興華煤礦技術(shù)改造(新建主風(fēng)井)設(shè)計(jì)

1、前言湖南省新化縣桑梓鎮(zhèn)興華煤礦位于新化縣桑梓鎮(zhèn)集中村境內(nèi)，屬村辦企業(yè)，于1999年開始建井，開采接龍橋區(qū)段淺部煤層，至2004年底煤炭資源枯竭，無法生存，經(jīng)新化縣人民政府申請(qǐng)，婁底市人民政府批準(zhǔn)，將興華煤礦礦區(qū)范圍調(diào)整至大躍井田淺部，為不影響大躍井田的整體開發(fā)，主、風(fēng)井位置及開采布置都必須重新設(shè)計(jì)，興華煤礦特委托我院對(duì)該礦井進(jìn)行技術(shù)改造（新建主、風(fēng)井）設(shè)計(jì)。一、設(shè)計(jì)依據(jù)1、湖南省冷水江礦井大躍井田地質(zhì)報(bào)告（詳查）；2、婁市煤安治200517號(hào)3、煤礦安全規(guī)程（2004）；4、中國采煤學(xué)；5、煤炭法及煤礦安全生產(chǎn)基本條件規(guī)定；6、煤礦安全監(jiān)察條例；7、有關(guān)煤炭資源開發(fā)利用政策；8、興華煤礦提供的

2、圖紙和資料。二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想根據(jù)該礦的煤層賦存條件、地形地質(zhì)及開采技術(shù)條件和目前湖南省小型煤礦開采的技術(shù)水平，按照煤礦安全規(guī)程和煤礦安全生產(chǎn)基本條件規(guī)定要求，以煤礦實(shí)現(xiàn)“正規(guī)生產(chǎn)、規(guī)范管理、確保安全、提高效益”為指導(dǎo)思想。對(duì)每一項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)不僅要考慮技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)的合理性而更要優(yōu)先考慮安全性，達(dá)到完善礦井安全管理和安全裝備，提高礦井抗災(zāi)和防災(zāi)能力的目的。22第一章礦井概況及地質(zhì)概況第一節(jié)礦井概況一、交通位置和自然地理興華煤礦位于新化縣桑梓鎮(zhèn)境內(nèi)，規(guī)劃開采冷水江礦區(qū)接龍橋區(qū)段4346勘探線之間的煤炭資源。礦井對(duì)外以公路運(yùn)輸為主,礦區(qū)有3km簡易公路與新化至冷水江公路相連，距新化縣城及冷水江市

3、區(qū)均為10Km，交通較方便。興華煤礦地段屬低山丘陵地形,地勢為南低北高,最高為聳山，標(biāo)高為+63288m,最低為礦井井田2號(hào)拐點(diǎn)坐標(biāo)處，標(biāo)高為+2369m。區(qū)內(nèi)氣候溫暖潮濕,氣候變化較大,每年12月至次年1月為年溫度最低期，歷史最低溫度為零下7.5C，每年7月至8月為年氣溫最高期，歷史最高氣溫為43C,歷年平均氣溫2122度。每年4月至6月為雨季，歷史最小降雨量為1335.4mm,最大降雨量為1761.9mm,平均年降雨量15506mm，年平均蒸發(fā)量96862mm,47月為雨季，12月至次年2月為枯水季節(jié)，主要風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)及西南風(fēng)，最大風(fēng)速為7.5m/s。二、礦井開采現(xiàn)狀及現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)1、開采現(xiàn)

4、狀礦井采用斜井開拓，主斜井沿頂板穿層布置，位于礦井北翼中部，井口坐標(biāo)：X=3070091.0、Y=37538772.91、Z=+20623m，坡度26，落底于煤層頂板+16233m標(biāo)高處，斜長100.14m，向西布置主運(yùn)輸石揭煤后向南沿煤層布置+162運(yùn)輸大巷，以穿層平巷及上山與風(fēng)井聯(lián)通，形成礦井負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)井位于礦井南翼中部，井口坐標(biāo)：X=3069881、Y=37538666、Z=+220.81m，底頂板穿層布置，落底標(biāo)高+1900m。主斜井為礦井通風(fēng)、運(yùn)輸和敷設(shè)管線及行人用，風(fēng)井為礦井回風(fēng)用并兼做安全出口。主斜井坡度26，斜長10014m，采用JT0.8X0.6型礦用提升絞車單鉤一次串

5、兩車提升，井下運(yùn)輸大巷及采區(qū)使用U-075m3型礦車人力推車運(yùn)輸。軌型18kg/m，軌距600mm。礦井通風(fēng)方式為中央分列式，通風(fēng)方法為抽出式。主斜井為進(jìn)風(fēng)井，井口標(biāo)咼為+206.23m，風(fēng)井為回風(fēng)井，井口標(biāo)高+22081m。新鮮風(fēng)流經(jīng)主斜井、+162m運(yùn)輸大巷、通過局扇送風(fēng)至掘進(jìn)工作面，泛風(fēng)經(jīng)總回風(fēng)上山至風(fēng)井，由抽風(fēng)機(jī)排至地面。地面風(fēng)井口安裝有兩臺(tái)YBK56-II-6-NM1型軸流式抽風(fēng)機(jī)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，額定功率為11kw，井下安裝有5.5kw局扇二臺(tái)。掘工作面采用局扇配風(fēng)筒壓入式通風(fēng)。礦井實(shí)測總進(jìn)風(fēng)量為528m3/min，總回風(fēng)量為540ms/min。實(shí)測礦井正常涌水量10ms/h，

