平煤集團(tuán)**礦庚一采區(qū)設(shè)計(jì)說明書
平煤集團(tuán)**礦庚一采區(qū)設(shè)計(jì)說明書
**礦總辦室
二00四年十月
庚一采區(qū)設(shè)計(jì)說明書
編 制：沈五名 王 輝
楊洪賓 祁幸娟
王校有 朱建軍
總辦主任： 沈五名
副 總： 寇愛民
總工程師： 歐陽廣斌
平煤集團(tuán)**礦
二00四年十月
目 錄
第一篇 采 區(qū) 設(shè) 計(jì)
第一章 礦井地質(zhì)概況 ------------------------------------------1
第一節(jié) 礦井概況 ---------------------------------------------1
第二節(jié) 煤層特征及地質(zhì)構(gòu)-------------------------- ---- -----2
第二章 一水平基本情況 -------------------------------- -------3
第一節(jié) 概述 -------------------------------------------------3
第二節(jié) 一水平各生產(chǎn)環(huán)節(jié)描述------------------- -- - -------5
第三章 二水平基本情況-------------------------- -------------8
第一節(jié) 概述 ------------------------------------------- -----8
第二節(jié) 二水平各生產(chǎn)環(huán)節(jié)描述-------------------- ---------9
第四章 設(shè)計(jì)采區(qū)概況 ------------------------------------------11
第一節(jié) 庚一采區(qū)的范圍及井上下情況 -------------- ------11
第二節(jié) 庚一采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造 -----------------------------------12
第三節(jié) 煤層賦存、煤質(zhì)及儲(chǔ)量-----------------------------12
第四節(jié) 煤層頂?shù)装逄卣?--------------------------------------14
第五節(jié) 其它開采技術(shù)條件-----------------------------------14
第五章 采區(qū)開拓方案及巷道布置---------------------------17
第一節(jié) 庚一采區(qū)開拓方案選擇-----------------------------17
第二節(jié) 巷道布置-----------------------------------------------22
第六章 采區(qū)生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及采掘關(guān)系 ------------24
第一節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限--------------------------24
第二節(jié) 采掘關(guān)系----------------------------------------------24
第七章 采煤方法、采面裝備及采區(qū)生產(chǎn)能力核算--- --25
第一節(jié) 采煤方法及采在布置-------------------------------25
第二節(jié) 采面裝備----------------------------------------------25
第三節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)能力核算----------------------------------26
第八章 通風(fēng)方案選擇-----------------------------------------27
第一節(jié) 二水平通風(fēng)概況-------------------------------------27
第二節(jié) 通風(fēng)方案選擇----------------------------------------27
第九章 采區(qū)運(yùn)輸 -----------------------------------------------31
第一節(jié) 煤炭運(yùn)輸----------------------------------------------31
第二節(jié) 輔助運(yùn)輸----------------------------------------------31
第三節(jié) 采區(qū)主膠帶運(yùn)輸機(jī)選型計(jì)算------------ ----------37
第十章 采區(qū)排水----------------------------------------------42
第十一章 庚一采區(qū)供電--------------------- -------------------44
第十二章 采區(qū)壓風(fēng)與供水------------------- ------------------45
第十三章 采區(qū)開拓工程排隊(duì)---------------- ------------------45
第十四章 庚一采區(qū)投資估算及收益-------------------------45
第十五章 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)-----------------------------53
第二篇 安 全 專 篇
第一章 礦井通風(fēng)-----------------------------------------------55
第一節(jié) 概況 ---------------------------------------------------55
第二節(jié) 礦井風(fēng)量和負(fù)壓-------------------------------------56
第三節(jié) 庚一采區(qū)投產(chǎn)后通風(fēng)能力分析-------------------56
第二章 瓦斯災(zāi)害防治------------------------------------------57
第一節(jié) 概述 ----------------------------------------------------57
第二節(jié) 防止瓦斯積聚的技術(shù)措施--------------------------58
第三節(jié) 預(yù)防瓦斯爆炸的技術(shù)措施--------------------------62
第三章 粉塵危害防治 ------------------------------------------65
第一節(jié) 綜合防塵設(shè)計(jì) ----------------------------------------65
第二節(jié) 減少煤塵產(chǎn)生、防止浮游煤層塵飛-------------69
第三節(jié) 防止沉積煤塵重新飛揚(yáng)并參與爆炸的
技術(shù)措施----------------------------------------------69
第四節(jié) 防止產(chǎn)生引爆火源----------------------------------70
第五節(jié) 防止煤塵爆炸事故擴(kuò)大的措施-------------------70
第四章 防滅火及灌漿-----------------------------------------71
第一節(jié) 灌漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)----------------------------------------71
第二節(jié) 庚一采區(qū)內(nèi)因火災(zāi)防治措施 ----------------------72
第三節(jié) 庚一采區(qū)外因火災(zāi)防治及裝備-------------------73
第五章 防治水--------------------------------------------------81
第一節(jié) 庚一采區(qū)水文安全條件分析----------------------81
第二節(jié) 庚一采區(qū)排水能力----------------------------------81
第三節(jié) 礦井排水能力----------------------------------------84
第四節(jié) 防治水建議及措施----------------------------------85
第六章 其它災(zāi)害的防治--------------------------------------87
第一節(jié) 頂板災(zāi)害的防治-------------------------------------87
第二節(jié) 提升運(yùn)輸事故防治措施及裝備-------------------88
