十二號(hào)礦技改說(shuō)明書

PAGEPAGE10第一章井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié)概況一、井田與交通位置上疃十二號(hào)煤礦位于昌樂(lè)縣城東，距昌樂(lè)縣城9km，東距濰坊市城區(qū)21km，屬昌樂(lè)縣五圖鎮(zhèn)管轄。其地理座標(biāo)為(極值)東經(jīng)118°53’30”~118°54’30”，北緯36°38’59”~36°39’37”，面積0.93km2。區(qū)內(nèi)公路四通八達(dá)，北距膠濟(jì)鐵路朱劉店站5km，距濟(jì)青高速公路11km，交通十分便利。二、自然地形1、地形礦區(qū)地形為丘陵，地面標(biāo)高+90m～+130m，起伏不大。2、河流礦區(qū)中部為小圩河，兩側(cè)有小的沖溝，皆為季節(jié)性河流。3、氣候該區(qū)地處溫帶，屬季風(fēng)型大陸性氣候。四季分明，冬季長(zhǎng)且干旱，雨雪稀少；春季多風(fēng)，干燥；夏季炎熱多雨，秋季間有旱澇。據(jù)濰坊氣象局資料統(tǒng)計(jì)，該區(qū)日照數(shù)約2560小時(shí)，年平均氣溫為12.0℃（最高達(dá)41℃，最底-18℃），年平均降雨量653mm，年平均蒸發(fā)量1878mm。本區(qū)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)較好，以種植小麥、玉米、黃芋、蔬菜、為主。工業(yè)較落后，以加工業(yè)為主。水電條件較差，勞力較充足。氣象資料觀測(cè)顯示，近年來(lái)氣候有所變化，主要表現(xiàn)為降雨量有所減少，冬季氣溫略有升高并出現(xiàn)暖冬現(xiàn)象。4、地震根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011–2001規(guī)定，淄博市張店地區(qū)建筑抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。5、凍土冰凍期為當(dāng)年12月至次年二月，凍土厚約50cm左右。第二節(jié)地質(zhì)特征一、井田地層昌樂(lè)縣上瞳十二號(hào)煤礦采區(qū)是五圖煤田2號(hào)井田的一部分，位于2號(hào)井田的西半部，面積0.93km2。五圖煤田位于魯中隆塊（Ⅲ）泰山——沂山隆起（Ⅳ）昌樂(lè)凹陷的東緣，鄌郚－葛溝大斷裂西側(cè)，是由F1、F3、F6三條大斷層圈定的西寬東窄的楔狀塊段，面積7.2km2，含煤巖系為古近系五圖群，煤類為褐煤。本區(qū)地層自下而上分述如下。1、新太古界泰山巖群（Ar3t）分布于煤田以南，被第四紀(jì)沙土及新近紀(jì)寒武巖所覆蓋，僅局部有出露，與五圖群呈斷層接觸，主要巖性為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖。2、寒武系長(zhǎng)清群（?c）分布于礦田北部，與泰山巖群呈不整合接觸，與五圖群呈斷層接觸。巖層走向北西，傾向北東，傾角10°左右，主要巖性為薄層泥質(zhì)灰?guī)r。薄層含生物碎屑泥晶灰?guī)r，中厚層含藻屑泥晶灰?guī)r夾黃綠色頁(yè)巖。3、白堊系王氏群（Kw）分布煤系地層下部。上部巖性為長(zhǎng)石石英巖、紫色頁(yè)巖、安山質(zhì)礫巖，下部為紫色砂質(zhì)礫巖夾砂巖。厚約1300m。4、古近系五圖群（Ew）分布于F1以南，厚1500m，巖相變化大，巖石組合簡(jiǎn)單，由下而上可分為朱壁店組、李家崖組和小樓組。礦區(qū)內(nèi)僅見李家崖組，與下伏王氏群呈角度不整合接觸。朱壁店組（EwZ）：主要巖性為一套河流相紫紅、灰綠、灰色砂礫巖、泥巖。下部為巨礫巖、粗礫巖及砂礫巖夾少量砂質(zhì)頁(yè)巖。與下伏奧陶紀(jì)馬家溝組呈角度不整合接觸。厚240m。李家崖組（EwL）：巖性以淺湖相砂巖、泥巖為主，分為上部含煤段，中部含煤段、油頁(yè)巖段和下部含煤段，是五圖煤田的含煤巖系。其中含較豐富的化石：哺乳類、介形類、孢粉等。厚846m，與朱壁店組呈整合接觸。小樓組（EwX）：巖性為河湖交替沉積的紫紅、灰綠、灰白色砂質(zhì)頁(yè)巖、泥巖、泥灰?guī)r、砂巖、煤層及砂礫巖，含少量動(dòng)物化石，厚90～300m。與下伏李家崖組呈整合接觸。5、新近系臨朐群（Nl）在五圖南部廣布，為臨朐群牛山組（NlN）。主要巖性為灰黑色玄武巖，氣孔狀玄武巖夾紅色泥巖、灰白色砂巖、砂礫巖。在礦區(qū)內(nèi)僅局部殘存，厚約95m。與下伏五圖群呈角度不整合接觸。二、地質(zhì)構(gòu)造五圖煤田位于昌樂(lè)凹陷的東部，鄌郚－葛溝大斷裂之間，為一小的斷陷盆地，井田內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，以斷裂為主。1、斷裂構(gòu)造F1斷裂：該斷裂可分為兩段，東段走向NWW，東端在龍關(guān)村交與鄌郚—葛溝斷裂，向西經(jīng)東上疃，拉頭廠至老莊，長(zhǎng)約6km，走向110°～140°，傾向SW，傾角72°～80°。斷裂上盤為五圖群，下盤為寒武系，兩盤垂直斷距5000～6000m，為煤田的北界斷裂。斷裂西段東自老莊向NW至西安莊與昌樂(lè)斷裂相交，長(zhǎng)約6.5km，多被第四系覆蓋，走向140°～150°，傾向SW，傾角72°。F3斷裂：為五圖煤田的主要斷層，整體走向130°，呈波狀延伸；傾向SW，傾角75°。斷裂北盤上升，南盤下降，垂直斷距約1000m。斷裂東段在辛旺村東與F1相交，向NW經(jīng)辛旺村北，吳家莊至駕校，控制長(zhǎng)度4.8km，向西被第四系覆蓋。F4斷裂：位于5線以西，依據(jù)3、4線剖面資料推斷經(jīng)采掘坑道揭露定位。斷層走向125°。傾向SW，傾角68°，為一正斷層，垂直落差12m。2、褶皺構(gòu)造總觀五圖煤田含煤巖系的產(chǎn)狀較為穩(wěn)定，總體變化較小，沿走向及傾向地層呈波狀起伏，為寬緩的褶皺。5線以西，地層走向NW，傾向SE，傾角10°～22°間；5線～7線間，地層走向近EW，傾向S，傾角6°～15°間，7線以東轉(zhuǎn)為NEE向。4線至5線和6線至13線間各有寬緩的向斜，樞紐大致呈NNE向。4線以西地層呈單斜產(chǎn)出，傾向上略有起伏。三、巖漿巖礦田內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，除覆蓋在煤系地層以上的玄武巖外，在煤系地層中尚具有薄層凝灰?guī)r。該凝灰?guī)r層與煤層形成時(shí)間相近，對(duì)煤層的形成與保存無(wú)大的影響。對(duì)煤層有侵蝕作用的有閃長(zhǎng)玢巖，其它巖漿巖無(wú)影響。閃長(zhǎng)玢巖：巖石呈灰—灰綠色，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為細(xì)—微晶質(zhì)、塊狀，斑晶為角閃石、斜長(zhǎng)石。閃長(zhǎng)玢巖呈巖床狀侵位于D組下部，對(duì)煤層有侵蝕和烘烤作用，但對(duì)中煤組無(wú)影響。已發(fā)現(xiàn)的閃長(zhǎng)玢巖脈分布于6線14孔，脈巖厚3.75m，埋深483m。四、煤層與煤質(zhì)1、煤層依據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告及礦山開采資料統(tǒng)計(jì)，上疃十二號(hào)煤礦擴(kuò)大區(qū)范圍內(nèi)的可采煤層有煤4、煤5和煤7三層煤。煤層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，走向上呈向SW凸出的弧形彎曲，5線以西走向NW，5線～7線間走向近EW，傾向S或SW，呈波狀起伏，傾角6°～22°間，其他特征詳述如下：煤7：是五圖煤田的主要可采煤層，見煤工程13個(gè)，煤層厚大于0.8m的2個(gè)，可采煤層厚0.80～1.00m，平均0.83m。埋深0～420m。上距煤523～56m，平均46m。煤層頂板以含油頁(yè)巖為主，部分（中部）為粘土巖砂質(zhì)頁(yè)巖；底板以粘土砂質(zhì)頁(yè)巖為主，局部為含油質(zhì)泥頁(yè)巖（詳見表4-1）。煤5：為本區(qū)可采煤層之一，見煤工程21個(gè)，煤層厚大于0.8m的8個(gè)，可采煤層厚0.80～1.40m，平均1.02m，埋深0～420m。上距煤412～16m，平均14m，煤層頂板為砂質(zhì)粘土巖、頁(yè)巖，局部含油頁(yè)巖，底板為砂礫頁(yè)巖。該層煤為單層煤、無(wú)夾石。煤4：是本區(qū)的主要可采煤層，見煤工程19個(gè)，煤層厚大于0.8m的9個(gè)，可采煤層厚0.80～2.00m，平均1.11m。上距煤310m左右，埋深0～330m。煤層頂板為含油泥頁(yè)巖，局部為砂質(zhì)頁(yè)巖；底板為砂質(zhì)粘土頁(yè)巖，少量砂巖或炭質(zhì)頁(yè)巖。該煤層含薄層夾矸，夾矸厚0.09m，呈透鏡狀，夾石巖性為砂巖。煤層特征一覽表煤巖層名稱厚度（m）可采煤層厚度（m）見煤點(diǎn)可采點(diǎn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度夾矸頂板巖性底板巖性最大—最小最大—最小厚度（m）巖性平均平均煤40～2.00.8～2.0199較簡(jiǎn)單穩(wěn)定0.09砂巖含油泥質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖砂質(zhì)粘土頁(yè)巖，少量砂巖、炭質(zhì)頁(yè)巖0.671.11煤50～1.400.8～1.40218簡(jiǎn)單較穩(wěn)定0砂質(zhì)粘土巖、頁(yè)巖，局部含油頁(yè)巖砂質(zhì)頁(yè)巖0.751.02煤70～1.800.8～1.00132簡(jiǎn)單較穩(wěn)定0含油泥頁(yè)巖、少量粘土巖、砂質(zhì)頁(yè)巖粘土砂質(zhì)頁(yè)巖，局部含油泥頁(yè)巖0.480.832、煤質(zhì)（1）煤巖特征依據(jù)煤的宏觀特征，十二號(hào)煤礦的煤為半亮煤和半暗煤，煤巖呈黑褐色—黑色，條痕為棕黑色，呈瀝青光澤，貝殼狀斷口，條帶狀結(jié)構(gòu)明顯，裂紋較發(fā)育。煤巖中夾有薄層紋層砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖或炭質(zhì)頁(yè)巖，局部地段具有木炭。（2）煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果依據(jù)上疃十二號(hào)煤礦取樣、濰坊市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所的檢驗(yàn)報(bào)告，煤的主要工業(yè)分析和工藝性質(zhì)參數(shù)如下：揮發(fā)分26.55～49.13％，灰分32.58～36.69％，硫分1.03～1.79％，發(fā)熱量15.88MJ/kg。（3）煤質(zhì)綜合評(píng)價(jià)根據(jù)煤質(zhì)分析結(jié)果，本礦區(qū)煤質(zhì)的特點(diǎn)是：揮發(fā)分高，發(fā)熱量低，燃點(diǎn)低，含油量低，且煤巖松軟、易風(fēng)化、粘結(jié)性差。