146采區(qū)南段季節(jié)性水體下試采初步方案設(shè)計書

1、封面作者： Pan Hongliang僅供個人學(xué)習(xí)白沙能源股份有限公司南陽煤業(yè)分公司前進(jìn)煤礦 146采區(qū)南段季節(jié)性水體下試采2/55初步設(shè)計白沙能源股份有限公司南陽煤業(yè)分公司二八年八月二十八日3/55目錄361013323944501234 -40m -60m6 -40m-60m5-40m-60m6-40m-60m7-60m-120m8-60m-120m9-60m-120m10-60m-120m11-40m-120m前進(jìn)煤礦 146 采區(qū)南段季節(jié)性水體下試采初步設(shè)計4/55前言前進(jìn)煤礦設(shè)計能力20 萬 t/a ， 2007 年核定為26 萬 t/a 。該礦屬湖南煤業(yè)集團(tuán)白沙能源股份有限公司南陽

2、分公司管轄，為國有企業(yè)。前進(jìn)煤礦 146 采區(qū)南段屬地表大型沖溝（寬約300m ）季節(jié)性洪水淹沒區(qū)及老窯采空區(qū)復(fù)合型水體下采煤。95 年進(jìn)行 146 采區(qū)設(shè)計時，采區(qū)地質(zhì)說明書劃定區(qū)域的采區(qū)南翼地勢低洼，地表多為稻田，且有兩條小溪橫切該采區(qū)，流量 30 11880m 3 /小 時（雨 季 ）。當(dāng)時，因 6 煤露頭發(fā)育，小煤窯多，開采歷史悠久，老窯積水甚多。又因6 煤為急傾斜厚煤層，煤層開采后，不可避免地會造成地表塌陷，在地勢低洼處，遇雨季洪水將沿塌陷處倒灌井下，對煤礦的安全生產(chǎn)會構(gòu)成極大的威脅，隨時可能造成淹井， 且排水費用高。所以在當(dāng)時的采區(qū)設(shè)計中，采區(qū)南翼暫不開采，將采區(qū)往北推移 330

3、米，其走向長度不變，使采區(qū)地表處在地勢高，無老窯區(qū)域，確保開采安全。146 采區(qū)南端煤柱賦存狀態(tài)好，煤層穩(wěn)定， 0 120m水平可采儲量87.7 萬噸。但當(dāng)年146 采區(qū)方案設(shè)計時，考慮老窯水威脅及工農(nóng)糾紛問題，往北推移330 米，留下半個采區(qū)（總面積42240 ）作煤柱暫不開采。然而，自2006年以來 ,該區(qū)域附近新開了多個小煤窯,已相繼侵入該煤柱內(nèi)亂采濫挖 ,對煤柱已經(jīng)形成嚴(yán)重破壞,并且還在繼續(xù)破壞。為了提高煤炭資源的回采率，南陽分公司前進(jìn)煤礦準(zhǔn)備進(jìn)入146 采區(qū)南段煤層進(jìn)行開采。目前，前進(jìn)煤礦做了大量的地5/55面和井下防治水工作，地面對神仙洞農(nóng)田進(jìn)行了征購填土，重新修建了一個公路流水涵

4、洞，對流水的南主排水溝、北主排水溝和底板橫溝重新進(jìn)行了擴(kuò)大和加固,同時在地面進(jìn)行了鉆孔注漿治沉。 井下對主要水閘門進(jìn)行了注漿加固，大巷、主石門水溝進(jìn)行了采深加寬改造，增設(shè)了一個水倉，并安裝了一臺由地面控制的潛水泵，大大提高了排水抗災(zāi)能力。鑒于此，決定對此區(qū)域進(jìn)行安全開采。一、試采初步設(shè)計編制的依據(jù)1、煤礦安全規(guī)程 （以下簡稱規(guī)程 ）2、建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程（以下簡稱”三下”開采規(guī)程）；3、煤礦測量規(guī)程 ；4、前進(jìn)煤礦146 采區(qū)南段季節(jié)性水體下試采方案設(shè)計5、前進(jìn)礦井146 采區(qū)南段地質(zhì)說明書及礦井采掘工程平面圖和地面井下對照圖等技術(shù)資料；6、耒陽氣象站提供的歷年

