煤矿设计说明 采煤设计 矿井设计.doc
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1、前 言山西高平科兴高良煤业有限公司隶属于山西高平科兴集团有限公司,该矿始建于1985年,2006年投产。该矿批准开采3号煤层,设计生产能力300kt/a,根据山西省煤炭工业厅晋煤行发【2010】96号关于山西高平科兴高良煤业有限公司核定生产能力的批复,批复核定生产能力为450kt/a。2009年11月,山西省国土资源厅换发采矿许可证,证号为:C1400002009111220043326。2008年1月由山西省煤炭工业局换发生产许可证,证号为201405810248。根据国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知,安监总煤行2008130号文件和山西省煤局晋煤安发2
2、008702号文的要求。该矿采用长壁综采放顶煤采煤法,特委托我院进行放顶煤开采设计,在井下布置长壁综采放顶煤工作面。另根据晋城市煤炭工业局晋市煤局便字【2010】366号关于同意山西高平科兴高良煤业有限公司暂按新批准核定能力组织生产的通知,本次报告设计3206轻型综放工作面,依靠一个长壁工作面、一个综掘工作面、一个炮掘工作面来实现矿井年产450 kt的产量。一、编制设计的主要依据1、2009年颁发的证号为C1400002009111220043326的采矿许可证。2、山西省煤炭工业局2008年颁发的证号为201405810248的煤炭生产许可证。3、2010年2月,山西省煤炭工业厅晋煤行发【2
3、010】96号关于山西高平科兴高良煤业有限公司核定生产能力的批复。4、晋城市煤炭工业局晋市煤局便字【2010】366号关于同意山西高平科兴高良煤业有限公司暂按新批准核定能力组织生产的通知。5、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知,安监总煤行【2008】130号。6、山西省煤局晋煤安发2008702号文。7、晋城市煤田地质勘探队编制的山西高平高良煤业有限公司生产矿井地质报告及批复文件。8、晋城泽泰安全评价中心编制的山西高平科兴高良煤业有限公司安全现状评价报告。9、晋城煤炭规划设计院编制的山西高平科兴高良煤业有限公司生产能力核定报告。10、矿方提供的3206工作面
4、地质说明书及采掘工程平面图;矿方提供的瓦斯鉴定结果及煤尘检测报告。11、矿方提供的初步设计及批复文件和初步设计安全专篇及批复文件。12、煤炭工业矿井设计规范、煤矿安全规程等有关法律、法规。二、设计的指导思想充分利用矿井现有的生产系统及装备,尽可能不影响矿井生产,轻型综采放顶煤设计既结合该矿地层地质条件,又充分体现出先进、合理、安全、经济、高效。三、设计的主要特点1、一矿、一井、一面、两掘进头实现年产450 kt/a。2、采用“长壁轻型综采放顶煤”采煤方法,一综掘和一炮掘掘进工艺。3、工作面巷道布置一面二巷,即运输顺槽、回风顺槽。运输顺槽和回风顺槽均沿3号煤层底板布置。工作面长度120m,采用轻
5、型综采放顶煤采煤法,采高2.2m,放顶煤高度2.9m,循环进尺0.60m。4、采煤工作面采用6MG200-W型采煤机割煤,SGZ630/180型刮板输送机运煤,运输顺槽采用SZB-730/75型转载机、PLM1000型破碎机和DSJ80/230型伸缩式皮带运输机运输,工作面支护采用ZF2800/16/24型放顶煤支架,工作面端头选用ZFG3200/16/26型过渡支架支护;炮掘工作面采用ZRS-50型风煤钻打眼,放炮落煤,采用SGB-420/30型刮板输送机配合SSJ-80胶带输送机运输;综掘工作面综掘机后配桥式胶带转载机、SSJ-80皮带机运输。四、主要技术经济指标1、矿井年产量450 kt
6、/a。2、工作面可采储量33.8万吨,回采工效25.2t/工。3、工作面服务年限8个月。五、存在的问题及建议1、本矿虽为低瓦斯矿井,但建议矿方在生产过程中必须严格执行“三大规程”,加强通风瓦斯管理。2、在采区南部存在采空区,故建议矿方在巷道掘进时严格执行“有掘必探,先探后掘”的原则,并查明采空区的积水、积气情况。3、工作面顶板裂隙较为发育,回采时要结合实际情况,加强支架的稳定性,确实搞好工作面顶板管理工作,确保安全生产。第一章 采区概况及地质特征第一节 矿井概况一、矿井概况山西高平科兴高良煤业有限公司位于高平市西北约13km处的寺庄镇高良村,为有限责任公司,行政区划隶属高平市寺庄镇。地理坐标为
