第一章 井田概況及地質(zhì)特征
第一章 井田概況及地質(zhì)特征
第一節(jié) 井田概況
根據(jù)河南省煤炭鋁土礦資源整合領導小組辦公室文件《關于對鄭州礦資源整合初步實施方案的批復》的精神，將登封市東升煤礦和天興煤礦整合為登封市東升煤炭有限公司煤礦，整合后生產(chǎn)規(guī)模0.15Mt/a。
一、位置交通
登封市東升煤炭有限公司煤礦位于登封市東南部。行政隸屬登封市白坪鄉(xiāng)管轄。地理坐標為：東經(jīng)113°04′44″~113°05′04″，北緯34°18′59″~34°19′21″。
該區(qū)位于登封市白坪鄉(xiāng)東南1.5km處，北東距鄭州市75km，西北距洛陽市80 km;區(qū)內(nèi)交通以公路為主，臨(汝)~登(封)公路從礦區(qū)西部通過，礦區(qū)北部距新鄭至宜川(水寨)鐵路約5km，西南至焦枝鐵路之汝州市站約60km，東距京廣鐵路新鄭站50 km。礦區(qū)附近各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間簡易公路縱橫成網(wǎng)，四通八達，交通條件較為便利，見圖1-1。
二、自然條件
1、地形地貌
本區(qū)為低山丘陵地形。區(qū)內(nèi)最高海拔標高為409.40m，最低海拔標高為354.40m，相對高差為55.00m。礦區(qū)地勢總體呈東北高，西南低，地面坡度大，沖溝較發(fā)育，有利于大氣降水的逕流和排泄。
圖1-1 交通位置圖
2、水系
本區(qū)屬淮河流域潁河水系，區(qū)內(nèi)溪流多為季節(jié)性沖溝，旱季干涸斷流，雨季流量暴漲暴落，水位、水量具明顯的季節(jié)性動態(tài)變化特征。溝谷多發(fā)源于南部山區(qū)，雨季溝谷匯集而成的水流，自東南流經(jīng)礦區(qū)南緣，向北經(jīng)券門水庫后向北于東金店東匯入潁河。
礦區(qū)西北約2公里處筑有券門水庫，為一中小型水庫，總庫容1713萬m3，興利庫容703萬m3，最高洪水位標高+349.25m，主要用于攔蓄洪水，農(nóng)田灌溉，水產(chǎn)養(yǎng)殖及觀光旅游等方面，常年有水，為附近主要地表水體。
三、氣象與地震
1、氣象
本區(qū)屬大陸性半干旱型季風氣候區(qū)。夏、秋兩季炎熱多雨，冬、春兩季寒冷干燥。年降雨量為417~867mm，一般為600~800mm;降雨多集中在7~9月份，約占全年降雨量的65%。年平均氣溫14.6℃，七月份最熱，歷年最高氣溫高達44.6℃;元月份最冷，歷年最低氣溫達-18.2℃。最大凍土深度為20cm。
春、夏、秋三季以東北風、東風為主，冬季以西北風為主，冬、春季風力較大，最大風速可達20m/s。
2、地震
據(jù)河南省地震局資料，登封市及鄰近地區(qū)近期未發(fā)生過大的破壞性地震。歷史上有記載的較大地震有6次均波及本區(qū)，并造成較大損失。七十年代中期曾發(fā)生過3次2.5級以上有感地震，未造成損失。本區(qū)地震烈度為Ⅵ~Ⅶ度。
四、礦山開采情況
登封市東升煤炭有限公司煤礦由東升煤礦和天興煤礦整合而成，整合前礦井開發(fā)生產(chǎn)情況為：
(一)東升煤礦
東升煤礦位于本區(qū)北部，屬集體企業(yè)，1984年4月建井，1985年5月投產(chǎn)，開采二1煤層，原設計生產(chǎn)能力為3萬噸/年，整合前核定生產(chǎn)能力為6萬噸/年。共建立井4個(其中2個已報廢)，斜井一個。豎井單水平上下山開采，采煤方法為走向長壁式、炮采，中央機械并列通風，礦井排水為泵排，煤層頂板采用一次垮落法管理，現(xiàn)開采水平在+230m水平以淺。歷年累計動用資源儲量44萬噸，采空區(qū)主要分布在礦區(qū)的南部及西部。
在以往采掘范圍內(nèi)，煤層穩(wěn)定，煤厚4.70~9.13m，平均5.70m。煤層結(jié)構簡單，不含夾矸。煤層傾角8~20°，煤層直接頂板為砂質(zhì)泥巖或細粒砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖。礦井正常涌水量為60m3/h，最大涌水量為90m3/h，多為頂板淋水。礦井瓦斯相對涌出量為6.70m3/d.t，現(xiàn)按低瓦斯礦井管理;在回采過程中煤塵較大，但未發(fā)生過煤塵爆炸事故。
(二)天興煤礦
天興煤礦位于本區(qū)南部，屬集體企業(yè)，始建于1995年6月，1996年4月投產(chǎn)，采至同年11月停產(chǎn)。1996年12月~1998年9月因市場疲軟停產(chǎn)，1998年10月~2000年8月恢復生產(chǎn)，2000年9月后因資金問題及停產(chǎn)整頓未正常生產(chǎn);2001年10月24日通過驗收。豎井開采二1煤層，設計生產(chǎn)能力為1萬噸/年。采煤方法為走向長壁式，炮采，中央機械式通風。采掘范圍內(nèi)煤厚3.80~9.20m左右，煤層結(jié)構簡單，一般不含夾矸。煤層直接頂板為灰黑色砂質(zhì)泥巖和黑色泥巖，間接頂板為灰色細粒砂巖;底板為砂質(zhì)泥巖。礦井正常涌水量為10m3/h, 最大涌水量為20m3/h，主要為頂板淋水為主。礦井瓦斯涌出量低，現(xiàn)按低瓦斯礦井管理;該礦在開采過程中，未發(fā)生過煤塵爆炸和煤的自燃事故。經(jīng)歷年開采，本礦累計動用資源儲量17萬噸，采空區(qū)主要分布在礦區(qū)南部。
六、水源、電源
1、水源
本區(qū)為低山丘陵地形。區(qū)內(nèi)最高海拔標高+354.4～409.4，相對高差55.0m。礦區(qū)地勢總體呈東北高，西南低，地面坡度大，沖溝較發(fā)育，有利于大氣降水的逕流和排泄。礦井生活用水取自東白坪村自來水管網(wǎng)，生產(chǎn)用水利用經(jīng)沉淀處理后的礦井排水，礦井井型較小，可以滿足礦井用水的需求。
2、電源
礦井為雙回路電源供電，一回路來自新欣35kV變電站，一回路來自白坪35kV變電站，供電距離均為10km，采用LGJ-50mm2鋼芯鋁鉸線，電壓10kV。高壓入井。
第二節(jié) 礦產(chǎn)資源概況
一、區(qū)域地質(zhì)背景
本區(qū)位于登封煤田穎陽~廬店向斜的南翼東段，白坪井田的中部，主要發(fā)育寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系和第四系地層;其中石炭系和二疊系為主要含煤地層。主要可采煤層為賦存于山西組下部的二1煤層，發(fā)育穩(wěn)定，為普遍可采的厚煤層。二1煤層露頭附近區(qū)域斷裂構造較發(fā)育，主要為走向斷裂和北東向兩組斷裂。本區(qū)地層分述如下：
1、寒武系上統(tǒng)長山組(∈3ch)
為淺灰—灰黃色薄~中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，局部夾泥質(zhì)條帶，厚109.00~213.00 m，平均128.00 m。
2、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)
巖性以淺~深灰色厚層狀角礫狀石灰?guī)r為主，隱晶質(zhì)，局部夾泥質(zhì)灰?guī)r，平均厚度18 m。本組地層與下伏寒武系地層呈平行不整合接觸。
3、石炭系(C)
(1)中統(tǒng)本溪組(C2b)
主要為灰、深灰色鋁質(zhì)泥巖，局部為鋁土礦，具鮞狀和豆狀結(jié)構，含黃大量黃鐵礦結(jié)核。在HG曲線上呈下低上高的異常反映。該層鋁質(zhì)泥巖是對比一1煤層的主要標志層之一。本組平均厚度10.00m。為瀉湖~海灣相沉積，層位穩(wěn)定。
本溪組與下伏地層為平行不整合接觸。
(2)上統(tǒng)太原組(C3t)
由灰、深灰色、灰黑色、黑色石灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖和煤層等組成， 平均厚48.00m。依據(jù)其巖性組合和沉積特征可分為三段。
?、傧虏炕?guī)r段
