东沟防灭火设计方案修改稿.docx

目录前 言11 矿井基本情况61.1井田概况61.2兼并重组前各矿现状81.3 周边四邻关系情况91.4 井田地质构造91.5 可采煤层及煤质171.6安全条件231.7 矿井开拓开采242 泽州天安东沟煤业矿井防灭火设计总体方案282.1 矿井自燃条件分析282.2 矿井防灭火技术简介292.3 东沟煤业防灭火技术的选择302.4 东沟煤业防灭火设计总体方案313 矿井自燃火灾监测系统323.1 煤自燃标志气体测试及优选323.2 煤层自燃预测预报373.3 煤层自燃监测监控系统374 灌浆防灭火系统504.1 灌浆防灭火特点504.2 灌浆防灭火系统基本要求504.3 灌浆材料选择504.4 灌浆参数计算514.5 灌浆系统选择524.6 浆液的制浆方法534.7 灌浆设备及工艺选择534.8 灌浆方法544.9 灌浆时机554.10 输浆管路564.11 灌浆管理575 阻化剂防灭火系统605.1 阻化剂防灭火特点605.2 阻化剂防灭火系统的基本要求605.3 阻化剂的选择605.4 阻化剂浓度的确定615.5 阻化剂防灭火系统选择625.6 采空区喷洒阻化剂防灭火工艺625.7 阻化设备基本要求645.8 阻化效果考察与管理655.9 注意事项666 外因火灾防治696.1电气事故引发的火灾防治措施及装备696.2 带式输送机着火的防治措施716.3其它火灾的防治措施及装备716.4井下防火构筑物746.5 井下消防材料库757 矿井总体防灭火措施777.1 开拓开采方面措施777.2 通风方面措施777.3 巷道掘进期间防灭火措施787.4 工作面安装期间防灭火措施797.5 工作面正常回采期间防灭火措施797.6 工作面停采期间防灭火措施807.7 工作面回撤期间防灭火措施817.8 工作面封闭后防灭火措施818 火灾事故应急救援838.1 事故类型和危害程度分析838.2 应急处置基本原则848.3 组织机构及职责858.4 预警行动888.5 信息报告程序898.6 事故现场处置措施898.7 不同火灾地点行动措施928.8 火区的封闭、管理与启封949 矿井防灭火组织与管理1009.1 组织保障措施1009.2 专业管理措施10310 经费概算汇总106前 言一、方案设计的依据二、设计的指导思想三、设计的主要特点矿井采用斜井平硐综合开拓，以主斜井、进风行人平硐、副斜井、回风立井共四个井筒开发井田内3、9、15号煤层未开采区域的储量。主斜井装备带宽1.0m的大倾角带式输送机，担负矿井的煤炭提升任务及进风任务，兼做进风井和安全出口，部分管线沿该井筒敷设；进风行人平硐布置架空乘人器，担负人员上下井和进风任务；副斜井铺设30kg/m的单轨，担负液压支架等大型设备、长材料的下放任务及矸石等提升任务，兼做主要进风井和安全出口；回风立井担负矿井回风任务，兼做矿井安全出口。以一个主水平和两个辅助水平开采本矿3、9、15号煤层。设计在15号煤层中以一个综采工作面和两个综掘工作面来保证矿井设计规模。四、存在的问题及建议1 矿井基本情况1.1井田概况1.1.1位置及交通 图1.1-11.1.4气象及地震本区属暖温带大陆性季风气候，四季分明。春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。据井田周边区域气象资料，年均气温11.5，一月最冷，平均4，七月最热，平均23.3，极端高温为38.6。全年平均日照时数2482.34小时，年均降水量265.7742.5mm，年蒸发量为1927.52300mm。无霜期175天，年均冻结天数100天，最大冻结深度39cm。年均风速23m/s。按照中国地震综合等震线图（1991年）、中国地震动峰值加速度区划图GS（2001）060号及中国地震动反应谱特征周期区划图GS（2001）060号，本区的地震设防烈度为度，地震动峰值加速度为0.05g。1.2兼并重组前各矿现状1.3 周边四邻关系情况东沟煤业有限公司煤矿周边及区内以前生产矿井较多，整合后北部与晋普山煤矿相接，东部与瑞旺煤业公司相连，西南角有已关闭的南岭煤矿，其南部和西部为煤层露头线，无矿井分布。