6、最大涌水量為15ms/h，PH值呈中性。主斜井井底水泵房排水設(shè)備采用D25-30X6型水泵2臺(tái)，配套電機(jī)額定功率30KW。水泵額定流量25m3/h額定揚(yáng)程180m。排水管路為0=76X4無縫鋼管二趟，沿主斜井敷設(shè)至地面。礦井主供電源來自新化縣城35KV變電站，供電架空線規(guī)格LGJ-50，供電距離10KM,10KV“T”接至礦。礦井應(yīng)自備有一臺(tái)75KW的柴油發(fā)電機(jī)作為礦井備用電源。經(jīng)過多年開采，現(xiàn)老礦井范圍+140m以上資源已基本采完，老礦井即將報(bào)廢。第二節(jié)礦井地質(zhì)概況一、地層和地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)出露地層由新至老有：第四系（Q）、中上石炭統(tǒng)壺天群（C）、下石炭統(tǒng)梓門橋組（C）、下石炭系測水組（C）、2

7、+3ht1Z1C下石炭系石磴子組（C）。1S1、第四系（Q）：主要為坡積層，為灰至黃灰色淤泥、粘土、砂土，厚一般5m。不整合于各地層之上。2、石炭系中上統(tǒng)壺天群（C）：由灰白色至淺灰色厚2+3ht層狀灰?guī)r為主，最大厚度800m左右，與下伏梓門橋組呈整合接觸。3、下石炭統(tǒng)梓門橋組（C、：上部為深灰色泥質(zhì)灰?guī)r，1Z中厚層狀，中部為硅質(zhì)灰?guī)r；下部為深黑色中厚層狀泥灰?guī)r，常含微晶石膏05層，一般23層；層位較穩(wěn)定。全組平均厚170m左右。與下伏測水組地層整合接觸。4、下石炭統(tǒng)測水組（C）1C為礦區(qū)含煤地層，平均厚約99m，按其含煤性、巖性組合和生物化石生平特征均可分為上段（不含煤段）和下段（含煤段）兩

8、段。1、上段（C2）1C不含煤段。由色澤較淺的碎屑巖及紫紅、灰綠色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖和深灰色泥質(zhì)巖等組成。厚約76m左右。2、下段（C1）1C含煤段。由顏色較深的碎屑巖夾煤層及泥質(zhì)灰?guī)r組成，以灰黑色的砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、暗灰色細(xì)砂巖、石英砂巖為主。其次為黑色泥巖夾炭質(zhì)泥巖，一般厚23m左右。與下伏石磴子組地層整合接觸。5、下石炭統(tǒng)石磴子組（C）1s上部為薄至中厚層狀鈣質(zhì)泥巖。下部為黑灰色中厚層狀泥灰?guī)r，含方解石脈及黃鐵礦結(jié)核。鉆孔揭露最大厚度250m。本區(qū)可見厚42m。本井田位于冷水江向斜北翼的西北端，滿竹背斜傾伏端的白馬山倒轉(zhuǎn)向斜部位，地層走向NWSW，傾向NE，傾角變化較大，一般為70。井田構(gòu)

9、造以斷層為主，其中株木山逆斷層為區(qū)內(nèi)主干斷層，位于42線51線一帶，走向長2500m，傾角35左右，斷距約200m左右。褶曲次之，地質(zhì)構(gòu)造屬復(fù)雜。二、煤層及煤質(zhì)興華煤礦含煤地層為測水組煤系，礦井內(nèi)含煤6層，自上而下命名為：上段煤、3煤層、5煤層、6煤層、7煤層、8煤層，上段煤有時(shí)為兩層，未加細(xì)分，統(tǒng)稱上段煤，一般不可采。井田內(nèi)可采煤層為下石炭統(tǒng)測水組（C1C）3、5煤，1C煤層平均厚度2.76m。其中3煤局部可采，厚0389m,平均厚度1.54mo5煤層全區(qū)可采，厚0852m,平均厚度2.0m。其它煤層不可采。3、5煤層均以粉狀結(jié)構(gòu)為主，局部細(xì)中條帶狀塊煤，主要由亮煤和鏡煤組成。煤質(zhì)屬中灰、特

10、低硫、中高發(fā)熱量無煙煤，適用于動(dòng)力和民用用煤。具體指標(biāo)見下表:指原煤分析基干燥基可燃基干燥基干燥基彈筒水分灰分揮發(fā)分全硫發(fā)熱量標(biāo)精煤(%)(%)(%)(%)(町/kg)3原煤3.5918.557.670.9728.46煤精煤2.814.914.665原煤3.918.667.910.6027.6煤精煤3.296.725.04三、瓦斯及煤塵爆炸性、煤的自燃性該礦2005年未進(jìn)行瓦斯等級(jí)鑒定，本設(shè)計(jì)參照相鄰煤礦巨底沖煤礦2005年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果（湘煤行2005233號(hào)），相對(duì)瓦斯涌出量為16.61m3/1,屬高瓦斯礦井，煤層無自燃發(fā)火傾向性，煤塵無爆炸危險(xiǎn)性。四、水文地質(zhì)1、礦井水文地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)主

11、要含水層有梓門橋組、測水組、石磴子組。梓門橋組地表巖溶發(fā)育，屬富水性較強(qiáng)的裂隙巖溶含水層；測水組為一水頭高，富水性較弱的裂隙承壓含水層；石磴子組裂隙發(fā)育，屬一富水性中等的裂隙含水層。區(qū)內(nèi)主要隔水層有二層：一層為測水組3煤頂板以上巖層，厚90m以上，主要以淺灰?guī)r層為主，由紫紅、灰色砂質(zhì)泥巖，灰白色石英砂巖，灰色泥質(zhì)灰?guī)r，為煤層頂板之良好的隔水層。一層為3煤底板深灰色細(xì)（粉）砂巖，至石磴子組頂部的鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r，厚約2530m，為煤層底板之良好隔水層。礦井主要充水來源為測水組砂巖裂隙水、老窿水及大氣季節(jié)性降水補(bǔ)充水。礦井水文地質(zhì)條件屬簡單類型。2、設(shè)計(jì)開采范圍內(nèi)涌水量預(yù)計(jì)根據(jù)新化縣煤炭局提供的地

