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1、.前 言 某某华宁矿业集团某某鑫安煤矿于 2003 年建井,2006 年 11 月投产.从三维勘探资料结合本区域钻孔以与掘进实际揭露情况分析,本区域地质水文条件复杂,1300采区南翼设计 5个采煤工作面,现已开采4个工作面,采煤工作面均为走向长臂悬移支架炮采放顶煤,为响应上级部门对回采工艺的要求,提高采煤机械化水平,提高采煤安全保障水平.根据相邻块段地质情况,与勘探资料的分析,-380m水平1300采区南翼1312 采煤工作面地质构造相对简单,煤层赋存较稳定,水文地质条件简单,鑫安煤矿将-380m 水平 1312 采煤工作面设计为综采放顶煤采煤工作面.由于受 1300 采区南翼原有生产系统的制
2、约,对 1312 综采面的安装与生产造成了一定的制约因素,为使 1312 综采面更好更快的安装、生产,某某华宁矿业集团某某鑫安煤矿编制了 1300 采区南翼生产系统优化设计.一、编写依据 1、某某华宁矿业集团某某鑫安煤矿初步设计说明书 某某华宁矿业集团某某鑫安煤矿安全设计专篇 2、某某华宁矿业集团某某鑫安煤矿建井地质报告 3、某某华宁矿业集团某某鑫安煤矿-380m 水平 1300 采区设计说明书 4、某某省宁阳县鑫安煤矿 1312 采煤工作面地质说明书 5、煤炭工业矿井设计规 X 6、煤矿安全规程 二、设计指导思想 指导思想：认真贯彻国家有关煤矿的方针、政策和法律、法规,严格执.行煤矿的有关规
3、程、规 X 和规定,从现有采区的实际情况出发,充分利用现有采矿技术和设备,依靠科技进步,合理开拓布局,安全可靠,达到投资少,见效快的目的,尽快把该采区建成一个布局合理、生产安全、高产高效、高经济效益的采区.三、采区主要技术指标 1300 南翼采区煤层赋存较稳定,平均煤厚 5m,剩余可采面积37700m2,剩余地质储量为 26 万 t,设计回采率为 86%,回采煤量 t.第一章 矿井概况与地质特征 第一节 矿井概况 一、矿井生产建设概况 鑫安煤矿井田东西长约 29km,南北宽约 1.39km,面积约 28km.主采3煤层,煤层平均厚度约5m,煤尘爆炸指数为4042,二类自燃,为低瓦斯、低 CO2
4、矿井.矿井年设计生产能力为 45 万吨/年,设计服务年限为 51.8 年,立井暗斜井开拓,中央并列抽出式通风,副井进风,主井回风.二、交通位置 鑫安煤矿于某某省西南部的宁阳县境内,距宁阳县城约 9km,行政区划属某某市宁阳县管辖,兖州新乡铁路在井田南部约 25km处东西向通过,西到某某与京九铁路相连,至某某与京广铁路相接,东至兖州与京沪线和兖石铁路连通.兖州兰考国道公路干线横贯工作区南侧,公路四通八达,交通十分方便.三、地形地貌 1300 南翼采区位于工业广场以东,地面标高为+56-+57.1m,区内地形平坦为大面积农田,无积水区、无水渠,无建筑物,为大面积农田,工作面的回采对地面无影响.第二
5、节 采区地质特征 .一、采区位置、周边关系与开采情况 1300 采区位于 F35、F36、F37、F45、F42、F45断层之间,区内 F34 断层落差 30m-50m 走向近东西,横贯采区中部,把本采区从中局部割成南北两个块段.北部为 F42、F44、F45、F34 包围块段,南部为 F34、F24、F36、F37、F45 包围块段,区内 F43 边界附近煤岩受岩浆岩侵蚀,其余局部条件相对简单,煤层赋存稳定,走向变化不大,煤岩层倾角在100-230 之间,具体为浅部小、深部大,采深在 350m-550m.井下标高为-300-500m,地面标高为+56+57.1m.二、开采技术条件与煤层赋存特
6、征 1、1312工作面走向平均长度280m、倾向平均长度110m、面积为30800,工作面倾角在822之间.1312采煤工作面位于-380m水平,开采煤层为某某组第3煤层,煤层厚度在3.86.2m之间,平均为5m.由亮煤与暗煤组成,块状,含黄铁矿薄膜,硬度系数f=1.81.9,含夹矸12层 岩性主要为灰色泥质粉细砂岩,厚度约0.20.5米,局部缺失.工作面沿伪倾斜方向开采.煤层产状：倾向85140,倾角 1228.2、煤层直接顶为粉细砂岩,厚度为23.6m；老顶为中细砂岩,厚度为58m；煤层直接底为粉细砂岩,厚度为3.65.8m；老底为中细砂岩,厚度为5.512m.3、本工作面内还可能存在落差
