井田矿井通风与安全毕业设计论文.doc

河南理工大学2008届通风与安全专科毕业设计 井田矿井通风与安全毕业设计论文第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、位置、交通鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司位于鹤壁市淇滨区金山办事处许家沟村，。矿区内有不足15km的地方公路与107国道及市区主干公路连通，另外矿区距鹤壁火车站不足15km，距鹤煤集团公司铁路专用线不足3km，交通较为便利。二、自然条件1、地形、地貌本区地貌类型属太行山区之前缘丘陵地貌的一部分，为侵蚀成因的丘陵地貌，在矿区北部和南部各有一丘岗。其中南部丘岗标高为184.5m，岗下最低标高109.5m地形高差75m。北部丘岗标高164.4m。丘岗之间为弱等切割的冲沟坳地或平坦谷地，平时无积水，雨季可泻洪。2、水系该地属卫河水系、海河流域，淇河流经该矿南端，本段河床宽超过100m，坡度约为0.3，水流平缓，有小河漫滩，河北岸似有内迭式二三级阶地。在许家沟村西有一O2 石灰岩上升泉群，常年涌水量约1.4m3/min,流入淇河。 3、气象本区属北温带大陆性干旱型气候。(1)气温：该地区年平均最高气温年份是1961年（15.3），最低份是1964年（13.1），一般年份平均气温为14.5。最高气温可达42.3（1967年6月4日），最低气温可低至15.5（1967年1月15日）。（2）湿度：年平均绝对湿度11.63毫巴，年平均相对湿度60。（3）降雨量：年降雨量最大为1394.1毫米（1963年），最小为266.6毫米（1965年），平均年降雨量679.8毫米，雨期集中在七、八月份。（4）发量：本区蒸发量大于降雨量，统计资料表明，最大年份蒸发量2695毫米（1965年）,最小年份1859.3毫米（1979年）年平均蒸发量2264.1毫米。（5）风向、风速：每年八月至来年二月北风多，最高风速可达25m/min,每年三至七月多南风，最大风速14m/min。（6）地表温度：年平均最高值13.68，最低值9.3，平均值13.3，冻土厚约0.3m。4、地震从历史地震资料分析整理可知，本区及临区烈度小于度的地震多次发生，烈度度度地震涉及本区者从1303年至今，至少有19次，本区最大烈度度。河南省地震局把本区地震烈度设定为度。三、相邻矿井概况鹤壁市许沟煤矿位于大河涧许沟煤矿有限责任公司井田北边界F1067断层北侧，该矿于1976年5月建井，生产能力21万吨/年，开采二1煤层，二个立井开拓，井深179m，开采水平标高-250m，矿井正常涌水量60m3/h，属低瓦斯矿井，煤尘有爆炸性，煤层无自燃发火倾向。四、主要自然灾害1、瓦斯该矿2008年度瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井。3、煤尘该矿2008年度煤尘等级鉴定为煤尘具有爆炸性。4、煤的自燃该矿2008年度煤尘等级鉴定为煤有自燃倾向性，发火期612个月。5、矿井水该矿12采区为河下采煤，河下采煤设计由省煤炭工业局批复，河下采煤不会影响生产。主要矿井水为八灰水、二灰水、奥灰水、底板裂隙水均是矿井水患。6、其他灾害地下开采可能引发和加剧以下地质灾害：矿井开采过程中，随着煤层开采面积的增大，须建立对矿区地表的形变监测制度，对井下开采可能引起的地表陡峭地段山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，须采取相应的预防措施。五、矿井开采情况1、矿井开发情况矿井为生产矿井。矿井工业场地布置在主井和副井附近，采用立井开拓，两水平下山开采。主井井口标高为+138.88m，直径4.2m,井深208.188m。副井标高为+139.6m，直径3.8m,井深182.34m。通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。