平岗煤矿东一采区设计说明书.docx
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平岗煤矿东一采区设计说明书
施工设计
前言
本施工方案是零水平打开南北部采区，为1129采区复采煤，其生产、运输、通风、排水、供电都与零水平到一号变电所系统有着相关的联系，这种布置优化节约煤炭资源，增加矿井延续，提高矿井生产能力。
1、设计依据
根据地测科提供的地资资料及零水平1129采区所施工巷道揭露煤层情况而设计。
2、设计参考资料
1、《中华人民共和国煤炭法》；
2、《矿山安全法》；
3、《煤矿安全监察条例》；
4、《煤矿安全规程》；
5、《煤炭工业矿井设计规范》；
6、《采矿工程设计手册》
7、《煤炭建设井巷工程概算定额》，《煤炭建设井巷工程辅助费综合预算定额》。
8、设备购置及安装工程执行《煤炭建设机电安装工程概算指标》、《煤炭工业常用设备价格汇编》、《煤炭工业安装工程定额外材料预算价格》。
9、其他费用：
执行《煤炭工业建设其他费用指标》。
10、工程造价取费：
执行《煤炭建设工程造价费用定额及造价管理有关规定》。
第一章采区概况及地质特征
第一节煤层与煤质
一、煤层情况
表1煤层情况表
走向长度
260m
煤炭容重
1.4t/m3
煤质
倾向长度
60m
煤炭硬度
0.3
煤的自燃
Ⅲ类不易自燃
煤层厚度
0.5m～2m
稳定程度
变化不大
煤尘
有爆炸性
平均厚度
2m
煤层结构
简单
地压
正常
煤层倾角
5°～16°
地温
正常
实测断层数
无
平均倾角
8°
瓦斯
0.4
正常涌水量
10m3/h
工业储量
4.36万吨
变异系数
最大涌水量
15m3/h
可采储量
4.14万吨
回采率
95％
预计可采期
4.4个月
二、煤质
该工作面的二1煤为黑色粉状，偶见块状，鳞片状薄层，玻璃光泽，煤的原生结构构造不清，强度低，地质疏松，易碎，煤的视密度为1.4t／m3，该煤层为低灰、特低硫、低磷、中高发热量贫煤（发热量为26.25MJ／Kg），主要用作火力发电，沸腾层发生炉等工业用煤，同时也是上好的民用燃料。
第二节地质构造
根据附近采区及勘探钻孔推断，地质构造较为简单，本采区内没有较大断层，但受靠左部境界褶曲构造影响，煤岩层走向没有很大的变化，煤层倾角和厚度变化不大，煤层倾角基本稳定在5—16°之间，煤层产状对生产没有影响。
第三节水文地质特征
二1煤层顶板直接充水含水层为细中粒砂岩，其补给条件差，钻孔单位涌水量为0.00016-0.019L/s·m，矿井正常涌水量为49.8m3/h；底板直接充水含水层为太原组上段灰岩，岩溶裂隙发育不均，钻孔单位涌水量为0.00487～0.302L/s·m，富水性弱～中等，矿井正常涌水量为20m3/h，但含水层厚度小，出露面积小，补给条件差；在浅部开采时，水压及矿山压力较小，矿井充水以煤层底板岩溶裂隙水为主，矿床水文地质类型为三类二亚类一型；当在深部开采时，由于水压和矿压增加，二1煤层底板隔水层强度不及时，矿井充水水源则转化为以底板岩溶裂隙水充水为主，矿床水文地质类型则会转化为三类二亚二型。
工作面涌水量：
工作面正常涌水量为30.8m3／h，最大涌水量为61.6m3／h。
在回采工作中可能存在地质构造和水文地质方面的问题：
1、生产中，地质人员要加强地质观测，对于揭露的断层要查明其性质、产状、落差对于回采的影响。
2、回采过程中，工作面有出水征兆时，要坚持“有疑必探，先探后采”的原则，认真做好防治水工作。
3、因煤层厚度变化大，掘进时要加强通风管理，防止瓦斯局部聚积。
4、煤层顶、底板松软，掘进时要加强支护管理，防止片帮冒顶。
第四节采区与地表的关系
该采面地面投影位置：
地表为丘陵地带，工作面地表为荒地。
第二章 采区生产能力及服务年限
第一节矿井工作制度
年设计工作日为300天，两班作业。
为六、二、十制度。
六点维修电器设备，二、十点作业
第二节采区生产能力及服务年限
1、采面布置
采区走向长260米，面长60米，煤层倾角5—16°，采用综采工作面配备，工作面采用SGW-40T型刮板运输机，下付巷采用DTJ-65/20/30型运输机运输，
2、工作面单产
A=L×L1×M×r×C=240×3.6×1.63×1.4×0.95=1870吨/日
A—工作面日产量，吨/日
L—工作面长度，米
L1—工作面日进度，米/日