煤巖的變質(zhì)程度（揮發(fā)分產(chǎn)率）與炭化程度（碳?xì)浜浚┑偷奶攸c(diǎn)，認(rèn)為本煤田煤種為較老的褐煤。煤的用途主要為民用。工業(yè)上可用于火力發(fā)電，氣化及煉油（低溫干餾）用煤。五、礦井水文地質(zhì)1、區(qū)域水文地質(zhì)概況五圖煤田位于昌樂(lè)東部的低山丘陵區(qū)，地勢(shì)總的趨勢(shì)是南高北低，地表主要水系由南部低山丘陵區(qū)向北流入平原區(qū)。地表水體不多，除小型水庫(kù)外，無(wú)大的地表水體。地表水系皆為季節(jié)性河流，匯水面積小，水量小，受季節(jié)影響較大。依據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、巖性特征將水文地質(zhì)分為三個(gè)含水區(qū)，即北部裂隙水區(qū)、中部潛水區(qū)、南部及西部的風(fēng)化裂隙水區(qū)。區(qū)域地下水的補(bǔ)給源主要為大氣降水，平均年降水量600～700mm，降雨期主要在7、8、9月份。地表水的排泄方式主要靠地表溝谷注入大圩河，主要補(bǔ)給地下水。地下水的排泄方式在溝谷中呈群泉排入小圩河中，部分通過(guò)斷層、裂隙補(bǔ)給含煤巖系，是煤層充水的主要來(lái)源?，F(xiàn)因降雨量小，大圩河、小圩河河床長(zhǎng)年干涸。2、充水條件（1）地表水礦田內(nèi)地表水系不發(fā)育，為小型沖溝和季節(jié)性河流。沖溝近南北向，全年基本無(wú)水，僅汛期匯集洪水向南流入小圩河，具備良好的排泄條件。小圩河位于礦區(qū)南部，呈東西向，在礦區(qū)內(nèi)長(zhǎng)1100m，春冬為無(wú)水期，夏秋水量較大，流速0.4m/s，流量864m3/h。礦區(qū)南有一較大地表水體——五圖水庫(kù)，最大蓄水量48萬(wàn)立方米，位于礦區(qū)南350m，對(duì)礦區(qū)開采影響不大。（2）含水層第四系含水層：厚0.3～3m，最厚15m，主要由黃土或砂土層組成，為第四紀(jì)潛水，涌水量0.8～3m3/h。地下水流向自北向南，或滲入下部含煤巖系，或呈泉水流入小圩河。砂質(zhì)頁(yè)巖含水層：孔隙、裂隙較發(fā)育，為承壓水，受四系含水層和構(gòu)造裂隙水補(bǔ)給。由于開采長(zhǎng)期抽水，該層含水十分微弱，僅在礦井中見滴水現(xiàn)象。灰?guī)r含水層：賦存于粘土巖間，厚度小，最大厚度2.37m。僅局部含水、水量很小。砂巖含水層，大部為細(xì)砂巖，少部為中砂巖，分布于煤系地層中。共七層，埋深26～151.7m間，厚1.75～6.56m，總厚27.31m。經(jīng)開采證實(shí)，砂巖層中，上部含水較多，下部含水很少，粗砂巖含水多，細(xì)砂巖含水很少。目前井中砂巖層僅有滲水現(xiàn)象，涌水量0.058t/h。（3）隔水層井巷工程揭露證實(shí)，煤系地層中的頁(yè)巖、粘土巖具有良好的隔水性。（4）斷層導(dǎo)水性井田內(nèi)的斷層皆為正斷層，斷層破碎帶中充填有砂和粘土，導(dǎo)水性較弱。F1規(guī)模大，切割深，其下盤為寒武系的灰?guī)r，具導(dǎo)水作用，58號(hào)孔抽水試驗(yàn)，涌水量為0.685t/h。F3上盤有玄武巖，具有較好的水源補(bǔ)給條件，坑道揭露抽水結(jié)果涌水量為1.24m3/h。3、水文地質(zhì)類型劃分本區(qū)全部為第四系覆蓋，采礦區(qū)范圍內(nèi)無(wú)較大的水系存在。雨季地表水排泄通暢，不會(huì)形成礦井進(jìn)水。該區(qū)煤層直接充水含水層為第四系潛水，古近系五圖群中的砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖的裂隙水及薄層灰?guī)r中的巖溶水，因此，本區(qū)煤層充水類型屬孔隙充水礦床。對(duì)礦井直接充水的含水層——砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖和薄層泥灰?guī)r，含水較弱，透水性差，涌水量為0.058m3/h。煤層上下的粘土巖、頁(yè)巖起隔水作用。礦田邊界皆為斷層，煤層中也有小的斷層存在，但斷層破碎帶中充填有粘土、砂質(zhì)粘土，導(dǎo)水性差。涌水量為0.658m3/h，對(duì)礦井充水的威脅較小，因此，本礦區(qū)水文地質(zhì)類型劃為簡(jiǎn)單型。4、礦井涌水量根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件和涌水觀測(cè)資料，采用綜合涌水量比較法對(duì)礦井涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。Q1預(yù)計(jì)礦井最大涌水量Q大2003年礦井最大涌水量28.6m3/hS預(yù)計(jì)礦井最大開采深度200mS02003年實(shí)際開采深度198mF預(yù)計(jì)開采最大面積0.78km2F02003年前開采面積0.15km2預(yù)計(jì)礦井正常涌水量為52.69m3/h，最大涌水量為71.93m3/h。六、開采技術(shù)條件1、煤層頂?shù)装鍘r性井田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單型，但五圖群地層屬軟巖層，固結(jié)差，力學(xué)強(qiáng)度低。煤層頂?shù)装鍖永戆l(fā)育，其工程地質(zhì)類型屬較復(fù)雜型。各煤層頂?shù)装骞こ痰刭|(zhì)條件簡(jiǎn)述如下：四層煤：頂板為含油泥頁(yè)巖，層理發(fā)育，硬度f(wàn)=4.5，采后一般及時(shí)冒落，冒落后成大片狀。底板為砂質(zhì)粘土頁(yè)巖，性軟，底鼓，屬較穩(wěn)定型底板（詳見表3-3）。五層煤：頂板為砂質(zhì)粘土巖、含油頁(yè)巖，層理發(fā)育，硬度f(wàn)=4.5。底板為砂質(zhì)頁(yè)巖，屬較穩(wěn)定型。七層煤：頂板為含油泥頁(yè)巖，層理發(fā)育，硬度f(wàn)=4.5。底板為砂質(zhì)粘土頁(yè)巖，性較軟，屬較穩(wěn)定型頂板總之，此三層煤除煤4頂板節(jié)理較發(fā)育，穩(wěn)定性差外，其它煤層頂?shù)锥驾^穩(wěn)定。2、瓦斯在勘探過(guò)程中，采取瓦斯煤樣5個(gè)，測(cè)試結(jié)果見下表。瓦斯煤樣測(cè)定結(jié)果表表3-4孔號(hào)煤層煤層瓦斯成分深度（m）厚度(m)CO2(%)CH4(m3/g)CO2(%)CH4(m3/g)244-1141.001.250.150.780.0050.028244-2145.961.450.100.780.0040.034245163.021.550.3840.830.0040.221604-2147.300.800.5180.67摘自《五圖煤田地質(zhì)勘探最終（詳查）地質(zhì)報(bào)告》在生產(chǎn)過(guò)程中，十二號(hào)煤礦對(duì)本井田瓦斯涌量監(jiān)測(cè)，結(jié)果見下表。表3-5十二號(hào)煤礦瓦斯鑒定結(jié)果表表3-5日期CO2CH4等級(jí)相對(duì)（m3/T）絕對(duì)（m3/日）相對(duì)（m3/T）絕對(duì)（m3/日）CH4（礦）CO2（礦）19946.0011237.41339低微低微19956.501430.87.341614.7低微低微19967.291086.58.261230.7低微低微19976.299566.861042低微低微19986.3513936.53143低微低微濰坊市昌樂(lè)縣上瞳十二號(hào)煤礦技術(shù)改造方案設(shè)計(jì)淄博礦業(yè)集團(tuán)設(shè)計(jì)院PAGE第76頁(yè)共64頁(yè)煤層頂板偽頂?shù)装鍌渥r性厚度（m）孔數(shù)工程地質(zhì)描述巖性厚度（m）孔數(shù)工程地質(zhì)描述巖性厚度（m）孔數(shù)工程地質(zhì)描述最大—最小最大—最小最大—最小平均平均平均煤4含油泥質(zhì)頁(yè)巖3.2～1.524淡黃色，層理發(fā)育，f＝4～5，在層面上含大量貝殼化石，采后需一段時(shí)間冒落，較穩(wěn)定。含油泥質(zhì)頁(yè)巖3.2～1.524同頂板巖性砂質(zhì)粘土頁(yè)巖1.2～0.824松散較軟，層理發(fā)育，局部節(jié)理發(fā)育，夾有少許白色細(xì)砂巖，見水膨脹，抗壓力較差，可塑性強(qiáng)，支柱竄底嚴(yán)重，易鼓底。屬較穩(wěn)定頂板，采準(zhǔn)巷道可布設(shè)在底板和煤層中。1.81.0粘土巖1.5～0.8主要分布在盆地邊緣地帶，灰色，松軟，層理發(fā)育，有時(shí)夾有白色細(xì)砂巖，易鼓底。1.5～0.81.01.01.0煤5含油泥質(zhì)頁(yè)巖4.5～2.011淡黃色，層理發(fā)育，f＝4～5，在層面上含大量貝殼化石，吸水性較差，屬較穩(wěn)定型頂板。含油泥質(zhì)頁(yè)巖4.5～2.011同頂板巖性含油泥質(zhì)頁(yè)巖1.5～1.011同頂板巖性頂板較穩(wěn)定，一般不易變形，可布設(shè)各種巷道。3.23.21.22煤7含油泥質(zhì)頁(yè)巖1.5～2.511淡黃色，層理發(fā)育，f＝4～5，在層面上含大量貝殼化石，吸水性較差，屬較穩(wěn)定型頂板。含油泥質(zhì)頁(yè)巖1.5～2.511同頂板巖性砂質(zhì)粘土頁(yè)巖1.0～2.011松散較軟，層理發(fā)育，局部節(jié)理發(fā)育，見水膨脹，抗壓力較差，可塑性強(qiáng)，屬不穩(wěn)定型。2.02.01.5可采煤層頂、底板工程地質(zhì)性質(zhì)簡(jiǎn)表表3-3從以上可以看出，上疃十二號(hào)煤礦為低瓦斯礦井，礦井瓦斯涌泄主要來(lái)自生產(chǎn)區(qū)，采空區(qū)較少，二氧化碳涌泄量變化不大，為低二氧化碳礦井。3、煤塵上疃十二號(hào)煤礦未做過(guò)煤塵測(cè)試工作，其相鄰五圖煤礦委托“煤炭科學(xué)院總院撫順?lè)衷和咚拱踩芯克边M(jìn)行煤塵取樣鑒定。其結(jié)果為：水分13.52％，灰分32.58％，揮發(fā)分26.55％，火燃長(zhǎng)度小于100mm，抑止煤塵最低巖粉量40％，煤塵爆炸指數(shù)49.26％，具有爆炸危險(xiǎn)。但是，上疃十二號(hào)煤礦機(jī)械化作業(yè)強(qiáng)度低。工作點(diǎn)分散。經(jīng)檢測(cè)，粉塵含量小于2mg/m3，只要加強(qiáng)作業(yè)管理，可以防止爆炸事故發(fā)生。4、煤層自燃發(fā)火五圖煤田煤種為第三系的褐煤，成礦期晚，煤化變質(zhì)程度低，易氧化自燃。在井下或地表都曾發(fā)生自燃現(xiàn)象。其主要原因是老塘封閉不及時(shí)，或地面堆放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成煤堆溫度升高，發(fā)生自燃。據(jù)實(shí)際觀測(cè)，自然發(fā)火期為堆放4～6個(gè)月?