中国矿业大学采矿毕业设计--淮北矿业集团公司岱河煤矿Ⅱ8采区设计
前 言
本设计是根据岱河煤矿矿井地质资料进行编制,设计中的一些重要数据和图表都是以岱河煤矿Ⅱ8采区的地质资料、地质勘探图、底板等高线图、综合柱状图等为依据,严格依照《毕业设计大纲》要求进行编写的。设计注重科学性、针对性、启发性、实践性。
在进行设计过程中,严格遵守《煤矿安全规程》和《煤矿工业设计规范》的有关规定,注重加强基本理论、基本方法和基本技能的学习和基本能力的培养,树立设计的政策观念、经济观念、安全观念,注重与其它课程的联系,特别是与课本及规程的衔接与配合。
设计主要分为七部分:矿井开拓概况、采区概况、采区巷道布置、采煤方法、采区生产系统、采区技术经济指标、安全生产措施。
设计在内容上以规定的设计原理和设计方法为主线,力求在阐明基础原理的基础上,密切结合矿井及采区的实际条件,采用先进的开采方法。
本次设计在指导老师的细心指导下,在岱河煤矿众多同事的热心帮助下,通过自己的独立思考,克服重重困难,经过近两个月紧张、有序的努力最终完成。其间得到多位同事的大力支持,他们辛勤、无私的指导和帮助在本设计的完成中起到了十分重要的作用,在此一并表示衷心的感谢!
由于本人学识水平,加上时间的仓促,本设计中错误和不足在所难免,恳请各位老师和同学提出宝贵意见,给予批评指正,在此感谢对本设计提出宝贵意见和帮助的老师及同学!
设计人:刘 伟
二0一一年七月
中国矿业大学
采矿毕业设计
淮北矿业集团公司岱河煤矿Ⅱ8采区设计
编制人 刘 伟
二0一一年七月
目 录
第一章 矿井开拓概况 3
第一节 矿井概况 3
第二节 矿井开采范围及生产能力 7
第三节 矿井开拓准备简介 12
第二章 采区概况 19
第一节 采区位置 19
第二节 煤层与围岩 19
第三节 地质构造及水文地质 19
第四节 煤尘、瓦斯、煤炭自燃情况 20
第三章 采区储量、生产能力及服务年限 21
第一节 采区储量 22
第二节 生产能力及服务年限 22
第四章 采区准备与巷道布置 22
第一节 采区巷道方案的确定 22
第二节 采区阶段划分 29
第三节 上、中、下部车场及采区煤仓 29
第五节 主要峒室 30
第六节 投产前工程量安排 30
第七节 几点说明 30
第五章 采煤方法及回采工艺 32
第一节 采煤方法 32
第二节 回采工艺 32
第三节 回采程序及循环作业方式 32
第六章 采区生产系统 34
第一节 运输系统 34
第二节 通风系统 35
第三节 排水系统 37
第四节 供电系统 37
第五节 供水、灌浆、防尘系统 40
第六节 压风系统 40
附:采区技术经济指标一览表
第一章 矿井开拓概况
第一节 矿 井 概 况
(一)矿区地理位置、交通、地形、气象及地震资料
1、矿区地理位置
岱河煤矿所在行政区划,属安徽省淮北市杜集区管辖,其井田范围所占土地为杜集区高岳镇、矿山集镇、朔里镇辖区。岱河煤矿位于安徽省淮北市东北4千米处,在杜集区区域之中,因西部靠近岱河而得名。北距江苏省徐州市50千米,南距安徽省宿州市50千米。井田位于淮北煤田濉萧矿区闸河向斜中段之西翼,井田南部以杨庄地堑与朱庄毗邻,北以河洼地堑与朔里矿相邻,东南以-350等高线与张庄矿为技术边界,东北部以HF3逆断层及HF2正断层与石台矿及杜集区房庄矿相连,西部为煤层露头。
2、 交 通
岱河煤矿交通十分便利。铁路:向西1千米以矿区专用铁路与国铁符夹线相接,向北约45千米与陇海线相连,向南约23千米与津浦线相连。公路:向北10千米有连霍高速公路,向东15千米有京福高速公路。另外,矿区周围国道、省道等公路四通八达(见图1-1)。
3、 地 形
矿区均为45.02~78.06米厚的第四系冲积层覆盖,构成一个西北部高,东南部低的较为宽阔的山间盆地平原。区内地形较为平坦,海拔高度一般在31.5~33.5米之间,相对高差一般不超过2米。矿区东西两侧皆为寒武、奥陶系灰岩,构成北东、南西走向的低山丘陵,东部有白顶山、老鸦山等;西部有相山、陈蒋山等,海拔高度一般为100~350米之间,这些小山为地下水和地表水的天然分水岭。
随着矿井开采,地表塌陷,在矿井田工业广场南部、西南部形成面积较大的塌陷积水区,曾经积水常年不枯,后因建设用地,利用煤矸石充填进行改造。在井田其他地段也有较大开采塌陷区,多经地方政府改造成鱼塘、农田等。

图1-1 岱河煤矿交通图
4、 气 象
(1)气温
矿区为海洋~大陆过渡性气候。夏季炎热多雨,冬季寒冷多风,年平均气温15℃左右,1月份最冷,最低气温零下18~20℃,8月份最热,最高气温35~42℃。
(2)日照
年平均日照时数2325.7小时,年承受的太阳辐射总量为124.5千卡/平方米, 其中6~8月日照时数最多,12月最少。年平均蒸发量1300~900毫米。年平均无霜期202天。
(3)降水
年平均降水量900毫米左右。降雨多集中在7月份,12月和1月降水量最小。每年6~8月为雨季,一般6月下旬开始,至8月结束。雨季平均降水量在450毫米左右,占全年的50%以上,平均降雨天数37天,占全年降水天数的40%。年平均于12月12日出现初雪,3月2日出现终雪,积雪最大厚度0.35米,初终雪日为80天,土壤冻土深0.30米。受雨季影响,降水呈两个特点,一是季节不均,二是年际变化大。夏季易暴雨成灾,冬季又易干旱,偏旱年份有增加的趋势。
(4)风向
春、夏两季以东南风为主,冬季以北风为主。年平均风速为3.2米/秒,其中3~4月平均风速达3.7米/秒,9月平均风速最小,为2.4 米/秒。春末夏初常有干热风,最大风速为20米/秒。夏季时有暴风,最大风力9级,冬季可达6级。
5、 地震资料
淮北矿区位于苏鲁豫皖交界地区,东有郯庐大断裂,北有秦岭纬构造带,南有宿南断裂。自公元179年以来,在淮北矿区内发生的地震以及邻省波及的中强地震有40余次。1973年9月22日11时53分,在濉溪县临涣发生里氏4.5级地震,震中居民有强烈震感,少部分土房轻度破坏。1983年11月7日5时9分,山东菏泽市与东明县交界处(距淮北市200千米)发生里氏5.9级地震,波及淮北矿区。
据全国地震烈度区域报告,淮北矿区大部分地区在6度范围内,东部少数地区在7度范围内。岱河煤矿地震烈度为6度,按7度设防。
(二)矿井电源、水源、建材来源情况
1、 矿井电源
矿供电电源为马庄变电所3565、3567两个回路;供电电压为35千伏和6千伏;电力负荷5900千瓦。
供电方式:地面变电所35千伏侧为全桥式结线,6千伏侧为单母线分段式结线。高压电缆由井底中央变电所经大巷、采区上(下)山至采区变电所,经降压后的低电压,由低压电缆引向配电点、用电地点。
电压等级:35千伏、6千伏、660伏、380伏、220伏、127伏、36伏。
2、矿井水源
二叠系太原组、奥陶系灰岩为裂隙岩溶含水组,含水量丰富,水质良好,是矿区工业及生活的主要水源。
3、 建材来源情况
岱河煤矿自1960年5月~1965年12月,从建井到交接历时6年,总投资3166.2万元。主要施工单位有:华东煤炭工业基本建设公司,安徽省煤炭基本建设局,徐州基建局等。
第二节 矿井开采范围及生产能力
(一)矿井开采范围
1、 煤层边界及走向
井田南部以杨庄地堑F2号断层与朱庄矿为界,东南部以-350米煤层底板等高线及淮煤地字[1995]592号文批准边界与张庄矿为界,北部以何洼地堑的HF2号断层与朔里矿为界,东北部以HF3逆断层与房庄矿为界,西部以煤层露头为界。
