内蒙古XX煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计（调整版） .doc

第 1 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 前 言 xx 煤矿位于内蒙古自治区 xx 市 xx 旗境内，xx 煤田 xx 详查区西北部外围，行政 区划隶属 xx 旗 xx 镇，地理坐标为：。 依据内蒙古自治区国土资源厅认定内蒙古自治区 xx 煤田 xx 矿区 xx 煤矿煤炭资 源储量核实报告 ，本矿井可采煤层 3 层，即 62 上、62、62 下，保有资源储量 2162 万吨，其中推断的内蕴经济资源量（333）1984 万吨，预测的资源量（334）178 万吨。矿井设计可采储量为 974.33 万吨。 原 xx 煤矿始建于 1999 年 6 月，由煤矿自行组织设计施工，于 2000 年 6 月投产。 主采煤层为 62 煤层，设计生产能力 9 万吨/年，实际生产能力为 15 万吨/年，技改 后设计生产能力为 30 万吨/年。现有主、副两个斜井井筒，沿 6-2 煤层布置，而且弯 曲太大。 2007 年由枣庄市工业设计院编制的内蒙古 xx 旗 xx 煤矿有限责任公司矿井改扩 建初步设计（修改） ，新掘一主斜井作为主提升，改造利用矿井原有主、副斜井作为 矿井的副斜井和回风斜井，矿井采用一个水平开采全井田。采用高档普采采煤工艺， 全部跨落法管理顶板。在矿井实际施工中，因为揭露的地质条件的变化及地表公路的 改道等，对采区及工作面作了适当的调整，为了提高矿井的机械化程度，工作面采用 综采。针对矿上实际施工中所作的调整，此次改扩建设计调整版对开拓、采区工作面 作适当调整，并完善通风、供电系统、地面生产系统等，使 xx 煤矿尽早验收投产。 井田内煤层赋存稳定，结构简单，断裂等构造较少，开采技术条件较好。通过矿 井改扩建，进一步优化开拓布置，因地制宜地少布置岩巷；简化辅助设施和生产环节， 采用较先进的工艺、设备，合理集中生产，提高资源回收率；选用先进的安全监测设 备，保证矿井的安全生产；将矿井改扩建成为一座现代化、标准化的矿井，为矿井投 产产生较好的经济效益创造条件。 一、设计指导思想 认真贯彻党和国家有关安全生产的方针、政策、法规，遵守有关的技术政策、规 范、规程等，本着工程量省、投资少、工期短、见效快、易施工和易管理等原则，做 第 2 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 到技术先进、经济合理、系统简化、环节顺畅、安全可靠，进一步提高矿井综合经济 效益和社会效益，适应市场经济发展的要求。 二、设计依据 1、内蒙古自治区 xx 市 xx 旗 xx 煤矿有限公司xx 煤矿设计委托书 ； 2、内蒙古义民资源勘查与环境检测有限公司内蒙古自治区 xx 煤田 xx 旗 xx 煤 矿煤炭资源储量核实报告 ； 3、矿方提供的采掘工程平面图及相关资料； 4、 煤炭工业矿井设计规范 （gb502152005） 、 煤矿安全规程 （2006 版） ； 5、 中华人民共和国矿山安全法 、 煤炭法 、 矿产资源法等法规； 6、 内蒙古 xx 旗 xx 煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计(修改) 。 三、改扩建的主要特点及技术经济指标 1、矿井设计生产能力为 60 万吨/年。 2、本矿井采用斜井开拓方式。主斜井采用皮带输送机运输，担负矿井煤炭运输和 进风，兼作安全出口；副斜井采用防爆无轨胶轮车运输，担负矿井主要进风，兼作安 全出口；回风斜井担负矿井的回风及安全出口。 3、矿井采用一个水平一个采区开采全井田，矿井主斜井井筒落至 62下煤层内， 沿 62下煤层穿过采空区后，沿 6-2 煤层布置；辅助运输布置在 62 煤层中。 4、采用综采采煤工艺，首采工作面位于运输大巷的南侧 62 上煤层内，采用微倾 斜走向长壁采煤工艺，矿井配备一个采煤工作面，三个掘进工作面达产。 5、矿井采用中央并列式通风方式，设专用回风巷。 6、井下运输：主运为皮带，辅助运输采用防爆无轨胶轮车运输。 7、矿井共占地 30680m2. 8、井巷工程总长度为 2949m，掘进体积 28427.9m3。其中岩巷 599m，半煤岩巷 553m，煤巷 1797m。 9、全员工效为 7 吨/工。 10、矿井总投资为 9490.54 万元。 11、矿井改扩建工期为 8 个月。 12、矿井投资回收期为 1.1 年。 第 3 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 四、问题及建议 1、本矿井勘探程度较低，难以对煤层的稳定性、构造、水文、煤层结构及顶底板 岩性等做详细分析，建议建设、生产期间做进一步补充勘探工作。 2、本矿井井田内的钻孔封孔质量不详，对封闭不合格钻孔，应采取必要的防范措 施。 3、本矿井的主要地质灾害是矿井开采后形成的地表裂缝，煤层顶板上覆地层岩性 结构、矿井充水因素不详；水文地质条件可能会对矿井开拓、生产产生影响，建议矿 井生产时加强顶板冒裂带形成高度的规律性研究，防止矿井发生意外。对地表裂缝须 尽可能进行及时充填，并在裂缝区设警示标。 4、本矿井是在已有井筒的基础上进行技术改造，建议矿井进一步做好防洪设施和 防洪措施的准备工作。 