王臺(tái)鋪礦十五號煤層開拓延深工程初步設(shè)計(jì)

　　總說明

　　王臺(tái)鋪礦位于山西省晉城市城區(qū)北石店鄉(xiāng)，隸屬于山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，井田面積33.7032km2，可采煤層為3號、9號、15號煤層。

　　王臺(tái)鋪礦于1958年開工，1964年8月投產(chǎn)，礦井設(shè)計(jì)能力0.6Mt/a; 1965年礦井進(jìn)行了第一次擴(kuò)建，設(shè)計(jì)能力為0.9Mt/a，1975年完成擴(kuò)建工作;1985年礦井進(jìn)行了第二次改擴(kuò)建，設(shè)計(jì)能力為2.1M萬t/a，1989年10月完成擴(kuò)建工程，當(dāng)年達(dá)產(chǎn)。

　　礦井投產(chǎn)至今，主要開采3號、9號煤層。目前，3號煤層已回采結(jié)束， 至2007年底，9號煤層可采儲(chǔ)量還剩300萬噸。15號煤層資源儲(chǔ)量為9377.3萬噸。

　　為實(shí)現(xiàn)礦井可持續(xù)發(fā)展，確保礦區(qū)穩(wěn)定，繼續(xù)發(fā)揮現(xiàn)有固定資產(chǎn)的投資效益，晉城煤業(yè)集團(tuán)經(jīng)認(rèn)真研究，在不增加礦井生產(chǎn)能力的前提下，擬實(shí)施王臺(tái)鋪礦十五號煤層開拓延深工程，開采十五號煤層。

　　受晉城煤業(yè)集團(tuán)的委托，北京圓之翰煤炭工程設(shè)計(jì)有限公司編制完成了《王臺(tái)鋪礦十五號煤層開拓延深工程初步設(shè)計(jì)》。

　　一、編制設(shè)計(jì)的依據(jù)

　　① 王臺(tái)鋪礦采礦許可證、煤炭生產(chǎn)許可證、安全生產(chǎn)許可證。

　?、?山西省煤炭地質(zhì)公司2007年1月編制的《山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司王臺(tái)鋪礦15號煤層礦井地質(zhì)報(bào)告》及其批復(fù)文件。

　?、?王臺(tái)鋪礦提供的現(xiàn)狀資料、自燃傾向性、煤塵爆炸性等檢測資料。

　?、?相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等。

　　二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

　　充分利用礦井已有的開拓系統(tǒng)和井上下設(shè)施，采用暗斜井延深方式，減少干擾，縮短工期，節(jié)約投資，集中生產(chǎn)，合理配采。

　　三、 設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　(一)井田范圍、面積、儲(chǔ)量

　　范圍：西部與鳳凰山礦相連，北到泊村、管莊、巴公鎮(zhèn)以南，東到西元慶以東西泊南村一帶，南部與古書院礦接壤。

　　面積：東西寬約3.6km，南北長約9.5km，井田面積33.7032km2。

　　15號煤層資源/儲(chǔ)量：資源儲(chǔ)量為9377.3萬噸，工業(yè)儲(chǔ)量為8996.2萬噸，設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為4118.3萬噸，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為3214.6萬噸。

　　(二) 十五號煤設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、工作制度

　　礦井15號煤設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180萬t/a。

　　礦井工作制度：設(shè)計(jì)為年工作日330d，四六制作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修，日凈提升時(shí)間16h。

　　(三)開拓延深方式

　　結(jié)合現(xiàn)有的井巷工程及生產(chǎn)系統(tǒng)，開拓延深方式采用從現(xiàn)有+695水平布置暗斜井延深方式，在風(fēng)井場地新增加一輔助回風(fēng)立井。

　　十五號煤開拓延深系統(tǒng)按二個(gè)盤區(qū)二個(gè)工作面，達(dá)到1.80Mt/a設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力進(jìn)行設(shè)計(jì)，一次設(shè)計(jì)，分期實(shí)施。全井田劃分為四個(gè)盤區(qū)。初期投產(chǎn)時(shí)，首采盤區(qū)為二盤區(qū)，盤區(qū)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a。

　　(四)、巷道布置及主要生產(chǎn)系統(tǒng)

　　十五號煤層盤區(qū)巷道按三巷布置，分別為：膠帶進(jìn)風(fēng)巷、軌道進(jìn)風(fēng)巷、專用回風(fēng)巷，三條巷道均沿十五號煤層頂板布置;每個(gè)盤區(qū)內(nèi)均布置獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，并與+695水平既有生產(chǎn)系統(tǒng)溝通。

　　(五)、采掘工藝

　　十五號煤采煤方法選用長壁工作面一次全采高綜采工藝，掘進(jìn)采用綜掘工藝，每個(gè)盤區(qū)按一個(gè)回采面，二個(gè)綜掘面布置。

　　(六)、運(yùn)輸

　　主運(yùn)輸系統(tǒng)：盤區(qū)內(nèi)為膠帶輸送機(jī)搭接，經(jīng)上倉膠帶斜巷，并入695水平煤倉，再由主斜井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　材料運(yùn)輸系統(tǒng)： 695水平車場，由蓄電池機(jī)車牽引礦車運(yùn)輸材料，盤區(qū)內(nèi)輔助運(yùn)輸方式前期為小絞車運(yùn)輸，后期為無級繩連續(xù)牽引車運(yùn)輸。

　　人員運(yùn)輸系統(tǒng)：沿十五號煤層布置專用行人巷，并與盤區(qū)膠帶巷連通，前期人員步行，后期沿專用行人巷、盤區(qū)膠帶巷一側(cè)布置運(yùn)人猴車。

　　(七)、通風(fēng)

　　礦井采用抽出式通風(fēng)，礦井生產(chǎn)前期通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)，在現(xiàn)有風(fēng)井場地新增一輔助回風(fēng)立井，與原有的一號回風(fēng)立井并列運(yùn)行。礦井生產(chǎn)后期，在井田南、北翼分別設(shè)立一回風(fēng)井兼安全出口。

　　(八)、排水

　　礦井設(shè)兩個(gè)排水水平，即695中央水倉和620中央水倉。盤區(qū)設(shè)盤區(qū)水倉。礦井達(dá)到產(chǎn)時(shí)，二盤區(qū)水倉的水通過管路泵送至620中央水倉，經(jīng)行人斜井排至地面;一盤區(qū)的水通過管路泵送至695中央水倉，經(jīng)副斜井排至地面。

　　(九)、供電、通訊、監(jiān)控

　　十五號煤層供電由695水平中央變電所擔(dān)負(fù)。

　　十五號煤層通信和監(jiān)測監(jiān)控由695水平供給。

　　四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　1、15號煤設(shè)計(jì)能力：180萬t/a

　　2、15號煤可采儲(chǔ)量：3214.61萬噸

　　3、15號煤服務(wù)年限：16.6年

　　4、井巷工程量：22204.6m/259506.4m3

　　5、概算總投資：26925.16萬元，噸煤投資為149.58元/噸。

　　6、建設(shè)工期：17月

　　五、存在問題與建議

　　1、井田內(nèi)有多個(gè)地方小煤礦，生產(chǎn)中一定要加強(qiáng)采空區(qū)、瓦斯、涌水等地質(zhì)調(diào)查工作，留設(shè)足夠的保安煤柱，并堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘，先治后采”的原則，防患于未然。

　　2、15號煤層頂板為平均厚度9m左右的石灰?guī)r，堅(jiān)硬致密，難以垮落，在開采過程中，容易出現(xiàn)采空區(qū)懸頂不落，對支架受力極為不利，建議加強(qiáng)堅(jiān)硬頂板下安全開采技術(shù)的研究，及時(shí)切斷采空區(qū)頂板，保證長壁綜采工作面回采安全。

　　3、根據(jù)煤樣鑒定結(jié)果，15號煤層為Ⅰ級、容易自燃煤層，本次按容易自燃煤層設(shè)計(jì)。建議對15號煤層自然發(fā)火期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與研究，制定一整套綜合預(yù)防煤層自燃措施。

　　4、本井田中西部部分15號煤硫分超過3%，建議開采時(shí)，甩掉煤層底部的硫化鐵夾層，確保原煤硫分降至國家規(guī)定范圍之內(nèi)。

　　第一章 井田概況及地質(zhì)特征

　　第一節(jié)　井田概況

　　一、地理概況

　　1、井田位置、范圍、交通

　　王臺(tái)鋪礦位于山西省晉城市北東10km處，行政區(qū)劃屬晉城市城區(qū)北石店鎮(zhèn)和巴公鎮(zhèn)管轄，地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°51′44″-112°55′20″，北緯35°31′53″-35°37′13″，2001年7月23日，國土資源部為該礦簽發(fā)了采礦許可證，采礦許可證號為1000000140099，井田邊界由43個(gè)拐點(diǎn)構(gòu)成。井田南北長8350-13600m，東西寬1950-5150m，面積33.7032km2。井田西部與鳳凰山煤礦相鄰，南部與古書院礦接壤。

　　本井田交通十分便利，東部有太原-焦作鐵路經(jīng)過，是連接同蒲、石太、京廣諸線的大動(dòng)脈。公路四通八達(dá)，207國道縱貫井田中部，晉城至高平、陵川的省級公路從本區(qū)南東部經(jīng)過，本礦的運(yùn)煤專線與太焦鐵路相接，另外，與207國道平行的晉城-長治高速公路及晉城-陽城、晉城-焦作的高速公路均已通車，交通運(yùn)輸極為便利。

　　礦井交通位置見圖1—1—1。

　　2、地形地勢

　　井田內(nèi)為起伏不平的低山丘陵地形，大部地區(qū)被黃土覆蓋，中西部出露基巖較多。地形切割劇烈，沖溝發(fā)育。地勢西北高南東低，最高點(diǎn)在井田的西部，標(biāo)高941.2m，最低點(diǎn)為井田南部的河床，標(biāo)高748.4m，相對高差192.8m。

　　3、河流及水體

　　井田內(nèi)地表河流主要有2條，北部有巴公河，南部有劉家川河，由西向東橫穿井田，均為季節(jié)性河流，屬丹河水系，丹河由北而南從井田東界外流過，向南匯入黃河。井田內(nèi)其它沖溝則基本干涸無水，僅雨季時(shí)才有短暫洪水排泄。

　　4、氣象與地震

　　本區(qū)氣候?yàn)榕瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)型，四季分明。年最小降雨量265.7mm，最高降雨量1010.4mm，平均612.2mm，雨水多集中在7-9月;年均蒸發(fā)量為1783mm，最小1480.5mm，最大2428.3mm，蒸發(fā)量是降水量的2-3倍。氣溫一般較高，月最高溫度達(dá)38.6℃,最低氣溫-22.8℃,平均氣溫11℃;月均最低氣溫在一月，為-4.5℃,最高氣溫在七月,為23.4℃。冰凍期為11月至次年3月，凍土深度一般在0.3m左右，最大可達(dá)0.43m。全年無霜期在180天，早霜期一般于10月中旬，終霜期于4月中旬。本區(qū)風(fēng)力不大，一般3-4級，最大6級，春、冬季多西北風(fēng)，夏秋季多東南、南風(fēng)。

　　根據(jù)國家《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)，晉城市為6度地震烈度區(qū)。

　　二、礦區(qū)總體規(guī)劃及礦井開發(fā)現(xiàn)狀

　　礦井始建于1958年, 1964年8月投產(chǎn)，礦井設(shè)計(jì)能力60萬t/a。1965年進(jìn)行了第一次擴(kuò)建, 將礦井設(shè)計(jì)能力提升到90萬t/a，1975年完成擴(kuò)建工作。1985年礦井進(jìn)行了第二次改擴(kuò)建，又將礦井設(shè)計(jì)能力增加至210萬t/a，1989年10月完成擴(kuò)建工程，當(dāng)年達(dá)產(chǎn)，同時(shí)新建了處理能力為210萬t/a的洗煤車間與礦井配套。

　　礦井開拓方式為斜井多水平盤區(qū)開拓，井底車場折返式。礦井先期開采3、9號煤層，3號煤層，被劃分為8個(gè)盤區(qū)，2002年綜采結(jié)束，邊角煤柱回收于2005年底結(jié)束; 9號煤層劃分為5個(gè)盤區(qū)，目前僅剩余五盤區(qū)尚布置有正規(guī)回采工作面，剩余可采儲(chǔ)量300萬t。

　　第二節(jié)　地質(zhì)特征

　　一、地質(zhì)構(gòu)造及煤層

　　(一)地質(zhì)構(gòu)造

　　受區(qū)域構(gòu)造影響，本井田地質(zhì)構(gòu)造以寬緩褶曲為主，伴生一些落差不大的小型斷層和少量陷落柱?，F(xiàn)分別簡要敘述如下：

　　1、褶曲

　　根據(jù)地表基巖露頭觀測和鉆孔、井下巷道揭露資料，井田內(nèi)共發(fā)育較大褶曲12條，褶曲軸向主要為北東東向，其次為北西向和近東西向。有些褶曲還發(fā)生弧型彎轉(zhuǎn)，軸長一般1500-2500m，最長者4600m,兩翼傾角2-8°。

　　2、斷層

　　本井田地表未發(fā)現(xiàn)斷層構(gòu)造，但在井下采掘過程中發(fā)現(xiàn)了一些小型斷裂構(gòu)造，其中3、9號煤巷道發(fā)現(xiàn)小斷層32條，落差最大9m，最小0.5m，一般在1.0m左右，走向延伸長度多在200m左右，為層間斷裂構(gòu)造，傾角多在40°左右，走向NE向者居多。

　　從已揭露的斷層看，對采區(qū)的劃分沒有太大的影響，破壞煤層的力度也較弱。但對機(jī)械化綜采工作面布置有一定影響。

　　3、陷落柱

　　礦井在井下3、9號煤層開采時(shí)發(fā)現(xiàn)2個(gè)陷落柱，均位于井田中部。水平斷面多呈橢圓形或近圓形，一般長軸為50-60m，短軸20-30m。據(jù)3、9號煤層開采揭露情況，遇到陷落柱未出現(xiàn)明顯導(dǎo)水涌水現(xiàn)象，對礦井生產(chǎn)未造成大的影響。

　　綜上所述，本井田雖然褶曲較發(fā)育，但均為平緩褶曲，揭露斷層均為小斷層，綜合分析，井田構(gòu)造復(fù)雜程度應(yīng)屬簡單類。

　?、?、地層

　　王臺(tái)鋪井田位于沁水煤田東南部、晉城礦區(qū)東部，井田內(nèi)廣為第四系黃土覆蓋，基巖主要分布于中西部的山梁及部分溝谷地段，大部分為下石盒子組及上石盒子組中、下部地層?，F(xiàn)結(jié)合區(qū)域資料與鉆探資料，由老至新分述如下：

　　1.奧陶系中統(tǒng)(O2)

　?、?下馬家溝組(O2x)

　　以中厚層狀石灰?guī)r為主，下部夾泥質(zhì)灰?guī)r和含石膏的泥質(zhì)角礫狀灰?guī)r，中下部巖溶發(fā)育，呈蜂窩狀小溶洞相互連通，一般可見巖溶比較發(fā)育的層段1-3層，溶洞內(nèi)可見黃褐色沉淀物。最高的巖溶層距奧灰頂界264.27-377.00m，巖溶層段總厚8.70-64.59m，平均31.69m。

　?、?上馬家溝組(O2s)

　　以淺灰-深灰色致密性脆的厚層狀石灰?guī)r為主，次為泥質(zhì)灰?guī)r，具方解石細(xì)脈。本組厚177.04-254.13m，平均207.96m。

　?、?峰峰組(O2f)

　　以深灰色堅(jiān)硬致密的厚層狀石灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r為主，夾有薄層泥灰?guī)r。本組厚42.79-86.13m，平均68.38m。

　　2、石炭系(C)

　?、?中統(tǒng)本溪組(C2b)

　　以灰白色鋁土質(zhì)泥巖和深灰色泥巖，為一套以泥質(zhì)巖為主的瀉湖海灣相沉積。底部為山西式鐵礦。本組厚1.64-26.15m，平均8.62m。與下伏峰峰組呈平行不整合接觸。

　?、?上統(tǒng)太原組(C3t)

　　為井田主要含煤地層之一，由深灰色-灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r、煤層組成，屬三角洲和碳酸鹽巖臺(tái)地沉積。含煤10層，一般6-8層，可采2層(9號、15號)。含石灰?guī)r5-8層，一般5層。本組厚68.78-91.15m，平均80.95m。底部以K1砂巖與本溪組呈整合接觸。井田內(nèi)K1砂巖極不穩(wěn)定，大部相變?yōu)樯罨疑鄮r。

　　3、二疊系(P)

　?、?下統(tǒng)山西組(P1s)

　　為井田主要含煤地層之一。由灰白色-深灰色砂巖、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、煤層組成，屬三角洲平原和瀉湖、湖沼沉積。含煤4層，其中3號煤層為主要可采煤層。本組厚46.94-77.34m平均54.59m。底部以k7砂巖與太原組呈整合接觸。

　?、?下統(tǒng)下石盒子組(P1x)

　　由灰色、灰綠色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，局部夾1-2層煤線及鐵錳質(zhì)結(jié)核。屬淡水的淺湖-濱湖相沉積。頂部含鋁質(zhì)泥巖，富含鮞粒，俗稱“桃花泥巖”，層位穩(wěn)定，分布廣泛，是良好的標(biāo)志層。底部為灰、深灰色細(xì)-中粒長石石英砂巖(K8)。本組厚68.22-97.53m，一般78.12m。與下伏山西組呈整合接觸。

　?、?上統(tǒng)上石盒子組(P2s)

　　本組屬陸相河流和湖泊沉積。據(jù)巖性組合可分為三段，井田內(nèi)僅殘存本組一、二段：

　　一段(P2s1)：井田中部斷續(xù)分布。由黃綠、灰綠、紫紅色細(xì)粒砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。底部為中-粗粒長石石英雜砂巖(K10)，泥質(zhì)膠結(jié)，具交錯(cuò)層理。與下伏下石盒子組呈整合接觸。本段厚72.10-90.01m，一般85.78左右。

　　二段(P2s2)：井田中西部有少量出露。由杏黃色、灰綠色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，夾數(shù)層中厚層狀粗粒長石石英雜砂巖。中部夾厚0-0.50m的錳鐵礦層。井田內(nèi)本段上部多被剝蝕，殘留厚度約80.00m左右。

　　4、第三系上新統(tǒng)(N2)

　　由紅色粘土和亞粘土組成。土質(zhì)細(xì)膩，塑性好。含錳鐵質(zhì)結(jié)核。厚0-40m。與下伏地層呈角度不整合接觸。

　　5、第四系(Q)

　　⑴ 中更新統(tǒng)(Q2)

　　由紅色亞粘土、砂礫層組成，砂礫層呈半膠結(jié)或不膠結(jié)，分選不良，磨圓度差。厚0-25m。與下伏地層呈角度不整合接觸。

　?、?上更新統(tǒng)(Q3)

　　由黃色、灰白色、灰黑色亞粘土、亞砂土及砂土組成，垂直節(jié)理，含多量腐植質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核。厚0-15m。與下伏地層呈角度不整合接觸。

　　⑶ 全新統(tǒng)(Q4)

　　分布于較大溝谷之中。由砂土、礫石組成，分選不好。厚0-10m。與下伏地層呈角度不整合接觸。

　　(三)煤層

　　本井田含煤系為上石炭統(tǒng)太原組和下二疊系山西組，主要可采煤層為3號、9號、15號煤三層。

　　表1-3-1　　可采煤層情況一覽表

　　井田范圍3號煤層已采空，9號煤層亦進(jìn)行開采了大部分。本設(shè)計(jì)主要對象為下組15號煤層，現(xiàn)將15號煤層賦存情況敘述如下：

　　15號煤層：位于太原組底部，直伏于K2石灰?guī)r之下，上距9號煤層28.00m左右。煤層厚度0.85-5.27m,平均2.51m。煤層厚度在大部地段變化不大，一般多在2.00-3.00m之間變化。該煤層結(jié)構(gòu)中等，一般含夾矸1-3層，夾矸巖性多為泥巖、炭質(zhì)泥巖，夾矸厚度大都在0.10-0.50m左右。井田高硫區(qū)(硫份大于3%)煤層下部，普遍存在一層硫化鐵礦夾層，厚度為0.25-0.35m左右。

　　15號煤層直接頂板為K2石灰?guī)r，厚度8.41-10.26m，層位穩(wěn)定。煤層底板為灰-深灰色泥巖、鋁質(zhì)泥巖，局部有黑色炭質(zhì)泥巖偽底。

　　二、水文地質(zhì)

　　(一)主要含水層

　　1、第四系孔隙含水層

　　為孔隙潛水和滯水。由沖積、洪積層、砂礫、黃土組成。以底部砂礫為主，厚2-5m，水量較豐富，水位淺，是當(dāng)?shù)鼐用裰饕钣盟?，單位涌水量?.073-1.050 L /s.m,滲透系數(shù)0.645-2.41 m3/d。

　　2、基巖風(fēng)化裂隙含水層

　　基巖風(fēng)化殼主要發(fā)育于二疊系地層裸露區(qū)和淺埋地帶，風(fēng)化殼深度30-50m，風(fēng)化裂隙隨埋藏深度增加而減弱，一般地形較高處比較低處發(fā)育，其富水性與地表匯水面積和風(fēng)化殼底部隔水層隔水能力有關(guān)，富水程度不等。據(jù)王臺(tái)鋪礦206號孔和鳳凰山礦215、253號孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量為0.0104-0.90L/s.m，滲透系數(shù)為0.06-1.94m3/d。局部富水性較好。

　　3、下石盒子組砂巖裂隙含水層

　　本組含水層一般有4-5層灰白色砂巖，以底部(K8)砂巖含水為主，其富水性弱。含水層被溝谷切割，出露位置常形成下降泉，但涌水量小，且流不遠(yuǎn)即因滲漏而消失。根據(jù)450號孔和朝天宮水井抽水資料：單位涌水量為0.0059-0.086L/s.m，滲透系數(shù)0.465m3/d。

　　4、下二疊統(tǒng)山西組含水層(P1s)

　　本組含水層主要以3號煤層老頂砂巖為主，厚6.03-26.78m，一般厚10.35m，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖性穩(wěn)定，屬裂隙-孔隙潛水。經(jīng)鉆孔抽水試驗(yàn)及回采中測定，單位涌水量為0.0066-0.059L/s.m，滲透系數(shù)為0.014-0.342m3/d，富水性弱。

　　5、上石炭統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層

　　本組主要由兩個(gè)含水層，即K2、K5灰?guī)r層。

　　K2灰?guī)r含水層：位于太原組底部，15號煤層的直接頂板，厚度8.41-10.26m，一般9.32m。該含水層在井田內(nèi)富水性弱，只有在9號煤層露頭以外含水性強(qiáng)。經(jīng)146號孔和206號孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.00049-0.0027L/s.m，滲透系數(shù)0.00017-0.0043m3/d，該含水層與其它含水層沒有水力聯(lián)系。

　　K5灰?guī)r含水層，位于太原組中部，厚度2.97-4.39m，一般3.85m。從已施工的鉆孔、井巷工程綜合分析，在3號煤層覆蓋區(qū)，K5灰?guī)r裂隙溶洞不發(fā)育，含水性弱。在王臺(tái)鋪井田內(nèi)3號煤層隱伏風(fēng)氧化帶東南部，蓋層厚度小于50m，且第四系覆蓋層厚度大于20m的區(qū)域范圍為K5灰?guī)r層富水區(qū)，面積約4.5km2。該含水層與其它含水層沒有水力聯(lián)系。

　　6、中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層

　　為煤系地層基底,其巖性主要為石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、角礫灰?guī)r。據(jù)鉆孔和水源井揭露,全統(tǒng)厚度為400-500m。主要含水層在下馬家溝組,一般發(fā)育有2-4層巖溶層,厚30-50m。埋藏深度一般在430-500m,在本區(qū)普遍分布,厚度變化不大。含水段裂隙巖溶特別發(fā)育,富水性強(qiáng),屬巖溶承壓水。

　　根據(jù)井田內(nèi)15號煤層最低底板標(biāo)高西界處王補(bǔ)53號孔15號煤層底板標(biāo)高593.80m與奧灰水位標(biāo)高對比分析，井田內(nèi)15號煤層底板標(biāo)高均高于奧灰水位標(biāo)高，奧灰水對今后開采15號煤層沒有威脅。

　　(二)主要隔水層

　　1、本溪組-15號煤層底板泥質(zhì)巖隔水層

　　本溪組至15號煤底平均厚度11.72m，主要由泥巖、鋁質(zhì)泥巖組成，巖性致密，細(xì)膩，不透水，為阻斷奧灰水與含煤地層水力聯(lián)系的重要隔水層。

　　2、石炭二疊系泥質(zhì)巖層間隔水層

　　在石炭、二疊系各灰?guī)r、砂巖含水層之間均分布有厚度不等的泥巖、砂質(zhì)泥巖，巖性致密，不透水，可起到良好的層間隔水作用。但位于淺部地帶時(shí)，因受風(fēng)化作用影響，其隔水性能將受到破壞甚至消失。

　　3、第三系紅色粘土隔水層

　　第三系上新統(tǒng)紅色粘土、亞粘土厚度0-25m，土質(zhì)細(xì)膩致密，不透水，呈隔斷地表水和淺層潛水與大部基巖含水層的良好隔水層。

　　(三)充水因素分析

　　1、地表水下滲

　　井田地表河流有二條，即北部巴公河和南部劉家川河，均屬季節(jié)性河流，水量微小，有時(shí)甚至干涸。由于沒有河流觀測資料，不好定量評述。就一般情況而言，由于15號煤層埋藏較深，地表河水不會(huì)對15號煤層開采形成大的威脅。但在洪水季節(jié)應(yīng)注意防洪，經(jīng)常觀測地表裂縫，及時(shí)填堵，防止地表水入滲而致井下涌水量增大。