7、:东经1124901 1124953,北纬355151355218。井田范围由4个坐标连线圈定: 表1-1-1 井田境界拐点坐标表拐点编号纬距(X)经距(Y)拐点编号纬距(X)经距(Y)13972851.1219665331.2723972051.1119665331.2733972051.1119664031.2543972851.1219664031.25批准开采3号煤层,现在开采3号煤层。生产许可证载明能力30万吨/年,核定能力批复为45万吨/年,采矿许可证能力为45万吨/年。井田面积1.04km2。该矿始建于1985年,2006年投产。2009年3月晋城市煤炭设计室为该矿编制完成山西高
8、平高良煤业有限公司采煤机械化改造初步设计。2009年3月晋城市煤炭工业局以晋市煤局行字2009354号文对矿采煤机械化改造初步设计进行了批复。采煤机械化改造安全设施由高平市安监局于2009年11月验收后上报上级部门。二、矿井开拓开采矿井采用立井开拓方式,井田范围内共布置有3个井筒,分别为主立井、副立井、回风立井,大巷沿井田东西方向布置。工作面为后退式回采。现采用走向长壁综采放顶煤采煤法,全部垮落法管理顶板。其中:主立井为圆形断面,净直径4.0m,净断面积12.56m2,垂深240米,双钩箕斗提升,担负矿井的原煤提升任务,井筒内装备梯子间,担负矿井的进风任务兼作为矿井的一个安全出口。副立井:断面
9、为圆形,净直径4.5m,净断面积15.90m2,垂深240米,罐笼提升,担负矿井的辅助提升、人员提升和进风任务。回风立井:圆形断面,净直径3.5m,净断面9.62m2,垂深236米,井筒内装备梯子间,担负矿井的回风任务兼作为矿井的一个安全出口。按照“一采两掘”生产格局布置,即一个综采放顶煤工作面、一个综掘工作面和一个炮掘工作面。全井田共划分为两个采区,现矿区剩余可采采区为二采区。矿井现生产采区为井田西部的二采区,现生产面为3204综采工作面,准备掘进工作面为3206的两个顺槽掘进工作面,即本次新设计的回采工作面。3206综放工作面位于二采区中部,井下标高+550m+570m,东面为3205回采
10、工作面,为实体煤,西面为西部矿界,南邻采区运输巷和老空区,北接北部矿界,北部矿界外为村庄。该工作面地表为荒坡和山地,地面标高+900m+920m。矿井现有的开拓、开采及主要系统与原批复的初步设计无重大变更。三、各大系统现状:1、提升系统主立井装备2JK-2.51.2/20X型双滚筒绞车,配用电机功率为250kW,电机型号为YR500-10,双箕斗JQ-3.0提升,担负矿井的原煤提升任务。副立井装备2JK-21.25/20X型提升绞车,配用电机功率160kW,电机型号为Y355M-8,罐笼GLS1-1提升,担负矿井的辅助提升和人员上下井任务,设备大件为采煤机和掘进机的最大不可拆卸件、轻型放顶煤液
11、压支架及移动变压器,大件设备均已由矿方从副立井下放到井下。2、运输系统矿井采用两条大巷布置,运输大巷部分半圆拱断面,料石砌碹支护,净宽4m,直墙高度1.2m,净断面积为11.08m2,运输大巷部分半圆拱断面,料石砌碹支护,净宽3m,直墙高度1.0m,净断面积为6.53m2,运输大巷部分为矩形断面,宽4.2 m,高2.9 m,断面积为12.18 m2。大巷运输采用DSJ80/230型伸缩式胶带运输机运输煤炭,输助运输采用JD-1型调度绞车牵引矿车运输。3、排水系统主立井井底布置主要设有水仓、水泵房,主、副水仓容量分别为800m3、600m3。主水泵房内安设型号为D85-457型主水泵3台,配备电
