1、0第一章 前 言我国“三下一上 ”所造成的煤炭呆滞 储量多，若采用合理高效的采煤方法对解放水体下大量的煤炭资源，具有十分重要的意义。陕西华彬煤业股份有限公司下沟煤矿位于长矿区的东南部， 目前矿井一采区泾河下煤已成功回采了 6 套综放工作面取得了显著的经济效益。矿井四采区资源已基本枯竭，根据最新国家发改能源【2010】2018 号文件国家发改委关于陕西省彬长矿区总体规划的批复所划分的井田范围，矿井四采区剩余剩余储量仅为泾河下压煤，为延长下沟矿服务年限，减少资源损失，提高 矿井经济效益，保证矿井长期稳定发展，有必要借鉴一采区泾河下回采成功的经验回采四采区泾河下压煤。但目前此处资源还在正申请之中，
2、为保证矿井正常接续，计划在矿井 4404 工作面以北先布置404 采区二水平三条准备巷道，待申请资源得到批复及泾河下开采二次得到审批等手续完备后再回采泾河下压煤。第二章 矿井概况下沟煤矿是彬长矿区开发建设的第一个大型现代化矿井，位于彬长矿区东南部， 陇东黄土高原的东南部，井田南高北低，南部为沟谷切割的塬梁地貌， 泾河从井田北部流过，地表为泾河河滩与台地。东与火石咀煤矿相邻，南与水帘洞煤矿相邻，西邻大佛寺煤矿和大佛寺保护区，北与官牌井田相接；井田塬面海拔+1040+1060m，泾河河滩标高为+830m 左右，相对高差为 200m 左右。泾河是本井田北部的最大河流，流量 8150m3/s，1水帘沟
3、在井田东部自南而北流过，为常年流水河道，其流量为0.0142.400m3/s。下沟井田位于大佛寺向斜南翼，地层为单斜构造，平缓，走向近东西，倾向北西，主采侏罗系下统 4#煤层。井田走向长3.554.52km，南北倾斜宽 2.623.6km,井田面积 10.31Km2。矿井地质储量 211.56Mt，可采 储量 127.8Mt，服务年限 33.4 年。泾河下煤层厚 814m左右，煤层埋深大于 300m，煤层结构简单，赋存稳定，完整性较好。煤质为低灰、低硫、特低磷的含油不粘煤，是良好的动力、汽化用煤和民用燃料。312 国道、福银高速和正在建设的西平铁路均从矿区北部经过，交通十分便利。下沟煤矿 19
4、92 年 5 月经原国家能源部以【1992 】358 号文件批准立项， 1992 年 8 月开工建设，1997 年 10 月建成投产，原设计生产能力 45 万吨/年。2001 年和国家煤科总院北京开采研究所合作，投资 3319 万元，改高档普采为综合机械化放顶煤开采，使矿井生产能力提高到 90 万吨/年，综采放顶煤技改项目获中国煤炭工业科学技术一等奖；2002 年和国家煤科总院上海运输研究所合作，投资 925 万元，对矿井提升运输系统进行改造，变箕斗提升为 30大倾角皮带提升，使矿井生产能力提高到 150 万吨/年，该项目技术属国内首创，并获中国煤炭工业科学技术二等奖;2003 年至2005
5、年，投 资 3.664 亿元，实施了下沟矿 300 万吨技改项目，对地面生产系统进行了全面升级改造，新装备了一套 210 万吨的综采工作面，建设了 300 万吨洗煤厂、污水处理厂，新建了办公楼、职工食堂、洗浴中心、休闲广场等生活服务设施，使矿井设计生产能力达到 300 万吨/年，安全生2产技术水平迈上了新台阶。这种依靠科技进步、改造传统产业的做法被全国煤炭科技大会称为“陕西彬县模式” ，在 陕西省地方煤矿中率先实现了三个第一，即第一个采用了综采放顶煤技术，第一个采用了综掘技术，第一个采用了锚网支护技术，在矿井建设、技术研究、管理创新、发展矿区文明等方面，都为开发彬长煤田进行了成功的探索和实践，
6、也为地方煤矿实现跨越式发展闯出了一条好路子。下沟煤矿采用斜井（主斜井、副斜井、行人运输斜井) 和采区上、下山的开拓方式，边界风井分区回风。404 采区以北二水平计划布置三条准备巷道单翼开采，与一采区二水平开采方式相同。第三章 泾河下开采区地质及水文地质第一节、 404 采区二水平泾河下开采区地质及水质情况404 采区二水平泾河下开采区处于大佛寺向斜轴部，只有宽缓的褶曲变化，煤 层倾角 05，无断裂构造，但受宽缓褶曲影响，侏罗系和白垩系地层硬岩中的裂隙相对发育，可能会对泾河下开采产生不利的充水影响。地表水系主要为泾河。泾河从本区中部通过，河谷较宽，河面平缓，其动态随季节变化，最大流量 8150m