自太原組底界至L4石灰?guī)r頂界，主要由灰~深灰色石灰?guī)r及煤層組成，含石灰?guī)r4層(L1~L4)，中夾泥巖或砂質(zhì)泥巖薄層，具燧石團塊和黃鐵礦結(jié)核，含蜓類、介形類、海百合、腕足類等動物化石及其碎屑，其中L1及L2石灰?guī)r全區(qū)發(fā)育、層位穩(wěn)定，含燧石結(jié)核本段含煤3層(一1~一4)，除一3煤局部可采外，其余均不可采。本段厚度一般16.00m。
?、谥胁克樾紟r段
自L4石灰?guī)r頂界至L7石灰?guī)r底界，由深灰色中細粒砂巖(俗稱胡石砂巖)、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，夾薄層石灰?guī)r二層(L5、 L6)及薄煤兩層(一5、一6)，均不可采。泥巖中含植物化石碎片和黃鐵礦結(jié)核，具水平層理和波狀層理，砂巖以石英為主，呈正粒序，為區(qū)內(nèi)輔助標志層(胡石砂巖)。本段厚度一般14.00m。
?、凵喜炕?guī)r段
自L7石灰?guī)r底至L9石灰?guī)r頂。以深灰~灰色石灰?guī)r為主，夾深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖，該段含石灰?guī)r3層(L7、L8、L9)，具方解石脈和少量黃鐵礦結(jié)核，含蜓類等動物化石。其中L7石灰?guī)r呈中厚層狀，隱晶質(zhì)，含燧石結(jié)核及條帶，具不規(guī)則方解石脈，特征明顯，為本區(qū)主要標志層之一;L9石灰?guī)r不穩(wěn)定，常相變?yōu)榱忤F質(zhì)泥巖。本段厚度一般18.00 m。
據(jù)太原組巖性組合、沉積特征及生物組合規(guī)律，認為本組為碎屑~碳酸鹽巖濱岸沉積體系，沉積時為動力較弱、溫暖，清澈的淺水環(huán)境，中部的泥巖段為潮坪、瀉湖海灣、障壁砂壩相沉積，胡石砂巖成分單一，成熟度高，為沙坪、潮道~潮溝亞相沉積，其頂部的黑色致密泥巖則為瀉湖海灣相沉積。
太原組與下伏本溪組為整合接觸。
4、二疊系(P)
本區(qū)保留最大厚度為131.00m左右，分為2個煤組(二、三煤組)，二1煤層為本區(qū)主要可采煤層，其它煤層均不可采。各煤組間均以砂巖標志層分界。
(1)山西組(P1sh)
自二1煤層底板砂巖(局部相變?yōu)榱忤F質(zhì)泥巖)頂至砂鍋窯砂巖底，由深灰、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及中細粒砂巖及煤層組成，包括兩層砂巖：香炭砂巖為泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，普遍含白云母片、炭質(zhì)及菱鐵質(zhì)鮞粒，全區(qū)普遍發(fā)育，厚6. 00m左右;大占砂巖以硅泥質(zhì)膠結(jié)為主，層理發(fā)育，層面含大量白支母片和炭質(zhì)，厚7.00m左右。含煤1層，即二1煤，為全區(qū)可采煤層。山西組下部為海灣—潮坪沉積體系，上部為濱海三角洲沉積。本組平均厚91.00m，與下伏太原組為整合接觸。
(2)下石盒子組(P1x)
礦區(qū)東南部出露本組地層，區(qū)內(nèi)保存最大厚度40.00m左右，由灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖紫斑泥巖及淺灰色、灰白色中~粗粒砂巖組成，砂鍋窯砂巖位于本組底部，厚度8.97m,為灰色粗粒砂巖，為礦區(qū)一主要標志層。本組與下伏山西組為整合接觸。
5、第四系(Q)
以角度不整合覆蓋于下伏各時代地層之上。厚度為0～13.00m。上部為黃色耕植土、黃土或坡積物，中下部為粘土及砂質(zhì)粘土夾少量砂礫石組成。
三、礦區(qū)地質(zhì)構造
(一)總體構造特征
本區(qū)位于嵩箕構造區(qū)嵩箕斷隆西南部，穎陽~廬店向斜南翼東段?？傮w為一地層走向65°~120°，傾向335°~30°，傾角8°~20°的單斜構造。僅在西部發(fā)育一條小型正斷層(箕F31)結(jié)合白坪井田構造發(fā)育情況，確定本區(qū)構造復雜程度屬中等構造。
(二)主要構造
箕F31斷層：位于礦區(qū)的西北部，為正斷層，區(qū)內(nèi)延伸長度約270m。斷層走向43°，傾向133°，傾角59°左右，落差40~80m左右。根據(jù)礦井生產(chǎn)資料，由于該斷層靠近礦區(qū)西北部邊界，對開采二1煤層影響不大。斷層已查明。
四、可采煤層及頂?shù)装?/p>
本礦開采煤層為二1煤層，該煤層賦存于山西組下部，上距砂鍋窯砂巖73.64m。下距L9石灰?guī)r10.02m。二1煤層埋深0~130m，底板標高+230m~+370m。煤層厚度為3.80m~9.20m，平均厚度為6.38m。煤層結(jié)構簡單，一般不含夾矸。煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，老頂為中及細粒砂巖，底板以炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖為主。
該煤層層位穩(wěn)定，厚度變化不大，結(jié)構簡單，結(jié)合白坪井田二1煤層發(fā)育情況，確定本區(qū)二1煤層穩(wěn)定程度屬較穩(wěn)定型。
根據(jù)《河南省登封市東升煤炭有限公司煤礦資源儲量核查報告》，區(qū)內(nèi)二1煤層頂/底板巖性砂質(zhì)泥巖、中細粒砂巖為主，局部炭質(zhì)泥巖， 老頂以中粗粒砂巖為主，由于受斷裂構造的影響，其頂板巖體垂直裂隙發(fā)育，根據(jù)其巖性組合特征，二1煤層為Ⅱ類型頂/底板，屬不穩(wěn)定性頂?shù)装?，生產(chǎn)中可產(chǎn)生冒頂、 片幫、掉塊及底板遇水易泥化變形，并產(chǎn)生支柱滑沉等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，其工程地質(zhì)條件差，生產(chǎn)中應加強頂、底板的觀察和維護與管理工作。
五、煤質(zhì)
1、物理性質(zhì)及煤巖特征
(1)物理性質(zhì)
二1煤為黑色，以粉狀煤為主，偶見粒狀、鱗片狀。參差狀斷口，油脂光澤，質(zhì)地疏松易碎，煤層厚度3.8~9.2m，平均6.38m，視密度為1.38t/m3，真密度1.49t/m3，煤層結(jié)構簡單，屬較穩(wěn)定煤層。
(2)煤巖特征
據(jù)鏡下鑒定，二1煤有機組分含量在90.8%，主要由鏡質(zhì)組組成，占75.9%次為絲質(zhì)組。鏡質(zhì)組中，多為均質(zhì)體，木質(zhì)鏡煤少見。半鏡質(zhì)體在8.8%左右，呈碎片狀，為基質(zhì)所膠結(jié)。絲質(zhì)組主要為半絲基質(zhì)體，偶見絲質(zhì)菌類體和絲質(zhì)渾園體。
無機組分含量9.2%，以粘土礦物為主，多呈細粒狀或浸染狀分布;次為碳酸鹽礦物，呈細脈或團粒狀分布;硫化物主要為黃鐵礦，多呈脈狀充填于裂隙中。顯微煤巖類型以絲炭亮煤為主。
2、化學性質(zhì)和工藝性能
(1)煤的化學性質(zhì)
二1煤浮煤有機元素以碳元素為主，占91.74%，氫元素含量在4.03 %，氧和硫含量較少。原煤水分含量為0.90%。屬低水分煤。原煤灰分為13.72%，屬低灰煤;浮煤灰分為5.88~8.43%，平均7.48%。原煤全硫含量為0.79%，屬低硫煤。磷含量為0.005~0.075%，屬特低磷煤。
(2) 煤的工藝性能
二1煤浮煤揮發(fā)分平均為13.39%。原煤干燥基恒容高位發(fā)熱量，平均為29. 76 MJ/kg，屬特高熱值煤。浮煤膠質(zhì)層最大厚度為0mm，焦渣特征為2，其焦型為粉狀，粘結(jié)指數(shù)為0，區(qū)內(nèi)二1煤無粘結(jié)性。
3、煤類及工業(yè)用途
區(qū)內(nèi)二1煤層以粉煤為主，偶見粒狀和鱗片狀。屬低水分、低灰、低硫、特低磷、特高熱值之貧煤?？勺鲃恿τ妹海部勺鰹槊裼萌剂?。
六、瓦斯、煤塵及煤的自燃
1、瓦斯
根據(jù)2005年10月鄭州市煤炭管理局鄭煤 [2005]114號《關于轉(zhuǎn)發(fā)〈河南省煤炭工業(yè)局關于鄭州市所屬煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復〉的通知》，登封市東升煤礦瓦斯相對涌出量2.4 m3/t，瓦斯絕對涌出量為0.3 m3/min;根據(jù)《河南省登封市東升煤炭有限公司煤礦資源儲量核查報告》東升煤礦瓦斯相對涌出量6.7 m3/t;礦井經(jīng)技術改造后瓦斯相對涌出量按6.7m3/t，瓦斯絕對涌出量按2.1 m3/min設計;屬低瓦斯礦井。礦井技術改造完成后應及時進行瓦斯等級鑒定。