12、机功率132KW。排水管沿主立井敷设2趟100mm钢管至地面,一趟工作,一趟备用。4、通风系统矿井采用机械抽出式通风方式,采用中央并列式通风系统。布置两个进风井,分别为主立井和副立井;一个回风井,即回风立井。主要通风机选用两套FBCDZ-6-N016型防爆抽出式对旋轴流通风机,配255kw的电动机,供风量为1080-3714m3/min,风压为981972Pa,额定转速980rpm,额定电压为380/660V,额定电流为104.9/60.4A,系山西运城安瑞节能风机有限公司制造,一台使用、一台备用。地面新鲜风流主立井(副立井)运输大巷工作面运输顺槽工作面工作面回风顺槽回风大巷总回风巷回风立井地
13、面。通风系统详见通风系统图。5、供电系统矿井采用双回路架空线路供电电源,一回路引自赵庄110KV变电站10KV母线段,导线型号为LGJ-95mm,供电线路长3.0km;另一回路引自杨家庄35KV变电站10KV母线段,导线型号为LGJ-95mm,供电线路长2.0km。当任一回电源停止运行时,另一回应能担负起矿井全部负荷用电。地面工业广场内设10 KV变电所,所内设有S9-630/10/0.4 、S9-500/10/0.4型变压器各一台,担负地面工业广场内全部负荷供电。变压器正常工作时一台工作、一台备用。主井提升绞车电机为高压电机,采用10KV直供。矿井采用10KV高压入井,下井电缆型号为MYJV
14、42-8.7/10 335mm型铠装电缆,中央变电所内设KBSG-630/10/0.69型变压器两台,担负除局扇外的井下全部负荷用电,另设KBSG2-T-100/10/0.69、KBSG-100/10型变压器各一台,作为局部通风机双回路供电的专用变压器。采区变电所选用KBSG-800/10型矿用隔爆型变压器一台,由井下中央变电所供电。6、监控系统该矿井生产能力450kt/a,开采煤层属低瓦斯矿井,煤尘无爆炸危险性,属不易自燃煤层。矿井采用由山西科隆高新技术有限公司开发的KJ120N型。该系统可对矿井中的瓦斯、风量、温度、一氧化碳等环境参数及地面、井下的各种设备的开/停、馈电及风门等状态实时监控
15、和监测、记录,并实现甲烷风电闭锁等控制功能和报警功能要求,通过系统功能将各种监测信息传送到矿信息中心,通过网络传输至上级监控中心。在进风顺槽安装KJ120N监控分站,在工作面和进回风顺槽按规定安装各种传感器。对工作面瓦斯情况进行连续监测,并传入计算机系统。7、压风系统:矿井地面空压机房现装备BLEST-75W型空气压缩机2台,额定排气量10m3/min,额定排气压力0.7MPa,配用电机功率55kW。一趟953.5型无缝钢管,压风管路沿副立井敷设至井下,井下主管路采用953.5型无缝钢管,支管采用683.0型无缝钢管。各工作面每50米安设一个三通阀门,末端设有1020个自救袋,能满足井下发生灾
16、害时自救的用风需求。该压风系统经晋城市煤炭工业局验收合格。8、通讯系统矿井采用行政和调度合一的通信系统,地面调度室设程控交换机,通信线路在入井处装设熔断器和防雷电装置,井下的通信、信号和控制装置均采用本质安全型设备,通信电缆采用阻燃橡套电缆,为ZQ20500V 31.511.5通讯电缆。在工作面顺槽机头、中央变电所、大巷胶带机、井底车场、井下底板最高点标高处等设调度电话,井下电话采用本安型电话机。9、供水消防系统矿井地面设有静压消防洒水水池,容量600m3。在井底和井底车场连接处、机电硐室等附近,均设置消火栓,并在设置消火栓处同时存放有水龙带2条和DN15 mm的胶带输水管以及连接管件。另外,
17、运输大巷、运输顺槽每隔50 m、轨道巷每隔100 m设置带有DN50阀门和三通1套,平时用于冲洗巷道,发生火灾时可替代消火栓用,运输大巷、运输顺槽、轨道巷管路均采用DN50的无缝钢管。井底煤仓、各转载点设置了洒水器。工作面进风巷、回风巷、总进风巷、总回风巷设置了风流净化水幕。10、井下人员考勤定位系统为确保煤矿井下作业人员安全,自动检测下井时间、路径、作业地点等相关信息,设计采用KJ125型井下人员定位跟踪管理及考勤管理系统。由地面监控室、传输系统、井下定位分站及无线信息采集设备组成。地面监控室配置监控主机1台,服各器1台,数据传输接口1台,打印机1台,显示器1台,机房避雷器1台,不间断电源1