　　2、上部3、9號煤層采空區(qū)積水的滲透

　　井田內(nèi)3號煤層已全部采空，9號煤層亦部分采空，據(jù)鳳礦提供資料，3、9號煤層采空區(qū)均有不同程度積水。

　　3號煤層下距9號煤層約64m左右，9號煤層下距15號煤層29m左右，一般情況不會(huì)發(fā)生水力聯(lián)系。但當(dāng)下部煤層開采形成大片采空區(qū)后，隨著頂板的垮落，將出現(xiàn)大量塌陷裂隙。若其塌落高度或塌陷裂隙、裂縫達(dá)到3、9號煤層采空區(qū)積水底板時(shí)，就會(huì)有積水沿塌陷裂隙等下滲，加大15號煤層的涌水量。將來在開采15號煤層時(shí)，應(yīng)對上部9號煤層采空區(qū)積水先進(jìn)行排放，以保證礦井安全生產(chǎn)。

　　3、頂板石灰?guī)r(K2石灰?guī)r)含水層滲透

　　太原組K2石灰?guī)r是井田內(nèi)主要含水層之一，其含水大小隨地而異，不均一。富水性在井田中西部較弱，僅東部局部稍強(qiáng)，正常情況下，對15號煤層開采影響不大。

　　4、奧灰?guī)r溶水突水的可能性

　　現(xiàn)井田奧灰水位標(biāo)高約580-592m，而井田內(nèi)15號煤層底板標(biāo)高為593.80-726.76m，標(biāo)高最低處為西部邊界處王補(bǔ)53號孔附近，按照奧灰等水線推測，該處奧灰水位標(biāo)高約587m左右，低于15號煤層底板標(biāo)高6.80m，也就是說，井田15號煤層位于奧灰水位6.80-140m以上，應(yīng)該說，本井田不存在奧灰突水的可能性。

　　5、老窯采空區(qū)、相鄰礦井3、9號煤層采空區(qū)積水對本礦的影響：

　　(1)在井田內(nèi)的朝天宮村、西王臺(tái)村、東王臺(tái)村、徐家?guī)X村、窯頭村、孫村、洪村、西元慶村、東泊南村、泊村、巴公南窯坡、崔溝村等有大面積古窯破壞區(qū)，多數(shù)集中在隱覆的3號煤層風(fēng)氧化帶附近，僅東、西泊南至橋溝、崔溝村一帶向井田中部延伸較遠(yuǎn)，一般從煤層風(fēng)氧化帶沿傾向延伸200-500m。其開采深度最深80m，最淺21m，一般在50m左右。古窯區(qū)內(nèi)均充滿水，積水量一般在1-3萬m3。最大積水量的古窯區(qū)是橋溝古窯區(qū)，1980年探放水達(dá)21.6萬m3。這些上部采空區(qū)積水對本礦3、9號煤層帶來較大影響，同時(shí)也對本礦將來開采15號煤層存在間接影響。如可能增大本礦9號煤層采空區(qū)積水量，間接成為15號煤層礦井充水水源。

　　(2)井田內(nèi)及周邊開采15號煤層礦井采空區(qū)積水對本礦的影響

　　本區(qū)小煤礦分布較多，其中開采15號煤層的小煤礦共有14個(gè)(井田內(nèi)6個(gè)，井田鄰近8個(gè))，經(jīng)多年開采，均分布不同面積的采空區(qū)，并存有一定積水，其積水情況一時(shí)尚難查清。這將對本礦開采15號煤層帶來一定影響。應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行詳查調(diào)查，以便采取相應(yīng)防范措施。

　　(四)水文地質(zhì)類型

　　根據(jù)井田水文地質(zhì)條件和上述礦井充水因素綜合分析，井田開采15號煤層礦井水文地質(zhì)類型應(yīng)屬簡單。

　　(五)礦井涌水量預(yù)測

　　15號煤層礦井涌水量與上部3、9號煤層采空區(qū)積水量和上覆含水層涌水量有關(guān)。

　　據(jù)鉆孔資料，K2-K4灰?guī)r間含水層厚度M=33.90m,采用“大井法”估算上覆含水層涌水量為9375m3/d。

　　3、9號煤層采空區(qū)積水處于動(dòng)態(tài)變化過程，隨著9號煤層開采過程中不斷排放，其采空區(qū)積水量逐漸減少。

　　根據(jù)王臺(tái)鋪礦實(shí)測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，礦井生產(chǎn)能力為2.1Mt/a，近5年最大涌水量為17064 m3/d。

　　綜合以上分析，當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力為1.8Mt/a時(shí)，預(yù)計(jì)15號煤最大涌水量為18000m3/d(750m3/h)，正常涌水量為9600m3/d(400m3/h)。每個(gè)盤區(qū)最大涌水量為9000m3/d(375m3/h)，正常涌水量為4800m3/d(200m3/h)。

　　三、其他開采技術(shù)條件

　　1、煤層頂?shù)装迩闆r

　　15號煤層直接頂為K2石灰?guī)r，厚度7.42-10.99m，平均9.32m，致密堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，在井田內(nèi)該層特別穩(wěn)定，單向抗壓強(qiáng)度平均47.0Mpa左右;單向抗拉強(qiáng)度平均4Mpa左右;抗剪強(qiáng)度平均3.70Mpa。屬堅(jiān)硬類不易冒落頂板。

　　底板為泥巖或鋁土質(zhì)泥巖，厚0-3.42m，平均1.62m，其下部為本溪組的鋁土泥巖，屬軟弱型。單向抗壓強(qiáng)度為11.4Mpa，單向抗拉強(qiáng)度為0.76Mpa，抗剪強(qiáng)度2.49Mpa,膨脹率為0.63%。

　　2、瓦斯、煤塵、煤的自燃傾向性、地溫、地壓

　　河南理工大學(xué)煤礦安全工程技術(shù)研究中心于2007年11月對相鄰鳳凰山礦15號煤層的瓦斯含量進(jìn)行了測定，本次設(shè)計(jì)參考鳳凰山礦15號煤層的瓦斯含量數(shù)據(jù)，根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》(AQ1018—2006)采用分源預(yù)測法進(jìn)行計(jì)算，礦井生產(chǎn)能力達(dá)到1.80 Mt/a時(shí)，相對瓦斯涌出量為6.13 m3/ t·d，絕對瓦斯涌出量為23.22 m3/min。故15號煤層進(jìn)行開采時(shí)，屬于低瓦斯礦井。

　　2007年9月，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院對王臺(tái)鋪礦15號煤層進(jìn)行了煤塵爆炸性試驗(yàn)，結(jié)果為火焰長度為0mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量為0，鑒定結(jié)論為15號煤層無爆炸危險(xiǎn)性。

　　同時(shí)，礦方還進(jìn)行了煤自燃傾向性試驗(yàn)，自燃傾向性等級為Ⅰ級，屬容易自燃煤。

　　王臺(tái)鋪井下溫度冬季在12℃左右，夏季在16℃左右。15號煤采深最大為287.85m，一般在130-240m左右，按地溫梯度每百米增高3℃，考慮最高不超過20℃，對井下生產(chǎn)影響不大。

　　井田內(nèi)15號煤層最大埋深小于300m，根據(jù)3、9號煤層開采情況，地壓對15號煤層開采不會(huì)帶來大的影響。

　　四、煤類、煤質(zhì)與煤的用途

　　1、煤類及其分布規(guī)律

　　根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)(GB5751-86)劃分，以浮煤揮發(fā)分(Vdaf)和氫含量(Hdaf)為分類指標(biāo)，井田15號煤層煤類為無煙煤二號。

　　2、煤質(zhì)分析

　　(1)水分(Mad)原煤 0.37-6.78%, 平均2.71%，浮煤 0.28-5.44%，平均1.61%。

　　(2)灰分(Ad) 原煤 6.12-30.85%，平均19.09%， 浮煤 4.35-7.95%，平均5.97%。

　　(3)揮發(fā)分(Vdaf)原煤5.11-13.63%，平均 7.29%， 浮煤3.94-6.75%，平均4.64%。

　　(4)全硫(St.d)原煤0.27-6.36%，平均2.65%， 浮煤0.30-2.52%，平均0.96%。

　　原煤全硫的變化趨勢為中部高南北兩側(cè)低，硫分最高點(diǎn)為中西部王補(bǔ)53號孔，原煤全硫高達(dá)6.36%。硫分最低點(diǎn)為北部王補(bǔ)32號孔處，原煤全硫?yàn)?.27%。硫分主要以硫化鐵為主，約占82%，井田高硫區(qū)(硫分大于3%)約占井田面積的20%左右，主要分布于井田中西部。

　　高硫區(qū)煤層中的硫分主要集中在煤層底部一層平均厚度0.3m左右的硫化鐵夾層。約占煤層總硫分的70%。

　　3、煤的工業(yè)用途

　　井田15號煤層為特低灰-高灰、特低硫-高硫、特低磷-低磷，中-高熱值的無煙煤，經(jīng)洗選后，灰分有大幅度降低，可降至7.95%以下，硫分亦有明顯降低，浮煤平均硫分可至0.96%左右。

　　因此，15號煤層經(jīng)過洗選降低灰分和硫分后，可用作動(dòng)力用煤或高爐噴吹用煤及工業(yè)合成氨用煤。

　　五、其它有益礦產(chǎn)

　　區(qū)內(nèi)其它有益礦產(chǎn)主要有錳鐵礦、山西式鐵礦、黃鐵礦、耐火粘土。局部有相當(dāng)?shù)墓I(yè)開采價(jià)值。

　　六、勘探程度

　　王臺(tái)鋪礦自建礦以來，進(jìn)行了多次勘探工作，在王臺(tái)鋪井田及鄰近先后共施工鉆孔266個(gè)，其中終孔層位在15號煤層以下的鉆孔117個(gè)。鉆探質(zhì)量較高，成果可供利用和參考。

　　根據(jù)上述資料，原晉城礦務(wù)局地質(zhì)測量處，于1990年編制了生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告，收集整理了歷年鉆孔資料，并匯總成冊，編繪了煤層底板等高線及儲(chǔ)量計(jì)算圖，礦井地形地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖、礦井充水性圖等，形成了一套完整的地質(zhì)資料。該報(bào)告以晉統(tǒng)煤生字[1991]第67號文批準(zhǔn)，審批機(jī)關(guān)為山西省煤炭工業(yè)管理局。

　　2003年10月，山西地寶能源有限公司編制了《山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司王臺(tái)鋪礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》。

　　2007年1月，山西省煤炭地質(zhì)公司根據(jù)以往的地質(zhì)勘查成果，編制完成了《山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司王臺(tái)鋪礦15號煤層礦井地質(zhì)報(bào)告》。

　　15號煤層范圍內(nèi)大的地質(zhì)構(gòu)造基本查清，該處煤層底板等高線控制嚴(yán)密，對煤質(zhì)、煤層特征及開采條件均基本查明，水文地質(zhì)也已搞清。山西省煤炭地質(zhì)技術(shù)委員會(huì)評審中心，以晉煤地技評字[2007]1801號文，下達(dá)了評審意見書。山西省煤炭工業(yè)局以晉煤行發(fā)[2008]83號文下達(dá)了《礦井地質(zhì)報(bào)告》評審意見書的批復(fù)，《山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司王臺(tái)鋪礦15號煤層礦井地質(zhì)報(bào)告》可以作為王臺(tái)鋪礦15號煤開拓延深設(shè)計(jì)的地質(zhì)依據(jù)。

　　第二章 礦井開拓及現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)概況

　　第一節(jié)　礦井開拓方式概況

　　一、開拓方式及井筒

　　礦井自1958年建礦以來，共進(jìn)行了兩次擴(kuò)建，生產(chǎn)能力也由原0.6Mt/a提升至2.1Mt/a。1985年在第二次擴(kuò)建改造中，開拓方式為斜井盤區(qū)開拓。井田劃分為二個(gè)開采水平，即第一水平(+695)主要開采3號煤層，第二水平(+620)開采9、15號煤層，695水平通過材料暗斜井與620水平溝通。井下主要和輔助運(yùn)輸均采用電機(jī)車運(yùn)輸。

　　隨著新技術(shù)、新工藝、新裝備水平的提高，井下主要運(yùn)輸逐漸由電機(jī)車運(yùn)輸發(fā)展為膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。相應(yīng)的開拓布置也隨之發(fā)生了變化。礦井由原設(shè)計(jì)二個(gè)水平開采，簡化為一個(gè)水平(+695水平)通過暗斜井開采3號、9號煤層。原+620水平，主要擔(dān)負(fù)9號煤的排水任務(wù)。

　　王臺(tái)鋪礦井現(xiàn)有5個(gè)井筒(四進(jìn)一回)，其中，主斜井內(nèi)裝備膠帶輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井的主提升兼進(jìn)風(fēng)井;副斜井內(nèi)設(shè)有單軌道，采用串車提升，擔(dān)負(fù)礦井的輔助提升兼進(jìn)風(fēng)井;行人斜井內(nèi)裝備有猴車，擔(dān)負(fù)人員上下兼進(jìn)風(fēng)井;排矸井主要擔(dān)負(fù)北翼進(jìn)風(fēng)任務(wù)兼安全出口;回風(fēng)立井主要擔(dān)負(fù)全井田回風(fēng)任務(wù)。

　　上述各井筒主要技術(shù)特征見表2-1-1。

　　二、井底車場及主要硐室

　　1、+695水平

　　車場形式為折返式，服務(wù)3號煤、9號煤材料運(yùn)輸。在+695水平建有井下主變電所、695水倉及主水泵房、井底主副煤倉、井下調(diào)度站、保健站、消防材料庫等。主要硐室技術(shù)特征如下：

　　井底煤倉：主副煤倉為料石砌碹支護(hù)，容量分別為1600噸、900噸，3號煤通過電機(jī)車運(yùn)到主煤倉卸載，9號煤用膠帶輸送機(jī)直接運(yùn)往副煤倉。煤倉下口通過給煤機(jī)運(yùn)至主斜井膠帶輸送機(jī)。

　　695水倉：料石砌碹，主倉容量為1200m3，副倉容量為700m3，

　　井底火藥庫：礦井現(xiàn)使用一個(gè)火藥庫，布置在井底車場向北1000米處，服務(wù)于礦井使用，火藥庫硐室采用半圓拱形斷面錨網(wǎng)噴支護(hù)，總?cè)莘e1100 m3。

　　2、+620水平

　　主斜井、與行人斜井直達(dá)620水平，在+620水平建有井下變電所、620水倉及主水泵房等硐室，現(xiàn)主要擔(dān)負(fù)9號煤排水任務(wù)。

　　620水倉：料石砌碹，總?cè)萘繛?800m3，其中主倉容量為2600m3，副倉容量為1200m3。

　　三、盤區(qū)開采及接替情況

　　1、3號煤層

　　3號煤于2004結(jié)束開采并已封閉。

　　2、9號煤層

　　9號煤共劃分為五個(gè)盤區(qū)，一盤區(qū)已結(jié)束開采并封閉，四盤區(qū)為薄煤區(qū)，暫不能開采;二盤區(qū)、三盤區(qū)正規(guī)采面回采已結(jié)束，剩余邊角煤和煤柱回收;五盤區(qū)為現(xiàn)生產(chǎn)盤區(qū)。

　　9號煤開拓巷道布置，見圖2—1—1《9號煤采掘工程平面圖》。

　　第二節(jié)　提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電

　　一、 提 升

　　1、原煤提升

　　王臺(tái)鋪礦主斜井提升采用由上海運(yùn)輸機(jī)廠制造的帶式輸送機(jī)，該機(jī)于1988年5月安裝投運(yùn)。帶式輸送機(jī)共四套驅(qū)動(dòng)裝置，其中三套工作，一套備用。電控系統(tǒng)是由無錫礦山電氣廠生產(chǎn)的JLP—2型繼電器盤控制，并設(shè)有過流、過壓、失壓、堆煤、超速、低速、跑偏、煙霧等保護(hù)，各種保護(hù)裝置符合《煤炭安全規(guī)程》的要求。

　　主提升膠帶輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：

　　機(jī)長620m，傾角16°，膠帶寬度1200mm，帶速2.5m/s，設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力600t/h，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4×310kW。

　　2、輔助材料設(shè)備提升

　　副斜井采用1臺(tái)2JK2×1A/30型雙筒纏繞式提升機(jī)，由洛陽礦山機(jī)器廠制造，于1979年7月安裝投用，擔(dān)負(fù)礦井材料、設(shè)備、矸石提升任務(wù)，為斜井串車提升系統(tǒng)。副斜井提升機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：

　　絞車型號：2JK2×1A/30;滾筒直徑：2000mm;滾筒寬度：1000mm;

　　最大靜張力：60kN;最大靜張力差：40kN;速度：3.38m/s;

　　容繩量：760m;電機(jī)功率：130kW;鋼絲繩直徑：24mm;

　　3、人員提升：

　　人員上下井提升由行人斜井的架空乘人裝置擔(dān)負(fù)，架空乘人裝置參數(shù)如下：

　　型號：SR-20D;牽引力：20kN;牽引速度：1.0m/s

　　電機(jī)功率：37kW;運(yùn)輸能力：450人/h;鋼絲繩：φ23.5mm;

　　二、 運(yùn) 輸

　　1、主運(yùn)輸

　　9號煤煤炭運(yùn)輸全部采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。盤區(qū)大巷膠帶輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：型號為DSP-1080/160，膠帶寬度1000mm，帶速3.15m/s，設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力1000t/h，驅(qū)動(dòng)電機(jī)160kW。

　　2、輔助運(yùn)輸

　　695水平大巷采用蓄電池機(jī)車運(yùn)輸方式。盤區(qū)運(yùn)輸大巷為無極繩連續(xù)牽引車運(yùn)輸，工作面輔助運(yùn)輸采用JD-11.4調(diào)度絞車運(yùn)輸。

　　無極繩連續(xù)牽引車設(shè)備技術(shù)參數(shù)如下：

　　型號：SQ—80(110kW);牽引速度：1/1.7m/s

　　牽引力：80kN;鋼絲繩規(guī)格：24NAT6×19+FC1670S GB/T8918)

　　三、 通 風(fēng)

　　礦井通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法采用機(jī)械抽出式通風(fēng)。有四個(gè)進(jìn)風(fēng)斜井，即主斜井、副井、行人井、排矸進(jìn)風(fēng)斜井;一個(gè)回風(fēng)立井，即一號風(fēng)井。

　　風(fēng)井風(fēng)機(jī)現(xiàn)運(yùn)行技術(shù)參數(shù)見下表：

　　主要通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

　　風(fēng)機(jī)型號電機(jī)額定功率(kW)葉片角度(°)風(fēng)機(jī)靜壓(Pa)排風(fēng)量

　　(m3/min)

　　2K56-12-No30100025～5035009000

　　四、 排 水

　　礦井現(xiàn)開采9號煤層，礦井涌水一部分通過9號煤盤區(qū)水倉提升至+695水平水倉，一部分通過自流到+620水平水倉，再通過管道直接排至地面水處理站。

　　+695水平2臺(tái)MD280—43×4水泵額定流量為280m3/h，額定揚(yáng)程172m，由山西黎城泵業(yè)公司制造，2005年安裝投運(yùn);配套電機(jī)型號JS137—4，260kW，6kV。1臺(tái)200D—43×7水泵額定流量為280m3/h，額定揚(yáng)程301m，由長沙泵業(yè)公司制造，1983年投運(yùn);配套電機(jī)型號JS137—4，360kW，6kV。

　　+620水平3臺(tái)200MD—43×7水泵額定流量為280m3/h，額定揚(yáng)程301m，由湖北宜昌水泵廠制造，1991年投運(yùn);配套電機(jī)型號JS137—4，360kW，6kV。

　　五、 供 電

　　王臺(tái)鋪煤礦雙回35kV電源引自晉城煤業(yè)集團(tuán)老區(qū)110kV區(qū)域變電站308號和311號出線間隔，線路采用鐵塔與水泥電桿架空敷設(shè)。

　　地面工業(yè)廣場現(xiàn)有一座35/6kV變電所，設(shè)兩臺(tái)10000kVA容量主變壓器，一用一備，擔(dān)負(fù)工業(yè)廣場、選煤廠、生活區(qū)、主通風(fēng)機(jī)、排矸井、井下等用電負(fù)荷。

　　井下+695水平設(shè)一個(gè)中央變電所，雙回6kV電源分別引自工業(yè)廣場35/6kV變電所不同母線段。中央變電所主要擔(dān)負(fù)排水、運(yùn)輸、五個(gè)采區(qū)變電所供電等用電負(fù)荷。

　　六、監(jiān)測監(jiān)控

　　1、環(huán)境監(jiān)控

　　該礦現(xiàn)有一套KJ86N型煤礦環(huán)境安全監(jiān)測及生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。KJ86N監(jiān)控系統(tǒng)采用CAN總線傳輸方式，傳輸接口、總線擴(kuò)展器、信號轉(zhuǎn)接器、多功能監(jiān)控器、傳感器、光纜和信號電纜等組成。系統(tǒng)可對瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓、煙霧、溫度、一氧化碳、饋電狀態(tài)等參數(shù)及井下主要風(fēng)門的開閉狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，對掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)風(fēng)電瓦斯閉鎖。完全符合煤礦安全規(guī)程及我礦具體使用需求。

　　2、產(chǎn)量監(jiān)控

　　在主斜井井口膠帶輸運(yùn)機(jī)裝設(shè)一套ICS-17B型皮帶稱，對產(chǎn)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)據(jù)傳輸至集團(tuán)公司調(diào)度室。

　　3、人員定位系統(tǒng)

　　本礦井已有一套KJ153型礦井井下人員定位系統(tǒng)，在主要巷道進(jìn)出口及主要機(jī)電硐室設(shè)置讀卡器，實(shí)時(shí)對井下作業(yè)人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)考勤。為井下安全生產(chǎn)提供保障，并把信息進(jìn)行儲(chǔ)存或打印。

　　七、通信

　　在行人進(jìn)風(fēng)斜井敷設(shè)有200對礦用通信電纜，由地面通信機(jī)房沿地面電纜溝敷設(shè)至695中央變電所礦用隔爆分線箱。

　　第三章 十五號煤開拓延深

　　第一節(jié)　井田境界與儲(chǔ)量

　　一、井田境界

　　王臺(tái)鋪礦井田位于山西晉城市市區(qū)北10km處，井田邊界由43個(gè)拐點(diǎn)構(gòu)成，東西寬約3.6km，南北長約9.5km，井田面積33.7032km2。井田西部與鳳凰山煤礦相鄰，南部與古書院礦接壤。

　　二、儲(chǔ)量

　　1、儲(chǔ)量計(jì)算原則

　　根據(jù)《山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司王臺(tái)鋪礦15號煤層地質(zhì)報(bào)告》，本井田15號煤層為無煙煤。

　　按國家現(xiàn)行煤炭資源儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范，煤層傾角小于25°，最低可采厚度大于0.80m，最高可采灰份小于40%，最高硫份小于3%，最低發(fā)熱量為22.1MJ/㎏的原則。

　　井田高硫區(qū)煤層下部，普遍存在一層硫化鐵礦夾層，平均厚度為0.3m左右，甩掉此夾層后，煤層最高硫分小于3%。故，高硫區(qū)除掉硫化鐵礦夾層的煤層也可以進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算。

　　儲(chǔ)量計(jì)算面積采用水平投影面積。

　　井田內(nèi)15號煤層穩(wěn)定可采，15號煤層容重為1.46t/m3，非高硫區(qū)域平均厚度為2.51m，高硫區(qū)域除去硫鐵礦夾層后，平均厚度為2.48m。

　　儲(chǔ)量計(jì)算方法：采用塊段法，即塊段面積×容重×平均厚度=塊段儲(chǔ)量

　　2、礦井地質(zhì)資源量

　　依據(jù)本礦井地質(zhì)報(bào)告提交的煤炭資源量計(jì)算，除去硫鐵礦夾層后礦井地質(zhì)資源量為9377.3萬噸。

　　見表3-1-1《15號煤資源儲(chǔ)量匯總表》。

　　表3-1-1 　15號煤資源儲(chǔ)量匯總表

　　3、礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量

　　本礦井15號煤層地質(zhì)條件簡單，推斷的資源量333的折減量取0.8的系數(shù)計(jì)算，則工業(yè)儲(chǔ)量為8996.20萬噸。

　　4、設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量

　?、?礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的井田境界煤柱、地面村莊煤柱、地面水庫煤柱、小窯防水煤柱等需要留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量后的儲(chǔ)量。

　?、?礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱、井下主要巷道保護(hù)煤柱再乘于盤區(qū)回采率。

　?、?盤區(qū)回采率：根據(jù)設(shè)計(jì)布置，以及15號煤層厚度為中厚煤層和綜采一次采全高采煤方法等因素，盤區(qū)回采率為80%。

　　經(jīng)計(jì)算，15號煤層設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為3214.61萬噸。

　　見表3-1-2《礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量匯總表》。

　　三、安全煤柱

　　工業(yè)場地、村莊等安全煤柱采用垂線法和垂直剖面法計(jì)算。

　　地面建筑物、構(gòu)筑物保護(hù)煤柱，根據(jù)晉城礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)，表土層移動(dòng)角取φ=45°，巖層移動(dòng)角取δ=γ=72°。