1.4 井田地质构造1.4.1 井田地层井田内为大面积基岩裸露区，新生界第四系黄土覆盖于不同时代地层之上，主要分布在山坡、山脊的平缓部位及河谷低洼处。现结合区域资料及钻孔资料，将本区地层自下而上分述如下：1.4.1.1奥陶系中统上马家沟组（O2s）由深灰色厚层状灰岩组成，上部含黄铁矿结核，含少量泥质，局部具角砾状构造，下部质纯，含方解石细脉，钻孔揭露最大厚度为39.50m。根据钻孔揭露岩性并与区域资料对比该区缺失峰峰组地层（O2f）。1.4.1.2石炭系中统本溪组（C2b）岩性为灰深灰色含黄铁矿泥岩，具鲕状结构，黄铁矿呈浸染状或结核状出现，上部有时夹有泥质灰岩层，中部常有一层含黄铁矿结核的砂岩或含黄铁矿的含砾粗砂岩，为山西式铁矿层位。与下伏奥陶系中统上马家沟组地层呈平行不整合接触关系。本溪组厚5.1535.46m，平均11.90m。1.4.1.3石炭系上统太原组（C3t）出露于井田中南部，是本区主要含煤地层之一。为一套海陆交互相含煤沉积岩系，主要由砂岩、泥岩、砂质泥岩、煤层及石灰岩组成。发育46层灰岩，以K2、K3、K4、K5、K6较稳定，煤层自上而下编为5、6、7、8、9、11、13、14、15号，15号煤层在区内南部分叉为三层，自上而下分别编号为151、152、153，其中152为主采煤层，全区稳定可采。9号和153煤层属局部可采煤层。根据沉积旋廻、岩性组合特征及含煤性，自下而上可划分为为C3t1、C3t2、C3t3三个岩性段。本组地层厚82.98130.90m，平均114.59m。一段（C3t1）K1砂岩底至K2灰岩底，由石英砂岩、泥岩、砂质泥岩及煤层组成，本段厚10.0653.81m，平均39.59m。区内K1砂岩不十分稳定，与泥岩呈相变关系，为C3t与C2b分界砂岩。14号煤层位于该段顶部，厚0.110.94m，平均0.85m；151煤层位于该段上部，厚01.95m，平均0.40m；152煤层位于该段中部，厚04.61m，平均2.53m；153煤层位于该段的下部及底部，厚03.95m，平均0.91m。二段（C3t2）K2灰岩底至K4灰岩顶，由砂质泥岩、薄层砂岩、34层石灰岩及数层薄煤层组成，是一套多旋廻结构的海陆交替相含煤地层，厚18.3445.33m，平均26.88m，岩性组合自下而上为： 灰黑色石灰岩（K2）中-厚层状，富含黑色燧石结核及条带，并富含蜓科和腕足类化石，为14号煤层顶板。此层灰岩层位稳定，岩性及厚度变化不大，是对比地层和煤层的良好标志层。层厚5.0713.49m，平均8.92m。 灰深灰色泥岩含炭质及植物化石，中、上部常夹薄层砂岩，顶部含13号煤层，煤层厚00.80m，井田内基本稳定，仅ZK02孔可采。岩性段厚0.9213.13m。平均4.05m。 灰色厚层石灰岩（K3）含燧石结核和泥质灰岩夹层，并含丰富的海相生物化石，为13号煤层顶板。本层全区稳定，是良好的标志层。厚1.505.98m，平均3.76m。 灰深灰色泥岩、粉砂质泥岩、砂岩，夹薄层灰岩，顶部为11号煤层，煤厚00.74m，岩性段厚2.6819.68m。平均9.23m.深灰色厚层石灰岩（K4）含泥质，富含长身贝等海相动物化石，较为稳定。厚0.202.56m，平均0.92m。第三岩段（C3t3）K4灰岩顶至K7砂岩底（K6灰岩顶）。由厚层砂岩、泥岩、灰岩及薄煤层组成。是一套含两个旋廻结构的海陆交替相含煤沉积。平均厚48.45m。其自下而上的岩性组合为： 深灰色粉砂质泥岩、泥岩互层夹薄层细砂岩，厚1.3714.22m，平均3.60m。 9号煤层，层位较稳定，厚度变化大，局部可采，厚03.44m，平均0.81m。 灰黑色泥岩，含炭质，不稳定，厚00.62m，平均0.13m。 K4上石灰岩：含生物碎屑，常相变为泥岩或钙质泥岩，厚01.58m，平均0.45m。 灰白色灰色中细粒砂岩夹泥岩，砂质泥岩，有不稳定灰岩，该段岩层厚5.8324.72m，平均18.44m。8号煤位于中下部，煤厚02.16m，仅有零星可采点。深灰色厚层石灰岩（K5）含燧石结核和条带，顶部常含泥质，此层灰岩全区稳定，厚度、岩性变化不大，是良好的标志层。厚0.822.77m，平均2.01m。7号煤位于K5灰岩底，厚00.50m。 