第三節(jié) 電氣事故防治措施及裝備-------------------------90
第七章 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)計(jì)------------------------------------92
第一節(jié) 概述-----------------------------------------------------92
第二節(jié) 監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的確定--------------------------------------93
第三節(jié) 庚一采區(qū)各類傳感器裝備--------------------------94
第四節(jié) 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控和傳輸設(shè)備選擇--------------------95
第五節(jié) 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性分析--------------96
前 言
**礦于五八年投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬噸/年，經(jīng)多次技術(shù)改造和生產(chǎn)布局優(yōu)化調(diào)整，年生產(chǎn)能力已達(dá)260萬噸以上，成為集團(tuán)公司主力骨干礦井之一。因此**礦的穩(wěn)產(chǎn)對(duì) 集團(tuán)公司的持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提高起著重要作用。目前，全礦共有一水平丁九、戊九和二水平己一東翼、己三四個(gè)采區(qū)生產(chǎn)，其中丁九采區(qū)剩余4個(gè)工作面，圈定儲(chǔ)量320.4萬噸，由于受戊九采區(qū)戊8—19190面采動(dòng)影響，3個(gè)工作面暫時(shí)無法回采。為了穩(wěn)定全礦產(chǎn)量，根據(jù)**礦各煤層開采情況，考慮庚組煤煤質(zhì)需和丁、戊組煤配采，經(jīng)請(qǐng)示集團(tuán)公司，同意**礦開采庚組煤，并將庚一采區(qū)作為丁九采區(qū)的接替采區(qū)。此次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容即是庚一采區(qū)設(shè)計(jì)。
**礦庚一采區(qū)東到一、二礦井田技術(shù)邊界，西、南至三、**礦井田技術(shù)邊界，北至工業(yè)廣場(chǎng)北部煤柱線。全區(qū)走向長(zhǎng)2000m，傾斜長(zhǎng)1150m，面積2.3Km2，地面標(biāo)高+180～+407m，回采標(biāo)高－280m～－450m，回采深度460～825m，主采庚20煤層。在此范圍內(nèi),工業(yè)儲(chǔ)量650.9萬噸，可采儲(chǔ)量190萬噸。
根椐地質(zhì)部門提供的資料，庚一采區(qū)屬低瓦斯采區(qū)，通過通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算，經(jīng)多個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，庚一采區(qū)按兩條下山開拓，一條皮帶下山，一條軌道下山，軌道和皮帶下山均位于庚20煤層中，皮帶下山進(jìn)風(fēng)，軌道下山回風(fēng)。
庚一采區(qū)總開拓工程量3200m，其中，煤巷2280m，巖巷920m。共布置4個(gè)工作面，工作面走向長(zhǎng)900多米，采長(zhǎng)200米。
按**礦生產(chǎn)接替要求，庚一采區(qū)首采面必須在2005年3月移交投產(chǎn)，盡管庚一采區(qū)開拓工程量較少，要保證生產(chǎn)正常接替，工期已較為緊張，因此庚一采區(qū)工程必須及早開工。基于此，現(xiàn)將庚一采區(qū)設(shè)計(jì)呈報(bào)，垂盼公司領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)處室盡早批復(fù)，以便工程及早動(dòng)工。
** 礦
二00四年十月二日
設(shè)計(jì)圖紙目錄
1、庚一采區(qū)開拓方案一平面圖 1∶2000
2、庚一采區(qū)開拓方案一剖面圖 1∶2000
3、庚一采區(qū)開拓方案二平面圖 1∶2000
4、庚一采區(qū)開拓方案二剖面圖 1∶2000
5、庚一采區(qū)巷道布置、儲(chǔ)量圈定平面圖 1∶2000
6、庚一采區(qū)首采面布置圖 1∶2000
7、庚一采區(qū)煤、矸、料及行人綜和能力圖 1∶2000
8、庚一采區(qū)機(jī)械設(shè)備配備圖 1∶2000
9、庚一采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖（容易時(shí)期） 1∶2000
10、庚一采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖（困難時(shí)期） 1∶2000
11、庚一采區(qū)供電系統(tǒng)示意圖
12、庚一采區(qū)通訊系統(tǒng)示意圖
13、庚一采區(qū)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖 1∶2000
14、庚一采區(qū)灌漿系統(tǒng)圖 1∶2000
15、工作面灌漿系統(tǒng)示意圖
16、庚一采區(qū)避災(zāi)路線圖 1∶2000
第一篇 采區(qū)設(shè)計(jì)
第一章 礦井地質(zhì)概況
第一節(jié) 礦井概況
一、交通位置
**礦位于平頂山礦區(qū)中部，距市中心約6Km。礦區(qū)有專用鐵路與國(guó)鐵孟平、焦枝線相連，公路四通八達(dá)，交通十分便利。
二、自然地理
區(qū)內(nèi)為低山丘嶺地形，地面標(biāo)高+160～+400m之間，最高點(diǎn)擂鼓臺(tái)和井田外的龍山、落鳧山、平頂山呈近東西方向分布，形成沙河與汝河的自然分水嶺，區(qū)內(nèi)無常年性河流，僅有一些垂直于地層走向的沖溝，雨季有水、旱季斷流。
三、氣象
據(jù)平頂山氣象站資料，平頂山地區(qū)平均年降雨量為810.8mm，雨季一般在6～9月份，年蒸發(fā)量為960.8～1361.5mm。干旱指數(shù)在1.5以上，屬干旱性大陸季風(fēng)氣候，平均絕對(duì)濕度為13.5mb，平均相對(duì)濕度為67%，年平均氣溫150C，最高氣溫為42.60C(1960年8月19日),最低氣溫－15.30C(1958年元月16日)。從12月至來年2月氣溫最低,風(fēng)向多為北西和北東方向，以北西方向風(fēng)速最大，可達(dá)24m/s，相當(dāng)于九級(jí)大風(fēng)，降雪時(shí)間一般在11月至來年3月，最大積雪厚度30cm,歷年最早初凍時(shí)間為10月4日(1962年)，最晚解凍時(shí)間為4月18日(1962年)；凍土最大深度為22cm。
第二節(jié) 煤層特征及地質(zhì)構(gòu)造
一、煤層特征
區(qū)內(nèi)煤層分別貯藏于石炭系太原群，二迭系山西組及上下石盒子組,煤系地層總厚度780m，共含煤7組數(shù)十層，其中可采煤層自上而下分別為:丁5、丁6(或丁56合層)，戊8、戊9、戊10(或戊910合層)，己15、己16、己17(或己1617合層)，庚20煤層，共9層，總厚度16.7～19m。丙3、丁4局部達(dá)可采厚度，只有淺部由小煤窖開采。煤的變質(zhì)程度隨深度增加而增加，炭化程度逐漸增高，灰分、揮發(fā)分逐漸減少；從煤質(zhì)牌號(hào)來分，丁、戊組煤為動(dòng)力用煤，己組煤為煉焦用煤，庚組煤因含硫量高為非煉焦煤。
下面將本次設(shè)計(jì)所涉及的庚組煤介紹如下:
庚20煤層:庚20煤層屬較穩(wěn)定煤層，煤層厚度一般為0.5～2.5m，平均厚度1.8m，煤層傾角60~170，平均120。庚20煤層上距己1617煤層46.29～65.14m，平均51.9m。
二、地質(zhì)構(gòu)造
本井田位于平頂山煤田李口集向斜之西南翼，諸葛廟背斜的東北翼，基本上是一個(gè)走向北西，傾向北東，傾角平緩的單斜構(gòu)造。
在一水平開采的范圍內(nèi)，根據(jù)開采過程中實(shí)際揭露的地質(zhì)構(gòu)造,丁戊組煤層中落差大于10m的斷層僅二條，常見斷層落差一般不超過5m，其中在丁七采區(qū)下山揭露的F1號(hào)正斷層為最大，落差為28m，走向近北，傾角530。一水平中一般戊組煤中斷層比丁組多，落差也比丁組大。
從二水平回采期間揭露的地質(zhì)資料看，二水平近走向斷層較多，二水平的斷層比一水平多，落差也比一水平大，其中已一采區(qū)上部揭露的F5號(hào)正斷層和F9號(hào)逆斷層，落差分別達(dá)到34m和26m。
第二章 一水平基本情況
第一節(jié) 概述
