六大系统设计

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1、前 言一、项目背景2010 年 7 月 19 日， 国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发【2010】23 号）正式发布，其中明确提出“煤矿、非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通讯联络系统等技术装备，并于 3 年内完成。逾期未安装的依法暂扣安全生产许可证” 。2010 年 10 月 9 日， 国家安全监管总局关于印发金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定的通知 （安监总管一【2010】168 号）要求非煤矿山企业应规定要求期限安装使用安全避险“六大系统” ，并加强日常管理和维护，确

2、保各系统正常运行。为推进地下开采非煤矿山企业“六大系统”建设，提高本质安全生产水平，国家安全监管总局专门下发了关于切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知 （安监总管一2011108 号） ，对规范和推进金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设工作提出了明确要求。组织制定并发布了金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范 、 金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范 、 金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范 、 金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范 、 金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范 、 金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范等 6 个建设规范。文件规定确保 2013

3、年 6 月底前全面完成“六大系统”建设任务。山东省安全生产监督管理局关于进一步做好金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知 （鲁安监发2011152 号） ，规定示范企业应于2012 年 6 月底前完成建设任务，其他地下矿山企业应于 2013 年 6 月底前完成。凡在 2013 年 6 月底前未完成安全避险“六大系统”建设要求的，要依法依规暂扣安全生产许可证，限期整改，逾期仍未完成的，提请地方政府予以关闭。山东省人民政府办公厅关于进一步加强矿山企业安全生产工作的意见鲁政办发201167 号，煤矿和地下开采的非煤矿山到 2013 年 6 月底要完成“六大系统”建设，达不到要求的，收回矿山

4、安全生产许可证，提请政府关闭。关于贯彻落实鲁政办发201167 号文件有关问题的通知鲁安监发201233号，要求按照关于进一步做好加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知 （鲁安监发2011152 号）要求积极推进“六大系统”建设，确保 2013 年 6 月底前完成建设任务。 建立并完善金属非金属井下安全避险“六大系统”是国家安全发展的需要。根据相关文件规定，结合山东鑫国煤电有限责任公司汶阳石膏矿实际情况，编制本设计。二、设计范围本次“六大系统”主要包括全矿井井下生产范围，主要包括井下监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和井下通讯联络系统及相关设

5、施和投资概算等相关内容。设计基准是 2012 年底，按矿井生产接续计划布置的采掘工作面。三、编制依据1、山东鑫国煤电有限责任公司汶阳石膏矿-160m 水平采掘工程平面图 、2012 年底井下人员分布示意图 ；2、 国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知 （国发201023号文） 。3、 国家安全监管总局关于印发金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定的通知 （安监总管一201068 号文） 。4、国家安全监管总局专门下发的关于切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知 （安监总管一2011108 号文） 。5、山东省安全生产监督管理局关于进一步做好加强

6、金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知 （鲁安监发2011152 号文） 。6、山东省人民政府办公厅关于进一步加强矿山企业安全生产工作的意见（鲁政办发201167 号） 。7、山东省安全生产监督管理局， 关于贯彻落实鲁政办发201167 号文件有关问题的通知 （鲁安监发201233 号） 。8、现行的国家非煤矿山等行业有关的技术政策、规程、规范和技术标准，主要有金属非金属矿山安全规程 （GB16423-2006）,山东省石膏矿山安全规程 （DB37/1024-2008） 。9、 金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范 、 金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范 、 金属非金属地下矿山

7、压风自救系统建设规范 、 金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范 、 金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范 、 金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范等 6 个建设规范。四、主要技术特征1、监测监控系统：矿井已有一套在线安全监测监控系统，主要包括：采空区监测监控系统以及各主要机电设备的自动控制系统，并通过矿井局域网实现联网，实行计算机科学管理。本设计需将监测监控系统接入避难硐室即可。2、人员定位系统：本矿井已有 1 套 KJ271 型井下作业人员考勤定位系统。3、紧急避险系统：根据矿井生产实际情况及井下工作人员分布，考虑设计在-160m 井底车场布置永久避难硐室 1 个，容量 40 人。不设

8、可移动救生舱。4、压风自救系统：最大班下井人数 33 人，救援用风量按照每人不低于0.3m3/min 计算，按照 1.2 倍的富裕系数，救援用风量为 12m3/min，考虑沿途漏风系数 1.2，救援用风量为 15 m3/min，因此本设计需增加 1 台排气量为 40 m3/min 的空压机。正常总供风量 40 m3/min，满足救援用风的需要。本设计需将压风自救系统接入避难硐室即可。5、供水施救系统：井下采用消防给水管道系统，经混合井下井后，由井底车场接向各采掘工作面，利用水源位置与井下用水点间的自然压差向井下用水点供水，采取枝状布置方式，井下消防给水管道接入永久避难硐室，为硐室提供应急供水，

9、供水管路沿底板直埋设进入避难硐室，设专用接口和供水阀门。接入避险硐室之前在支管上设减压阀，避免压力过大对人员造成损伤。本设计需在地面新建一座有效容积 200m3的钢筋混凝土结构消防水池。6、通讯联络系统：本矿井已有 1 套通讯联络系统，包括行政管理系统、生产数字程控调度系统、KTL109 型泄露通讯系统及 KXY127 型矿井智能应急救援语音广播系统等。井下安装地点主要在轨道大巷及上下山的上、下部、各采掘工作面、井下中央变电所、火药库等，本设计需将通讯联络系统接入避难硐室即可。五、问题与建议本次“六大系统”设计方案针对 2012 年底山东鑫国煤电有限责任公司汶阳石膏矿井下采、掘工作面布置进行设