第 4 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 第一章 井田概况及地质特征 第一节第一节 井田概况井田概况 一、位置与交通 1、位置 xx 煤矿位于内蒙古自治区 xx 市 xx 旗境内，xx 煤田 xx 详查区北部外围，行政区 划隶属 xx 旗纳日松镇。 其地理坐标为：东经 11037471103923 北纬 392145392306 2、交通 矿区位于 xx 旗西南部的纳日松镇境内，矿井西距曹羊公路约 5km；沙羊公路 （沙圪堵镇xx 镇）经矿区东部通过，两条公路均为主要交通干线。准东（xxxx） 铁路从矿区北部通过，距矿区直线距离 26km，乌苏沟集装站距曹羊公路仅 8km， 边府公路（边家壕府谷县）在矿区南部通过，距矿区仅 1.5km。xx 镇向北与沙圪堵 镇以砂石公路相通，该公路从矿区内东南角通过，约在 66km 处与 109 国道（北京拉 萨）相接；xx 旗沙圪堵镇经 109 国道向西 106km 至 xx 市 xx 区，向北经薛家湾 190km 至呼和浩特市，均为柏油路，交通便利。 （见交通位置图） 二、地形、地貌及水系 （1）地形地貌 井田位于 xx 煤田区域性分水岭“xx 梁”之南侧，区内地形总体呈东高西低。最高 点位于井田的东部，海拔标高为 1340.8m；最低点位于井田的西南部边界处，标高为 1198.1m。最大地形标高差为 142.7m。一般地形海拔标高在 13251250m 之间，一般高 差为 75m 左右。 区内属典型的高原侵蚀丘陵地貌特征，植被稀疏，枝状沟谷十分发育，地形较为 复杂。 第 5 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 （2）水系 推锚沟位于井田西界附近，敖包沟及次一级沟不拉沟位于井田东部，纳林沟位于 井田南部。这些沟谷水流，均由北向南分别流入川掌沟和沙梁川，然后向东南方向汇 入陕西省境内后称孤山川，最终注入黄河。上述沟川发育有季节性流水，旱季干涸， 在雨季大雨后可形成短暂洪流。 三、气象及地震 （1）气象 矿区内属半沙漠、半干旱高原大陆性气候。冬季漫长寒冷，夏季短暂炎热，春秋 干燥多风，昼、夜温差大。区内多风，主要集中在 4-5 月及 10-11 月，平均风速 2.3m/s，在春季极易形成沙尘爆。无霜期平均为 165 天，霜冻、冰冻期平均为 195 天， 结冰期在每年 11 月至次年 3-4 月，最大冻土深度 1.5m。 （2）地震 据中科院地震局提供的地震资料，xx 市附近地区地震动峰值重力加速度为 0.05， 相当于地震烈度 6 度，为弱震区的预测范围，历史上亦无破坏性地震记载。 四、电源、水源 1、电源 xx 煤矿地面 10kv 变电所两回路电源线均从相距约 5.45km 纳林庙一矿 35kv 变电站 10kv 不同母线段接取。 2、水源 矿井给水水源选用第四系潜水。工业场地内原有深水井，供水能力约为 160m3/d 可满足煤矿生活、生产和消防用水。技改后，随着用水量增加，生产生活用水水源除 现有水源继续使用外，由 xx 旗科源水务有限公司供给。 五、矿区总体规划及开发现状 xx 煤矿有限责任公司将原 xx 煤矿与通达煤矿合并规划为 60 万 t/a 的现代化矿井。 原通达煤矿始建于 1998 年，1999 年正式投产，设计年生产能力 30 万吨。主采 6- 2 煤层，斜井开采，长壁式采煤，煤柱支护，炮采落煤，装载机装煤，自卸车运煤。截 至 2006 年 3 月 31 日，已动用资源量 47 万吨。 第 6 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 矿井采掘揭露煤层顶板岩性为砂质泥岩，底板泥岩，正常生产时涌水量 30m3/d 左 右，采掘过程中未发现涌水、冒顶及底鼓等现象，亦无瓦斯煤尘爆炸事故，所反映的 开采技术条件简单。 六、矿区经济概况 本区位置较为偏僻，多年来由于受交通条件制约，经济比较落后，居民多以从事 农业为主，牧业次之，但由于土地贫瘠，可耕地少，经济不发达。近几年来，随着 xx 煤田的大力开发，交通运输条件有所改善，煤炭开采业逐步成为本地区的主导产业和 重要的经济来源之一。区内除煤炭开采外，无其他工业企业。 七、周边煤矿 矿区北部与白家梁煤矿相邻。开采 6-2 煤层，为斜井开采，放炮落煤，四轮车运 输，生产期间涌水量 200m3/d 左右。在采掘过程中，未发现任何事故，开采技术条件 简单。 八、其它建设条件 钢材、木材、水泥需从 xx、包头等购入，砖、砂、石等材料均可在本地解决。外 购材料由矿井运煤车辆回程运输。 第二节第二节 地质特征地质特征 一、区域地质 （一）区域地质地层 xx 煤田为侏罗纪早中世大型含煤建造，三叠系延长组（t3y）在大多数地段都是侏 罗系含煤地层延安组（j1-2y）的沉积基底。本区由于沉积了侏罗系下统富县组（j1f）,其 沉积厚度较小，不含可采煤层。除此之外，区域地层系统尚未包括侏罗系的延安组 （t1-2y） 、直罗组（j2z） 、安定组（j2a） ，上侏罗下白垩统的志丹群（j3k 1 zh） ， 第三系（n2） 、第四系（q）等地层。 （详见表 1-2-1） 。 第 7 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 表 1-2-1 xx 煤田区域地层简表 系统组 厚度（m） 最小-最大 岩性描述 全新统 （q4） 0-25 为湖泊相沉积层、冲洪积层和风积层。 第 四 系 上更新 统 马兰组 （q3m） 0-40 浅黄色含砂黄土，含钙质结核，具柱状节理。 