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1、王村煤矿防水闸门设计说明书陕西陕煤澄合矿业有限公司王村煤矿2013年 10月 20日陕西陕煤澄合矿业有限公司王村煤矿王村煤矿防水闸门设计说明书审批:编 人制:科测地:输区运 :风通区产生科：电机科：:科 监安地测副总：总工程师：- 2 -陕西陕煤澄合矿业有限公司王村煤矿王村煤矿防水闸门设计说明书王村煤矿防水闸门设计说明书0 前言王村煤矿水文地质类型经2010 年划分为复杂型，根据煤矿防治水规定第六十六、六十七条规定： “水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门， 或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。 在矿井有突水危险的采掘区域， 应
2、当在其附近设置防水闸门” 。根据公司（局）研究决定，在三下进风巷和三下回风巷各施工一道防水闸门， 主要防止三下采区和五采区突水威胁。1 矿井水文地质概况王村煤矿井田范围为黄土广厚覆盖区，水位埋藏较深，地表水不发育。区内地表水体仅有西部大峪河及东部金水沟溪流，流量受季节性影响及降雨控制，冬春季甚微， 两条河流均发源于北部黄龙山区，自北向南流经井田东西部，分别流入黄河和洛河。金水沟河底最低高程611m，流量甚微，常有断流现象。大峪河河底最低高程558m，年平均流量为 22L/s 。区内地下水受大气降水补给， 主要蕴藏在小向斜轴部及金水沟、 大峪河谷地。按含水层性质可分为第四系松散层孔隙水、 石炭二
3、叠系砂岩裂隙水、太原组 K 灰岩及奥陶系石灰岩岩溶裂隙水三种类型。 其中前者为潜水 2 含水层，后两者多为承压含水层。隔水层主要为各地层段粉砂岩、泥岩段。总体上看，第四系松散砂土层含水不富；石炭二叠系地层的富、透水性不强；奥灰岩富、透水性强，但极不均一，形成了本区非均质的统一含水体，水位标高 +371m，对矿井开采水平低于+371m的区域有不同程度的影响。 王村煤矿最低开采水平为 320m，故当开采水平低于 371 米时，奥灰水将会有一定的影响。2 工程概况- 3 -陕西陕煤澄合矿业有限公司王村煤矿王村煤矿防水闸门设计说明书2.1 防水闸门安设位置三下进风巷防水闸门位于三下二号联巷口向南160
4、m 位置为防水闸门中心位置，围岩岩性为上部为细粒砂岩和粉砂岩，下部为K2 灰岩，较坚硬。三下回风巷防水闸门位于三下二号联巷口向南130m 位置为防水闸门中心位置，巷道位于5 号煤层，顶板岩性为K4 砂岩，较坚硬。2.2 最高静止水位奥灰水静止水位为 +371m。2.3 涌水量3/h。三下采区正常涌水量50m2.4 巷道的断面及支护形式三下进风巷：宽高为3.23.5m，支护形式为锚网喷浆。三下回风巷：宽高为43m，支护形式为锚网喷浆。2.5 巷道内运输方式在运输大巷运输为电机车+平板车加工的专用车辆，在采区巷道及联巷为小绞车 +平板车加工的专用车辆。2.6 巷道通过的设计风量3/min。3383
5、m 三下进风巷和三下回风巷设计风量2.7 管线布置三下进风巷西帮有管路三趟，两趟 4 寸和一趟 3 寸；东邦共有电缆 5 趟，三下回风巷东帮有管路两趟，一趟 4 寸和两趟 2 寸；西邦共有电缆3趟。2.8 防水闸门规格三下进风巷自动防水闸门尺寸为 3.03.0m；三下回风巷手动防水闸门尺寸为 3.03.6m。3 防水闸门设计3.1 轨道巷防水闸门设计布置（1.6MPa/3.03.0m，带控制系统）- 4 -王村煤矿防水闸门设计说明书陕西陕煤澄合矿业有限公司王村煤矿设计布置箅子门布置在防水闸门来水侧15m25m 处，活动轨道设在闸门前，门扇为对开式布置，门扇上分别设绞接机构与油缸连接。 PLC