5、降水資料。二、設(shè)計指導(dǎo)思想及治水思路堅持安全第一，突出以人為本，積極、慎重、科學(xué)，實施綜合治水：地面排、填、注、測。井下探、放、疏、防；明確安全責(zé)任，落實各項措施；加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)管，確保人身安全。三、存在的主要問題和建議。1、試采區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層傾角大， 局部直立倒轉(zhuǎn)；6/55煤層特厚且松軟，容易發(fā)生抽冒，這對季節(jié)性水下安全開采極為不利。國內(nèi)對急傾斜松軟厚煤層的水下開采研究不夠，規(guī)律尚未完全掌握。因此根據(jù)”三下”開采規(guī)程規(guī)定本塊段只能進(jìn)行試采。建議成立專門試采隊伍；安排好其它采區(qū)和工作面的正常接替，試采區(qū)的產(chǎn)量不列入生產(chǎn)計劃。以保證全礦穩(wěn)產(chǎn)，高產(chǎn)，均衡生產(chǎn)。2、由于煤層倒轉(zhuǎn)，試采形成的導(dǎo)水裂縫

6、帶有可能與老窯水直接導(dǎo)通，給礦井安全生產(chǎn)造成威脅，因此，必須加強(qiáng)探放水工作。建議成立專業(yè)探鉆隊伍，購置專門探水鉆機(jī)。3、周邊小煤礦非法無序開采，對試采區(qū)的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。該礦及南陽煤業(yè)分公司已多次向當(dāng)?shù)卣桶脖O(jiān)部門反映，要求關(guān)閉非法越界礦，或責(zé)令其退回依法劃定的范圍開采，否則雙方安全均無保證。但至今沒有任何回復(fù)。第一章礦井基本概況一、位置與交通前進(jìn)煤礦位于湖南省耒陽市南陽鎮(zhèn)界石村境內(nèi)。地處白沙向斜南段東翼，南鄰沈家灣礦，北至淝江礦。直通井口的礦區(qū)公路與京珠高速公路和107 國道相連；京廣鐵路礦區(qū)準(zhǔn)軌支線、永耒鐵路的南陽裝車站至本井口約10.5km ；耒河由南向北從礦區(qū)西側(cè)穿過。交通比較方便

7、。見圖 21。二、井田范圍井田位于白沙向斜南段東翼， 南起 23 勘探線與沈家灣井田相鄰，北至 37 勘探線與淝江井田相鄰，淺部為 0 老窯境7/55界線，深部以耒河最高洪水位線保護(hù)煤柱及-400m 水平等高線為界。走向長6km ，傾斜寬1km ，面積約 6km 2。三、井田地質(zhì)特征1、地層井田內(nèi)出露的地層從老至新有： 二迭系上統(tǒng)當(dāng)沖階 （ P2d），龍?zhí)峨A（ P2l，為煤系地層） ，大隆階（ P 2ta），三迭系下統(tǒng)大冶組（ T1 ），侏羅系茅仙嶺（ J1 ）砂巖不整合龍?zhí)峨A及第四系（Q）。2、構(gòu)造井田位于白沙向斜東翼，呈一單斜構(gòu)造。地層走向為北北東，傾向西。傾角在30 線以南較緩，一般在3

8、5 左右。在30 線以北變陡， -150m 水平以上地層直立倒轉(zhuǎn)。井田內(nèi)褶曲發(fā)育，斷層次之。本井田主要斷層有F1、F2、F3、F4 斷層，因均與試采區(qū)關(guān)系不大，不予詳述。-150m 以上褶曲帶： 在 31 37 線之間， 6 煤以上小型褶曲發(fā)育，且主要是沿傾向分布，延展不大于500m 。3、煤層本井田內(nèi)二迭系上統(tǒng)龍?zhí)峨A上段為主要含煤地層，總厚度 698.6m ，含煤 17 層，由上而下分別為1、 21、 22、31 、32、41、42、51、52、61、62、7、81、82、9、10 、11 煤層。其中 61 煤和 21 煤為主采煤層。21 煤：厚 0.66 2.13m ，一般厚1.06m ，

9、層位及厚度較為穩(wěn)定。8/5561 煤：厚 0.75 32.4m ，一般厚8.31m ，煤層厚度變化規(guī)律：沿走向一般由北向南逐漸變薄，沿傾向一般由淺向深逐漸變薄。層位和厚度不夠穩(wěn)定。21 煤至 61 煤平均層間距為57.08m ?？刹擅簩犹卣饕姳?-1 。本井田煤層煤質(zhì)牌號為高變質(zhì)程度的低中灰，低中硫，高發(fā)熱量無煙煤（WY ）。據(jù)沈家灣資料，21 煤塊煤含量占 60% 以上。4、水文地質(zhì)礦井地處丘陵區(qū)，井田西面（深部）有耒河流過。地層巖性為弱透水性，無含水層。但煤層淺部受新老小煤窯無序開采破壞嚴(yán)重。地表水常常通過塌陷區(qū)、裂隙帶及小煤窯滲入井下，成為井下水主要補(bǔ)給源。老窯和礦井采空區(qū)極易積水，工作