　　煤層大巷煤柱寬度取30m，井田境界煤柱寬度取20m，工作面順槽之間煤柱寬度取20m。

　　第二節(jié)　礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限

　　(一) 礦井工作制度

　　礦井設(shè)計(jì)年工作日為330d，每天四班作業(yè)，三班采煤，一班檢修。每天凈提升時(shí)間為16h。

　　(二) 礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力和日生產(chǎn)能力

　　1、結(jié)合15號煤層賦存平均厚度2.51m，煤層開采條件比較簡單，現(xiàn)行綜采、綜掘工藝等因素，設(shè)計(jì)確定每個(gè)盤區(qū)布置一個(gè)綜采工作面、兩個(gè)綜掘工作面時(shí)，可達(dá)到生產(chǎn)能力0.9Mt/a。

　　2、結(jié)合9號煤層剩余可采儲(chǔ)量主要集中在井田南翼、已經(jīng)解放的范圍位于井田中部等因素，為全面協(xié)調(diào)9號煤、15號煤合理配采和接替，首采盤區(qū)確定為二盤區(qū)。

　　3、礦井投產(chǎn)初期，9號煤、15號煤分別按0.9Mt/a能力進(jìn)行生產(chǎn);9號煤結(jié)束回采后，15號煤布置兩個(gè)盤區(qū)，礦井生產(chǎn)能力保持1.8Mt/a不變。

　　4、2007年，煤炭工業(yè)局下發(fā)的煤炭生產(chǎn)許可證中，標(biāo)明礦井生產(chǎn)能力為1.8Mt/a。

　　5、綜合上述因素，本次設(shè)計(jì)確定礦井15號煤設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.8Mt/a。

　　(三) 礦井服務(wù)年限

　　15號煤層為本礦井最后一個(gè)開采煤層，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為3214.61萬t，儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.5，考慮前期15號煤按90萬t/a和9號煤層配采3年，以及各盤區(qū)接替服務(wù)年限等因素進(jìn)行計(jì)算。

　　經(jīng)計(jì)算，全礦井15號煤層的服務(wù)年限為16.6年。

　　第三節(jié)　開拓延深方式

　　一、開拓延深方式

　　本礦井已有工業(yè)場地和風(fēng)井場地，現(xiàn)有井筒、提升、運(yùn)輸、進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)、排水、供電、通信、監(jiān)控設(shè)施均加以利用，在礦井總生產(chǎn)能力不提高的情況下，不再新增場地設(shè)施。

　　結(jié)合現(xiàn)有的井巷工程及生產(chǎn)系統(tǒng)，開拓延深方式選用暗斜井延深方式，即從現(xiàn)有的+695水平大巷布置暗斜井延深至15號煤層。具體方案如下：

　　(一)運(yùn)煤系統(tǒng)：

　　從+695水平井底車場主煤倉上口巷道開口，向下施工15號煤上倉膠帶暗斜井(上倉斜巷)，延深至15號煤層后，南北向布置二盤區(qū)膠帶進(jìn)風(fēng)巷，形成二盤區(qū)主運(yùn)和進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，向東布置一盤區(qū)膠帶進(jìn)風(fēng)巷，形成一盤區(qū)主運(yùn)和進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)。

　　運(yùn)煤線路為：工作面膠帶進(jìn)風(fēng)順槽→盤區(qū)膠帶進(jìn)風(fēng)順槽→上倉膠帶斜巷→煤倉→主斜井膠帶輸送機(jī)→地面生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　(二)材料運(yùn)輸系統(tǒng)：

　　從材料暗斜井+644水平處做甩車場，進(jìn)入15號煤層后，沿南北向布置材料南、北車場，車場與盤區(qū)軌道進(jìn)風(fēng)巷溝通，形成各盤區(qū)材料運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)。

　　材料運(yùn)輸線路為：副斜井→+695水平大巷→材料暗斜井→甩車場→南(北)車場→盤區(qū)軌道進(jìn)風(fēng)巷→工作面軌道進(jìn)風(fēng)順槽。

　　(三)行人運(yùn)輸系統(tǒng)：

　　從行人斜井開口，沿15號煤層布置專用行人巷道，并與盤區(qū)膠帶進(jìn)風(fēng)巷溝通，前期距工作面距離較短，人員步行進(jìn)入工作面;后期沿巷道一側(cè)布置運(yùn)人猴車。

　　人員運(yùn)輸線路為：主斜井(猴車)→專用行人巷道→盤區(qū)膠帶進(jìn)風(fēng)巷→工作面順槽(步行)。

　　(四)回風(fēng)系統(tǒng)：

　　現(xiàn)有回風(fēng)立井凈直徑為3.5m，按15號煤布置兩個(gè)盤區(qū)生產(chǎn)需風(fēng)量計(jì)算，井筒風(fēng)速達(dá)12.47m/s，超出了作為礦井安全出口風(fēng)速不應(yīng)大于8.0m/s的規(guī)定。因此，必須對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造。根據(jù)通風(fēng)能力、場地布置等因素，提出如下兩個(gè)方案：

　　1、方案一：新增風(fēng)井方案

　　從15號煤巷道向上反掘回風(fēng)暗立井與一號回風(fēng)井貫通，形成15號煤回風(fēng)系統(tǒng)。

　　在風(fēng)井場地新掘一直徑3.5m的輔助回風(fēng)立井(一號輔助回風(fēng)立井)，井筒內(nèi)裝備梯子間，地面布置安全出口與風(fēng)道，其中風(fēng)道與一號回風(fēng)立井風(fēng)道相連，形成兩風(fēng)井并列運(yùn)行方式。

　　2、方案二：刷大一號風(fēng)井?dāng)嗝娣桨?/p>

　　從15號煤巷道向上反掘回風(fēng)暗立井與一號回風(fēng)井貫通，形成15號煤回風(fēng)系統(tǒng)。

　　同時(shí)，刷大一號風(fēng)井?dāng)嗝?，由直?.5m，刷大至直徑4.5m，重新裝備梯子間。

　　3、方案比較

　　方案一充分利用風(fēng)井場地新掘井筒，對現(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)干擾不大，適合于邊延深邊生產(chǎn)的礦井。缺點(diǎn)為工程量大，投資大。

　　方案二工程量小，投資小，但對生產(chǎn)影響很大，需要停產(chǎn)2個(gè)月左右對風(fēng)井進(jìn)行改造。

　　綜合比選上述兩個(gè)方案，設(shè)計(jì)推薦方案一。

　　二、盤區(qū)劃分及開采順序

　　根據(jù)上述開拓延深方案，全井田15號煤層共劃分4個(gè)盤區(qū)，其中一、二盤區(qū)布置于井田中部，三盤區(qū)布置于井田北翼，四盤區(qū)布置于井田南翼。

　　盤區(qū)開采順序原則：

　　1、按盡快實(shí)現(xiàn)資源保護(hù)的原則，先開采受小窯威脅的區(qū)域。

　　2、按延深工程量最少，對現(xiàn)有9號煤生產(chǎn)盤區(qū)干擾最少為原則。

　　3、按平衡匹配9號、15號煤通風(fēng)、運(yùn)輸、排水、供電、提升等設(shè)施，進(jìn)行合理配采9號、15號煤為原則。

　　按上述原則，盤區(qū)開采接替順序，見表3—3—1。

　　井田中部二盤區(qū)為首采盤區(qū)。

　　三、開拓大巷布置

　　15號煤各盤區(qū)巷道布置見前述設(shè)計(jì)推薦方案一，各盤區(qū)大巷均為三巷布置，巷道間距30m，均沿15號煤層頂板全煤巷布置，高度不夠進(jìn)行起底掘進(jìn)。

　　盤區(qū)膠帶巷斷面為矩形，凈高2500mm，凈寬4800mm，錨噴支護(hù)，凈斷面12.00m2。

　　盤區(qū)軌道巷斷面為矩形，凈高2500mm，凈寬4400mm，錨噴支護(hù)，凈斷面11.0m2。

　　盤區(qū)回風(fēng)巷斷面為矩形，凈高2500mm，凈寬4400mm，錨噴支護(hù)，凈斷面11.0m2。

　　上述巷道設(shè)備布置、巷道斷面技術(shù)特征、支護(hù)材料及參數(shù)，參見附圖《巷道斷面圖冊》。

　　第四節(jié)　開拓延深井筒、井底車場及硐室布置

　　一、延深井筒

　　15號煤達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.8Mt/a，投產(chǎn)延深井筒為上倉膠帶暗斜井、回風(fēng)暗立井、一號輔助回風(fēng)立井。各井筒技術(shù)特征如下：

　　1、上倉膠帶暗斜井：

　　斜長190m，傾角90，斷面為半圓拱形，凈寬4200mm，凈高3300mm，凈斷面12.88m2，錨噴支護(hù)，支護(hù)厚度100mm。井筒裝備1200mm寬的膠帶輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井15號煤主運(yùn)、進(jìn)風(fēng)兼安全出口。

　　2、回風(fēng)暗立井：

　　垂深50m，斷面為圓形，凈直徑為3500mm，凈斷面9.62m2，錨噴支護(hù)，支護(hù)厚度150mm。上口與一號回風(fēng)立井貫通，下口與15號煤井底回風(fēng)大巷相通，主要擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)。

　　3、一號輔助回風(fēng)立井：

　　垂深190m，斷面為圓形，凈直徑為3500mm，凈斷面9.62m2，錨噴支護(hù)，支護(hù)厚度150mm。井筒內(nèi)裝備梯子間，主要擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)兼安全出口。

　　各延深井筒斷面布置，分別見圖3-4-1、3-4-2、3-4-3。

　　二、井底車場及硐室布置

　　原有+695水平井底車場及硐室布置，均能滿足本次15號煤投產(chǎn)需要，本次延深設(shè)計(jì)新增的暗斜井644井底車場及硐室敘述如下：

　　1、暗斜井644車場：

　　644車場分為三部分：甩車場、南車場、北車場，水平標(biāo)高為+644。井底車場形式為平車場。

　　2、主要硐室：

　　暗斜井上部布置的硐室(原有)有：絞車房、信號硐室。

　　暗斜井下部布置的硐室有：信號硐室。

　　入倉膠帶暗斜井底布置有二盤區(qū)變電所。

　　第四章　大巷運(yùn)輸及設(shè)備

　　第一節(jié) 煤炭運(yùn)輸

　　一、主運(yùn)輸系統(tǒng)

　　15號煤首采盤區(qū)出煤系統(tǒng)：工作面膠帶順槽→二盤區(qū)膠帶巷→上倉膠帶巷→井底煤倉→主斜井→地面生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　運(yùn)輸系統(tǒng)見附圖《首采盤區(qū)投產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)圖》。

　　現(xiàn)有主斜井帶式輸送機(jī)滿足15號煤層開采的運(yùn)輸需要，主要設(shè)備技術(shù)特征見本設(shè)計(jì)第二章第二節(jié)。

　　本次運(yùn)輸設(shè)備選型設(shè)計(jì)主要為：首采盤區(qū)的運(yùn)輸設(shè)備選型。

　　二、運(yùn)輸方式

　　目前國內(nèi)大中型礦井的大巷煤炭運(yùn)輸普遍采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，其主要優(yōu)點(diǎn)為:

　?、?運(yùn)輸連續(xù)，能力大;

　?、?大巷布置不受煤層起伏坡度變化的影響;

　?、?系統(tǒng)簡單，自動(dòng)化程度高，易于實(shí)現(xiàn)集中管理，有利于提高生產(chǎn)率;

　?、?運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，占用人員少，主輔運(yùn)輸互不干擾;

　　本礦井煤層賦存條件好，構(gòu)造簡單，因此確定各盤區(qū)煤炭運(yùn)輸主要采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸方式。

　　三、運(yùn)輸設(shè)備

　　根據(jù)礦井開拓方式及采區(qū)布置形式，在15號煤一、二盤區(qū)各布置兩部帶式輸送機(jī)擔(dān)負(fù)煤炭運(yùn)輸。前期開采盤區(qū)為二盤區(qū)。

　　由于盤區(qū)內(nèi)無工作面煤倉緩沖，大巷帶式輸送機(jī)的選型考慮滿足同一盤區(qū)內(nèi)一個(gè)綜采工作面和兩個(gè)綜掘工作面生產(chǎn)時(shí)的峰值煤量的運(yùn)輸需要，并與工作面設(shè)備選型相匹配。同時(shí)盡可能和礦上現(xiàn)使用的盤區(qū)膠帶運(yùn)輸設(shè)備的電機(jī)、滾筒、膠帶相統(tǒng)一，以便設(shè)備配件的管理、維護(hù)、和互換。

　　1. 二盤區(qū)1號帶式輸送機(jī)選型

　　(1)選型設(shè)計(jì)依據(jù):

　　煤炭松散容重：1000kg/m3

　　運(yùn)輸距離：1453m;

　　提升高度：25m

　　設(shè)計(jì)運(yùn)量：1000t/h;

　　膠帶機(jī)工作環(huán)境：潮濕、有灰塵污染;

　　(2)選型計(jì)算過程

　?、佥斔蛶挾鹊挠?jì)算

　　第二節(jié) 輔助運(yùn)輸

　　一、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)

　　物料和設(shè)備采用礦車裝載→地面下放到副斜井井底車場→+695水平大巷電機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)→材料暗斜井→15號五煤盤區(qū)軌道運(yùn)輸大巷→采煤工作面或掘進(jìn)面。

　　人員在行人斜井乘架空乘人系統(tǒng)下井→專用人車巷(摘掛式猴車)→二盤區(qū)膠帶巷(摘掛式猴車)→運(yùn)送人員到采掘工作面順槽口→人員步行到達(dá)工作面。

　　15號掘進(jìn)巷道基本為全煤巷綜掘機(jī)掘進(jìn)，全部通過刮板機(jī)、膠帶輸送機(jī)并入原煤運(yùn)輸系統(tǒng)，少量巖巷工程矸石填入井下廢棄橫川巷道內(nèi)密閉，基本可實(shí)現(xiàn)矸石不出井，以減少運(yùn)輸成本和地面污染。

　　現(xiàn)有+695水平運(yùn)輸系統(tǒng)及設(shè)備均滿足15號煤層開采的輔助運(yùn)輸需要，主要設(shè)備技術(shù)特征見本設(shè)計(jì)第二章、第二節(jié)。

　　本次運(yùn)輸設(shè)備選型設(shè)計(jì)主要為：首采盤區(qū)的輔助運(yùn)輸設(shè)備選型。

　　運(yùn)輸系統(tǒng)分別見附圖《首采盤區(qū)投產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)圖》。

　　二、運(yùn)輸方式

　　礦上現(xiàn)生產(chǎn)盤區(qū)內(nèi)輔助運(yùn)輸主要使用無極繩連續(xù)牽引車運(yùn)輸，無極繩連續(xù)牽引車綜合了國外繩式卡軌車和國內(nèi)無極繩絞車的特點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全高效的新型輔助運(yùn)輸設(shè)備，對井下巷道的適應(yīng)性更強(qiáng)，運(yùn)距長，牽引力大，且不污染井下空氣，可以滿足井下大巷起伏不平、巷道不直的運(yùn)輸需要。

　　根據(jù)礦井開拓方式和巷道布置，15號煤盤區(qū)輔助運(yùn)輸方式仍采用無極繩連續(xù)牽引車，同時(shí)盡可能和礦上現(xiàn)使用的盤區(qū)無極繩連續(xù)牽引車的型號相統(tǒng)一，以便設(shè)備配件的管理、維護(hù)、和互換。采掘面短距離的輔助運(yùn)輸選用調(diào)度絞車。

　　三、運(yùn)輸設(shè)備

　　15號煤盤區(qū)輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備：經(jīng)過選型，選用SQ-80型無極繩連續(xù)牽引車。系統(tǒng)配置有無極繩絞車、張緊裝置、梭車、尾輪、壓繩輪、托繩輪等，其主要技術(shù)參數(shù)為：

　　型號：SQ-80;電機(jī)：110kW;牽引速度：1 m/s 和1.7m/s

　　滾筒直徑：800mm;牽引力：80kN;鋼絲繩直徑：Φ24mm;

　　采煤工作面運(yùn)輸順槽、掘進(jìn)工作面順槽運(yùn)輸：選用JD-11.4型調(diào)度絞車，其參數(shù)如下：

　　額定牽引力：10kN;鋼絲繩直徑：φ12.5mm;平均繩速：12.6~62m/min;

　　容繩量：400m;電動(dòng)機(jī)功率：11.4kW

　　專用人車巷和膠帶巷架空乘人裝置(摘掛式)選用SR-40J型，參數(shù)如下：

　　主電機(jī)功率：37kW;運(yùn)行速度：1.0m/s;主繩輪直徑：1200mm

　　四、礦井車輛配備

　　礦井礦車數(shù)量及技術(shù)參數(shù)均可滿足本次延深設(shè)計(jì)使用要求，不再對礦車進(jìn)行選型和增加。

　　第五章 采區(qū)布置及裝備

　　第一節(jié)　采煤方法

　　一、采煤方法的選擇

　　采煤方法結(jié)合煤層厚度平均2.51m，及頂?shù)装彘_采條件，選擇長壁工作面一次采全高綜合機(jī)械化采煤方法。

　　二、工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型

　　工作面回采方向?yàn)楹笸耸交夭桑擅簷C(jī)在工作面長壁雙向自開缺口，截煤裝煤，刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，綜采工作面的采、裝、運(yùn)、支工序全部機(jī)械化。

　　工作面主要采煤設(shè)備選擇原則：

　　(1)15號煤層頂板為K2灰?guī)r、厚度大、硬度高、屬于堅(jiān)硬頂板，底板為泥巖屬于較軟底板，需對工作面液壓支架進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

　　(2)根據(jù)一個(gè)工作面生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，并結(jié)合該礦現(xiàn)有設(shè)備使用情況，對工作面采煤設(shè)備及配套進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　工作面主要采煤設(shè)備初步選擇如下：

　　MG250/600—WD1雙滾筒采煤機(jī)，

　　SGZ—764/400型刮板輸送機(jī)，

　　SZB764/132/1140型轉(zhuǎn)載機(jī)，

　　PCM1000/110/1140型破碎機(jī)，

　　工作面順槽裝備SSJ1080/160/660型膠帶輸送機(jī)。

　　2、支護(hù)強(qiáng)度驗(yàn)算

　　按8倍采高的上覆巖層所需支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算：

　　P1=8HRg

　　=8×2.48×2.7×9.8

　　=0.525(MPa)

　　式中：P1——按8倍采高計(jì)算所需要的支護(hù)強(qiáng)度，單位MPa。

　　H——采高取2.48m。

　　R——頂板巖石容重2.7t/m3。

　　g——取重力常數(shù)為9.8。

　　ZZ6900-17/32型支架的支護(hù)強(qiáng)度0.92～1.0MPa大于0.525MPa。

　　同時(shí)，ZZ6900-17/32型支架對底板的比壓為1.9MPa，根據(jù)王臺(tái)鋪礦15號煤層實(shí)測數(shù)據(jù)，工作面煤層底板的容許抗壓強(qiáng)度為11.4MPa，底板抗壓強(qiáng)度大于支架對底板的比壓，可見支架支護(hù)強(qiáng)度能滿足要求。

　　3、支架工作阻力驗(yàn)算

　　工作面支架工作阻力計(jì)算如下：

　　F=8HRgS

　　=8×2.48×2.7×9.8×8.64

　　=4536 (KN)

　　式中F—ZZ6000-17/32型支架所需要的工作阻力,單位KN。

　　H、R、g—意義同上。

　　S—表示ZZ6000-17/32型支架最大支護(hù)面積，為8.64m2。

　　S=L長×L寬=5.76×1.5=8.64m2。

　　L長—支架最大控頂距，為5.76m。

　　L寬—支架的寬度，為1.5m。

　　ZZ6000-17/32型支架的額定工作阻力為6900KN，大于計(jì)算值4536KN，可見支架支護(hù)工作阻力能滿足要求。

　　4、支架初撐力驗(yàn)算

　　初撐力在支架參數(shù)中具有重要地位，提高支架初撐力可以減少頂板離層，增強(qiáng)頂板自身強(qiáng)度，增加頂板的穩(wěn)定性;提高支架對機(jī)道頂板的支撐能力，減少工作面頂板端面破碎度及煤壁片幫;壓實(shí)頂梁上及底座下浮矸，提高支撐系統(tǒng)剛度;充分利用支架額定支撐能力，減少頂板相對移近量。

　　工作面頂板屬堅(jiān)硬頂板，取工作阻力的80%為支架初撐力，初撐力計(jì)算如下：

　　F′= 80%F

　　=80%×4536

　　=3629(KN)

　　式中：

　　F′—支架所需初撐力，單位N。

　　F—支架所需的工作阻力，單位N。

　　P0=F′/4S′=3629÷(4×0.047755475)=19.0(MPa)

　　式中：

　　F′—支架所需初撐力，單位N。

　　S′—支架立柱活塞斷面積，為0.047755475m2。

　　P0—所需的乳化液壓強(qiáng)，單位MPa。

　　Pb1= P0÷80%=19.0÷80%=23.8(MPa)

　　Pb=31.5(MPa)

　　Pb > Pb1

　　式中：

　　Pb1 —支架所需泵站供液壓力。

　　80%—泵站供液有效壓力(除去管路損失率)

　　Pb——泵站供液壓力設(shè)定為31.5MPa。

　　通過上式計(jì)算，可見泵站設(shè)定供液壓力能夠滿足支架需要。

　　綜上所述可見所用支架能滿足工作面支護(hù)的需要。

　　5、工作面超前支護(hù)

　　進(jìn)、回風(fēng)順槽20m范圍內(nèi)實(shí)施超前支護(hù)，采用DZ28—25/100型單體液壓支柱加柱冒，柱冒規(guī)格300mm×200 mm×60 mm。

　　進(jìn)風(fēng)順槽超前支護(hù)：人行道側(cè)距離煤柱1000mm處支設(shè)一排;非行人側(cè)距離巷幫600mm支設(shè)一排。遇破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)減速器影響時(shí)緊靠其外側(cè)打戴帽點(diǎn)柱進(jìn)行支護(hù)。柱距均為1000mm，單體柱要成排成行，直線度誤差不超過30mm，且采取麻繩連鎖防倒。

　　回風(fēng)順槽超前支護(hù)：距離工作面?zhèn)认飵?000mm處支設(shè)一排，柱距1000mm;距離煤柱側(cè)巷幫1000mm處支設(shè)一排單體柱，柱距1000mm，單體柱要成排成行，直線度誤差不超過30mm，且采取麻繩連鎖防倒。

　　第二節(jié)　盤區(qū)布置

　　一、盤區(qū)數(shù)目、位置及工作面生產(chǎn)能力

　　15號煤開拓延投產(chǎn)盤區(qū)為：中部的一、二盤區(qū)，盤區(qū)生產(chǎn)能力0.9Mt/a。達(dá)產(chǎn)時(shí)共布置2個(gè)盤區(qū)(一、二盤區(qū))、2個(gè)綜采長壁工作面，生產(chǎn)能力1.8Mt/a。

　　見圖5-2-1《首采盤區(qū)巷道布置及主要機(jī)械設(shè)備配備圖》和圖5-2-2《一盤區(qū)巷道布置及主要機(jī)械設(shè)備配備圖》。

　　二、首采盤區(qū)尺寸及巷道布置

　　1、盤區(qū)尺寸

　　盤區(qū)尺寸的確定取決于地質(zhì)構(gòu)造條件、煤層開采技術(shù)條件、盤區(qū)內(nèi)采煤和運(yùn)輸裝備。

　　結(jié)合本次設(shè)計(jì)的采煤方法和開拓方式、盤區(qū)劃分等因素，一、二盤區(qū)特征見表5-2-1。

　　2、巷道布置

　　根據(jù)設(shè)計(jì)確定的開拓方式和各盤區(qū)巷道布置，采用盤區(qū)大巷兩翼(或單翼)直接布置工作面，條帶式開采。

　　盤區(qū)大巷沿15號煤層頂板掘進(jìn)，采用三巷布置，即盤區(qū)軌道巷、盤區(qū)膠帶巷、盤區(qū)專用回風(fēng)巷，巷道間距30m，其中膠帶巷位于軌道巷和回風(fēng)巷中間。

　　盤區(qū)巷斷面為矩形，支護(hù)方式為錨、網(wǎng)、噴支護(hù)，錨索加強(qiáng)。

　　3、盤區(qū)車場及硐室

　　本井田煤層賦存平緩，大巷條帶式開采。輔助運(yùn)輸采用無極繩連續(xù)牽引車和小絞車配合方式，材料、設(shè)備等從井底車場直接運(yùn)往采、掘工作面等各使用地點(diǎn)。主運(yùn)輸使用膠帶機(jī)搭接連續(xù)運(yùn)輸方式，故，各盤區(qū)不設(shè)盤區(qū)車場。

　　在各盤區(qū)內(nèi)設(shè)盤區(qū)變電所、盤區(qū)水泵房及水倉。

　　4、盤區(qū)主要設(shè)備及通風(fēng)、排水系統(tǒng)

　　(1)煤炭運(yùn)輸方式：

　　工作面煤炭由順槽膠帶直接轉(zhuǎn)運(yùn)至盤區(qū)大巷膠帶輸送機(jī)上，無中間環(huán)節(jié)。盤區(qū)大巷固定式膠帶輸送機(jī)選型參見第四章節(jié)中相關(guān)內(nèi)容。

