东泰矿业公司380采区设计说明书

东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书1前言东泰矿业公司一号矿（下简称一号矿）现开采3、4、7、10煤层。其中3、10煤层为主采煤层，7煤层为边角回采煤层，4煤层为配采煤层。二00九年底分煤层可采储量分别为3煤层2438万吨，4煤层463万吨，7煤层281万吨（全部为大巷煤柱和少量边角煤），10煤层1228万吨。矿井现有两个生产水平，分别为550水平和620水平，四个采煤队使用综采、高档普采设备分别在三个采区生产，采用走向长壁后退式采煤方法，全部陷落法管理顶板。其中采煤一队在7煤层720采区726工作面生产，然后接续725工作面，截至2009年末剩余储量190万吨，可采期20年；红旗队在3煤层350采区351工作面生产，然后接续3511工作面，采三队在3煤层350采区357工作面生产，然后接续359工作面，截至2009年末350采区剩余储量2381万吨，可采期26年；采煤二队在4煤层420采区首采面423工作面生产，420采区储量188万吨，可采期313年。1040采区为准备采区，390采区为开拓采区。根据对390采区探掘分析，390采区中部受到火成岩的侵蚀，严重影响采区巷道的布置。为此，为了保证3煤层采区的正常生产接续亟待开拓380采区，依据有关法律和被公司批准的“380采区地质说明书”，编制380采区设计如下，审批后执行。第一章采区范围及地质条件一、位置与范围1、地面位置380采区位于我公司一号矿东风井东北部2910M，淄王公路走向穿过。2、地形地貌地形平坦，两侧为岩体裸露区和部分农田，淄王公路北侧为淄博市八中和农田，次生黄土厚度约17M左右。3、地面建筑东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书2区域位置有淄王公路走向穿过、冶头村及淄博市八中等。3煤垂深49426351M，埋深较大。4、井下位置位于550大巷以东。东至3煤层圈定储量边界，为3煤层变薄区。南至山东滨岭矿业公司一号矿1、2煤层开采边界，西至3煤层圈定储量边界，为3煤层变薄区。北至3煤层人为储量边界。5、采掘情况3煤层东部为未开采的变薄区、北部为正在开拓的390采区、南部为山东滨岭矿业公司一号矿1、2煤层开采边界，西部为未开采的变薄区。铅垂下方25M为4煤层的变薄区。二、井上下标高井上标高102M；井下标高3922M5331M之间。三、地质条件1、几何尺寸采区走向长370870M，倾斜长780M，采区面积4799564M2。2、地质构造采区内地质构造简单，断层较少，根据以往3煤层开采情况分析，3煤层受断层影响程度较小，断层落差多在2M以下，且不多见。3、采区煤柱西边界为石炭变薄区，不留设煤柱；南与山东滨岭矿业公司一号矿1、2煤层边界留有40M隔离煤柱，东边界为变薄区，不留设煤柱；北为人为边界。采区三条上山之间各留有30M煤柱，上山与工作面之间留50M。四、水文地质情况1、地表该区域内地表有一条碾子山河，对3煤层的回采不构成影响。2、井下3煤层老顶砂岩属弱含水层，开采过程中涌水量较小，对开采影响不大，但局部裂隙发育地段，含水较丰富，是开采过程中的主要涌水来源。采区倾斜上方1、2煤层是山东滨岭矿业公司一号矿的开采范围，对处在下方的380采区有潜在威胁。东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书3通过比拟法计算，采区内正常涌水量为677M3/H，最大涌水量为1016M3/H。五、煤层的赋存情况及储量情况1、煤层的赋存情况该区域煤层产状较稳定，呈走向近东西、倾向北的单斜构造，煤层倾角1012，平均11。煤层原始沉积比较普遍，受岩浆侵蚀较轻，但煤层厚度不稳定。通过钻孔资料分析，区内3煤层厚度在063086M之间，平均075M；煤层结构简单，直接顶、底均为砂质页岩，厚度分别为40M和17M，老顶为96M的砂岩，老底为32M的砂岩。2、储量情况根据储量勘探，区内共有地质储量547万吨，可采储量465万吨，详见“采区储量情况表”。380采区储量表煤层块段分解面积（M2）平均厚度（M）倾角（）容重T/M3地质储量万T回采率可采储量万T备注111B1479956407511152547854653煤合计547465六、瓦斯、煤尘、自燃发火、地温及其它地质情况1、瓦斯一号矿为高瓦斯矿井，该区域绝对涌出量为CH43072M3/MIN，CO20954M3/MIN；相对涌出量为CH412322M3/T，CO23840M3/T。（取自2003年330二节总回鉴定值）2、煤尘3煤层煤尘不具有爆炸危险性，其爆炸指数为1338。3、自燃发火倾向性类不易自燃。东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书44、地温区内地温梯度为137213/百米，预计区内地温在23左右。5、地压根据同煤层324工作面矿压观测资料，工作面最大平均支护强度为385533KN/M2，最大平均顶底板移近量68MM，直接顶初次垮落步距为812M，初次来压步距为30M，周期来压步距为8M，底板容许比压3396MPA，工作面超前影响范围为820M。第二章采区开拓方案的选择一、采区可行性方案的提出按照采区储量范围，走向长370870M，倾斜长780M，该采区选择单翼工作面布置方式。采区东、西部均为3煤层变薄区，同时考虑了本区下部390采区煤仓与大巷等运输的条件，根据上级有关文件要求和采区储量情况，提出两个设计方案，作如下比较第方案共用390采区煤仓布置方案380采区为上山单翼布置。380采区轨道、皮带道、风道三条上山均沿3煤层布置。