2、煤炭自燃傾向性
根據(jù)2005年7月重慶分院《煤炭自燃傾向等級鑒定報告表》，登封市白坪鄉(xiāng)東升煤礦鑒定為III類，屬不易自燃煤層。整合后礦井按不易自燃煤層設計。礦井技術改造完成后應及時進行煤炭自燃傾向性鑒定。
3、煤塵爆炸性
根據(jù)2005年7月重慶分院《煤塵爆炸性鑒定報告》，登封市白坪鄉(xiāng)東升煤礦煤塵有爆炸性危險。礦井在生產(chǎn)過程中應加強煤塵防治工作。
七、水文地質(zhì)
1、區(qū)域水文地質(zhì)
本區(qū)區(qū)域上處在登封煤田東部，潁陽~蘆店向斜南翼東段的低山丘陵區(qū)。總的地勢為南高北低，向北傾斜的單斜構造。地層走向近東西，向北傾斜，南部為寒武系灰?guī)r組成的低山丘陵區(qū)，北部為石炭、二疊、三疊系碎屑巖組成的低山山區(qū)，中西部為第四系沖洪積溝谷。礦區(qū)處在淺部露頭區(qū)，為區(qū)域地下水的補給逕流區(qū)。 根據(jù)地層巖性、厚度、含水空間特征及埋藏條件，區(qū)域上將含水巖組主要劃分為：寒武~奧陶系和石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水巖組，二疊系及三疊系砂巖孔隙裂隙含水巖組，第四系砂/卵礫石孔隙含水巖組。 地下水補給水源有大氣降水、地表水和含水層之間及其側(cè)向補給，另外還有工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水的滲入補給等，其中降水補給是本區(qū)地下水的主要補給水源。地下水在運移過程中，一部分在地質(zhì)構造及地形適宜地段溢出地表，構成天然排泄點;一部分則繼續(xù)向深部逕流排泄;而區(qū)內(nèi)各礦井則為主要的人工排泄點。由于近年來礦井大量疏排地下水，而造成區(qū)域地下水位呈逐年下降趨勢。
1、主要含水層
(1)煤層頂板砂巖裂隙含水層 系指煤層之上60m范圍內(nèi)所含砂巖裂隙含水層，巖性為細~中粒砂巖，一般發(fā)育4~5層，累計厚度約2.45~58.23m，一般20m左右，巖性完整致密，裂隙不發(fā)育，且部分被方解石脈所充填，僅在淺部風化帶裂隙較為發(fā)育。據(jù)《河南省登封煤田白坪井田勘探(精查)地質(zhì)報告》資料，鉆孔單位涌水量為0.0062～0.0187l/s·m，滲透系數(shù)為0.0141～0.297m/d，水位標高為+320.86～+371.81m，水化學類型為HCO3-Ca·Mg型或HCO3-Na·Ca·Mg型水，礦化度0.24～0.48g/l，PH值為6.75~7.50，水溫14～16℃，說明該含水層補給條件較差，富水性較弱。在礦井生產(chǎn)中，該含水層水主要以井筒及頂板淋水形式向礦坑充水，礦井正常涌水量一般為40m3/h，最大涌水量為60m3/h，水量小，易于疏排。該層為二1煤層頂板直接充水含水層。 (2)煤層底板灰?guī)r巖溶裂隙含水層 主要由太原組上段灰?guī)r組成，其中L7和L8灰?guī)r較發(fā)育，層位較穩(wěn)定，厚度為8~12 m，平均9.41 m。灰?guī)r含遂石結(jié)核，致密堅硬，巖性較破碎，巖溶裂隙較發(fā)育，但多被方解石細脈充填。據(jù)以往鉆孔抽水資料，單位涌水量為0.353~0.664l/s·m，滲透系數(shù)為2.93~9.44m/d，水位標高為+269～300m，水化學類型為HCO3-Ca·Mg型或HCO3-Ca型水，礦化度0.37～0.47g/l, PH值為7.4~8.3，水溫15～17℃，表明該灰?guī)r含水層巖石空隙及導/富水性極不均一，但在斷裂構造作用下，使其與下部強含水層產(chǎn)生水力聯(lián)系時，富水性則會相應增強。該層為二1煤層底板直接充水含水層。
2、主要隔水層
(1)二疊系石盒子組碎屑巖段隔水層
該層段殘留厚度一般為50~160m，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖等碎屑巖組成，以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，間夾數(shù)層中厚層狀中粗粒砂巖含水層。其中，上部基巖風化帶和其間中粗粒砂巖含水層，賦存有一定的水量，但由于其夾持于厚層泥質(zhì)巖之間，且距開采煤層較遠，又因含水層砂巖膠結(jié)致密堅硬，在該段中可起到骨架作用，相對增強了泥質(zhì)巖層的抗壓強度。該層段厚度大，在地表呈零星出露，補給條件不佳，裂隙不發(fā)育，透水性差，能對上部潛水含水層和下部二1煤層頂板砂巖承壓含水層之間的水力聯(lián)系，起到良好的阻隔作用。
(2)二1煤層底板碎屑巖段隔水層
二1煤層底板至L8灰?guī)r頂界之間的砂泥質(zhì)巖段，據(jù)統(tǒng)計，厚度介于2.60~37.61m，一般在17m左右。巖性以泥巖夾薄泥灰?guī)r及細粒砂巖為主，(底部夾一薄層灰?guī)r或灰?guī)r透鏡體)，分布連續(xù)，層位穩(wěn)定，裂隙不發(fā)育，透水性差，隔水性能良好，正常情況下，可阻隔下部太原組上部灰?guī)r段巖溶裂隙水充入礦坑。
3、礦床充水因素分析
(1)大氣降水、地表水及第四系潛水
本區(qū)為低山丘陵地形，地面坡度較大，沖溝發(fā)育，大氣降水逕流排泄條件好，因而無常年性地表水體。區(qū)內(nèi)第四系地層呈零星發(fā)育，以坡積、洪積及沖積于溝谷、坡腳處，厚度較小，巖性復雜，含富水性差。加之下部石盒子組隔水層較厚，故此大氣降水、地表水及第四系潛水對二1煤開采無影響。僅在淺部塌陷區(qū)與之溝通時會有短暫影響或井筒揭穿該層段時有少量淋漓現(xiàn)象 。
(2)二1煤層頂板砂巖裂隙承壓水
二1煤層頂板砂巖裂隙含水層直接覆蓋于二1煤層之上，生產(chǎn)開采過程中該含水層裂隙承壓水將首先充入礦坑，是礦坑充水的主要充水水源之一。由于該含水層單層厚度較薄，裂隙不甚發(fā)育，且補給條件差，裂隙水儲存量有限，導、富水性弱，生產(chǎn)中易于疏排。
(3)二1煤層底板灰?guī)r巖溶裂隙承壓水
該含水層厚度較小，巖溶裂隙發(fā)育，但極不均一。因本區(qū)屬大陸性半干燥氣候區(qū)，年降水多集中于7~9月份，其水源補給時間短，加之含水層被第四系地層覆蓋，補給量不足，故而其富水性相對較弱，一般情況下對開采二1煤層影響不大。但由于受構造張力影響，底板小裂隙發(fā)育，使煤層底板隔水層的隔水性能有所降低，并產(chǎn)生滲水，當受構造破壞或采礦活動破壞嚴重時、或與下伏C3t下段灰?guī)r及O2m灰?guī)r強含水層溝通時，則有可能引起底板突水，造成淹井事故。
(4)斷裂構造對礦床充水的影響
本區(qū)發(fā)育的主要斷裂構造位于礦區(qū)西北部的箕F31和東南部的箕F7斷層，走向北東，落差35~70m。一般情況下，在較大的斷裂構造形成過程中，由于受應力牽引、拖拉作用而在斷裂帶兩側(cè)形成較密集的羽狀斷裂，破壞了地層的連續(xù)性，使各個含水層間產(chǎn)生不同程度的水力聯(lián)系。同時，斷裂破碎帶為地下水的運移、富集提供了通道和空間場所。因此，推測在箕F31、F7斷層帶下盤一側(cè)，為地下水的相對強逕流帶或相對富集區(qū)。在開采過程中，當接近該斷層時，應打超前探、放水鉆，并留設足夠的防水煤柱等防治水措施，以防突水造成淹井事故。
(5)老空水
礦區(qū)淺部和頂部有二1、五3煤層的老窯采空區(qū)和廢棄井巷工程，推測會積存有老空老塘水，似一“地下水庫”，其淺部采空區(qū)最低標高約+300m左右，是威脅礦井后期生產(chǎn)的潛在危險因素，生產(chǎn)中，當井巷工程接近該區(qū)時，應打超前探、放水鉆，并留設足夠的防水保安煤柱，避免盲目揭露，造成潰水淹井事故的發(fā)生。
(6)周鄰生產(chǎn)礦井對本礦的充水影響
