煤矿副井绞车能力验算说明书Word文档格式.docx

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第一节矿井概况

山西晋城煤业公司是在原晋城三矿的基础上重组改建成立的，晋城煤业公司境界及资源储量仍为原晋城三矿所属范围内的资源。

该公司（晋城三矿）于1972年建成投产，2005年改建成立。

一、地理位置交通

晋城煤业公司位于甘肃省山西市平川区，距离平川区25km，铁路专用线由白（银）—晋城四矿线晋城站接轨，行程仅1.3公里，铁路直接通达本公司工业广场，矿区公路与109国道公路连接，交通运输十分方便。

二、企业基本情况

该公司的开发与发展经历了两个阶段：

七十至九十年代中期为第一阶段，由兰州煤矿设计院承担设计，小片盘斜井开拓，设计生产能力21万吨/年。

1995年矿井面临资源枯竭的情况下，根据省煤炭工业局和矿务局有关文件精神，将晋城一矿一号井八采区和晋城四矿西南边缘与三矿相邻部资源划拨晋城煤业公司（晋城三矿），作为接替采区。

矿井发展进入第二阶段，核定生产能力为15万吨/年。

1999年进行《晋城三矿接替区深部开拓改造初步设计》，由我院承担设计。

以1650大巷为生产水平，在二层煤中沿煤层倾斜布置一对下山进行采区开拓。

但在实施过程中，发现接替区中部已有三个小煤窑在开采，且开采强度较大，中部主采煤层（一层煤）已遭到严重的破坏性开采。

2001年，晋煤公司再次以晋煤发〔2001〕297文将晋城一矿1308局部，1503、1506北部储量划拨该矿，2002年由我院对该矿八采区1540～1500区段再次做了《晋城三矿八采区开拓初步设计》，即形成目前的矿井情况。

第二节矿井设计及生产现状

一、资源条件简述：

（一）、煤层赋存条件

1995将晋城一矿一号井八采区和晋城四矿西南边缘与三矿相邻部资源划拨晋城煤业公司（晋城三矿），划拨工业储量1004.9万吨（一层煤751.1万吨，二层煤253.8万吨），其中：

