神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司

礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

西安科技大學(xué)

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司

二。二一年八月

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司

礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：徐炳坤

西安科技大學(xué)

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司

二O二一年八月

參加設(shè)計(jì)人員名單

姓名單位專業(yè)職稱簽字

徐炳坤西安科技大學(xué)通風(fēng)與安全副教授彳金給蚌

神木市孫家岔鎮(zhèn)

鄧華機(jī)電工程高級(jí)工程師

河西聯(lián)辦煤礦有限公司

張波西安科技大學(xué)采礦工程副教授,如

神木市孫家岔鎮(zhèn)工程師/注冊(cè)

修濤通風(fēng)與安全

河西聯(lián)辦煤礦有限公司安全工程師

趙登育西安科技大學(xué)安全工程副教授

旬B超西安科技大學(xué)機(jī)電一體化講師

神木市孫家岔鎮(zhèn)

王強(qiáng)采礦工程工程師

河西聯(lián)辦煤礦有限公司

神木市孫家岔鎮(zhèn)注冊(cè)安全工程

李國(guó)棟安全工程

河西聯(lián)辦煤礦有限公司師

神木市孫家岔鎮(zhèn)

南忠輝機(jī)電一體化工程師

河西聯(lián)辦煤礦有限公司

會(huì)審簽字表

職務(wù)審批意見簽名日期

通風(fēng)科

調(diào)度室

安監(jiān)部

機(jī)電科

技術(shù)科

安全礦長(zhǎng)

機(jī)電礦長(zhǎng)

生產(chǎn)礦長(zhǎng)

總工程師

礦長(zhǎng)

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

目錄

前言.......................................................-1-

一、設(shè)計(jì)目的...............................................-4-

二、設(shè)計(jì)依據(jù)...............................................-4-

三、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想.........................................-6-

四、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.........................................-6-

五、存在主要問題及建議.....................................-7-

第一章礦井概況.............................................-8-

1.1礦井概況..............................................-8-

1.2地質(zhì)特征.............................................-13-

1.3礦井煤層自燃發(fā)火研究情況.............................-29-

第二章礦井火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及總體設(shè)計(jì)方案.....................-34-

2.1礦井火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).....................................-34-

2.2礦井防滅火技術(shù)簡(jiǎn)介...................................-36-

2.3礦井火災(zāi)防治技術(shù)措施.................................-37-

2.4防滅火設(shè)計(jì)總體方案...................................-40-

第三章煤層自燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)體系.....................-42-

3.1煤層自燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng).....................................-42-

3.2煤層自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)指標(biāo)體系.............................-46-

第四章礦井防滅火系統(tǒng)......................................-49-

4.1灌漿防滅火系統(tǒng)........................................-49-

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

4.2阻化劑防滅火系統(tǒng).....................................-73-

第五章煤層自燃防治其它措施...............................-86-

5.1開拓開采和通風(fēng)方面措施...............................-86-

5.2礦井不同時(shí)期煤層自燃防治技術(shù)措施....................-88-

第六章外因火災(zāi)防治.......................................-97-

6.1電氣事故引發(fā)的火災(zāi)防治措施及裝備.....................-97-

6.2其它火災(zāi)的防治措施.................................-102-

6.3消防灑水系統(tǒng).......................................-107-

第七章防火門及井上下消防材料庫(kù)..........................-111-

7.1防火門..............................................-111-

7.2消防材料庫(kù).........................................-113-

第八章井下火區(qū)管理......................................-116-

8.1井下火區(qū)管理.......................................-116-

8.2建立火區(qū)管理卡片...................................-117-

8.3火區(qū)內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)判定.................................-118-

8.4火區(qū)啟封...........................................-121-

附件

1、神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告

2、神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司4-3煤層煤塵爆炸性、煤自

燃傾向性檢驗(yàn)報(bào)告

3、神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司4-3煤層煤樣最短自然發(fā)火

II

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

期測(cè)試報(bào)告

4、神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司4-3煤層自然發(fā)火標(biāo)志性氣

體及臨界值測(cè)試報(bào)告

附圖

1、采掘工程平面

2、井上下對(duì)照?qǐng)D

3、礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖

4、礦井防滅火系統(tǒng)圖

in

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

前B

礦井火災(zāi)是礦井的主要災(zāi)害之一，隨著我國(guó)煤炭產(chǎn)量的不斷增

加，開采強(qiáng)度、開采深度的增大，礦井防滅火問題顯得尤為突出。據(jù)

不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)存在煤自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井占60%以上。每一場(chǎng)火

災(zāi)的發(fā)生，輕則影響礦井開拓開采部署，干擾礦井正常生產(chǎn)；重則燒

毀煤炭資源和井下材料、設(shè)備；更有甚者可能引燃瓦斯煤塵爆炸，釀

成人員傷亡的重大惡性事故。重大火災(zāi)事故不僅會(huì)造成政治、經(jīng)濟(jì)及

資源上難以估量的損失，而且對(duì)礦工情感上的傷害也非短期可以消

除。此外，礦井火災(zāi)還會(huì)造成土壤、水資源、植被、大氣的嚴(yán)重污染,

威脅到人類生存的環(huán)境。

礦井火災(zāi)發(fā)生總數(shù)中，外因火災(zāi)所占比重較小，但其發(fā)生突然、

發(fā)展迅猛，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制，往往會(huì)造成重大事故；內(nèi)因火

災(zāi)（自燃火災(zāi)）是指處在特定環(huán)境下的煤吸附氧氣產(chǎn)生熱量，并在一

定條件下熱量得以積聚而形成的。90%以上的礦井火災(zāi)屬于內(nèi)因火災(zāi)

范疇，其發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)緩慢的氧化過(guò)程，根據(jù)其征兆能夠在早期

發(fā)現(xiàn)，煤炭自燃火災(zāi)多發(fā)生在人們難以進(jìn)入的采空區(qū)內(nèi)，一旦形成火

災(zāi)，面積較大、溫度較高，且火源位置難以確定，滅火困難。

我國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家之一，也是世界產(chǎn)煤大國(guó)。煤炭在

我國(guó)一次性能源消費(fèi)中占76%,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)煤炭的

需求還會(huì)進(jìn)一步增加，我國(guó)以煤為主要能源的生產(chǎn)和消費(fèi)特征在今后

相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都不會(huì)改變。因此，近年來(lái)國(guó)家和企業(yè)對(duì)煤礦安全生

產(chǎn)日益重視，加大煤礦安全投入力度，特別是對(duì)新建礦井或改擴(kuò)建礦

井防滅火設(shè)施的設(shè)計(jì)、審查、驗(yàn)收等制定了較為完善的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，

加強(qiáng)了對(duì)礦井防滅火新技術(shù)、新材料、新裝備的研究和應(yīng)用，極大地

改善和提高了我國(guó)煤礦防滅火技術(shù)裝備水平。

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司（以下簡(jiǎn)稱河西聯(lián)辦煤

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

礦）由原神木縣河西聯(lián)辦煤礦單井?dāng)U能整合而成。2009年12月銅川

煤礦設(shè)計(jì)院編制完成了《河西聯(lián)辦煤礦煤炭資源整合實(shí)施方案開采設(shè)

