大雁矿引风硐作业规程分析.docx
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大雁矿引风硐作业规程分析
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称
本《作业规程》掘进巷道为山西华润煤业有限公司大雁煤矿引风硐施工。
二、掘进目的及用途
本工程为大雁矿机械化升级改造二期工程，主要用途为回风斜井与地面主扇的联络通道，为全矿井提供回风任务。
三、巷道设计长度和服务年限
引风硐设计规格：
宽3米、高2.9米的半圆拱断面，工程量为14.4米，其中表土段5.7米，基岩段8.7米。
内设人行台阶规格为：
长1750×宽250×高82mm。
巷道坡度为-18°，服务年限7年。
四、开工时间。
开工时间2013年12月10日。
附图：
引风硐布置平面图
第二节编制依据
一、《古交市镇城底镇雁门煤矿综合机械化采煤升级改造初步设计说明书》，山西省煤炭工业局“晋煤行发[2007]111号”批复；
二、《煤矿安全规程》2011年版及相关补充规定、《煤矿岗位技术操作规程》；
三、《大雁煤矿风机风道设计》，（山西文龙煤矿工程设计有限公司于2013年月11编制）；
四、《引风硐工程施工通知单》；
五、《山西省煤矿（井工）安全质量标准化标准及考核评级办法》；
六、《煤炭工业设计规范》（GB50215-2005）；
七、《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》（GB50419-2007）；
八、《煤矿井巷工程施工规范》（GB50511-2010）；
九、大雁煤矿提供的技术资料。
第二章地面相对位置及地质情况
第一节地面相对位置
引风硐位于大雁矿主扇工业场地，设计全长14.4米，采用半圆拱形断面，是一条沟通回风斜井井筒与地面主风机的通道。
引风硐与回风斜井井筒相交45°。
第二节地质构造
引风硐布置在风化基岩中，地面地形属于低山丘陵地带，山峦起伏，沟谷发育。
施工时引风硐穿过岩层主要为砂质泥岩，弱度风化。
强度中等。
回风斜井施工时揭露该段岩层未见涌水现象，预计引风硐施工时不会出现涌水。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
引风硐布置在地面工业场地主扇与回风斜井连接处。
巷道形状为半圆拱行，规格为宽3×高2.9m。
第二节支护设计
一、巷道断面
巷道设计为半圆拱形断面，设计净断面规格：
宽×高=3×2.9
二、支护参数设计
巷道断面及支护设计表
巷道名称
规格（米）
设计
坡度
支护形式
浇筑层厚度mm
支护特性
引风硐表土段
3×2.9
-18°
双层钢筋+浇筑砼
400
浇筑C30混凝土
引风硐基岩段
3×2.9
-18°
浇筑砼
250
浇筑C30混凝土
三、支护方式
巷道临时支护采用U型钢棚，棚间距为800mm。
永久支护支护方式：
表土段为双钢筋+浇筑砼支护，砼强度为C30，厚度为400mm。
基岩段为浇筑砼支护，砼强度为C30，厚度为250mm。
附（支护断面图附后）
第三节支护工艺
一、临时支护
采用U型钢棚作为临时支护，掘进后及时用专用工具清理悬矸、危岩，人工使用风镐将断面尺寸挖掘到位，每掘进1m开始架设U型钢棚，钢棚间距为800mm。
架设钢棚时，必须将U型钢棚配合水泥背板与顶板接实，顶部视情况架设临时支护。
架设U型钢棚必须保证迎山角,只至巷道贯通。
二、永久支护
钢筋混凝土支护要求：
（1）模板：
内、外模板均采用槽钢碹胎，每1500mm１架，模板采用钢模板。
（2）内外碹胎要打好支撑，防止浇筑走动。
（3）表土段采用φ12双层钢筋网支护，钢筋网规格布置为150×150mm。
（4）按设计绑扎钢筋，钢筋搭接符合设计规定。
（5）钢筋绑扎检查合格后方可浇筑混凝土。
（6）混凝土采用C30混凝土，浇筑采用人工浇筑入模。
（7）采用电动振捣器振捣，要边浇筑边振捣，防止出现蜂窝、麻面。
（8）回模时间不得早于5天。
（9）混凝土要每班进行浇水养护，养护时间不少于28天。
三、支护工序
巷道施工时，综掘采用EBZ-160掘进机沿标定的中腰线截割，并自行装岩。
掘进完成完后，首先敲帮问顶，然后按要求临时支护。
四、施工设备的检查
1、施工前要备齐U型钢棚、U型卡、背板等支护材料等专用机具及常用工具。