7、较小的断层,但对回采影响较小.4、鑫安煤矿属低瓦斯、低CO23/min,瓦斯相对涌出量为0.13m3/min,CO28m3/min,CO2相对涌出量为0.25m3/min.煤尘爆炸指数为40%-42%,属爆炸性煤层.煤的自燃发火期为61天.自燃倾向性为二类自燃.三、水文地质 3/h,3/h,对回采无影响.2、3 煤层下距三灰 48.165.5m,且三灰属弱含水层,对回采无影响.3、根据井下巷道揭露与钻探资料分析,工作面内断层与边界断层均不含水、不导水,对回采无影响.4、本回采工作面无钻孔,不会出现钻孔导水情况,无钻孔突水危险.总之,该工作面水文地质条件清楚、简单、无突水危险.建议：1、回采过程
8、中要坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原如此,当工作面与附近工作地点发现有煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水、水色发浑、有臭味等透水征兆时,应当立即停止作业,报告矿调度室,并发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员.在原因未查清、隐患未排除之前,不得进展任何采掘活动.2、当汛期本区域连续降雨达到 50mm 以上或天气预报为暴雨的天气时,必须停产撤人.3、该工作面为伪倾斜上山开采,在下顺槽敷设好双泵双回路排水系统,保证排水能力不低于 20m3/h.4、在设计1312上顺槽掘进过程中与工作面回采
9、前应与时对 1310工作面采空区进展探放水工作.四、底板安全隔水层计算 根据 2009 年颁发的 煤矿防治水规定 安全隔水层厚度计算公式,按突水系数计算：由 T=P/M T突水系数,Mpa/m；P底板隔水层承受的水头压力,Mpa；M底板隔水层厚度,m 可得：M=P/T .1300 采区采深为 630m,P 取最大水压 6.3Mpa,T 突水系数不大于0.06 Mpa/m,可得 M=6.3/0.06=105 m 所以,根据突水系数评价安全开采,有效隔水层厚度必须大于105m.奥灰与 3 煤间距为 180-190 m,远大于有效隔水层厚度 M：105 m,符合安全可采距离要求.第二章 采区优化开采
10、可行性 第一节 采区优化开采必要性 鑫安煤矿现生产采区为-380m 水平 1300 采区,采区设计由某某市煤炭工业管理局,以泰煤字200867 号文批复,采用南北翼分块段形成 1300 采区生产系统.1300 采区南翼设计为 6 个采煤工作面,现已开采4个工作面.根据相邻块段地质情况,与勘探资料的分析,-380m水平1300 南翼采区 1312 采煤工作面地质构造相对简单,煤层赋存较稳定,水文地质条件简单,为响应上级部门对回采工艺的要求,提高采煤机械化水平,提高采煤安全保障水平,鑫安煤矿将-380m水平1300采区1312采煤工作面设计为综采放顶煤采煤工作面.由于受 1300 采区南翼原有生产
11、系统的制约,对 1312 综采面的安装与生产造成了一定的制约因素,为使 1312 综采面更好更快的安装、生产,鑫安煤矿组织相关技术人员对 1300 南翼采区生产系统进展优化设计.第二节 采区优化可行性 一、储量可靠 .1300 采区南翼煤层赋存较稳定,平均煤厚 5m,剩余可采面积37700m2,剩余地质储量为 26 万 t,设计回采率为 86%,回采煤量 t.二、优化后生产系统 目前,矿井-600m 水平已具备完善的生产系统,开拓准备十分便利.-380m 水平 1300 采区北翼生产系统优化后,在满足安全可靠、技术可行、经济合理的原如此同时,减少了运输环节与巷道维修量,增加了通风断面,减小风阻
12、,降低了一通三防的管理难度,减少排水环节与管路敷设长度,供电长度也大大的缩减,减少资金投入,降低线路维护难度.第三章 采区优化方案与开采 第一节 采区优化方案 鑫安煤矿为响应上级部门对回采工艺的要求,提高采煤机械化水平,提高采煤安全保障水平,促进矿井安全生产和经济效益的提高,同时,尽量少留煤柱,增大采区煤炭采出量,结合本采区煤层产状、地质构造、保护煤柱的留设以与现有生产系统等因素,我们考虑以下方案对1300 采区北翼生产系统进展优化.一、优化原因 鑫安煤矿组织相关技术人员对服务于1312 采煤工作面的-380m水平 1300 南翼采区各生产系统进展了认真的分析,经研究：-380m 水平1300
