安全专篇说明书(上).pdf

山西省襄垣县辉坡煤矿技术改造安全专篇说明书西山煤电集团设计院二。四年十月山西省襄垣县辉坡煤矿技术改造安 全 专 篇说 明 书工程编号：C2004-58工程规模：150kt/a经 理：汪一川总工程师：葛捷如项 目 负 责 人：周君礼经济项目负责人：王春燕西山煤电集团设计院2004年10月项目名称山西省襄垣县辉坡煤矿技术改造初步设计安全专篇参 加 设 计 的 主 要 人 员专业姓 名职 称采矿邓吉庆高级工程师王俊龙工程师张江勇工程师通风陈瑞军高级工程师机械欧阳莲高级工程师动力欧阳莲高级工程师供电周君礼高级工程师通信李红霞工程师机制周君礼高级工程师选煤孙建利工程师土建张雅莲高级工程师给排水张世俊工程师暖通刘小端工程师环保崔承录工程师总图张雅莲高级工程师经济王春栽工程师王惠敏工程师附 图 目 录序号图 名图 号备注01井上下对照图CA2004-58/81-08复制02采区巷道布置及机械配备平面图CA2004-5 8/81-04采用03井田开拓方式剖面图CA2004-5 8/81-03采用04通风系统立体示意图（容易时期）CA2004-58/71-01采用05通风系统立体示意图（困难时期）CA2004-58/71-02采用06井下消防、洒水系统图CA2004-58/71-03采用07通风系统网络示意图CA2004-58/71-04采用08运输系统示意图CA2004-58/71-05采用09井下隔爆水棚布置示意图CA2004-5 8/71-06采用10井下供配电系统图CA2004-58/51-02采用11地面供配电系统图CA2004-58/51-03采用12安全生产监测、监控布置平面图CA2004-58/51-05采用13安全生产监测、监控系统图CA2004-58/51-06采用14井下通信系统图CA2004-58/51-07采用15井下避灾线路图CA2004-58/81-12采用目录1刖 B .第一章井田概况及安全条件.5第一节井田概况.5第二节安全条件.8第三节矿井设计概况.1 6第 二 章 矿 井 通 风.4 2第 一 节 概 况.4 2第 二 节 矿 井 通 风.4 3第 三 章 粉 尘 灾 害 防 治.5 6第 一 节 粉 尘.5 6第 二 节 防 尘 措 施.5 6第 三 节 防 爆 措 施.6 1第 四 节 隔 爆 措 施.6 4第五节 矿井地面生产系统防尘.6 7第 四 章 瓦 斯 灾 害 防 治.6 8第 一 节 瓦 斯.6 8第 二 节 防 爆 措 施.6 8第 三 节 隔 爆 措 施.7 1第 五 章 矿 井 防 灭 火.7 2第 一 节 概 况.7 2第二节开采煤层自燃防治措施.7 4第三节井下外因火灾防治及装备.75第 六 章 矿 井 防 治 水.88第一节矿井水文安全条件分析.88第二节矿井防治水措施.89第三节井下防治水安全设施.92第七章井下其它灾害防治.96第一节顶板灾害防治及装备.96第二节爆炸材料库.101第三节提升运输事故防治措施及装备.102第四节电气事故防治措施及装备.109第八章 矿井集中安全监测监控.113第 一 节 概 述.113第二节安全监测、监控和传输设备选择.114第三节 监控设备各类传感器布置.117第四节 矿井各类传感器装备量.119第五节矿井安全监测监控系统运行可靠性分析.121第九章矿井安全检测及其它装备、矿山救护队.124第一节矿井安全检测及其它装备.124第二节矿山救护队.124第三节矿山保健设施.124第十章劳动定员和概算.127第一节劳动定员127第二节概算127附 录：附 录 1编制委托书附 录 2采矿许可证附 录 3煤炭生产许可证附 录 4襄垣县安全生产监督管理局文件襄安监字 2004 第 8 号附 录 5长治市安全生产监督管理局文件长安局办发 2004 第 10号附 录 6山西省国土资源厅划定矿区范围批复 晋矿采划字 2003 166 号附录7 救护服务协议书附录8 煤尘爆炸自燃倾向性鉴定报告附 件：附件1主要安全机电设备及器材目录附件2概算书、八 刖 s山西省襄垣县古韩镇辉坡煤矿，距县城约8.5km,辉坡煤矿系襄垣县古韩镇镇办煤矿。山西省煤炭资源管理委员会于二。四年五月三十一日为其颁发了 采矿许可证编 号1400000420693,矿区面积为2.0839km2。二O O四年七月十日又为其颁发了煤炭生产许可证，证号X040405010Y3G2。文中规定了辉坡煤矿生产能力为50kt/ao随着矿井多年的开采，矿井浅部的煤炭储量逐渐减少，目前矿井剩余的可采储量很少。