　　(2)輔助運(yùn)輸方式：

　　盤區(qū)內(nèi)輔助運(yùn)輸采用無極繩連續(xù)牽引車，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，效率高，適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)底板起伏不平的巷道。盤區(qū)軌道巷無極繩連續(xù)牽引車選型參見第四章節(jié)中相關(guān)內(nèi)容。

　　(3)盤區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)：

　　新鮮風(fēng)流由上倉膠帶暗斜井、材料暗斜井、軌道聯(lián)絡(luò)巷→盤區(qū)膠帶進(jìn)風(fēng)巷、盤區(qū)軌道進(jìn)風(fēng)巷→工作面膠帶、軌道進(jìn)風(fēng)順槽→工作面。

　　乏風(fēng)由回風(fēng)順槽→盤區(qū)回風(fēng)巷→總回風(fēng)巷一、一號主、輔回風(fēng)立井。

　　綜掘工作面配備局扇和抽出式濕式除塵風(fēng)機(jī)，采用壓入式通風(fēng)方式。

　　(4)盤區(qū)排水系統(tǒng)：

　　二盤區(qū)在工作面尾部設(shè)有盤區(qū)水倉、泵房，水倉總?cè)萘繛?00m3，工作面水由工作面泄水巷流入水倉，通過管路，經(jīng)過材料暗斜井、620大巷，泵送至620水平井底中央水倉，經(jīng)行人斜井排至地面。

　　一盤區(qū)在盤區(qū)軌道側(cè)設(shè)有盤區(qū)水倉、泵房，水倉總?cè)萘繛?00m3，涌水由巷道水溝流入水倉，通過管路，經(jīng)過材料暗斜井、695大巷，泵送至695水平井底中央水倉，經(jīng)副斜井排至地面。

　　掘進(jìn)工作面低洼處均設(shè)置了小水泵，如有積水應(yīng)做水窩將水排出;盤區(qū)大巷低洼處也要采取同樣的方法處理大巷積水問題。

　　第三節(jié)　采煤工作面布置

　　一、采煤工作面參數(shù)

　　1、工作面尺寸與生產(chǎn)能力的確定：

　　15號煤生產(chǎn)按一個(gè)盤區(qū)一面模式設(shè)計(jì)。結(jié)合井田開拓方式布置，工作面長度設(shè)計(jì)為180m，順槽設(shè)計(jì)長度平均為1000m，工作面可采煤量為0.660Mt。

　　2、順槽條數(shù)及布置方式

　　工作面順槽采用兩進(jìn)一回三條順槽布置，其中保留利用最外側(cè)的順槽作為下一個(gè)相鄰工作面的進(jìn)風(fēng)順槽，工作面通風(fēng)方式采用“W”型通風(fēng)方式，即：一側(cè)為1條膠帶機(jī)進(jìn)風(fēng)順槽，另一側(cè)為1條軌道進(jìn)風(fēng)順槽和1條回風(fēng)順槽。

　　靠盤區(qū)回風(fēng)巷一側(cè)工作面，膠帶順槽布置風(fēng)橋跨回風(fēng)巷后，與膠帶大巷相搭接。軌道順槽通過風(fēng)橋與盤區(qū)軌道巷連接。回風(fēng)順槽直接與回風(fēng)巷連接。

　　靠盤區(qū)軌道巷一側(cè)工作面，膠帶順槽不做風(fēng)橋，與軌道巷平交，通過底溝溜過盤區(qū)軌道巷后，與盤區(qū)膠帶巷相搭接。軌道順槽直接與盤區(qū)軌道巷連接?；仫L(fēng)順槽布置風(fēng)橋跨軌道巷、膠帶巷與回風(fēng)巷連接。

　　工作面及順槽斷面設(shè)計(jì)為矩形，支護(hù)方式為錨網(wǎng)支護(hù)，錨索加強(qiáng)支護(hù)。在膠帶運(yùn)輸順槽內(nèi)鋪設(shè)臨時(shí)軌道，用來放置移動(dòng)變電站、噴霧泵站、乳化液泵站、開關(guān)柜、電纜等設(shè)備列車。

　　工作面設(shè)計(jì)斷面技術(shù)特征、支護(hù)參數(shù)，詳見附圖《巷道斷面圖冊》。

　　3、工作面生產(chǎn)能力

　　工作面按四六制作業(yè)方式組織，三班生產(chǎn)，一班檢修，年工作日按330天生產(chǎn)計(jì)算。

　　根據(jù)工作面長度180m，采煤機(jī)平均速度5.0m/min，開機(jī)率50%，循環(huán)率按85%考慮，每班可割煤3刀。

　　生產(chǎn)能力按下式計(jì)算為：

　　Q=330×3×(2.48×180×0.6×3×1.46×0.85×0.95) ×10-4=93.78萬t/a

　　330——年生產(chǎn)工作日(d)

　　3 ——日生產(chǎn)班數(shù)(班)

　　2.48——15號煤工作面采高(m)

　　180——工作面長度(m)

　　0.6——采煤機(jī)截深(m)

　　3——每班割煤的刀數(shù)

　　1.46——15號煤容重(t / m3)

　　0.85——工作面正規(guī)循環(huán)率

　　0.95——工作面回采率

　　可見，15號煤一個(gè)綜采工作面可滿足0.9Mt/a盤區(qū)生產(chǎn)能力。

　　礦井達(dá)到1.8Mt/a生產(chǎn)能力時(shí)，需要布置兩個(gè)盤區(qū)兩個(gè)綜采工作面。

　　工作面日進(jìn)度為4.6m，月進(jìn)度為138m，年進(jìn)度為1518m。

　　工作面接替順序：原則上由近向遠(yuǎn)依次開采。

　　首采工作面：中部二盤區(qū)XV2307工作面;中部一盤區(qū)XV1301工作面。

　　二、采區(qū)及工作面的回采率

　　根據(jù)設(shè)計(jì)布置，以及15號煤層厚度為中厚煤層和綜采采煤方法等因素，盤區(qū)回采率為80%，工作面回采率95%。

　　三、移交生產(chǎn)時(shí)工作面的主要技術(shù)特征指標(biāo)

　　第四節(jié) 巷道掘進(jìn)

　　一、移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)能力時(shí)掘進(jìn)面數(shù)量：

　　15號煤生產(chǎn)期間，主要為盤區(qū)和工作面巷道的掘進(jìn)，巷道均沿15號煤層頂板，全煤巷掘進(jìn)，煤層高度不夠的巷道進(jìn)行起底。

　　根據(jù)礦井產(chǎn)量，15號煤一個(gè)盤區(qū)綜采工作面年推進(jìn)度最大為1518m。

　　根據(jù)盤區(qū)工作面布置，工作面平均長度180m，順槽平均長度1000m，橫川數(shù)量20個(gè)，則一個(gè)工作面回采期為217天，一個(gè)工作面回采巷道量為2800m(包括推進(jìn)順槽、橫川、切眼及停采線內(nèi)順槽長度)。

　　礦井正常生產(chǎn)期間，滿足工作面銜接布置，需完成的盤區(qū)準(zhǔn)備巷道工程為250m×3條=750m。

　　則，在217天內(nèi)，每個(gè)盤區(qū)掘進(jìn)進(jìn)尺達(dá)到3550m后，即可保證工作面正常銜接。

　　本設(shè)計(jì)掘進(jìn)工藝按煤巷綜掘，月正常掘進(jìn)進(jìn)尺按450m/月計(jì)算，考慮掘進(jìn)期間綜掘機(jī)的開口、搬家、安裝、檢修等因素，綜合掘進(jìn)進(jìn)尺按正常掘進(jìn)進(jìn)尺的80%計(jì)算，月進(jìn)尺為360m，日進(jìn)尺12m/天。

　　結(jié)合雙巷布置的掘進(jìn)工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)配置2個(gè)綜掘工作面掘進(jìn)， 217天可掘進(jìn)進(jìn)尺5208m，大于工作面銜接需要的3550m，完全可以保證工作面正常銜接。

　　按年工作日330天計(jì)算，兩個(gè)綜掘面年最大掘進(jìn)進(jìn)尺為7920m。

　　年掘進(jìn)煤量計(jì)算：

　　順槽掘進(jìn)斷面平均按：4.7×2.6=12.2㎡計(jì)算，

　　Q掘 = 7920m×12.2㎡×1.46t/m3 = 14萬t

　　由于本次開拓延深后，巷道工程大多為煤巷工程，設(shè)計(jì)不配置普掘隊(duì)。少量的巖巷工程、巷道風(fēng)橋等施工，由綜掘隊(duì)完成。

　　綜上所述，每個(gè)盤區(qū)需配置兩個(gè)綜掘工作面，達(dá)到礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，兩個(gè)盤區(qū)同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，共配置4個(gè)綜掘工作面。

　　二、掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備配備

　　綜掘機(jī)主要技術(shù)特征如下：

　　型號AM-50，接地比壓0.13Mpa，切割煤巖強(qiáng)度≤70Mpa，掘進(jìn)斷面6~18.1㎡，最大掘進(jìn)高度4m，最大掘進(jìn)寬度4.8m，適應(yīng)巷道坡度16度，總功率174kW，電壓等級660/1140v，外形尺寸7.5×2.1×1.65m，重量26.8t。后配套運(yùn)輸設(shè)備為：SSJ80/2×40膠帶輸送機(jī)。

　　綜掘面主要機(jī)械設(shè)備配置，參見附圖《首采盤區(qū)巷道布置及主要機(jī)械設(shè)備配置圖》。

　　三、巷道斷面及支護(hù)方式

　　1、盤區(qū)巷道

　　盤區(qū)膠帶巷斷面為矩形，凈高2500mm，凈寬4800mm，凈斷面12.00m2。盤區(qū)軌道巷、盤區(qū)回風(fēng)巷斷面為矩形，凈高2500mm，凈寬4400mm，凈斷面11.00m2。巷道采用錨、網(wǎng)、噴支護(hù)，并進(jìn)行錨索補(bǔ)強(qiáng)。

　　(1)頂板支護(hù)

　　錨桿形式和規(guī)格：采用桿體為Ø18左旋無縱筋高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，長度2000mm，桿尾螺紋為M20，型號為Ø18—M20—2000。

　　錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支錨固劑，一支規(guī)格為K2335，另一支規(guī)格為Z2360，鉆孔直徑為28mm，錨固長度為1300mm。

　　托板：采用拱型高強(qiáng)度托盤。

　　錨桿角度：靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度與垂直線成30度角，其余與頂板垂直。

　　網(wǎng)片規(guī)格：采用50×50mm，4.5×1.1m菱形金屬網(wǎng)護(hù)頂。

　　錨桿布置：排距為1000mm，每排5根，間距為900mm。

　　錨索：采用Ø15.24mm的單根鋼絞線，長度6000mm，加長錨固，采用三支錨固劑，一支規(guī)格為K2335，兩支規(guī)格為Z2360。錨索每3m居中布置一根。

　　(2)幫部支護(hù)

　　錨桿形式和規(guī)格：幫錨桿采用Ø18—M20—1800圓鋼錨桿。

　　錨固方式：樹脂端部錨固，采用一支錨固劑，規(guī)格為Z2360，錨固長度960mm，鉆孔直徑為28mm。

　　錨桿角度：靠近頂板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平成向上10度角，靠近底板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平成向下10度角。

　　網(wǎng)片規(guī)格：采用50×50mm，1.7×1.1m菱形金屬網(wǎng)護(hù)幫。

　　錨桿布置：排距為1000mm，每幫一排2根，間距為1000mm，起錨高度1000mm，最靠近幫上的一根幫錨桿距頂600mm。

　　(3)噴射混凝土

　　厚度100mm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C15。

　　2、工作面巷道

　　工作面順槽設(shè)計(jì)為矩形斷面，凈寬4400m，凈高2500mm，凈斷面11.0m2。巷道采用樹脂加長錨固錨桿組合支護(hù)系統(tǒng)，并進(jìn)行錨索補(bǔ)強(qiáng)。

　　(1)頂板支護(hù)

　　錨桿形式和規(guī)格：采用桿體為Ø18左旋無縱筋高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，長度2000mm，桿尾螺紋為M20，型號為Ø18—M20—2000。

　　錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支錨固劑，一支規(guī)格為K2335，另一支規(guī)格為Z2360，鉆孔直徑為28mm，錨固長度為1300mm。

　　鋼筋托梁規(guī)格：采用Ø14mm的鋼筋焊接而成，寬度為100mm，鋼筋托梁長度4200mm，型號Ø14—4200—100—5。

　　托板：采用拱型高強(qiáng)度托盤。

　　錨桿角度：靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度與垂直線成30度角，其余與頂板垂直。

　　網(wǎng)片規(guī)格：采用50×50mm，5.0×1.1m菱形金屬網(wǎng)護(hù)頂。

　　錨桿布置：排距為1000mm，每排5根，間距為1000mm，最靠近幫上的一根頂錨桿距巷幫300mm。

　　錨索：采用Ø15.24mm的單根鋼絞線，長度6000mm，加長錨固，采用三支錨固劑，一支規(guī)格為K2335，兩支規(guī)格為Z2360。錨索每3m居中布置一根。

　　(2)幫部支護(hù)

　　錨桿形式和規(guī)格：幫錨桿采用Ø18—M20—1800圓鋼錨桿。

　　錨固方式：樹脂端部錨固，采用一支錨固劑，規(guī)格為Z2360，錨固長度960mm，鉆孔直徑為28mm。

　　錨桿角度：靠近頂板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平成向上10度角，靠近底板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平成向下10度角。

　　網(wǎng)片規(guī)格：采用50×50mm，1.7×1.1m菱形金屬網(wǎng)護(hù)幫。

　　錨桿布置：排距為1000mm，每幫一排2根，間距為1000mm，起錨高度1000mm，最靠近幫上的一根幫錨桿距頂600mm。

　　四、移交生產(chǎn)時(shí)的井巷工程量

　　二、一盤區(qū)首采工作面移交生產(chǎn)時(shí)的開拓延深工程量為：長度22204.6m，掘進(jìn)體積259506.4m3。

　　見表5—3—1《15號煤開拓延深井巷工程量統(tǒng)計(jì)表》

　　表5-3-1　15號煤開拓延深井巷工程量統(tǒng)計(jì)表

　　第六章　通風(fēng)與安全

　　第一節(jié) 概 況

　　一、瓦斯

　　本礦自建井以來，根據(jù)歷年度礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量的測試和鑒定情況看，屬低瓦斯礦井。

　　相鄰的鳳凰山礦于2007年11月對15號煤層的瓦斯含量進(jìn)行了測定，測定結(jié)果為：原煤瓦斯含量4.15m3/t,其中N2占18.99%，CH4占48.27%，CO2占32.74%，揮發(fā)份為4.23%。

　　根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》(AQ1018—2006)，參考相鄰鳳凰山礦瓦斯含量參數(shù)，采用分源預(yù)測法進(jìn)行計(jì)算。

　　1、回采工作面瓦斯涌出量計(jì)算

　　

 

　　式中：

　　q1——開采層瓦斯涌出量，m3/t;

　　k1——圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取1.30;

　　k2——丟煤瓦斯涌出系數(shù)，回采率為95%，k2=1/C′=1/0.95=1.05;

　　k3——準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù)，

　　k3=(L-2h)/L，L為回采工作面長度180m，h為掘進(jìn)巷道瓦斯預(yù)排等值寬度，對于無煙煤h=10m，經(jīng)計(jì)算k3=(180-2×10)/180=0.89;

　　m——開采層厚度，m，取2.51m。

　　M——工作面采高，m，取2.48m。

　　Wo——煤層原始瓦斯含量，取4.15×48.27%=2.00 m3/t。

　　Wc——煤層殘存瓦斯含量，取0 m3/t。

　　經(jīng)計(jì)算： q1=2.43m3/t

　　(2)鄰近層相對瓦斯涌出量q2

　　q2=Σ(Woi-Wci).mi/M.ηi

　　q2——鄰近層相對瓦斯涌出量，m3/t;

　　mi——第i個(gè)鄰近層煤層厚度，m;

　　M——工作面采高，m;取2.48m;

　　ηi——第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，ηi=1-28/70=0.60

　　Woi——第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量，m3/t，由于無實(shí)測資料，參考15號煤層殘存瓦斯含量。

　　Wci——第i個(gè)鄰近層煤層殘存瓦斯含量，m3/t，由于無實(shí)測資料，參考15號煤層殘存瓦斯含量。

　　瓦斯排放影響范圍上鄰近層為70 m,下鄰近層為35m。根據(jù)地質(zhì)資料，由于上覆3號煤層距離15號煤層遠(yuǎn)(80m)，且已經(jīng)采空，預(yù)計(jì)不會(huì)向15號煤層工作面及采空區(qū)釋放瓦斯。向15號煤層釋放瓦斯只有上鄰近層殘余的9號煤層，9號煤層到15號煤層距離28m，9號煤層平均厚度為mi=1.52m;15號煤層平均厚度mc=2.51m。

　　q2=0.73 m3/t

　　(3) 回采工作面瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果：

　　q采=3.16m3/t

　　故，工作面開采時(shí)的瓦斯相對涌出量為3.16m3/t。

　　2、綜掘工作面瓦斯涌出量計(jì)算

　　(1)掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量q3

　　q3=D·V·qo·〔2(L/V)0.5-1〕

　　式中：

　　D——巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長度，按順槽巷道計(jì)算D=4.66m;

　　V——綜掘按順槽掘進(jìn)速度500m/y計(jì)算V=0.01157m/min;

　　L——掘進(jìn)巷道長度，2000m(按最長的順槽巷道計(jì)算);

　　qo——掘進(jìn)煤壁瓦斯涌出初速度，m3/m2·min;

　　qo=0.026×(0.0004Vdaf2+0.16)Wo

　　=0.018(m3/m2·min) 式中：Vdaf——15號煤層原煤揮發(fā)份含量，4.23%;

　　綜掘面q3=0.806 m3/min

　　(2)掘進(jìn)工作面落煤瓦斯涌出量q4

　　q4=S·γ·V·(Wo-Wc)

　　式中：

　　S——掘進(jìn)巷道斷面，按順槽巷道計(jì)算S=12m2;

　　γ——15號煤的視密度1.46t/m3。

　　綜掘面q4=0.405 m3/min

　　(3)綜掘工作面瓦斯涌出量

　　Q綜掘=(q3+q4)×2=1.211×2=2.422m3/min

　　每個(gè)盤區(qū)按兩個(gè)綜掘時(shí)，掘進(jìn)面瓦斯涌出量為2.422m3/min。

　　3、盤區(qū)瓦斯涌出量計(jì)算

　　q區(qū)=K區(qū)·(Σq采i·Ai+1440Σq掘i)/Ao

　　式中：

　　K采——采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取1.20;

　　Ai·q回i——第i個(gè)回采工作面設(shè)計(jì)日產(chǎn)量及相對瓦斯涌出量，t，m3/t;

　　q掘i——第i個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m3/min;

　　AO——采區(qū)內(nèi)平均日產(chǎn)量，t。

　　一個(gè)盤區(qū)內(nèi)布置一個(gè)綜采工作面、兩個(gè)綜掘工作面保證盤區(qū)0.90Mt/a的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和正常生產(chǎn)接替。

　　則q采=1.20×(3.16×900000÷330+1440×2.422)÷2727

　　=5.33 m3/t.d

　　4、礦井瓦斯涌出量計(jì)算

　　q井=K" Σq區(qū)i·Aoi/ΣAoi

　　式中：

　　q井——礦井相對瓦斯涌出量，m3/t;

　　q采i——第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量，m3/t;

　　Aoi——第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t;

　　K" ——已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取1.15。

　　按照礦井15號煤水平延深改建設(shè)計(jì)，礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)共布置兩個(gè)盤區(qū)，每個(gè)盤區(qū)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，滿足礦井1.80Mt/a的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

　　則q礦=6.13m3/t

　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，礦井生產(chǎn)能力達(dá)到1.80 Mt/a時(shí)，礦井瓦斯相對涌出量為6.13 m3/ t·d，礦井絕對瓦斯涌出量為23.22 m3/min。

　　在回采工作面瓦斯涌出中，開采層相對瓦斯涌出量為2.43 m3/t.d，占工作面總涌出量的77%，鄰近層相對瓦斯涌出量為0.73 m3/t.d，占工作面總涌出量的23%。

　　根據(jù)上面分析，王臺(tái)鋪礦15號煤層開采時(shí)瓦斯涌出量大部分來自于開采層，少部分來自上覆殘余9號煤層，礦井為低瓦斯礦井。

　　二、煤 塵

　　2007年9月，王臺(tái)鋪礦采取15號煤層樣，委托煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院進(jìn)行了煤塵爆炸性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為：火焰長度為0mm，加巖紛量0，煤塵無爆炸危險(xiǎn)性。

　　三、煤的自燃傾向性

　　同時(shí)，王臺(tái)鋪礦委托煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院對15號煤塵自燃傾向性進(jìn)行了試驗(yàn)，鑒定結(jié)果自燃傾向等級為Ⅰ級，為容易自燃煤層。

　　四、地溫、地壓

　　據(jù)王臺(tái)鋪礦開采3、9號煤層情況，井下溫度冬季在12℃左右，夏季在16℃左右。15號煤采深最大為287.85m，一般在130-240m左右，按地溫梯度每百米增高3℃，考慮最高不超過20℃，對井下生產(chǎn)影響不大。

　　井田內(nèi)15號煤層最大埋深小于300m，根據(jù)3、9號煤層開采情況，地壓對15號煤層開采不會(huì)帶來大的影響。

　　第二節(jié) 礦井通風(fēng)

　　一、通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)的選擇及其依據(jù)

　　王臺(tái)鋪礦15號煤層設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.8Mt/a，每個(gè)盤區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a。

　　礦井通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式通風(fēng)，通風(fēng)方式前期為中央并列式式通風(fēng)。

　　本礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)，直接通向地面的井筒有6個(gè)，其中4個(gè)為進(jìn)風(fēng)井，2個(gè)為回風(fēng)立井。其中：主斜井、行人斜井、副斜井、排矸斜井、一號主、輔回風(fēng)立井服務(wù)于整個(gè)礦井15號煤開采，一號主、輔回風(fēng)立井為并列運(yùn)行風(fēng)井。

　　礦井生產(chǎn)后期，在井田北翼、南翼各增加一個(gè)風(fēng)井兼安全出口。

　　選用上述通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　1. 充分考慮了礦井的開拓方式、巷道布置和15號煤層采掘配置。

　　2. 通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定并易于管理。

　　3. 礦井生產(chǎn)后期，在南北兩翼增設(shè)風(fēng)井及安全出口，可減少通風(fēng)線路、減小礦井通風(fēng)阻力，便于管理，有利于安全生產(chǎn)。

　　二、采掘面及硐室通風(fēng)

　　礦井15號煤劃分為四個(gè)盤區(qū)，中部布置兩個(gè)盤區(qū)，南、北兩翼各布置一個(gè)盤區(qū)，每個(gè)盤區(qū)布置一個(gè)長壁綜采工作面，兩個(gè)綜掘工作面。根據(jù)盤區(qū)巷道布置和采煤方法，回采面和掘進(jìn)面均為獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。

　　工作面設(shè)計(jì)通風(fēng)采用二進(jìn)一回，W型通風(fēng)方式，新鮮風(fēng)流由膠帶、軌道進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)入工作面，乏風(fēng)由回風(fēng)順槽排至盤區(qū)回風(fēng)巷。

　　綜掘工作面選用壓入式通風(fēng)方式，局扇選用FD—1№5/2×15kW，380/660V對旋式局部通風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量370～220m3/min，800～4700Pa?？抗ぷ髅孢x用濕式除塵風(fēng)機(jī)SCF—6最大除塵能力18㎏/h，最大處理風(fēng)量2.4 m3/s，最高靜壓1.6kPa，電機(jī)功率18.5kW。

　　獨(dú)立通風(fēng)的硐室為盤區(qū)變電所，設(shè)專用回風(fēng)道至總回風(fēng)巷，實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)。其它機(jī)電硐室、輔助硐室均采用進(jìn)風(fēng)流并聯(lián)通風(fēng)方式。

　　三、風(fēng)量計(jì)算及依據(jù)

　　本次設(shè)計(jì)對15號煤層達(dá)到生產(chǎn)能力(實(shí)現(xiàn)1.8Mt/a)時(shí)，礦井所需風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算。

　　1、按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算

　　Q礦井=4×N×K

　　式中：Q礦井——礦井需風(fēng)量;

　　N——礦井同時(shí)工作最多人數(shù)(交接班時(shí)間);400人

　　4——每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn);m3/min

　　K——礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.25;

　　Q礦井=4×400×1.25=2000m3/min

　　2、根據(jù)礦井內(nèi)實(shí)際用風(fēng)地點(diǎn)的產(chǎn)量、瓦斯涌出量、分別計(jì)算風(fēng)量

　　(1)采煤工作面

　?、侔垂ぷ髅嫱咚褂砍隽坑?jì)算

　　Q采=100 Q絕K采=100× 5.98×1.6=957m3/min

　　式中Q采—回采工作面風(fēng)量m3/min;

　　Q絕—回采工作面絕對瓦斯涌出量m3/min，

　　Q絕=3.16×2727÷1440=5.98m3/min;

　　K采—回采工作面瓦斯涌出不均勻系數(shù)，取1.6。

　?、诎垂ぷ髅鏈囟扔?jì)算：

　　Q采=60×S·V·K采=60×10.97×1.0×1.2=790m3/min

　　S——工作面有效斷面積：

　　S=1/2(L大+L小)HK1=1/2(5.76+5.17)×2.48×0.80=10.84

　　V——工作面溫度15℃~20℃，風(fēng)速，取1.0m/s

　　K采——回采工作面通風(fēng)系數(shù)，取1.2

　　K1——工作面有效通風(fēng)斷面系數(shù)，取0.8

　?、郯垂ぷ髅孀疃喙ぷ魅藬?shù)計(jì)算：

　　Q采=4×N×K

　　式中：Q采——掘進(jìn)工作面需風(fēng)量;m3/min

　　N——工作面交接班期最多人數(shù);40人

　　4——每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn);m3/min

　　K——礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.25;

