紅巖煤礦10煤一采區(qū)設(shè)計說明書

1、紅巖煤礦10#煤一采區(qū)設(shè)計說明書編 制 人:審 核 人:負(fù) 責(zé) 人:日 期:前 言紅巖煤礦10#煤一采區(qū)是紅巖煤礦7#煤采區(qū)的接續(xù)區(qū)，采區(qū)工程量7100m（三條大巷和首采面巷道），目前正在準(zhǔn)備7#煤首采工作面，預(yù)計2014年四月開始回采。為保證采區(qū)正常接續(xù)，現(xiàn)提前編制10#煤一采區(qū)設(shè)計，該采區(qū)可采儲量1750.8kt，按年產(chǎn)450kt計算，服務(wù)年限2.8年。目 錄第一章 采區(qū)概況及地質(zhì)特征1第一節(jié) 概 況1第二節(jié) 地質(zhì)特征1第三節(jié) 水文地質(zhì)3第四節(jié) 儲量計算8第二章 井下開采12第一節(jié) 采區(qū)布置12第二節(jié) 采煤方法及采煤工藝13第三章 主要生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備能力計算23第一節(jié)主要生產(chǎn)系統(tǒng)23第二節(jié)

2、采區(qū)通風(fēng)24第三節(jié) 提升運輸設(shè)備選擇與能力計算32第四章 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)35第五章 特殊安全技術(shù)措施36第一節(jié) 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施36第二節(jié) 預(yù)防井下火災(zāi)的措施40第三節(jié) 粉塵的綜合防治措施42第四節(jié) 預(yù)防井下水災(zāi)的措施43第五節(jié) 工作面頂板管理措施4445第一章 采區(qū)概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 概 況紅巖煤礦10#煤一采區(qū)位于礦井南翼，西部至井田邊界，采區(qū)西南部地面有溝西村，南部為原永紅煤礦采空區(qū)，現(xiàn)已關(guān)閉，東南部地面有莊立村，采區(qū)中北部有10煤破壞區(qū)，采區(qū)東部至井田邊界。10煤厚度0-0.5/3.7m,平均1.86m?？刹蓛α?75.1wt。采區(qū)內(nèi)共施工地質(zhì)鉆孔5個，分別為： kz1

3、孔、kz2孔、kz4孔、kz5孔、kz8孔第二節(jié) 地質(zhì)特征 一、煤系地層10#煤層位于太原組下部，上距7#煤層25.1529.30m，平均27.36m。煤層厚度0.503.70m，平均1.86m，結(jié)構(gòu)中等，含03層夾矸。頂板巖性多為泥巖，少數(shù)為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖；底板多為泥巖、少數(shù)為粉砂巖、細(xì)砂巖。10#煤層為井田內(nèi)穩(wěn)定發(fā)育的大部可采煤層。井田內(nèi)北東部存在10#煤層露頭線。參與整合的原紅巖煤礦及已關(guān)閉的寨頭村辦煤礦、永紅煤礦均開采10#煤層。井田北東部、中部及南部10#煤層已有不同程度采空。二、煤質(zhì) 10#煤層：物理性質(zhì):煤層均表現(xiàn)為黑色，條痕為棕黑色，瀝青玻璃油脂光澤，硬度一般為23，有一定韌

4、性，內(nèi)生裂隙發(fā)育，斷口多參差狀、貝殼狀，性脆易碎。宏觀煤巖組分以亮煤、鏡煤為主，少量暗煤、絲炭。宏觀煤巖類型以半光亮型、光亮型煤為主，部分半暗型煤，暗淡型煤少見10煤工業(yè)指標(biāo) ad(%)vdaf(%)mad(%)st.d(%)qgr.d(mj/kg)gr.i14.2527.680.301.8729.7070三、煤層頂?shù)装屙敯鍘r性多為泥巖，少數(shù)為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖；底板多為泥巖、少數(shù)為粉砂巖、細(xì)砂巖。四、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造采區(qū)內(nèi)構(gòu)造總體呈現(xiàn)舒緩的波狀起伏，采區(qū)南部發(fā)育一次生小背斜及一次生小向斜，南部發(fā)育有2個陷落柱。地層走向多為北西南東向，地層傾角較小，36左右。次生背斜：位于井田南東部，軸跡走向北西南

5、東，軸跡井田內(nèi)長約1650，影響寬度約600m。兩翼對稱，傾角34。次生向斜，位于井田南西部，軸跡走向北西南東，軸跡井田內(nèi)長約1400m，影響寬度約650m。兩翼產(chǎn)狀相近，傾角34。根據(jù)原永紅煤礦井下揭露，井田南部發(fā)育2個陷落柱（x1、x2）。陷落柱平面形態(tài)呈橢圓形，x1長軸約105m，短軸約65m；x2長軸約108m，短軸約80m。綜上所述，采區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜程度為簡單。采區(qū)內(nèi)無巖漿巖侵入。綜合柱狀圖第三節(jié) 水文地質(zhì)水文地質(zhì)條件：（一）主要含水層和隔水層1）含水層井田地勢總體為中部高而西周低，最高點位于井田北中部山梁上，海拔1065.1m，最低點位于井田西南部，海拔806m，最大相對高差為259

6、.1m。井田內(nèi)無常年性河流，僅有季節(jié)性河谷，雨季在溝谷中有短暫山洪流過，分別向北東匯入小河，南西匯入段純河。井田含水層自下而上有奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖類夾石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層、下石盒子組砂巖裂隙含水層組及風(fēng)化裂隙含水層、第四系孔隙含水層。2）隔水層井田內(nèi)的隔水層主要為本溪組粘土巖隔水層及各含水層間的泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層。井田內(nèi)各含水層之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖、粘土巖等成為各含水層間的主要隔水層，但由于采空塌陷的影響而產(chǎn)生垂直裂隙，成為各含水層間的水力聯(lián)系通道。含煤地層底部的本溪組厚約16.24m，巖性由鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粘土巖組成