2、矿区水源、通信及电源情况1）水源矿山生活水源取自井口附近小井（距副井30m左右），其水量充足，水质无污染，可作为生活用水。2）电源矿井采用双回路供电：矿井的主、备供电源分别引自冷泉110kV变电站和矿务局柴厂35kV变电站，电压等级分别为10kV和6kV，设计输电线路分别为LGJ-120/5km和LGJ-240/4km，两者互为备用。线路导线截面经计算可满足本矿井的供电要求。电力负荷全矿井用电设备装机总台数153台，其中工作116台；设备安装总容量为：5540kW,其中工作容量为3365kW。本矿井最大计算负荷为：P1=2147kW,Q1=1412kVar,矿井年耗电量为1008万kWh，吨煤耗电量为33.61kWh。送变电经全矿井用电负荷统计计算，结合矿井实际情况，设计利用矿井工业场地内10kV变电所，在10kV电源线路侧安装一台S9-1600/10、10/6电力变压器，利用一台原有S9-800/10、10/6电力变压器。变电所安装2台400kVA动力变压器，型号均为S9400/6、6/0.4kV，供地面副井绞车、注浆站、锅炉房、空气加热器室、机修车间、生产系统等动力负荷和照明负荷用电。2台变压器一用一备。变压器最大负荷率0.76。主井绞车和主通风机采用6kV高压双回路供电。变压器采用室外布置方式。工业场地变电所6kV系统采用单母线分段接线形式，室内双排布置，设备利用GG1A型开关柜，内设真空断路器。为了减小井下短路容量，正常情况下，工业场地10kV变电所6kV母线并列运行。安装600kVar高压电容器，对矿井无功进行补偿，补偿后矿井功率因数达到0.93。工业场地变电所低压侧系统采用单母线分段接线方式，设备选用GGD2型开关柜，低压母线上均选用2套GGJ成套无功自动补偿装置，对矿井低压无功进行调节。变电所接地电阻要求小于0.5。为了防止雷电侵入波，在线路进线处装设避雷器保护。地面供配电矿井工业场地10kV变电所安装一台S9-1600/10、10/6电力变压器，利用一台原有S9-800/10、10/6电力变压器，以6kV向井下（2回）供电；以6kV双回路向主井绞车供电；以6kV双回路向主通风机供电。在矿井工业场地10kV变电所安装2台400kVA动力变压器，型号均为S9400/6、6/0.4kV，一用一备，负荷系数为0.76。选用GGD2型低压开关柜，以380V双回路电缆向副井绞车、消防水泵房、副井井口房、主井井口房、空气加热室等一、二级动力负荷供电。以380V单回路电缆向办公楼、注浆站、机修车间、坑木房、矿井水处理站等动力及室内外照明供电。工业场地内室外照明，采用一般照明灯具，用电缆直埋敷设，采用手动控制方式。3）井下供配电本矿井井下中央变电所变压器利用原有矿用一般型，其他高低压电气设备均采用矿用隔爆型；-270m水平变电所、采区1号和2号变电所高低压配电设备均选用矿用隔爆型。其它地方电气设备亦采用矿用隔爆型。井下负荷井下负荷为：最大涌水时计算有功功率1476.05kW，计算无功功率1015.13kVar，计算容量为1791.43kVA。选用2根MYJV42-6000 395煤矿用阻燃交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆沿主井井筒引下至井下中央变电所，当一回故障时，另外一回能保证井下用电设备的正常运行。中央变电所为单母线分段接线，以6kV电压双回路向-270m水平变电所供电，电缆采用MYJV226000、370mm2交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。-270m水平变电所为单母线分段接线，以6kV电压分别向采区1号和2号变电所供电，电缆分别采用MYJV226000、325mm2和MYJV226000、350mm2交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。