計(jì)，》，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.30Mt/a；2012年2月陜西中牛工程勘察設(shè)

計(jì)有限公司編制完成了《河西聯(lián)辦煤礦煤炭資源整合實(shí)施方案開采設(shè)

計(jì)（變更）》和《河西聯(lián)辦煤礦煤炭資源整合實(shí)施方案安全設(shè)施設(shè)計(jì)

（變更）》，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.60Mt/a；陜西省煤炭生產(chǎn)安全監(jiān)督

管理局和陜西煤礦安全監(jiān)察局分別對(duì)《開采設(shè)計(jì)（變更）》和《安全

設(shè)施設(shè)計(jì)（變更）》進(jìn)行批復(fù)；2015年12月1日，陜西煤礦安全監(jiān)

察局以“陜煤安監(jiān)一函字（2015）53號(hào)”文件同意該礦資源整合項(xiàng)

目安全設(shè)施竣工驗(yàn)收通過(guò)監(jiān)督核查；2016年10月9日，陜西省煤炭

生產(chǎn)安全監(jiān)督管理局以“陜煤局復(fù)（2016〕57號(hào)”文件同意該礦資

源整合項(xiàng)目通過(guò)竣工驗(yàn)收，礦井正式投入生產(chǎn)。2018年5月，以神

能局發(fā)[2018]128號(hào)對(duì)《神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦一水平盤區(qū)調(diào)

整設(shè)計(jì)》進(jìn)行了批復(fù)。

河西聯(lián)辦煤礦位于陜西省神木市城區(qū)西北方向約40km,行政區(qū)

劃隸屬神木市孫家岔鎮(zhèn)管轄。地理坐標(biāo)在東經(jīng)110。15,55"?

110015,14%北緯39。02’04"?39。00'58"之間。包（頭）?神（木）?

朔（州）鐵路從井田東部通過(guò)，紅檸鐵路專用線從煤礦附近通過(guò)，煤

礦距包（頭）?神（木）?朔（州）鐵路孫家岔集裝站約20km。S301

省道從工業(yè)場(chǎng)地北側(cè)通過(guò)，向西經(jīng)中雞至G65包茂高速公路，向東

經(jīng)店塔至S204省道和S20榆商高速公路，礦區(qū)交通運(yùn)輸條件便利。

根據(jù)2014年8月22日陜西省國(guó)土資源廳頒發(fā)的采礦許可證（證

書編號(hào)：C1000002009081120034481）,河西聯(lián)辦煤礦位井田范圍由

7個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定（1980西安坐標(biāo)系），井田南北長(zhǎng)約2.5km,東西

寬約1.0km,井田面積約1.5385km2,開采標(biāo)高+1148~+990m。根據(jù)

2012年2月陜西中牛工程勘察設(shè)計(jì)有限公司編制的《河西聯(lián)辦煤礦

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

煤炭資源整合實(shí)施方案開采設(shè)計(jì)（變更）》說(shuō)明書，礦井保有地質(zhì)資

源量為22.458M3礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為11.092Mt,設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為

7.408Mt,礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.60Mt/a,服務(wù)年限9.5a°

整合區(qū)內(nèi)含煤地層為侏羅系中統(tǒng)延安組（Jzy），共含可采煤層5

層，自上而下編號(hào)為2-2、3」、4-2、4-3、5-2煤層,其中:"煤層為局

部可采，3T煤層大部分可采，4-2、4-3、5-2煤層全區(qū)可采。目前礦井

2-2、3”煤層基本開采完畢，現(xiàn)開采的4-3煤層位于延安組第二段中部,

煤層埋深76~162m,底板標(biāo)高+1040~+1060m。煤層厚度1.57~

1.78m,平均厚度1.66m,屬穩(wěn)定的全區(qū)可采中厚煤層。一般不含夾

肝，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，底板標(biāo)高1040~1060m,距下部5-2煤層平均間

距約46mo

陜西安技煤礦安全裝備有限公司2018年6月25日簽發(fā)的《神木

市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦煤塵爆炸性、煤自燃傾向性檢驗(yàn)報(bào)告》（編

號(hào)：SAMJC/MZ-18030）,如煤層自燃傾向性鑒定結(jié)論為：“I類”

容易自燃煤層，煤層具有自然發(fā)火危險(xiǎn)，吸氧量為0.87m3/g；煤塵有

爆炸性，火焰長(zhǎng)度＞400mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉量86%。陜西煤

礦安全裝備檢測(cè)中心2012年5月16日簽發(fā)的《神木市孫家岔鎮(zhèn)河西

聯(lián)辦煤礦煤塵爆炸性、煤自燃傾向性檢驗(yàn)報(bào)告》（編號(hào)：

SMAJ/MZ-12055）,4-2煤層自燃傾向性鑒定結(jié)論為：“I類”容易

自燃煤層，煤層具有自然發(fā)火危險(xiǎn)，吸氧量為0.88m3/g；煤塵有爆炸

性，火焰長(zhǎng)度＞400mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉量85%。

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（2016版）第二百六十條和《國(guó)家安全

監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于加強(qiáng)煤礦防滅火工作的通知》（安監(jiān)總

煤行[2008]161號(hào)）的規(guī)定，開采容易自燃和自燃煤層的礦井，必

須編制礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)，采取綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火的措施。因

此，根據(jù)礦井煤層賦存狀況、礦井開拓方式、采煤方法、巷道布置、

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

巷道支護(hù)、通風(fēng)系統(tǒng)、煤層自然發(fā)火特征等實(shí)際情況，進(jìn)行了礦井防

滅火技術(shù)及裝備的調(diào)研，結(jié)合礦井實(shí)際選用先進(jìn)、實(shí)用的防滅火方法

及設(shè)備，編制《神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專

項(xiàng)設(shè)計(jì)》，科學(xué)合理地制定了有效的防滅火措施，指導(dǎo)礦井防滅火工

作，保證礦井安全生產(chǎn)。

一、設(shè)計(jì)目的

1、為認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的安全生產(chǎn)

方針，提高礦井的本質(zhì)安全程度和安全管理水平，控制礦井后續(xù)生產(chǎn)

過(guò)程中的危險(xiǎn)、有害因素，降低礦井生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)防事故發(fā)生，

保護(hù)煤礦從業(yè)人員的健康、生命安全及財(cái)產(chǎn)安全。

2、為了能合理有效的控制煤層自燃火災(zāi)事故，降低事故的發(fā)生

概率，提高職工的生命財(cái)產(chǎn)安全和煤礦安全的可持續(xù)發(fā)展。

二、設(shè)計(jì)依據(jù)

