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1、河南理工大学本科毕业设计目 录0 引言41 概述51.1 矿井概括51.2 煤系地层61.3 地质构造81.4 矿井通风101.5 煤层与煤质101.5.1 煤层101.5.2 煤质141.6 水文地质151.7 煤层安全技术条件171.8 矿井瓦斯182 矿井开拓方式，采区巷道布置及采煤方法192.1 矿井开拓192.2 采区巷道192.2.1 采区巷道布置192.2.2 采区主要巷道支护形式202.3 采煤方法202.4 瓦斯监测203 防治煤与瓦斯突出的一般规定223.1防突管理及培训223.2防突责任制243.2.1矿领导防突责任制243.2.2防突机构的责任253.2.3通风科防突工
2、作责任253.2.4地测办防突工作责任263.2.5生产科防治煤与瓦斯的责任273.2.6机电科防突责任273.2.7调度室防突责任283.2.8回采（掘进）队防突责任283.3防突设备的配备管理294 区域综合防突措施314.1 区域综合防突措施基本程序和要求314.2 区域突出危险预测324.3 区域防突措施344.4 区域措施效果验证354.5 区域验证385 局部综合防突措施405.1 局部综合防突措施基本程序和要求405.2 工作面突出危险性预测425.2.1 石门揭煤工作面突出危险性预测425.2.2 煤巷掘进工作面突出危险性预测435.2.3 采煤工作面突出危险性预测455.3
3、工作面防突措施455.3.1 石门揭煤工作面防突措施455.3.2 煤巷掘进工作面防突措施465.3.3 回采工作面防突措施485.4 工作面措施效果检验485.5 安全防护措施505.5.1 设置避难所505.5.2 设置反向风门505.5.4 压风自救系统515.5.5 防突挡栏515.5.6 自救器526 安全技术措施及相关规定537 演马庄矿防治煤与瓦斯突出事故专项应急预案567.1 煤与瓦斯突出应急预案概述567.2 事故类型和危害程度分析567.3 应急救援及其原则577.4 组织机构及职责577.4.1应急组织体系577.4.2指挥机构及职责587.5 预防与预警597.6 突出
4、事故报告程序和现场保护607.7 应急处置607.7.1响应分级607.7.2响应程序607.7.3处置措施61结论63致谢64参考文献650 引言煤炭是国民经济和社会发展的基础，在我国一次能源生产和消费结构中始终占70%左右。据预测，到2050年将占50以上，在相当长的时期内，煤炭仍将是我国的主要能源。当前快速增发展的经济，对煤炭工业发展提出了更高的要求。我国煤矿主要是井工开采，生产环境条件复杂，与其它行业相比，煤矿安全尤为重要。安全是煤炭生产的头等大事，安全对煤炭生产起着保证、支撑和推动作用，是煤炭工业可持续发展的前提。目前，随着煤矿开采深度的延伸和开采强度的加大，地压和瓦斯涌出量越来越大
5、，突出危险性也不断加大。在很短时间内，从煤(岩)壁内部向采掘工作间突然喷出煤(岩)和瓦斯的现象，即煤(岩)与瓦斯突出，它是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象，能摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统，使井巷充满瓦斯和煤(岩)抛出物，造成人员窒息、煤流埋人，甚至可能引起瓦斯爆炸与火灾事故，导致生产中断。因此，煤与瓦斯突出是煤矿最严重的自然灾害之一，严重威胁着煤矿的安全生产，制约着我国煤炭工业的发展。从1834年3月22日法国鲁阿尔煤田依萨克矿井发生世界上有记载的第一次突出至今，己发生过突出的国家有法国、前苏联、中国、波兰、日本、美国等20多个国家和地区。据不完全统计，截止1981年发生突出的次数已超过
6、3万次，其中强度最大的一次突出发生在1969年7月13日前苏联顿巴斯矿区加加林矿井，突出煤14200t，喷出瓦斯达25万m3。我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一，其特点是突出矿井分布面广，且分布于不同类型的煤层，突出矿井的始突深度不一，中小型突出占较大多数，大强度突出次数也不少；在区域上的表现为南北都有分布，但南强北弱。建国后，第一次煤与瓦斯突出于1950年4月20日发生在辽源矿务局富国矿的西二坑，此后，随着我国煤炭工业的迅猛发展，老矿井开采的愈来愈深，新矿井又不断增多，突出矿井也日益增多，不仅突出次数大幅度增加，而且其突出强度也在提高，其中最大的一次突出发生在1975年8月8日天府矿务
7、局三汇坝一矿主平铜震动性放炮揭穿6号煤层时，突出煤岩12780t，突出瓦斯140万m3，居世界第二。1988年10月16日南桐鱼田堡煤矿二水平东翼三采区+20m石门，打震动炮眼时发生自行冲破岩柱的突出。突出煤炭8765吨，岩石m3，瓦斯201万m3，煤粉堵塞巷道1388m，瓦斯逆流1846m。近些年来，我国煤矿的安全生产形势日益严峻，煤矿安全事故也层出不穷，80%以上都是瓦斯事故，其中以石门揭煤突出最为严重，造成了大量的人员伤亡和财产损失。截止2004年，国有重点煤矿中，有高瓦斯矿井152处、煤与瓦斯突出矿井154处，高瓦斯、突出矿井数量约占49.8%，煤炭产量约占42%。对于煤与瓦斯突出，特