不整合于一切地层之上。 第 三 系 上新统 （n2） 0-100 上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩，下 部为灰黄、棕红、绿黄色砂岩、砾岩，夹有砂岩透镜体。 不整合于一切老地层之上。 xx 组 （k21zh） 40-230 浅灰、灰紫、灰黄、黄、紫红色泥岩、粉砂岩、细砂岩、 沙砾岩、泥岩、砂岩互层，夹薄层泥岩灰岩。交错层理 较发育。顶部常见一层中粗粒砂岩，含砾，呈厚层状。 白 垩 系 下统志丹群 伊金霍洛组 （k11zh） 30-80 浅灰、灰绿、棕红、灰紫色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、 细砂岩、中砂岩、粗砂岩、细砾岩、中夹薄层钙质细砂 岩。斜层理发育，下部常见大型交错层理。与下伏地层， 呈不整合接触。 安定组 （j2a） 10-80 浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中砂岩。含钙 质结核。 中统 直罗组 （j2z） 1-278 灰白、灰黄、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、 中砂岩、粗砂岩、下部夹薄煤层及油页岩，含 1 煤组。 与下伏地层呈平行不整合。 中 下 统 延安组（j1- 2y） 78-247 灰灰白色砂岩，深灰色、灰黑色砂质泥岩，泥岩和煤。 和煤。含 2、3、4、5、6、7 煤组。与下伏地层呈平行 不整合接触。 侏 罗 系 下 统 富县组 （j1f） 110 上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩，夹砂岩。下部以砂岩 为主，局部为砂岩与泥岩互层，底部为浅黄色砾岩。与 下伏地层呈平行不整合。 上 统 延长组 （t3y） 35-312 黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗砂岩。夹灰黑、灰绿色 泥岩和煤线、与下伏地层呈平行不整合接触。 三 迭 系 中 统 二马营组 （t2er） 87-367 以灰绿色含沙砾岩、砾岩、紫色泥岩、粉砂岩为主。 此表依据内蒙古煤田地质勘探公司 117 队 1990 年编制的 xx 煤田地质图资料 （二）区域地质构造 xx 煤田大地构造分区属华北地台 xx 台向斜 xx 隆起区（级构造单位）之东北部， 总体构造形态表现为一向南西倾斜的单斜构造，倾向 210左右，倾角一般 15，局部 地段倾角略有增大，地层沿走向和倾向有宽缓的波状起伏，无大的褶皱和断裂构造， 仅在煤田东部有少量高角度正断层，未见岩浆岩侵入体，构造复杂程度为简单类型。 第 8 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 从大地构造发展来看，燕山运动初期（早侏罗世）xx 隆起区处于相对的隆起状态，沉 积间断，普遍缺失富县组（j1f）沉积，形成延安组与下伏地层延长组之间的假整合接 触关系。燕山运动早中期盆地稳定发展，沉积了延安组（j1-2y） 、直罗组（j2z）和安 定组（j2a） ；至燕山期末（白垩纪）盆地整体开始抬升、萎缩，喜山期（白垩纪末） 盆地进一步萎缩，仅在较小的范围内形成了第三系上新统（n2）,与下伏地层延安组 （j1-2y）呈不整合接触关系。 二、井田地质 （一）地层 井田位于 xx 煤田东南部，新生代的地质营力在该范围内表现强烈，含煤地层延安 组上部被剥蚀，而残存部分也被树枝状沟谷切割破坏，地层初露不全，根据地形地质 填图和地表出露以及钻孔揭露的主要地层有：侏罗系下统富县组（j1f） 、侏罗系中下 统延安组（j1-2y） 、第四系上更新统全新统（q3+4） 。现由老至新分述如下： 1、侏罗系下统富县组（j1f） 为本井田含煤地层的沉积基底。钻孔中所见岩性上部以紫色为主的杂色泥岩夹薄 层中细砂岩，局部夹鲕粒，鲕粒成份以方解石为主。钻孔中金揭露该组上部地层，揭 露最大厚度 29.93m。 2、侏罗系中下统延安组（j1-2y） 为矿区含煤地层，广泛出露矿区西部的推猫沟及其支沟两侧，东部不拉沟也有出 露，共含 5、6 两个煤组，根据地质填图成果及岩煤层对比，即岩性组合特征及含煤性 分析，矿区延安组地层只残存一岩段和二岩段下部，其它地层因遭受后期剥蚀而不存 在。 （1）第一岩段（j1-2y1）：从延安组底界至 5 煤组顶板砂岩底界止。在井田内地 表的各支沟两侧广泛出露；由于受第四系残坡积物的覆盖，部分地段地表呈零星出露。 岩性组合为一套浅灰灰白色细砂岩、少量中粒砂岩，灰色至深灰色粉砂岩、砂质泥 岩、泥岩及 5 与 6 煤组。 （矿区北部 5 煤组大部被剥蚀）钻孔揭露地层厚度 89.19138.52m。平均 107.11m，与下伏富县组呈整合接触。 （2）第二岩段（j1-2y2）：该岩段由 5 煤组顶板砂岩底界至 3 煤组顶板砂岩底界， 一般含有 3、4 两个煤组。本区由于上部被风化剥蚀，只残存下部地层。据 m009 号孔 第 9 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 中揭露厚度 25.88m，岩性为浅灰、灰色、灰白色砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。与下伏 地层呈整合接触。 