1、2012年2月陜西中牛工程勘察設(shè)計(jì)有限公司編制完成的《河

西聯(lián)辦煤礦煤炭資源整合實(shí)施方案開采設(shè)計(jì)（變更）》說(shuō)明書；

2、2012年2月陜西中牛工程勘察設(shè)計(jì)有限公司編制完成的《河

西聯(lián)辦煤礦煤炭資源整合實(shí)施方案安全設(shè)施設(shè)計(jì)（變更）》說(shuō)明書；

3、2015年12月1日，陜西煤礦安全監(jiān)察局以“陜煤安監(jiān)一函

字（2015）53號(hào)”文件同意該礦資源整合項(xiàng)目安全設(shè)施竣工驗(yàn)收通

過(guò)監(jiān)督核查。

4、2016年10月9日，陜西省煤炭生產(chǎn)安全監(jiān)督管理局以“陜

煤局復(fù)（2016）57號(hào)”文件同意該礦資源整合項(xiàng)目通過(guò)竣工驗(yàn)收。

5、陜西安技煤礦安全裝備有限公司2018年6月25日簽發(fā)的《神

木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦4-3煤層煤塵爆炸性、煤自燃傾向性檢驗(yàn)

報(bào)告》（報(bào)告編號(hào)：SAMJC/MZ-18030）；

6、陜西煤礦安全裝備檢測(cè)中心2012年5月16日簽發(fā)的《神木

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦煤塵爆炸性、煤自燃傾向性檢驗(yàn)報(bào)告》（編

號(hào)：SMAJ/MZ-12055）；

7、2018年8月西安科技大學(xué)編制的《神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦

煤礦4-3煤層煤樣最短自然發(fā)火期測(cè)試報(bào)告》；

8、2017年11月西安科技大學(xué)編制的《神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)

辦煤礦4-2煤層煤樣最短自然發(fā)火期測(cè)試報(bào)告》；

9、2018年8月西安科技大學(xué)編制的《神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦

煤礦4-3煤層自然發(fā)火標(biāo)志性氣體及臨界值測(cè)試報(bào)告》；

10、2017年11月西安科技大學(xué)編制的《神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)

辦煤礦4-2煤層自然發(fā)火標(biāo)志性氣體及臨界值測(cè)試報(bào)告》；

11、《煤礦安全規(guī)程》（2016年版）；

12、《煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化基本要求及評(píng)分辦法》；

13、《國(guó)家安全監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于加強(qiáng)煤礦防滅火工

作的通知》，安監(jiān)總煤行【2008】161號(hào)；

14、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，GB50215-2005；

15、《煤礦礦井防滅火設(shè)計(jì)規(guī)范》，GB51078-2015；

16、《煤礦采空區(qū)汽霧阻化防火技術(shù)規(guī)范》，MT/T699-1997；

17、《煤礦防火用阻化劑通用技術(shù)條件》，MTT700-2019；

18、《煤礦灌（注）漿防滅火技術(shù)規(guī)范》，MT/T702-2020；

19、《煤礦自然發(fā)火束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通用技術(shù)條件》MT/T757-1919；

20、《煤層自然發(fā)火標(biāo)志氣體色譜分析及指標(biāo)優(yōu)選方法》

AQ/T1019-2006；

21、《礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范》，MT/T698-1997；

22、《煤炭工業(yè)礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)裝備配置標(biāo)準(zhǔn)》，

GB50581-2020）；

23、《煤礦建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查和竣工驗(yàn)收規(guī)范》

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

(AQ1055-2018)；

24、《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》

(AQ1029-2019)；

25、礦井防滅火相關(guān)管理規(guī)定及要求。

三、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主，防治結(jié)合，技

術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理”的原則，嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定，

根據(jù)礦井煤層賦存狀況、開拓開采工藝和礦井實(shí)際生產(chǎn)情況，綜合分

析礦井生產(chǎn)各環(huán)節(jié)過(guò)程中可能引起火災(zāi)的各種因素，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外

礦井防滅火技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，從提

高礦井的防滅火技術(shù)、裝備水平及抗災(zāi)能力出發(fā)，積極采用新技術(shù)、

新工藝、新設(shè)備，建立健全礦井防滅火系統(tǒng)，完善礦井火災(zāi)防治技術(shù)

措施及裝備，從而保證礦井的安全生產(chǎn)，防止礦井火災(zāi)事故的發(fā)生。

四、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

根據(jù)目前礦井開采的4-2、4-3煤層實(shí)際情況，編制《神木市孫家

岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)》。本設(shè)計(jì)在綜合分

析4,煤層地質(zhì)情況、開拓開采方式、礦井通風(fēng)方式的基礎(chǔ)上，分析

了4-3煤層自然發(fā)火的一般規(guī)律、評(píng)價(jià)了4-3煤層自燃風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)4-3

煤層自然發(fā)火標(biāo)志氣體及臨界值、自然發(fā)火期測(cè)試報(bào)告，參考相鄰礦

井綜采工作面采空區(qū)遺煤自燃“三帶”劃分報(bào)告，結(jié)合國(guó)內(nèi)外礦井火

災(zāi)防治技術(shù)現(xiàn)狀，確定了4-3煤層自燃火災(zāi)防治重點(diǎn)及綜采工作面相

應(yīng)的綜合防滅火措施；同時(shí)根據(jù)2020年11月陜西西礦工程勘察設(shè)計(jì)

有限公司編制的“神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦41盤區(qū)東翼大巷煤

柱回收開采設(shè)計(jì)”、“4-2煤東翼大巷工作面設(shè)計(jì)”和4-2煤層自然發(fā)

火標(biāo)志氣體及臨界值、自然發(fā)火期測(cè)試報(bào)告，確定了4-2煤東翼大巷

綜采工作面相應(yīng)的綜合防滅火措施。建立健全礦井煤自燃早期預(yù)測(cè)預(yù)

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

報(bào)系統(tǒng)、礦井煤自燃火災(zāi)綜合防治措施及礦井外因火災(zāi)防治綜合技術(shù)

措施；加強(qiáng)完善礦井防滅火的安全管理工作制度，確保礦井的安全生

產(chǎn)。

五、存在主要問題及建議

1、設(shè)計(jì)中部分參數(shù)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、相關(guān)規(guī)定和報(bào)告及參考相鄰

礦井?dāng)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上選取，建議礦井在今后的防滅火實(shí)踐中進(jìn)一步總結(jié)

規(guī)律，修正參數(shù)，調(diào)整設(shè)計(jì)，以適應(yīng)礦井防滅火實(shí)際需要。

2、河西聯(lián)辦煤礦未進(jìn)行4-3煤層綜采工作面采空區(qū)煤自燃“三帶”

劃分（目前正在進(jìn)行中），設(shè)計(jì)中依據(jù)相鄰礦井4-3煤層綜采工作面

采空區(qū)自燃“三帶”劃分結(jié)果確定綜采工作面安全推進(jìn)速度，為了進(jìn)

一步確認(rèn)引用數(shù)據(jù)是否與礦井實(shí)際一致，建議礦井結(jié)合4-3煤層綜采

工作面采空區(qū)煤自燃“三帶”劃分結(jié)論，對(duì)防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)

進(jìn)行修正，為礦井防滅火技術(shù)管理工作提供科學(xué)依據(jù)，確保礦井生產(chǎn)

安全。

3、河西聯(lián)辦煤礦在4-2煤東翼大巷綜采工作面生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)加

強(qiáng)采煤工作面4-2煤層自然發(fā)火標(biāo)志氣體的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，嚴(yán)格

按照4。煤東翼大巷綜采工作面綜合防滅火措施執(zhí)行。

-7-

神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

第一章礦井概況

1.1礦井概況

1.1.1礦井地理位置及交通條件

河西聯(lián)辦煤礦位于陜西省神木市城區(qū)西北方向約40km,行政區(qū)

劃隸屬神木市孫家岔鎮(zhèn)管轄。地理坐標(biāo)在東經(jīng)110。15,55"?

