山西兰花集团北岩煤矿矿井初步设计.doc

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1、 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1前前 言言毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，其目的是使本专业学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究。以培养和提高学生分析和解决实际问题的能力，是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个采矿工程技术人员的基本训练。本次设计的内容是山西省晋城市北岩煤矿 9 号煤层初步设计。是在北岩煤矿已有 60 万吨生产能力炮采、炮掘的基础上，根据井田概况和地质特征，结合搜集到的其它相关原始资料、运用所学知识、参考煤矿

2、开采学 、 煤炭工业矿井设计规范 、 煤矿矿井开采设计手册等参考资料，在辅导老师深入浅出的精心指导下独立完成。在设计的过程中我受益非浅。此次毕业设计是根据国家煤炭建设的有关方针、政策，结合设计矿井的实际情况，遵照采矿专业毕业设计大纲的要求，在收集、整理、查阅大量资料的前提下，运用自己所学的专业知完成的。通过本次设计，我看到了许多以往自己欠缺的地方，提高了综合能力，知识水平有了很大的提高，不完善之处，恳请各位老师指正。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 2第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征第一节第一节

3、井田概况井田概况一、交通位置一、交通位置山西兰花集团北岩煤矿有限公司位于晋城市北西约 4km 处，北距长治市80km，现已有铁路专用线经晋煤集团古书院矿直达晋城北火车站。井田紧邻市区，市区东面有晋长高速、晋焦高速；南面有晋济高速、晋阳高速；晋韩公路纵穿、陵沁公路横穿井田，均与高速公路连接，交通十分便利。交通位置详见图 1-1-1。二、自然地理二、自然地理1、地形地貌井田位于太行山南段西侧，区内以盆地、丘陵为主，也有少量山地，其中白马寺山最高，海拔 1065m。本井田位于白马寺山的东部，除北部与南部部分出露基岩外，区内大面积黄土覆盖，地形平缓，因常年雪雨冲刷，南北山坡沿山坡方向均形成深度不大的冲

4、沟。本区最高点位于井田北部，海拔高度 862.2m，最低点位于井田东南角，海拔高度约 720m，最大相对高差 142.2m，总的地势表现为南北高，中部低。2、水文井田内及其附近的河流主要为小会河、南河、东河与上下小口河，河流流向均由北向南，属黄河流域沁河水系，为季节性河流，在晋城市西部附近汇集成许河，许河在河西村南汇入丹河，丹河流向东南，穿越太行山，在河南沁阳汇入沁河，后汇入黄河。3、气象本区属大陆性温带气候，冬季寒冷干燥，夏季暖湿多雨，春秋二季多风少 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 3雨，年降水量为 437101

5、0mm，年蒸发量为 1424.201825.50mm，雨季多集中在79 月，占全年降水量的 70%。78 月份气温高，最高气温为 36，12 月至次年 2 月最冷，最低气温可达-23，最大冻土深度为 0.45m，霜冻期从 10 月末至次年 4 月初。风向春、冬多为西北风，夏季多为东南和南风，最大风力为 67级，平均 34 级。4、地震据晋城市及高平县志记载，自 1146 年至 1965 年先后发生过 15 次地震，一般为轻震和微震，其中破坏性地震 23 次，破坏范围仅局限于高平、晋城市周围，震源不清，其强度一般为 34 级，最大为 7 级。根据中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-200

6、1 图 A1)，本区抗震设防烈度为 6 度。三、矿井开发史和现状及四邻关系三、矿井开发史和现状及四邻关系1、矿井开采历史和现状该矿始建于 1939 年，由当地农民自发所办。1945 年晋城解放后，由沁河支队接管。1946 年 2 月，沁河支队奉命开赴前线，参加解放战争，将北岩煤矿移交给地方，由太岳实业公司之永裕公司管理。1957 年 6 月，北岩煤矿下放晋城县，隶属晋城县工业局，称为“山西省地方国营晋城煤矿” 。 1959 年 11 月 6 日，晋城县重工业局以（59）晋办王字 3 号文批复恢复北岩煤矿名称，称为“晋城县地方国营北岩煤矿” 。1964 年 3 月，北岩煤矿再归于晋东南地区，属晋

7、东南专署煤矿公司直接领导，并更名为“山西省晋东南专区煤矿公司北岩煤矿” 。1980 年，该矿更名为“山西省行政专署北岩煤矿” ，1981 年 7 月，又更名为“山西省晋东南地区北岩煤矿” 。1985 年 8 月，原晋东南地区辖区分为长治、晋城两市，北岩煤矿隶属于晋城市，更名为“晋城市北岩煤矿” 。2003 年 5 月，该矿合并入兰花集团，更名为“山西兰花集团北岩煤矿有限 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 4公司” 。该矿原开采 3 号煤层，设计生产能力 0.45Mt/a，后随经济的飞速发展，于1980 年扩建改造为

8、0.60Mt/a 的生产能力。该矿现采井田范围内的 9 号煤层，设计生产能力 900kt/a，采用斜井盘区式开拓方式、倾斜长壁一次采全高综采采煤方法，全部垮落法管理顶板。该矿现有 3 个井筒，均为斜井。主斜井装备双钩 8t 箕斗，主要用于提煤、进风，为矿井的安全出口；副斜井装备单钩串车和架空乘人装置，敷设台阶，用于升降人员、进风和运送材料，为矿井的安全出口；回风斜井为矿井北翼的专用回风井，敷设台阶扶手，为矿井的安全出口。现地面的主、副斜井及回风斜井均为开拓 3 号煤层的井筒，在开采 9 号煤层的过程中，该矿又分别在主、副斜井井底和回风斜井底开设了通往 9#煤层的暗斜主井、暗斜副井、暗斜风井，分

9、别作为 9#煤提升煤炭、提放材料和运送矸石、以及矿井通风等用途。矿井 3 号煤层副斜井底部设有主副水仓，主水仓有效容积 875m3，副水仓有效容积 805m3，9 号煤层设有主副水仓，主水仓有效容积 805m3，副水仓有效容积 525m3。2、井田周边小煤矿情况北岩煤矿有限公司井田边界外北部及东部主要为晋煤集团古书院煤矿，南部、西南部及西部边界外无煤矿开采。古书院煤矿：始建于 1958 年，1960 年 12 月投产，批准开采 3、9、15 号煤层，现开采 3、9 号煤层，原设计生产能力 0.90Mt/a。经 1982 年1984 年的第一期改扩建，生产能力由 0.90Mt/a 提高到 1.8

10、0Mt/a，又经 1989 年1992 年的第二期改扩建，生产能力由 1.80Mt/a 提高到 3.00Mt/a，同时，一座年洗3.00Mt 的洗煤厂也于 1992 年底竣工移交生产。该矿开拓布置方式为斜井盘区式，现有两个生产水平，上水平开采 3 号煤层，下水平开采 9 号煤层。采煤方法为走向（倾斜）长壁分层开采，金属网假顶支护。工作面全部为综合机械化采煤，回收大巷煤柱采用仓房回采，为低瓦斯矿井，井下涌水量较大。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 5北岩煤矿有限公司井田内小煤矿较多，其各自的开采情况无法全部查清，现只

11、将北岩煤矿提供的小煤矿开采情况介绍如下： 1）二仙掌煤矿位于井田西北角，以北煤字（1993）第 21 号文批准开采 3 号煤层。设计生产能力 300kt/a，煤厚 5.6m 左右，属低瓦斯矿井。该矿现已关闭。2）夏匠煤矿地处夏匠村附近，位于井田北西部，由省煤资委于 1987 年以晋煤资开发字（1987）第 7 号文批准开采 3 号煤层，设计生产能力 30kt/a，煤厚 6m 左右，属低瓦斯矿井，矿井涌水量不大。该矿现正开采 3 号煤层。因属于山西省政府的“十大关闭”矿井范围，目前处于停产状态。3）郭山煤矿地处夏匠水库东侧，小窑破坏区附近，1987 年省煤资委以晋煤资字（1987）第 119 号

12、文批准开采 3 号煤层，设计生产能力 60kt/a，煤厚 6.7m 左右，属低瓦斯矿井，矿井涌水量不大。该矿现已关闭。4）富民煤矿位于井田中部的西侧，晋钢铁路边缘，由原晋东南地区煤管局于晋煤资字（1991）第 224 号文批准开采 3 号煤层，设计生产能力 60kt/a，煤厚 5.8m 左右，属低瓦斯矿井，矿井涌水量不大，分南区与北区两部分，南区现已关闭，北区现正开采 3 号煤层。该矿现已关闭。5）明星煤矿位于井田中部，由原晋东南地区煤管局以晋煤资字（1991）第 88 号文批准开采 3 号煤层，设计生产能力 30kt/a，煤厚 6.0m 左右，属低瓦斯矿井，矿井涌水量不大。该矿现已关闭。6）

13、道头煤矿位于井田中东部，小窑破坏区附近，1988 年省煤资委以晋煤资字（1988）第 173 号文批准开采 3 号煤层，设计生产能力 60kt/a，煤厚 5.5m 左右，属低瓦 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 6斯矿井，矿井涌水量不大。该矿现已关闭。具体详见井田四邻关系示意图 1-1-2。四、电源、水源条件四、电源、水源条件(一)、矿井现有两回供电电源，一回主电源采用 GLJ-95mm2 35KV 专用架空线引自工业场地东北的椿树头 110kv 变电站 363 线；二回备用电源采用 GLJ-70mm2 10KV 架

14、空线引自工业场地南面的北环开闭所 10KV 馈出；(二)、该矿井的供水水源引自矿井已有的三座深水井，为矿井的生产、生活供水。该矿目前家属区生活用水取自水源井，能满足生活用水。矿上生产、生活用水取自东井与西井深层奥灰水，完全能满足生产、生活用水。根据该矿井实测数据显示，9#煤的平均涌水量 281m3/h，最大涌水量为 448 m3/h，矿井涌水排至地面后，经净化处理，可作为井下消防、洒水及井下用水设施用水水源，多余部分可用作地面防尘洒水、浇洒道路、园林绿化等。故矿井供水水源充足，能够满足本次设计要求。第二节第二节 地质特征地质特征1主要地质构造及煤层1)地层及地质构造（1）井田地层本井田位于沁水

15、煤田的东南部边缘，井田内地层由老至新依次为奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、上下石盒子组及第三、第四系地层。现由下至上分述如下：奥陶系中统峰峰组(O2f)埋藏于井田深部，为煤系地层之基盘，岩性为深灰色、厚层状海相石灰岩、角砾状灰岩，夹泥灰岩和白云质灰岩，坚硬性脆，顶部常因铁质浸染而呈淡红色，区域厚度 100m 左右。该地层本井田外西部见出露。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 7石炭系中统本溪组(C2b)岩性为灰黑色砂质泥岩与铝土岩，砂质泥岩中砂含量较高，具滑感，稍含铝土质，铝土岩中含

16、灰白色砂质，具鲕状结核。与下伏地层呈平行不整合接触。本组厚度 3.054.71m，平均 4.48m，本井田外西部见出露。石炭系上统太原组(C3t)平行不整合于下伏奥陶系灰岩侵蚀面之上，井田主要含煤地层之一，由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色中细砂岩和 6 层石灰岩及 78 层煤组成，底部以一层灰白色细砂岩（K1）与本溪组分界。本组厚度 64.80111.48m，平均 89.19m，在井田外西部见出露。二叠系下统山西组(P1S)与下伏太原组连续沉积，井田主要含煤地层之一，由灰灰黑色泥岩、粉砂岩和灰白色砂岩及 3 层煤组成，底部以一层灰色细砂岩（K7）与太原组分界。本组厚度 41.4366.97m，平均

17、 57.40m。二叠系下统下石盒子组(P1X)连续沉积于山西组之上，由灰绿黄绿色砂岩、局部为紫红色泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成。本组厚度 74.5078.42m，平均 76.25m，底部以一层灰色中粒砂岩（K8）与山西组分界。本组以 K9中粒砂岩为界可分为上下两段，分述如下：下段（P1x1）：下部为黄绿色厚层状中粗粒石英砂岩及灰绿色砂质泥岩、泥岩，含大量锰质结核；上部为黄色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩及泥岩。平均厚37.29m。上段（P1x2）：下部为黄绿、灰绿色中粗粒石英砂岩；上部为杏黄色、黄绿色砂岩、砂质泥岩夹砂岩及紫色泥岩，其顶部为杂色含铁质鲕粒的铝土泥岩（桃花泥岩） ，平均厚 38.96m

18、。该组地层井田南部大面积出露。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 8二叠系上统上石盒子组(P2S)连续沉积于下石盒子组之上，井田内主要出露于东北部，由黄绿色砂岩间夹灰、黄绿、紫红色泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成。整套地层可分为三段，分述如下：下段（P2s1）：由黄绿、黄色夹紫红色泥岩、铝土泥岩、砂质泥岩和黄绿色硬砂岩组成，砂岩多呈透镜体，节理发育，砂质泥岩、泥岩风化后呈碎屑状，底部以一层黄绿色中粗粒砂岩（K10）与下伏下石盒子组分界，本段平均厚54.50m。中段（P2s2）：以黄绿色中细粒石英长石砂岩为主，间夹紫色、暗

19、紫色泥岩，含锰质与铁质结核，厚 0.10.9m，平均 0.4m。底部以一层黄绿色中粗粒含砾砂岩（K11）与第一段分界，本段厚 122.15223.00m，平均 172.92m。上段（P2s3）：由中粒砂岩组成，区内残留厚度不全，最大残留厚度13.9m。第三系（N）本井田内一般沿山坡与较大的沟谷中出露，与下部地层呈不整合接触，为黄绿色、红色亚砂土与亚粘土组成，红色亚粘土具有可缩性，含锰铁矿之黑色斑点，具鲕状小洞，结石结核较多，厚 010m，平均 7.5m。第四系（Q）底部为亚粘土与亚砂土组成，呈淡黄色，含钙质结核和岩石碎屑，中部为黄土层，垂直节理发育，形成黄土峭壁与黄土柱，局部具有底砾岩，上部为

20、现代冲积层，冲积层由含砂质次生黄土组成。第四系黄土覆盖分布面积占本井田总面积的 1/2 以上，呈不整合覆盖在不同基岩之上，厚 022.00m。（2）地质构造区域构造依据 1986 年山西省区域地质志 ，本区位于沁水煤田晋获褶断带以东、 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 9太行山复背斜西翼及沁水盆地东翼近南端，晋获褶断带纵贯本区，大地构造格局属新华夏构造体系，受区域南北剪切力作用，构造线方向以 NNE 向为主，在断裂带北段，多表现为以主断裂为主的一束平行断裂带，并伴有一些与断裂平行的褶皱，最南段则主要表现为褶皱。本井田

21、主要位于断裂带南段，长治以东地区多被新生界覆盖，以南多以褶皱形式出现，主体呈倒转复式背斜，核部出露奥陶系，两侧依次为石炭系、二叠系地层。区内较大的断层有晋（城）长（治）大断层，延伸长，落差大，高平正断层伴生于晋长断层西侧，落差 90180m，高庙山正断层，落差 100150m，此外尚有一系列南北向的小型背斜构造。井田构造本井田位于白马寺逆断层的东侧,地层总体走向 NESW,倾角 310，西部（靠近白马寺逆断层）局部地段产状变化较大，倾角为 1118左右。受白马寺逆断层的控制，派生出次一级褶曲构造，构造线以 NESW 向为主。井田内构造特点以褶曲为主，断层不太发育。褶曲构造由白马寺倒转背斜、夏匠

22、郜匠向斜、北岩小背斜和西吕匠小向斜组成。a. 褶曲 夏匠郜匠向斜（S1）：贯穿本井田的南北方向，轴向为 NNE 向，西翼倾角 1118，东翼倾角 4左右,区内轴长约 6000m,向斜轴心位于 CK2 至北 5钻孔附近。 北岩背斜（S2）：位于本井田南部，轴向为 NNENEE，两翼基本对称，西翼倾角 4左右，东翼倾角 3左右，区内轴长约 3100m，向南延伸至井田外。西吕匠向斜（S3）：位于本井田东南部，轴向为 NW 向，左右对称，两翼倾角 3左右，井田内轴长约 1000m 左右，向南延伸至井田外。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初

23、初步步设设计计 10b. 断层白马寺逆断层（F1）：位于井田外西侧边缘，走向 NE 向 2530，倾向NW，倾角 70，落差 1820m。该断层在地表见出露，并被 CK124 钻孔所揭露。郜匠逆断层（F2）：位于井田西南部郜匠村西部附近，由 101 号钻孔探到，在平面上斜切夏匠郜匠向斜南西翼，倾向 SWW，落差 35m 左右，倾角 70，其延伸情况因仅单孔见到无法控制，推测该断层与白马寺逆断层同生并相交，其下盘对将来采矿无大的影响。本井田在 3、9 号煤层的开采过程中，未发现有其它断层，因此断层对煤层的开采影响较小。井田内未发现陷落柱及岩浆岩侵入，井田北部有一小块范围，据 3、9 号煤层的开采

24、情况，有一部分为无煤区，结合 15 号煤层在此范围内的钻孔揭露情况（煤层小于最低可采厚度） ，很有可能为古河床冲刷带。综上所述，井田内构造主要为宽缓的向背斜构造，断裂构造除白马寺逆断层及井田西南部的逆断层外，在煤层的开采过程中，未发现有其它构造。因此就整个井田内来看，总体上应属简单构造。(2)煤层含煤性井田内含煤地层为太原组和山西组。 太原组含煤 78 层，其中 9、15 号煤层为除井田南部很小一部分为不可采外，其余为全井田稳定可采煤层，其它煤层均属不稳定、不可采的薄煤层。地层平均厚度 89.19m，煤层平均厚度 4.55m，含煤系数 5.10%，下部含煤性好，上部含煤性稍差，整个含煤地层含煤

25、性中等。山西组共含煤 3 层，编号自上而下为 1、2、3 号，其中 3 号煤层为全井田稳定可采煤层，其余为不可采煤层。地层平均厚度 57.40m，煤层平均厚度6.30m，含煤系数 10.98%，含煤地层含煤性较好。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 11井田内山西组、太原组含煤地层平均总厚 146.59m，煤层平均总厚度10.85m，含煤系数 7.40%。可采煤层本井田内可采煤层为山西组的 3 号煤层和太原组的 9、15 号煤层。该矿原开采 3 号煤层，因过去生产技术条件、开采方法落后，周围又审批了若干小煤窑，加之井

26、田内有村庄、铁路、公路、水库、家属区、小型加工厂、工业场地等地面建筑物，除留设的各种保安煤柱外，井田内 3 号煤层剩余的可采储量已基本采完，于 2002 年向晋城市国土资源局上报申请注销 3 号煤层剩余储量，晋城市国土资源局以晋市国土资函200284 号文予以批准。该矿现开采9 号煤层。 9 号煤层特征见表 1-2-1。表表 1-2-11-2-1 煤煤 层层 特特 征征 表表 顶底板岩性煤层编号煤层厚度(m)最小最大平均层间距离(m)最小最大平均夹矸层数结构稳定性可采性顶板底板90.602.651.8224.7738.6730.9201简单稳定全区大部可采石灰岩、泥岩泥岩、砂质泥岩、粉砂岩现将

27、 9 号煤层分述如下: 9 号煤层 位于太原组中部，上距 K7细砂岩 39.94m，距 3 号煤层平均 51.13m，煤层厚度 0.602.65m，平均 1.82m，为中厚煤层，含夹石 01 层。 在全井田中，所揭露煤层厚度的 18 个钻孔中，只有位于井田南部的201、202 号钻孔为不可采，其余均为可采，且井田中已布置工作面开采，采空区面积约占全井田面积的 1/9，可采性指数 90%，煤厚变异系数 20.56%，且煤类单一。 总体讲，该煤层为井田内全区发育、大部可采之稳定煤层，煤层顶板多为石灰岩、少量为泥岩，底板多为泥岩、少量为砂质泥岩、粉砂岩。2煤质、煤类与煤的用途 山山西西兰兰花花集集团

28、团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 121）煤的物理性质和煤岩特征9 号煤层物理性质和煤岩特征基本相近，皆呈黑色、灰黑色，金属光泽，节理发育，断面平整，细中条带状结构，块状或层状构造。2)煤的化学性质（据钻孔资料）工业分析：水分（Mad） 原煤 0.40%2.31%，平均 1.09%， 浮煤 1.81%3.10%，平均 2.46%；灰分（Ad） 原煤 11.96%32.86，平均 18.70%， 浮煤 4.31%4.97，平均 4.64%；挥发分（Vdaf） 原煤 5.66%12.19，平均 7.80， 浮煤 5.21%6.23，平均 5.

29、72%； 全硫（St.d） 原煤 1.17%2.36，平均 1.51， 浮煤 0.71；磷（Pd） 原煤 0.005；元素分析：碳（Cdaf） 原煤 86.82%90.70，平均 88.76； 浮煤 93.56%94.04，平均 93.80%；氢（Hdaf） 原煤 3.05%3.67，平均 3.36； 浮煤 2.86%2.93，平均 2.90%；氧（Odaf） 原煤 2.01； 浮煤 1.44%1.94，平均 1.69%；氮（Ndaf） 原煤 0.93%1.20，平均 1.07； 浮煤 0.92%1.03，平均 0.98%；视密度（ARD） 1.471.52，平均 1.49（g/cm3） ；真

30、密度（TRD） 1.601.75，平均 1.70（g/cm3） ；发热量（Qgr.d）34.1535.91MJ/kg，平均 34.83MJ/kg。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 13本井田内 9 号煤层原煤灰分 11.96%32.86，平均 18.70%；硫分1.17%2.36，平均 1.51，灰分全井田整体趋势为西北高东南低，全硫为沿夏匠郜匠向斜轴部硫分偏高。 9 号煤层煤灰成分分析：二氧化硅（SiO2） 37.30%49.26%，平均 44.23%；三氧化二铁（Fe2O3） 8.27%21.57%，平均 13

31、.09%；三氧化二铝（Al2O3） 26.93%36.00%，平均 32.26%；氧化钙（CaO） 1.59%6.94%，平均 4.87%；氧化镁（MgO） 0.02%1.29%，平均 0.66%；三氧化硫（SO3） 0.99%5.87%，平均 3.35%；煤灰成分以硅、铝、钙为主，以铁、镁次之。9 号煤层灰熔融性（T2）13501500，为高熔灰分难熔灰分煤。另在开采 9 号煤层的过程中，进行过采样化验，其结果如下：水分（Mad） 原煤 4.26%；灰分（Ad） 原煤 25.30%；挥发分（Vdaf） 原煤 8.10；全硫（St.d） 原煤 1. 63；焦渣特征 ： 1；真密度（TRD） 1

32、.60；综合上述，9 号煤层为低灰高灰、低硫中高硫、特高热值之无烟煤。3）煤类根据中国煤炭分类国家标准（GB5751-86） 划分，本区煤类划分指标为浮煤的干燥无灰基挥发分（Vdaf）和干燥无灰基氢含量。各煤层煤类划分指标见表 1-2-2。表表 1-2-21-2-2 各煤层煤类划分指标表各煤层煤类划分指标表煤层编号Vdaf%（浮）Hdaf（%）煤类 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1495.21-6.235.722.86-2.932.90WY02综上所述：井田内 9 号煤层为无烟煤二号，牌号为 WY02。4）煤的可

33、选性浮煤回收率：9 号煤层（据邻区野川勘探资料）浮煤回收率 1952%，平均32.80%；筛分试验：没有做过筛分试验。浮沉试验：煤芯煤样浮煤化验结果分析，其全硫量较高，对煤的利用有一定的影响。5）煤的工业用途9 号煤层赋存稳定，挥发份低，粘结性为 1，发热量高，是优质的无烟煤，唯全硫含量较高，在未脱硫之前只能作为民用、动力用煤，脱硫后亦可考虑用于制造人工合成石油及化肥等，或作为制造电石及发生炉煤气的原料等用。6）煤的风氧化本井田 9 号煤层均未出露，无风氧化现象。3水文地质条件1)区域水文地质本区处于沁水盆地中段东部，区域水文地质单元属三姑泉域，属三姑泉域，地表水系为黄河流域沁河水系。区域东部

34、地势高峻，出露一套碳酸盐岩地层，呈带状南北方向展布，含岩溶裂隙水，西部地势逐渐降低，为第四系黄土所覆盖，含孔隙承压水；高平晋城盆地，由丘陵和低山组成，海拔 800 m1200m，为一新生代早期形成的断陷盆地。松散堆积物一般 30 m70m。盆地内分布有孔隙含水层，其基底为武乡阳城复式向斜。区域西部和中部略有起伏，存在有侵蚀残山，基岩由中生界和古生界碎屑岩组成，含一系列裂隙含水层，富水性弱。盆地范围内的奥陶、寒武系岩层埋藏深。井田内及其附近的河流主要为小会河、南河、东河与上下小口河，河流流向均由北向南，属黄河流域沁河水系，为季节性河流，在晋城市西部附近汇集 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿

35、矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 15成许河，许河在河西村南汇入丹河，丹河流向东南，穿越太行山，在河南沁阳汇入沁河，后汇入黄河。2)区域含水层组（1）石灰岩裂隙岩溶含水层组包括寒武系至中奥陶系的一套石灰岩、泥灰岩、白云岩等可溶岩，区域东部山区及东南部山区有大片出露，富含岩溶裂隙水，是区内最主要的含水层组。含水层寒武系中统为厚层状鲕状灰岩、中厚层状石灰岩、白云质灰岩及少量竹叶状石灰岩和紫红色泥岩，厚度 130 m349m，处于本含水层组的最底部，其下伏有馒头组泥岩作为底部隔水层，为地下水积聚创造良好条件，岩溶裂隙发育普遍，常以管状岩溶发育为主，被地表水系切

36、割时常有大泉出露。如实会泉群，三姑泉等。据钻孔资料：岩溶发育主要在中下部，上部因含泥质发育较差，单位涌水量为 0.215.86L/s.m，渗透系数为 4.158.5m/d，水质较好，属 HCO3或 HCO3SO4型。寒武系上统为白云质灰岩、白云岩、石灰岩、泥质条带灰岩、竹叶状灰岩，厚度为 38 m104m。因泥质含量高，岩溶不太发育，泉水出露不多，泉水流量一般小于 3.0L/s，钻孔单位涌水量为 0.080.20 L/s.m。奥陶系下统为粗晶白云岩、泥质白云岩、含燧石中薄层白云岩及石灰岩组成，厚度 64 m209m，岩溶裂隙发育不均匀，在中下部岩溶较发育，厚 30 m40m，泉流量一般小于 3

37、.0L/s，也有个别大泉出露。钻孔单位涌水量达0.068.1L/s。矿化度小于 0.5g/l，水质属 HCO3SO4或 HCO3型。奥陶系中统为石灰岩、角砾状灰岩、泥灰岩，厚约 400 m600 m。据钻孔资料表明，有向北逐渐变厚，向南逐渐变薄的趋势。此层岩溶裂隙很发育，泥灰岩为相对隔水层，泉水多沿最下层泥灰岩顶部出露，流量一般在0.082L/s，个别如白洋泉、郭壁泉，流量达 2702700L/s，此层虽含水丰富， 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 16但富水性不均一，单位涌水量为 0.09824.8L/sm。水质较

38、好，属 HCO3及HCO3SO4型。岩溶泉域的补给、径流及排泄条件补给条件：岩溶水主要补给方式有三种，一是大面积灰岩裸露区（分布面积 1008km2）及半裸露区（分布面积 589km2）直接接受降水入渗补给；二是河流与水库在灰岩出露区的渗漏补给，三是上部覆盖层的越流补给。在东部和南部的灰岩裸露区，大气降水垂直入渗，是岩溶地下水的重要补给来源。丹河在进入岩溶地区后多呈干谷或间歇性河流，大量补给岩溶地下水。据晋城市水利局资料，丹河河道渗漏补给量可达 0.028 亿 m3/a。此外，松散岩类孔隙水及其它含水层的地下水，通过导水通道也可成为岩溶地下水的另一补给来源。径流条件：在高平以北及陵川一带，岩溶