13、南翼采区现有生产系统对1312采面的综采放顶煤工艺的安装、生产均带来了诸多制约因素.-380m水平1300南翼采区轨道下山,支护为梯形断面工2,在辅助运输环节中,由于断面过小无法下放综采支架、割煤机等配套设备,如果由 1300 南翼采区轨道下山上部车场通过轨道下山将设备松至工作面,运输环节较多,需要多部绞车将设备运至.工作面,人工推车距离过长人员劳动强度大；-380m 水平 1300 南翼采区集运下山所铺设皮带为 SSJ800 型皮带,该运煤系统运输距离较长、环节多,且皮带多采用上运方式,运输能力不足,给综放工作面生产带来了制约因素；该通风系统中 1300 南翼采区集运下山为采区进风巷,130
14、0 南翼采区轨道下山为采区回风巷,通风距离长,风阻大,采区通风设施多、漏风率大；排水工作利用 1300 南翼采区集运下山、1300南翼采区水仓排至-600m 水平,环节多、敷设管路长；供电系统通过-380m水平变电所供至 1300采区南翼至 1312采面移动变电站,供电线路长,最远端短路电流小,势必要更换大截面电缆,资金投入大.方案优化后通过 1312 采面运输联络巷与 1312 采面下顺槽联通,并借助-600m 水平南翼回风联络巷、-600m 胶带暗斜井构成采面运煤系统；对 1300 南翼采区轨道下山下变坡点以上 120m 刷扩改造,使其具有运输综采设备的条件,通过与 1312 采面上顺车场
15、联通,并借助 1300 南翼采区轨道下平车场、-600m 轨道暗斜井构成采面辅助运输系统.新风通过-600m 轨道暗斜井、1300 南翼采区轨道下平车场、1300 南翼采区轨道下山进入 1312 采面上顺槽,乏风经过 1312 采面下顺槽、1312 采面运输联络巷,通过-600m 水平南翼回风联络巷、-600m 胶带暗斜井回出.采区优化后原上部系统不在使用.二、优化后生产系统 1、运煤系统 工作面1312工作面下顺槽1312工作面运输联络巷1312采面煤仓1312采面皮带运输巷-600m水平南翼回风联络巷-600m胶带暗斜井-380m水平煤仓-380m胶带暗斜井-147m井底煤仓主井.2、辅助
16、运输系统 副井-147m井底车场-380m轨道暗斜井-600m轨道暗斜井1300南翼采区轨道下平车场1300南翼采区轨道下山1312采面上顺槽车场工作面.采区运输距离为 120 米,提升绞车一部.3、通风系统 新风 由副井-147m水平井底车场-380m轨道暗斜井-600m轨道暗斜井1300南翼采区轨道下山1312采面上顺槽1312综放工作面乏风1312采面下顺槽1312采面皮带运输联络巷1312采面皮带运输巷-600m水平南翼回风联络巷-600m胶带暗斜井-380m水平总回总回风巷-380m胶带暗斜井主井.4、排水系统 工作面涌水沿下顺槽水沟流至临时水仓,经潜水泵排至1312皮带运输巷临时水
17、仓,再排至-600m水平南翼回风联络巷水沟,然后经-600m水平大巷水沟流入-600m泵房水仓,由-600m泵房水仓水泵排到-380m泵房水仓至地面.采面下顺槽与运输联络巷临时水仓各安设水泵两台.5、供电系统 1309 采面供电主回路由-600m 水平变电所,供至 1312 采面配电点与移动变电站,供电长度为 200 米.6、防尘系统 1312采面防尘水来至地面防尘水池,防尘水通过108#钢管经-380m轨道暗斜井、-600m 轨道暗斜井、1300 南翼采区轨道下山进入采面上下顺槽,采面上下顺槽敷设防尘水管采用 2 寸钢管.第二节 采区优化方案比照 一、优化后方案与原方案比照：1、运煤系统 优
18、化系统后运煤长度将缩短300米,皮带减少2部,直接由1312采面皮带运输联络巷经-600m 水平南翼回风联络巷运至-600m 胶带暗斜井大倾角皮带,运输环节少,便于设备集中管理,运输路线简捷顺畅,大大减.少了采面生产的制约因素,并且防止 1300 南翼采区集运、轨道巷受1310 采面采动影响而造成的巷道维修.2、辅助运输系统 辅助运输路线如果由 1300 南翼采区轨道下山上部车场通过轨道下山将设备松至工作面,由于巷道为工字钢架棚支护,断面小无法下放综采设备,需对 1300 南翼采区轨道下山整条巷道进展扩巷改造,需扩巷长度为 400 米,且运输环节较多,需要多部绞车将设备运至工作面,人工推车距离
19、过长人员劳动强度大；对 1300 南翼采区轨道下山下变坡点以上 120m 刷扩改造后,将综采设备通过 1 部绞车提至工作面车场,既大大降低了原系统中刷扩改造巷道的本钱与工期,又减少了运输环节,为采面安装生产创造了有利条件,提供了可靠的安全保障.3、通风系统 1300 南翼采区系统优化后,通风路线距离大大减少,减少了通风设施的构筑,降低了一通三防的管理难度,大大的减少了漏风率与风阻；1300南翼轨道下山原巷道为工字钢架棚支护,断面为梯形,净断面积2,刷扩改造后采用 29#U 型棚支护,净断面积2,扩大了通风断面,且因支护形式的改变减少了摩擦阻力与局部阻力,增加了采面供风量.4、排水系统 优化系统
