿井自动监测，实现生产调度报表的自动生产，数据自动保存，矿井可视三维显示，实时显示煤矿安全、生产实时信息。对主、副井提升系统，选煤厂，矿井电力系统，井下排水、通风系统等监测监控。系统实现人员定位、考勤，在福井口大屏幕实时显示。实现综采工作面生产过程自动化，减轻劳动强度、提高生产效率；实现对主要生产设备工况的实时在线监测、及时发现故障隐患、及时采取措施避免设备损坏，提高设备正常率和开机率；将工作面的相关信息及时传输到地面，并通过计算机网络实现共享，达到生产管理网络信息化，通过对采煤机在工作面的位
27、置的连续监测，可随时掌握工作面的生产状况，合理调度生产。（10）爆破器材储存、运输系统爆炸材料库场地位于工业场地北侧，炸药库库容5.0t，雷管2万发。距矿井工业场地1000m，周围没有人烟，有充足泄爆距离；远离工矿企业和人口密集区，场地内不受洪涝侵害、亦无不良地质现象。场地占地0.8hm2。运输工作又专人负责，爆破工作由专职爆破工担任，全矿共有18名专职爆破人员。矿井在火工品领取、使用、回收、运输存放等方面有严格的规章制度，井下有火工品专用存放器具，井下放炮时严格执行“一炮三检”和三人连锁放炮制度。（11）相邻煤矿开采情况本区内无老窑开采。区外东及东南6km处有彬县拜家河煤矿、永寿县平窑煤矿，
28、规模很小，年产3万t以下；西南十余公里澄铭窑、北马坊等地有小煤窑及小煤矿，开采历史悠久。生产矿井较大的有宝鸡市北马坊煤矿，矿井开拓系统为斜井单水平盘式分区段进行采煤布置，采煤方法为壁式炮采，顶板管理采用跨落法。设计生产能力0.10Mt/a，最高达到0.15Mt/a左右。1992年补充扩大勘探面积2.4k，经改扩建后生产能力增加到0.30Mt/a。二、重大危险源分析1、矿井瓦斯矿井生产投产时能力为4.0Mt/a，年工作日330d，每天开采工作时间按16h考虑，日产煤炭12000吨。矿井相对瓦斯涌出量5.95m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为50.11m3/min经煤炭科学研究总院重庆研究院瓦斯等级鉴
29、定，本矿为高瓦斯矿井。高瓦斯区主要集中在21盘区内，当开采该区域，采煤面瓦斯涌出量将会威胁到矿井正常生产，必须实施瓦斯抽放措施。其次，本矿井采用放顶煤采煤方法，由于放顶煤一次采全高，产量大，放顶煤开采较一般开采方法所造成的上覆岩层破坏范围较大，瓦斯涌出量较大，它更有利于本煤层和邻近层的瓦斯析出，同时大量的析出瓦斯聚积在工作面后部采空区的上方。因此采用这种开采方法时，应采取瓦斯防治的措施。同时，本井田地表大面积为黄土层所覆盖，沟谷中出露的白恶系地层产状较为平缓，侏罗系构造完全隐伏。三叠系中统铜川组为含煤地层的沉积基底，上覆的侏罗系各组地层形态与其顶面起伏具明显的承袭关系，区内地震与钻探未发现断层
30、。本区煤层埋深位于当地侵蚀基准面之下。煤系下伏岩层含水微弱，补给来源有限，导水性差，迳流滞缓，富水性微弱。地质报告表明，本区3煤层为巨厚煤层，井田内瓦斯的局部聚集，掘进过程中采取相应措施，确保矿井生产安全。瓦斯对矿井安全生产的危害时刻存在，阻碍着矿井的安全生产，威胁着职工的生命财产和安全，使矿井不得不投入大量的人力，物力和财力用于治理。如果对瓦斯管理不善，就会造成瓦斯事故，不仅毁坏井下巷道和各种设备，还会造成人员伤亡。综合以上，本矿瓦斯治理采用抽放系统，一是顺层平行斜交叉钻孔煤层瓦斯抽放，采用此方法对开采工作面提前预抽。二是采空区瓦斯抽放。采用上隅角插管抽放和回风巷高位钻孔抽放，以抽放采空区残