12、質(zhì)資料，預(yù)計(jì)該礦井+130m水平正常涌水量將達(dá)到10m3/h，最大涌水量為15m3/h。第二章開采方案第一節(jié)礦井境界及儲(chǔ)量一、礦井境界根據(jù)興華煤礦采礦許可證（2004年12月29日），礦井范圍由以下拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定：1、X=3069650Y=37538750；2、X=3069975Y=375389103、X=3070120Y=375388254、X=3070220Y=375388605、X=3070270Y=375387856、X=3069800Y=37538505。開采標(biāo)高為+280m+140m。調(diào)整后礦區(qū)范圍由以下拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定1、3070145375396102、307012537539400

13、3、3070530375395204、3070530375390705、3070190375390706、3069975375389107、3069505375387508、3069800375385059、30710003753920010、30705663753971411、307032437539666開采標(biāo)高為+300m+130m。二、礦井儲(chǔ)量根據(jù)劃定的開采范圍計(jì)算，礦井保有儲(chǔ)量110.3萬噸，按80回采率計(jì)算，可采儲(chǔ)量為88.24萬噸。第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、礦井工作制度礦井年工作日330d，每天三班作業(yè)，每天凈提升時(shí)間14h。二、礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限根據(jù)礦井設(shè)計(jì)委托書，設(shè)

14、計(jì)礦井生產(chǎn)能力為3萬噸/年。日生產(chǎn)能力：91t/日。礦井范圍內(nèi)保有地質(zhì)儲(chǔ)量110.3萬t，可采儲(chǔ)量88.24萬t，儲(chǔ)量備用系數(shù)取14,計(jì)算得礦井服務(wù)年限約21a。T=1103X08/3X14=21(a)第三節(jié)開拓布置一、開拓方案選擇根據(jù)煤層賦存情況、礦區(qū)地形和礦井開采現(xiàn)狀結(jié)合礦方意見，初步提出二個(gè)開拓方案：方案I：新掘主平硐和風(fēng)井。在礦井2號(hào)拐點(diǎn)處新掘主平硐，井口坐標(biāo)X=3070170、Y=37539470、Z=+2385m,以191。的方位角施工平硐15m，再以B=28。的坡度施工11軌道上山至+130m標(biāo)咼落底，長231.11m,落底后沿巖層走向布置+130m底板運(yùn)輸大巷至井田中部，并以坡

15、度30。的偽傾斜方向施工11通風(fēng)上山與+240m底板回風(fēng)大巷、回風(fēng)上山和風(fēng)井（風(fēng)井位于礦井1號(hào)拐點(diǎn)附近，井口坐標(biāo)X=3070180、Y=37539530、Z=+260m，a=215）貫通。構(gòu)成礦井負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。（見開拓系統(tǒng)、采區(qū)布置及機(jī)械設(shè)備配備圖）方案II：利用現(xiàn)有的主斜井及工業(yè)廣場，延深主斜井至+130m標(biāo)高，沿巖層走向布置+130m底板運(yùn)輸大巷至礦井井田北翼附近，再布置采區(qū)上山。在礦井1號(hào)拐點(diǎn)附近布置風(fēng)井，通過+260m總回風(fēng)與采區(qū)通風(fēng)上山貫通，形成礦井負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。從以上二個(gè)方案分析，方案I要重新選擇主、風(fēng)井和工業(yè)廣場并征地，初期投資大，建井工期長，但運(yùn)輸系統(tǒng)簡單，前期通風(fēng)線路短，通風(fēng)

16、容易。方案II首采區(qū)生產(chǎn)時(shí)運(yùn)輸線路較長（達(dá)2000m）,煤矸通過軌道上山下放到+130m底板運(yùn)輸大巷，再從主斜井提升至地面，運(yùn)輸系統(tǒng)比較復(fù)雜，運(yùn)輸費(fèi)用較高；由于巷道較長，通風(fēng)阻力大，通風(fēng)較困難；原主井因服務(wù)年限，受采動(dòng)壓力的影響，巷道嚴(yán)重變形，斷面較小需擴(kuò)大斷面，且施工難度大；+130m底板運(yùn)輸大巷需要從小溪流下方通過，且?guī)r柱較小和楊家灣斷層的影響，可能導(dǎo)致地表水通過斷層裂隙帶進(jìn)入礦井，從而增加排水費(fèi)用，其優(yōu)點(diǎn)是可以利用現(xiàn)有工業(yè)廣場、設(shè)施和設(shè)備。方案技術(shù)比較表方案I方案II優(yōu)點(diǎn)：1、通風(fēng)線各短，通風(fēng)阻力小；2、煤柱損失?。?、設(shè)計(jì)投產(chǎn)工期較短4、運(yùn)輸系統(tǒng)簡單，運(yùn)輸費(fèi)用低。缺點(diǎn):1、需另建一套地

17、面生產(chǎn)系統(tǒng)，征地面積大，地面投資費(fèi)用高；2、建井工期較長優(yōu)點(diǎn)：1、可以利用現(xiàn)有工業(yè)廠場和現(xiàn)有設(shè)施、設(shè)備2、不需要征地3、初期投資小。缺點(diǎn):1、運(yùn)輸系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)輸路線長，運(yùn)輸費(fèi)用咼；2、原主井因服務(wù)年限，受采動(dòng)壓力的影響，巷道嚴(yán)重變形，斷面較小需擴(kuò)大斷面，且施工難度大；3、排水費(fèi)用咼；4、通風(fēng)各線長，通風(fēng)困難。根據(jù)興華煤礦及縣、市煤炭局、我院技術(shù)專家多次現(xiàn)場勘察，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，選擇方案I作為本設(shè)計(jì)方案。二、開拓方式礦井采用平硐-暗斜井開拓，主平硐布置在礦井范圍2號(hào)拐點(diǎn)附近位置，井口坐標(biāo)X=3070170、Y=37539470、Z=+2385m,以191的方位角施工平硐15m,再以B=28