380轨道上山与550东大巷相连接形成轨道运输系统，并通过联络巷与380皮带道连接形成进风系统；380风道上山与550东风道相连接形成回风系统；380皮带道通过390煤仓（共用）与550东大巷相连接形成运煤系统。采区通风系统为“两进一回”，工作面为上行通风方式。第方案380采区上山布置方案380采区轨道、皮带道、风道三条上山均沿3煤层布置。380轨道上山与550东大巷相连接形成轨道运输系统，并通过联络巷与380皮带道连接形成进风系统；380风道上山与550东风道相连接形成回风系统；380皮带道通过380采区煤仓与550东大巷相连接形成运煤系统。采区通风系统为“两进一回”，工作面为上行通风方式。二、采区设计方案的比较和选择（一）巷道掘进工程量及工程费用比较第方案共用390采区煤仓布置方案东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书51、采区皮带道，长度440M，皮带安装长度420M。选用一部SDG800型高强度胶带输送机。巷道主要用途为运送煤炭、进风、行人、敷设风水管路、电缆等。2、采区轨道上山，长度585M，在其顶部选用一台JD55型调度绞车提升，主要用途为提矸、运料、进风、运送人员等。3、采区风道上山，长度568M，为采区专用回风道。该方案主体巷道掘进长度2013M，巷道工程168483M3，巷道工程费用529万元，详见“380采区方案主体巷道工程量及工程费用（概算）明细表”。380采区方案主体巷道工程量及工程费用（概算明细表序号巷道名称长度（M）全岩半煤岩荒断面（M2）工程量（M工程费用（万元）1380轨道上山585124461858/81748303151292380皮带道440/44078634584103753380风道上山568105463858/81746836145914采区底部车场6060/1284770427735采区中部车场12560/1284770427736抽放泵站30/301136340810226变电所352560/1202/692593720347联络巷210/2106671400742028合计20134091604/168483529注全岩巷道按360元/M3计算；半煤岩巷道按300元/M3计算。第方案380采区上山布置方案东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书61、采区皮带道，长度575M，皮带安装长度555M。选用一部SDG800型高强度胶带输送机。巷道主要用途为运送煤炭、进风、行人、敷设风水管路、电缆等。2、采区轨道上山，长度645M，在其顶部选用一台JD55型调度绞车提升，主要用途为提矸、运料、进风、运送人员等。3、采区风道上山，长度640M，为采区专用回风道。该方案主体巷道掘进长度2262M，巷道工程量191026M3，巷道工程费用6035万元，详见“380采区方案主体巷道工程量及工程费用（概算）明细表”380采区方案主体巷道工程量及工程费用（概算明细表序号巷道名称长度（M）全岩半煤岩荒断面（M2）工程量（M工程费用（万元）1380轨道上山645105540858/81753127164792380皮带道575142433858/817475597149993380风道上山640105535858/817527185163564采区底部车场6060/128477042773采区中部车场12560/1284770427735采区煤仓1212/7188616316抽放泵站30/301136340810227变电所352560/1202/692593720348联络巷180/1806671200636029合计22625441718/1910266035注全岩巷道按360元/M3计算；半煤岩巷道按300元/M3计算。（二）采区主要机电设备安装投资（估算）比较第方案较第方案所需设备多一部东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书7给煤机，且需延长皮带135M。第方案需要投资1776万元，第方案需要投资1987万元。（三）综合比较（表4）综合比较表表4工程费用（万元）方案长度（M）工程量（M3）合计主体巷道机电可采储量（万吨）吨煤投资（元/吨）201316848370665291776465152022621910268022603519874651725、比较2492254956745211205（四）两个方案的优缺点比较第方案共用390采区煤仓布置方案优点1、能充分利用390采区平推石门、煤仓，节省掘进工程量，施工工期短，采区投产快，利于缓解矿井采掘接续紧张的局面。2、采区主体巷道较第方案少掘进249M，较方案少投资956万元。缺点1、占用390采区排矸、运料运输线，运输线路紧张。第方案380采区上山布置方案优点1、采区运输线路独立，与390采区运输线不存在运输紧张的局面。缺点1、采区主体巷道较第方案多掘进249M，掘进工程量大。施工工期长。2、主体工程费用高，较第方案多投资956万元。东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书83、施工380采区煤仓，需增加煤仓下仓口巷道的开宽扩修量。结论鉴于上述比较，第方案能够充分利用390采区平推石门、煤仓，具有工期短、投产早、投资少等优点。通过经济技术比较，选取方案为主方案，即共用390采区煤仓布置方案。第三章采区巷道布置一、采区巷道布置380采区为上山单翼布置。380采区轨道、皮带道、风道三条上山均沿3煤层布置。