深灰色泥岩、砂质泥岩夹中细粒砂岩，顶部夹煤线（5号煤），厚5.3020.68m，平均11.82m。 灰黑色燧石灰岩（K6）含生物碎屑，厚0.562.60m，平均1.77m，该层稳定，是煤岩层对比的良好标志层。 深灰色泥岩、砂质泥岩夹细粒砂岩薄层或条带，局部夹燧石结核，该层厚4.2219.20m，平均9.42m。1.4.1.4二叠系下统山西组（P1s）山西组是一套陆相含煤岩系地层，由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，3号煤层赋存于本组的中部和中下部，是主要可采煤层之一，煤厚05.57m，平均厚1.92m，有时夹一层夹矸，煤层结构简单，为层位较稳定的大部可采煤层。底部K7砂岩岩性为深灰灰色中细粒长石石英砂岩，泥质胶结，为区域标志层。该组一般厚45.0955.95m，平均47.48m。与下伏地层连续沉积，整合接触。1.4.1.5二叠系下统下石盒子组（P1x）岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩等，为一套铝土质含量较高的岩性组合。下部为灰白黄绿色中粒长石石英砂岩及砂质泥岩，并夹泥岩或薄煤线；中部为砂质泥岩夹砂岩；上部为砂质泥岩及铝土质泥岩，底部砂岩中常含铁质晕圈，多呈球状风化；顶部“桃花泥岩”含铁质鲕粒，风化后呈小孔洞，色泽鲜艳，分界清楚，是划分上下石盒子组，对比和预测3号煤层见煤深度的良好标志。整个下石盒子组地层岩性由粗到细，粒度韵律明显。本组主要化石为羊齿类。与下伏山西组连续沉积，整合接触。厚78.7489.99m，平均83.45m。1.4.1.6二叠系上统上石盒子组（P2s）上石盒子组地层在区域上按岩性组合特征划分为三个岩性段（P2s1、P2s2、P2s3），井田内仅残留有本组下部地层，分布于井田中部及北东部，最大残留厚度184余米。1.4.1.7第四系中更新统（Q2）岩性为浅红色粘土、亚粘土、含铁锰质角砾夹钙质结核层，厚018m，平均8.00m，分布于山坡、山梁及河谷中。1.4.1.8第四系上更新统（Q3）岩性为黄色亚砂土夹砂砾石层 ，厚012m，平均5.00m，区内仅出露于山坡上。1.4.1.9第四系全更新统（Q4）由砂、砾石等组成，厚05m，平均2.00m，分布于河谷低洼处。1.4.2 地质构造本区位于太行山块隆西缘，沁水块坳与太行山块隆的分界构造晋获褶断带从井田西侧通过，井田北部及中部一东西向北西向向斜（闫庄向斜）横穿井田，受这两组构造影响和控制，井田地质构造比较复杂。现将井田内主构造叙述如下：1.4.2.1闫庄向斜构造闫庄向斜构造西段呈东西走向，向东逐渐转向北西西，向斜两翼地层倾角为2550，局部地段倾角更陡可达50以上。比较两翼产状，向斜北翼比南翼略陡。布置于该向斜核部的ZK402孔、ZK02孔和ZK102孔，对向斜核部煤层进行揭露，所取得资料表明向斜槽部从西向东逐渐加深，向斜枢纽向东倾斜。西部褶曲幅度约230m，至东部增大至310m。井田北部剥蚀程度较浅，主要出露的地层为下石盒子组和上石盒子组，山西组仅小面积出露于井田北界冶底东南沟水库及西北角沟谷中剥蚀天窗中。向斜南翼剥蚀程度较深。除上述上、下石盒子组外，山西组、太原组大面积出露，与该向斜构造相关的其它构造对3号煤层和15号煤层均造成不同程度的破坏，对煤层的开采影响较大。向斜翼部层间滑动构造：该类型构造最早于郊南煤矿开拓阶段于井下发现。该矿主井分布于向斜北翼，在主井穿过3号煤层后向南水平开掘再入3号煤层过程中，发现3号煤层下伏太原组顶部石灰岩标志层发生强烈褶皱，褶皱紧闭，局部产状倒转。而3号煤层上覆的老顶砂岩层则未发生褶曲或断裂现象，分析认为，此种构造现象是由于在向斜形成时3号煤层上覆顶板砂岩层沿较软弱的3号煤层向向斜槽部外侧方向的层间滑动而形成。3号煤层顶板砂岩层下伏地层的褶皱轴向（压性结构面）指向上覆砂岩层滑动方向。此种层间滑动构造造成3号煤层的面积性破坏，在本次工作中，在地表填图时，在矿界西侧段峪村北也发现了上述构造现象。上述层间滑动构造，前者出现于向斜北翼部陡倾地段，后者出现在向斜南翼由缓变陡过渡地段南侧。