东海煤矿西三采区设计方案及工程设计定稿1.docx
《东海煤矿西三采区设计方案及工程设计定稿1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东海煤矿西三采区设计方案及工程设计定稿1.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
东海煤矿西三采区设计方案及工程设计定稿1
东海煤矿西部35#层中部采区设计
说明书
东海煤矿计划科
二00九年七月二十日
目录
前言
第一章采区概况
第一节采区位置与地质概况
第二节储量
第三节井区设计生产能力及服务年限
第二章采区开拓布置、开采
第一节采区开拓布置
第二节井下开采
第三章采区通风
第一节通风系统
第二节井下监测与消尘
第四章井下主要生产系统及设备
第一节提升运输系统
第二节压风系统
第三节排水系统
第四节供电系统
第五章投资概算及主要经济技术指标
第一节投资概算
第二节主要经济技术指标
前言
一、概述
东海煤矿西部35#层中部采区位于皮带斜井工业广场附近，生产系统与－450水平和二采相连。
运输距离近，开采方便。
1958年东海建矿，开采一井、二井两对斜井；1965年移交矿务局后由局建井处增建三井一斜和三井二斜两对斜井。
开采三井一斜33#、35#煤层，35#层煤已开采至三段右十二路，由当时煤炭市场萧条于2001年彻底关闭，原提矸绞车，主扇均已折除。
二、恢复生产的必要性
1、矿井生产能力的均衡
东海煤矿从储量分布情况来看主要分东部、西部两大采区，皮带斜井座落在西部采区，而西部采区现只有二采区生产。
现三、五、六采区均分布在东部采区，原煤需经－450主运道运至西部皮带井，生产格局极不平衡，东重西轻，矿井生产受到制约。
而西部采区仍有工业量4627.5万吨;西三中部35#层采区所开采的35#层煤工业量530.46万吨，可采储量388.2万吨。
底部层采区48#层工业储量327.95万吨，可采储量244.15万吨；54-2工业储量336.83万吨，可采储量214.92万吨，储量丰富资源可靠。
为了缓解东部采区资源的快速枯竭，西部采区应合理配采来保证矿井的长远均衡发展。
2、煤质
东海矿西三采区所开采的35#层煤属三分之一焦煤，灰份30.3~37、挥发份26%，48#、54-2煤层均属于主焦煤，48#层灰分19－27％、挥发分22％，54-2层灰分28－34％，挥发分20－32％。
是省及国内少有的优质动力煤，市场紧缺售价商，在目前市场经济运行条件下有很高的开采价值。
3、生产管理
西部35#层中部采区关闭时是因为35#层煤质差，且当时煤炭市场积压销售不畅。
造成当时煤质差的主要原因是当时采煤工作面管理中顶板管理观念差，意识不强，顶板管理手段落后，采掘装备、支护装备差所导致；另外，该采区属高瓦斯矿井，当时瓦斯治理手段落后。
经过这几年复合顶板治理经验和工作面管理的大幅提高，类似西三中部35#层采区的煤层顶板已得到了合理控制；另外现瓦斯治理采用抽放技术，已有能力安全高效的开采西部35#层中部采区。
第一章采区概况
第一节采区位置与地质构造
一、采区位置、范围、四邻关系、井上下对照关系以及已有勘探钻孔的情况
本区位于东海勘探区V段内、矿区井田中心位置，采区范围、北起F310断层，南到F23断层，西至F17断层矿原二井相邻，东、南至F－23断层，走向长约1200米，倾斜长约1200米，其面积约为1400000平方米，地面为农田。
二、地质构造区内煤
区内岩层为向南倾斜，走向近东西的单斜构造，由于受边界大断层的影响，区内煤层变化较大，从上层邻近层揭露的情况及勘探情况，本区构造复杂，中小断层较多，断层多为倾斜正断层，向下落下变大。
F104其余两条为区内实见断层，其中右十三路12#点前46米处所见断层其落差为3.0米，倾角850的正断层，另一条为左十一路付巷A9#点前32米处所见断层，其落差为20米，倾角为430的正断层
三、煤层及煤层顶底板及各煤层的层间距
本采区开采煤层为35#层，底部层采区仍有48#、54-2层煤，属鸡西城子河组，区内可采煤层厚度，35#、0.8~2.4米，平均1.8米煤层稳定结构复杂，半暗型煤，夹石厚度0.25~0.5米，煤层灰份为18.69~30.72%，挥发份为20.07~35.74%，胶质层10mm。