31、存瓦斯，防止上隅角瓦斯超限。2、矿井火灾井下火灾一部分是采空区浮煤自燃发火，另一部分是由于井下明火、放炮、电流短路、摩擦等其他原因引起。本井田煤层属易自燃煤层。在勘探中对8个钻孔各煤层中采集了41个煤层自燃倾向试验样，其中K6-2钻孔位于本工作面中央，测试结果详见下表。 各煤层自燃倾向测试综合成果表煤层号钻孔号原样着火点()氧化样着火点()还原样着火点()T等级结论氧化程度(%)2-3X1-136433637337易自燃24X3-629226131150很易自燃363K2-638136239836易自燃K3-235033636226易自燃K4-634932037050很易自燃K6-236334
32、037838易自燃X1-137937338815不易自燃59X3-336335538126易自燃63X3-631429932425易自燃45P1-336135636913不易自燃62试验结果表明，本区煤层应定为易自燃，自燃发火期为1个月时间。邻区矿井水帘、火石咀、下沟等煤矿生产实践证明，煤在地面、井下堆放35个月即发生着火现象，我矿与煤矿井田相距1020km，同属鄂尔多斯煤田，煤层生成年代均为侏罗纪，这充分说明本区域煤层属易自燃煤层。煤矿自建矿以来，虽然从未发生过火灾事故，但是，本矿防火工作是本矿的重中之重。矿井火灾对煤矿生产及职工安全的危害主要有以下几方面。(1)井下空间狭小，矿井通风及巷道
33、联通关系复杂，供风量有限，发生火灾时人员避灾会受到井下环境条件的限制。(2)煤矿井下到处都存在大量的易燃物，火灾极易发展蔓延，高温火烟在巷道流经的路程上，掺入新鲜风流时，将会在掺风地点形成新的火源。(3)产掌大量的高温火焰及有害气体，造成人员伤亡。火灾能产生大量有毒有害气体，如CO、CO2等，这些气体随高温火烟一起流入井下各作业场所，造成人员中毒和窒息。(4)引起瓦斯、煤尘爆炸。矿井火灾不仅提供了瓦斯、煤尘爆炸的热源，而且由于火的干馏作用，使井下可燃物(煤、木材等)放出H2和其它多种碳氢化合物等爆炸性气体。因此，火灾会引起瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大灾情及伤亡。(5)火灾烧毁设备和煤炭资源。井下
34、发生火灾，因灭火措施不当或拖延时间，往往错失灭火良机，使火势扩大，这样就会烧毁大量的设备、器材和煤炭资源。有时封闭火区也会导致一些设备长期被封闭在火区而损失，造成大量煤炭资源呆滞，影响矿井正常生产。(6)火灾使井下风流逆转，导致灾情扩大。矿井火灾发生后，高温浓烟流经区域的空气发生变化，温度升高。井巷中产生火风压。火风压一方面使矿井总风量发生变化，另一方面造成矿井通风网路风流方向变化，从而使烟气的流动失去控制，造成通风系统紊乱，进一步扩大灾区范围，使更多的井下人员受到火灾烟气的毒害，同时给井下的安全撤退带来极大的困难和危险，增大了事故损失和灭火救灾的困难。结合目前国内防灭火技术发展状况及矿区地面