北緯39。02,04"?39。00'58"之間。包（頭）?神（木）?

朔（州）鐵路從井田東部通過(guò)，紅檸鐵路專用線從煤礦附近通過(guò)，煤

礦距包（頭）?神（木）?朔（州）鐵路孫家岔集裝站約20km。S301

省道從工業(yè)場(chǎng)地北側(cè)通過(guò)，向西經(jīng)中雞至G65包茂高速公路，向東

經(jīng)店塔至S204省道和S20榆商高速公路。礦區(qū)交通運(yùn)輸條件便利。

礦井交通位置見圖1-1-1所示。

1.1.2地形'地貌

礦井整合區(qū)地處黃土高原北部，毛烏素沙漠南緣，區(qū)內(nèi)主要以沙

丘沙地及部分黃土溝壑地貌為主，地表多為半固定或流動(dòng)沙丘，在溝

流兩側(cè)局部有含煤巖系基巖出露，地形總趨勢(shì)是南高北低，區(qū)內(nèi)最高

點(diǎn)在平地沙東側(cè)梁穿上，海拔1211.0m,最低點(diǎn)在整合區(qū)北部昌城西

側(cè)考考烏素溝的支溝內(nèi)，海拔1135.0m,相對(duì)最大高差為76m。總體

特點(diǎn)是梁明相對(duì)開闊，溝谷坡面較陡立。

1.1.3地表水系

整合區(qū)考考烏蘇溝為常年流水型溝谷，除此之外再無(wú)大的河流溝

谷。考考烏素溝從煤礦北部邊界經(jīng)過(guò)，據(jù)2008年水文站資料顯示，

平均流量為800L/S；北部有其兩條北西向的短小支溝，長(zhǎng)200?500m,

為季節(jié)性水流，旱季多干枯無(wú)水；中部和南部水系不發(fā)育，僅有少量

寬緩的小干溝。

1.1.4氣象及地震

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

1、氣象

本區(qū)為典型的北溫帶干旱、半干旱大陸性季風(fēng)氣候，冬季嚴(yán)寒，

春季多風(fēng)，夏季酷熱，秋季涼爽，晝夜溫差懸殊，四季冷熱多變。常

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

年干旱少雨，年蒸發(fā)量較大。全年無(wú)霜期較短，一般十月初上凍，次

年四月初解凍。多年平均氣溫8.4C（1957?990）,極端最高氣溫38.9C

（66年6月21日），極端最低氣溫-28.4C（58年1月16日），多

年平均降水量435.7mm（1957?1991年），枯水年降水量108.6mm（65

年）,豐水年降水量918.1mm（67年），多年平均風(fēng)速2.2m/s（1957?1989

年），極端最大風(fēng)速25m/s（70年7月18日），年最多風(fēng)向NW,

年最大凍土深度146cm（68年2月），多年平均氣壓910毫巴

（1974?1989年），全年降水量分配很不均勻，多以暴雨形式集中在

79月份，約占降水量的68%。不同年份降水量變化明顯。

2、地震

本區(qū)地殼活動(dòng)相對(duì)微弱。據(jù)歷史記載僅公元1448年在榆林發(fā)生

過(guò)4.7級(jí)地震，烈度6度；1621年5月在府谷孤山一帶發(fā)生過(guò)6.7級(jí)

地震，烈度為6度，此后再未發(fā)生過(guò)4級(jí)以上地震。鄰省區(qū)曾發(fā)生過(guò)

其它一些較大地震本區(qū)僅為有感區(qū)，如1996年5月30日距本區(qū)約

350公里的內(nèi)蒙古包頭市發(fā)生6.4級(jí)地震，本區(qū)僅有震感。2008年4

月12日四川汶川發(fā)生8.0級(jí)地震，本區(qū)也僅有震感。本區(qū)近百年來(lái)

從未發(fā)生過(guò)大的地震，雖有幾次小的地震，但烈度僅在2.5度，屬無(wú)

震區(qū)。

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-20012008版）、《中國(guó)地

震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）,本區(qū)地震基本烈度為VI度，地震

動(dòng)峰值加速度值為0.05go

LL5周邊煤礦開采情況

河西聯(lián)辦煤礦整合區(qū)內(nèi)沒有廢棄小窯。整合區(qū)地處陜北侏羅紀(jì)煤

田神木北部礦區(qū)檸條塔井田的中東部，東部與陰灣煤礦相鄰?fù)?，南?/p>

及西部均與檸條塔煤礦相鄰，北部以鐵路保護(hù)煤柱為界，周邊再無(wú)其

它生產(chǎn)礦井。

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

陰灣煤礦米用斜井開拓方式，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.90Mt/a,走向長(zhǎng)壁

綜采采煤法，全部垮落法管理頂板，目前開采4-2煤層。檸條塔煤礦

采用斜井開拓方式，生產(chǎn)能力18.00Mt/a,走向長(zhǎng)壁綜采采煤法，全

部垮落法管理頂板，目前開采一水平產(chǎn)、"煤層。

礦權(quán)設(shè)置及相鄰煤礦位置關(guān)系示意圖見圖1-1-2。

容

種

木

神

木

縣

君

威

隆

煤

廉

業(yè)

^

建

*

:

-

葭w\塔

至71林

茂神

木

-

神

縣

陜煤集團(tuán)檸條塔煤礦木

孫

縣

家

孫

航

家

d劉

3：

M石

畔

河

村

西

陰

聯(lián)

辦

整

陜煤集團(tuán)檸條塔煤礦

圖1-1-2礦權(quán)設(shè)置及相鄰煤礦位置關(guān)系示意圖

1.L6礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀

整合區(qū)內(nèi)含煤地層為侏羅系中統(tǒng)延安組（Jzy）,共含可采煤層5

層,自上而下編號(hào)為2-2、3」、4-2、4-3、5-2煤層,其中:2-2煤層為局

部可采，3」煤層大部分可采，4-2、4玄5々煤層全區(qū)可采。目前礦井

2-2、寸煤層基本開采完畢，現(xiàn)開采4,煤層，按五年接續(xù)計(jì)劃回收41

盤區(qū)4-2煤東翼大巷煤柱，。煤層位于延安組第二段中部，煤層埋深

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

76?162m,底板標(biāo)高+1040?+1060m。煤層厚度1.57?1.78m,平均

厚度1.66m,屬穩(wěn)定的全區(qū)可采中厚煤層。一般不含夾肝，煤層結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單。距下部52煤層平均間距約46mo頂板以粉砂巖為主，泥巖次之,