39、水向南、南西方向的高平、巴公、北石店、晋城城区一带汇集；在晋城城区以南，由于受高平晋城褶断带和丹河小“山”字型构造前弧阻水，岩溶水折向南东，向郭壁泉、水掌泉、三姑泉一带径流；在白洋泉河一带岩溶水由北向南西方向径流。排泄条件：晋城三姑泉为区域地下水的最终排泄点，出露于丹河河谷中，泉水出露标高为 302.33m，流量约 33.5m3/s。此外，在焦作以北一带，由于下寒武统隔水岩层隆起阻水，使地下水以潜流或泉的形式流出地表。近年来，由于矿区排水和工农业用水增加，造成地下水位下降，泉水干枯，因而人工排泄代替了自然排泄。（2）碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层组石炭系上统太原组由砂岩、泥岩、煤及 35 层

40、石灰岩组成。厚度为 32 m90m，为区域内主要含水层之一，含层间岩溶裂隙水，富水性极不均一，富水性的强弱取决于岩溶及裂隙发育程度，单位涌水量一般为0.050.42L/sm，渗透系数为 0.0052.55m/d，水质为 HCO3或 HCO3SO3型。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 17（3）碎屑岩类裂隙含水层组主要包括三叠系、二叠系的一套陆相及过渡相碎屑岩层，由砂岩、砂质泥岩夹煤等组成，厚度 320 m435m，含裂隙水，含水空间以风化裂隙和构造裂隙为主，钻孔单位涌水量为 0.020.47L/sm，渗透系数为 0

41、.0041.74m/d，水质为 HCO3或 HCO3SO3型，但有的地段矿化度偏高，可达到 1g/l。以上两个含水层组，由于受构造的影响，在区域内大面积出露，接受大气降水的垂直入渗补给，通过断裂等构造的沟通，也可接受其它含水层的补给。含水层组内各个含水层相对呈层状，其间水力联系较弱，具有各自不同的水位值。地下水的运动一般以水平方向为主，由北向南运动。在迳流过程中，因沟谷切割迳流受阻，则常以泉的形式排泄出地表。（4）松散岩类孔隙含水层组由第三、第四系松散沉积物组成，分布在高平晋城盆地丹河河谷地带，北部较厚、南部较薄，厚度变化大，最大可达 300m，其中主要含水层由含砂粘土、粗粉砂等组成，含水性差

42、异大，受地形地貌控制较为明显，水位埋藏较浅，一般高于河床水位，单位涌水量为 0.1392.78L/sm，渗透系数为0.0124m/d，矿化度一般小于 0.5g/l，水质属 HCO3SO4或 CaMg 型。2)区域含水层的补给、径流和排泄条件地下水主要来源为大气降水，有的含水层则以泉形式补给，水位受季节性影响变化大，径流区和排泄区不明显，主要排泄于地表水，局部还通过断裂破碎带补给深部含水层。3)矿井水文地质(1) 地表水体井田内地表有夏匠水库，井田西部地表附近有郜匠水库，水量不详。流经井田东北部的东河及流经西南部的小会河、南河和上下小口河，以及它们河段上的泉，现均已干涸，只有夏季暴雨才有暂时性水

43、流。 据历史资料（561 队资料）记载，这几条河流，在 1958 年还为常年流水， 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 18其流经石炭系、二叠系地层，并与之斜交，大部分河段在第四系地层之中，1963 年则成季节性水流，据 561 队观测，流量（1958 年）在非雨季为东河22.39m3/h，小会河 0.7 m3/h，南河 3.6 m3/h，小口河 6.04 m3/h，雨季峰值：小会河 36 m3/h，南河 52.2 m3/h，小口河 63.36 m3/h。(2)主要含水层和隔水层井田内主要含水层井田内地层有奥陶系、石炭

44、系、二叠系及第四系。地下水类型可分为岩溶裂隙水、层间裂隙水和孔隙水三类，主要有 8 个含水层组，现自下而上分述如下：A.奥陶系中统峰峰组石灰岩岩溶裂隙含水层井田内无出露，井田外西部大面积出露，岩性为灰色厚层状石灰岩及薄层泥灰岩，厚 400m 左右。下面为在本井田施工的 4 个水源井，取水层位均为奥陶系灰岩。 1980 年 5 月 2 日1982 年 8 月 25 日晋城矿务局地质勘探队在该矿职工住宅生活区施工的西井，孔深 577.29m，揭露奥灰地层 417.91m，其中深度 434.44 m442.00m，层厚 7.50m 处，为主要含水层。抽水试验结果：静止水位埋深164.51m，静止水位

45、标高 569.74m。结合 2 号水源井的位置及近几年来的水位下降规律性，估算该井现水位标高约 550m 左右。1981 年 10 月 14 日1982 年 8 月 28 日晋城矿务局勘探队在该矿职工住宅生活区施工的 2 号水源井（东井） ，孔深 523.76m，揭露奥灰地层 402.25m，其中上段深度 121.51 m209.22m，层厚 87.71m，裂隙发育，下部有溶蚀现象；中段深度 209.22 m394.14m，层厚 184.92m，裂隙不发育，局部裂隙内有溶蚀现象；下段深度 394.14 m523.76m，层厚 129.62m，为主要含水层。抽水试验结果：静止水位埋深 165.1

46、3m，静止水位标高 575.10m。据本矿专门人员观测，现奥灰水静止水位标高降为 548m 左右。1982 年 9 月 11 日1984 年 7 月 14 日晋东南地区煤田地质勘探队在该矿一 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 19坑口附近施工的一号水源井，孔深 497.60m，揭露奥灰地层 362.87m，其中深度214.00 m222.99m，层厚 8.99m 处、深度 260.00 m270.61m，层厚 10.61m处、深度 407.00 m444.32m，层厚 37.32m 处，为主要含水层段。抽水试验结果：

47、静止水位埋深 155.40m，静止水位标高 587.28m。2002 年 4 月 10 日2002 年 11 月 30 中国煤田地质总局水文局一队在该矿夏匠风井附近施工了夏匠地热探采井，孔深 1302.73m，揭露奥灰地层306.05m，震旦系地层 804.03 m。抽水试验结果：静止水位埋深 198.70m，动水位（稳定）埋深 201.97m，最大降深 3.27m，涌水量 50m3/h，单位涌水量4.25L/sm，井口温度 17。水质类型为 HCO3SO4CaMg 型，PH=7.3，无侵蚀性。B.石炭系上统太原组岩溶裂隙含水层及孔隙含水层主要 K2、K3、K4、K5等灰岩岩溶裂隙含水层及其之

48、间的砂岩裂隙含水层。本组可采煤层二层，中下部为 15 号煤层，中部为 9 号煤层，以这二层将本组分成上下两部分叙述。太原组下部：以K1砂岩、K2、K3灰岩及其之间的含水层为主要含水层，其中K1砂岩7.42 m13.33m，平均厚度10.37m，K2灰岩8.71 m14.00m，平均厚度10.69m，沿走向由北向南增厚，含水层相对较多的位于K2层之中部，K3灰岩2.70 m5.70m，平均厚度为3.61m，沿走向南部增厚，两层灰岩之间细砂岩厚度一般为 2.89 m5.26m，平均3.75m，沿走向向北增厚。据北5 号钻孔抽水试验，静止水位埋深96.89m，涌水量0.4 0.33 L/s，单位涌水

49、量0.037 0.040L/sm，渗透系数0.19 0.18m/d。水质类型为HCO3CICaMg 型，PH=7.4，无侵蚀性。太原组上部：以 K5灰岩与其下之中细砂岩为主要含水层，其中 K5灰岩一般厚 2.70 m5.70m，平均 3.34m，厚度变化无一定规律，中细砂岩一般厚 7.45 m9.77m，平均 8.28m，厚度变化无一定规律，据北 5 号钻孔抽水试验，静止水位埋深 25.63m，涌水量 0.066 L/s，单位涌水量 0.00124L/sm，渗透系数 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 200.0083

50、m/d。水质类型为 HCO3CICaMg 型，PH=7.6，无侵蚀性。C.二叠系下统山西组中间砂岩含水层为层间裂隙水，以中粒砂岩为主，中间砂岩厚度 5.67 m23.59m，平均为14.34m，厚度变化较大，由北向南沿走向变厚，经北 5 号钻孔抽水试验资料，静止水位埋深 31.41m，静止水位标高 746.36 m，涌水量 0.4660.757 L/s，单位涌水量 0.0256 0.027L/sm，渗透系数 0.41 0.39m/d。岩层一般致密，裂隙节理不甚发育，水质类型为 HCO3CICaMg 型，PH=7.3，无侵蚀性。D.二叠系上下统石盒子组砂岩裂隙含水层为层间裂隙水，以中粒砂岩为主，

51、砂岩裂隙发育，层位分布较高，地下水排泄良好，全区出露泉水较多，流量变化较大，涌水量为 0.050.22L/s。另据井区域资料，单位涌水量 0.0941.55L/sm，渗透系数 0.4574.60m/d，水质为 HCO3CaMg 或 HCO3Ca 型，矿化度为 0.280.71g/l，个别地段大于1g/l。E.基岩风化壳裂隙含水层为裂隙潜水，局部地段为承压水，受基岩岩性和地形地貌影响，含水性随风化裂隙的发育程度而异，风化带深度 25 m50 米，主要受地表水及大气降水影响，一般低处风化壳要比高处风化壳含水性强。F.第四系砂砾孔隙含水层本井田第四系覆盖广泛，但除井田西南郜匠水库与其河流分布的第四系

52、冲积层含水外，均不含水或含水不大。底部有一层砂砾石层，以灰岩成分为主，分选不良，较稳定。据北15 号钻孔资料，其厚度7.77m，为主要含水层，除此一层砾石层外，其余均为亚粘土类岩性。经23 号水井简易抽水试验资料，单位涌水量0.63L/s，降深 2.28m，渗透系数 9.76m/d，水质为 HCO3SO4CaMg（Na）型。该含水层组水位季节性变化较大，水位变化幅度近河床为 0.76 m0.82m，远离河床为 2.22 m11.06m。隔水层 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 21井田内隔水层主要为石炭系中统太原组底

53、部及本溪组的铝土泥岩、砂质泥岩、泥岩组成，厚度平均 8.70m，岩性致密，细腻。此外，相间于各灰岩、砂岩含水层之间的厚度不等的泥岩、砂质泥岩，透水性差，也可起到层间隔水作用。（3）充水因素分析构造对井田水文地质条件的影响井田内构造主要为褶曲构造，其中郜匠向斜西翼倾角 1118，东翼倾角 4左右，北岩背斜西翼倾角 4左右，东翼倾角 3左右，西吕匠向斜东西翼倾角均为 3左右，所以在向斜轴部有局部赋水的可能。另井田外西部有一条白马寺逆断层，落差 18 m20m，在打 101 孔时发现101 号孔附近亦有一条落差 35 m40m 的逆断层，在井田内部开采煤层的过程中未发现有其它断层。从理论上讲逆断层一

54、般不具导水性，但有时也能成为导水通道，在开采过程中也应注意。含水层的补给、排泄及径流条件第四系孔隙含水层主要接受大气降水的补给，向地表及下伏基岩风化壳含水层排泄。基岩风化壳含水层，主要接受大气降水及沟谷处地表水的补给，局部可以得到第四系孔隙水的补给，由于沟谷的切割，局部又以泉的形式排泄。煤层直接充水含水层为下石盒子组、山西组、太原组含水层，井田内仅山西组及下石盒子组在井田北部部分出露，补给条件差，且无上覆风化壳。第四系含水层、下伏奥灰岩溶含水层均有一定厚度的隔水层，若无构造沟通或人为破坏，则各含水层相对独立，水力联系差，地下水主要以层间运移为主。奥陶系中统岩溶裂隙水，从区域上来看，本区地下水总

55、的趋势是由北向南运移。矿井充水因素分析 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 22井田内 3 号煤层埋藏相对较浅，矿井充水的主要因素为顶板以上砂岩含水层之水，沿构造裂隙和采空放顶后形成的塌陷裂隙向巷道渗透所致。井田西部的夏匠郜匠向斜轴部也是积聚水的主要地方，此外，第四系冲积层发育，接受大气降水补给较强，下伏基岩倾角不大，地表潜水补给地下水非常方便，再者，井田外西部有煤层露头，奥陶系灰岩又大面积分布，接受大气降水补给非常好，基岩倾角又较大，地表水会顺岩层方向流入本井田，在向斜轴部聚集。上述内在因素不可避免，但应引起足够重视

56、，要做好矿井井下涌水量大小及变化的观测与抽排水工作。从近几年的涌水量资料显示，本矿井下涌水量呈现季节性变化，受大气降水的影响较大，而与煤产量与开采面积的关系不太明显， 这与该矿开发现状有很大关系。该矿开采近 40 年，周围小窑星罗棋布，地面塌陷随处可见，而本矿又大面积处在向斜轴部，雨季来临，地表水绝大部分顺着地面塌陷、冲沟入渗到井下，使本矿的涌水量迅速增大，且持续较长一段时间，直到来年 24 月份，涌水量才降至最低值，因而雨季防洪防汛是本矿的一项重要工作。本矿现开采 9 号煤层，据该矿 20042005 年的不完全统计，井下涌水量较大，为 184424m3/h，平均 281m3/h，充水因素分

57、析有如下几点：一是 9 号煤层顶板灰岩与上部中细砂岩含水层富水；二是由于 3、9 号煤层的大面积开采，岩层结构遭到破坏，裂隙比较发育，3 号煤层采空区及小窑破坏区、老窑古采空区内又存在大量积水，积水通过岩石裂隙导入 9 号煤层；三是本煤层的采空区也较大，区内也存在积水，为避免积水太大，在密闭处留设一定的出水点，尔后一齐流向水仓，使涌水量也相应增大；四是向斜轴部有积聚水的可能，周围矿井积水可能沿岩层方向向向斜轴部聚集；五是井田外西部有煤层露头，奥陶系灰岩又大面积分布，接受大气降水补给非常好，基岩倾角又较大，地表水及基岩裂隙水会顺岩层方向流入本井田，在向斜轴部聚集。本井田内的奥灰水水位标高约 54

58、8m 左右，低于 9、15 号煤层的最低底板标高，对 9、15 号煤层开采无影响。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 23矿井水文地质类型9 号煤层：该矿现开采 9 号煤层，其直接充水含水层为太原组上段灰岩含水层及砂岩含水层。据北 5 号孔抽水试验，单位涌水量为 0.00124L/sm，富水性弱。由于井田面积较大，富水性变化大，不能以点代面，且井下涌水量较大，为 184424m3/h，平均 281m3/h。奥灰水标高低于煤层底板标高，对其开采无影响，9 号煤层矿井水文地质条件为简单类型。（4）矿井涌水量该矿现开采 9

59、 号煤层，设计生产能力 900Kt/a，采用 280D-434 型矿用耐磨离心水泵、280D-432 型矿用离心水泵一台、及 D155-304 型矿用离心水泵抽水，沿 9 号煤暗副斜井敷设 2196 排水管三趟排水。正常排水能力600m3/h，最大排水能力 1200m3/h，矿井涌水量平均为 281m3/h，主要为顶板淋水以及采空区积水，涌水量受产量、采空区扩大的影响不大，主要受雨季影响，在雨季期及延后的半月内，矿井涌水量增大，最大可达 424m3/h。本设计矿井 9#煤正常涌水量按 281m3/h、最大涌水量按 500m3/h 进行。（5）9 号煤导水裂隙高度计算9 煤层冒落裂隙带高度按下式

60、计算HL=Hm+Hl 式 中：HL冒落裂隙带高度；Hm冒落带高度；Hl导水裂隙带高度；（1）冒落带高度的计算：9 煤层顶板为中硬，煤层开采冒落带高度按下式计算Hm100M/(4.7M19)2.2式 中：Hm冒落带高度； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 24M煤层累计采厚，M=1.82m。则 Hm1001.82/(4.71.8219)2.2=8.8m（2）导水裂隙带高度的计算9 煤层顶板为中硬，导水裂隙带高度按下式计算Hl100M/(1.6M3.6)5.6式 中：Hl导水裂隙带高度；M煤层累计采厚，M=1.82m。则

61、 Hl1001.82/(1.61.823.6)5.633.5m则 9 号煤层冒落裂隙带高度为HL=Hm +Hl8.8+33.542.3m3 号煤层与 9 号煤层平均间距 51.13m，最小 48.6m，9 号煤层冒落裂隙高度为 39.5m，故 3 号煤采空区积水对 9 号煤开采影响不大。4其它开采技术条件(1)煤层顶底板岩石的工程地质特征因本矿 3 号煤层已开采完毕，现开采 9 号煤层，因此只将 9 号煤层的顶底板岩石的工程地质特征叙述如下：9 号煤层：顶板为深灰色的 K4灰岩，厚 01.74m，平均 0.97m，裂隙较发育，一般均直接与煤层接触，少量为泥岩，底板多为泥岩、少量为砂质泥岩、粉砂

62、岩。据 2005 年 9 月山西省三水实验测试中心对该矿 9 号煤层取样化验，其顶底板力学性质化验结果为：顶板石灰岩抗压强度 237.87MPa，抗拉强度 4.63 MPa，抗剪强度 13.80MPa，底板泥岩抗压强度 47.3MPa，抗拉强度 0.50MPa，抗剪强度 2.90Mpa，顶板石灰岩为坚硬岩石，底部泥岩为半坚硬岩石。 （2）瓦斯该矿现开采 9 号煤层，依据山西省煤炭工业局晋煤安发200935 号“关于晋城市 2009 年度年产 60 万吨及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初

63、初步步设设计计 25的批复”文件，9 号煤层 CH4相对涌出量为5.73m3/t，绝对涌出量4.05m3/min；CO2相对涌水量 7.67m3/t，绝对涌出量5.42m3/min，属低瓦斯矿井。（3）煤尘依据 2009 年 8 月 5 日由山西省煤炭工业局综合测试中心 No:2009-2715 号检验报告 ，对该矿现开采的 9 号煤层做了煤尘爆炸分析，其火焰长度 0mm，加岩粉量 0%，无爆炸性。（4）煤的自燃依据 2009 年 8 月 5 日由山西省煤炭工业局综合测试中心 No:2009-2715 号检验报告 ，对该矿现开采的 9 号煤层自燃倾向性的测试，9 号煤层吸氧量为1.24cm3/

64、g，自燃倾向性为类，属不易自燃煤层。 （5）地温据北岩煤矿 1999 年补充勘探时对补 21 号孔专门做的井温测量资料，通过两次对补 21 号孔的地温测试，恒温带深度约为 100m，温度约为 15，地温梯度约为 1.7/100m，属地温正常区。另据 2002 在本井田内施工的夏匠村地热探采井资料，孔深 1302.73m，孔温17，地温梯度约为 1.3/100m，属地温正常区。（6）三下开采该井田范围内地面建筑物比较多，有村庄、家属区、工业场地、公路、铁路、水库等，在回采过程中都按有关规定留设了保安煤柱，未进行“三下”采煤。5井田勘查程度本矿 3 号煤层已停采，经 2002 年 8 月晋城市地质

65、矿产咨询中心做了一份晋城市北岩煤矿注销 3 号煤层的储量报告，该报告详细地叙述了 3 号煤层原地质储量 62613kt，减去小煤窑所占储量 4540kt，永久性煤柱储量 11757.60kt（其中村庄保安煤柱 3519.40kt，三下压煤 3784.0kt，工业场地设计压煤量 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 264454.20kt） ，探明古窑采空 800kt 及历年开采、损失等储量 45515.4kt 后，相差为零，说明井田内 3 号煤层储量已被合理利用，经晋城市国土资源局以晋市国土资函200284 号文批准，该

66、煤层储量已被注销。参与本次资源/储量估算的煤层为井田内现开采的 9 号煤层及批准开采的 15号煤层，其中 9 号煤层估算范围以井田边界、无煤区边界、采空区边界及最低可采线为界；15 号煤层估算范围以井田边界及最低可采线为界。9 煤层为无烟煤，井田内各煤层倾角318，其中大部分小于15，只有井田内很小一部分超过15，因此全井田按煤层平均倾角小于15估算。依据煤、泥炭地质勘查规范 ，最低可采厚度 0.80m，最高可采灰分40%，最高硫分 3%。井田构造为一类， 9 号煤层稳定程度为一型。根据煤、泥炭地质勘查规范 ，9 号煤层以相应密度的勘查工程见煤点（1000 m1000m）连线以内及其以外 50

67、0m 的全部范围划定为探明的经济基础储量（111b） ，以 2000 m2000m 连线以内及其以外的 1000m 的全部范围划定为控制的经济基础储量（122b） ，其余为推断的资源量（333） 。在无煤区、断层两侧、可采边界线外侧各划出 50m 范围亦为推断的资源量（333） 。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 27第二章第二章 矿井开拓及现有生产系统概况矿井开拓及现有生产系统概况第一节第一节 井田开拓及采区开采顺序井田开拓及采区开采顺序矿井采用斜井开拓方式，采用 9 号煤层一个水平开拓全井田，水平标高+630。

68、利用 9 号煤暗主井、9 号煤主井底小煤仓和 3 号井底煤仓等巷道硐室担负9 号煤层水平向 3 号煤层水平的煤炭运输中转任务。暗主斜井净宽 3.60m， 三心拱形断面，净断面积 9.70m2,倾角 14，斜长 330m，落底于 9 号煤层底板内，装备 290KW 的胶带输送机，敷设行人台阶，是该矿井 9#煤水平的主要进风井和安全出口。 利用现有的 3 号煤层至 9 号煤层暗副斜井担负 9 号煤层水平向 3 号煤层水平的辅助提升中转任务。暗副斜井净宽 3.60m， 三心拱形断面，净断面积9.70m2,倾角 18，斜长 220.00m，落底于 9 号煤层，装备单钩串车，敷设行人台阶，兼作矿井的进风

69、井和安全出口。在 9 号煤暗主副斜井井底胶带大巷与轨道大巷之间，布置有 9 号煤中央变电所和水泵房水仓以及通往 9 号煤暗副斜井井筒的管子道，并布置有三趟专用的排水管路，其中：有两趟直接通道地面泄洪渠，进入地面的矿井水处理系统；有一趟通往 3 号煤井底的主副水仓，通过 3 号煤井底的中央水泵房、管子道和布置在 3 号煤副斜井井筒内的排水管路，进入地面矿井水处理系统。能够满足本次设计要求。利用现有的 9#煤胶带大巷担负本煤层生产的煤炭运输任务，胶带大巷内自井底煤仓上口到八盘区运输巷共安装有五部皮带运输机。其中一半为砌墙工字钢，巷道净宽 3.5 米，净高 2.5 米；一半为锚网支护，巷道净宽 3.

70、4 米，净高 2.3米；均为矩形断面。利用现有的 9 号煤轨道大巷担负 9 号煤的运料、运人等辅助运输任务，9 号 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 28煤层轨道大巷净宽 3.60m，三心拱形断面，净断面积 9.85m2。依据开拓布置，矿井布置有 3 个井筒（主斜井、副斜井和回风斜井）和 3个暗斜井（暗主斜井、暗副斜井和暗斜风井） 。(1)主斜井：三心拱形断面，净宽 3.24m，净断面积 7.78m2,倾角1821，斜长 321.30m，落底于 3 号煤层底板岩层中，表土段和基岩段均采用荒料石砌碹支护，支护厚度：表土

71、段 500mm、基岩段 300mm，装备双钩 8t 箕斗，担负全矿井的提煤任务，兼作矿井的进风井。(2)副斜井：三心拱形断面，净宽 3.24m，净断面积 7.78m2,倾角 20，斜长 246.40m，落底于 3 号煤层，表土段和基岩段均采用荒料石砌碹支护，支护厚度：表土段 500mm、基岩段 300mm，装备单钩串车和斜井人车，担负全矿井的辅助提升和人员升降任务，敷设台阶，为矿井的进风井和安全出口。 (3)回风斜井：半圆拱形断面，净宽 2.60m，净断面积 6.80m2, 倾角2527，斜长 395.6m，落底于 3 号煤层，表土段和基岩段均采用荒料石砌碹支护，支护厚度：表土段 500mm、

72、基岩段 300mm，敷设台阶扶手，为矿井的专用回风井和安全出口。 (4) 暗主斜井：三心拱形断面，巷道净宽 3.60m，净断面积 9.7m2,倾角14，斜长 250.00m，落底于 9 号煤层底板内，采用荒料石砌碹支护，支护厚度300mm，装备带式输送机，敷设行人台阶，兼作矿井的进风井和安全出口。 (5) 暗副斜井：三心拱形断面，巷道净宽 3.60m，净断面积 9.70m2,倾角18，斜长 220.00m，落底于 9 号煤层，采用荒料石砌碹支护，支护厚度300mm，装备单钩串车，敷设行人台阶，兼作矿井的进风井和安全出口。 (6) 暗斜风井：半圆拱形断面，净宽 2.60m，净断面积 6.8m2,

73、倾角2527，斜长 220.00m，落底于 9 号煤层，采用荒料石砌碹支护，支护厚度300mm，敷设行人台阶和扶手，是矿井的专用回风井和安全出口。 井筒特征见表 2-1-1、2-1-2。表表 2-1-12-1-1 井筒特征表井筒特征表 序号井 筒 名 称主斜井副斜井回风斜井 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 29经距 Y19663650.00019663683.00019664080.0001井 口座 标纬距 X3933635.0003933676.0003935822.0002井口标高(m)+746.640+747

74、.460+773.1103提升方位角(度)1261264井筒倾角(度)18-2120275井筒斜长（m）或垂深(m)第一水平321.30246.40362净宽3.243.242.606巷宽(m)掘进4.24/3.844.24/3.843.60/3.20净宽7.787.786.807断面积(m2)掘进12.14/10.5412.14/10.5411.61/9.44厚(mm)500/300500/300500/3008砌 壁材 料荒料石荒料石荒料石9井筒装备双钩 8t 箕斗单钩串车、行人台阶和架空行人装置。行人台阶扶手10备 注已有已有已有表表 2-1-22-1-2 井筒特征表井筒特征表 序号井

75、筒 名 称暗主斜井暗副斜井1井筒倾角(度)14182井筒斜长（m）299.23270.94净宽3.243.243井筒宽度(m)掘进3.843.84净宽7.787.784井筒断面(m2)掘进10.5410.54厚度(mm)3003005砌 壁材料荒料石荒料石6井筒装备皮带机和台阶单钩串车和台阶7备 注已有已有仍利用 3#煤副斜井井底现有的高低道甩车场，只对 3#煤副斜井井底车场与3#煤运输大巷的交叉点段轨道线路进行了重新布置，以确保调车安全。同时仍利用现有的 3#煤井底中央变电所、主水泵房、主副水仓及管子道，仍利用现有的南泵房设备、设施及管路，满足矿井水排放的要求。仍利用现有的井底煤仓和清理撒煤

76、斜巷以及轨道等设施，主斜井 3 号层井底井底煤仓圆形断面，直径4.50m，高度 20.00m，有效容量 318m3。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 30在 9#煤暗副斜井井底已有一平车场，可作为采煤机械化改造后的设备兑运和运料、运矸等辅助提升任务，满足设计要求。在 9 号煤暗主井底有一立式煤仓，圆形断面，直径 3.5.00m，高度 810m，有效容量 70 余 m3。在煤炭运输高峰时，对胶带大巷与暗主斜井之间可起缓冲作用，能够满足设计要求。根据能力核算，仍保留胶带大巷现有的皮带式输方式，担负矿井煤炭运输。具体详见