10、面開采時經(jīng)常發(fā)生突水。給開采工作帶來困難，是礦井安全生產(chǎn)的重大隱患。礦井最大涌水量1200m 3 /h ，正常涌水量280m 3/h 。5、其它：礦井為低瓦斯礦井， 煤塵無爆炸危險， 煤層不易自燃。9/55可采煤層特征表煤厚度（ m）煤層結(jié)構(gòu)層最平傾角容重硬加工性夾矸層夾矸厚度名最大（t/m 3 ）度能小均數(shù)（層）（ m）稱10.662.131.0630 線以南1.453塊煤簡單-235度左右60%30 線以北3102.310.68-150m 以1.45-較簡單-上50.113.060.98為起立倒1.45-較簡單-轉(zhuǎn) -150m1以下小25mm為 4070 以上塊較復(fù)雜610.7532.48

11、.31局部倒轉(zhuǎn)1.45于度17 層 0.051.052.58.76%81011.861.571.50-復(fù)雜-表 1-1層間距（ m）穩(wěn)頂?shù)装宥敯鍘r底板最小最大平均程石巖石度較硅質(zhì)膠硅質(zhì)膠結(jié)穩(wěn)結(jié)細(xì)砂石英定巖砂巖不灰黑色灰黑6.9131.7519.6穩(wěn)致密泥色泥定巖巖不粉砂巖及5.8282.3437.48穩(wěn)細(xì)砂巖砂質(zhì)定泥巖較白色粉白色13.58141.6546.11穩(wěn)細(xì)砂砂巖定巖不泥質(zhì)灰白色膠結(jié)6.42131.2451.62穩(wěn)細(xì)砂巖細(xì)砂定巖10/55四、礦井現(xiàn)狀礦井采用一個全能立井開拓。南翼一個風(fēng)井、北翼兩個風(fēng)井 (安全出口），采用對角式和分區(qū)對角式通風(fēng)。全井田分兩個水平：第一水平為 -120m

12、 ，第二水平為 -250m 。-400m 利用下山開采。目前礦井仍在第一水平生產(chǎn)，現(xiàn)生產(chǎn)在146 、 136和 156三個采區(qū)。-120m 中央水泵房現(xiàn)有 200D-43 6 型水泵 4 臺，D450-60 4 型水泵 2 臺，YQ725-265/10-710 潛水泵一臺， 排水管路四趟，分別是 402 12 一趟、273 7 兩趟，325 10 一趟， 最大 排 水 能 力 為 2777m 3/h ， 正 常 情 況 下 井 下 最 大 涌 水 量1200m 3 /h, 排水能力足夠。第二章開采技術(shù)條件一、試采區(qū)位置與范圍試采區(qū)位于井田北翼 -33 線和 35 線之間，南起 -33 勘探線以

13、北 45m ，與 126 采區(qū)相鄰，北止 X=2910100 座標(biāo)線，與 146采區(qū)北段相鄰。淺部以非法小煤窯破壞邊界-40m標(biāo)高為界，深部為 -120m 標(biāo)高。走向長約 370m ，傾向?qū)?(-40 -120) 約 85m ，面積約 31450m 2 。二、煤層情況及儲量試采區(qū)屬厚煤區(qū)。該區(qū)域有兩條勘探線（ -33 、 34 線） 6 個鉆孔（ -3313 、-3314 、3409 、3410 、 3411 、3412 ）和相鄰兩采區(qū)見煤點控制，煤層賦存復(fù)雜。根據(jù)鉆孔和巷道揭露情況看煤層傾角大，北翼約76 、南11/55翼約 60 ，平均 72 ，局部直立倒轉(zhuǎn)。沿傾向傾角變化大，給開采帶來一

14、定困難。 煤厚由 11 個見煤點控制， 變化在 1.55m 45m 之間，平均18m ?；厩闆r如下：1、已揭露煤厚點求平均煤厚：（ 1） -3313 鉆孔煤厚： -33m 標(biāo)高煤厚 2.1m ，-81.9m 標(biāo)高煤厚 1.55m ，-159m 標(biāo)高煤厚 13.77m 。（ 2） 3410 鉆孔煤厚： -23m 標(biāo)高煤厚 13.17m ， -7m0 標(biāo)高煤厚 12.62m 。（ 3） 126 邊界 -120 石門厚 3.5m 。（ 4） 146 邊界 -120 石門厚 11m 。（ 5） 146-44 石門煤厚 45m 。（ 6） 1463-51 石門煤厚 45m 。（ 7） 126 邊界 -