3、第三系上新统（n2） 据 m006、m009、m107 号钻孔揭露，岩性组合为一套浅红色砂质岩和泥岩，含丰富 的呈层状钙质结核，基本处于未完全固结成岩的较疏松状态，钻孔揭露厚度 10.4080.20m，平均 34.59m。与下伏地层呈角度不整合接触。 4、第四系（q3+4） 矿区广泛出露，由冲洪积物、残坡积物及少量次生黄土和风沙组成。 冲洪积物分布于枝状沟谷谷底，岩性由砾石、冲洪积砂积粘土混杂堆积而成；残 坡积物及少量次生黄土分布于山梁坡脚地带，由砂及砾石组成，局部地段含少量次生 黄土；风积沙主要分布缓坡洼地中，以粉细砂为主。矿区厚度一般78 灰绿色中、 粗粒砂岩为 主 0.000308-0.253 c1-kna hco3c1so4-na （二）井田水文地质特征 井田地处干旱的半沙漠地带，地形总体为北高南低，西高东低。区内大面积被第 四系风积沙（q4eol）覆盖，水系不发育。据原详查报告资料，含水岩组依据地下水赋 第 13 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 存条件和水力性质不同，划分为松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙潜 水承压水含水岩组两类。 1、松散岩类孔隙潜水含水岩组 该含水岩组岩性主要为冲洪积砂砾石、风积沙以及残坡积砂土、风积砂、残坡积 砂土、黄土分布于矿区的梁峁及山坡上，地形不利于储水，均为透水而不含水层。冲 洪积砂砾石主要分布于区内各沟谷之中，构成松散层潜水的主要含水层。该含水岩组 富水性性一般较弱，水位、水量受降水影响较大。一般雨季水量明显增加，旱季锐减， 个别泉、井甚至干涸。 2、碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组 根据钻探揭露及地质填图成果分析，本区由于受新生代以来的剥蚀，延安组上部 地层大面积剥蚀，仅残存了延安组中下部及富县组地层。因此区内仅存的碎屑含水岩 组为延安组和富县组。 （1）延安组：区内大面积分布，由于上部受剥蚀而残缺不全。残存厚度变化较大。 岩性组合为灰白色中、粗粒砂岩、细砂岩，深灰色砂质泥岩、粉砂岩及煤层。含水层 岩性主要为煤层及中、细粒砂岩。由于本区未做专门性水文地质工作，故利用邻区资 料对其作概略评价。据 xx 西段 m304 号钻孔（在井田 se70方向，距井田直线距离 5km）抽水材料：该含水岩组水位埋深 36.33m，水位标高 1246.51m、水温 8， q=0.000565l/sm，渗透系数 k=0.00153m/d，接受大气降水及侧向径流补给，并以侧向 径流方式派出区外，水质类型为 canamghco3 型水，ph=7.4。因此，含水层的富水 性弱，导水性能差，由于大气降水的补给量小，地下水径流条件差，所以含水层的补 给条件差。 （2）富县组：在本区广泛分布，岩性以紫红色、杂色砂质泥岩、泥岩夹基底式胶 结中、细粒砂岩为主。但由于其岩性胶结致密，地层透水性能差，富水性极弱，为相 对隔水层，连续性好，隔水性能较好。 （3）火烧岩体的水文地质特征：煤层靠近地表部分发生自燃后，有机物燃烧逸散 留下燃烧灰渣，形成很大空间，煤层顶底板岩石由于烘烤与冷凝作用，节理、裂隙相 对发育，构成地下水运动和储存的良好场所。据原报告水文钻孔抽水试验资料：一般 涌水量 q=0.000565 l/sm, 渗透系数 k=0.00153m/d，含水层厚度一般为 26.92m。该含 第 14 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 水层补给来源广泛，有大气降水直接渗入补给，有第四系孔隙潜水补给，还有煤系地 层地下水的补给。火烧岩体裂隙、空洞十分发育，径流畅通。水质类型为 hco3 canamg 型水，火烧岩裂隙将对邻近的煤矿巷道发生强烈的冲水作用，开采下部煤 层时，若冒落裂隙带勾通火烧岩裂隙水，也可引起强烈冲水，故在开采过程中，应密 切观察矿井涌水量的变化情况，防止突水事故发生。 3、煤层顶底板的富水性 本区位于 xx 煤田的浅部，所开采 6-2 上 煤层在矿区范围内有煤层露头出露，地下 水和水表水补给条件差，但随着开采深度的增加，特别是开采下部煤层时，煤岩地层 含水将有所增加，提请开采中注意观察井巷中的变化，防止突水事故发生。 4、构造水文地质条件 本区构造为一向南西倾斜的单斜构造，倾角一般 15左右，构造水文地质条件以 单斜为主，如果地层中含水，则其地下水的径流方向将由北向南，核实区内主要可采 煤层在北部和南部。 5、老窑水文地质 在矿区范围内的小窑、老巷，由于年代久远，井口坍塌无法调查其积水情况，提 请煤矿在开采中继续调查古窑的分布情况，随进度进行采掘工程平面图修补，指导掘 进巷道，严禁与老巷打通，并注意老巷涌水。 （三）井田水文地质类型的划分及复杂程度评价 区内直接充水含水层为延安组（j1-2y）含水岩组，富水性微弱（q151.2a 电压损失校验： u%=%pl =0.30%2.7045.45+0.24%2.3861.25+0.373%0.82 =5.7%7% 根据电能质量供电电压允许偏差 （gb1232590）规定电力系统在正常运行条 件下，用户受电端供电电压的允许偏差为： 10kv 及以下高压供电和低压电力用户为额 第 78 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 定电压的77。