煤层开采深度-50~-550米,井田南北长约5.6千米,东西宽1.3~4千米,面积19.16平方公里。
2、 可采用煤层数目及其厚度
矿井田共含煤17层,其中可采及局部可采煤层共5层。
(1) 6煤层
山西组煤层,共含煤2层,即61、62两个分层。其中62煤层位于K1灰岩之上40~60米,一般53米左右。K2之下60~80米,煤层厚0~3.75米,一般厚0.6~1.2米,系井田内局部可采煤层之一。煤层结构简单,偶夹一层夹矸,煤质良好。已证实的储量主要分布在一水平三、五采区浅部,但因两采区深部及Ⅱ1、Ⅱ3采区无工程点控制,无法进行定量分析。
61 煤层位于K2之下69米左右,62煤层之上4~18米,为局部可采煤层。煤厚0~2.75米,较稳定,煤层结构简单。主要可采范围位于井田北部的Ⅱ4采区及一水平四、六、八采区的浅部。由于Ⅱ4采区向北地段工程控制点较少,尚须进一步摸清煤层赋存条件,掌握其可采范围。
(2) 5煤层
位于下石盒子组底部,K2之上5~23米,平均11.6米。属对比可靠、部分可采、较稳定煤层。煤厚0~7.21米,平均1.6米。煤层结构较复杂,含夹矸1~3层,其中南部较北部复杂。
5煤层受古河流冲刷影响严重。8线以南煤层稳定,厚度变化小,煤厚为1.06~4.21米,基本不受影响;但8线以北,3线以南,由于古河流冲刷,造成煤层大面积不可采,且出现无煤区,煤层层位被砂岩相代替,个别孔虽可采,但煤厚在0.7~1.0米之间,煤层较薄,开采极其困难。
岩浆侵蚀主要在7线以南,岩浆多以侵入顶部为主,穿插侵入次之,造成煤层变薄或变为天然焦或被岩浆岩吞噬,出现无煤带。由于岩浆侵蚀层位、位置变化较大,各地段受其影响程度不尽相同。7线以北受岩浆侵蚀影响很小。
(3) 4煤层
4煤层属井田内局部可采煤层,位于K2之上26.7米左右,下距5煤层11.5米左右,中部及东北部间距较大,最大可达24米。与3煤层呈合并分叉状态,间距小于0.7米的4煤层合并到3煤层参与储量计算,大于0.7米的4煤层单独计算,因此井田南部可采点较少,北部稍多。煤层结构较简单,局部较复杂,含夹矸1~3层,多为泥岩或炭质泥岩,厚0~0.7米,煤层对比可靠。
煤层受岩浆侵入影响较小,7线以北基本不受影响,以南受影响稍大。侵入特征主要是穿层侵入,侵入面积约占可采面积的13.5%。
(4) 3煤层
3煤层为本井田内主采煤层,对比程度高,可靠性好。位于K2之上25~40米,一般33米左右,下距4煤层0~9米,平均3米左右,与4煤层呈合并分叉关系。煤层稳定,厚度0~6.1米,平均2.83米左右。结构较复杂,有夹矸1~4层,夹矸总厚0~0.69米,一般0.1~0.4米。第一层夹矸为肉红色泥岩,厚度稳定,为井田内标志层之一。各煤分层以顶分层最稳定,其他分层稳定性相对较差。
3煤层受岩浆侵入影响严重,侵入面积占可采面积的68.9%。二水平以下穿过其层位的钻孔143个,见岩浆岩的钻孔73个,占51.05%。个别钻孔煤层被岩浆岩吞噬,部分钻孔虽然见煤,但煤层厚度较薄或无煤,煤层被替换成天然焦,天然焦最大厚度达3.55米。岩浆侵入多以岩床状顺煤层顶部侵入,部分地段穿插侵入,给开采造成较大困难,其次为岩墙,主要造成开采设计的困难。
(5) 2煤层
下石盒子组2煤层位于K2之上45~60米,一般52米左右,下距3煤层18米左右,井田内穿过其层位钻孔273个,见煤点143个,可采点40个,占全部钻孔的14.7%,可采点最厚1.48米,井田内平均煤厚0.77米。煤层变化较大,不稳定,煤层结构简单,且受下部煤层开采破坏。2煤层受岩浆侵入影响不大。
以上各煤层受断裂构造影响均较大,除大断层影响采区划分外,中小断层是影响各煤层开采的重要因素。在矿井开采过程中,工作面内见断层10条以上是正常的。断层的存在,造成工作面挑顶、破底,跳压等现象随时出现,成为不安全因素。
2、矿井生产能力
(1) 煤尘倾角及开采面积、工业储量
储量计算采用在1:5000的煤层底板等高线图上以地质块段法进行。
计算公式: Q=S×M×D×secα
式中:Q:储量(吨)
S:块段斜面积
M:块段煤层真厚度(米)
D:煤的容重(吨/立方米)
secα:煤层真倾角正割值
储量块段的划分主要以构造线、煤层底板等高线、地质勘探剖面线、煤种、储量级别、采区、水平、永久煤柱等技术边界为界。
计算可采储量、采区回采率取值为:薄煤层85%、中厚煤层80%、厚煤层75%。依据历年地质损失量、矿井动用储量、摊销量数据计算,岱河矿实际地质及水文地质损失系统为0.05。可采储量计算公式为:
可采储量=(工业储量-永久煤柱储量)×采区回采率×(1-地质及水平地质损失系数)。截止到2004年12月底,全矿井工业储量2004.9万吨。
见表 2008年底矿井工业储量表 单位:万吨
(2) 矿井设计生产能力及服务年限
1982年,煤炭部核定生产能力为90万吨/年,1997年重新核定生产能力为140万吨/年。服务年限为50年。
(3) 矿井年工作日及工作制度
岱河煤矿的年工作日为350天/年。井下实行三班轮流制,分为早、中、晚三班,每班连续工作八个小时。部分井下辅助人员和地面工作人员实行大班制度,每天工作八个小时,中午有休息时间。
第三节 矿井开拓准备简介
1、主要井筒形式、数目及位置
主井为单绳缠绕式提升方式。井筒直径4.5米,井深311.606米,壁厚300毫米,井架高27米,井口标高34.7米,井下装卸水平标高-270.858米,提升高度322米。提升容器为QJ5.2Z轻型箕斗,载重4.9吨。提升绞车型号1965年12月投产时为2ъм3000/1511–2绞车(仿苏),设3吨提煤箕斗1对。现为2JK3×1.5-11.5。滚筒直径为3米,电机型号投产时为JRQ1512-10,功率:480千瓦。现用电机型号为JRZ630-10,功率630千瓦.减速机型号原 为цⅡ2-150-11.5(ц3),现为xp900(2)Ⅲ·12型减速机。速比:11.2,钢丝绳型号:6×28Ts-Φ33毫米,总长420米。提升最大速度8.3米/秒,控制方式为PLC可编程电器控制。作用主要提升原煤。
老副井为单绳缠绕式提升机。井筒直径4.5米,井深297.521米,壁厚350毫米,井架高20米,井口标高34.7米,井下装卸水平标高-250米,提升高度284.7米。原提升容器为1吨双层单车普通罐笼,木罐道,为1吨单层单车普通罐笼,组合罐道。1965年12月投产时采用提升绞车型号为2Бм3000/1520 –2(苏联绞车),滚筒直径为3米。原电机型号为ΦAMCO-158-8,后改为JRQ158-8型电机,功率为380千瓦。减速机型号ZLH-150G-20。钢丝绳型号为6V×37s-Φ33毫米,总长390米。提升最大速度5.78米/秒,控制方式为低频制动控制。用于提升人员、物料。
新副井为单绳缠绕式提升方式。井筒直径6米,井深398.115米,壁厚0.4米,井架高22米,井口标高34.7米,井下装卸水平标高-350.277米,提升高度384.7米。提升容器为1t矿车单层双车罐笼。1980年5月投产,采用提升绞车型号为2JK-3.5×1.7/11.5。电机型号为YR143/39-12,功率:630千瓦。 滚筒直径为3.5米,减速机型号ZHLR-170Ⅲ。钢丝绳型号:6V×36S-Φ37毫米。提升最大速度7.82米/秒。控制方式为PLC可编程电气控制,主要提升人员和物料。
2、矿井通风方式