35、客观情况，我矿采用注氮、多功能胶体防灭火系统等综合防灭火系统，上下建立相应的防灭火系统和安全监测、监控系统，自投产以来杜绝了火灾的发生，保证了全矿正常、平稳、高效的运转。3、矿井水灾崔木煤矿矿井正常涌水量343m/h，最大涌水量600m/h，与邻近彬长矿区相比，本矿井涌水量较大。巷道在掘进过程中可见明显出水点，施工锚索孔单孔出水量最大达0.64 m/h，工作面开采时最大涌水量达520 m/h。影响矿井开拓及工作面正常生产。综合各种因素分析充水水源一是煤层上部直接顶砂岩含水层倒水，该砂岩含水层平均厚度5m，为侏罗系中统延安组煤系裂隙含水层，含水层富水性弱，裂隙不甚发育，充水方式为顶板进水型。钻孔
36、抽水试验成果显示：钻孔单位涌水量0.0006330.003431L/sm，渗透系数0.0004010.0066m/d，属富水性极弱含水层。煤层伪顶为炭质泥岩，厚度较薄，平均0.5m。随着放顶煤的开采上部直接顶砂岩含水层的水涌入工作面。二是随着矿井开拓，冒落带及裂隙带扩展，导水裂隙带波及煤系上覆白垩系砂砾岩含水层，洛河砂岩水将通过导水裂隙带形成的“天窗”进入井下，由于该含水层厚度大，赋存面积光，为矿井主要充水通道，对矿井的正常生产构成威胁。为防治水患，合理利用水资源，采用供排结合的方法，排采洛河砂岩地下水。矿井水灾害给煤矿安全生产造成极大的危害，其程度也比较大。结合矿井生产经验水害造成如下影响。
37、一是工作面长期淋水给安全生产带来严重的威胁，工程质量受损。二是工作面淋水恶化生产环境，影响工人正常操作，降低设备安全防护性能，直接影响生产。三是顶板淋水使巷道空气潮湿，工人在淋浴中作业，增加劳动强度，影响身心健康。四是巷道淋水加大，底板炭质泥岩遇水极易膨胀，造成顺槽巷道底鼓现象严重。五是增加排水费用，造成原煤吨煤成本增加，而且给生产管理工作增加了难度。六是，缩短了生产设备的使用寿命。矿井水的存在对金属设备，铁轨和金属支架产生了腐蚀作用。七是，容易引起瓦斯积聚，造成瓦斯事故。八是，一旦涌水量过大，超过排水能力，势必会造成整个矿井停产，甚至会造成人生安全事故。4、顶板灾害矿井开采3煤层，其顶板为粉
38、砂岩或砂质泥岩，细中粒砂岩，伪顶为泥岩，顶板具有不稳定性。目前，综放工作面使用的是液压支架，全部跨落法管理顶板。回风顺槽、皮带顺槽、辅运顺槽使用的都是锚网索喷支护。易发生局部冒顶的地点为：综放工作面煤壁附近：其原因是当煤层顶板裂隙发育，落煤后没有及时进行移架时，顶板就有可能在无任何预兆的情况下突然冒落，造成局部冒顶事故的发生；二是靠近煤壁处的支护支撑力不够，就会导致机道上方过分变形和破裂，从而引起冒顶；三是工作面每10天一次周期来压，老顶压力明显增大，使顶板破碎，煤壁片帮，容易产生冒顶。综放工作面两端：在综放工作面两端因经常需移动刮板机机头、机尾，要移动此处的支柱，移动支架时易造成直接顶下沉，
39、从而容易导致破碎顶板成孤立岩块冒落；再者工作面上下出口因巷道支护一般最初支撑力很小，这样就易使顶板下沉、松动甚至破碎，特别是当直接顶由薄弱软岩层组成时，更容易发生冒顶；此外，工作面上下出口因受支撑压力的影响，很容易造成顶板破碎，甚至由于支撑力的影响而造成巷道支架的损坏，使支架失效而造成冒顶。掘进工作面在放炮后，空顶面积较大，没有采取超前支护或打临时支柱，或未执行敲邦问顶制度，因而会产生冒顶。再者，从业人员工作责任心不强，安全意识淡薄，不能很好执行作业规程，在支护中，支护材料接顶不严、不实，留有空隙，长时间受压力的影响或者放炮震动的影响造成支架倒落，因而发生冒顶。顶板灾害对矿井安全生产带来的危害