　　Q掘=4×40×1.25=200 m3/min

　　根據(jù)以上計(jì)算，工作面配風(fēng)量需大于957m3/min。

　　工作面配風(fēng)量取1080 m3/min

　　④按風(fēng)速驗(yàn)算：

　　15×Sc≤Q采≤240×Sc：

　　165m3/ min≤10800 m3/min≤2633m3/min，

　　符合要求。

　?、轀?zhǔn)備工作面

　　按工作面配風(fēng)量的1/2計(jì)，配風(fēng)量為540m3/min，巷道風(fēng)速0.82m/s。

　?、薰ぷ髅婵傆蔑L(fēng)量

　　按兩個(gè)盤區(qū)、兩個(gè)生產(chǎn)工作面、兩個(gè)準(zhǔn)備工作面計(jì)算：

　　∑Q采=(1080m3/ min +540m3/ min)×2 =3240m3/ min =54 m3/ s

　　(2)、掘進(jìn)工作面風(fēng)量

　?、?按掘進(jìn)面最多工作人數(shù)計(jì)算

　　Q掘=4×N×K

　　式中：Q掘——掘進(jìn)工作面需風(fēng)量;m3/min

　　N——工作面交接班時(shí)最多人數(shù);20人

　　4——每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn);m3/min

　　K——礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.25;

　　Q掘=4×20×1.25=100 m3/min

　?、?按瓦斯涌出量計(jì)算

　　Q掘=100×q掘×K掘通

　　式中：Q掘———單個(gè)掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，m3/min;

　　q掘------掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中瓦斯絕對涌出量，取1.211m3/min;

　　K掘通———瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.8;

　　Q掘=100×1.211×1.8=218 m3/min;

　?、?按局扇實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算需要風(fēng)量

　　綜掘工作面選用1臺(tái)2×15Kw的對旋式局扇，采用單巷掘進(jìn)，壓入式通風(fēng)方式。

　　Q掘=n ×Q扇+15×S

　　式中：Q掘——安裝局扇地點(diǎn)巷道的需風(fēng)量，m3/min

　　Q扇——局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量，為300 m3/min。

　　n——掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，取1;

　　S——巷道斷面，取11.3 m2;

　　Q掘=1×300+15×11.3=470 m3/min

　　根據(jù)上述計(jì)算，綜掘面配風(fēng)量需大于470 m3/min，(7.8 m3/s)。

　　取540 m3/min(9 m3/s)。

　?、?按風(fēng)速驗(yàn)算： 0.25×Sj≤Q掘≤4×Sj：

　　2.83 m3/s≤9m3/s≤45.2 m3/s，符合要求。

　?、菥蜻M(jìn)面總風(fēng)量：

　　兩個(gè)盤區(qū)共布置四個(gè)綜掘面。

　　礦井掘進(jìn)面風(fēng)量共計(jì)：∑Q掘進(jìn)=4×9m3/s=36m3/s。

　　(3)、盤區(qū)硐室通風(fēng)計(jì)算

　　獨(dú)立通風(fēng)的硐室為爆破材料庫1個(gè)，盤區(qū)變電所2個(gè)，每個(gè)硐室風(fēng)量均為：120m3/min，(2m3/s)，則

　　ΣQ硐=3×120=360m3/min=6m3/s

　　(4)、其它巷道通風(fēng)計(jì)算

　　其它巷道通風(fēng)按采掘配風(fēng)的5%進(jìn)行估算：

　　∑Q其它=(∑Q采+∑Q掘+ΣQ硐)×K=(54+36+6)×5%=4.8m3/s

　　(5)礦井風(fēng)量總計(jì)為

　　Q總=(∑Q回采+ ∑Q掘進(jìn)+∑Q硐室+∑Q其它)×K

　　=(54+36+6+4.8)×1.2=120m3/s=7200m3/min

　　(6)各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量配置如下

　　二個(gè)回采工作面：18m3/s×2= 36m3/s(各工作面18 m3/s)

　　二個(gè)準(zhǔn)備工作面：9m3/s×2= 18m3/s(各工作面9 m3/s)

　　四個(gè)綜掘面：9 m3/s ×4= 36m3/s(各掘進(jìn)頭9 m3/s)

　　3個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室： 2 m3/s ×3 = 6 m3/s

　　其它用風(fēng)：24 m3/s

　　礦井總風(fēng)量120 m3/s。

　　3、風(fēng)壓及等積孔

　　① 通風(fēng)負(fù)壓

　　通風(fēng)摩擦阻力按h摩= S3(α·L·P·Q2)，并考慮15%的局部摩擦阻力計(jì)算。

　　經(jīng)計(jì)算，風(fēng)井通風(fēng)負(fù)壓為：1085.19～1561.79Pa。

　　負(fù)壓計(jì)算見表6—2—1《通風(fēng)容易時(shí)期負(fù)壓計(jì)算表》;6—2—2《通風(fēng)困難時(shí)期負(fù)壓計(jì)算表》。

　　見圖6—2—1《通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)平面圖》;6—2—2《通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)平面圖》。

　?、?等積孔

　　從通風(fēng)等積孔可以看出，礦井屬通風(fēng)容易礦井，即小阻力礦井。

　　第三節(jié) 災(zāi)害預(yù)防及安全裝備

　　一、 預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸措施

　　本礦井為低瓦斯礦井，且無煤塵爆炸危險(xiǎn)性。 15號煤層采用盤區(qū)暗斜井開拓延深方式，主要大巷和工作面順槽均布置在15號煤層中。當(dāng)?shù)V井在建設(shè)和生產(chǎn)中，接近或揭露煤層后，掘進(jìn)和采煤過程中，將受到瓦斯涌出的影響，其影響嚴(yán)重程度依次為采煤、掘進(jìn)和煤層巷道，因此，設(shè)計(jì)采取的措施主要是在巷道布置及通風(fēng)方面。

　　為保證礦井在生產(chǎn)中穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，滿足各作業(yè)地點(diǎn)有足夠的風(fēng)量，并使巷道內(nèi)有合適的風(fēng)速，防止生產(chǎn)過程中瓦斯?jié)舛瘸?，通風(fēng)是防止瓦斯積聚的行之有效的方法，礦井通風(fēng)必須做到有效、穩(wěn)定和連續(xù)不斷，使采掘工作面和生產(chǎn)巷道中瓦斯?jié)舛确稀?a href=http://myworldofnumbers.com target=_blank class=infotextkey>煤礦安全》規(guī)定要求，為此，礦井采用一區(qū)、一面集中生產(chǎn)，合理配風(fēng)，盡可能地減少頭面和輔助巷道用風(fēng)。

　　在盤區(qū)巷道布置上主要大巷采用膠帶進(jìn)風(fēng)巷、軌道進(jìn)風(fēng)巷，專用回風(fēng)巷，三條大巷均布置在15號煤層中，且為防止煤層自燃、風(fēng)化和瓦斯涌出，主要巷道均采用錨噴支護(hù)，用噴射混凝土封閉巷道周圍;回采工作面全部布置3條順槽，采用2進(jìn)1回通風(fēng)方式，保證工作面回采所需的風(fēng)量及上隅角、采空區(qū)瓦斯的排放，有利于降低工作面上隅角及回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛?井下所有通風(fēng)設(shè)施均按設(shè)計(jì)要求設(shè)置在穩(wěn)定的巷道及圍巖中，使礦井形成一個(gè)穩(wěn)定、可靠的通風(fēng)系統(tǒng)。

　　二、預(yù)防井下火災(zāi)措施

　　本礦井所采15號煤層屬容易自燃煤層，同時(shí)外因也有可能引發(fā)井下火災(zāi)。因此，井下防滅火需堅(jiān)持以預(yù)防為主，綜合治理的原則，本次設(shè)計(jì)采用了綜合預(yù)防煤層開采過程中發(fā)生火災(zāi)的措施。

　　1、防止工作面采空區(qū)遺留浮煤自然發(fā)火措施為噴射阻化劑。在回采工作面膠帶、軌道順槽各配備一臺(tái)WJ—24型阻化劑發(fā)射泵，主要技術(shù)參數(shù)為：壓力2～3Pa;最大射程715m;流量2.4m3/h，吸水高度≤5m;防爆電機(jī)功率2.2Kw;電壓380/660v，外型尺寸1500×490×600(mm)。阻化劑采用10%氯化鈣或15%氯化鎂配比溶液。

　　采空區(qū)噴灑工作安排在每班放頂前進(jìn)行，從工作面上、下端頭處兩槍相向噴灑，在工作面中相遇噴灑完畢。向采空區(qū)噴灑阻化劑一次噴灑量按下式計(jì)算：

　　

 

　　=1.2×0.9×180×1.8×0.1×0.058÷1.05

　　=1.94(m3)

　　式中：V——工作面一次噴灑阻化劑量，m3;

　　K1——易自燃部位噴藥加量系數(shù)，取1.2;

　　K2——單位體積散煤重量，0.9t/m3;

　　L——工作面長度，180m;

　　S——一次噴灑寬度，按每班循環(huán)進(jìn)度計(jì)算，取1.8m;

　　h1——浮煤厚度，0.1m;

　　A1——噸煤吸液量，0.058t/t;

　　g——阻化劑容量，取1.05t/m3

　　噴灑阻化劑隨回采班進(jìn)行，同時(shí)要求礦方要定期檢測阻化劑阻化率及時(shí)調(diào)整阻化劑配比及材料，以適應(yīng)煤層阻隔燃要求。

　　2、開拓開采方面的措施

　?、?主要開拓巷道、盤區(qū)巷道、硐室工程均采用錨噴支護(hù)，封閉煤體。工作面順槽選用錨桿不燃性材料聯(lián)合支護(hù)。工作面選用綜采工藝，金屬支架支護(hù)。當(dāng)回采工作面回采結(jié)束后，立即將順槽密閉。另外，對于廢棄的巷道和盲巷要及時(shí)封閉。

　?、?工作面采用綜合機(jī)械化一次采全高后退式開采，減少工作面丟煤。

　?、?采煤工作面采至停采線時(shí)，必須采取措施使頂板冒落嚴(yán)實(shí)。

　　3、通風(fēng)方面的措施

　　工作面為后退式回采，減少了采空區(qū)漏風(fēng)。調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)門、風(fēng)墻和風(fēng)橋等通風(fēng)設(shè)施，設(shè)置在圍巖堅(jiān)固、穩(wěn)定的煤柱內(nèi)，避免引起采空區(qū)或附近煤柱裂隙使漏風(fēng)的增大。

　　4、監(jiān)測方面的措施

　　礦井生產(chǎn)過程中，根據(jù)工作面的實(shí)際回采情況，要加強(qiáng)防火監(jiān)測工作，按自燃煤層監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)配齊CO監(jiān)測傳感器，配備氧氣測量報(bào)警儀、多種氣體檢定器、人工巡回檢測氣體成份，防患于未然。

　　5、煤層注水措施

　　在工作面回采過程中，實(shí)施工作面預(yù)注水，增加煤體內(nèi)水分。

　　6、井下機(jī)電設(shè)備硐室防火措施

　　井下主要機(jī)電設(shè)備硐室，如中央水泵房、變電所的通道內(nèi)均裝設(shè)了防火柵欄兩用門。上述設(shè)備硐室及通道，與之相連接的井底車場巷道，盤區(qū)大巷、煤倉上下口裝卸載硐室的支護(hù)設(shè)計(jì)均選用混凝土或錨噴支護(hù)。

　　7、井下電氣設(shè)備的防火措施

　　井下電氣設(shè)備選型均按照礦用隔爆型選擇，電氣設(shè)備不得超負(fù)荷運(yùn)行，操作電氣設(shè)備執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》第446條的規(guī)定。井下嚴(yán)禁帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備。

　　井下電纜全部選用礦用阻燃型，符合MT818標(biāo)準(zhǔn)的橡套軟電纜。除手持式或移動(dòng)式設(shè)備的電纜外，其它電纜均采用在巷道壁或巷道頂板用電纜掛架敷設(shè)的方法。

　　井下供配電裝置均有完善的短路、過載、斷相保護(hù)，配備安全監(jiān)控設(shè)施，使電氣設(shè)備常處于安全運(yùn)行狀態(tài)。

　　8、膠帶輸送機(jī)防火措施

　　暗斜井及大巷膠帶采用阻燃抗靜電膠帶，帶式輸送機(jī)及各種電氣元器件均為隔爆型，滾筒、襯墊及非金屬材料均要抗靜電及阻燃，并設(shè)置安全規(guī)程規(guī)定的所有保護(hù)裝置。

　　在膠帶輸送機(jī)頭設(shè)自動(dòng)灑水、滅火裝置，水源取自井下消防、灑水供水系統(tǒng)。設(shè)置多孔噴霧裝置，配備25m膠管、滅火器材、0.2m3的沙箱及消防鍬。

　　井下巷道固定照明選用DGG型礦用節(jié)能熒光燈具，以保證巷道有充足的照明，從而在輸送機(jī)發(fā)生事故時(shí)能夠有效施救。

　　9、井下消防灑水系統(tǒng)

　　井下消防與灑水共用管路，按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》要求，井下消防灑水管道布置到所有的采掘工作面、溜煤眼、運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)、回采工作面的回風(fēng)道和運(yùn)輸巷。供水主管為管徑D108 mm的鋼管，按規(guī)定膠帶機(jī)巷每50m設(shè)1處支管和閥門，其它巷道每100m設(shè)1處支管和閥門。井下消防灑水管網(wǎng)在各主要硐室的通道口均設(shè)有消火栓，硐室內(nèi)均配置消防器材。

　　在每個(gè)盤區(qū)暗斜井井底車場附近巷道內(nèi)布置井下消防材料庫，并配備了足夠的防滅火材料和用具，配備了裝好消防材料和器材的礦車3個(gè)。

　　三、粉塵的綜合防治

　　本礦井15號煤沒有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。故井下不考慮設(shè)置防止煤塵爆炸的工程設(shè)施。

　　(一)綜合防治措施

　　1. 采掘工作面配備了噴霧灑水降塵管路系統(tǒng)，降低工作面粉塵。

　　2. 采掘面要采取采掘機(jī)器截煤噴霧、液壓支架移架噴霧、普掘面濕式鑿巖，放炮噴霧、裝巖(煤)灑水、通風(fēng)除塵等措施，并對工作面人員配備防塵安全帽進(jìn)行個(gè)體防塵。

　　3. 井下建立了可靠的消防、降塵灑水系統(tǒng)，在采掘工作面、運(yùn)煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)、煤倉上口等易產(chǎn)生粉塵地點(diǎn)設(shè)置噴霧降塵裝置，抑制粉塵飛揚(yáng)。參見附圖《井下消防灑水系統(tǒng)圖》。

　　4. 在工作面輸送機(jī)順槽、回風(fēng)順槽及回風(fēng)大巷中及時(shí)監(jiān)測各巷道風(fēng)速，嚴(yán)格控制風(fēng)速超限。

　　5. 定期清掃和沖洗巷道周壁，減少粉塵積存。

　　6. 井下必須采取嚴(yán)格措施防止明火、電火花、電弧等的產(chǎn)生。

　　(二)煤體注水防塵

　　1. 注水方式

　　工作面煤體注水采用靜壓注水方式，注水孔沿工作面軌道順槽一側(cè)布置，利用鉆機(jī)打注水鉆孔，進(jìn)行單向長鉆孔注水，為使注水能充分滲透煤層，且避免與工作面相互干擾，注水需超前工作面60m提前注水。供水水源引自井下消防灑水管道，多孔注水時(shí)，只需將每個(gè)孔中的主水管通過膠管和閥門聯(lián)結(jié)在供水干管上即可進(jìn)行注水，如果壓力不超過1.0MPa，為了記錄每個(gè)鉆孔的注水量，可在膠管中間安裝流量表。

　　2. 注水參數(shù)

　?、?鉆孔直徑：Φ75mm。

　?、?鉆孔長度：150m。

　?、?鉆孔角度：在水平面上垂直煤壁，在垂直面上與煤層傾角相同。

　　⑷ 鉆孔間距：10m。

　　⑸ 封孔長度：8m。

　?、?封孔方式：封孔器封孔。

　　⑺ 注水壓力為：2450 kPa。

　　3、注水量

　　(1)鉆孔注水量

　　Q=LBMγ(W1-W2)K

　　式中：Q——單孔注水量，m3;

　　L——工作面長度，L=180m;

　　B——鉆孔間距，B=10m;

　　M——煤層厚度，15號煤為2.51m;

　　γ——煤的密度，γ=1.46t/m3;

　　W1——注水后要求原煤達(dá)到的水分，取4%;

　　W2——注水前原煤水分，按檢驗(yàn)報(bào)告取1.97%;

　　K——考慮圍巖吸收水分、水的損失和注水不均勻系數(shù)，取1.8;

　　則單孔注水量：

　　Q=180×10×2.51×1.46×(4%-1.97%)×1.8=231.1(m3)。

　　(2)礦井日注水量

　　QH=KG(W1-W2)=1.8×2727×(4%-1.97%)=99.6(m3)。

　　QH——礦井日注水量，m3;

　　G ——工作面日產(chǎn)量，G=2727 t;

　　(3)注水流量

　　我國長孔靜壓注水，注水流量一般取0.001~0.027 m3/h.m，結(jié)合本礦井15號煤層特點(diǎn)，取0.02 m3/h.m，則 V= 0.02m3/h.m×150m = 3 m3/h

　　(4)鉆孔注水時(shí)間

　　T= Q÷V =231.1 ÷ 3 ≈77(h)

　　按上式計(jì)算，靜壓注水每天全日制注水，單孔注水時(shí)間為77h，4天可注完單孔總注水量231.1m3。

　　根據(jù)工作面日推進(jìn)度4.6m計(jì)算，4天推進(jìn)約20m，故，注水區(qū)段取20m，安排2個(gè)間距10m的鉆孔同時(shí)注水，4天注完，每天注水量為144m3。

　　4、注水設(shè)備

　　煤層注水鉆機(jī)：采用MK—4型鉆機(jī)施工。

　　封孔機(jī)：SLB-Ⅱ型水泥砂漿封孔泵1臺(tái)。

　　封孔材料：用水泥、砂、石膏封孔，配料比為1:1:0.2。

　　煤層注水設(shè)備詳見表3—2—1。

　　5. 封孔材料

　　采用水泥、砂、石膏封孔，配料比為1:1:0.2。

　　表3—2—1 煤層注水設(shè)備明細(xì)表

　　四、預(yù)防井下水災(zāi)的措施

　　根據(jù)井田水文地質(zhì)條件和礦井充水因素綜合分析(見第一章第二節(jié))，井田開采15號煤層礦井水文地質(zhì)類型應(yīng)屬簡單類型。

　　(一)在開拓及采掘過程中主要采取以下防治水措施

　　1. 在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間要進(jìn)一步加強(qiáng)水文地質(zhì)勘探工作，進(jìn)一步摸清水文地質(zhì)條件，切實(shí)掌握水文地質(zhì)資料及其變化規(guī)律，為防治水提供科學(xué)依據(jù)，做到有針對性的防治。

　　2. 對于落差較大的斷層要嚴(yán)加控制，開采時(shí)要留足煤柱，掘進(jìn)工作面接近斷層時(shí)，必須打超前鉆孔探水，做到有疑必探，先探后掘，邊掘邊探，并采取防治水措施。

　　3. 在每個(gè)工作面順槽掘進(jìn)前，要對上部9號煤層采空區(qū)積水進(jìn)行調(diào)查，有針對性地向上打鉆孔進(jìn)行放水，采掘工作面順槽低洼處要布置積水坑，配備排水泵及管路。

　　4. 為了防止勘探鉆孔溝通第四系和各含水層，在回采(掘進(jìn))工作面接近鉆孔前，應(yīng)嚴(yán)格檢查封孔質(zhì)量。對于未完全封閉或封閉不合格的鉆孔，應(yīng)采取相應(yīng)措施防止通過鉆孔導(dǎo)水，涌入井下。

　　5. 根據(jù)《水文地質(zhì)規(guī)程》、《煤礦安全規(guī)程》，要查清小窯、老空區(qū)的具體位置、采掘情況、積水情況，圈出積水警戒線，當(dāng)進(jìn)入積水警戒線后，必須超前探放水，并在距積水實(shí)際邊界20m處，停止掘進(jìn)，進(jìn)行探放水。

　　(二)防水安全煤柱的留設(shè)

　　按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，井田邊界每側(cè)留設(shè)20m。采區(qū)邊界每側(cè)留設(shè)10m。其它小斷層、陷落柱煤柱按規(guī)程計(jì)算留設(shè)。工作面順槽之間煤柱20m。工業(yè)廣場、村莊、鐵路及地面其它建(構(gòu))筑物要按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的等級留設(shè)安全煤柱。其中工業(yè)場地、風(fēng)井場地保護(hù)等級為一級，地面圍護(hù)帶寬度位20m;其它地面建筑保護(hù)等級按2~4級留設(shè)，圍護(hù)帶寬度分別為15m、10m、5m。計(jì)算安全煤柱時(shí)，根據(jù)礦井地質(zhì)報(bào)告，參照晉城煤業(yè)集團(tuán)老區(qū)的參數(shù)，表土層移動(dòng)角取45°，基巖移動(dòng)角取72°。

　　(三)井下探防水措施

　　1. 堅(jiān)持“有疑必探，先探后掘”的原則。

　　2. 在采掘過程中，根據(jù)《煤礦防治水工作條例》，對于推測的或不能夠?qū)崪y的小窯采掘位置，在距離推測位置150m處，開始執(zhí)行“先探后掘”，探測前進(jìn)。對于實(shí)測準(zhǔn)確的小窯采掘位置，在距離其60m處，要開始探測前進(jìn)，避免無計(jì)劃貫通。

　　3. 作業(yè)人員必須嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定及操作規(guī)程、作業(yè)規(guī)程，熟悉井下避災(zāi)路線。

　　4. 在探放水過程中必須加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測，在打鉆地點(diǎn)下風(fēng)側(cè)配置一個(gè)便攜式瓦檢儀(應(yīng)懸掛鉆孔下風(fēng)側(cè)1.0～1.5米，距離煤幫0.2～0.5米，與鉆孔同高的位置)，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)停止打鉆，切斷電源，撤出打鉆地點(diǎn)至前方工作面全風(fēng)壓新鮮風(fēng)流中，采取措施，使瓦斯?jié)舛冉档?%以下時(shí)，方可恢復(fù)作業(yè)。

　　5. 鉆進(jìn)操作中，要做好“三看，兩聽，一及時(shí)”，仔細(xì)判斷孔內(nèi)情況，“三看”即看給進(jìn)壓力及進(jìn)尺速度，看泵壓表和孔口返水情況，看水接頭情況;“兩聽”即聽機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，聽孔內(nèi)震動(dòng)聲;“一及時(shí)”即發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理。

　　6. 若發(fā)現(xiàn)工作面有煤巖松軟、片幫、透水、突水、來壓或鉆孔中水壓水量突然增大、瓦斯突出、頂鉆等異常情況時(shí)，必須立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，但不得拔出鉆桿;人員按避災(zāi)路線撤出，并向調(diào)度室和有關(guān)單位匯報(bào)，待方案確定后方可進(jìn)行處理。

　　7. 嚴(yán)格按照施工圖紙所規(guī)定的鉆孔位置、方位角、傾角和深度進(jìn)行施工，確保各參數(shù)在允許誤差范圍內(nèi)。

　　8. 作業(yè)過程中，若發(fā)現(xiàn)煤層發(fā)潮、煤壁掛汗、巷道發(fā)冷或出現(xiàn)霧氣、有頂板來壓和底鼓現(xiàn)象、工作面有害氣體增加等水災(zāi)事故預(yù)兆時(shí)，必須立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，人員按避災(zāi)路線撤出，并向調(diào)度室和有關(guān)單位匯報(bào)，待方案確定后方可進(jìn)行處理。

　　(四)排水設(shè)施

　　盤區(qū)設(shè)有盤區(qū)水倉，水倉有效容量為800 m3。二盤區(qū)的礦井涌水由管路經(jīng)過材料暗斜井、620大巷泵送至620中央水倉，再由水泵通過管路經(jīng)行人斜井排至地面污水處理站。

　　二盤區(qū)的礦井涌水由管路經(jīng)過材料暗斜井、695大巷泵送至695中央水倉，再由水泵通過管路經(jīng)副斜井排至地面污水處理站。

　　局部巷道低洼處設(shè)積水坑，由小水泵、管路系統(tǒng)把水導(dǎo)入到巷道水溝中排出。

　　每個(gè)盤區(qū)開采預(yù)計(jì)正常涌水量為200m3/h，最大涌水量為375 m3/h，盤區(qū)水倉可滿足4h正常涌水量。

　　各中央水倉、盤區(qū)水倉均符合《煤礦安全規(guī)程》要求，且當(dāng)一個(gè)水倉清理時(shí)，另一個(gè)水倉要保證正常使用。

　　695水平、620水平井底水泵房按《煤礦安全規(guī)程》第279條的要求，留有2個(gè)出口，一個(gè)出口用斜巷通到斜井井筒，出口標(biāo)高大于井底車場底板標(biāo)高7m以上，另一出口通到井底車場并在通道內(nèi)設(shè)置易于關(guān)閉的既能防水又能防火的密閉門。泵房和水倉的連接通道，應(yīng)設(shè)置可靠的控制閘門。泵房及通道底板高于井底車場底板標(biāo)高0.5m。