；窘鉀Q方法是對(duì)老塘加強(qiáng)密封，生產(chǎn)坑道及時(shí)通風(fēng)，降低井下溫度；采區(qū)的煤堆高度小于2m，存放時(shí)間小于4個(gè)月，即可防止自燃。5、地溫和地壓在礦田勘探階段，未進(jìn)行地溫和地壓的測(cè)定。礦山在開采過(guò)程中，對(duì)地溫進(jìn)行了測(cè)定。恒溫帶深度23～30m間，在井田北部較深，南部較淺，平均深度為25m，恒溫度為14.5℃。-70m水平18.5℃，溫度適宜，不會(huì)對(duì)人體造成危害。由于礦山的技術(shù)水平所限，且采深較淺，未對(duì)地壓進(jìn)行測(cè)定。七、地質(zhì)勘探程度及存在問(wèn)題1、地質(zhì)勘探資料為58～60年勘探成果，由于歷史原因，資料錯(cuò)漏及殘缺之處甚多，且工程質(zhì)量差，勘探程度較低。2、由于58年小煤井開采，本井田與相鄰井田幾處巷道聯(lián)通，古空區(qū)的范圍也缺乏準(zhǔn)確性，有的鉆孔封孔質(zhì)量差，應(yīng)加強(qiáng)探放水工作，防止透水事故和瓦斯事故的發(fā)生。3、本井田西翼鉆孔少，勘探程度低，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)勘擴(kuò)大可采儲(chǔ)量。4、本井田油頁(yè)巖穩(wěn)定，厚度大，具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)補(bǔ)充勘探同時(shí)開發(fā)。第二章井田開拓與開采第一節(jié)井田境界及儲(chǔ)量一、井田境界上疃十二號(hào)煤礦位于昌樂(lè)縣城東，距昌樂(lè)縣城9km，東距濰坊市城區(qū)21km，屬昌樂(lè)縣五圖鎮(zhèn)管轄。其地理座標(biāo)為(極值)東經(jīng)118°53’30”~118°54’30”，北緯36°38’59”~36°39’37”，面積0.93km2。礦井開采煤4、煤5和煤7，開采標(biāo)高從110m至-100m，井田開采范圍用以下9個(gè)座標(biāo)點(diǎn)控制（含原采礦權(quán)區(qū)）：1#：X=4058550.00Y=40402400.002#：X=4058560.00Y=40402237.003#：X=4058969.00Y=40402237.004#：X=4059475.00Y=40401335.005#：X=4058781.00Y=40401161.006#：X=4058775.00Y=40400920.007#：X=4058460.00Y=40400901.008#：X=4058455.00Y=40401282.009#：X=4058282.00Y=40402215.00二、井田儲(chǔ)量1、儲(chǔ)量計(jì)算采用地質(zhì)塊段法。煤層傾角在15°以下時(shí)，直接采用偽厚和面積容重相乘計(jì)算儲(chǔ)量；對(duì)傾角大于15°時(shí)，即將煤厚換算成真厚，平面積換算成斜面積計(jì)算儲(chǔ)量。地質(zhì)儲(chǔ)量按儲(chǔ)量圖的地質(zhì)塊段進(jìn)行相加，地質(zhì)儲(chǔ)量減去各類永久煤柱儲(chǔ)量后乘以回采率即為可采儲(chǔ)量。2、煤層中＜0.05m的夾石與煤層合并，圈為一層。夾矸厚度≥0.05時(shí)，分別圈定。分層煤層厚度大于夾矸厚度時(shí)合并計(jì)算。3、各煤層容重：煤4為1.51，煤5為1.53，煤7為1.52。。上疃十二煤礦總資源儲(chǔ)量167.2萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量83.7萬(wàn)t。擴(kuò)大區(qū)資源儲(chǔ)量估算匯總表表3-2編號(hào)資源儲(chǔ)量（萬(wàn)t）探明儲(chǔ)量煤種111b122b2M11合計(jì)111b122b擴(kuò)大區(qū)煤431.67.51.840.927.56.5152.7褐煤煤54343.037.4煤714.114.112.3合計(jì)88.77.51.898.077.26.5原采礦權(quán)區(qū)煤41.41.414.5風(fēng)氧化煤煤53.83.8合計(jì)5.25.2全區(qū)累計(jì)88.77.57.0103.277.26.5167.2第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、礦井的工作制度礦井年工作日330天，每天三班作業(yè)，每班工作8小時(shí)，每日凈提升時(shí)間為16小時(shí)。二、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力根據(jù)煤層儲(chǔ)量、煤層厚度、機(jī)械化程度及本礦的安全生產(chǎn)管理水平，確定礦井年生產(chǎn)能力6萬(wàn)t/年，日產(chǎn)原煤182噸。三、礦井服務(wù)年限T===10.7年式中：T——礦井服務(wù)年限，年Z——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)tA——礦井生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/年K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=1.3礦井服務(wù)年限為10.7年。第三節(jié)井田開拓一、技術(shù)改造前開拓情況上疃十二號(hào)煤礦原有開拓方式為立井開拓方式，主、副井筒均位于井田東北角，主、副井相距69m。主井凈斷面2.2×2m，地面標(biāo)高+110.5m，井底標(biāo)高+60.0m，井深50.5m，提升方式為單繩單車罐籠，0.5t礦車，絞車型號(hào)JT1200/1080，配用電機(jī)55KW，擔(dān)負(fù)全礦的提煤、提矸、下放設(shè)備材料、上下人員并兼進(jìn)風(fēng)井。副井凈斷面2×1.8m，地面標(biāo)高+111.8m，井底標(biāo)高+66.88m，井深44.92m，為礦井回風(fēng)井，井口安裝C4-74-No8型軸流式通風(fēng)機(jī)二臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，電動(dòng)機(jī)功率22KW。工廣東北角安設(shè)地面變電所，兩路10KV電源分別來(lái)自08煤礦專用線和02專用線，變電所安裝S9－160KVA變壓器各一臺(tái)，向地面供電及雙電源線向井下主配電所低壓供電。主井底大巷北翼建有主配電所、主泵房和水倉(cāng)、泵房安裝175QJ-CB/T2816-9水泵兩臺(tái)，礦井水通過(guò)主井兩排Φ＝60mm排水管路排至地面，井底水倉(cāng)容量300m3。上瞳十二號(hào)煤礦開采原采礦權(quán)范圍內(nèi)的煤4、煤5和煤7，年產(chǎn)能力3萬(wàn)t/年。煤4已回采結(jié)束，正在回采煤5。二、開拓方案的選擇由于上疃十二號(hào)煤礦井田范圍由0.0506km2擴(kuò)大為0.93km2，生產(chǎn)能力由3萬(wàn)t/a擴(kuò)大到6萬(wàn)t/a，需對(duì)各系進(jìn)行改造，考慮以下三個(gè)改造方案：方案一：報(bào)廢原主井，新打主井提升，仍用原副井回風(fēng)。從原主井以南410m處新打一主井作為提升井，井口標(biāo)高+102m，井底標(biāo)高在-38m，井底在煤5，然后開井底車場(chǎng)，建泵房、變電所、水倉(cāng)，然后從-38m運(yùn)輸大巷開510主、副上山、上山頂與原副井總回風(fēng)道打透形成通風(fēng)系統(tǒng)，上下山兩翼回采煤5，在-38m運(yùn)輸大巷94m處向南掘進(jìn)煤4反上山，見煤4后開煤4大巷，然后開410、420運(yùn)輸回風(fēng)上山，兩翼回采煤4，從煤4回風(fēng)上山頂部布置煤4回風(fēng)巷通510回風(fēng)上山。從-38m運(yùn)輸大巷288m處掘進(jìn)煤7反下山見煤7后開煤7大巷，然后開710運(yùn)輸回風(fēng)上山和720運(yùn)輸回風(fēng)下山，雙翼回采煤7。煤4410采區(qū)為礦井投產(chǎn)首采區(qū)。仍用原副井回風(fēng)，并將井筒改造，安設(shè)梯子間，并更換井口二臺(tái)提風(fēng)機(jī)。方案二：利用現(xiàn)有主副井生產(chǎn)系統(tǒng)，改造主副井井筒，使其滿足設(shè)計(jì)6萬(wàn)t/a生產(chǎn)能力的需要。對(duì)主井底泵房、水倉(cāng)改造，使其滿足現(xiàn)有開采面積井田涌水的需要。井下開拓從現(xiàn)有井底布置兩條下山分別見煤4及煤5，然后布置煤4及煤5大巷和上下山。從煤5大巷反打下山煤7，布置煤7大巷及上下山。方案三：報(bào)廢原主井，新打主井提升，仍用原副井回風(fēng)，充分利用原有的開拓巷道。從原主井以南410m處新打一主井作為提升井，井口標(biāo)高+102m，井底標(biāo)高在±0m，井底在煤5頂板上，然后開井底車場(chǎng)，建泵房、變電所、水倉(cāng)，平行±0運(yùn)輸大巷布置回風(fēng)大巷，然后從±0m運(yùn)輸大巷開510主、副上山、上山頂與原副井總回風(fēng)道打透形成通風(fēng)系統(tǒng)，上下山兩翼回采煤5，在±0m運(yùn)輸大巷東西兩側(cè)開410、420運(yùn)輸回風(fēng)下山，單翼回采煤4。從±0m運(yùn)輸大巷152m處掘進(jìn)煤7反下山見煤7后開煤7大巷，然后開710運(yùn)輸回風(fēng)上山和720運(yùn)輸回風(fēng)下山，雙翼回采煤7。煤4410采區(qū)為礦井投產(chǎn)首采區(qū)。方案比較：對(duì)方案一、二列表比較如下。方案比較表方案一方案二方案三優(yōu)點(diǎn)：1、主運(yùn)輸井筒基本位于井田儲(chǔ)量中心，生產(chǎn)運(yùn)輸通風(fēng)費(fèi)用低。2、礦井生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單。3、井田內(nèi)儲(chǔ)量近一半為上山開采，排水環(huán)節(jié)少，相對(duì)可實(shí)現(xiàn)集中排水。4、通風(fēng)路線較近，通風(fēng)阻力小。缺點(diǎn)：1、井筒工程量大，工廣需要重新購(gòu)地。2、新工廣及井筒壓煤較多。優(yōu)點(diǎn)：1、利用現(xiàn)有井筒改造，相對(duì)立井工程量較少。2、利用現(xiàn)有工廣，井筒及工廣及井筒基本不壓煤，工廣不需重新征地。缺點(diǎn)：1、巷道工程量大，井筒改造難度大。2、礦井儲(chǔ)量基本為下山開采，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，排水運(yùn)輸費(fèi)用高。3、通風(fēng)路線長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，通風(fēng)費(fèi)用高。優(yōu)點(diǎn)：1、充分利用原有開拓巷道，減少巷道工程量，降低了投資費(fèi)用。