底部层采区48#层煤厚度0.61~1.24米，平均1.0米;54-2层煤厚度0.43~1.34米，平均0.9米,煤层稳定结构简单，半亮型，夹石厚度0.01-0.1m。
48#层灰份19－27％，54－2层28－34％。
挥发分48#层为22％，54－2层为20－32％，胶质层48#层9.0mm，54-2层、7－14mm。
本区35#煤层为中部煤层，顶部21#层已开采完毕，地层厚度为225米，由西向东逐渐增厚，由灰白色中粗砂岩、薄层、泥岩、煤、粉沙岩等所组成。
35#煤层伪顶0.4米左右,为粉砂岩直接顶为细砂岩,厚度0.4米左右,老顶为中砂岩,厚度2.0米左右,与上层34#层间距22米,与下层36#层间距22米。
四、岩浆侵入及古河床冲刷
本区内煤层无岩浆侵入，无河床冲刷。
五、水文地质
本区水文地质条件简单，无含水层，除68－192孔外，其余钻孔都没有测斜资料，封孔情况不详。
区内正常涌水量10m3/时左右，最大涌水量30m3/时。
第二节储量、采区生产能力及服务年限
一、储量
本区Ⅴ块段内共进行过三次勘探，59年~60年进行矿井初次勘探，67年~68年进行矿井补充勘探，75年~77年进行矿井深部补充勘探。
储量范围，35#煤层上以采空区边界，下到－800标高，东以F23为界，西到F17断层为界；48#煤层上以-450为边界，下到－800标高，东以F23为界；54-2#煤层上以-450为边界，下到－800标高，东以F23为界，西到F17断层为界。
其储量情况见储量：
万吨
层号
全区
A+B+C+D
A+B+C
D
可采
35
530.46
481.48
48.98
388.2
48
327.95
244.15
83.8
244.15
54-2
336.83
254.69
82.14
254.69
合计
1195.24
936.02
214.92
887.04
第三节采区设计生产能力及服务年限
一、采区设计生产能力确定
1、采煤工作面日产计算
A=NLSMγC=6.6×180×0.6×2.0×1.5×0.95=2031
式中：
A------工作面日产量，t/d
L------工作面长度，m
S-------截深0.6m
M------采高2m
γ------煤的密度t/m3
C------工作面回采率，0.95
N------采煤机日进刀数
N=60k1×（24-6）÷td=60×0.8×（24-6）÷130=6.6
式中：
k1------事故影响系数，取0.8
t1------准备时间，6h
td------截割一刀所需时间，min
td=k2×（L-L1）×（1÷V1）+t2=1.5×（180-0）×（1÷3）+40=130min
式中：
L1------缺口长度，m
V1------采煤机工作速度，m/min
t2------进刀时间，包括移机头，40min
k2------每刀辅助时间系数，取1.5
2、掘进工作面日产量
A1=HMγK3=10×2×1.5×0..8=24吨/日
式中：
H------日进尺，m
M------煤厚，m
K3------回收率，取0.8
3、采区生产能力计算
AB=∑A+∑A1=﹛（2031×300）+（24×300）﹜÷10000=61万吨
式中：
AB------采区生产能力，万吨/年
∑A------回采工作面能力，万吨/年
∑A1----掘进工作面能力，万吨/年
确定采区生产能力60万吨/年。
2、确定采区生产能力验算
根据设备选型，运输能力最小的是下巷SGB-630/150C刮板机，运输能力250吨/h，年运输能力：
250×16×300/10000=120万吨/年，大于采区设计能力，符合要求。
3、采区生产能力确定的依据
（1）采区有足够的储量可以满足60万吨生产能力和服务年限的要求。
西三35#采区现在可采储量388.2万吨，另外本区仍有498.84万吨底部层的优质煤可采储量，做为后备储量，做为采区的接续采区，保证矿井长远发展。
（2）为了平衡东海矿的开拓布局，现生产采区均布置在东部，而工业广场在西部，采区布置不合理，西三35#层采区的开采将缓解东部采区的生产压力，保证矿井两翼均衡发展。
同时，东海矿西部仍有可采储量1841万吨，保证西部区的长远发展。
二、采区服务年限
西三35#采区扣除煤柱储量后，可采储量388.2万吨，服务年限计算如下：
年