巖體中等完整，屬不穩(wěn)定一穩(wěn)定型（I-H）直接頂節(jié)理發(fā)育，豎直

方向節(jié)理面成正“八”字型，頂板局部破碎，易冒頂，頂板北厚南薄。

抗壓強(qiáng)度為26.15MPa；底板以粉砂巖為主，泥巖次之，巖體中等完

整，屬不穩(wěn)定-較穩(wěn)定型（I-H）。抗壓強(qiáng)度為26.15MPa。

礦井采用斜井多水平開拓方式，按煤組劃分為兩個(gè)開采水平，一

水平布置在4-2煤層，水平標(biāo)高+1070m,2-2、3"、如煤層為其輔助水

平，輔助水平通過(guò)斜巷與主水平聯(lián)絡(luò)，巷道的布置方式和主水平相同；

二水平為5-2煤層，水平標(biāo)高+990m。目前開采一水平4-3煤層。

根據(jù)2017年10月陜西中牛工程勘察設(shè)計(jì)有限公司編制完成的

《神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦一水平盤區(qū)調(diào)整設(shè)計(jì)?》說(shuō)明書，神能

局發(fā)[2018]128號(hào)對(duì)《神木縣孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦一水平盤區(qū)調(diào)整

設(shè)計(jì)》進(jìn)行了批復(fù)，同意礦井4-2煤層和4凸煤層聯(lián)合布置進(jìn)行回采，

調(diào)整后將4-2煤層和如煤層劃分為一個(gè)盤區(qū)，即41盤區(qū)。因此，全

礦井共劃分為4個(gè)盤區(qū)，即221、311、41、521盤區(qū)。

一水平2々煤層為221盤區(qū)、3」煤層為311盤區(qū)、4-2、4-3煤層為

41盤區(qū)；二水平5-2煤層劃分為521盤區(qū)。

目前礦井開采41盤區(qū)4-3煤層，接續(xù)41盤區(qū)4-2煤東翼大巷煤柱

回收。

井下41盤區(qū)布置一個(gè)綜合機(jī)械化采煤工作面生產(chǎn)，采用長(zhǎng)壁綜

合機(jī)械化一次采全高采煤法，全部垮落法管理頂板。礦井具備完善的

提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、供電、排水等生產(chǎn)系統(tǒng)。

礦井采用“兩進(jìn)一回”中央并列式通風(fēng)方式，抽出式通風(fēng)方法。

主斜井、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)?；仫L(fēng)斜井地面安裝兩臺(tái)

FBCDZ-6-N924型礦用防爆抽出式對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)，一臺(tái)工作、

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

臺(tái)備用，每臺(tái)通風(fēng)機(jī)配備2臺(tái)YBF2-400S-8型隔爆電動(dòng)機(jī)，功率

2x220kW、轉(zhuǎn)速980r/min。

1.2地質(zhì)特征

1.2.1地層

據(jù)鉆孔揭露和地質(zhì)填圖資料，井田范圍內(nèi)地層從老到新依次為：

三疊系上統(tǒng)永坪組（Tsy）、侏羅系中統(tǒng)延安組（上丫）、新近系上新

（）

統(tǒng)保德組（N2b）.第四系上更新薩拉烏蘇組Q3S和馬蘭組（Q3m）、

第四系全新統(tǒng)風(fēng)積沙（Q4eH）。現(xiàn)從老至新分述如下：

1、三疊系上統(tǒng)永坪組（T3y）

地表未出露，據(jù)鉆孔揭露，永坪組巖性為一套灰綠色巨厚層狀的

中、細(xì)礫長(zhǎng)石石英砂巖，含有云母和綠泥石，分選性及磨圓度中等，

發(fā)育大型板狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理，頂面起伏。

2、侏羅系中統(tǒng)延安組（J?y）

延安組（上丫）為整合區(qū)的含煤地層，與下伏永坪組（Tsy）呈假

整合接觸，頂部遭剝蝕。根據(jù)鉆孔揭露，區(qū)內(nèi)保存延安組第一段（Jzyi）

至延安組第五段（Jays）,延安組第五段（J2y5）因遭剝蝕，保留不全。

（1）安組第一段（J2yi）

全區(qū)分布，區(qū)內(nèi)地表未出露；巖性以粗、中粒長(zhǎng)石石英砂巖為主,

次為淺灰色到深灰色細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖夾少量黑色泥巖；

含5-2煤層,該段厚度28.27?4.13m,平均35.14m。

（2）延安組第二段（J2y2）

全區(qū)分布，地表未出露；以灰色粉砂巖、細(xì)粒砂巖和粉砂質(zhì)泥巖

為主，夾煤層、炭質(zhì)泥巖和菱鐵質(zhì)泥巖透鏡體，可分為三個(gè)亞旋退；

含4號(hào)煤組的4-2、4汽4-4煤層，在本整合區(qū)內(nèi)4-4煤層不可采，4々、

4-3煤層全區(qū)可采。

巖性特征：下部以灰白色中、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖為主，局部夾灰

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

色粉砂巖及泥巖。中部和上部以灰色粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖為主，并與

灰白色中細(xì)粒巖組成互層，夾泥巖、炭質(zhì)泥巖和菱鐵質(zhì)泥巖透鏡體，

粉沙巖中保存垂直層面的蟲孔痕跡。

物性特征表現(xiàn)為：電阻率曲線呈中低異常，高阻（中粗砂巖）到

低阻重復(fù)出現(xiàn)；密度曲線異常沿基線變化，煤層呈現(xiàn)高峰；自然電位

曲線呈負(fù)異常，自然伽瑪曲線與電阻率曲線互為倒影；聲速時(shí)差曲線

為高異常。

（3）延安組第三段（J2y3）

全區(qū)分布，地表未出露；以淺灰一灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，

中下部有3層淺灰色中一粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，發(fā)育條帶狀、緩波狀、

似水平層理及小型交錯(cuò)層理，并有大量蟲孔構(gòu)造，含較多球狀菱鐵礦

及根土巖；含3號(hào)煤組的3」、3-2煤層，可采煤層為3」煤層，基本全

區(qū)可采。該段厚度40.01?51.70m,平均46.97m。

（4）安組第四段（J2y4）

全區(qū)分布，露頭僅見于區(qū)內(nèi)東北角溝谷兩側(cè)；以厚層狀淺灰色細(xì)

粒長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，夾有淺灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，呈不等厚互層;

2-2煤層位于該段頂部，為局部可采煤層。該段厚度34.62?43.82m,

平均39.4m。

（5）延安組第五段（J2y5）

因遭受剝蝕作用強(qiáng)烈，區(qū)內(nèi)保存不全，僅在東北角和北部有少量

出露，平均厚度27.79m；以灰白色厚層狀中粗粒長(zhǎng)石砂巖或長(zhǎng)石石

英砂巖為主，夾粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，含大量樹桿化石和鏡煤團(tuán)塊及透