根据襄垣县百强调产方案，该矿拟定今后为年产150 kt/a的矿井，鉴于矿井煤炭储量不能满足矿井长远发展需要，根据山西省国土资源厅晋矿采划字 2003 166号文，辉坡煤矿调整矿界后的井田面积增加到2.0839 kn?,矿井拥有的地质储量683万吨。为了适应煤炭市场发展的需要，改变矿井目前落后开采工艺和增加矿井选煤系统,提高矿井的生产效率和经济效益，我院受辉坡煤矿的委托,编制了本矿井技术改造的初步设计文件。本矿井目前开采煤层为3号煤层，其平均厚度在5.3m左右，根据襄垣县安全生产监督管理局文件 襄安监字(2004)第8号2003年度瓦斯等级鉴定情况报告，辉坡煤矿属于低瓦斯矿井；根据山西省煤炭工业厅综合测试中心对本矿3号煤层煤尘爆炸性的鉴定报告，其煤尘具有爆炸性。根据山西省煤炭工业厅综合测试中心对本矿井3号煤层自燃倾向性的鉴定报告，本矿井3号煤层属于不易自燃煤层。目前矿井的采煤方法较为落后的开采工艺，矿井经过这次技术改造后，矿井新打一个主斜井，矿井的开拓方式，由原来的立井改为立.1.井、斜井混合式开拓，从井下到地面均为胶带输送机运输。采煤方法采用轻型放顶煤综合机械化开采。为了深入贯彻“安全第一，预防为主”的方针，进一步规范小煤矿安全设施的设计、建设、完善小煤矿的安全生产条件，提高小煤矿安全生产水平，我院受辉坡煤矿的委托，承担该矿井“安全专篇”的编制。一、编制依据1、煤矿安全生产基本条件规定 国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局令（第 5 号）；2、国家煤矿安全监察局煤安监字2 0 0 3 6 5号“关 于 印 发 煤矿（井下、露天）初步设计安全专篇编制内容的通知”；3、煤矿建设项目安全设施监察规定，国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局令（第 6号）；4、煤矿安全规程（2 0 0 1）年版；5、矿井水文地质规程（8 4 煤生安550 号）；6、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程;7、煤炭工业小矿井设计规范；8、煤矿工业小型煤矿设计规定（能源基口9 9 2 8 8 5号）；9、矿井通风安全装备标准（M T 50 1 6 1 9 9 6）；1 0、矿井通风安全监测装置使用管理规定（1 9 9 5年版）；1 1、矿井防灭火规范（1 9 9 8 年版）；1 2、襄垣县安全生产监督管理局 襄发监字（2 0 0 4）第 8号（襄.2.垣 县2003年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量监定汇总表）；13、山西省煤炭工业厅综合测试中心 煤尘爆炸自燃倾向性监定报告；14、辉坡煤矿提供的有关基础资料；15、辉坡煤矿的安全专篇编制委托书。二、设计指导思想根 据 煤炭法规 定 的“安全第一，预防为主”的方针：本安全专篇的编制，是结合辉坡煤矿的具体情况，从设计的角度出发，逐一对矿井的各个生产系统、各个环节可能存在不安全因素进行分析评估，并提出有效的预防措施，满足国家有关各项规范、规程、标准的要求，从而为矿井的安全施工及生产创造良好的条件。三、设计的主要特点及安全评价本井田为煤层和水文地质条件简单的低瓦斯矿井，但煤矿井下井上是多工种、多方位、多系统交叉作业，无论哪一方面、哪个环节出了问题都会酿成事故，甚至是重大事故。因此，设计中提出了矿井防水、防火、防尘、防煤尘和瓦斯爆炸、预防顶板事故等的安全技术措施，对矿井提升、运输、通风、排水及供配电系统进行安全设计。设计对井筒、井田边界和村庄等留设安全保护煤柱，不得在安全保护煤柱内开采。矿井安全设施及装备总投资为532.78万元。四、待解决的主要问题深部扩大区域内尚无钻孔资料，煤层赋存和构造情况不清，因此.3.建议应尽快补充深部扩大区域的地质资料，提高储量级别，同时对布置综采工作面的区域进行地震勘探，为矿井今后的生产提供保证。.4.第一章 矿井概况及安全条件第一节 井田概况一、地理概况1、地理位置及交通辉坡煤矿位于褰垣县古韩镇南田漳村西，距县城8.5km,榆黄公路从本矿东侧通过，襄九公路、古韩公路、太焦铁路从本矿井南侧通过，208国道经夏店镇与矿区简易公路和县公路相接，交通极为方便。交通位置见图l-1-lo2、地形地势本矿区位于沁水高原中段东部边缘，太行山西麓。本区内大部为第四系黄土覆盖，其地形地貌特征为低山丘陵，由一系列的黄土梁、冲沟等组成,海拔高度在+865T40度.6m之 间,相 对 高 差156.6m,属地低山区，矿区内无地表水系。