2、礦井生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單。3、通風(fēng)路線較近，通風(fēng)阻力小。缺點(diǎn)：1、井田內(nèi)儲(chǔ)量近一半為下山開采，排水環(huán)節(jié)多。2、井筒工程量大，工廣需要重新購(gòu)地。3、新工廣及井筒壓煤較多。根據(jù)方案比較，考慮方案一雖井筒工程量大，初期投資大，但投產(chǎn)后生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)費(fèi)用低，故確定選用方案一。三、開拓巷道布置從原主井以南410m處新打一主井作為提升井，井口標(biāo)高+102m，井底標(biāo)高在-38m，井底在煤5，然后開井底車場(chǎng)，建泵房、變電所、水倉(cāng)，然后從-38m運(yùn)輸大巷開510主、副上山、上山頂與原副井總回風(fēng)道打透形成通風(fēng)系統(tǒng)，上下山兩翼回采煤5，在-38m運(yùn)輸大巷94m處向南掘進(jìn)煤4反上山，見煤4后開煤4大巷，然后開410、420運(yùn)輸回風(fēng)上山，兩翼回采煤4，從煤4回風(fēng)上山頂部布置煤4回風(fēng)巷通510回風(fēng)上山。從-38m運(yùn)輸大巷288m處掘進(jìn)煤7反下山見煤7后開煤7大巷，然后開710運(yùn)輸回風(fēng)上山和720運(yùn)輸回風(fēng)下山，雙翼回采煤7。煤4410采區(qū)為礦井投產(chǎn)首采區(qū)。三、開采下限的確定煤10-3底板距徐灰頂板距離44.71m[為透徐灰78-4鉆孔煤10-3底板距徐灰頂板距離44.71m]，徐奧灰靜水位為–150m（市水文地質(zhì)局資料），巖層突水系數(shù)取0.06(淄博礦區(qū)突水系數(shù)最小值為0.06)，煤層開采底板破壞深度為10m（淄博地區(qū)多年開采經(jīng)驗(yàn)值），根據(jù)公式計(jì)算隔水層厚度安全水頭值為：P=（44.71－10）×0.06=2.0826MPa所以P=（H－150＋44.71）×g2.0826=（H－150＋44.71）×0.0098H=317.80m確定開采下限為–317.8m。經(jīng)比較-250m＞-317.8m，礦井開采至-250m水平時(shí)不受徐家莊灰?guī)r含水層承壓水突水危險(xiǎn)。因觀測(cè)資料不十分準(zhǔn)確，透徐灰78-4鉆孔距-250m水平只有150m，-250以下的煤層暫定為受水威脅煤層，采用條帶開采，開采前需進(jìn)行水文補(bǔ)勘和編制防治水設(shè)計(jì)，同時(shí)在礦井井田東部附近新打兩個(gè)透徐灰鉆孔，以進(jìn)一步核查井田深部受水威脅程度，報(bào)上級(jí)主管部門審批后方可進(jìn)行。第四節(jié)井筒主井直徑3.8m，為混合提升井，擔(dān)負(fù)礦井提煤、提矸、下放設(shè)備及材料、上下人員并兼作進(jìn)風(fēng)井；井筒裝備一對(duì)0.75t單層單車罐籠，安設(shè)排水管、防塵管、動(dòng)力電纜及信號(hào)和通訊電纜。井口標(biāo)高+41m，井底標(biāo)高–96.5m，井深137.5m，井底水窩深7.0m。風(fēng)井直徑2.8m，為礦井回風(fēng)井，裝備梯子間，為礦井安全出口之一。井口標(biāo)高+44.88m，井底標(biāo)高–9.015m，井深53.895m。原副斜井為礦井另一個(gè)安全出口。井筒特征見表2－4－1。表2－4－1井筒特征表表2－4－1井筒名稱井筒名稱項(xiàng)目項(xiàng)目單位主井（新建）風(fēng)井（原主井）井口座標(biāo)緯距（X）m40821544082204.446經(jīng)距（Y）m3960604839606051.937井筒直徑m3.82.8井口標(biāo)高m+41+44.88井底標(biāo)高m-96.5-9.015井筒深度m137.553.895井底水窩m7.04.0井筒凈斷面m211.346.16井筒裝備一對(duì)0.75t單層單車罐籠梯子間井筒用途提煤、提矸、上下人員、下放設(shè)備及材料、進(jìn)風(fēng)回風(fēng)第五節(jié)井底車場(chǎng)及硐室主井井底設(shè)刀把式環(huán)行車場(chǎng)，井筒南側(cè)設(shè)21m等候室，井下中央泵房、井底水倉(cāng)及井下中央變電所利用原鑫鑫煤井的原有硐室和巷道。因泵房、中央變電所已經(jīng)形成，排水管從泵房附近排水鉆孔或經(jīng)主井排至地面，泵房、配電室底板高出與其相連車場(chǎng)巷道底板0.5m。井底大門高4.5m，寬5.0m，井底車場(chǎng)設(shè)雙軌，采用錨噴支護(hù)。中央泵房?jī)?nèi)安裝有DA1－125×8水泵三臺(tái)，滿足礦井正常涌水量52.65m3/h，最大涌水量71.93m3/h的排水要求。主井井筒內(nèi)安裝1334排水管兩排，井底主泵房現(xiàn)有水倉(cāng)容量為1000m3。第六節(jié)采區(qū)布置及采煤方法一、采區(qū)布置根據(jù)礦井生產(chǎn)能力及可采儲(chǔ)量，初期礦井布置兩個(gè)生產(chǎn)采區(qū)，即910下山采區(qū)及101下山采區(qū)，后期布置920下山采區(qū)及102下山采區(qū)。二、采煤方法設(shè)計(jì)煤4410采區(qū)首采工作面為4101工作面，采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，全部跨落式管理頂板，工作面采用金屬單體液壓支柱支護(hù)，柱距0.8m，排距1.0m，控頂方式為“見四回一”，最大控頂距離為4.0m，最小控頂距離為3.0m，放頂步距為1.0m，后排密集支柱加強(qiáng)支護(hù)。電煤鉆打眼，放炮落煤，工作采用SGD–320/17B型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，順槽及大巷人力擁車，采區(qū)上、下山用JD25或JD40型調(diào)度絞車提升。三、工作面?zhèn)€數(shù)和產(chǎn)量礦井年工作日為330天，4101工作面長(zhǎng)度70m，9102工作面長(zhǎng)度70m，走向長(zhǎng)度100m，工作面日推進(jìn)3.0m，煤層的平均厚度均為0.71m，煤容重1.4t/m3，工作面回采率按97%，正規(guī)循環(huán)率按90%計(jì)算，工作面生產(chǎn)能力為：A=（70+70）×0.71×1.4×3×97%×330×90%=120272噸，能夠滿足礦井設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)12萬(wàn)t/a的要求。第七節(jié)巷道掘進(jìn)及工程量井筒見井筒與井底大門聯(lián)接處平、斷面圖，主井井底車場(chǎng)巷道斷面見井底車場(chǎng)及硐室平面圖，101泵房、水倉(cāng)斷面見101主下山泵房平、斷面圖，其他見主要巷道斷面圖。本巷道工程量統(tǒng)計(jì)到煤9-1首采工作面投產(chǎn)時(shí)工程量，包括主井井筒、主井井底車場(chǎng)大巷及硐室以及101下山泵房和能形成生產(chǎn)系統(tǒng)達(dá)到投產(chǎn)時(shí)所必須的巷道。井巷工程量統(tǒng)計(jì)見表2–7–1。表2-7-1井巷工程量表表2-7-1序號(hào)巷道名稱凈斷面積（m2）掘進(jìn)斷面積（m2）長(zhǎng)度（m）掘進(jìn)體積（m3）支護(hù)方式備注1主井井筒（表土段）11.3416.6145.0747.5砼碹2主井井筒（基巖段）11.3413.2099.51313.0砼碹3井底車場(chǎng)（大門段）15.2517.3133.0571.23錨噴4井底車場(chǎng)（車場(chǎng)段）5.816.49141.5918.34錨噴5–96m軌道大巷5.816.591701120.3錨噴6101主下山4.975.612181222.9錨噴7101主下山（沿煤）4.445.332531348.0錨噴8101副下山4.975.612051150.1錨噴9101副下山（沿煤）4.445.332461311.2錨噴10101下山底泵房8.479.2712.0111.24錨噴11101下山底變電所6.707.4115.0111.15錨噴12101泵房變電所通道4.164.7530.0142.43錨噴13101下山底水倉(cāng)5.245.86278.81633.7錨噴14泵房管子道4.164.7532.0152.0錨噴15–250運(yùn)輸石門5.816.5930197.7錨噴16–250回風(fēng)石門5.816.4926168.7錨噴17反九層上山泄水道4.975.6165364.7錨噴18反九層回風(fēng)上山4.975.6163353.4錨噴19910主下山4.975.6126145.7錨噴20910主下山（沿煤）4.445.334752531.8錨噴21910副下山4.975.6186782.5錨噴22910副下山（沿煤）4.445.334722515.8錨噴239101軌道順槽4.04.243801611.2錨桿249101開切眼1.781.7872128.2單體支柱259101回風(fēng)順槽4.04.244041713.0錨桿269102軌道順槽4.04.24215911.6錨桿279102開切眼1.781.7872128.2單體支柱289102回風(fēng)順槽4.04.24179759.0錨桿29井下火藥庫(kù)4.975.612001122.0錨噴合計(jì)4480.825257.2第三章礦井通風(fēng)與安全第一節(jié)礦井通風(fēng)一、設(shè)計(jì)依據(jù)1、本礦井為低瓦斯礦井。2、礦井采用中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)。3、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6萬(wàn)t/a。4、礦井開采煤4、煤5和煤7，可采儲(chǔ)量83.7萬(wàn)t，服務(wù)年限10.7年。5、全礦井同期存在一個(gè)采煤工作面，一個(gè)備用采煤工作面。6、全礦同期存在五個(gè)掘進(jìn)工作面。7、井下獨(dú)立通風(fēng)硐室前期五個(gè)，中期六個(gè)。8、井下最多工作人數(shù)為95人。9、煤層平均傾角10°，煤4平均厚1.11m，煤5平均厚1.02m,煤7平均厚0.83m。二、通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)開拓方式，礦井通風(fēng)系統(tǒng)確定為中央邊界式，通風(fēng)方式為抽出式。從主井進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流經(jīng)過(guò)井下各用風(fēng)地點(diǎn)后，經(jīng)-38回風(fēng)大巷、510回風(fēng)上山、總回風(fēng)巷由風(fēng)井井口排到地面。