7、3/s，最小流量 1m3/s。水质为HCO3NaMg 型至 SO4ClHCO3NaMg 型。矿化度 0.350.87g/l，属淡水。细菌 总数 350760 个/ml，大肠杆菌指数 2.38 个/l，病源性细菌均未检出。 第二节、水力联系与矿井充水因素的分析3在自然状态下，4#煤层上覆基岩含水层主要接受大气降雨补给，其次为层间径流补给，但白垩系洛河组和宜君组厚层砂岩与砾岩层除具有上述特性外，其次还接受新生界高位岩层的渗透补给。由于是山区地形，坡度陡，沟谷切割严重，大气降雨直接入渗量较少，大部分降雨径流通过沟谷排遣到河道中。第三节、煤层厚度及顶底板岩性泾河开采区的 4#煤层属中侏罗系延安组，煤层
8、大致东西走向，向北倾斜。但由于泾河河床区域没有勘探钻孔，仅根据河床南岸泾河二级台地以上有关钻孔以及北岸官牌井田钻孔的判断，泾河下煤层的厚度为 814m。邻近的火石咀矿对泾河河床煤层打钻探测煤厚为 14m，水文孔通过打钻证实， 8#煤层 厚度为 12.77m。4#煤层结构简单，含夹矸 3 层，厚度 0.050.4m 之间，岩性为泥岩、炭质泥岩与泥质粉砂岩。煤层伪顶为炭质泥岩，厚度约 1.2m，基本顶为灰白色粉、细砂岩，厚约 10m。煤 层底板为铝土质粉砂岩，遇水膨胀，有底鼓现象。4下沟煤矿泾河河床水文孔柱状5第四节、煤质4#煤层为深色，沥青、暗淡光泽，参差状断口，条痕黑褐色，易染手，属低变质腐植
9、烟煤。4 #煤的硬度比较大，据检 2 孔取样试验其单向抗压强度为 26.75Mpa，普氏硬度系数 f 为 3，所以放顶煤前需采取一定的爆破措施。根据陕 西省能源质量监督所在 1999 年 8 月的检验结果（如表 2-3 所示），8#煤层为低灰，低硫含油不粘煤，是良好的动力，气化用煤和民用燃料。4# 煤层煤质水分（%） 挥发份(%) 含硫（% ） 灰分（% ）发热量（MJ/kg）3.16 27.02 0.44 12.44 27.65、 5 、瓦斯及煤尘经鉴 定，下沟煤 矿 2005-2010 年矿井瓦斯绝对涌出量分别为：35.49 m3/min 、29.31 m3/min、25.13 m3/mi
10、n、29.32 m3/min、28.75 m3/min、22.83 m3/min；相对瓦斯涌出量分别为：5.99 m3/t、4.73 m3/t、3.88 m3/t、4.34 m3/t、2.76 m3/t、2.15 m3/t，均被鉴定为低瓦斯矿井。下沟矿 404采区受地质构造影响，瓦斯涌出量较大，为异常区，估按高瓦斯矿井管理。根据煤炭科学研究总院重庆分院对下沟矿煤样鉴定：8 #煤层具有爆炸性。4 #煤层自燃发火期为 35 个月。6第四章 矿井排水系统现状第一节、采区排水系统矿井正常涌水量为 180m3 /h，最大涌水量为 400 m3 /h。401 采区现有水泵房两个，其中主仓容量 700 立方
11、米，副仓容量 500 立方米，各水泵房内安设了 2 台多级 90kw 大流量泵，其中一台工作，一台 备用。水泵房内安设了两趟 159排水管路。401 采区工作面及掘进头水用潜水泵排到采区水仓，再由采区水仓 90kw 多级泵 排到井底水仓或井底车场水仓，最后由中央水泵房多级水泵排到地面。401 整个采区排水设施齐全，排水措施得力有效。404 采区现有水泵房一个，其中主仓容量 800 立方米，副仓容量 600立方米，各水泵房内安设了 4 台多级 90kw 大流量泵和两台 115KW 的大流量泵，其中三台工作，三台备用。水 泵房内安 设了两趟 219排水管路。404 采区工作面及掘进头水用潜水泵排到
12、采区水仓，再由采区水仓 90kw多级泵排到井底水仓或井底车场水仓，最后由中央水泵房多级水泵排到地面。404 整个采区排水设施齐全，排水措施得力有效。404 采区二水平属泾河下开采，设计在三条准备巷道最低点设计一个容量为 1000 立方米的采区水仓，安 设三台 MD155-40*3 型离心式水泵，2 趟 219*8无缝钢管通达至 404 采区上车场，至中央水泵房排至地面。第二节、矿井主排水系统矿井目前有井底中央水泵房一个，其中包括主水仓和副水仓，主仓容量 1200 立方米，副仓容量 800 立方米，井底车场水泵房一个，水仓容量7650 立方米。现中央水泵房内共计安设了 5 台多级大流量泵，其中
13、400kw两台，220kw 三台，其中三台工作，两台 备用。中央水泵房内共计安设了219四趟排水管路（两趟从行人斜井排水，两趟从付斜井排水），确保在20h 内排出矿井 24h 的正常涌水量。井底车场水泵房内安设了 3 台大流量泵，其中 400kw 一台，220kw 两台，其中两台工作，一台备用。井底车场水泵房内共计安设了两趟 219排水管路，与中央水泵房两趟 219管路并联使用，矿井水泵排水能力满足矿井排水的需要。第五章 404 采区二水平准备巷道布置第一节、采区巷道布置及巷道支护参数一、概况404 采区二水平共布置三条准备巷：轨道巷（用于运料、进风）、皮带巷（用于原煤运输、进风）、回风巷（用