井下电压井下电压等级：井下高压6kV，低压660V，照明及手持式用电设备为127V。变电所设置及供配电根据矿井开拓方式、排水及采掘机械设备布置，在井底车场附近设井下中央变电所，采用BGP51矿用隔爆型高压开关柜、利用原有KS7型矿用变压器，选用具有选择性漏电保护的矿用隔爆型自动馈电开关。以6kV电压双回路向-270m水平变电所供电，电缆采用MYJV226000、370mm2交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。井下中央变电所担负主、副暗斜井绞车和上仓胶带输送机等设备用电。-270m水平变电所、采区1号和2号变电所高低压配电设备均选用矿用隔爆型。-270m水平变电所变压器采用KBSG-315/6、6/0.69kV、315kVA矿用隔爆型变压器两台。采区1号变电所选用KBSG-400/6、6/0.69kV，400kVA矿用隔爆型变压器两台。采区2号变电所选用KBSG-400/6、6/0.69kV，400kVA矿用隔爆型变压器两台。660V低压配电开关均选用BKD5和DW80型矿用隔爆型真空馈电开关。-270m水平变电所为单母线分段接线，以6kV电压向主排水泵供电，以6kV电压分别向采区1号和2号变电所供电，电缆分别采用MYJV226000、325mm2和MYJV226000、350mm2交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。-270m水平变电所担负二水平大巷胶带输送机的供电任务。采区1号变电所担负采区提升、采煤工作面、煤巷掘进工作面等设备用电。采区2号变电所担负采区排水、工作面顺槽运输和岩巷掘进工作面等设备用电。采区供配电设备均采用矿用隔爆型。井下低压电缆选用MYP-1000型煤矿用移动屏蔽电缆。井下照明井下大巷、车场、运输上（下）山、工作面运输顺槽及机电硐室设固定照明。照明灯具采用MDH11127/9型，照明线路均采用MYC500煤矿用阻燃橡套电缆，干线与支线的连接采用热补法。接地系统井下中央变电所和-270m水平变电所的主接地极设置在主、副水仓中（主、副水仓各设一套），接地极采用面积不小于0.75m2的镀锌钢板。采区变电所、装有电气设备的硐室和每个低压配电点，均安装局部接地极。并通过电缆接地芯线、铠装电缆金属包层、机电硐室内的接地母线与主接地极可靠连接并形成不间断的井下接地网。井下接地网上任意一点测得的电阻值，不得大于2。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1。4）安全监控本矿井为低瓦斯矿井，煤层自燃，煤尘有爆炸危险。为了准确及时地了解井下环境状况，防止恶性事故的发生，并为生产调度及时提供各种设备的运行状况，有效地指挥生产，矿井设置KJ101煤矿安全监控系统，用以满足矿井安全及生产监测的需要。该系统由地面中心站、井下分站、电源箱及各种矿用传感器和矿用安全生产监测软件所组成。5）通信调度系统行政通信、生产调度通信本矿井设计选用一台64门行政调度合一交换总机,安装在工业场地地面办公楼调度室内。地面办公室、绞车房、通风机房压风机房、变电所、注浆泵站、机修车间等处设电话分机。井下中央变电所、-270m水平变电所、主排水泵房、采区变电所、采区排水泵房绞车房、回采面顺槽、掘进头等处设电话分机。地面通信与照明同杆架设，井下通信沿主、副井两侧各敷设一条矿用阻燃型通信电缆，以保证井下电话用户的通信需要。对外通信矿井原有直拨电话，已能满足对外联络的需要。外部通讯矿山与外界的通讯联系，采用程控电话进入共用电讯网或移动电话。内部通讯矿井内部井上、井下通讯选用矿用本安型选号报警电话，只需要一趟电话线便可组成独立的通讯系统。电话线选择矿用阻燃HYVR1型电缆，下井电缆经主斜井口的室外分线盒引入。主、副暗斜井、运输上山提升信号设置组合式语音光电信号。