風(fēng)井井口安裝BDK62（B）－6－No17軸流式扇風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，配套電機(jī)功率前期為2×55kW，后期為2×90kW。礦井前期通風(fēng)系統(tǒng)：主井→井底車場(chǎng)→–38m軌道大巷→煤4施工上山→煤4軌道順槽→9101工作面→9101回風(fēng)順槽→910副上山→總回風(fēng)巷→風(fēng)井→地面礦井后期通風(fēng)系統(tǒng)：主井→井底車場(chǎng)→–96m軌道大巷→101主下山→-250運(yùn)輸石門→920主下山→9201軌道順槽→9201工作面→9201回風(fēng)順槽→920副下山→-250回風(fēng)石門→101主下山→總回風(fēng)巷→風(fēng)井→地面三、礦井風(fēng)量計(jì)算1、整體法按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算：Q=4NK=4×95×1.2=475m3/min≈8m3/s式中：Q—礦井供風(fēng)量，m3/min4—規(guī)程規(guī)定每人每分鐘不少于4m3N—井下同時(shí)工作最多人數(shù)K—礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻系數(shù)，取K=1.252、分配計(jì)算法按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量總和計(jì)算：Q礦=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐）·K通式中：∑Q采—獨(dú)立通風(fēng)采煤工作面所需風(fēng)量總和，m3/min∑Q掘—獨(dú)立通風(fēng)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量總和，m3/min∑Q硐—獨(dú)立通風(fēng)硐室所需風(fēng)量總和，m3/minK通—礦井漏風(fēng)系數(shù)，取K=1.25（1）獨(dú)立通風(fēng)采煤工作面∑Q采的計(jì)算按淄礦集團(tuán)采煤面風(fēng)量計(jì)算公式計(jì)算Q采=nVmb式中：n—采煤工作面?zhèn)€數(shù)，2；V—采煤工作面風(fēng)速，取90m/minm—采高，煤9-1平均0.71m，煤10-3平均0.68m；b—采煤工作面平均控頂距離，3.5mQ采前=2×Vm1b=2×90×0.71×3.5=447.3m3/min≈7.5m3/sQ采后=2×Vm2b=2×90×0.71×3.5=447.3m3/min≈7.5m3/s一個(gè)備用工作面風(fēng)量取正常工作面風(fēng)量的一半，前期取111.8m3/min，后期取111.8m3/min。則采煤工作面風(fēng)量為：∑Q采前=447.3+111.8=559.1m3/min∑Q采后=447.3+111.8=559.1m3/min（2）獨(dú)立通風(fēng)掘進(jìn)工作面風(fēng)量∑Q掘的計(jì)算按局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量計(jì)算掘進(jìn)工作面的配風(fēng)量。5.5kW局扇吸風(fēng)量平均值計(jì)算，Q掘=Q吸+9×S巷Q掘=120+9×4.6=161.4m3/min≈2.69m3/s式中：Q局吸—掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸風(fēng)量，m3/minQ吸—5.5kW局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量，供風(fēng)距離小于400m時(shí)為90~120m3/minS巷—掘進(jìn)工作面巷道回風(fēng)口至局扇之間段巷道的斷面積，m2；9—為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)，防止局部扇風(fēng)機(jī)吸入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)口之間的風(fēng)流處于停滯狀態(tài)而引起瓦斯積聚，安裝局部通風(fēng)機(jī)巷道中的最低風(fēng)速的換算值。每個(gè)工作面配風(fēng)160m3/min，根據(jù)礦井產(chǎn)量需配5個(gè)掘進(jìn)工作面則有：∑Q掘=5×160=800m3/min（3）獨(dú)立通風(fēng)硐室風(fēng)量∑Q硐的計(jì)算礦井單獨(dú)回風(fēng)硐室前期六個(gè)，后期七個(gè)，火藥庫(kù)配風(fēng)量60m3/min，泵房和變電所配風(fēng)量60m3/min，上、下山絞車房配風(fēng)量40m3/min，則有：∑Q硐前=60+120+120=300m3/min，∑Q硐后=60+180+120=360m3/min（4）其它風(fēng)量∑Q其它的計(jì)算，一般取獨(dú)立回采、掘進(jìn)及硐室風(fēng)量總和的5%?！芉其它前=（∑Q采前＋∑Q掘前＋∑Q硐前）×5%=83m3/min∑Q其它后=（∑Q采后＋∑Q掘后＋∑Q硐后）×5%=86m3/min礦井前期需風(fēng)量：Q前=（∑Q采前+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）×1.25=(559.1+800+300+83)×1.1=1742.1×1.25=2177.63m3/min≈36.30m3/s礦井后期需風(fēng)量：Q后=（∑Q采后+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）×1.25=(559.1+800+360+86)×1.25=1805.1×1.25=2256.38m3/min≈37.61m3/s根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，確定礦井前期總通風(fēng)量為36.30m3/s，后期總通風(fēng)量為37.61m3/s。（5）風(fēng)速驗(yàn)算本次設(shè)計(jì)最大風(fēng)速和最小風(fēng)速分別以910主下山及9101面回風(fēng)順槽進(jìn)行最大、最小風(fēng)速驗(yàn)算，則有：Vmax=EQ==302.8m3/min=5.05m3/s〈6.0m3/sVmin=EQ==69.9m3/min=1.16m3/s〉0.25m3/s式中：Vmax、Vmin--分別為采區(qū)巷道最高、最低風(fēng)速，m3/sQmax—采區(qū)最大風(fēng)流流量即910主下山風(fēng)量，m3/minQmin—9101面回風(fēng)順槽風(fēng)量，m3/minS—回風(fēng)順槽斷面積，910主下山斷面積，m26m/s—規(guī)程規(guī)定的采區(qū)進(jìn)回風(fēng)巷最大限定風(fēng)速，0.25m/s—規(guī)程規(guī)定采煤工作面進(jìn)回風(fēng)巷最小風(fēng)速，經(jīng)驗(yàn)算可知，所有巷道風(fēng)速符合規(guī)程規(guī)定的風(fēng)速要求。四、礦井巷道通風(fēng)阻力計(jì)算礦井通風(fēng)負(fù)壓采用下列公式計(jì)算：h=aLpQ2/S3 式中：h——負(fù)壓，mmH2Oa——通風(fēng)阻力系數(shù)L——巷道長(zhǎng)度，mP——巷道周長(zhǎng)，mQ——通過(guò)巷道風(fēng)量，m3/sS——巷道凈斷面積，m2礦井前期、中期通風(fēng)負(fù)壓計(jì)算見表3－1－1、3－1－2。通過(guò)計(jì)算礦井前期總負(fù)壓h1=98.57mmH2O礦井后期總負(fù)壓h2=217.43mmH2O五、礦井通風(fēng)等積孔計(jì)算礦井通風(fēng)等積孔計(jì)算采用下列公式：A=式中：A——礦井等積孔，m2Q——礦井風(fēng)量，m3/sh——礦井負(fù)壓，mmH2O前期：A==1.34m2后期：A==0.94m2礦井前期為通風(fēng)容易礦井，后期為通風(fēng)為較困難礦井，應(yīng)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，變?yōu)橥L(fēng)容易礦井。第二節(jié)災(zāi)害預(yù)防本礦井為低瓦斯井，有瓦斯、粉塵、水患等不安全因素。為保證礦井安全生產(chǎn)，結(jié)合本礦前幾年生產(chǎn)情況，參考本礦井及附近礦井安全生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，礦井在生產(chǎn)過(guò)程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治結(jié)合，綜合治理”的原則，重點(diǎn)防范瓦斯、煤塵、水、火的威脅，切實(shí)防止這些災(zāi)害的發(fā)生，保證礦井安全生產(chǎn)。一、瓦斯防治本礦為低瓦斯礦井，在今后的開拓與開采過(guò)程中仍需加強(qiáng)預(yù)防工作，建立健全各種管理制度，制定可靠的預(yù)防和控制瓦斯事故的發(fā)生的措施，防止瓦斯事故的發(fā)生。1、嚴(yán)格掌握風(fēng)量分配，加強(qiáng)通風(fēng)管理，保證井下各用風(fēng)地點(diǎn)有足夠的新鮮風(fēng)流。生產(chǎn)中嚴(yán)格管理制度，配備足夠的瓦斯檢查員，對(duì)工作地點(diǎn)經(jīng)常進(jìn)行各種有害氣體的測(cè)定，采空區(qū)、風(fēng)門、風(fēng)筒要有嚴(yán)格防止漏風(fēng)的措施。2、建立健全瓦斯巡回檢查制度，設(shè)立專職瓦斯檢查員進(jìn)行巡回檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。瓦檢員必須堅(jiān)持瓦斯巡回檢查制度，采、掘工作面每班至少檢查兩次，有關(guān)硐室每班至少檢查一次。3、加強(qiáng)對(duì)各種通風(fēng)設(shè)備及安全設(shè)施的管理，保證礦井扇風(fēng)機(jī)及掘進(jìn)工作面的局部扇風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，隨采掘工作面的變化，及時(shí)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，確保各采掘工作面有足夠的新鮮風(fēng)量。局扇通風(fēng)不準(zhǔn)隨意停開，確保安全運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)行風(fēng)電閉鎖管理，風(fēng)筒吊掛整齊，接頭嚴(yán)密，防止漏風(fēng)。4、嚴(yán)格通風(fēng)設(shè)施的構(gòu)筑質(zhì)量，加強(qiáng)管理，責(zé)任到人，防止跑漏風(fēng)，實(shí)行分區(qū)式通風(fēng)，堅(jiān)持一頭一風(fēng)機(jī)，禁止向采空區(qū)和冒落區(qū)通風(fēng)。