380轨道上山与550东大巷相连接形成轨道运输系统，并通过联络巷与380皮带道连接形成进风系统；380风道上山与550东风道相连接形成回风系统；380皮带道通过采区煤仓与550东大巷相连接形成运煤系统。采区通风系统为“两进一回”，工作面为上行通风方式。1、采区皮带道，长度440M，皮带安装长度420M。选用一部SDG800型高强度胶带输送机。巷道主要用途为运送煤炭、进风、行人、敷设风水管路、电缆等。2、采区轨道上山，长度585M，在其顶部选用一台JD55型调度绞车提升，并在巷道内安设乘人器上下人员，主要用途为提矸、运料、进风、运送人员等。3、采区风道上山，长度568M，为采区专用回风道。二、各巷道断面及主要硐室的布置、断面、支护形式巷道掘进全部采用锚喷支护，锚杆采用161500MM的螺纹钢锚杆，配MSCK2545树脂锚固剂一块，锚杆支护间排距为0808M，各巷道及硐室喷浆厚度3050MM，砂浆采用水泥与石粉按125配比拌匀使用。当施工中遇顶板破碎压力大或施工巷道断面较大时可采用182000MM的螺纹钢锚杆，无法采用锚喷支护时，可编制补充措施改为架棚支护。1、380轨道上山该巷道为本采区提矸、运料、运送人员、进风、敷设风水管路、电缆东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书9等服务。巷道长度585M，从采区轨道底车场按方位19430，上坡20掘进125M找到3煤后沿3煤顶板起底掘进，煤层平均坡度1010。巷道全岩段采用三心拱锚喷支护，巷道净宽30M，平墙高17M，拱高10M，净高27M，净断面748M2，喷层厚度50MM；半煤岩段采用矩形锚喷支护，净宽30M，净高24M，净断面72M2，喷层厚度两帮30MM、顶板20MM。2、380皮带道该巷道为本采区运煤、进风、行人、敷设风水管路、电缆等服务。巷道长度440M，在轨道上山东侧平行布置，中中相距30M，平均坡度1010，沿3煤顶板起底掘进，与轨道上山掘进联络巷作为采区上山进风巷。巷道采用矩形锚喷支护，净宽30M，净高23M，净断面69M2，喷层厚度两帮30MM、顶板20MM。3、380风道上山该巷道为采区的专用回风道，长度568M，与采区轨道上山、皮带上山平行布置，布置在皮带上山的东侧，中中相距30M，平均坡度1010，巷道从一路横贯开门掘进，按1818下坡反掘105M与550东风道贯通，然后沿3煤顶板起底正掘。巷道全岩段采用三心拱锚喷支护，巷道净宽30M，平墙高17M，拱高10M，净高27M，净断面748M2，喷层厚度50MM；半煤岩段采用矩形锚喷支护，净宽30M，净高24M，净断面72M2，喷层厚度两帮30MM、顶板20MM。4、工作面皮带道（下出口）采煤工作面皮带道，为采煤工作面运煤、行人、进风、敷设管线等服务。此巷道与皮带上山相接，形成工作面运煤系统；与下一工作面的上出口平行布置，中中相距15M，用横贯联络，沿煤层顶板起底掘进。采用矩形锚喷支护，净宽26M，净高21M，净断面546M2。当遇顶板破碎带或断层时，采用11工字钢梯形架棚支护，棚梁里口22M，下宽30M，净高21M，净断面546M2。5、工作面上出口采煤工作面出口，为工作面运料、回风、行人、敷设管线的安全出口，此巷道用中部车场、联络巷分别与轨道上山、风道上山相连，形成运矸、通风系统。此巷道断面与支护形式同工作面皮带道。6、采区车场东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书10轨道上山底车场设在轨道上山底部与390采区平推石门相连接处，车场长度60M。采用三心拱锚喷支护，净宽42M，平墙高16M，拱高14M，净高30M，净断面1138M2，喷层厚度50MM。中部车场设在工作面上出口绕道门口，车场为单侧甩车场，长度20M。采用三心拱锚喷支护，净宽42M，平墙高16M，拱高14M，净高30M，净断面1138M2，喷层厚度50MM。7、采区变电所布置在380采区中部轨道上山与风道上山之间横贯中，长度35M。采用三心拱锚喷支护，净宽40M，平墙高16M，拱高133M，净高293M，净断面1062M2，喷浆厚度50MM。8、抽放泵站布置在380采区三路横贯中，长度30M。采用三心拱锚喷支护，净宽38M，平墙高17M，拱高126M，净高296M，净断面1027M2，喷浆厚度50MM。9、采区煤仓布置在550东大巷内距大巷尽头100M处，与390采区共用，煤仓长度15M。采用三心拱锚喷支护，净宽36M，平墙高15M，拱高10M，净高30M，净断面918M2，喷浆厚度50MM。煤仓有效容积11018M3。三、工作面和各类煤柱尺寸的确定1、工作面尺寸为工作面走向长370790M，平均580M，平均面长100M。2、采区各类煤柱尺寸的确定采区三条上山之间各留有30M煤柱，上山与工作面之间留50M保护煤柱；采区上部留防水隔离煤柱40M。第四章采煤方法一、开采顺序380采区共布置5个工作面，均布置在采区上山东侧。开采顺序为382、383、384、381、385工作面。二、采煤方法、回采工艺及顶板管理东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书11工作面采煤方法为走向长壁后退式采煤法，回采工艺为高档普采，采用ZB2D111型电牵引采煤机落装煤，最大控顶距离37M，最小控顶距离29M，机跑道宽度10M。DZ系列单体液压支柱配合HDJC800型铰接顶梁支护顶板，单排密集切顶，“见四回一”方式放顶，全面陷落法管理顶板。三、支护形式的选择与计算1、矿压观测资料根据同煤层324工作面矿压观测资料综合分析，该采区工作面老顶初次来压步距确定为30M；周期来压步距确定为8M；老顶来压时最大平均支护强度确定为385533KN/M2。