**礦一水平原由武漢設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，于1955年11月開始興建，1958年8月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬噸/年，一水平井底標(biāo)高±0m。1975年開始對(duì)礦井進(jìn)行環(huán)節(jié)改造，更換了一水平主井絞車及箕斗，井底增加了三個(gè)緩沖煤倉(cāng)，擴(kuò)大了一水平下邊界，將大巷的列車運(yùn)輸方式全部改為皮帶化運(yùn)輸?，F(xiàn)在一水平的年生產(chǎn)能力約在120萬噸/年左右。
原設(shè)計(jì)一水平開發(fā)范圍為：東以36勘探線與一礦為界，西以42勘探線西70m與六礦相鄰，南至煤層風(fēng)化帶，北至－100m煤層底板等高線。75年對(duì)礦井改造時(shí)將一水平丁戊組下邊界擴(kuò)大到－265m標(biāo)高，82年又將一水平丁戊組下邊界擴(kuò)大到－450m標(biāo)高，96年又將丁、戊組煤下邊界擴(kuò)大到－520m標(biāo)高。
一水平只開采丁、戊兩個(gè)煤組、五個(gè)煤層。在上述范圍內(nèi)截止2003年底剩余工業(yè)儲(chǔ)量2530萬噸，其中丁九采區(qū)585.4萬噸、戊九采區(qū)1944.6萬噸；可采儲(chǔ)量1747.6萬噸，其中丁九采區(qū)377.9萬噸，戊九采區(qū)1369.7萬噸。一水平按現(xiàn)在年生產(chǎn)能力120萬噸計(jì)算,尚有服務(wù)年限11.6年。
一水平的開拓方式為：一對(duì)中央立井，集中大巷，區(qū)內(nèi)分組集中下山，采面走向長(zhǎng)壁后退開采的開拓方式。
目前，一水平有丁九、戊九兩個(gè)正規(guī)生產(chǎn)采區(qū)。
第二節(jié) 一水平各生產(chǎn)環(huán)節(jié)描述
一、井筒提升
1.主井：一水平主井擔(dān)負(fù)著丁戊組煤炭的提升任務(wù)，井筒直徑5m,井口標(biāo)高+203.1m，提升高度238m，提升絞車為XKT2×3.5×1.7B—20型提升機(jī)，配以EFUDQ日本產(chǎn)800千瓦電機(jī)，六噸箕斗，2003年核定提升能力155萬噸
2.付井:付井擔(dān)負(fù)著一、二水平輔助提升任務(wù)，井筒直徑6m、井口標(biāo)高+203.1m，一水平提升高度203m，二水平提升高度468m，井筒原安裝一套兩噸單車單層罐籠，采用2JK—4/10.5型絞車提升,配以YR143/49─16型630KW電機(jī)一臺(tái)，九四年將原來的單層單車罐籠改換為雙層單車罐籠，單層提物，雙層提人。2003年核定提升能力365萬噸/年。
3、東風(fēng)井：原為一水平總回風(fēng)斜井，九三年改為進(jìn)風(fēng)井，井口標(biāo)高+197.0m，井底標(biāo)高±0，傾角25°，斜長(zhǎng)460m，采用半圓拱料石砌碹及錨噴支護(hù)，凈斷面13.8m2，東風(fēng)井兼作一、二水平輔助提升之用,采用JK—2.5/30型絞車提升，配以JR157—8型320KW電機(jī)一臺(tái)。
二.通風(fēng):
一水平采用中央邊界式通風(fēng)，原為壓入式，八四年六月改為抽出式,由東風(fēng)井回風(fēng)。九三年改為丁九風(fēng)井回風(fēng)，仍為抽出式，安裝兩臺(tái)2AGF606—2.20—1.30—2型安全高效軸流式通風(fēng)機(jī),目前，一水平總進(jìn)風(fēng)量6722m3/min,負(fù)壓為4600pa。
三.煤炭運(yùn)輸
一水平丁戊組煤經(jīng)工作面機(jī)巷皮帶轉(zhuǎn)入采區(qū)下山皮帶，再經(jīng)采區(qū)煤倉(cāng)裝到集中下山皮帶拉到一水平井底緩沖煤倉(cāng)(煤倉(cāng)3個(gè)總?cè)萘?40噸)，經(jīng)主井箕斗提到地面外運(yùn)。
四、材料、設(shè)備及矸石運(yùn)輸:
一水平生產(chǎn)中，所需各種材料、設(shè)備由付井下到二水平井底車場(chǎng)或由東風(fēng)井下到一水平井底車場(chǎng)，由電機(jī)車經(jīng)主要石門、大巷運(yùn)到采區(qū)上車場(chǎng)，再由采區(qū)軌道下山絞車將材料設(shè)備送至各用料地點(diǎn)。矸石運(yùn)輸與材料運(yùn)輸方向相反。一水平綜采設(shè)備主要由東風(fēng)井上下。
五、排水
一水平的水都經(jīng)丁戊組石門流入二水平井底水倉(cāng)，由二水平井底直接排到地面。
六、壓風(fēng)
一水平壓風(fēng)由安裝于地面壓風(fēng)機(jī)房的5臺(tái)5L—40/8型空壓機(jī)供風(fēng)，最大風(fēng)量160m3/min，壓風(fēng)通過鋪設(shè)在付井井筒中的直徑為8英寸的總壓風(fēng)管送至各用風(fēng)地點(diǎn)。
七、供電
**礦地面建有一個(gè)35KV降壓站，35KV架空線由一礦經(jīng)**礦35KV降壓站到謝莊降壓站，形成兩趟供電回路，**礦降壓站裝設(shè)兩臺(tái)8000KVA變壓器，全礦一水平的變壓器在14000KVA左右,實(shí)際負(fù)荷為5400～6000KVA，地面變電所至一水平中央變電所為兩條ZQD50—1502—400m×2和一條ZQD50—1852—560m共三條銅芯鎧裝電纜供電，從采區(qū)變電所到各綜采工作面和綜掘工作面移動(dòng)變電站均采用6KV高壓供電，從采區(qū)變電所到其它地點(diǎn)一般采用660V和127V供電。
第三章 二水平基本情況
第一節(jié) 概述
**礦二水平主要開采己組煤，于一九八五年十二月建成投產(chǎn)。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬噸/年，二水平井底標(biāo)高為－265m，原設(shè)計(jì)劃分為五個(gè)采區(qū)，后根據(jù)全區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造及開采情況，對(duì)原來的采區(qū)重新作了劃分，將原來的五個(gè)采區(qū)劃分為己一采區(qū)和己一采區(qū)擴(kuò)大部分開采，擴(kuò)大部分工程于86年初開工，88年完工，目前己一采區(qū)上山部分己經(jīng)開采完畢，下山擴(kuò)大部分西已回采結(jié)束，東翼正在回采。九七年設(shè)計(jì)開發(fā)二水平己三采區(qū)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬噸/年，目前己三采區(qū)下部開拓工程尚未完工。
原設(shè)計(jì)二水平開采范圍為：東以36勘探線與一礦為界，西以42勘探線西690m與六礦為界，南以－55m底板等高線為界，北以－450m煤層底板等高線為界。九七年將二水平下部開采標(biāo)高延深到－600m。目前二水平實(shí)際回采下部標(biāo)高為－590米。
二水平開采己組煤三個(gè)煤層，在上述范圍內(nèi)截止2003年底剩余工業(yè)儲(chǔ)量3159.3萬噸，其中己一東翼713.5萬噸，己三采區(qū)2445.8萬噸；可采儲(chǔ)量2180.4萬噸，其中己一東翼501.5萬噸，己三采區(qū)1678.9萬噸；二水平生產(chǎn)能力按120萬噸/年計(jì)算,尚可服務(wù)18.2年。
二水平的開拓方式為：中央一對(duì)主付井，邊界集中風(fēng)井，采區(qū)上下山開拓。
第二節(jié) 二水平各生產(chǎn)環(huán)節(jié)描述
一、井筒提升
1、主井：二水平主井為新作主井，井筒直徑5.1m，井深478m，提升高度456.5m，采用6噸雙箕斗多繩摩擦輪提升，2003年核定提升能力137萬噸/年。
2.付井：二水平付井是將一水平付井延深到－265m，提升高度468m。
3.南風(fēng)井：南風(fēng)井原為二水平回風(fēng)井，2000年改為進(jìn)風(fēng)井，井筒直徑4.5m，井深220m。
4己三風(fēng)井：位于工業(yè)廣場(chǎng)煤柱北部，擔(dān)負(fù)二水平回風(fēng)，井筒直徑5m，井深580m，安裝兩臺(tái)BDK—8—NO.30—2×500型風(fēng)機(jī)。
二、通風(fēng)
二水平采用抽出式通風(fēng)，新風(fēng)從主付井進(jìn)入井下，經(jīng)二水平井底車場(chǎng)，大巷和采區(qū)上下山到各用風(fēng)地點(diǎn)，乏風(fēng)由采區(qū)的回風(fēng)上下山到己三風(fēng)井，經(jīng)己三風(fēng)井排至地面。目前二水平總風(fēng)量為7300m3/min，負(fù)壓2800pa。
三、煤炭運(yùn)輸
煤由工作面機(jī)巷皮帶轉(zhuǎn)入采區(qū)下山皮帶，分別經(jīng)己三皮帶暗斜井和東翼皮帶平巷到二水平主井底煤倉(cāng)，由二水平主井提到地面。
四、材料、設(shè)備及矸石運(yùn)輸
二水平生產(chǎn)所需各種材料設(shè)備由付井下到二水平井底車場(chǎng)，經(jīng)運(yùn)輸平巷或斜巷到采區(qū)上下車場(chǎng)，由采區(qū)軌道上下山絞車將材料、設(shè)備送到所需地點(diǎn)，二水平綜采設(shè)備主要由東風(fēng)井上下。
五、排水
二水平采用一級(jí)排水，選用200D—65×9型水泵五臺(tái)，配850KW電機(jī)，排水管選用Φ273×10無縫鋼管三趟，從二水平井底中央水泵房直接排到地面，采區(qū)水直接排到二水平井底中央水倉(cāng)。
六、供電
**礦二水平的用電來源于地面工業(yè)廣場(chǎng)的35KV降壓站，二水平的供電共有三條線路，其中兩條ZQD50—1502—670m×2和一條ZGD42—1502—700m銅芯鎧裝電纜。二水平中央變電所至采區(qū)變電所采用6KV高壓供電。
第四章 設(shè)計(jì)采區(qū)概況