2、检查工作面的安全情况
支U型钢棚前应敲帮问顶，检查施工地点围岩和支护情况。
确认工作面安全后，方可开工。
五、施工安全注意事项
1、检查施工地点的支护状况，严防片帮、冒顶伤人。
2、遇到节理、裂隙发育，顶板破碎时，应先进行临时支护，确认安全再进行工作。
3、施工前，检修掘进机各部位、加油、更换截齿，检修刮板运输送机、带式输送机及延伸带式输送机，对喷雾装置进行检查，确保使用可靠。
4、在施工中，如遇水文地质异常、煤层顶板破碎、冒顶等特殊情况，要根据现场实际情况，编写补充安全技术措施。
第四章施工工艺
第一节施工方法
一、施工方法
根据工程特征，地质状况、支护形式、工期要求，为加快施工进度和保证施工安全，结合我公司施工设备及工人操作技术水平等因素，采用EBZ-160综掘机沿标定的中腰线进行施工，采用全断面一次成巷方法，掘进与支护顺序作业，支护紧跟工作面。
巷道贯通后按设计浇筑混凝土。
然后砌筑巷道底板和行人台阶。
第二节凿岩方式
一、掘进方式
引风硐使用EBZ-160型掘进机沿标定的中腰线截割并自行装岩，由人工出渣至地面工业场地，然后通过40T汽车转运。
二、施工工艺
1、检修前准备—检修掘进机各部位、加油、更换截齿；运料后正常掘进；
2、开机前准备—掘进机割、装、运—人工出矸—临时支护—下一个割、支护循环。
3、掘进机截割工艺
采用横向往复循环截割方法，截割头逆时针旋转，等整个系统正常后，按操作顺序图将截割头对准工作面左下角缓慢前移进刀，截割头钻入后，将铲板放下紧贴底板作为前支撑点，将机组稳定器（即后支撑）放下作为后支撑点进行截割，要求顶板弧形截割，两帮垂直截割，司机在截割过程中要注意调整截深，避免机组过负荷运转，巷道一次性割够规定断面的设计尺寸。
4、采用掘进机喷雾装置进行降尘，内喷雾压力不得小于3MPa，外喷雾压力不得小于1.5MPa。
扒装前静压洒水的方法降尘。
第三节装载与运输
一、矸石运输方式
引风硐使用EBZ-160型掘进机沿标定中腰线截割并自行装岩，矸石外排主要通过人工运料至主扇工业场地，然后经40T汽车转运出工业场地。
运料系统：
地面材料场→掘进工作面。
第四节管线敷设
一、管线吊挂
风水管敷设在人行道一侧，电缆钩固定在底板以上1.6m处，每隔1m一个，电缆垂度不超过50mm。
风管固定在底板以上0.6m处，水管固定在底板以上0.4m处，接口严密，不得出现漏水、漏风现象。
风、水管距工作面20m范围内使用胶管，电缆间距按50-100㎜悬挂。
风筒吊挂在非人行道一侧，底板以上2.1m处，逢环必挂、两靠一直（靠帮、靠顶、平直）
表13工作面风筒、风管、水管、缆线
序号
名称
规格型号
单位
数量（m）
吊挂方式
与工作面间距
1
风管
高压胶管
m
50
板钩吊挂
≤20m
2
水管
高压胶管
m
50
板钩吊挂
≤20m
3
电缆线
m
电缆钩吊挂
第五章生产系统
第一节通风
一、掘进的通风方式及风量计算
（一）掘进通风方式
采用压入式局部通风机供风，最长供风距离为14.4m，在地面布置两台局部通风机。
一台作为主要局部通风机，另一台作为备用局部通风机，专供电源为主要局部通风机供电，动力电源为备用局部通风机供电，即“双风机双电源”，可自动切换。
主要局部通风机出现故障时，备用风机自动投入运行。
（二）工作面风量计算
掘进工作面实际需要风量由于采用机掘，应按瓦斯（或二氧化碳）涌出量以及工作面气温、风速、人数分别进行计算，取其中最大值，然后选定局部通风机,根据其实际吸风量进而确定全风压供风量。
一、掘进工作面需要风量
（1）按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算
Q掘面=100q掘面·K掘面
按瓦斯涌出量计算
Q掘面=100q掘面·K掘面
=100×0.62×1.5=97.5m3/min
按二氧化碳涌出量计算
Q掘面=100q掘面·K掘面
=100×1.23×1.5=184.5m3/min
式中：
100—按瓦斯（或二氧化碳）计算选取的常数；
q掘面—掘进工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量（根据2013年瓦斯等级鉴定结果）。
瓦斯涌出量为0.62m3/min；二氧化碳涌出量为1.23m3/min；