晋城一矿704.3万吨（一层煤571.5万吨，二层煤132.8万吨），晋城四矿300.6万吨（一层煤179.6万吨，二层煤121万吨），作为接替采区。

1999年将晋城一矿一号井三采区轨道下山以北，1540运输中巷以西剩余储量划拨该矿，工业储量311万吨，其中一层煤180万吨，二层煤131万吨。

（二）、储量

截止2005年6月末，共有可采储量213.7万吨。

其中八采区：

一层煤为148.7万吨，二层煤49万吨，三采区16万吨。

由于原来从一矿三采区划拨的资源已基本被小窑完全破坏，矿井的生产集中在八采区。

二、八采区开拓设计

针对小煤窑继续入侵破坏的情况，确定

（1）设计原则

①、利用已形成的开拓巷道，尽快进入一层煤，在小窑开采区边缘形成隔离带工作面，采用放顶煤采煤法阻止小窑下延。

②、1540以下采用一对煤层下山开拓。

③、采用综采放顶煤采煤法和煤巷锚网支护，提高回采工效，增加矿井效益。

（2）开拓方案

以1540大巷为生产水平，通过1540—1560上山构通通风系统。

在F820正断层以东20m，与断层走向平行布置一对煤层下山，运输下山沿二层煤顶板布置，回风（轨道）下山沿一层煤布置，两上山相距20m。

大巷运输采用架线电机车牵引1吨矿车，运输下山与1540以集中煤仓联系，大巷装车。

运输下山进风，轨道下山回风。

（3）采区布置

采区采用双翼布置，西翼长度过60～340m，东翼长度700～860m。

采用走向长壁综采放顶煤采煤法。

工作面倾斜长60m（二层煤90m）。

八采区1540水平系统形成后，首先形成31801隔离带工作面，阻止小煤窑下延破坏井田深部资源。

（4）2002年的设计缺陷

1、主提升为混合提升，纯提煤能力严重不足，影响生产。

2、副井未延深到生产水平，仅用于回风和提升人车，且人车又放不到底，人员上下班步行路线太长，消耗体力大。

3、主井绞车提升过于紧张，副井绞车使用率太低。

4、矿井用两级排水，1500水平排水系统未形成，三采区1540水平临时泵房、水仓不合格。

三、设计实施情况

1、原设计回风下山布置在一层煤中，由于一层煤破坏严重，因此也布置在二层煤中。

目前两条下山各下延160m。

2、原设计采用小工作面（60～80m）综放采煤法，目前仍采用分层炮采。

用单体支柱支护的分层炮采方法不能适应小窑破坏区的复采。

3、原设计系统形成后，首先布置31801隔离工作面，防止小煤窑侵入破坏，因小煤窑开采强度大，未能实施。

因此未能阻止小窑。

4、2002年《晋城三矿八采区开拓初步设计》中总共工程量2164m：

其中1540中巷710m，1540边界上山340m，1540八采区变电所70m，运输下山460m，回风下山460m，集中煤仓34m，1500水仓90m。

现已完成工程量1453m：

1540中巷710m，1540边界上山340m，1540八采区变电所70m，运输下山160m，回风下山160M，集中煤仓13m二层煤到1540。

未完成工程量690m：

运输下山300m，回风下山300m，1500水仓90m。

四、矿井主要生产系统：

1、提升、运输系统

主井：

提煤、下料、提矸。

井口标高＋1857m，井底标高＋1540m，倾角18°

，井筒斜长1023m。

安装一台JK2.5×

2A—20型单筒绞车,电动机功率310KW，钢丝绳直径设计30mm，现在实际用32mm的钢丝绳。

一吨固定式矿车串车提升，设计每次提升6辆矸石车，或每次提升9辆煤车，现实际提升10辆煤车。

2004年矿井核定能力18.9万吨（工作时间350天，每天16小时，提升速度3.8m/s,不均匀系数1.1）。

主井井筒宽度3.8m，面积7.34㎡。

副井：

下放人车。

井口标高1850，井底标高1600，倾角17°

，井筒斜长855m。

安装一台XKT2×

1.5B—20型单筒绞车,电动机功率240kW，钢丝绳绳径28mm，XRC15—6/65型人车。

副井筒宽度3.8m，面积7.34㎡

2、通风系统：

矿井通风为中央并列抽出式通风。

主井进风，副井回风。

主扇房安装两台4－72－11Νο20B型离心式风机。

一台工作，一台备用。

配套电动机分别为JO3型，30kW和JO2型，40kW各一台，排风量14270m3/h，负压176.4Pa。

2004年核定能力为25.31万吨。

3、排水系统：

矿井最大涌水量为120m3/h，正常85m3/h（不含灌浆水）。

矿井为两级排水，井下设有两个水泵房，1650水平水泵房安装三台150D－30×

10型水泵（一台工作，一台备用、一台检修），排水管为Φ150×

4.5无缝钢管两趟。

1540临时泵房安装100D－45×

3水泵三台，150D-30×

9的水泵一台，设一趟￠150mm主排水管路。

另设￠108mm管路两趟，最大排水能力为230m3/h。

2004年矿井核定排水能力为22.4万吨/年。

1540简易水仓1650水仓主井地面

4、井下运输:

1540大巷运输方式为ZK7－6/625型7吨架线电机车牵引1吨矿车运输。

每列车牵引1吨矿车20个，每个矿车载重0.9吨，运输距离1.3km。

2004年矿井核定能力为24万吨/年。

1540大巷宽3.8m，单轨。

5、矿井压风系统

压缩空气站设在地面工业广场，安装有一台5L－40／8型空气压缩机，一台4L－20／8型空气压缩机，二台3L－10／8型空气压缩机，采用开启式循环冷却系统。

压缩空气管路从副井引下，经主井到1540水平大巷。

6、矿井供电

矿井地面设6kV变电所，给全矿井的高、低压用电负荷供电。

电源接自晋城35kV变电所，以两趟6kV架空线向矿井供电，架空线规格分别为LGJ-95mm2和LGJ-120mm2。

井下设有3个变电所，即1650中央变电所、1540三采区变电所和1540八采区变电所。

地面至1650中央变电所用双回路供电，供电能力满足生产需要。

7、地面选运系统

2004年核定能力为78.4万吨。

8、矿井灌浆系统，地面灌浆站设在北风井，灌浆水池300t。

由2台4DA－8×

9型水泵加压采土制浆，灌浆管路由北风井入井，到1740中巷→1675回风上山1675中巷→二石门→1650大巷→主井→三采区。

从1650大巷分另一路为1650大巷→1540回风上山→八采区。

第二章八采区井田范围地质特征

第一节地质构造

八采区位于晋城矿区东南部，区域构造主要受F2断层组影响，该断层组为八采区井田边界。

（1）F2断层组：

F2断层为逆断层，位于八采区西部。

断层破碎带宽度30～50m，走向253°

，断层面倾角50～75°

，落差100m。

（2）F820断层：

F820断层为正断层，位于八采区中西部，走向310°

，倾角70°

，落差17～25m。

第二节煤层与煤质

一、煤层

八采区含煤两层，上部为一层煤，下部为二层煤。

煤层间距15m左右，从西到东逐渐缩小，至中部与一层煤合并。

一层煤分布于全区，二层煤主要分布于八采区西部。

一层煤分布稳定，呈单斜构造，平均厚度8.8m，倾角10°

左右。

二层煤平均厚度2.5m，其它情况与一层煤相同。

二、煤质

晋城井田内煤层根据煤的工业性分析,一、二层煤的工业牌号为弱粘煤及不粘结煤。

一层煤属低硫，具有较高发热量的动力用煤，原煤发热量一层煤平均7000卡/克；

二层煤较一层煤差，为中灰、低硫，发热量较高的动力用煤。

其瓦斯等级依据年度矿井瓦斯鉴定为低瓦斯矿井。

第三节水文地质

（1）含水层：

有五个含水层，对开采影响较大的是一层煤顶板含水层，厚度20m，以砂岩为主。

（2）断层水：

F2断层虽为封闭断层，但地表第四系洪积层的含水及砂河间歇水可能沿断层带渗入，使断层含有较大储水量。

（3）小窑积水：

八采区上部小窑破坏范围较大，其范围与积水量难以准确确定。

第四节小窑破坏情况

1、平川宏远矿（原复兴矿），92年建成，2.5吨/年。

现在八采区西部越界开采。

2、会宁四方煤矿新井，93年建井，5万吨/年。

主要在八采区东部越界开采。

3、共和三号井，91年建成，8万吨/年。

主要在八采区深部的西南范围活动，2000年7月关闭。

4、共和乡股份煤矿，91年建井，15万吨/年。

主要在八采区中、深部1560～1520水平开采，破坏范围大。

2000年7月关闭。

5、会宁县郭城煤矿，92年建井，6万吨/年。

主要在三采区深部及一、三矿边界超层越界开采。

上述五个煤矿对井田煤层破坏范围广，程度特别严重。

另外还有会宁河畔矿，平川双龙矿、胜利矿、顺利等矿也造成不同程度的破坏。

第三章八采区开拓

第一节井田境界及储量

一、井田境界

八采区西以F2断层为界，与三采区为邻；

北以1600底板等高线为界；

南以1500煤层底板等高线为界，与晋城一矿七采区为邻。

平均走向1000m，倾斜长560m。

采区内含可采煤层两层。

二、储量

八采区共有工业储量679.88万吨，其中一层煤546.99万吨，二层煤132.89万吨。

由于小窑开采破坏，实有储量变化较大。

到目前为止，一、二两层煤实有可采储量仅有197.7万吨

第二节矿井生产能力及服务年限

矿井年工作日以350天计算，日工作制度为“三、八”制，日净提升时间为18小时。

生产能力20万吨/年，平均日产670吨，“一井一面”。

矿井服务年限T=ZK/（A×

K）=213/（20×

1.4）=7.6（年）

T—服务年限（年）;

ZK—可采储量（万吨）;

A—年产量（万吨）;

