煤矿环境监测评价报告.docx

煤矿安全环境、行为评价报告 煤矿井田走向长7.5公里，倾斜宽2.6公里，面积19.5平方公里，地质储量为1.92亿吨，可采储量1.34亿吨，矿井设计生产能力240万吨/年，服务年限40年。2005年核定实际生产能力为300万吨/年，矿井采用中央斜井开拓，布置四条井筒，设计开采两个水平，划分三个采区，开采两个煤层（2＃、6＃煤层），装备一综放、一综采两个工作面，煤层赋存稳定，水文地质条件简单，煤层自然瓦斯含量低，属低沼气矿井，煤层自燃发火期1～3个月，矿井开采技术条件优越，开拓系统简单。 一、矿井安全环境评价 ㈠、生产系统 1、提升运输系统 矿井主斜井斜长1670m，安装一条DTL120/130/21000S 型钢丝绳芯胶带输送机，配套电动机型号为YKK560-4，功率为2*1000KW，担负矿井原煤提升任务。设计提升能力1300吨/小时。驱动系统采用美国罗克韦尔公司生产的CST软起动系统,各类安全保护设施齐全、灵敏可靠。但我矿主提升系统的提升能力明显小于各工作面生产能力之和，造成主提升系统经常处于满载甚至超载状态，时有压带停机现象，造成提升电动机启动频繁等不利于安全生产的因素，需要矿合理安排均衡生产或对主提升系统进行技术改造，以实现矿安全生产的需要。 副斜井安装一台2.5米单滚筒提升机，配备355KW电机，担负全矿井材料下放、提运矸石及设备升降，目前设备状况及运行情况良好能够实现系统安全。 井下生产使用的各种材料、生产设备的下放和回收以及部分掘进巷道的岩渣都是通过轨道运输来完成的；我矿的轨道运输分为斜坡串车提升和电机车运输。在轨道质量方面存在一定问题，影响安全运输，需要进一步整改。 2、通风系统 矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。其中，主皮带井、副斜井及辅助风井为进风井，斜风井为总回风，共同构成“三进一回”的矿井通风系统。地面建有专用主扇配电室，安装两台型号为BD-Ⅱ-8-N023的对旋轴流式主扇，一台运转，一台备用，电机功率为2132KW，经验收合格后于2003年11月18日投入运转，并进行了主扇性能测定，符合要求，现运转正常，经测试主扇提供的最大矿井进风量为6758 m3/min，风量富余系数1.4，富余量较大，能够满足矿井实际生产的需要。 矿井反风通过双电源自动切换装置使电动机反转实现，反风效率高。井下根据通风与安全需要设置有风门、调节风门、隔爆水棚、水幕、密闭、测风站等，以便有效控制调节风流。 矿井具备完整、独立、合理的通风系统，安全出口、主要通风机、反风设施、主要进风井、主要进回风巷、通风设施等符合设计要求，井下风量、风速符合规定，可以满足矿井正常生产的需要。经综合分析还存在以下安全环境问题需要解决 ⑴、矿井无专用的回风系统，不符合煤矿安全规程第一百一十三条中“开采易燃煤层的采区，必须设置至少1条专用回风巷”的规定。现有的回风井，不能做为矿井火灾等灾害的避灾路线。该问题已进行了部分解决，将动力电缆，电气设备移入新鲜风流，但未得到彻底解决。 ⑵、受矿井接续和施工安排影响，矿井局部通风系统在一段时期内尚存在有一定的问题。C14区段的局部通风较为集中，且通风距离普遍较长，通风供电受多个基层区队相互影响，掘进工作面存在无计划停电停风的可能性较大。 3、矿井粉尘防治系统 矿井有完善的防尘洒水管网，防尘用水来自地面给水管网，由1500m3高位水池经地面管网进入200m3稳压水池，供入井下管网，井下洒水管道与消防管道合并使用，管路沿斜风井和采区下山分别进入各个工作面上下巷、掘进工作面、溜煤眼、胶带运输机转载点等产尘地点，通过洒水消除煤尘。