14、于回风），三条巷道均沿煤层布置。由于开采的 4 煤层泾河下为走向东西北倾斜，倾角约 05左右，巷道沿煤层走向布置，根据 37 号钻孔与 X9 号钻 孔可知煤层厚度约为 15.48米。三条准备巷道均布置在 4#煤层中，与 404 采区已开采工作面保持平行，即方位角为 2780000，404 采区二水平回风巷布置在距 ZF4404 工作面运输顺槽以北 70m，中间为皮带巷，最北 边为轨道巷，三条巷间留设45m 护巷煤柱。404 采区二水平轨道大巷沿煤层底板掘进（掘进期可根据实际情况预留 1.52.0 米护底煤），皮带大巷沿煤层中部，回风大巷沿煤层顶板布置。8掘进顺序：先掘进 404 采区二水平回风
15、大巷，再根据煤层赋丛情况掘进皮带巷及轨道巷。巷道采用22*2400mm 高强度左旋无纵筋螺纹钢筋锚杆支护，菱形布置，锚杆间排距 700mm*700mm。树脂锚固剂采用 Z2360 及k2335 型，每根锚杆使用二根树脂药卷。金属网选用 Q235、直径 6mm 的圆钢，网格 140140mm。网片压茬对接 100mm，每 300mm 用双股 12度锌铁丝扭三圈连接牢固，喷射混凝土强度 C20，喷厚 120mm。1、二水平轨道巷二水平轨道巷布置在二水平三条大巷的最北侧，从 404 轨道下山西侧即 ZF4404 工作面运输顺槽以北 160m 处开口，按 278000方位角布置，巷道沿煤层底板掘进（根
16、掘煤层底板岩性留 1.52 米的护底煤）。巷道开口坐标,X=3882316.342,Y=36501906.215,Z=478.501, 轨道巷设计总长 1868.24 米，巷道为半圆拱形，掘进断面 S=12.1m2,掘进宽度 3.8 米，高度 3.6 米。轨道巷内铺设 30kg/m 轨道，安装可运人无极绳绞车，道岔为DK630412，轨道中心偏巷中心以南 200mm，水沟布置在南侧，水沟净尺寸 300300mm。为防止巷道底鼓，采用混凝土 对底板进行浇筑，浇筑厚度 200mm。根据需要施工若干联络巷，分别与回风巷、采区皮带巷贯通，联络巷断面与皮带大巷断面相同。2 二水平皮带大巷二水平皮带巷布置
17、在三条大巷中间，距二水平回风巷、轨道巷之间均为 45m（ZF4404 工作面运输顺槽以北 115m 处），从 404 采区回风下山9西侧直接开口，方位角 2780000,巷道沿煤层中部掘进。巷道开口坐标X=3882265.959,Y=36501941.372,Z=485.875, 皮带巷设计总长 1907.87 米，巷道为半圆拱形，掘进断面 S=11.17m2,掘进宽 度 3.6 米，高度 3.5 米。404 采区二水平皮带大巷北侧安装皮带机，皮带中心线偏离巷道中心线 210mm。水沟布置在南 侧，水沟尺寸 300300mm。施工联络巷与轨道下山贯通， 联络巷断面与皮带巷断面相同。3 二水平回
18、风巷二水平回风巷布置在 404 回风下山西侧,距 ZF4404 工作面运输顺槽以北 70m 处，巷道从 404 回风下山西侧开口，方位角 2780000，巷道沿煤层顶板掘进（顶板破碎时留 0.51m 顶煤掘进）。巷道开口坐标 X=3882220.519,Y=36501941.361,Z=485.875,回风巷设计总长 1910.2 米，巷道为半圆拱形，掘进断面 S=12.13m2,掘进宽度 3.8 米，高度 3.6 米，。4、进风斜巷、无极 绳绞车硐室断面及支护参数锚杆采用锚杆采用22*2400mm 高强度左旋无纵筋螺纹钢筋锚杆支护，菱形布置，锚杆间 排距 700mm*700mm。树脂锚固剂采
19、用 Z2360 及k2335 型，每根锚杆使用二根树脂药卷。金属网选用 Q235、直径 6mm 的圆钢，网格 140140mm。网片压茬对接 100mm，每 300mm 用双股 12度锌铁丝扭三圈连接牢固，喷射混凝土强度 C20，喷厚 120mm。5、采区水仓10采区水仓布置在距 404 采区轨道巷 630 米处，主水仓长 l60m，付水仓长 80m。主水 仓容量为 600m3，付水仓容量为 400m3。总容量 1000m3,后期将详细做采区水仓设计。6、采区变电所采区变电所布置在轨道巷与回风巷之间，采区变电所采用独立通风，距 404 采区轨道下山 410 米，与三条大巷垂直。施工净断面宽 3