10、计，待实施时应随着采、掘工作面的推进，矿井“六大系统”相关设施应根据实际情况相应调整。第一章 矿井概况山东鑫国煤电有限责任公司汶阳石膏矿位于肥城市东南，汶阳镇砖舍管区境内，高杭村北 200300m。东距 104 国道 14 公里，距泰安市泰安市区 38 公里。地理坐标为：东经 11655101165700，北纬 355800355855。井田东西长 1849.34m，南北宽 1319.5m，面积2.4403km2。山东鑫国煤电有限责任公司汶阳石膏矿隶属于山东鑫国煤电有限责任公司。2001 年 4 月开工建设，2004 年 1 月 1 日竣工投产，设计生产能力 24 万 t/a，目前共一个生产水

11、平，即-160m 水平，根据计划至 2012 年底，即将布置 4 个回采工作面，2 个掘进工作面，最大班下井人数 33 人。第一节 安全生产条件一、矿井地质大汶口石膏矿区地处中朝准地台，鲁西断块隆起区（台背斜）内的大汶口断陷盆地中。盆地东部和南部分布下古生界寒武奥陶系地层，露头零星；北部和西部则大面积出露前寒武基底侵入岩系，盆地内发育厚约 1728m 的第四系松散层，并隐伏分布巨厚的下第三系，其内赋存有丰富的石膏、岩盐、钾盐等矿产。南留断裂为盆地北部边界断层(包括 F60、F62、F64)，分布在边院、过村、满庄一带，呈北突的弧形延伸，盆地南部边缘及盆地内发育东西向、北北东向、北西向三组断裂，

12、对含膏岩系有一定的破坏作用。其中 F1 断层是矿区南部规模较大的断层，呈北西西向展布，倾向北。本矿井位于大汶口断陷盆地的中南部偏西部位，张庙 断层从矿东南边界通过，地表发育厚约 20m 的第四系，其下伏地层为第三系，即含膏岩系。（一）地层井田内钻探工程仅揭露第三系、第四系。第三系又分为下第三系、上第三系，未见岩浆岩活动。本井田地层简述，地层自下而上是：1.第三系（1）下第三系（E2-3）下第三系隐伏于第四系或上第三系之下，地层属早第三纪官庄群，本区发育两个组即朱家沟组和大汶口组。朱家沟组（EgZ ）与下伏古生界角度不整合接触，厚度 300m 以上。大汶口组（EgD）整合于朱家沟组之上，井田内有

13、自南而北变厚的特点，可分为三个岩性段，自下而上为：一段（EgD1） ，钻孔未揭露，以紫红色泥岩、砂质泥岩为主，厚300m500m。二段（EgD2） ，总厚度大于 360m，钻孔揭露在 200m 左右，下伏与其整合接触，地层产状倾向 3455，倾角 58。以其岩性组合又分为三个岩性段自下而上为：.膏下泥灰岩带（EgD2-1）：厚约 80m，岩性主要为泥灰岩、含膏泥灰岩，石膏中偶见自然硫。B.含膏岩带（EgD2-2）：为矿段内的含膏层位，最大揭露 130m，岩石组合以石膏、钙质页岩、泥岩为主，主膏层多集中在该带上部。矿段内将该带石膏划出层，可采石膏累计厚度在 5m40m 左右，该带厚度变化较大，一

14、般具有东厚西薄的变化趋势。C.膏上泥页岩带（EgD2-3）：岩性主要为泥岩、钙质页岩、泥灰岩等，厚度 10m 至 20m 不等，岩石固结程度一 般较好，层理明显，局部偶尔发育少量砂质泥岩。三段（EgD3）：与下伏二段整合接触，厚度 50m150m，自南向北随埋深加大而变厚，岩性主要为杂色泥岩、页岩、砂质泥岩，少量砂岩，偶尔见薄层石膏（区域上称为第矿带） ，泥岩中植物化石较丰富，常含碳质等有机物，岩石固结程度一般较差。（2）上第三系（N）岩性为土黄色粘土或固结程度较差的泥岩，偶尔也发育少量中粗粒砂岩，位于第四系砂砾层之下、官庄群之上，与下伏大汶口组三段呈角度不整合接触，厚度 12m46m。 2.

15、第四系（Q）地层单位为大埠组（Qpdb） ，厚度一般 1728m，非常稳定，下部岩性为松散的褐黄色中粗砂、砂砾层；砾石成分以石英岩和石英类花岗岩为主，分选和磨圆均较好，上部多为土黄色、灰色砂质粘土、粘土等。系古河道冲积物以及后来的残坡堆积物，为矿段内主要含水层。 地层柱状图二、构造在区域构造控制下，井田为向北倾斜的单斜构造，地层走向近东西，倾向3455，倾角 58，矿段内断裂构造不发育，主要断裂构造为张庙断层，位于井田东南部，是由电法测量成果确定的，该断层可能是区域上的 F1 断层在张庙村南改变方向，而向西南方向延伸了，推测倾向南东 132，倾角75，落差 164m，属同沉积正断层。此外, 区

16、段内没有发现岩浆岩侵入及陷落柱等其他特殊构造。故认为矿段内构造非常简单。三、膏层井田内矿层，可采矿层最大厚度 21.35m，最小厚度 1.10m。自上而下编号为、 ，分层下角为 1.2.3. .示第一分层、第二分层. .。下面分矿层叙述其特征和变化规律。（1）矿层：在矿段中部发育，顶板埋深 163m 231m，自南向北埋深逐渐加大，厚度 1.102.84m，平均 1.65m。一般只有一个单层，多为结晶石膏，矿石品级以二级品和五级品为主，顶底板岩性以泥灰岩为主，少量页岩，不可采。 （2）矿层：全区普遍发育，为本矿段的主要矿层之一。一般有 2 个分层，即1、2，其中2 分层发育一夹层、厚度 1.20m4.79m 不等。单