第二节 安全条件一、地层本区煤系地层被新近系、第四系所覆盖，地层自下而上依次如下：1、奥陶系中统马家沟组（O2）马家沟组灰岩为含煤建造之基底。底部灰至灰白色，薄至中厚层状石灰岩、泥灰岩、白云质灰岩及角砾状灰岩；中下部黑灰色厚层花斑石灰岩;中上部为纯质石灰岩及黄灰色泥灰岩、白云质灰岩互层;上部为深灰色、青灰色纯质石灰岩。O2层厚超过500m。2、石炭系中统本溪组（C2b）泵泵与下伏奥陶系中统呈假整合接触。本组下部为灰色泥岩及砂质泥岩，夹透镜状灰岩2层;中部为灰色细粗粒硅质胶结石英砂岩;上部为深灰色及灰色泥岩、砂质泥岩含铝质鲕状结构。底部浅灰紫色鲕状豆状铝质泥岩与马家沟组灰岩分界。厚度为25m。3、石炭系上统太原组（C3t）由砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩及煤层组成。砂岩呈灰、灰褐色粉、细、中粒结构，矿物成份以石英为主，含长石较多，钙质或泥质胶结。砂质泥岩、泥岩为黑色灰色，偶具鲕状结构含植物化石。 C3L3灰岩底板为黑色浅海相钙质泥岩，常赋存大量动物化石。太原组含石灰岩9层，自下而上编号为C3L1C3L9，其中C3L2、C3L3、C3L5 、C3L8发育较好，C3L4、C3L9次之，C3L6、C3L7最次。石灰岩多深灰及灰黑色。太原组所含煤层为一煤组，含煤8层，其中发育较好的为一1煤。地层厚度：钻孔揭露厚度130150m，（真厚度为115125m）与本溪组地层整合接触。4 、二叠系下统山西组(P1S) 由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，砂岩细粗粒灰褐色,上部浅灰带绿色，矿物成分以石英为主,长石次之。下部含菱铁质,层面富集白云片及炭质，胶结物以泥质为主。砂质泥岩和泥岩多呈深灰色至灰黑色,上部浅灰夹紫斑,含铝质,局部具鲕状结构。 本组含煤5层称二煤组,仅底部二1煤可采,其厚度钻探揭露812.37m,平均真厚7.47m,其余煤层均不可采,本组厚度75m左右.与下伏太原组呈整合接触。5 、二叠系下统下石盒子组(P1X) 由砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，砂岩为灰及灰黑色,细粗粒,矿物成分以石英为主,次为长石及暗色矿物,钙质胶结。砂质泥岩和泥岩,中、上部灰绿色夹紫斑,局部具鲕状结构,下部为深灰色，含植物化石。全组厚110m,与山西组呈整合接触。6 、二叠系上统上石盒子组(P2S) 下段由砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。砂岩多呈灰白色,灰及灰绿色,细至巨粒结构, .矿物成分以石英为主, 长石次之,有时含少许暗色矿物及泥岩色裹体.胶结物成分较复杂,包括钙质,泥质,硅质及绿泥石质. 砂质泥岩及泥岩为青灰色与紫色.上部具鲕状结构含豆状铁质结核,下部泥岩中常含菱铁质及白云质鲕粒，下段厚约200m，上段为砂岩、砂质泥岩及泥岩,其顶部为平顶山砂岩，地层厚约400米，与下伏下石盒子组呈整合接触。7、新近系(N2)由土黄色,黄褐色粘土,黄褐色灰白色砂质粘土,薄层至厚层状砾岩组成。粘土中常含钙质结核及零星石灰岩砾石，核查区内厚度100180m,与下伏地层呈角度不整合接触。8、第四系(Q)以黄土为主，局部夹薄层砾石层,黄土质地均一,颗粒细匀，具有明显的垂直管道及较发育的柱状节理，厚度330m。二、地质构造本区煤层走向由SN至NW20 ，局部NW40 ,大体是向E或NE倾斜的单斜构造，倾角30左右，属倾斜煤层。探明断层有6条，断层走向NE 3060,倾向NW，现分述如下:1、F241: 走向NE 5060,倾向NW 60 ,最大落差90m,正断层由二水平(-260)运输大巷及其他巷道证实。2、F12: 走向 NE30,倾向NW40 ,落差50m,正断层,12采区副下山揭穿,采区主下山揭露该断层往深部分叉且很快尖灭。