通风方式为中央、两翼对角混合式通风,为负压通风。新鲜风由新、老副井进入,经过运输大巷和采区工作面,最后由两翼风井出风。
矿井通风方法为抽出式通风,采用专用反风道反风。掘进工作面均采用机械通风,通风方法均为压入式。矿井通风系统图见图1-2。
3、开采水平划分及其数目
井田主要分为两个水平,一水平和二水平,三水平为辅助水平。
4、运输大巷、回风大巷及主要石门的布置方式与数目位置
设计依据:有利于矿井合理集中生产,使采区有合理的生产能力和增产能力;安全生产条件好,符合《煤矿安全规程》的有关规定;保证具备完善的生产系统,有利于充分发挥机电设备的效能,并为采用新技术、发展综合机械化和自动化创造有利条件;要技术先进、经济合理,尽量简化巷道系统,减少巷道的掘进和维护工作量,减少设备占用率和生产成本费用,便于采区和工作面的正常接替;煤炭损失少,有利于提高采出率。一水平运输大巷建立在5煤层底板20~30米稳定岩石中,以砌碹和锚喷支护为主。二水平运输大巷施工在-350米,布置方式为集中岩石运输大巷和回风大巷。
5、采区划分与开采顺序
一水平除大巷、主要上山作为回风用外,其余巷道已封闭报废,二水平共分10个采区,除Ⅱ8和Ⅱ10采区还剩残采小块段外,其余已报废,三水平辅助水平共分4个采区,为主采水平。
三水平采区划分:
Ⅲ1采区:Ⅲ1采区与Ⅲ3采区以EF1-1和EF1-2两大断层为界,断层南部为现正准备的Ⅲ3采区,北部为Ⅲ1采区,可采储量63万吨,为梁庄压煤。Ⅲ1采区北部与Ⅱ4采区相邻,东部与Ⅱ14采区相邻。
Ⅲ2采区:Ⅲ2采区是从二水平北大巷往下Ⅱ6采区的下延采区,西、北部为Ⅱ6采区,南接Ⅱ4采区,东部为Ⅲ2扩采区,走向长约1100~1700米,倾斜长650米~700米。三煤层已回采结束,五煤层剩Ⅲ5210一个工作面,四煤层灰份较高,Ⅲ423工作面已准备好,剩三个区段,可采储量51.52万吨。
Ⅲ2扩采区:Ⅲ2扩采区北接Ⅱ8采区,南接Ⅱ6采区,西接Ⅲ2采区,东接Ⅱ8采区和石台矿边界,是主采采区,可采储量745.3万吨。
Ⅲ3采区:Ⅲ3采区正在准备,西运输下山已掘好,开始掘东轨道及东运输下山,Ⅲ3采区可采储量260万吨。
各采区采取集中上山布置,自上而下依次开采各煤层。附开拓系统示意图及井底车场示意图。

图1-2 岱河煤矿通风系统图

图1-3 第二水平井底车场形式示意图
第二章 采区概况
第一节 采区位置及范围
本采区位于岱河井田官庄向斜的北部,东部与石台矿相邻,西部与Ⅱ6采区相接,北部同朔里煤矿相邻,南部为官庄向斜。
采区走向上:上部1700M,下部1570M,平均1635M。
采区倾斜长:西部350M,东部810M,平均580M。
地面情况
本采区地面是平坦的农田、塘沟、公路和村庄,有数条高压线通过采区,中部有任官庄,东有纵楼,西有小任庄。官庄虽处于采区东南边界处,但在塌陷影响范围内。
第二节 煤层及围岩
本采区共有可采煤层三层,其中3、4层是分叉合并关系,四层煤仅局部可采,五层煤由于受古河床冲刷,局部不可采,各煤层厚度顶底板岩性及层间距见下表:

第三节 地质构造及水文
1、地质构造
(1)褶曲:本采区东西边界处于官盆的转折带,煤层产状变化较大,西部由0°渐变90°,东部由130°渐变为200°
(2)断层:HF2断层在本采区北部边界,走向94°,倾向N4°E。倾角为:70∽77°。落差40∽0米,正断层。
HF3-1断层:斜交逆断层,走向为40°∽50°,倾向为130°,倾角为4°∽40°,落差为50∽0米。
采区内部虽没发现断层,但北部和东部有大断层构造,且下部为官庄向斜,因此本采区内将可能有一些次生断层。
(3)古河床冲刷:本采区东部处于古河冲刷的边界,古河床冲刷使五层煤的赋存条件遭受破坏,灰分增高,煤层变薄以至尖灭,造成局部不可采。
2、水文地质
(1)地表水:本采区地面是平坦的农田,以及沟、塘和农用机井,无较大的河流。
(2)第四系水:第四系表土在本采区内厚57∽76米,平均约68米,其中下部为厚层粘土和含砾石粘土层,累计平均厚度为22.61米,一般为28.41米,是良好的隔水层。考虑采区回采上限为—180米,每四系水对本采区影响不大。
(3)煤系地层砂岩水:上部共有九个含水层,单层厚度为2—18米,是影响矿井生产的主要水文地质困素。
(4)断层水:HF2、HF3-1为采区边界断层,从钻孔资料来看,两断层水量均不太大。但为防止水量增大给回采带来困难,要留不少于30米的防水煤柱。
(5)封孔情况:在本采区施工的钻孔除78—16在施工中卡孔三层未封孔,其余均进行了封孔。
(6)涌水量计算:采区内抽水试验孔176施工于HF2附近,由于构造因素的影响而使其值较大,不符合采区的实际情况,因此采区涌水量采用补134孔的抽水试验成果,计算结果为130吨/时。根据二水平六采区和十四采区开采情况看较符合实际情况。
第四节 煤尘、瓦斯、自然发火及煤质情况
煤尘:煤尘爆炸指数为18.67---22.2%。
瓦斯:高瓦斯矿井。
自燃发火:不易自燃。
煤质:本采区煤质牌号较为单一,多为瘦煤,少量焦煤,均为中灰分和富灰分煤,灰分在16.60∽35.00%之间。
含硫均属特低,为0.5%左右。
发热量为5528-7526大卡/公斤。
第三章 采区储量、生产能力及服务年限
第一节 采区储量
(见下表):
第二节 生产能力及服务年限
根据本采区可采储量和煤层赋存情况及今后我矿采区接替,生产能力安排的要求,确定本采区设计生产能力为45万吨/年。安排二个工作面同时生产,其中:安排一个高档普采工作面。采区服务年限为12年左右。
第四章 采区准备与巷道布置
第一节 采区巷道方案的确定
对于一个建设项目在技术上是否可行,在经济上是否合理,进行深入细致的调查研究,通过分析计算和多方案比较。对建设项目建成后可能取得的技术经济效果 进行预测,从而判断这个建设项目是否值得投资和提出建设建议,为投资决策提供科学可靠的依据。
本节建立在可行性研究定义基础之上,根据矿井内部和外部条件,依据设计的内容和目的,提出六个可行的方案;然后通过技术比较,从中确定三个技术上都相当优越的方案;最后对此三方案进行详尽的经济比较,并综合考虑各种因素,从中选择一个技术上可行、经济上合理的最优方案。
对于一个建设项目在技术上是否可行,在经济上是否合理,进行深入细致的调查研究,通过分析计算和多方案比较。对建设项目建成后可能取得的技术经济效果 进行预测,从而判断这个建设项目是否值得投资和提出建设建议,为投资决策提供科学可靠的依据。
本节建立在可行性研究定义基础之上,根据矿井内部和外部条件,依据设计的内容和目的,提出六个可行的方案;然后通过技术比较,从中确定二个技术上都相当优越的方案;最后对此二方案进行详尽的经济比较,并综合考虑各种因素,从中选择一个技术上可行、经济上合理的最优方案。
一、预提开拓方案
该采区是岱河矿构造最复杂的采区之一,小型褶曲和大、中、小型断裂构造都比较发育,煤层除吕庄背斜和官庄向斜外,局部还表现出一些无名小褶曲(向斜)。采区东北部边界受HF3逆断层控制,在大段层附近将会产生一些次生断层。煤层产状变化大,倾角从3°变化到10°,将给开采带来一定困难。本采区内钻孔虽然没有见到火成岩,但在Ⅱ12采区一区段机巷和轨道巷所揭露的火成岩墙,经地质部门测定将贯穿Ⅱ12 采区延展到Ⅱ8采区境内,火成岩墙厚7-10米,火成岩墙两边煤层受火成岩侵入严重,煤质变为天然焦,将给工作面生产和掘进施工带来困难。本矿是高瓦斯矿井,涌水量较大,矿井正常涌水量为180-250m3/h。