77、大巷皮带机的能力验算和选型。辅助运输是 9 号煤轨道大巷内仍按 600mm 轨距铺设 22kg/m 型轨道。采用 5吨蓄电池式电机车分别牵引 1t 固定矿车运输矸石；牵引 MP1-6A 型材料车运输材料；牵引 MPC2-6B 型平板车运输，大型机电设备采用 MPC10-6 型 15t 平板运输车运输；牵引 RP12-6/6 型平巷人车接送人员。二二、采采区区划划分分及及开开采采顺顺序序井田 9 号煤层现划分为八个盘区，一至六盘区已采完，剩余七八盘区联合布置为八盘区，目前开采八盘区。八盘区开采完毕后，9 号煤即开采完毕。井田南翼因系统不全，尚不布置开采。第二节第二节 矿井现有生产系统概况矿井现有

78、生产系统概况该矿现采井田范围内的 9 号煤层，设计生产能力 900Kt/a，采用斜井盘区式开拓方式、倾斜长壁一次采全高炮采的采煤方法，采用金属单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护顶板、全部垮落法管理顶板。现有 3 个井筒，均为斜井。主斜井装备双钩 8t 箕斗，主要用于提煤、进风；副斜井装备单钩串车和架空乘人装置，敷设台阶，用于升降人员、进风和运送材料，为矿井的安全出口；回风斜井为矿井北翼的专用回风井，敷设台阶扶手，为矿井的另一安全出口。现地面的主、副斜井及回风斜井均为开拓 3 号煤层的井筒，在开采 9 号煤层的过程中，沿主、副斜井和回风斜井底部又开设了暗斜井，作为提升、通风等用途。 山山西西兰兰花

79、花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 31在矿井工业场地内设有一座 35/10KV 变电所，主电源引自距工业场地 8.5KM的椿树头 110KV 变电站，进线电压为 35kV；备用电源引自距工业场地 2.4KM 的中环开闭所，进线电压为 10kV；为双回路供电，满足设计要求。矿井 3 号煤层副斜井底部设有主副水仓，主水仓有效容积 875m3，副水仓有效容积 805m3，9 号煤层设有主副水仓，主水仓有效容积 805m3，副水仓有效容积 525m3。在 9 号煤主水仓水泵房内有两趟 8 寸排水管路经过 9 号煤暗副斜井井筒、3 号井底南

80、泵房和专用钻孔直接排至地面矿井水处理系统。另外一趟 8 寸排水管也经过 9 号煤暗副斜井井筒排至 3 号井底主水仓，和 3 号煤层的矿井水一起经过 3 号煤副斜井井筒内的 4 趟排水管路排至地面矿井水处理系统。在八盘区布置有八盘区变电所，在六盘区轨道大巷西侧布置有一炸药发放硐室，两硐室均为独立通风。各系统叙述如下：（1）煤炭提升主运输系统主斜井作为矿井的主提升井，主斜井净宽 3.24m, 三心拱形断面，净断面积7.78m2,倾角 1821，斜长 321.30m，落底于 3 号煤层底板岩层中，装备双钩 8t 箕斗，担负全矿井的提煤任务，兼作矿井的进风井。利用现有的 3 号煤层井底煤仓担负 3 号

81、煤层水平向地面的煤炭提升中转任务，3 号煤层井底煤仓直径 4.50 m，深度 20.00 m。利用现有的 3 号煤层至 9 号煤层暗主斜井担负 9 号煤层水平向 3 号煤层水平的煤炭提升中转任务，暗主斜井净宽 3.60m， 三心拱形断面，净断面积9.70m2,倾角 14，斜长 250.00m，落底于 9 号煤层底板岩层中，装备带式输送机，敷设行人台阶，兼作矿井的进风井和安全出口。 利用现有的 9 号煤层井底煤仓担负 9 号煤层水平向 3 号煤层水平的煤炭提升中转任务，9 号煤层井底煤仓直径 4.00 m，深度 25.00 m。利用现有的 9 号煤层胶带大巷担负 9 号煤层的煤炭提升任务，9 号

82、煤层胶带大巷净宽 3.20m，净高 2.400m， 矩形断面，净断面积 7.68m2,铺设带式输送机。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 32（2）辅助提升运输系统副斜井作为矿井的辅助提升井，副斜井净宽 3.24m, 三心拱形断面，净断面积 7.78m2,倾角 20，斜长 246.40m，落底于 3 号煤层，装备单钩串车和斜井人车，担负全矿井的辅助提升和人员升降任务，敷设行人台阶，为矿井的进风井和安全出口。利用现有的 3 号煤层至 9 号煤层暗副斜井担负 9 号煤层水平向 3 号煤层水平的辅助提升中转任务，暗副斜井净

83、宽 3.60m， 三心拱形断面，净断面积9.70m2,倾角 18，斜长 220.00m，落底于 9 号煤层，装备单钩串车，敷设台阶，兼作矿井的进风井和安全出口。 利用现有的 9 号煤层轨道大巷担负 9 号煤层的辅助提升中转任务，9 号煤层轨道大巷净宽 3.60m，三心拱形断面，净断面积 9.85m2。（3）通风系统在井田北翼的中部现有的风井场地内，利用现有的回风斜井作为矿井的专用回风井，回风斜井净宽 2.60m， 半圆拱形断面，净断面积 6.80m2, 倾角2527，斜长 362m，落底于 9 号煤层，敷设行人台阶扶手，为矿井的专用回风井和安全出口。安装两台主扇风机，向全矿井下供风，满足生产需

84、要。3、井底车场副斜井 3 号层井底利用现有的高低道甩车场，同时利用现有的主变电所、主水泵房、水仓及管子道，主要为辅助提升服务，运输量相对较小，车场形式简单，调车方便。主斜井 3 号层井底利用现有的井底煤仓和清理撒煤斜巷，井底煤仓圆形断面，直径 4.50m，高度 20.00m，有效容量 318m3。暗副斜井 9 号层井底利用现有的甩车场，同时利用现有的变电所、水泵房、水仓及管子道，主要为辅助提升服务，运输量相对较小，车场形式简单，调车方便。暗斜井 9 号层井底利用现有的井底煤仓和清理撒煤斜巷，井底煤仓圆形断面，直径 4.00m，高度 25.00m，有效容量 314m3。 山山西西兰兰花花集集团

85、团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 334、大巷运输及设备煤炭运输根据井田开拓部署及矿井原有煤炭运输方式，胶带大巷运输采用带式输送机运输。带式输送机运输优点是运量大，运输系统简单、管理人员少、事故少、效率高、容易实现集中控制和自动控制，具有连续运输的优越性，有增产潜力。辅助运输大巷辅助运输采用 5 吨蓄电池式电机车牵引 1t 矿车运输，井下铺设 600mm轨距轨道，均为 24kg/m 钢轨。本矿井矸石、材料、小型设备等采用 MG1.1-6A 型固定箱式矿车；坑木等采用 MP1-6A 型材料运输车；钢轨、中型机电设备采用 MPC2-6B 型平

86、板车运输，大型机电设备采用MPC10-6 型 15t 平板运输车运输。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 34第三章第三章 储量及服务年限储量及服务年限第一节第一节 井田境界及储量井田境界及储量一一、井井田田境境界界根据山西省国土资源厅 2009 年 7 月颁发的采矿许可证(证号1400000630497)，山西兰花集团北岩煤矿有限公司井田境界由 111 个拐点坐标连线圈定，井田面积 10.2006km2，见井田境界拐点坐标表 3-1-1。表表 3-1-13-1-1 井田境界拐点坐标表井田境界拐点坐标表 拐点编号经距

87、(Y)纬距(X)1196651823936473219665095393562231966464139345124196642873932316519664096393224061966350039319517196633043931648819663243393107791966244039305141019661574393160211196640903936852二二、储储量量根据山西地宝能源有限公司（省煤炭地质公司）编制的该公司2009 年度矿山储量年度报告的储量计算（截止 2009 年 12 月底）结果，共求得 9、15号煤层保有资源储量 4677 万 t，其中可利用资源储量 174

88、9 万 t，各类煤柱压覆资源储量 2928 万 t；动用资源储量 487 万 t，累计查明资源储量 5164 万 t。其中：9 号煤层保有资源储量 1449 万 t，剩余可利用资源储量 438 万 t，其中八 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 35盘区剩余可采储量为 136 万 t，各类煤柱压覆资源储量 1011 万 t；动用资源储量 487 万 t，累计查明资源储量 1936 万 t。表表 3 3- -1 1- -2 2 资资源源储储量量估估算算结结果果汇汇总总表表 资 源 储 量（万 t）现保有资源煤层号煤种11

89、1b3332S22小计采空区累计查明量9WY42117101114494871936 第二节第二节 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限1矿井工作制度设计年工作日 330d，每天四班作业，三班生产，一班检修准备，日净提升时间 16h。2矿井设计生产能力 900kt/a。3矿井服务年限矿井服务年限按下式计算:kTAKZ=式中:T矿井服务年限，a；Zk矿井设计可采储量，kt；A矿井设计生产能力，kt/a；K储量备用系数，取 1.4。矿井服务年限计算：1）9 号煤层剩余服务年限kTAK900 1.4Z4380=3.5( )a其中北翼八盘区剩余服务年限 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩

90、煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 36kTAK900 1.4Z1360=1.1( )a第三节第三节 井筒、井底车场及硐室井筒、井底车场及硐室一一、井井筒筒(一) 井筒数目及用途根据井田开拓布置，主斜井、副斜井及回风斜井三个井筒，主、副斜井位于工业场地内，风斜井位于井田北部夏匠村东侧。各井筒用途分述如下：(1)主斜井：三心拱形断面，净宽 3.24m，净断面积 7.78m2，倾角1821，斜长 321.30m，落底于 3 号煤层底板岩层中，表土段和基岩段均采用荒料石砌碹支护，支护厚度：表土段 500mm、基岩段 300mm，装备双钩 8t 箕斗，担负全

91、矿井的提煤任务，兼作矿井的进风井。(2)副斜井：三心拱形断面，净宽 3.24m，净断面积 7.78m2,倾角 20，斜长 246.40m，落底于 3 号煤层，表土段和基岩段均采用荒料石砌碹支护，支护厚度：表土段 500mm、基岩段 300mm，装备单钩串车和斜井人车，担负全矿井的辅助提升和人员升降任务，敷设台阶，为矿井的进风井和安全出口。 (3)回风斜井：半圆拱形断面，净宽 2.60m，净断面积 6.80m2, 倾角2527，斜长 445.20m（延深 83.20 m） ，落底于 15 号煤层，表土段和基岩段均采用荒料石砌碹支护，支护厚度：表土段 500mm、基岩段 300mm，敷设台阶扶手，

92、为矿井的专用回风井和安全出口。 (4) 暗主斜井：三心拱形断面，净宽 3.60m，净断面积 9.70m2,倾角 14，斜长 250.00m，落底于 9 号煤层下，采用荒料石砌碹支护，支护厚度 300mm，装备带式输送机，敷设台阶，兼作矿井的进风井和安全出口。 (5) 暗副斜井：三心拱形断面，净宽 3.60m，净断面积 9.70m2,倾角 18，斜长 220.00m，落底于 9 号煤层，采用荒料石砌碹支护，支护厚度 300mm，装备单钩串车，敷设台阶，兼作矿井的进风井和安全出口。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 37

93、井筒特征见表 3-3-1、3-3-2。井筒断面见图 3-3-1、3-3-2、3-3-3、3-3-4、3-3-5。表表 3-3-13-3-1 井筒特征表井筒特征表 序号井 筒 名 称主斜井副斜井回风斜井经距 Y19663650.00019663683.00019664080.0001井 口座 标纬距 X3933635.0003933676.0003935822.0002井口标高(m)+746.640+747.460+773.1103提升方位角(度)1261264井筒倾角(度)18-2120275井筒斜长（m）或垂深(m)第一水平321.30246.40362净3.243.242.606井筒宽度或

94、直径(m)掘进4.24/3.844.24/3.843.60/3.20净7.787.786.807井筒断面(m2)掘进12.14/10.5412.14/10.5411.61/9.44厚度(mm)500/300500/300500/3008砌 壁材 料荒料石荒料石荒料石9井筒装备双钩 8t 箕斗单钩串车行人台阶架空行人装置行人台阶10备 注已有已有已有表表 3-3-23-3-2 井筒特征表井筒特征表 序号井 筒 名 称暗主斜井暗副斜井1 井筒倾角(度)14182 井筒斜长（m）299.23270.94净3.243.243 井筒宽度或直径(m)掘进3.843.84净7.787.784 井筒断面(m2

95、)掘进10.5410.54厚度(mm)3003005 砌 壁材 料荒料石荒料石6 井筒装备带式输送机台阶单钩串车台阶扶手7 备 注已有已有二、井底车场及硐室二、井底车场及硐室副斜井 3 号层井底利用现有的高低道甩车场，同时利用现有的主变电所、主水泵房、水仓及管子道，主要为辅助提升服务，运输量相对较小，车场形式 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 38简单，调车方便。主斜井 3 号层井底利用现有的井底煤仓和清理撒煤斜巷，井底煤仓圆形断面，直径 4.50m，高度 20.00m，有效容量 318m3。暗副斜井 9 号层井底利

96、用现有的平车场，同时利用现有的变电所、水泵房、水仓及管子道，主要为辅助提升服务，运输量相对较小，车场形式简单，调车方便。暗斜井 9 号层井底利用现有的井底煤仓和清理撒煤斜巷，井底煤仓圆形断面，直径 4.00m，高度 25.00m，有效容量 314m3。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 39第四章第四章 大巷运输及设备大巷运输及设备第一节第一节 大巷运输方式的选择大巷运输方式的选择一、大巷运输方式一、大巷运输方式1、主运输本矿大巷煤炭运输采用带式输送机，已有的带式输送机输送能力能够满足本次机械化改造运输要求，验算过程

97、见第三节。2、辅助运输本矿大巷辅助运输采用矿用防爆特殊型蓄电池电机车牵引矿车运输方式。蓄电池电机车型号 CDXT-5J，轨距 600mm，自重 5t，最大速度 10km/h。一次牵引 1 吨矿车 15 辆，牵引 1 吨矸石车 10 辆，牵引平巷 PR12-6/6 型人车 5 辆。防爆特殊型电源装置：DXT-96 型，电压 96V。经牵引力和制动距离校核计算，CDXT-5J 型蓄电池电机车满足大巷辅助运输能力。第二节第二节 矿车矿车矿井井下主要配备有：1t 系列固定箱式矿车、矿用材料车、矿用平板车等。移交生产和达产时，矿井井下车辆配备见表 4-2-1。表表 4 4- -2 2- -1 1 矿矿井

98、井车车辆辆配配备备表表外型尺寸（mm）序号名 称型号容积（m3）名义载重量轨距（mm）轴距（mm）长宽高自重（kg）数量（辆）备注11t 固定箱式矿车MFC 1.1-61.11600550200088011505926021t 矿用材料车MC1-6A1600550200088011505152031t 矿用平板车MP1-6A1600550200088041046510 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 4043t 矿用平板车MPC3-6360011002400 105041553020第三节第三节 大巷煤炭运输设备选

99、型大巷煤炭运输设备选型一、井下煤炭运输一、井下煤炭运输胶带运输大巷带式输送机的选型计算如下（一）胶带大巷带式输送机第一部1、基本参数带宽：B=800mm带速：v=2m/s运量：Q=400t/h设计机长：L=400m倾角：=02.圆周力计算圆周驱动力： （*）12(2)RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFF式中：c、f系数。查表，取 c=1.25,f=0.03L输送机长度，m；L=400m；g重力加速度，g9.81m/s2 ；qRO承载分支托辊每米长旋转部分质量，kg/m；上托辊 89，L=315mm，轴承 4G204，查得单个上辊转动部分质量 qRO=2.58kg/m；故有03

100、2.586.45/1.2RoROnqqKg maqRU回程分支托辊每米长旋转部分质量，kg/m；下托辊 89，L=950mm，轴承 4G205，查得单个下辊转动部分质量 qRU 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 41=7.23kg/m；故有1 7.232.43/3RURUUnqqKg maqB每米长输送带的质量，kg/m；初选阻燃 PVC 整芯带，带强 St=800N/mm，故有10.8 0.88.64/BqKg mqG每米长输送物料的质量，kg/m； 40055.6/3.63.6 2GQqKg mVH提升高度，m；

101、0HmFS1特种主要阻力，N；经计算：FS1476（N）FS2特种附加阻力，N；经计算：FS22160(N)把上述数值代入式(*)中，得12(2)1.25 0.03 400 9.81 (6.452.432 8.6455.6)55.6 0 9.81476216014667()RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFFN 3、输送带张力计算：(1)限制输送带下垂度的最小张力：承载分支：oBGminmaxa (q +q )g1.2 (8.64+55.6) 9.81F9453(N)8(h/a)8 0.01回程分支：UBminmaxa q g3 8.64 9.81F3178(N)8(h/a)8

102、 0.01(2)输送带工作时不打滑保持的最小张力2minUmax1FF1e其中：起动时传动滚筒的最大圆周力 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 42UmaxUAF=FK =14667 1.5=22001(N)取则有=2.85e2min22001F11892(N)1.85由 F2min=11892N，计算输送机各点张力，忽略附加阻力，可得 F4点张力：42BROBFFq Hg+Fr+fLg(q+q ) =118928.64 0 9.8121600.03 400 9.81 (6.45+8.64) =15828(N)9453

103、N 故取 F2=11892N,可得稳定运行工况下1max2UFFF+1466726559N11892（）胶带安全系数。1max800 8002426559TSBnF4.功率计算v14667 229.334()10001000uAFPKW电动机功率 PM=PA/1=29.334/0.85=35KW式中 1=0.85根据以上计算，大巷选用 SJP-80 型带式输送机参数如下：电动机：DSB-40，N=40KW，(防爆)两台，使用一台便可满足要求；减速器：JS-40，两台；偶合器：YOXD400，两台；胶带：PVC 整芯带，带强 St=800N/mm，阻燃抗静电；胶带运输机带输送机设置防跑偏、打滑、

104、煤流堵塞、防撕裂等保护装置一套，保证胶带输送机的安全可靠运行。（二）胶带大巷带式输送机第二部1、基本参数带宽：B=800mm带速：v=2m/s运量：Q=400t/h 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 43设计机长：L=600m倾角：=02.圆周力计算圆周驱动力： （*）12(2)RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFF式中：c、f系数。查表，取 c=1.17，f=0.03L输送机长度，m；L=400m；g重力加速度，g9.81m/s2 ；qRO承载分支托辊每米长旋转部分质量，kg/m；上托辊 89，L=3

105、15mm，轴承 4G204，查得单个上辊转动部分质量 qRO=2.58Kg/m；故有03 2.586.45/1.2RoROnqqKg maqRU回程分支托辊每米长旋转部分质量，kg/m；下托辊 89，L=950mm，轴承 4G205，查得单个下辊转动部分质量 qRU=7.23Kg/m；故有1 7.232.43/3RURUUnqqKg maqB每米长输送带的质量，kg/m；初选阻燃 PVC 整芯带，带强 St=800N/mm，故有10.8 0.88.64/BqKg mqG每米长输送物料的质量，kg/m； 40055.6/3.63.6 2GQqKg mVH提升高度，m；0HmFS1特种主要阻力，N

106、； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 44经计算：FS1476（N）FS2特种附加阻力，N；经计算：FS22160(N)把上述数值代入式(*)中，得12(2)1.17 0.03 600 9.81 (6.452.432 8.6455.6)55.6 0 9.81476216019528()RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFFN 3、输送带张力计算：(1)限制输送带下垂度的最小张力：承载分支：oBGminmaxa (q +q )g1.2 (8.64+55.6) 9.81F9453(N)8(h/a)8 0.0

107、1回程分支：UBminmaxa q g3 8.64 9.81F3178(N)8(h/a)8 0.01(2)输送带工作时不打滑保持的最小张力2minUmax1FF1e其中：起动时传动滚筒的最大圆周力UmaxUAF=FK =19528 1.5=29292(N)取则有=2.85e2min29292F15836(N)1.85由 F2min=15836N,计算输送机各点张力，忽略附加阻力，可得 F4点张力：42BROBFFq Hg+Fr+fLg(q+q ) =158368.64 0 9.8121600.03 600 9.81 (6.45+8.64) =20660(N)9453N 故取 F2=15836N

108、,可得稳定运行工况下1max2UFFF+1952835364N15836（）胶带安全系数1max800 80018.0935364TSBnF4.功率计算 v19528 239.056()10001000uAFPKW 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 45电动机功率 PM=PA/1=39.056/0.85=46KW式中 1=0.85根据以上计算，大巷选用 SJP-80 型带式输送机参数如下：电动机：DSB-40，N=40KW，(防爆) 两台；减速器：JS-40，两台；偶合器：YOXD400，两台；胶带：PVC 整芯带，

109、带强 St=800N/mm，阻燃抗静电；胶带运输机带输送机设置防跑偏、打滑、煤流堵塞、防撕裂等保护装置一套，保证胶带输送机的安全可靠运行。（三）胶带大巷带式输送机第三部：1、基本参数带宽：B=800mm带速：v=2m/s运量：Q=400t/h设计机长：L=500m倾角：=02.圆周力计算圆周驱动力： （*）12(2)RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFF式中：c、f系数。查表，取 c=1.20，f=0.03L输送机长度，m；L=400m；g重力加速度，g9.81m/s2 ；qRO承载分支托辊每米长旋转部分质量，Kg/m；上托辊 108，L=315mm，轴承 4G205，查得单个上

110、辊转动部分质量 qRO=3.53Kg/m； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 46故有03 3.538.83/1.2RoROnqqKg maqRU回程分支托辊每米长旋转部分质量，Kg/m；下托辊 108，L=950mm，轴承 4G205，查得单个下辊转动部分质量 qRU=8.74Kg/m；故有1 8.742.91/3RURUUnqqKg maqB每米长输送带的质量，Kg/m；初选阻燃 PVC 整芯带，带强 St=800N/mm，故有10.8 0.88.64/BqKg mqG每米长输送物料的质量，Kg/m； 40055

111、.6/3.63.6 2GQqKg mVH提升高度，m；0HmFS1特种主要阻力，N；经计算：FS1476（N）FS2特种附加阻力，N；经计算：FS22160(N)把上述数值代入式(*)中，得12(2)1.20 0.03 500 9.81 (8.832.912 8.6455.6)55.6 0 9.81476216017578()RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFFN 3、输送带张力计算:(1)限制输送带下垂度的最小张力：承载分支：oBGminmaxa (q +q )g1.2 (8.64+55.6) 9.81F9453(N)8(h/a)8 0.01回程分支：UBminmaxa q

112、g3 8.64 9.81F3178(N)8(h/a)8 0.01 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 47(2)输送带工作时不打滑保持的最小张力2minUmax1FF1e其中：起动时传动滚筒的最大圆周力UmaxUAF=FK =17578 1.5=26367(N)取则有=2.85e2min26367F14252(N)1.85由 F2min=14252N,计算输送机各点张力，忽略附加阻力，可得 F4点张力：42BROBFFq Hg+Fr+fLg(q+q ) =142528.64 0 9.8121600.03 500 9.8

113、1 (8.83+8.64) =18983(N)9453N 故取 F2=14252N,可得稳定运行工况下1max2UFFF+1757831830N14252（）胶带安全系数1max800 80020.131830TSBnF4.功率计算v17578 235.156()10001000uAFPKW电动机功率 PM=PA/1=35.156/0.85=41KW式中 1=0.85根据以上计算，大巷选用 DTL/80/40/240 型带式输送机参数如下：电动机：DOB 40，N=40KW，(防爆) 两台；减速器：JS-40，两台；偶合器：YOXD400，两台；胶带：PVC 整芯带，带强 St=800N/mm

114、，阻燃抗静电；胶带运输机带输送机设置防跑偏、打滑、煤流堵塞、防撕裂等保护装置一套。(四)胶带大巷带式输送机第四部：1、基本参数 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 48带宽：B=800mm带速：v=2m/s运量：Q=400t/h设计机长：L=700m倾角：=02.圆周力计算圆周驱动力： （*）12(2)RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFF式中：c、f系数。查表,取 c=1.14，f=0.03L输送机长度，m；L=400m；g重力加速度，g9.81m/s2 ；qRO承载分支托辊每米长旋转部分质量，Kg/m

115、；上托辊 108，L=315mm,轴承 4G205，查得单个上辊转动部分质量 qRO=3.53Kg/m；故有03 3.538.83/1.2RoROnqqKg maqRU回程分支托辊每米长旋转部分质量，Kg/m；下托辊 108，L=950mm，轴承 4G205，查得单个下辊转动部分质量 qRU=8.74Kg/m；故有1 8.742.91/3RURUUnqqKg maqB每米长输送带的质量，Kg/m；初选阻燃 PVC 整芯带，带强 St=800N/mm，故有10.8 0.88.64/BqKg mqG每米长输送物料的质量，Kg/m； 40055.6/3.63.6 2GQqKg mV 山山西西兰兰花花

116、集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 49H提升高度，m；0HmFS1特种主要阻力，N；经计算：FS1476（N）FS2特种附加阻力，N；经计算：FS22160(N)把上述数值代入式(*)中，得12(2)1.14 0.03 700 9.81 (8.832.912 8.6455.6)55.6 0 9.81476216022509()RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFFN 3、输送带张力计算:(1)限制输送带下垂度的最小张力：承载分支：oBGminmaxa (q +q )g1.2 (8.64+55.6) 9.81F9453(

117、N)8(h/a)8 0.01回程分支：UBminmaxa q g3 8.64 9.81F3178(N)8(h/a)8 0.01(2)输送带工作时不打滑保持的最小张力2minUmax1FF1e其中：起动时传动滚筒的最大圆周力UmaxUAF=FK =22509 1.5=33764(N)取则有=2.85e2min33764F18251(N)1.85由 F2min=18251N,计算输送机各点张力，忽略附加阻力，可得 F4点张力：42BROBFFq Hg+Fr+fLg(q+q ) =18251 8.64 0 9.8121600.03 700 9.81 (8.83+8.64) =24010(N)9453

118、N 故取 F2=18251N,可得稳定运行工况下1max2UFFF+22509N1825140759（） 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 50胶带安全系数1max800 80015.740759TSBnF4.功率计算v22509 245.018()10001000uAFPKW电动机功率 PM=PA/1=45.018/0.85=53KW式中 1=0.85根据以上计算，大巷选用 DTL/80/40/240 型带式输送机参数如下：电动机：DOB 40，N=40KW，(防爆) 两台；减速器：JS-40，两台；偶合器：YOX

119、D400，两台；胶带：PVC 整芯带，带强 St=800N/mm，阻燃抗静电；胶带运输机带输送机设置防跑偏、打滑、煤流堵塞、防撕裂等保护装置一套，保证胶带输送机的安全可靠运行。(五)胶带大巷带式输送机第五部：1、基本参数带宽：B=800mm带速：v=2m/s运量：Q=400t/h设计机长：L=800m倾角：=02.圆周力计算圆周驱动力： （*）12(2)RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFF式中：c、f系数。查表，取 c=1.12，f=0.03L输送机长度，m；L=400m； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设

120、设计计 51g重力加速度，g9.81m/s2 ；qRO承载分支托辊每米长旋转部分质量，Kg/m；上托辊 89，L=315mm，轴承 4G204，查得单个上辊转动部分质量 qRO=2.58Kg/m；故有03 2.586.45/1.2RoROnqqKg maqRU回程分支托辊每米长旋转部分质量，Kg/m；下托辊 89，L=950mm，轴承 4G205，查得单个下辊转动部分质量 qRU=7.23Kg/m；故有1 7.232.43/3RURUUnqqKg maqB每米长输送带的质量，Kg/m；初选阻燃 PVC 整芯带，带强 St=800N/mm，故有10.8 0.88.64/BqKg mqG每米长输送