7、，巖性致密、細(xì)膩，隔水性能好，為井田內(nèi)含煤地層與奧灰水間良好的隔水層。3）地下水的補給、逕流、排泄條件巖溶地下水井田屬巖溶水徑流區(qū)，奧陶系巖溶水自西北向東南從井田流過，向郭莊泉排泄。碎屑巖類裂隙水裂隙水的補給主要是基巖裸露區(qū)接受大氣降水的補給，與地表水接觸地帶，可接受其側(cè)向補給，另外還可接受上覆松散層含水層的下滲補給，該地下水接受補給后一般沿巖層傾斜方向運動，在地層切割深處往往以泉的形式排出地表，另外人工開采和礦坑排水也是其排泄方式。松散巖類孔隙水其主要補給來源是大氣降水，接受補給后，一般沿溝谷向下游運動，流向與地表水基本一致，其排泄方式除蒸發(fā)排泄外，主要是人工開采或補給下伏基巖裂隙含水層，局

8、部以泉的形式排泄出地表。（二）礦井充水因素分析及水害防治措施1）地表水對開采的影響井田內(nèi)無常年性河流，僅有季節(jié)性河谷，雨季在溝谷中有短暫山洪流過，對開采影響較小。2）煤系含水層井田內(nèi)可采煤層為7、10、11號煤層。本采區(qū)10#煤層充水含水層為砂巖裂隙含水層及k2灰?guī)r巖溶裂隙含水層。根據(jù)補勘資料，太原組巖溶裂隙含水層富水性較弱。3）本采區(qū)及周邊礦井采空區(qū)分布范圍及積水、積氣情況采區(qū)內(nèi)10#煤層存在采空區(qū)4處，分別為位于井田中部原紅巖煤礦破壞區(qū)1處，面積約47118m2；位于井田南部原永紅煤礦采空區(qū)2處，采空面積約111820m2。井田南部界外存在原永紅煤礦采空區(qū)1處，采空面積14438m2。原永

9、紅煤礦已關(guān)閉。井田南部存在永紅煤礦開采11號煤層形成的采空破壞區(qū)1處，位于zk2號鉆孔周圍，采空破壞區(qū)面積約65765m2。10#煤層厚度為0.503.70m。按煤層厚度3.70m進(jìn)行計算，開采10#煤層導(dǎo)水裂隙帶平均高度為30m。求得開采10#煤層導(dǎo)水裂隙帶高度為48m。而10#煤層上距7#煤層25.1529.30m。所以今后煤礦開采10#煤層將會溝通7#煤層采空區(qū)積水。開采煤層時一定要沿采空影響區(qū)留足防隔水煤柱，穿越古空或采空區(qū)時一定要先做探放水（氣）工作，嚴(yán)防事故的發(fā)生。嚴(yán)格遵守“預(yù)測預(yù)報，有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”方針，以免造成透水及瓦斯積聚，釀成事故危險。4）構(gòu)造對開采

10、煤層的影響采區(qū)內(nèi)發(fā)育一主向斜及一次生背斜、向斜。向斜槽部有利于地下水匯集。今后在生產(chǎn)過程中應(yīng)重視對隱伏斷層以及其它構(gòu)造形跡的發(fā)現(xiàn)與研究。以防斷層導(dǎo)水造成淹礦事故。5）奧灰水對開采煤層影響井田內(nèi)奧灰水標(biāo)高在539544m之間，而可采煤層賦存標(biāo)高在760910m之間。各煤層不存在帶壓開采問題。6）水害防治措施地表水的防治措施a挖建防洪排水渠溝，工業(yè)廣場要挖建排水渠道攔截地表水以及淺層地下水，以防雨季洪水涌入礦井造成水害，對防洪排水渠道，每年雨季前要進(jìn)行清淤工作，以防堵塞。b做好防水堵漏工作，井田東部煤層埋藏淺，煤層開采后導(dǎo)水裂隙帶將會溝通地表，會造成地裂縫及地面塌陷。開采過程中對發(fā)現(xiàn)的地面裂縫要采

11、用粘土或水泥等進(jìn)行及時回填堵漏。井下水的防治措施a做好探放水工作。采掘前要做好超前探放水工作，以查明采掘工作面、側(cè)幫或頂?shù)装逅?，這是確保安全生產(chǎn)的一項重要防水措施。采掘前一定要堅持“預(yù)測預(yù)報，有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的原則。進(jìn)一步查明井田采空區(qū)積水情況，接近采古空區(qū)時做好應(yīng)急措施。b留設(shè)防水煤柱，防水煤柱留設(shè)在充分考慮“安全可靠與資源充分利用，開采方法和構(gòu)造與巖性的關(guān)系，開拓、采掘布局與煤柱的協(xié)調(diào)關(guān)系”的同時，在不宜采取疏放措施的突水區(qū)域，設(shè)置防水煤柱。沿采空區(qū)應(yīng)留設(shè)防隔水煤柱；在接近斷層、陷落柱時應(yīng)留設(shè)防隔水煤柱。c合理設(shè)計開采布局，采用正確的開采方法。煤層開采順序和井巷布

12、置應(yīng)首先考慮水文地質(zhì)條件。井筒及井底車場都應(yīng)布置在地層完整而且不易透水部位。應(yīng)監(jiān)控向斜槽部涌水量的變化情況。d隨時檢查、維修煤礦使用、備用的探放水設(shè)備，以充分應(yīng)對突發(fā)水害。e加強安全教育，經(jīng)常進(jìn)行安全知識培訓(xùn)，牢固掌握井下放探水知識技能，將水害事故消滅在萌芽狀態(tài)。7）礦床水文地質(zhì)類型采區(qū)內(nèi)含水層為受采掘破壞或影響的孔隙、裂隙、巖溶含水層，直接充水含水層單位涌水量小，有一定的補給水源，補給條件一般；礦井內(nèi)采（古）空區(qū)存在積水，位置、范圍、積水量清楚；礦井涌水量較??；防水治水工作易于進(jìn)行。綜上所述，礦井水文地質(zhì)類型為中等。8）礦井涌水量預(yù)算預(yù)計礦井、水平和采區(qū)的涌水量，對合理選擇開拓方案、采煤方法