式中：
T—采区服务年限
388.2—采区可采储量（万吨）
60———采区设计生产能力（万吨）
0.95——回采率，取0.95
第二章采区开拓布置、开采
第一节采区开拓布置
一、采区开拓巷道布置
1、采区范围：
本区位于东海勘探区V段内、矿区井田中心位置，采区范围、北起F310断层，南到F23断层，西至F17断层矿原二井相邻，东至F－23断层。
2、开拓方案的提出
1、方案的提出：
由于西三35#采区单一开采35#层煤，方案一在-450二水平施工西主运巷至西三35#层采区，施工回风立井及开拓巷道。
方案二，恢复原有三井上部通风系统，不施工回风立井，在-450二水平施工西主运巷至西三35#层采区。
2、方案工程量对比;
35#层原有左八路以下部风道现大部分受矿压影响发生顶板冒落巷道严重失修，回风困难，保证不了采区回风需要，需新施工一条风道，但不需建设回风立井，少投资2131.15万元。
综合考虑还是利用原三井上部回风系统，新施工一条回风斜井，系统简单，投资少。
根据上述情况方案二优于方案一，选者方案二为采区开拓方案。
方案工程量对比
工程名称
断面
煤岩别
支护
单价
方案一
方案二
工程量（米）
金额（万元）
工程量（米）
金额（万元）
主运巷
18
岩
锚喷
0.35
750
262.5
805
281.75
-93绞车硐室回风道
10
岩
锚喷
0.22
0
30
6.6
二段绞车道恢复
12
岩
锚喷
0.15
0
570
85.5
主运巷施工道
18
岩
锚喷
0.35
0
180
63
采区上部车场
18
岩
锚喷
0.35
230
80.5
220
77
绞车硐室回风道
16
岩
锚喷
0.35
150
52.5
0
上部回风道
16
岩
锚喷
0.5
0
518
259
绞车硐室回风立眼
19.6
岩
锚喷
0.2
0
35
7
回风立井
19.6
岩
锚喷
3.5
675
2362.5
0
回风立井通风道
16
岩
锚喷
0.35
40
14
0
35#风道石门
12
岩
锚喷
0.22
80
17.6
80
17.6
35#风道
12
岩
锚喷
0.24
390
93.6
390
93.6
35#风道
12
半
锚喷
0.22
395
86.9
395
86.9
35#右0回风石门
12
岩
锚喷
0.22
50
11
50
11
35#右一回风石门
12
岩
锚喷
0.22
50
11
50
11
36#右二回风石门
12
岩
锚喷
0.22
50
11
50
11
35#绞车道
12
岩
锚喷
0.24
350
84
350
84
35#绞车道
12
半
锚喷
0.22
390
85.8
390
85.8
绞车硐室绳道
10
岩
锚喷
0.22
50
11
50
11
绞车硐室
岩
锚喷
1.5
15
22.5
15
22.5
35#右0车场
12
岩
锚喷
0.25
170
42.5
170
42.5
35#右一车场
12
岩
锚喷
0.25
170
42.5
170
42.5
35#右二车场
12
岩
锚喷
0.25
140
35
140
35
集中皮带机械道
12
岩
锚喷
0.25
210
52.5
210
52.5
集中煤仓
19
岩
锚喷
0.55
52
28.6
20
11
集中皮带道
10
岩
锚喷
0.25
800
200
560
140
主运巷煤仓
19
岩
锚喷
0.55
30
16.5
18
9.9
主运煤仓机械道
10
岩
锚喷
0.2
90
18
150
30
35#右0路
9
半
锚带
0.18
900
162
900
162
35#右一路
9
半
锚带
0.18
1030
185.4
1050
189
35#右一路切上
6
煤
锚带
0.15
160
24
160
24
变电硐室
18
岩
锚喷
0.3
60
18
60
18
水泵硐室
18
岩
锚喷
0.3
60
18
60
18
硐室入风道
10
岩
锚喷
0.2
50
10
50
10
水仓
12
岩
锚喷
0.2
60
12
60
12
7647
4071.4
7956
2010.65
第二节井下开采
一、采法方法的选择，工作面长度及采高的确定，主要采煤机械的选型
1、煤层情况
西三35#层采区可采煤层只有35#层，煤层倾角采为16°05´左右，35#层平均煤厚2.0米,夹右厚0.1米,伪顶0.2米,为凝灰细砂岩。