采区布置原则:
1、合理集中生产
2、合理确定采区生产能力
3、好的经济效果
4、合理的通风、运输系统
5、其他如合理配采、便于采后密闭。施工方便,尽量避免长距离单孔掘进。
针对采区的实际情况,结合采区布置原则,现提出两个初选方案:
第一方案,双翼采区集中上山开采,沿岩层布置巷道。
第二方案,单一采区集中上山开采,沿煤层布置巷道。
下面从几个方面来就两个方案的可行性进行比较:
一、上山的布置:
在一般情况下布置两条上山(一条运输上山,一条辅助上山)满足采区各生产系统的要求,当采区生产能力大,瓦斯涌出量大或采区需风量较大,上山断面受限制时,常需增设一条上山。结合本矿井的地质条件,就上山布置形式的适用条件来分析:
综合比较设立两条岩石上山,轨道上山进风和回料,胶带上山兼作回风行人用。轨道上山从五层煤底板穿到五层煤顶板,皮带上山施工在五层煤顶板沙岩中。在采区上部边界处砌一条岩石总回风巷。
二、区段巷道的布置及联系方式
根据煤层埋藏条件和生产的需要,以及考虑到与采区上山和区段平巷的配合,区段集中平巷的布置方式的比较如下:
根据煤层情况,本采区3、4层合并,且3、4层受火成岩侵入仅局部可分层开采,因此不设立岩石集中巷,采用通风巷、通机巷的布置方式,为了解决机巷辅助运输和下区段准备,设立轨道巷,考虑道本采区边界大断层,涌水量可能较大,轨道巷-到切眼位置。最后一个区段考虑到Ⅲ4采区第一区段回风需要,砌一段岩石集中巷。。机巷与轨道巷以斜巷联系,与运输上山采用立眼联系。机巷采用内错式布置,风巷采用外错式布置,原则上沿空掘巷局部也可试行留巷。
三、区段划分与工作面长度、采区巷道的掘进顺序、回采顺序。
(一)区段划分:
对于近水平、缓倾斜及倾斜煤层走向长壁开采,采区沿倾斜划分若干区段进行回采,一般一个区段内安排一个采煤工作面或一对拉工作面。
当采区斜长不受限制时,区段数目的确定主要应考虑采区上、下山设备的选型和生产能力。大型矿井的采区倾斜长度一般为1000~1500m左右。
(二)影响采煤工作面长度的因素:
㈠地质因素
⑴煤层厚度:煤层薄,工作面行人运料不便时,工作面不宜太长。煤层厚度较大时,工作面长度应与采煤工艺开采厚度是否分层及其厚度、开采能力相适应。
⑵倾角:煤层倾角大于30°行人运料很不方便。特别是急倾斜煤层,工作面作业条件比价困难,劳动强度大,为了安全起见,防止滑落煤和岩块砸伤人员或冲到支架,工作面宜短不宜长。
⑶围岩性质。顶板松软破碎的工作面,防顶时矸石易窜入工作空间影响作业,工作面越长、暴露顶板面积越大,采场压力越大,对采场生产和安全都不利。因此,顶板松软破碎或坚硬时,工作面不宜太长。
⑷地质构造。地质构造主要包括断层、褶曲、陷落柱与岩浆侵入,其中以断层和陷落柱印象最大。
不同的回采工艺方式,对地质构造的适应性有所不同。一般来说机械化程度越高,对地质构造的适应性越差。
㈡技术因素
工作面对应的采煤机、输送机以及相应的顶板管理、工作面通风、巷道布置也会对工作面长度有较大影响。
因此,结合本采区地质条件和机械化水平、技术能力,再参考其他采区近似工作面情况,确定本采区工作面长度约为120m。
采区巷道的掘进顺序、回采顺序:
编制配采计划可按下述步骤和方法进行。
⑴ 根据采区和工作面设计,在煤层采掘工程图上测绘并计算采煤工作面的工作面长度、推进方向长度、采高、可采储量,并应掌握煤层和地质构造特点等情况。
⑵ 按各工作面计划采用的采煤工艺方式,估算月进度、产量和可采期。
⑶ 编制各采煤工作面的接替顺序。为此应按照开采顺序合理,保证产量、煤层搭配、厚薄搭配等要求,选用较为合理的方案,编制出采煤工作面的配采计划。
⑷ 检查与配采计划有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成,运输、通风等生产环节和能力能否适应。如有矛盾,应采取有效措施,或调整接替安排。如此,经过几次修改,最后确定出工作面配采计划。
第二节 采区阶段划分
本采区划分为五个区段,其西翼由于受HF2斜交断层切割,1—2阶段合并,变为四个阶段。各阶段工作面平均斜长100—150米。
各阶段的车场标高为:一阶段:-220米;二阶段;-236米;三阶段:-272米;四阶段:-307米;五阶段:-335米。
本采区由于生产能力较大,又依集团公司批复精神,确定布置三条上山,其位置均在五层煤底板9∽28米的岩层里。
轨道上山:
角度:15°45′长度:461.4M方向:29°04′14″
皮带上山上段:
角度:14°长度:360M方向:29°04′14″
皮带上山下段:
角度:12°长度120.24M方向:29°04′14″
行人上山:
角度:14°长度470M方向:29°04′14″
行人上山,皮带上山在同总风巷沟通时进行了变坡,角度由14°变成23°。
第三节 分层巷道布置
机巷采用内错式布置,风巷采取外错式布置。原则上是沿空掘巷局部也可试行留巷。超前机、风巷都保持滞后上层工作面4—6月回采期距离。
第四节 上、中、下部车场及采区煤仓
上部车场:为甩车场,车场双轨段长30米;中部车场:均为单向单轨甩入中间石门式车场,双轨段长为30—35米。下部车场采取轨道上山跨越大巷的顶绕卧式车场,双轨段长130米。
各车场均采用料石砌旋的支护形式。
采区装车线为大巷装车站式。调车采用调度绞车牵引整列车不摘勾装车。空、重车线各长100米。
采区煤仓:立式煤仓,高21米,直径5米储煤量350吨。
第五节 主要硐室
1、变电所:由于本采区倾斜长和走向长都比较大,所以在下部装车站与人行通道之间,二车场与皮带上山之间各设立一个永久变电所。投产后如使用高档普采还需各跟一个机组移动变电站。
2、绞车房:依据采区生产能力,绞车房按JT1600/1224G型绞车布置。其断面尺寸为净宽6米,净高4米,长7米。由于采区有可能出现次生断层,因此,绞车房在施工时要注意加强支护强度和解决淋水在的问题。
第六节 投产前工程量安排
第一个投产工作面编号为Ⅱ382。投产时各类巷道总工程量为7600米,其中岩巷6120米,煤巷及半煤岩巷1480米。
第七节 几点说明
1、一阶段走向较短,斜长变化大,上分层与下分层之间接替准备困难,而且距断层较近,以使用炮采为宜。
2、在准备第一个工作面之前应探清各处次生断层的确切位置。根据情况合理布置工作面。
3、轨运合一巷布置形式在上下阶段同采,尤其是同翼上下阶段同采时,通风困难。要尽量避免同翼上下阶段同采。否则要进行系统改造。


第五章 采煤方法及回采工艺
第一节 采煤方法
采煤方法是采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上相互配合的总称。根据不同的地质、开采技术条件,有不同的采煤工艺与回采巷道布置相配合,构成了多种多样的采煤方法。
㈠地质因素
⑴煤层厚度:煤层薄,工作面行人运料不便时,工作面不宜太长。煤层厚度较大时,工作面长度应与采煤工艺开采厚度是否分层及其厚度、开采能力相适应。
⑵倾角:煤层倾角大于30°行人运料很不方便。特别是急倾斜煤层,工作面作业条件比价困难,劳动强度大,为了安全起见,防止滑落煤和岩块砸伤人员或冲到支架,工作面宜短不宜长。
⑶围岩性质。顶板松软破碎的工作面,防顶时矸石易窜入工作空间影响作业,工作面越长、暴露顶板面积越大,采场压力越大,对采场生产和安全都不利。因此,顶板松软破碎或坚硬时,工作面不宜太长。