2、支架型号选择根据我矿现有支护材料设备，确定使用DZ系列单体支柱配合HDJC800型铰接顶梁作为工作面支架。本采区正常情况下平均采高075M，受地质影响，采高变化在063086M之间。支柱最大高度HMAX（M）HMAXMMAXB086010076M式中MMAX工作面最大采高（M）B顶梁厚度，取B010M支柱最小高度HMIN（M）HMINMMINBS063010010043M式中MMIN工作面最小采高（M）B顶梁厚度，取B010MS顶板在最大控顶距处平均最大下沉量，取010M3、支护强度计算采用经验公式计算东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书12PT8981HR89810752514715（KN/M2）式中PT工作面合理的支护强度（KN/M2）H采高075MR顶板岩石容重（T/M3），一般可取25T/M3。选取同煤层相邻采区工作面矿压资料中最大平均支护强度为385533KN/M2，同时与采用经验公式计算的工作面支护强度相比较，选取上述两项中最大值385533KN/M2，为工作面支护强度。支柱实际支撑能力计算RTKGKZKBKHKAR219125（KN）式中R支柱额定工作阻力，KNKG支柱工作系数，099KZ支柱增阻系数，095KB支柱不均匀系数10KH采高系数，10KA倾角系数，10工作面合理的支护密度计算NPT/RT385533/219125176（根/M2）选择合理的支护密度根据采煤机截深及工作面合理的支护密度，确定工作面排距为08M，柱距为07M，即选取实际支护密度为178根/M2，大于工作面支护密度176根/M2。选择合理的控顶距为“见四回一”控顶方式。柱鞋直径的计算200RT/Q200219125/3143396东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书132867MM铁鞋的直径（MM）Q底板比压（MPA）根据计算，选用直径300MM的铁鞋，满足要求。四、采掘机械设备的确定1、采煤工作面机械设备采煤工作面选用ZB2D111型电牵引采煤机和配套的SGB620/40T型刮板输送机，下出口选用SGB620/40型刮板输送机、SPJ800型吊挂皮带机。2、掘进工作面机械设备掘进工作面分别配ZY24型气腿式风动凿岩机、锚杆钻机打眼，HPCV型喷浆机喷浆，JD114、JD25型调度绞车配合MG116（1吨）标准矿车运输，P30B耙斗式装岩机。五、采区生产能力、采掘工作面个数、服务年限、工作制度及采掘比例关系1、采区设计生产能力的确定工作面日产量计算ALL1MC100360751520973981T式中A工作面日产量，T；L工作面长度，100M；L1工作面日进度，36M/D；M煤层采高，075M；煤的视密度，取152T/M3；C工作面回采率，取097。采区设计生产能力计算AB1AD13981330131373（吨/年）1314（万吨/年）东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书14式中AB采区设计生产能力，万吨/年；1生产工作面个数，1个；A工作面日产量，吨；D年生产日数，取330天。本采区安排一个正规工作面生产，同时考虑有一定的掘进煤，因此将采区设计生产能力确定为15万吨/年。2、该采区共布置工作面5个工作面，均在采区上山东侧布置。3、采区共有地质储量547万吨，可采储量465万吨，其服务年限由以下公式进行计算PZK/（AK）式中P服务年限ZK采区可采储量465万吨A年生产能力15万吨/年K生产能力富余系数，取12P465/（1512）258（年）经计算采区服务年限为258年，考虑到采区3煤层储量有扩大的可能，采区服务年限预计为30年。4、工作制度实行三八作业制，单班正规循环作业。5、采掘配比关系安排一个正规工作面生产，一个准备工作面，根据采掘配比，安排三个掘进工作面。东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书15第五章提升、供电、排水、通风、防尘、安全监测设备的设计、选型和计算一、380轨道上山提升绞车选型计算1原始资料巷道斜长L600M倾角20（最大坡度）设计提升能力矸石、物料60车/班每钩提升矿车数N3矸石容量Q18T/M3矿车自重QZ06T/车62预选设备根据现场条件，拟选用JD55型调度绞车，用于提升矸石、物料，该调度绞车参数为容量绳850M，配用215619钢丝绳，平均绳速V121M/S，最大绳速VM142M/S，牵引力F392KN，钢丝绳重165KG/M，破断力总和为FS29800N/KGF。3验算各参数验算最大静张力FJMAXNQQZSINF1COSPLSINF2COS31800600SIN200015COS20165600SIN2002COS203089KG钢丝绳安全系数MFS/FJMAX29800/308912965钢丝绳的安全系数符合煤矿安全规程。验算电机功率东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书16PFJMAXVM/1023089142/1020924607KW式中为传动效率，取值为092电机功率小于55KW，能够满足提升要求。验算提升能力按平均速度计算一次提升所需循环时间TX（L/V60）600/1216021079S式中60摘挂钩休止时间每班按6小时提升计算每班提升勾数63600/107920勾每班提升车数20360车结论该采区轨道运输选择JD55型调度绞车能够满足提升要求。