20、后 1312 采面涌水为下山排水,减少了排水路线距离与环节,机械排水高程降低 200 米,减少敷设排水管路约 500 米.5、供电系统 优化系统后供电长度减少 400 米,防止因供电线路长,造成的线路维护难度大,电压降增大,设备起动电流大,起动困难的问题.供电距离长,最远端短路电流小,势必要更换大截面电缆,资金投入大.第三节 采煤方法 一、采煤方法确实定 .-380m 水平 1300 采区南翼布置 1312 采煤工作面.所采煤 3 煤厚平均为 5m,直接顶厚 23.6m.根据上部采面揭露情况与勘探资料,1312采面地质条件简单,煤层赋存稳定,决定在该采区采用综采支架放顶煤采煤工艺,按走向长壁布
21、置,采用全部垮落法管理顶板.二、采煤方法、生产工艺 采煤工艺 采用走向长壁后退式采煤法,综合机械化放顶煤采煤工艺.O.l,循环进度为 0.6 米.液压支架尾梁插板伸缩、升降尾梁放顶煤,放煤高度 2.8 米、采放比为 1:1.27.采取一采一放,双轮循环顺序折返放煤工艺,放顶煤步距为 0.6 米.落煤方法 1、采煤机的进刀 米.具体操作如下：1工艺顺序溜头：采煤机端头斜切进刀落、装、运煤采煤机回刀割三角煤伸出前伸缩梁采煤机向溜尾方向正常割煤收回前伸缩梁、前移 1#、2#、3#过渡架放 1#、2#、3#过渡架顶煤拉后部溜头前移端头架推前部溜头前移根本架推前部溜子放根本架顶煤拉后部溜子.2工艺顺序溜
22、尾：采煤机溜尾斜切进刀落、装、运煤采煤机回刀割三角煤伸出前伸缩梁采煤机向溜头方向正常割煤收回前伸缩梁、前移 90#、89#、过渡架放 90#、89#过渡架顶煤拉后部溜尾推前部溜尾收回前伸缩梁、前移根本架推前部溜子放根本架顶煤拉后部溜子.溜头采煤机进刀示意图：2、采煤机正常割煤 .正常割煤长度为75米,采煤机以m/min的速度向上下割煤,直至割透上下端头煤壁.采煤机正常割煤采用前滚筒在上部、后滚筒在下部的方式.3、放煤 放煤工艺采用一采一放顶煤,放煤步距0.6米,双轮循环顺序折返放煤工艺.工作面后部输送机在每个循环放煤后按照自下而上的顺序与时拉移,拉移步距为0.6m.三、采区参数 1、回采工作面
23、长度 该采区回采工作面平均走向长度约为 280m,倾向长度约为 60110m.2、区段划分与回采工作面个数：2 个回采工作面.3、开采顺序 沿煤层倾斜方向先采上部工作面,后采下部工作面,下行式开采；沿煤层走向方向由边界切眼向中央上山后退式开采.4、回采率 采区煤炭回采率不低于 86%.第四节 工作面生产能力 工作面生产能力计算：工作面每天 2 个循环,每循环进尺 0.6m,机采高度 2.2m,放煤高度平均为 2.8m,煤层综合回收率按 86%计：日产量：110250.86783吨 月产量：110252886%22000吨 结合工作面实际情况和矿年度计划,每月产量按 22000 吨计算,服务时间
24、为 8.3 个月.工作面服务年限=工作面回采储量/月产量 .=182767/220008.3 月 第五节 采煤工作面装备 工作面装备详见表 3-1 工作面装备表表 3-1 序号 设备名称 型 号 单位 数量 备注 1 液压根本支架 ZF3000/16/25 架 97 2 过渡液压支架 ZF4200/18/28 架 6 3 刮板输送机 SGZ630/264 部 2 SGB630/150C 1 4 胶带输送机 SSJ1000 型 部 3 5 乳化液泵站 台 2 6 采煤机 MG150/380-QWD 台 1 7 金属铰接顶梁 HDJA-1000A 根 40 8 注水钻机 KHYD-40 660V
25、2kW 台 2 9 机 SZZ764/160 型 台 1 10 无极绳绞车 JWB-75BJ 部 2 11 皮带综合保护B1-127 127V 台 4 第四章 通风与安全 第一节 通 风 一、概 况 该矿井属低瓦斯矿井,通风方式为中央并列抽出式通风,副井进风主井回风.目前总进风量 4200m3/min,总回风 4290m3/min.地面通风机房装备 BDK65-10-NO26 型轴流式通风机两台,分别配用 2160kW 电动机,担负全矿井通风任务.反风方式为风机反转.二、采煤用风量计算 .1、采煤工作面需风量的计算：1、按气象条件计算 Qcf=6070%VcfScfKchKcl=6070%11