仅在雨季时区内的大沟中才有洪水流过。本矿区工业场地位于一较宽阔的沟中，且位于最高洪水位线10m以上，最高洪水位线标高为+910m,且副井标高+935.8 m,风井标高+926m,主斜井标高+925m,均高于最高洪水位线15m以上。3、气象及地震本区属大陆性温带季风气候，冬春两季雨雪极少，初夏降雨也不多。据襄垣县城气象站资料，历年降水量为433.2814.34mm,平均为532.8mm,年 降 雨 集 中 在7、8、9三个月份。历年蒸发量为1515-1914.7m m,平 均 为1768.4mm,蒸发量大于降水量3倍多，历年最多风向为西北风，最大风速为18m/s,最大冻土深度为0.82m,.5.平均积雪厚度0.18m,每 年10月开始结冰，翌 年4月解冻，历年最高气温为38.1,最低气温-2 9 T C,历年相对湿度为64%。根据长治市地震局资料，1981年3月9日襄垣县境内曾发生过一次地震，震级为3.2级，襄垣县抗震设防烈度为6度。4、井田开发史，小窑分布及开采情况本矿于1972年建成投产，生产能力2万吨，1992年3月又进行了矿井5万吨的技术改造。根据国家对煤炭行业的发展和安全生产的要求，本矿又做出了 15万吨的技术改造，建 立150轻放综采工作面,全面实现采掘机械化。建矿以来，井田南部煤田已基本采完，综采工作面全部布置在井田北部，新增补煤田内，南部采空区与北部工作面留设有防水安全煤柱，从历史记载和生产调查来看，本矿未发生过重大自然灾害。本矿区内无生产小窑，矿区西界外8000m,东界外500m,分别为襄垣煤矿及九庄煤矿，襄垣煤矿1957年建井投产，主采山西组内3号煤层，立井、斜井混合式开拓。九 庄 煤 矿1992年建井投产，主采 山 西 组 内3号煤层，立井开拓。据调查现采区均与本矿相距200800m,故采空区对本矿影响不大。二、矿井现状1、矿井开拓和开采目前矿井在工业场地内开凿一个混合提升立井，在工业场地边缘开凿有一个回风立井，矿井的开拓方式为立井开拓，混合提升立井担负全矿井的全部提升任务。井筒直径为4.5m,支护方式采用料石砌.6.石 宣，支护厚度300mm,井筒深度151m,装备一对It单层单车罐笼,提升机为单绳缠绕式提升机，井筒内配有软梯间。回风立井的直径为2m,支护方式采用砌不宜，支护厚度为250mm,井筒深度为131m,井筒内装有梯子间。采煤方式采用走向长壁式炮采，井下巷道运输方式采用调度绞车，人推等混合运输方式。2、通风方式矿井目前通风方式采用抽出式，通风系统中央分列式，副立井进风，回风井回风。3、主排水系统矿井现在正常涌水量38m3/h,最大在涌水量50 m 3/h,两个排水泵房及水仓分别设在皮带机头变电所和副立井井底，水泵房安装有80D-30X9型多级离心水泵四台，管 路760m。4、地面设施在矿井工业场地内建有较完善的生产、办公行政及其服务设施。三、矿区水源、电源及通讯情况1、水源工业场地内建有完善的生产、生活用水及消防洒水系统，可以满足矿井目前的用水需求。现矿区内打有机井一眼，用于生活用水，井下水排至地面蓄水池，经净化处理后，作为工业用水。二。年经县、市环保部门抽样化验。饮用水、工业用水均符合国家标准，且无污染。.7.2、电源辉坡煤矿位于山西省襄垣县境内，属长治市供电公司供电范围,供电电源引自襄垣变电站，为配合本矿井的技术改造工程，计划新建10KV配电所一座，根据当地电业部门与矿方的有关协议，两回电源引自襄垣HOKV变电站不同的1OKV母线，该变电站距辉坡煤矿约8.5km。3、矿区通讯(1)外线通讯本矿安装有程控电话4部，即矿长办：0355-7400288,矿总值班室：0355-7400388,矿财务科：0355-7400588,矿销售科：0355-74004730移动电话：矿级领导16部，科级领导12部。(2)内线通讯4 8门交换机，安装各科室、井下各工作面、巷道，内部通讯电话31部，其中地面22部，井 下9部。(3)其它通信见本章第三节。第二节 安全条件 地质特征井田内大部为第四系黄土覆盖，根据夏店勘探区详查资料，区内地层由老到新分述如下：1、奥陶系中统峰峰组(Q2f)为煤系地层基底，本井田无钻孔揭露，其上部为灰 深灰色致密坚硬亮晶、泥晶石灰岩，中部为灰 深灰色亮晶灰岩，下部为灰褐色.8.粗晶白云质灰岩，以及灰 深灰色石灰岩。2、石炭系中统本溪组(C 2h)上部为灰色泥质岩、砂质泥岩，下部为深灰色、灰色铝土质泥岩夹砂质泥岩，偶夹薄煤层，平均厚度为10.0m,与下伏地层呈不整合接触。3、石炭系上统太原组(CR)该层厚度82.7 141.45m,平均厚度120m。