⑷地质构造。地质构造主要包括断层、褶曲、陷落柱与岩浆侵入,其中以断层和陷落柱印象最大。
不同的回采工艺方式,对地质构造的适应性有所不同。一般来说机械化程度越高,对地质构造的适应性越差。
㈡技术因素
工作面对应的采煤机、输送机以及相应的顶板管理、工作面通风、巷道布置也会对工作面长度有较大影响。
因此,结合本采区地质条件和机械化水平、技术能力,再参考其他采区近似工作面情况,确定本采区工作面长度约为120m。
采区巷道的回采顺序:
编制配采计划可按下述步骤和方法进行。
⑴ 根据采区和工作面设计,在煤层采掘工程图上测绘并计算采煤工作面的工作面长度、推进方向长度、采高、可采储量,并应掌握煤层和地质构造特点等情况。
⑵ 按各工作面计划采用的采煤工艺方式,估算月进度、产量和可采期。
⑶ 编制各采煤工作面的接替顺序。为此应按照开采顺序合理,保证产量、煤层搭配、厚薄搭配等要求,选用较为合理的方案,编制出采煤工作面的配采计划。
⑷ 检查与配采计划有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成,运输、通风等生产环节和能力能否适应。如有矛盾,应采取有效措施,或调整接替安排。如此,经过几次修改,最后确定出工作面配采计划。
由上条件,确定采用单一走向长壁全部垮落法。因煤厚超过3米者,进行分层开采,采高1.9m。
第二节 回采工艺
本采区东翼一阶段,西翼一、二阶段由于走向短,斜长变化大,使用炮采,其余使用高档普采。
1、炮采:落煤。运输方式:放炮落煤,人工装煤,链板机运输。
支护材料:单体液压支柱,绞接顶梁,塘材小笆过顶。
支护方式;走向棚。
顶板管理:三、四排管理。最大控顶距5.0米,最小控顶距3.8米,放顶距1.2米。人工回柱。回采上分层时要进行老塘灌浆,以利再生顶板的形成。
2、机采:
落煤方式:割煤机落煤、装煤,人工清理浮煤。
支护材料:绞接顶梁,单体液压支柱,塘柴笆片过顶。
支护方式:走向棚。
顶板管理:三、四排管理。最大控顶距4.0米,最小控顶距3.0米,放顶距1.0米。工作面前方要进行灭尘清水,回柱时老塘要进行灌浆,以利再生顶板形成。
第三节 回采程序及循环作业方式
本采区按生产能力的要求,安排两个生产面,一个备用工作面。
回采程序:下行式回采。即先采上分层,后采下分层,先采上阶段后采下阶段。要注意厚薄搭配。
循环作业方式:两采两准,四八交叉正规循环作业。
第六章 采区生产系统
第一节 运输系统
1、出煤方式:工作面机巷采用链板机运输,溜煤眼自溜,上山采用皮带机运输,大巷使用电机车牵引一吨矿车运输。
2、出煤系统:
工作面的煤→机巷→溜煤眼→阶段小煤仓→皮带上山→采区煤仓→二水平运输大巷→二水平井底煤仓
3、出矸系统
各掘进头矸石→提料上山→车场→轨道上山→下部车场→二水平北大巷→井底车场→新付井→地面
4、运料系统
设备、材料从地面→新付井→井底车场→二水平北大巷→轨道上山→车场→提料上山→机、风巷。
5、轨道上山绞车提升能力验算
上山绞车负担两个回采工作面的设备、材料和五个掘进头正常生产的煤、矸石的下放和材料的运送。选用TT1600/1224型绞车,提升能力及安全系数验算如下:
(1)提升能力
为简化计算,按五个头均去一车场位置考虑。净提升一勾的时间:
t=L/Vmax
式中L—一车场到轨道起坡点的斜长L=432米
Vmax—最大绳速,Vmax=2.6m/s。
t=432/2.6=166秒=2.8分
上下摘掛勾取8分钟
提升一勾所需时间T=2t+8=13.6分
每小班按6小时计,总提升数为60/13.6×6=26次
每勾四个矿车,则每班提升数为
26×4=104车 除去材料车14个外,还有90个矿车,可进尺90/8=11.25米,每个头平均可进2.25米。
(2)牵引力:
轨道上山角度β=15°45′,斜长L=461.4米
选用D6×7—140型 24.5钢丝绳,每勾四个车
F=(P矸+P车+P绳)sinβ
=2.883<最大静张力4吨>
(3)安全系数验算:
K=31.200/2.883=10.8>6.5
式中:31.200(吨)是钢丝绳的破断力。
6.5《保安规程》规定的安全系数
以上验算证明,JT1600/1224型绞车能够满足。
第二节 通风系统
1.采区总风量的确定
⑴ 按瓦斯涌出量计算:
。
⑵ 掘进头均采用11kw得轴流式局扇通风,短距离可采用5.5kw局扇。
2、通风方式:北风井负压通风,轨道上山、皮带上山(很少一部分风)进风,行人上山回风。
3、通风系统
地面新鲜空气→新付井→二水平北大巷→下部车场→轨道上山→中部车场→皮带上山→行人通道→进风提料上山→机巷→工作面→回风巷→回风提料上山→回风行人通道→行人上山→采区总回风巷→回风通道→一水平北大巷→皮带上山→总回风巷→北风井
3、采区总风量的确定
(1)按瓦斯涌出量计算:
Q=AnqK /60
式中:An——平均日产量,一年按350天计算
An=450000/350=1286吨/日
q——日产吨煤所需风量,q=2
K——产量不均衡系数,K取1.15
Q=49.3M3/s
若按同时工作人数和同时放炮计算,都小于49.3M3/s。
(2)掘进通风
掘进头均采用15×2kw的对旋式局扇通风,短距离可采用7.5×2kw局扇。
第三节 排水系统
机巷、风巷基本上3∽5%的上坡掘进。所有巷道内都建立水沟,采掘工作面的经行人上山和轨道上山流入大巷巷水沟。
对于西翼需进行下坡掘进的机、风巷,要安设水泵排水。
第四节 供电系统
1、供电方式:本采区设计产量为45万吨。二个高档普采工作面,五个掘进头,乘人用无极绳绞车等,设备多,负荷大,综合考虑二水平北部采区,现由一根70平方毫米铝芯电缆由二水平泵房送到Ⅱ4、Ⅱ6采区,后期Ⅱ8采区投产还要由Ⅱ4采区变电所引过来,因此,这一根电缆再担负Ⅱ10采区供电,仅就长期允许通过电流已不能满足需要。因此,必须从二水平泵房再放一根70平方毫米电缆至Ⅱ4,单独供Ⅱ4、Ⅱ10,原有的一根电缆供Ⅱ6、Ⅱ8。因此该采区6kv电源引至Ⅱ6采区下部变电所。
因Ⅱ384-1和Ⅱ387-1二个工作面均为高档普采机组,所以应考虑移动变电站,分别由下、上部变电所供6kv电源至移动变电站。
对集中巷、皮带上山、机巷、风巷、掘进头、轨道绞车等配电点为开线式供电,而从各配电点向各用电设备均为幅射式供电。
煤电钻考虑综合保护,掘进头采用风电联锁等措施。
2、供电系统:
根据各用电设备远近、负荷大小,综合考虑电缆的长期允许通过的电流、机械强度、电源损失、最小两相短路电流和启动条件等方面因素,以及负荷的不同性质拟定出供电系统为:下部变电所一台180kvA变压器专供掘进头用电,上部一台、下部二台320kvA变压器分别供给集中巷、机巷等负荷。高档普采面负荷由两台500kvA移动变电站供电。
掘进负荷统计
设备名称单机
容量台数总容量设备名称单机容量台数总容量
扒矸机17585煤电钻1.256
内 绞11.4557总 计203
局 扇11555
P=∑PNkv/cosφ=203×0.55/0.7=158kvA
选用一台ksJ2-180/6 变压器专供掘进用电
上部负荷统计
设备名称单机容量台 数总 容 量
链 板 机403120
吊挂皮带403120
内 绞11.4334.2
回柱绞车7.5215
给 煤 机616
煤 电 钻1.2224
总 计297.6
选ksJ2-320/6 一台变压器
下部负荷统计
