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改扩建工程初步设计补充修改说明书

目录

前言1

第一章井田开拓与开采2

第二章矿井通风6

第三章通风设备18

前言

山西东升阳胜煤业有限公司矿井（原山西省平定县阳胜煤矿，以下简称阳胜煤矿）位于山西省阳泉市平定县境内，隶属于山西东升煤业集团有限公司。

2004年10月我院编制了《山西省平定县阳胜煤矿改扩建可行性研究报告》，山西省煤炭工业局以晋煤规法【2005】404号文予以批准。

2005年5月我院编制了《山西东升阳胜煤业有限公司矿井改扩建初步设计》，山西省煤炭工业局以晋煤办基发【2005】637号文予以批准。

阳胜煤矿在矿井建设期间，根据实际煤层揭露情况，从保证安全生产出发，对矿井部分初设内容作了调整。

根据国家有关政策，委托我院对初步设计进行修改。

主要调整内容如下：

1、井田开拓

井田开拓方式不变，根据煤层顶底板情况，为了有利于掘进安全，回风大巷由一条调整为两条。

2、井下开采

根据煤炭科学研究总院抚顺分院对综放工作面瓦斯预测结论、采掘设备调研报告、瓦斯抽放工程的需要，回采工作面顺槽由四条调整为三条，采掘设备进行了调整，掘进工作面由两个调整为三个，增加了一个综掘工作面。

3、通风系统

根据调整后的井田开拓和回采工作面布置，调整了矿井总进风量，对通风设备重新进行了验算、核实。

第一章井田开拓与开采

一、井田开拓方式

1、原设计情况

1）采用斜井开拓方式，在工业场地新增一个主斜井，净宽4.6m、净断面14.7m2、倾角25°，斜长760.1m，装备1000mm钢绳芯胶带输送机和检修轨。

副斜井、回风斜井功能不变，维持现状。

2）设置+620水平胶带、轨道运输大巷和回风大巷，井下主运输采用B=1000mm胶带输送机，采用无极绳绞车牵引1t矿车担负辅助运输任务。

3）矿井采用机械抽出式通风方式，初期为中央并列式通风。

后期分区式通风。

15号煤层共划分了4个采区。

2、调整设计情况

开拓方式不变。

根据煤层赋存情况和顶、底板岩性，为了提高矿井掘进安全、可靠，在保证通风能力不变的原则下，将回风大巷由一条变为两条，原设计回风大巷断面为16.0m2，调整后的1号回风大巷S=8.8m2，B=3000mm，L=261m料石砌碹支护、U型钢棚支护，2号回风大巷S=9.6m2，B=3200mm，L=510m料石砌碹、锚喷支护。