20、6m，高35m，其中墙高 17m，拱高 18m锚网喷支护，喷厚 150mm，强度C20，并 对底板采用混凝土浇注， 强度 C20浇筑厚度 200mm。第二节、区段巷道布置及采区服务年限一、区段巷道布置 由于泾河下压煤分布在二水平三条大巷的北侧，因此泾河下开采区为单翼开采。根据陕西煤炭工业技术咨询委员会泾河下采煤可行性论证与开采方案设计，及最新国家发改能源【2010】2018 号文件国家发改革委关于陕西省彬长矿区总体规划的批复所划分的井田范围，结合泾河下开采范围及煤层赋层存条件，404 采区二水平共布置 16 个区段，即 16个回采工作面，其工作面编号依次为 ZF2401-ZF2416。由于受煤
21、层赋存条件的影响，工作面按正北方向布置。工作面的倾斜长度 93.4m，(两顺槽的中心线之间距离)工作面之间留设 40 隔离煤柱。每个工作面的回风顺槽均从采区回风大巷开口。工作面运输顺槽从采区皮带大巷开口，两顺槽的终点均为西一平铁路保护煤柱线，工作面可采长度均长为 7401020m。二、采区采出煤量及服务年限11按照设计，泾河下开采区的实际开采长度为 2300m，平均开采宽度880m，平均煤 层厚度 15.48m，采区面积约 1.9 平方公里，地质储量 3882.4万吨，上分层可采储量为：1.9*1.32*8.5=2131.8 万吨，则采区上分层按照年产 80 万 t 计算服务年限为： T=21
22、31.8/80*1.4=19 年。（K 取 1.4）。 第六章 泾河下开采方法及生产系统第一节 开采方法泾河下开采方法为采区后退式，即工作面由西往东的顺利开采，所有工作面均由北向南沿伪倾斜后退式回采。采煤方法为倾斜长壁综合机械化放顶煤开采，全部垮落法管理顶板。第二节 各大生产系统一、运输系统1、运输路线工作面前、后刮板运输机一转载机一顺槽伸缩皮带一 404 采区二水平皮带巷404 采区皮带下山皮带一 404 采区煤仓一+525 水平皮带大巷皮带一上仓皮带一主井底煤仓一主井皮带一原煤皮带一选煤楼煤仓。2、主运输设备选型采区主运输皮带大巷皮带选用 DTL1200/1000/ 315*4皮带机，输送
23、能力 1000th，铺设长度 1907.87m。3、辅助运输系统(1)、运料路线地面一付斜井一西轨道大巷525 轨道大巷404 采区轨道下山一 404 采区二水平轨道巷工作面顺槽工作面。12(2)、辅 助运输设备采区轨道巷运输选用运人兼运料的 SQ-120/132P 型无极绳绞车，进行助运输。二、通风系统1、 通风路线地面一主井一西轨道(皮带)大巷一 525 轨道大巷（皮带）404 采区轨道(皮带）404 采区二水平轨道（皮带）巷工作面顺槽（掘进头）404 采区二水平回风巷404 采区回风巷总回风巷上沟回风斜井2、风量计算（1）、采煤工作面风量计算1）、按工作面温度计算：Q60VSK601.5
24、17.111539（m3/min ）式中：V- 工作面的风速，取 V1.5m3/min；S根据工作面最大和最小控顶距断面取其平均值，取S17.1m2 ；K 工作面长度系数，查采煤工作面 风量系数表，K 取 1；2）、按瓦斯涌出量计算： 根据 2005 年 4 月 l6 日陕西省煤炭工业技术咨询委员会组织的专家组的建议：对泾河下开采区矿井瓦斯绝对涌出量按 10.9m3min 计算。13Q =100qK=10010.91.4=1526(m3/min)式中: q工作面的瓦斯绝对涌出量，取 q=10.9 m3/min；K 取 1.4.K沼气涌出不均衡系数 1.4。3）、按工作人数计算： Q =4N=4
25、74= 296m3/min式中：N工作面最多工作人数 74 人（八点班交接班）。4）、风速验算：0.2560SQ460S0.256016.8Q46016.825215394032V1.5m/s0.251.54m/s工作面风速符合要求。因此，工作面实际需风量应为满足各种条件下的风量最大值，工作面配风量为 Q=1539m3/min。2、备用工作面风量按稍大于采煤工作面风量的 50%考虑，则备用工作面风量取 780m3/min。3、掘进头风量验算14(1).稀释 沼气所需风量计算，瓦斯涌出量按 4404 运输顺槽掘进期实测计算，绝对瓦斯涌出量平均为 2.6m3/minQ=100QCH4K=1002.