向斜南北两翼下隐伏断裂构造该组断层隐伏于向斜南北两翼深部，断裂构造是在用钻探工程寻找或控制向斜翼部的3号和15号煤层偶然发现的，揭露向斜南翼断层的钻孔有ZK03、ZK06、ZK09及ZK08孔。ZK01孔为揭露向斜北翼隐伏断层的钻孔。ZK03孔中见山西组下部中粒砂岩与下伏太原组泥岩呈断层接触，K4灰岩之上的9号煤层、K5和K6等标志层缺失。与其附近的ZK04孔对比，太原组及部分山西组地层缺失约70m左右。在ZK06孔中缺失K2以下的152号煤层，太原组下部与本溪组呈断层接触，K2灰岩底至本溪组地层厚14.14m，而相邻的ZK05孔中此套地层厚61.88m，据此估计地层因断层缺失约48m，孔中未见断层角砾，仅见14号煤层及断层面附近炭质泥岩因构造挤压呈鳞片状结构。在泥岩中测得岩层倾角为35（上部下石盒子组中岩层倾角为5）。ZK09孔中于376.11m处见断层，376.11378.51m见厚2.40m的断层角砾岩，断层角砾由铁质泥岩、砂岩组成并可见脉状、网格状方解石细脉。断裂面上方岩层倾角陡立达50（在3号煤附近测得为25），该钻孔中缺失K2灰岩标志层及其以下的152号煤层和本溪组、太原组与中奥陶统上马家沟组呈断层接触，与相邻的ZK07对比太原组下部及本溪组缺失近60m。在ZK08孔中在121.86127.83m处见断层角砾岩，断层角砾岩厚5.97m，断层角砾由泥岩、灰质泥岩、灰岩组成，岩心破碎，在断层附近岩层倾角由410剧变为52，钻孔中缺失K4灰岩及其以下地层，与相邻的ZK09孔对比缺失地层约77m，呈断层接触关系。同样，在闫庄向斜北翼施工的ZK01钻孔中于203.76204.86m处见1.10m断层角砾，角砾成分主要为石灰岩，太原组与本溪组呈断层接触，缺失了太原组下部的K2灰岩标志层及152号煤层，与附近ZK601孔对比，缺失地层36m。在向斜南翼穿过断层的ZK03、ZK06、ZK09、ZK08四个钻孔自西向东一线排列，由此基本上可确定断层总体走向与向斜轴向一致。根据断层与向斜具有成因联系，推断ZK01孔所揭露的向斜北翼隐伏断层也应对称地与向斜轴方向一致。推断两隐伏断层的断层面应向向斜槽部倾斜，由于在地表未见断层面出露，推断隐伏断层断层面倾角下陡、上缓，断层向上进入向斜两翼同样倾斜的岩层层间消失。山西组以下的砂岩及灰岩之下的泥岩、煤层等软弱岩石均可能成为断层进入而消失的部位。从钻孔揭露情况看，9号煤层是断层达到的最高层位。在综合分析上述钻探资料时，也意外的发现了另外一个事实，发现向斜翼部中奥陶统上马家沟组顶面标高出现反常现象，接近闫庄向斜轴部的ZK03、ZK06、ZK08、ZK09和ZK01钻孔上马家沟组顶面标高较远离向斜轴部的钻孔反而高出几十米，例如，ZK03中奥陶统顶面标高为735.77m，而对应的ZK04孔为700.38m；ZK06孔为742.34m，对应的ZK05为721.04m；ZK09孔为727.86m，对应的ZK07孔为738.53m；ZK08孔为745.74m，在走向则与ZK09钻孔位置相当。情况表明，在断层附近中奥陶统顶面及其附近地层发生了褶曲。闫庄向斜在晋城市1/5万区调报告中称为犁川向斜。区调资料表明，闫庄向斜正好处在其西侧的东西向黄河村陟椒地堑的向东展布的延长线上。该地堑构造南侧断裂在向东延伸接近晋获褶断带时其走向发生约10偏转（不同构造体系的“迁就复合”现象）。上述地堑构造南北两侧为中奥陶统马家沟组地层，其内保留地层最高层位为下石盒子组，其断距比闫庄向斜内的隐伏断层略大。由此可见，闫庄向斜与黄河村陟椒地堑有着明显成因联系，可以断定闫庄向斜是其西侧地堑构造向东延伸而再现的构造。由钻探成果和区调资料的综合分析可以认定，闫庄向斜应属向斜地堑构造。综上所述，闫庄向斜内隐伏断层走向与向斜轴向一致、断层面分别向北和向南倾斜，倾角上缓下陡，北侧断层面倾角3870，垂直断距5086m；南侧断层断层面倾角3370，垂直断距5070m。1.4.2.2老凹岭背斜构造位于井田西南部首采区。在井田西南部划出的15号煤层首采地段由于受闫庄向斜和晋获褶断带的共同影响和控制形成一北北西走向的略向北倾伏的背斜构造，在形态上为一半穹窿构造。该构造隆起最高部位位于庄上村北西，152煤层分布在870m标高以上，由此向北和向西煤层分别向北和向西缓倾。