庚一设计说明书.docx

1、庚一设计说明书平煤集团七矿庚一采区设计说明书七矿总办室二七年一月庚一采区设计说明书编 制：沈五名 周 扬 王校有 朱建军总办主任： 沈五名总工程师： 欧阳广斌平煤集团七矿二七年一月第一篇 采区设计第一章 矿井地质概况 -1第一节 矿井概况 -1 第二节 煤层特征及地质构 -2第二章 一水平基本情况 -3 第一节 概述 -3 第二节 一水平各生产环节描述 -5第三章 二水平基本情况 -8 第一节 概述 -8 第二节 二水平各生产环节描述 -9第四章 设计采区概况 -11 第一节 庚一采区的范围及井上下情况 -11 第二节 庚一采区地质构造 -12 第三节 煤层赋存、煤质及储量 -12 第四节 煤

2、层顶底板特征 -14 第五节 其它开采技术条件 -14第五章 采区开拓方案及巷道布置 -17 第一节 庚一采区开拓方案选择 -17 第二节 巷道布置 -22第六章 采区生产能力、服务年限及采掘关系 -24 第一节 采区生产能力及服务年限 -24 第二节 采掘关系 -24第七章 采煤方法、采面装备及采区生产能力核算 -25 第一节 采煤方法及采在布置 -25 第二节 采面装备 -25 第三节 采区生产能力核算 -26第八章 通风方案选择 -27 第一节 二水平通风概况 -27 第二节 通风方案选择 -27第九章 采区运输 -31 第一节 煤炭运输 -31 第二节 辅助运输 -31 第三节 采区主

3、胶带运输机选型计算 -37第十章 采区排水 -42第十一章 庚一采区供电 -44第十二章 采区压风与供水 -45第十三章采区开拓工程排队 -45第十四章 庚一采区投资估算及收益 -45第十五章采区主要技术经济指标 -53第二篇 安全专篇第一章 矿井通风 -57 第一节 概况 -57 第二节 矿井风量和负压 -58 第三节 庚一采区投产后通风能力分析 -58第二章 瓦斯灾害防治 -59 第一节 概述 -59 第二节 防止瓦斯积聚的技术措施 -60 第三节 预防瓦斯爆炸的技术措施 -64第三章 粉尘危害防治 -67 第一节 综合防尘设计 -67 第二节 减少煤尘产生、游煤层尘飞 -71第三节 防止

4、沉积煤尘重新飞扬并参与爆炸的技术措施 -71 第四节 防止产生引爆火源 -72 第五节 防止煤尘爆炸事故扩大的措施 -72第四章 防灭火及灌浆 -73 第一节 灌浆系统设计 -73 第二节 庚一采区内因火灾防治措施 -75 第三节 庚一采区外因火灾防治及装备 -76第五章 防治水 -83 第一节 庚一采区水文安全条件分析 -83 第二节 庚一采区排水能力 -83 第三节 矿井排水能力 -86 第四节 防治水建议及措施 -87 第六章 其它灾害的防治 -89 第一节 顶板灾害的防治 -89 第二节 提升运输事故防治措施及装备 -90 第三节 电气事故防治措施及装备 -92第七章 安全监测监控设计

5、 -94 第一节 概述 -94 第二节 监测地点的确定 -95 第三节 庚一采区各类传感器装备 -96 第四节 安全监测监控和传输设备选择 -97 第五节 安全监测监控系统运行可靠性分析 -98第一篇 采区设计第一章 矿井地质概况第一节 矿井概况一、交通位置七矿位于平顶山矿区中部，距市中心约6Km。矿区有专用铁路与国铁孟平、焦枝线相连，公路四通八达，交通十分便利。二、自然地理区内为低山丘岭地形，地面标高+160+505m之间，最高点擂鼓台和井田外的龙山、落凫山、平顶山呈近东西方向分布，形成沙河与汝河的自然分水岭，区内无常年性河流，仅有一些垂直于地层走向的冲沟，雨季有水、旱季断流。三、气象据平顶