40、是相当严重的。一是无论是局部冒顶还是大型冒顶事故发生后，一般都会推到支架，埋压设备，造成停电、停风，给安全管理带来困难，对安全生产不利。二是如果遇到地质构造附近的冒顶事故，不仅给生产造成麻烦，而且有时会引起透水事故的发生。三是在有瓦斯涌出附近发生顶板事故将伴有瓦斯的突出，造成瓦斯事故。四是如果是掘进工作面发生顶板事故，一旦人员被堵或者被埋，将造成人员伤亡。5、矿尘矿井粉尘包含煤尘和岩尘两类。煤尘主要来源于采掘工作面，由采煤机高速切割煤体以及煤炭装载、卸载、运输、仓储及矿井通风中产生；岩尘主要是在岩石巷道掘进过程中产生的。矿尘对矿井的安全生产的危害也是相当严重的。一是污染了作业环境，降低了生产场
41、所的能见度。而且严重影响劳动效率和操作安全，容易造成工伤事故。二是对职工的身体健康产生危害。三是矿尘中的煤尘，具有燃烧爆炸性，如果不能及时进行煤尘，就会在一定条件下可能发生爆炸，造成人员伤亡和财产损失。四是矿尘还会加速机械、电气设备的损坏、缩短仪器、仪表的寿命，加大了矿井的资金投入。三、安全对策综合以上所述，我矿煤矿五大灾害，其危险程度为瓦斯火灾水灾顶板矿尘。1、矿井瓦斯的安全对策本矿瓦斯治理采用抽放系统，一是顺层平行斜交叉钻孔煤层瓦斯抽放，采用此方法对开采工作面提前预抽。二是采空区瓦斯抽放。采用上隅角插管抽放和回风巷高位钻孔抽放，以抽放采空区残存瓦斯，防止上隅角瓦斯超限。（1）顺层平行斜交叉
42、钻孔煤层瓦斯抽放在首采工作面3煤层采用打顺层平行斜交叉钻孔的方法进行本煤层瓦斯抽放。用顺层平行斜交叉钻孔进行瓦斯抽放能够提高钻孔间的导通性（随着抽放进行，煤层内的瓦斯压力降低，煤层应力重新分布，产生新的裂隙，采用交叉钻孔时裂隙容易沟通相临两孔，便于提高抽放孔的抽放效果）。靠近开切眼附近100m范围内开始布置钻场进行钻孔抽放。对于钻孔深度，由于回采工作面斜长只有220m，首采工作面瓦斯抽放钻孔长度取200m。对于钻孔的角度，根据煤层倾角变化及厚度情况进行调整，一般来讲以钻孔的末端落在距离煤层顶板1m左右，即靠近煤层顶板为宜。钻孔密封是瓦斯抽放工艺的重要环节，密封质量的好坏，直接关系到瓦斯抽放效果
43、。封孔深度要超过孔口的裂隙带深度（或巷道松动圈范围），完整致密的岩孔一般3m，煤系地层钻孔一般57m，煤孔一般710m。孔口负压2030kPa，抽放浓度10%25%，混合抽放量40 m3/min（2）采空区瓦斯抽放工作面采空区瓦斯抽放采用上隅角插管抽放和回风巷高位钻孔抽放，以抽放采空区残存瓦斯，防止上隅角瓦斯超限。回采工作面上隅角插管抽放回采工作面上隅角瓦斯抽放的主要是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域内瓦斯由抽放管路抽走，这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅（或微风）引起的瓦斯超限，还可解决因漏风使采空区向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。为操作方便，靠近采面上隅角段管路采用6m长