13、，制定排水疏干措施，確定排水設(shè)備意義重大。根據(jù)原碾則焉煤礦開采10號煤層年產(chǎn)量為60kt時正常涌水量20m3/d，最大涌水量30 m3/d?，F(xiàn)用水文地質(zhì)比擬法預(yù)算本礦井開采太原組10號煤層生產(chǎn)能力達(dá)450kt/a時的礦井涌水量（按每年生產(chǎn)時間330天計）。計算公式： q=ksp式中：q-礦井涌水量（m3/d）ks-富水系數(shù)（m3/t）p-設(shè)計生產(chǎn)能力（t/d）計算結(jié)果見表235，煤礦開采太原組10號煤層生產(chǎn)能力達(dá)450kt/a時的礦井正常涌水量為150 m3/d，最大涌水量為225 m3/d。表235 礦井涌水量計算表 開采煤層涌水量類型設(shè)計生產(chǎn)能力（t/d）富水系數(shù)（m3/t）礦井涌水量（m

14、3/d）10正常涌水量13630.110150最大涌水量13630.165225第四節(jié) 儲量計算一、井田勘探程度及開采條件評價1.對勘探類型和勘探基本網(wǎng)度的評價根據(jù)地質(zhì)報告提供，本采區(qū)共施工鉆孔5個，結(jié)合以往鉆孔資料及現(xiàn)生產(chǎn)礦井巷道揭露，井田內(nèi)采區(qū)達(dá)到勘探程度，可作為采區(qū)設(shè)計的地質(zhì)依據(jù)。采區(qū)構(gòu)造簡單， 10#煤層為穩(wěn)定可采煤層，以不大于1000m工程見煤點連線和實際連線之外1/2的全部范圍劃定探明的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（111b），斷層兩側(cè)及陷落柱外側(cè)均留50m、風(fēng)氧化帶內(nèi)推50m為推斷的資源量（333）。2.對地質(zhì)資料的評價、存在的問題及應(yīng)補充勘探的建議（1）本采區(qū)10#煤層具有爆炸危險性，煤的自燃

15、傾向性為10#為容易自燃煤層，生產(chǎn)過程中要做好防火防塵工作。（2）本采區(qū)及周邊礦井采空區(qū)積水是一大隱患，建議在臨近采空區(qū)開采時，應(yīng)進(jìn)行探測和疏排；（3）建議對采區(qū)內(nèi)煤層瓦斯含量、涌出量做進(jìn)一步預(yù)測鑒定。（4）本采區(qū)不存在帶壓開采問題，但采區(qū)南部陷落柱比較發(fā)育，需加強對陷落柱及隱伏構(gòu)造的探測工作； （5）注意隱伏構(gòu)造的存在，并進(jìn)行詳細(xì)觀察陷落柱的導(dǎo)水性，并對陷落柱的導(dǎo)水能力進(jìn)行定期檢查，且預(yù)留保安煤柱；對于揭露鉆孔，注意鉆孔封閉完好，并預(yù)留保安煤柱； （6）補充10#煤層導(dǎo)水裂隙帶高度的觀察資料。二、資源/儲量和可采儲量根據(jù)山西地寶能源有限公司2011年4月提交的山西靈石國泰紅巖煤業(yè)有限公司兼并

16、重組整合礦井地質(zhì)報告，按照煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范，國務(wù)院函(1998)5號關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化碳污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)及煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范等有關(guān)文件規(guī)定，礦井資源/儲量遵循下列原則計算：最低可采厚度：煉焦用煤 0.70m(傾角小于25) ； 最高灰分(ad): 40%；全硫分(st.d) ： 3%：根據(jù)山西靈石國泰紅巖煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告： 10#煤層視密度分別為： 1.35t/m3。一采區(qū)內(nèi)10#煤層現(xiàn)保有資源/儲量（111b+122b+333）為3805kt，其中 111b為2450kt，122b為685kt，333為670kt。礦井保有能利用資源/儲量匯總見表312。

17、一采區(qū)工業(yè)儲量為111b+122b+333k3738kt，可信度系數(shù)k0.9?？鄢迩f、斷層、井田邊界及永久煤柱后，一采區(qū)設(shè)計儲量為3018kt?？鄢V井開采煤柱和開采損失后，一采區(qū)設(shè)計開采儲量為1750.8kt。礦井設(shè)計儲量匯總表見表313。礦井設(shè)計可采儲量匯總表見表314。表312 井田保有能利用資源/儲量計算匯總表 單位： kt 煤層號煤類資源儲量（kt）111b111b+122b111b122b333現(xiàn)保有其中蹬空區(qū)111b+122b+333111b+122b+33310jm2450685670380564.3%82.4%表313 礦井設(shè)計儲量計算表 單位： kt 煤層編號采區(qū)工業(yè)資源

18、/儲量111b+122b+3330.9永久煤柱損失設(shè)計儲量村莊煤層露頭斷層井田邊界采、蹬空區(qū)邊界陷落柱小計10137383701701807203018表314 礦井設(shè)計可采儲量計算表 單位： kt 煤層編號采區(qū)設(shè)計儲量開采煤柱損失開采損失設(shè)計可采儲量井筒大巷小計1013018168670838429.21750.8三、安全煤柱及各種煤柱的留設(shè)與計算1巷道煤柱式中：s1巷道保護(hù)煤柱的水平寬度，m；h巷道的最大垂深，m；m煤層厚度，m；f煤的強度系數(shù)， 10#煤層。rc煤的單向抗壓強度， 10#煤層均為10mpa 。10號煤層： 經(jīng)以上計算，設(shè)計10#煤層大巷巷道煤柱取30m。2斷層煤柱斷層煤柱