本礦周鄰生產(chǎn)礦井的礦坑排水，有利于本礦的疏水降壓，是一有利因素，但當其因故停產(chǎn)時，會有部分地下水轉(zhuǎn)移至本礦。因此，在搞好本礦疏排礦坑水工作的同時，也應同時關注周鄰生產(chǎn)礦井的生產(chǎn)動態(tài)，并要制訂相應的預案措施，以防不測。
(7)鉆孔對礦床充水的影響
據(jù)白坪井田勘探(精查)地質(zhì)報告，區(qū)內(nèi)以往施工的-10203和-10207號鉆孔，未進行封孔，由于鉆孔揭露并溝通了各個含水層，使之相互間產(chǎn)生了水力聯(lián)系，構成了未來礦井開采時礦井充水的人為通道。生產(chǎn)中，當生產(chǎn)揭露或回采落頂后冒落破裂帶與之溝通時，鉆孔即成為泄水通道而向礦坑充水。故礦井生產(chǎn)中，鉆孔將是礦坑充水的通道之一，生產(chǎn)中應加強以往勘探鉆孔的監(jiān)測工作，避免盲目揭露或穿越鉆孔，并要采取有效的防治水措施，以防患于未然。
4、礦床水文地質(zhì)類型
根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件分析，本礦區(qū)內(nèi)地層、構造條件較簡單，礦井充水水源主要以二1煤層頂?shù)装辶严?、巖溶水為主，礦井生產(chǎn)正常涌水量為40m3/h。盡管淺部生產(chǎn)中未發(fā)生過底板突水現(xiàn)象，但在深部生產(chǎn)中，由于礦壓、水壓在逐步增高，推測底板灰?guī)r充水含水層仍是礦床充水的主要威脅，綜合考慮并依據(jù)煤炭資源地質(zhì)勘查規(guī)范，將本礦礦床水文地質(zhì)類型劃歸為三類二亞類二型，即礦床充水以煤層底板巖溶裂隙水充水為主的水文地質(zhì)條件中等的煤礦床類型。
5、礦井涌水量預算
根據(jù)《河南省登封市東升煤炭有限公司煤礦資源儲量核查報告》，本礦處在煤層露頭淺部，礦井生產(chǎn)中，二1煤層礦井正常涌水量一般在40m3/h左右，最大涌水量60 m3/h，加之周鄰煤礦的疏排，該礦區(qū)二1煤層頂、底板含水層已趨于疏干態(tài)勢，煤系地層含/富水性差，水源較為匱乏，故本次技術改造設計不再對其涌水量進行預算，礦井正常涌水量按40m3/h，最大涌水量按60 m3/h設計。
第五章 通風與安全
第一節(jié) 概 況
根據(jù)鄭州市煤炭鋁土資源整合工作領導小組《關于對登封市煤炭資源整合方案的批復》，將登封市東升煤礦和天興煤礦整合為登封市東升煤炭有限公司煤礦，該礦主采二1煤層。根據(jù)《河南省登封市東升煤炭有限公司煤礦資源儲量核查報告》，二1煤層屬低水分、低灰、低硫、特低磷、特高熱值之粉狀貧煤。煤層厚度3.8~9.2m，平均6.38m，視密度為1.38t/m3，煤層結(jié)構簡單，層位穩(wěn)定，全區(qū)可采。
一、瓦斯
根據(jù)2005年10月鄭州市煤炭管理局鄭煤 [2005]114號《關于轉(zhuǎn)發(fā)〈河南省煤炭工業(yè)局關于鄭州市所屬煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復〉的通知》，登封市東升煤礦瓦斯相對涌出量2.4 m3/t，瓦斯絕對涌出量為0.3 m3/min;另據(jù)《河南省登封市東升煤炭有限公司煤礦資源儲量核查報告》東升煤礦瓦斯相對涌出量6.7 m3/t;礦井經(jīng)技術改造后瓦斯相對涌出量按6.7m3/t，瓦斯絕對涌出量按2.1 m3/min設計;屬低瓦斯礦井。礦井技術改造完成后應及時進行瓦斯等級鑒定。
二、煤炭自燃傾向性
根據(jù)2005年7月重慶分院《煤炭自燃傾向等級鑒定報告表》，登封市白坪鄉(xiāng)東升煤礦鑒定為III類，屬不易自燃煤層。整合后礦井按不易自燃煤層設計。礦井技術改造完成后應及時進行煤炭自燃傾向性鑒定。
三、煤塵爆炸性
根據(jù)2005年7月重慶分院《煤塵爆炸性鑒定報告》，登封市白坪鄉(xiāng)東升煤礦煤塵有爆炸性危險。礦井在生產(chǎn)過程中應加強煤塵防治工作。
四、地溫
白坪井田內(nèi)以往曾進行過簡易地溫測試工作，最大測深723m，最高溫度為27.2℃，地溫梯度為0.97~3.01℃，平均為1.74℃/100m。
另據(jù)“登封煤田詳查勘探地質(zhì)報告”資料，本區(qū)恒溫帶深度確定為20m，溫度為16.8℃。礦區(qū)內(nèi)地面最高標高為+480m，二1煤層底板最低標高為+200m以淺，故推算區(qū)內(nèi)最高地溫為21.3℃，遠小于一級高溫區(qū)下限溫度(31℃)。因此，推測本礦區(qū)內(nèi)不存在地溫高溫熱害問題，屬正常地溫區(qū)。
五、煤層頂?shù)装逄匦?/p>
根據(jù)《河南省登封市東升煤炭有限公司煤礦資源儲量核查報告》，區(qū)內(nèi)二1煤層頂/底板巖性砂質(zhì)泥巖、中細粒砂巖為主，局部炭質(zhì)泥巖， 老頂以中粗粒砂巖為主，由于受斷裂構造的影響，其頂板巖體垂直裂隙發(fā)育，根據(jù)其巖性組合特征，二1煤層為Ⅱ類型頂/底板，屬不穩(wěn)定性頂?shù)装?，生產(chǎn)中可產(chǎn)生冒頂、 片幫、掉塊及底板遇水易泥化變形，并產(chǎn)生支柱滑沉等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，其工程地質(zhì)條件差，生產(chǎn)中應加強頂、底板的觀察和維護與管理工作。
第二節(jié) 礦井通風
一、通風方式及通風系統(tǒng)
礦井采用中央并列機械抽出式通風方式。
礦井通風系統(tǒng)為：
新風：1、地面→主井→進風巷→采區(qū)皮帶下山→輔助皮帶下山
→采掘工作面
2、 地面→副井→副井東大巷→采區(qū)皮帶下山→輔助皮帶下山→采掘工作面
乏風：采掘工作面→輔助軌道下山→軌道下山→總回風巷→風井→地面
二、井筒數(shù)目及服務范圍
本次技術改造初步設計共設計井筒三個(主井、副井和風井)。利用原東升煤礦主井做為東升煤炭有限公司煤礦主井，主要擔負全礦井煤炭提升和進風任務;利用原東升煤礦風井做為東升煤炭有限公司煤礦風井，主要擔負全礦回風任務，井筒安裝梯子間，兼做礦井安全出口;對原東升煤礦西南106米處一廢棄立井經(jīng)技術改造，做為東升煤炭有限公司煤礦副井，主要擔負全礦井人員上下、矸石提升、材料運輸?shù)容o助提升任務，井筒安裝梯子間，兼作礦井安全出口。
三、局部通風
掘進工作面采用11kw局部通風機壓入式通風。
四、礦井需風量、負壓及等積孔
(一) 礦井總需風量計算
1、 按最大班下井人數(shù)需要風量計算
Q礦 = 4×N×k礦通=4×115×1.25=575m3/min=9.6m3/s
式中：Q礦 — 礦井總供風量，m3/s;
4 — 每人每分鐘供風標準，m3/min ·人?！ ?nbsp; N — 井下同時工作的最多人數(shù)，人；
K礦通 — 礦井通風系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素，取1.25。
2、 按采煤、掘進、硐室及其它用風地點等實際需風量計算。
Q礦 = (ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其它) K礦通
=（9+3.5×2+1.5×3）×1.08×1.25
=27.8m3/s，取Q = 28m3/s
式中：Q礦 — 礦井總需風量，m3/s；
ΣQ采 — 回采工作面實際需風量總和，
回采工作面風量取9 m3/s；
ΣQ掘 — 掘進工作面實際需風量總和，
掘進工作面風量取3.5 m3/s；
ΣQ硐 —硐室實際需風量總和，每個風硐風量取1.5 m3/s；
ΣQ其它 — 礦井除采掘硐室以外的其它巷道需風量總和，按
ΣQ采、ΣQ掘、ΣQ硐所需風量總和的5%～10%考慮，取8%；
K礦通—礦井通風系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風和
配風不均勻等因素，取1.25。
3、按瓦斯涌出量及總回風流中沼氣濃度不超過0.75%計算：
五、通風設施、防止漏風和降低風阻的措施
1、礦井通風設施
為保證井下風流沿需要的路線流動，就必須在井下某些巷道中設置相應的通風設施，以便對風流進行控制，井下通風設施主要有防爆門、擴散器、風硐、永久風門、調(diào)節(jié)風門、調(diào)節(jié)風窗、風橋、密閉和測風站等。