鏡體。砂巖風(fēng)化后呈層渣狀而有異于其它巖段砂巖。

3、第三系上新統(tǒng)保德組（Nzb）

零星分布于整合區(qū)東部邊界的南部和北部梁郎上，一般厚度

5.00?30.00m。巖性為一套淺棕紅色粘土、亞粘土，夾鈣質(zhì)結(jié)核層，

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

與下伏地層呈不整合接觸。

4、第四系上更新統(tǒng)薩拉烏蘇組（Q3S）

僅分布于區(qū)內(nèi)西北角梁崩上，一般厚2?10m,上部為灰褐色粉

沙與亞砂土互層；中下部為細(xì)沙及粉沙互層，間夾薄層狀黑色粉細(xì)沙

透鏡體，具明顯的水平層理和波狀層理。

5、上更新統(tǒng)馬蘭組（Q3H1）

僅分布于區(qū)內(nèi)最北部邊界附近的梁穿上，一般厚度為8m左右；

巖性為灰黃色、灰褐色亞砂土及粉沙，巖性較均一，結(jié)構(gòu)疏松。

6、第四系全新統(tǒng)風(fēng)積沙（Q,eR）

風(fēng)積沙（Q4。。1）：整合區(qū)內(nèi)廣布，呈半固定或流動(dòng)沙丘片狀分布,

多覆蓋于其他地層之上，一般厚度7m左右，以細(xì)沙為主，圓度好。

沖積層（Q4D：為沙、礫等河流沖積物，僅分布在區(qū)內(nèi)最北部考考

烏素溝谷附近，厚度一般2?5m。

122地質(zhì)構(gòu)造

整合區(qū)位于鄂爾多斯拗餡盆地伊陜單斜區(qū)之內(nèi)，地層總體為傾向

NWW,傾角不大于3。的單斜構(gòu)造。沒有發(fā)現(xiàn)斷層、褶曲構(gòu)造，鄰近

礦井生產(chǎn)也未發(fā)現(xiàn)有斷裂現(xiàn)象，屬構(gòu)造簡(jiǎn)單類型。

1.2.3煤層及煤質(zhì)

1、煤層

整合區(qū)內(nèi)含煤地層為侏羅系中統(tǒng)延安組（Jzy），共含可采煤層5

層，自上而下編號(hào)為2-2、3-1、4-2、4-3、5-2煤層。其中：2-2煤層為局

部可采，3」煤層大部分可采，4巴4玄51煤層全區(qū)可采。

（1）2-2煤層在區(qū)內(nèi)東北角有少量出露，可采地段僅分布在整合

區(qū)南部；位于延安組第四段頂部，厚度5.58?7.94m,平均厚度7.33m,

底板標(biāo)高1138?1148m。該煤層為火燒殘留、局部可采煤層；一般含

夾肝2?3層，夾砰巖性以泥巖和粉砂巖為主。

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

（2）3T煤層分布在整合區(qū)內(nèi)的大部分地區(qū)，地表未出露，原勘

探報(bào)告在北部有局部地段為火燒區(qū)；位于延安組第三段頂部，厚度

2.74?3.11m,平均厚度2.94m左右，厚度變化不大；不含或局部含

一層夾砰，夾肝厚度0.07m左右，夾肝巖性以泥巖為主，屬穩(wěn)定的大

部可采煤層。3」煤層底板標(biāo)高1110?1125m,距上部2-2煤層間距約

28m左右，距下部4-2煤層間距約49mo

（3）4-2煤層全區(qū)分布，地表未出露；位于延安組第二段頂部，

厚度變化不大，為3.52~3.74m,平均厚度3.6m,一般含一層夾肝，

夾肝厚度一般為0.16~0.20m左右，夾砰巖性以泥巖為主，屬穩(wěn)定的

全區(qū)可采煤層。4,煤層底板標(biāo)高1055?1070m,距下部4,煤層平均

間距約limo

（4）4-3煤層全區(qū)分布，地表未出露；位于延安組第二段中部，

煤層埋深76~162m,底板標(biāo)高+1040~+1060m。煤層厚度1.57~

1.78m,平均厚度1.66m,厚度變化不大，屬穩(wěn)定的全區(qū)可采中厚煤

層。4-3煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般不含夾肝。距下部51煤層平均間距約46m。

（5）5-2煤層全區(qū)分布，地表未出露；位于延安組第一段中上部,

煤層一般厚度4.56?5.92m,平均厚度5.0m左右，屬穩(wěn)定的全區(qū)可采

厚煤層。5-2煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般不含夾桿，局部在底部含一層夾肝,

夾肝厚度一般為0.10~0.25m,底板標(biāo)高990~1005m。

主要可采煤層特征見表1-2-1o

2、煤的物理性質(zhì)和煤巖特征

整合區(qū)內(nèi)各煤層均屬低變質(zhì)煙煤，為黑色，條痕呈褐色；呈弱瀝

青一瀝青光澤，多為參差狀、階梯狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育，后生裂隙

較發(fā)育;原始分布狀態(tài)為塊狀，著火點(diǎn)（T1C）多在315?337c之

間，易燃，燃燒時(shí)煙濃焰長(zhǎng)，不熔融膨脹，容重1.28?1.29t/m3,各

煤層視電阻率一般為300?500Q-m。

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

煤的宏觀煤巖類型：2-2、3」、4-2煤多以半亮型為主，4-3、5-2煤

多為半暗型，少量半亮型，局部可見暗淡型煤。各煤層具有明顯的條

帶狀結(jié)構(gòu)，夾少量鏡煤細(xì)條帶、透鏡體及線理狀一薄層狀絲炭，具水

平和斷續(xù)水平層理。5-2煤層中?？梢姷近S鐵礦晶體及菱鐵質(zhì)鮑粒，

裂隙面具黃鐵礦膜。

各煤層有機(jī)組份變化在91.1?97.1%之間，以4-2煤層最低，5-2

煤層最高。鏡煤組份變化在28.5-47.5%之間，半鏡煤組份，變化在

1.4?2.6%之間，半絲加特質(zhì)組變化在50.1?62.9%之間，穩(wěn)定組分變

化在0.3?1.0%之間，無(wú)機(jī)煤巖組分主要為粘土類和碳酸鹽類，5乜煤

層有少量硫化物，（0.2?6.3%）,鏡煤反射率0.546?0.585%,屬低

變質(zhì)階段煙煤。

主要可采煤層特征表1-2-1

煤層厚度（m）煤層間距（m）

煤層

最小?最大煤層結(jié)構(gòu)最小~最大可采程度

編號(hào)

平均平均

5.58?7.94結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般含2?3層27.19?37.43

2-2局部可采

7.33夾砰30.85

2.74?3.11結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含或局部含1

3-'大部可采

2.94層夾砰46.92?51.27

3.52?3.7449.04

4-2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含1層夾肝全區(qū)可采

3.60

1.57?1.789.52~11.72

13結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾研全區(qū)可采

1.6610.94

4.56?5.92結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含或局部含1

5-245.21?47.58全區(qū)可采

5.00層夾研

46.45

3、煤的化學(xué)性質(zhì)及工藝性能

（1）化學(xué)性質(zhì)

各煤層水份的平均值變化7.15?7.65%之間，灰分的平均值變化

在6.09?13.9%之間，其中主采煤層51煤灰分最低，揮發(fā)份變化在

33.85?36.81%之間，發(fā)熱量變化在28.53?31.02MJ/kg,主采煤層5々

煤最高，有害組分全硫平均值變化在0.27?0.33%之間，磷的平均值

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變化在0.004?0.012%之間。各煤層碳含量為81.67?82.84%,氫含