二、380皮带道皮带机选型计算1上山皮带道原始技术参数巷道斜长600M巷道倾角11计划生产能力450吨/日运输方式上山下运2运输设备选型设计（1）预选运输设备根据采区皮带道现场实际条件，初步选用运输设备为SDG800型高强度胶带输送机。该型胶带输送机主要技术性能参数带宽B800MM，带速V175M/S，胶带型号PVG系列；自重（按PVG1250S）QD1568KG/M安全系数M7；传动滚筒直径800MM；铸钢表面铸胶传动方式双传动滚筒双驱动（或单驱动），总围包角420。电动机皮带自带30KW17KW电机东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书17减速机型号DCY280355,速比I355涨紧方式钢丝绳涨紧输送能力Q487T/H（2）胶带运输机技术性能参数计算及校验输送能力校验胶带运输机输送能力Q487T/H设计最大生产能力A150T/H满足要求。传动系统图计算重段阻力WZHQQDQGLCOSQQDLSIN2381568117600004COS112381568600SIN113465KG式中Q每米长的胶带上的货载重量QA/36V150/36175238KG/MQD胶带自重QD1568KG/MQGGG/LG14/12117KG/M上托滚阻力系数，取004空段阻力计算东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书18WKQDQGLCOSQDLSIN156846000035COS111568600SIN112200KG式中QG下托滚转动部分折算重量QG12/34KG/M空段托滚阻力系数取0035胶带涨力计算由逐点计算法得S1S2S1S3106S2S4106S3S5S4WKS6106S5S7S6WZHS8106S7S9S8需要传动滚筒表面输出的牵引力F01为F01S9S1S1（10641）1062WK106WZH传动滚筒所能传递的额定牵引力F0为F0S1（E1）/N另F01F0，得S1N（1062WK106WZH）/E1（10641）N117（106222001063465）/E028251（10641）117360KG式中N11702由逐点张立法可得S2360KG；S33816KG；S44045KG；S517955KG；S61903KG；S71562KG；S81656KG；S91656KG检验输送带垂度重段输送带的最小张力SZMIN东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书19SZMIN5（QQD）LG1COS5（2381568）12COS11180KG|S7|空段输送带最小张力SKMIN5QDLG11COS5156825COS1130KG|S6|故各点张力均满足输送带的垂度条件。电动机功率计算传动滚筒主轴总牵引力F01S9S1005（S9S1）1656360005（1656360）1361KG13610N下运属于发电过程，发电功率为NDKDF01V/10001213610175085/100025KW原设备电动机（30KW17KW）即可满足要求。减速机选型计算传动比确定由V175M/S,电机转速1480分/转,则I354,取I355传动滚筒输入扭矩为MGKDF01D/212136108/2653KGM即减速机输出扭矩减速机输入功率为P1MGW1/I6531480/35508533KW查设备手册选用DCY315355型圆锥圆柱齿轮减速机胶带强度计算确定由MBGS/SMINGSMSMIN/B10450/8006KG/MM60N/MM查胶带资料选用PVG1000S型高强度胶带，其强度GS1250N/MM，满足要求。皮带机中间机架及托辊选型选用TD75型皮带机中间机架标准件,上下托辊直径选用108MM。东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书20（3）结论该采区皮带下山选择一部SDG800型皮带机，其主要技术参数为单驱动传动方式，传动围包角420，传动滚筒直径800MM，铸钢表面铸胶；电动机为原配30KW和17KW两个电动机,电压为660V减速机型号DCY315355，速比I355；胶带型号PVG1000S，强度GS1250N/MM；胶带运行速度V175M/S；输送能力Q487T/H；能够满足要求。三、380轨道上山架空乘人运行装置1、巷道技术参数为巷道总长600M。坡度最大坡度202、设备选型验算预选电动机YB2315S655KW。预选驱动轮直径11M。预选钢丝绳6X19FC215Q01658KG/M抗拉A1655MPA破断拉力总和SK298KN预选减速机速比I50钢丝绳运行速度VKD/60NE/I09831411/60980/50100M/S乘坐间距120M，则运输效率QR3600V/13600100/20180人/H托轮间距208510852017M取25M驱动轮绳槽与牵引钢丝绳间的摩擦系数025牵引绳在驱动轮上包角1803验算最小张力的计算东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书21SMINCQ0GSMIN100016589816248N式中SMIN最小张力点的张力，NC钢丝绳的挠度系数，取C1000Q0钢丝绳每米品质，1658KG/MG重力加速度，G98M/S2各点张力的计算当下放侧无人乘座而上升侧满员时（动力运行状态），线路运行阻力W41Q0（Q1Q2）/1（COSSIN）LG1658（7010）/20（002COS20SIN20）6009814139N当下放侧满员时（动力运行状态），线路运行阻力W23（Q0Q2/1）（COS0SIN0）LG（165810/20）（0015COS20SIN20）600984987N各点张力S3SMIN16248NS4101S316410NS1S4W4130549NS2S3W23111261N式中Q0每米钢丝绳品质Q1每人体品质，取70KG/人Q2每把吊椅重（含抱索器）取10KG/把L斜长钢丝绳运行阻力系数，动力运行时取002制动运行时取0015驱动轮防滑校验东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书22当下放侧无人乘座而上升侧满员时（动力运行状态）且S1S20S1/S227E式中025钢丝绳与驱动轮衬垫摩擦系数钢丝绳在驱动轮上的围包角电动机的计算动力运行时NEKN（S1S2）V/1000/289KW式中KN电动机功率备用系数取11512传动效率08V钢丝绳运行速度考虑在特殊情况下运载，需要增加乘坐人员密度。