44、的铠装软管与主抽放管路连接，将铠装软管插入上隅角，为保证软管吸入口处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高），抽放软管与木棒绑在一起，用铁丝吊挂在支架上，为提高抽放浓度，上隅角处用挡风帘，提高抽放效果。随着工作的推进，拆下前端一段主管路，移动抽放软管，如此反复。抽放工艺，如图3-1所示。软管采用10吋管，抽放管伸入上隅角长度及位置根据实际抽放效果，不断调整，得到合理的参数。回采工作面上隅角插管瓦斯抽放是制造一个负压区，让周围瓦斯向负压区流动，然后通过排放管路，抽出工作面。负压区在什么地方最合适，顶板岩性不同，顶板的冒落程度不同，对负压区的选择都将有较大影响，为确保抽放点的合适位置（使吸入口瓦斯浓度较
45、高），在抽放管路负压始端的接一个带48个分支的一段管路，分支出几个支管，支管出口接1吋或2吋胶皮软管，软管插入上隅角后呈发散排列，可提高抽放效果，如图3-2所示。孔口负压10kPa，抽放浓度5%8%，混合流量20m3/min。图3-1 上隅角插管抽放瓦斯示意图图3-2 上隅角插支管抽放瓦斯示意图回风巷高位钻孔抽放采空区及围岩瓦斯抽放工作面前方卸压带及采空区瓦斯，钻孔与工作面推进方向相应，起到一定卸压带瓦斯抽放作用，工作面推至钻孔之下即进行采空区抽放。在工作面回风巷，沿回风巷走向每隔50m处开掘一条垂直回风顺槽的斜巷，角度约25，水平位置内错回风巷约30米处的煤层顶板掘进钻场，每个钻场布置5个钻
46、孔，呈扇形布置。由于煤层的采动，在上部空间形成冒落、裂隙和缓慢下沉三带。参照同类型矿区条件，本矿井冒落带高度为采高的46倍，裂隙带高度为采高的815倍(冒落带、裂隙带实际高度有待今后现场进行测定)。钻孔终孔位的立面位置一般应设置在裂隙带的中下部，这样布置一般抽放浓度较高，便于瓦斯利用。钻孔长度120m，孔径94mm，钻孔仰角要根据实际冒落带及裂隙带高度进行计算确定。（3）瓦斯抽放量顺层平行斜交叉钻孔本煤层瓦斯抽放的方法，抽放瓦斯混合抽放量为40 m 3/min，抽放浓度20%，抽放瓦斯量8 m 3/min；这种方法采用一套管路系统称为1号瓦斯预抽放系统。采空区插管抽放混合抽放量20m3/min
47、，抽放浓度5%，抽放瓦斯量1.0m3/min；回风巷高位钻孔抽放混合抽放量20m3/min，抽放浓度20%，抽放瓦斯量4m3/min。这两种方法共用一套管路系统称为2号采空区瓦斯抽放系统，总混合流量40m3/min，抽放瓦斯量5.0m3/min。矿井抽放瓦斯量为13m3/min，抽放气体混合量为80m3/min。（4）瓦斯抽放设备选型1号系统和2号系统共选用3套ZWY130/160型矿用移动式瓦斯抽放泵站，其中2套工作，1套备用。每套矿用移动式瓦斯抽放泵站功率160kW，电压660V，最大抽气量130m3/min。矿用移动式瓦斯抽放泵站主要包括：水环真空泵、矿用隔爆型三相异步电动机、恒水位气水分离器、环境瓦斯超限检测装置、流量计量及负压测定装置、隔爆型真空电磁启动器、磁化水装置、停水断电装置等。矿用移动式瓦斯抽放泵站配带橡胶轮胎，设置在井下工作面回风巷的联络巷中，随工作面搬迁而移动。（5）瓦斯抽放效果分析设计抽放瓦斯量为13m3/min，抽放气体混合量为8