本設(shè)計(jì)為**礦二水平庚一采區(qū)設(shè)計(jì)，庚一采區(qū)系丁九采區(qū)的接替采區(qū)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為45萬噸/年，設(shè)計(jì)工作制度為：年工作300天,日提升時(shí)間14小時(shí)，"三八"工作制，兩班半生產(chǎn)，半班檢修。
第一節(jié) 庚一采區(qū)的范圍及井上下情況
從**礦井田范圍內(nèi)庚組煤的開采標(biāo)高看，開采上限標(biāo)高為－280m，下限標(biāo)高－1000m，開采垂深較大，為了便于開采我們將分區(qū)開采。根據(jù)我礦上部己組煤回采情況，考慮工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱影響，結(jié)合采面布置，我礦準(zhǔn)備先開采以下三點(diǎn)連線以上庚20煤層.三點(diǎn)坐標(biāo)分別為：1、x=3740770，y=38431015；2、x=3740345、y=38432003；3、x=3740040、y=38432695，并將上述三點(diǎn)連線以上區(qū)域劃為庚一采區(qū)。
庚一采區(qū)東到一、二礦井田技術(shù)邊界，西、南至三、**礦井田技術(shù)邊界，北以上述三點(diǎn)坐標(biāo)連線為界。全區(qū)走向長(zhǎng)2000m，傾斜長(zhǎng)1150m，面積2.3Km2，地面標(biāo)高+180～+407m，回采標(biāo)高－280m～－450m，開采深度460～825m，主采庚20煤層。全區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量244萬噸，可采儲(chǔ)量190萬噸，圈定儲(chǔ)量167萬噸。
本區(qū)地表屬于低山丘嶺地形，以擂鼓臺(tái)、小擂鼓臺(tái)為分水嶺、向南北皆為下坡，南坡較陡，角度40度左右；北坡較緩，角度8～20度；擂鼓臺(tái)與小擂鼓臺(tái)之間為一較大沖溝，方向近北，向北漸趨平緩，擂鼓臺(tái)西南為一馬鞍地形，山坡有零星果樹和雜木，由于該區(qū)地表屬低山丘嶺地形，交通不便，沒有大的建筑和設(shè)施，只是分布著零星的村莊，從南到北有褚莊、劉溝、萬家、下晉溝、余家、上晉溝等。本區(qū)地面無大面積積水，季節(jié)性水流多沿沖溝至山上而下，流向南部，最后流向湛河。
一水平丁戊組煤層下部回采邊界已超過該區(qū)下部邊界，故該區(qū)回采對(duì)丁戊組煤不產(chǎn)生影響。
第二節(jié) 庚一采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造
本采區(qū)鉆孔對(duì)構(gòu)造控制程度較差，所有鉆孔均未揭露構(gòu)造，但從三礦庚四采區(qū)及**礦己一采區(qū)回采情況分析，該區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，同沉積斷層較發(fā)育，板舌狀構(gòu)造可能成為**礦開采庚組煤層的一大特點(diǎn)，采區(qū)內(nèi)構(gòu)造以正斷層為主，落差一般以0.5～3m為主，其中F1正斷層走向46～550，傾向136～1550，傾角550，落差1.1～2.5m，位于采區(qū)中部，影響長(zhǎng)度760余米；F2正斷層,走向305～3100，傾向35～400，傾角620，落差2m，位于采區(qū)中部，影響長(zhǎng)度390余米。上述斷層均為己一采區(qū)揭露。在采區(qū)中部有小褶曲存在，向斜軸走向?yàn)楸睎|向，在向斜兩翼，構(gòu)造發(fā)育，頂板較破碎，煤層傾角變化較大，對(duì)生產(chǎn)影響較大。
第三節(jié) 煤層賦存、煤質(zhì)及儲(chǔ)量
一、煤層賦存情況
1、庚20煤層:庚20煤層厚度一般為0.5～2.5m，平均厚度1.8m，局部受板舌狀構(gòu)造影響，煤厚可達(dá)3.5m，煤層可采系數(shù)92％，變異系數(shù)0.23，屬較穩(wěn)定煤層。庚20煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，含夾矸1～４層，厚度0.08～0.63ｍ，平均厚度0.16m，煤層走向76～1250，傾向346～350，煤層傾角6～170，平均120。庚20煤層上距己1617煤層46.29～65.14m，平均51.9m。
二、煤質(zhì)
庚一采區(qū)庚20煤層的物理特征見表4-1
物理特征表 表4-1
庚一采區(qū)庚20煤層的工業(yè)性指標(biāo)見表4-2
工業(yè)性指標(biāo)表 表4-2
三、儲(chǔ)量
在本區(qū)范圍內(nèi),儲(chǔ)量級(jí)別的劃分：A級(jí)750m；B級(jí)1500m；C級(jí)3000m；利用數(shù)字求積儀拉三次以上求得平均面積，容重采用1.35g/cm3,地?fù)p系數(shù)按0.1計(jì)算，塊段可采儲(chǔ)量按薄、中、厚規(guī)定回采率計(jì)算，按照上述計(jì)算方法得庚一采區(qū)儲(chǔ)量為表4-3
儲(chǔ)量匯總表 表4-3
第四節(jié) 煤層頂?shù)装逄卣?/p>
本采區(qū)庚20煤層頂板為石灰?guī)r，乳狀構(gòu)造發(fā)育，頂板面呈凹凸不平狀，堅(jiān)硬完整，回采期間不易冒落，預(yù)計(jì)隨著回采深度的增加，頂板面可能逐漸趨于平整。庚20煤層底板以砂質(zhì)泥巖為主，局部為泥巖，底板面較為平整。煤層頂?shù)装逄卣髟斠姳?-4
第五節(jié) 其它開采技術(shù)條件
一、煤層瓦斯
由于庚組煤層勘探程度較低，瓦斯含量資料較少，從三礦庚四采區(qū)回采情況分析，煤層瓦斯不是太大，瓦斯絕對(duì)涌出量為1.2m3/min，屬低瓦斯煤層，但隨著開采深度的增加，煤層瓦斯含量會(huì)逐漸增大。
煤層頂?shù)装逄卣鞅?nbsp; 表4-4
二、自然發(fā)火:
庚20煤層自燃發(fā)火資料較少，相鄰二礦庚二采區(qū)庚20煤層自燃發(fā)火期為4～6個(gè)月，生產(chǎn)時(shí)要采取相應(yīng)的防滅火措施。
三、煤塵爆炸指數(shù)
由于本采區(qū)庚組煤層沒有進(jìn)行過煤塵爆炸性試驗(yàn)，缺少煤塵爆炸指數(shù)。三礦庚四采區(qū)庚組煤層爆炸指數(shù)為32％～41.7％,該煤層具有爆炸危險(xiǎn)性，生產(chǎn)時(shí)要采取防止煤塵爆炸的措施。
四、地溫
**礦恒溫帶溫度為17.2oc，恒溫深度為25m，地溫增溫率為3.29oc/百米，庚20煤層埋深460～825m，理論地溫溫度為31.5～43.5oc，地溫偏高，因此在掘進(jìn)和回采過程中,一定要加強(qiáng)通風(fēng),采取有效的降溫措施,以改善工作環(huán)境條件。
五、水文地質(zhì)
本區(qū)以擂鼓臺(tái)為分水嶺，形成南北低中間高的地形，因此地表水系不發(fā)育，季節(jié)性水流難以聚集，地面的小型集水體對(duì)井下影響不大，故采區(qū)涌水主要為頂板的Ｌ5和底板的L6、L7灰?guī)r裂隙水，三礦庚四采區(qū)及周圍小窯的老空積水，正常涌水量162m3/h，最大涌水量為275m3/h。
第五章 采區(qū)開拓方案及巷道布置
第一節(jié) 庚一采區(qū)開拓方案選擇
1、下山條數(shù)選擇
根據(jù)現(xiàn)有資料和臨近礦井回采揭露瓦斯情況分析，庚一采區(qū)為低瓦斯采區(qū)，該區(qū)通風(fēng)距離又短，通風(fēng)阻力小，因此我們選擇軌道和皮帶兩條下山開拓。若開采過程中瓦斯涌出較大，可將現(xiàn)有己一西翼皮帶下山或軌道下山改為專用回風(fēng)，實(shí)現(xiàn)兩進(jìn)一回通風(fēng)系統(tǒng)。
2、開拓方案選擇
經(jīng)過我們對(duì)相鄰礦井庚組煤巷道支護(hù)及其維護(hù)狀況調(diào)查，考慮到**礦礦井排矸能力，采區(qū)接替時(shí)間要求，投資經(jīng)濟(jì)效益等綜合因素，結(jié)合**礦現(xiàn)有下山布置及使用情況，并考慮到深部庚組煤的開發(fā)，我們提出了多個(gè)技術(shù)上可行的開拓方案，經(jīng)過對(duì)各方案大量的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析后，選出了兩個(gè)技術(shù)較為先進(jìn)的方案。
方案一、用現(xiàn)有己一采區(qū)西翼皮帶下山作為庚20煤出煤皮帶下山，采用區(qū)段石門與采面連接。沿庚20組煤層作軌道下山，坡度80，沿煤層作片盤與采面連接。軌道下山采用全錨支護(hù)，矩形斷面，凈斷面3.6×2.4＝8.64m2，下山長(zhǎng)度1150m。軌道下山用作行人、運(yùn)料、排矸、回風(fēng)，皮帶下山用作運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)。軌道下山和皮帶下山中心距30m，皮帶下山位于東側(cè)，軌道下山位于西側(cè)。見庚一采區(qū)開拓方案一平、剖面圖。
方案二、沿庚20煤作軌道、皮帶下山，坡度80，均采用全錨支護(hù)，矩形斷面，凈斷面3.6×2.4＝8.64m2。軌道下山長(zhǎng)度為1150m。沿煤層作片盤與軌道下山連接；皮帶下山長(zhǎng)度為1050m，作跨軌道下山石門將采面與皮帶勾通。軌道下山用作行人、運(yùn)料、排矸、回風(fēng)，皮帶下山用作運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)。軌道下山和皮帶下山中心距30m，皮帶下山位于東側(cè)，軌道下山位于西側(cè)。見庚一采區(qū)開拓方案二平、剖面圖。