26、61.5 =390m3/min 其中：QCH4掘进工作面绝对沼气涌出量掘进 工作面沼气不均衡系数(2)、按人数（60 人）计算所需风量：Q 掘=4N=460=240m3/min其中：N掘进工作面同时工作的最多人数， 综掘按 60 人计。（3）、按局部通风机吸风量计算(选用 230KW 对旋风机)Q=QfI=3002=600m3/minQf风机额定风量 （230KW 对旋风机单风机额定风量每分 钟按 300m3 计算I台数(4)、风速验算:VQ/S 600/11.7850.93m3/min150.85m/s0.25m/s0.85m/s4m/s,符合规程要求。 通过以上计算，确定该工作面所需风量为
27、 600m3/min。4、其它独立回风的硐室风量：1）、采区水仓所需风量 150m3/min2）、采区变电所需风量 120m3/min3）、采区注氮硐室所需 120m3/min4）、采区瓦斯抽放硐室 150m3/min5）、其它所需风量 400m3/minQ 总硐= 水+ 变+ 采瓦+ 注 =150m3/min+120m3/min+120m3/min+120m3/min +400m3/min =910m3/min5、404 采区二水平共需风量为：Q 总=Q 采+Q 采备+Q 掘+Q 硐=1539+780+2*600+910=4429m3三、给排水系统1、 给水系统回采工作面：主井/运人斜井一西
28、轨道大巷404 采区轨道下山404 采区二水平轨道大巷一工作面运输顺槽转载点喷雾水、工作面喷雾水、设备 冷却水；掘进工作面：二水平轨道大巷一掘进工作面一施工用水一喷雾水。主供水管采用159 钢管，各用水点采用 1 寸胶管供水。2、 排水系统16（1）、采区涌水量泾河下留设足够防水煤柱进行顶水开采，其采区根据 4403 工作面实测涌水量为 180m3，最大涌水量 400m3。因 4403 工作面为 180 米工作面，二水平工作面为 90 米工作面，所以预计本水平涌水量 180 米工作面涌水量一半，为安全起见取 300m3h 作为 本水平的最大涌水量。2 、排水 设备本水平水施工一个水仓，容量 1
29、000m3，安设三台 MD155-40*3 型离心式水泵， 2 趟 219*8无缝钢管通达至 404 采区上车场，再由西大巷水沟至主井底水仓将水排水地面。正常情况下开启一台水泵，涌水增加时开启 2 台或 3 台同时排水。3 、排水路线工作面404 采区二水平轨道大巷二水平水仓404 采区上车场西轨道大巷中央水泵房地面4、供电系统：设备选型：充分利用现矿井 404 采区所有设备供电系统：（详见后附 404 采区二水平供电系统图）第七章 首采工作面位置及工作面巷道布置第一节、首采工作面位置根据泾河下开采区的区段划分，404 采区二水平工作面由西往东的开采顺序的设计，泾河下首采工作面为最东边的 ZF
30、2401 工作面依次类推（见 404 采区二水平设计图）。该工作面位于采区 3 条大巷的北侧，东部17邻 404 采区二水平泾为界，北部以规划中的西( 安)一平(凉) 铁路保护煤柱为界。南为二水平三条准备巷道，西为大佛寺矿井井田，工作面南北长约850m，东西宽 93.4m，面 积 79390m2。首采工作面回采标高+450500m，泾河河床最低标高为+840.2m，开采深度为 390410m，采区 护巷煤柱宽度 70m，工作面区段煤柱 40m。第二节、首采工作面巷道布置由于开采的 4#煤层为向西北方向倾斜的单斜煤层，在泾河区域为近水平煤层，平均倾角仅 5 度左右，因此工作面沿伪倾斜布置，工作面
31、巷道布置为“一进 一回”U 型布置。由北向南沿 伪倾 斜上山方向推进。泾河下首采工作面作为试采工作面实行限厚和限宽开采，经 37 号钻孔与 X9 号钻孔可知，404 采区二水平煤层厚度平均为 15.48 米，因此，根据泾河下原设计，确定 ZF2401 工作面采高按 为 8.5，其余煤厚作为下分层开采，掘进时还可根据实际的煤层厚度进行调整。第三节、巷道支护1、回风顺槽支护回风顺槽断面为矩形，宽 3.8 m，高 3.1 m，用于回风、运料、行人。回风顺槽支护采用锚网支护，顶板采用锚杆配合托梁支护，托梁间距 1.0 m，锚杆间距 1.0 m；帮 锚杆四排布置，间距 1.0m。2、运输顺槽支护运输顺槽