18、台,监控系统软件1套。地面至井下传输电缆采用四芯矿用阻燃通信电缆,井下主要巷道设置现场总线,在井口房、井底车场等候室,井下采掘工作面作业点设置井下定位分站。四、矿井周边矿井情况井田内无其它小煤矿开采,井田位于山西兰花科创股份有限公司伯方煤矿井田内东北部,高良煤业东南部与山西兰花高平百盛煤业有限公司相望。1、山西兰花科创股份有限公司伯方煤矿该矿始建于1980年,1993年投产,井田面积为27.5092km2,批准的可采煤层为3号、9号、15号煤层。现开采3号煤层,设计生产能力1.8Mt/a。矿井目前的生产盘区为一盘区和二盘区,一盘区现布置有3116综放工作面、3112备用工作面,3109运输顺槽
19、和回风顺槽综掘工作面正准备开掘;二盘区现布置有3203综放工作面,3207运输顺槽和回风顺槽综掘工作面正准备开掘。2、山西兰花高平百盛煤业有限公司山西兰花高平百盛煤业有限公司位于井田东部,由原山西高平王报煤业有限公司、山西高平百胜煤业有限公司和山西高平宝塔煤业有限公司整合而成。山西高平百盛煤业有限公司设计生产能力为900kt/a,井田面积6.9097 km2,批准的可采煤层为3号15号煤层。矿井四邻情况见相邻矿井关系位置图1-1-1。第二节 采区概况一、采区在井田中的位置该矿井田剩余采区为井田西部的二采区,现布置生产采区为二采区,在井田的西部,布置综放工作面位于采区西部的3206综放工作面。二
20、、采区可采储量和服务年限二采区剩余保有储量约为608万吨,可采储量为267万吨,服务年限约为4.3年。三、采区巷道布置及装备情况二采区布置为两翼开采,布置有采区运输大巷和采区回风大巷。运输大巷部分半圆拱断面,料石砌碹支护,净宽4m,直墙高度1.2m,净断面积为11.08m2,运输大巷部分半圆拱断面,料石砌碹支护,净宽3m,直墙高度1.0m,净断面积为6.53m2,运输大巷部分为矩形断面,宽4.2 m,高2.9 m,断面积为12.18 m2;回风大巷部分梯形断面,12号工字钢棚支护,上宽2.8 m,下宽3.2,净高2.5m,净断面积为7.5m2,回风大巷部分为矩形断面,宽3.6 m,高2.7 m
21、,断面积为9.72m2;3206运输顺槽采用锚网支护,矩形断面,净断面积为8.88m2,净宽3.7m,净高2.4m,沿着煤层底板布置;3206回风顺槽采用锚网支护,矩形断面,净断面积为8.88m2,净宽3.7m,净高2.4m,沿着煤层底板布置。大巷运输采用DSJ80/230型伸缩式胶带运输机运输煤炭,电机功率为230kW,输助运输采用JD-1型调度绞车牵引矿车运输,电机功率为11.4kW。四、采区生产系统1、运煤系统3206回采工作面的煤由工作面前后部刮板输送机经过运输顺槽转载机、破碎机至3206运输顺槽DSJ80/2*30型可伸缩胶带输送机和运输大巷胶带输送机(DSJ80/2*30,30kW
22、),再经上仓胶带巷胶带输送机(DSJ80/2*30)转至主立井箕斗运至地面。2、辅助运输系统3206工作面所需的设备及材料,由副立井、井底车场、联络巷(人工推车)、运输大巷、联络巷、3206回风顺槽运至3206工作面。3、采区通风新鲜风主立井(副立井)运输大巷运输顺槽3206工作面。乏风3206回风顺槽回风大巷回风立井地面。4、采区排水根据提供的二采区及3206工作面地质情况说明,预测3206工作面正常涌水量10m3/h左右,最大涌水量20m3/h。3206工作面、运输顺槽和回风顺槽的积水汇集至顺槽低洼处,由低洼处小水泵排至运输大巷临时水仓,由小水泵排至中央水仓,顺槽和大巷临时水仓小水泵型号为
23、BQW25-40-5.5,电机功率为5.5kW,排水能力20m3/h,额定电压为660V,再由中央水泵房主水泵排至地面。5、采区供电采区变电所利用已有KBSG-800/10/0.69kV,800kVA型和KBSG-630/10/0.69kV,630kVA矿用隔爆干式变压器各一台供回采和掘进工作面除局扇以外的设备用电;另有 KBSG2-T-100/10/0.69、KBSG-100/10型变压器各一台,专供局部扇风机供电,形成“三专、两闭锁”供电。第三节 地质特征结合矿方现开采采区巷道揭露情况及地质报告说明书,现将开采的二采区采区地质特征介绍如下:一、采区地层根据区域地层及井田钻孔以及现有采区巷道
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