5、井下所有電器設(shè)備、照明、供電網(wǎng)絡(luò)必須具有防爆、阻燃性能，杜絕電器設(shè)備失爆現(xiàn)象，并要加強(qiáng)對(duì)井下各種電氣設(shè)備的檢查和維修，保持良好的防爆性能。機(jī)電設(shè)備附近20m內(nèi)瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò)1%，超過(guò)規(guī)定不準(zhǔn)啟動(dòng)。6、臨時(shí)停風(fēng)地點(diǎn)，必須設(shè)置柵欄、警示牌。停工停風(fēng)超過(guò)24小時(shí)以上時(shí)必須打板閉，長(zhǎng)期停工停風(fēng)的采空區(qū)、巷道必須磚砌密閉，嚴(yán)禁盲巷出現(xiàn)?；謴?fù)停工停風(fēng)的老巷，工作面或老巷貫通時(shí)，必須編制排放瓦斯及其有害氣體的專項(xiàng)措施?；謴?fù)老巷或排放瓦斯所經(jīng)過(guò)的回風(fēng)巷，必須由瓦斯檢查人員進(jìn)行檢查，瓦斯超限，立即切斷電源，加強(qiáng)通風(fēng)進(jìn)行處理。7、嚴(yán)格執(zhí)行放炮規(guī)程，合理布置炮眼，按設(shè)計(jì)合理裝藥，半煤巖巷，煤巷、采煤工作面嚴(yán)禁使用段發(fā)雷管，嚴(yán)禁放糊炮、崩炮。采、掘工作面，必須使用安全炸藥，使用水炮泥，堅(jiān)持一炮三檢制度，裝藥放炮必須由專職放炮員嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的放炮制度。8、采掘工作面每次停工后，恢復(fù)通風(fēng)必須先檢查瓦斯，風(fēng)筒口距采、掘面的距離不得大于5m。9、加強(qiáng)巷道維護(hù)工作，保證通風(fēng)、行人、運(yùn)輸暢通，對(duì)于廢棄巷道和盲巷要及時(shí)密閉，并掛牌說(shuō)明。10、按井下在冊(cè)人數(shù)配備過(guò)濾式自救器，井下所有人員必須按規(guī)定攜帶和使用自救器。嚴(yán)格井口檢身制度，禁止一切火源、火種入井。二、煤塵防治為了保護(hù)工人健康，保證安全生產(chǎn)，在礦井開拓和生產(chǎn)期間，都必須制定防塵、降塵措施，加強(qiáng)管理，嚴(yán)格執(zhí)行。1、及時(shí)安設(shè)和完善防塵管路，并隨采、掘工作面的動(dòng)態(tài)變化，要及時(shí)回撤，延伸敷設(shè)，保證完好。裝車點(diǎn)、轉(zhuǎn)載場(chǎng)口和各作業(yè)點(diǎn)要安裝噴霧灑水裝置，及時(shí)滅塵，凈化風(fēng)流。2、加強(qiáng)通風(fēng)管理，嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定控制風(fēng)速，在大量生產(chǎn)粉塵的地方，控制風(fēng)速，防止煤塵飛揚(yáng)。3、采區(qū)綜合防塵措施，建立完善防塵、灑水、降塵系統(tǒng)，要根據(jù)情況建立防塵水池，保證有足夠的防塵用水。采掘工作面要建立灑水滅塵制度，各運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)要有噴霧灑水裝置，回風(fēng)順槽要有防塵水幕，運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷必須設(shè)置噴霧除塵，回風(fēng)順槽安設(shè)風(fēng)流凈化水幕。4、采掘工作面要用濕式打眼，執(zhí)行松動(dòng)放炮，放炮采用水炮泥，放炮前后、出矸前要灑水滅塵，局扇要有風(fēng)電閉鎖裝置。5、對(duì)易于積存煤塵的巷道，采、掘工作面及20m內(nèi)的巷道浮煤要定期進(jìn)行清掃、沖洗，浮煤定期清掃運(yùn)出，防止煤塵積聚。6、井筒、主要進(jìn)、回風(fēng)巷道要設(shè)消防灑水管路，定期灑水清理巷道。7、加強(qiáng)對(duì)接觸煤塵、巖塵工人的個(gè)體防護(hù)，采掘工作面的工作人員要按規(guī)程規(guī)定配戴防塵帽與防塵口罩。三、火災(zāi)防治1、加強(qiáng)通風(fēng)管理，根據(jù)工作面推進(jìn)情況，及時(shí)設(shè)置、調(diào)節(jié)各種通風(fēng)構(gòu)筑物，控制通風(fēng)系統(tǒng)。2、井下機(jī)電硐室、井底車場(chǎng)、火藥發(fā)放硐室等附近的巷道中要設(shè)消防栓和防滅火器材。3、井下消防材料存放點(diǎn)內(nèi)要設(shè)足夠數(shù)量的滅火器材。4、回采工作面結(jié)束后，盡快砌筑永久性封閉，最遲不得超過(guò)一個(gè)月。5、必須保證主要扇風(fēng)設(shè)施處于正常使用狀態(tài)，保證發(fā)生事故時(shí)能迅速有效的進(jìn)行反風(fēng)。6、井下嚴(yán)禁三明，防止電氣失爆。7、改善通風(fēng)系統(tǒng)，防止采空區(qū)漏風(fēng)，工作面合理供風(fēng)，實(shí)施均壓通風(fēng)防火。8、加強(qiáng)對(duì)井下電氣設(shè)備和低壓網(wǎng)路的管理和維護(hù)，避免發(fā)生短路和絕緣破壞漏電引起的火災(zāi)事故。9、加強(qiáng)職工培訓(xùn)，強(qiáng)化消防意識(shí)。任何人發(fā)現(xiàn)井下火災(zāi)時(shí)，應(yīng)視火災(zāi)性質(zhì)、災(zāi)區(qū)通風(fēng)和瓦斯情況，采取一切可能的方法直接滅火，控制火勢(shì)，并迅速報(bào)告礦井管理負(fù)責(zé)人。四、水災(zāi)防治由于本井田地質(zhì)資料和水文地質(zhì)資料較少，礦井防治水工作應(yīng)當(dāng)高度重視，應(yīng)定期及時(shí)分析水情，研究措施，確定好避災(zāi)路線，避免水災(zāi)事故的發(fā)生。1、在掘進(jìn)和回采過(guò)程中應(yīng)密切注意水文地質(zhì)條件的變化，若有突水征兆，立即采取措施，防止突水淹井。對(duì)頂?shù)装辶严端容^發(fā)育處，摸清源頭，采取高壓注漿進(jìn)行封治，堵住水源。2、當(dāng)采、掘工作面接近煤10-3采空區(qū)、斷層、水文地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)時(shí)，必須打超前孔探水，做到“有疑必探，先探后掘，不探不掘”的原則，斷層要留足防水煤柱，防止斷層出水，嚴(yán)禁違章和冒險(xiǎn)作業(yè)。3、對(duì)于設(shè)計(jì)確定的斷層煤柱，在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程，應(yīng)視斷層導(dǎo)水性及現(xiàn)場(chǎng)具體水文地質(zhì)條件作相應(yīng)的調(diào)整。4、在生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)井下探放水，采取防、堵、截、排等措施，保證礦井安全。5、保證排水系統(tǒng)的完整和設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，井底中央泵房，采區(qū)泵房的排水設(shè)備、供電設(shè)備必須執(zhí)行定期檢修和巡回檢查制度，做好水倉(cāng)清理和水泵檢修工作，保證有足夠的排水能力。6、搞好采、掘工作圖紙的測(cè)繪，專人負(fù)責(zé)掌握井下出水點(diǎn)、水源、水量、壓力，完善井下水汶觀測(cè)系統(tǒng)，建立防治水制度和防水檔案及充水性圖。為礦井開拓提供科學(xué)依據(jù)。7、對(duì)地面出現(xiàn)的斑裂及時(shí)進(jìn)行填塞，防止地表水滲入井下。第四章主要機(jī)電設(shè)備選型第一節(jié)礦井提升設(shè)備選型一、主井提升設(shè)備選型1、設(shè)計(jì)參數(shù)礦井年產(chǎn)量：12萬(wàn)t/a；工作制度：年工作天數(shù)330天；提升高度：H=140m；提升容器：罐籠：?jiǎn)螌訂诬?.75t罐籠，自重1.35t，底板有效面積

1.8×1.08=1.944m2，承載9人。礦車：0.75t礦車，自重：474kg，載煤750kg，載矸1350kg。班提升矸石30車，下放材料、火藥車共5車，最大班下井人數(shù)70人。井架天輪中心高度：約16.5m2、鋼絲繩的選擇初選鋼絲繩初選用鋼絲繩型號(hào)：6×19S+FC－1570－Φ20；鋼絲破斷拉力總和：Q總=251.30KN；鋼絲繩每米重量：P繩=1.47kg/m；最粗鋼絲直徑：d=1.3mm。鋼絲繩的驗(yàn)算：最大靜張力：Fmax=Q罐+Q車+Q矸+P繩H懸式中：Q罐—罐籠重量，1350kg；Q車—礦車自重，474kg；Q矸—礦車轉(zhuǎn)載矸石重量，1350kg；P繩—鋼絲繩每米重量，1.47kg/m。Fmax=1350+474+1350+1.47(140+16.5)=3404kg=33.39KN驗(yàn)算鋼絲繩的安全系數(shù)：提矸石時(shí)：m矸=提人時(shí)：式中：9—一次提升人數(shù)；75—平均體重，Kg。圖4-1-1主井提升關(guān)系圖圖4-1-13、提升絞車的選擇初選絞車型號(hào)：JTP2×1.6×1.2—24，其主要技術(shù)參數(shù)：滾筒直徑D=1.6m，滾筒寬度B=1.2m，繩速V=2.05m/s。最大靜張力45KN，最大靜張力差30KN，絞車驗(yàn)算：鋼絲繩最大靜張力:Fmax=33.39KN<45KN合格鋼絲繩最大靜張力差:F差=474+1350+1.47×140=2030kg=19.91KN<30KN合格滾筒直徑與鋼絲繩直徑及最粗鋼絲繩直徑的比值：1600/20=80≥80合格1600/1.3=1230＞1200合格滾筒寬度校驗(yàn)：式中：L—試驗(yàn)繩長(zhǎng)度，取30m；d—鋼絲繩直徑，mm；3—摩擦圈數(shù)；—繩間隙，取3mm。=691<1200mm合格主井提升系統(tǒng)見圖4－1－1，主井提升速度見圖4－1－2，主井提升速度計(jì)算見表4－1－1。