15、80 石門 25m 。（ 8） 1465-74 邊界工作面 25m 。煤層平均厚度D:nD= Di n = 18mn=1式中： Di：第 i 點煤厚n：揭露煤厚點數(shù)2、儲量計算 :根據(jù)實際揭露的煤厚資料對 146 采區(qū)南段儲量進(jìn)行計算工 作 面面積厚 度容重儲量可采儲量（ m 2 ）傾 角（ t/m3 ）（ 萬 t ）（ 萬 t ）名稱（ m ）S1461(16421)60 12.11.456.044.53344412/55( 40 -60）S1463(164 32)6216.531.4512.69.45(-60 905576）S1465（ 164 32）6216.531.4512.69.45

16、(-90 -120)5248S1462(169 21)7023.61.4512.19.07（40354960 ）S1464(169 32)6523.61.4518.513.9(6090）5280S1466（ 165 32）6522.91.4517.513.1(-90 -120)5280合計79.3459.53、開采煤層的頂?shù)装鍘r性。6 煤層上距 5 煤 32 58 米、一般間距40 米，煤層頂板為深灰色粉砂巖，厚約12 米，泥質(zhì)膠結(jié)，水平層理及緩波狀，層理清楚。有植物化石碎片，夾細(xì)砂巖，易垮落。底板為灰白色，細(xì)砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，薄中厚層狀，厚度為 2.5 5 米，平均3.7 米，成份以石英長石為

17、主。裂隙發(fā)育，充填石英，巖性堅硬，老底為深灰色粉砂巖，6煤層距 7煤層約 21 米，距 8 煤層 38 米。從 126 、146 采區(qū)北段所揭露的情況來看，底板起伏強(qiáng)烈， 146 采區(qū)南段基本類似。三、 地表情況神仙洞（又名農(nóng)塘里） ，地勢低洼（地表標(biāo)高 +95 +100m ）為一沖溝匯水盆地地形，三面環(huán)山，西面開口，盆地匯水面積約 10.1km 2。地表水源主要是大氣降雨，水匯聚后經(jīng)神仙洞泄洪溝、公路涵洞和小溪流向耒河。按耒陽氣象站提供的2006年 7 月 15 日“碧利斯”臺風(fēng)期間最大日降水量448mm/d估算，13/55此沖溝最大匯水量達(dá)94320m 3/h 。地表水如通過老窯頂?shù)装辶严?/p>

18、帶和抽冒塌陷坑潰入井下，對礦井安全將構(gòu)成極大威脅。四、老窯情況神仙洞地形低洼平緩，煤層露頭南北向穿過沖溝。由于交通便利，為老窯開采提供了條件。此處老窯星羅棋布，開采頗盛。由于開采年代久遠(yuǎn)，大部分形跡難辨。據(jù)老農(nóng)說8-11 號老窯積水量約1000m 3 。上世紀(jì) 90 年代前后， 此處又開辦了多處小礦，開采范圍不詳，雖已關(guān)閉，但均存有大量積水?，F(xiàn)仍有鑫源和金星兩個體煤礦，非法越界開采61 煤。據(jù)前進(jìn)礦提供的資料，小窯已采至-53m 。由于老窯和小煤窯的開采破壞，前進(jìn)井投產(chǎn)（ 1983 年）以來，至 2006 年共發(fā)生過三次淹井和多次淹工作面的事故，死亡多人。第三章開采方法一、主要設(shè)計參數(shù)1、儲量

19、146 采區(qū)南段（ -40m -120m ）總儲量為79.34 萬噸 ,可采儲量 59.5 萬噸。2、區(qū)段劃分按 2006 年 12 月湖南省國土資源廳調(diào)整的礦井范圍和準(zhǔn)采深度及煤層賦存狀況， 146 采區(qū)南段水平共劃分為三個區(qū)段，第一區(qū)段為 -40m -60m ；第二區(qū)段為 -60m -90m ；第三區(qū)段14/55為 -90m -120m 。二、巷道布置146 采區(qū)南段設(shè)計為雙翼，采區(qū)中部設(shè)偽傾斜軌道上山和溜煤上山。沿煤層走向在 -40 、 -60 和 -90m 標(biāo)高布置三條底板中巷，將采區(qū)分為三個小區(qū)段。根據(jù)水體下采煤的特殊要求，按三下開采規(guī)程 第 53 條規(guī)定，決定第一小區(qū)段垂高為20m