6、控制柜、手动操作台、液压站都集中于电、液控制硐室内，电、液控制硐室设在闸门硐室背水侧5m 左右处，并高于轨面800mm 以上。 PLC 控制柜经光纤与地面工控机连接。 操作人员在地面操作既可完成闸门的及时关闭。结构特点防水闸门（ 1.6MPa/3.03.0m）承压 1.6Mpa，两门扇对开布置， 关闭后由拉紧装置锁紧， 当门扇处于开启状态时由自动门托自动支撑。箅子门优化设计的箅子门既可通水又可有效阻截煤泥沙石及漂浮物，为闸门关闭创造了良好条件。活动轨道常处于水平状态，当需要关闭闸门时，活动轨道自动移开。液压系统液压站为全密封结构。电控系统PLC 控制柜经光电转换器、 光纤与井上工控计算机与连接
7、、工控计算机置有组太王管理软件， 实时监控闸门系统的运行工况，据有故障查询、历史运行记录。系统设有远控及近控两种操作模式，平常处于远控模式， 据需要可切换到近控模式。闸门关闭顺序及耗时关闭顺序：活动轨道自动移开-门扇自动关闭。耗时：在远控模式下5min 内自动完成。- 5 -王村煤矿防水闸门设计说明书陕西陕煤澄合矿业有限公司王村煤矿3.2 机轨合一巷闸门系统设计布置闸门断面（宽高） 3600mm3000mm，对开布置。两块门关闭后由拉紧装置锁紧， 当门扇处于开启状态时由自动门托自动支撑。箅子门箅子门布置在防水闸门来水侧15m25m 处，优化设计的箅子门既可通水又可有效阻截煤泥沙石及漂浮物，为闸
8、门关闭创造了良好条件。3.3 泄水管内径选择3/h300m 即根据现有资料，防水闸门开启时，泄水管正常过水量3/s，设计在每个防水闸门硐室中设置两条泄水管，因此每个泄水管0.084m3/s。查表可得出： 泄水管直径为 350mm 流量为 0.042 m（按计算选直径 300mm 也可 , 为了安全向上选了一级） ，且泄水管敷设坡度为 0.006（6）时，管 3/s，可满足排水要求。 0.0761m ，流量为子的充满度（ h/d）取值为 0.63.4 附材（1）光纤轨道巷电液控制硐室需2 芯光纤。- 6 -王村煤矿防水闸门设计说明书陕西陕煤澄合矿业有限公司王村煤矿（2）电源2AC127V 、（电
9、缆截面10mm、用于液压站）变电所需供出AC660V（用于液位传感器）电源至每座24V（用于声光报警、摄像仪）及DC12 电液控制硐室。液压管若干。 16mm（3）46 号抗磨液压油及 ）硐室中所需预埋件。（4 ）主要设备供货范围一览表（5序号设备名称规格型号单位数量备注一轨道巷1防水闸门（对开式）MYD-1.6/3000 3000台11.6MPa 承压2机械自动门托20mm调距台23轨道巷远程控制系统YMG-B1/600套11 注4箅子门台12 注5排水管DN350-7000根2含法兰螺栓螺母法兰垫圈6高压闸阀Z41H-350台21.6MPa二机轨合一巷1防水闸门（对开式）MYD-1.6/3
10、600 3000台1承压 1.6MPa2机械自动门托调距 20mm台23排水管DN350-7000根2含法兰螺栓 螺母法兰垫圈4高压闸阀Z41H-350台21.6MPa注：1 轨道巷远程控制系统：含液压系统、各执行油缸；PLC 控制柜、操作台、接近开关、压力传感器、光电转换器、组态王运行软件、工控计算机等。2 箅子门按所处位置实际断面设计，结构为两扇对开。4 防水闸门硐室设计4.1 基础资料- 7 -陕西陕煤澄合矿业有限公司王村煤矿王村煤矿防水闸门设计说明书（1）三下进风巷防水闸门位于三下二号联巷口向南160m位置为防水闸门中心位置，围岩岩性为上部为细粒砂岩和粉砂岩， 普氏系数 f=4-6 ；
11、下部为 K2 灰岩，较坚硬，普氏系数 f=8-10 。三下回风巷防水闸门位于三下二号联巷口向南 130m位置为防水闸门中心位置，巷道位于 5 号煤层，顶板岩性为 K4 砂岩，较坚硬。普氏系数 f=6-8 ；（ 2）设计最大静水压为 1.6MPa；（ 3）闸门硐室采用混凝土浇筑作为永久支护，混凝土强度等级采用C30；（ 4）三下进风巷巷道断面为 3.2（宽） 3.5（高） m，支护形式为锚网喷浆。三下回风巷巷道断面为 4（宽） 3（高） m，支护形式为锚网喷浆。4.2 设计要求1、由于闸门硐室所受的水压1.6MPa，根据采矿设计手册本防水门结构形式采用楔形结构；2、由防水门受力特点，为保证发生水患时防水门不发生位移和混凝土碹体开裂，应据实际在水闸门门框和混凝土搭接处布置构造钢筋网；3