圖4-1-2主井提升速度圖圖4-1-2表4-1-1主井提升速度計(jì)算表表4-1-1序號(hào)項(xiàng)目公式單位參數(shù)結(jié)果1加減速度a1=a2m/s20.42加減速運(yùn)行時(shí)間t1=t3=V/a1S2.05/0.45.133加減速運(yùn)行距離h1=h3=V×t1/2m2.05×5.13/25.264等速運(yùn)行距離h2=h-h1-h3m140-5.26×2129.465等速運(yùn)行時(shí)間t2=h2/VS129.46/2.0563.156一次提升全時(shí)間t=t1+t2+t3S5.13+63.15+5.1373.417停歇時(shí)間128一次提升全時(shí)間T=t+S73.41+1285.419每小時(shí)提升鉤數(shù)n=3600/T次3600/85.414210升降人員停歇時(shí)間N+4S20+42411升降人員一次提升時(shí)間T=t+θS73.41+2497.414、提升能力驗(yàn)算班升降人員時(shí)間：97.4170/9=757.63s=12.6min<40min班升降人員總時(shí)間：12.6×1.5=18.9min=0.315h班下放火藥車、材料車時(shí)間：85.41×5=427s=0.12h每班提升矸石所用時(shí)間：85.41×30×1.25=3203s=0.89h天純提升時(shí)間：19-3×（0.316+0.12+0.89）=15.025h天提升車數(shù)：42×15.025=631車年提升量：631×330×0.75/1.25=124938t=12.49萬(wàn)t>12萬(wàn)t5、提升電動(dòng)機(jī)預(yù)選（1）電動(dòng)機(jī)功率參數(shù)：礦井阻力系數(shù)k=1.15；提升速度v=2.05m/s；動(dòng)力系數(shù)ρ=1.2；傳動(dòng)效率η=0.85。電動(dòng)機(jī)功率估算：N=（2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)：n=（3）選擇電動(dòng)機(jī)根據(jù)以上計(jì)算及電壓等級(jí)，確定選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)：JR125-10，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定功率：Ne=80KW，轉(zhuǎn)速：n=585r/min；過(guò)負(fù)荷系數(shù)：=1.9；轉(zhuǎn)子飛輪轉(zhuǎn)矩：（GD2）=46kgm2。6、提升力圖計(jì)算提升力圖計(jì)算見圖4—1—3，主井提升力圖計(jì)算見表4－1－2。圖4-1-3主井提升力圖圖4-1-3表4-1-2主井提升絞車提升力圖計(jì)算表表4-1-2序號(hào)項(xiàng)目公式單位結(jié)果1變位質(zhì)量總和∑M=∑G/g2291變位重量總和∑G=Q矸+Q罐+Q車+Q錘+2P繩L+2G天+G卷+G減+G電Kg22474有效載重量Q矸Kg1350礦車、罐籠重量(Q罐+Q車)×2kg3648鋼絲繩的總重量2P繩L（L—單根鋼絲繩總長(zhǎng)度，230m）kg676天輪變位重量2G導(dǎo)=2×90D天2（D天—天輪直徑，2m）kg720電動(dòng)機(jī)變位重量kg10350絞車旋轉(zhuǎn)部分變位重量G卷+G減kg57302動(dòng)力計(jì)算1）t1加速開始F1=1.2Q矸+P繩H+∑Ma1Kg27422）t1加速終了F1'=1.2Q矸+P繩（H-2h1）+∑Ma1kg27273）t2等速開始F2'=1.2Q矸+P繩（H-2h1）kg18114）t2等速終了F2'=1.2Q矸+P繩[H-2（h1+h2）]kg16825）t3減速開始F3=1.2Q矸+P繩[H-2（h1+h2）]-∑Makg9166）t3加速終了F'3=1.2Q矸-P繩H-∑Makg4974等效力計(jì)算F效=kg1411∑F2t=A+B+CA=B=C=T效===72.285等效功率N=KW336電動(dòng)機(jī)額定出力F電=kg33837、電動(dòng)機(jī)校核最大力校核過(guò)載系數(shù)：λ過(guò)=合格8、結(jié)論經(jīng)過(guò)以上計(jì)算，確定礦井主井提升設(shè)備如下：絞車型號(hào)：JTP2×1.6×1.2-24型礦井提升機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)：滾筒直徑D=1.6m，滾筒寬度B=1.2m，繩速V=2.05m/s；最大靜張力45KN；最大靜張力差30KN。配用電機(jī)型號(hào)：JR125-10，其技術(shù)參數(shù)：P=80KW，U=380V，n=585r/min。二、101主下山提升設(shè)備選型1、選型依據(jù)工作制度：330天/a，天工作小時(shí)數(shù)：20h/天。年提升量：12萬(wàn)t/a提升長(zhǎng)度及傾角：斜長(zhǎng)218m～241m，傾角：22°～17.5°。礦車型號(hào)：0.75t礦車，自重：474kg載煤750kg，載矸1350kg。提升方式：串車提升，上為甩車場(chǎng)、下為平車場(chǎng)。提煤、矸及下放物料，一次提升煤車5車，提升矸石車4車。班提矸石30車，下放料車5車，鋼絲繩傾斜長(zhǎng)度：460m。2、鋼絲繩的選型及校驗(yàn)：初選鋼絲繩規(guī)格6×7—Φ20+FC—1570，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：鋼絲繩直徑：Φ=20mm；鋼絲繩的每米質(zhì)量：P繩=1.38kg/m鋼絲破斷拉力總和：Q斷=208×1.134=235.87KN=23587kg安全系數(shù)校驗(yàn)：鋼絲繩靜張力：F矸=n（Q矸+Q）（sinβ+ωcosβ）+P繩LC（sinβ+ω′cosβ）F煤=n（Q煤+Q）（sinβ+ωcosβ）+P繩LC（sinβ+ω′cosβ）式中：Q矸—礦車載矸石重量，1350kg；Q煤—礦車載煤重量，750kg；Q—礦車自重，474kg；β—斜巷道最大傾角，22°；ω—礦車運(yùn)行阻力系數(shù)，0.01；ω′—鋼絲繩運(yùn)行時(shí)與托輥和底板的摩擦阻力系數(shù)，0.25；L—出現(xiàn)最大傾角時(shí)鋼絲繩傾斜長(zhǎng)度，約229m。F矸=4×(1350+474)(sin22o+0.01cos22o)+1.38×229×(sin22o+0.25cos22o)=2992kgF煤=5×(750+474)(sin22o+0.01cos22o)+1.38×229×(sin22o+0.25cos22o)=2541kg校驗(yàn)鋼絲繩的安全系數(shù)：m矸=m煤=根據(jù)以上計(jì)算得鋼絲繩安全系數(shù)符合規(guī)程規(guī)定，初選鋼絲繩可用。3、提升絞車的選擇卷筒直徑：D=60d=60×20=1200mm式中：d—鋼絲繩繩徑。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選用標(biāo)準(zhǔn)卷筒直徑為1.2m。卷筒寬度：對(duì)于井下斜井提升，只提升煤、矸、下料。所以纏繩層數(shù)可用3層；卷筒平均直徑Dp為：卷筒寬度B為：式中：L—斜巷道長(zhǎng)度；459m；10—礦車在下部平車場(chǎng)運(yùn)行距離，10m；30—驗(yàn)繩長(zhǎng)度；3—摩擦圈數(shù)；4—為每?jī)蓚€(gè)月移動(dòng)1/4周的備用系數(shù)；δ—鋼絲繩間隙，2mm；n—纏繞層數(shù)，3層。選用卷筒寬度為1.0m。絞車提升速度計(jì)算：按礦井年產(chǎn)量確定小時(shí)提升量：Q時(shí)=式中：C—提升不均衡系數(shù)，1.2C′—提升能力富裕系數(shù)，1.2C″—矸石系數(shù)，1.25A—礦井年產(chǎn)量，120000t/an—礦井年工作天數(shù)，330天t—礦井天工作小時(shí)數(shù)，18hQ時(shí)=每小時(shí)提升次數(shù)：n=式中：Q純—一鉤純提升量提升一次所需總時(shí)間：T=提升一次實(shí)際運(yùn)行時(shí)間：T運(yùn)=T–t休=400-30=370s式中：t休—休止時(shí)間，30s平均提升速度：V=式中：L—下山斜長(zhǎng)，218+241=459m選用提升絞車：圖4-1-4101主下山提升系統(tǒng)圖圖4-1-4圖4-1-5101主下山提升速度圖圖4-1-5表4-1-3101主下山表4-1-3序號(hào)項(xiàng)目公式單位參數(shù)結(jié)果1礦車在下部平車場(chǎng)運(yùn)行速度v1m/s12礦車在下部平車場(chǎng)起動(dòng)加速度a1m/s20.33加速階段運(yùn)行時(shí)間T1=v1/a1S1/0.33.334加速階段運(yùn)行距離L1=V1×T1/2m1×3.33/21.75礦車在下部平車場(chǎng)運(yùn)行距離Lm66礦車在下部平車場(chǎng)等速運(yùn)行距離L2=L-L1m6-1.74.37礦車在下部甩車場(chǎng)等速運(yùn)行時(shí)間T2=L2/V1S4.3/14.38礦車在斜巷道內(nèi)加速度a2m/s20.39礦車在斜巷道內(nèi)減速度a3m/s20.310礦車在斜巷道內(nèi)加速運(yùn)行時(shí)間T3=S511礦車在斜巷道內(nèi)加速運(yùn)行距離L3=(Vm+V1)T3/2M(2.5+1)5/28.7512礦車在斜巷道內(nèi)減速運(yùn)行時(shí)間T4=S8.3313礦車在斜巷道內(nèi)減速運(yùn)行距離L4=vmT4/2m2.58.33/21014礦車在斜巷道內(nèi)等速運(yùn)行距離L5=L－L3－L4m459-8.75-1044015礦車在斜巷道內(nèi)等速運(yùn)行時(shí)間T5=L5/vmS440/2.517616換向時(shí)間T6s317礦車在上部甩車場(chǎng)內(nèi)加、速度a4m/s20.318礦車在上部甩車場(chǎng)內(nèi)速度m/s1.519礦車在上部甩車場(chǎng)內(nèi)加、減速運(yùn)行時(shí)間T7=V甩/a4S1.5/0.3520礦車在上部甩車場(chǎng)內(nèi)加、減速運(yùn)行距離L7=V甩T7/2m1.5×5/23.7521礦車在上部甩車場(chǎng)等速運(yùn)行距離L8=L甩－L6m15-3.75×27.522礦車在上部甩車場(chǎng)等速運(yùn)行時(shí)間T8=L8/V甩S7.5/1.5523一次純提升時(shí)間t=T1+T2+T3+T+T5+T6+2T7+T8S3.33+4.3+5+176+8.33+3+5×2+521524一次提升休止時(shí)間θS3025一次提升全時(shí)間T=2(t+θ)S2(215+30)49026每小時(shí)提升次數(shù)3600/T次3600/4907根據(jù)以上計(jì)算確定，選用絞車型號(hào)為：JT1200/1024其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：卷筒直徑1.2m，卷筒寬度：1m，最大靜張力：30KN，速比：24，速度：V=2.5m/s，最大靜張力校驗(yàn)：Fmax=F矸=2992kg=29.92KN<30KN。故合適101主下山提升系統(tǒng)圖計(jì)算見圖4-1-4，101主下山提升速度圖計(jì)算見表4-1-3，速度圖見圖4-1-5。4、驗(yàn)算提升能力班提升矸時(shí)間：×490=4900s=1.02h班下料時(shí)間；×490=817s=0.23h天純提升時(shí)間：20–3×(1.02+0.23)=16.25h天提升鉤數(shù)：16.25×7=113鉤年提升噸數(shù)：113×330×5×0.75/1.15=121597t/a12.16萬(wàn)t/a>12萬(wàn)t/a，符合提升要求。5、電動(dòng)機(jī)計(jì)算W=符合提升要求。