18、。的坡度施工11軌道上山至+130m標(biāo)高落底，長23111m,落底后沿巖層走向布置+130m底板運(yùn)輸大巷至井田中部，并以坡度30的偽傾斜方向施工11通風(fēng)上山與+240m底板回風(fēng)大巷、回風(fēng)上山和風(fēng)井（風(fēng)井位于礦井1號(hào)拐點(diǎn)附近，井口坐標(biāo)X=3070180、Y=37539530、Z=+260m,a=215）貫通。構(gòu)成礦井負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。（見開拓系統(tǒng)、采區(qū)布置及機(jī)械設(shè)備配備圖）主平硐采用料石砌碹支護(hù)，半圓拱，凈寬2.2m，墻高1.4m,凈斷面積4.97m2；風(fēng)井采用料石砌碹支護(hù)，半圓拱，凈寬20m，墻高1.27m，凈斷面積4.1m2。主平硐為礦井提升、進(jìn)風(fēng)等用，不提升時(shí)行人，風(fēng)井主要為回風(fēng)之用以及緊急行

19、人安全出口。井筒特征表井筒單位主平硐風(fēng)井（平硐）井口坐標(biāo)Xm30701703070180Ym3753942037539535Zm+238.5+260.0井筒傾角度2828井筒方位度200215斜長m231.1144.7落底標(biāo)咼m+130+239斷面凈寬m2.22.0斷面凈高m2.52.27凈斷面積m24.974.1支護(hù)形式料石砌料石砌斷面形狀半園拱半園拱三、水平劃分根據(jù)礦井開采深度、煤層賦存條件，礦井劃為一個(gè)水平開米，水平大巷標(biāo)咼為+130m,米用上山米區(qū)開米。四、采區(qū)及區(qū)段劃分礦井走向、傾向長度、煤層賦存條件以及煤與瓦斯突出礦井等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)劃為三個(gè)米區(qū)開米，礦井東翼為首米區(qū)，11即米區(qū)，礦井

20、西翼為接替米區(qū)，即12、13米區(qū)。11采區(qū)劃為四個(gè)區(qū)段，平硐以上（+24卜+260血為第一區(qū)段，區(qū)段垂高20m+200-+240m為第二區(qū)段，區(qū)段垂高40m+165-+200m為第三區(qū)段，區(qū)段垂高35m+135+165m為第四區(qū)段，區(qū)段垂高35n。12采區(qū)劃為三個(gè)區(qū)段+20卜+240m為第一區(qū)段,區(qū)段垂高40m+165-+200m為第二區(qū)段，區(qū)段垂高35m+135-+165m為第三區(qū)段，區(qū)段垂高35m。13采區(qū)劃為二個(gè)區(qū)段，+16&-+200m為第一區(qū)段，區(qū)段垂高35m+135-+165m為第三區(qū)段，區(qū)殳垂高35血五、開米順序礦井內(nèi)先米11米區(qū)，接替12米區(qū)，最后米13米區(qū)；米區(qū)內(nèi)先上后下，先

21、上區(qū)段，后下區(qū)段；煤層內(nèi)先米3煤，后米5煤?；孛坠ぷ髅鏋楹笸耸交孛住５V井東翼由于煤層倒轉(zhuǎn)，5煤層位于3煤層之上，故先米5煤再米3煤。六、米掘比全礦安排三個(gè)掘進(jìn)頭（礦井接替采區(qū)12、13采區(qū)處于礦井西翼，由于巖巷工程量較大，本設(shè)計(jì)安排二個(gè)巖巷掘進(jìn)頭和一個(gè)煤巷掘進(jìn)頭才能保證礦井正常生產(chǎn)），一個(gè)回采工作面，可確保礦井生產(chǎn)能力和采掘正常接替，采掘比為1：3。七、礦井三量及可采期礦井開拓布置一個(gè)水平、一個(gè)采區(qū)和1個(gè)回采工作面，保證礦井三量和可采期，具體參數(shù)見表。三量表開拓準(zhǔn)備回采開拓煤量可米期準(zhǔn)備煤量可米期回采煤量可米期30萬噸7年30萬噸7年1.4萬噸5個(gè)月第四節(jié)主要巷道及采區(qū)布置一、11采區(qū)布置11

22、采區(qū)為投產(chǎn)采區(qū)，走向長約500m，傾斜長約180m。在主平硐15m處以a=191,B=28的坡度施工11軌道上山至+130m標(biāo)高落底，長231.11m,落底后沿巖層走向布置+130m底板運(yùn)輸大巷至井田中部，并以坡度30的偽傾斜方向施工11通風(fēng)上山與+240m底板回風(fēng)大巷、回風(fēng)上山和風(fēng)井（風(fēng)井位于礦井1號(hào)拐點(diǎn)附近，井口坐標(biāo)X=3070180、Y=37539530、Z=+260m，a=215）貫通。構(gòu)成11采區(qū)負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。（見開拓系統(tǒng)、采區(qū)布置及機(jī)械設(shè)備配備圖）軌道上山、通風(fēng)上山及石門等巖石巷道均采用半圓拱斷面，料石砌碹支護(hù)，凈寬2.0m,墻高1.27m,凈斷面積為4lm2。二、投產(chǎn)工作面布置投

23、產(chǎn)工作面為1152工作面。該工作面區(qū)段運(yùn)輸平巷標(biāo)高為+240m,即平硐標(biāo)高水平，區(qū)段回風(fēng)平巷標(biāo)高為+260m,即風(fēng)井（平硐）標(biāo)高。在主平硐15m處（斜交巖層走向約30）布置+240m底板運(yùn)輸平巷至11采區(qū)中部,然后施工石門揭5煤和3煤,在見5煤處沿5煤層走向向北施工1152運(yùn)輸平巷至礦井邊界，沿煤層偽傾斜方向施工1152開切眼至+260m標(biāo)高停掘。在風(fēng)井（平硐）沿巖層走向布置+260m底板回風(fēng)平巷至11采區(qū)中部,然后施工石門揭5煤和3煤,在見5煤處沿5煤層走向向北施工1152回風(fēng)平巷至礦井邊界與1152開切眼貫通,構(gòu)成1152回采工作面負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。為了解決1151工作面掘進(jìn)出煤矸、行人、回風(fēng)