主要由粗粒砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、石灰岩及煤层组成。4、二叠系下统山西组(Pis)厚度为46.46 71.89m,平均厚度为58.7m,主要为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，主要煤层赋存在本煤系地层的中下部，植物化石丰富，与下伏地层呈整合接触。5、二叠系下统下石盒子组(P i x)地层厚度为43.30 85.10m,平均厚度为58.70m,主要由细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝质岩组成。6、二叠系上统上石盒子组(P 2s)本井田只揭露上石盒子组下段地层，下段上部灰绿色、紫色砂质泥岩夹中细粒砂岩，中部为绿灰、浅灰色中粒砂岩夹细粒砂岩，下部为灰色、灰褐色泥岩夹细粒砂岩。7、第 四 系(Q)区内广泛分布，一般厚度在25.60m左右，为黄色、红色粉砂土、砂质粘土、夹两层或数层钙质结核。.9.二、地质构造本井田位于沁水盆地中段东部边缘，大地构造为太行断块沁水块坳沾尚武乡阳城北北东向褶带。井田内构造比较简单，总体受一小向斜构造控制，地层走向南北,倾向东西，倾 角8 13。，西部较东部产状缓。矿井及地表调查中均未发现断层及陷落柱。在今后的采矿过程中要注意隐伏构造的存在，做到有疑必探，先探后采。三、煤层及煤质1、煤层二叠系下统山西组和石炭系上统太原组为本井田主要含煤地层。山西组为主要含煤地层之一，含 煤7层，含煤系数为11.33%,主要可采煤层（3号煤）发育在中下部，上部煤层薄而不稳定，不具有开采价值。3号煤层赋存稳定，全井田可采。厚 度 为4.06 6.2m,平均厚5.64m,煤层结构简单。其顶板主要为粉砂岩、砂质泥岩及泥岩，局部为细粒砂岩，厚1.72 9.67m,一般为4.10m,底板为粉砂岩、砂质泥岩。本煤层距下部15一3号煤层的间距为116m左右。3号煤容重为1.38t/m3o太原组地层含煤层20 25层，含煤系数6.9%,下部煤层较稳定。主要可采煤层15一3发育在煤系下段，其余皆为局部可采煤层，难以构成具有工业价值的可采区段。15_3煤层厚度为1.15 1.65m,一般厚度为1.57m。煤层结构简单,.10.煤层顶板一般为泥岩，局部为砂质泥岩、粉砂岩，底板为泥岩。15一 3煤容重为1.44t/m5o2、煤质3 号煤：为黑色、半亮型块状，常含有泥岩及沙质泥岩夹层1 3层。原煤灰分17.46%,原煤水分1.32%,原煤挥发分12.97%,原煤全硫0.33%,可燃基弹筒发热量34.14MJ/kg,灰熔点 1400。3 号煤为低灰、特低硫、低磷、高发热量、高熔点灰分之瘦十等级煤，为优良的动力用煤和化工用煤。15一 3煤层：为半亮型、块状及少量粉状。原煤灰分25.60%33.90%,一般28.54%。原煤水分0.78%1.96%,一般1.20%,变化不大。原煤硫分048%1.75%,一般1.02%。原煤挥发分12.96%18.38%,一般13.09%o煤质特征表 表 1-2-1数煤煤层号灰分水分挥发分硫分物理性质山西组317.46%1.32%12.97%0.33%黑色、半亮型块状常含有泥岩及沙质泥岩夹层1-3层太原组15-328.54%1.20%13.09%1.02%黑色、半亮型块状及少量粉状主要可采煤层详见表1-2-23、煤层顶底板物理力学性质根据开采情况，3 号煤层顶板为黑色砂岩或砂质泥岩，顶板较稳定，未发现冒落现象，底板为砂岩或砂质泥岩，较稳定，未发现底鼓现象。.11.主要可采煤层特征表 表 1-2-2 a数煤层、煤层号最小 最大平均层间距(m)夹砰层数板性顶岩底板岩性可采性稳定性平均厚度山西组34.06-6.211-3砂质泥岩、砂岩粉砂岩、砂质泥岩全区可采稳定5.64116太原组15-31.15-1.650泥岩泥岩全区可采稳定1.57据夏店勘探区0503孔岩石力学资料，顶板泥岩平均抗剪强度为54kg/cm2,平均抗拉强度为11.7 kg/cm2,平均抗压强度为336 kg/cn?；粉砂岩平均抗剪强度为108kg/cm2,平均抗拉强度为14.0 kg/cm2,平均抗压强度为625 kg/cm2；底板泥岩平均抗拉强度为14.2kg/cm2,平均抗压强度为457 kg/cm2,砂质泥岩平均抗拉强度为9.9 kg/cm2,平均抗压强度为395 kg/cm2,开采条件较好。