为减少电压损失并留有发展余地，10kv 电源架空线路选用 lgj-150 钢芯铝绞线符合技术经济指标，满足供电能力要求。 电压等级：矿井地面为 10/0.4/0.23kv，动力 380v、照明 220v；井下 10/1.2 或 0.69kv，动力用电 660v 或 1140v，照明、电钻 127v。地面变电所及井下中央变电所主 接线为全桥接线，各高、低压母线均为单母线分段运行方式。 第二节第二节 负荷统计与电气设备指标负荷统计与电气设备指标 全矿计算有功功率：2704kw 全矿计算无功功率：2315kvar，经无功功补偿 1200kvar 后为 1429kvar 全矿计算视在功率：3058kva ，功率因数： 0.91 全矿设备总容量：4989kw， 全矿工作设备总量 4156kw 年电耗：12582240kwh，吨煤电耗：20.9kwh/t 矿井电力负荷统计表及变压器选择表详见下表 第 79 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 矿 井 电 力 负 荷 统 计 表 一、地面低压负荷一、地面低压负荷 设备数量设备数量( (台台) ) 设备容量设备容量 kwkw 计计 算算 负负 荷荷 序序 号号 负负 荷荷 名名 称称 电电 压压 (kv(kv ) ) 全部全部 工作工作 全部全部 工作工作 需用需用 系数系数 coscostgtg 有功有功 kwkw 无功无功 kvarkvar视在视在 kvakva 备备 注注 1 主斜井生产系统 块煤起堆皮带机 0.38112222 原煤转载带式输送机 0.38112222 振动筛 0.38112222 小计 3366660.750.80.755037 2 灯房、浴室、任务交待室 0.38 8820150.700.750.8810.59.2 3 机电修理车间 0.381812100500.400.71.022020.4 4 通风机房 0.38213001500.800.750.88120106 5 压风机房 0.3821180900.800.750.887263.4 6 锅炉房 0.388570400.700.750.882825 7 生活污水处理厂 0.388650300.650.750.8819.517.2 8 建筑照明 0.2240250.750.750.881916.5 9 工广照明 0.2210100.900.750.8898 10 予留负其它荷 150800.700.750.882118.5 11 变压器损失 519 合计 4936986556374 340 乘以同时系数 0.85 4936986556318289430 选用 s9-m-500/10 10/0.4kv 500kva 变压器两台 一用一备 负荷率为 86% 二二主斜井带式输送机主斜井带式输送机 1 固定带式输送机 1.1411440440 2 卷带装置 1.142184 第 80 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 矿 井 电 力 负 荷 统 计 表（续） 设备数量设备数量( (台台) ) 设备容量设备容量 kwkw 计计 算算 负负 荷荷 序序 号号 负负 荷荷 名名 称称 电电 压压 (kv(kv ) ) 全部全部 工作工作 全部全部 工作工作 需用需用 系数系数 coscostgtg 有功有功 kwkw 无功无功 kvarkvar视在视在 kvakva 备备 注注 3 信号及控制电源 0.12744 4 斜井照明 0.12744 小计 334564520.750.800.75339254 三三 中央水泵房中央水泵房 1 水泵 326644 2 泵房照明 0.12744 3 大巷照明 0.12744 小计 3274520.750.750.883934.3 二、三合计 65530504378288 乘以同时系数 0.90 65530504340259428 选用 kbsgzy500/10 10/1.2kv 500kva 矿用隔爆型移动变电站二台（一用一备） 负荷率为 85.5% 四四 采煤工作面采煤工作面 1 采煤机 mg300700 1.1411725725 2 喷雾泵 1.14117575 小计 228008000.750.71.02600612857 选用 kbsgzy1000/10 10/1.2kv 1000kva 矿用隔爆型移动变电站一台 负荷率为 85.7% 3 转载机 1.1411160160 4 破碎机 1.1411110110 5 刮板机 1.1411400400 6 乳化液泵 1.1411400200 小计 4410708700.650.701.02566577808 选用 kbsgzy1000/10 10/1.2kv 1000kva 矿用隔爆型移动变电站一台 负荷率为 80.8% 第 81 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 矿 井 电 力 负 荷 统 计 表（续） 设备数量设备数量( (台台) ) 设备容量设备容量 kwkw 计计 算算 负负 荷荷 序序 号号 负负 荷荷 名名 称称 电电 压压 (kv(kv ) ) 全部全部 工作工作 全部全部 工作工作 需用需用 系数系数 coscostgtg 有功有功 kwkw无功无功 kvarkvar视在视在 kvakva 备备 注注 7 顺槽皮带机 0.6611250250 卷带装置 