调整后的主要优点：

（1）回风大巷总面积加大了，增大了矿井通风能力，为矿井安全生产提供了更有利的条件。

（2）回风大巷跨度减小，有利于顶板的维护，对掘进安全十分有利。

二、采区巷道布置

1、原设计情况

1）采区巷道布置

根据井田开拓布置和通风要求，每个采区布置三条大巷即沿15号煤层底板布置一条胶带运输巷，沿15号煤层顶板分别布置一条辅助运输巷和一条回风巷。

根据瓦斯抽放和工作面通风要求，回采工作面共布置五条顺槽：

在胶带顺槽一侧布置两条顺槽，即一条胶带顺槽，一条进风顺槽；在回风顺槽一侧布置三条顺槽，即一条回风顺槽，一条尾巷，一条进风顺槽。

其中进风顺槽主要用于补充尾巷风量和稀释瓦斯浓度。

2）采掘设备

（1）回采设备见表1。

（2）掘进设备

全矿井共配备二个掘进工作面，其中综掘工作面1个，普通钻爆法掘进工作面1个。

综掘工作面配备的主要设备有SEM-132型半煤岩巷掘进机、SSJ800/40型可伸缩胶带输送机、BKJ66-11No9局部扇风机等设备。

普通钻爆法掘进工作面配备有P-30B型装岩机、煤岩电钻等设备。

表1回采工作面主要设备配备表

序号

设备名称

设备型号

单位

数量

电机功率

备注

1

采煤机

4MG200

台

1

200

2

可弯曲刮板输送机

SGB630/220

部

2

110×2

3

转载机

SZZ764/132

部

1

132

4

破碎机

PCM110

台

1

110

5

放顶煤液压支架

ZFQ2800/16/24

架

96

6

过渡支架

ZTF4000/17/35

架

4

7

单体液压支柱

DZ-35

根

110

8

乳化液泵站

WRB200/31.5

套

1

132

9

喷雾泵站

WPZ-320/6.3

套

1

45

10

可伸缩胶带输送机

SSJ1000/125

部

1

125

2、修改设计情况

1）采区巷道布置

根据井田开拓布置和通风要求，每个采区布置四条大巷即沿15号煤层底板布置一条胶带运输巷，沿15号煤层顶板分别布置一条辅助运输巷和两条回风巷。

根据最新瓦斯鉴定资料和修改后的瓦斯抽放初步设计，回采工作面共布置三条顺槽，其中一条胶带顺槽；两条回风顺槽，即一条回风顺槽，一条尾巷。

回采工作面共布置三条顺槽：

即一条胶带顺槽（S=13.63m2，B=4400mm，L=1003m），一条回风顺槽（S=12.18m2，B=4400mm，L=972.5m）一条瓦斯尾巷（S=8.58m2，B=3000mm，L=972m），均为锚网锚索钢带支护。

2）采掘设备

在设备订货之前，建设单位组织考察组，对邻近生产矿井和有关设备厂家的进行了认真的调研，从安全生产和提高矿井机械化水平的目的考虑，结合本矿揭露煤层情况对采掘设备作了调整。

（1）回采设备见表2。

表2回采工作面主要设备配备表

序号

设备名称

设备型号

单位

数量

电机功率

备注

1

采煤机

MG160/375

台

1

375

2

可弯曲刮板输送机

SGZ764/400

部

2

200×2

3

转载机

SZZ764/160

部

1

132

4

破碎机

PCM110

台

1

110

5

放顶煤液压支架

ZFQ4000/17/28

架

96

6

过渡支架

ZTF4800/18/29

架

4

7

单体液压支柱

DZ-35

根

110

8

乳化液泵站

BRW250/31.5

套

1

9

喷雾泵站

WPZ-320/6.3

套

1

10

可伸缩胶带输送机

SSJ1000/125

部

1

125

（2）掘进设备

全矿共配备三个掘进工作面，其中二个综掘工作面，一个普掘工作面。

综掘工作面半煤岩巷掘进机由SEM-132型调整为EBJ-120TP型、局部扇风机由BKJ66-11No9型调整为FBDNO5.6-7.1型。

其它设备不变。

第二章矿井通风

一、概况

1、原设计

1）瓦斯

根据山西国晨建设工程勘察设计有限公司和山西太行建筑安装有限七公司编制的《山西省平定县东升阳胜煤业有限公司矿井瓦斯抽放初步设计》，该矿井瓦斯涌出量构成如下：

回采工作面占84.4%，掘进工作面占9.3%，采空区占6.3%。

瓦斯涌出量预测结果如下：

回采工作面40.8m3/min（其中本煤层6.2m3/min、临近层34.6m3/min），掘进工作面4.5m3/min，采空区3.0m3/min，矿井48.3m3/min。

根据矿井瓦斯抽放初步设计，抽放后的瓦斯涌出量预计如下：

回采工作面为13.12m3/min，其中本煤层6.2m3/min、邻近层6.92m3/min，掘进工作面为1.5m3/min。

2）煤尘及煤的自燃性

根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，15号煤无煤尘爆炸性，且为不易自燃煤层。

3）矿井地温

属于正常低温区。

2、最新资料

1）瓦斯

2007年2月受东升阳胜煤业有限公司的委托，煤炭科学研究总院抚顺分院对15201工作面瓦斯进行了测定和涌出量预测，综放工作面瓦斯涌出量预测结果如下：

回采工作面24.76m3/min（其中本煤层6.29m3/min、临近层及围岩18.47m3/min）。

山西国晨建设工程勘察设计有限公司和山西太行建筑安装有限七公司根据煤炭科学研究总院抚顺分院对15201工作面瓦斯涌出量预测结论，编制的《山西省平定县东升阳胜煤业有限公司矿井瓦斯抽放初步设计》（修改），瓦斯涌出量预测结果如下：

回采工作面24.76m3/min（其中本煤层6.29m3/min、临近层及围岩18.47m3/min），掘进工作面4.5m3/min，采空区3.0m3/min，矿井32.26m3/min。