K掘面—掘进工作面对应的瓦斯（或二氧化碳）涌出不均衡通风系数[采用机掘取1.5]。
（2）按作业人数计算
Q掘面=4N掘面m3/min
=4×25=100m3/min
式中:
N掘面—掘进工作面最多同时作业人数，取25人。
（3）按风速进行验算
9（15）S掘大≤Q掘面≤240S掘小
=9×10.4≤184.5≤240×10.4
=93.6≤184.5≤2496
式中：
9（15）—无瓦斯涌出的岩巷（煤巷、半煤岩巷或有涌出的岩巷）掘进工作面的最低风速值，0.15m/s；
240—掘进工作面的最高风速值，4m/s；
S掘大、S掘小—分别是对应类别的掘进巷道最大、最小通风断面积，取10.4m2。
按以上
（1）
（2）（3）计算，选取最大值且在（3）验算范围内，即为掘进工作面需风量，若选取值小于验算最小值，必须取验算最小值。
取184.5m³/min。
根据以上计算，工作面配风量取184.5m3/min。
二、局部通风机风量、风压算取及风机、风筒选型
（一）风机风量及风筒直径计算
1.风机风量计算
Q局机=K筒漏·Q掘面
=1.05³×184.5=214m3/min
式中：
Q局机—局部通风机所需要风量，214m3/min；
K筒漏—导风筒漏风系数，局部通风机压入式通风软质导风筒的漏风系数为1.05n（n—掘进引风筒通风距离百米数）。
（为了节省费用，局部通风机选型比照我矿现有局部通风机进行，FBD（S）№5.0/2×7.5能满足掘进通风要求，因此采用FBD（S）№5.0/2×7.5型局部通风机）
2.风筒直径计算
按风筒内风速不超过20m/s要求来算取风筒内径。
即：
×103
×1000
=480mm
式中：
D—算取的风筒最小直径，480mm；我矿采用600mm风筒符合规定。
Q局机—局部通风机所需要风量，214m3/min。
（二）风机风压及风筒筛选计算
1.风机风压计算式
h局机=（nR100/1.05n）Q局机2
=（3×24/1.16）3.57²
=790.2Pa
式中：
h局机－风机的风压，Pa；
R100－风筒百米风阻，N·S2/m8,其值见表1。
Q局机—局部通风机所需要风量，3.57m3/s。
表1 软质正压风筒的通风性能
风筒内径
mm
百米风阻R100
N·S2/m8
耐风压
Pa
百米漏风率
%
说明
400
≤196.0
≥5000
≤4.0
1、指每条风筒长为10m的端圈接头风筒
2、风筒内经1200、1400、1600耐风压均不小于10000Pa
450
≤122.0
500
≤54.0
600
≤24.0
700
≤12.0
800
≤6.0
≥7000
1000
≤2.0
≥8000
2.风筒筛选计算
按算取风筒直径上靠标准风筒内径及大一个标准规格风筒进行风压计算，算取见表2。
表2风筒阻力（即风机风压）计算
风筒直
径/mm
百米风阻R100
/（N·S2/m8）
最大供风距
百米数n
漏风系数1.05n
风机最大风量
Q局机/（m3/s）
风机最大风压
h局机/Pa
600
24
3
1.16
3.57
790.2
500
54
3
1.16
3.57
1780.6
（三）风机、风筒的选型。
1.初选
按上述计算的风机风量和两个规格风筒算取的风机风压，组成两组风压、风量值，比照现有局部通风机性能参数（风压、风量）或曲线进行选取，若算取的两组值或一组值，在比对的风机额定或测定的风压、风量范围内或性能曲线在下方，该风机是可选的。
然后，选定贴近最有效的一组值，进行验算确定。
2.验算选定
按初选的一组值的风机风压（h局机）和选定风机的额定风压最大值、最小值（h大—h小）和额定风量的最小、最大值（Q小——Q大），按相似比例关系推导该风机在风压h局机下能输送的风量Q机X。
其计算式为：
（h大－h局机）／（h大－h小）﹦（Q机X－Q小）／（Q大－Q小）
则：
Q机X﹦Q小＋〔（h大－h局机）／（h大－h小）〕（Q大－Q小）
（2750大-790.2局机）/（2750大-1360小）=（214机X－160小）／（214大－160小）
则：
Q机X﹦160小＋〔（2750大－790.2局机）／（2750大-1360小）〕（214大－160小）
Q机X﹦236m3/min
因计算的Q机X值大于Q机（236m3/min＞214m3/min），则比照的风机即为选取的风机。
选取的风筒直径为600mm。