121、物料的质量，Kg/m； 40055.6/3.63.6 2GQqKg mVH提升高度，m；0HmFS1特种主要阻力，N；经计算：FS1476（N）FS2特种附加阻力，N；经计算：FS22160(N)把上述数值代入式(*)中，得12(2)1.12 0.03 800 9.81 (6.452.432 8.6455.6)55.6 0 9.81476216024196()RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFFN 3、输送带张力计算： 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 52(1)限制输送带下垂度的最小张力：承载分支：

122、oBGminmaxa (q +q )g1.2 (8.64+55.6) 9.81F9453(N)8(h/a)8 0.01回程分支：UBminmaxa q g3 8.64 9.81F3178(N)8(h/a)8 0.01(2)输送带工作时不打滑保持的最小张力2minUmax1FF1e其中：起动时传动滚筒的最大圆周力UmaxUAF=FK =24196 1.5=36294(N)取则有=2.85e2min36294F19618(N)1.85由 F2min=19618N,计算输送机各点张力，忽略附加阻力，可得 F4点张力：42BROBFFq Hg+Fr+fLg(q+q ) =196188.64 0 9.8

123、121600.03 800 9.81 (6.45+8.64) =25331(N)9453N 故取 F2=19618N,可得稳定运行工况下1max2UFFF+2419643814N19618（）胶带安全系数1max800 80014.643814TSBnF4.功率计算v24196 248.39()10001000uAFPKW电动机功率 PM=PA/1=48.39/0.85=57KW式中 1=0.85根据以上计算，大巷选用 DSJ-80 型带式输送机参数如下：电动机：JDSB-40，N=40KW，(防爆) 两台；减速器：JS-40，两台；偶合器：YOXD400，两台； 山山西西兰兰花花集集团团北北

124、岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 53胶带：PVC 整芯带，带强 St=800N/mm，阻燃抗静电；胶带运输机带输送机设置防跑偏、打滑、煤流堵塞、防撕裂等保护装置一套，保证胶带输送机的安全可靠运行。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 54第五章第五章 采区布置及装备采区布置及装备第一节第一节 采煤方法采煤方法一、采煤方法的选择及其依据一、采煤方法的选择及其依据（一） 基本条件本井田 9 号煤层位于太原组中部，上距 K7细砂岩 39.94m，距 3 号煤层平均51.13

125、m，煤层厚度 0.602.65m，平均 1.82m，为中厚煤层，含夹石 01 层。在全井田中，所揭露煤层厚度的 18 个钻孔中，只有位于井田南部的 201、202 号钻孔为不可采，其余均为可采。总体讲，该煤层为井田内全区发育、大部可采之稳定煤层，煤层顶板多为石灰岩、少量为泥岩，底板多为泥岩、少量为砂质泥岩、粉砂岩。9 号煤水文地质条件属于简单类型。(二) 采煤方法的选择及其依据 本次设计采用走向长壁综采采煤方法，采用全部夸落法处理采空区。（三）工作面系统设计考虑了以下原则1、采掘机械设备的选择首先满足技术先进，性能可靠，提高采煤机的开机率，达到高产高效。同时各设备间要相互配套，保证运输顺畅，并

126、增加运输环节的缓冲能力，以期达到采、掘、运平衡，最大限度发挥机采优势。2、对辅助运输系统，要求系统简单、环节少，把所需材料快速方便的运送至工作地点，作为提高工作面生产能力的一个重要因素考虑，并在巷道布置上加以保证。3、结合矿井现状，9 号煤八盘区即将在 1.1 年内采完，主要设备如采煤机、掘进机、配套刮板输送机选型均兼顾了 15 号煤层的延深开采，考虑设备选型参数。（四）回采工艺 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 551、采煤机落煤装煤采煤工作面使用双滚筒采煤机，其布置方式为：面向工作面时，采煤机的右滚筒应为右螺旋，

127、割煤时顺时针旋转；左滚筒为左螺旋，割煤时逆时针旋转。采煤机运行时，其前端的滚筒沿顶板割煤，后端滚筒沿底板割煤，这种布置方式司机操作安全，煤尘少，装煤效果好。工作面割煤方式为往返一次割两刀，这种割煤方式效率高，适用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采工作面。采煤机的进刀方式为工作面端部斜切进刀，使用割三角煤进刀方法，其进刀过程为：当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤；调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止。然后，将输送机移直；再调换两个滚筒的上下位置，重新返回割煤至输送机机头处；将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调

128、换滚筒位置，返程正常割煤。2、移架液压支架的移架方式采用单架依次顺序式，支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线，该方式操作简单，容易保证规格质量，操作安全，工作面环境好。3、综采面工序配合方式综采面割煤、移架、推移输送机采用及时支护的配合方式，即：采煤机割煤后，支架依次立即前移、支护顶板，输送机随移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤机截深。这种支护方式，推移输送机后在底座前端与输送机槽之间要富裕一个截深的宽度，工作空间大，有利于行人、运料和通风；但这种支护方式增大了工作面控顶宽度，不 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /

129、a a 初初步步设设计计 56利于控制顶板。4、综采面端头作业综采面端头支护方式采用单体支柱加长梁组成的迈步抬棚，该方式适应性强，有利于排头液压支架的稳定，但支设麻烦，费工费时。5、运煤 采煤机采下的煤直接装上刮板输送机经转载机后由带式输送机运出。6、在回采工作面的两顺槽中，距工作面上下出口 30 米范围内，各设置一道覆盖全断面的洒水喷雾装置，以净化工作面的风流，在工作面运输设备的每个转载点都设置喷雾洒水装置，起到防尘作用，以便符合煤矿安全规程和煤矿安全质量标准化的相关规定。二、回采工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型二、回采工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型1、采煤机本井田 9 号煤层位于

130、太原组中部，上距 K7细砂岩 39.94m，距 3 号煤层平均51.13m，煤层厚度 0.6012.65m，平均 1.82m，为中厚煤层，含夹石 01 层。15 号煤层位于太原组中下部，K2灰岩为其直接顶板，煤层厚度 0.535.64m，平均 2.62m，为中厚煤层。9 号煤层服务年限仅剩 1.1 年，因此本次设计对采煤机选型兼顾考虑了 15 号煤层的开采。 根据目前国内设备情况，以及本矿 9 号及 15 号煤层厚度及其力学性质，为满足高产高效的要求，确定本次 9 号煤高档普采工作面选用 MG150/368-WD 型采煤机，其主要技术参数见表 5-1-1。表表 5-1-1 采煤机技术特征表采煤

131、机技术特征表型号MG150/368-WD（1）适用煤层采高范围1.33.0m煤层倾角35煤质硬度硬或中硬（2）整机主要参数机面高度1100mm 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 57滚筒直径1250mm最大采高2780mm下切深度165mm过煤高度480mm装机功率2150+230+7.5摇臂摆动中心距6000mm截深630mm 800mm（3）电动机截割电机型号YBCS4-150A功率150kw电压1140V转速1470r/min冷却水量30L/min冷却水压1.5Mpa牵引电机型号YBQYS2-30功率30kw电

132、压380V转速02469r/min冷却水量20L/min冷却水压1.5Mpa泵电机型号YBC-7.5功率7.5kw电压1140V转速1470r/min冷却水量10L/min冷却水压1.5Mpa（4）牵引形式交流变频调速、电机驱动齿轮销轨式无链牵引牵引力420253KN牵引速度07.7m/min牵引部总减速比191.76（5）截割摇臂长度1833mm摇臂摆角-12.44+40.9总减速比38.88滚筒线速度2.77m/s滚筒转速37.81r/min 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 58（6）调高泵箱系统泵公称排量13

133、.8ml/r调高工作压力20MPa工作转速1470r/min控制油压力2Mpa滚筒全行程升起时间37.63s滚筒全行程下降时间24.83s（7）操纵方式中部手控（开停机、停运输机、调速转向、调高）两端电控（停机、调速换向、调高）无线遥控（停机、调速换向、调高）次项用户自选（8）主电缆托缆方式自动托缆主电缆规格一根 MCP-1.14 395+125+410（9）冷却和喷雾冷却各电机、电控箱中变压器、电控箱中频变压器、摇臂 分别冷却喷雾内外喷雾供水压力3.0MPa供水流量250L/min供水管径32mm（10）机器重量33t采煤机牵引速度估算矿井达到设计生产能力时，一天需 6 个循环，每个循环两刀

134、，即每天需割煤 12 刀。工作面长度为 160m，则采煤机每天需走 1920m。按三七一三工作制计算，则每天开机时间约为 16 小时，故所选采煤机的牵引速度应达到如下条件：v1920/16/60=2m/min。工作面采煤机功率验算N=（60BHiVHW）/3.6式中：N采煤机功率，kW；B截深 m， B=0.63m；Hi采高 m， H=1.82m；HW能耗系数 HW=2.5； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 59V采煤机牵引速度，经计算为 2m/min。则：N=（600.631.8222.5）/3.6=95.6kW

135、采煤机实际所需功率 Nd=1.2N=1.295.6=114.72kW368kW，故所选采煤机功率满足要求。2、工作面可弯曲刮板输送机工作面可弯曲刮板输送机选型需满足三个方面要求：一是运输能力与采煤机生产能力相适应，采煤机生产能力为： 刮板输送机运输能力应大于采煤机的最大生产能力，即 Q运Q采，一般取1.2 倍。Q采=60MBV采rK 式中：Q采采煤机落煤生产能力；t/hM采高，m。取采煤机采高 1.82m；B截深，取 B0.63m；V采给定条件下采煤机最大可能的牵引速度，取 5.0m/mim；R煤的实体视密度，9 煤层 r1.52t/m3；K总时间利用系数由于采煤机常因各种原因停机，目前总时间

136、利用系数约为 0.4 左右。则：Q采601.820.635.01.520.4=209.1（t/h）Q运1.2Q采1.2209.1250.9（t/h） 二是外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配。 三是运输机长度与工作面长度相一致。考虑上述因素，选用 SGZ630/220 型可弯曲刮板输送机其主要技术参数见表 5-1-2。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 60表表 5-1-25-1-2 刮板输送机技术特征表刮板输送机技术特征表 型号SGZ-630/2201、输送量450t/h2、出厂长度160m3、刮板链速0.91m/s4

137、、电动机型号YBKYSS-55/110-8/4电压660/1140V5、减速器型号2JSKA-132传动比1：32.6776、刮板链形式中双链圆环链规格2286-C链间距120mm7、中部槽规格1500630270mm中部槽形式整体铸焊式封底溜槽槽间连接形式哑铃连接8、紧链装置闸盘紧链3、液压支架根据地质报告， 9 号煤层顶板多为泥岩、砂质泥岩等泥质岩类，局部为砂岩顶板，基本属软-中等坚硬，易垮落类顶板。底板也为泥岩、砂质泥岩等泥质岩类。设计选用重庆庆江机械械厂生产的 ZZS6000-17/37 型支架。工作面顶板压力估算P=8 倍采高岩石容重工作面采高 1.82m，顶板岩石平均容重取 1.5

138、2t/m3。则工作面顶板压力为：P=81.821.52=22.13（t/m2）=0.22MPa每架支架所需工作阻力 q=PS 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 61式中 P工作面顶板压力，t/m2 S每架支架支护面积，m2q=22.131.54=132.78=1328kNZZS6000-17/37 型支架每架工作阻力 6000kN，支护强度 0.810.91Mpa，故能够满足支护要求，支架选型合理。液压支架主要参数见表 6-3-6。4、转载刮板输送机顺槽转载选用两台矿方现有 SGB-40T 型刮板输送机，其技术参数见

139、表 5-1-3。表表 5-1-35-1-3 刮板输送机技术特征表刮板输送机技术特征表 型号铺设长度(m)输送能力(t/h)刮板链速(m/s)中部槽(长宽高)(mm)电机功率(kW)电压等级(V)备注SGB-40T501500.861500420150406604、固定带式输送机工作面运输顺槽选用矿方现有设备 STP-800 型固定皮带输送机一台，其技术参数见表 5-1-4。表表 5-1-45-1-4 带式输送机技术特征表带式输送机技术特征表型号输送能力（t/h）输送长度（m）带速（m/s）带宽（mm）电机功率（kw）电压等级(v)STP-80040060028002406605、其他设备其他设

140、备包括乳化液泵站、喷雾泵站、探水钻机等。高档普采工作面其他主要设备配备见表 5-1-5。表表 5-1-55-1-5 工作面机械设备配备表工作面机械设备配备表序号设备名称型号单位数量1双滚筒采煤机MG150/368-WD台12可弯曲刮板输送机SGZ630/220部13支撑掩护式液压支架ZZS6000-17/37台107 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 624可弯曲刮板输送机SGB-40T部25固定带式输送机STP-800部16乳化液泵站BRW125/20套17喷雾泵站BPW125/5.5套18注水钻ZDY540台2三

141、、回采工作面长度、采高、年推进度和生产能力三、回采工作面长度、采高、年推进度和生产能力根据工作面单产能力及相应的其它掘运支配套条件，设计确定以一个生产采区，一个走向长壁普采工作面，一个斗煤岩巷综掘工作面，保证矿井 900kt/a的生产能力。1.回采工作面长度、采高的确定9 号煤层为中厚煤层，倾角平缓，地质构造简单，开采技术条件优越，从综采工作面近年来发展水平看，长度在 100m200m 之间，平均 160m。回采工效最长的工作面长度为 200m。但长度过长不易管理，容易造成事故增多，反而不利于高产稳产。鉴于北岩煤矿投产工作面已布置的实际情况及设备配备水平等，设计确定工作面长度为 160m，投产

142、验收的九八 0 八工作面开切眼长为 160m。投产工作面九八 0 八平均煤厚 1.82m，故确定采高为 1.82m。2.回采工作面年推进度在工作面长度一定的条件下，回采工作面年推进度主要取决于采煤机的截深、牵引方式、速度以及开机率等。所选 MG150/368-WD 型采煤机的截深为630mm；采煤机的额定割煤速度为 07.7m/min；采煤机开机率一般在 4060%左右。经计算工作面采用走向长壁综采工艺，采煤机截深为 630mm，割煤速度取3m/min，开机率取 40%。回采工作面日循环次数为 6 次，循环进度（两刀）为 1.20m，日循环进度为7.2m，回采工作面年推进度 2376m。3.采

143、煤工作面生产能力 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 63根据确定的采煤工作面长度和年推进度，采煤工作面生产能力按下式计算：A=MlLrCs式中：A回采工作面年生产能力，t/a；M回采工作面采高，m；l回采工作面长度，m；L回采工作面年推进度，2376m；r煤的容重 1.52t/m3；C工作面回采率，95%；s循环率，85。A回= 1.8216023761.52 0.95 0.85=849227（t/a）849（kt/a）掘进煤产量按下式计算：A= LrCL掘进工作面年掘进长度，5200m；r煤的容重 1.52t/m3

144、；C掘进断面积，7.48m2；A掘=52001.527.48=59122（t/a）59（kt/a）则矿井生产能力 A= A回+ A掘=849+59=908（kt/a）,满足矿井设计生产能力。第二节第二节 盘区布置盘区布置一、移交生产和达到设计生产能力时的采区数目和位置一、移交生产和达到设计生产能力时的采区数目和位置根据井田开拓部署，结合矿井井型和现有工作面装备水平，实现采煤机械化后，布置一个盘区，盘区内布置一个走向长壁高档普采工作面。目前矿井的生产采区为八盘区，生产工作面为九八 0 八工作面，接续工作 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a

145、 初初步步设设计计 64面为九八 0二工作面。二、盘区巷道布置二、盘区巷道布置八盘区内布置盘区运输巷和盘区回风巷两条巷道，巷间煤柱 30m。 盘区运输巷和盘区回风巷均沿 9 号煤层底板布置，盘区运输巷和胶带大巷相接，盘区回风巷与轨道大巷和 9 号煤北总回风巷相接。在盘区运输巷北侧布置回采工作面进行回采。工作面运输顺槽与盘区运输巷相接，工作面回风顺槽与盘区回风巷相接，形成完善的采煤、通风、运输、供电、排水、洒水、压风、防尘系统。工作面采用单顺槽布置，进风顺槽铺设带式输送机，回风顺槽铺设轨道运料兼回风，工作面通风形式为 U 型通风。运输顺槽与回风顺槽断面形式均为梯形，支护方式采用矿用 11 号工字

146、钢金属梯形棚，九八 0二工作面进、回风巷道均为上口净宽 2.6m，下口净宽 3.0m，巷道净高 1.8m，毛高 2.0m，净断面积4.7m2。断面布置见图 5-2-1、2。采区巷道布置见图 5-2-3。三、盘区煤流、辅助运输、通风、排水系统三、盘区煤流、辅助运输、通风、排水系统1、采区运输（1）煤炭运输回采工作面工作面运输顺槽八盘区运输巷胶带大巷9#煤仓9#煤暗主斜井3#煤仓3#煤主斜井地面。（2）材料设备运输材料经 3#煤副斜井3#煤井底大巷9#煤暗副斜井9#煤井底车场9#煤轨道大巷八盘区材料车场八盘区回风巷工作面回风顺槽回采工作面。（3）矸石运输掘进工作面八盘区回风巷八盘区材料车场9#煤轨

147、道大巷9#煤井底车场9#暗副斜井3#煤井底大巷3#煤副斜井地面排矸系统。2、采区通风 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 65新鲜风流：主、副斜井3#煤井底大巷9#煤主、副暗斜井9#煤轨道大巷、胶带大巷八盘区运输巷工作面进风顺槽回采工作面。工作面乏风：经工作面回风顺槽八盘区回风巷9#煤北总回风巷六盘区暗斜风井夏匠斜风井地面。3、采区排水工作面运输顺槽、回风顺槽及各掘进工作面积水窝由小水泵排至八盘区材料车场水沟、9#煤轨道大巷水沟，排至 9#煤井底主水仓，再由主水仓经 9#煤副斜井井筒内两趟 8 寸主排水管路直接排至地面

148、或由 9#煤副斜井井筒内一趟 8 寸排水管路排至 3#煤井底主水仓，再与 3#煤采空区涌水一起经 3#煤副斜井 4 趟 8寸排水管路排自地面排水沟外排。第三节第三节 巷道掘进巷道掘进一、巷道断面和支护形式一、巷道断面和支护形式设计新掘顺槽槽断面均为梯形，上口净宽 2.7m，下口净宽 3.3m，净高2.1m，净断面积为 6.3m2。支护方式矿用 11 号工字钢梯形棚，2m/架。本次设计的巷道断面适用于掘进机新掘巷道，而首采九八 0 八验收工作面的顺槽及切眼断面，只要能满足采煤机等设备的运输、安装以及电缆悬挂，压风防尘等管路布置规范合理，通风符合煤矿安全规程相关规定即可，利用现有。二、巷道掘进进度

149、指标二、巷道掘进进度指标 井巷平均成巷进度指标如下：500m/月； 三、综掘作业工艺三、综掘作业工艺 1、施工设备：EBH-120 型半煤岩掘进机一台2、截割方式：纵轴式连续摆动截割。3、截割方法：截割头由巷道左下部进刀，进刀深度 0.5m，然后在巷道内水 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 66平摆动截割，周边留 0.20.3m，按照截割曲线示意图连续摆动至初步形成，然后修边达设计要求。4、截割工艺流程：进刀截割修边成型5、截割质量要求：顶帮截割整齐，底板截割平整，高度符合设计要求。6、提高截割质量的措施：a 、加强

150、岗位练兵，提高司机素质b、严格按照截割方法和截割工艺进行操作c、司机必须牢记巷道的毛高、毛宽、中线等规格d、加强通风防城管理，提高工作面能见度e、根据煤层底板起伏变化，随时调整，做到平缓过渡f、保证激光指向仪指向正确，无中线不准割煤。四、掘进工作面个数、组数及掘进的机械配备四、掘进工作面个数、组数及掘进的机械配备掘进进工作面主要设备配备见表 5-3-1。矿井生产时共布置一长壁普采工作面，工作面年推进 2376m，一个煤巷综掘工作面，矿井生产时的采掘比为 1：1。根据目前国内掘进设备的性能参照目前大部分矿井的实际进度指标，结合本矿井的采掘比例关系、回采工作面的年推进度及本矿井的生产技术管理水平，

151、综掘工作面月掘进进度指标为 500m/月。矿井巷道掘进均沿 9 号煤层顶板布置，巷道掘进基本均为半煤岩巷掘进，矿井掘进矸石量偏多，应加强煤质管理。表表 5-3-1 综工作面设备配备表综工作面设备配备表综掘工作面设备名称型号功率(kw)台数掘进机EBJ-120 型1901可弯曲刮板输送机SGB-40401带输送机DSJ65/20/442221 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 67局部通风机FBDNo5.0-211.4211.42调度绞车JD-11.411.42小水泵IS65-50-1605.52气腿式凿岩机探水钻机Z

152、DY5407.51 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 68第六章第六章 矿井通风矿井通风第一节第一节 概况概况山西省煤炭工业局晋煤安发200935 号文关于晋城市 2008 年度 30 万吨及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复 ，该矿井瓦斯绝对涌出量为 4.05m 3 /min，相对涌出量为 5.73m 3 /t，属低瓦斯矿井；二氧化碳绝对涌出量为 5.42m 3 /min，相对涌出量为 7.67m 3 /t。2009 年 8 月 5 日山西省煤炭工业局综合测试中心 No：2009-2715 号检验报

153、告，该矿 9 号煤煤尘无爆炸性，9 号属于不易自燃煤层。本矿机械化采煤改造前，矿井采用爆破落煤，生产能力为 900kt/a，工作面瓦斯涌出由于落煤方式会产生不均衡性，采用采煤机落煤后，瓦斯涌出较爆破落煤均衡，由于产量没有变化，故工作面瓦斯涌出量也不会增大。第二节第二节 矿井通风矿井通风一、矿井通风系统及通风方式一、矿井通风系统及通风方式矿井通风系统为中央分列式通风系统，通风方法为机械抽出式，工作面为U 形通风系统，掘进工作面采用局扇压入式通风，八盘区变电所、六盘区炸药库硐室均为独立通风。二、风井数目、位置、服务范围及服务时间二、风井数目、位置、服务范围及服务时间矿井进风井筒为主、副斜井。主、副

154、斜井位于矿井的工业场地内。回风斜井位于井田北部夏匠村东侧。主斜井、副斜井、回风斜井服务于整个矿井，服务年限与矿井服务年限相同。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 69三、矿井达产时瓦斯（三、矿井达产时瓦斯（CO2）相对、绝对涌出量计算）相对、绝对涌出量计算矿井达产时布置一个走向长壁普采工作面，日产量约为 2600t，一个综掘工作面，日进尺约 18m，根据该矿瓦斯鉴定结果，瓦斯绝对涌出量为 4.05m 3 /min，相对涌出量 5.73m 3 /t，属低瓦斯矿井；二氧化碳绝对涌出量 5.42m 3 /min，相对涌出量

155、 7.67m 3 /t。CO2涌出量大，但 CO2的稀释浓度为 1.5%，经计算比较，取最大值，这里按瓦斯涌出量计算风量。上述瓦斯资料均为全矿井瓦斯涌出量，本次设计根据该矿上报瓦斯资料九八四工作面实际瓦斯涌出量1.54m3/t 及九八二工作面进风顺槽掘进工作面 7.05m3/t 计算。1、回采面瓦斯绝对涌出量Q采（1.542600）/（2460）2.78（m3/min）2、综掘面瓦斯绝对涌出量q综掘（7.05187.481.52）/（2460）1.0（m3/min）四、矿井风量、负压和等积孔的计算四、矿井风量、负压和等积孔的计算根据煤矿安全规程第一百零三条规定，矿井总进风量按如下要求分别计算，

156、并选取其中的最大值：1.按井下同时工作的最多人数计算Q矿进=4NK矿通式中：N井下同时工作的最多人数，130 人（考虑交接班时） ；K矿通矿井通风系数，取 1.2；则：Q矿进=41301.2=624m3/min=10.4m3/s2.按采煤、掘进、硐室及其它用风地点实际需要风量的总和计算矿井总进风量。Q矿进=（Q采+Q硐+Q掘+Q其它）K矿通式中：Q矿进矿井总进风量，m3/s； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 70Q采采煤工作面实际需风量的总和，m3/s；Q掘掘进工作面实际需要风量的总和，m3/s；Q硐硐室实际需要风

157、量的总和，m3/s；Q其它矿井除采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/s；K矿通矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，取1.25。（1）采煤工作面实际需风量的计算按瓦斯涌出量计算Q采=100qk式中:Q采回采工作面实际需要风量，m3/s；q回采工作面的瓦斯绝对涌出量，2.78m3/min；K矿井通风系数,取 1.4。则：Q采=1002.781.4389m3/min=6.48m3/s按工作面温度(风速)计算Q采=60VS式中:Q采回采工作面实际需要风量，m3/s；V 工作面适宜风速，1.5m/s；S工作面平均断面，为 6.5m2。则：Q采=601.56.5=5

158、85m3/min =9.8m3/s 按人数计算：Q采=4N 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 71式中：N回采工作面同时工作的最多人数，N=30 人。Q采=430=120m3/min =2.0m3/s按以上计算结果取大值, Q采=9.8m3/s，取整数 Q采=10m3/s。按风速验算回采工作面风量应满足:15ScQ采240Sc15Sc=156.5=97.5m3/min=1.6m3/s240Sc=2406.5=1560m3/min=26m3/sQ采=10m3/s，符合风速要求。达产时共布置 1 个回采工作面，故 Q采=

159、10m3/s（2）综掘工作面实际需风量的计算按瓦斯涌出量计算Q综掘=100qk式中:Q综掘掘进工作面实际需要风量，m3/s；q 掘进工作面的二氧化碳绝对涌出量，1.0m3/min；K矿井通风系数，取 1.9。则：Q综掘=1001.01.9=190m3/min=3.17m3/s按人数计算： Q掘=4N式中：N掘进工作面同时工作的最多人数，N=10 人。Q综掘=410=40m3/min=0.67m3/s 按局部扇风机的实际吸风量计算掘进工作面所需风量按局部扇风机的实际吸风量计算： 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 72Q

160、综掘=Q扇IK式中:Q综掘掘进工作面局扇的实际吸风量，m3/s；FBDNo5.0-211.4 局扇吸风量为 145-270 m3/min，取最大值 270m3/min；I掘进工作面同时通风的局扇台数，台。K风量富余系数，取 K=1.3。则:Q掘=27011.3=351m3/min=5.85m3/s按以上计算结果取最大值， Q掘=6m3/s按风速验算按煤矿安全规程规定煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足:15SJQ掘240SJ式中:Sj掘进工作面巷道过风断面，顺槽净断面积 6.30m2则:15Sj=156.30=94.5m3/min=1.6m3/s240Sj=2406.30=1512m3/min

161、=25.2m3/s Q掘=6m3/s,符合风速要求。（3）准备工作面需风量按回采工作面一半计算：5m3/s（4）独立硐室通风井下需独立回风的硐室为采区变电所和炸药库，各需风量为 2m3/s。则 Q硐4m3/s（5）其它巷道需要风量其它巷道配风取采掘工作面及硐室风量之和的 7%，则：Q它=（10654）7%=1.75（m3s）则：Q矿进=（106542.2）1.25=34m3/s 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 73综合以上计算结果，矿井总进风量取 34m3/s。（二）风量分配1、回采工作面：10m3/s;2、综掘工