因此选取电机30KW查手册选择一台YB225M6型电动机，其功率为30KW，转速为980转/分，额定电压660V，额定电流3434A牵引钢丝绳计算SKMSMAX61624897488N97488KN298KN式中SK钢丝绳破断拉力总和M钢丝绳的最低安全系数取M6SMAX最大张力点张力因此，选择钢丝绳619SFC215钢丝绳破断力总和298KN绳轮直径D1及尾轮直径D2的确定D1D245DS9675（DS选定钢丝绳直径）故选取直径为D1100MM的驱动轮和尾轮拉紧行程LI0005L26M考虑富余系数，最终确定LI65M东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书23重锤张力SIS3S43333KG1/4SI833KG采用二滑轮四绳牵引重锤，拉紧重锤重量为833KG最大扭矩的确定减速机输出最大扭矩T（S1S2）D/24106826NM选择1台SEW公司生产的M3RVHF50型减速机。结论420架空人车应采用电机型号为YB225M6型电动机30KW减速箱型号为M3RVHF50型减速机，速比150钢丝绳型号为619SFC215驱动轮和尾轮直径为11M四、采煤工作面设备选型1、采煤机组选用ZB2111型采煤机组，其主要技术参数采高07513M,煤层倾角1012以下，其主要技术参数滚筒直径620MM即采高H620MM滚筒转速82转/分；截深J08M额定牵引力7T最大牵引速度VM23M/MIN牵引链规格1864MM电机功率111KW；生产能力Q60JHV600806223152104T/H；满足要求2工作面循环运输机，选用SGB620/40T型刮板运输机，其主要技术参数运输长度100M，输送量150T/H，电机功率55KW，满足要求。3下出口运输机选用两部SPJ800型吊挂式皮带机，其主要技术参数运输长度300M，输送量300T/H，电机功率301747KW，满足要求；选用两部SGB620/40T型刮板机，运输长度100M，输送量150T/H，电机功率40KW，满足要求。4上出口乳化液泵站选用两台XRB280/200型乳化液泵,其中一台工作,一台备用，配用一台RX640型乳化液箱，其额定输出压力20MPA，电机功率37KW，满足要求。五、掘进工作面设备选型东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书241凿岩机选用6台ZY24型凿岩机，每个工作面用2台。2装岩机选3台P30B型耙斗式装岩机，每个工作面用1台，其生产能3550M3/H，电机功率17KW，满足要求3喷浆机选用EPIV型喷浆机3台，每个工作面用1台4掘进运输设备，选用9台调度小绞车，每个掘进工作面用3台，满足要求。六、供电设备的选型计算在采区中下部设立一个变电所，变电所电源来自550水平变电所。该采区设计为1个机采工作面，3个掘进工作面，主巷、轨道运输。供电负荷统计表类别设备名称型号数量台额定功率KW总容量KVA需用系数平均功率因数备注采煤机ZB2X1111111刮板机SGB620/40T2552皮带机SPJ8002472乳化液泵XRB21371一个采煤工作面调度绞车JD25225240203507耙装机P30B3173喷浆机PC7U3553三个掘进面调度绞车JD2511436253114621090406提升调度绞车JD55155550507运输皮带机SDG800175750507通风通风机FBDN056/2116116660507东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书251负荷主皮带用电负荷P175KW轨道用电负荷P255KW采煤面用电负荷P3402KW掘进面用电负荷P42109KW通风专线负荷P566KW2计算工作电流IGKLPJ/3UECOS式中KL利用系数PJ计算功率UE电网额电压COS平均功率因数，取07主皮带IG10575/360751A轨道IG20555/360737A采煤面IG3035402/3607124A掘进面IG4042109/3607116A通风IG50566/360745AIGIG1IG2IG3IG4IG5513712411645373A查煤炭工业设备手册主电缆选用YJV226/6350高压铠装电缆，载流量为185A，满足供电要求，为了供电的可靠性及通风专线要求，敷设两路同型号电缆。3变压器容量计算公式SBPEKL/COS主皮带机SB17505/0754KVA轨道SB20555/0740KVA采煤面SB3402035/07201KVA东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书26掘进面SB4042109/071205KVA通风SB50566/0747KVA通过以上计算数据，选用矿变6台。