量在4.75?5.07%,氮含量為0.88?1.04%,氧含量為11.12?12.56%。

(2)煤的工藝性能

軟化溫度(ST℃)的平均值變化在1184?1283℃之間，其中4-3

煤層屬中等軟化溫度灰，其余各煤層屬較低軟化溫度灰。煤的粘結(jié)性

指數(shù)均為零，不具粘結(jié)性。各煤層在溫度升至1100C時(shí)，對(duì)CO2還

原率，綜合平均值為75.65?94.23%,顯示均可作為氣化用煤。主要

煤層5。煤的抗碎強(qiáng)度檢測(cè)中，大于25mm粒級(jí)的占83%以上，屬I

級(jí)高強(qiáng)度煤，哈氏可磨性指數(shù)在51.00?58.00之間，屬較難磨煤。熱

穩(wěn)定試驗(yàn)顯示各煤層均為熱穩(wěn)定型煤層。

各煤層焦油產(chǎn)率平均在7.56?10.43%之間，均屬富油煤。

主要可采煤層51煤浮煤灰分產(chǎn)率平均為5.74%,浮煤回收率

96.34%,±0.1產(chǎn)率接近13.33%,表明主要為易選煤。

采煤中肝石混入會(huì)導(dǎo)致灰分增高，特別是薄煤層，頂板巖石混入

會(huì)使煤灰份提高很多，砰石泥化試驗(yàn)表明全部小于10%,屬泥灰程度

較低的煤層。

4、煤的煤質(zhì)和用途

井田內(nèi)各主要可采煤層揮發(fā)份均小于37%,粘結(jié)指數(shù)均為零，屬

長(zhǎng)煙煤41號(hào)(CY41)。

各可采煤層均為特低灰一低灰，特低硫，特低磷?低磷，特高熱

值的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力用煤，同時(shí)亦可用作氣化用煤，低溫干儲(chǔ)用煤。

124水文地質(zhì)條件

1、地表水體

整合區(qū)考考烏蘇溝為常年流水型溝谷，除此之外再無(wú)大的河流溝

谷?？伎紴跛販蠌拿旱V北部邊界經(jīng)過(guò)，據(jù)2008年水文站資料顯示，

平均流量為800L/S；北部有其兩條北西向的短小支溝，長(zhǎng)200?500m,

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

為季節(jié)性水流，旱季多干枯無(wú)水；中部和南部水系不發(fā)育，僅有少量

寬緩的小干溝。

2、含（隔）水層

（1）含水層

1）第四系松散沉積孔隙潛水含水層

①全新統(tǒng)沖積層（Q4D孔隙潛水含水層

呈條帶狀分布于區(qū)內(nèi)北部考考烏蘇溝階地中，含水層是中下部的

沙、礫石層，厚3~5m,水位埋深0.5?4.4m,單位涌水量

0.0516~0.244L/s.m,滲透系數(shù)1.337?5.49m/d,礦化度0.396-0.48lg/L,

水化學(xué)類型為HCCh-Ca型。

②全新統(tǒng)風(fēng)積沙（Q,eR）孔隙潛水含水層

廣布于區(qū)內(nèi)粱郎分布區(qū)，呈片狀分布，沙層結(jié)構(gòu)疏松，孔隙大，

透水性好，易于接受大氣降水補(bǔ)給，在地形低洼處易形成富水區(qū)。含

水層厚度一般5?10m,水質(zhì)為HCO3-Ca.Mg型，礦化度0.25?0.33g/L。

③上更新統(tǒng)馬蘭組（Qsm）孔隙潛水含水層

僅分布于區(qū)內(nèi)北部考考烏蘇溝南側(cè)兩個(gè)小干溝中，分布范圍小，

一般厚5m,巖性為淺黃色或灰黃色亞沙土，質(zhì)地均一，垂直節(jié)理發(fā)

育，結(jié)構(gòu)疏松，具大孔隙，為弱含水層。區(qū)內(nèi)未見泉水出露。

④上更新統(tǒng)薩拉烏蘇組（Q3S）孔隙潛水含水層

僅分布于區(qū)內(nèi)北部考考烏蘇溝南側(cè)小溝上部，分布范圍很小，一

般厚10?15m,單位涌水量為0.0046-1.4132L/s.m,滲透系數(shù)

0.0448-5.904m/d,礦化度0.177~0.219g/L,水化學(xué)類型為HCO3-Ca

型為主。

2）侏羅系延安組裂隙孔隙承壓水

由于區(qū)內(nèi)主要可采煤層均處于侵蝕基準(zhǔn)面之下，故侏羅系中統(tǒng)延

安組第一段和第二段多為裂隙潛水或承壓水含水層。據(jù)東側(cè)張家郎井

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

田和西北部檸條塔井田勘探抽水資料分析，延安組含水層段富水性很

弱，和本區(qū)地層相同的延安組地層中，單位涌水量0.00173L/s.m,滲

透系數(shù)0.00183m/d；水質(zhì)為HCC）3-Ca.Mg,或CLCa.Na型，礦化度

0.28~0.73g/Lo

3）燒變巖裂隙孔洞潛水含水層

整合區(qū)內(nèi)2-2煤層燒變巖廣布區(qū)內(nèi)北部和中部，據(jù)檸條塔露天區(qū)

勘探資料，燒變巖厚度27.6~51.7m。3“煤層燒變巖據(jù)勘探和區(qū)內(nèi)開

采資料僅分布于區(qū)內(nèi)中西部邊界附近，分布范圍較小。燒變巖在自燃

過(guò)程中產(chǎn)生大量的氣孔、燒變裂隙及爐渣狀構(gòu)造的空洞，據(jù)統(tǒng)計(jì)裂隙

率為7.15?12.09%。燒變巖導(dǎo)水性強(qiáng)，儲(chǔ)水空間開闊，補(bǔ)泄通暢，成

為區(qū)內(nèi)特殊而重要的含水層，其富水性取決于補(bǔ)給條件及儲(chǔ)水條件。

區(qū)內(nèi)2-2煤層位于侵蝕基準(zhǔn)面之上，燒變巖裂隙水易于疏排。據(jù)檸條

塔井田抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量0.15L/s.m,滲透系數(shù)4.203m/d；