4、开采冲击地压煤层情况根据地质报告及周围矿井的开采情况调查，由于井田内地质构造简单，开采3 号煤层时一，不会显现冲击地压，属正常地压区。四、其它开采技术条件1、瓦斯根据襄垣县安全监督管理局 襄安监字(2004)第 8 号 2003年度瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定情况的报告，辉坡煤矿瓦斯相对涌出量 为 3.19m3/t,绝对涌出量为0.52m3/m in,二氧化碳相对涌出量为4.47m%,绝对涌出量为0.73m3/min,属于低瓦斯矿井。2、煤尘根据山西煤炭工业厅综合测试中心对本矿井3 号煤层煤尘爆炸.12.性的鉴定报告，火焰长度15mm,加岩粉量50%,其煤尘具有爆炸性。3、煤的自然倾向根据山西省煤炭工业厅综合测试中心对本矿井3号煤层自燃倾向性的鉴定报告，本矿井3号煤层吸氧量1.1928 cn?/g,自燃等级HL属于不自燃煤层，经生产矿井调查，目前未发现过煤的自燃现象。4、矿 井 煤（岩）与 瓦 斯（二氧化碳）突出本矿井无矿井煤（岩）与 瓦 斯（二氧化碳）突出。5、地温本矿井无地温异常区域。五、水文地质区域内大部被第四系中、上更新统地层所覆盖。区域上出露地层有奥陶系碳酸盐岩、石炭系碎屑岩及碳酸盐岩，二叠系、三叠系碎屑岩，以及第四系的风积、冲洪积物。本区处于沁水盆地中段东部山地丘陵水文地质区内的漳河流域。区内大部分为第四系中更新统所覆盖，只在井田南部的沟谷中出露少部分上石盒子组地层。区内各主要含水层之补给来源主要为大气降水，其特点是受气候变化及地理环境影响很大，在雨季，当大气降水渗入地下而成地下径流后，往往顺岩层倾斜方向流动，在被切割的地方多以泉的形式出露,其余即潜向地层深部。井田内无常年性河流，仅在雨季沟谷内才有流水，地表水沿沟谷由西北向东南排出，最后注入漳河。.131、井田内主要含水层井田内主要含水层为奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层、石炭系太原组岩溶裂隙水和二叠系的砂岩裂隙含水层。现分述如下：(1)奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层本组为煤系地层之基底，岩性为海相厚层状石灰岩、白云质灰岩及泥灰岩等，主要成分为碳酸钙。该地层在井田内未出露，据夏店详查区0503、1703钻孔抽水资料，奥灰水水位标高在680m。低 于 3 号煤层底板标高。(2)石炭系上统太原组的灰岩岩溶裂隙含水层本组地层是井田主要含煤地层之一，区内含水层由3-5层灰岩组成，从下而上依次为K2、心、K4 K5,其中K2灰岩的溶孔较为发育,是下部 15-3号煤层的主要含水层。单位涌水量为0.0041L/s.m。属富水性弱含水层。据夏店详查区0503、1703钻孔抽水资料，水位标高为 818.59-820.24mo(3)二叠系碎屑岩类含水组含水层为中粗粒砂岩，是 3 号煤的充水含水层，其裂隙不发育,厚度变化较大，发育程度不等，属富水性弱含水层。据夏店详情查区0503、1703钻孔抽水资料，山西组K7水位标高为909.71m。(4)第四系松散岩类孔隙含水层主要含水层为砾石层，厚 度 0-3 m,透水性好，直接受地表径流补给，泉水最大流量为0.26L/S,受大气降水影响明显。本井田3 号、15一 3号煤层直接充水含水层的单位涌水量不大，.14.井田水文地质条件属简单型。2、井田内主要隔水层(1)由西组隔水层山西组3号煤层(现东部已采空)上下有一稳定、连续的泥岩、砂质泥岩、薄层细砂岩地层，平 均 厚 度10m左右，由于山西组含水层的弱富水性，所以可作为山西组煤层与太原组灰岩含水层间的较好隔水层。(2)本溪组隔水层石灰系本溪组地层为区内主要隔水层。本组岩性以铝土泥岩、砂质泥岩、灰白色细砂及灰黑色的薄层灰岩组成，隔水性能好，为本井田煤系地层与奥陶系地层间的重要隔水层。3、井田地下水的补给、径流、排泄条件井田内地下水的补给来源主要为大气降水，含水层接受补给后一般顺层由高向低流动。地下水的排泄一是蒸发作用，二是泉水或渗透。现井田内主要可采煤层为山西组的3号煤层，其充水因素主要是山西组碎屑岩、上覆碎屑岩类含水层及沿岩石风化裂隙进入矿坑口的大气降水。4、矿井涌水量根据目前矿井生产的实地调查，结合矿井及西部襄垣煤矿等均采3号煤的情况，3号煤层涌水量为306m3/d,涌水量不大。