防爆門是防止井下發(fā)生煤塵、瓦斯爆炸時毀壞主要通風機的安全設施，其面積不得小于出風井口的斷面積，必須正對出風井口的風流方向，并應懸掛平衡錘。風硐是礦井主要通風機與風井之間的聯(lián)絡巷道，風硐不宜過長，風速不超過15m/s，斷面形狀以圓形為最佳，風壁就光滑，拐彎要平緩，結(jié)構應嚴密;擴散器是在主要通風機出風口外接的一段斷面逐漸擴大的構筑物，其作用是為了減少風機出口的能量損失，以提高風機的效率;永久風門是在不允許風流通過，但需行人或行車的巷道內(nèi)設置的，風門結(jié)構要求嚴密不漏風;擋風墻(永久密閉)設在不允許風流通過，也不允許人車通行的井巷內(nèi)，采空區(qū)、舊巷、火區(qū)及進回風大巷之間的聯(lián)絡小巷等，都必須設置擋風墻，以免風流短路引起自然發(fā)火或有害氣體擴散等;風橋設置在進回風巷道平面相遇的地點，構成立體交叉風路，使進風與回風分開，互不相混，各類風橋應用不燃性材料建筑;調(diào)節(jié)風門設在并聯(lián)風網(wǎng)中，設置在風門或風墻上方，開一個面積可調(diào)的窗口，利用小窗口的面積調(diào)動來調(diào)節(jié)風量。
本次礦井改造初步設計共設計永久風門五道，調(diào)節(jié)風門三道，測風站四個。
2、防止礦井漏風措施
防止永久風門漏風的主要措施有：風門按規(guī)定建筑，保證質(zhì)量，門框要包邊沿口，有墊襯，四周接觸嚴密，加強管理，每組風門至少要有兩道，并掛正反向風門，正向風門用鋼絲繩連鎖，繩長以不能同時打開兩道風門為準，門墻要深入巷道圍巖內(nèi)，磚砌門墻要用水泥砂漿抹面;進、回風巷道間應保持一定的距離，盡量少開聯(lián)絡巷道。
防止密閉漏風的主要措施有：密閉按規(guī)定建筑，保證質(zhì)量，墻體厚度不小于0.5m，密閉周邊要掏槽，砌碹巷道要破碹掏槽，密閉墻要深入巷道圍巖內(nèi)，磚砌密閉要用水泥砂漿抹面。
3、降低風阻的主要措施
通風阻力的大小與巷道風量、井巷阻力系數(shù)、巷道長度、斷面、周長等值有關，降低礦井通風阻力應采取以下措施：
1、應盡量避免主要巷道內(nèi)風量過于集中。
2、提高井巷的施工質(zhì)量，改善井巷壁面的粗糙程度，以降低井巷的磨擦阻力系數(shù)。
3、改變井巷形狀，減少井巷周邊長度，服務年限較長的主要巷道應盡可能使用拱形斷面。
4、擴大巷道斷面，降低摩擦阻力，主要進、回風巷道的斷面可適當加大。
5、要把連接不同斷面巷道的巷道段做成斜線或圓弧形。
6、巷道拐彎時，轉(zhuǎn)角越大越好，盡量避免直角拐彎。
7、及時清理巷道中的堆積物，保持巷道清潔、完整，以免阻擋風流
8、在主要通風機的進口安裝集風器。
9、盡量縮短通風線路長度，在滿足生產(chǎn)需要的前提下，盡量縮短風路。
第三節(jié) 災害預防及安全裝備
為確保礦井安全，在礦井建設和生產(chǎn)過程中要嚴格執(zhí)行《煤炭安全裝備基本要求》和《煤礦安全監(jiān)測裝備標準和使用管理規(guī)定》。對瓦斯、煤塵、水害等進行早期預測預防，以切實防止災害的發(fā)生。
一、瓦斯防治
1、建立瓦斯個體巡回檢測和監(jiān)控系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測的雙重檢測系統(tǒng)，除設計中的監(jiān)控系統(tǒng)外，在采煤工作面上隅角、掘進工作面及風巷回風口外，按照《煤礦安全規(guī)程》要求設置便攜式瓦斯報警儀。在采、掘工作面配備瓦斯斷電儀，每班按照規(guī)定配備瓦斯檢查員，礦長、礦技術負責人、采掘區(qū)隊長、通風區(qū)隊長、工程技術人員、班組長、放炮員及流動電鉗工入井時必須攜帶便攜式瓦斯報警儀，瓦斯檢查工必須攜帶光學瓦斯檢測儀，安全監(jiān)測工必須攜帶便攜式瓦斯報警儀或光學瓦斯檢測儀。各種監(jiān)控儀器的位置見安全監(jiān)控系統(tǒng)圖。
2、嚴格掌握風量分配，保證各采掘工作面進風量不小于設計要求，保證各工作地點和硐室有充足風量。
3、加強通風管理，建立健全通風監(jiān)測管理制度，做到通風設施完好，保證各作業(yè)點的風量和風速符合《煤礦安全規(guī)程》要求，防止局部瓦斯集聚，做到臨時停風地點切斷電源，撤出人員，設立警標。
4、井下電氣設備均應按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定選型。
5、加強個體保護，井下工作人員必須配帶自救器。
6、為了進一步減少瓦斯事故，所有入井人員嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》，特別是瓦斯檢查員、通風檢查員以及監(jiān)測、監(jiān)控技術人員，必須進行崗前培訓，熟悉掌握各種儀器、儀表的性能及操作規(guī)程，做好瓦斯監(jiān)測預報工作，杜絕瓦斯事故，保證職工生命安全。
7、該礦雖然為低沼礦井，但技改工程屬多個礦井組合，可能出現(xiàn)單頭掘進距離較長等現(xiàn)象,應嚴格加強掘進工程管理。分區(qū)通風應對各采區(qū)風門、反向風門、調(diào)節(jié)風門嚴格管理，并有專職人員作好測風記錄，保證各地點按計算風量供風，同時能滿足礦井反風要求，保證礦井通風安全。
8、礦井投產(chǎn)后應及時進行礦井通風能力核定及通風阻力測定，預計初期礦井通風能力富余系數(shù)較大，可通過調(diào)整風葉角度進行解決。
9、編制礦井瓦斯日報，報礦通風科、礦技術管理人員和安全礦長及礦長審閱并簽字，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
二、井下防塵
1、井下要建立完善的礦井防塵灑水系統(tǒng)。
2、生產(chǎn)中應定期清潔巷道中積存的浮塵或散布巖粉，防止沉積煤塵再度飛揚。
3、加強通風管理，控制巷道內(nèi)的風速。
4、采掘生產(chǎn)過程中，爆破前后，爆破點附近20m 巷道范圍內(nèi)，必須灑水降塵，放炮采用濕式鉆眼，水炮泥封孔。
5、該礦煤塵具有爆炸危險性，按照《煤礦安全規(guī)程》要求，在井下設置隔爆水袋，防止煤塵事故擴大，以確保生產(chǎn)安全。
6、井下所有煤倉和溜煤眼都應保持一定存煤。
三、預防井下火災措施
1、礦井必須設地面消防水池和井下消防管路系統(tǒng)，地面消防水池經(jīng)常保持不少于200m3水量，并制定礦井消防用水措施。
2、各回采工作面回采結(jié)束后45天內(nèi)必須封閉完畢，防止風流進入采空區(qū)。
3、有機電設備的硐室均采用不燃性材料支護，并按《煤礦安全規(guī)程》要求設置防火門，機電硐室、井下水泵房及井下易著火地點配置滅火器等防火設備，并保持設施完好。
4、礦井口、井口房和通風機房附近20m內(nèi)，不得有煙火或用火爐取暖。井下使用的棉紗、布頭和紙張必須放在帶蓋的鐵桶內(nèi)，用過的棉紗、布頭和紙張也必須放在帶蓋的鐵桶內(nèi)內(nèi)，并由專人定期送到地面處理，用剩的汽油、煤油等油類必須運回地面，嚴禁隨地潑灑。
5、建設和生產(chǎn)期間嚴格執(zhí)行《礦井防滅火規(guī)范》，防止火災事故發(fā)生。
四、預防頂板事故
1、采掘工作面必須及時支護，嚴禁空幫空頂作業(yè)。
2、及時敲幫問頂，遇有活矸煤要及時處理，防止煤、巖突然冒落傷人。
3、保證支架質(zhì)量，棚口要嚴，頂幫背實，迎山角、扎角要適當。
4、加強巷道維修管理，發(fā)現(xiàn)斷梁折柱或漏幫空頂及時處理。
5、采煤工作面放頂時應指派有經(jīng)驗的工人觀山。
6、厚煤層掘進時應防止空幫空頂，頂幫必須及時背嚴、背實。厚煤層放頂煤作業(yè)，應嚴格按作業(yè)規(guī)程執(zhí)行，防止過量放煤，造成壓力前移或大面積空頂使工作面支柱失穩(wěn)，發(fā)生冒頂事故。
五、預防井下水災的措施
1、嚴禁破壞保護煤柱，以防透水造成事故。
2、設計配有探水鉆，巷道掘進要堅持“有疑必探，先探后掘”的探放水原則，尤其巷道在距采空區(qū)及老窯警戒線50m附近施工時，更應加強探放水。
3、認真觀察地表巖石移動情況，發(fā)現(xiàn)塌陷和地表裂縫及時充填封堵，防止地表水下灌進入采空區(qū)和老空區(qū)，造成井下突水或水量增大現(xiàn)象。