20、 。區(qū)段底板中巷采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，并用平巷或上山與兩相鄰采區(qū)現(xiàn)有保留完好的通往風(fēng)井的巷道聯(lián)通，作為安全出口。采區(qū)中巷用石門與煤層聯(lián)通。工作面運(yùn)輸順槽沿煤層頂板掘進(jìn)，回風(fēng)順槽沿底板掘進(jìn)。煤門及順槽均采用封閉式 U 型鋼，可縮性支架支護(hù)。 開切眼與相鄰采空之間要留隔水煤柱。根據(jù)煤層厚度確定兩順槽高差，以保證回采工作面有不小于 20 的溜煤坡高。三、采煤方法及回采工藝根據(jù)煤層的賦存條件，本區(qū)采用走向長壁式采煤法。斜切分層，每層 2 米，人工鋪設(shè)假頂，工作面傾角為 20 度，采煤高度為 2 米，回采順序從上往下，由采區(qū)兩端相向采區(qū)中部推進(jìn)。工作面采用風(fēng)鎬或手鎬落煤、搪瓷溜槽運(yùn)煤，運(yùn)輸順槽、揭煤平巷采用刮

21、板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤至溜煤上山。工作面的支護(hù)采用單體液壓支柱配鉸接梁，竹簾網(wǎng)背頂幫，工作面支護(hù)排距和柱距均為0.8m ，采高2 米，工作面采用全部垮落法管理頂板， 其最大控頂距為2.4m ，最小控頂距為1.6m 。順槽采用U 金屬支架支護(hù)。15/55工作面循環(huán)產(chǎn)量：24 0.8 21.45 0.95 53 （ T）式中： 24 工作面長0.8 循環(huán)進(jìn)度2采高1.45 容重0.95 工作面采率四、采區(qū)生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、準(zhǔn)備時間礦井年工作日330 天，每天三班，每班八小時，回采工作面采用正規(guī)循環(huán)作業(yè)，即采用邊采邊準(zhǔn)的綜合作業(yè)方式。1、采區(qū)生產(chǎn)能力計算。A=53 2.0 330 0.95=33231 （

22、T/a ）式中： 53 工作面循環(huán)產(chǎn)量2.0 日循環(huán)個數(shù)330 年工作日0.95 正規(guī)循環(huán)率按掘進(jìn)煤按采煤的15% 計算 ,則采區(qū)的實際年生產(chǎn)能力為：33231 （1+15% ）3.82 （萬噸 /年）2、采區(qū)服務(wù)年限。59.5 （3.82 1.4 ）11 （年）式中： 59.5 采區(qū)可采儲量1.4 儲量備用系數(shù)4.76 采區(qū)年生產(chǎn)能力16/55146采區(qū)南段設(shè)計掘進(jìn)巷道工程量及費用明細(xì)表表 31凈斷前期后期類巖支護(hù)單巷道名稱面積工程量金額工程量金額別性方式價（ m2）(m)(萬元)(m)(萬元)146 采區(qū)南段下部車場巖錨噴6.83000501500146 采區(qū)南軌道上山巖錨噴5.14220

23、014832.5600146 采區(qū)南變電所巖錨噴6 83000185.400146 采區(qū)南段上部車場巖錨噴5.142200183.9600絞車房巖錨網(wǎng)17.3430062.5800絞車房通道巖錨噴3.571800152.700準(zhǔn)-40m 中巷巖錨噴5612527.5-40m 石門巖錨噴5.1422003 6039.63 6039.6備-60m 中巷巖錨噴51210222.44-60m 石門巖錨噴5.1422001 459.94 4539.6146 采區(qū)南溜煤上山巖錨噴4.66210012626.4600-40 -30通風(fēng)上山巖錨噴5.1422

24、00265.7200溜煤眼巖錨噴1.5220030.6630.66-90m 中巷巖錨噴5.1422000024854.56-90m 石門巖錨噴5.142200005 4549.5采煤工作面回風(fēng)順槽煤金屬4.3123005612.8800回采煤工作面運(yùn)輸順槽煤金屬4.3123005211.9600采采煤工作面切眼煤金屬4.02300245.5200合計1093246.621060233.8617/553、采區(qū)準(zhǔn)備時間。由所選方案可知，巷道前期工程量如下：巖巷961m煤巷132m根據(jù)工程分布情況，初期可安排兩個工作面同時掘進(jìn)，巖巷掘進(jìn)進(jìn)度每月 60 80 安排，煤巷掘進(jìn)度按每月150 180m 安