设备名称单机容量台 数总 容 量
链 板 机405200
吊挂皮带404160
吊挂皮带1001100
轨道绞车1101110
无极绳绞车57157
回柱绞车7.5322.5
内齿轮绞车11.4334.2
煤 电 钻1.233.6
水 泵515
给 煤 机616
总 计698.3
选两台ksJ2-320/6 变压器
第五节 供水、灌浆、防尘系统
供水系统
地面静压水→北二钻孔→一水平北大巷→Ⅱ6皮带上山→Ⅱ6采区Ⅱ564集中巷→Ⅱ8采区总回风巷→Ⅱ8皮带上山→阶段行人通道→进回风提料上山→采掘工作面。
灌浆灭尘均采用这条管路。
第六节 压风系统
二水平东二石门压风机站→二水平大巷→Ⅱ8皮带上山→各阶段车场→提料小上山→掘进工作面。
第七章 安全生产措施
第一节 防瓦斯及煤尘措施
一、防瓦斯措施
1、瓦斯管理的有关规定
①工作面的瓦斯和CO2的管理规定按《煤矿安全规程》第136条、138~140条、145~150条严格执行。
②工作面设专职瓦检员。瓦检员必须对工作面执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度,当瓦斯浓度超过《煤矿安全规程》上述条文规定,瓦检员有权责令现场人员停止工作,并撤到安全地点。
③工作面必须从采掘生产管理上采取措施,防止瓦斯积聚,当发生瓦斯积聚时,必须及时处理。工作面、上隅角及其它地点巷道出现有体积大于0.5m3,空间内积聚瓦斯浓度达到2.0%时,附近20m内必须停止工作,撤出人员、切断电源、进行处理。
④工作面、机风巷使用中的机电设备地点及高位钻场峒室都应纳入瓦斯检查范围,每班检查瓦斯至少3次,不准空班、漏检、假检,做到井下记录牌、检查手册、地面台帐三对口,并将检查瓦斯情况通知现场工作人员。
⑤瓦斯检查员必须经过培训合格,执证上岗。
⑥当工作面绝对瓦斯涌出量大于5 m3/min时,必须建立瓦斯抽放系统治理工作面瓦斯。
⑦工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时,必须停止用电钻打眼;达到1.5%时,必须停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时,严禁爆破。工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。
⑧工作面上隅角必须悬挂便携式瓦斯警报仪,并每班三次向矿调度汇报工作面瓦斯情况,并有记录可查。
⑨工作面严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。
⑩严格坚持“六不准生产原则”和“八个停产整顿”规定。
2、瓦斯防治:
⑴、防治瓦斯积聚的措施:
①工作面风巷与上区段老空联通处必须采取封堵或喷浆措施处理漏风。
②采煤面上隅角必须超前回,使顶板及时垮落充填。对上隅角悬顶处必须采取人工充填措施,并用风帘导风处理瓦斯。对锚网支护段必须在抹帽时将锚杆托盘、梯子梁及时拆卸掉。
③对底板和链板机底槽内瓦斯可采取加大风速处理。
④对空洞瓦斯可采取导风板处理。
⑤加强工作面采空区边界处的瓦斯检查。
⑵工作面的管理及CH4浓度要求:
①工作面回采必须坚持“先抽后采,监测监控、以风定产”的方针,在工作面回采前预先抽出瓦斯。
②工作面上隅角必须三班悬挂便携式瓦斯警报仪,并每班向矿调度汇报工作面瓦斯情况,并有记录可查。
③工作面严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。
④严格坚持“六不准生产原则” 和“八个停产整顿”规定。
⑤工作面及其他作业地点风流中浓度达到1.0%时,必须停止用电钻打眼;达到1.5%时,必须停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时,严禁爆破。工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。
3、通风安全监控系统:
⑴安装位置及要求:
①T0应垂直悬挂在工作面风巷距离上帮、顶板、采空区切顶线各300mm,工作面传感器T1安装在上风巷距工作面≤10m处,工作面回风传感器T2安装在距回风口10~15m处。
②安全监控设备的安装与设置严格按《煤矿安全规程》第160条和161条执行。
⑵监测系统的管理措施:按《煤矿安全规程》第三章163~167条要求执行。
二、防尘要求及煤壁浅孔注水:
⑴防尘要求
①建立完善的防尘系统和设施,确保水源、水量、水压符合要求。建立综合防尘齐抓共管责任制,并严格执行。工作面机巷、风巷、轨道巷防尘管路直径ф1时,每50m设一“三通”闸阀。供水水量不少于5L/min,水压范围0.2~1.0MPa,供水PH值:6.0~9.5。
②合理安排生产布局,避免集中用水超出管网系统供水能力。
③必须坚持先注后采,不注不采的煤层注水原则规定,但符合《煤矿安全规程》第154条有关特殊规定的可不采取注水措施。
④严格坚持工作面上下风巷冲刷灭尘制度,消除煤尘堆积、飞扬现象,井下不得出现厚度超过2mm,连续长度超过5m的煤尘堆积,冲刷期间必须对各类电器设备和牌板进行保护。
⑤工作面出煤系统各转载点必须有完善的喷雾装置(两巷的喷雾装置安装在距工作面30m以内),并应实现自动化,雾化好,灵敏可靠,使用正常。各转载点底板积煤和机电设备浮煤应设专人及时清理。
⑥隔爆装置布置在两巷距工作面60~200m范围内,每处隔爆水袋40个,每袋水量30升。工作面风机巷净化喷雾安装在距工作面50m以内,并随工作面的推进而后移,确保正常使用。
⑦按规定对工作面粉尘浓度进行测定和分析,作业人员必须佩带防尘口罩。
(2)煤壁浅孔注水
为了有效降低采煤工作面在生产过程中的煤尘浓度,现对采煤工作面实施浅孔注水措施,特作如下规定:
①浅孔注水工作由打眼工担任,两人协作,打眼工必须按照打眼的《操作规程》和《作业规程》中打眼的与关规定执行。
②打注水孔使用煤电钻,注水使用注液枪进行。打注水孔及注水前要仔细检查顶板﹑煤壁﹑支架﹑电钻﹑钻杆﹑注水器及其联结装置等情况,发现一异常必处理好。
③注水孔布置形式:(如图)
沿工作面倾向布置两排眼,打眼要垂直煤壁,向下俯角5°,顶眼距顶板600mm,底眼距底眼300mm。孔深4m,孔距4m,孔径42mm。
④ 浅孔注水流程:
打注水孔—安装封孔器—注液枪注水—回收封孔器
⑤钻孔注水:
注水前封孔器全部插入注水孔内,封孔器未端孔口离≮200 mm,用注液枪对封孔器进行注液后,当煤壁出现挂汗或相邻注水孔出水时,方可停止注液,回收封孔器,并用黄泥对注水孔进行封堵,封孔长度≮500 mm。
⑥几点要求
1、注水前,煤壁背帮过顶要严实,防止煤壁膨胀造成片帮封顶。
2、浅孔注水要在打炮眼或割煤前进行,注水孔口与炮眼距离≮500 mm,打炮眼时严禁与注水孔打透。
3、回采过程中,每回采三峒必须对工作面进行一次浅孔注水。
4、打注水孔及注水严禁与装药、放炮平行作业,与回柱及其它工序平行作业距离≮15 mm。
5、打注水孔及注水工作必须停车进行,注液管线必须吊挂好,不能放在链板机内,注水时,注水上下15m范围内煤壁侧严禁有人作业。注水人员严禁正对封孔器,注水时,注水管放在封孔器斜上方的人行道内,注液枪必须卡牢,防止甩动伤人。

注水孔布置图
第二节 防水患及火灾措施
一、防水患措施