19、按下式計算：式中：p防水煤柱所承受的壓力， 10號煤層最大靜水壓力1.6mpa；l防隔水煤柱的寬度，m；k安全系數(shù)（一般取25）取5；m煤層厚度或采高， 3.70m（10號煤層）；kp煤的抗張強度，1.6mpa。經(jīng)計算， 10#斷層防水隔離煤柱l=16.02m，設(shè)計取l=20m。當(dāng)?shù)V井報廢時，預(yù)計護(hù)巷煤柱可回收50%左右。第二章 井下開采第一節(jié) 采區(qū)布置一、采區(qū)巷道布置在集中軌道巷與總回風(fēng)巷之間聯(lián)巷平巷段東西向布置10#煤一采區(qū)回風(fēng)巷1057m（延11#煤底板），調(diào)向施工10#煤一采區(qū)首采面回風(fēng)順槽(延10#煤)；延集中軌道巷布置10#煤一采區(qū)軌道大巷1080m（東西延11#煤底板），調(diào)向施工

20、10#煤一采區(qū)首采面中順槽；延集中運輸巷布置10#煤一采區(qū)運輸巷1048m（東西延11#煤底板），調(diào)向施工10#煤一采區(qū)首采面運輸順槽詳見采區(qū)巷道布置平面圖附后。二、移交生產(chǎn)時的工作面生產(chǎn)能力的計算1.移交生產(chǎn)及達(dá)到生產(chǎn)能力時，在一采區(qū)10#煤層布置1個高檔普采工作面，工作面長度為160m，采高平均1.86m。2.回采工作能力計算（1）工作面生產(chǎn)能力由下式計算q采1labmc106式中：l工作面長度，160m；a工作面日推進(jìn)度，7.2m/d；b年工作日，330d/a；m工作面平均采高，1.86m；煤的容重，1.35t/m3；正規(guī)循環(huán)率，0.80；c工作面回采率，0.95。q采1607.2330

21、1.861.350.800.9510-3702 kt（2）礦井掘進(jìn)出煤量按下式計算，kt式中：q掘掘進(jìn)工作面平均生產(chǎn)能力，kt/a；r原煤視密度，1.35t/m3；sii巷道純煤面積，10#煤層掘進(jìn)巷道為10m2；lii巷道滿足接替要求進(jìn)尺，10#煤層為1732m。q掘173210721.35=16.8(kt);則礦井生產(chǎn)能力為:q礦q采總+q掘702+16.8718.8kt滿足礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力要求。第二節(jié) 采煤方法及采煤工藝一、采煤方法設(shè)計10#煤層采用一次采全高的高檔普采采煤方法，頂板管理采用全部垮落法。二、采煤工藝和主要采煤設(shè)備的選擇1.采煤工藝采煤機采用端頭斜切進(jìn)刀方式，雙向割煤。液

22、壓支架支護(hù)方式為及時支護(hù)。其工藝流程為：采煤機割煤、運煤、移架、推移刮板輸送機，采空區(qū)頂板自行垮落。采煤機采用兩端頭斜切進(jìn)刀，進(jìn)刀距離約30m。2.采煤工作面的主要設(shè)備的選擇（1）采煤機礦井年產(chǎn)450kt/a，年工作日330d，設(shè)計工作面日產(chǎn)量1364t/d左右。采煤機的選擇應(yīng)與工作面生產(chǎn)能力相適應(yīng)，可用采煤機的平均割煤速度作為基本參數(shù)計算，對于端頭斜切進(jìn)刀，單向割煤，采煤機的平均落煤能力由下式計算：式中：qm采煤機落煤能力，t/ha回采工作面日產(chǎn)量，1364t/dl工作面長度，160mls刮板輸送機彎曲段長度，20mlm采煤機兩滾筒中心距，取10mk采煤機日開機率，根據(jù)經(jīng)驗取50%c工作面回

23、收率，95%td采煤機反向時間，取5minb采煤機滾筒截深，0.6mh工作面平均采高，1.86m煤的容重，1.35t/m3則：根據(jù)采煤機的平均落煤能力計算采煤機的平均割煤速度，公式如下：式中：vc采煤機的平均割煤速度，m/minqm采煤機落煤能力，t/hb采煤機滾筒截深，0.6mh工作面平均采高，1.86m煤的容重，1.35t/m3在采煤過程中，采煤機實際落煤量和割煤量速度是一個隨機值，因此，采煤機的最大割煤速度較平均割煤速度應(yīng)有一定的富裕量。式中：vmax采煤機的最大割煤速度，m/minvc采煤機的平均割煤速度，m/mink采煤機不均衡系數(shù)，取1.15采煤機最大割煤能力：采煤機截割功率：式中

24、：n采煤機截割功率，kwvmax采煤機的最大割煤速度，m/minhw采煤機能耗指數(shù)，取0.8kwh/mk考慮采煤機功率系數(shù)，取0.9根據(jù)以上計算，并考慮煤層的硬度及夾矸情況，結(jié)合目前國內(nèi)高產(chǎn)高效采煤工作面設(shè)備配置，采煤機選用mg180/420-wd型采煤機，其主要技術(shù)參數(shù)見表4-2-1。表4-2-1 采煤機技術(shù)特征表設(shè)備性能數(shù)據(jù)設(shè)備性能參數(shù)采高范圍1.43.0m牽引速度07.5/10m/min截割深度0.6m滾筒轉(zhuǎn)數(shù)39.4r/min適應(yīng)煤層傾角25機面高度1180mm電機功率420kw最小臥底量145mm滾筒直徑1400mm滅塵方式內(nèi)外噴霧最大牽引力360kn電壓1140v牽引方式齒輪銷軌機

25、重31t（2）可彎曲刮板輸送機工作面可彎曲刮板輸送機的選型應(yīng)滿足三個方面的要求：工作面刮板輸送機能力要保證將采煤機采落的煤全部運出，并留有一定的富裕，刮板輸送機能力應(yīng)不低于采煤機最大割煤能力。式中：qc刮板輸送機能力，t/h；kc采煤機與刮板輸送機同向運輸時修正系數(shù)，1.1；qm采煤機最大落煤能力，180t/h。 t/h刮板輸送機的外型尺寸和牽引方式與采煤機相匹配。刮板輸送機長度與工作面長度相一致，回采工作面的設(shè)計長度為160m。根據(jù)計算并綜合考慮煤層賦存情況，刮板輸送機選用sgz630/264型可彎曲輸送機，其主要技術(shù)特征見表4-2-2。表4-2-2 刮 板 輸 送 機 技 術(shù) 特 征 表型