24、等問題,在1151運(yùn)輸平巷適當(dāng)?shù)奈恢檬┕ば腥松仙?、通風(fēng)上山至+260m標(biāo)高與1151回風(fēng)平巷貫通。區(qū)段平巷采用木棚支護(hù)，梯形斷面，巷道凈高18m，上凈寬16m，下凈寬2.5m，凈斷面積3.69m2，棚距0.6m，雜木棍和雜木條背邦、頂。三、接替工作面布置接替工作面為1151回采工作面。在+240m石門見5煤處沿5煤層走向向南施工1151運(yùn)輸平巷至礦井邊界，沿煤層偽傾斜方向施工1151開切眼至+260m標(biāo)高停掘。在+260m回風(fēng)石門見5煤處沿5煤層走向向南施工1151回風(fēng)平巷至礦井邊界與1151開切眼貫通，構(gòu)成1151回采工作面負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。第五節(jié)車場、硐室、水倉一、車場各上、下車場為平車場，中

25、部為甩車場，均為單道起坡，設(shè)重車道和空車道儲(chǔ)車場，長30m,鋪15kg/m軌道，采用三分之一弧形拱，凈寬3.2m，墻高16m，料石砌碹支護(hù)，凈斷面積6.94m2。二、硐室、水倉在提升上山的上、中、下部車場設(shè)信號(hào)硐室。在各提升上山的上、下部車場設(shè)配電點(diǎn)硐室。在11軌道上山下部車場處設(shè)水倉和泵房、管子道。按礦井正常涌水量10m3/h計(jì)算，水倉有效容量為100m3。水倉采用三心拱型斷面，凈寬3.2m，墻高1.6m，料石砌碹支護(hù)，凈斷面積6.94m2，巷道長20m。第六節(jié)采煤方法一、采煤方法選擇及支護(hù)礦井東翼3、5煤層傾角約70，西翼煤層傾角約30，本礦井范圍內(nèi)3煤局部可采，厚0389m,平均厚度1.

26、54m。5煤層全區(qū)可采，厚0852m,平均厚度2.0m。本設(shè)計(jì)首采區(qū)為礦井東翼，煤層為倒轉(zhuǎn)，5煤處于3煤之上，根據(jù)煤層賦存條件和開采技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用0煤法，爆破落煤，木支架控頂，全部垮落法管理頂板。（本設(shè)計(jì)以東翼為例）回采工作面采用電煤鉆打眼，爆破落煤，回柱絞車回柱放頂?shù)然夭晒に嚒?152回采工作面斜長2025m,平均煤厚2.0m,傾角平均為70，回采工作面采用三、五排控頂，一梁三柱傾向木支架支護(hù)，排距07m，柱距0.7m,最大控頂距2.8m，最小控頂距14m，放頂步距1.4m。所用木材直徑不小于16cm，頂梁為直徑16cm的半圓木，梁長1.8m，探頭0.2m。因礦方未提供煤層頂?shù)装宓牧W(xué)性

27、質(zhì)和有關(guān)礦壓方面的實(shí)測資料，只能按48倍采高估算壓力。P=8yH=8X25X2.0=40.0（噸力/m2）式中：P-估算的采場上方壓力（噸力/m2）；y-采場上方巖層平均容重（t/m3）；H-采高（m）,按煤層平均厚度選取。而一根直徑16cm的松木縱向抗壓強(qiáng)度約30噸，設(shè)計(jì)支護(hù)密度為8.16根/m2，安全系數(shù)約7。設(shè)計(jì)支護(hù)密度合理。但回采工作面礦壓顯現(xiàn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程，放頂前必須在切頂線加密集支柱，切頂線以內(nèi)抬樓連鎖，上下安全出口及地質(zhì)構(gòu)造帶等設(shè)木垛。作業(yè)過程中根據(jù)情況加設(shè)木垛、叢柱、戧柱、抬棚等加強(qiáng)支架。并進(jìn)行礦壓觀測。二、工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型采煤工作面設(shè)一個(gè)小臺(tái)階，臺(tái)階長

28、度10mm左右，寬度23m。采用“三五”排控頂方式，循環(huán)進(jìn)尺1.4m,日一個(gè)循環(huán)，工作面年推進(jìn)度462m，一個(gè)回采工作面可保證礦井3萬t年產(chǎn)量。工作面煤炭自溜至區(qū)段煤層運(yùn)輸平巷，區(qū)段煤層裝入U(xiǎn)0.75m3側(cè)翻式礦車，人力推運(yùn)從平硐至地面煤倉。井下原煤運(yùn)輸流程如下:回采工作面一區(qū)段運(yùn)輸平巷一+240m底板運(yùn)輸大巷一平硐f地面三、礦井生產(chǎn)能力核定1、采煤工作面生產(chǎn)能力A一=1hLdK采=20X2.0X(1.4X330)X1.45X0.95=25000(t)式中：1工作面傾斜長度,m;h工作面采高,m;L工作面年推進(jìn)度,m;d煤的容重,t/m3；K工作面回采率;2、煤巷掘進(jìn)工作面生產(chǎn)能力掘進(jìn)煤量按回

29、采煤量的20%計(jì)算，則全礦掘進(jìn)煤量A=25500X20%=5100(t)3、礦井生產(chǎn)能力A=A+A回采掘進(jìn)=25500+5100=30600(t)30000(t)第七節(jié)礦井通風(fēng)與安全一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)及通風(fēng)方式通風(fēng)方式：礦井采用中央邊界式通風(fēng)方式，主平硐為進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)井為回風(fēng)井。通風(fēng)方法：抽出式通風(fēng)礦井通風(fēng)路線：主平硐(進(jìn)風(fēng))f+240m底板運(yùn)輸大巷f+240m石門f1152運(yùn)輸平巷f1152工作面一1152回風(fēng)平巷f+260m回風(fēng)石門f+260m回風(fēng)大巷f風(fēng)井f地面。二、礦井風(fēng)量計(jì)算該礦2005年未進(jìn)行瓦斯等級(jí)鑒定，本設(shè)計(jì)參照相鄰煤礦巨底沖煤礦2005年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果(湘煤行2005233號(hào))