2、采煤方法选择，工作面长度及采高的确定
（1）采煤方法的选择
西三中部35#层采区煤层为缓倾斜中厚煤层，区域走向平均1200米，倾向1200米，根据地质条件和煤层赋存情况，开采方法为综采。
（2）工作面长度及采高的确定
根据西三35#层采区地质条件煤层赋存和生产能力情况，确定本区工作面长180米，采高2.0米，。
L≦（60×V×Bm×Cf）÷（Qb×Sn×Pψ）
180≦（60×4×4.7×2×0.95）÷（1×0.6×2.85×6.6）
180≦189.8符合《采矿工程设计手册》要求。
3、主要采煤机械选型与配备
采煤机选中厚煤层采煤机，根据东海矿高档工作面开采情况，选MG－375型采机，工作面配备SGB－630/220型可弯油刮板输送机，采用ZY3200/12/28掩护式液压支架支护。
下巷采用SJ-80可伸缩带式输送机运煤，经下巷道采区煤仓，经集中皮带道运至主运巷煤仓，由三吨底卸式矿车运至主提升皮带井底卸载坑。
二、回采方式及采掘工作面布置
1、回采方式
采用走向长壁后退式回采，采用采用ZY3200/12/28掩护式液压支架支护，顶板采用全部陷落法管理。
采用小煤柱留巷以提高回采率。
每刀截深0.6m，“四·六”工作制日进6-7刀。
2、掘进工作面配备
由于该采区开拓工程量小，同时采煤工作面推进速度低。
采掘队组比为1：
3保接续。
考虑遇构造或其它计划外工程，采掘队组比确定为1：
3，即配备3个掘进队。
巷道支护方式：
绞车道、风道采用锚喷支护，其它巷道采用锚杆支护。
第三章采区通风
第一节通风系统
一、概况
根据以前开采资料，西三35#层采区沼气相对涌出量为35.26m3/t，所以西三35#层采区按高沼气采区管理。
东海矿现有通风方式为中央边角式，即由皮带井、五采副井入风，集中从六采区立风井回风。
选用主扇DBK-10-36#。
但由于西三35#层采区位于矿井西部区，现生产的五、六采区及立风井位于东部区。
采区距离远且中间无回风联络巷。
上部利用原三井回风系统（主扇已拆除），所以采用分区抽出式通风，西三35#层采区单设主扇形成系统。
二、采区风量计算
西三采区配备一个采煤工作面和三个掘进工作面，按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需风量的总和计算。
1、采煤工作面需风量计算；
（1）采煤工作面的实际风量按沼气涌出量计算：
Q采＝100×g×kc=100×0.3×1.6=480m3/min
工式中：
Q采—采煤工作面需风量m3/min
g—采煤工作面绝对瓦斯涌出量m3/min
KC—工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数
采煤工作面风量选择900m3/min
（2）风速验算：
根据《规程》规定，回采工作面最低风速0.25m/s，最高风速为4m/s
Q采900
V=———=—————＝1.59m/s，符合规定
sc×609.4×60
（3）采煤工作面实际需风量总和
由于西三采区仅一个采煤队，∑Q采＝Q采＝900m3/min
2、掘进工作面风量计算
掘进工作面按局扇实际吸入风量计算，由于西三采区单翼工作面走向平均1000左右，工作面都选用DBKJ-NO-6.0/2-11局扇，所以Q掘取360m3／min。
∑Q掘1＋Q掘2＋Q掘3＝360＋360＋360＝1080m3／min。
3、硐室风量计算
西三35#层采区生产后使用中的硐室有变电所、火药库、压风硐室、水泵硐室、1个绞车硐室，硐室需风量为各个硐室需风量之和。
（1）火药库需风量计算
4V4×1500
Q硐＝———＝————＝100m3/min
6060
（2）其它硐室风量根据经验值取80m3/min
（3）∑硐＝100＋80×4＝420m3/min
三、采区分量分配
1、容易时期：
采区有1个采面，3个掘进工作面和5个硐室
Q容易＝（∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q其）×k
＝（900＋1080＋420＋100）×1.15
＝2875m3/min
2、困难时期：
采区有1个采面，一个备用面，3个掘进工作面和5个硐室