3、F13: 走向NE30,倾向NW ,倾角60,落差约30米,正断层,断层延展长度500m。4、F308:走向 NE30倾向SE ,倾角75,落差大于1000m,正断层,核查区南部边界断层,已基本查明。5、F1067: :走向NE70倾向NW ,倾角60,落差10m,采面证实。6、F1066走向 NE30倾向SE ,倾角60,落差15m,正断层位于矿井西北角。7、岩浆岩本区内无岩浆岩侵入,但附近有喜山末期的橄榄玄武岩喷出岩体,根据中南地区地层表记载,喷出岩体地质时代划为第四系下更新统，根据地质报告，该岩体对煤质变化无影响。三、煤层及煤质（一）煤层本区含煤地层主要为石炭系太原组和二迭系山西组。太原组在本区厚度120m，含煤8层，自下而上依次为一1、一2、一4、一5、一6、一7、一8、一9煤。除一1煤层可采外，其余均不可采。山西组厚度约75m，所含二1煤层为本矿区主要可采煤层。二1煤层特征见表1-2-1。（二）煤质情况二1煤为黑色，金刚光泽，条痕黑色略带浅灰色，属半亮型煤。经综合分析二1煤为中灰特低硫贫煤。二1煤层煤质特征见表1-2-2。 煤层特征表 含煤地层煤段编号煤层厚度（m）最小最大平均煤层夹矸层数厚度可采性稳定性容重（t/m3）顶底板岩性顶板底板山西组二16.28.297.4710.3全区可采稳定型1.40直接顶为泥岩、砂质泥岩，厚25m。老顶为砂岩，厚1026.25m。泥岩及砂质泥岩，厚0.717m。煤质特征表煤层水份Wf灰分Ad全硫St,d磷Pd发热量Qnet，v，d MJ/kg挥发分Vdaf灰熔点结渣性热稳定性可磨性HGI二10.916.840.460.02130.7115.041375171低中灰特低硫低特高低高熔中强中等易磨碎四、其它开采技术条件煤层顶底板岩性直接顶板主要为黑色及深灰色砂质泥岩或泥岩，厚度25m.浅部多为泥岩，深部多为砂质泥岩，21-1孔细中粒砂岩(S10)直接压煤，砂岩厚达26.25m，煤层老顶为砂岩，以21-1孔为中心向四周逐渐变薄至10m以下，砂岩斜层理发育，节理不甚发育。二1煤底板黑色泥岩或砂质泥岩，厚度0.717m。 五、水文地质（一）主要含水层及隔水层1、主要含水层本区主要含水层有O2灰岩含水层、C3L2灰岩含水层、C3L8灰岩含水层、S10、S11 .等砂岩裂隙含水层、新近系砾岩孔隙含水层。O2广泛出露西部山区，总厚度大于500m,以大气降水补给为主，许家沟泉群为主要泻水点，富水性强,渗透系数K=0.173米/昼夜，单位涌水量Q=0.067公升/秒/米，PH=7.55，水质类型为HCO3SO4 ，Ca-Mg型水。 太原组L2灰岩含水层露头被新生界地层覆盖，接受新近系砂岩含水层（N2）裂隙孔隙水补给或通过断层接受O2补给。富水性强，渗透系数=2.048米/昼夜，单位涌水量Q=0.2549公升/秒、米，PH=8.10，水质类型为HCO-SO4-Ca-Mg型水。 太原组L8含水层补给水源与L2基本相同，富水性强。渗透系数K=0.4135.554米/昼夜，单位涌水量q=0.05030.2407公升/秒/米，PH=7.457.90，水质类型为HCO3-SO4-K-Na-Ca-Mg型水。 二1顶板砂岩含水层（S10、S11）受大气降水补给条件差，主要露头处接受N2裂隙孔隙水补给，富水性中等。渗透系数K=0.0610.235米/昼夜，单位涌水量q=0.02400.0493公升/秒.米，PH=7.5，水质类型为HCO3-SO4-Ca-Mg型水。新近系砾岩含水层（N2）部接受大气降水补给，具潜水性质。深部接受大气降水补给条件差，主要接受淇河水补给。2、主要隔水层 本溪组隔水层，主要由砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩和薄煤层组成厚度2025m；二1煤底板隔水层，即二1煤至灰岩之间的砂质泥岩、砂岩、薄层灰岩（C3L9）及薄煤组成，厚度2640m；二1煤顶板隔水层，由泥岩、砂质泥岩组成，一般厚度不大，起不到隔水作用；新近系底部粘土隔水层，该层发育不好，不连续，厚度040m。