方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表
方案一、二工程量及費(fèi)用比較表
經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，上述兩方案無論是優(yōu)缺點(diǎn)比較還是經(jīng)濟(jì)投資都沒有較大差別，如若考慮掘進(jìn)出煤售煤與投資相抵，方案二比方案一少投資200萬元左右。方案一巖石工程量比較大，根據(jù)**礦的排矸能力，目前排矸相當(dāng)緊張，三水平開工后，排矸更是緊張，開采庚組煤應(yīng)盡量少排矸石。方案一利用己一西翼皮帶下山作為皮帶下山，目前己一西翼皮帶下山鋪有猴車，猴車能否撤出，需等三水平上部乘人皮帶暗斜井定案以后確定。基于上述原因，經(jīng)過組織**礦工程技術(shù)人員和礦領(lǐng)導(dǎo)研究，均認(rèn)為方案二比較好，比較切合**礦實(shí)際，建議按方案二施工。
另外，由于庚一采區(qū)儲(chǔ)量較少，服務(wù)年限短，待庚一采區(qū)采完后，我們將繼續(xù)開采下部庚二采區(qū)庚20煤層。即從庚一采區(qū)軌道下山下部沿庚20煤層等高線作庚二采區(qū)上部平車場(chǎng)，到下山集中保護(hù)煤柱內(nèi)作庚二采區(qū)軌道下山，作為輔助運(yùn)輸。從庚一采區(qū)皮帶下山下部沿庚20煤層等高線作庚二采區(qū)上部轉(zhuǎn)載平巷，到下山集中保護(hù)煤柱內(nèi)作庚二采區(qū)皮帶下山，作為煤炭運(yùn)輸。或者將己三采區(qū)皮帶暗斜井下延至庚20煤層，作為煤炭運(yùn)輸。見方案二虛線巷道，下部庚20煤層開采方案另行設(shè)計(jì)。
第二節(jié) 巷道布置
一、采區(qū)聯(lián)絡(luò)石門巷道布置
1、采區(qū)軌道下山上部聯(lián)絡(luò)石門
從二水平井底車場(chǎng)西大巷開口，以160下坡下扎作聯(lián)絡(luò)石門，見庚20煤后沿庚20煤層作庚一采區(qū)上部平車場(chǎng)。聯(lián)絡(luò)石門長(zhǎng)120m，凈寬3.2m，凈高2.8m，凈斷面7.86m2，半圓拱形，錨噴支護(hù)。上部平車場(chǎng)長(zhǎng)90m，凈寬4.2m，凈高2.4m，凈斷面10.1m2，矩形斷面，全錨噴支護(hù)。
2、采區(qū)皮帶下山上部聯(lián)絡(luò)石門
從二水平己一西翼運(yùn)輸平巷以150下坡下扎作聯(lián)絡(luò)石門，見庚20煤后作庚一采區(qū)皮帶下山，聯(lián)絡(luò)石門長(zhǎng)180m，凈寬3.2m，凈高2.8m，凈斷面7.86m2，半圓拱形，錨噴支護(hù)。
二、采區(qū)軌道、皮帶下山巷道布置
為了減少煤炭損失,少留下山煤柱,我們將庚一采區(qū)軌道下山、皮帶下山均布置在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱內(nèi)。為了方便片盤布置，減少巖石工程量，我們將軌道下山布置在西側(cè)，皮帶下山布置在東側(cè)，兩下山中心距30m。
第六章 采區(qū)生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及
采掘關(guān)系
第一節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限
一.采區(qū)生產(chǎn)能力確定:
由于庚20煤含硫量較高，需和丁戊組煤配采，根據(jù)庚20煤含硫量，庚20煤與丁戊組煤配比至少應(yīng)為1：2，考慮全礦井生產(chǎn)能力及一二水平丁戊庚己組煤的產(chǎn)量比例，同時(shí)考慮到**礦未開采揭露庚組煤，對(duì)庚組煤的賦存情況及水文地質(zhì)條件不十分清楚，加之庚一采區(qū)可采儲(chǔ)量較少，因此我們將庚一采區(qū)生產(chǎn)能力定為45萬噸/年。
二.采區(qū)服務(wù)年限:
庚一采區(qū)共有可采儲(chǔ)量190萬噸,根據(jù)采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,采區(qū)設(shè)計(jì)服務(wù)年限為:
Tn=C·Z/A=0.8×190/45=3.4年
式中:Tn─采區(qū)服務(wù)年限.年;
Z─采區(qū)可采儲(chǔ)量,萬噸;
A─設(shè)計(jì)采區(qū)生產(chǎn)能力,萬噸/年;
C─采區(qū)回采率。
第二節(jié) 采掘關(guān)系
庚一采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為45萬噸/年,布置一個(gè)采煤工作面生產(chǎn),為了確保采面正常接替,設(shè)計(jì)安排2個(gè)煤巷掘進(jìn)頭。采面、掘進(jìn)頭的機(jī)械裝備情況詳見機(jī)械設(shè)備配備圖。
第七章 采煤方法、采面裝備及采區(qū)
生產(chǎn)能力核算
第一節(jié) 采煤方法及采面布置
庚一采區(qū)范圍內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，但地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，庚20煤平均厚度1.8m，平均傾角12o。根據(jù)煤層賦存條件，為合理使用我礦現(xiàn)有設(shè)備，保證采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，庚一采區(qū)安排一個(gè)高檔普采工作面生產(chǎn)。
采煤方法：設(shè)計(jì)采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，完全垮落法管理頂板,為了減少采掘動(dòng)壓影響，區(qū)段間采用跳采，區(qū)段平巷采用沿空掘巷方式布置。
采面布置:根據(jù)**礦現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)輸能力和生產(chǎn)管理水平,區(qū)段斜長(zhǎng)平均按207m劃分,工作面長(zhǎng)約為200m，按此原則庚一采區(qū)共劃分為5個(gè)工作面。但根據(jù)調(diào)查，上部有一個(gè)采面已被小窯采過，實(shí)際只能布置4個(gè)工作面。
第二節(jié) 采面裝備
由于**礦未開采揭露庚組煤，對(duì)庚組煤的賦存情況及水文地質(zhì)條件不十分清楚，加之庚一采區(qū)可采儲(chǔ)量少，生產(chǎn)能力小，考慮設(shè)備的適應(yīng)性及靈活性，我們初步考慮選用高檔普采設(shè)備開采。根據(jù)施工揭露情況，若煤層賦存及地質(zhì)條件好，適合綜采，也可安裝綜采設(shè)備回采。
一、高檔普采面裝備:
庚20煤層高檔普采工作面采用MG—132/320W型雙滾筒采煤機(jī)，SGZ—630/264W型可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)，DZ20—30/100型單體液壓支柱2300根，HDJB—1000型絞接頂梁2000根，RB—200/31.5型乳化液泵站。機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)采用SGW—40T型可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)，機(jī)巷運(yùn)煤采用SDL—110型可伸縮皮帶,帶寬0.8m。
二、高檔普采面生產(chǎn)能力:
高檔普采面平均采長(zhǎng)200m,平均采高1.78m，則每推進(jìn)1米的產(chǎn)量:
200m×1.78×1.35t/m3=480.6t/m。
高檔普采面年推進(jìn)度按910m計(jì)算,則其年產(chǎn)量為:
480.6t/m×910m/a=43.7萬噸/年
第三 采區(qū)生產(chǎn)能力核算
1、掘進(jìn)出煤
經(jīng)計(jì)算,為保證采面正常接替，2個(gè)煤巷掘進(jìn)頭每年總進(jìn)尺不得少于2300m,平均掘進(jìn)斷面按9.6m2計(jì)算,則每年掘進(jìn)出煤為:
2300m×9.6m2×1.35t/m3=3萬噸
2、回采出煤
由前面計(jì)算知，采面年生產(chǎn)能力為43.7萬噸/年。
3、采區(qū)生產(chǎn)能力
采區(qū)生產(chǎn)能力包括回采出煤和掘進(jìn)出煤，根據(jù)以上計(jì)算庚一采區(qū)年生產(chǎn)能力為：43.7+3＝46.7(萬噸/年)
滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力要求。
第八章 通風(fēng)方案選擇
第一節(jié) 二水平通風(fēng)概況
目前,我礦二水平現(xiàn)用己三風(fēng)井回風(fēng)，己三風(fēng)井位于工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱內(nèi)，井口安裝有BDK—8—NO.30型風(fēng)機(jī)兩臺(tái),風(fēng)機(jī)的負(fù)壓H=5490～1260Pa，風(fēng)量Q=93.8～185m3/s，目前風(fēng)機(jī)的負(fù)壓為2800Pa，風(fēng)量為7300m3/min。