32、断面为矩形，宽 4.6 m，高 3.1 m，用于进风、运料、行人。运输顺槽支护采用锚网支护、锚索补强，顶板采用锚杆配合托梁支护，托梁间距 1.0 m，锚杆间距 0.9 m；中部一排锚索补强，锚索间距 3.0 m，排距1.5m；帮锚杆四排布置，间排距 0.8 m。3、工作面切眼支护切眼断面为矩形，宽 9.0 m，支 护采用锚网支护、锚索补强，顶板采用18锚杆配合托梁支护，托梁间距 1.0 m，锚杆间距 0.9 m，三排锚索补强，排距 2 m，间距 3 m，帮 锚杆四排布置， 间排距 0.8 m。第四节、首采工作面采出煤量及服务年限ZF2401 工作面开采长度 950m，开采宽度 934m，开采厚
33、度 85m，工作面可采储量 Q=9509348.51.32=995550.6(t)工作面每月回采量按 14.5 万计算，则工作面服务年限：T=995550.6/900000=1.1 年第八章 404 采区二水平泾河下开采安全技术措施第一节、火灾及煤层自燃发火的防治措施根据咸阳市煤炭工业办公室关于 2003 年度矿井瓦斯等级鉴定结果，其 8 煤属自燃发火煤层，根据邻下沟煤矿 8 号煤开采经验，自燃发火期为 3-6 个月。因此本井田各可采煤层属易自燃煤 层。下沟煤矿采用的综放开采，而这 种采煤方法采空区丢煤较多，容易发火。因此，在开采过程中要采取合理的技术防治煤层自燃发火。主要采取以下几种预防采空
34、区发火技术措施。一、 井下内因火灾的预防为防止井下电气及运输设备发生火灾，设计采取了以下措施：1. 设计严格按照煤矿 安全规程中“ 电气”有关规定要求和井下用配电场所进行电气设备选型，生产期间，业主应加强检查，维护和管理。2. 井下所有巷道均采用不燃性材料支护。3. 井下电缆均校验其热稳定性，防止过热燃烧。4. 井下设有消防材料库。井下机电设备硐室及其它必要地点备有足够的消防器材及有关材料，设有防火门。5. 井下设有消防管路系统，在各必要地点设有消火栓。196. 井巷掘进爆破时，严格控制装药量、装填水炮泥、炮眼用湿性黄泥封口。7. 生产期间， 业主必须有专人负责检查和维护井上、下安全设施及消防
35、栓，灭 火器的有效性。8. 生产期间应制订严格的入井检查制度，杜绝工人携带烟火入井。9. 严禁井下从事电、气焊接和喷灯焊等作业，确有需要时，必须采取安全措施，并遵守煤矿安全规程第 232 条规定。10. 井下严禁使用灯泡、电炉取暖。11. 严禁电缆接头出现“羊尾巴” 、“鸡爪子”的违规接法，防止电火花产生。12. 加强带式输送机系统巡视检查，以防托滚失灵与胶带摩擦产生高温，甚至导 致产生烟火，导致火灾事故。13. 结合国内自燃煤层开采实际情况，设计在采煤工作面巷道均增加了防火门。14. 其他要求应按煤矿安全规程有关规定采取相应的预防火灾的措施。二、 井下外因火灾的预防1. 副 斜 井 采 用
36、防 爆 无 轨 胶 轮 车 承 担 辅 助 运 输 任 务 ，井 口 安 设 防 火铁 门 ；主 斜 井 采 用 胶 带 输 送 机 运 煤 ，设 计 考 虑 不 易 关 闭 ，不 设 防 火 铁 门 。在 两 进 风 井 口 设 和 不 设 防 火 铁 门 均 还 应 采 取 下 列 措 施 预 防 外 烟 火 灾 的烟 火 进 入 井 下 。2. 在进风井井口房内不得用火炉取暖，井口和通风机房附近 25m 范围内不得有烟火，防止引发井下火灾。3. 在进风井井口、井口房和通风机房前后 25m 范围内严禁堆放木材、油类及废弃油纱布、空油桶等易燃易爆材料。4. 暖风道必须用不燃性材料砌筑，并应至
37、少装设 2 道防火门。5. 在井口附近设置专用消防管道及消火栓。206. 在井口房内应常备灭火器及其他灭火材料。7. 矿井生产期间，井口、井口房等外面，万一发生严重火灾，在采取常规灭火措施仍未有效灭火时，可视具体情况，采取反风措施。8. 按煤矿安全规程第 10 条，生产期间必须严格入井检身制度，严禁入井人员携带香烟及火柴或打火机入井。9. 井筒、井口房及附近建、构筑物必须采用不燃性材料支护和构筑。10. 设计在井口设置水幕，生产期间应经常检查并保持完好。11. 入井电缆、通 讯线 路及管路等应严格执行煤矿安全规程“第五章电气”的相关 规定，以防雷 电引发的火灾波及井下。12. 严禁井口房内从事