　　設(shè)計(jì)的排水設(shè)備及排水管路均符合規(guī)程要求。

　　綜上所述，以上防治水措施和井下排水設(shè)施，能夠保證礦井安全生產(chǎn)。

　　五、井下安全監(jiān)控設(shè)備選型及布置

　　(一)監(jiān)控系統(tǒng)

　　本礦已有一套KJ86N型煤礦環(huán)境安全監(jiān)測及生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。KJ86N監(jiān)控系統(tǒng)采用CAN總線傳輸方式，傳輸接口、總線擴(kuò)展器、信號轉(zhuǎn)接器、多功能監(jiān)控器、傳感器、光纜和信號電纜等組成。系統(tǒng)可對瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓、煙霧、溫度、一氧化碳、饋電狀態(tài)等參數(shù)及井下主要風(fēng)門的開閉狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，對掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)風(fēng)電瓦斯閉鎖。

　　在綜合辦公樓內(nèi)設(shè)置信息中心，裝設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)、大屏幕顯示器等設(shè)備。

　　(二)井下監(jiān)控設(shè)備選型

　　井下監(jiān)控設(shè)備必須取得MA標(biāo)志準(zhǔn)用證和防爆合格證。

　　井下采用本質(zhì)安全型煤礦安全監(jiān)控設(shè)備，安全監(jiān)控設(shè)備之間的輸入輸出信號必須為本質(zhì)安全型信號。

　　安全設(shè)備之間必須采用礦用阻燃電纜連接，嚴(yán)禁與調(diào)度電話線和動(dòng)力電纜共用。

　　系統(tǒng)必須具備甲烷斷電儀和瓦斯風(fēng)電閉鎖裝備的全部功能，并且當(dāng)電網(wǎng)停電后，必須保證正常工作時(shí)間不小于2小時(shí)。

　　為防治雷電通過礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)引起井下瓦斯爆炸，系統(tǒng)必須具有防雷保護(hù)，具有斷電狀態(tài)和饋電狀態(tài)監(jiān)測、報(bào)警、顯示、存儲(chǔ)和打印報(bào)表功能。

　　本礦井KJ86N系統(tǒng)符合煤礦安全技術(shù)要求，本次設(shè)計(jì)充分利用該系統(tǒng)設(shè)備和元器件，從九號煤+695中央變電所至十五號煤層。

　　監(jiān)控設(shè)備的功能、型號及數(shù)量

　　1. 監(jiān)測監(jiān)控KJ86N系統(tǒng)是CAN總線制式。本安電源斷電儀與某控制器聯(lián)接起到“瓦斯—風(fēng)—電”閉鎖作用。

　　2. 本安電源兼斷電儀：型號KDK-600/18，數(shù)量為6個(gè)，瓦斯超限自動(dòng)斷電，并傳輸給中心有關(guān)參數(shù)。

　　3. 信號轉(zhuǎn)換器：型號KJF-Z，數(shù)量為2個(gè)。

　　4. 總線擴(kuò)展器：型號KJF-U，數(shù)量為2個(gè)。

　　5. 斷電儀： 型號KDK-600/18，數(shù)量為6個(gè)。

　　6 多功能監(jiān)控器： 型號KJF-F，數(shù)量為8個(gè)。

　　7. 甲烷傳感器：型號GJC4，數(shù)量為8個(gè)，具有超限聲光報(bào)警功能。

　　8. 風(fēng)速傳感器：型號KG3088，數(shù)量為8個(gè)。

　　9. 一氧化碳傳感器：型號GTW-300/65，數(shù)量為14個(gè)。

　　(三)傳輸設(shè)備及器材選擇

　　1. 傳輸設(shè)備及器材型號、數(shù)量

　　巷道干線：MHYVP 2X3.3+2X0.85 礦用信號電纜，1500 m。

　　2. 監(jiān)測設(shè)備設(shè)置

　　監(jiān)測設(shè)備設(shè)置的主要地點(diǎn)有：井下機(jī)電硐室、泵房、采掘工作面及運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽、主運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷等位置。詳細(xì)布置見附圖《監(jiān)測監(jiān)控傳感器布置圖》。甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、溫度傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大于300mm，距巷道壁不小于200mm。

　　⑴ 回采工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置

　　傳感器類型、位置、數(shù)量：

　　甲烷傳感器采用常規(guī)載體催化元件，1~2年后需要更換，該類傳感器技術(shù)成熟、工作穩(wěn)定、價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是使用壽命短。

　　工作面順槽采用“兩進(jìn)一回”，在工作面上隅角設(shè)甲烷傳感器和一氧化碳傳感器各1個(gè)，在工作面回風(fēng)順槽距回風(fēng)大巷10m～15m處設(shè)1個(gè)一氧化碳傳感器和1個(gè)溫度傳感器。

　　傳感器的報(bào)警、斷電、復(fù)電濃度，斷電范圍：

　　上隅角甲烷傳感器報(bào)警濃度≥1.0%;斷電濃度≥1.0%;復(fù)電濃度<1.0%。

　　斷電范圍：工作面及回風(fēng)巷內(nèi)的全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。

　　上隅角及順槽口一氧化碳傳感器報(bào)警濃度為≥0.0024%CO，不參與斷電

　　順槽口溫度傳感器報(bào)警值為30℃，不參與斷電。

　?、?掘進(jìn)工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置

　　傳感器類型、位置、數(shù)量：

　　甲烷傳感器仍采用常規(guī)載體催化元件，優(yōu)缺點(diǎn)同上。

　　距掘進(jìn)工作面小于5米處安裝1個(gè)甲烷傳感器;掘進(jìn)巷道與回風(fēng)巷相連的巷道口10m～15m處安裝1個(gè)甲烷傳感器。

　　甲烷傳感器與本安電源兼斷電儀設(shè)在進(jìn)風(fēng)順槽，實(shí)現(xiàn)“瓦斯——風(fēng)——電”閉鎖。

　　傳感器的報(bào)警、斷電、復(fù)電濃度，斷電范圍：

　　工作面甲烷傳感器報(bào)警濃度≥1.0%;斷電濃度≥1.5%;復(fù)電濃度<1.0%。

　　斷電范圍：掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。

　?、?其它地點(diǎn)傳感器選型及配置

　?、倬聶C(jī)電硐室

　　傳感器類型、位置、數(shù)量：

　　甲烷傳感器仍采用常規(guī)載體催化元件，優(yōu)缺點(diǎn)同上。

　　變電所和膠帶機(jī)頭、機(jī)尾各設(shè)置1個(gè)溫度傳感器，報(bào)警值為34℃。

　　膠帶機(jī)滾筒下風(fēng)側(cè)10m～15m處設(shè)置一氧化碳傳感器、煙霧傳感器，一氧化碳傳感器報(bào)警濃度為0.0024%CO，不參與斷電

　?、诨仫L(fēng)巷設(shè)測風(fēng)站

　　回風(fēng)井30米處、各測風(fēng)站10米范圍內(nèi)，巷道平直、斷面一致，且不能堆放任何雜物，以保證站內(nèi)風(fēng)流平穩(wěn)。

　　上述回風(fēng)巷測風(fēng)站均設(shè)置1個(gè)風(fēng)速傳感器，1個(gè)一氧化碳傳感器。

　　一氧化碳傳感器報(bào)警濃度為0.0024%CO ，不參與斷電。

　　③局部通風(fēng)機(jī)監(jiān)控

　　傳感器類型、位置、數(shù)量

　　甲烷傳感器仍采用常規(guī)載體催化元件，優(yōu)缺點(diǎn)同上。

　　設(shè)備開停傳感器采用開關(guān)量通斷類型。

　?、芑仫L(fēng)巷

　　回風(fēng)巷設(shè)置1個(gè)一氧化碳傳感器，報(bào)警濃度為0.0024%CO ，不參與斷電。

　　以上各類傳感器均具有回檢、自檢、巡檢功能，各類傳感器符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》AQ1029-2007要求。

　　六、礦井救護(hù)

　　山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司礦山救護(hù)大隊(duì)與王臺(tái)鋪礦簽訂有煤礦救護(hù)協(xié)議書，救護(hù)大隊(duì)距離王臺(tái)鋪礦不到5km，可以在30分鐘內(nèi)到達(dá)該礦進(jìn)行救護(hù)，故，本礦井自身不再設(shè)立救護(hù)小隊(duì)，依托山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司礦山救護(hù)大隊(duì)進(jìn)行礦井救護(hù)。

　　副斜井采用1臺(tái)2JK2×1A/30型雙筒纏繞式提升機(jī)，提升機(jī)最大靜張力60kN，最大靜張力差40kN，最大提升設(shè)備質(zhì)量為10t(包括平板車)，現(xiàn)15號煤開采支架重18t，顯然副斜井提升機(jī)無法滿足提升要求，因此需要另選一個(gè)慢速絞車臨時(shí)擔(dān)負(fù)提升大件設(shè)備的要求。

　　副斜井采用雙鉤提升，裝備一部雙滾筒提升機(jī)，負(fù)責(zé)材料、設(shè)備提升。

　　1.提升機(jī)選型計(jì)算依據(jù)

　　1t礦車質(zhì)量：G1=590kg;

　　1t礦車載重：G2=1000g(按矸石考慮)

　　最大件質(zhì)量：G3=18000kg

　　平板車質(zhì)量：G4=1500kg

　　井筒傾角：α=20°

　　井筒斜長：L=285m

　　2、提升機(jī)靜張力驗(yàn)算過程：

　　(1)提升機(jī)所需最大靜張力差(初選鋼絲繩自重按3.0kg/m計(jì))：

　　提材料、矸石時(shí)(每次提放4個(gè)車)：

　　F1=n×(G1+ G2)×(Sinα+f1×cosα)×g+ P×L×(Sinα+f2×cosα)×g

　　=4×(590+1000)×(Sin20°+0.01×cos20°)×9.81+3.0×285×(Sin20°+0.2×cos20°)×9.81

　　=26371N

　　下大件設(shè)備時(shí)：

　　F2=(G3+ G4)×(Sinα+f1×cosα)×g+ P×L×(Sinα+f2×cosα)×g

　　=(18000+1500)×(Sin20°+0.01×cos20°)×9.81+3.0×285×(Sin20°+0.2×cos20°)×9.81

　　=71669N

　　2JK2×1A/30型雙筒纏繞式提升機(jī)最大靜張力60kN，最大靜張力差40kN，根據(jù)以上計(jì)算，只能提升普通設(shè)備，不能提升大件設(shè)備。大件設(shè)備提升需要另選一部慢速絞車。

　　3、普通礦車提升鋼絲繩驗(yàn)算

　　鋼絲繩現(xiàn)選用22NAT6×7S+IWR1570ZZ型鋼絲繩，直徑為φ22mm，自重1.7kg/m，最小鋼絲破斷拉力總和為286kN。

　　鋼絲繩安全系數(shù)為：

　　m=286000/26371=10.8，符合要求。

　　4、慢速絞車選型計(jì)算：

　　絞車所需最大靜張力(初選鋼絲繩自重按2.0kg/m計(jì))：

　　提材料、矸石時(shí)(每次提放1個(gè)車)：

　　F=(G1+ G2)×(Sinα+f1×cosα)×g+ P×L×(Sinα+f2×cosα)×g

　　=(1100+2000)×(Sin20°+0.01×cos20°)×9.81+2.0×285×(Sin20°+0.2×cos20°)×9.81

　　=70188N

　　根據(jù)計(jì)算，選擇SDJ-32型絞車滿足提升要求，技術(shù)特征見表7—1—2。(二)材料暗斜井提升設(shè)備選型

　　根據(jù)提升物料和大件設(shè)備，設(shè)計(jì)選用兩部單滾筒絞車，其中：一部選用調(diào)度絞車，擔(dān)負(fù)普通材料設(shè)備及矸石的提升，另選用一部慢速絞車擔(dān)負(fù)大件設(shè)備的提升。

　　1.普通材料設(shè)備及矸石的提升絞車選型

　　(1)絞車選型計(jì)算依據(jù)

　　1t礦車質(zhì)量：G1=590kg;

　　1t礦車載重：G2=1000kg

　　暗斜井傾角：α=20°

　　暗斜井斜長：L=214m

　　(2)絞車所需最大靜張力(初選鋼絲繩自重按2.0kg/m計(jì))：

　　F=n×(G1+ G2)×(Sinα+f1×cosα)×g+ P×L×(Sinα+f2×cosα)×g

　　=3×(590+1000)×(Sin20°+0.01×cos20°)×9.81+2.0×214×(Sin20°+0.2×cos20°)×9.81

　　=18669N

　　根據(jù)計(jì)算選擇JTY-1.6B型絞車作為提升設(shè)備，技術(shù)特征見表7—1—2。

　　2. 慢速絞車選型

　　(1)慢速絞車選型計(jì)算依據(jù)

　　最大件質(zhì)量：G3=18000kg

　　平板車質(zhì)量：G4=1500kg

　　井筒傾角：α=20°

　　井筒斜長：L=214m

　　(2)慢速絞車所需最大靜張力(初選鋼絲繩自重按2.0kg/m計(jì))：

　　F=(G3+ G4)×(Sinα+f1×cosα)×g+ P×L×(Sinα+f2×cosα)×g

　　=(18000+1500)×(Sin20°+0.01×cos20°)×9.81+2.0×214×(Sin20°+0.2×cos20°)×9.81

　　=69450N

　　根據(jù)計(jì)算選擇SDJ-32型絞車作為提升設(shè)備，技術(shù)特征見表7—1—2。

　　第三節(jié)　排水設(shè)備

　　礦井排水系統(tǒng)為分盤區(qū)排水，一盤區(qū)排水系統(tǒng)為：

　　工作面→一盤區(qū)水倉→材料暗斜井→695水平大巷→695水平水倉→副斜井→地面礦井水處理系統(tǒng)。

　　二盤區(qū)排水系統(tǒng)為：

　　工作面→二盤區(qū)水倉→→材料暗斜井→620水平大巷→620水平水倉→行人斜井管路→地面礦井水處理系統(tǒng)。

　　一、 620水平水泵房設(shè)備驗(yàn)算

　　620水平水泵房設(shè)備為原有設(shè)備，根據(jù)排水要求對排水設(shè)備驗(yàn)算如下：

　　盤區(qū)正常涌水量200m3/h，最大涌水量375m3/h，+620水平水泵房至地面排水線路長度為634m，排水高度為175m。

　　1.水泵參數(shù)驗(yàn)算

　　水泵流量計(jì)算：

　　正常涌水時(shí)水泵排水能力為：Q1=200×1.2=240m3/h

　　最大涌水時(shí)水泵排水能力為：Q2=375×1.2=450m3/h

　　水泵揚(yáng)程驗(yàn)算:

　　Hr=Hg+Hx+△H

　　式中：

　　Hr——測地高度;

　　Hg——排水高度，175m;

　　Hx——吸水高度，5m;

　　△H——管路阻力損失，12m;

　　水泵揚(yáng)程為：Hr =192m

　　620水平水泵房水泵型號為：MD280—43×7，其額定揚(yáng)程為301m，額定流量為280m3/h，電機(jī)功率360kW、電壓6kV。設(shè)計(jì)共選用三臺(tái)水泵：其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，一臺(tái)檢修。

　　排水管路為兩趟D219×8鋼管正常涌水時(shí)1趟工作，1趟備用。最大涌水時(shí)2趟同時(shí)工作。

　　根據(jù)以上計(jì)算，排水設(shè)備滿足工作要求，可以繼續(xù)使用。

　　二、 二盤區(qū)盤區(qū)水泵房排水設(shè)備選型

　　二盤區(qū)涌水量100m3/h，排水線路長度為2800m，高差為35m;

　　1. 水泵選型

　　水泵流量計(jì)算：

　　涌水時(shí)水泵排水能力為：Q1=100×1.2=120m3/h

　　水泵揚(yáng)程計(jì)算:

　　Hr=Hg+Hx+△H

　　式中：

　　Hr——測地高度;

　　Hg——排水高度，35m;

　　Hx——吸水高度，5m;

　　△H——管路阻力損失，42m;

　　水泵揚(yáng)程為：Hr =72m

　　據(jù)此選擇水泵型號為：MD155—30×4，其額定揚(yáng)程為120m，額定流量為155m3/h，電機(jī)功率90kW、電壓660V。設(shè)計(jì)共選用三臺(tái)水泵：其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，一臺(tái)檢修。

　　排水管路選取D219×8鋼管。管路共選用兩趟，正常涌水時(shí)1趟工作，1趟備用。最大涌水時(shí)2趟同時(shí)工作。

　　2. 排水系統(tǒng)工況點(diǎn)

　　經(jīng)計(jì)算，管路阻力系數(shù)為：

　　新管時(shí)R1=0. 002040510，舊管時(shí)R2= 0.003468886。

　　管路特性曲線方程：

　　新管 H=Hr+R1Q2=40+0.002040510Q2

　　舊管 H=Hr+R2Q2=40+0.003468886Q2

　　在泵房內(nèi)采用法蘭連接，在巷道中采用柔性管接頭連接。為有效地防止水錘沖擊對水泵及管道的損害，采用微阻緩閉止回閥，以便有效地消除水錘力。

　　水泵工況特性曲線見圖7-3-1。

　　三、 一盤區(qū)水泵房排水設(shè)備選型

　　一盤區(qū)正常涌水量200m3/h，最大涌水量375m3/h， 一盤區(qū)水泵房至地面695水平水泵房排水線路長度為2140m，排水高度為50m。

　　1.水泵參數(shù)驗(yàn)算

　　水泵流量計(jì)算：

　　正常涌水時(shí)水泵排水能力為：Q1=200×1.2=240m3/h

　　最大涌水時(shí)水泵排水能力為：Q2=375×1.2=450m3/h

　　水泵揚(yáng)程計(jì)算:

　　Hr=Hg+Hx+△H

　　式中：

　　Hr——測地高度;

　　Hg——排水高度，50m;

　　Hx——吸水高度，5m;

　　△H——管路阻力損失，32m;

　　水泵揚(yáng)程為：Hr =87m

　　620水平水泵房水泵型號為：MD280—43×3，其額定揚(yáng)程為129m，額定流量為280m3/h，電機(jī)功率160kW、電壓6kV。設(shè)計(jì)共選用三臺(tái)水泵：其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，一臺(tái)檢修。

　　排水管路為兩趟D273×10鋼管正常涌水時(shí)1趟工作，1趟備用。最大涌水時(shí)2趟同時(shí)工作。

　　2. 排水系統(tǒng)工況點(diǎn)

　　經(jīng)計(jì)算，管路阻力系數(shù)為：

　　新管時(shí)R1= 0.000727286，舊管時(shí)R2= 0.001236386。

　　管路特性曲線方程：

　　新管 H=Hr+R1Q2=180+0.000727286Q2

　　舊管 H=Hr+R2Q2=180+0.001236386Q2

　　在泵房內(nèi)采用法蘭連接，在巷道中采用柔性管接頭連接。為有效地防止水錘沖擊對水泵及管道的損害，采用微阻緩閉止回閥，以便有效地消除水錘力。

　　水泵工況特性曲線見圖7-3-2。

　　四、 695水平水泵房排水設(shè)備驗(yàn)算

　　一盤區(qū)盤區(qū)水泵房排至695水平水泵房正常涌水量200m3/h，最大涌水量375m3/h，695水平水泵房至地面排水線路長度為285m，排水高度為100m。

　　1.水泵參數(shù)驗(yàn)算

　　水泵流量計(jì)算：

　　正常涌水時(shí)水泵排水能力為：Q1=200×1.2=240m3/h

　　最大涌水時(shí)水泵排水能力為：Q2=375×1.2=450m3/h

　　水泵揚(yáng)程計(jì)算:

　　Hr=Hg+Hx+△H

　　式中：

　　Hr——測地高度;

　　Hg——排水高度，100m;

　　Hx——吸水高度，5m;

　　△H——管路阻力損失，12m;

　　水泵揚(yáng)程為：Hr =117m

　　695水平水泵房安裝有2臺(tái)MD280—43×4水泵額定流量為280m3/h，揚(yáng)程172m，由山西黎城泵業(yè)公司制造，2005年安裝投運(yùn);配套電機(jī)型號JS137—4，260kW，6kV。1臺(tái)200D—43×7水泵額定流量為288m3/h，揚(yáng)程285m，由長沙泵業(yè)公司制造，1983年投運(yùn);配套電機(jī)型號JS137—4，360kW，6kV。

　　排水管路為兩趟D219×8鋼管正常涌水時(shí)1趟工作，1趟備用。最大涌水時(shí)2趟同時(shí)工作。

　　根據(jù)以上計(jì)算，排水設(shè)備滿足工作要求，可以繼續(xù)使用。

　　第四節(jié)　壓縮空氣設(shè)備

　　王臺(tái)鋪礦地面空氣壓縮機(jī)站共有4臺(tái)空氣壓縮機(jī)，其中兩臺(tái)美國壽力LS25S—300HAC型螺桿空壓機(jī)，2006年8月安裝;兩臺(tái)北京第一通用機(jī)械廠L5.5—40/8型空氣壓縮機(jī)，1991年投運(yùn)。4臺(tái)空氣壓縮機(jī)兩用兩備。

　　1. LS25S—300HAC螺桿空壓機(jī)主要參數(shù)：

　　容積流量：38.6m3/min;進(jìn)氣壓力：1Bar(a);排氣壓力：8Bar(g);最大調(diào)節(jié)壓力：8.6Bar(g);主電機(jī)型號：447TSC—4，功率224kW;機(jī)組凈重(帶隔音罩)6500kg。

　　2. L5.5—40/8空壓機(jī)性能參數(shù)：型號：L5.5—40/8;形式：L型雙缸二級復(fù)動(dòng)水冷;排氣量：40m3/min;額定壓力：0.7MPa，功率： 230kW;重量：3900kg。

　　15號煤層布置有2個(gè)綜掘工作面。巷道支護(hù)方式均為錨桿、錨噴支護(hù)。用風(fēng)工具使用情況見表7-4-2。

　　=1.2×1.15×1.0×(4×5×0.9+8×4×0.9+2×8×0.9)=84(m3/min)

　　式中：α1——沿管道全長的漏風(fēng)系數(shù)，取1.2

　　α2 ——風(fēng)動(dòng)工具的磨損耗氣量增加系數(shù) ，取1.15

　　γ——海拔高度修正系數(shù)，取1.0

　　mi ——同型號風(fēng)動(dòng)工具同時(shí)使用臺(tái)數(shù)

　　qi ——每臺(tái)風(fēng)動(dòng)工具的耗氣量(m3/min)

　　Ki ——同型號風(fēng)動(dòng)工具同時(shí)使用系數(shù)

　　根據(jù)以上計(jì)算，地面壓縮空氣站可以滿足生產(chǎn)需要。

　　第八章　電　氣

　　第一節(jié)　礦井供配電

　　一、供電電源

　　礦井原有雙回35kV電源引自晉煤集團(tuán)公司老區(qū)110kV區(qū)域變電站35kV系統(tǒng)不同母線段，本次設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力不增加，供電電源不作變動(dòng)。

　　礦井供電電源地理接線插圖見圖8—1—1。

　　二、電力負(fù)荷

　　本礦井原供電系統(tǒng)能滿足210萬噸/年生產(chǎn)能力，十五號煤開拓延深設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬噸/年分兩個(gè)階段設(shè)施，初期由九號煤九五盤區(qū)和十五號煤二盤區(qū)組成，后期全部由十五號煤一盤區(qū)、二盤區(qū)組成。本次設(shè)計(jì)地面電力負(fù)荷不變，井下電力負(fù)荷分初期、后期統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

　　1、初期井下電力負(fù)荷

　?、?根據(jù)現(xiàn)場提供九五盤區(qū)供電負(fù)荷：有功功率1662.72kW;無功功率332.54kvar;視在功率1995.65kVA。

　?、?十五號煤井下電力負(fù)荷(二盤區(qū))

　　設(shè)備總臺(tái)數(shù) 89臺(tái)

　　設(shè)備工作臺(tái)數(shù) 61臺(tái)

　　設(shè)備總?cè)萘?4741.1kW

　　設(shè)備工作容量 4013.1kW

　　計(jì)算有功功率 2670.45kW

　　計(jì)算無功功率 2646.71kvar

　　計(jì)算視在功率 3759.84kVA

　　自然功率因數(shù) 0.71

　　補(bǔ)償容量 2000kvar

　　補(bǔ)償后

　　視在功率 2747.65kVA

　　功率因數(shù) 0.97

　?、?+695中央泵房負(fù)荷：有功功率436.80kW;無功功率為270.70kvar;視在功率513.88kVA。

　?、?總負(fù)荷(考慮0.85同時(shí)系數(shù))：有功功率4054.48kW;無功功率為1062.46kvar;視在功率4191.37kVA。

　　2、后期井下電力負(fù)荷

　?、?十五號煤井下電力負(fù)荷(二盤區(qū)+一盤區(qū))

　　設(shè)備總臺(tái)數(shù) 182臺(tái)

　　設(shè)備工作臺(tái)數(shù) 128臺(tái)