本矿井设计委托书中对矿井的涌水量进行了确定，矿井的正常涌水量为38m3/h,最大涌水量为50 m3/ho.15六、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题本井田钻孔稀少，仅 有2个钻孔，而深部扩大区内尚没有详细的资料，因此煤层赋存和构造情况不清，因此，设计建议应尽快补充深部扩大区的地质资料，或对深部进行补充勘探，加密钻孔，提高储量级别，同时对布置综采工作面的区域进行地震勘探，为矿井今后的生产提供保证。第三节 矿井设计概况一、井田开拓、开采（一）井田境界及储量1、井田境界根据山西省国土资源厅2004年5月31日为本矿颁发的采矿许可证，再根据山西省国土资源厅，晋矿采划字2003166号文及襄垣县有关文件，辉坡煤矿增补后矿井井田边界由下列10个拐点坐标圈定,见 表l-3-lo2、储量本井田内主要可采煤层有两层，自上而下分别为3、15一3号煤层,3号煤层属于稳定性厚煤层，15一3号煤层稳定性较好的中厚煤层。3号煤层现在采区的厚度在4.66.0m之间，平均厚度为5.3m,故新开拓区域，3号煤还以平均厚度5.3m来计算储量，将来需要进一步探明。而15一3号煤层的储量，由于控制尚不精确和距3号煤层较远，设计将该层煤的储量列为暂不利用储量，也不需要计算。矿井增补井田范围后，全矿井3号煤工业储量为683万 吨。.16.井田境界拐点坐标一览表 表 1-3-1拐点纬 线（X）经 线（Y）14048101.0019765085.0024048112.0019765426.0034047452.0019675446.0044047477.0019676246.0054046695.0019675890.0064046671.0019675121.0074047130.0019675116.0084047131.0019674516.0094049110.0019674520.00104049110.0019675060.00矿井可采储量按下列公式计算：矿井可采储量=（工业储量一永久煤柱损失）火采区回收率。永久煤柱损失主要有井田煤柱、风井煤柱、村庄煤柱和工业场地煤柱等。井田边界煤柱留设20m,采区边界煤柱每侧20m,采区回采率取7 5%,储量计算结果见表1-3-2。矿井储量计算表 表 1-3-2煤层储量（万 吨）永 久 煤 柱 损 失（万 吨）开采损失（万 吨）可采储量（万 吨）井田边界巷道保护煤柱村庄及广场小计368348138.4102.3288.754.3340合计68348138.4102.3288.754.3340（二）矿井建设性质为了适应煤炭市场发展的需要，改变矿井目前落后开采工艺，提高矿井的生产能力和经济效益，经上级部门批准，决定对本矿井技术.17.改造，扩建为150kt/a生产能力的矿井，扩建工期17个月。（三）井田开拓方式、井口位置及井筒用途矿井技术改造后的开拓方式为采用立井、斜井混合式开拓。目前新开凿的胶带输送机主斜井位于矿井工业场地的东北方向，担负全矿井的煤炭提升和辅助材料、设备及肝石的运输任务，兼作进风和安全出口，主斜井中铺设30kg/m钢轨。支护方式采用料石砌柄支护厚度350mm。副立井井筒位于工业场地内，井筒直径为4.5m,支护方式采用料石砌诡，支护厚度为300mm,井筒深度151m,装备有一对It单层单车罐笼，且装备有梯子间，提升机为单绳缠绕式提升机。只担负全矿井人员的升降任务，兼作进风和安全出口。回风立井位于工业场地外，井筒直径为2.5m,支护方式采用砖砌，支护厚度250mm,井 筒 深 度131m。并设有梯子间，回风立井担负矿井的回风任务和安全出口。各井筒的特征见表1-3-3,附井筒特征图。井下主要碉室有中央变电所、水泵房、调度室、消防材料库等。井下煤流的运输全部采用胶带输送机进行，辅助运输采用调度绞车，部分地段采用人力推车方式。（四）井下开采1、采煤方法本井田3号煤层储量丰富，赋存稳定，地质构造和水文地质条件简单，煤层倾角较小，开采技术条件较好，因此，设计推荐本矿井采.18井筒特征表表 1-3-3井筒名称井筒坐标(m)井口标图(m)方位角倾角(。)井深或斜长(m)直径或宽(m m)井筒装备纬距(X)经距(Y)主斜井4047454.0891967415.816925.376268 270418 23,44”600.54200胶带输送机及轨道uiJ井4047395.00019679226.000935.806102901514500单层单车罐笼风井4047486.56019675278.000926.000901312500梯子间用轻型放顶煤综合机械化开采，回采工作面基本上沿煤层倾向布置,一次采全高，后退式回采，全部垮落法管理顶板。