38、 电、气 焊接和喷灯焊等作业，确有需要时，必须采取安全措施，并遵守煤矿安全规程第 223 条规定。13. 其他要求应按煤矿安全规程有关规定采取相应的预防烟火进入井下的措施。三、 胶带输送机着火的防治措施1. 本设计在带式输送机大巷、辅运大巷和工作面运输巷设置隔爆照明灯具，其照度能满足胶带工作照明要求。2. 设计中配备的主斜井胶带输送机、大巷胶带输送机和工作面运输巷胶带输送机均设有胶带监控系统，该胶带监控系统配备有打滑、堆煤、温度、烟雾 （配自动洒水装置）、纵向撕裂、跑偏、沿线拉绳、胶带张紧状态和扩音电话等保护功能。3. 所有胶带运输机选用阻燃型胶带，并设防火监测系统。阻燃钢丝绳芯输送带应遵守
39、MT668-1997 标准，输送机 滚筒、托辊等表面以及其他所采用的非金属材料应符合煤矿井下用非金属聚合物制品安全性能检验规范 MT113-85的有关规定。4. 胶带机设有防跑偏装置、防滑装置及温度保护装置。机头溜槽处设有堆煤保护监测系统。四、 煤层自燃的防治措施按照矿井防灭火规范的规定和要求，结合21目前国内防灭火发展现状，设计根据矿井自然条件、煤层特征等，采用喷洒阻化剂、灌注胶体等综合防灭火措施。1注氮工作面采用一台 JXZD-600 型制氮机制氮，每小时最大制氮量为600m3。（1）系统布置：制氮机硐室二水平皮带大巷工作面运输顺槽工作面前端头采空区。（2）注氮管路埋设从运输顺槽铺设一趟
40、90注氮管路，要求注氮管路必须架设、连接牢固，气密性好。在靠近工作面切眼段 100m 处时，各连接两条塑料管路，两条管口错距 30m，两条管路都必须安设阀门，每条塑料管路埋深50m 时将其截开，两条注氮管路交替前移；采空区每天注氮不少于 21 小时，注氮量不得少于 4085.4m3,氮气浓度必须达到 97以上；（3）、采空区注氮量计算采空区注氮量根据采空区需要惰化区域空间计算QbLHK1K2K32.490.78.530.80.924085.4m3 式中：Q日注氮量，m3 ； b工作面日推进度，m；取 2.4L工作面长度，m；取 90.722H采、放煤高度， m；取 5.5K1采空区气体置换系数
41、；取 23K2采空区冒落矸石松散系数；取 0.8K3工作面推进速度校正系数，按下式 计算：K3=（Lmax-Lmin）/Lmax式中：Lmax采空区窒息带与氧化带边界距工作面距离，取 60m；Lmin采空区氧化带与散热带边界距工作面距离，取 5m；2.黄泥灌浆（1）、灌浆管路从运顺顺槽埋入采空区，随工作面回采推进，灌浆管路埋入采空区 50m 时截开重新埋入。（2）、灌浆材料选用黄土，每天向采空区灌浆 4 小时，泥浆浓度水土比为 3：1。（3）、灌浆量确定1）、日灌浆所需土量 Qt1 =KQr/式中：Qt1-日灌浆所需土量， m3/d；Qr-工作面日产煤量，2627.2t/d ；K-灌浆系数，0
42、.01；-煤的容重，1.32t/ m3 。Qt1=0.012627.2/1.32=20.1 m3/d2）、日需实际开采土量Qt2=a Qt123式中：Qt2 -日需实际开采土量， m3/d；a-取土系数，a=1.1Qt2=1.120.1=22.11m3/d3）、日制浆用水量Qs1= Qt1式中：Qs1-日制浆用水量，m3/d；-水土比，取 =3：1；Qs1=20.13=60.8 m3/d4）、日灌浆用水量Qs2=K2Qs1式中：Qs2-日制浆用水量，m3/d；K2-水量备用系数，取 K=1.2；Qs2=1.260.8=72.36 m3/d5）、日灌浆量Qj1=（Qs1+ Qt1）M式中：Qj1
43、-日灌浆量， m3/d；M-泥浆制成率，0.95。Qj1=（60.8+20.1）0.95=76.86 m3/d6）、小时灌浆量Qj2= Qj1/t式中：Qj2-小时平均灌浆量， m3/h；t =每日两班灌 浆 ，4 小时。24Qj2=76.86/4=19.22m3/h（4）、系统布置 地面灌浆站副斜井西轨道大巷525 轨道大巷404 采区回风下山404 采区二水平回风巷ZF2401 回风顺槽ZF2401 工作面采空区3. 封堵每天八点班必须在工作面上、下隅角压设土袋墙，并用艾格劳尼进行封堵，封堵必须封实，减少采空区漏风。并在工作面正端头架后悬挂一道挡风帘。4.人工检查（1）跟班安瓦检员必须严格