M—煤层采高，米
R—煤的容重，吨/米3取1.4
C—工作面回采率，取0.95
3、工作面服务年限
可采储量/设计月产量=37000/（336×25）=4.4个月
第三章采区巷道布置
本采区为单层布置，单翼开采。
方案比较：
方案1：
八上山460米处，方位角54°29′59″，掘进至260米处，坡度为5°，见底沿底
方案2：
绞车道坡度18°，工程量517米，见下部-242.2米标高，在绞车道-74.1米标高施工甩车场见-76.1米标高后按18°施工下山，工程量160米见-128.1标高，在施工30米的平车场见总排风道-128.1米标高。
右部连接在绞车道-56.6米标高施工甩车场到-55.3米标高，工程量30米（其中平车场20米），后按25°坡度施工上山140米见-120.5米标高与右一皮带道-123.5米标高相连。
风道按上部－15°施工310米后在按－6°施工520米与井底回车线相连。
经方案对比：
方案1：
施工条件简单，上部连接为平巷，减少运输环节。
方案2：
上部连接需施工上山后在施工平车场与绞车道连接，增加运输环节。
综合考虑选择方案1比较合理。
回车线连接工程：
在风道-230.5米标高按16°12′58″施工上山120米与煤仓上口-195.6米标高贯通作为煤仓回风，在矸石车场-243.2米标高施工平车场20米后按23°23′58″坡度施工上山110米与煤仓上口-195.6米标高贯通，作为煤仓进风及运料。
回车线标高-243.6米，煤仓上口标高195.6米煤仓纯高度45米。
采区煤仓容量为800T。
第二节 巷道布置
工作面设计共布置2条准备巷道，下付巷运输顺槽内安设一部DTJ-65/20/30带式输送机，一部SGW－40T型刮板输送机。
第三节采煤方法
根据煤层赋存特点，选择走向长壁后退式采煤法。
一、工艺流程
该工作面采用手镐落煤，其工艺过程为：
工作面分成二段，一段在一个班内工艺流程为：
交接班→安全检查→掐口→手镐落煤→撺梁正棚→背顶→支护→回柱放顶→清煤→移溜，同时工作面另一段进行工作为：
派人回柱放顶，打眼注水，下一班工序与上一班相同，手镐落煤采高为2.0m。
二、落煤工艺
1、掐口
（1）分段掐口，掐口间距5～8m，掐口宽度不得超过5棚，伪顶茬头掐口宽度不得超过3棚，二茬茬头透口宽度不得超过1m。
（2）破煤后，从上往下逐棚撺梁，并用荆笆、椽子背好顶、帮。
2、打眼、爆破
工作面以风镐、手镐落煤为主，以爆破落煤为辅，炮眼采用三花眼方法布置。
3、爆破工艺技术要求
（1）工作面采用MZ-65型风煤钻，1m长麻花钻杆，鱼尾钻头打眼。
（2）爆破推进度1m，煤体破碎均匀，工作面煤壁要采平直，采高符合规程要求，放炮不崩倒棚子。
（3）打眼：
炮眼与煤壁的水平夹角一般为70°～80°，煤壁炮眼布置为三花眼，眼底避开单体柱。
（4）装药：
正常情况下按爆破图表作业，煤体发软时顶眼可根据情况酌情少装药量或不打眼，以防崩破顶板造成漏顶和崩倒支架。
（5）爆破：
一次拉炮长度应根据顶板或支架情况，一般不得超过2m，条件差时，一次拉炮不得超过2个眼或留煤柱间隔爆破，严禁与放顶煤同时进行。
放煤工作必须遵守《煤矿安全规程》有关规定，不得超过切顶线。
第四章通风与安全
第一节 通风系统
由主井新鲜风流至八上山运输巷至采区进风巷，由采面乏风至采区回风巷至九上山回风巷，至风井底至回风大巷。
第二节 采区瓦斯
根据采区实际揭露14＃煤层进行瓦斯鉴定，瓦斯绝对涌出量为31.3m3/min，瓦斯相对涌出量为24.1m3/min，为高沼气区域。
第三节 风量计算
工作面实际需要风量根据瓦斯、工作面温度、炸药和同时工作的最多人数分别进行计算，取其中最大值进行风速验算，满足要求时，最大值即是工作面实际需要的风量。
1、按瓦斯涌出量计算
Q＝100qk=100×3.1×1.45＝450m3/min
式中Q—工作面实际需要风量（m3/min）
q—工作面瓦斯绝对涌出量3.1m3/min
k—工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数，k＝1.45。
2、按工作面温度计算
Q＝60VSK
式中V—工作面理想风速为0.9－1.6m/s本工作面取1.45m/s
S—工作面的平均断面1.8m×2.2m＝3.96m2
K—放顶煤工作面长度调整系数，1。