26、1.121=560.4 m3/min 式中：Vcf采煤工作面的风速,按采煤工作面进风流的温度从表1中选取,m/s；Scf采煤工作面的平均有效断面积,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算,m2；Kch采煤工作面采高调整系数,具体取值见表2；Kcl采煤工作面长度调整系数,具体取值见表3；70%有效通风断面系数；60为单位换算产生的系数.采煤工作面进风流气温与对应风速 表4-1 采煤工作面进风流气温0C 采煤工作面风速m/s 20 20-23 23-26 Kch采煤工作面采高调整系数表4-2 采高m 与放顶煤面 系数Kch 12 Kcl采煤工作面长度调整系数表4-3 采煤工作面长度m 风量调整系数k
27、cl 15 15-80 80-120 120-150 150-180 .180 2、按照瓦斯涌出量计算 Qcf=100qcgkcg=100 m3/min 式中：qcg采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,m3/min；kcg采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；100按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数.3、按照二氧化碳涌出量计算 Qcf=67qcckcc=671.4=7.5 m3/min 式中：qcc采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min；kcc采煤工作面二氧化碳涌出不均匀
28、的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；67按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数.4、按工作人员数量验算 Qcf4Ncf426104 m3/min 式中：Ncf采煤工作面同时工作的最多人数,人；4 每人需风量,m3/min.2、按风速进展验算 本工作面风速验算按最大值560.4 m3/min进展验算 1验算最小风量Qcf60cb 6011.72 .175.8 m3/min 2验算最大风量Qcf604.0Scs 605 3/min 式中：Scb采煤工作面最大控顶有效断面积,m2；Scs采煤工作面最小控顶有效断面
29、积,m2；根据以上计算和验算,1312采煤工作面的选取配风量为：560.4m3/min,能够满足生产需要.2、硐室风量 绞车房：按规定取 60 m3/min 3、采区总风量 Q区=Q采+Q硐K通 式中：Q采采区内采煤工作面需风量；Q硐采区内硐室需要风量；K通 Q区=560.4+601.1=682m3/min 3、风速验算：主要进风巷断面 m2;主要回风巷断面 m2,因按设皮带运输机,取有效断面 m2.V进=采区总风量/进风巷断面=682/60=1.25m/s V回=采区总风量/回风巷断面=682/60=1.5m/s 完全符合煤矿安全规程有关规定.第二节 灾害预防 一、通风、综合防尘、防治瓦斯措
30、施 一通风管理 .1 加强通风管理,确保工作面的风量、风速满足要求.因巷道冒顶或其他原因达不到上述要求的,应立即进展整改,整改完毕后再恢复生产.2确保工作区域内空气成分满足要求,正常情况下氧气不低于20%,二氧化碳不高于 0.5%,其他气体浓度符合规程规定.3各班队长必须认真履行瓦斯检查员手册签字制度,与时掌握工作面 CH4浓度的变化情况,必要时按要求组织人员撤离.4采煤区队长、班长、技术员、安全员、流动电钳工、爆破工必须携带便携式瓦斯检测报警仪,工作面回风隅角要悬挂一台便携式瓦斯检测报警仪,对工作面瓦斯进展监测.5认真执行设计的综合防尘措施,保障防尘用水有充足的水量和符合要求的水压.6 合理
31、设计工作面长度,加快推进速度,使采空区遗煤在自然发火期内始终处于窒息带中.二综合防尘措施 1煤层注水 煤层注水采用长壁超前注水的方式.长壁超前注水方式要求为,注水的超前距离为 10-20m,终止注水的超前距离为 2-4m,选择钻孔直径3/h 左右,吨煤注水量可达 0.02-0.025 m3,注水压力为 2-4Mpa.2架间喷雾 工作面每个支架要安设一组移架喷雾,降柱、移架时同步喷雾；喷雾头要上架,控制阀门位置要便于操作.3采煤机移动喷雾 采煤工作面必须安装随机自动喷雾,采煤机要有完善的内外喷雾装置,水压符合要求,并保证正常使用.4点的喷雾 .工作面刮板运输机机头、运输顺槽刮板运输机机头、胶带运