26、號鋪設(shè)長度（m）輸送能力（t/h）刮板鏈速（m/s） 中部槽（mm）（長寬高）電機功率（kw）電壓等級（v）備注sgz630/2641604501.1315005902522132660/1140（3）順槽轉(zhuǎn)載機順槽轉(zhuǎn)載機的轉(zhuǎn)載能力要與工作面的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并要求與工作面刮板輸送機和順槽可伸縮膠帶輸送機相配套，根據(jù)公式計算：式中：qz轉(zhuǎn)載機輸送能力，t/h；kz轉(zhuǎn)載機富裕系數(shù)，1.1；qc刮板輸送機能力，198t/h。為此轉(zhuǎn)載機選用szb630/90型刮板轉(zhuǎn)載機，其主要技術(shù)參數(shù)見表4-2-3。表4-2-3 轉(zhuǎn) 載 機 技 術(shù) 特 征 表型號出廠長度（m）輸送能力（t/h）鏈速（m/s）電機功

27、率（kw）電壓等級（v）備注szb630/90256001.0790660（4）順槽可伸縮帶式輸送機順槽帶式輸送機要與工作面推進(jìn)長度相適應(yīng)，小時運量應(yīng)與工作面生產(chǎn)能力相匹配。10#煤層工作面運輸能力為q=198t/h，取輸送機帶速為2.0m/s，則：式中：b帶式輸送機寬度，m；q帶式輸送機的運輸能力，t/h；k貨載截面系數(shù)，取400；v帶式輸送機的運輸速度，2.0m/min；貨載散集容重，取0.9t/m3；c輸送機傾角系數(shù)，010時，c=1。根據(jù)計算順槽可伸縮帶式輸送機選用dsj800/275型帶式輸送機，其技術(shù)特征見表4-2-4。表4-2-4 可伸縮帶式輸送機技術(shù)特征表型號輸送能力（t/h）

28、輸送長度（m）帶速（m/s）帶寬（mm）機電功率（kw）電壓等級（v）備注dsj800/2752006002800275660/1140（5）工作面支護(hù)設(shè)備的選擇設(shè)計推薦10#煤層工作面采用高檔普采一次性采全高的采煤方法,頂板管理采用全部垮落法。高檔普采工作面支護(hù)設(shè)備重新選型。1）10#煤層高檔普采工作面支護(hù)的選擇:10#煤層厚度0.53.70m，平均1.86m，頂板為泥巖，老頂為石灰?guī)r，局部地段直接頂板即為石灰?guī)r，多為五類頂板，局部為一類。設(shè)計工作面采用單體液壓支柱配鉸接梁頂梁支護(hù)，全部垮落法管理頂板。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗和有關(guān)技術(shù)文件，頂板選用dz25-1.8100型單體液壓支柱配合djb-600

29、型鉸接梁支護(hù)，一梁三柱支護(hù)，采用“三、四”排管理頂板，最后一排在兩梁之間支設(shè)一根點柱，最大控頂距4.0m，最小控頂距3.4m，柱距、梁間距0.3、0.8m，支柱排距0.8m，移梁步距為1.6m。表4-2-5 dz25-1.8100單體液壓支柱主要技術(shù)參數(shù)序號名稱單位數(shù)量備注1支撐高度mm111018002伸縮行程mm6903額定工作阻力m3004初撐力kn1181575油缸直徑mm1006底座面積cm21097額定工作液壓mpa38.28泵站工作壓力mpa15-20體液壓支柱高度選擇 hmax=mmax -b+e =2200-140+100=2160mmhmin=mmin -s-b-a=115

30、0-50-140-10=950mm式中：hmax、hmin支架的最大、最小高度，mm；mmax、mmin工作面的最大、最小采高，mm； b頂梁或柱帽厚度，頂梁取140mm；e高度富余量，一般取c=100mm；s頂板最大控頂距時最大下沉量，50mm；a卸載高度，取10mm。支柱選取dz25-1.8100型單體液壓支柱，支撐高度為1.11-1.8m，所選支柱合理，滿足支護(hù)要求。排距、柱距的確定工作面支護(hù)方式為頂板選用dz25-1.8100型單體液壓支柱配合djb-600型鉸接梁支護(hù)，鉸接梁成對布置，交錯邁步移梁，一梁三柱支護(hù)，最后一排在兩梁之間支設(shè)一根點柱，采用“三、四”排管理頂板，最大控頂距4.

31、0m，最小控頂距3.4m，循環(huán)進(jìn)度 0.6m，確定排距0.6m。柱距、梁間距按下式計算：單位面積頂板壓力按下式計算：p=89.8m cos362.6kn/m2式中：8煤層采高8倍的巖柱；p單位面積頂板壓力，kn/m2；頂板巖石視密度；取2.5kg/cm3m煤層平均采高；1.86m，煤層傾角， 6；柱距、梁間距計算：設(shè)工作面頂板壓力與工作面支柱的支撐力相等柱距、梁距計算：設(shè)工作面頂板壓力與工作面支柱的支撐力相等lpln pe/式中：l工作面長度,160m；最大控頂距，4.0m柱距、梁距pe支柱額定工作阻力，pe =300kn；p單位面積頂板壓力，362.6kn/m2；n最大控頂距時支柱排數(shù)，4；

32、柱距、梁距：=npe/p=(4300)(362.64)=0.8m，實際對梁間距取0.3 m，相鄰對梁間距取0.6m。頂板所需支護(hù)密度n1=ppe=362.6300=1.2pe支柱額定工作阻力，pe =300kn；實際支護(hù)密度n2= n2/()=8(1.14)=1.82式中：n2最大控頂距時一行支柱數(shù)n2 n1柱距、梁距取0.3m、0.6m合理。工作面支護(hù)方式滿足支護(hù)要求。工作面需要支柱數(shù)量nkpbl/pe =1.2362.61604/300928.2式中：p單位面積頂板壓力，230kn/m2；k為支柱承受荷載不均勻系數(shù)，1.2l工作面長,160m；c最大控頂距，4 mpe支柱工作阻力，pe =