第二節(jié) 通風(fēng)方案選擇
一、方案選擇
由于己三風(fēng)井位于庚一采區(qū)范圍內(nèi)，為了減少投資，庚一采區(qū)通風(fēng)應(yīng)首先考慮利用己三風(fēng)井，若選用己三風(fēng)井，經(jīng)包括庚一采區(qū)和二水平在內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解算，己三風(fēng)井及風(fēng)機(jī)均能滿足安全生產(chǎn)要求，因此庚一采區(qū)通風(fēng)選用己三風(fēng)井。
二、采區(qū)風(fēng)量計(jì)算
1、采面風(fēng)量計(jì)算
每個(gè)采面實(shí)際風(fēng)量應(yīng)按瓦斯或二氧化炭涌出量、工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等因素分別計(jì)算，取其中最大值。
(1)、按瓦斯涌出量計(jì)算
Q=100qK
式中：Q—工作面配風(fēng)量
q—工作面瓦斯絕對(duì)涌出量，根據(jù)三礦揭露最
大1.2m3/min
K—采煤工作面瓦斯涌出不均勻備用風(fēng)量系
數(shù) 取1.0。則：
Q=100×1.2×1=120（m3/min）
（2）、按工作面同時(shí)出勤最多人數(shù)計(jì)算
Q=4N
式中：Q—工作面配風(fēng)量
N—工作面同時(shí)出勤最多人數(shù)，取40人
Q=4×40=160（m3/min）
（3）、按勞動(dòng)氣象條件計(jì)算
Q=q（at-b）CHφK1
式中：Q—工作面配風(fēng)量
q—基本風(fēng)量；根據(jù)以往采面取330m3/min
a—取0.1
t—工作面溫度取26o
b—取1.24
C—采煤支護(hù)方式系數(shù)，高檔面取0.74
H—工作面采高；取1.8m
φ—工作面有效斷面系數(shù)，取0.75；
K1—工作面走向超長(zhǎng)系數(shù)，取1。則：
Q=330×（0.1×26-1.24）×0.74×1.8×
0.75×1=448.4m3/min
（4）、風(fēng)速驗(yàn)算
15×7.2=108≤448.4≤240×5.4=1296
故:工作面配風(fēng)為448.4m3/min。
2、掘進(jìn)期間配風(fēng)設(shè)計(jì)
（1）、按掘進(jìn)巷道的瓦斯絕對(duì)涌出量計(jì)算
Q掘=100×q瓦×k掘通=100×1.2×1.5=180m3/min
式中:Q掘—掘進(jìn)工作面需要的風(fēng)量，m3/min;
q瓦—瓦斯絕對(duì)涌出量，取1.2m3/min
k掘通—一般取1.5～2.0
（2）、按同時(shí)放炮的最大炸藥量計(jì)算
Q掘=（7.37～25）×8=59m3/min
式中：Q掘同上。系數(shù)一次全斷面爆破取小值，分次爆
破取大值。
A—一次的最大炸藥用量（kg）取８kg
（3）、按工作面最多人數(shù)計(jì)算
Q=4N=4×30=120m3/min
式中：Q—掘進(jìn)工作面需要的風(fēng)量，m3/min，
N—掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取30人
（4）、按風(fēng)速驗(yàn)算
15×S掘≤Q掘≤240×S掘
15×9.6=144≤180≤240×9.6=2304
式中:S掘—巷道掘進(jìn)斷面
（5）、風(fēng)機(jī)選型
選用2×11KW對(duì)旋式風(fēng)機(jī)，供風(fēng)量250m3/min。
3、硐室風(fēng)量
根據(jù)以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，硐室供風(fēng)量80m3/min滿足需要。
三、采區(qū)需風(fēng)量計(jì)算
根據(jù)上面計(jì)算，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，為確保生產(chǎn)安全，取風(fēng)量如下：
采面：600m3/min
掘進(jìn)頭：250m3/min
硐室：80m3/min
采區(qū)總風(fēng)量：600＋250×2＋80×4＝1422m3/min
＝23.7m3/s
四、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算
經(jīng)包括己一采區(qū)和己三采區(qū)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)解算，己三風(fēng)井通風(fēng)容易時(shí)期的負(fù)壓和風(fēng)量分別為：H＝2450Pa，Ｑ＝146m3/s，其中己三采區(qū)風(fēng)量73.8m3/s，己一采區(qū)風(fēng)量48.6m3/s，庚一采區(qū)風(fēng)量23.7m3/s。通風(fēng)困難時(shí)期的負(fù)壓和風(fēng)量分別為：H＝2800Pa，Ｑ＝146m3/s，其中己三采區(qū)風(fēng)量73.8m3/s，己一采區(qū)風(fēng)量48.6m3/s，庚一采區(qū)風(fēng)量23.7m3/s。
五、風(fēng)機(jī)能力分析
目前，己三風(fēng)井安裝有BDK—8—NO.30型風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，經(jīng)測(cè)定風(fēng)機(jī)風(fēng)葉35o時(shí)負(fù)壓為5498～1260Pa，風(fēng)量為93.8～185m3/s；能滿足困難時(shí)期的安全生產(chǎn)需要。
第九章 采區(qū)運(yùn)輸
第一節(jié) 煤炭運(yùn)輸
一、回采工作面出煤
采煤工作面的煤炭由工作面可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)拉到機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)入機(jī)巷皮帶→庚一采區(qū)下山皮帶→庚一上部運(yùn)輸皮帶→分運(yùn)上倉(cāng)皮帶→二水平主井后倉(cāng)→倉(cāng)下分運(yùn)皮帶→己戊聯(lián)絡(luò)皮帶→戊七返石門皮帶→5＃倉(cāng)→丁七鋼纜皮帶→配倉(cāng)皮帶→主井底煤倉(cāng)→翻籠皮帶→一水平主井箕斗→地面。
二、掘進(jìn)工作面出煤
掘進(jìn)頭放炮落煤后用耙斗裝入跟在后面的皮帶上，經(jīng)皮帶轉(zhuǎn)入庚一采區(qū)下山皮帶→庚一上部運(yùn)輸皮帶→分運(yùn)上倉(cāng)皮帶→二水平主井后倉(cāng)→倉(cāng)下分運(yùn)皮帶→己戊聯(lián)絡(luò)皮帶→戊七返石門皮帶→5＃倉(cāng)→丁七鋼纜皮帶→配倉(cāng)皮帶→主井底煤倉(cāng)→翻籠皮帶→一水平主井箕斗→地面。
第二節(jié) 輔助運(yùn)輸
一、輔助運(yùn)輸方式
1、材料及設(shè)備運(yùn)輸
庚一采區(qū)所需材料及設(shè)備由副井下至二水平井底車場(chǎng),經(jīng)二水平運(yùn)輸平巷→庚一運(yùn)輸斜石門→庚一上車場(chǎng)→庚一軌道下山→各工作面片盤。
2、矸石及人員運(yùn)輸
矸石運(yùn)輸系統(tǒng)與材料運(yùn)輸系統(tǒng)相同，運(yùn)輸方向相反，矸石采用2噸固定式礦車運(yùn)輸。
庚一采區(qū)工作人員采用人車運(yùn)送，軌道下山內(nèi)設(shè)置人車,人車型號(hào)為XRB15—916S1。
二、輔助運(yùn)輸設(shè)備
1.庚一采區(qū)軌道下山提升絞車選型
(1)原始數(shù)據(jù)
提升最大斜長(zhǎng)：L＝1160m
提升傾角：平均9°，最大16°
最大提升載荷：Q載＝9噸
最大容器自重：Q容＝3.25噸
(2)鋼絲繩選擇
P=Q端(sinβ+f1cosβ)／[110s/m-L(sinβ+f2cosβ)]
=12250(sin9ｏ+0.01cos9ｏ)／[110×170/9－
1160(sin9ｏ+0.3cos9ｏ)]
=2036.89／1552.64
=1.312 （kg/m）
式中:Q端=Q載+Q容＝9000＋3250＝12250（kg）
β—軌道下山傾角9°
L—鋼絲繩最大斜長(zhǎng)L＝1160m
ｓ—鋼絲繩最大抗拉強(qiáng)度S＝170kg/mm2
ｍ—提升安全系數(shù)(因需提人故取m＝９）
ｆ1—斗子車運(yùn)行阻力系數(shù)，為滾動(dòng)軸承取ｆ1＝0.01
ｆ2—綱絲繩移動(dòng)阻力系數(shù)ｆ２＝0.2～0.3?。?＝0.3
考慮到斜井提升的鋼絲繩磨損嚴(yán)重，因此選用6×7 型鍍鋅鋼絲繩，主要數(shù)據(jù)如下:
綱絲繩每米重 PS＝2.129kg/m
鋼絲繩直徑?。洌?4.5mm
鋼絲直徑 S＝2.6mm
鋼絲破斷拉力總和 QS＝37850 kg
驗(yàn)算提升最大負(fù)荷時(shí)的安全系數(shù):
P＝QS/[Q端×(sinβ＋1cosβ)＋PSL(sinβ＋f2cosβ)]
＝37850/[12250(sin9°＋0.01cos9°)＋2.129
×1160(sin9°＋0.3cos9°)]
=37850／(2036.89＋1118.02)＝12>9
驗(yàn)算提升最大負(fù)荷最大傾角時(shí)安全系數(shù)
p＝37850／[12250(sin16°＋0.01cos16°)＋2.129×