30、，相對(duì)瓦斯涌出量為1661m3/1,屬高瓦斯礦井。按回采、掘進(jìn)、硐室實(shí)際需要的風(fēng)量總和計(jì)算礦井總風(fēng)量。1、回采工作面所需風(fēng)量(1) 、按工作面良好氣候條件所需風(fēng)量-*(2) 、按工作面稀釋瓦斯所需風(fēng)量：Q一=00926qXTXK采ch4=00926X1661X91X145=20295m3/min回采工作面所需風(fēng)量取最大值Q=2268m3/min采2、掘進(jìn)頭采用局扇壓入式通風(fēng)，獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，一個(gè)掘進(jìn)頭需要風(fēng)量150m3/min，則掘進(jìn)所需風(fēng)量為：Q=3X150=450m3/min。掘3、其他所需風(fēng)量其他巷道按50m3/min配風(fēng)稀釋瓦斯，Q=50m3/min。他4、礦井所需總風(fēng)量Q總Q=(Q+Q

31、+Q)XK總采掘他通=(2268+450+50)X12=87216m3/min=1454m3/s5、風(fēng)速校核(1)、主平硐斷面積為4.97m2，風(fēng)量是14.4m3/s,V=144/497=292m/s1m/sV8m/s(2)回采工作面平均控頂距斷面積為4.2m2，風(fēng)量為4.54m3/sV=4.54/4.2=1.08m/s0.25m/sV4m/s（3）風(fēng)井?dāng)嗝娣e為4.1m2,風(fēng)量為14.54m3/sV=14.54/4.1=3.55m/s1m/sVma=6.5故選擇6X19-15.5-155型鋼絲繩合格。(三) 、提升機(jī)的選擇、絞車卷筒直徑選擇根據(jù)煤礦安全規(guī)程第416條，安裝在井上的絞車，其卷筒直

32、徑D應(yīng)不小于鋼絲繩直徑d的80倍，安裝在井下的絞車，其卷筒直徑D應(yīng)不小于鋼絲繩直徑d的60倍，在滿足提升安全的條件下,按井下使用的絞車計(jì)算,則：D全60d=60X15.5=930mm，選擇標(biāo)準(zhǔn)直徑1000mm。、絞車卷筒寬度的選擇根據(jù)煤礦安全規(guī)程第419條之規(guī)定，纏繞層數(shù)：K=3平均纏繞直徑：D=D+(KT)d=1000+(3-1)X15.5=1031mmP卷筒寬度：B=L+L+(3+4)口D(d+)/(KnD)AyP=252+20+(3+4)X3.14X1.0(15.5+2)/(3X3.14X1.031)=530mm選擇標(biāo)準(zhǔn)寬度800mm。式中：L提升長度AL鋼絲繩試驗(yàn)長度，取L=20myy

33、一鋼絲繩在卷筒上纏繞間距，取=2mm、提升機(jī)的選擇根據(jù)計(jì)算的絞車直徑和寬度，選擇JT1.0X0.8型單筒提升絞車。其主要技術(shù)參數(shù)如下：滾筒直徑D=1000mm滾筒寬度B=800mm平均速度V=1.5m/s平最大靜張力F=20KNjmax2、最大靜張力校驗(yàn)F=Z(G+G)(sirB+wcosB)+PLc(siB+3fcosB)j0=3X(600+400)X(sin283+0.025Xcos2&)+0.8457X262X(sin2&+025Xcos2&)=1628kg1.2故經(jīng)選型計(jì)算，確定11軌道上山提升系統(tǒng)選用JT1.0X0.8型單筒提升絞車，其配套電動(dòng)機(jī)為YR280S-8，功率37KW。配用

34、鋼絲繩為6X19-15.5-155型，絞車平均速度為l5m/s。每次提升煤3車或矸石2車。絞車電控制采用JXP-37D成套電控系統(tǒng)。三、12軌道上山提升設(shè)備選型12軌道上山與11軌道上山井筒參數(shù)基本相同,不再進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)11軌道上山提升系統(tǒng)選型計(jì)算,確定12軌道上山提升系統(tǒng)選用JTB1.0X0.8型單筒防爆提升絞車，其配套電動(dòng)機(jī)為YB280S-6,功率45KW。配用鋼絲繩為6X19-15.5-155型，絞車平均速度為15m/s。每次提升煤3車或矸石2車。絞車起動(dòng)采用直接起動(dòng)。第二節(jié)礦井排水設(shè)備一、設(shè)計(jì)依據(jù)：1、礦井采用一級(jí)排水，礦坑涌水從+130m水平直接至主平硐(標(biāo)高+2385m)后自流出

35、井。2、礦井在+130m水平正常涌水量10m3/h，最大涌水量15m3/h。3、礦井水性：中性二、排水設(shè)備選型水泵選用D80-30X4型水泵3臺(tái)，其中安裝2臺(tái)，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用，另在地面?zhèn)湟慌_(tái)檢修。水泵額定流量43m3/h，額定揚(yáng)程120m。水泵配套電機(jī)YB180M-2(22kw，380V)。排水管路選用e102X4無縫鋼管，從+130m水泵房沿11軌道上山敷設(shè)兩趟至主平硐排水溝，一趟工作，一趟備用。吸水管采用e121X4無縫鋼管,每臺(tái)水泵安裝一路。正常涌水期間1臺(tái)水泵工作，日實(shí)際排水時(shí)間5.6小時(shí)；最大涌水期間也是1臺(tái)水泵工作，日實(shí)際排水時(shí)間8.4小時(shí)，滿足煤礦安全規(guī)程和設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。第