32、输机机头各设一组喷雾头.5顺槽防尘水幕 在进、回风顺槽与中间运输巷中距工作面安全出口 20m、30mX 围内各安设二道水幕,每道水幕的喷雾喷头不少于 5 个,必须保证雾化良好,覆盖全断面.水幕均随工作面的推进而向外移动.6顺槽煤尘冲刷 对工作面进、回风顺槽与中间运输巷每周冲刷一次,积尘地点与时冲刷,确保巷道无积尘.7个体防护 进入工作面和回风侧工作的所有人员应佩戴防尘口罩.三防治瓦斯的安全技术措施 1工作面与其它作业地点风流中,电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中CH4浓度达到1.0%时,必须停止工作,切断电源,撤出人员,进展处理.3的空间内积聚的瓦斯浓度达到 2.0%时,附近 20m内
33、必须停止工作,撤出人员,切断电源,进展处理.采煤工作面回风顺槽 CH4浓度超过1.0%或CO2浓度超过1.5%时,均必须停止工作,切断电源,撤出人员,采取措施处理.对因瓦斯超限被切断电源的电气设备,必须在 CH4浓度降到 1.0%以下时,方可通电开动.工作面风流中 CO2浓度达到 1.5%时,必须停止工作,撤出人员,进展处理.2加强机电设备管理,防止设备摩擦、撞击火花或电气设备漏电、失爆等电火花引爆瓦斯.3严禁井下私拆矿灯或用短路打火的方法检查放炮器.4盲巷与时密闭,高冒区瓦斯积聚时采取充填、封闭、设置导风板等有效措施处理.5加强矿井通风,合理调节采面风量,以风定产.二、防治煤层自燃发火措施
34、监测系统 充分利用KJ76N安全监控系统和SG-2003束管监测系统,进展预测预报工作.工作面生产时始终在工作面回风顺槽与中间运输巷内设置甲烷传感器、一氧化碳传感器、束管采样头,在上顺槽测风站内设置温度、风速传感器.对 KJ76N 安全监控系统和 SG-2003 束管监测系统的数据与时进展分析,发现温度上升明显、有芳香族碳氢化合物、CO 浓度超过 0.0024%或增加较快时,要与时组织进展撤人、防灭火等.二综合防灭火方式 1、喷洒阻化剂预防采空区发火设计 喷洒气雾阻化剂:采用 KMB-36-3型阻化多用泵,将gCl2溶液喷洒飘逸在上、下顺槽与采煤工作面、放顶采空区松散煤体上,降低煤的氧化活性,
35、达到抑制煤在空气中氧化的目的.2、灌黄泥浆预防采空区发火设计 利用2ZB-200/4-22型注浆泵向采空区灌注黄泥浆,将黄泥浆充填至老空煤岩体裂隙内,隔绝遗留煤炭与氧气接触,从而达到煤的氧化,防止煤炭自燃.3、设置挡风帘预防采空区发火设计 工作面上、下隅角沿切顶排吊挂挡风帘减少向采空区漏风.从顺槽切顶线处向外延伸20m；挡风帘底边距底板不大于200；关门柱处挡风帘吊挂贴近顶板,下边挡到底板.4、上、下顺槽切顶线处砌筑阻燃墙 .在采空区U形漏风通道的进、回侧,砌筑袋装的粘土为材料的可缩性耐压阻燃墙.其作用机理是阻燃墙增加了自燃区漏风的风阻,并降低了自燃区进、出风间的风压差.5、特殊时期的防灭火管
36、理、对回采工作面采空区进展注凝胶高分子材料,对采空区进展加强封堵,使采面上、下隅角形成一道密实墙体,封堵漏风通道,确保采面特殊时期的防灭火的安全管理.三、防治水措施 加强涌水量观察,当工作面与附近工作地点发现有煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水、水色发浑、有臭味等透水征兆时,应当立即停止作业,报告矿调度室,并发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员.在原因未查清、隐患未排除之前,不得进展任何采掘活动.1、坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采原如此,受水威胁时,必须进展超前探测,由技术部门进展探测
37、,工作面出水对开采有威胁时,与时下达停采通知单.2、回采工作面顶板有淋水时,应查明水源,加强工程质量和顶板管理工作,如果出现顶板淋水加大,底板鼓起,涌水或其他异状时,就必须停止作业,采取措施,并报告调度室.如情况危急,必须立即发出警报,撤出所有受水威胁地点人员.3、清挖好排水沟,保证水流畅通,排水顺利.4、液压与防尘管路保持完好,接头严密无漏水.5、采面水仓定期清挖,保持有效容量,排水设备与排水管路保持完好,定期检修,并有一定量的备用水管和接头.6、根据地质资料提供,本工作面水源主要为顶板砂岩水和防尘水,回采必须应保证采面临时水仓有效容量,以保证正常排水.四、防止冒顶、片帮措施 1312 采面