2、巷道布置经过多年生产开采，已形成了副井运输大巷、南翼运输下由、南翼回风下山、北翼运输下山、北翼回风下山等永久大巷，并 按 煤矿安全规程对各永久大巷、地面工业广场、孙家庄村及小甲村留设了保护煤柱。附采区巷道布置和机械配备图。巷道布置主要考虑满足以下要求：1)生产系统要简单、安全可靠、便于管理。应尽量利用原有巷道。2)巷道布置应尽力满足合理集中生产的需要，并保证采区和工作面正常接替。3)巷道布置要简单、合理，工程量少、投产快、巷道维护量少,采区成本低。矿井采区走向长度1150m,倾向约550m,考虑到井田煤层厚度、.19.倾角、顶底板岩性及井田已开采的情况。设计考虑新掘皮带运输大巷及轨道运输大巷布置在井田靠南的边界处，距边界的保护煤柱为20m,两巷间距为3 0 m,然后再向西布置工作面两顺槽，两顺槽均沿煤层底板布置。工作面切眼距井田边界留有20m的煤柱。3、采区布置由于多年生产，井田南部采区已基本采完，所以本设计充分考虑矿井北部的新增井田范围。矿井移交生产时的北采区走向长1 1 5 0 m左右,倾向约5 5 0 m左右,在充分考虑本井田煤层厚度、倾角、顶底板岩性和已掘胶带输送机大巷位置基础上，设计利用采区大巷作单翼工作面布置。工作面胶带输送机顺槽及回风顺槽均沿煤层倾向，考虑到便于综放工作面辅助材料的运输和检修，以及接替工作面的掘进准备等，采用后退式开采。4、采掘机械设备配备全矿井配备了一个轻放机械化采煤工作面，为适应综合机械采煤工作面的快速推进的要求，矿井设计共配备了二个普掘工作面。采煤工作面和掘进工作面共同保证矿井的生产能力。轻放采煤工作面、普掘工作面的机械配备见表1-3-4、表l-3-5 o（五）采区运输、通风及排水系统1、运输系统（1）煤炭运输工作面前（后部）可弯曲刮板输送机一转载吊一顺槽可伸缩胶带输送机一大巷胶带输送机一 中 间 胶 带 输 送 机 上 仓 胶 带.20.输送机 主斜井胶带输送机一 地面。普掘工作面少量的出煤经耙斗装岩机（或人工装载）一 l.o t翻斗式矿车一轨道运输大巷一井底煤仓一左斜井胶带输送机 地面轻放工作面主要设备配备表 表1-3-4设备名称型号能力(t/h)功率(kw)数量（台）备注采煤机MG 150-W1501H=1.8-3.4m液压支架ZFS2800-14/28H=1.4-2.8m刮板输送机（前）SGB-630/1804002*751刮板输送机（后）SGB-620/80T1502*401转载机SGZ-630/75450751破碎机LPS-500500751伸缩胶带输送机SSJ1000/160560160乳化液泵站MRB125/31.5 A751喷雾泵站ZPB250/5.52*301两个普掘工作面主要机械配备表 表1-3-5序号设备名称设备型号及规格单位数量备注1湿式煤电钻MZ-12C 1.2KW台42岩石电钻EZ2-2.0 2KW台13调度绞车JD-11.4 11.4KW台24小水泵IS65-50-160 5.5KW台25发爆器MFB-100台26局部扇风机JBT52-2 11KW台27凿岩机YTP-26台28激光指向仪JBZ-1台2（2）肝石运输采区内的部分岩巷掘进的肝石用LOt翻斗矿车装运，经如下环节运至地面：耙斗装岩机或人工装载a 1.Ot翻斗式矿车一调度绞车 牵 引 一 轨 道 运 输 大 巷 一 主 斜 井 一 地 面。.21.（3）材料运输在工作面回风顺槽利用JD-11.4型调度绞车牵引矿车或平板车进行材料运输。其运输环节如下：主 斜 井 轨道运输大巷一 采 区 中 部 车 场 一 工作面回风顺槽 一 综放工作面。2、通风系统采区通风系统为：新鲜风流：主斜井、副 立 井 一 胶带运输大巷K进风、行人联络巷）工作面胶带顺槽一 回采工作面。乏风风流：回 采 工 作 一 工作面回风顺槽一轨道运输大巷 回风下山 一 回风井 一 地面。3、排水系统为减少采区初期井巷工程量，采区排水采用接力式，即在采区的中部设置临时水泵房和临时水仓，井下水由采区水泵排至井底水仓后经副井排到地面，进入设置在地面的沉淀池澄清后，输送到主斜井场地重复使用。二、提升、排水和压缩空气设备（一）矿井提升1、主斜井胶带输送机设备胶带型号：ST2000S（阻燃）胶带强度：ST=2000N/mm2运 量：89.4 t/h.22.带 宽：0.8m倾 角：18 2344 带 速：1.2m/s机 长：618m主 电 机：Y4506-4型，功率132KW,电压660V驱动装置：头部单传动滚筒简单电机驱动，YOTCS650调速型液力偶合器。该驱动型式具有良好的软起动性能，可有效地减少胶带动张力和防止重载起动时物料滚落。拉紧型式采用尾部滚筒重锤车式拉紧装置。