在向北接近闫庄向斜槽和向西接近晋获褶断带内北北东向的冯沟、段峪向斜槽部时地层及其煤层倾角逐渐变陡。该背斜构造最大褶曲幅度约110m。前述闫庄向斜内煤层产状陡，部分地段属陡倾斜煤层，而且煤层受与向斜构造相关的层间滑动构造及隐伏断层破坏，该部煤层构造属中等复杂程度。井田南部首采地段，煤层为开阔舒缓的半穹窿构造，地层倾角一般不大于10，煤层构造简单。1.4.2.3陷落柱和岩浆岩井田内未发现有陷落和岩浆活动。鉴于上述地质构造，井田内首采区（井田中南部）地层产状平缓，未发现有大的断裂存在，故地质构造属简单类型；中北部受闫庄向斜构造的影响，地层产状较陡，并伴生隐伏断裂构造，且对煤层有破坏作用，故地质构造属简单中等构造类型。1.4.3含煤地层井田内主要含煤地层为二叠系的山西组及石炭系太原组。含煤地层总厚为166.40m，共含煤1316层，煤层总厚度为9.25m，含煤系数为5.56%，含可采煤层4层，总厚6.17m，可采含煤系数3.70%。山西组含煤地层平均厚度为49.48m，共含煤2层，煤层总厚2.08m，含煤系数为4.20%，其中3号煤层在区内有层位地段，层位较稳定，大部可采，厚06.38m，平均1.92m，可采含煤系数为3.88%。仅ZK801孔揭露到2号煤层，厚0.16m。太原组含煤地层平均厚度为116.92m，共含煤912层，煤层总厚7.17m，含煤系数为6.13%，其中152号煤层除ZK402孔无煤外，其它所有钻孔均有该煤层，为全区稳定的可采煤层，也是本矿的主采煤层，厚04.61m，平均2.53m，可采含煤系数为2.16%。9号煤层不稳定，局部可采，153号煤层为局部可采煤层，属较稳定型煤层，8号、10号、14号和151号煤层有零星可采点，属极不稳定型煤层，其余煤层不稳定，均不可采。1.5 可采煤层及煤质1.5.1 可采煤层表1.5-1 可采煤层特征表含煤地层煤层号厚度(m)煤层间距（m）夹石层数结构变异系数（%）可采系数（%）稳定性可采性备注山西组301简单5856.30较稳定赋存区大部可采采用晋普山501孔6.38m太原组90简单7229.6不稳定赋存区局部可采15-213较简单4496.06稳定赋存区大部可采15-302简单7227.3较稳定赋存区局部可采3号煤层3号煤层位于山西组中下部，上距下石盒子组底K8砂岩一般23.58m，下距太原组K6灰岩一般在31.40m左右。煤厚06.38m。本区3号煤层厚度变化较大，全区煤层厚度平均1.92m。煤层厚度变异系数为58%，可采系数为56.30%。勘探结果表明，在井田中西部3号煤层厚度变化很大并出现大面积沉积无煤区，6线西侧ZK02孔3号煤层厚0.30m，其南侧的ZK03孔、ZK06孔、ZK05孔、ZK07孔均沉积缺失3号煤层。在04孔南侧180m处原郊南煤矿开掘的3号煤立井内于未见3号煤而遭遗弃。在上述沉积无煤区南侧沿3号煤层露头进行地表追索。在ZK603孔东侧见3号煤层相变为灰黑色泥岩，泥岩厚约13m。在ZK603孔西侧3号煤层呈窝状或凸镜状产出，经开采形成直径几十米的采坑，在采坑边部可见3号煤层突然尖灭“顶”到砂岩层上，其接触界面产状很陡，可达40以上，仔细观察确定3号煤层与下伏砂岩层呈沉积接触关系。在ZK603孔西侧的ZK406孔、ZK404、ZK201均未见3号煤层，综上所述，在本井田以ZK402孔、ZK02孔、ZK09孔连线以北、以东3号煤层稳定可采；以南、以西3号煤层厚度变化大，呈窝状、凸镜状，部分可采。煤层直接顶板为砂质泥岩，老顶为中粒、细粒砂岩，底板为炭质泥岩、泥岩、粉砂质泥岩，煤层结构简单，有时含1层夹矸。3号煤层为本井田主要开采煤层之一。9号煤层9号煤层位于太原组中上部（C3t3下部），上距3号煤层底板62.4781.03m，平均66.02m，下距152号煤层顶21.5273.39m，平均48.96m，煤厚03.59m，平均0.81m，厚度变异系数为72%，可采系数为29.6%，层位不稳定，赋存区为局部可采煤层。煤层直接顶板一般有一层厚0.181.58m的灰岩，该灰岩较稳定，有时相变为钙质泥岩或砂质泥岩，煤层结构简单，一般无夹矸。