33、300kn；實際支柱數(shù)為1201.181164根，鉸接梁數(shù)為1601.12291根，滿足支護(hù)要求。（6）破碎機設(shè)計破碎機選用plm800破碎機，其主要技術(shù)參數(shù)見表4-2-6。表4-2-6 破碎機主要技術(shù)特征表型 號過煤能力(t/h)破碎能力(t/h)出料粒口（mm）最大輸入塊度（mm）機電功率（kw）電壓等級（v）plm80080080035070060090660（7）乳化液泵站設(shè)計選用mrb200/31.5a型乳化液泵站，公稱壓力31.5mpa，泵站流量200lmin，功率125kw。其主要技術(shù)參數(shù)見表4-2-7。 表4-2-7 乳化液泵站主要技術(shù)特征表型 號公稱壓力（mpa）公稱流量(l

34、/min)轉(zhuǎn)速（r/min）機電功率（kw）電壓等級（v）mrb200/31.5a31.5200147012566010#煤層回采工作面機械設(shè)備配備詳見下表：序號設(shè)備名稱設(shè)備型號功率（kw）單位數(shù) 量備注使用備用合計1采煤機mg180/420-wd420臺112可彎曲刮板輸送機sgz630/2642132部113轉(zhuǎn)載機szb630/9090部114可伸縮帶式輸送機dsj800/275275部115破碎機plm80090臺116乳化液泵站mrb200/31.5a125套1127乳化液箱grx1500個1128噴霧泵站kpb250/1055臺1129單體液壓支柱dz25-1.8100根900909

35、9010鉸接梁djb-600根2002022011型梁dfb-2400根4004044012單體液壓支柱dz25-25/100根1203015013型梁dfb-3800根2052514小水泵kwqb12-45-44臺22415注水泵5d2/15012臺11216注水鉆myz15015臺1117探水鉆maz-20011.0臺11218巖石電鉆ez22.02臺2219調(diào)度絞車jd11.411.4臺31420回柱絞車jh1418.5臺2221阻化劑噴射泵wj242.2臺22四、端頭支護(hù)與超前支護(hù)設(shè)計10#煤層首采工作面采用高檔普采一次性采全高的采煤方法,頂板管理采用全部垮落法。10#煤層高檔普采工作

36、面端頭支護(hù)和超前支護(hù)設(shè)備重新選型?；夭晒ぷ髅嫔稀⑾露祟^采用dz25-25/100型單體液壓配合3.8m的型長鋼梁四對八梁、一梁四柱交替掩護(hù)支護(hù)，端尾采用3.8m的型長鋼梁二對四梁、一梁四柱交替掩護(hù)支護(hù)。超前支護(hù)為dz25-25/100型單體液壓支柱配合dfb-2400型頂梁支護(hù),超前支護(hù)長度為20m。五、工作面循環(huán)數(shù)、月進(jìn)度和年進(jìn)度及工作面長度根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范，并結(jié)合10#煤層賦存條件，考慮井型、工作面產(chǎn)量等因素，確定回采工作面長度為160m，工作面采用“四六”工作制，每天三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每個生產(chǎn)班割四刀煤完成四個循環(huán)，采煤機截深0.6m，循環(huán)進(jìn)度0.6m，日進(jìn)度7.2m，正規(guī)循環(huán)

37、率80%，年推進(jìn)度1900.8m。六、采區(qū)及工作面回采率根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范，10#煤層采區(qū)回采率為80，工作面回采率為95。第三章 主要生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備能力計算第一節(jié) 主要生產(chǎn)系統(tǒng)1、運煤系統(tǒng)采煤工作面：采煤機落煤裝煤刮板運輸機運煤轉(zhuǎn)載機轉(zhuǎn)載順槽帶式輸送機運煤11號煤集中運輸巷帶式輸送機運煤主斜井地面。掘進(jìn)工作面：掘進(jìn)煤掘進(jìn)帶式輸送機11號煤集中運輸巷帶式輸送機運煤主斜井地面。2、運料排矸系統(tǒng)運料：地面 副斜井11號煤集中軌道巷回風(fēng)順槽回采工作面。矸石運輸:采掘工作面11號煤集中軌道巷副斜井地面。3、通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流副斜井（主斜井）11號煤集中軌道巷（11號煤集中運輸巷）工作面運輸順槽回采

38、工作面回風(fēng)順槽總回風(fēng)巷回風(fēng)平硐地面。4、排水系統(tǒng)采掘工作面小水泵主水倉中央水泵房副斜井地面水處理站。5、防塵供水系統(tǒng)主斜井集中運輸各主要大巷各采掘工作地點。6、壓風(fēng)系統(tǒng)地面副斜井各采掘工作地點。7、供電系統(tǒng)設(shè)計井下1個主要配電點：井下中央變電所。井下主變電所的雙回電源引自礦井10kv變電所的10kv不同母線側(cè)，中央變電所主要負(fù)責(zé)井下主排水泵和其變電所附近的大巷用電設(shè)備用電。井下動力電壓為1140v、660v、127v。中央變電所和中央排水泵房比鄰，故中央變電所設(shè)有2臺kbsg200kva礦用隔爆型干式變壓器，主供主排水泵用電。1臺kbsg400kva礦用隔爆型干式變壓器，主供大巷運輸用電，2臺

39、kbsg100kva局扇變壓器，經(jīng)專用開關(guān)，專用電纜主供掘進(jìn)面局扇用電。各掘進(jìn)面局部通風(fēng)機采用“三專兩閉鎖”、“雙風(fēng)機、雙電源自動切換”的供電方式。設(shè)計選用qbz-480fz型風(fēng)機專用切換開關(guān)做為局部通風(fēng)機的起動器。能對雙電源供電的雙局部通風(fēng)機起到主、輔機相互切換的功能，保證了工作的可靠性。主變電所以10kv電壓向回采工作面（1000+500kva）、一個運輸順槽掘進(jìn)面（630kva）、一個回風(fēng)順槽掘面（630kva）的移動變電站供電，以660v電壓向軌道巷調(diào)度絞車及小水泵等低壓用電設(shè)備供電第二節(jié) 采區(qū)通風(fēng)一、風(fēng)量計算及風(fēng)量確定采煤工作面實際需要風(fēng)量的計算 按工作面氣象條件選擇適宜的風(fēng)速計算：