0.661144 张紧装置 0.661144 照明信号 44 小计 332622620.70.71.02183.4187262 kbsgzy315/10 10/0.69kv 315kva 矿用隔爆型移动变电站一台 负荷率为 83.2% 8 回柱绞车 0.66223434 9 污水泵 0.663216.515 10 照明、信号及其它 5035 79 54100.5840.60.750.88504466.6 kbsgzy100/10 10/0.69kv 100kva 矿用隔爆型移动变电站一台 负荷率为 66.6% 五五皮带顺槽掘进工作面皮带顺槽掘进工作面综掘 1 掘进机 0.6611175145 2 单体锚杆机 0.66111111 3 局部扇风机 0.66216030 4 污水泵 0.66115.55.5 5 双向伸缩带式输送机 0.66118080 6 岩石电钻 0.1273264 7 煤电钻 0.127324.53 小计 129342278.50.550.701.02153156 第 82 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 矿 井 电 力 负 荷 统 计 表（续） 设备数量设备数量( (台台) ) 设备容量设备容量 kwkw 计计 算算 负负 荷荷 序序 号号 负负 荷荷 名名 称称 电电 压压 (kv(kv ) ) 全部全部 工作工作 全部全部 工作工作 需用需用 系数系数 coscostgtg 有功有功 kwkw 无功无功 kvarkvar视在视在 kvakva 备备 注注 六六辅助运输顺槽掘进头辅助运输顺槽掘进头 综掘 1 掘进机 0.6611175145 2 单体锚杆机 0.66111111 3 局部扇风机 0.66216030 4 污水泵 0.66115.55.5 5 双向伸缩带式输送机 0.66118080 6 岩石电钻 0.1273264 7 煤电钻 0.127324.53 小计 129342278.50.550.701.02153156 七七主运大巷掘进工作面主运大巷掘进工作面普掘 1 耙斗装岩机 0.66111717 2 单体锚杆机 0.66111111 3 局部扇风机 0.66216030 4 污水泵 0.66115.55.5 5 混凝土搅拌机 0.66115.55.5 6 混凝土喷射机 0.66115.55.5 7 混凝土喷射机除尘器 0.661144 8 岩石电钻 0.1273264 9 煤电钻 0.127324.53 小计 141111985.50.400.71.023435 五七合计 3829803642.5340347 小计 129342278.50.550.701.02153156 第 83 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 矿 井 电 力 负 荷 统 计 表（表） 设备数量设备数量( (台台) ) 设备容量设备容量 kwkw 计计 算算 负负 荷荷 序序 号号 负负 荷荷 名名 称称 电电 压压 (kv(kv ) ) 全部全部 工作工作 全部全部 工作工作 需用需用 系数系数 coscostgtg 有功有功 kwkw 无功无功 kvarkvar视在视在 kvakva 备备 注注 乘以同时系数 0.85 3829803642.5289295413 选用 kbsg500/10 10/0.69kv 500kva 矿用隔爆型移动变电站二台（一用一备） 负荷率为 82.6% 井下负荷二七合计 615040783675238623403342 八八全矿负荷总计全矿负荷总计110865064423127042629 电容自动补偿 1200kvar 后 0.88270414293058 九九电耗电耗年电耗 270433016=12582240kwh；吨煤电耗 12582240 kwh /600000=20.9 kwh/t 第 84 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 第三节第三节 供电系统供电系统 一、地面配电系统 10kv 变电所设在矿井工业场地西南部，距井口和地面主要用电设备较近，靠近负 荷中心，具体位置见矿井总平面布置图。 变电所室内设高、低压配电室及电容器室，变压器安装在室外。地面 10kv 变电所 低压变压器选用 s9-m500/10 10/0.4kv 500kva 型变压器二台（一用一备） ，分列 运行，负荷率为 86%，主要供地面工业广场内所有低压动力负荷；配电室内安装 8 台 ggd2 型低压配电柜做为本矿地面低压动力、照明用电，配电室内还安装 14 台 kyn28a- 12 型中置式高压开关柜及一套高压电容自动补偿柜，补偿容量 1200kvar。变电所选用 微机综合自动化保护装置，10kv 配电装置采用交流操作。 为防止雷电侵入损坏设备，设计在 10kv 变电所室外终端杆上及所内开关柜 10kv 母线上安装阀型避雷器。各电气设备的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、规范可靠接地。 根据建构筑物防雷设计规范工业场地内的建（构）筑物均应按三类防雷建筑 物考虑，凡高度在 15m 以上的建筑物均设避雷带保护，其冲击接地电阻不应大于 30。为防止雷电波侵入，对电缆进出线，应在电缆进出端将电缆金属外皮、钢管等 与电气设备相连接；当电缆转为架空线时在转换处设避雷器，避雷器和金属外皮，绝 缘子铁角，金具等连在一起接地，其冲击电阻不应大于 30。 