根据修改后矿井瓦斯抽放初步设计，抽放后的瓦斯涌出量预计如下：

回采工作面为9.986m3/min，其中本煤层6.29m3/min、邻近层3.696m3/min，掘进工作面为1.5m3/min。

2）煤尘及煤的自燃性

根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，15号煤无煤尘爆炸性，且为不易自燃煤层。

3）矿井地温

属于正常地温区。

二、通风方式和通风系统

1、通风方式

矿井采用抽出式通风方式。

2、通风系统

通风系统不变，矿井初期采用中央并列式通风系统，即主、副斜井兼作进风井筒，回风斜井担负矿井的回风任务。

后期随着开采向西翼的不断延伸，逐步向分区式通风系统过渡。

二、回采工作面通风

回采工作面通风采用“U+L”型通风方式。

三、矿井风量、风压及等积孔

根据《煤矿安全规程》的要求，矿井风量按以下两种方法计算：

1、按最大班下井人员需风量计算

Q矿=4NK

=4×187×1.45/60=18（m3/s）

式中：

Q矿——矿井总需风量，m3/s；

4——每人每分钟供风标准，m3/min.人；

N——井下同时工作的最多人数，人；

K——风量备用系数，取1.45。

2、按采煤、掘进、独立通风硐室及其他地点实际需要风量总和的方法，计算矿井的总风量。

a、回采工作面风量计算：

以采煤工作面回风巷瓦斯浓度不超过1%，且风速应低于最高风速4m/s。

Q回=q回×K×100

式中：

Q回——本煤层所需风量，m3/s；

q回——本煤层绝对瓦斯相对涌出量，m3/min；

K——瓦斯涌出不均衡系数，取1.3。

Q回=100×10×1.30=1300（m3/min）=21.66（m3/s），取22（m3/s）；

b、根据回采工作面适宜风速（不积聚瓦斯）

计算：

Q采=60V×S

式中：

V——工作面适宜风速，取1.0m/s；

S——工作面平均断面积，10m2。

则Q采=60×1.0×10=600（m3/min）=10m3/s。

c、按人数计算：

Q采=4×31

式中：

N——回采工作面同时工作的最多人数，N=31人。

Q采=4×31=124m3/min=2.1m3/s。

综合以上计算，Q采取22m3/s。

d、按风速验算：

回采工作面风量应满足：

9×SC≤Q采≤240×SC

9×SC=9×10=90m3/min=1.5m3/s

240×SC=240×10=2400m3/min=40m3/s

Q采=22m3/s，符合风速要求。

达产时共布置1个回采工作面，故∑Q采=22×1=22m3/s。

（2）、掘进工作面配风量计算

a、按炸药量计算（普掘面）

Q采=25A

式中：

A——掘进工作面一次爆炸最大炸药用量，为2kg。

Q掘=25×2=50m3/min=0.8m3/s

b、按人数计算：

Q掘=4N

式中：

N——掘进工作面同时工作的最多人数，N=10人。

c、按局部扇风机的实际吸风量计算：

掘进工作面所需风量按局部扇风机的实际吸风量计算

Q掘=Q掘I+0.15×60×S

式中：

FBDNO5.6-7.1局扇吸风量180m3/min~300m3/min，取值220m3/min；

Q掘——掘进工作面局扇的实际吸风量，m3/min；

I——同时通风的局扇通风机台数，1台。

S——局部通风机至掘进工作面间巷道断面，煤巷取10m2，高抽巷取4m2

则：

Q煤掘=220×1+0.25×60×10=370m3/min=6.17m3/s

Q岩掘=220×1+0.15×60×4=256m3/min=4.3m3/s

d、按掘进工作面瓦斯浓度不超过1%计算

Q掘=q掘×K×100

式中：

Q掘——掘进工作面所需风量，m3/s；

q掘——掘进工作面绝对瓦斯相对涌出量，m3/t；

K——瓦斯涌出不均衡系数，取K=2.0。

Q掘=1.5×2×100=300（m3/min）=5（m3/s）

e、按风速验算

按《煤矿安全规程》规定煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足：

9Sj≤Q掘≤240Sj

式中：

Sj—掘进工作面巷道过风断面，顺槽净断面13.69m2

则：

9×Sj=9×13.6=122.4m3/min=2.04m3/s

240×Sj=240×13.6=3264m3/min=54.5m3/s

Q普掘=5m3/s，Q综掘=8m3/s，符合风速要求。

根据所选掘进通风设备和矿井实际供风经验，综掘工作面配8m3/s，高抽巷普掘工作面5m3/s，掘进工作面总配风量：

Q掘=8×2+5＝21（m3/s）

4、硐室配风量

矿井达到设计生产能力时，独六通风的硐室有：

一个爆破材料发放硐室，一个采区变电所，每个硐室配风量按2m3/s考虑，则硐室总配风量4m3/s。

5、备用工作面

根据其它矿井的经验，备用工作面需风量按正规工作面需风量的50%配备，即11（m3/s）。

6、其它配风量

根据巷道布置情况，考虑备用工作面需风量，鉴于通风机已安装完成，从矿井安全生产出发，其它配风量按25m3/s考虑。

7、矿井总风量计算

根据计算的各用风地点风量，矿井总风量按下式计算：

Q掘=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K矿通=（22+24+4+11+25）×1.25=103.75（m3/s）,取105m3/s

式中：

Q矿—矿井总进风量，m3/s；

∑Q采—回采工作面实际所需风量的总和，m3/s；

∑Q掘—掘进工作面实际所需风量的总和，m3/s；

∑Q硐—硐室实际所需风量的总和，m3/s；

∑Q其它—其它工作地点实际所需风量的总和，m3/s；

∑K矿通—矿井通风系数，包括矿井内部漏网和配风不均匀等因素，取K矿通=1.25。

（二）矿井风量分配

回采工作面：

22m3/s；

综掘工作面：

8m3/s；

普掘进工作面：

5m3/s；

独立通风硐室：

2×2m3/s；

备用工作面：

11m3/s；

（三）通风网络解算及负压计算

依据采区巷道布置和矿井开采计划，绘制矿井通风系统图并结合矿井各用风地点的配风量，对通风网络进行解算，矿井通风容易时期负压183.6mmH2O,再考虑15%井巷局部阻力，矿井通风容易时期负压2068Pa（2116mmH2O）。