井下各进回风巷、转载点、机采机掘面均按设计要求设置了防尘喷雾设施和净化水幕，并按安全质量标准化的规定，在有关巷道布置了隔爆水袋棚，井底车场、中央变电所、皮带机头硐室等火灾隐患严重地点，配备了足够的灭火器材。 井下洒水系统、防尘措施、防爆措施、隔爆措施、地面生产防尘系统符合设计要求及煤矿安全规程中的有关规定，满足矿井粉尘灾害防治的需要。 4、矿井防灭火系统 地面建有注胶注氮车间，安装了注凝胶设备和两套PSA型变压吸附式制氮装置，分别通过6寸主管、4寸支管将生产的氮气和凝胶从地面沿回风井输送到回采工作面的顺槽、采空区，系统可实现连续注胶、注氮，连续注胶能力为60m3/h，连续制氮能力为1200 m3/h。地面建有安全监测室，配备专职监测人员全天值班，对工作面采空区和相关地点气样的的收集和监测，通过计算机自动进行分析，对发火状况进行监测。 矿井具有以注氮、注凝胶为主，均压、灌浆为辅的综合防灭火系统，并配备了KJ98型安安全监测系统和GC-4085型束管检测系统，有气体分析化验设备仪表，对发火标志性气体超前预测预报。监测系统性能可靠。 但开采煤层均为易自燃发火煤层，最短发火期23天，属一级自然发火矿井。综放工作面采空区、已采完封闭的Y13采空区自然防火隐患依然存在，采煤工作面上隅角CO不时超限。现有的装备和技术难以保证防火安全，矿井防灾抗灾能力不强，不能科学合理的做到内外因火灾的早期预测预报及准确预报。矿井自燃发火标志性气体实验分析的设施和检测手段不能满足安全生产要求；综采及综放工作面都没有开展采空区的“三带”划分研究。 以上问题的出现使得一方面，工作面及采空区煤炭自燃发火机理研究程度不够，对矿井自燃发火控制没有科学合理的依据；另一方面，采煤工作面上隅角CO不时超限，可能引起人员中毒，甚至直接威胁着职工的生命安全。 5、矿井供电系统 我矿双回路电源（35KV）引自公管公司羊场湾变电所314间隔，经架空线路引至磁技改井35KV变电所，经两台SL7-8000/35/10变压器降压，配送到井上高压电器设备和井下1050变电所；10KV侧经过两台S10-800/10/0.38变压器降压，配送到地面所有低压电器设备；井下1050变电所共设置27面高压柜，7面低压柜，高压供电利用高压电缆输送到井下各采区高压电器设备；同时装设两台KBSG10-400/10/0.69干式变压器，为井下低压电器设备提供电源。井上、下供电系统电器设备安全保护装置齐全、灵敏可靠，各项规章制度齐全完善，操作性强，满足矿井安全生产的要求。但我矿现采区低压配电使用的BKD9-400型馈电开关的保护不能与移动变电站的保护相匹配，分支馈电不能实现选择性漏电保护功能，需要矿投入资金解决。 6、排水系统 矿井在＋1050m水平布置集中水仓，1050中央水泵房内安装 4台MD-280-656多级离心泵，水泵流量为280m3/h,扬程为390米；水泵配套电动机型号为YKK-450-4，电压等级为10KV，电动机功率一台为630KW，其余三台为500KW，主水仓容积为1790 m3；主排水泵采用喷射泵抽气引水装置，排水阀门型号为Z941H-40D电动阀门，沿斜风井敷设两趟Ф273排水管路，经测试两台泵运转时的排水能力为546m3／h，各采掘工作面均按照防排水设计安置了管路及排水设施，运转正常，能够起到防排水作用。目前，井下排水系统齐全、完善，能够满足矿井排水需要，但我矿主排水泵由于设计选型不当，造成水泵运行时电机过载发热，矿已组织技术人员已对其中2台进行技术改造，改造后水泵能力满足使用要求，需要对另外一台尽快改造。 ㈡、作业空间 矿井采用斜井开拓，布置四条井筒，即主斜井、副斜井、辅助进风井和斜风井。