水化學(xué)類型一般為HCCh-Ca.Na.Mg,礦化度0.255?0.489g/L。

（2）隔水層特征

新近系上新統(tǒng)保德組（Nzb）,區(qū)內(nèi)地表未出露，在深部呈不連

續(xù)分布，其中的紅土層為隔水層，結(jié)構(gòu)致密均一，半固結(jié)，可塑性強(qiáng),

為區(qū)內(nèi)良好的不連續(xù)隔水層；其底部常見一層厚3?5m的砂礫石層,

含有孔隙裂隙潛水，泉的流量很小。

3、地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件

第四系松散沉積孔隙潛水：主要接受大氣降水補(bǔ)給，其次是局部

地表水補(bǔ)給滲入補(bǔ)給；排泄多因下伏新近系紅土層隔水而在兩者界面

處形成下降泉方式排泄，出露位置不受地形的高程控制，垂直蒸發(fā)也

是其排泄形式之一。

基巖孔隙裂隙水，露頭區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給，局部接受地表水體

的側(cè)向徑流補(bǔ)給，也接受潛水的垂線滲透補(bǔ)給；區(qū)內(nèi)沿基巖裂隙常見

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

有下降泉出露，其為主要排泄方式。

燒變巖潛水，主要是通過(guò)片沙和黃土層接受降水補(bǔ)給，部分地段

接受同巖層及地表水側(cè)向補(bǔ)給，一般在燒變巖底板控制下，向低洼處

匯集為主，次為沿透水性好的裂隙孔洞作為水平方向運(yùn)移，總趨勢(shì)向

北部考考烏素溝潛流，多以下降泉的形式排泄。

4、礦井充水因素

（1）充水水源

根據(jù)礦井含（隔）水層發(fā)育情況和水文地質(zhì)條件分析，礦井充水

水源包括大氣降水、地表水、含水層水和老空水。

1）大氣降水和地表水

大氣降水是地表水體的主要補(bǔ)給源，也是地下水的間接補(bǔ)給水

源。根據(jù)氣象資料，本區(qū)范圍內(nèi)多年平均降雨量435.7mm,降水多集

中于每年的7、8、9三個(gè)月，蒸發(fā)量較大。地表水系主要為煤礦北部

的考考烏素溝，其流量為800L/S。

大氣降水和地表水一方面通過(guò)含水層露頭和地表入滲補(bǔ)給含水

層成為礦井充水的間接水源；另一方面可通過(guò)淺部煤層開采形成的地

表塌陷或者裂縫、老窯巷道或者封閉不良鉆孔等導(dǎo)水通道直接進(jìn)入礦

井，成為礦井直接水源。

2）含水層水

延安組砂巖含水極其微弱，便于疏干，對(duì)礦井的危害不大；

4-2煤層開采導(dǎo)水裂隙帶高度為47.52?48.68m,平均高度為

47.96m。4-2煤層開采倒水裂隙帶頂面至地表高度89.61?105.85m,平

均為98.15m,開采導(dǎo)水裂隙帶基本溝通不到地表。

3）采空區(qū)水

3"煤在現(xiàn)已開采完畢，存在大面積的采空區(qū)，富水區(qū)總面積為

243100m2,4-2煤層采空區(qū)面積388400m2。4乜煤層頂板到3」煤層頂

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

板間距為46.92-51.27m,平均49.04m,受采煤方法的影響實(shí)際煤層

開采過(guò)程中導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度往往大于計(jì)算高度，本區(qū)內(nèi)導(dǎo)水裂隙

帶可能溝通至3T煤層，使得3-1煤層采空區(qū)積水成為礦井4-2煤層開

采的直接充水水源。

4)燒變巖裂隙孔洞潛水

整合區(qū)21煤層燒變巖廣布于區(qū)內(nèi)北部和中部，據(jù)檸條塔露天區(qū)

勘探資料，燒變巖厚度27.6?51.7m。3T煤層燒變巖據(jù)勘探和區(qū)內(nèi)開

采資料僅分布于區(qū)內(nèi)中西部邊界附近，分布范圍較小。燒變巖導(dǎo)水性

強(qiáng)，儲(chǔ)水空間開闊，補(bǔ)泄通暢，成為區(qū)內(nèi)特殊而重要的含水層，其富

水性取決于補(bǔ)給條件及儲(chǔ)水條件。本區(qū)中西部3」煤層自燃形成的燒

變巖裂隙潛水成為礦井4-2煤層開采的直接充水水源。

(2)充水通道

礦井充水通道主要是煤層采空形成的冒落、導(dǎo)水裂隙帶，其次為

原生結(jié)構(gòu)面裂隙(包括燒變裂隙)、封閉不良鉆孔。

(1)導(dǎo)水裂隙帶

依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》及本區(qū)煤層頂板巖層的工程地質(zhì)特征，

其導(dǎo)水裂隙帶最大高度按中硬類巖石的公式計(jì)算，4-2煤層開采導(dǎo)水

裂隙帶在局部區(qū)域可溝通3」煤層采空區(qū)，使得4-2煤層開采導(dǎo)水裂隙

帶成為礦井的主要導(dǎo)水通道。

(2)含水層孔隙和裂隙

煤礦范圍內(nèi)4-2煤層賦存于延安組第二段的頂部，由于延安組整

段地層為承壓水含水層，含水層中不同程度地發(fā)育有孔隙和裂隙，它

們是保持含水層水力聯(lián)系的通道，當(dāng)采礦揭穿含水層時(shí)，這些孔隙和

裂隙也必然成為地下水向礦坑充水的直接通道。

(3)燒變巖孔隙裂隙

由于21、3"煤層自燃，上覆巖層受到烘烤致使巖石結(jié)構(gòu)發(fā)生改

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

變，形成新的孔隙、裂隙，為地下水的賦存和徑流形成良好空間。煤

層開采導(dǎo)水裂隙帶溝通燒變巖潛水時(shí)，燒變巖孔隙、裂隙也成為礦井

的間接充水通道。

(4)封閉不良鉆孔

煤礦范圍內(nèi)在普查、詳查過(guò)程中，所有鉆孔的封孔質(zhì)量未經(jīng)過(guò)透

孔驗(yàn)證，封孔質(zhì)量可靠性差。如果有封閉不良的鉆孔，這些鉆孔都有

可能成為開采過(guò)程中礦井充水的直接通道。

4、礦井涌水量及水文地質(zhì)類型

(1)礦井涌水量

根據(jù)2012年2月陜西中牛工程勘察設(shè)計(jì)有限公司編制完成的《河

西聯(lián)辦煤礦煤炭資源整合實(shí)施方案開采設(shè)計(jì)(變更)》說(shuō)明書，設(shè)計(jì)

礦井正常涌水量為20m3/h,最大涌水量為40m3/ho

根據(jù)2020年5月神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司與西安

科技大學(xué)共同編制的《神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井水

文地質(zhì)類型劃分報(bào)告》，預(yù)計(jì)未來(lái)三年，礦井開采4-3煤時(shí)礦井正常

涌水量41.65m3/h,礦井最大涌水量83.3m3/h；開采5】煤時(shí)礦井正常

涌水量43.9n?/h,礦井最大涌水量87.8m3/h。

(2)礦井水文地質(zhì)類型

根據(jù)2020年5月神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司與西安

科技大學(xué)共同編制的《神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井水

文地質(zhì)類型劃分報(bào)告》劃分結(jié)果，礦井水文地質(zhì)類型為“中等”類型。

1.2.5礦井開采技術(shù)條件

1、可采煤層頂?shù)装?/p>

井田地層沉積連續(xù)，無(wú)大的構(gòu)造作用破壞，巖體較完整，巖體穩(wěn)

定性較好。工程地質(zhì)勘探類型為III類一型，即層狀巖類，簡(jiǎn)單型礦床。

(1)煤層頂板

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神木市孫家岔鎮(zhèn)河西聯(lián)辦煤礦有限公司礦井防滅火專項(xiàng)設(shè)計(jì)

2-2、3」煤層基本開采完畢，目前井下開采41盤區(qū)4-3煤層，接

41盤區(qū)4-2煤東翼大巷煤柱回收。