　　設(shè)備總?cè)萘?9714.20kW

　　設(shè)備工作容量 8231.20kW

　　計(jì)算有功功率 5619.61kW

　　計(jì)算無功功率 5447.43kvar

　　計(jì)算視在功率 7826.53kVA

　　自然功率因數(shù) 0.72

　　補(bǔ)償容量 3500kvar

　　補(bǔ)償后

　　功率因數(shù) 0.97

　　視在功率 4576.82kVA

　?、?+695中央泵房負(fù)荷：有功功率436.80kW;無功功率為270.70kvar;視在功率513.88kVA。

　?、?總負(fù)荷(考慮0.8同時(shí)系數(shù))：有功功率4932.49kW;無功功率為1117.13kvar;視在功率5057.41kVA。

　　3、噸煤電耗

　　初期噸煤電耗：8.82kW·h/t;后期噸煤電耗：10.06kW·h/t。

　　井下電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表見表8—1—1，8—1—2。變壓器選擇見表8—1—3， 8—1—4。

　　三、地面供配電

　　本次設(shè)計(jì)只對十五號煤井下開拓延深，地面供配電系統(tǒng)不作變動(dòng)。地面工業(yè)場地現(xiàn)有的35/6kV變電所，仍擔(dān)負(fù)工業(yè)場地、選煤廠、主通風(fēng)機(jī)、排矸井、井下等用電負(fù)荷。

　　四、井下供配電

　　1、供電方式

　　初期在十五號煤二盤區(qū)設(shè)盤區(qū)變電所，雙回6kV電源引自+695水平中央電所不同母線段。后期在一盤區(qū)設(shè)盤區(qū)變電所，雙回6kV電源仍引自+695水平中央電所不同母線段。根據(jù)現(xiàn)場提供資料，目前+695水平中央電所雙回6kV電源引自地面工業(yè)場地35/6kV變電所不同母線段，下井電纜型號為MYJV22-6kV-3×150mm2，供電距離約1200m。

　　2、下井主電纜驗(yàn)算及選擇

　　⑴ 十五號煤投產(chǎn)初期

　　井下最大負(fù)荷為Smax=4191.37kVA，計(jì)算電流為403A。

　　按經(jīng)濟(jì)電流密度J=2.25選擇電纜截面應(yīng)為：Sj = J(I)=179mm2。

　?、?十五號煤投產(chǎn)后期

　　井下最大負(fù)荷為Smax=5057.41kVA，計(jì)算電流為486A。

　　按經(jīng)濟(jì)電流密度J=2.25選擇電纜截面應(yīng)為：Sj = J(I)=216mm2。

　?、?下井主電纜的選擇

　　原下井電纜MYJV22-6kV-3×150mm2載流量為359A，不能滿足生產(chǎn)用電要求，須更換為MYJV32-6kV-3×240mm2型礦用銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣細(xì)鋼絲鎧裝聚乙烯護(hù)套電力電纜，其載流量為497A，滿足井下用電要求。電纜敷設(shè)路徑不變。

　　3、二盤區(qū)變電所供電電纜的選擇

　?、?按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面：最大負(fù)荷為Smax=2747.65kVA

　　Imax= = =264(A)查得銅芯導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度J=2.25A/mm2。計(jì)算單根下井電纜截面為Sj = J(I)=117mm2，初步選用MYJV32 –6kV—3×120mm2型礦用銅芯細(xì)鋼絲鎧裝交聯(lián)電纜。

　?、?按長時(shí)允許電流校驗(yàn)電纜截面：查表得知MYJV232 –6kV—3×120mm2電纜在空氣中敷設(shè)，溫度20℃時(shí)載流量為326A，滿足二盤區(qū)264A電力負(fù)荷。

　?、?電纜的選擇

　　通過上述計(jì)算，確定二盤區(qū)變電所供電電纜型號為MYJV32-6kV-3×120mm2。沿膠帶運(yùn)輸大巷敷設(shè)。

　　4、一盤區(qū)變電所供電電纜的選擇

　?、?按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面：最大負(fù)荷為Smax=2948.43kVA

　　Imax= = =283(A)查得銅芯導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度J=2.25A/mm2。計(jì)算單根下井電纜截面為Sj = J(I)=126mm2，初步選用MYJV32 –6kV—3×120mm2型礦用銅芯細(xì)鋼絲鎧裝交聯(lián)電纜。

　?、?按長時(shí)允許電流校驗(yàn)電纜截面：查表得知MYJV32 –6kV—3×120mm2電纜在空氣中敷設(shè)，溫度20℃時(shí)載流量為326A，滿足一盤區(qū)283A電力負(fù)荷。

　?、?電纜的選擇

　　通過上述計(jì)算，確定一盤區(qū)變電所供電電纜型號為MYJV32-6kV-3×120mm2。沿膠帶運(yùn)輸大巷敷設(shè)。

　　5、主要設(shè)備的選擇

　?、?二盤區(qū)變電所主要設(shè)備選擇

　　根據(jù)電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，變電所設(shè)置16臺(tái)BGP9L—6型礦用隔爆型高壓真空配電裝置(配置通訊接口)，設(shè)置2臺(tái)KBSGZY—315/6、315kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變壓器，作為輔助運(yùn)輸及井底低壓動(dòng)力用，正常情況下兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，在其中一臺(tái)故障或檢修情況下，單臺(tái)變壓器保證一二級負(fù)荷用電。負(fù)荷率9.86%。低壓開關(guān)選用BKD20礦用隔爆型真空開關(guān)，磁力起動(dòng)器選用BQD23礦用隔爆型真空磁力起動(dòng)器。

　　盤區(qū)水泵房采用2臺(tái)KBSGZY—315/6、315kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站供電。

　　上倉膠帶機(jī)采用1臺(tái)KBSGZY—500/6、500kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站供電。

　　膠帶運(yùn)輸大巷設(shè)置1臺(tái)BKSGZY—500/6、500kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站，作為大巷膠帶機(jī)供電用。

　　采煤工作面設(shè)置1臺(tái)KBSGZY—1250/6、1250kVA、6/1.2kV和2臺(tái)KBSGZY—500/6、500kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站，作為工作面動(dòng)力用。

　　兩個(gè)掘進(jìn)工作面各設(shè)置1臺(tái)KBSGZY—500/6、500kVA、6/1.2kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站，作為掘進(jìn)動(dòng)力用。

　　兩個(gè)掘進(jìn)工作面設(shè)置1臺(tái)KBSGZY—315/6、315kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站，作為局扇專用。

　?、?一盤區(qū)變電所主要設(shè)備的選擇

　　根據(jù)電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，變電所設(shè)置16臺(tái)BGP9L—6型礦用隔爆型高壓真空配電裝置(配置通訊接口)，設(shè)置2臺(tái)KBSGZY—500/6、500kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變壓器，作為輔助運(yùn)輸及井底低壓動(dòng)力用，正常情況下兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，在其中一臺(tái)故障或檢修情況下，單臺(tái)變壓器保證一二級負(fù)荷用電。負(fù)荷率57.86%。低壓開關(guān)選用BKD20礦用隔爆型真空開關(guān)，磁力起動(dòng)器選用BQD23礦用隔爆型真空磁力起動(dòng)器。

　　膠帶運(yùn)輸大巷設(shè)置2臺(tái)BKSGZY—500/6、500kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站，作為大巷膠帶機(jī)供電用。

　　采煤工作面設(shè)置1臺(tái)KBSGZY—1250/6、1250kVA、6/1.2kV和2臺(tái)KBSGZY—500/6、500kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站，作為工作面動(dòng)力用。

　　兩個(gè)掘進(jìn)工作面各設(shè)置1臺(tái)KBSGZY—500/6、500kVA、6/1.2kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站，作為掘進(jìn)動(dòng)力用。

　　兩個(gè)掘進(jìn)工作面設(shè)置1臺(tái)KBSGZY—315/6、315kVA、6/0.69kV型礦用隔爆型移動(dòng)變電站，作為局扇專用。

　　6、供配電電壓等級

　　采煤工作面采用1140V、660V電壓等級，掘進(jìn)工作面采用1140V、660V電壓等級。

　　井底低壓動(dòng)力、輔助運(yùn)輸采用660V等級，煤電鉆和照明采用127V等級。

　　五、低壓電纜的選擇

　　盤區(qū)變電所向配電點(diǎn)饋出的供電電纜以及各支線至起動(dòng)器到電動(dòng)機(jī)的電纜按照MT818標(biāo)準(zhǔn)選擇，采用MYPTJ—3.6/6和MYP—0.66/1.14型礦用橡套電纜，電鉆和照明選用MZ—0.3/0.5型和MYQ—0.3/0.5型橡套電纜。

　　六、井下檢漏與接地保護(hù)

　　地面變電所至井下中央變電所及盤區(qū)配電點(diǎn)的電纜線路上均要裝零序電流互感器和相應(yīng)的漏電保護(hù)裝置，以實(shí)現(xiàn)對井下電纜漏電故障的檢測功能。

　　盤區(qū)變電所以及所有電氣設(shè)備硐室和各配電點(diǎn)均應(yīng)設(shè)局部接地極。局部接地極、鎧裝電纜外皮、橡套電纜接地芯線通過接地干線與中央泵房水倉中的主接地極組成總接地網(wǎng)，從接地網(wǎng)上任一局部接地極測得的總接地網(wǎng)電阻不得大于2歐。

　　七、井下照明

　　盤區(qū)變電所、井底車場、運(yùn)輸大巷、采掘工作面及運(yùn)輸順槽、各配電硐室等地均選用節(jié)能型DGG—24/127YA礦用隔爆熒光燈做照明燈具，盤區(qū)變電所、井底車場、各配電硐室每3米安一盞，運(yùn)輸大巷、采掘工作面及運(yùn)輸順槽每15米安一盞。為了提高照明供電可靠性與安全性，選用照明綜保成套設(shè)備。

　　第二節(jié) 監(jiān)控、通信及計(jì)算機(jī)管理

　　一、安全生產(chǎn)監(jiān)控與礦井自動(dòng)化

　　本礦原有一套KJ86-N型煤礦環(huán)境安全監(jiān)測及生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。KJ86-N系統(tǒng)采用CAN總線制式，由監(jiān)控主機(jī)及其外設(shè)、傳輸接口、總線擴(kuò)展器、多功能監(jiān)控器、傳感器和總線電纜等組成。系統(tǒng)可對瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓、煙霧、溫度、煤位、水位、一氧化碳等參數(shù)及井下主要風(fēng)門的開閉狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，對掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)風(fēng)電瓦斯閉鎖，此外還對固定設(shè)備、采掘設(shè)備、供電系統(tǒng)等工況及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。

　　主機(jī)連續(xù)不斷地輪流與各個(gè)多功能轉(zhuǎn)接器進(jìn)行通信，多功能轉(zhuǎn)接器接到主機(jī)的詢問后，立即將該多功能轉(zhuǎn)接器接收的測點(diǎn)的信號傳給主機(jī)，各多功能轉(zhuǎn)接器又不停地將與之連接的各傳感器的信號(開關(guān)量、模擬量和累計(jì)值)進(jìn)行檢測變換和處理，時(shí)刻等待主機(jī)的詢問，以將檢測的參數(shù)送至地面。需要對井下設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，主機(jī)將控制命令與干線擴(kuò)展器巡檢信號一起傳給多功能轉(zhuǎn)接器，再由多功能轉(zhuǎn)接器輸出傳給遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備。監(jiān)控主機(jī)對接收到的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行處理和存盤，并將各種生產(chǎn)過程模擬量、測量參數(shù)表及各種實(shí)時(shí)參數(shù)和歷史曲線進(jìn)行顯示或打印相關(guān)報(bào)表。

　　分別在井下采掘工作面、盤區(qū)變電所、排水泵房多功能轉(zhuǎn)接器并在各相關(guān)地點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的傳感器和遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)。

　　在礦調(diào)度室或通訊站內(nèi)設(shè)置信息中心，裝設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)、大屏幕顯示器等設(shè)備。

　　十五號煤層二盤區(qū)變電所監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)引自695水平中央變所區(qū)域控制器，沿695大巷、繞道聯(lián)絡(luò)巷經(jīng)十五號煤上倉膠帶暗斜井敷設(shè)至十五號煤二盤區(qū)變電所。

　　一盤區(qū)監(jiān)測監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)引自二盤區(qū)變電所區(qū)域控制器，沿膠帶巷敷設(shè)至一盤區(qū)變電所。

　　在每個(gè)盤區(qū)設(shè)1個(gè)區(qū)域控制器、4多功能監(jiān)控器，區(qū)域控制器設(shè)置在盤區(qū)變電所，多功能監(jiān)控器分別設(shè)置變電所、運(yùn)輸大巷、配電點(diǎn)。

　　二、通信及計(jì)算機(jī)管理

　　王臺(tái)鋪礦已經(jīng)建立起完善的生產(chǎn)調(diào)度、行政調(diào)度及通信設(shè)施，完全可以滿足礦井本次水平延深的需要。

　　十五號煤層二盤區(qū)變所通信電纜由695水平中央變所礦用隔爆組線箱引來，2根MHYA 50(2×0.78)對通信電纜沿695大巷、繞道聯(lián)絡(luò)巷經(jīng)十五號煤上倉膠帶暗斜井敷設(shè)到二盤區(qū)變所礦用隔爆組線箱。

　　十五號煤層一盤區(qū)變所通信電纜由二盤區(qū)變電所礦用隔爆組線箱引來，2根MHYA 20(2×0.78)對通信電纜沿膠帶巷敷設(shè)到一盤區(qū)變電所礦用隔爆組線箱。

　　在盤變電所、泵房、膠帶機(jī)機(jī)頭硐室、配電點(diǎn)、采掘順槽設(shè)礦用隔爆電話機(jī)。

　　三、計(jì)算機(jī)管理

　　礦井已建立由決策層、管理層、數(shù)據(jù)接口層構(gòu)成的管理系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)管理的需要，配置生產(chǎn)計(jì)劃、勞資計(jì)劃、銷售計(jì)劃、安全計(jì)劃、材料物資供應(yīng)、固定資產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)與成本中心、人力資源與黨政業(yè)務(wù)管理等軟件模塊。

　　本礦井已有完善的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，采用100Mbps的Ethernet(以太網(wǎng))交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星形，主干網(wǎng)絡(luò)采用光纜傳輸方式，各建筑內(nèi)一般采用超五類電纜布線，并通過路由器與礦翼ITERNET相聯(lián)通。該網(wǎng)絡(luò)與礦井監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，形成一個(gè)多層次、多媒體的礦井?dāng)?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。

　　四、人員考勤定位系統(tǒng)

　　十五號煤層人員考勤定位仍采用原KJ153系統(tǒng)，在主要進(jìn)出口位置設(shè)置分站和傳感器，實(shí)時(shí)對井下作業(yè)人員進(jìn)行定位考勤。并把信息進(jìn)行儲(chǔ)存或打印。

　　第九章　職業(yè)安全衛(wèi)生

　　第一節(jié) 概 述

　　一、設(shè)計(jì)范圍

　　王臺(tái)鋪礦已經(jīng)建立健全了職業(yè)安全衛(wèi)生體系，本次設(shè)計(jì)任務(wù)為15號煤開拓延深設(shè)計(jì)。故，本篇章只對井下職業(yè)危害因素進(jìn)行分析，并提出防范措施。

　　二、 設(shè)計(jì)依據(jù)

　　本章的編制主要依據(jù)下列法律、法規(guī)、規(guī)程及規(guī)范

　　1、《中華人民共和國礦山安全法》

　　2、國發(fā)[1987]105號關(guān)于《中華人民共和國塵肺病防治條例》的通知。

　　3、煤安安監(jiān)字[2000]第17號關(guān)于發(fā)布《煤礦礦山救護(hù)工作暫行規(guī)定》的通知。

　　4、《礦井通風(fēng)安全裝備標(biāo)準(zhǔn)》(MT/T5016-96)

　　5、勞動(dòng)部勞字(1998)48號文《關(guān)于生產(chǎn)性建設(shè)工廠項(xiàng)目職業(yè)安全衛(wèi)生監(jiān)察的暫行規(guī)定》

　　6、(90)中煤總安字第171號文關(guān)于頒發(fā)《煤礦井下粉塵防治措施》(施行)的通知

　　7、《煤礦安全規(guī)程規(guī)程》及《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》

　　8、煤炭工業(yè)部制定的《礦井通風(fēng)安全監(jiān)測裝置使用管理規(guī)定》

　　9、勞動(dòng)部第三號令《建設(shè)項(xiàng)目(工程)勞動(dòng)安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定》

　　10、勞動(dòng)部勞部發(fā)[1994]502號文關(guān)于印發(fā)《礦山建設(shè)工程安全監(jiān)督實(shí)施辦法》的通知。

　　第二節(jié)　危險(xiǎn)因素和危險(xiǎn)程度

　　一、礦井災(zāi)害因素分析

　　(一)水

　　1、井田地表河流均屬季節(jié)性河流，水量微小，有時(shí)甚至干涸。井田內(nèi)的水體在開采上覆3、9號煤層時(shí)，已經(jīng)留設(shè)了煤柱，將來15號煤層開采時(shí)，在上覆已留煤柱的基礎(chǔ)上，根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》規(guī)定，留設(shè)保安煤柱。一般情況下，不會(huì)影響15號煤層的正常開采。

　　2、頂板石灰?guī)r含水層：太原組K2石灰?guī)r是井田內(nèi)主要含水層之一，王臺(tái)鋪礦K2石灰?guī)r其結(jié)構(gòu)致密，裂隙不發(fā)育，含水性弱，對15號煤層開采影響不大。

　　3、底板突水：

　　根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的水文地質(zhì)分析，本井田15號煤層開采中，不存在底板突水危險(xiǎn)。

　　4、上覆采空區(qū)積水：

　　井田內(nèi)3號煤層已基本采空，9號煤層亦部分采空， 3、9號煤層采空區(qū)均有不同程度積水。將來在開采15號煤層時(shí)，應(yīng)對上部9號煤層采空區(qū)積水進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，并先進(jìn)行排放，堅(jiān)持“有疑必探，先探后掘”的原則，以保證礦井安全生產(chǎn)。

　　(二)火

　　礦井火災(zāi)分為內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)。由于煤炭氧化自燃而產(chǎn)生的火災(zāi)屬礦井內(nèi)因火災(zāi)，由于井下放炮、電流短路、摩擦及其它明火等引起的火災(zāi)屬外因火災(zāi)。根據(jù)地質(zhì)資料，本礦井15號煤層為容易自燃煤層，因此，礦井必須采取綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火和外因火災(zāi)的措施。

　　(三)瓦斯

　　王臺(tái)鋪礦15號煤層進(jìn)行開采時(shí)，屬于低瓦斯礦井。但通風(fēng)、瓦斯管理上必須充分認(rèn)識(shí)礦井瓦斯的危險(xiǎn)和危害性，嚴(yán)格執(zhí)行“監(jiān)測監(jiān)控，以風(fēng)定產(chǎn)”，杜絕瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

　　(四)煤塵

　　井田內(nèi)15號煤層的煤塵無爆炸危險(xiǎn)性。

　　(五)地?zé)?/p>

　　本礦井不存在熱災(zāi)害現(xiàn)象。

　　(六)沖擊地壓

　　本礦井無沖擊地壓現(xiàn)象。

　　(七)頂?shù)装?/p>

　　15號煤層直接頂和老頂均為K2厚層石灰?guī)r，屬堅(jiān)硬類，不易冒落。底板為灰黑色泥巖或鋁質(zhì)泥巖，局部有炭質(zhì)泥巖偽底，屬軟弱巖層，遇水易膨脹，在工作面支架選型和工作面布置時(shí)應(yīng)引起注意。

　　二、生產(chǎn)作業(yè)主要傷害因素分析

　　1、爆破事故

　　造成爆破事故的主要原因如下：

　?、?爆炸材料使用不當(dāng);

　　⑵ 雷管和炸藥混放，爆破材料庫違章使用明火;

　　⑶ 爆破工未按照規(guī)程要求操作;

　?、?運(yùn)輸過程中操作不當(dāng)，由于摩擦等原因引起爆炸;

　?、?躲跑時(shí)間和安全距離不夠;

　?、?違章處理瞎炮。

　　2、提升運(yùn)輸事故

　　本設(shè)計(jì)選用膠帶輸送機(jī)擔(dān)負(fù)煤炭提升運(yùn)輸，選用無極繩連續(xù)牽引車、調(diào)度絞車單鉤串車擔(dān)負(fù)材料、矸石、設(shè)備的提升。根據(jù)礦井提升運(yùn)輸系統(tǒng)特點(diǎn)，造成提升運(yùn)輸事故的主要原因有：

　?、?大型設(shè)備、長材提升時(shí)未制定專門的安全措施或有措施未執(zhí)行;

　?、?運(yùn)輸大巷內(nèi)車輛和設(shè)備擠人;

　?、?違章乘坐膠帶輸送機(jī)或蹬、踩刮板輸送機(jī);

　?、?操作人員精力不集中或身體進(jìn)入機(jī)械危險(xiǎn)部位。

　　3、觸電事故

　　井下空氣濕度大，作業(yè)環(huán)境差，容易發(fā)生觸電事故。引起觸電事故的主要原因，除了設(shè)備缺陷等技術(shù)因素外，大部分是由于違章操作引起的。

　　4、中毒窒息事故

　　煤礦發(fā)生中毒、窒息事故，絕大多數(shù)是由于一氧化碳和瓦斯所致。發(fā)生這類事故的原因主要有：

　　⑴ 礦井通風(fēng)條件不好，致使一氧化碳等有害氣體積聚;

　?、?礦井無反風(fēng)措施，在處理火災(zāi)事故時(shí)，隨意改變風(fēng)流方向;

　　⑶ 對一氧化碳、瓦斯涌出地段沒設(shè)“禁止入內(nèi)”的柵欄，或?qū)艡谌狈ΡＷo(hù)，受損后無法辨認(rèn)，導(dǎo)致人員誤入禁區(qū);

　?、?采掘技術(shù)管理不力，尤其是支護(hù)。密閉施工質(zhì)量低劣，導(dǎo)致冒頂事故引發(fā)自然發(fā)火隱患或一氧化碳從采空區(qū)外溢;

　　5、職業(yè)危害

　?、?粉塵

　　粉塵包括煤塵和巖塵兩類。煤塵主要產(chǎn)生于回采工作面和掘進(jìn)工作面，此外，煤炭運(yùn)輸過程中轉(zhuǎn)載點(diǎn)也易產(chǎn)生煤塵。巖塵主要產(chǎn)生于巖巷普掘工作面。浮塵對礦井空氣的污染和人體健康的危害最大，是粉塵防治的重點(diǎn)。

　　粉塵的主要危害是導(dǎo)致塵肺病。塵肺病是因?yàn)殚L期、大量吸入微細(xì)粉塵而引起的以肺的纖維化為主的一種慢性職業(yè)病。

　　⑵ 有毒、有害氣體

　　井下有毒有害氣體主要包括：瓦斯(CH4)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOX)、二氧化硫(SO2)及硫化氫(H2S)等。有毒有害氣體物質(zhì)分析如下：

　?、偻咚?CH4)：主要來源于煤體或圍巖中。它能燃燒、爆炸，大量積聚時(shí)能使人窒息死亡?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定在0.75～1.5%時(shí)，就要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

　?、谝谎趸?CO)：主要來自井下采掘工作面爆破、火災(zāi)、瓦斯和煤塵爆炸以及煤炭自燃。致命性中毒的一氧化碳濃度大于0.4%，安全濃度應(yīng)小于0.0024%。

　　③二氧化碳(CO2)：主要來源于有機(jī)物的氧化、煤和巖體的緩慢氧化、爆破作業(yè)、人員呼吸以及礦井水與碳酸性巖石的分解，在爆破、井下火災(zāi)、煤炭自燃、瓦斯和煤塵爆炸時(shí)，也能產(chǎn)生大量二氧化碳。當(dāng)二氧化碳濃度達(dá)到l%時(shí)人的呼吸感到急促，濃度達(dá)到5%時(shí)呼吸感到困難，同時(shí)有耳嗚、血液流動(dòng)很快的感覺;濃度達(dá)到10～25%時(shí)，人將中毒死亡。

　?、艿趸?NOX)：主要來自于采掘工作面爆破及生產(chǎn)廢氣，它有強(qiáng)烈毒性和刺激性，能和水結(jié)成硝酸，對肺組織起破壞作用，造成肺浮腫，對眼睛、鼻腔和呼吸道等有強(qiáng)烈刺激作用。安全濃度應(yīng)小于0.00025%。

　　⑤二氧化硫(SO2)：主要來自含硫礦物氧化及自燃，含硫礦層中進(jìn)行爆破和硫化礦塵的爆炸之中，井下電纜及膠皮類燃燒也會(huì)產(chǎn)生二氧化硫。它有強(qiáng)烈毒性，與眼、呼吸道的濕表面接觸后能形成亞硫酸，對眼睛和呼吸道具有強(qiáng)烈腐蝕作用，引起肺水腫。安全濃度應(yīng)小于0.0005%。

　?、蘖蚧瘹?H2S)：主要來源于有機(jī)物腐爛、硫化礦物水解。它具有強(qiáng)烈毒性，能使人的血液中毒，對眼睛、粘膜以及呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈的刺激作用。其安全濃度應(yīng)小于0.00066%。

　?、?噪聲

　　礦山噪聲主要來源于各種設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由震動(dòng)、摩擦、碰撞而產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力噪聲和由風(fēng)管排氣、漏氣而產(chǎn)生的氣體動(dòng)力噪聲。對本礦井來說主要發(fā)生在各裝卸載點(diǎn)、空壓機(jī)及井下水泵、局扇、鑿巖機(jī)、采煤機(jī)、破碎機(jī)、鉆機(jī)等機(jī)械設(shè)備，對操作及附近人員均有危害，影響身心健康。