38、为仰角采煤,仰角坡度约为 100,针对工作面煤壁节理发育较严重段防止片帮、冒顶的施工方法,需采取如下措施：1、当支架前方出现冒顶事故,跟班区长班长应立即组织人员备料处理,并向有关部门汇报.2、停止工作面前部溜子运转,实施闭锁.3、停止放顶煤工作与后部溜子的运转.4、停止冒顶区域左右各 10mX 围内支架、溜子、采煤机的操作.5、待顶板冒落稳定后,由冒落位置两端向中间处理,处理方法为边清矸边支棚,边堵漏矸,最后将冒漏口用木垛封死,并使木垛尽量接实顶板.6、处理冒顶必须由有经验的老工人进展,工长现场指挥.7、采煤机过冒顶区时必须放慢速度,割一架维护一架.除与时伸出伸缩梁和护帮板外,要带压擦顶移架,
39、并禁止在冒顶区内进展放顶煤工作.8、工作面煤壁易片帮处,必须与时支设贴帮支柱,并用长方木背实煤壁,防止壁易片帮伤人.9、工作面煤壁必须保证平、直,严禁出现伞檐现象,伞檐长度小于1 米时伞檐宽度严禁超过 250mm、伞檐长度超过 1 米时伞檐宽度严禁超过 200mm.10、对工作面因受地质构造影响,而造成的工作面煤壁片帮的,应在工作面上方提前打超前支护锚杆,锚杆采用直径 42mm、长度 1800mm的管缝锚杆,锚杆打注角度必须大于工作面推采角度的 2 倍.11、工作面煤壁片帮时,必须加快工作面推进速度,以减少因煤壁而造成冒顶事故的出现.避灾路线 一、避火灾、瓦斯、煤尘爆炸有害气体灾害路线 .要在
40、跟班区长的统一指挥下,按如下避灾路线迅速撤离工作面至安全地点.位于进风侧的人员应立即迎风外行通过1312采面上顺槽 1300南翼翼采区轨道下山-600m轨道暗斜井-380m轨道暗斜井-147m水平井底车场副井升井.位于回风侧人员应立即佩戴自救器迅速外移就近通过联络巷风门1300 南翼采区轨道下平车场-600m 轨道暗斜井-380m 轨道暗斜井-147m 水平井底车场副井升井.二、避水灾路线 由工作面上方1312采面上顺槽1300南翼翼采区轨道下山-600m胶带暗斜井-380m胶带暗斜井-147m水平井底车场副井升井.由工作面下方1312采面上顺槽1300南翼采区轨道下平车场-600m胶带暗斜井
41、-380m胶带暗斜井-147m水平井底车场副井升井.三、顶板事故避灾路线 采面发生冒顶时,人员向冒顶区域两侧撤离.第五章 采区主要设备选型 第一节 提升运输设备 一、运煤条件 1、原煤密度：1.38 t/m3 2、长 度：L500/120m 3、小时运量：Q250t/h 4、运输水平角：21/16 .二、设计计算、选型依据 1、煤矿用带式输送机设计计算MT/T467-1996 2、DTII 型固定带式输送机设计选用手册 三、设计计算 1、皮带机长 500m,倾角均为 21,选型计算如下：1胶带的输送能力：250Q 2胶带速度：初定胶带宽度 B=1m 选标准速度 V=2m/s K 货载断面系数,
42、取 256.C-倾角系数,取 0.8.货载的散集密度,取 0.85.4验算胶带宽度 满足要求.单位长度胶带上货载质量 6单位长度胶带质量：取 qd 7单位长度托辊质量：上托辊：mkglGgqgg/33.115.117 下托辊:mkglgGqg/5315 Gg 重段托辊转动局部质量,取 17 kg.gG 空段托辊转动局部质量,取 15 kg.lg m gl m .8X 力计算 取重段阻力系数 w=0.04,取空段阻力系数 w=0.035.重段阻力：空段阻力：各 X 力点列表如下：表 5-1-1 各 X 力点计算表 各点标号 计算公式 用S1表示各点 X力 结果 N 1 S1 S1 45080 2
43、 S2=S1+Wk S2=S1-58957-13877 3 S32 S31-62494-14710 4 S4=S3+Wzh S41+155059 202843 5 S54 S51+164362 215014 式 1 164362124.115SS 式 2 fae值 取 5.34.二式联立,由表可知最大 X 力点在 S5点 按 m=10 的安全系数求所需钢丝芯胶带的纵向拉伸强度 选用纵向拉伸强度为 2000N/mm 的抗撕裂钢丝芯胶带 验算摩擦力备用系数 适宜.主动滚筒圆周牵引力 电动机功率 配备 500KW 电动机 2 台.一台工作,一台备用.2、皮带机长 120m,倾角为 16,采用上运方式
44、,给煤量按 250 计算.设备选型计算如下：1胶带的输送能力：250Q 2胶带速度：初定胶带宽度B=1m 选标准速度V=2m/s K 货载断面系数,取458.C-倾角系数,取0.9.货载的散集密度,取0.85.3验算胶带宽度 满足要求.单位长度胶带上货载质量 7单位长度托辊质量：上托辊：下托辊:Gg 重段托辊转动局部质量,取11 kg.gG 空段托辊转动局部质量,取11 kg.lg-重段托辊间距.取1.5 m gl-空段托辊间距.取3.0 m 8X力计算 取重段阻力系数w=0.04,取空段阻力系数w=0.035.重段阻力：空段阻力：各 X 力点列图如下：表 5-1-2 各 X 力点计算表 .各