152号煤层152号煤层位于太原组下部（C3t1中部），上距3号煤层底100.04127.31m，平均115.79m，上距K2灰岩底一般在18.48m左右。152号煤层厚0.04.61m，平均2.53m，煤层稳定，厚度变异系数为44%，可采系数为96.0%，赋存区为可采稳定煤层，也是现开采煤层。煤层直接顶板为泥岩和石英砂岩，老顶为中细粒砂岩，底板为泥岩或含黄铁矿泥岩，该泥岩铝土质含量较高，局部为粉砂质泥岩。煤层结构较简单，一般含12层夹矸，多者有3层，夹矸成分为泥岩或炭质泥岩，厚0.040.58m。153号煤层153号煤层位于太原组下部及底部（C3t1下部及底部），上距152号煤层底2.8031.39m，平均14.41m，下距K1砂岩底（C2b界线）019.33m，平均3.26m。K1砂岩在井田内不稳定，多为砂质泥岩或铝土质泥岩，底板岩性为泥岩或含黄铁矿泥岩，铝土质含量较高。153号煤层厚03.95m，平均0.91m，一般有12层夹矸，厚度变异系数为72%，可采系数为27.3%。层位较稳定，区内为局部可采煤层。1.5.2 煤质1.5.2.1物理性质3号煤和9号、152号（15号）煤物理性质相似，呈黑色，具金刚半金属光泽，阶梯状、贝壳状断口，条带状结构，层状构造。内生裂隙发育，硬度大，性脆易碎，条痕为黑或褐黑色。152号（15号）煤比3号煤硬度稍大，9号煤介于二者之间。经测试，3号、9号、152和153号煤层视密度值分别为1.46、1.50和1.54t/m3。1.5.2.2化学性质 井田内主要可采煤层煤质特征分述如下：3号煤层水分（Mad）：原煤为1.883.46% ,平均2.78%；浮煤为0.681.40% ,平均0.94%。灰分（Ad）：原煤为5.3134.68% ,平均17.11%；浮煤为3.997.81% ,平均6.31%。挥发分（Vdaf）：原煤为3.7810.50% ,平均6.14%；浮煤为3.575.05% ,平均4.30%。 全硫（St.d）：原煤为0.320.54% ,平均0.41%；浮煤为0.370.46% ,平均0.41%。固定碳（FCd）：原煤为58.4691.11%,平均77.95%；浮煤为87.7492.41%,平均89.67%。高位发热量（Qgr.d）：原煤为20.2533.78MJ/kg , 平均28.30 MJ/kg；浮煤为31.8434.26MJ/kg,平均32.63 MJ/kg。 低位发热量（Qnet.d）：原煤为19.9133.32MJ/kg , 平均27.85 MJ/kg；浮煤为31.2433.76MJ/kg, 平均32.10 MJ/kg。综上所述，3号煤为特低灰高灰、特低硫、低磷分高磷分、中等固定碳高固定碳、低热值特高热值无烟煤。9号煤层水分（Mad）：原煤为1.442.73% ,平均2.12%；浮煤为0.630.94% ,平均0.79%。灰分（Ad）：原煤为5.7240.00% ,平均17.26%；浮煤为3.115.15% ,平均4.29%。挥发分（Vdaf）：原煤为3.9313.35% ,平均6.81%；浮煤为3.354.89% ,平均3.72%。 全硫（St.d）：原煤为1.185.61% ,平均2.69%；浮煤为0.571.63% ,平均1.08%。固定碳（FCd）：原煤为51.9990.53%,平均71.71%；浮煤为90.9393.45%,平均92.16%。高位发热量（Qgr.d）：原煤为17.3332.45MJ/kg , 平均29.02 MJ/kg。浮煤为32.2633.99MJ/kg, 平均33.20 MJ/kg。低位发热量（Qnet.d）：原煤为17.2632.01MJ/kg , 平均28.56 MJ/kg；浮煤为31.7933.55MJ/kg, 平均32.71 MJ/kg。综上所述，9号煤为特低灰中灰、低硫分高硫分、特低磷低磷分、中高固定碳高固定碳、高热值特高热值无烟煤。152号煤层水分（Mad）：原煤为1.332.83%，平均2.06%；浮煤为0.511.34%，平均0.84%。灰分（Ad）：原煤为8.50%24.05%，平均15.62%。；浮煤为0.939.68%，平均4.65%。根据煤炭质量分级（GB/T15224.12004）15号煤为低灰煤。