150(sin16°＋0.3cos16°)]
＝37850／(3493.85＋180.11)＝10.3>9
注：因最大傾角在軌道上部，提升斜長(zhǎng)短，能夠滿足要求。
(3)絞車選擇
ａ、滾筒直徑 D≥60ｄ=60×24.5=1470mm
由于軌道下山為斜巷提升，按規(guī)定可不考慮D≥900ｓ
另考慮下山較長(zhǎng)，且提升人員滾筒只允許纏二層，故將滾筒直徑選為2.5m。
ｂ、滾筒寬度計(jì)算
B＝[L0+L試+(n′+3)πD](ｄ+ε)／KπDP
＝［1060+30+(2+3)×2.5π］(0.0245+0.002)／
(2×2.521π)＝1.89(ｍ)
式中：K─纏繞層數(shù)2層
DP─平均纏繞直徑
DP＝D+(K－1) ／2
＝2500＋(2－1) ／2
＝2521ｍｍ
D─滾筒直徑 D＝2.5ｍ
L0=提升長(zhǎng)度 L0=1160－100＝1060米
ｎ─磨擦圈的最少圈數(shù)ｎ≥3、?。?3
ｄ─鋼絲繩直徑 ｄ＝24.5ｍｍ
ε─鋼絲繩繩圈之間的距離ε=2～3mm，取ε=2mm
L試─試驗(yàn)鋼絲繩長(zhǎng)度 L試=30ｍ
ｎ′─每季度將鋼絲繩移動(dòng)四分之一繩圈所需的備用
圈數(shù)ｎ′＝2～4圈，?。?prime;＝2
由上面的計(jì)算可知:所選絞車滾筒直徑應(yīng)為2.5米, 滾筒寬度應(yīng)為2米,根據(jù)這一要求,我們選用JKY2.5/2B型液壓提升絞車。其主要技術(shù)特征如下:
滾筒直徑：D＝2500mm
滾筒寬度：B＝2000mm
最大靜張力：Fj＝55000N
最大靜張力差：Fc＝55000N
繩速：V＝0～3.2m/s
c、絞車提升長(zhǎng)度
滾筒按纏兩層計(jì)算:
KDpπB
L′＝─────－L試－(n′+3)πD
d+ε
2×2.521×2×π
＝─────────－30－(2+3)2.5π
0.028＋0.002
＝1126米
按《規(guī)程》規(guī)定,提人時(shí)滾筒只能纏2層
2.提升機(jī)強(qiáng)度校驗(yàn)
根據(jù)提升機(jī)主軸和滾筒筒殼強(qiáng)度的要求; 提升的實(shí)際最大靜張力和最大靜張力差應(yīng)保證不超過所選提升機(jī)允許的最大靜張力和最大靜張力差。
a、驗(yàn)算最大負(fù)荷平均傾角時(shí)靜張力差:
Q端(sinβ+ｆ1cosβ)+PSL′(sinβ+ｆ2cosβ)
＝12250(sin9°+0.01cos9°)+2.129×1126×
(sin9°+0.3cos9°)
＝2036.89+1085.24＝3122.13(Kg)＝30597N＜Fj
Q載(sinβ+0.01cosβ)+2Q容f1cosβ+
PSL′(sinβ+ｆ2cosβ)
＝9000(sin9°+0.01cos9°)＋2×3250×0.01cos9° +2.129×1126(sin9°+0.3cos9°)
＝1496.49＋64.2＋1085.24＝2646(Kg)
＝25930N＜Fc
b、驗(yàn)算最大負(fù)荷最大傾角時(shí),靜張力和靜張力差
Q端(sinβ+ｆ1cosβ)+PSL′(sinβ+ｆ2cosβ)
＝12250(sin16°+0.01cos16°)+2.129×150(sin16°
+0.3cos16°)
＝3673.96(Kg)＝36005N＜Fj
Q載(sinβ+0.01cosβ)+2Q容f1cosβ+
PSL′(sinβ+0.3cosβ)
＝9000(sin16°+0.01cos16°)+2×3250×0.01×
cos16°+2.129×150(sin16°+0.3cos16°)
＝2566.8+62.5+180.11＝2809(Kg)＝27528N＜Fc
3、最大提升速度校驗(yàn)
根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定：傾斜井巷升降人員或采用礦車升降物料時(shí)、提升容器的最大提升速度不得超過5米/s、而我們所選絞車的最大提升速度為3.2m/s、其提升速度不會(huì)超過規(guī)定。
4、提升電動(dòng)機(jī)的選擇
N＝FV/1000η傳＝55000×3.2/1000×0.85
＝207(KW)
式中：F─提升機(jī)的最大靜張力，N
V─最大提升速度，m/s
η傳─液壓傳動(dòng)效率，取η傳＝0.85
由于所選絞車為液壓絞車，配套選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為JBO400L－6，其額定功率為220KW、額定電壓660V、轉(zhuǎn)速990轉(zhuǎn)/分。
由于該絞車為液壓絞車、無極調(diào)速，故不需驗(yàn)算電機(jī)轉(zhuǎn)速是否與提升機(jī)轉(zhuǎn)速一致。
5、驗(yàn)算絞車能否滿足提人要求
根據(jù)所選人車，每節(jié)車重2480Kg，按3節(jié)每節(jié)坐20人,人均重量70Kg，則人車總載荷為:
（2480+20×70）×3＝11640(Kg)＜Q端
故能滿足提人要求;
綜上計(jì)算所選運(yùn)輸設(shè)備如下:
鋼絲繩：6×7－24.5－170－右交GB1102-74
2×2.521×2π
長(zhǎng)度L=────────+100=1195+100=1295m
0.0245+0.002
絞車為：JKY2.5/2B型液壓絞車、最大速度3.2m/s
電機(jī)：JBO400L－6型，額定功率220KW、額定電壓660V
人車:XRB15—9/6S1
第三節(jié) 采區(qū)主膠帶運(yùn)輸機(jī)選型計(jì)算
一、原始數(shù)據(jù)
1.設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率A=350t/h
2.輸送機(jī)安裝傾角β=9°
3.設(shè)計(jì)輸送長(zhǎng)度L=550m
4.貨載散集密度ρ=0.8t/m3
5.貨載堆積角度γ=30o
6.貨載塊度αmax=300mm
7.貨載斷面系數(shù)k=458
8.輸送機(jī)傾角系數(shù)c=1.0
9.帶速v=2m/s
二、選型計(jì)算
(一).膠帶寬度的選型計(jì)算
B==
=0.691(m)
故選用帶寬B=1000mm皮帶
按物料的寬度校驗(yàn)
B≥2×αmax+200=2×300+200=800mm
故選用帶寬1000mm皮帶合格
(二)、運(yùn)行阻力計(jì)算
Wzh=g[(q+qd)Lsinβ+(q+qd+qg')Lw′cosβ]
Wk=g[(qd+qg〃)Lw〃cosβ-qdLsinβ]
式中：Wzh—直線段重載阻力（N）
Wk—空段運(yùn)行阻力
β—輸送機(jī)傾角
L—輸送機(jī)長(zhǎng)度 (m)
w′、w〃—分別為槽形、平行托輥?zhàn)枇ο禂?shù)
w'＝0.04，w〃＝0.035
A 350
q—每米長(zhǎng)的膠帶上的貨載質(zhì)量q=───=────
3.6V 3.6×2
＝48.6kg/m
qd—每米長(zhǎng)的膠帶重量 qd=10.9kg/m
qg'、qg〃—分別為折算到每米長(zhǎng)度上的上下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量
qg′=Gg′/Lg′ qg〃=Gg〃/Lg〃
Gg'、Gg〃—分別為每組上、下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量
Gg'=17kg Gg〃=15kg
Lg'、Lg〃──分別為上、下托輥間距
Lg'=1.5ｍ Lg〃 =3ｍ
qg'=17/1.5=11.33(kg/m) qg〃=15/3＝5(kg/m)
則 Wzh=9.8[(48.6+10.9)×550×sin9o+(48.6+10.9+11.33)
×550×0.04cos9o]=65252.28（N）
Wk=9.8[(10.9+5)×550×0.035×cos9o-10.9×550
×sin9o]=－6228（N）
(三)、膠帶張力的計(jì)算
設(shè)圖示1、2……9點(diǎn)的張力分別為 S1、S2 、……S9、采用逐點(diǎn)計(jì)算法:
S1=S2；S3=1.06S2＝1.06S1；S4=1.06S3=1.1236S1
S5=S4+Wk=1.1236S1－6228
S6=1.06S5=1.191S1－6602
S7=S6+Wzh=1.191S1+58650
S8≈S9=1.06S7=1.262S1+62169
按摩擦傳動(dòng)條件計(jì)算，則S9=4.66S1=1.262S1+62169
S1=18296(N)
S2=18296(N)，S3=19394(N)，S4=20557(N)
S5=14329(N)，S6=15189(N)，S7=80441(N)
S8=85267(N)，S9=85267(N)
(四)、膠帶懸垂度的校驗(yàn)
重段最小張力點(diǎn)張力為S6=15189N
按要求,允許的最小張力 Smin=5(q+qd)Lg'cosβ×g
Smin=5(48.6+10.9)×1.5×cos9°×9.8
=4320(N)＜S6=15189(N)
故滿足懸垂度要求。
(五)、摩擦力備用系數(shù)驗(yàn)算
S1(efx-1) 18296(5.34-1)
n＝ ──────＝───────＝1.186
S8－S1 85267-18296
驗(yàn)算結(jié)果符合要求。
(六)、膠帶級(jí)別選擇
n'.Smax
G＝────
B
式中: G—膠帶強(qiáng)度N/mm
n'—安全系數(shù)n'＝11
Smax—膠帶最大強(qiáng)力Smax＝S8＝85267N
B—膠帶寬度 (mm)
11×85267