开采两个水平，第一水平标高为105Om，第二水平标高为 800m。划分三个采区即圆疙瘩向斜轴和五疙瘩背斜轴之间的二、六煤为三采区，井田其余范围内的二、六煤以105Om水平为界划分为两个采区。矿井实行双翼开采，采煤方式为走向长壁后退式回采，综采采用走向长壁分层开采，区段采用无集中巷布置，回风顺槽与区段水平车场相联，运输顺槽皮带直接与主提升井搭接，运输环节简单。综放工作面采用走向长壁一次采全高放顶煤开采，综采工作面装备ZFS5800/18/32型反四连杆高位放顶煤支架、MG400/920-WD1型电牵引采煤机、SGZ800/800型可弯曲刮板输送机、顺槽铺设SZZ960/400型转载机、DSJ1200/2*200型可伸缩胶带输送机，运输能力为1500吨/小时；综放工作面装备ZFS6800/18/35高位放顶煤支架、 MG400/920-QWD电牵引采煤机、SGZ800/800可弯曲刮板输送机、顺槽铺设SZZ1000/400型转载机、SSJ1200/2*355型可伸缩胶带输送机，运输能力为1500吨/小时。 掘进巷道支护均采用锚网索联合支护，锚杆规格为Φ20*2400/1800螺纹钢筋锚杆，锚索规格为Φ15.5*8000/12000钢胶线。煤巷采用S100/S150型掘进机掘进，岩巷采用风钻打眼，装药爆破方式掘进，耙斗装岩机配合矿车出渣，5吨电机车运输。 通过对矿井开拓系统、设备布置、支护形式综合进行分析，评价如下 矿井开拓布置系统合理，生产集中，环节简化，综采综放工作面装备先进，支架工作阻力高，设备配套合理，性能良好，掘进机械化程度高，配套运输简单，作业环境安全程度较高，但随着开采深度的增加，矿压显现作用明显，显现强度增强，应力释放造成掘进巷道变形破坏程度加大，有可能造成大面积冒顶事故的发生，直接威胁安全生产，现有支护参数的可靠性需要进一步研究论证，因此顶板的安全管理是需要重点解决的安全环境问题之一。 ㈢、自然条件 1、有害气体 矿井为低瓦斯矿井，井田内各煤层自然瓦斯含量较低，可采煤层瓦斯含量0.01～0.05m3/t，2004年时实际鉴定瓦斯含量为0.24 m3/t，煤层具有煤尘爆炸危险性，煤尘爆炸指数34.3％，目前影响矿井安全生产的主要有害气体为CO,主要产生点，一是综放工艺巷爆破及岩巷掘进工作面，采用炸药为负氧平衡，爆破会产生大量的CO，致使相应爆破地点回风流中CO浓度超限；特别是综放工艺巷松动爆破，一次起爆炸药量大，爆破后工艺巷内CO浓度高达500ppm以上，二是综放工作面采空区上隅角长时间出现CO浓度超限问题，严重威胁施工人员的安全，有可能造成人员中毒事故，需要研究解决。 2、水源、地质构造 井田内主要地质构造为圆疙瘩向斜和五疙瘩背斜，位于井田南部，对矿井开采影响程度较小，井田构造复杂程度为一至二类偏二类。 井田区域地貌属低山丘陵区，并多为沙丘覆盖，地下水补给贫乏，岩层富水性弱，水文地质条件简单。井田内含水层主要有 第一组；第四系厚0～23.94米，平均厚5.3米，地下水主要赋存于风积沙及冲洪积层中，风积沙在井田内厚度0～8米，含沙漠凝结水、质优量少、对开采无影响。 第二组火区烧变岩含水层组分布于一、二煤露头浅部，形成三块不连续的含水层，对本井田有影响的是四、五号火区。 四号火区 位于l 5线至40线之间，分布面积0.58km2，含水面积0.315km2，烧变岩厚7.14～32.19m，平均厚20.13m，裂隙发育，沿走向连通性好，地形低洼，汇水面积大，接受降水补给条件好，富水性强，水位埋深8.96～21.83米，钻孔单位涌水量6.67L/S.M。 五号火区 位于13线至12线之间，分布面积0.7km2，含水面积0.1685km2。