式中：η—傳動(dòng)效率,兩級(jí)傳動(dòng)取0.856、結(jié)論：經(jīng)過(guò)以上計(jì)算，確定礦井主井提升設(shè)備如下：絞車型號(hào)：JT1200/1024型礦井提升絞車。其主要技術(shù)參數(shù)：滾筒直徑D=1.2m，滾筒寬度B=1m，最大靜張力30KN，繩速V=2.5m/s。配用電機(jī)：YR280M-6，其技術(shù)參數(shù)：P=90KW，U=380V，n=969r/min。三、反九層主上山提升設(shè)備選型1、選型依據(jù)工作制度：330天/a，天工作小時(shí)數(shù)：16h/天。年提升量：12萬(wàn)t/a提升長(zhǎng)度及傾角：斜長(zhǎng)49m，傾角：22°。礦車型號(hào)：0.75t礦車，自重：474kg載煤750kg，載矸1350kg。提升方式：串車提升，上為甩車場(chǎng)、下為平車場(chǎng)。下放煤、矸及提升物料，一次下放煤車2車，下放矸石車1車。班下放矸石30車，提升料車5車，鋼絲繩傾斜長(zhǎng)度：49m。2、鋼絲繩的選型及校驗(yàn)鋼絲繩的選型：選用鋼絲繩規(guī)格為6×7—Φ15—1550，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：鋼絲繩的每米質(zhì)量：P繩=0.806kg/m；鋼絲破斷拉力總和：Q斷=130500N=13050kg。安全系數(shù)校驗(yàn)：最大靜張力：F矸=n（Q矸+Q）（sinβ+ωcosβ）+P繩L（sinβ+ω′cosβ）F煤=n（Q煤+Q）（sinβ+ωcosβ）+P繩L（sinβ+ω′cosβ）式中：Q矸—礦車載矸石重量，1350kg；Q煤—礦車載煤重量，750kg；Q—礦車自重，474kg；β—斜巷道最大傾角，22°；ω—礦車運(yùn)行阻力系數(shù)，0.01；ω′—鋼絲繩運(yùn)行時(shí)與托輥和底板的摩擦阻力系數(shù)，0.25；L—鋼絲繩傾斜長(zhǎng)度，49m。F矸=1×（1350+474）（sin22°+0.01cos22°）+0.806×49×（sin22°+0.25cos22°）=724kgF煤=2×（750+474）（sin22°+0.01cos22°）+0.806×49×（sin22°+0.25cos22°）=963kg校驗(yàn)鋼絲繩的安全系數(shù)：m矸=m煤=根據(jù)以上計(jì)算得鋼絲繩安全系數(shù)符合規(guī)程規(guī)定，所選鋼絲繩符合提升要求。3、絞車選型提升最大載時(shí)牽引力：Fmax=F煤=963kg=9.63KN根據(jù)以上計(jì)算及提升長(zhǎng)度，確定反九層主上山選用JD–25型調(diào)度絞車，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：牽引力：F=17.64KN繩速：1.086m/s容繩量：400m減速比：i=32.5電動(dòng)機(jī)功率：N=25KW4、絞車提升能力校驗(yàn)：提升一次約需時(shí)間：t=式中：35—休止時(shí)間。小時(shí)提升鉤數(shù)：鉤班提矸石時(shí)間：班下料車時(shí)間：天提升純時(shí)間：16－3（1.3+0.22）=11.44h年提升量：330×11.44×22×2×0.75=138424t/a=12.458萬(wàn)t/a>12萬(wàn)t/a符合要求。5、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算:N=式中：k—電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，1.2η—傳動(dòng)效率，0.85根據(jù)以上計(jì)算確定，反九層主上山選用的一臺(tái)JD–25型調(diào)度絞車，符合礦井提升要求。四、910主上山提升設(shè)備選型1、選型依據(jù)工作制度：330天/a，天工作小時(shí)數(shù)：18h/天。年提升量：12萬(wàn)t/a提升長(zhǎng)度及傾角：斜長(zhǎng)387m，傾角：16.5°。礦車型號(hào)：0.75t礦車，自重：474kg載煤750kg，載矸1350kg。提升方式：串車提升，上為甩車場(chǎng)、下為平車場(chǎng)。下放煤、矸及提升物料，一次下放煤車7車，下放矸石車5車。班下放矸石30車，提升料車5車，鋼絲繩傾斜長(zhǎng)度：387m。2、鋼絲繩的選型及校驗(yàn)鋼絲繩的選型：選用鋼絲繩規(guī)格為6×7—Φ18.5—1550，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：鋼絲繩的每米質(zhì)量：P繩=1.259kg/m鋼絲破斷拉力總和：Q斷=204000N=20400kg安全系數(shù)校驗(yàn)：最大靜張力：F矸=n（Q矸+Q）（sinβ+ωcosβ）+P繩LC（sinβ+ω′cosβ）F煤=n（Q煤+Q）（sinβ+ωcosβ）+P繩LC（sinβ+ω′cosβ）式中：Q矸—礦車載矸石重量，1350kg；Q煤—礦車載煤重量，750kg；Q—礦車自重，474kg；β—斜巷道最大傾角，16.5°；ω—礦車運(yùn)行阻力系數(shù)，0.01；ω′—鋼絲繩運(yùn)行時(shí)與托輥和底板的摩擦阻力系數(shù)，0.25；L—鋼絲繩傾斜長(zhǎng)度，387m。F矸=5×(1350+474)(sin16.5°+0.01cos16.5°)+1.259×387×(sin16.5°+0.25cos16.5°)=2932kgF煤=7×(750+474)(sin16.5°+0.01cos16.5°)+1.259×387×(sin16.5°+0.25cos16.5°)=2770kg校驗(yàn)鋼絲繩的安全系數(shù)：m矸=m煤=根據(jù)以上計(jì)算得鋼絲繩安全系數(shù)符合規(guī)程規(guī)定，所選鋼絲繩符合提升要求。3、絞車選型提升最大載時(shí)牽引力：Fmax=F煤=2932kg=29.32KN根據(jù)以上計(jì)算及提升長(zhǎng)度，確定910主上山選用JD–55型調(diào)度絞車，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：牽引力：F=39.2KN繩速：1.21m/s容繩量：760m減速比：i=33.3電動(dòng)機(jī)功率：N=55KW4、絞車提升能力校驗(yàn)提升一次約需時(shí)間：t=式中：35—休止時(shí)間。小時(shí)提升鉤數(shù)：鉤班提矸石時(shí)間：班下料車時(shí)間：天提升純時(shí)間：18－3（1.18+0.19）=13.89h年提升量：330×13.89×5×7×0.75=98505t/a=12.03萬(wàn)t/a>12萬(wàn)t/a符合要求。5、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算N=式中：k—電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，1.2；η—傳動(dòng)效率，0.85。根據(jù)以上計(jì)算確定，910主上山選用的一臺(tái)JD–55型調(diào)度絞車，符合礦井提升要求。第二節(jié)礦井通風(fēng)設(shè)備選型一、計(jì)算依據(jù)1、礦井瓦斯等級(jí)：低瓦斯礦井2、通風(fēng)方式：抽出式3、礦井所需風(fēng)量：Q前=22.73m3/sQ中=23.94m3/s4、礦井負(fù)壓：h前=58.19mmH2Oh中=89.49mmH2O二、通風(fēng)機(jī)所需風(fēng)量、全壓及管網(wǎng)阻力系數(shù)1、通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q1=KQ前=1.15×22.73=26.14m3/sQ2=KQ中=1.15×23.94=27.53m3/s2、通風(fēng)機(jī)的全壓H1=h前+△h=58.19+15=73.19mmH2OH2=h中+△h=89.49+15=104.49mmH2O其中：△h—風(fēng)機(jī)裝置阻力之和，15mmH2O3、通風(fēng)機(jī)的選擇礦井現(xiàn)有BK54－4－No8型隔爆軸流式通風(fēng)機(jī)時(shí)，通風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)量Qmax=7.4m3/s，最大靜壓Hmax=64mmH2O已不滿足通風(fēng)要求。經(jīng)過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析及及計(jì)算的前、中期風(fēng)量負(fù)壓Q1=26.14m3/s，H1=73.19mmH2O，Q2=27.53m3/s，H2=104.49mmH2O，確定礦井選用BK54－4－No13型防爆軸流式通風(fēng)機(jī)。4、確定通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)（1）中期的工況點(diǎn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力系數(shù)：R2=H2/Q22=104.49/27.532=0.138通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)特性曲線方程：H=R2Q2=0.138Q2通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力系數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)如表4－2－1所示:表4-2-1中期計(jì)算數(shù)據(jù)表4-2-1Q(m3/s)1015202530H(mmH2O)13.831.0555.286.25124.2H(Pa)135.3304.4541.2845.61217.6根據(jù)表中數(shù)值在BK54－4－No13型風(fēng)機(jī)靜壓特性曲線中繪出風(fēng)機(jī)工作特性曲線，如圖4－2－1所示，得中期風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)：Q2=28.44m3/sH2=111.6mmH2Oη2=76圖4-2-1BK54－4－No13型風(fēng)機(jī)靜壓特性曲線圖4-2-1（2）前期工況點(diǎn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力系數(shù)：R1=H1/Q12=73.19/26.142=0.107通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)特性曲線方程：H=R1Q2=0.107Q2通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力系數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)如表4－2－2所示:表4-2-2前