Q困难＝（∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q它）×k
＝（900+480＋3×360＋100＋4×80＋100）×1.15
＝3427m3/min
四、通风阻力计算
通风容易时期，困难时期通风系统图见附图，通风容易时期，困难时期阻力见附表。
五、主扇的选择
根据采区风量、阻力计算，西三采区通风容易时期风量2875m3/min、阻力115.6mmH20；困难时期风量3427m3/min，阻力221.16mmH20，考虑到西三底部层采区和西五采区困难时期通风阻力为296.4，选用BDK54-10-NO.28转速580r/min主扇可见工况点在安全运行区内，效率符合要求。
鸡西矿业集团公司东海煤矿主扇1
通风参数：
Q=3000m3/min=50m3/sPst=240~250mmH2o
根据以上通风参数选型为BDK54-10-No28对旋主扇，配套电机功率为2*280kw，该主扇性能曲线如图：
BDK54-10-NO28装置性能曲线
东海煤矿西部35#层采区容易时期阻力计算表
序号
巷道名称
支护形式
阻系数α
长度L
周长P
断面S
S3
风阻R
风量Q
Q2
阻力H2O
1-2
一段集中皮带道
锚喷
0.0015
1100
12.00
10
1000.0
0.01980
20
400
7.920
2-3
二段集中皮带道
锚喷
0.0015
820
11.92
10
1000.0
0.01466
40
1600
23.459
3-4
西三采区2主运道
锚喷
0.00065
740
11.00
15.5
3723.9
0.00142
50
2500
3.552
4-5
采区上部车场
锚喷
0.00065
200
11.00
15.5
3723.9
0.00038
50
2500
0.960
5-6
35#层绞车道
锚喷
0.00085
470
8.08
10.1
1030.3
0.00313
50
2500
7.833
6-7
35#右一车场及石门
锚喷
0.00065
160
8.08
10.1
1030.3
0.00082
15
225
0.184
7-8
35#右一路
锚杆
0.0012
970
12.30
8
512.0
0.02796
16
256
7.159
8-9
工作面
单体柱
0.0045
180
11.40
9.4
830.6
0.01112
16
256
2.846
9-10
35#右0路
锚杆
0.0012
880
12.30
8
512.0
0.02537
16
256
6.494
10-11
右0回风道
锚喷
0.00065
100
8.08
10.1
1030.3
0.00051
25
625
0.319
11-12
35#层风道
锚喷
0.0009
400
10.30
7
343.0
0.01081
50
2500
27.026
12-13
上部回风道
锚喷
0.0009
420
11.20
13.85
2656.7
0.00159
50
2500
3.984
13-14
原35#层绞车道及风道
锚喷
0.0009
1000
16.00
16
4096.0
0.00352
50
2500
8.789
合计
100.524
加15%局部阻力合计为:
115.6
东海煤矿西部35#层采区困难时期阻力计算表
序号
巷道名称
支护形式
阻系数α
长度L
周长P
断面S
S3
风阻R
风量Q
Q2
阻力H2O
1-2
一段集中皮带道
锚喷
0.0015
1100
12.00
10
1000.00
0.01980
20
400
7.920
2-3
二段集中皮带道
锚喷
0.0015
820
11.92
10
1000.00
0.01466
40
1600
23.459
3-4
西三采区2主运道
锚喷
0.00065
740
11.00
15.5
3723.88
0.00142
59
3481
4.946
4-5
采区上部车场
锚喷
0.00065
200
11.00
15.5
3723.88
0.00038
59
3481
1.337
5-6
35#层绞车道
锚喷
0.00085
1000
8.08
10.1
1030.30
0.00667
59
3481
23.204
6-7
35#右一车场及石门
锚喷
0.00065
160
8.08
10.1
升级会员 