位置地势较高，烧变岩体大部分在地下水位以上，其厚度为10.17～25.79米，平均17.62米，连通性不好，岩层富水性弱，渗水性差，地下水位埋深11米左右。 第三组直罗组底部砂岩段至一煤顶板岩石含水层组含水层砂岩总厚11.11～70.93米，平均为16.66米，以直罗组底部厚层粗粒砂岩为主，为一号煤直接充水含水层，厚度5.9～62.5米，平均35.91米，岩性疏松易碎、透水性好，层位稳定，单位涌水量0.0345～0.0054L/S.M，在十1100ｍ以上地段富水性较好。 第四组二煤至八煤间砂岩含水层组本含水层组岩性为不同粒级的砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，各煤层间均无较稳定的隔水层，中、粗粒砂岩较稳定，砂岩厚12.41～92.16米，平均厚51.24米，水位埋深8.22～14.34米，单位涌水量0.00346～0.0052L/S.M，在十1100m标高以上地段富水性较好。 井田内地下水的补给来源主要为大气降水。四号火区地形相对较洼，汇水面积大，接受降水补给条件好，水量大，但迳流排泄条件差。 上述各含水层组烧变岩含水层与下伏正常基岩含水组间有一定的水力联系，但不很密切，各火区含水体之间也无水力联系，各正常基岩含水层之间也存在着一定的弱渗透关系，主要影响矿井开采的含水层为四号火区，位于井田浅部十1300m以上，对深部开采影响较小。矿井正常涌水量为196.8m3／h，最大涌水量296m3／h。 根据我矿近几年生产过程分析，矿井充水因素主要有以下几个方面 ①.矿井排至采空塌陷区的地表蓄积水； ②.黄泥灌浆在采空区岩层裂隙中的蓄积水； ③.围岩介质充水,当煤层开采后,由于冒落带的影响，围岩介质含水体将沿裂隙进入采空区。 ④.井田内由于褶曲较发育，地形较平缓低洼，大气降水不易流失，第四系潜水有利于汇集向下渗透补给； ⑤.四号火区烧变岩含水体，含水空间发育富水性强，通过含水岩层渗透补给。 ⑥.西天河横跨矿区，在本井田东北角流过，径流长度近2km。西天河平常流量很小，但雨季有洪水。在11勘探线处标高最低约为＋1314m，其下方有本井拟开采的二、六煤层，其中二层煤距西天河正下方约339～214米，六层煤距西天河正下方约404～274米，在矿井初设中随进行了论证，认为本矿井在西天河下开采二、六层煤是安全的。但随着地表的塌陷也是矿井充水的因素。 随着开采深度的增加，顶板含水岩层跨落面积的增大，地面塌陷等因素影响，井下含水层及地表水将进入采空区，对下区段的开采将造成一定的危害，矿井有可能发生较大的突水事故，因此采空区大量积水和跨西天河开采是防治水方面影响矿井安全开采的重点安全环境问题。 ㈣、环境监测 矿井按设计要求安装了一套KJ98型安全监控系统，一套GC-4085型束管检测系统，一套KCJS型工业电视监控系统。 KJ98型安全监控系统可对矿井主要设备的运行工况点及井下瓦斯、一氧化碳、风速、负压、风量、温度等实时监测，并通过系统中心站终端显示，在超限时井下分站断电，达到安全监测目的；对综放面安装了GC-4085型束管检测系统，利用北京东西电子公司的色谱分析仪，通过加压泵站将井下气体抽到地面，对发火标志性气体进行分析对比，及时掌握工作面及采空区发火情况；KCJS型工业电视监控系统对井上下主要工作场所进行实时监视，并具备连续录相功能，通过生产调度指挥中心可以直观反映现场状况。 目前，安全监测系统的远程断复电功能还不健全；防尘系统重要产尘源和人员主要工作地点未安装粉尘浓度传感器；束管监测系统火灾监测采用一套GC-4085型16路束管气相色谱分析仪，不能满足矿井全面实施束管监测在数量上的需求。