8、别是石门揭煤突出，各国都投入了大量的人力、物力、财力，许多国家还建立了专门的研究机构，专门研究其机理和防治工作；我国于五十年代成立了抚顺煤炭研究所，主要承担煤和瓦斯突出的研究工作，以后相继有中国矿大、安徽理工、河南理工等高等院校也都进行这方面的研究工作。1 概述1.1 矿井概括演马庄矿位于焦作市东北部约20公里，隶属焦作市管辖，地理座标：东经1132111324，北纬35153517。图1-1演马庄矿交通位置示意图Figure 1-1 Drawing location map of Mazhuang mine区内有煤矿专用铁路，南距新（乡）焦（作）铁路待王车站4公里，东连京广线，西接焦枝线。二
9、级公路及乡村油路相互连通。交通极为方便。见演马庄矿交通位置示意图（图1-1）。井田范围：由1999年河南省地质矿产厅颁发的采矿许可证中核定的19个拐点坐标圈定。采矿证编号为4100009941607，当时批准的开采深度为20-500m标高。井田走向长4.37.5km，倾向宽0.98.1 km，面积约14.8733k m 演马庄井田现开采二1煤层，原设计生产能力0.45Mt，2005年核定生产能力为1Mt，现实际生产能力0.9Mt。演马庄矿主、付井均为竖井，井筒直径均为6m，主井深218m，付井深189m，座落在二1煤顶板大占砂岩中。主井坐标：X=3904710.35，Y=38441369.87
10、；付井坐标：X=3904667.01，Y=38441312.13。目前，一水平已基本采完。一水平面积约3.69 k m，探明储量38.337Mt。平均煤厚6.60m，煤层稳定；二水平现主要25采区和27采区等开采。演马庄井田属太行山山前平原和冲积、洪积扇的边缘地带。地势平坦。海拔83123m，一般在100m左右。全区地势北西高，南东低，最大坡度225。由于浅部煤层开采后地面塌陷，而局部形成低洼带。1） 九里山煤矿九里山煤矿位于焦作市区东18km，矿井于1970年7月开始建井，1983年4月简易投产，设计生产能力0.90Mt/a，2005年核定生产能力1.0Mt/a，开采二1煤层。矿井水文地质条
11、件复杂，属煤与瓦斯突出矿井。2）韩王矿位于演马庄矿东邻，面积约3.6km，1958年10月1日建成投产，原设计生产能力为0.3Mt，1997年核定生产能力为0.21Mt，2004年核定生产能力为0.16Mt。该矿水文地质条件复杂，矿井涌水量为4050 m3/min，自建井以来，共发生几十次突水。该矿与演马庄矿水力联系密切，如果演马庄矿发生突出水水位上升，则该矿涌水量将有明显增加。该矿属于煤与瓦斯突出矿井。该矿与演马庄矿之间留设了约80米宽的煤柱，一般不会对演马庄矿生产造成不利影响，但对演马庄矿水文地质条件有一定的影响，应当重视。1.2 煤系地层 本矿为第三、四系全掩盖区，据钻孔揭露，地层由老至
12、新为：奥陶系中统马家沟组，石炭系中统本溪组，上统太原组，二迭系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组下段、中段及第三、四系。1）煤层顶板岩性 煤层顶板多为砂质泥岩，其次为泥岩或砂岩，局部地段有炭质泥岩伪顶。砂质泥岩为层状，灰黑色，含白云母片，层理明显，产植物化石，就顶板管理而言，此泥岩顶板易维护，砂岩顶板易锈结，是最好管理的顶板。 泥岩常以层状或板状，与砂质泥岩为相交关系，硬度2个级，致密易碎，易冒落，锈结力强，厚度0.76.37m。 砂岩即大占砂岩为老顶，以中、细粒为主，局部直接覆于煤层之上，砂岩为灰色，泥硅质胶结，较坚硬，厚层状，硬度6级左右，厚度6.33m，巷道容易维护，放顶时不易冒落，
13、锈结性能差。总之，二1煤层之各类顶板均较完整，易于管理，属于类顶板。 2） 二1煤层底板岩性 二1煤层底板为砂质泥岩或泥岩，厚度10m左右，局部有炭质泥岩且含炭质较高，厚0.30.5m，质软易碎，与煤层不易分开，其强度很低，支撑力差，对巷道维护不利从而给生产造成困难。 二1煤层底板除极少数钻孔有0.10.7m的炭质泥岩(伪底)外，其余全部为泥岩或砂质泥岩，厚度一般在7m左右，其岩性和厚度稳定，据浅部矿井资料，底鼓现象较频繁，主要原因是底板突水造成，个别是矿压造成。表1-1 主要含煤地层含煤性统计表Table 1-1 Statistic form of main coal stratum coa
14、l properties1.3 地质构造1）区域构造焦作煤田位于太行山隆起带南端，地层走向NENNE，倾向SE，倾角414，为单斜构造，区域构造以断裂为主，褶曲不甚发育。该区主要发育有东西、北东、北西向、三组断裂。其中，东西向的凤凰岭断层规模大，把焦作煤田分割为焦南、焦北两大部分；北东向断层最发育，破坏了各井田的连续性，分别切割为大小不等的井田断块；北西向断层不发育，常以中小断层出现。各井田构造均为次一级断裂组成，并受区域主干断裂的严格控制。由于各井田所处区域断层的部位不同，其断层走向、发育程度等各有差异。表1-2区域断层一览表Table 1-2 Regional fault list断层名称性质走向倾向延伸长度一般落差（m）备注朱村断层正NWWSW24公里2000董村断层正80100N30公里1000马坊泉断层正60NW25公里200南张门断层正7090NW30公里400700平陵断层正90120NW20公里5001000百泉断层正3640NW20公里300500峪河断层正100SW30公里200500凤凰岭断层正EWS50公里100400九里山断层正4560SW50公里300600方庄断层正N30WSW10公里120两条平行断层地堑