25、排，按此計算可知，采區(qū)準(zhǔn)備時間為7.5 個月。五、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)（一）提升運(yùn)輸系統(tǒng)1、運(yùn)煤：工作面運(yùn)輸順槽石門溜煤上山裝車石門 120m 北運(yùn)輸大巷 -120m 主石門主井地面。2、運(yùn)矸：掘進(jìn)工作面各區(qū)段運(yùn)輸中巷采區(qū)中部車場146采區(qū)南軌道上山120m北運(yùn)輸大巷 -120m主石門主井地面。3、運(yùn)料：地面主井 -120m 主石門 120m 北運(yùn)輸大巷采區(qū)下部車場 146 采區(qū)南軌道上山 -60m 中巷石門運(yùn)輸順槽各作業(yè)點。（二）供電系統(tǒng)：詳見供電系統(tǒng)示意圖地面變電所主井 -120 中央變電所 146 采區(qū)變電所 146采區(qū)南軌道上山 -60m 中巷石門運(yùn)輸順槽各工作面。（三）壓風(fēng)、供水（防塵）、排

26、水系統(tǒng)1、壓風(fēng)系統(tǒng)：地面壓風(fēng)機(jī)房主井主石門120m 北運(yùn)輸大巷 146 采區(qū)南軌道上山 -60m 中巷石門運(yùn)輸順槽各工作面。2、供水（防塵）系統(tǒng)：井口高壓水池主井主石門120m18/55北運(yùn)輸大巷 146 采區(qū)南軌道上山 -60m 中巷石門運(yùn)輸順槽各工作面。3、排水系統(tǒng)：各工作面運(yùn)輸順槽石門-60m 中巷146采區(qū)南軌道上山 120m 北運(yùn)輸大巷主石門 120m 水倉主井地面。（四）通風(fēng)系統(tǒng)及風(fēng)量負(fù)壓計算1、通風(fēng)系統(tǒng)。新鮮風(fēng)流自主井進(jìn)入主石門120m北運(yùn)輸大巷 146采區(qū)南軌道上山中部車場-60m中巷石門運(yùn)輸順槽工作面切眼回風(fēng)順槽回風(fēng)石門40m 中巷146 采區(qū)軌道上山0 改道總風(fēng)巷北二風(fēng)井地

27、面。2、風(fēng)量計算。（ 1）礦井瓦斯等級。采區(qū)地質(zhì)說明書對該區(qū)的瓦斯涌出量未提供具體數(shù)據(jù)，但根據(jù)礦井歷年來瓦斯鑒定結(jié)果，屬低沼氣礦井。2007 年瓦斯鑒定結(jié)果：礦井相對涌出量為2.2m3/t 。1464 工作面瓦斯鑒定結(jié)果：相對涌出量為1.39m3/t 。預(yù)計該采區(qū)沼氣相對涌出量與此相似。（2）風(fēng)量計算。a、采煤工作面風(fēng)量計算按瓦斯涌出量計算：Q 采 =100QC H4 K 采=100 0.10 1.5=15m 3 /min式中： Q 采 工作面所需風(fēng)量QCH4 絕對瓦斯涌出量（參照2007 年 1464 工作面瓦斯19/55鑒定的最大值）K 采工作面通風(fēng)系數(shù)按良好的氣候條件計算：Q 采=60

28、V 采S 采=60 0.9 4=216 （m 3/min ）式中： V 采 工作面風(fēng)速取0.9m/sS 采 回采工作面平均斷面取4.0m 2。按工作面最多工作人數(shù)計算：Q 采 =4N=4 20=80 （ m 3/min ）式中： N 工作面人數(shù)按風(fēng)速驗算：Q 采 15S 采 =15 4=60 （m3/min ）Q 采 240S 采 =240 4=960 （ m3/min ）根據(jù)以上計算取Q 采 =216m 3 /min=3.6m 3 /sb、掘進(jìn)工作面風(fēng)量計算：為了保證采掘平衡， 采區(qū)前期安排二個掘進(jìn)工作面即兩個巖掘，采區(qū)后期安排一個巖掘工作面。每個掘進(jìn)工作面按局扇的最大吸風(fēng)量考慮配風(fēng)，即每臺

29、局扇吸風(fēng)量按180m 3 /min 考慮。則 Q 掘 =1 180=180m 3/min=3m 3 /s c、硐室風(fēng)量：變電所在進(jìn)風(fēng)流中無須配風(fēng)，絞車房配風(fēng)按1m 3/s 考慮。綜上所述， 146 采區(qū)南段風(fēng)量計算如下：Qmax =Q 采 + Q 掘+Q 硐 =3.6+3+1=7.6m 3/s Qmin =Q 采 +Q 掘+Q 硐 =3.6+6+1=7.6m 3/s20/55北翼所需風(fēng)量：146 采區(qū)考慮三個采、掘工作面，則所需風(fēng)量為10.2m 3 /sQ 北 max =Q max + Q 146 =7.6+10.2=17.8 m3 /sQ 北 min = Q min + Q 146 =7.6