挥发分（Vdaf）：原煤为3.747.63%，平均5.84%；浮煤为2.794.33%，平均3.52%。根据煤的挥发分产率分级（MT/T8492000），152号煤为特低挥发分煤。固定碳（FCd）：原煤为70.4388.08%，平均79.46%，浮煤为86.4796.31%，平均92.00%。根据煤的固定碳分级（MT/T5611996），152号煤原煤为高固定碳煤。浮煤为特高固定碳煤。全硫（St.d）：原煤含量为0.895.93%，平均2.05%；浮煤含量为0.551.28%，平均0.92%；属中高硫煤。高位发热量（Qgr.d）：原煤为224.95330.69MJ/kg，平均28.39MJ/kg；浮煤为28.7634.70MJ/kg，平均32.53MJ/kg。低位发热量（Qnet.d）：原煤为24.4329.97MJ/kg，平均27.88MJ/kg；浮煤为28.1234.22MJ/kg，平均31.96MJ/kg。根据煤炭质量分级（GB/T15224.32004），152号煤为高热值煤。综上所述，152号煤为特低灰中灰、特低硫高硫分、低磷分、中高固定碳高固定碳、中热值特高热值无烟煤。153号煤层水分（Mad）：原煤为1.243.46% ,平均2.02%；浮煤为0.661.35% ,平均1.02%。灰分（Ad）：原煤为6.8934.90% ,平均20.13%；浮煤为2.129.02% ,平均5.79%。挥发分（Vdaf）：原煤为3.7314.58% ,平均8.35%；浮煤为3.104.19% ,平均3.65%。全硫（St.d）：原煤为0.737.81% ,平均4.00%；浮煤为0.532.93% ,平均1.39%。固定碳（FCd）：原煤为57.0689.64%,平均73.52%；浮煤为87.1794.85%,平均90.72%。高位发热量（Qgr.d）：原煤为20.5431.18MJ/kg , 平均26.17 MJ/kg；浮煤为30.7033.26MJ/kg, 平均32.10 MJ/kg。低位发热量（Qnet.d）：原煤为20.1930.58MJ/kg , 平均25.67 MJ/kg；浮煤为30.0032.58MJ/kg, 平均31.45MJ/kg。综上所述，153号煤为特低灰-高灰、低硫-高硫、中高固定碳、特低挥发分、高热值无烟煤。1.6安全条件1.6.1 瓦斯根据矿方提供的河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心2010年10月编制的山西晋煤集团泽州天安东沟煤业有限公司15号煤层矿井瓦斯涌出量预测结论：在生产前期阶段，矿井最大绝对瓦斯涌出量为17.3357m3/min，最大相对瓦斯涌出量为9.1542m3/t；在生产中期阶段，矿井最大绝对瓦斯涌出量为17.5183m3/min，最大相对瓦斯涌出量为9.2506m3/t；在生产后期阶段，矿井最大绝对瓦斯涌出量为14.7204m3/min，最大相对瓦斯涌出量为7.4431m3/t。矿井开采15号煤层时，生产的前、中、后期都属于低瓦斯矿井。1.6.2 煤尘爆炸性1.6.3 煤自燃倾向性1.6.4地温地压据区域资料，该区属地温正常区，周边煤矿地温正常。地质报告做了简易井温测量，平均地温梯度为0.006/100m。本井田属地温正常区。1.7 矿井开拓开采1.7.1设计可采储量及服务年限矿井设计可采储量为25.93Mt，矿井服务年限为20.6年。1.7.2井筒的数目及功能根据开拓布置，达产时布置有4个井筒，即主斜井、进风行人平硐、副斜井和回风立井。现将各井筒用途分述如下：主斜井：利用已有，净宽3.5m, 净断面10.06m2, 倾角17，斜长315.6m，表土段、基岩段均采用砌碹支护，装备带式输送机，担负全矿井的提煤任务，为矿井的进风井和安全出口。进风行人平硐：利用原进风行人平硐，作为矿井兼并重组后的行人井，进风行人平硐净宽2.8m，净断面7.28m2，装备架空乘人装置,担负矿井的辅助提升任务,人员从进风行人平硐乘猴车上下井，兼做矿井的进风井和安全出口。副斜井：在新选的副井场地新凿副斜井井筒作为矿井的辅助提升井筒，井筒净宽4.0m，铺设30kg/m单轨，装备单钩串车，担负矿井除人员上下外的所有辅助提升任务，为矿井主要进风井和安全出口。