3.选取结果
局部通风机型号为：
FBD（S）№5.0/2×7.5电动机功率：
2×7.5kw
风筒直径：
600mmFBD№5.0/2×7.5kw
风压范围：
2750pa-1360pa风量范围：
214m3/min-160m3/min
局扇吸量为214-160m³/min，满足工作面的需要，风筒直径为600mm。
三、风筒出口到工作面距离
压入式通风的风筒口到工作面的距离（L压）按下式确定：
L压≤4×
L=12.76m取10m
式中S—掘进巷道的净断面积，10.4m2。
上式中计算风筒口到工作面的距离超过10m，应取不超过10m。
第二节综合防尘
一、防尘供水水源、水量、水压及管路系统
供水水源来自地面蓄水池，容量200m3，到工作面的水压不低于0.3MPa。
地面蓄水池→主扇工业场地→引风硐掘进作业面
主管路为DN100,支管路DN50,迎头20m内采用Φ25的橡胶软管。
二、综合防尘措施。
1、掘进巷道必须设置防尘供水管路，按规定安设三通阀门，管道的规格应保证各用水点的水压及水量能满足降尘需要，且在掘进巷道口处设水质过滤器和压力表。
2、防尘管路设一个三通阀门，管路的接头、三通不得漏水，三通阀门必须上手柄。
3、设置净化水幕
（1）距迎头安装一道净化水幕。
（2）水幕长度不得小于巷道宽度；
（3）水管安装在距顶板不超过300mm的位置；
（4）水管的两端各安装一个喷嘴，其余喷嘴间距300-400mm。
4、掘进机掘进作业时，应使用内、外喷雾装置和除尘器构成的综合防尘系统，内喷雾压力不得低于3.0MPa，外喷雾的压力不得低于1.5MPa；如果内压不足或内喷雾装置不全，则必须使用外喷雾装置和除尘器。
5、掘进工作面掘进机的落矸点必须安装喷雾装置。
6、巷道冲洗：
工作面的巷道要保持湿润，走路时煤尘不飞扬，巷道口的水管、风管、风筒、电缆、迎风风面的煤尘厚度不得超过2mm，巷道底板煤尘厚度不超过2mm,堆积连续不得超过5m。
第三节防灭火
1、进入工作面人员必须遵守井口入井验身制度，严禁携带易燃、易爆物品及火种入井，严禁穿化纤衣服入井。
2、机电设备定期检修加强维护，并包机到人，保证设备完好运转正常，消灭失爆。
3、工作面使用过的棉纱、油布等不准乱扔，必须回收到地面处理，严禁将废油、剩油洒在巷道内，必须回收至地面。
4、任何人发现工作面大量的浓烟，并且闻到焦糊味、胶皮味时，要保持冷净，首先采取一切尽可能的方法直接灭火，把火灾消灭在萌芽状态，防止事态扩大，并迅速报告调度室；情况危急时，跟班干部、班长及时指挥受火灾威胁地点的人员沿避灾路线撤离。
5、机电设备发生火灾时，应先切断电源，然后进行灭火，在未切断电源前，只准使用干粉灭火器、砂子等不导电灭火器材灭火；严禁水浇灭火。
6、机械设备附近要有合格的灭火器和沙箱，以便直接灭火。
第四节供电
电源来自KBSGZY-500/10/0.69移动变电站,通过KBZ-400馈电开关供EBZ160掘进机，使用电缆型号：
MY3×95+1×25,长度126m；局扇电源来自专用变压器，由二平台KBZ-200馈电开关作为总控，QJZ2*80磁力启动器控制。
电缆型号：
MY3×25+1×10，长度360m。
供电电压660V。
一、供电计算
（一）变压器计算容量
用电设备的需用数、加权平均功率因数及变压器的计算容量:
S=
式中：
-工作面用电设备的需用系数；
-最大容量电动机额定功率；
S-变压器的计算容量；
-电动机额定功率之和；
-加权平均功率因数；掘进工作面取0.7；
计算列表如下:
表20变压器容量计算表
变压器编号
Pemax
（KW）
∑Pe
（KW）
Kx
COSθ
S
（KVA）
选取变压器容量（KVA）
1
160
280
0.694
0.7
277.6
315
2
15
30
1.0
0.7
42.9
50
目前1号投用KBSGZY-500/10/0.69型；2号投用S9-M-200/0.4/0.69型满足要求。
（二）低压电缆截面选择计算
1、按允许负荷电流选择电缆截面计算
对于使用掘进机、绞车用电设备间无一定顺序起动的一般工作面线路需用系数
=
，对于多台用电设备供电干线上的持续工作电流
式中
-电动机额定功率之和；
-最大容量的电动机额定功率；
-线路额定电压。
计算列表如下：
表21电缆截面选择计算
电缆编号
长时载流量
Pemax
∑Pe
Kx