由此求得Q＝60×1.45×3.96＝345m3/min
3、按工作面每班最多工作人数计算
Q=4nk
式中n—工作面的最多人数。
K－风量备用系数，取K＝1.45
由此求得Q＝4×35×1.45＝203m3/min
4、按炸药用量计算
Q=25A
式中A—采煤工作面一次爆破的最大炸药用量，15kg。
由此求得Q＝375m3/min
5、按风速计算
工作面的最小风量Q≥VS＝15×3.96=59.4
工作面的最大风量Q≤VS＝240×3.96＝950.4m3/min
式中：
V1＝工作面允许最低风速
V2＝工作面允许最高风速
S＝工作面断面
第四节消防尘系统
1、布置方案
静压水从平地静压水池引入，经付井，到采区引入各支管路及洒水消尘地点，采煤工作面上、下巷运输设备转载点，掘进队等必须设置洒水喷雾装置，在皮带运输机的巷道中，洒水系统间隔50米设三通和阀门，巷道中按《规程》规定设置隔爆水棚。
第五节瓦斯治理、监测、监控系统
在08101工作面按《煤矿安全规程》有关要求安设瓦斯传感器并定期进行校验。
甲烷传感器的应垂直吊挂，距顶板不大于300mm，距巷壁不小于200mm。
为加强该面的瓦斯管理,特完善如下规定。
1、瓦斯检查地点：
工作面进风巷、回风巷、工作面的风流中，工作面上隅角、顶板冒落空洞，电动机附近等固定点，每班检查次数不少于三次，并向调度室汇报，回柱放顶处要加强瓦斯检查。
2、瓦斯检查班报表必须有上班、本班、下班瓦斯检查员签字，检查地点的瓦斯记录。
做到班报、牌报、日报三对照，不得空班、漏检、假检。
3、当工作面风流中瓦斯达到1％时，停止用电钻打眼。
工作面及其进、回风巷道内，体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2％时，附近20米内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。
4、工作面风流中，电动机或其开关安设地点附近20米以内风流中的瓦斯达到1.5％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员进行处理。
5、工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1％（二氧化碳浓度超过1.5％时）必须停止工作，撤出人员，采取措施进行处理。
因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1％以下时，方可通电启动。
6、工作面安装的瓦斯断电仪，并且与矿井安全监测系统连网在一起，工作面风流中，工作面回风流中各安装一个甲烷传感器，前者安装具体位置在回风巷距离工作面小于10米的风流中，后者安装回风巷距离混和风流10～15米处的风流中。
它们的报警浓度不小于1％（CH4）,工作面风流中传感器断电浓度不小于1.5％（CH4）,断电范围为工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备，回风巷风流中传感器断电浓度不小于1％（CH4）,断电范围是工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备，它们的复电浓度都是小于1％（CH4）。
第六节主要通风设施及安全措施
为保证安全生产，在需隔断风流又需行车、行人的地方设置
风门，在峒室进行处设调节风窗，在暂时不使用的巷道打上密
闭，并认真执行：
以风定产，监测、监控，先抽后采的十二字方针。
安全措施：
1、配齐瓦检员，认真执行巡回检查签到请示汇报，井下现场交接班。
2、认真执行“一炮三检制”和“三人放炮制”。
3、按规定采、掘面设隔爆水袋，保证水量充足。
4、井下设双电源，掘进工作面设双风机，并自动转换，上齐二闭锁装置。
5、采区设静压水池并设供水管路，保证绞车道及各巷道定期洒水洗尘，溜子转载点喷雾洒水。
6、规定各采掘面设齐瓦斯断电仪和瓦斯报警矿灯，便携式瓦斯报警仪。
7、设专人定期检查和维修各类通风设施，保证通风设施的完好。
8、掘进工作面瓦斯绝对涌出量达3.0M3/min时，先抽后掘。
9、采煤工作面瓦斯绝对涌出量达5.0M3/min时，必须起动高位抽排系统，进行排放。
瓦斯防治措施：
施工期间设置瓦斯报警断电仪，瓦斯超限时，能够切断扒斗机等机械设备电源，设置专职瓦检员并正常巡视。