162、作面：6m3/s;3、准备工作面：5m3/s；4、采区变电所：2m3/s；5、火药库：2m3/s6、其它地点：9m3/s。 (三) 矿井通风负压及等积孔计算矿井移交生产后，根据矿井的服务年限，并考虑风机的合理使用年限，对一采区内通风最容易及最困难时期的风阻最大路线进行负压计算，负压计算按下式计算。h= 23QSPL式中：h矿井通风负压，mmH2O；井巷通风摩擦阻力系数，kgs2/4；L井巷通风线路长度，m；P井巷通风断面周长，m；S井巷通风净断面，m2；Q通过井巷的风量，m3/s；在此基础上再考虑 15%的局部阻力，经计算矿井通风容易时期负压为1390.85Pa(141.92mmH2O)，通风

163、困难时期负压为 1861.43Pa(189.94mmH2O)。详见表 6-2-1、表 6-2-2。等积孔矿井通风等积孔按下式计算。A=0.38Q/h 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 74式中：A矿井通风等积孔，m2；Q矿井总进风量，m3/s；h矿井通风负压，mmH2O。经计算，矿井通风容易时期等积孔为 1.34m2，通风困难时期等积孔为1.15m2，矿井通风难易程度，容易时期属中等，困难时期属中等。五、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施五、通风设施、防止漏风和降低风阻的措施(一) 矿井通风主要设施1.主要进、回风巷

164、道之间的联络巷中设置双道双向风门或风帘，以避免风流短路，并最大可能地减少漏风。2.沿煤层布置的进、回风巷道，在其立交处设置风桥。3.在独立通风硐室的回风巷道中和进、回风巷道尽头的联络巷中，设置调节风门，以控制通风风量。4.为保证矿井各用风地点，特别是回采，掘进工作面的风量，矿方应配备技术力量强的通风管理人员，在必要的地点增设必要的辅助通风设施，以确保各用风地点的实际需要风量。5.在主要风巷中，要建立相应的测风站，以便正确测定各用风地点的风量。(二) 防止漏风和降低风阻的措施1.回风斜井风硐、风道等地面建筑需压密、严实，安全出口处必须设置二道双向包铁皮的风门，并应经常检修维护，以防漏风。2.各进

165、、回风联络巷中的风门、风帘、调节风门及风桥等通风设施要经常维护，保持完好，经常检查风门的关闭情况。3.尽量减少局部阻力，应尽量采用锚喷支护技术，巷道应尽量平直，尽量避免急转弯，弯道处尽量采用平缓曲线过渡；主要进、回风巷道中不要长期堆放物料和存放矿车。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 75第三节第三节 灾害预防灾害预防一、预防瓦斯和煤尘爆炸措施一、预防瓦斯和煤尘爆炸措施1.预防瓦斯爆炸通风是防止瓦斯积聚的行之有效的方法。矿井通风必须做到有效、稳定和连续不断，使采掘工作面和生产巷道中瓦斯浓度符合煤矿安全规程要求。矿井必

166、须建立完善的瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查制度，所有采掘工作面的瓦斯浓度每班至少应检查 3 次。所有采掘工作面二氧化碳浓度应每班至少检查 2 次。采取有效措施及时处理局部积存的瓦斯，特别是回采工作面上隅角等地点应加强检测与处理。不用的巷道及时封闭。(2) 防止瓦斯引燃：严格控制和加强管理生产中可能引火的热源。(3) 瓦斯安监系统：在采掘工作面以及与其相联接的上下顺槽中设置瓦斯报警仪，监测风流中的瓦斯动态，并将信息及时传送到地面控制室。在主要工作地点设置甲烷断电仪，当瓦斯浓度超限时，及时自动切断电源。此外配备完善的个体检测设备。(4) 防止瓦斯灾害事故扩大：回风斜井口设置防爆门，以防冲击波毁坏

167、风机。(5) 根据煤矿安全规程第 128 条(五)款规定，掘进工作面应采用“三专二闭锁”供电。总之，在建设和生产中要对瓦斯引起足够重视，严格执行煤矿安全规定之规定，严格按照矿井设计进行配置并验收。采取一切必要的预防措施，避免灾害事故的发生。2.预防煤尘爆炸据地鉴定资料，矿井煤尘虽然无爆炸危险，矿井不设置隔爆水棚，但为了 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 76确保矿井的安全生产，改善工作环境，保护工人身体健康，生产过程中必须采取以下措施。(1) 矿井必须建立完善的防尘供水系统(2) 采煤工作面必须采取煤层开采前预注水、

168、喷雾、洒水及其它综合防尘措施。(3) 掘进工作面必须采用湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩(煤)洒水和净化风流等综合防尘措施。(4) 煤仓、输送机和其它煤炭转载地点等地点都必须敷设防尘供水管路，并安设支管和阀门，配备喷雾洒水装置或设置除尘器，并保持喷雾洒水系统的完好性，作业时进行喷雾降尘或用除尘器除尘。(5) 必须及时清除巷道中的浮煤、清扫或冲洗沉积煤尘，应定期对主要下山进行刷浆工作，定期撒布岩粉，以减少巷道中堆积的落尘。(6) 加强通风管理，控制巷道风速，防止煤尘飞扬。(7) 井下所有局扇均按要求设除尘器。(8) 根据煤矿安全规程第 155 条规定的矿井井下的各相关地点必须用水棚

169、或岩粉棚隔开，矿井应每周至少检查 1 次隔爆设施的安装地点、数量、水量或岩粉量及安装质量是否符合要求。(9) 采取有效措施防止引燃，杜绝非生产需要的火源，严格控制生产中可能发生的热源。二、煤层注水设计二、煤层注水设计 (一) 设计依据 为了降低回采工作面煤尘，设计对开采煤层进行采前预注水。矿井现开采9 号煤层，平均厚度为 1.82m，稳定可采。煤层顶板多为石灰岩、少量为泥岩，底板多为泥岩、少量为砂质泥岩、粉砂岩。9 号煤层物理性质和煤岩特征基本相近，皆呈黑色、灰黑色，金属光泽，节理发育，断面平整，细一中条带状结构，块状或层状构造。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 0

170、0 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 77(二) 煤层注水防尘1、注水方式选择根据采区巷道布置和采煤方法，结合 9 号煤层特征，回采工作面煤层注水选用本煤层下行双向长孔注水方式，即在回采工作面胶带顺槽和回风顺槽超前工作面推进度一个月，垂直煤壁打长钻孔的注水方式。2、注水参数的确定根据煤层厚度、节理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力，确定单向钻孔长度为 65m，钻孔角度与煤层角度基本一致，钻机选用ZDY540、7.5kW 钻机，钻孔直径 65mm。钻孔间距 20m。3、封孔方式的选择及封孔长度的确定由于设计采用的注水设备水压较大，为了提高注水效果，设计选用机械驱动式封孔方式

171、，即采用煤旋式封孔器。封孔深度一般通过试验和生产实践确定。封孔深度参照邻近矿井煤层注水的参数，煤壁破碎带按 3m 考虑，封孔长度为 3.5m，矿井投产后可根据生产实际进行调整。4、注水系统的选择注水系统分为静压注水系统和动压注水系统两类，鉴于本矿井煤层注水钻孔较长、注水压力较大，设计选用动压注水系统。注水泵型号为 5D-2/150、12kW，注水泵流量 2m3/h，压力 15MPa。5、注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定(1) 注水压力本矿煤层注水采用动压注水。由于煤层的透水性暂无法测定，设计考虑以实测煤层注水压力为准，届时由注水泵站调整煤层注水压力。(2) 单孔注水量钻孔注水量按下式计

172、算：Q=BLM(W1-W2)K 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 78式中：Q 一个钻孔注水量，m3；B孔间距 20m；L工作面长度， 160m；M煤层厚度，1.82m；煤的容重，1.52t/m3；W1注水后要求达到的水分，取 4%；W2煤层原有水分，1.26%；K考虑围岩吸收水分、水的漏失和注水不均匀系数，取 1.5。则 Q=201601.821.52(4%-1.26%)1.5=363.8m3 (3) 矿井日注水量矿井日注水量按下式计算：Q日=K1G(W1-W2)式中：Q日矿井日注水量，m3；K1注水系数，取 1.

173、5；G矿井计划注水回采工作面日产量，t。则 Q日=1.52800(4%-1.26%)=115m3 (4) 注水流量(或注水速度)与注水时间注水流量与注水压力直接相关，由于注水压力暂无法确定，注水流量也无法计算，建议在矿井投产后取实测值。注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止，注水煤体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”渗水。注水时间通常为 710 天。6、注水设备及仪器煤层注水钻机：ZDY540， 1 台；煤层注水泵：5D-2/150， 1 台； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 79夹布压力胶管(与泵

174、配套)： 20m；冷拔无缝钢管(与泵配套)： 120m；高压钢丝编制胶管(与泵配套)： 100m；等量分流器：DF-3 型， 4 台；弹簧式压力表： 5 个；高压闸阀：J13H-160， 4 个；快速接头：K 型， 20 个；安全阀（单向阀）： 1 个；高压注水水表：DC-4.5/200， 2 个；内螺纹升降止回阀：H41H-160， 1 个；钢制三通：K 型， 5 个；封孔器： YPA-120；5 个；叶轮湿式水表：1 个；便携式快速水分测定仪： WM-A， 1 台；2m3移动储水水箱： 1 辆。7、煤层注水水源 煤层注水水源取自井下消防洒水系统。从回采工作面顺槽给水管网中接水管至注水泵站，

175、将水注入一辆容量为 2m3的移动储水箱中，注水泵从储水箱中吸水加压向煤层注水。三、预防井下火灾的措施三、预防井下火灾的措施1.及时清理可燃物，井下使用的棉纱头、布块、各类油料以及巷道内的废坑木应及时清理出井。雷管、炸药材料的运输和保管严格执行煤矿安全规程的有关规定。2.加强用电管理，井下所有电气设备的选择、安装与使用应严格遵守有关规定，并应正确使用各类安全保护装置，防止电流过负荷而引起火灾。3.机电硐室采用不燃性材料支护，并设置防火门，配备灭火器。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 804.加强生产中的安全管理，井下

176、运输过程中注意防跑车砸坏电缆，生产中应注意冒顶等外力损坏电缆及电气设备。5.井下设置消防材料库，并保证有足够的消防材料。设置完备的洒水系统和消火栓。6.井下机电硐室、井底车场和采掘工作面附近巷道中设置消防材料，供扑灭火灾之用。7.加强职工教育，要使全体职工从思想上高度重视防火的重要性，自觉执行各项有关规定。四、预防井下水灾的措施四、预防井下水灾的措施1.在掘进巷道的过程中，一定要坚持“有疑必探，先探后掘，有水必放(排)”的原则。2.井底设置容量足够的水仓及排水设备；主排水泵房和主变电所通道内设置密闭门。3.对矿井井下存在的隐伏导水、导气等构造、采空区、小窑破坏区应采用先进的探测方法准确探明其位

177、置及特征，留设足够的安全保护煤柱，防止矿井突水事故的发生。上述预防各类灾害措施应予以严格执行，未尽事宜执行煤矿安全规程有关条文规定和国家及地方政府关于煤矿安全生产政策的法律、法规与规定。4、采空区积水对开采 9 号煤层的影响程度矿井为一单斜构造，西北角最低，9 号煤有大范围采空区，在生产过程中要对采空区留设足够的保安煤柱，在生产过程中必须坚持“有疑必探，先探后掘”。五、顶板管理措施五、顶板管理措施1、采掘工作面作业前必须编制作业规程，并报有关部门批准。2、采掘工作面要及时支护。3、加强顶板监测,存在隐患及时处理。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t

178、/ /a a 初初步步设设计计 814、严格执行“敲帮问顶”制度。5、工作面支架必须架设牢固，工作面应及时放顶，严格按照作业规程操作。6、严格按设计密度进行支护，并在来压前加强工作面支护，确保工作面有足够支承能力。六、其他灾害防治措施六、其他灾害防治措施 地面压风站设 AED185 型螺杆地面固定式空压机两台，设在夏匠风井工业广场，不论使用风动工具还是灾害时，均一台工作，一台备用。井下设有消防洒水管路，设有矿井通讯系统，该矿于 2007 年 11 月进行了专门的“三条线”设计和设备管路安装等方面的施工，并通过晋城市煤炭工业局的验收，现有设施均符合采煤机械化改造设计要求。七、矿井安全出口七、矿井

179、安全出口矿井共有主斜井、副斜井、回风斜井三个井筒。其中：副斜井和回风斜井井筒中均设有行人台阶和扶手，均可作为矿井的安全出口。六、自救器及安检仪器配备六、自救器及安检仪器配备1.自救器配备：为了保证矿工的生命安全，预防井下突发性灾害事故的发生，所有下井人员一律配带自救器，以实现自我救护，减轻灾害事故的危害性。2.根据矿井通风安全装备标准 ，矿井配备了完善的安全、安检仪器仪表，根据煤矿安全规程及国家、地方政府关于煤矿安全生产政策的法律、法规与规定，矿井配备了完整的安全监测、监控及相应的安全设备，为矿井安全生产提供保证。未尽事宜，矿方应严格按照煤矿安全规程和国家有关政策、法规执行。八、矿山救护八、矿

180、山救护北岩煤矿位于晋城市北西方向 4km 外的西上庄乡西上庄村，行政区划属晋城市城区西上庄乡管辖，该矿与晋城市军事化救护大队签订了救护协议，距救护大队 15km，均为二级公路，若发生事故，30 分钟内就可到达该矿，开展救护。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 82另外该矿还有一支由 21 人组成的兼职救护队，所有队员全部经过专门培训，持有相应的资格证书，完全能够及时开展现场自救。故能够满足本次设计的需要。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计

181、83第七章第七章 提升、通风、排水及压缩空气设备提升、通风、排水及压缩空气设备第一节第一节 提升设备提升设备该矿设计生产能力为 900kt，主斜井为双钩 8 吨斜井箕斗提升，该提升设备担负全矿井的提煤任务；具体验算过程如下：一、主提升设备一、主提升设备1、设计依据1）矿井年产量：900kt/a；2）工作制度：330d/a，16h/d；3）井筒斜长：380m；4）井筒倾角：18；5）提升方式：8 吨斜井箕斗提升（箕斗自重 5.6 吨） ；2、提升任务小时提升量：提煤 210t/h3、选型计算1）钢丝绳校验a、绳端荷重 Q1： Q1W（sin+f1cos）（8000+5600） （sin18o+0

182、.015cos18o）4397kg 合 43.97kNb、钢丝绳悬垂长度 L=LH+Lj+Lb=7.5+380+18.9+44.2=450.6m式中：LH-井底至装载点运行距离，取 7.5m Lj-井筒斜长 Lb-井口至卸载点距离，取 18.9m 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 84 Lt-天轮轴心至卸载点距离，取 44.2mc、单位绳重 P K Q1：PKQ1Q1/110/m-L（sin+f2cos）4397/（110157）/6.5-450.6（sin18 o +0.2cos18o） 1.81kg/m 式中：安

183、全系数 m=6.5选用 30NAT67+FC1570ZS469310 型国标钢丝绳；钢丝绳直径30mm，钢丝绳公称抗拉强度 1570Mpa，钢丝绳最小破断拉力总和 532kN，单位重量 3.1/m。2）最大静拉力 Fm值和最大静张力差 Fc校验： 最大静拉力FjQ1+PKL（sin+f2cos）43.97+3.1450.6（sin18o+0.2cos18 o）9.8/100049.98kN 最大静张力差Fc= Fj5600（sinf1cos）=4998-1651=3347kg=33.47kN55kN钢丝绳安全系数校验：mf/ Fm 大532/49.9810.646.5满足规程规定。3）提升机的

184、校验：(1).滚筒直径 DD80d=2400mm(2).滚筒上第二层最小缠绳宽度 B =1021mm)3()43(30dDpkDLB =2.53m22pk1DD4d(d0.003)2-=+ 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 85式中： L 提升长度，L=406.4m 绳间间隙，=3mmk-缠绳层数, k=2 1021mm1200mm，钢丝绳在滚筒上缠 2 层，符合煤矿安全规程的要求，滚筒宽度合适。(4).滚筒强度校验钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力 FjFj=49.98 kN 90KNFc= 33.47kN55kN由以

185、上计算可知：滚筒强度满足要求。经校验原有 2JK-2.51.2 型双滚筒提升绞车符合要求。其滚筒直径D=2500mm，滚筒宽度 B=1200mm，最大静张力 Fj=90KN，最大静张力差Fc=55kN，减速机的传动比 i=30。4）确定提升绞车的实际最大提升速度 Vm 提升机现有绞车由 6KV，200kw，转速 730rpm 的电动机驱动，按现有绞车驱动电动机计算的最大提升速度 Vm= 3.14 2.5 7303.18/6060 30Dnm si确定最大提升速度 Vm=3.18m/s， 5）电动机的校验：电动机的计算功率N =147KW maxkF102ccVk功率备用系数，取 1.2 传动效

186、率，取 0.85c4、提升系统 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 86天轮中心高(井架高度)Hj：井口地坪到天轮轴心 18.25m.钢丝绳偏角计算取天轮到滚筒中心的水平距离 Ls=34m。=38.26m220()xjLLsHc式中：滚筒中心高 取 0.7m。,0C钢丝绳外偏角=0.29=01254122xBasarctgL钢丝绳内偏角=1.5=13022xsaarctgL式中：a=90mm，s=2100mm.钢丝绳仰角 ：下出绳仰角=31.05150jXsxHcDBarctgarctgLL符合要求。提升系统计算结果见

187、图 7-1-1。 图图 7-1-1 主斜井双钩提升系统图主斜井双钩提升系统图5、提升系统变位质量 m提升系统各运动部分转换到滚筒边缘的变位质量之和：提 煤：m g= 48607kg 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 876、提升系统运动学采用七阶段速度图，根据提升绞车的参数，V=3.18m/s；提升系统运动学计算结果见（图 7-1-2 提升系统速度图） 。图图 7-1-2 提升系统速度图提升系统速度图7、提升系统动力学计算提升动力学计算结果（图 7-1-3，提升系统力图） 图图 7-1-3 提升系统力图提升系统力图8

188、、电机容量校验.等值力 Fd V(m/s) a (m/s2) 0.3 0.5 0.5 0.3 t(s) v (m/s) 1.0 3.18 1.0 L (m) 1.67 5.83 9.11 361.8 9.11 17.2 1.67 t (s) 3.33 5.83 4.36 113.8 4.36 17.2 3.33 8 157.2s T=（t+） 图 6-1-2 提升系统速度图 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 88=1773106722211221() /3iiiiiiF dtFF FFt等值时间 Td=0.5(2t0

189、+2t01+2t1)+t2+/3=146 s=35600 N2dtddFFT.等值功率 Nd=133kW200kW1000 0.85dmdF VN 电机容量能满足要求。9、提升绞车的供电及控制该矿主斜井提升机房供电电源引自矿井工业场地 35kV/6kV 变电所 6kV 母线段。选用低压变频调速系统，具有绞车所必须的各种电气保护及联锁装置。10、绞车的信号系统主斜井提升信号利用现已安装的提升信号系统。提升信号与提升机控制系统有闭锁关系。11、主斜井提升能力验算年实际提升能力：kt36001109btQACT式中：C=1.2,提升富裕能力：a=1109/9001.231.2（第一水平）满足主斜井第

190、一水平提升能力要求。二、主暗斜井提升设备二、主暗斜井提升设备主暗斜井带式输送机的选型计算如下：1、基本参数：带宽：B=1000mm带速：v=2m/s运量：Q=200t/h 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 89设计机长：L=370m（斜长）倾角：=14H=89.511m2、计算圆周驱动力012(2)URRUBGGSSFcfLg qqqqq HgFF查表得：，；1.31c 0.03f 选用上托辊，轴承；108380Lmm4 205G 下托辊，轴承。1081150Lmm4 205G查表得单个上托辊转动部分质量；04.07

191、3Rqkgn，0003 4.0710.175/1.2RRn qqkg ma查表得单个下托辊转动部分质量；10.561RUqkgn，010.563.52/3RURUn qqkg ma初选输送带为整芯带，带强，查得 qGPVC1000/TSN mm11.4/Bqkg m每米长输送物料的质量，Kg/m； 20028/3.63.6 2GQqKg mVH提升高，m；89.511HmFS1特种主要阻力，N；经计算：FS1498（N）FS2特种附加阻力，N；经计算：FS22160(N)将上述数值带入圆周力计算公式可得：12(2)1.31 0.03 359.001 9.81 (10.1753.522 11.4

192、28)28 89.511 9.81498216036169()RORUBGGSSFucfLg qqqqq HgFFN 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 90 3、传动功率计算传动滚筒轴功率36169 2 100072AUPFVKW 驱动电机功率72850.850.85AMPPKW4、输送带张力计算输送带最小张力校核如下。（1）按输送带允许最大下垂度计算最小张力承载分支 0minmax()8( / )BGa qqgFh a取max0( / )0.01,1.2h aam所以min1.25798FN（11. 4+28）9.

193、 818 0. 01回程分支 minmax3 11.4 9.8141938( / )8 0.01UBa q gFNh a（2）按输送带不打滑条件2min11Feu, m axF36169 1.554254uAFKNu, m axF查表得2.85e2min1293262.85 1FN54254由计算输送机各点张力，在忽略附加阻力情况下，可得点2min29326FN4F张力：420+Fr()BRBFFq HgfLg qq 29362 11.4 89.511 9.8121600.03 359.001 9.81 (10.175 11.4)237915798NN则取，可得稳定运行工况下最大张力22932

194、6FN1max2293263616965495UFFFN胶带安全系数。1max1000 100015.265495TSBnF 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 91根据以上计算，主暗斜井选用 DSJ100/63/290 型带式输送机，参数如下：电动机 ： YB280-M-4 一台 功率 N=290KW；(防爆) 减速器 ： DCY315-25 一台 速比 i=25；液力偶合器：YOXD450 一台；制动器： 电磁阀制动 一台；(防爆)胶带 ：PVC 整芯带，带强 St=1000N/mm，阻燃抗静电；自控液压拉紧装置:

195、 小车配重式配备保护装置一套。通过以上对该矿井井下六部带式输送机相关主要参数进行校核验算，现已安装使用的六部带式输送机及配用电动机功率均能满足本次设计要求，故本次设计井下主要运输大巷和井筒皮带机仍选用该矿井现有设备型号及配用电机功率，并将必须的保护装置配置齐全，满足安全生产的要求。三、副提升设备三、副提升设备（一）3 号副斜井设备校验该矿设计生产能力为 900kt，副斜井为单钩串车提升，井筒斜长 Lj=288m,井筒倾角 =20；井上下为平车场；该提升设备担负全矿井的提矸以及下放设备、材料等辅助性提升任务；经验算，提矸采用 MG1.1-6A 型 1t 固定式矿车，矿车容积 V=1.1m3，矿车

196、自重 Qk=630kg，每钩提 3 辆矸车；运送材料选用 MC1-6A型材料车，自重 Qc=494 kg；运送一般设备选用 MPC1-6A 平板车，自重Qp1=464 kg，一般设备、材料由 1 辆 1t 平板车、材料车组列；运送最大件采用10 吨重型平板车，Q p=1000 kg，每钩提 1 辆；具体验算过程如下：1、设计依据最大班提升量：矸石：20 车班 材料、设备：10 车班 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 92 保健饭：1 次班炸药：1 次班雷管：1 次班其它：5 次班 最重件（变压器）：7.5 t（含平板

197、车重）2、选择计算（1） 、钢丝绳的选择计算和安全系数验算绳端荷重提升最大件时：最大件 7.5t（含承载车重）：Q1W（sin+f1cos）7500（sin20o+0.015cos20o）2671kg26.71kN3 辆矸车：Q23（1800+600） （sin+f1cos）7200（sin20 o +0.015cos20 o）2564kgf25.64kN 钢丝绳单位绳重 P K以下按提升最大件计算。提物：PKQ1Q1/110/m-L（sin+f2cos）2671/（110167）/6.5-332（sin20 o +0.2cos20 o） 1.01kg/m式中：m 为安全系数（提物：6.5）

198、，L 为绳长。选用：18ANT67NF1670ZS180114 型国标钢丝绳。钢丝绳直径 18mm，钢丝绳公称抗拉强度 1670Mpa，钢丝绳最小破断拉力总和 204kN，单位重量 1.14/m。最大静拉力：Fm 大Q1+PKL（sin+f2cos） 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 9326.71+1.14332（sin20 o +0.2cos20 o）9.81/100028.52kN安全系数验算提升矸石时钢丝绳的安全系数 m矸7.426.5提升最大件时钢丝绳的安全系数 m重7.156.5满足规程规定。（2）提升绞

199、车校验滚筒直径 Dg80d1440mm；钢丝绳在滚筒上最大静张力及差Fj 重Fc 重=Q1+PKL（sin+f2cos）28.52 kN45kN滚筒上第二层最小缠绳宽度 B =738mm)3()43(30dDpkDLB =1.62m22pk1DD4d(d0.003)2-=+式中： L 提升长度，L=288m 绳间间隙，=3mmk-缠绳层数, k=2 738mm1200mm，钢丝绳在滚筒上缠 2 层，符合煤矿安全规程的要求，滚筒宽度合适。经校验现有 JTP-1.6/1.2 型单滚筒提升绞车符合要求。其滚筒直径D=1600mm，滚筒宽度 B=1200mm，最大静张力 Fj=45KN，最大静张力差F

200、c=45kN，减速机的传动比 i=24,标准提升速度 vm=2.5m/s。（3）电动机校验根据张力差法，计算电动机的功率 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 94升降最大件时N重=98.7KWmaxkF102ccV重k功率备用系数，取 1.2传动效率，取 0.85c矿方现有 YVF315L2-8 型电动机，电压 380V，功率 110kW，同步转速730r/min,满足要求3、提升系统井口到井架的距离为 42m.井架高度 Hj=3。验算摘钩点处钢丝绳的牵引角=9.87符合要求钢丝绳偏角计算取天轮到滚筒中心的水平距离 L

201、s=34m。=34.07m220()xjLLsHc式中：滚筒中心高 取 0.7m。,0C钢丝绳外偏角=1.01=1612xBarctgL符合要求。提升系统计算结果见图 7-1-4。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 95 副斜井单钩提升系统图副斜井单钩提升系统图 图图 7-1-44、提升系统变位质量 m提升系统各运动部分转换到滚筒边缘的变位质量之和：提 矸：m g= 28624kg提最大件：m z=29541kg提材料：m c=23024kg5、提升系统运动学采用七阶段速度图，根据提升绞车的参数，V=2.5m/s；提

202、升系统运动学计算结果见（图 7-1-5 提升系统速度图） 。图图 7-1-5 提升系统速度图提升系统速度图表表 7-1-1 最大班作业时间平衡表最大班作业时间平衡表 作业名称单位数量每次数量每班次数每次时间（S）每班时间（min）备 注提矸车203737844.1材料设备车1011040868保健饭次14086.8雷管、炸药次各 1115038.3其它次537831.5 V(m/s) a (m/s2) 0.3 0.5 0.5 0.3 t(s) v (m/s) 1.0 2.5 1.0 L (m) 1.67 20.3 5.25 277.5 5.25 20.3 1.67 t (s) 3.3 20.3

203、 3 111 3 20.3 3.3 25 164.2s T=（t+） 图 6-1-5 提升系统速度图 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 96合计188.73.15h6h6、提升系统动力学计算提矸时：提升动力学计算结果（图 7-1-6，提升系统力图） 图图 7-1-6 提升系统力图提升系统力图7、电机容量校验.等值力 Fd=888106722211221() /3iiiiiiF dtFF FFt等值时间 Td=0.5(2t0+2t01+2t1)+t2+/3=146 s=24660 N2dtddFFT.等值功率 Nd=7