44、按照要求准确检测工作面各测点的气体浓度，每两小时向调度室及通风科汇报一次。（2）安排一名专职瓦检员检测 ZF2807、ZF2806 等 ZF2808 周围采空区各类气体含量，并填写检测记录，上报通风科。5. 监测监控（1）CO 及温度监测1）、在 ZF2808 回风顺 槽距回风斜巷口 1015 米处，安设一个 CO 传感器和一温度传感器，用以监测工作面 CO 和温度变化情况。2)、必须每天对“装置”及传输、信号 电缆进行一次 检查，确保其符合标准要求并达到完好。3)、每天必须对传感器进行校对，出现误差及 时处理。4)、检测监控维护工必须 24 小时值班， “装置”发生故障时，应及时下井处理。在
45、井下无法处理时，应在 16 小时内予以更换。故障处理期间，严禁甩掉装置不用，如确需暂时停止“装置”运行时，必须经矿总工程25师同意，并制定出可靠的安全措施并实施后方可进行。（2）、采空区束管监测1）、束管分别挂设在两顺槽内，运输顺槽挂设两根束管，回风顺槽挂设三根束管；2）、运输顺槽束管 1 条终端布置在前刮板机机头位置处，一条埋入采空区 40m 时截开，重新埋入采空区；3）、回风顺槽一条束管终端和工作面副角甲烷传感器位置一致，一条埋入采空区 40m 时截开，一条埋入采空区 60m 时截开，随着工作面推进重新埋入采空区。4）、安排专人负责正确埋设束管，调度室必须利用束管色谱检测系统对埋入采空区的
46、束管进行采气分析，并将向通风科报送监测数据，由通风科对监测数据作以分析。 第二节、水灾防治措施一、控制开采宽度和高度泾河下首采面必须严格按采高 85m，采宽 90m，区段煤柱宽 40m的开采执行，不许超限出煤，特别不许超高放炮落煤。为了有效地控制放煤高度。在工作面两条顺槽的掘进中需采取如下措施：每隔 50m 应打钻探顶煤厚度，如果顶煤的厚度超过 59m 的放煤高度，则巷道留设的底煤要进行加厚，以此控制回采的放煤高度。二、建立完善、通畅的疏排水系统泾河下首采面开采之前，要对二水平泾河下开采区域建设完整、通畅的疏排水系统，并保证河下开采区域水路畅通，并对电源、水泵、管线、水沟、水仓 及时进行维修和
47、清理。26三、工作面出水异常的处理工作面发生异常出水，应停止生产，除加密水量观测外，还要取样进行水质分析，以判别出水水源及通道，并采取必要措施。在水量得到控制后方可恢复生产。四、加强河区地面巡视泾河下开采期间，对地表近河床出现的采动裂隙，岸边陡坡段的滑、崩迹象要及时观测记录、分析，并及时采取封填和相应的处理。工作面为三下采煤工作面。从地质情况看，水文地质为“ 裂隙类简单性”，根据彬县 煤矿下沟井田精查勘探地质报告结论：“（下沟井田）未来矿井水的唯一来源是直接充水含水层侏罗系裂隙含水岩组，富水性微弱” 。因此工作面遇大的突水可能性很小，工作面防治水 严格按照防治水原则。五、工作面防治水措施1、进
48、行地表移动观测、在 泾河开采区域 设置地表移动观测站，对河下采煤工作面开采影响的地表移动与变形进行观测。、通 过地表移 动观测，掌握本 矿区地表移动规律，确定放煤开采下的各移动角量参数。2、加强河区地面巡视工作、搞好日常的水文 观测工作。 、对地表近河床出现的采动裂缝、岸边陡坡段的滑、崩迹象要及时观测记录、分析，遇有问题及时向有关部门汇报，并及时采区措施加以处理。3、工作面井下防治水 27、严 格按照 设计的 8.5m 采高， 90m 采宽进 行回采，不许超高、超 宽进行回采。、工作面回采速度必须均匀进行，以保 证顶板围岩不被破坏。、防止工作面 顶板严重冒落。、严 格控制工作面煤的自燃发生，以
49、免引起丢失的顶底煤及空去散煤发火烧损，引起附加的覆岩破坏高度和河床下沉。、回采期间，对河下采区涌水量 进行测定。通 过涌水量的主要变化分析河下采区水动变化规律。对回采过程中出现的出水点的瞬时水量进行测定，并对水质进行分析，以确定出水原因和含水层层位。、若 发现 工作面有挂红、挂汗、空气 变冷、出 现雾气、水叫、 顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员，采取措施。、要 对二水平 泾河下开采区域建设完整、通畅的疏排水系统，并保证河下开采区域水路畅通，并对电源、水泵、管线、水沟、水仓及时进行维