1、Ⅱ10采区直接顶为泥岩或砂质泥岩,老顶为砂岩,含水丰富。在回采中会有滴淋水现象。
2、涌水量大小:最大涌水量0.15m3/min, 正常涌水量0.03m3/min。
3、防治水措施:
①工作面机、风巷及工作面有积水(长不小于5m,深不低于0.1m)均应安泵抽排。排水时机、风巷各布置一专门排水管道,并且每个排水泵旁均放一台备用泵,以便积水处泵坏时及时更换。
②回采过程中,淋水较大造成积水时,要及时装泵抽排,并保持疏排水路线的畅通,管道堵塞时应及时疏通,确保正常排水。
③采区局部出现淋水时,淋水段采用防水雨布过顶,雨布间用细铁丝每隔100~200mm联结。
④水泵每班设专人开,并现场交接班,发现泵坏及时更换。
⑤工作面或其他地点发现有透水预兆(挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑有臭味等异状)时,必须停止作业,采取措施,报告矿调度所。如果情况危急,必须立即发出警报,撤出所有受水灾威胁地点的人员。
二、防火灾措施
①每一入井人员严禁携带烟草和点火物品,严禁穿化纤衣服下井;加强放炮管理,严禁放糊炮和明炮;加强机械管理,以防摩擦起火;加强电器设备管理,杜绝失爆现象;加强皮带机管理,清理净机头、机尾处的落煤,并使用阻燃皮带。
②随着工作面的推进,原与工作面相连的巷道应及时封闭,滞后时间不超过10天,工作面回采结束后必须在25天内撤出一切设备、材料,在45天内完成永久性封闭,在封闭墙内要留有5m的加强棚。
③工作面如遇地质构造,过压要留煤柱时,必须经矿总工程师批准。
④工作面必须按计划推进,不得中途停顿,以免长期暴露氧化生热。
⑤在工作面进、回风巷内必须预定防火墙位置,并储备足够的构筑防火材料,以便随时封闭。
⑥井下来火按《煤矿安全规程》第244、245条执行;封火区按第248、249、250条执行。
⑦炮眼深度不小于0.6m,封泥长度符合要求,启封火区按第248、249、250条执行。
⑧机、风巷内要安规定配备灭火器材,并要定期检查更换。
第三节 防顶板、运输及机电等事故措施
一、防顶板事故措施
1、冒顶预防
(1)加强地质预报工作,工作面过地质异常区前,地质部门须及时向有关职能科室和综采队提供详细的地质资料,以便提前编制专项安全技术措施。
(2)定期进行顶板动态监测,调查顶板活动规律,进行顶板来压预防预测,防止片帮冒顶事故的发生。
(3)加强工作面支护质量管理,严格执行敲帮问顶制度,发现异常情况,及时采取措施进行处理。
(4)追机移架支护顶板,确保端面距不超过400mm,采取带压擦顶移架,及时伸出护板帮、伸缩梁进行护顶、护帮,支架达到初撑力,当移架跟不上采煤机时,应停机移架。
(5)若局部片帮掉顶严重,支架不能有效支护顶板时,可按照从上往下、先老塘侧后煤壁侧顺序架设走向木棚支护顶板。
a、架走向棚管理顶板时,要从片帮处上面顶班完好处开窝。
b、使用δ0.15m× 2.4m的双面扒皮料为梁。DZ-28单体为柱架设走向棚。棚梁间距0.75m,一端与支架前梁搭接不少于0.2m,另一端由DZ-28单体支撑与顶板接劲。
c、走向棚梁下用δ0.15m× 2.4m的双面扒皮料为梁、DZ-28单体为柱挑临时倾向棚,一棚二柱;连续架走向木棚达到4.5m时要架设正规倾向棚,棚梁使用I11-4.5m工字钢,棚柱使用DZ-28单体,一梁四柱;倾向棚架设在距走向棚煤壁一端0.4m处,棚梁间搭接0.5m
d、使用搪材、笆片等将顶板过严背实
e、棚梁与棚柱间要用双股10#铁丝栓牢结实。
f、架棚要有班队长现场统一指挥,并安设有经验的工人专门观察顶板。
(6)人员进入煤壁侧作业前,必须闭锁工作面输送机,设专人看护闭锁,未经施工人员同意,严禁解锁;煤机距施工地点不足15m时,要停电闭锁,并拉出滚筒离合。施工前,闭锁施工地点上下10架范围内的支架控制器或本架供液截止阀,仰采或煤壁高度超过2.8m时,使用单体、适长的圆木或扒皮料配合塘柴、笆片将施工地点的煤壁背实,确保退路畅通。
2、冒顶处理
回采工作面发生冒顶时,应立即汇报调度所。并根据冒顶区岩层冒落的高度和块度、冒顶位置和影响范围的大小等,灵活掌握其处理方法。
(1)首先弄清冒顶部位,顶板压力是否已经稳定,冒落高度和冒顶范围大小,冒落矸石的块度等情况,并检查冒顶区瓦斯情况,符合规定后方准作业。
(2)检查未冒落区的支架状态,加强其支护密度与强度,确保支架正规有劲,避免冒顶区的扩大。作业人员必须清理好后路,确保后路安全畅通。
(3)检查输送机是否能正常运转,若需开车时应首先清出车内冒顶煤矸,点车试运转,若不能开启,可将车断开铺设临时机尾恢复运输,处理冒顶区的矸石。
(4)必须将高冒区填实封闭。施工前,要先检查瓦斯情况,若瓦斯超限或积聚,须处理掉瓦斯后方可施工;严格执行“敲帮问顶”,采取临时支护,消除不安全因素,然后才能进行接顶作业。
(5)如果是较大范围的冒顶,另制定专门措施处理。
二、运输及机电等事故措施
1、防机电事故措施
⑴机电设备管理制度
①严格执行三大规程,坚守工作岗位,对设备做到精心使用、精心维护、精心保养,使设备经常保持在完好状态下运行。
②要熟练掌握本岗位范围内的设备,做到三懂(懂构造、懂原理、懂性能)、四会(会操作、会检查、会维护、会排除故障)。
③工作中要精力集中,要巡回检查设备的运转情况,发现问题及时汇报和处理。
④搞好文明生产,工作场所不得有杂物堆积,注意设备的清洁和润滑。
⑤严格执行设备包机制、现场交接班制和四检制。认真填写设备运转日志。
⑥对违章指挥有权拒绝执行。
⑦工作面所用电器设备,如开关、综保及备用设备等必须放在超前管理以外顶板、支架完好、无淋水的安全地点,且必须上架,持牌管理。机电设备(采煤机、刮板机等)必须严格执行日检、周检制度。
⑵机电设备管理重点
①皮带机撑架、托滚齐全完好,皮带不跑偏。电缆吊挂整齐,不得落地、埋压、挤压。煤电钻电缆要盘好。开关要上架,且要挂牌留名。备用设备和材料要放在安全出口20m以外的安全地方。电气设备上方有淋水时,要有防水设施;
②电器三大保护、胶带输送机、煤电钻综合保护装置必须齐全、灵敏、可靠;
③系统内皮带机、链板机机头、机尾各10m范围内煤尘、杂物必须班班清扫干净;
④小绞车的压车柱(地锚)、防跑车装置要有责任牌板和安全标志。压车柱、生根绳、声光信号、钢丝绳、保险挡、制动闸及护身板等齐全有效,灵敏可靠。绞车窝支架正规有劲、环境整洁、责任制齐全。
⑶开关的维修质量要求
①开关维修人员,必须由井下电钳工担任,并经过培训,考试合格,并持证上岗。
②开关要包机到人,并挂牌留名,并且上架。
③内各种保护齐全、灵敏、可靠,并符合机电完好标准的规定,杜绝失爆。
④检查开关防爆面,以确保防爆而无锈蚀,油漆、灰尘和伤痕(宽度及深度不大于0.5mm,其长度应保证剩余无伤隔爆面有效长度不小于规定长度的2/3)。
⑤开关启动时,要严格遵守《煤矿安全规程》的有关规定,严禁违章作业。
⑥填写检修记录和试验记录。
2、防运输事故措施
⑴刮板输送机管理规定
(1)刮板输送机司机必须严格执行《刮板输送机司机操作规程》,遵守岗位责任制,坚持持证上岗。
(2)工作面刮板输送机与顺槽刮板输送机搭接要合理,不拉回头煤,机头、机尾必须打好压车柱子(机头部少于两颗,机尾不少于一颗)并有醒目标记,严禁挪作他用;刮板输送机水平弯曲度不大于3°,保持平直稳状态。
(3)刮板输送机机头、机尾运转平稳,链轮无损坏,紧链器动作灵活,托链器、压链器完整、坚固。