防止雷电波侵入井下，由地面引入（出）的管路等，在井口处附近将金属做不少 于两处的可靠接地。 矿井地面供电系统图详见图 c30008-262-1。 二、工业场地及建筑物照明 工业场地建筑物照明采用动照合一形式。照明电源一般就近取自各动力配电箱。 地面照明分为室内照明及工业广场照明，均取自动力变压器，照明电压 为220v。矿井变电所、通风机房、副斜井井口房及总调度室等场所设置事故照明。 行政福利建筑及生产建筑照明一般采用荧光灯和白炽灯。工业广场主要干道设一般路 第 85 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 灯照明，照明灯具采用高压钠灯。 矿井个人照明采用 kl5lm(led)型矿灯和 klc102 型充电架 3 台，并预留 1 台位置。 矿灯房设有充电、检修、贮存等房间，工业场区内电缆采用电缆沟与直埋相结合的方 式敷设。 三、短路电流计算与继电保护装置 纳林庙一矿 35kv 变电站 10kv 母线的短路容量设为，基本容量为 100mva，10kv 母线、380v 母线均采用单母线分段分列运行，按最大运行方式进行短路电流计算列表 如下： 短路电流计算结果一览表 短路点短路参数 三相短 路电流 两相短 路电流 冲击电流 有效值 冲击电流短路容量 位置代号kakakakamva 工业场地 10kv 变电所母线d15.2004.5035.6689.56894.69 井下中央变电所母线d24.3003.7244.6877.91278.49 运输顺槽移动变电站母线d34.2003.6374.5787.72876.30 工作面移动变电站母线d43.4382.9773.7476.32662.50 1、主要电气设备选择 根据以上计算的短路电流，经验算，本矿地面 10kv 变电所、井下中央变电所、回 采工作面及其顺槽移动变电站等 10kv 变配电设备，其内配置的 10 kv 电气元件，其额 定电流、遮断电流均满足设计要求，同时满足短路时动、热稳定要求。经热稳定验算， 设计要求 10 kv 电缆的最小截面不得小于 25m2 ；经动稳定验算，设计要求电流互感器 最小变比不得小于 30/5。 2、继电保护装置 地面 10 kv 变电所继电保护装置按以下原则配置： （1）两台 s9-m-500/10 10/0.4 kv 变压器设有过电流、电流速断、温度保护。 （2）10 kv 馈出线设过电流和电流速断保护。 （3）电容器设电流速断和过电压保护。 （4）单相接地保护：10 kv 设小电流接地选线装置，在所有 10 kv 电缆出线上安 第 86 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 装零序电流互感器，构成单相接地保护，单相接地保护作用于信号。 10 kv 网络采用中性点不接地系统。 继电保护装置的计算整定将由下一阶段（即施工图设计阶段）施工图设计单位具 体完成。 四、井下中央变电所接线系统、设备选型 在主斜井井底附近建一座井下中央变电所，所内 10 kv、660v 均为单母线分段接 线方式。设计选用 12 台 kgs1 矿用一般型高压真空开关柜，除负责向所内设置的变压 器提供 10 kv 电源外，还为采煤工作面移动变电站提供 10 kv 电源。低压采用矿用隔 爆型真空馈电开关。在井下中央变电所内设有 kbsgzy-500/10/0.69 型移动变电站主要 供二个综掘和一个普掘共三掘进工作面用电；后期随着掘进工作面的远离，移动变电 站也跟着移出中央变电所，同时再安装二台 630kva 隔爆型变压器供大巷皮带机用电。 根据相关规定均考虑了双电源，矿方可根据当地情况灵活掌握，对于现场负荷的变化 矿方可适当调整。斜井固定带式输送机及中央排水泵相距较近，在皮带机驱动装置硐 室处设二台 kbsgzy-500/10/1.2 型移动变电站；综采工作面二台 kbsgzy-1000/10/1.2 型移动变电站分别供采煤机、刮板机、转载机、破碎机及乳化液泵等设备用电；一台 kbsgzy-100/10/0.69 型移动变电站供回柱绞车、污水泵及照明等 660v 低压用电设备； 顺槽皮带机由 kbsgzy-315/10/0.69 型移动变电站供电。 井下中央变电所及掘进工作面供电系统图详见图 c30007-262-2，井下采煤工作面 供电系统图详见图 c30007-262-3。 井下电压等级为 10 kv，1140v，660v，电钻及照明用电为 127v。 井下 10/0.69 kv 主变电所其 10 kv 馈电设备设计选用煤矿专用设备，设备制造厂 家已配有符合煤矿安全规程要求的继电保护装置。 在井下主水泵房水仓中及中央变电所附近地势低洼处设主接地极、所有局部接地 极和电气设备的保护接地装置均应可靠接地，并和主接地极相连，构成井下总接地网。 接地网上任何一点测得的接地电阻值均不应超过 2。每一移动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导线的电阻值不得超过 1。 放置在大巷内型号为 zbx-4/660 660/133v 的矿用防爆型照明变压器综合保护装 置为大巷照明提供 127v 照明电源； 第 87 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 放置在回采工作面运输顺槽型号为 zbx-4/660 660/133v 的矿用防爆型照明信号 变压器中和保护装置，为回采工作面运输顺槽提供 127v 照明电源。 