40、q采=6070%v采風(fēng)s采面k采高k采面長式中:q采采煤工作面實際需要的風(fēng)量，m3/min；v采風(fēng)采煤工作面的風(fēng)速，按采煤工作面進(jìn)風(fēng)流的溫度取，當(dāng)工作面溫度調(diào)節(jié)為20時，取1.0m/s。s采面采煤工作面的平均有效斷面積，4.01.5=6.0m2；k采高采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)，回采工作面采高小于2m取1.0。k采面長采煤工作面長度調(diào)整系數(shù)，工作面長度160m，取1.1。q采=6070%1.06.01.01.1=277.2m3/min。按瓦斯(或二氧化碳)涌出量計算q采=100q采kc式中：q采采煤工作面瓦斯絕對涌出量，取1.37m3/min；（根據(jù)晉中市煤炭工業(yè)局市煤辦瓦發(fā)201277號晉中市煤

41、炭工業(yè)局關(guān)于山西靈石國泰紅巖煤業(yè)有限公司礦井瓦斯涌出量預(yù)測報告的批復(fù)，該礦井生產(chǎn)能力為450kt/a，開采7號煤層時回采工作面最大絕對ch4涌出量為1.16m3/min，開采10號煤層時回采工作面最大絕對ch4涌出量為1.37m3/min，開采11號煤層時回采工作面最大絕對ch4涌出量為1.96m3/min。上述預(yù)測結(jié)果相近，取最大值計算)。kc采煤工作面瓦斯涌出不均勻的風(fēng)量備用系數(shù)，取1.6。q采= 1001.371.6=219.2m3/min按工作面適宜溫度計算q采=60vcscki式中：vc回采工作面適宜風(fēng)速，1.0m/s；sc回采工作面有效斷面積，工作面最大空頂距6.05m最小空頂距5

42、.45m，采高度1.5m，則回采工作面有效斷面面積為6.070=4.2m2ki工作面長度系數(shù)，1.1。q采=601.04.21.1=277.2m3/min按工作面人數(shù)實際需風(fēng)量q采=4n式中：n回采工作面同時工作最多人數(shù)，40人。q采=440=160m3/min設(shè)計選取按以上四種方法計算結(jié)果中的最大值277.2m3/min。按風(fēng)速驗算a.驗算最小風(fēng)量q采600.25scbscb=lcbhcf70q采600.25scb=600.256.35=95.25m 3/minb.驗算最大風(fēng)量q采604.0scsscs=lcshcf70q采604.0scs=604.05.72=1372.8m 3/min式中

43、：scb采煤工作面最大控頂有效斷面積，m2；lcb采煤工作面最大控頂距，m；hcf采煤工作面實際采高，m；scs采煤工作面最小控頂距有效斷面積，m2；lcs采煤工作面最小控頂距；0.25采煤工作面允許的最小風(fēng)速，m/s；70有效通風(fēng)斷面系數(shù)；4.0采煤工作面允許的最大風(fēng)速；經(jīng)驗算：95.25m3/minq采=277.2m3/min1372.8m3/min滿足風(fēng)速要求。根據(jù)上述計算得知,按工作面瓦斯涌出量計算的風(fēng)量最大,故該采煤工作面需要風(fēng)量取277.2m3/min。備用工作面實際需要風(fēng)量，應(yīng)滿足瓦斯、二氧化碳等規(guī)定計算的風(fēng)量，且最少不應(yīng)低于采煤工作面實際需要風(fēng)量的50%。則回采工作面需總風(fēng)量q

44、采=277.2（150%）415.8m3/s2）掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量的計算按瓦斯(或二氧化碳)涌出量計算q掘=100q掘k式中：q掘掘進(jìn)工作面瓦斯絕對涌出量，取0.18m3/min；(根據(jù)晉中市煤炭工業(yè)局市煤辦瓦發(fā)201277號晉中市煤炭工業(yè)局關(guān)于山西靈石國泰紅巖煤業(yè)有限公司礦井瓦斯涌出量預(yù)測報告的批復(fù)，該礦井7號煤層每個掘進(jìn)工作面最大絕對ch4涌出量為0.19m3/min， 10號煤層每個掘進(jìn)工作面最大絕對ch4涌出量為0.18m3/min，11號煤層每個掘進(jìn)工作面最大絕對ch4涌出量為0.12m3/min。上述預(yù)測結(jié)果相近，取最大值計算)。k掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量不均勻的風(fēng)量備用系數(shù)，取2

45、.0；q掘掘進(jìn)工作面實際風(fēng)量，m3/min。q掘=1000.182.0=36m3/min按人數(shù)計算q掘=4n式中: n掘進(jìn)工作面內(nèi)同時工作的最多人數(shù)，為20人。q掘=420=80m3/min按局部通風(fēng)機吸風(fēng)量計算q掘=qfi+600.25s式中：qf局部通風(fēng)機額定風(fēng)量，m3/min。掘進(jìn)工作面選用fbd-5.6/215kw局部通風(fēng)機，吸風(fēng)量358-238m3/min，取358m3/min； i掘進(jìn)面同時運轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機臺數(shù)，1臺；s掘進(jìn)工作面斷面積，m2取10。 q掘=3581+600.2510=508m3/min。按風(fēng)速驗算按最低風(fēng)速驗算時斷面取大值q掘15sj=1510.92=163.8m

46、3/min。最高風(fēng)速驗算時斷面取小值q掘240sj=24010=2400m3/min。式中：sj掘進(jìn)工作面巷道過風(fēng)斷面，m2。取10m2經(jīng)驗算：163.8m3/minq掘=508m3/min2400m3/min，滿足風(fēng)速要求。根據(jù)上述計算得知，按局部通風(fēng)機吸入量計算的風(fēng)量最大。采區(qū)掘進(jìn)配備兩個綜掘工作面,另外考慮配備一個備用掘進(jìn)工作面。因此，掘進(jìn)工作面總風(fēng)量為： q掘=508+802=668m3/min。3）硐室需風(fēng)量各個獨立通風(fēng)硐室的供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進(jìn)行計算。采區(qū)變電所采區(qū)變電所，配風(fēng)量120 m3/min，q采變=120 m3/min。充電硐室機電硐室，配風(fēng)量120 m3/