K—储量备用系数,取1.4。

第三节矿井现有生产情况

一、矿井采掘系统

现生产水平1540,利用两条煤下山开拓，布置有一个采煤工作面和两个掘进工作面；

现有工作面名称为38202，工作面倾斜长95m,采高2.4m。

为单体液压支柱炮采工作面。

截止7月底，剩余走向长度61m。

根据该矿统计资料，月推进30.5m，累计平均月产9000吨。

采煤队编制89人。

工作面运煤系统：

工作面运输巷运煤下山1540集中煤仓1540大巷1540主井车场主井地面翻笼选煤楼

工作面运料系统：

地面主井1540车场1540大巷1540二石门工作面回风巷。

通风系统：

主井1540车场1540大巷1540二石门运输下山工作面运输巷工作面工作面回风巷1540一石门1540回风上山1675大巷副井车场副井地面。

现有掘进队一个，掘进工作面两个，均为炮掘工作面。

编制54人，平均月进度130m。

二、矿井提升系统：

主井为混合提升方式，承担全矿井的提煤、矸石、下放材料等提升任务。

主井口标高为＋1857m，井底标高为＋1540m，倾角180，井筒斜长1023m，现安装一台JK2.5×

2A-20型单筒提升机，配JRQ-158-10，6kV，功率为310kW的电动机，钢丝绳直径为32mm,提升容器为一吨固定式矿车，一次可提煤车10辆（设计9辆），矸石车6辆。

现混合提升能力按照350天计算，为19.45万吨/年，《（300天计算194500/350）×

300=16.7万吨/年》。

副井现仅作下放人车使用，兼作回风井。

井口标高＋1850m，井底标高＋1600m，倾角170，井筒斜长855m，安装一台XKT2×

1.5-20型单筒提升机，配JRQ-148-8，6kV，功率为240kW，740转/分的电动机，钢丝绳直径为28mm,提升容器为XRC15-6/65型人车。

三、矿井主要存在的问题

1、没有执行2002年设计，没有对小窑采用有效的隔离，导致小窑长期不断侵入，资源严重损失，接续紧张。

2、未能有效地阻止小窑入侵。

3、八采区的两条下山没有延伸到1500水平，采区排水系统没形成，小窑破坏区内有大量积水，采掘活动过程中需要施工大量钻孔进行探放水，直接制约矿井正常的生产接续。

4、采煤方法落后，系统复杂，非生产人员比例过高，导致全员工效低，吨煤成本居高不下。

5、原2002年设计存在不足：

副井未延深到生产水平，无法用于提干、下料；

人车仅下到1600水平，人员上下班步行距离太长，体力消耗大，影响工作。

6、主井采用混合提升，提升能力严重不足，影响矿井产量和井巷开拓速度。

第四节矿井改造方案

山西晋城煤业公司矿井可采储量仅有213.9万吨，由于晋城一矿和山西晋城煤业公司矿井相邻部1540水平以上煤层已采完或遭到小煤窑严重破坏；

到目前为止，小煤窑的破坏性开采仍在继续进行。

山西晋城煤业公司若不加大开采强度，仅有的一点资源很可能就会被小煤窑完全破坏。

现提出以下二方案：

方案一

完善2002年由我院提出的原设计，将原设计中设在一层煤中的回风上山改布置在二层煤中。

改革采煤方法，提高矿井生产能力。

工程量700m:

1、八采区运输下山300m

2、回风下山300m

3、水仓100

4、运输系统改造（扩巷）300m（主井100m，1540大巷100m（F2断层处），1540石门100m）

工期约10.5个月

优点：

1、开拓工程量小，准备工期较短（约10.5个月）。

2、对矿井生产能力有一定程度提高。

3、可保持现现状、各系统不许改造，投资较少。

4、不影响晋城一矿。

缺点：

1、各生产系统较为复杂，提升系统不完善。

2、水灾隐患未得到解决，威胁着矿井的安全生产。

3、增加1500水仓和水泵房（包括排水设备）的工程量。

4、无法改变矿井的困境。

方案二

在方案一的基础上，将副井从1600延深到1540水平，用副井提矸、下料、升降人员，主井纯用于提煤，加大提升设备的使用效率，提高矿井的开发能力。

工程量1155m（岩巷555m,煤巷600m）：

1、副井延深205m，

2、1540副井石门220m，

3、回风下山300m，

4、运输下山300m，

5、水仓100m。

6、进口人车库和人员候车室15m。

7、井底人员候车室和人行道15m。

8、运输系统改造（扩巷）300m（主井100m，1540大巷100m（F2断层处），1540石门100m）

1、系统独立，增产余地较大。

2、有条件走出目前的低效困境。

3、提升系统完善，设备利用率高。

1、巷道工程量大，扩巷工程量较大。

2、改造投资较大。

3、水灾隐患较大，但提出了措施和整改方案。

4、增加1500水仓和水泵房（包括排水设备）的工程量。

方案比较表

方案

巷道工量

工期与费用

优点

缺点

一

总工程量700米:

岩巷100m

煤巷600m，

巷修300米

工期10.5个月；

巷道掘进与巷修费用183万元

二

总工程量1155m

岩巷555m

煤巷600m

巷道维修300米

工期18个月，

巷道掘进费用300万元

4、增加1500水仓和水泵房（包括排水设备）的工程

注：

掘进月进，岩巷按40m/月；

煤巷按120m/月。

巷修进度，岩巷按80m/月。

掘进费用岩巷平均按3000元/米，煤巷平均按1500元/米。

巷修费按同类别巷道掘进费用的70%计。

通过上述两个方案的比较，

一方案总工程量较小，准备工期较短（约10.5个月），对矿井生产能力有一定程度提高，可保持现现状、各系统不需改造，投资较少。

但各生产系统较为复杂，提升系统不完善，水灾隐患未得到解决，矿井开发能力小，无法改变矿井的困境。

二方案系统独立，增产余地较大，有条件走出目前的低效困境；

提升系统完善，设备利用率高。

但巷道工程量大，扩巷工程量较大，改造投资较大；

水灾隐患较大，但提出了措施和整改方案，

二方案优点较突出，因此推荐方案二为可选方案。

第五节井筒

一、井筒用途、布置及装备

该矿井现有三条井筒，即主、副井和原北风井。

提升系统改造后仍利用原主斜井承担全矿井煤炭运输任务，副井作为回风和辅助提升井，承担矸石、材料、和运送人员等提升任务，井筒内铺设24Kg/m钢轨，设人行台阶和扶手。

原北风井作为灌浆井，各井筒参数见表。

井　筒　参　数　表

井筒名称

井口坐标

总长（m）

坡度（度）

净断面（m2）

掘断面（m2）

支护

用途

主斜井

X：

4062902

Y：

1850229

1023

18°

7.34

砌碹

提煤

副斜井

X:

Y:

1060

17°

提矸、下料、运人、回风

北风井

二、井壁结构

井筒穿过的表土层为第四系黄土层，井筒采用砌碹支护，砌体厚度300mm。

三条井筒现已形成。

第六节井底车场及硐室

一、主、副井各车场形式的选择

主井井上下各水平均采用双轨甩车场，可满足提升需求，提升的安全性较好，根据井筒与运输巷的相对位置以及井筒与其他巷道的运输方式，为了运输的方便，主、副井筒1540水平车场相连接，然后经1540运输大巷进入八采区。

主井筒与1540运输大巷已经形成，不作较大改造。

副井井上下各水平均采用双轨甩车场形式。

副井筒从1600水平向下延深到1540水平，延深205.2m。

副井井底设人车候车硐室，车场铺设双轨。

车场巷道的净断面为11.04m2，采用砌碹支护。

二、空重车线长度的确定

主井提升承担矿井的全部原煤提升任务，根据矿井的生产能力，经计算，现已形成的各车场空重车线长度能满足矿井提升的要求。

副井提升承担矿井的全部辅助提升任务，根据矿井的生产能力及副井绞车提升能力较小，提升设备、下料、送保健品等提升任务比较零散，且都在班中进行，确定副井车场长度为50m，以便矸石车在重车道上具有较大的缓冲，缓解副井提升紧张问题。

三、井底车场硐室：

井底硐室主要有：

副井井底人车候车室，副井与1540运输大巷的连巷全长220m，在副井车场以外5m处设第一