井下照明灯具一律选用 nbs-35n 矿用隔爆型节能灯，灯端电压 127v。 井下各采煤工作面、掘进头及其它主要设备机电峒室均设配电点，均由井下中央 配电所馈出。井下固定敷设的电缆用 myjv22 或 mvv22 型聚氯乙烯铜芯电缆，采区设备 选用 my(p)型矿用橡套电缆，照明、信号及电钻用 mz 型电钻电缆。 五、下井电缆计算 下井电缆选用 zra-myjv22-8.7/10kv 3120 交联聚乙稀绝缘聚氯乙稀护套电力电 缆两趟，当一条电缆故障时，另一条电缆保证井下全部负荷用电。 下井电缆截面，一般按矿井最大涌水量时的最大负荷的需要，此时按允许持续电 流来选择电缆截面；按正常涌水量运行时，按经济电流密度来校验；按电力系统最大 运行方式下，下井电缆首端即变电所母线发生短路时，电缆应满足热稳定要求. 井下计算有功负荷 2386 kw，计算无功负荷 2340kvar，计算视在功率 3342kva 1、按井下最大计算负荷选择电缆截面： 计算电流：ijs=sjs/1.732u =3342/1.73210=193a 导线截面：sjs=ijs/j=193/2.25=86mm2 2、电压损失校验：下井电缆的电压降，应从地面变电所经过井下中央变电所 (1200m)直至最远采区配电点(800kw)的电压降，铜芯电缆 70mm2，长度 2000 米。 u%=%pl=0.24%2.3861.25+0.373%0.82=1.3%5% 3、电缆热稳定校验：sik(tima)1/2/c=5200(0.65)1/2/143=29.3mm2 为减少电压损失及留有发展余地，按煤矿安全规程(2006 年版)第 467 条规定， 选 zra-myjv22-8.7/10kv 3120 (iyx=355a 30空气中敷设)两根，每根长 1250m 中间不得有接头，电缆沿主斜井峒室壁敷设。 第 88 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 第四节 矿井安全监测监控 一、安全监测监控设置要求 本矿井为低瓦斯矿井，各煤层容易自燃，煤尘具有爆炸危险。为确保矿井安全生 产，提高经济效益，具备现代化管理水平，须坚持“预防为主，防治结合，综合治理” 的原则，重点防范瓦斯、煤尘、水、火的威胁。 根据煤矿安全规程第一百五十八条“所有矿井必须装备矿井安全监控系统。 矿井安全监控系统的安装、使用和维护必须符合本规程和相关规定的要求。 ” xx 煤矿装备一套 kj76 型煤矿综合监控系统，主要用来监测井上、井下的各类环境 参数和水泵开停等主要生产参数。减少井下有关的检查和值班人员，帮助领导和调度 员及时掌握安全生产情况，对于存在的隐患能够迅速作出处理决策，避免可能发生的 事故。 近几年来电子行业发展迅速，本矿应依据现行有关规程、规范及相关法律、法规 通过原生产厂家对该系统升级优化，补充完善各子系统，以降低安全隐患，使整个系 统在保障安全、提高生产效率等方面发挥重要作用。 二、安全监测监控系统选择 根据井田地质报告资料和矿井多年生产实际鉴定资料，矿井所开采煤层瓦斯含量 较低，属低瓦斯矿井。本系统由安全监测监控、生产监视、生产调度及传输设备组成。 1、生产监控系统 建立生产总监控室，对通风机、供排水及消防系统、井下排水等主要生产设备在 其本身自动控制或集控的基础上进行遥测、遥讯。 2、安全监测系统 建立总调度室，作为矿井生产指挥和调度中心；设有生产调度总机、矿井安全监 测主机和矿井监控监测子网。 地面和井下共设 6 个监控分站，分别设在主斜井生产系统分站、通风机房分站、 井下中央变电所分站、主斜井皮带机驱动硐室分站、采煤工作面及掘进工作面等处。 第 89 页 共 133 页 枣枣庄市工庄市工业设计业设计院院 3、生产监视系统 在总调度室和生产监控室设工业监视器，同时将摄像仪采集的信号送到综合信息 网络的工作站，工作人员可在自已工作站充分了解生产真实画面。 监视系统由地面中心站控制器、监视器、办公室终端、现场摄像仪及传输系统组 成。系统应考虑在地面工广安装 1 套摄像仪，井下安装 1 套摄像仪，对全矿的主要生 产环节及安全区域进行直观的图像显示。图像信号通过光纤或同轴电缆无中继传到地 面中心站。中心站控制器将各类信息传送到电视机终端和大屏幕投影控制系统。 矿井综合监测监控系统图详见图 c30007-262-4。 三、安全监测、监控设备各设置地点和布置 在煤巷、半煤岩巷和岩巷的掘进工作面，必须装备瓦斯断电仪和风电闭锁装置； 采煤工作面必须装备瓦斯断电仪；井下采煤工作面隅角必须按规定设置便携式瓦斯检 测报警仪。 1、瓦斯传感器及瓦斯断电仪 根据煤矿安全规程第 160 条规定，井下设置瓦斯监测及断电系统，该系统对 瓦斯传感器异常、瓦斯浓度超限均可提供报警、断电控制。在各采掘工作面、回风巷、 材料道等有可能有瓦斯突出的地方均设置了瓦斯传感器，以完成井下所有电气设备的 瓦斯超限断电功能。还应明确采、掘工作面瓦斯传感器的安装位置、断电范围等，并 定期维修校正。 2、便携式瓦斯检测报警仪 矿长、技术负责人、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、流动电 钳工、安全检测工在井下采煤工作面隅角必须配带便携式瓦斯检测报警仪。 3、风电闭锁和瓦斯电闭锁装置 在使用局部通风机的煤巷、半煤岩巷和岩巷的掘进工作面