47、min，q機電=120 m3/min。q硐室q采變+q充電=120+120=240 m3/min4）其他用風(fēng)巷道實際需風(fēng)量計算按總風(fēng)量的10%計算：q其它=(q采+q掘+q硐)10%q其它（415.8668240）10%132.38 m3/min故由以上計算可得礦井總風(fēng)量為：q礦井（415.8668240132.38）1.251820.2m3/min。 風(fēng)量分配：根據(jù)上述計算，進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)井筒風(fēng)量分配如下：主斜井進(jìn)風(fēng)量： 25 m3/s；副斜井進(jìn)風(fēng)量： 35 m3/s；回風(fēng)平硐回風(fēng)量：60 m3/s。根據(jù)上述計算，風(fēng)量分配如下：回采工作面：14 m3/s；綜掘工作面：21020 m3/s；備用工

48、作面：7 m3/s；采區(qū)變電所：3 m3/s；充電硐室：3 m3/s；其它用風(fēng)地點：13m3/s。二、 通風(fēng)設(shè)施、防止漏風(fēng)和降低風(fēng)阻的措施1.通風(fēng)設(shè)施和防止漏風(fēng)的措施通風(fēng)設(shè)施分為兩類。一類為引導(dǎo)風(fēng)流的設(shè)施，包括風(fēng)硐、風(fēng)橋、調(diào)節(jié)風(fēng)門、測風(fēng)站；另一類為隔斷風(fēng)流設(shè)施，包括防爆門（蓋）、風(fēng)門、密閉墻。（1）風(fēng)硐：連接地面通風(fēng)機裝置和風(fēng)井的一段巷道。修筑風(fēng)硐時應(yīng)符合下列要求：1）因為通過風(fēng)硐的風(fēng)量很大，而且風(fēng)硐內(nèi)外的壓力較大，又由于風(fēng)硐的服務(wù)年限長，設(shè)計采用混凝土材料砌碹建筑。2）要求風(fēng)硐內(nèi)風(fēng)速不超過15m/s。礦井總風(fēng)量為46m3/s，風(fēng)硐凈斷面積不得小于5.4m2。設(shè)計斷面形狀為園形，直徑3.0m。

49、3）風(fēng)硐不宜過長，與井筒連接處要平緩。設(shè)計風(fēng)硐與井筒連接處距離地面不小于5m，風(fēng)硐傾角45，長度8m。（2）風(fēng)橋：將兩股平面交叉的新、污風(fēng)流隔成立體交叉的一種通風(fēng)設(shè)施，污風(fēng)從橋上通過、新風(fēng)從橋下通過。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點不同，分為繞道式風(fēng)橋、混凝土風(fēng)橋和鐵筒式風(fēng)橋。依據(jù)服務(wù)年限及通過的風(fēng)量，設(shè)計采用繞道跨頂式風(fēng)橋。掘進(jìn)風(fēng)橋時應(yīng)符合下列要求：1）采用不燃性材料支護(hù)，風(fēng)橋兩端掘進(jìn)成流線性，坡度不大于25。2）風(fēng)橋斷面積不小于原巷道斷面積的80%，區(qū)段回風(fēng)巷風(fēng)橋斷面積不小于7.0m2，采區(qū)及集中回風(fēng)巷風(fēng)橋斷面積不小于10m2。（3）調(diào)節(jié)風(fēng)門：用以增加局部阻力的方式來調(diào)節(jié)各工作面、通風(fēng)巷道的風(fēng)量。安裝調(diào)節(jié)風(fēng)門

50、時應(yīng)符合下列要求：1）調(diào)節(jié)風(fēng)門至少設(shè)置兩道，間距不小于5m。避免在彎道或傾斜巷道中設(shè)置風(fēng)門。2）風(fēng)門采用金屬材料制做。風(fēng)門的門扇安設(shè)在檔風(fēng)墻垛的門框上，墻垛可用磚、料石或水泥砌筑，墻垛厚不小于0.45m，四周掏槽深0.20.3m，掏到實處，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，漏風(fēng)少。3）風(fēng)門前后5m內(nèi)支護(hù)完好。4）風(fēng)門應(yīng)迎風(fēng)開啟，傾角8085。（4）測風(fēng)站：用以測量全礦井總進(jìn)風(fēng)量和回風(fēng)量，以及各采區(qū)各采掘工作面的進(jìn)風(fēng)量和回風(fēng)量。測風(fēng)站時應(yīng)符合下列要求：1）測風(fēng)站必須設(shè)在直線巷道中。2）測風(fēng)站長度不小于4.0m，附近至少要有1015m斷面沒有變化。3）測風(fēng)站不得設(shè)在風(fēng)流匯合處附近，站內(nèi)不得有障礙。（5）防爆門：在裝有通風(fēng)機的回風(fēng)平硐井口，為防止瓦斯爆炸時毀壞通風(fēng)機的安全設(shè)施。安裝防爆蓋時應(yīng)符合下列要求：1）防爆門用鋼板焊接制做。2）防爆門四周用四條鋼絲繩，繞過滑輪，用掛有配重的平衡錘牽住。3）防爆門下端放入井口圈的凹槽中。凹槽深不小于300mm，槽內(nèi)夏秋季放滿水，春冬季放滿油。（6）風(fēng)門：在不允許風(fēng)流通過，但需行人或行車的巷道內(nèi)，設(shè)置風(fēng)門。設(shè)置風(fēng)門應(yīng)符合下列要求： 1）必須安設(shè)2道連鎖的正向風(fēng)門和2道反向風(fēng)門，建議安設(shè)無壓風(fēng)門。風(fēng)門間距行人時不小于5m，行車時不小于一列車的長度。2