其中KBSG315/6矿变3台，两台供采煤工作面,一台供掘进工作面和轨道上山绞车。选用KBSG200/6矿变3台，一台供主巷皮带，两台供通风专线用。选用PBG400/6高防开关9台，满足要求。（附380变电所供电系统图）七、排水系统因380采区属于上山开采，排水属于自然流水，经550东大巷流入550泵房水仓。最终由泵房排水管道排至地面。550水平水仓泵房正常涌水量2787M3/H，最大涌水量288M3/H，综合排水能力2458M3/H，满足排水要求。（见排水系统图）八、压风系统该采区的压风系统，由390采区压风机房供风，经550东大巷至380轨道上山，分路供给各个采掘工作面。（见压风系统图）九、通风、防尘、安全监控系统及风量计算本采区计划一个回采工作面，一个备用工作面，三个掘进迎头，一个变电所、一个绞车房、一个瓦斯抽放泵站。采区各回采工作面均为上行风，各掘进工作面使用压入式局部通风机供风,局部通风机采用轴流式对旋通风机，型号规格FBDNO56，额定功率11KW2。（一）瓦斯、煤尘、煤层自燃倾向性情况1、瓦斯本矿井为高瓦斯矿井，该区域瓦斯涌出量（取自2003年330二节总回鉴定值）绝对CH43072M3/MIN；CO20954M3/MIN；相对CH412322M3/T；CO23840M3/T；东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书272、煤尘本层煤的煤尘无爆炸性，其煤尘爆炸指数为1338（取自2007年3煤353采煤工作面鉴定值）3、煤层自燃发火倾向性类不易自燃（取自2007年3煤353采煤工作面鉴定值）（二）380采区通风系统（见后附通风系统图）新鲜风流由550东大巷平推石门380轨道上山、380皮带道上山回采工作面下出口回采工作面。乏风流由回采工作面回采工作面上出口380风道上山550风道。（三）防尘系统（见后附防尘系统图）1、采煤工作面用水量计算采煤工作面防尘用水量包括转载点喷雾、净化水幕用水、冲洗积尘、单体液压支柱乳化液泵用水等。（1）运输顺槽转载点喷雾用水量QC12NC1QCZ240216M3/H式中NC1转载点个数，4个QCZ个喷嘴的喷雾流量，可取QCZ02M3/H，2每道转载水幕2个喷嘴（2）进、回风顺槽风流净化水幕用水量QC23NC2QCM330109M3/H式中3进、回风道共3道净化水幕东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书28NC2一处水幕的喷嘴个数，3个QCM一个喷嘴的喷雾流量，可取QCM01015M3/H取QCM01M3/H（3）回风与运输顺槽冲洗沉积煤尘用水量取QC320M3/H（4）单体液压支柱乳化液泵用水量取QC410M3/H（5）隔爆水袋和水泡泥注水器用水量取QC410M3/H380采区布置一个采煤工作面生产，因此采煤工作面用水量为；QC1（QC1QC2QC3QC4QC5）1（1609201010）65M3/H00018M3/S2、掘进工作面用水量计算380采区的掘进工作面采用炮掘。掘进工作面防尘用水量包括湿式打眼，爆破落岩、煤喷雾，冲洗岩、煤壁，装岩、煤洒水、喷雾，风流净化水幕等用水量。凿岩机湿式打眼用水量QJ1QJ1NJQH20306M3/H式中NJ凿岩机同时工作台数，2台；QH单台凿岩机用水量，QH03M3/H爆破落岩、煤喷雾用水量QJ215M3/H冲洗岩、煤壁用水量QJ310M3/H装岩、煤洒水、喷雾用水量可取QJ405M3/H风流净化水幕用水量QJ5NJ5QJM60106M3/H式中NJ5每道水幕的喷嘴个数3个，安装两道净化水幕取6个。QJM个喷嘴的喷雾流量，QJM01015M3/H；取01M3/H隔爆水袋和水泡泥注水器用水量取QC410M3/H380采区布置三个掘进工作面生产，因此掘进工作面用水量为；东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书29QJ3（QJ1QJ2QJ3QJ4QJ5QJ6）3（061510050610）156M3/H00043M3/S从以上计算可知，整个380采区的总用水量为Q总Q采Q掘000180004300061M3/S3、管径的计算QD2V/4D4Q总/V1/2400061/314151/20072M72MM式中Q计算流量M3/SD管路直径MMV计算流速一般为1525M/S取15M/S通过计算380采区需要直径72MM的管路供水，根据380采区设计要求，使用直径89MM无缝钢管即可满足供水要求。（四）安全监控系统（见后附安全监控设备布置图）380采区的安全监控系统采用KJ76N型安全监控设备，支传输电缆采用2条YZ31511型电缆，各个DJ4G2000型电源箱（兼作分站）设在各采掘工作面附近，监控系统的电源电缆串联于局部通风机电源，T1、T2、T3探头型号为GJW4/10040型，传感器位置均要按标准安设。采用独立通风的回采工作面应安设2个甲烷传感器（根据煤矿安全事故的特别规定当巷道超过500M的，每500M必须增设一组甲烷传感器T1甲烷传感器的安设地点为工作面回风巷中从工作面向外不大于10M处，T2甲烷传感器的安设地点为工作面回风巷中在距采区回风巷1015M处；报警浓度均为08CH4，断电浓度分别为T1甲烷东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书30传感器15CH4，T2、T3甲烷传感器10CH4，断电范围均为回采工作面及回风道内全部非本质安全型电气设备。主传输电缆采用塑胶6芯电缆沿380轨道上山、380平推石门、550东大巷、三水平并联进风道下山敷设到地面中心站，信号由分站经主传输电缆输送到地面监控中心站。