204、2.5kW110kW1000 0.85dmdF VN 现有电机容量满足要求。8、提升绞车的供电及控制该矿副斜井提升机房供电电源引自矿井工业场地 10kV/6kV/0.4kV 变电所0.4kV 母线段。选用现有低压变频调速系统，具有绞车所必须的各种电气保护及联锁装置。9、绞车的信号系统 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 97副斜井辅助提升信号选用数字编码式提升信号系统。可对提物、慢提、慢放加以区别，并记忆提升次数。提升信号与提升机控制系统有闭锁关系。10、架空乘人装置保护系统副斜井内安装有单独的架空乘人装置（即猴车）

205、，并选用架空乘人器综合保护装置一套，以 PLC 为核心配以人机界面，对运行状况实时监控，具有速度显示、掉绳、断绳保护、越位保护、过速保护等功能。能够满足机械化改造后人员升降要求。（二）9 号暗斜井设备校验：井筒斜长：220m； 井筒倾角：18；最大件重 6.5t；1、钢丝绳校验a、升降最大件（最大件重 7.5t 含承载车重）时的绳端荷重 Q1： Q1W（sin+f1cos）7500（sin18o+0.015cos18o）2425kg 合 24.74kNb、钢丝绳悬垂长度 L= 340mc、升降最大件（最大件重 7.5t 含承载车重）时的单位绳重 P K Q1：PKQ1Q1/110/m-L（si

206、n+f2cos）2425/（110157）/6.5-340（sin18 o +0.2cos18o） 0.98kg/m 式中：m=6.5， 选用：20ANT67NF1670ZS222140 型国标钢丝绳。钢丝绳直径 20mm，钢丝绳公称抗拉强度 1670Mpa，钢丝绳最小破断拉力总和 252kN，单位重量 1.4/m。2、最大静拉力 Fm值校验： 升降最大件（最大件重 7.5t 含承载车重）时的最大静拉力 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 98Fm 最大件Q1+PKL（sin+f2cos）24.74+1.4340（si

207、n18o+0.2cos18 o）9.8/100029.05kN钢丝绳安全系数校验：提最大件时：m大f/ Fm 大252/29.058.676.5满足规程规定。3、提升机的校验：(1).滚筒直径 DD60d=1200mm(2).滚筒上第三层最小缠绳宽度 B =673mm)3()43(30dDpkDLB =1.22m22pk1DD4d(d0.003)2-=+式中： L 提升长度，L=280m 绳间间隙，=3mmk-缠绳层数, k=3673mm1000mm，钢丝绳在滚筒上缠 3 层，符合煤矿安全规程的要求，经校验现有 JTY1.2/1.0B 型单滚筒防爆液压绞车符合要求。其滚筒直径D=1200mm，

208、滚筒宽度 B=1000mm，最大静张力 Fj=30KN，最大静张力差Fc=30kN，减速机的传动比 i=20，提升速度 vm=2. 5m/s。(3)滚筒强度校验钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力 Fj提最大件：Fj=29.05 kN 30kg由以上计算可知：滚筒强度满足要求。4、电动机的校验：N=2905 2.589102102 0.8jmjF vkw 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 99故原有绞车电机，660V，90kw，异步转速 980r/min，符合要求。第二节第二节 通风设备通风设备一、设计依据一、设计依据矿井

209、所需风量 Qk=34m3/s容易时期：矿井所需最大负压 hr=1390.85Pa困难时期：矿井所需最大负压 hk=1861.43Pa二、设备选型二、设备选型1）确定通风机风量及负压考虑通风设备漏风损失；风硐、风道及通风设备的局部阻力损失，通风机风量及负压为:风量 Q=1.0534=35.7m3/s容易时期：负压 Hmax=1390.85+150=1540.85Pa 困难时期：负压 Hmax=1861.43+150=2011.43Pa 2）通风机选择根据以上通风参数，矿方现有二台 FBCDZ6N018 型对旋轴流通风机满足矿井通风需要，风量范围 40.289.4m3/s，风压范围 8883354

210、Pa， n=980r/min。一台工作，一台备用。校验如下：3）确定通风机运转工况点容易时期：最大网路阻力系数： Rmax=0.79max2HQ风机网路特性曲线方程：Hmax=RmaxQ2=0.79Q2网路特性曲线见图 7-2-1，最大负压时工况点如下： 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 100最大负压时 M1：Q1=52m3/s，H1=2142.3Pa，1=82%， 叶片安装角度-6；困难时期：最大网路阻力系数： Rmax=1.03max2HQ风机网路特性曲线方程：Hmax=RmaxQ2=1.03Q2网路特性曲线见

211、图 7-2-1，最大负压时工况点如下：最大负压时 M：Q=53.5m3/s，H=2960.3Pa，1=82%， 叶片安装角度 0；4）电机功率容易时期：N=152.49kW1.1 52 2142.31000 0.98 0.82困难时期：N=216.79kW1.1 53.5 2960.31000 0.98 0.82现有风机配套驱动电机为 YBF2315L2-6 隔爆型交流鼠笼式异步电动机，2132kW、380V、980r/min，满足要求。三、反风方式及消音三、反风方式及消音该通风机通过电动机直接反转反风。能够保证在 10min 内改变巷道内的风流方向，并且反风量不小于正常供风量的 40%。风机

212、扩散塔内装有消音装置，以降低噪音对环境的污染。四、配电四、配电风井工业场地设 6/0.4kV 变电所，两回 380V 供电电源引自风井工业场地6/0.4kV 变电所不同母线段。一回工作，一回备用。主通风机电控系统为变频调速系统，具备工频-低频启动、工频-低频闭锁、工频-低频转换，低频故障转换、自动倒机、反风等功能，节能效果显著。故所以现有主通风机能够满足本设计要求。选用一套微机在线监测装置，风机运行中能准确地反应和记录风机运行曲 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 101线、风量、风速、轴承和定子温度、风压、电流、电压

213、等参数，并能记录存档和故障报警，确保风机安全可靠运行。FBCDZ-6-NO18风机特性曲线图7-2-1n=980r/minN(Kw)N(Kw)N(Kw)N(Kw)050100150200250前期HmaxM1后期HmaxM230060090012001500180021002400270030003300-9-6-30+3+630405060708090100110/sQ(m )3Pst(Pa)Pst(Pa)Pst(Pa)Pst(Pa)Pst(Pa)Pst(Pa)Pst(Pa)Pst(Pa)65707575708580-9-6-30+3+6第三节第三节 排水设备排水设备 山山西西兰兰花花集集团

214、团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 102矿井副斜井井底车场设 3 号煤井底主排水泵房，副暗斜井井底车场设 9 号煤井底主排水泵房，3 号煤矿井涌水沿副斜井井筒敷设的排水管路排至工业场地井下水处理站。9 号煤矿井涌水采用两种工作方式即经副暗斜井井筒及钻孔敷设的排水管路排至工业场地井下水处理站水池或将 9 号煤矿井涌水经副暗斜井井筒敷设的排水管路排至 3 号煤井底主副水仓，再经 3 号煤井底主排水泵房排水设备排至地面工业场地，9 号煤井底主排水泵房至 3 号煤井底水仓排水垂高52m。矿井 9 号煤采区生产期正常涌水量 QK=100m3/h，最

215、大涌水量Qkmax=150m3/h，排水垂高 134m；矿井 3 号煤生产区：正常涌水量Q1200m3/h，最大涌水量 Q1max300m3/h，排水垂高 82m。9 号煤井底主排水泵房根据矿井的开拓开采，矿井排水可采取分级排水方案或直接排水方案。分级排水部分：9 号煤水平生产期涌水，首先排至 3 号煤水平水仓，汇合 3号煤层水平生产期涌水，再排至地面工业场地井下水处理站水池。直接排水部分：9 号煤水平、3 号煤水平生产期涌水均由各自排水泵直接排至地面工业场地井下水处理站水池。9 号煤井底主排水泵房主排水设备利用现已安装 MD280434 矿用耐磨离心水泵两台、D280432 矿用离心水泵一台

216、、D155304 矿用离心水泵一台，分别配 YB 型，660V，200kw 电动机、YB 型，660V，110kw 电动机、YB型，660V，110kw 电动机驱动。沿暗副斜井敷设 2196 排水管三趟，其中两趟经钻孔直接敷设至地面井下水处理站，一趟敷设至 3 号煤层主水仓。满足 9号煤生产区正常涌水和最大涌水时排水需要。直接排水采用 MD280-434 水泵，水泵运行工况点参数见图 731。初期：QM1292.3m3/h，HM1166.71m，M176，电动机计算功率NM1183.35kw。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步

217、步设设计计 103后期（管路积垢后）：QM2258.3m3/h，HM2175.03m，M275，电动机计算功率 NM2172.37kw。矿井正常及最大涌水时，MD280-434 两台水泵，一台工作，一台备用，D280-432 一台，D155-304 一台备用或检修；三趟排水管路，一趟工作，两趟备用。9 号煤生产期正常涌水排水时间：初期 8.21h，后期 9.292h。9 号煤生产期最大涌水排水时间：初期 12.32h，后期 13.94h。主排水泵驱动电动机 660V 供电电源，由毗邻的 9 号层水平主变电所直配，配电设备设在变电所内，水泵房设紧急停止按钮和联系信号装置。二、二、3 号煤层主排水

218、号煤层主排水3 号煤采区设排水泵房，3 号煤层涌水经敷设于副斜井井筒中排水管路排至地面工业场地井下水处理站水池。主排水设备利用现已安装 D280-433 矿用离心水泵四台，配 YB 型，660V，160KW 电动机驱动，沿副斜井敷设 2196 排水管 4 趟，采用单泵单管排水，满足 3 号煤生产区正常涌水和最大涌水时排水需要。水泵运行工况点参数见图 7-3-2。初期：QM1303.2m3/h，HM1121.54m，M176，电动机计算功率NM1148.55kw。后期（管路积垢后）：QM2262.5m3/h，HM2129.63m，M275，电动机计算功率 NM2139.01kw。矿井正常涌水时，

219、四台水泵，一台工作，两台备用，一台检修；四趟排水管路，一趟工作，三趟备用。排水时间：初期 15.83h，后期 18.29h。矿井最大涌水时，四台水泵，两台工作，两台备用；四趟排水管路，两趟工作，两趟备用。排水时间：初期 11.87h，后期 13.714h。若 9 号煤生产水平涌水经副暗斜井井筒排至 3 号煤生产水平水仓，正常涌水时，四台水泵，两台工作，一台备用，一台检修；四趟排水管路，两趟工作， 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 104两趟备用。排水时间：初期 11.87h，后期 13.72h；最大涌水时，四台水泵，

220、三台工作，一台备用；四趟排水管路，三趟工作，一趟备用。排水时间：初期11.87h，后期 13.72h。主排水泵驱动电动机 660V 供电，由毗邻的 3 号煤水平变电所直配，配电设备设在变电所内，水泵房设紧急停止按钮和联系信号装置。这样，该矿井现有的排水设备、设施和管路等均能够满足本设计要求。故所以仍采用原有排水系统的设备设施以及管路承担矿井的排水任务。第四节第四节 压气设备压气设备一一.设计依据设计依据1)风动工具用气类 别用气地点工 作台 数每台耗气(m3/min)总耗气量(m3/min)压力(MPa)气腿式凿岩机 YT-24顺槽掘进头12.930.5风煤钻 MQS顺槽掘进头2360.42)

221、需氧人数最大班下井人数为 62 人，紧急救援按两个班交接班人数计算。二设备选型二设备选型1)按风动工具需气量Q1=12miqik=8.86m3/mim式中：1管道漏风系数，1.22由于风动工具的磨损耗气量增加系数，1.15海拔高度修正系数，1.07mi同型号风动工具，同时使用台数qi每台风动工具的耗气量，m3/mim 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 105k同型号风动工具，同时使用系数2)按供氧人数需气量Q2=1n0.1=1.21.07(262 人)0.1 m3/人=15.9m3式中：1管道漏风系数，1.2n压风供

222、氧人数海拔高度修正系数，1.073)、空压机出口压力计算根据压风自救装置系统，压气源需用压力为 0.30.7MPa，设计取 0.4MPa计算：P=Pp+Pi+0.1=0.4+0.032+0.10.56MPa式中：Pp自救装置需用压力取 0.4MPa； Pi井下管路总压力损失按 0.03 MPa/km 计算；井田管路最远点管长按 2000m 计算。根据压缩机供气量和出口压力，本矿原有 2 台 AED185 型螺杆式地面固定式空气压缩机满足要求。配用电机功率 185kW，电压 380V。其中 1 台使用,1 台备用。每台空气压缩机供气量：31 m3/min、供气压力：0.8MPa。三、压气管路内径

223、验算三、压气管路内径验算1、干管管径计算：一台工作时，Q31m3/min，p8.5105N/m2，105N/m2；p 220550.148551861818618 2.86 287 346 2000 (12 31 60)107.89(12 31 60)8.5 1010RTl Gdmmpp式中：L敷设至井田最远处干管管路计算长度，2000m。 G通过该管段的空气重量流量 N/h，60QG 空气比重，12N/m3； Q通过该管段的空气体积流量，m3/min； R空气常数，R287Nm/kgK； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设

224、设计计 106 P管内平均绝对压力，P=8.5105Pa； T管内平均绝对温度，一般为 T346K； 自压缩机至工作面金属管道末端的压力损失；p 摩擦系数，； 148. 086. 2G 根据计算，地面空压机房副斜井北总回风巷的干管选取矿方原有标准管径为 1334.0 的无缝钢管，满足空压机工作供气要求。干管压力损失计算： 0.0149MPa 85. 15/1210Qdlpi式中：某管段当量长度，m；iL1.15iiLL某管段的实际长度，m；iL 通过某管段的供气量，m3/min；iQ 某管段的标准内径，m。id2、支管管径计算：八盘区运输巷和回风巷支管按最大班供氧人数选取。 220550.14

225、8551861818618 2.86 287 346 1000 (12 15.9 60)72.8(12 15.9 60)8.49 1010RTl Gdmmpp支管压力损失计算： 0.059MPa 85. 15/1210Qdlpi八盘区运输巷和回风巷支管选取矿方原有标准管径为 894.5 的无缝钢管，满足供气要求。掘进和回采工作面支管选取按计算最大管径选取，掘进按急救呼吸需要计算风量，回采按回采工作面人数计算风量。 220550.148551861818618 2.86 287 346 700 (12 0.3 20 60)47.32(12 0.3 20 60)8.43 1010RTl Gdmmp

226、p式中：L支管管路计算长度，700m Q急救风量，按 20 人计算 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 107 P主管末端内平均绝对压力，8.43105N/m2， 自压缩机至工作面金属管道末端的压力损失，105N/m2；pp该矿井下采、掘工作面各个地方每班施工人员数在 1530 人，为了节省资源，方便回收后再利用，统一按 20 人设计选管。因此，行人巷、掘进和回采工作面的支管都选取矿方原有标准管径为 603.5 的无缝钢管。随着掘进铺设管路，随着回采回收管路。支管压力损失计算： 0.028MPa 85. 15/1210

227、Qdlpi式中：某管段当量长度，m；iL1.15iiLL某管段的实际长度，m；iL 通过某管段的供气量，m3/min；iQ 某管段的标准内径，m。id0.8-0.028-0.059-0.0149=0.7MPa0.4MPa,满足风动工具工作要求。井上下压风管路系统图详见：C1239-217-01 附图。四、空压机房供电四、空压机房供电 空气压缩机房内两台空压机 380V 供电电源引自风机场地 6/0.4kV 变电所不同母线段。故所以，本设计仍采用矿井原有的压风设备设施和管路。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 108第

228、八章第八章 地面生产系统地面生产系统第一节第一节 煤质及其用途煤质及其用途一、煤质资料一、煤质资料1、煤的物理性质3、9、15 号煤层物理性质和煤岩特征基本相近，皆呈黑色、灰黑色，金属光泽，节理发育，断面平整，细一中条带状结构，块状或层状构造。煤层中夹有层状或透镜状的黄铁矿，尤以 15 号煤为甚。本区煤的硬度 2 度左右。宏观煤岩类型，以半光亮型煤为主，少量光亮型和暗淡型煤，煤岩组份以亮煤、镜煤居多，少量暗煤。2、化学性质13 号煤层水分（Mad） 原煤 0.662.26%，平均 1.26%， 浮煤 1.101.74%，平均 1.36%；灰分（Ad） 原煤 9.4423.83，平均 14.65

229、%，浮煤 4.045.60，平均 4.73；挥发分（Vdaf）原煤 4.928.44，平均 6.36%，浮煤 4.866.31，平均 5.51；全硫（St.d） 原煤 0.260.67，平均 0.47， 浮煤 0. 430.49，平均 0.46；磷（Pd） 原煤 0.048；元素分析：碳（Cdaf） 原煤 91.3693.77，平均 92.863，浮煤 93.6693.90，平均 93.76%； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 109氢（Hdaf） 原煤 2.683.48，平均 2.94，浮煤 2.933.13，平

230、均 3.02%；氧（Odaf） 原煤 1.874.00，平均 2.64，浮煤 1.481.99，平均 1.71%； 氮（Ndaf） 原煤 1.041.43，平均 1.23，浮煤 0.921.06，平均 0.99%；视密度（ARD）1.451.51，平均 1.48（g/cm3） ；真密度（TRD）1.541.64，平均 1.59（g/cm3） ；发热量（Qgr.d）34.5235.58MJ/kg，平均 35.12MJ/kg。3 号煤层煤灰成分分析：二氧化硅（SiO2）39.7449.83%，平均 45.42%；三氧化二铁（Fe2O3）3.655.55%，平均 4.36%；三氧化二铝（Al2O3）

231、35.8538.57%，平均 37.33%；氧化钙（CaO）3.8411.17%，平均 6.31%；氧化镁（MgO）0.531.13%，平均 1.04%；三氧化硫（SO3）0.454.90%，平均 2.69%；煤灰成份以硅、铝、钙为主，以铁、镁次之。煤的灰熔融性（T2）13141500，为高熔灰分难熔灰分煤。29 号煤层水分（Mad） 原煤 0.402.31%，平均 1.09%， 浮煤 1.813.10%，平均 2.46%；灰分（Ad） 原煤 11.9632.86，平均 18.70%，浮煤 4.314.97，平均 4.64%；挥发分（Vdaf） 原煤 5.6612.19，平均 7.80， 浮煤

232、 5.216.23，平均 5.72%； 全硫（St.d） 原煤 1.172.36，平均 1.51， 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 110 浮煤 0.71；磷（Pd） 原煤 0.005；元素分析：碳（Cdaf） 原煤 86.8290.70，平均 88.76；浮煤 93.5694.04，平均 93.80%；氢（Hdaf） 原煤 3.053.67，平均 3.36；浮煤 2.862.93，平均 2.90%；氧（Odaf） 原煤 2.01；浮煤 1.441.94，平均 1.69%；氮（Ndaf） 原煤 0.931.20，平

233、均 1.07；浮煤 0.921.03，平均 0.98%；视密度（ARD） 1.471.52，平均 1.49（g/cm3） ；真密度（TRD） 1.601.75，平均 1.70（g/cm3） ；发热量（Qgr.d）34.1535.91MJ/kg，平均 34.83MJ/kg。本井田内 9 号煤层原煤灰分 11.9632.86，平均 18.70%；硫分1.172.36，平均 1.51，灰分全井田整体趋势为西北高东南低，全硫为沿夏匠郜匠向斜轴部硫分偏高，尤其位于井田西北部的 CK201 号钻孔，因当时采样有问题，9 号、15 号煤的灰分、硫分非常高，在北崖煤矿精查补充勘探中以特殊点对待，因此本次工作也

234、未将此点的煤质资料汇入总煤质汇总表中。9 号煤层煤灰成分分析：二氧化硅（SiO2）37.3049.26%，平均 44.23%；三氧化二铁（Fe2O3）8.2721.57%，平均 13.09%；三氧化二铝（Al2O3）26.9336.00%，平均 32.26%；氧化钙（CaO）1.596.94%，平均 4.87%；氧化镁（MgO）0.021.29%，平均 0.66%；三氧化硫（SO3）0.995.87%，平均 3.35%；煤灰成分以硅、铝、钙为主，以铁、镁次之。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1119 号煤层灰熔融

235、性（T2）13501500，为高熔灰分难熔灰分煤。另在开采 9 号煤层的过程中，进行过采样化验，其结果如下：水分（Mad） 原煤 4.26%；灰分（Ad） 原煤 25.30%；挥发分（Vdaf） 原煤 8.10；全硫（St.d） 原煤 1. 63； 焦渣特征 ：1；真密度（TRD）1.60；315 号煤层水分（Mad） 原煤 0.362.47%，平均 1.05%， 浮煤 0.991.13%，平均 1.06%；灰分（Ad） 原煤 13.0939.96，平均 23.57%，浮煤 3.154.01，平均 3.58%；挥发分（Vdaf）原煤 5.5613.29，平均 9.01，浮煤 4.204.36，

236、平均 4.28%；全硫（St.d） 原煤 1.824.03，平均 2.90， 浮煤 1.56；元素分析：碳（Cdaf） 原煤 87.7090.20，平均 88.95，浮煤 92.9193.83，平均 93.37%；氢（Hdaf） 原煤 2.742.93，平均 2.84，浮煤 2.692.96，平均 2.83%；氧（Odaf） 原煤 3.21，浮煤 1.081.24，平均 1.16%；氮（Ndaf） 原煤 0.820.91，平均 0.87，浮煤 0.620.67，平均 0.65%； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1

237、12视密度（ARD）1.501.53，平均 1.52（g/cm3） ；真密度（TRD）1.631.67，平均 1.65（g/cm3） ；发热量（Qgr.d）33.4935.39MJ/kg，平均 34.39MJ/kg。从以上资料分析可知：煤层原煤灰分变化较大，从全井田趋势来看为北部偏高，南部偏低，但洗选后明显下降。15 号煤层全硫较高，尤其沿夏匠郜匠向斜轴部偏高，但洗洗后下降亦非常明显。15 号煤层煤灰成分分析：二氧化硅（SiO2）39.2643.20%，平均 41.22%；三氧化二铁（Fe2O3）10.0215.01%，平均 12.08%；三氧化二铝（Al2O3）25.9441.98%，平均

238、36.12%；氧化钙（CaO）1.988.93%，平均 5.02%；氧化镁（MgO）0.261.88%，平均 0.83%；三氧化硫（SO3）0.868.51%，平均 4.08%；煤灰成份主要为硅、铝、钙，次之为铁、镁。煤的灰熔融性（T2）13401500，为高熔灰分难熔灰分煤。3、煤质评价综合上述，依据煤炭质量分级GB/T152242004 标准，3 号煤层为特低灰中灰，特低硫、特高热值之无烟煤。 9 号煤层为低灰高灰、低硫中高硫、特高热值之无烟煤。15 号煤层为低灰高灰、中硫中高硫、特高热值之无烟煤。4、煤的用途1山西组 3 号煤层厚度大且稳定，挥发份低，粘结性为 1，发热量高，是优质之无烟

239、煤，可考虑通过制造煤气的方法作为合成石油或人造化学肥料的原料，或作为制造电石及发生炉煤气的原料等用。2太原组煤层亦具 3 号煤之优点，唯全硫含量较高，在未脱硫之前只能作为民用、动力用煤，脱硫后亦可考虑用于制造人工合成石油及化肥等。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 113第二节第二节 煤的加工煤的加工区内各可采煤层一般不含夹矸或局部含 14 层夹矸，井下矸石不出井。根据市场和用户要求，原煤进行筛分破碎分级，分级粒度为150mm，8015mm，+80mm 进行人工拣矸。产品为 150mm 和 8015mm两个品种。第三

240、节第三节 生产系统生产系统一、主井生产系统一、主井生产系统1、生产系统设备选型原则本矿井井型为，工作制度为天/年，每天小时。设备的小时能900/kt a33016力，取 。9000001.15200 /330 16Qt h250 /Qt h2、主井生产系统主斜井井底设煤仓，煤仓下设有给煤机。井下原煤经给煤机和箕斗车提升至主井原煤仓后，由主井原煤仓下的给煤机放货给带宽 B=1200mm 的带式输送机运至筛分间，经固定筛后，筛上物+80mm 块煤经带宽 B=1200mm 的手选带式输送机人工拣矸后，再由破碎机破碎，破碎后由九号给煤机放货给带宽B=1000mm 的八号带式输送机，-80mm 的产品煤

241、由带宽 B=1000mm 的输煤带式输送机同样通过九号给煤机放货给八号带式输送机，八号带式输送机部分煤卸到落地煤场存放，之后通过返煤带式输送机返送到八号带式输送机上，另一部分转载至带宽 B=800mm 的上仓带式输送机上，上仓带式输送机上的产品煤通过振动筛，等厚筛，破碎机分级成 150mm，8015mm 的块煤，其中 150mm的块煤由粉煤带式输送机运送至煤场储存，8015mm 的块煤放在混块仓内。售煤时，各级产品煤电子汽车衡计量，火车外运销售。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 114二、副井生产系统二、副井生产系

242、统副斜井井筒倾角 20，人员的升降采用单独安装的架空乘人装置（即猴车）完成。矿井的设备、材料的升降由单钩绞车实现。三、矸石系统三、矸石系统由煤层特征可知，原煤矸石含量甚微，筛分间手选带只对特大块矸石和杂物进行检查性手选。人工拣出的矸石由汽车外排至矸石堆排放场地。手选矸石量大约为 6kt/a。临时排矸场地位于矿井工业场地西北侧，距工业场地直线距离约 1200m，占地面积 5000m2。矸石排放后，分层压实，填土造田、绿化，达到环保要求。第四节第四节 辅助设施辅助设施1、机修车间矿井机修车间担负矿井机电设备的日常维修和维护任务。机电设备的大、中修均依靠社会协作完成。车间配备主要设备有：金属切削机床

243、 6 台，远红外干燥室 1 座，电焊机 5台，3t 电动单梁桥式起重机 1 台。利用原有库房2、坑木加工房坑木加工房担负矿井坑木和型材的加工改制任务。配备有木工圆锯机 1 台，万能刃磨机 1 台。利用原有库房故本设计的地面辅助设施仍利用原有库房和设备设施等，并能够满足使用要求。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 115第九章第九章 电电 气气第一节第一节 供电电源供电电源北岩煤矿电源已有一回路 LGJ-95，35kV，8.5km 专用架空线引自椿树头110kV 变电站 363 开关馈出。另一回 LGJ-70 10kV

244、 引自距矿井工业场地约2.4km 处的北环 10kV 开闭所 10kV 馈出，线路压降 6.6，压降偏大，线路载流量偏大，不经济，但可以继续使用。根据北岩煤矿 600Kt/a 生产能力估算的负荷和矿方要求，本次初设北岩煤矿矿井双回供电电源设计。一回 LGJ-95 35kV 8.5km 专用架空线路利用已有，线路压降 1.67。矿井供电电源需矿方与当地电力部门签订正式供电协议，以确保矿井供电安全可靠。矿井供电电源地理位置接线示意图见图 9-1-1。椿树头 35kv 变电所 LGJ-95 35kV 8.5km 北岩煤矿 35/10kV 变电所 LGJ-70 10kV 2.4km 北环 10kv 开

245、闭所 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 116矿井供电电源地理位置接线示意图见图矿井供电电源地理位置接线示意图见图 9 91 11 1第二节第二节 电力负荷电力负荷 矿井用电设备总台数 150 台矿井用电设备工作台数 143 台矿井用电设备总容量 7590kW矿井用电设备工作容量 6076kW矿井最大计算有功功率 3959kW 矿井最大计算无功功率 3457kVar6kV 母线自然功率因数 0.756kV 侧无功功率补偿 1500kVar补偿后 6KV 侧功率因数 0.9补偿后 6KV 侧无功功率 1957kVar