4、技改和生產(chǎn)期間，嚴格執(zhí)行《煤礦防治水工作條例》，制定防治水措施，防止礦井水患事故發(fā)生。
掘進工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有透水預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，報告礦調(diào)度室，如果情況危急，必須立即發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。
第四節(jié) 主要防范措施
一、井下開采過程中的危害防范措施
1、安全出口措施
設計中的礦井安全出口主要有兩個：一個是副井，對原東升煤礦西南106米處一廢棄立井經(jīng)技術改造，做為東升煤炭有限公司煤礦副井，井筒安裝梯子間，兼作礦井安全出口，人員可沿臺階通達地面;另一個是風井，利用原東升煤礦風井做為東升煤炭有限公司煤礦風井，井筒安裝梯子間，做為礦井安全出口;。礦井保證了兩個斜井安全出口，符合《煤礦安全規(guī)程》要求。
2、井下防滅火措施
該礦煤層自燃等級鑒定為III類，屬不易自燃煤層，可以減少礦井煤層自燃發(fā)火的可能，但并不排除煤層自燃和外因發(fā)火的可能，礦井在開采過程中應制定防止煤炭自燃和井下發(fā)火措施。
(1)對礦井服務時間比較長的巷道，如采區(qū)上下山、回風巷及集中運輸巷盡可能布置在巖巷中。
(2)在上、下山區(qū)段的運輸巷與回風巷之間盡量少做聯(lián)絡巷或砌筑密閉，以克服兩巷間漏風，有利于提高礦井風量利用率。
(4)采面回采結(jié)束后1個月內(nèi)必須全部撤出設備、支架，45天風封閉完畢，并定期檢查密閉中的CO含量，防止煤炭自燃。
(5)嚴格礦井“一通三防”管理，完善通風系統(tǒng)，合理控制風量，并實行通風設施標準化管理，減少漏風，可采用分區(qū)通風和均壓防火技術。
(6)巷道鋪設灑水管路，進行灑水降塵。建立完善的消防灑水系統(tǒng)。
(7)進回風大巷、上下山巷道、采煤工作面進回風巷及掘進工作面設隔爆水袋，防止事故擴大。
(8) 機電硐室及井下皮帶機頭20m范圍內(nèi)用不燃性材料支護并配備消防器材，在主要硐室設置防火門。
3、井下防治水措施
(1) 為了防止水害，井下配有探水鉆，在巷道掘進過程中，執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的防治水措施，特別是遇到地質(zhì)變化時，更應提高警惕，加強防范意識。
(2) 為了防止地質(zhì)鉆孔涌水，工作面接近鉆孔時，應嚴格檢查封孔質(zhì)量，采取措施，防止鉆孔導水。
(3) 在距采空區(qū)及老窯警戒線較近時，必須加強探放水工作，防止突水事故發(fā)生。
4、防瓦斯爆炸
防止瓦斯爆炸的措施就是消除瓦斯爆炸的條件，可歸納為防止瓦斯積聚和防止引燃瓦斯。
(1)防止瓦斯積聚的措施主要有：合理選擇最佳的通風系統(tǒng)，加強通風管理，有采面上隅角設置導風簾，吹散上隅角積聚的瓦斯，恢復盲巷或開啟密閉時先由救護隊人員檢查瓦斯，并制定安全措施，報安全礦長批準，
(2)防止引燃瓦斯的措施主要有：入井嚴禁攜帶煙草和點火物，井口房通風機房周圍20米范圍內(nèi)禁止煙火和用火爐取暖，禁止打開礦燈，井下需要電氣焊時要嚴格審批手續(xù)，并遵守《規(guī)程》的有關規(guī)定，井下使用的機械和電氣設備防爆性能處于完好狀態(tài)，并經(jīng)常進行檢查和維護，
(3) 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，建立瓦斯巡回檢測制度，實行監(jiān)控系統(tǒng)和人工檢測相結(jié)合的管理制度，可靠地預防和控制瓦斯事故的發(fā)生。
(4)入井人員必須熟記避災路線，掌握自救器的使用方法，并佩戴自救器。
(3)礦井進回風大巷、上下山巷道、采煤工作面進回風巷及掘進工作面設隔爆水袋，防止事故擴大。
5、井下煤塵的防治
(1)按規(guī)程規(guī)定控制風速，防止煤塵飛揚。
(2)距采煤工作面10~15m處上下巷和掘進工作面設防塵水幕。各轉(zhuǎn)載點設噴霧裝置。
(3)建立防塵、灑水系統(tǒng)，巷道定期灑水沖塵。
(4)掘進工作面采用濕式打眼。
二、提升設備危害防范措施
礦井主井為箕斗提升井，副井為罐籠提升井，設計為主井、副井提升機設置了綜合保護裝置。絞車司機在提升機運行過程中應集中注意力，由一人操作，一人監(jiān)護。并做好提升機的運行記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
三、地面生產(chǎn)系統(tǒng)揚塵防范措施
1、各轉(zhuǎn)載點高差盡量減小，必要時封閉。
2、貯煤場經(jīng)常灑水以防煤塵飛揚。
四、井下電氣設備危害防范措施
1、該礦為低瓦斯礦井，礦井高低壓電機的電氣設備、照明燈具、通訊、自動化裝置和儀表、儀器在井底車場、總進風巷和主要進風巷可選用礦用一般型，在翻車機硐室、采區(qū)進風巷則選用礦用防爆型。在總回風巷、主要回風巷、采區(qū)回風巷、工作面及工作面進回風巷則必須選用礦用防爆型。
2、井下所有低壓配電系統(tǒng)均選用具有選擇性的漏電器，發(fā)生漏電時能自動斷電。
3、向采區(qū)供電電纜的配出開關具有漏電斷電保護。
4、采區(qū)變電所低壓總進線設有人為旁路接地檢漏繼電器。
5、井下采掘工作面實現(xiàn)“風電和瓦斯電閉鎖”。
6、高壓防爆開關柜具有短路過負荷和欠電壓釋放保護。低壓電機的控制設備具有短路、過負荷、單相斷路和低壓保護。
五、防雷電措施
1、對10KV變電所、井架、水塔等高層建筑，按《建筑物防雷設計規(guī)范》和《工業(yè)與民用電力裝置的過電壓保護設計規(guī)范》要求，設置防雷電設施。
2、10KV架空線路兩端均裝設避雷或保護間隙，并采用高一級的絕緣子。用避雷器或保護間隙保護線路絕緣部分。
3、建筑物容易受雷擊部位，裝設避雷針或避雷帶進行重點保護，每棟建筑物至少有個極接地引線。
六、防觸電措施
(1)根據(jù)規(guī)程規(guī)范要求設置接地保護裝置。
(2)低壓、供電網(wǎng)絡中交流電動機和饋電線路裝設接地故障保護。
七、預期效果及評價
根據(jù)礦井職業(yè)危害因素的分析，設計中采取了防瓦斯、防火、防爆、防塵、防雷擊、防觸電、防機械損傷和防噪等措施。技術改造工程完成后，礦井必須嚴格執(zhí)行有關安全衛(wèi)生規(guī)程規(guī)范，并落實以上各項預防措施，就可以大大降低安全事故，保障生產(chǎn)人員的身體健康及礦井安全生產(chǎn)。
八、機械設備及人員配備
本礦井實行礦、隊二級管理制，在礦級領導中設立有專職安全副礦長，在通風隊中設防塵、防火、以及監(jiān)測等人員3～5人。
地面變電所地面安裝四臺變壓器，其中二臺S7-315/10/0.4型變壓器(一臺為原有設備),兩臺KS7-400/10/0.69型變壓器專為井下各負荷供電, 變壓器放在地面，中性點嚴禁接地。主井安裝一臺2JT-1.6/900型絞車,配備一對非標箕斗，JR116-8型三相異步電動機,Ne=70kW;副井選擇使用2JTK-1.6型礦用提升絞車，JR116-10型電動機，Ne=55kW。風井選擇FBCZ-4-№13A型(原BK型)防爆軸流式主通風機2臺， YBFe250M-4型防爆電動機2臺，每組電機功率55kW，井下中央變電原有4臺D46-30×4型水泵,再增加同型號水泵一臺，可滿足排水要求。地面變電所選用KGN-10型高壓開關柜十二臺，GGD2型低壓配電柜十一臺，井下中央變電所選用九臺BKD1-400Z/660Z型饋電開關。
地面變電所、主副井絞車房、通風機房、井下中央泵房、變電所、采區(qū)絞車房每班配備2人，一人操作一人監(jiān)護。
九、專項投資
職業(yè)安全衛(wèi)生投資包括：(1)生產(chǎn)環(huán)節(jié)防范設施費用;(2)檢查、監(jiān)測、監(jiān)控裝備和設施費用;(3)安全教育裝備費用;(4)事故應急措施費用等。
十、存在問題及建設