减 速 器：H3SH17-35.5,i=26。2、主斜井提升设备提 升 机：GKT-1.6X1.2/20型，滚筒直径1.6m,滚筒宽度1.2m,Fj=45KN,i=20o电 动 机:YR355M3-10,功率 132KW,电压 380V,转速 590r/min。钢 丝 绳：20NAT6VX 18+FC1570ZZ272轨 道：38kg/m天 轮：61.6m3、副立井提升设备提 升 机：2JTP-L2m单绳缠绕式提升机，电压380V,功率55KW。罐 笼：1 吨单层单车罐笼（二）矿井通风设备本矿井为低瓦斯矿井，采用抽出式通风方式，矿井现在安装的.23.主 扇 风 机 为BD（k）No-12型双机对旋轴流式通风机两台，一台工作，一台备用。反风方式为反转反风。配套电动机功率为2X37KW,380V,980r/mino（三）矿井排水设备根据本井田煤层的赋存情况，目前矿井在副井井底车场水平设有中央水泵房，深部的水经水泵排至副井井底中央大泵房的水仓内，再由矿井的主水泵经管道排出到地面。矿 井 正 常 涌 水 理38 m3/h,矿井最 大 涌 水 量50m3/h,排 水 高 度155m,管 路 长 度400m。设计在井下水泵房内安装使用了 80D-30*9型 多 级 离 心 泵2台和D46-50X6型多级离心泵一 台，一台工作，一台备用，一台检修；最大涌水时，两台工作，一台检修；正常涌水时，单泵单管运行，配套电机均为Y225M-2,75KW,660V,2950r/mino排水管路为两趟D108X4无缝钢管管路。（四）压缩空气设备根据本矿井井下开拓、开采布置，井下巷道基本上沿煤层掘进,煤 层 巷 道 的掘进采用普掘设备完成，故井下用风地点和用风设备很少，考虑到井下零星的岩巷掘进工程，设计确定不在地面设立压风站,在井下配备移动式空压机。根据井下用风设备情况，选 用2台SM475型移动式螺杆空气压缩 机，Q=13m3/min,P=0.7Mpa,一 台 工 作,一 台 备 用,配 套 电 动 机功 率75KW,660V,压 气 管 路 选 用D108X4、D58X4无缝钢管。三、井上下主要运输设备（一）地面运输.24.本矿井煤产品的用户比较分散，以地销为主，故煤炭外运为汽车运输方式。场区内运输采用道路运输。（二）井下运输井下煤炭运输采用胶带输送机，辅助运输采用绞车牵引矿车或人推车的运输方式。1、井下运输设备型号（1）上仓及中间胶带输送机胶带型号：ST2000S（阻燃）胶带强度：ST=2000N/mm2带 宽：0.8m运 量：45t/h倾 角：3,带 速：1.2m/s机 长：367m主 电 机：1JBT52-4型，功 率100KW,电压660V驱动装置：头部单传动滚筒简单电机驱动，YOTCS650调速型液力偶合器。减 速 比：i=51.5 o（2）大巷胶带输送机胶带型号：ST2000S（阻燃）胶带强度：ST=2000N/mm2运 量：45 t/h.25.带 宽：0.8m倾 角：3带 速：1.2m/s机 长：980m主 电 机：1JB51-4型，功率2X75KW,电压660V驱动装置：头部单传动滚筒简单电机驱动，YOTCS650调速型液力偶合器。减 速 比：i=51.5。2、井下辅助运输设备型号材 料 本：MC1-6B,载重量1吨，轨距600mm平 板 车：MP1-6A,载重量1 吨，轨距600mm重型平板车：ZP6-10,载重量10.5吨，轨距600mm调度绞车：JD-11.4,功率1L4KW,电压660V,牵引力1吨矿 车：翻斗式矿车，载重量1吨，轨距600mmo轨 道：18Kg/m钢轨，轨距600mm四、地面生产系统(-)煤质、煤的用途及加工方式本矿井生产的3 号煤为低灰、特低硫、低磷、高发热量、高熔点灰分之瘦十等级煤，为优良的动力用煤和化工用煤。(-)主斜井生产系统原煤由主斜井胶带输送机转载运至101胶带输送机，101胶带输送机把原煤运至筛分破碎车间，+80mm的块煤经破碎后和80-25mm.26.的块煤由301胶带输送机运至选研车间洗选。-25mm末煤由末煤胶带输送机运至末煤储煤场。经洗选的研石和中煤由斗提机提升落地，肝石由汽 车 运 至 肝 石 由，中煤地销。选后的精煤经分级筛筛分为80-25mm洗块煤和-25mm洗末煤，由胶带输送机分别运至洗块煤仓和洗末煤仓储存，由汽车外运。分级筛筛下水去煤泥沉淀池，经沉淀后的水作为跳汰机循环水用，沉淀的煤泥晾干后地销或掺入末煤中。由于主斜井需要完成辅助材料、设备等的辅助提升工作，其内铺设有轨道，因此在主斜井工业场地内设有主斜井地面车场线路。（三）副立井生产系统经过本次