45、点标号 计算公式 用S1表示各点X力 结果 N 1 S1 S1 1936 2 S2=S1+Wk S2=S1-340 1596 3 S32 S31-360 1692 4 S4=S3+Wzh S41+17640 21384 5 S54 S51+18698 22667 6 S64 24000 式1 式2 fae值 取 13.45.二式联立,由表可知最大X力点在S6点 按m=11的安全系数求所需胶带的纵向拉伸强度 选用纵向拉伸强度为800N/mm的PVC整编芯阻燃胶带 验算摩擦力备用系数适宜.主动滚筒圆周牵引力 电动机功率 配备75KW电动机2台.四、辅助运输 辅助运输设备选用 1.0 吨矿车、盒子车
46、.无极绳绞车主要技术参数如下：型号：JWB-75BJ 牵引力：5t 绳容量：580m t,提升选用 JWB-75BJ 无极绳绞车满足安全生产要求.11157.1115.1134.5111SSneSSfa.第二节 排水设备 一、设计依据 水泵安装标高：-590m,位于 1312 皮带运输联络巷煤仓下口.排水终点标高：-570m,位于-600m 水平南翼回风联络巷.工作面正常涌水量：Qr=0.1 m3/h 工作面最大涌水量：Qrm=0.5 m3/h 水仓总容量：17 m3 水容重：1050 kg/m3 二、水仓容量和水泵排水能力 1水仓容量的计算 根据 煤矿安全规程 第 280 条规定,采区水仓的
47、有效容量应能容纳 4h 的正常涌水量.0.41.044Qr水仓总容量m3 水仓总容量取 17m3,水仓总容量满足规程要求.2水泵最小排水能力确实定 根据 煤矿安全规程 第 278 条规定,工作水泵的能力,应能在 20h内排出矿井 24h 的正常涌水量.工作和备用水泵的总能力,应能在 20h内排出矿井 24h 的最大涌水量.正常涌水时,工作水泵最小排水能力为：最大涌水时,工作水泵的排水能力：三、水泵扬程的计算 式中：Hp 排水高度：19m.因潜水泵无吸水管路,吸水高度取 0.g管道效率,取 0.9.四、水泵型号与台数确实定 .根据计算的 QB和 HB,初选效率和扬程较高的 QBK20/50-7.
48、5 型矿用排污潜水泵,该水泵额定流量 Q=20m3/h,总扬程 HK=50m,最高效率max=0.76.正常涌水时水泵台数：取 n1=1 台 式中：QH 初选水泵的额定流量,20m3/h.最大涌水时水泵台数：取 n2=1 台 备用水泵台数：取 n3=1 台 由于最大涌水时水泵台数为一台,加上备用水泵一台 水泵总台数：232 nn,一台工作,一台备用.五、水泵所需总扬程 水泵所需总扬程 所选潜水泵扬程,大于水泵所需总扬程,所选潜水泵扬程满足要求.所选潜水泵额定流量,所选潜水泵满足要求.根据以上计算,终选效率和扬程较高的 QBK20/50-7.5 型矿用排污潜水泵,该水泵额定流量Q=20m3/h,
49、总扬程HK=50m,最高效率max=0.76,配套电机功率 7.5KW.第三节 工作面装备 1、根本液压支架 支架选用：ZF3000/16/25型支架 支撑高度：1.62.5m 外形尺寸长宽高=545012101600mm .初撑力：2532KN 工作阻力：3000KN 2、过渡支架 支架选用：ZFG4200/18/28 型支架 外形尺寸：长宽高=430014201800mm 初撑力：3956KN 工作阻力：4200KN 3、液压支架支护强度验算 理论支护强度的计算 Q=NHFZ =8 =1913KN 式中：Q:要求的支架工作阻力,KN;N:采高的倍数,一般取 68,这里取 8；H:工作面采高
50、,2.2m.2；3.由于工作面液压支架工作阻力为 3000KN,故所选液压支架工作阻力满足要求.第六章 采区供电 矿井在工业场地建有35/6KV变电所一座,两回路35KV电源分别引自宁阳县城西 110KV 变电站和东疏 35KV 变电站,导线均选用 LGJ-95,线路长分别为 9Km 和 4Km.井下设有-147m 水平变电所、-380m 水平变电所和-600m 水平变电所三个变电所.井下-147m 水平变电所电源引自地面 35KV 变电所 6KV不同母线段,一、二回路电缆型号 MYJV42-350mm2,长度分别为 740m.主要向 3 台 200KW 水泵与-147m 水平用电设备供电.井