(4)刮板、螺丝齐全,刮板间距符合要求,无弯曲和倾斜刮板;溜槽不得单向弯曲,无严重变形, 搭接良好,刮板链张紧合适,溜槽平、直稳、不飘链,运转正常。
(5)顺槽刮板输送机挡煤板齐全,无严重变形,与溜槽连接牢固,搭接良好;行人通过处安设过桥, 机尾安设盖板。
(6)司机在接班后, 开车前必须详细、全面地对刮板输送机进行检查;启动刮板输送机前,要发出信号,以防发生事故;刮板输送机启动后,司机应集中精力,随时观察顶板、支柱、电缆及周围环境的情况;大矸石及物料要及时停车处理;操作按钮要放在安全可靠的位置,听到或见到停机信号时要及时停车,只要重新听到或见到开车信号后方可开动。信号不明严禁开车。
(7)禁止停车的刮板输送机中大量装煤,禁止停运时移车(移机头、机尾除外),禁止向溜槽中装大量大块煤炭和矸石,禁止在刮板输送机中行走。
(8)严禁使用工作面输送机运送人和物料,使用机巷刮板输送机运料,必须编制安全技术措施。
(9)搬运支柱、工字钢、木料等笨重物料跨越刮板输送机时,必须在传好停车号后进行。
(10)刮板输送机检修时,必须将磁力启动器的手把放在零位,并用螺杆锁好,挂上“有人工作,禁止开机”的牌子,确保停机,须送电或换向时,必须有熟悉、熟练的人员认真操作,避免误开机造成人员伤亡。进行掐、接链点动时,人员应须躲离链条反力方向;正常运行时,人员不准正对刮板输送机运行方向,以免伤人。
(11)刮板输送机运行时,不准人员从机头上部跨越,不准清理转动部位的煤和杂物或用手调整刮板链。
(12)刮板输送机运行时,当支柱、顶梁、木料等物料或大块煤、矸石进入输送机时,必须及时停车搬出,处理完毕后方准开车。
(13)刮板输送机的顺序可自上而下、自下而上或从中间两头移,严禁由两头向中间推移,防止拱车。移刮板输送机应在运行时进行,移刮板输送机机头、机尾必须停车进行。移刮板输送机机头时,顺槽移刮板输送机停车并断电,严禁使用顺槽刮板输送机拉工作面移刮板输送机机头。
(14)移车时,两台移溜器或移车柱间距不大于6m;移溜器或移车柱生根要牢固,有木料顺山时在人行道或材料道老塘侧两根正规有劲支柱处,移溜器或移车柱依次生根,其前端应垂直顶在溜槽帮的凹处。
(15)移车时,移车段新机道内不得有人。其他应按照《采煤工移刮板输送机及操作规程》执行。
(16)刮板输送机机头、机尾的延长和缩短严格按照《采煤工刮板输送机机头、机尾的延长和缩短操作规程》执行。
(17)其他按《作业规程》及《刮板输送机司机操作规程》执行。
⑵胶带输送机的使用要求及维修质量要求
(1)胶带输送机入井前,必须经有关技术部门检验合格后,方可入井使用。
(2)为确保皮带运输机的安全运转,操作人员必须经过专业培训,熟悉和掌握皮带运输机的性能、结构及操作规程,并持证上岗,必须专人专机,严禁无人操作。
(3)胶带输送机入井后,必须使用阻燃输送带,各种保护设置必须齐全、可靠、灵敏,每班对其必须进行试验。
(4)胶带输送机运行时严禁乘人,并严禁携带笨重物品和超长物品和危险品。
(5)带式输送机起动前应检查各紧固件是否完整、齐全、紧固;各保护装置、连接装置、信号闭锁系统等应齐全、灵敏、可靠;动力系统油质、油位,应符合规定,清扫器是否符合要求。各传动滚筒、导向滚筒及托辊是否齐全、完整、转动灵活,输送带张紧情况是否良好,卡子是否良好,信号是否可靠,各种电栏状态高吊是否良好整齐。
(6)带式输送机起动运行时应做到:
必须用信号联系,待信号确定后方可起动。
起动电动机,观察机头传动装置。各滚筒动转情况,清扫器及其它附属装置的工作情况。
检查输送带张紧情况。加载后注意输送带运行情况,发现跑偏,立即调整。
集中精力,听清开机、停机信号不得出现误动作。
(7)按规定维护好输送机各部件,保证设备完好。
(8)胶带输送机的维修工必须由经过专业培训,并且考试合格,取得特殊工种上岗证的人员担任。
(9)每台胶带输送机应做到包机到人,并挂牌留名。
(10)胶带输送机的各种保护装置必须齐全、灵敏、可靠,每班必须有专人对其进行试验。
(11)胶带输送机必须有详细的检修计划,确保皮带运输机在完好的状态下运到安全运转的目的,其主要内容包括:
检查减速器、联轴器、电动机及所有滚筒轴承的温度是否正常。
检查通过传动装置输送带运行是否正常,有无卡、磨和跑偏等不正常 现象。
检查输送带清扫器及输送带接触是否符合要求。
检查各减速器和液力偶全器是否漏油。
检查输送带张力大小,需要时进行调整。
检查松紧装置是否灵活,钢丝绳是否锈蚀。
检查更换不合格的上、下托辊。
检查处理变形的中间架。
按观定的输送机各部进行注油。
(12)胶带输送机部分,必须符合《煤矿采区机电完好标准》的规定。
(13)每班必须认真填写运转和检修情况记录。
(14)胶带输送机操作工必须经过专门培训,考试合格,并持证上岗。
(15)开车前,检查各种信号,保护及启动、停止按钮是否清晰、灵敏、可靠。
(16)检查皮带机是否跑偏,大小托辊是否缺少、转动是否灵活,各滚筒运转是否正常,有无异响。
(17)检查皮带机各部接头,卡子有无松动或断裂,皮带有无抽筋、撕坏现象,拉丝吊挂,主棍、松紧钢丝齐全,无断丝。
(18)严禁皮带机带病运转,严禁带负荷起动。
(19)禁止用皮带机运送重物和大件,操作工离开时,应切断电源。
五、其它
1、本采区小上山角度大,小绞车数量多,要加强小绞车的管理工作,防止事故发生。
2、地面的任官庄、小任庄、纵楼、官庄等村庄必须在回采前办理好搬迁工作。
3、东部HF3-1断层为逆断层,我矿在下盘而石台矿在上盘,为了国家资源的回收和确保生产安全,请集团公司领导安排两个矿之间的回采程序和接茬时间,交换两矿有关的图纸资料。由于上盘回采后上部岩层的完整性将受到破坏,所以要防止断层水涌入工作面影响安全生产,一定要留有不少于30米的煤柱。
4、HF2断层是一条大断层,可能含有大量断层水,并且由于断层的影响,有可能使上覆粘土隔水层遭到破坏而同第四系水造成水力联系。因此开采准备时要留有足够的防水煤柱,尤其是总回风巷紧靠断层,在施工过程中要做好探放水工作。
5、本采区由于上北部和东部有较大大断层,本采区内将会出现较多的次生断层,在采掘时要充分注意这一不安全因素。
附:采区技术经济指标一览表
顺 序指 标 名 称单 位数 量说明
1采区走向长度米上1700平均1635下1570
2采区倾斜长度米西350平均580东810
3煤层倾角度11—13°
4采区地质储量万吨646.1
5采区可采储量万吨509.4
6采区回采率%85%
7采区生产能力万吨45万吨/年
8服务年限年12
9采区可采煤层层3
10采区阶段数目个5
11采区煤层总厚度米平均5.81
12煤的比重吨/米1.4
13灰份%16.60 35.00
14采煤方法走向长壁全部垮落法
15采区投产前总工程量米7600
岩6120
半煤及煤1480
参考文献
[1] 《煤矿矿井开采设计手册》(上、下册) 煤炭工业出版社
[2] 《矿井设计指南》 刘吉昌 中国矿大出版社
[3] 《中国采煤方法图集》 徐永圻 中国矿大出版社
[4] 《煤炭工业技术政策》 煤炭工业出版社
[5] 《煤炭工业矿井设计规范》 煤炭工业出版社
[6] 《煤矿安全规程》 煤炭工业出版社
[7] 《煤矿开采学》 徐永圻 中国矿大出版社
[8] 《矿井开采设计》(上、下册) 孙宝铮等主编 中国矿大出版社
[9] 《矿山压力及其控制》 钱鸣高主编 中国矿大出版社
[10] 《中国采煤方法》 徐永圻 中国矿大出版社