矿井通风困难时期负压248.6H2O,再考虑15%井巷局部阻力，矿井通风困难时期负压2801.1Pa（285.9mmH2O）。

通风计算参数、计算结果详见表3、4

（四）等积孔计算

矿井回风等积孔按下式计算：

A容＝1.19Q/（H容）1/2=1.19×105/（2068）1/2=2.7（m2）

A困＝1.19Q/（H困）1/2=1.19×105/（2801）1/2=2.4（m2）

经计算，本矿井为通风容易矿井。

计算结果表

表3容易时期通风负压表

巷道

编号

名称

支护方式

始节点号

末节点号

摩擦阻力系数

周长

长度

断面积

固定风量

巷道风阻

巷道风量

巷道负压

巷道风速

调整后风阻

巷道类型

备注

1

副斜井

砌碹

1

2

0.0035

12

713

9.5

0.0351

60

126.5

6.3

一般巷道

2

副斜井井底车场

锚喷

2

3

0.0006

15.3

86.4

15.2

0.0002

60

0.8

3.9

一般巷道

3

轨道大巷

锚喷

3

4

0.001

12.9

320.6

12.6

0.0021

64.2

8.5

5.1

一般巷道

4

轨道大巷

锚喷

4

5

0.001

12.9

15.8

12.6

0.0001

63.2

0.4

5

一般巷道

5

轨道大巷

锚喷

5

6

0.001

12.9

78.2

12.6

0.0005

41.2

0.9

3.3

一般巷道

6

轨道大巷

锚喷

6

7

0.001

12.9

104.2

12.6

0.0007

40.2

1.1

3.2

一般巷道

7

轨道大巷

锚喷

7

8

0.001

12.9

132.7

12.6

0.0009

38.2

1.2

3

一般巷道

8

轨道大巷

锚喷

8

9

0.001

12.9

129.2

12.6

0.0008

30.2

0.8

2.4

一般巷道

9

大巷掘进头

锚喷

9

10

0.001

12.9

97.4

12.6

8

0.0006

8

0.9

0.6

0.0143

固定风量巷

10

联络巷

锚喷

9

10

0.002

9

31.3

12

0.0003

53

0.9

4.4

一般巷道

11

回风大巷

锚喷

10

11

0.001

12.4

109.5

9.6

0.0015

27.6

1.2

2.9

一般巷道

12

回风大巷

锚喷

11

12

0.0008

12.4

184.8

9.6

0.0021

35.6

2.6

3.7

一般巷道

13

回风大巷

锚喷

12

13

0.0008

12.4

25.1

9.6

0.0003

44.8

0.6

4.7

一般巷道

14

胶带顺槽

锚杆

5

14

0.0017

14.2

878.9

13.6

22

0.0084

22

2.2

1.6

0.0045

固定风量巷

15

开切眼

金属支架

14

15

0.005

9

130

8

0.0114

22

5.5

2.8

一般巷道

16

联络巷

锚喷

15

16

0.002

9

25.2

12

0.0003

7.2

0

0.6

一般巷道

17

回风顺槽

锚杆

15

13

0.001

14

882.6

12.2

0.0068

14.8

1.5

1.2

一般巷道

18

回风顺槽

锚杆

13

17

0.001

14

29.5

12.2

0.0002

15.1

0.1

1.2

一般巷道

19

尾巷

锚杆

16

18

0.001

11.7

766.5

8.6

0.0142

7.2

0.7

0.8