36、三節(jié)礦井壓風(fēng)設(shè)備一、設(shè)計(jì)依據(jù)礦井有二個(gè)巖巷掘進(jìn)頭用風(fēng)，使用YTP-26氣腿式鑿巖機(jī)二臺(tái)。二、設(shè)備選型考慮壓風(fēng)設(shè)備及壓風(fēng)管路的氣量、氣壓損失，選用2臺(tái)2V-6/8空氣壓縮機(jī),一臺(tái)工作,一臺(tái)備用。壓風(fēng)機(jī)配套電機(jī)為Y250M-6,功率37kw,壓風(fēng)機(jī)工作時(shí)，產(chǎn)生的氣壓為8Kgf/cm2,氣量為6m3/min，產(chǎn)生的氣量與氣壓均滿足掘進(jìn)工作面風(fēng)動(dòng)工具使用的需求。壓風(fēng)管路采用屮54X4無縫鋼管，鋼管之間采用管法蘭連接。第四節(jié)礦井通風(fēng)設(shè)備一、設(shè)計(jì)依據(jù)1、礦井所需風(fēng)量：14.54m3/s2、礦井前期最大負(fù)壓：14688Pa,3、礦井后期最大負(fù)壓：277.97Pa，4、礦井瓦斯等級(jí)：高瓦斯礦井。二、設(shè)備選型1

37、、通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算(確定選用軸流式通風(fēng)機(jī))Q=KXQK=1.15X14.54=16.72m3/s2、通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的最大靜壓：H=h+h=277.97+180=458(Pa)jmaxmax式中：h通風(fēng)設(shè)備阻力，一般取150200pa,取4h=180pa3、預(yù)選通風(fēng)機(jī)：YBK56-6-NM3型軸流式通風(fēng)機(jī)。4、通風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)的確定最大網(wǎng)絡(luò)阻力系數(shù)R=H/Q2=458/16.722=1.638maxjmax則通風(fēng)機(jī)在開采最大負(fù)壓時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)特性方程式為H=RQ2=1.638Q2max將上述網(wǎng)路特性方程式按同一比例畫在YBK56-6-N13軸流式風(fēng)機(jī)的性能曲線圖上,即得風(fēng)機(jī)在最大負(fù)壓時(shí)期

38、工況點(diǎn)A。在工況點(diǎn)A點(diǎn)：Q=16.38m/sH=428.4pan=71%AAA5、功率的計(jì)算通風(fēng)機(jī)軸功率的計(jì)算N二H.Q/1000nmaxAAA=428.4X16.38/(1000X0.71)=99kw6、電動(dòng)機(jī)軸功率的計(jì)算Nzd=N/n=9.9/098=10kwmaxmaxc電動(dòng)機(jī)容量的確定Nd=1.2Nd=1.2X10=12kwmaxmax所以所選用的YBK56-6-NM3型通風(fēng)機(jī)，其配套電動(dòng)機(jī)為YBFe200L-6，功率為22kw，能夠滿足要求。2附：通風(fēng)機(jī)性能曲線圖根據(jù)礦井所需風(fēng)量和負(fù)壓，通過對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行選型計(jì)算，選用兩臺(tái)YBK56-6-N13型軸流式通風(fēng)機(jī)作為主通風(fēng)機(jī)，其中1臺(tái)工作，

39、1臺(tái)備用。通風(fēng)機(jī)配套電動(dòng)機(jī)功率22kw，額定風(fēng)量623m3/s,靜壓150800Pa,在礦井最大負(fù)壓時(shí)期(開采后期)，將風(fēng)機(jī)葉片調(diào)到36度時(shí)，產(chǎn)生的風(fēng)量為16.38m3/s，靜壓為4284Pa，可滿足礦井安全通風(fēng)的要求。風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，應(yīng)根據(jù)礦井所需風(fēng)量，適時(shí)調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)量，使風(fēng)機(jī)在工況點(diǎn)范圍內(nèi)運(yùn)行。三、礦井反風(fēng)根據(jù)YBK56-6-N13型軸流式通風(fēng)機(jī)工作性能特性，該通風(fēng)機(jī)可以采用通過改變風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向直接進(jìn)行反風(fēng)，不需設(shè)立專門的反風(fēng)道。礦井每年應(yīng)進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)。36第四章礦井供電與通訊第一節(jié)礦井供電電源礦井只有一路供電電源，來自新化縣城35KV變電站，供電架空線規(guī)格LGJ-50mm2,供電距

40、離10Km,10KV“T”接至礦，礦井自備有一臺(tái)75KW柴油發(fā)電機(jī)用為備用電源已不能滿足安全生產(chǎn)的要求，應(yīng)更換成一臺(tái)120kw的柴油發(fā)電機(jī)，以保證礦井安全生產(chǎn)。由于備用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地，不能直接向井下供電，因此采用一臺(tái)S-80/0.4/0.4型隔離變壓器，將備用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地隔離后,再向井下供電,保證礦井用電安全。第二節(jié)礦井地面供電礦井地面主要負(fù)荷有：11軌道上山絞車（安裝在地面）、主通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、礦木加工、機(jī)修及照明等。用電負(fù)荷在120kw左右，考慮設(shè)備同時(shí)利用系數(shù)，選用一臺(tái)S-100/10/0.4型變壓器，中性點(diǎn)接地，專供礦井地面用電。9變壓器高壓側(cè)采用RW-10跌落式熔斷器控制和保護(hù)

41、。并3安裝FS-10配電式閥型避雷器一組，用于防雷電保護(hù)。變壓6器低壓側(cè)選用PGL型低壓配電屏控制和保護(hù)。從低壓配電屏引雙回路至地面抽風(fēng)機(jī)房，單回路至其它各用電設(shè)備。第三節(jié)礦井井下供電礦井井下的主要用電負(fù)荷有：主排排水泵、12軌道上山絞車、及采、掘進(jìn)工作面少量電氣設(shè)備，總用電負(fù)荷在80kw左右，考慮設(shè)備同時(shí)利用系數(shù)，選用一臺(tái)S-80/10/0.4型變9壓器，中性點(diǎn)不接地，專供礦井井下用電。根據(jù)煤礦安全規(guī)程，選用一臺(tái)S-30/10/0.4型變壓器，中性點(diǎn)不接地，9專供井下掘進(jìn)工作面局扇用電。在地面配電所安裝DW80型饋電開關(guān)，并安裝JY82-2型檢漏繼電器對(duì)井下供電進(jìn)行漏電保護(hù)。下井電纜三趟，其