6、山气象站资料，平顶山地区平均年降雨量为810.8mm，雨季一般在69月份，年蒸发量为960.81361.5mm。干旱指数在1.5以上，属干旱性大陆季风气候，平均绝对湿度为13.5mb，平均相对湿度为67%，年平均气温150C，最高气温为42.60C(1960年8月19日),最低气温15.30C(1958年元月16日)。从12月至来年2月气温最低,风向多为北西和北东方向，以北西方向风速最大，可达24m/s，相当于九级大风，降雪时间一般在11月至来年3月，最大积雪厚度30cm,历年最早初冻时间为10月4日(1962年)，最晚解冻时间为4月18日(1962年)；冻土最大深度为22cm。第二节 煤层特

7、征及地质构造一、煤层特征区内煤层分别贮藏于石炭系太原群，二迭系山西组及上下石盒子组,煤系地层总厚度780m，共含煤7组数十层，其中可采煤层自上而下分别为:丁5、丁6(或丁5、6合层)，戊8、戊9、戊10(或戊9、10合层)，己15、己16、己17(或己16、17合层)，庚20煤层，共9层，总厚度16.719m。丙3、丁4局部达可采厚度，只有浅部由小煤窖开采。煤的变质程度随深度增加而增加，炭化程度逐渐增高，灰分、挥发分逐渐减少；从煤质牌号来分，丁、戊组煤为动力用煤，己组煤为炼焦用煤，庚组煤因含硫量高为非炼焦煤。下面将本次设计所涉及的庚组煤介绍如下:庚20煤层:庚20煤层属较稳定煤层，煤层厚度一般

8、为0.52.5m，平均厚度1.8m,煤层倾角617,平均12。庚20煤层上距己16、17煤层46.2965.14m，平均51.9m。二、地质构造本井田位于平顶山煤田李口集向斜之西南翼，诸葛庙背斜的东北翼，基本上是一个走向北西，倾向北东，倾角平缓的单斜构造。在一水平开采的范围内，根据开采过程中实际揭露的地质构造,丁戊组煤层中落差大于10m的断层仅二条，常见断层落差一般不超过5m，其中在丁七采区下山揭露的F1号正断层为最大，落差为28m，走向近北，倾角53。一水平中一般戊组煤中断层比丁组多，落差也比丁组大。从二水平回采期间揭露的地质资料看，二水平近走向断层较多，二水平的断层比一水平多，落差也比一水

9、平大，其中已一采区上部揭露的F5号正断层和F9号逆断层，落差分别达到34m和26m。第二章 一水平基本情况第一节 概述七矿一水平原由武汉设计院设计，于1955年11月开始兴建，1958年8月建成投产，设计生产能力60万吨/年，一水平井底标高0m。1975年开始对矿井进行环节改造，更换了一水平主井绞车及箕斗，井底增加了三个缓冲煤仓，扩大了一水平下边界，将大巷的列车运输方式全部改为皮带化运输。现在一水平的年生产能力约在120万吨/年左右。原设计一水平开发范围为：东以36勘探线与一矿为界，西以42勘探线西70m与六矿相邻，南至煤层风化带，北至100m煤层底板等高线。75年对矿井改造时将一水平丁戊组下

10、边界扩大到265m标高，82年又将一水平丁戊组下边界扩大到450m标高，96年又将丁、戊组煤下边界扩大到520m标高。一水平只开采丁、戊两个煤组、五个煤层。在上述范围内截止2003年底剩余工业储量2530万吨，其中丁九采区585.4万吨、戊九采区1944.6万吨；可采储量1747.6万吨，其中丁九采区377.9万吨，戊九采区1369.7万吨。一水平按现在年生产能力120万吨计算,尚有服务年限11.6年。一水平的开拓方式为：一对中央立井，集中大巷，区内分组集中下山，采面走向长壁后退开采的开拓方式。目前，一水平有丁九、戊九两个正规生产采区。第二节 一水平各生产环节描述一、井筒提升 1.主井：一水平