246、全矿井年耗电量 13010kkWh全矿井年吨煤电耗 21.6kWh矿井电力负荷统计表见附表 9-2-1。矿井主变压器选择表见附表 9-2-2。第三节第三节 送变电送变电一、矿井供电系统技术特征一、矿井供电系统技术特征北岩煤矿电源双回路，一回 LGJ-95 35kV 专用架空线路引自距矿井工业场地约 8.5km 处的椿树头 110kV 变电站 35kV 馈出，线路压降 1.67，另一回LGJ-70 10kV 线路已有。两回电源线路，一回工作，一回热备用，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷，矿井的两回电源线路 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00

247、 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 117上都不得分接任何负荷。二、送电线路技术特征二、送电线路技术特征矿井两回电源线路，地处气象条件属山西级气象区，年平均气温 11，最高气温 37（7 月份） ，最低气温为零下 20.3（1 月份） ，年平均风速1.8m/s。最大风速 17.7m/s。设计选择钢芯铝绞线架空敷设，导线截面的确定，按矿井最大计算用电负荷，In=79.9A，根据矿井年最大3cosNPU43593 35 0.9负荷利用时间在 3000-5000 小时，选取线路的经济电流密度为 1.15A/ mm2， S=70 mm2经计算：S 选取椿树头 110kV 变电站 35kV

248、母线段至矿井工业场地79.91.1535kV 变电所 35kV 架空导线为 LGJ-95，线路长 8.5km，线路压降 1.67。北环10kV 开闭所 10kV 母线段至矿井工业场地 35kV 变电所 10kV 架空导线利用已有LGJ-70，线路长 2.4km。 35kV 进线全线架设避雷线.三、矿井地面变电所三、矿井地面变电所地面工业广场 35/6/0.4kV 变电所利用已有。地面 35kV 变电所采用电压等级35kV 、6kV、0.4kV，其中 6kV、0.4kV 母线均为单母线分段。所内布置屋内35kV、6kV 高压配电室和 0.4kV 低压配电室，补偿电容器室，两台主电力变压器考虑到本

249、矿配套选煤厂等负荷选用容量不小于 5000 kVA，室外布置，结合本矿实际，矿 35kV 已有两台电力变压器 SZ9250035，356kV，2500kVA 可继续并联使用，矿 10kV 已有两台电力变压器SJ100010，106kV，1000kVA 并联使用已经不能满足矿井安全生产要求，需要增加变压器容量，为继续利用原有设备，减少投资，可增加一台SZ9250010，106kV，2500kVA 变压器和相关设备并联使用。工业场地 35kV 变电所以 6kV 双回路向主斜井提升机、风机房、井下 3#中央变电所供电，工业场地副井井口房、地面生产系统、锅炉房、空气加热室、二级泵站、灯房浴室、办公楼等

250、一、二级负荷由各自配电系统以 0.4kV 双回路供电，工业场地其它负荷由 0.4kV 单回路供电。矿井工业场地变电所至各配电点供电线路采用架空和电缆埋地敷设。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 118第四节第四节地面供配电地面供配电一、地面配电系统一、地面配电系统工业场地 35kV 变电所向矿井地面、井下全部负荷供电，其中，主斜井胶带机、风机房、井下 3#中央变电所采用 6kV 双回路由工业场地 35kV 变电所供电。副井井口房、地面压风机站、地面生产系统、锅炉房、空气加热室、二级泵站、灯房浴室、调度楼等一、二级负荷

251、采用 0.4kV 双回路由各自配电系统供电。地面其余配电点：井下水处理、机修车间、坑木加工房等采用 380V 单回路由各自配电系统供电。以架空和电缆辐射方式供电。供电电缆采用直埋或沿电缆沟敷设方式向各配电点供电。其中：高压电缆选用 MVV228.7/10 型，低压电缆选用 MVV22-1000 型全塑内钢带铠装电力电缆。架空线选用 LGJ 钢芯铝绞线。二、工业场地及建筑的接地和照明二、工业场地及建筑的接地和照明在工业场地内凡高于 15m 之建（构）筑物均按三类建（构）筑物防雷设防；变电所内 35kV 母线、10kV 母线设避雷器柜。为防止雷电波侵入，当电缆转换为架空线时，在转换处装设避雷器，避

252、雷器和绝缘子铁脚、金具等连在一起接地，其冲击电阻不大于 30。各电气设备之正常不带电的金属外壳、铠装电缆的金属外皮等均通过专用接地线按规程可靠接地。工业场地 35kV 变电所变压器采用中性点不直接接地，工业场地 6kV 变电所动力变压器 380V 侧中性点直接接地，接地装置的接地电阻不超过 4。为防止雷电波侵入井下，凡露天出（入）井的金属罐道、金属管路及铠装电缆的金属外皮，均需在出（入）井口附近，将金属体作不少于两处的可靠接地。各电气设备之正常不带电的金属外壳、铠装电缆的金属外皮等均通过专用接地线按规程可靠接地。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t

253、/ /a a 初初步步设设计计 119地面各低压配电点采用动照合一方式，以三相四线制系统供电。地面各低压配电点 0.4kV 配电装置利用已有。各生产车间采用工厂灯照明，办公楼、单身宿舍等建筑采用节能型日光灯照明，矿井变电所、生产调度、通信站、井口房、通风机、地面生产系统的控制室、锅炉房、矿井监控室、矿山救护值班室等重要场所重点位置应设置应急照明装置，公共场所要配备声光控制器，场区室外采用高压纳灯照明并装设光电控制器。照明电压 380/220V。三、生产系统配电控制三、生产系统配电控制生产系统采用防水、防尘、隔爆电气设备。运转设备采用集中联锁与就地解锁两种控制方式，联锁控制用于正常生产，解锁控制

254、用于设备检修及试运转，生产系统按逆煤流起车，顺煤流停车方式起停设备。生产系统信号采用预告-禁起制与局部联系信号相结合的方式。第五节第五节井下供配电井下供配电一、井下负荷及井筒电缆选择一、井下负荷及井筒电缆选择井下用电设备总台数：55 台。井下用电设备工作台数：50 台。井下用电设备总容量：2917kW。井下用电设备工作容量：2397kW。井下最大计算有功功率：1636kW。井下最大计算无功功率：1351 kVar 。井下供电采用 6kV 下井。两回电源引自地面 35kV 变电所 6kV 不同母线段。电缆选择经计算确定：利用矿已有阻燃交联电力电缆 MYJV328.7/10 395mm2，长度 2

255、594m，线路压降 0.81。按照已有敷设线路至井下 3#中央变电所。当任一回电源电缆故障时，另一回能满足井下全部负荷用电。二、井下二、井下 3#中央变电所中央变电所 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 120井下 3#中央变电所电压等级 6/0.69kV，6kV 和 0.69kV 母线均利用已有接线方式，6kV 配电装置利用矿已有 PBG-6 矿用隔爆型高压真空配电装置，0.69kV配电装置利用矿已有 KBZ 矿用隔爆型低压馈电开关，两台变压器利用已有KBSG2-T-800/6，6/0.69kV，800kVA 矿用隔

256、爆型干式变压器，负荷率 79。一台 KBSG-100/6kv 变压器，利用已有。负担井下 3#中央变电所附近低压负荷及照明用电。严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。三、井下三、井下 9#中央变电所中央变电所井下 9#中央变电所电压等级 6/0.69kV，6kV 和 0.69kV 母线均利用已有接线方式，6kV 配电装置利用矿已有 PBGP-6 矿用隔爆型高压真空配电装置，0.69kV配电装置利用矿已有 KBZ 矿用隔爆型低压馈电开关，两台变压器利用已有KBSG2-T-400/6，6/0.69kV，400kVA 矿用隔爆型干式变压器，负荷率

257、86.4。负担井下 9#中央变电所附近低压负荷及照明用电。严禁井下配电变压器中性点直接接地。四、井下四、井下 9#八盘区变电所八盘区变电所井下 9#八盘区变电所电压等级 6/0.69kV，6kV 和 0.69kV 母线均利用已有接线方式，6kV 配电装置利用矿已有 PBGP-6 矿用隔爆型高压真空配电装置，0.69kV 配电装置利用矿已有 KBZ 矿用隔爆型低压馈电开关，变压器利用已有。负担井下工作面和 9#八盘区变电所附近低压负荷及照明用电。严禁井下配电变压器中性点直接接地。本矿属低瓦斯矿井，井下 9#八盘区变电所另设 KBSG2-T-100/10，KBSG2-400/6，10/0.69kV

258、，400kVA 矿用隔爆型干式变压器各一台专供局部通风机用电，实现双风机双电源自动切换。各掘进面局部通风机供电采用“三专两闭锁” ，即双电源切换、专用开关、专用变压器、专用线路和风电、瓦斯电闭锁。采区内固定照明电压 127V 由 660/127V 照明变压器综合装置供给。五、工作面供电五、工作面供电 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 121在九八 0 八回采工作面进风顺槽在八盘区运输巷入口设工作面移动变电站，向工作面采煤机、煤溜供电。电源引自八盘区变电所，导线型号为 MYPTJE-8.7/6 3X50+3X25/3+

259、3X2.5mm2.回采工作面移动变电站设 KBSGZY-800/6 6/0.69KV 800KVA 变压器一台, 在掘进工作面入口处设掘进工作面移动变电站，掘进工作面移动变电站设 KBSGZY-315/6 6/0.69KV 315KVA 变压器一台,然后从各移动变电站分别向工作面各机动设备供电.井下所有电气设备均选用矿用隔爆型设备，40KW 及以上的电动机控制设备，采用 QBZ、QJZ 型真空磁力起动器。采煤机和掘进机采用 MCPJR-0.66/1.14 型采煤机屏蔽监视型橡套软电缆供电；井下照明采用 MYQ-0.3/0.5 型矿用移动橡套软电缆供电。井下供电电压为：6kV 、660V 及 1

260、27V。工作面巷道内设有固定照明装置，照明灯具利用已有 KL4LM（A）-18/27、127V、18W 矿用隔爆型节能荧光灯；采煤工作面采用 KBY-62 型自移支架隔爆型荧光灯照明。为保证井下安全生产，选用保护齐全的 ZXZ8 型矿用隔爆照明变压器综合保护装置供给 127V 照明电源。六、井下照明、接地六、井下照明、接地1、照明井底车场及机电硐室、变电所、主排水泵房、运输大巷、运输顺槽等巷道、硐室设固定照明。照明变压器选用选用保护齐全的 ZXZ8 型矿用隔爆照明变压器综合保护装置，照明电压 127V，照明灯具利用已有 KL4LM（A）-18/27、127V、18W 矿用隔爆型节能荧光灯。2、

261、接地井下主排水泵房水仓中设主接地极，主接地极应在主、副水仓中各埋设一块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于 0.752、厚度不得小于5。井下中央变电所和各配电点及连接高压动力电缆的金属连接装置均设局部 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 122接地极。局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于 0.6m2、厚度不小于 3的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于 35、长度不小于 1.5m 的钢管制成，管上应至少

262、钻 20 个直径不小于5的透孔，并垂直全部埋入底版；也可用直径不小于 22、长度为 1m 的 2 根钢管制成，每根管上应钻 10 个直径不小于 5的透孔，两根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底版，垂直埋深不得小于 0.75m。井下所有局部接地极和各电气设备的保护接地装置均均通过电缆接地芯线及屏蔽层相互可靠联接，并同主接地极相连，形成井下总接地网。接地网上任一保护接地点所测的接地电阻值均不超过 2；每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值不超过 1。井下变电所低压总开关和分开关及各配电点的低压配电网络开关均设有漏电保护，由地面直接入井的金属管路等

263、必须在井口处将金属体作不少于两处的可靠接地。第六节第六节 监控与计算机管理监控与计算机管理一、简述一、简述北岩煤矿生产能力 900kt/a，现在开采 9 号煤，煤层属低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性，属不易自燃煤层。按照煤矿安全规程的规定，为确保煤矿安全、高效生产，设计选择 KJ90NA 型矿井安全生产监控设备一套，对井下生产环境各类安全参数及矿井主要生产设备运行状态进行监测监控，实时采集数据、传输、处理、显示和记录，为有关人员及时准确全面了解掌握井下生产环境状况，达到对各类灾害的早期予测并采取安全措施，防止事故的发生。二、安全生产监控系统选择原则二、安全生产监控系统选择原则1、设计选型以井下安

264、全生产环境参数监控为主，并对地面、井下主要生产 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 123设备运行状态进行监测。2、设计选择具有可靠性、先进性、扩展性、抗干扰性的设备，适应矿井延深、扩建、发展的可变性。3、结合北岩煤矿实际，操作简便，经济适用。矿井现装备 KJ90NA 型煤矿安全生产监控系统一套，本设计进行补充和完善设备配置。三、三、KJ90NA 型煤矿安全生产监控系统的功能型煤矿安全生产监控系统的功能1、对井下生产环境安全参数连续监测监控，其环境安全参数主要有：瓦斯、一氧化碳、温度、烟雾、风速、煤仓煤位、水仓水位、主

265、要风门开闭状态、通风机风硐风速、负压等。回采工作面回风顺槽距采煤工作面不大于 10m 处设置瓦斯传感器 1 个。在回采工作面上隅角设置瓦斯传感器 1 个。采煤机上装设机载式瓦斯检测报警仪1 台。当回采工作面回风巷内瓦斯浓度1.0时声光报警，瓦斯浓度1.5时断电，1.0时复电。断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。当回采工作面上隅角瓦斯浓度1.0时声光报警，瓦斯浓度1.5时断电，1.5时复电。断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。在掘进工作面不大于 5m 处设置瓦斯传感器 1 个，在掘进工作面进风处设置局扇开停传感器、风筒开关传感器各 1 个。掘进机上装设机载式瓦

266、斯检测报警仪 1 台。当掘进工作面瓦斯浓度1.0时声光报警，瓦斯浓度1.5时断电，1.0时复电。断电范围：掘进工作面巷道内全部非本安型电气设备。2、对主要生产设备运行状态连续监测，如：采煤机、胶带输送机、局部通风机、主排水泵、地面通风机、主斜井胶带机等。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1243、对供电状态连续监测，地面变电所、井下主变电所配电装置电压、电流及装置运行状态进行连续监测。井下主要配电点被控设备开关运行状态进行连续监测。4、主斜井口装备 BH-WTA 型矿井产量监测装置，实时监测矿井实际产量，并接入矿井

267、安全生产监控系统中。5、井下胶带机系统装备综合保护装置及胶带机硐室自动灭火系统，均接入矿井安全生产监控系统中。6、井下装备 KJ81 井下作业人员移动目标监测跟踪监控系统，接入矿井安全生产监控系统中。7、井下分站具有风电瓦斯闭锁功能。四、监控系统配置四、监控系统配置1、安全生产监控地面中心站地面中心站设在矿办公楼内，站内设备配置：监控主机两台，互为备用，显示器两台、打印机两台、图形工作站两台、服务器一台、调制解调器二台、不间断电源一台、雷击保护装置一台、系统软件一套。2、传输系统传输干线选择矿用屏蔽四芯阻燃通信电缆，数字传输通过分站接到各传感器上，井下系统干线由地面中心站经副斜井井筒敷设至井下

268、各分站，地面及井下巷道中干线电缆选型 MHY32-4 芯型，副斜井井筒中干线电缆选型 MHY32-4 芯型，支线选用 MHYVP147/0.52 型矿用阻燃通信电缆。3、分站，地面分站布置在地面变电所 1 台，通风机房 1 台，井下分站布置在回采工作面进风巷 1 台，井下主变电所 1 台，大巷胶带机机头硐室 1 台、八盘区变电所 1 台、顺槽掘进工作面 1 台，大巷掘进工作面 1 台。4、传感器（1）瓦斯传感器 KG9701（A）型，布置在采掘工作面及回风巷、回风井井底测风站。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 12

269、5（2）一氧化碳传感器 GTH500(B)型，布置在胶带输送机滚筒下风侧。（3）温度传感器 GW50(A)型，布置在胶带输送机滚筒下风侧、井下主要机电硐室。（4）风速传感器 KGF15 型，布置在采掘工作面回风巷、测风站及通风机风硐中。（5）烟雾传感器 GQF0.1(A)型，布置在胶带输送机滚筒下风侧。（6）风门传感器 GFK40TZ/GFK40TF 型，布置在主要风门处。（7）水位传感器 KGU9001 型，布置在主排水泵房主副水仓中各 1 个。（8）电压、电流传感器 KGD8 型，布置在地面变电所、采区变电所、井下主变电所。（9）负压传感器 GF5F(A)型，布置在通风机风硐内。（10）设

270、备开停传感器 GT-L(A)型，布置在采掘工作面配电点，采煤机、胶带输送机、局部通风机、主排水泵、通风机、主斜井胶带机等。（11）在井下主要配电点被控设备开关的负荷侧装设馈电状态传感器KDG3K 型。地面、井下测控点共设传感器 90 个，备用 21 个。设置分站 8 个，各分站的设置地点见表 9-6-1。五、矿井装备 BH-WTA 型煤炭产量监控系统，实时计量并传输矿井产量情况。在主斜井井口房提升机上配置，由称重桥架、测速传感器、积算器及称重显示器、通信接口组成的监控系统，具有显示、打印、通信功能，并纳入矿井安全生产监控系统。六、井下作业人员移动目标监测跟踪监控系统六、井下作业人员移动目标监测

271、跟踪监控系统为确保煤矿井下作业人员安全，自动检测下井时间、路径、作业地点等相关信息，矿井现装备 KJ81 型， 井下人员考勤定位监控系统。由地面信息中心站、数据传输通道、数据检测站及无线编码发射器等设备组成。具有井下人员、移动设备跟踪定位，井下抢险救灾及作业超时，接近危险场所报警功能。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 126地面监控室配置监控主机 1 台，服各器 1 台，数据传输接口 1 台，打印机1 台，显示器 1 台，机房避雷器 1 台，不间断电源 1 台，监控系统软件 1 套。地面至井下传输电缆采用四芯矿用阻

272、燃通信电缆，井下主要巷道设置现场总线，在井口房、井底车场等候室，井下采掘工作面作业点设置井下定位分站。七、矿井计算机管理系统七、矿井计算机管理系统1、计算机管理系统功能在矿井建立计算机管理信息系统，实现矿井办公自动化：电子账务、电子商务、电子邮件、网络会议、人力资源管理、档案管理、公文管理、信息数据库等。组建矿井局域网，资源共享，为矿领导提供相关的信息查询，便于矿领导预测、规划和决策。2、计算机管理系统构成在矿办公楼内设置计算机管理站，配置网络服务器 2 套，网络操作系统 1套，系统软件 1 套，打印机 1 台，不间断电源 1 台。在矿领导和相关部门设置工作站 20 台。第七节第七节 通信通信

273、一、概述一、概述北岩煤矿生产能力 900kt/a，矿井通信系统包括行政通信和生产调度通信。矿井设通信交换机室，对矿井地面、井下各用户进行行政、调度通信。矿井通信交换机与晋城市网通汇接，采用 6 芯光缆中继线，架空敷设线路长 10km。二、地面通信系统二、地面通信系统1、设计选用 CDS-SH 型矿用程控通信交换机 256 门，行政、调度合一。通信交换机设置在矿办公楼内。在矿办公楼、任务交待室、矿灯房、地面变电所、主副斜井井口房、地面生产系统、通风机房、锅炉房、二级泵站、井下水处理 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1

274、27站、生活污水处理站、机修间、坑木加工房、单身宿舍等设置电话机。用户数80 个，通信电缆采用 HYA-0.4 型市话通信电缆，敷设方式采用沿建筑物外墙挂设方式，至风井等偏远地点采用电杆架设方式。2、移动通信配置，对地面生产管理、消防、救护、运销等专门调度人员及时快捷地通信联络。三、井下通信三、井下通信在井底车场硐室、井下主变电所、主排水泵房、大巷胶带机硐室、回采工作面、掘进工作面、胶带大巷胶带机机头设置本安型调度电话机，通信电缆选用矿用阻燃型 MHYA322020.8 型两回沿主副斜井井筒敷设至井底车场等候室交接箱，再经分线合引至各用户，用户数量 16 个。四、井下主变电所与地面变电所、副斜

275、井井口房与井底等候室、井底煤仓上与井底煤仓下设有直通电话。井下主排水泵房、井下主变电所、地面变电所，地面通风机房与矿调度室之间设直通电话。矿井变电所至上一级变电所设专用的通信设施。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 128第十章第十章 给水排水给水排水第一节第一节 给水给水一、供水水源一、供水水源根据生产矿井地质报告：目前本矿家属区生活用水取自一坑口水源井，能满足生活用水，矿上生产、生活用水取自东井与西井深层奥灰水，完全能满足生产、生活用水，水质为 HCO3SO4CaMg 型。本矿供水水源利用现有深井水源，水量及水质

276、均能满足矿井需要。矿井正常排水量 184m3/h，最大排水量为 424m3/h，水质中性，经净化处理后可作为井下消防洒水水源，多余部分可用于地面消防、洒水降尘及绿化用水，或标准排放。1、水源工程（1）地面供水水源，根据矿井采改后总用水量现有供水井三眼，D=2738mm，H=400m，分别内设 250QJ80230/16 型、250QJ80200/10 型250QJ80200/11 型潜水电泵各一台， Q=80m3/h，H=200-230m，潜水电泵功率分别为：N=100kW、N=70kW 及 N=75kW，属现有设备。（2）矿井用水量计算本矿井为采改工程，尽量利用原有地面设施，矿井供水对象主要

277、是工业场地内生产、生活、消防用水和井下消防洒水。根据矿井设计规范，矿井用水量计算结果：矿井总用水量 1205m3/d，其中井下消防洒水量为 480m3/d，地面生产、生活用水量为 293m3/d，地面消防用水量为 432m3/次。详见用水量计算表 10-1-1。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 129表表 10-1-1 用水量计算表用水量计算表二、给水系统二、给水系统供水系统及主要供水构筑物根据水源和用水水质的不同，本设计供水系统分为两个，即地面生产、生活供水系统与井下消防洒水、地面消防供水系统。1、地面生产、生活

278、供水采用合并的供水系统本矿地面生产、生活以三口深井作为供水水源，水从深井提升至地面，经输水管道送至工业场地清水池，在清水池内经二氧化氯消毒后，供工业场地生产、生活用水，并利用现有静压水池作调节高峰用水量，静压水池 V=200m3一座，工业场地室内消防采用常高压制。工业场地的给水管网为环状管网。给水管管材均采用给水铸铁管和镀锌钢管，主干管道 DN150，均采用直接埋地敷设，管道埋深为 1.0m。2、井下消防洒水、地面消防供水系统井下排水处理站，矿井正常排水量 184m3/h，最大排水量为 424m3/h。矿井3 号煤副井底设主副水仓，9 号煤设有主副水仓，其中 3 号煤主副水仓为中央水用水人数用

279、 水 量序号用水项目一昼夜最大班用水标准日用水量m3/d时不均系数 k最大时流量 m3/h设计秒流量 L/S备注1生活用水3369440L/人班13.442.51.570.442食堂用水3369420L/人餐13.441.51.570.44每日两餐3洗澡用水a.淋浴用水淋浴器 18 个540L/H24.314.861.35b.池浴用水大池面积 13m2H=0.7m22.7514.551.264锅炉房用水86.405.401.505井下消防洒水480.034.289.526洗衣房用水13380L/kg4.561.50.570.15用水时间 12h7矿灯房用水330/832L/灯0.8630.06

280、0.028其它用水按 20%128.50210.702.979消防用水24h 补充432185.0总 计1205.0081.5622.66 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 130仓，主水仓有效容积 875m3，副水仓有效容积 805m3，9 号煤主水仓有效容积805m3，副水仓有效容积 525m3。井下涌水经水仓沉淀后，水质良好，在井下经消毒处理后输至地面作为井下消防洒水及地面消防用水之水源。井下排水处理能力正常为 240m3/d，最大为 480m3/d。地面静压清水池 V=260m3及V=200m3（新建）各一座

281、。工业场地室外消防由本系统加压供给。室外建有给水管管材采用给水铸铁管及焊接钢管、干管直径 DN=150mm，直接埋地敷设，深度为 1.20m。第二节第二节 排排 水水矿井工业场地总排水量为 4651m3/d，其中井下排水为 4416m3/d，生活污水为 235m3/d，井下排水经井下水处理站沉淀消毒处理后，作为井下生产消防及地面消防用水水源复用，水质标准符合“煤矿井下消防洒水设计规范”规定，多余部分可用于地面场地绿化，道路洒水和储煤场喷雾降尘或达标排放及农田灌溉。生活污水处理站规模为 60m3/h，采用地埋式一体化生化处理法工艺，设备一套，设 V=200m3调节池一座，内设提升泵二台，一用一备

282、，型号：100QW80-10-4 型，Q=85m3/h，H=10m，N=4.0kW。室外排水管管材采用混凝土管、干管 DN=400mm，埋地敷设，埋深 1.0m。第三节第三节 消防及洒水消防及洒水井下消防洒水采用合流制系统，水源来自地面静压清水池 V=200m3，其水质符合井下消防洒水水质标准。井下消防洒水管道由副斜井下至井底车场，然后再送到各用水点使用。井下消防洒水管路采用枝状管网布置，管材采用无缝钢管和焊接钢管，管径 DN50mm，采用快速接头，管径 DN50mm，采用丝 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 131

283、扣连接，管道敷设用支架架设在巷道侧壁上。一、防尘供水系统一、防尘供水系统本矿井放顶煤开采工作面建立了完善的防尘供水系统。在工作面的运输巷道、回风巷道均敷设消防洒水供水管路，与井下消防洒水管道系统相接，管材采用规格为 DN50mm 的焊接钢管，用快速接头连接。工作面运输巷与采区胶带大巷交口的转载点设圆锥型洒水器；工作面回风巷与采区回风巷交口处设手动水幕；运输巷每隔 50m、回风巷每隔 100m 设一个 DN25mm 三通阀门和给水栓，供冲洗巷道用。井下消防洒水管路采用静压供水方式，由地面静压清水池 V=260m3供给。二、工作面喷雾降尘二、工作面喷雾降尘1、工作面每间隔五根支柱安装一套前喷雾装置

284、，并保持雾化良好。 2、工作面需有喷雾装置，先打开喷雾再割煤。3、喷雾装置不齐全，不得割煤。4、工作面采煤机实行内外喷雾，在工作面运输巷内设轩喷雾泵站，喷采用三、消防洒水系统三、消防洒水系统本矿井机采工作面建立了完善的防尘供水系统。在工作面的进、回风顺槽均敷设消防洒水供水管路；在工作面进风顺槽与八盘区运输巷交口的转载点设置自动洒水灭火装置，并配有火灾报警器；在工作面运输巷口及回风巷口设置消火栓；管材采用规格为 DN50mm 的焊接钢管，用快速接头连接；工作面的运输巷每隔 50m、回风巷每隔 100m 设一个带 DN25mm 三通阀门的给水栓，供冲洗巷道用。工作面消防洒水供水管路与井下消防洒水管

285、道系统相接，水源来自地面静压清水池。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 132第十一章第十一章 采暖通风与供热采暖通风与供热第一节第一节 采暖采暖、通风及供热、通风及供热一、室外气象资料一、室外气象资料本矿井气象资料按设计规范阳城地区采用，对室外气象资料做相应修正后，设计采用：采暖室外计算温度： tw =-7夏季通风计算温度： tw = 29冬季通风计算温度： tw = -3夏季平均风速： V = 1.8m/s冬季平均风速： V = 2.2m/s极端最低温度平均值： t = -14.4主导风向： 北西（NW）全年采暖