煤礦生產(chǎn)的特點是環(huán)節(jié)多并伴有多種危險、危害因素。盡管設計中考慮了相應的防范措施，但由于井下生產(chǎn)條件、環(huán)境千變?nèi)f化，礦井投產(chǎn)后，職業(yè)安全衛(wèi)生工作還應根據(jù)具體情況加以完善，使煤礦生產(chǎn)安全、文明、正常持續(xù)地進行。
生產(chǎn)管理中把職工安全衛(wèi)生措施切實得到落實。
礦工上崗前，必須按規(guī)定先培訓，嚴格安全技術教育，未培訓合格人員不得上崗作業(yè)。
總之，在煤礦職業(yè)安全衛(wèi)生方面，應貫徹“安全第一，預防為主”的方針。研究勞動條件對職工健康的影響，預防職業(yè)病、職業(yè)中毒和其它工業(yè)傷害的發(fā)生。創(chuàng)造良好的安全生產(chǎn)勞動條件，以保證人身安全，增進職工身體健康水平和促進煤炭生產(chǎn)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。
第七章 地面生產(chǎn)系統(tǒng)
第一節(jié) 煤質(zhì)及其用途
一、煤質(zhì)特征
本礦井主采煤層為二1煤層。
1、煤的物理性質(zhì)
二1煤層為黑色，以粉狀煤為主，偶見塊狀或鱗片狀煤，屬低水分、低灰、低硫、特低磷、特高熱值之貧煤?？勺鲃恿τ妹?，也可做為民用燃料。視密度1.38t/m3。
2、煤的化學性質(zhì)及工藝性能
二1煤浮煤有機元素以碳元素為主，占91.74%，氫元素含量在4.03 %，氧和硫含量較少。原煤水分含量為0.90%，屬低水分煤。原煤灰分為13.72%，屬低灰煤;浮煤灰分為5.88~8.43%，平均7.48%。原煤全硫含量為0.79%，屬低硫煤。磷含量為0.005~0.075%，屬特低磷煤。浮煤揮發(fā)分平均為13.39%。原煤干燥基恒容高位發(fā)熱量，平均為29.76 MJ/kg，屬特高熱值煤。浮煤膠質(zhì)層最大厚度為0mm，焦渣特征為2，其焦型為粉狀，粘結(jié)指數(shù)為0，區(qū)內(nèi)二1煤無粘結(jié)性。
3、煤類確定與利用方向
區(qū)內(nèi)二1煤層以粉煤為主，偶見粒狀和鱗片狀。屬低水分、低灰、低硫、特低磷、特高熱值之貧煤?？勺鲃恿τ妹?，也可做為民用燃料。
第二節(jié) 煤的加工
本礦所采二1煤以粉狀、鱗片狀構造煤為主，偶夾少量塊煤，根據(jù)煤質(zhì)情況和業(yè)主要求，原煤升井后，由B=500 mm地面皮帶機將原煤直接輸送到儲煤場，由人工在原煤堆中撿矸和其它雜物后，原煤直接外銷。
第三節(jié) 生產(chǎn)系統(tǒng)
本次技術改造初步設計共設計井筒三個(主井、副井和風井)。利用原東升煤礦主井做為東升煤炭有限公司煤礦主井，主要擔負全礦井煤炭提升和進風任務;利用原東升煤礦風井做為東升煤炭有限公司煤礦風井，主要擔負全礦回風任務，井筒安裝梯子間，兼做礦井安全出口;對原東升煤礦西南106米處一廢棄立井經(jīng)技術改造，做為東升煤炭有限公司煤礦副井，主要擔負全礦井人員上下、矸石提升、材料運輸?shù)容o助提升任務，井筒安裝梯子間，兼作礦井安全出口。
一、主井生產(chǎn)系統(tǒng)
1、生產(chǎn)能力計算：
礦井設計生產(chǎn)能力為15萬噸/年，生產(chǎn)系統(tǒng)能力按滿足15萬噸/年考慮。礦井年工作日330d，每天提升時間為16小時，取不均衡系數(shù)1.3，則：
Q=150000 330×16×1.3=36.9t/h，設備能力按40t/h選取。
2、主要設備選型
(1)輪式裝載機ZL50型 一臺
(2)CSC-80型電子汽車衡 一臺
(3)B=500㎜ L=50m帶式輸送機一臺。
3、生產(chǎn)工藝流程
井下所產(chǎn)煤炭經(jīng)主井箕斗提運至井口溜煤倉，由B=500㎜地面皮帶機輸送到地面儲煤場，儲煤場配備有ZL50型輪式裝載機對煤炭進行疏集和裝車。
裝汽車外運的煤炭由80T無基坑電子汽車衡計量。
二、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)
副井負擔全礦井人員、材料、設備及矸石的提升和下放任務。下料車和提矸車經(jīng)副井口入井和出井，主要通風機安在原東升煤礦風井井口，作礦井回風井。
三、排矸系統(tǒng)
礦井矸石盡可能在井下填充老塘，礦井改造工程所產(chǎn)少量矸石由副井礦井提升至地面，用V型礦車運至工業(yè)廣場南方排矸場，恰當時機綜合利用或填入沖溝和
低洼地，然后覆土造田。
第四節(jié) 輔助設備
一、礦井機修間
本礦井在主井南設一機修間，配備簡單維修設備。承擔本礦機電設備的日常檢修和維修工作，并承擔礦車及支架等設備的部分修理，礦井設備大修及機加工任務外委，主要設備配備和廠房面積見下表。
礦井修理車間的起重設備，采用1~2t手動或電動單梁起重機。并配備乙炔瓶2個，氧氣瓶2個、虎鉗一個、劃線產(chǎn)板一個和鉗工桌一張等。
礦井修理分類設備配備和廠房面積 表7-4-1
三、煤樣室、化驗室
本礦井只設煤樣室，煤炭的采樣化驗委托登封市煤炭局化驗中心。
第八章 地面運輸
第一節(jié) 概況
登封市東升煤炭有限公司煤礦位于登封市東南部。行政隸屬登封市白坪鄉(xiāng)管轄。地理坐標為：東經(jīng)113°04′44″~113°05′04″，北緯34°18′59″~34°19′21″。
該區(qū)位于登封市白坪鄉(xiāng)東南1.5km處，北東距鄭州市75km，西北距洛陽市80 km；區(qū)內(nèi)交通以公路為主，臨（汝）~登（封）公路從礦區(qū)西部通過，礦區(qū)北部距新鄭至宜川（水寨）鐵路約5km，西南至焦枝鐵路之汝州市站約60km，東距京廣鐵路新鄭站50 km。礦區(qū)附近各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間簡易公路縱橫成網(wǎng)，四通八達，交通條件較為便利。
第二節(jié) 場外公路
一、礦區(qū)公路
本礦井設一條主要的場外公路，從工業(yè)場地向北150m與區(qū)內(nèi)簡易公路相接，該段150m路程，為碎石路面，本次技術技術改造設計，將該段路面改造為水泥路面，按廠礦道路三級標準設計，路基寬7.5m，總長度約150m。貯煤場南側(cè)與西側(cè)均有碎石路面與場外相連，本次技術改造設計，將該段路面改造為水泥路面，與場外公路相接。可以滿足礦井運煤要求。
二、外部運輸
1、外運量：礦井外運貨物主要為原煤，原煤外運量15萬t/a。
按330d/a工作制計算（與礦井生產(chǎn)工作制一致），每天外運煤約455t。運輸不均勻系數(shù)按1.3計算，最大外運量為：煤炭591t/d。
2、日外運汽車車次
外運煤炭由社會車輛承擔，平均每車載重10噸，最大外運為煤每天59車次。如按每車載重20噸，則每天約30車次。
第九章 總平面布置及防洪排澇
第一節(jié) 概述
本區(qū)屬大陸性半干旱型季風氣候區(qū)。夏、秋兩季炎熱多雨，冬、春兩季寒冷干燥。年降雨量為417~867mm，一般為600~800mm；降雨多集中在7~9月份，約占全年降雨量的65%。年平均氣溫14.6℃，七月份最熱，歷年最高氣溫高達44.6℃；元月份最冷，歷年最低氣溫達-18.2℃。最大凍土深度為20cm。
春、夏、秋三季以東北風、東風為主，冬季以西北風為主，冬、春季風力較大，最大風速可達20m/s。
據(jù)河南省地震局資料，登封市及鄰近地區(qū)近期未發(fā)生過大的破壞性地震。歷史上有記載的較大地震有6次均波及本區(qū)，并造成較大損失。七十年代中期曾發(fā)生過3次2.5級以上有感地震，未造成損失。本區(qū)地震烈度為Ⅵ~Ⅶ度。
第二節(jié) 總平面布置
礦井場地局部已經(jīng)過簡單平整，工業(yè)場地平面布置設計應充分考慮礦井開拓、生產(chǎn)系統(tǒng)布置及外部運輸銜接的可能性、合理性，結(jié)合現(xiàn)有建構筑物、實際地形、外部交通、自然氣象、周圍環(huán)境等因素的同時，主要堅持以下原則：
1、充分利用地形和山坡荒地，盡量不占良田果園和不拆遷村莊，在滿足生產(chǎn)使用的前提下，盡可能的少占土地。避免高填深挖，減少土石方及建筑基礎工程量。
2、不壓和少壓可采煤層，特別是淺部煤層或富煤塊段。
3、合理分區(qū)，盡量減少污染。
4、要避開開采區(qū)及滑坡、巖溶等不良工程地質(zhì)地段。