30、+10.2=17.8 m3 /s3、礦井通風(fēng)阻力計算。（1）最大阻力計算。礦井南翼 136 采區(qū)考慮一個巖掘工作面、一個煤掘工作面、二個采煤工作面，按 13.2 m 3 /s 配風(fēng)。 156 采區(qū)考慮一個巖掘工作面、一個煤掘工作面、一個采煤工作面按9.6m 3/s 配風(fēng)。則全礦井最大風(fēng)量： Q 礦=Q 南 max +Q 北 =22.8+17.8=40.6m3/s最大通風(fēng)阻力見表32，其值 272.89Pa 。（2）最小阻力計算。礦井南翼 136 采區(qū)考慮一個巖掘工作面、 一個煤掘工作面、一個采煤工作面按 9.6m 3/s 配風(fēng)。 156 采區(qū)考慮二個自掘自采工作面按 7.2m 3 /s 配風(fēng)。

31、則 全 礦 井 最 小 風(fēng) 量 為 ： Q 礦 =Q 南 min +Q 北 =16.8+17.8=34.6m 3 /s最小通風(fēng)阻力計算見表3 3，其值 244.47Pa 。綜上所述，現(xiàn)前進(jìn)礦北二風(fēng)井裝配的BK54-4 13 軸流式抽風(fēng)機(jī)能滿足要求，故不需要重新選。六、機(jī)電設(shè)備的選型（一） 146 采區(qū)軌道上山提升設(shè)備選型計算1、計算的原始資料。采區(qū)年產(chǎn)量：An=4.76 （萬 T/ 年）21/55提升軌道上山斜長：Ls=148m提升軌道上山坡度：=30 提升不均衡系數(shù)：C=1.15年生產(chǎn)不均衡系數(shù)：a =1.15礦井工作制度 :年工作日bt=330 天，每天三班提升， 每日工作 t 16 小時

32、。提升方式為斜井單鉤串車提升，采用U 1 噸固定式礦車，礦車自重 Go=600kg ，煤重 G=1000kg ，矸重 Gk=1700kg ，該上山只作提升煤矸、 運(yùn)送材料設(shè)備等輔助提升用， 本設(shè)計以礦山固定機(jī)械手冊為依據(jù)。2、有關(guān)計算。（1）提升長度Lt=Lq+Ls+Lb=20+148+20=188m式中： Lq 下部車場長，取20mLb上部車場長，取20mLs上山斜長（2）參數(shù)、速度的確定平均提升速度： Vm=1.5m/s （查產(chǎn)品目錄）查表 1 4 23 ，計算每次提升的持續(xù)時間為： Tg= （ 0.741Lt+52 ）2=（ 0.741 188+52 ）2=382.6 （ s）一次提升量

33、的計算：Q=C. a.Tg.An/3600bt.t22/55=1.15 1.15 412.3 47600/3600 330 16=1.365 （T） 1.7T此上山每次提升矸子1 車（ 1700kg ）或煤 2 車，符合要求。（3）根據(jù)連接器的強(qiáng)度計算串車數(shù)（按提矸1 車計算）。N=6000/ （ GK +Go ）（ sin +f1 cos ）=6000/ （ 1700+600 ）（ sin30 o+0.013cos30 o ）=6000/2600 （0.5+0.013 0.866 ）=5.3 （輛）實際提矸1 車, 礦車連接器的強(qiáng)度滿足要求。式中： 6000 最前面一個礦車連接器的強(qiáng)度f1

34、礦車的運(yùn)行阻力系數(shù)取值 0.0133、鋼絲繩的選型。鋼絲繩的長度Lc=Lt+20=168+20=188m上部車場邊到絞車滾筒的距離取20m繩端荷重（按提煤2 車計算）F=n （ GK +Go ）（ sin +f1 cos ）=2 （ 1000+600 ）（sin30 +0.013cos30 ）=1636 （ kg ）鋼絲繩單位長度重量的計算：Pk= F /1.1 B/ma Lc（ sin +f cos ）=1636/1.1 15500/6.5 188 （sin30 o+0.2cos30 o ） =0.66 （ kg/m ）f鋼絲繩磨擦系數(shù)，0.2ma 煤礦安全規(guī)程規(guī)定鋼絲繩專提物安全系數(shù)為6.