286、期： 118d二、采暖范围及采暖方式二、采暖范围及采暖方式采暖范围为工业场地地面各建筑物和厂房采用集中供热。本矿井矿区内行政福利建筑物采暖方式为上供下回式系统，热媒为 0.2MPa 饱和蒸气，井筒防冻热媒为 0.3MPa 饱和蒸汽，工业建筑采暖散热器选用圆翼型，生活福利建筑内的散热器选用铸铁四柱型。三、通风及灭尘三、通风及灭尘对产生大量余湿、余热及其它有害气体的建筑物如：浴室、矿灯房、食堂、变电所等设置轴流式通风机进行机械通风，其他如油脂库等一般厂房，利用天窗进行自然通风换气。对生产过程中产生煤尘的地方进行洒水降尘。四、热水及开水供应四、热水及开水供应浴室池浴及淋浴用热均由锅炉房设专管供给 0

287、.3MPa 饱和蒸汽，池浴用水加 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 133热至 42，淋浴用水加热至 40，其中池浴水加热时间为 2 小时，淋浴水加热时间为 3 小时。为解决地面职工及井下工人的饮用水，在食堂设开水供应点，选 LF-Z-200 型连续式蒸汽开水炉一台，加热热媒由锅炉房供给。开水饮水量按最大班出勤人数每人每天 3L 计算，加热时间 2h。五、洗衣干燥五、洗衣干燥为解决井下工人就地洗涤工作服问题，在浴室内设洗衣间，选用一台 XGQ-25 型全自动洗涤脱水机和一台 DX-25 型全自动烘干机。六、食堂用汽六

288、、食堂用汽食堂用汽由锅炉房直接供给 0.2MPa 的饱和蒸汽。第二节第二节 井筒防冻井筒防冻一、主斜井井筒进风量为 20 m3/s，室外计算温度为-14.4。空气加热温度为 100，入井混合温度为 2，热媒为矿井现有热风炉，在主斜井附近设热风炉房一座。二、副斜井井筒进风量为 22 m3/s，室外计算温度为-14.4。空气加热温度为 50，人井混合温度为 2，热媒为矿井锅炉房供给 P=0.3MPa 高压蒸汽，由工业场地锅炉房供给。在副斜井井口旁设有空气加热室一座。三、井筒防冻及设备选型主斜井：耗热量为 45.73104W，热风炉风内设一台 DRF-90 型电热风炉，电机 N=7.5kw。副斜井：

289、耗热量为 50.81104W，空气加热室室内设一套 SRZ17-10D 型钢制空气加热器及通风机，电机 N=17kw。第三节第三节 锅炉房设备锅炉房设备本矿井生产用热比较集中，在场地内设二座锅炉房集中供热，锅炉燃料为 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 134本矿原煤，上煤、除灰采用锅炉配套设备。工业场地一座锅炉房内分别设有DZL41.25A型蒸汽锅炉一台及 SZL413W 型蒸汽锅炉二台；另一座锅炉房内设有 SZL613W 型蒸汽锅炉二台。夏季一台运行，冬季五台锅炉同时运行供全矿井采暖、浴室、井筒防冻等用热，凝结水采

290、用余压回水。烟气除尘装置均为锅炉配套设备，锅炉烟囱上口直径 D=1.2 m，H=40 m。第四节第四节 室外热力网室外热力网室外热力管道布置采用枝状管网，管材选用无缝钢管和焊接钢管，保温材料为岩棉防水保温管壳。蒸汽管进行保温，回水管不做保温。所有管道均采用地沟敷设。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 135第十二章第十二章 环境保护与水土保持环境保护与水土保持第一节第一节 概概 述述一、环境保护标准及依据一、环境保护标准及依据1、 环境空气质量标准 （GB3095-1996）2、 地表水环境质量标准 （GB3838-

291、2002）3、 污水综合排放标准 （GB8978-96）4、 锅炉大气污染物排放标准 （GB1327-2001）5、 农用灌溉水质标准 （GB5084-92）6、 工业企业厂界噪声标准 （GB12348-90）7、 一般工业固体废物贮存处置场污染控制标准 （GB13599-2001）8、 城市区域环境噪声标准 （GB3096-1993）9、 山西省环境保护条例 （1997 年 7 月 30 日）二、自然环境及环境质量现状二、自然环境及环境质量现状北岩煤矿位于晋城市北西方向 4km 外的西上庄乡西上庄村，行政区划属晋城市城区西上庄乡管辖，北距长治市 80km，北岩煤矿专用线经晋城矿务局古书院矿直

292、达晋城北火车站，晋韩公路纵穿本井田，在东部与太洛公路相接。交通十分方便。井田位于太行山南段西侧，区内以盆地、丘陵为主，也有少量山地，其中白马寺山最高，海拔 1065m，本井田位于白马寺山的东部，除北部与南部部分出露基岩外，区内大面积黄土覆盖，地形平缓，因常年雪雨冲刷，南北山坡沿山坡方向均形成深度不大的冲沟，本区最高点位于井田北部，海拔高度862.2m，最低点位于井田东南角，海拔高度约 720m，最大相对高差 142.2m，总的地势表现为南北高，中部低。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 136井田内及其附近的河流主要

293、为小会河、南河、东河与上下小口河，河流流向均由北向南，属黄河流域沁河水系，为季节性河流，井田内及其附近有三座小型水库，后因种种原因，这三个水库先后都干涸了，即使在雨季也没有库存多少水。本区属大陆性温带气候，冬季寒冷干燥，夏季暖湿多雨，春秋二季多风少雨，年降水量为 4371010mm，年蒸发量为 1424.201825.50m，雨季多集中在79 月，占全年降水量的 70%，78 月份气温高，最高气温为 36，12 月至次年 2 月最冷，最低气温可达-23，最大冻土深度为 0.45m，霜冻期从 10 月末至次年 4 月初，风向春、冬多为西北风，夏季多为东南和南风，最大风力为 67 级，平均 34

294、级。本区地震烈度为 6 度。第二节第二节 各种污染防治措施各种污染防治措施 矿井的开发建设和生产在带给人类文明、繁荣昌盛的同时，亦会对自然界的植被、大气、土壤、水体等自然生态产生一定的破坏。本矿井在开采煤炭的过程中，产生的主要污染物有贮煤场煤尘飘散物；对当地大气的污染以及堆放场地所占用土地、锅炉烟尘、工业废水、机械噪声、煤层开采后的地表塌陷等对环境的影响。由于矿井的建设，对本区的大气、水体、生态环境、自然景观带来一定的影响，不予以防治，会给环境造成危害。一、环境保护措施一、环境保护措施（一）大气污染及防治矿井采改后仍可利用矿井现有锅炉房供采暖浴室和食堂之用，经核算满足工业场地建、构筑物热负荷需

295、要。现有锅炉为 DZL41.25A型一台、SZL413W 型二台及 SZL613W 型二台，蒸汽锅炉共五台。烟囱上口直径 D=1.2，H=40m。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 137（二）水污染治理1、井下排水处理井下涌水经井下水仓沉淀后，水质良好，在井下经消毒处理后输至地面作为井下消防洒水及地面消防用水之水源，多余部分可用于绿化或农灌。2、生活污水处理生活污水流入调节池，再进入一体化污水处理设备处理，在该设备中，污水经接触氧化、沉淀、生物降解和消毒处理后的出水水质为：SS20mg/L，BOD515mg/L，C

296、OD50mg/L，达到有关污水排放标准后，可用于农田灌溉或就近排放。生活污水处理设备处理能力 Q=1440m3/d，可以满足本矿采改后要求。（三）噪声控制矿井的主要噪声源有：通风机房、维修车间等。本着经济合理、技术可行的原则，从保护操作工人的身体健康、改善工作环境、方便操作的方面进行噪声控制。1、噪声控制要求设计时在技术经济可行的基础上，完善生产工艺，尽量采用先进设备，以焊代铆，以液压代冲击，以液动代气动，从根本上减轻噪声污染的强度；利用绿化的多种环境功能，增加绿化面积，加强绿化的维护，通过绿化带的隔离，使环境噪声达到标准要求。2、通风机噪声的控制优先选择、采购、使用低噪音的轴流式风机，并配备

297、消音装置，使排风出口端噪声降至 85dB（A）以下，以符合厂界噪声标准。（四）固体废弃物处理本矿井采改后开采过程中矸石，利用现有排矸系统地面设施处置，所以矿井生产时产生的固体废弃物主要有：井下少量矸石和少量生活垃圾。固体废弃物防治规划原则： 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 138综合利用和合理处置相结合，优先用于综合利用，防治结合，以防为主，加强管理，最大限度减少固体废弃物带来的环境和生态问题。在工业场地的主建筑物及其它作业场所应安置适量的垃圾筒，定点收集垃圾，并配备一部垃圾车定时定点清运垃圾。生活垃圾处置方法：选

298、择一处山洼处，将垃圾运至该地后，对其进行简单分选，然后将无机部分（主要为砖瓦等）就近用于充填山洼地或塌陷区，其它有机部分应采用堆肥的方法，进行发酵处理，使之转化为无害的肥料，用于农田施肥以改善土壤肥力。（五）地表塌陷治理该井田范围内地面建筑物比较多，有村庄、矿家属区、工业广场、公路、铁路、水库等，在回采过程中都按有关规定留设了一定的保安煤柱，未进行“三下”采煤。矿井生产后，由于地质条件和煤层赋存情况所决定采煤后造成地表形态破坏是必然的，所采取的综合防治措施只能是在现有技术、经济条件下采取适当技术手段尽可能减轻地表形态破坏造成的影响。1、应组织人力物力，对煤炭采动后地表出现的裂缝及时充填，对出现

299、的塌陷坑、裂隙带及时填平、夯实处理，同时因地制宜整治成耕地、草地等。2、地表塌陷应进行经常性的观测，对在井田内的建筑物等设置相应的保护煤柱，对地表塌陷可能带来的危害，采取早预防，早处理的办法。防止事故的发生。3、对地表出现的塌陷坑、裂缝无法充填的区域设警示标志，防止人员误入造成事故。（六）滑坡、泥石流等事故的防治井田内地形起伏较大，中部较平缓，南北部较陡，南北部大面积基岩裸露且倾角平缓，开采时易造成岩层应力变化，引起岩体失稳，可能部分地面产生沉降，加剧地表崩塌、滑坡等不良工程地质现象，对于可能出山体滑坡、泥石流等事故的地段，应根据现场的实际情况，分别采取增设防滑桩、砌设护坡、 山山西西兰兰花花

300、集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 139长锚杆、长锚索锚固等针对性防护措施，防止山体滑坡、泥石流等事故的发生，避免造成事故。二、水土保持措施二、水土保持措施区内土壤侵蚀类型为水力侵蚀和风力侵蚀两大类。在一些坡陡的退耕地、土层较好的荒坡、荒沟，大力发展人工草地，促进畜牧业的发展，同时在矿井工业场地四周大力发展植树造林，既可美化环境，又可防止水土流失，因此采取的措施有：1、保持原有地表植被，尽可能减少原有地表植被的破坏面积，严禁施工队伍的“滥砍、滥伐、滥浇”现象，固定施工便道。2、各类土石应有组织堆放，切实做好工程防护工作，如修建边坡、

301、护坡等。3、对已经破坏的地表，应尽快采取相应措施，恢复植被，同时为防止洪水对沟道的冲刷，对该区自然沟谷进行有规划的治理，采取多种永久性防护措施：设置拦渣坝、沟道防护林等。4、对该区的沟谷进行工程治理的同时，应在边坡、沟道两侧采取相应治理措施，达到最终彻底治理的目的。三、绿化三、绿化本区植被少，基岩裸露，雨季时水土流失较严重，因此必须大力加强绿化工作。井田地面绿化可以调节小气候、抑制扬尘污染和降低噪声，有利于水土保持而且可以改善工作环境。矿井工业场地的场前及办公楼、公共建筑分布的地方，作为重点绿化区，应种植常绿灌木树种，部署花坛，间种常绿针叶乔木，绿化树种高低搭配，形成一个优美的工作休息生活环境

302、。在道路两旁，车间空地以种植高大、体形优美的行道树为主，并设置草地、绿篱等。对有粉尘飞扬和产生噪声的车间附近，要有计划地栽种防护林，予以隔断，加强环境保护和美化环境。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 140对于烟尘和煤尘污染严重的区域，在迎向污染源的一侧适当加大绿化带宽度，选择对粉尘和烟尘滞留能力强的乔灌木，采取乔灌木混交的半通风结构和紧密结构方式种植。对于防噪声绿化带的植物搭配，采取高低结合，常绿树与落叶树、速生的阔叶树与长寿的针叶树合理搭配，以达到常年性防噪声及美化环境效果。该矿井工业场地绿化系统应达到 25。

303、第三节第三节 环境管理机构及专项投资环境管理机构及专项投资在环保保护工作中，管理和治理是相辅相成的，而管理更为重要。通过环境管理、抑制和减少污染，以防为主、综合治理，以管促治、管治结合，才能达到环境保护与发展经济的统一。一、环境管理机构一、环境管理机构矿井在投产后可建立专门的绿化组织，指定专人负责环境管理工作。基本任务是负责组织、落实、监督本矿的环保工作及确保本单位环保设施的正常运行。二、环境监测机构二、环境监测机构由于矿井生产规模较小，不设环境监测室，可与环保主管部门协调，由其对矿区主要污染源进行常年定期监测。三、环境保护投资三、环境保护投资环保投资主要包括：矿井排水及生活污水的治理、锅炉烟

304、尘、储煤、筛分煤尘防治、矸石与噪声处理、绿化、环境管理及监测费用等；矿井建设总投资为 1339.23 万元，吨煤投资 22.32 元，环保投资 56.96 元，占总投的 5%。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 141第十三章第十三章 技术经济技术经济第一节第一节 劳动定员及劳动生产率劳动定员及劳动生产率该矿井设计生产能力为 900kt/a，年工作日 330d，根据建设部颁发的煤炭工业矿井设计规范GB50215-2005 按系统环节定岗计算全员效率 9t/工。该矿井在籍总人数为 455 人，矿井劳动定员配备表见表 1

305、3-1-1。表表 13-1-113-1-1 劳动配备表劳动配备表出勤人数序号工种第一班第二班第三班第四班小计在籍系数在籍人数一生产工人77 77 77 45 276 395 1井下生产工人62 62 62 35 221 1.45321 2地面生产工人15 15 15 10 551.3574 二管理及技术人员8 8 8 3 27 27 生产人员小计85 85 85 48 303 422 三服务人员6 6 6 5 23 23 四其他人员3 3 3 1 10 10 合计94 94 94 54 336 455 第二节第二节 建设项目资金概算建设项目资金概算 一、固定资产投资概算一、固定资产投资概算山西

306、兰花集团北岩煤矿有限公司采煤机械化改造投资范围包仅括设计所需的设备及工器具购置、安装工程及工程建设其他费用，预备费列入项目总造价，对已有固定资产投资按沉没成本处理，未列入概算中。矿井总概算见表 13-2-1。二、概算编制依据二、概算编制依据 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 142(一)、工程量：依据设计提供的工程量表、图纸、说明书及机电设备器材目录。表表 13-2-113-2-1 矿矿 井井 总总 概概 算算 表表概算价值（万元）顺序单位工程或环节名称井巷工程土建工程设备及工器具购置安装工程工程建设其他费用合计吨煤

307、投资（元）占总投资比例（%）一准备工程二井筒三井底车场巷道及硐室四主要运输道及回风道五采 区681.9719.31701.2811.6952.36六提升系统七排水系统八通风系统九压风系统十地面生产系统十一 安全技术及监控系统10.200.6810.880.180.81十二 通讯调度和计算中心十三 供电系统109.90 221.68331.585.5324.76十四 地面运输十五 室外给排水及供热十六 辅助厂房及仓库十七 行政福利设施十八 场地设施十九 居住区二十 环境保护及三废处理2.140.112.250.040.17廿一 其他基本建设费用205.63205.633.4315.35 计804

308、.21 241.78 205.63 1251.6220.8693.46廿二 基本预备费 (7)56.2916.9214.3987.611.466.54 小 计860.50 258.70 220.02 1339.2322.32100.00廿三 建设期贷款利息 项目建设总造价860.50 258.70 220.02 1339.2322.32100.00 吨煤投资(元)19.125.754.8929.76 占总投资比重(%)64.2519.3216.43100.00 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 143(二)、采用定额

309、指标1、机电设备安装工程：执行煤规字2000183 号文颁发的煤炭工业机电安装工程概算指标 （99 统一基价） 。2、工程建设其他费用：参考煤规字2000第 48 号文颁发的煤炭工程建设其他费用指标 。(三)、设备、材料预算价格及有关费用设备价格：采用询价、 煤炭工业常用设备价格汇编 （九九版） 、 2007 年机电产品报价手册 。材料预算价格采用山西工程建设标准定额信息2009 年第 1 期，不足部分采用煤炭工业安装工程定额外材料预算价格 （九九版）设备运杂费：按设备原价的 6%计算。材料运杂费：安装工程定额外材料按材料原价的 8%计算。备品备件购置费：按设备价值的 1%计算。(四)、费用标

310、准：执行煤规字2000第 48 号文。(五)、基本预备费：执行煤规字2000第 48 号文，按 7计取。三、资金来源及建设期贷款利息三、资金来源及建设期贷款利息项目建设资金由企业自筹解决。根据项目建设期及施工进度安排逐年投资。详见表 13-2-2。表表 13-2-2 投资使用计划表投资使用计划表序号名称合计第一年1总投资1339.231339.231.1固定资产投资1339.231339.231.2建设期利息1.3流动资金2资金筹措1339.231339.232.1自有资金1339.231339.232.1.1其中:固定资产投资1339.231339.232.1.2流动资金2.2借款 山山西西

311、兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1442.2.1长期借款2.2.2流动资金借款第三节第三节 生产成本生产成本生产成本主要依据煤规字(1996)第 501 号文有关规定并参考当地矿井实际生产成本进行计算。详见表 13-3-1。表表 13-3-113-3-1 生产成本估算表生产成本估算表序号项目名称单位成本（元/t）总成本（万元）1材料20.001200.002动力14.04842.403工资22.751365.004职工福利3.19191.105修理费0.7343.686折旧费1.91114.837摊销费0.3420.568

312、井巷工程基金2.50 150.009维简费(50%)3.75225.0010地面塌陷补偿费0.20 12.0011其他费用53.753225.0012安全费15.00900.0013流动资金贷款利息1.0060.29生产成本合计139.168349.86其中：经营成本114.656879.181、材料：根据该矿井设计生产工艺，结合同类型矿井的实际生产成本，估算原煤材料单位成本为 20.00 元/t。2、动力：根据设计提供的吨煤电耗及当地生产用电单价进行估算，即吨煤电耗为 21.6kw.h，0.65 元/kw.h，则动力单位成本为 14.04 元/t。3、工资：根据当地工人平均工资水平，结合该矿

313、井的全员效率，估算30000 元/人.a，则单位成本工资为：22.75 元/t。 4、职工福利：根据文件规定，职工福利基金占成本工资的 14。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1455、修理费：根据初期固定资产原值计算。6、折旧费：根据初期固定资产投资计算。其折旧办法执行煤规字(1996)第501 号文的规定，综采综掘设备 8a，一般采掘设备按 10a 折旧，通用设备按 15a折旧。7、摊销费：根据煤规字(1996)第 501 号文的规定，将矿井初期的一切无形及递延资产按 10a 摊销列入生产成本。8、井巷工程基金

314、及维简费：根据煤规字（1996）第 501 号煤炭工业建设项目经济评价方法与参数的规定，吨煤成本分别为 2.5 元和 7 元(其中：3.75元进入经营成本，另外 3.75 元用于还款)。9、生产安全费；按吨煤 15 元计取。10、地面塌陷补偿费：按 0.20 元/t 估算。11、其他费用：按53.75 元估列。其中：三项基金42 元、50维简费3.75 元。第四节第四节 技术经济分析及评价技术经济分析及评价一、年销售收入、销售税金及附加的估算一、年销售收入、销售税金及附加的估算1、煤炭价格及销售收入的估算根据当地煤矿的实际销售情况，确定当量煤价为 350 元/t（含税价） 。计算矿井年销售收入

315、 21000 万元。2、销售税金及附加的估算本项目的销售税金及附加包括增值税、资源税、城市维护建设税及教育费附加。增值税：销项税 13，进项税 17，城市维护建设税按增值税的 1，教育费附加按增值税的 3分别计算。资源税执行财税200715 号规定，按 3.2 元/t 计取。在正常年份计算销售税金及附加为 2392 万元。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 146二、利润、投资利润率及投资利税率的计算二、利润、投资利润率及投资利税率的计算根据以上参数计算正常年份的年利润总额为 10258 万元，所得税后利润为7694

316、 万元。 年利润总额 投资利润率= 100=347.11% 项目总投资 年利税总额 投资利税率= 100=427.88% 项目总投资三、技术经济分析三、技术经济分析根据煤规字（1996）第 501 号文的有关规定，对该项目进行经济评价，评价结果见表 13-4-1。表表 13-4-113-4-1 主要财务评价指标表主要财务评价指标表名称指标单位税后内部收益率(全部投资)580.99 %税前内部收益率(全部投资)768.65 %内部收益率(自有资金)576.61 %税后投资回收期1.18 a税前投资回收期1.13 a税后财务净现值(全部投资)68522 万元税前财务净现值(全部投资)88043 万

317、元财务净现值(自有资金)68055 万元投资利润率347.11 %投资利税率427.88 %资本金利润率429.27 %盈亏平衡点(产量的比例)31.73 %全部投资税后内部收益率为 580.99，大于相应的基准收益率 10，税后财务净现值为 68522 万元，大于零，表明本项目除能满足行业最低要求外，还有盈余，从财务报表各项经济指标表明本项目具有较好的经济效益。本矿为机械化升级改造矿井，不新增生产能力，依据发改投资【2006】 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 1471325 号建设项目经济评价方法与参数 （第三版

318、）的相关规定，原有固定资产作为沉没成本考虑，经济指标各项数据偏好。参考文献参考文献【1】 采矿工程设计手册 （上、中、下册） ，张荣立、何国纬、李铎主编，煤炭工业出版社出版，2003；【2】 煤炭工业矿井设计规范 ，中国煤炭建设协会主编，中国计划出版社出版，2005； 【3】 煤矿开采学 （修订本） ，徐永圻主编，中国矿业大学出版社出版，1999；【4】 井巷工程 ，东兆星、吴士良编，中国矿业大学出版社出版，2003；【5】 通风安全学 ，张国枢主编，中国矿业大学出版社出版，1999；【6】 煤矿总工程师工作指南 （上、中、下册） ， 煤矿总工程师工作指南编委会编著，煤炭工业出版社出版，199

319、0；【7】 中国采煤方法图集 ，徐永圻主编，中国矿业大学出版社出版，1990；【8】 煤矿开采方法 ，黄允和主编，中国矿业大学出版社出版，1991；【9】 采煤机械化成套设备参考手册 ，中国煤矿专用设备成套服务公司编，煤炭工业部煤矿机械编辑部出版，1984；【10】 煤矿安全规程 ，国家安全生产监督管理总局编写，煤炭工业出版社出版，2006；【11】 煤炭井巷工程综合预算定额 （统一基价） ，中华人民共和国能源部，煤炭工业出版社出版，1992； 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 148【12】 采煤概论 ，焦作矿业学

320、院等院校编，煤炭工业出版社出版，1986；【13】 煤炭井巷工程综合预算定额 ，煤炭工业出版社出版，1986；【14】 矿井提升设备 ，中国矿业学院主编，煤炭工业出版社出版，1980；【15】 矿井提升运输选型设计 ，杨坚、戴达骝编写，煤炭工业出版社出版，1981； 【16】 矿山井巷工程量计算手册 ，冷金龙编写，河北科学技术情报研究所出版，1984；【17】 煤矿生产经营费指标汇编 （第十八分册） ，山西矿业学院科技情报资料室翻印，1985；【18】 矿山压力及其控制 ，钱鸣高主编，煤炭工业出版社出版，1987；【19】 采煤工作面机械设备手册 ，煤炭部统一编写，煤炭部采掘机械化科技情报中心

321、出版，1987。 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 149致 谢本次毕业设计是在李金山老师悉心指导下完成的，李老师严谨的治学态度、渊博的知识、高度的责任心和忘我的工作热情使我在做人、做学术研究方面受益匪浅。在毕业设计的设计过程中，李老师耐心细致的指导、无微不至的帮助，使我的毕业设计顺利完成。在此谨向李老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。同时还要感谢所有教授采矿工程的老师。再者要感谢培育、支持和帮助过我的老师，三年期间我的知识水平的提高，离不开太原理工大学各位老师的悉心传授和指导，还在我平时的学习和生活中提供了许多帮助，给

322、予了许多鼓励。另外，还要感谢毕业设计中所有参考文献的作者，他们为我的毕业设计奠定了坚实的基础。最后，对在百忙之中抽出时间参加论文答辩的各位老师表示谢意！衷心感谢他们! 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 150目目 录录前前 言言 .1 1第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 .2 2第一节 井田概况 .2第二节 地质特征 .6第二章第二章 矿井开拓及现有生产系统概况矿井开拓及现有生产系统概况 .2626第一节第一节 井田开拓及采区开采顺序井田开拓及采区开采顺序 .26第二节第二节 矿井现有生产系统概况矿

323、井现有生产系统概况 .29第三章第三章 储量及服务年限储量及服务年限 .3333第一节 井田境界及储量.33第二节 矿井设计生产能力及服务年限 .34第三节 井筒、井底车场及硐室 .35第四章第四章 大巷运输及设备大巷运输及设备 .3838第一节 大巷运输方式的选择 .38第二节 矿车 .38第三节 大巷煤炭运输设备选型 .39第五章第五章 采区布置及装备采区布置及装备 .5353第一节 采煤方法 .53 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 151第二节 盘区布置 .62第三节 巷道掘进 .64第六章第六章 矿井通风矿

324、井通风 .6767第一节 概况 .67第二节第二节 矿井通风矿井通风 .67第三节 灾害预防.73第七章第七章 提升、通风、排水及压缩空气设备提升、通风、排水及压缩空气设备 .8181第一节第一节 提升设备提升设备 .81第二节第二节 通风设备通风设备 .97第三节第三节 排水设备排水设备 .99第四节第四节 压气设备压气设备 .102第八章第八章 地面生产系统地面生产系统 .106106第一节第一节 煤质及其用途煤质及其用途 .106第二节第二节 煤的加工煤的加工 .111第三节第三节 生产系统生产系统 .111第四节第四节 辅助设施辅助设施 .112第九章第九章 电电 气气 .113113

325、第一节第一节 供电电源供电电源 .113第二节第二节 电力负荷电力负荷.114第三节第三节 送变电送变电 .114第四节第四节地面供配电地面供配电.116第五节第五节井下供配电井下供配电.117第六节第六节 监控与计算机管理监控与计算机管理 .120 山山西西兰兰花花集集团团北北岩岩煤煤矿矿矿矿井井 9 90 00 0k kt t/ /a a 初初步步设设计计 152第七节第七节 通信通信 .124第十章第十章 给水排水给水排水 .126126第一节第一节 给水给水 .126第二节第二节 排排 水水 .128第三节第三节 消防及洒水消防及洒水 .128第十一章第十一章 采暖通风与供热采暖通风与

326、供热 .130130第一节第一节 采暖、通风及供热采暖、通风及供热 .130第二节 井筒防冻 .131第三节第三节 锅炉房设备锅炉房设备.131第四节第四节 室外热力网室外热力网 .132第十二章第十二章 环境保护与水土保持环境保护与水土保持 .133133第一节第一节 概概 述述 .133第二节第二节 各种污染防治措施各种污染防治措施 .134第三节第三节 环境管理机构及专项投资环境管理机构及专项投资 .138第十三章第十三章 技术经济技术经济 .139139第一节第一节 劳动定员及劳动生产率劳动定员及劳动生产率 .139第二节第二节 建设项目资金概算建设项目资金概算 .139第三节第三节 生产成本生产成本 .142第四节第四节 技术经济分析及评价技术经济分析及评价 .143参考文献参考文献 .145145致致 谢谢 .147147