5、盡量減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，做到工藝流程合理，方便使用與管理。
6、不得占用國家保護的文物古跡，不妨礙少數(shù)民族的風俗習慣。
根據(jù)以上原則并結(jié)合礦井實際情況，總平面布置如下：
根據(jù)現(xiàn)有井筒位置，主井絞車房布置在井筒的西南方向；地面儲煤場布置在主井以東；輔助生產(chǎn)系統(tǒng)中，機修車間布置在主井西南，坑木加工房布置在主井以東，器材庫布置在主井以東；礦井水處理系統(tǒng)布置在主井西北；鍋爐房布置在主井的西南側(cè)；空氣加熱室布置在主井與副井附近，空壓機房布置在主井以北；辦公生活區(qū)（主要包括綜合辦公區(qū)、食堂等）及變電所布置在工業(yè)場地南面。此平面布置優(yōu)點利用原東升煤礦工業(yè)場地，新建工程量小，平面布置與地形結(jié)合緊密，建構筑物基礎工程量小，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，礦井出煤方便，儲煤場對周圍環(huán)境污染較小，儲煤場距場外公路近，易于外運，土方工程量小。礦井工業(yè)廣場占地面積為3.36hm2。
第三節(jié) 豎向設計及場內(nèi)排水
豎向布置應充分利用地形，滿足生產(chǎn)、運輸和裝卸作業(yè)要求，盡量減少土石方工程及防護工程數(shù)量，確保場地排水暢通，防洪可靠。由于工業(yè)場地的各類建筑物較少，為了充分利用已有地形，減少土石方量重新布置工業(yè)廣場，在滿足生產(chǎn)工藝和窄軌鐵路運輸?shù)那疤嵯?，形成較為合理的布置形式。
場內(nèi)雨水從北向南散流至道路邊溝，排至場外沖溝內(nèi)。
第四節(jié) 場內(nèi)運輸
地面運輸，應從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)運量、運向、服務年限，結(jié)合地形、地質(zhì)條件等情況，場內(nèi)運輸采用道路運輸和窄軌鐵路運輸兩種方式。
1、道路運輸：場內(nèi)主干道為寬6.0m，長200m，最小轉(zhuǎn)變半徑為6.0m，總面積為1200m2。
2、窄軌鐵路運輸：礦井所產(chǎn)矸石由窄軌鐵路從副井井口往東北運至矸石臨時堆放場，輔助生產(chǎn)系統(tǒng)均用窄軌鐵路連接，軌距為600mm，鋼軌15kg/m，枕距1.5m/根。窄軌鐵路總長200m。
第五節(jié) 礦井其他工業(yè)場地布置
東升煤炭有限公司煤礦工業(yè)場地東北200m處有該礦新建的一個地面炸藥臨時存放點，該庫有專人管理，按照規(guī)定，嚴格發(fā)放和回收制度，每班設專人運送炸藥和雷管，本礦不設地面炸藥庫。礦井所產(chǎn)矸石主要用于綜合利用，只在工業(yè)場地的北面設置一臨時矸石堆場。
第六節(jié) 管線綜合布置
本工業(yè)場地的管線比較簡單，主要有排水管路、供電線路等管線，在管線綜合布置時主要遵循以下原則：
1、壓力管讓自流管。
2、管徑小的讓管徑大的管道。
3、易彎曲的管線讓不易彎曲的管線。
供電線路：根據(jù)場地盡量選主副井之間布置，方便主型井大型設備供電。
供暖管：主井井口需安設供暖設施。
排水溝：鋼筋砼排水圓管，φ300mm和φ200mm，地埋平接方式。
主給水管：敷設內(nèi)外涂塑給水管，型號DN100（焊接），采用埋地方式。
照明線路：采用簡易線桿架設。
消防管路：主、副井場地各設一趟無縫鋼管,供木料場等重要防火場所消防使用。
第七節(jié) 防洪排澇
工業(yè)場地地勢北高南低，主井井口標高+371.0m，副井井口標高+369.0m，風井井口標高+367.0m，比下方地勢低洼處高出20多米，且周圍無大的河流，故工業(yè)場地不受洪水威脅。由于礦井生產(chǎn)已有很長時間，礦井地面已形成防洪排澇規(guī)律。
第十一章 地面建筑
第一節(jié) 設計依據(jù)和原始資料
一、設計依據(jù)
《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》、《建筑抗震設計規(guī)范》、礦方委托書。
二、氣象條件
本區(qū)屬大陸性半干旱型季風氣候區(qū)。夏、秋兩季炎熱多雨，冬、春兩季寒冷干燥。年降雨量為417~867mm，一般為600~800mm；降雨多集中在7~9月份，約占全年降雨量的65%。年平均氣溫14.6℃，七月份最熱，歷年最高氣溫高達44.6℃；元月份最冷，歷年最低氣溫達-18.2℃。最大凍土深度為20cm。
春、夏、秋三季以東北風、東風為主，冬季以西北風為主，冬、春季風力較大，最大風速可達20m/s。
據(jù)河南省地震局資料，登封市及鄰近地區(qū)近期未發(fā)生過大的破壞性地震。歷史上有記載的較大地震有6次均波及本區(qū)，并造成較大損失。七十年代中期曾發(fā)生過3次2.5級以上有感地震，未造成損失。本區(qū)地震烈度為Ⅵ~Ⅶ度。
三、工程地質(zhì)及地震資料
本區(qū)屬淮河流域潁河水系，區(qū)內(nèi)溪流多為季節(jié)性沖溝，旱季干涸斷流，雨季流量暴漲暴落，水位、水量具明顯的季節(jié)性動態(tài)變化特征。溝谷多發(fā)源于南部山區(qū)，雨季溝谷匯集而成的水流，自東南流經(jīng)礦區(qū)南緣，向北經(jīng)券門水庫后向北于東金店東匯入潁河。
礦區(qū)西北約2公里處筑有券門水庫，為一中小型水庫，總庫容1713萬m3，興利庫容703萬m3，最高洪水位標高+349.25m，主要用于攔蓄洪水，農(nóng)田灌溉，水產(chǎn)養(yǎng)殖及觀光旅游等方面，常年有水，為附近主要地表水體。
地震：本地區(qū)抗震設防烈度為Ⅵ~Ⅶ度，一般建（構）筑物按Ⅶ度抗震設防設計，生命線工程按提高一度抗震設防設計。
四、建筑材料
磚砂、石、水泥、石灰等可由本地及鄰近地區(qū)供應，只有鋼材、木材需用火車轉(zhuǎn)運或用汽車直接運至場區(qū)。
第二節(jié) 主要工業(yè)建筑物與構筑物
本礦井屬技術改造初步設計項目，根據(jù)生產(chǎn)實際需要和配套建設的原則，盡量利用地面原有建筑，布置必要的建、構筑物，以節(jié)約投資，降低造價。
工業(yè)建筑物與構筑物主要以工藝要求為依據(jù)進行設計，以適用、經(jīng)濟、安全，在滿足生產(chǎn)要求的前提下注意美觀為原則。主副井及風井井口房、主副井絞車房、鍋爐房、器材庫、機修間等為排架結(jié)構；消防水池、調(diào)節(jié)水池、沉淀池等為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構。變電所、空氣加熱室等為混合結(jié)構。主要建、構筑物總面積240m2，總體積約為990m3；輔助廠庫房總面積約為1238m2；詳見《建筑物與構筑物特征表》。
二、井口浴室
（一）入浴人數(shù)
礦井總?cè)朐∪藬?shù)按原煤生產(chǎn)最大班出勤人數(shù)115人的1.10倍計算，女職工入浴人數(shù)按總?cè)朐∪藬?shù)的5%計算。
入浴總?cè)藬?shù)：1.1×115=127（人）
男職工：0.95×127=121（人）
女職工：127－121=6（人）
(二)入浴方式：
男職工按淋浴和池浴各占50%計算，女職工全部按淋浴考慮。
男職工淋浴人數(shù)：127×50%=64（人）
男職工池浴人數(shù)：127－64=63（人）
女職工淋浴人數(shù)：6（人）
?。ㄈ┰〕貎裘娣e：
按每人0.2m2計算。
0.2×63=12.6m2
（四）淋浴器數(shù)量：
淋浴按每5人使用一個，池浴按每20人使用一個計算。
淋浴器需設64/5+6/5=15+2=17個，浴池需設63/20=4個。
?。ㄎ澹?、洗臉盆數(shù)量：
男浴室設5個，女浴室設1個。
5+1=6（個）
?。└鹿駭?shù)量：
按原煤生產(chǎn)300人數(shù)的1.10倍每人設閉鎖式衣柜一個，共330個。
第四節(jié) 居住區(qū)
根據(jù)現(xiàn)行住房改革政策及甲方要求，本礦井不設居住區(qū)，為方便單身職工生活，單身宿舍樓按指標計算的面積應增建完成。