則 G＝─────＝939.9(N/mm)
1000
故選用1000S×1000膠帶
(七)、牽引力及電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算
牽引力W0=S9－S1＋0.04(S9＋S1)
=85267－18296＋0.04(85267＋18296)
=71114(N)
W0V 71114×2
電動(dòng)機(jī)功率 N=1.15×──── =1.15×──────
1000n 1000×0.85
=192(kw)
故選用3×75kw電機(jī)。
三、結(jié)論
通過以上選型計(jì)算，確定選用STJ— 1000/3×75普通膠帶輸送機(jī)，采用1000S×1000膠帶。
第十章 采區(qū)排水
根據(jù)地質(zhì)資料提供，庚一采區(qū)正常涌水量為162m3/h，最大涌水量為275m3/h，庚一采區(qū)下山斜長(zhǎng)1150余米，平均傾角為9o，排水垂高170m。
由于庚一采區(qū)排水垂高不算太大，距二水平井底水倉(cāng)又近，故庚一采區(qū)采用一級(jí)排水。庚一采區(qū)水由采區(qū)下部水倉(cāng)直接排到二水平井底水倉(cāng)。
一、水泵最小排水能力計(jì)算:
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：工作水泵的排水能力應(yīng)能在20小時(shí)內(nèi)排出24小時(shí)的正常涌水量，因此，所選水泵的最小排水能力為:
Qmin＝24QH/20＝1.2QH
＝1.2×162＝194.4(m3/h)
式中：Qmin—水泵最小排水能力
QH—采區(qū)正常涌水量
二、所選水泵H1估算:
H1＝K(Hp+Hx)＝1.3(170+5)＝227.5m
式中：Hp—排水高度m
H1─水泵揚(yáng)程m
Hx—吸水高度，Hx＝5～5.5ｍ，選取Hx＝5ｍ
K—管道損失系數(shù),當(dāng)傾角<200時(shí)，K=1.3～1.35
取K=1.3
三、水泵選型:
根據(jù)Qmin和H1查表選擇MD280—43/84×6型水泵配用300KW電機(jī),其流量280m3/h,揚(yáng)程258m。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》庚一采區(qū)下部選三臺(tái)水泵,其中一臺(tái)工作、一臺(tái)備用、一臺(tái)檢修。
四、排水管道計(jì)算:
1.排水管道內(nèi)徑計(jì)算:
式中：d＝0.0188(Q/Vc)1/2
d—排水管道內(nèi)徑mm
Q—水泵流量 m3/h
Vc—經(jīng)濟(jì)流速Vc＝1.5～2.2m/s，取Vc＝2m/s
則：d＝0.0188×(280/2)1/2＝0.2224m＝222.4mm
由于庚一采區(qū)排水高度小于400m，因此對(duì)管壁度不再進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)查表選用外徑245mm，壁厚6.5mm的無縫鋼管，由于庚一采區(qū)正常涌水量大于50m3/h，最大涌水量大于100m3/h，故庚一采區(qū)需敷設(shè)二趟排水管路。
依照《煤礦安全規(guī)程》要求：采區(qū)末部設(shè)置內(nèi)外水倉(cāng)，內(nèi)倉(cāng)長(zhǎng)70m、外倉(cāng)長(zhǎng)130m、內(nèi)外水倉(cāng)斷面均為9.3m2。
第十一章 庚一采區(qū)供電
由于庚一采區(qū)下山長(zhǎng)度及采面走向不是太長(zhǎng)，同時(shí)距井底中央變電所又近，經(jīng)測(cè)算在采區(qū)上、下部各設(shè)變電所就能滿足用電需要，因此本采區(qū)只在上、下部設(shè)變電所。
一、接線方式
為保證供電的可靠性及經(jīng)濟(jì)性，采區(qū)變電所采用雙回路干線方式，并在每個(gè)采區(qū)變電所都設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，平時(shí)聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，運(yùn)行事故情況下可以合上聯(lián)絡(luò)，保證本采區(qū)供電的可靠性和維修方便。
二、采區(qū)負(fù)荷
本采區(qū)預(yù)計(jì)總裝機(jī)容量3800KW，其中采煤1200KW，運(yùn)轉(zhuǎn)1000KW，開拓掘進(jìn)1000KW，排水600KW。庚一絞車房由上部變電所供電，下部泵房由下部變電所供電。
按照掘進(jìn)裝備系列化的要求，采煤和掘進(jìn)從供電系統(tǒng)上分開，并在每個(gè)變電所都設(shè)置兩臺(tái)風(fēng)機(jī)專用變壓器，保證開掘工作面局扇運(yùn)行的可靠性。
在設(shè)備和電纜選擇上都作了初步驗(yàn)算，能夠滿足供電的安全性和可靠性的要求。由于系初步設(shè)計(jì)，具體負(fù)荷尚不清楚。故各高低壓開關(guān)的整定值都末具體標(biāo)出，留待安裝時(shí)重新計(jì)算整定。(見供電系統(tǒng)圖)
第十二章 采區(qū)供水與壓風(fēng)
**礦井上下已建有供水、壓風(fēng)系統(tǒng)。庚一采區(qū)所需水和動(dòng)力風(fēng)均用4英寸無縫鋼管從二水平井底西大巷軌道引到庚一采區(qū)下山，采面和掘進(jìn)頭用水及用風(fēng)均用2英寸鋼管分別由庚一采區(qū)下山引至各用風(fēng)、用水地點(diǎn)。
第十三章 采區(qū)開拓工程排隊(duì)
為了確保庚一采區(qū)首采面按計(jì)劃投產(chǎn)，庚一采區(qū)設(shè)計(jì)安排兩個(gè)開拓頭保接替，綜合考慮**礦目前的現(xiàn)狀，巖巷掘進(jìn)頭月進(jìn)度按90米/月計(jì)算；由于庚組煤頂板狀況好，基本不需支護(hù)，參考二、三礦庚組煤巷道的單進(jìn)水平，煤巷掘進(jìn)頭的月進(jìn)度按300米/月計(jì)算，據(jù)此我們對(duì)庚一采區(qū)開拓工程進(jìn)行了排隊(duì)，預(yù)計(jì)2005年四季度庚一采區(qū)首采面可投產(chǎn)。庚一采區(qū)開拓工程接替安排情況見庚一采區(qū)開拓工程接替安排情況表。
第十四章 庚一采區(qū)投資估算及收益
庚一采區(qū)的準(zhǔn)備工程擬一次施工完成，總工程量5755m，概算總投資4154.515萬元，采區(qū)可采儲(chǔ)量190萬噸,圈定儲(chǔ)量167萬噸，噸煤投資約為24.87元/噸。按目前噸煤售價(jià) 算，噸煤凈利潤(rùn)約為150元，待采區(qū)采完可獲利潤(rùn)2.5億元，除去投資成本，凈收益20.9億元。年產(chǎn)按45萬噸計(jì)算，年利潤(rùn)為6750萬元，7.4個(gè)月可收回成本。
投資范圍：主要有庚一采區(qū)軌道下山、皮帶下山、軌道上車場(chǎng)、軌道及皮帶上部聯(lián)絡(luò)石門、庚一采區(qū)首采面等，主要峒室如絞車房、泵房、上部及下部變電所等，以及與之相適應(yīng)的主要設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)及安裝費(fèi)用等。投資情況見下表。
投資概算匯總表：
第十五章 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1.采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力：45萬噸/年
2.工業(yè)儲(chǔ)量：650.9萬噸
可采儲(chǔ)量：190萬噸
3.設(shè)計(jì)采區(qū)服務(wù)年限：3.4年
4.設(shè)計(jì)工作制度：300天，14小時(shí)，"三八"制，二班半生
產(chǎn)，半班檢修。
5.采區(qū)范圍
走向長(zhǎng)度：2000m
傾向長(zhǎng)度：1150m
面積：2.3m2
6.開采煤層
組別：庚組
煤層：庚20
7.容重：1.35t/m3
8.瓦斯等級(jí)：低瓦斯
9.采區(qū)涌水量：正常162m3/h
最大275m3/h
10.回采工作面?zhèn)€數(shù)：4個(gè)
11.回采工作面長(zhǎng)度：200米
12.掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)：2個(gè)
13.采區(qū)運(yùn)輸方式：
原煤：皮帶運(yùn)輸
輔助運(yùn)輸：2噸固定式礦車
14.采區(qū)提升絞車：JKY2.5/2B 液壓絞車
15.通風(fēng)設(shè)備：BDK—8—NO.30
16.采區(qū)排水設(shè)備
水泵：MD280—43/84×6型水泵3臺(tái)
管道：外徑245mm，壁厚6mm的無縫鋼管二趟
17.采區(qū)開拓工程量（含首采面）：5755m
18.設(shè)計(jì)采區(qū)概算投資（含首采面）：4154.515萬元
19. 設(shè)計(jì)采區(qū)投產(chǎn)工期：14個(gè)月
庚一采區(qū)工程費(fèi)用概算表
庚一采區(qū)機(jī)電設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用概算表
庚一采區(qū)監(jiān)測(cè)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用概算表
方案一工程量及費(fèi)用概算表
方案二工程量及費(fèi)用概算表