11、主井担负着丁戊组煤炭的提升任务，井筒直径5m,井口标高+203.1m，提升高度238m，提升绞车为XKT23.51.7B20型提升机，配以EFUDQ日本产800千瓦电机，六吨箕斗，2006年核定提升能力157.8万吨 2.付井:付井担负着一、二水平辅助提升任务，井筒直径6m、井口标高+203.1m，一水平提升高度203m，二水平提升高度468m，井筒原安装一套两吨单车单层罐笼，采用2JK4/10.5型绞车提升,配以YR143/4916型630KW电机一台，九四年将原来的单层单车罐笼改换为双层单车罐笼，单层提物，双层提人。2006年核定提升能力335万吨/年。 3、东风井：原为一水平总回风斜井，

12、九三年改为进风井，井口标高+197.0m，井底标高0，倾角25，斜长460m，采用半圆拱料石砌碹及锚喷支护，净断面13.8m2，东风井兼作一、二水平辅助提升之用,采用JK2.5/30型绞车提升，配以JR1578型320KW电机一台。二.通风: 一水平采用中央边界式通风，原为压入式，八四年六月改为抽出式,由东风井回风。九三年改为丁九风井回风，仍为抽出式，安装两台2AGF6062.201.302型安全高效轴流式通风机,目前，一水平总进风量7401m3/min,负压为4250pa。三.煤炭运输一水平丁戊组煤经工作面机巷皮带转入采区下山皮带，再经采区煤仓装到集中下山皮带拉到一水平井底缓冲煤仓(煤仓3个

13、总容量840吨)，经主井箕斗提到地面外运。四、材料、设备及矸石运输:一水平生产中，所需各种材料、设备由付井下到二水平井底车场或由东风井下到一水平井底车场，由电机车经主要石门、大巷运到采区上车场，再由采区轨道下山绞车将材料设备送至各用料地点。矸石运输与材料运输方向相反。一水平综采设备主要由东风井上下。五、排水一水平的水都经丁戊组石门流入二水平井底水仓，由二水平井底直接排到地面。六、压风一水平压风由安装于地面压风机房的5台5L40/8型空压机供风，最大风量160m3/min，压风通过铺设在付井井筒中的直径为8英寸的总压风管送至各用风地点。七、供电七矿地面建有一个35KV降压站，35KV架空线由一矿

14、经七矿35KV降压站到谢庄降压站，形成两趟供电回路，七矿降压站装设两台8000KVA变压器，全矿一水平的变压器在14000KVA左右,实际负荷为54006000KVA，地面变电所至一水平中央变电所为两条ZQD501502400m2和一条ZQD501852560m共三条铜芯铠装电缆供电，从采区变电所到各综采工作面和综掘工作面移动变电站均采用6KV高压供电，从采区变电所到其它地点一般采用660V和127V供电。第三章 二水平基本情况第一节 概述七矿二水平主要开采己组煤，于一九八五年十二月建成投产。设计生产能力60万吨/年，二水平井底标高为265m，原设计划分为五个采区，后根据全区内的地质构造及开采

15、情况，对原来的采区重新作了划分，将原来的五个采区划分为己一采区和己一采区扩大部分开采，扩大部分工程于86年初开工，88年完工，目前己一采区上山部分己经开采完毕，下山扩大部分西已回采结束，东翼正在回采。九七年设计开发二水平己三采区，设计生产能力60万吨/年。原设计二水平开采范围为：东以36勘探线与一矿为界，西以42勘探线西690m与六矿为界，南以55m底板等高线为界，北以450m煤层底板等高线为界。九七年将二水平下部开采标高延深到600m。目前二水平实际回采下部标高为590米。二水平开采己组煤三个煤层，在上述范围内截止2003年底剩余工业储量3159.3万吨，其中己一东翼713.5万吨，己三采区

16、2445.8万吨；可采储量2180.4万吨，其中己一东翼501.5万吨，己三采区1678.9万吨；二水平生产能力按120万吨/年计算,尚可服务18.2年。二水平的开拓方式为：中央一对主付井，边界集中风井，采区上下山开拓。第二节 二水平各生产环节描述一、井筒提升1、主井：二水平主井为新作主井，井筒直径5.1m，井深478m，提升高度456.5m，采用6吨双箕斗多绳摩擦轮提升，2006年核定提升能力155.8万吨/年。 2.付井：二水平付井是将一水平付井延深到265m，提升高度468m。 3.南风井：南风井原为二水平回风井，2000年改为进风井，井筒直径4.5m，井深220m。 4己三风井：位于工