班组长、电钳工等配带便携式瓦斯检
隔爆措施
本采区设置隔爆水棚，当采区一旦发生爆炸时，能够阻止爆炸火焰由局部向全井蔓延，将爆炸区域限制在一定范围内，避免灾害扩大。
井下电气设备安全措施
井下电气设备必须选用防爆型电气设备，井下配电点引出的
馈电开关设短路、过负荷和漏电保护装置。
低压电气的控制设备，必须具备短路、过负荷，单相断电、漏电闭锁及远程控制装置。
每天必须对低压检漏装置的运行情况进行一次跳闸试验。
井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆，检修或搬迁前，必须切断电源，检查瓦斯，在巷道风流中瓦斯浓度低于1%以下时，再用与电源
电压相适应的验电笔检验，检验无电后，方可进行导体对地放电，所有开关的闭锁装置必须能防止擅自送电，防止擅自开盖操作。
开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。
第五章 采区供电及排水
第一节 采区供电
1、供电方式：
三采区供电由一号变电所，其电源来自二水平中央变电所（如供电图），高压电缆为MYJV3×70型，所内设八台移动干变，分别供掘进生产线及风机专用线、绞车、压风机、架线及瓦斯抽排泵站。
采煤供电由设置在工作面下口的移动干变供电，变电所供电采用双电源分列式供电。
2、变电所位置
考虑今后下部开采，将变电所设在井底–243.4标高。
3、用电负荷
变电所内设15台高防，8干式变压器，总用电负荷预计2200Kw。
供电能力核定：
（1）、接电源线路能力核定：
）
（2）、接主变压器能力核定：
经核定，供电系统能力为76.8万吨/年。
符合要求。
4、电缆选型
东一采区变电所两趟电源线来自二水平中央变电所，高压电缆选用MYJV-3×70型，其载流量为280A，变电所总用电负荷预计2200Kw，高压一次侧最高电流为240A，满足要求。
第三节压风系统
1、方案
在采区变电所附近建一座压风机硐室，内设4台4L-20/8压风机，二台工作，二台备用，供风能力为40m3/min，井下有初期上四个掘进队组，压风设备为8台7655型凿岩机，两台喷浆机，经核定，满足要求。
2、设备选型
变电所内高防选用BGP9L-6AK型15台，变压器全部采用KSG干式变压器，压风机硐室内压风机选用四台4L-20/8型，绞车选用JK-2/20
型，高压电缆全部使用MYJV型，低压开关选用真空电磁式。
3、管路选型
压风管路在硐室内选用φ150钢管，室外选用φ108钢管，采区选用φ50钢管。
第三节压风系统
第六章劳动定员及采区主要技术指标
第一节劳动定员
一、劳动定员结合设计的生产环节，分工种配备。
配备的人数见表
劳动定员汇总表
序号
工种
班组出勤人数
小计
备注
六点
二点
十点
1
队长
1
1
1
3
2
班组长
1
1
1
3
3
打眼工
2
2
2
6
4
采煤支护工
35
35
70
5
皮带刮板输送机司机
6
6
12
6
安全员
1
1
1
3
7
机电维修工
1
1
1
3
8
泵站司机及维修
1
1
1
3
9
运料工
8
12
12
32
合计
15
60
60
135
第二节采区主要经济技术指标
序号
项目名称
单位
指标
备注
1
工作面走向长
m
260
2
工作面倾向长度
m
60
3
平均采高
m
2
4
煤层容重
t/m3
1.4
5
煤层生产能力
t/m2
2.76
6
可采储量
万吨
20.8
7
煤层硬度
普氏系数
f＜0.3
8
最大控顶距
m
3.6
9
最小控顶距
m
2.4
10
放顶步距
m
1.2
11
在册人数
人
135
12
循环进度
m
2
13
日循环个数
个
1
14
正规循环率
％
80
15
回采率
％
95
16
日产量
t
336
17
月产量
万t
0.84
18
日进尺
m
2
19
月进度
m
50
20
全员工效
t/工
1.8
21
工作面可采期
月
4.4
第七章采区设计概算
该采区到2008年12月全部开拓工程及形成第一个回采工作面，井巷工程4395米，费用为794.8万元。
设备投入1009.28万元。
合计投入1804.08万元
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