　　第三節(jié)　安全衛(wèi)生措施

　　一、礦井災(zāi)害預(yù)防措施及礦山救護(hù)

　　(一)井下水災(zāi)預(yù)防

　　結(jié)合前面礦井水害因素分析，井下水災(zāi)預(yù)防措施如下：

　?、?在巷道掘進(jìn)時(shí)必須堅(jiān)持“有疑必探，先探后掘”的原則，以避免周邊小窯采空區(qū)積水涌入巷道。

　?、?巷道過斷層及陷落柱等構(gòu)造時(shí)，必須探水前進(jìn)。如果前方有水，應(yīng)超前預(yù)注漿封堵加固。

　?、蔷卵孛簩硬贾玫南锏?，受煤層起伏影響較大，巷道中會(huì)出現(xiàn)積水現(xiàn)象，在礦井生產(chǎn)期間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，在巷道適當(dāng)位置設(shè)置水窩，由小水泵將水窩水排至井底車場水倉，保證井下巷道運(yùn)輸暢通。

　　⑷按設(shè)計(jì)要求留設(shè)井田邊界防水煤柱20m，采區(qū)邊界煤柱10m，斷層陷落柱等構(gòu)造防水煤柱。

　　(5)工作面回采前，要對上覆9號煤采空區(qū)積水進(jìn)行探測調(diào)查，如有積水，必須先行排空積水后，方可回采。

　　(二)井下火災(zāi)預(yù)防

　　1、綜合預(yù)防煤層自燃發(fā)生的措施

　　(1)15號煤盤區(qū)進(jìn)、回風(fēng)大巷、機(jī)電硐室、各聯(lián)絡(luò)巷道均采用錨噴支護(hù)，封閉圍巖。

　　(2)工作面采用綜合機(jī)械化一次采全高后退式開采，減少工作面丟煤。

　　(3)采煤工作面采至停采線時(shí)，必須采取措施使頂板冒落不斷嚴(yán)實(shí)。

　　(4)工作面開采前，對煤層進(jìn)行預(yù)注水，增加煤體內(nèi)水分。

　　(5)工作面回采過程中，對采空區(qū)噴灑阻化劑，防止采空區(qū)浮煤自燃。

　　(6)按自燃煤層配齊各類監(jiān)測監(jiān)控儀器、溫度、CO傳感器，實(shí)施全面監(jiān)測。

　　2、外因火災(zāi)預(yù)防措施

　　(1) 按《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定設(shè)置了井下消防料庫及滅火裝置與器材。設(shè)計(jì)有消防灑水合一的管網(wǎng)系統(tǒng)。

　　(2) 井下主要機(jī)電硐室設(shè)置了防火門。所有巷道均采用不燃性材料進(jìn)行支護(hù)。

　　(3) 爆破材料硐室采用獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，通道內(nèi)砌筑齒波墻，裝設(shè)抗沖擊波門等隔爆設(shè)施。

　　(4) 正確選擇和合理使用電氣設(shè)備，加強(qiáng)維護(hù)，保證輸電線路完好，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止發(fā)生事故。

　　(5) 采用阻燃和防靜電膠帶、阻燃電纜、風(fēng)筒和不燃液。在膠帶輸送機(jī)頭和主要機(jī)電硐室設(shè)火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置。各膠帶輸送機(jī)巷均鋪設(shè)消防管路，每隔一定距離設(shè)有消防水龍頭。

　　(三)瓦斯爆炸事故的預(yù)防

　　(1) 加強(qiáng)采掘工作面通風(fēng)

　　設(shè)計(jì)根據(jù)瓦斯涌出量的大小，進(jìn)行了回采工作面和掘進(jìn)面的配風(fēng)，充分利用風(fēng)量稀釋工作面的瓦斯，提高工作面的產(chǎn)量。掘進(jìn)工作面掘進(jìn)頭均配備了大功率局部通風(fēng)機(jī)，并配以濕式除塵風(fēng)機(jī)，以降低掘進(jìn)工作面粉塵濃度，滿足掘進(jìn)進(jìn)度要求。

　　(2) 完善工作面通風(fēng)系統(tǒng)

　　設(shè)計(jì)回采工作面采用兩進(jìn)一回的通風(fēng)方式，不但增大了回采工作面的風(fēng)量，而且有效控制了采空區(qū)瓦斯涌向工作面的上隅角，為回采工作面產(chǎn)量的提高創(chuàng)造了條件。

　　(3) 瓦斯監(jiān)測

　　設(shè)計(jì)在井下按規(guī)定要求安設(shè)瓦斯傳感器，用于監(jiān)測采掘工作面、回風(fēng)巷道、主扇風(fēng)硐室內(nèi)瓦斯?jié)舛取?/p>

　　(4) 采掘工作面位置發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，增加必要的通風(fēng)構(gòu)筑物，以保證工作面有合理的通風(fēng)系統(tǒng)。

　　(四)井下頂板事故的預(yù)防

　　1、回采工作面

　　本設(shè)計(jì)所選工作面支架能夠保證工作面有足夠的支護(hù)強(qiáng)度，可以有效地管理頂板，保證安全。生產(chǎn)管理中還要針對具體情況，采取措施。

　　2、工作面堅(jiān)硬頂板管理措施

　　工作面采用區(qū)域與局部相結(jié)合超前深孔預(yù)裂爆破放頂措施。沿工作面進(jìn)、回風(fēng)順槽，每隔30m布置一耳朵鉆場，每個(gè)鉆場布置8個(gè)放頂炮孔，呈扇形布置。鉆機(jī)選用煤科院西安分院的ZDY1200S(MK-4)型全液壓鉆機(jī)，Φ50mm鉆桿，鉆頭直徑75mm。

　　3、巷道支護(hù)

　　根據(jù)巷道布置，為方便工作面回采和節(jié)省工程費(fèi)用，所有順槽均采用矩形斷面，工作面順槽支護(hù)方式為錨桿支護(hù)，巷道頂板補(bǔ)打錨索加強(qiáng)支護(hù);其它盤區(qū)巷道沿煤層頂板掘進(jìn)，巷道及硐室工程均采用矩形斷面，錨噴支護(hù)，并增加錨索加強(qiáng)支護(hù)。巷道掘進(jìn)過程中，一定要采取前探梁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

　　本礦井機(jī)械化程度較高，設(shè)備先進(jìn)，故控制礦井頂板事故要從抓安全管理入手，管理是安全工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié);另外，加強(qiáng)工作面端頭的管理，回采工作面的端頭是支護(hù)的薄弱環(huán)節(jié)，也是事故的多發(fā)地點(diǎn)，必須重點(diǎn)管理;其次遇構(gòu)造帶、頂板破碎、頂板初次來壓、周期來壓時(shí)也要及時(shí)制定安全措施，全面進(jìn)行管理，防止頂板事故發(fā)生。

　　(五)礦山救護(hù)

　　王臺(tái)鋪礦礦山救護(hù)依托晉城煤業(yè)集團(tuán)公司礦山救護(hù)隊(duì)為其服務(wù)，救護(hù)隊(duì)距離該礦約3.0Km，可在10min內(nèi)抵達(dá)礦井實(shí)施救護(hù)。

　　二、生產(chǎn)作業(yè)安全保障措施

　　1、爆破事故的預(yù)防

　?、?井下爆破作業(yè)必須使用煤礦許用炸藥和電雷管且炸藥的安全等級不低于三級;

　?、?所有爆破人員，包括爆破、運(yùn)送、裝藥人員等必須熟悉爆炸材料性能;

　?、?選擇正確的運(yùn)輸工具，炸藥和雷管禁止混裝混運(yùn);

　　⑷ 加強(qiáng)爆破材料的儲(chǔ)存管理，防止變質(zhì);

　　⑸ 工作面采用毫秒爆破，一次全部起爆;

　?、?電纜、設(shè)備應(yīng)避開爆破地點(diǎn)，爆破前有專人警戒;

　?、?處理拒爆、殘爆時(shí)必須在班組長指導(dǎo)下進(jìn)行，未處理完畢禁止從事其它工作。

　　2、提升運(yùn)輸事故的預(yù)防

　?、?加強(qiáng)對有關(guān)人員的安全教育，提高安全意識(shí);

　?、?井口設(shè)防護(hù)設(shè)施，等候入井人員和設(shè)備遠(yuǎn)離井口;

　?、?定期檢查和試驗(yàn)，保證各種提升安全裝置靈敏可靠;

　?、?輔助運(yùn)輸巷道照明燈具完好，保障巷道暢通;

　　⑸ 絞車司機(jī)上班要精神集中，持證上崗。

　　3、觸電事故的預(yù)防

　?、?電氣設(shè)備安裝保護(hù)設(shè)施，各種儀表靈敏、準(zhǔn)確、可靠;

　?、?高壓設(shè)備周圍及機(jī)器設(shè)備裸露的旋轉(zhuǎn)部件，應(yīng)設(shè)有防護(hù)罩或遮攔;

　?、?加強(qiáng)井下電纜的維護(hù)，避免機(jī)械損傷、侵蝕，避免火災(zāi);

　?、?電氣設(shè)備采用保護(hù)接地;

　　⑸ 井下電網(wǎng)設(shè)漏電、觸電、過電流保護(hù)裝置;

　?、?變電器周圍設(shè)圍欄，配電室鋪設(shè)供工作人員檢查的絕緣地毯;

　?、?操作千伏級電氣設(shè)備主回路時(shí)，必須戴絕緣手套或穿電工專用絕緣靴;

　　⑻ 配電室配備絕緣靴、絕緣手套、絕緣稈等絕緣設(shè)備以及預(yù)防火災(zāi)、水災(zāi)的鐵锨、水桶、滅火器等設(shè)備，門窗加防護(hù)網(wǎng);

　?、?高壓設(shè)備附近懸掛防止觸電警告牌，電氣設(shè)備可能被人所觸及的裸露帶電部分設(shè)置警戒標(biāo)志;

　?、?在斷電的線路上作業(yè)時(shí)，該電源的電源開關(guān)把手，必須懸掛警示牌，只有執(zhí)行這項(xiàng)工作的人員才有權(quán)取下。

　　4、中毒窒息事故的預(yù)防

　　⑴ 保持通風(fēng)設(shè)施完好，根據(jù)采掘工作面位置調(diào)整，及時(shí)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng);

　?、?采掘工作面未構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)不得投產(chǎn);備用的工作面，必須按規(guī)定檢查瓦斯，否則不能進(jìn)入作業(yè);

　?、?主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向;當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40%。每季度應(yīng)至少檢查一次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí);

　?、?對廢棄巷道及時(shí)密閉并保證質(zhì)量，對一氧化碳、瓦斯涌出異常地段設(shè)警示標(biāo)志，防止人員誤入禁區(qū);

　?、?加強(qiáng)職工安全教育，井下人員必須配帶自救器;

　?、?掘進(jìn)工作面必須有局扇通風(fēng);老巷和未通風(fēng)的獨(dú)頭巷必須檢測瓦斯和通風(fēng)后才能進(jìn)人和作業(yè)。因檢修、斷電等原因停風(fēng)時(shí)，必須撤出人員，切斷電源;

　?、?爆破作業(yè)面必須等煤煙散盡方可進(jìn)入。

　　5、職業(yè)危害預(yù)防

　　⑴ 粉塵

　?、?采煤工作面進(jìn)行煤體預(yù)注水。為使注水能充分滲透煤層，且避免與回采工作面相互干擾，需超前工作面20~30m進(jìn)行。

　?、?采煤機(jī)采用內(nèi)、外噴霧，噴嘴不堵塞，局部巖巷掘進(jìn)采取濕式鑿巖、放炮后噴霧等措施。

　?、?采掘工作面、運(yùn)煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)、煤倉上口等易產(chǎn)生粉塵的地點(diǎn)設(shè)置噴霧降塵裝置。

　?、?在長壁工作面進(jìn)風(fēng)順槽、回風(fēng)順槽、回風(fēng)大巷、風(fēng)硐及輔助運(yùn)輸大巷中設(shè)置風(fēng)速傳感器，監(jiān)測各巷道風(fēng)速，嚴(yán)格控制風(fēng)速超限。

　?、?經(jīng)常檢測風(fēng)流中的粉塵含量，定期清掃和沖洗巷道周壁，減少粉塵積存。

　?、?采煤工作面回風(fēng)巷應(yīng)安裝風(fēng)流凈化水幕，水幕霧化要好，能封閉全斷面。

　?、?有毒有害氣體預(yù)防

　　① 瓦斯監(jiān)測

　　設(shè)計(jì)在回風(fēng)大巷、運(yùn)輸大巷、回風(fēng)順槽等巷道及采、掘工作面中按要求均配有瓦斯傳感器，在采煤機(jī)等設(shè)備上配有機(jī)械式瓦斯斷電儀等監(jiān)測設(shè)備，對工作面回風(fēng)流、主要回風(fēng)道及采掘機(jī)械周圍瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，達(dá)到1.5%時(shí)自動(dòng)切斷電源。

　?、?防止瓦斯積聚

　　嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯檢查制度。特別是巷道在過斷層、褶曲軸部等地質(zhì)構(gòu)造變化段時(shí)要以預(yù)防為主，先探后掘，加強(qiáng)檢測和通風(fēng)，防止瓦斯積聚，對廢巷、停工、停風(fēng)的盲巷及采空區(qū)要及時(shí)封閉，對工作面上隅角、采空區(qū)邊界、采煤機(jī)附近、頂板冒落的空洞內(nèi)、低速風(fēng)流巷道頂部等處積聚的瓦斯要及時(shí)處理;按實(shí)際需要配風(fēng)并及時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量，設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，確保各用風(fēng)地點(diǎn)有足夠的風(fēng)量;隨采掘工作面位置的變化，隨時(shí)繪制通風(fēng)系統(tǒng)圖，調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，對井下各種通風(fēng)構(gòu)筑物要及時(shí)建立，并經(jīng)常維護(hù)，保持完好。

　?、?防止瓦斯引爆

　　禁止在井下及井口房使用明火和吸煙，禁止將易燃物品帶入井下;井下爆破器運(yùn)送、使用、操作必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定;井下掘進(jìn)工作面的局扇電氣設(shè)備都必須安裝風(fēng)、電瓦斯閉鎖裝備;井下各電氣設(shè)備在起動(dòng)前必須先進(jìn)行瓦斯檢查，嚴(yán)禁帶電檢修電氣設(shè)備。井下放炮前應(yīng)先檢查該區(qū)域的瓦斯?jié)舛龋乐狗排谝?。采煤機(jī)在割煤前，要檢查其周圍的瓦斯?jié)舛龋悦飧铐?、底和夾矸時(shí)產(chǎn)生火花引爆事故，所有通風(fēng)及爆破工均應(yīng)持證上崗。

　?、?噪聲預(yù)防

　　井下噪聲源主要為局部扇風(fēng)機(jī)和采煤、掘進(jìn)工作面的設(shè)備，以產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力性噪聲為主。由于受井下巷道制約，井下噪聲擴(kuò)散困難，既危害人體健康，又可使工傷事故增多，設(shè)計(jì)對井下局扇都相應(yīng)配備了消聲器，以降低其噪聲量，破碎機(jī)選用低噪聲破碎機(jī)。

　　第四節(jié)　勞動(dòng)衛(wèi)生保障措施

　　一、防塵

　　礦井除采取前述防塵措施外，在個(gè)體防護(hù)及其它方面，還需采取以下措施：

　　1、風(fēng)鉆的最小供水量應(yīng)滿足鑿巖除塵的要求。

　　2、鑿巖和出碴前，應(yīng)清洗工作面10m內(nèi)的巷壁。進(jìn)風(fēng)道、人行道及運(yùn)輸巷道的巖壁，應(yīng)每季至少清洗一次。

　　3、防塵用水應(yīng)采用集中供水的方式，水質(zhì)應(yīng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，水中固體懸浮物應(yīng)不大于150mg/L，pH值應(yīng)為6.5～8.5。貯水池的容量，應(yīng)不小于一個(gè)班的耗水量。

　　4、作業(yè)人員的防塵口罩的阻塵率應(yīng)達(dá)到1級標(biāo)準(zhǔn)要求(即對粒徑不大于5pm的粉塵，阻塵率大于99%)。

　　5、定期測定風(fēng)流中的礦塵量，定期清掃和沖洗巷道幫項(xiàng)、設(shè)備表面上的煤塵，清除轉(zhuǎn)載點(diǎn)處的浮煤，對巷道采用石灰漿刷白。

　　二、防有毒有害氣體

　　1、嚴(yán)格控制各種井下有毒有害氣體的最高容許濃度，將其控制在允許的范圍之內(nèi)。

　　2、保證通風(fēng)系統(tǒng)的完好和正常運(yùn)行。

　　3、在進(jìn)行大爆破和更換炸藥時(shí)，應(yīng)在爆破前、后進(jìn)行空氣成分測定，發(fā)現(xiàn)空氣中有毒氣體濃度超標(biāo)時(shí)要立即采取措施。

　　4、井下配備瓦斯監(jiān)測斷電警報(bào)儀及安全監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中連續(xù)監(jiān)測控制，并配備瓦斯安全檢查員，定期進(jìn)行檢查。

　　三、防噪聲

　　除采取前述降低噪聲措施外，在個(gè)體防護(hù)和其它方面采取以下措施：

　　1、盡可能選擇振動(dòng)小、低噪聲設(shè)備。

　　2、采用帶阻尼層、吸聲層的隔聲罩對噪聲源設(shè)備進(jìn)行隔聲處理;不易做隔聲處理的，應(yīng)設(shè)隔聲間(室)。

　　3、對空氣動(dòng)力機(jī)械裝置輻射的空氣動(dòng)力噪聲，應(yīng)采用消聲器進(jìn)行消聲處理。

　　4、操作人員一方面可在監(jiān)視室觀察設(shè)備運(yùn)行情況，另外也可到機(jī)旁巡回檢查，以縮短人與噪聲接觸時(shí)間。檢查時(shí)必須采取個(gè)人防護(hù)措施。

　　以上措施對于防治和降低噪聲危害具有重要作用，應(yīng)在工作中注意落實(shí)，要重點(diǎn)注意在達(dá)不到噪聲標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)場所，工作人員應(yīng)佩戴個(gè)人防護(hù)用品(耳塞、耳罩等)。

　　四、采暖、照明

　　1、由于本區(qū)屬于大陸性氣候，夏季溫暖多雨，冬季寒冷干燥，因此應(yīng)做好天氣寒冷時(shí)的采暖工作。在當(dāng)?shù)匾?guī)定采暖期中，對主、副斜井采用空氣加熱措施。

　　2、進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度必須在2℃以上。

　　3、生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過30℃，當(dāng)空氣溫度超過時(shí)，必須縮短超溫地點(diǎn)工人的工作時(shí)間，并給予高溫保健待遇。當(dāng)采掘工作面的空氣溫度超過30℃、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34℃時(shí)，必須停止作業(yè)。

　　4、在氣溫低于5℃時(shí)，就應(yīng)采取防寒措施。

　　5、要加強(qiáng)采暖設(shè)備的安全管理，避免事故的發(fā)生。

　　6、在照明時(shí)，井下的照明電壓要使用安全電壓。

　　7、作業(yè)場所的照明照度要符合國家規(guī)定。

　　8、照明的電線及燈具的選用應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。

　　9、照明導(dǎo)線的敷設(shè)要符合安全要求。

　　10、導(dǎo)線要防止帶電導(dǎo)體外露。

　　五、工時(shí)、女職工和未成年工的保護(hù)

　　本礦在工作制度上實(shí)行了年工作日數(shù)為330天，每天4班，每班6小時(shí)。以上的工作制度對于保證職工的安全、健康都是很有益的，應(yīng)堅(jiān)持執(zhí)行。另外還應(yīng)注意采取以下對策措施：

　　1、工時(shí)制定上應(yīng)遵守平均每周工作時(shí)間不超過40小時(shí)的規(guī)定。

　　2、對女職工和未成年工的保護(hù)應(yīng)遵守國家法律及相關(guān)規(guī)定：

　?、?不可安排女職工從事井下作業(yè)、第四級體力勞動(dòng)強(qiáng)度和其他禁忌從事的勞動(dòng)。

　?、?不可安排女職工在哺乳未滿一周歲的嬰兒期間從事國家規(guī)定的第三級體力勞動(dòng)強(qiáng)度和哺乳期禁忌從事的勞動(dòng)，不可安排其延長工作時(shí)間和夜班勞動(dòng)。

　　3、不可安排未成年工從事礦山井下、地面、有毒有害、國家規(guī)定的第四級體力勞動(dòng)強(qiáng)度和其他禁忌從事的勞動(dòng)。

　　六、工業(yè)衛(wèi)生設(shè)施

　　本礦井為現(xiàn)代化花園式大型礦井，地面已經(jīng)建有完善的工業(yè)衛(wèi)生設(shè)施，其中包括綜合辦公樓、醫(yī)院、單身公寓、休息室、食堂、燈房浴室等，可滿足職工需要;另外，井下設(shè)有保健站，并備有電話、急救藥品和擔(dān)架等。

　　第十章　開拓延深建設(shè)工期

　　第一節(jié)　建設(shè)工期

　　一、項(xiàng)目實(shí)施前期工作

　　現(xiàn)礦井開拓延深的前期準(zhǔn)備工作基本就緒，已經(jīng)具備開工建設(shè)的條件。

　　二、建設(shè)方式

　　本礦井為開拓延深礦井，不增加生產(chǎn)能力。

　　三、項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度安排

　　1、井巷工程進(jìn)度指標(biāo)

　　根據(jù)施工單位的實(shí)際情況，并參考有關(guān)定額，確定井巷工程施工進(jìn)度指標(biāo)如下：

　　巖巷：普掘施工方式，120m/月。

　　煤層巷道：綜掘錨噴：450 m/月。綜掘錨桿：500 m/月。

　　硐室：300m3/月。

　　2、工程施工順序

　　本礦井水平延深施工工期排隊(duì)，只進(jìn)行了礦建工程的施工排隊(duì)，安裝工程應(yīng)配合礦建工程的施工，交叉和平行施工，在保證施工質(zhì)量的前提下，保證連鎖工程的施工進(jìn)度，從而保證完成建井工期。

　　3、建設(shè)工期

　　本次延深沒有土建方面工程，根據(jù)對礦、安兩類工程的統(tǒng)籌安排，礦、安兩類工程平行作業(yè)。

　　經(jīng)計(jì)算，本礦井的礦建工程為關(guān)鍵工程，其建設(shè)工期為14月，其它安裝工程結(jié)合礦建工程平行作業(yè)，另外工作面安裝需要1個(gè)月，聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)工期2個(gè)月，則本項(xiàng)目建設(shè)工期為17月。

　　第二節(jié)　產(chǎn)量遞增計(jì)劃

　　礦井15號煤延深投產(chǎn)盤區(qū)為中部二盤區(qū)，一個(gè)盤區(qū)，一個(gè)綜采工作面，兩個(gè)綜掘工作面。移交生產(chǎn)后，一年達(dá)到盤區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬t/a。

　　預(yù)計(jì)3年后，9號煤結(jié)束回采，最終15號煤布置兩個(gè)盤區(qū)，兩個(gè)綜采工作面，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)到180萬t/a。

　　第十一章　技術(shù)經(jīng)濟(jì)

　　一、管理機(jī)構(gòu)組織

　　目前王臺(tái)鋪礦有一整套完善的管理組織機(jī)構(gòu)。其中行政領(lǐng)導(dǎo)班子成員包括礦長、生產(chǎn)礦長、總工程師、安全礦長、機(jī)電礦長、基建后勤礦長等。主要業(yè)務(wù)科室包括：生產(chǎn)技術(shù)科、機(jī)電科、調(diào)度室、通風(fēng)科、安監(jiān)科、綜合辦公室、基建后勤中心等。主要隊(duì)組有3個(gè)綜采隊(duì)，4個(gè)綜掘隊(duì)，以及運(yùn)輸安裝隊(duì)、機(jī)電隊(duì)、監(jiān)測隊(duì)等。

　　15號煤開拓延深，最終達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.8Mt/a后，主要隊(duì)組為2個(gè)綜采隊(duì)，4個(gè)綜掘隊(duì)，以及運(yùn)輸安裝隊(duì)、機(jī)電隊(duì)、監(jiān)測隊(duì)等。

　　二、建設(shè)資金與籌措

　　1、投資范圍及劃分

　　礦井設(shè)計(jì)投資概算范圍包括達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，新增加的全部井巷工程、設(shè)備及工器具購置費(fèi)、安裝工程和建設(shè)工程其它費(fèi)用的投資。礦井利用已有的礦建、土建、設(shè)備安裝等工程不計(jì)入投資范圍。

　　2、投資概算編制依據(jù)

　　本礦井開拓延深初步設(shè)計(jì)投資概算的編制依據(jù)：主要是本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工程量及技術(shù)特征，參照鄰近在建礦井工程的工程造價(jià)，設(shè)備價(jià)格按現(xiàn)市場詢價(jià)計(jì)。概算指標(biāo)：井巷工程按煤炭系統(tǒng)現(xiàn)行的99統(tǒng)一基價(jià)概算指標(biāo)。材料預(yù)算價(jià)格采用現(xiàn)晉城市價(jià)格。

　　3、建設(shè)投資概算

　　本礦井概算總投資為26925.16萬元，噸煤投資為149.58元/噸，投資構(gòu)成詳見下表11-1-1《項(xiàng)目總投資概算匯總表》。

　　4、資金籌措

　　本建設(shè)項(xiàng)目投資為26925.16萬元，全部為企業(yè)自籌資金。

　　四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　礦井水平延深投產(chǎn)時(shí)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，見表11-1《礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表》。