Ue
COSθ
Ig（A）
（1）
260
160
265
0.717
660
0.7
238
（2）
260
160
265
0.717
660
0.7
238
（3）
113
15
30
1
660
0.7
38
（4）
113
15
30
1
660
0.7
38
（5）
113
15
30
1
660
0.7
38
（6）
113
15
30
1
660
0.7
38
（7）
113
15
30
1
660
0.7
38
2、按正常运行时允许电压损失校验电缆截面
正常运行时电缆未端电压的降低值,不应低于电网额定电压的7-10%计算660V电网电压量大允许电压损失为:
Um=96V〖∵690-（660-660×10%）=96〗
（1）变压器的电压损失计算：
式中
-变压器的计算容量；
-变压器的额定容量；
-变压器二次侧额定电压；
-额定负荷时变压器中的电阻压降百分数、电抗压降百分数；
-功率因数及对应的正弦值。
计算列表如下：
表22变压器电压损失计算表
变压器编号
型号
容量
Sb
U2N
UR%
COSθ
UX%
Sinθ
△UT
A
KBSGZY-500/10/0.69
500
277.6
690
0.41
0.7
4.0
0.71
2.18
B
S9-M-200/0.4/0.69
200
42.9
690
0.71
0.7
3.9
0.71
4.83
（2）干线电缆中的电压损失计算
式中
-通过干线电缆的所有负荷的额定容量之和,
；
L-电缆长度，
；
-电网额定电压；
-电缆截面，
；
-需用系数；
-导电系数，铜芯橡胶电缆
，
/（
）。
表23电缆电压损失计算表
电缆编号
A
L
Kx
Ue
∑Pe
△UL
（1）
95
6
0.717
660
280
0.45
（2）
95
120
0.717
660
280
9.04
（3）
25
70
1
660
15
1.50
（4）
25
270
1
660
15
5.78
（5）
25
50
1
660
15
1.06
（6）
25
20
1
660
15
0.43
（7）
25
20
1
660
15
0.43
（3）求电网最远点处总的电压损失
1#电网线路
=2.18+0.45+9.04=11.67＜96
2#电网线路
=4.83+5.78+0.43=11.04＜96
（三）按大容量电动机起动时电压损失校验电缆截面
根据规定最远端、最大容量的电动机起动时,其端电压不得低于电网额定电压的75%,电网电压为660V时,最大允许起动电压损失
为196V。
1、变压器中的起动电压损失
式中
-变压器中的起动电流；
-变压器二次绕组的电阻、电抗值；
-起动时变压器的功率因数及相对应的正弦值。
表24变压器启动电压损失计算表
变压器编号
∑Ie
IQ
IQ1
RT
COSθTG
XT
Sinθ
△UTQ
A
192
504
696
0.002
0.5
0.056
0.85
47.31
B
17
101
118
0.01
0.5
0.045
0.85
8.84
2、向多台电动机供电的干线电缆上的起动电压损失
式中：
-除去起动电机外其余各台电设备额定功率之和，
；
-距离最远容量最大的电动机起动电流，
；
-电缆长度，
；
-起动电机功率因数；
表25电缆启动电压损失计算表
电缆编号
∑Pe1
L
Kx
Ue
IQ
COSθq
Ag
Y
△UgQ
（3）
160
126
0.717
660
504
0.5
70
42.5
138.0
（6）
15
360
1
660
101
0.5
25
42.5
11.84
3、计算总的起动电压损失
1#电网
=47.31+138.0=185.31﹤195V
2#电网
=8.84+11.84=20.68﹤195V
（四）短路电流计算见短路电流统计计算表
表26短路保护分级一览表
短
路
点
短路
电流
主要保护
后备保护（一级）
后备保护（二级）
（A）
开关
编号
保护方式
整定值
灵敏度
开关
编号
保护方式
整定值
灵敏度
开关
编号
保护方式
整定值
灵敏度
d1
5299
1
智能
1210
4.3
d2
1056
2
智能
120
8.8
表27短路电流统计表
短路点
电缆截面及长度
换算长度
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