17、业广场煤柱北部，担负二水平回风，井筒直径5m，井深580m，安装两台BDK8NO.302500型风机。二、通风二水平采用抽出式通风，新风从主付井进入井下，经二水平井底车场，大巷和采区上下山到各用风地点，乏风由采区的回风上下山到己三风井，经己三风井排至地面。目前二水平总风量为7300m3/min，负压2800pa。三、煤炭运输煤由工作面机巷皮带转入采区下山皮带，分别经己三皮带暗斜井和东翼皮带平巷到二水平主井底煤仓，由二水平主井提到地面。四、材料、设备及矸石运输二水平生产所需各种材料设备由付井下到二水平井底车场，经运输平巷或斜巷到采区上下车场，由采区轨道上下山绞车将材料、设备送到所需地点，二水平综

18、采设备主要由东风井上下。五、排水二水平采用一级排水，选用200D659型水泵五台，配850KW电机，排水管选用27310无缝钢管三趟，从二水平井底中央水泵房直接排到地面，采区水直接排到二水平井底中央水仓。六、供电七矿二水平的用电来源于地面工业广场的35KV降压站，二水平的供电共有三条线路，其中两条ZQD501502670m2和一条ZGD421502700m铜芯铠装电缆。二水平中央变电所至采区变电所采用6KV高压供电。第四章 设计采区概况本设计为七矿二水平庚一采区设计，庚一采区系丁九采区和己一采区的接替采区，设计生产能力为45万吨/年，设计工作制度为：年工作300天,日提升时间14小时，三八工作

19、制，两班半生产，半班检修。第一节 庚一采区的范围及井上下情况从七矿井田范围内庚组煤的开采标高看，开采上限标高为280m，下限标高1000m，开采垂深较大，为了便于开采我们将分区开采。根据我矿上部己组煤回采情况，考虑工业广场保护煤柱影响，结合采面布置，我矿准备先开采以下两点连线以上庚20煤层。两点坐标分别为：1、X:3741642 Y:38431170；2、X:3740625 Y:38433710；并将上述两点连线以上区域划为庚一采区。庚一采区东到一、二矿井田技术边界，西、南至三、七矿井田技术边界，北以上述三点坐标连线为界。全区走向长2750m，倾斜长3150m，面积5122755m2，地面标高

20、+180+505m，回采标高280m660m，回采深度4601165m，主采庚20煤层。全区工业储量244万吨，可采储量190万吨，圈定储量519.6万吨。本区地表属于低山丘岭地形，以擂鼓台、小擂鼓台为分水岭、向南北皆为下坡，南坡较陡，角度40度左右；北坡较缓，角度820度；擂鼓台与小擂鼓台之间为一较大冲沟，方向近北，向北渐趋平缓，擂鼓台西南为一马鞍地形，山坡有零星果树和杂木，由于该区地表属低山丘岭地形，交通不便，没有大的建筑和设施，只是分布着零星的村庄，从南到北有褚庄、刘沟、万家、下晋沟、余家、上晋沟等。本区地面无大面积积水，季节性水流多沿冲沟至山上而下，流向南部，最后流向湛河。一水平丁戊组

21、煤层下部回采边界已超过该区下部边界，故该区回采对丁戊组煤不产生影响。第二节 庚一采区地质构造本采区钻孔对构造控制程度较差，所有钻孔均未揭露构造，但从三矿庚四采区及七矿己一采区回采情况分析，该区内地质构造较复杂，同沉积断层较发育，板舌状构造可能成为七矿开采庚组煤层的一大特点，采区内构造以正断层为主，落差一般以0.53m为主，其中F1正断层走向4655，倾向136155，倾角55，落差1.12.5m，位于采区中部，影响长度760余米；F2正断层,走向305310，倾向3540，倾角62，落差2m，位于采区中部，影响长度390余米。上述断层均为己一采区揭露。在采区中部有小褶曲存在，向斜轴走向为北东向