35、523/55B鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為15500 kg/Cm2查表選用園股鋼絲繩619 18.5 ，鋼絲繩的總破斷拉力Qq=19950kgf ，直徑 18.5mm ，單位重量1.218kg/m 。校驗鋼絲繩的安全系數(shù)ma ：ma=Qq/Fjmax=Qq/Qa+Lsqk （ sin +f1cos ）=19950/1636+1.218188 （sin30 o+0.013cos30 o ）=11. 4 6.5符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定要求。4、提升機(jī)的選型計算。（ 1）提升滾筒的直徑。因該提升機(jī)為井下輔助提升，滾筒直徑按下式計算。D 50d =20 18.5=925mm選用 JTB1.0 0.8 型單筒機(jī)械防

36、爆絞車， 鋼絲繩在卷筒上最大靜張力 20kN 、速度 1.5m/s ，電機(jī)功率為 45kw 。該型號絞車配備有深度指示器、過卷保護(hù)、緊急制動等安全保護(hù)裝置，廠家為湖南金塔機(jī)械制造有限公司。適用鋼絲繩 18.5mm ，容繩量為 600m （五層）。（ 2）強(qiáng)度驗算。最大靜拉力：Fjmax=N （ Gk+Go ）（ sin +f1cos ）+p(L+Lo) （sin +f2cos）=2(1000+600)(sin30o +0.013cos30 o)+1.218(188+20)sin30o +0.2cos30o ） =1807kg 2040.8kg24/55絞車最大靜張力20KN=2040.8Kg,

37、可見選用提升機(jī)的牽引力是合適的。（3）電機(jī)功率的驗算。=1.1 1807 1.5/102 0.85=34.84kw 45kw式中：富余系數(shù)故選用的電動機(jī)滿足要求。（二）采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇該采區(qū)設(shè)計共布置二個工作地點：即一個采煤工作面；一個巖巷掘進(jìn)工作面。采煤工作面為 1462 ，布置運(yùn)輸順槽，采用刮板運(yùn)輸機(jī)直巷水平鋪設(shè)運(yùn)煤至采區(qū)溜煤下山，在 -120 水平斗口裝車。原始資料：運(yùn)輸距離為 167m ，運(yùn)輸量為 10T/h 。根據(jù)上述條件和該礦井煤層含水量豐富的實際情況，查產(chǎn)品目錄選用SGWD 17型刮板運(yùn)輸機(jī)比較合適，其額定運(yùn)輸能力為40T/h ，運(yùn)輸長度為 60 m ，故選四臺即可滿足要求。巖

38、巷掘進(jìn)工作面直接采用礦車裝運(yùn)矸石。（三）通風(fēng)設(shè)備利用現(xiàn)有北二風(fēng)井通風(fēng)設(shè)備。（四）采區(qū)供電系統(tǒng)的計算。1、采區(qū)變壓器的選擇。S= Kx Pe/cos pj=0.7 163.9/0.85=151.38（ KVA ）式中： S 變壓器的計算容量Kx 需要系數(shù)，查表取0.7Pe 采區(qū)用電設(shè)備總功率之和25/55cos pj電機(jī)加權(quán)平均功率因率。取0.85根據(jù)上述計算選用一臺KBSD-200/6-0.69型干式變壓器。容量為 220KVA ，變壓器變比為6/0.69KV 。2、選擇電纜截面的計算。（1）按允許負(fù)荷電流選擇電纜截面。a、選擇中央變電所146( 南 )變電所高壓電纜截面。Ig=K Pe/3

39、Ve cos pj=0.7 163.9 1000/3 6000 0.85=15.4A查表選擇高壓交聯(lián)電纜YJLV23-3 25-6kV ，其長期容許電流為 95A ，大于 15.4A ，滿足要求。b、選擇主干線電纜截面。Ig=K Pe/3 Ve cos pj=0.7 163.9 1000/3 660 0.85 =137.43 （ A）查表，選用 UP-1000-3 50+1 16 型屏蔽電纜， 其長期容許電流為 200A ，大于 137.43A ，滿足要求。c、選擇供146 采區(qū)南軌道上山絞車房及掘進(jìn)頭電纜截面。Ig=K Pe/3 Ve cos pje=91.5 1000/3 660 0.85 0.9=104.8 （A）查表，選用 UP-1000-3 50+1 10 屏蔽電纜， 其長期容許電流為 125A ，大于 104.8A ，滿足要求。同理，可選其它線路的電纜，其規(guī)格見（表二）。（ 2）按正常運(yùn)行時的允許電壓損失校驗電纜。為保證電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其末端電機(jī)的最低電壓不得低于26/55660 95%=627 （V）則供電系統(tǒng)的允許電壓損失為：690 627=63V采區(qū)低壓供電網(wǎng)的電壓由三部分組成， 即變壓器的電壓損失 Ub ，干線的電壓損失 U R 和支線的電壓、損失 UX 。a、變壓器的電壓損失。Ub(%)= （U Rcos +U X sin ）=0.96 （ 1.9 0.85