42、中二趟選用U-1000,3X50+1X16型礦用橡套阻燃電纜，從地面變電所沿主平硐、11軌道上山敷設(shè)至+130m水泵房，二趟電纜，一趟工作，一趟帶電備用。另一趟選用U-1000，3X25+1X10型礦用橡套阻燃電纜，作為作為局扇供電專用電纜。下井電壓采用380V。在+130m水泵房安裝饋電總開關(guān)及各支線饋電開關(guān)和隔爆磁力起動(dòng)器，控制水泵起動(dòng)和采區(qū)供電。井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的電源應(yīng)取自被控制開關(guān)的電源側(cè)，防止采區(qū)電氣設(shè)備因故停電而引起瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)停電，以保證瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)24小時(shí)不間斷地對(duì)井下各作業(yè)點(diǎn)實(shí)行瓦斯監(jiān)控。井下掘進(jìn)工作面局扇供電，應(yīng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、瓦斯電閉鎖。井下所有的電氣設(shè)備都必須具有“產(chǎn)品合格證

43、”、“防爆合格證”和“煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志”。凡“三證”不齊或防爆設(shè)備失去防爆性能時(shí)，嚴(yán)禁在井下使用。井下127V電煤鉆應(yīng)使用BZZ-2.5型電煤鉆綜合保護(hù)裝置。井下127V照明及信號(hào)電源應(yīng)取自BZX-2.5型照明綜合保護(hù)裝置。井下所有電氣設(shè)備的外殼應(yīng)接地。在井下水倉中安設(shè)主接地極，在各配電點(diǎn)設(shè)輔助接地極，電氣設(shè)備的外殼通過電纜接地芯線或接地線與主接地極構(gòu)成井下總接地網(wǎng)，接地網(wǎng)上任一保護(hù)點(diǎn)的接地電阻不應(yīng)超過2歐姆。第四節(jié)礦井通訊礦井行政管理與生產(chǎn)調(diào)度共設(shè)一臺(tái)HJD-80型調(diào)度總機(jī)，井下各主要硐室及采掘工作面設(shè)本安型電話分機(jī)，地面各機(jī)房、辦公室設(shè)按鍵電話分機(jī)。礦井調(diào)度室及辦公室各設(shè)一臺(tái)程控電話機(jī)

44、，供礦井與外界聯(lián)系。第五章安全技術(shù)措施煤礦必須堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針組織生產(chǎn)，加強(qiáng)安全設(shè)施的裝備，搞好安全培訓(xùn)工作，提高全體員工素質(zhì)，編制好五大災(zāi)害預(yù)防及處理措施，加強(qiáng)安全生產(chǎn)現(xiàn)場管理，保證煤礦安全生產(chǎn)。一、通風(fēng)管理與瓦斯監(jiān)測監(jiān)控1、風(fēng)井井口必須安裝防爆鐵門，鐵門規(guī)格為雙葉、尺寸與風(fēng)井?dāng)嗝娣e相等。砌筑直通地面的人行通道，并安設(shè)兩座正反風(fēng)門，保證風(fēng)井正常安全出口。2、新安裝的主扇在投入使用前，必須進(jìn)行一次風(fēng)機(jī)性能測定和試運(yùn)轉(zhuǎn)工作。以后至少每5年進(jìn)行一次。3、扇風(fēng)機(jī)房必須安裝水柱計(jì)、電流表、電壓表、軸承溫度計(jì)，必須有電話通礦調(diào)度室。扇風(fēng)機(jī)司機(jī)崗位責(zé)任制操作規(guī)程要齊全，扇風(fēng)機(jī)的檢查維護(hù)必須

45、形成制度，定期檢查內(nèi)容要有明確規(guī)定，指定專人負(fù)責(zé)。4、選用與通風(fēng)距離、風(fēng)量相匹配的局部扇風(fēng)機(jī)和阻燃風(fēng)筒。風(fēng)筒聯(lián)接采用雙反邊，吊掛要平直，轉(zhuǎn)彎用彎頭。5、加強(qiáng)局部通風(fēng)管理，掘進(jìn)頭局扇必須安裝在距回風(fēng)口10m以外的進(jìn)風(fēng)流中。局扇必須實(shí)行“三專兩閉鎖”管理合理安排作業(yè)頭，嚴(yán)禁串聯(lián)通風(fēng)，嚴(yán)禁一臺(tái)局扇送多頭現(xiàn)象，嚴(yán)禁隨意停開局扇。嚴(yán)禁使用化纖風(fēng)筒。局扇要有專人管理，確保運(yùn)轉(zhuǎn)正常。風(fēng)筒出口至掘進(jìn)當(dāng)頭的距離巖巷不大于10m，煤巷不大于5m。6、井下風(fēng)門、密閉、調(diào)節(jié)風(fēng)窗、風(fēng)橋等通風(fēng)設(shè)施必須按煤礦安全規(guī)程和通風(fēng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求建好并管理好。7、井下各作業(yè)地點(diǎn)必須有足夠的新鮮風(fēng)量，保證滿足煤礦安全規(guī)程的按最多作業(yè)人員、沖淡有毒有害氣體至安全濃度、創(chuàng)造良好的氣候條件等所需風(fēng)量的要求。8、各作業(yè)地點(diǎn)和主要回風(fēng)巷必須按煤礦安全規(guī)程及部門有關(guān)規(guī)定配備瓦斯檢查員，安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)和斷電報(bào)警裝置。嚴(yán)禁瓦斯超煤礦安全規(guī)程的規(guī)定作業(yè)。9、臨時(shí)停工地點(diǎn)，不得停風(fēng)；因特殊情況而突然停電、停風(fēng)必須及時(shí)撤出人員，打柵欄、掛警戒牌；長時(shí)停風(fēng)，必須及時(shí)密閉。10、排放瓦斯必須有專門措施，并由救護(hù)隊(duì)員進(jìn)行。11、井下巷道斷面必須符合煤礦安全規(guī)程要求，回