22、，在向斜两翼，构造发育，顶板较破碎，煤层倾角变化较大，对生产影响较大。第三节 煤层赋存、煤质及储量一、煤层赋存情况1、庚20煤层:庚20煤层厚度一般为0.52.5m，平均厚度1.8m，局部受板舌状构造影响，煤厚可达3.5m，煤层可采系数92，变异系数0.23，属较稳定煤层。庚20煤层结构较复杂，含夹矸1层，厚度0.080.63，平均厚度0.16m，煤层走向76125，倾向346350，煤层倾角617，平均12。庚20煤层上距己16、17煤层46.2965.14m，平均51.9m。二、煤质庚一采区庚20煤层的物理特征见表4-1物理特征表 表4-1四、煤质物理特征煤层颜色光泽硬度容重煤岩类型庚20

23、黑色玻璃光泽较硬1.35半亮光亮庚一采区庚20煤层的工业性指标见表4-2工业性指标表 表4-2工业指标煤层M（%）A（%）V（）FC（）S（）P（）Q(J/g)Y(1-8)工业牌号庚200.7913.5926.4654.214.950.003313002肥煤三、储量在本区范围内,储量级别的划分：A级750m；B级1500m；C级3000m；利用数字求积仪拉三次以上求得平均面积，容重采用1.35g/cm3,地损系数按0.1计算，块段可采储量按薄、中、厚规定回采率计算，按照上述计算方法得庚一采区储量为表4-3。储量汇总表 表4-3庚20煤层工业储量（万吨）可采储量（万吨）ABCA+BA+B+C（A

24、+B）/（A+B+C）总计可利用储量永久煤柱第四节 煤层顶底板特征本采区庚20煤层顶板为石灰岩，乳状构造发育，顶板面呈凹凸不平状，坚硬完整，回采期间不易冒落，预计随着回采深度的增加，顶板面可能逐渐趋于平整。庚20煤层底板以砂质泥岩为主，局部为泥岩，底板面较为平整。煤层顶底板特征详见表4-4煤层顶底板特征表 表4-4煤层类别岩石名称厚度（m）主要岩性特征（含水性）庚20顶板伪顶直接顶灰岩4.9强含水性老顶砂质泥岩及细砂岩7.6强含水性底板直接底砂质泥岩及泥岩1.7强含水性老底灰岩3.2强含水性第五节 其它开采技术条件一、煤层瓦斯由于庚组煤层勘探程度较低，瓦斯含量资料较少，从三矿庚四采区回采情况分

25、析，煤层瓦斯不是太大，瓦斯绝对涌出量为1.2m3/min，属低瓦斯煤层，但随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量会逐渐增大。二、自然发火:庚20煤层自燃发火资料较少，相邻二矿庚二采区庚20煤层自燃发火期为46个月，生产时要采取相应的防灭火措施。三、煤尘爆炸指数由于本采区庚组煤层没有进行过煤尘爆炸性试验，缺少煤尘爆炸指数。三矿庚四采区庚组煤层爆炸指数为3241.7,该煤层具有爆炸危险性，生产时要采取防止煤尘爆炸的措施。四、地温七矿恒温带温度为17.2C，恒温深度为25m，地温增温率为3.29C /百米，庚20煤层埋深4601165m，理论地温温度为31.554.7C，地温偏高，因此在掘进和回采过程中,

26、一定要加强通风,采取有效的降温措施,以改善工作环境条件。五、水文地质本区以擂鼓台为分水岭，形成南北低中间高的地形，因此地表水系不发育，季节性水流难以聚集，地面的小型集水体对井下影响不大，故采区涌水主要为顶板的5和底板的L6、L7灰岩裂隙水，三矿庚四采区及周围小窑的老空积水，正常涌水量356m3/h，最大涌水量为657m3/h。第五章 采区开拓方案及巷道布置第一节 庚一采区开拓方案选择1、下山条数选择根据现有资料和临近矿井回采揭露瓦斯情况分析，庚一采区为低瓦斯采区，该区虽然通风距离短，通风阻力小，但考虑到七矿属于高突矿井，按煤矿安全规程规定，应设专用回风，因此我们选择轨道下山、皮带下山进风专用回风下山回风，三条下山开拓，实现两进一回。2、开拓方案选择经过我们对相邻矿井庚组煤巷道支护及其维护状况调查，考虑到七矿矿井排矸能力，采区接替