回风立井：对原回风立井井筒（D=3m）进行刷大，净直径5.0m, 净断面19.63m2, 垂深56m，表土段采用钢筋混凝土砌碹支护，基岩段采用混凝土砌壁支护，支护厚度分别为600mm、400mm，安装玻璃钢梯子间，为矿井的专用回风井和安全出口。1.7.3井田开拓根据煤层赋存特征，主斜井落底至15-2号煤层底板后布置井底煤仓，通过井底煤仓上口向东布置南翼集中运输大巷，平行于南翼集中运输大巷布置南翼集中轨道大巷和南翼集中回风大巷；副斜井井筒落底见煤后布置副斜井井底车场与南翼集中轨道大巷相连接，回风立井落底见15号煤后向北布置总回风大巷与南翼集中回风大巷相连接。三条大巷向东至沿国家电网1000kV电塔走向线后（垂直运输大巷、轨道大巷和回风大巷）向北布置南翼集中运输大巷、南翼集中轨道大巷和南翼集中回风大巷至井田边界，然后转向东布置中部集中运输大巷、中部集中轨道大巷和中部集中回风大巷至ZK05钻孔附近，再转向东北布置北翼集中运输大巷、北翼集中轨道大巷和北翼集中回风大巷至井田北部边界。其中北翼集中大巷采用岩石平巷横跨断层而过，从+740m水平以3坡度见15-2煤层后沿煤层布置。在开采后期15-2煤断层中部区域可采用打暗斜井或暗立井的方式进行探采，采煤方法以实际见煤情况另行确定。15号煤层与9号煤层通过暗斜井连接。由于矿井开采初期，采区范围内只有15号煤，因此仅回采15号煤。回采至3号、9号、15号煤同时赋存的区域时，在15号煤南翼集中大巷与中部集中大巷拐弯位置掘进暗斜井连接9号煤层并布置9号煤层开拓大巷。在15号煤北翼集中大巷的3号煤层见煤点，沿东西向布置3号煤层的开拓巷道。具备3、9号煤层回采条件后，先回采3、9号煤，再回采15号煤层。1.7.4根据煤层赋存特征，设一个主水平、两个辅助水平开采，主水平为15号煤+800m水平，辅助水平为3号煤+740m水平和9号煤+820m水平。各井筒均一次落底，井下采用三巷制布置，形成独立的煤流系统、辅助运输系统和回风系统。1.7.5根据煤层赋存特征，东西向布置运输大巷、轨道大巷、回风大巷，然后运输大巷、轨道大巷、回风大巷转向东北布置集中运输大巷、集中轨道大巷和集中回风大巷至井田边界。运输大巷(集中运输大巷)、轨道大巷(集中轨道大巷)、回风大巷(集中回风大巷)沿15号煤层布置。1.7.6矿井各水平、煤层、上下山和开采顺序，第一水平采区划分和配采关系根据矿井开拓布置情况，矿井开采初期，采区范围内只有15号煤，因此仅回采15号煤。回采至3号、9号、15号煤同时赋存的区域时，矿井采用下行开采，3号、9号煤层进行配采，配采产量按3号煤0.3Mt/a、9号煤0.6 Mt/a分配。采完后最后再开采15号煤的剩余可采区域。水平内采区前进式，工作面后退式进行开采。因井田形状不规则，设计主水平划分为三个采区，两个辅助水平各划分为两个采区。首采区不进行配采。矿井投产时移交15号煤层一采区，采区接替顺序为：15号煤一采区3号煤一、二采区（与9号煤一、二采区配采）15号煤一采区15号煤二采区15号煤三采区。1.7.7采煤方法根据矿井15号煤层的赋存情况，结合晋煤集团开采各煤层的成功经验，确定矿井采用长壁综采一次采全高采煤法开采15号煤层。1.7.8矿井通风矿井初期采用并列式通风系统，主斜井、进风行人平硐、副斜井进风，回风立井回风。矿井后期开采时，采用中央分列式通风方式，主斜井、进风行人平硐、副斜井、后期进风立井进风，后期回风立井回风。矿井采用机械抽出式通风方法。2 泽州天安东沟煤业矿井防灭火设计总体方案2.1 矿井自燃条件分析2.1.1 煤的岩性分析2.1.2 开采技术分析2.2 矿井防灭火技术简介方法主要材料优点缺点预防性灌浆技术黄土、粉煤灰、水泥、高水材料、矸石、砂子、等1.包裹煤体、隔绝氧气；2.吸热降温；3.工艺简单；4.胶结底板、增加漏风阻力；5.成本较低。1.浆体只流向地势低处，不能向高处堆积，对高位火作用有限；2.不能均匀覆盖浮煤，容易形成“拉沟”现象；3.易跑浆和溃浆，恶化工作环境，影响煤质。喷洒阻化剂技术MaCl2、工业氯化镁（Mg Cl2.6H2O）、Ca（OH）2、水玻璃等1.成本低、材料