一般巷道

20

尾巷

锚杆

18

12

0.001

11.7

110.7

8.6

0.002

9.2

0.2

1.1

一般巷道

21

掘进头备用

锚喷

7

18

0.002

14.2

104.4

13.6

2

0.0012

2

6.5

0.1

1.6360

固定风量巷

22

顺槽掘进头

锚喷

8

11

0.002

14

200.6

13.2

8

0.0031

8

2.8

0.7

0.0445

固定风量巷

23

回风大巷

锚喷

10

17

0.0008

12.4

352.7

9.6

0.004

33.4

4.4

3.5

一般巷道

24

回风大巷

锚喷

17

19

0.0008

12.4

262.3

9.6

0.0029

48.6

6.9

5.1

一般巷道

25

回风大巷

锚喷

19

20

0.001

12.4

70.4

9.6

0.001

49.6

2.4

5.2

一般巷道

26

回风大巷

锚喷

21

20

0.001

11.2

30.2

8.8

0.0005

55.4

4.5

6.3

一般巷道

27

回风大巷

锚喷

20

22

0.0004

11.2

48.8

8.8

0.0003

105

3.5

11.9

一般巷道

28

回风斜井

砌碹

22

23

0.0004

12.6

549

10.7

0.0023

105

25.1

9.8

一般巷道

29

锚喷

26

27

0.002

9

308.9

12

0.0032

45

6.5

3.8

一般巷道

30

集中轨道大巷

锚喷

27

3

0.001

12.9

70.8

12.6

0.0005

4.2

0

0.3

一般巷道

31

回风大巷

锚喷

13

29

0.001

12.4

27.3

9.6

0.0004

44.4

0.8

4.6

一般巷道

32

回风大巷

锚喷

29

21

0.0008

12.4

307.6

9.6

0.0034

45.4

7.1

4.7

一般巷道

33

采区变化所

锚喷

6

29

0.001

15.3

34.9

12.2

2

0.002

2

9.1

0.1

9.1238

固定风量巷

34

爆破材料发放硐室

锚喷

4

19

0.0238

9

251.8

12

2

0.002

2

16.6

0.1

16.6152

固定风量巷

35

集中轨道大巷

锚喷

27

30

0.002

9

134.5

12

1

0.0014

1

25.8

0.1

25.8451

固定风量巷

36

通风联络巷

锚喷

27

31

0.002

9

25.2

12

0.0003

39.8

0.4

3.3

一般巷道

37

通风联络巷

锚喷

31

28

0.001

9

37.9

12

1

0.0002

1

25.5

0.1

25.4932

固定风量巷

38

通风联络巷

锚喷

31

32

0.002

9

106.8

12

0.0011

38.8

1.7

3.2

一般巷道

39

+690水平掘进头

锚喷

32

30

0.002

12.9

467.1

12.6

8

0.006

8

23.8

0.6

0.3711

一般巷道

40

回风大巷

锚喷

30

28

0.0004

11.2

121.3

8.8

0.0008

9

0.1

1

一般巷道

41

回风大巷

锚喷

28

21

0.0004

12.9

165.3

8.8

0.0013

10

0.1

1.1

一般巷道

42

胶带大巷

锚喷

32

3