（五）采区风量计算1、采煤工作面需要风量计算每个独立通风的采煤工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯（二氧化碳）涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。按气象条件计算QCF6070VCFSCFKCHKCL60701529741009169（M3/MIN）式中QCF采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；VCF采煤工作面的风速，参照淄川区矿井需要风量计算办法，按采煤工作面进风流的温度从表1中选取，M/S；实取VCF15M/SSCF采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算2974M2（控最大顶距377M，最小控顶距314M，采高086M，S采（377314）20862974M2）。KCH采煤工作面采高调整系数；一般采高小于2M，取KCH10；采高在225M，取KCH11；实取KCH10KCL采煤工作面长度调整系数，参照淄川区矿井需要风量计算办法表2；实取KCL09东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书3170有效通风断面系数；60为单位换算产生的系数。按照瓦斯涌出量计算QCF100QCGKCG100167416268（M3/MIN）式中QCF采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；QCG采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量1674M3/MIN（取值于2003年度3313采煤工作面瓦斯鉴定值。KCG采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；通常机采工作面可取KCG1216；炮采工作面可取KCG1420；实取KCG16100按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1的换算系数。按照二氧化碳涌出量计算QCF67QCCKCC6704131645（M3/MIN）式中QCF采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；QCC采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量0413M3/MIN取值于2003年度3313采煤工作面瓦斯鉴定值KCC采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；通常机采工东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书32作面可取KCC1216；炮采工作面可取KCC1420；实取KCG1667按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过15的换算系数。按工作人员数量验算QCF4NCF432128（M3/MIN）式中QC采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；NCF采煤工作面同时工作的最多人数，32人；4每人需风量，M3/MIN。按风速进行验算A、验算最小风量QCF60025SCBSCBICBHCF70QCF60025SCB60025（ICBHCF70）60025（4606370）31（M3/MIN）B、验算最大风量QCF6040SCSSCSICSHCF70QCF6040SCS6040（ICSHCF70）6040（3806370）东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书33403（M3/MIN）C、综采工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量。QCF6050SCS60502700810（M3/MIN）式中QCF采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；SCB采煤工作面最大控顶有效断面积，3242M2（最大控顶距377M，采高086M，SCB3770863242M2）ICB采煤工作面最大控顶距，377M；HCF采煤工作面实际采高，086M；SCS采煤工作面最小控顶有效断面积，M2（最小控顶距314M，采高086M，SCS3140862700M2）ICS采煤工作面最小控顶距，314M；025采煤工作面允许的最小风速，M/S；70有效通风断面系数；40采煤工作面允许的最大风速，M/S；50采煤工作面允许的最大风速，M/S；备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50，且采煤面上下出口均达到最低风速，取134M3/MIN。结论由以上计算可知每个采煤工作面的需要风量为268M3/MIN。经验算风速符合煤矿安全规程的要求。根据淄川区矿井需要风量计算办法的要求，备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算风量，且东泰矿业公司一号矿380采区设计说明书34最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50。因此，采煤工作面需要风量总和为Q采Q采1