（二）断层导水性分析井田内多北北东、北东向断层,属压扭性断裂，两盘挤压较紧不易导水，但应重视两点：其一，巷道穿越断层，矿压变化可能破坏断层不导性；其二，就二1煤而言均为承压含水层，应重视水压与采掘关系。（三）矿井水文地质类型及矿井水涌水量预计根据大河涧许沟煤矿储量核查报告，本矿水文地质类型为二类二型，即水文地质条件中等的矿床。矿井正常涌水量为80m3/h，最大涌水量为160m3/h。六、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题（一）、勘探程度评价本区以往地质工作始于1958年，同年6月中南煤田地质局127队提交了鹿淇勘探区地质精查报告，该报告未包括许沟区；1966年6月125队提交了盆场许家沟勘探区地质报告；1981年8月鹤壁矿务局地测处、河南省煤田地质勘公司地质三队提交的鹤壁煤田冷泉井田煤矿精查补充勘探地质报告，经河南煤管局批准，评议结论为：构造控制较好属中等构造型，二1煤层属稳定型煤层。1999年5月鹤壁市地质队编制了河南省鹤壁市大河涧许沟煤矿储量报告，对矿井储量进行了核查，经河南省国土资源厅豫储证字（2001）010号文批复。2、现在的地质工作2005年12月，受矿方委托，鹤壁市地质队又组织人员深入矿井进行地质、水文地质调查，并收集煤质、矿山排水等资料，了解矿井开采现状，于2006年1月提交了储量核查报告。基本上查明了井田构造形态、主要断层，查明了煤层赋存条件及其开采技术条件，确定了水文地质勘探类型及涌水量等，可满足矿井设计的要求。（二）地质构造分析及评价本区探明断层6条，以正断层为主，多为北北东、北东向，属压扭性断裂，两盘挤压较紧不易导水。但应重视两点：其一，巷道穿越断层，矿压变化可能破坏断层不导性；其二，二1煤顶底板含水层C3L2、O2含水层均为承压含水层，应重视水压与采掘关系。（三）资源及开采条件评价1、储量分布本矿井的开采对象为二迭系山西组的二1煤，井田范围内的二1煤层总资源储量为1185万t，其中淇河下压煤352万t。2、煤层及开采条件二1煤层厚度大，层位稳定，煤层结构简单，顶底板条件较好，易于管理，所有这些都为矿井开采提供了有利的资源条件。但煤尘具有爆炸性，随着开采深度的增大，瓦斯涌出量可能会相应增加，开采中必须采取相应的安全措施，确保矿井安全生产。（四）存在的问题及建议1、奥陶系灰岩含水层水位标高、富水性等情况近年来可能有所变化，但无最近资料，设计暂采用了矿方提供的+130数据。建议对此含水层作进一步的勘查工作。2、井田内早期施工的部分钻孔，缺少封孔记录或封孔质量不合格，生产过程中靠近这些钻孔附近时，应采取防范措施。第二章 矿井设计概况一、工程性质该矿设计生产能力30万t/a。二、井田开拓开采1、设计能力和服务年限 1）矿井工作制度根据地方国营煤矿设计若干规定，矿井设计年工作日数为330天。日工作制为三八制，日净提升时间15小时。 2）矿井设计生产能力矿井设计生产能力为30万t/a 3）矿井可采储量及服务年限矿井可采储量为485万t，储量备用系数取1.4，服务年限为11.5a。矿井服务年限=可采储量（设计生产能力储量备用系数） =485(301.4)=11.5(a)。2、井田开拓 1）开采方式两水平下山开拓。 2）井筒位置及装备该矿现有2个井筒，即主井和副井。根据矿井开采技术条件，并充分利用现有的井巷工程，仍利用现有主、副井两个立井井筒，立井两水平下山开拓全井田。一水平标高-42.5m，二水平标高-270m。主井净直径4.2m，井深208.188m,装备一台2JK-251.2/20型双滚筒绞车，配备一对2.5吨非标箕斗主要担负提煤任务，兼做进风井，安设金属梯子间兼安全出口；副井净直径3.8m，井深182.34m，装备一台2JT1600/824型双滚筒绞车，配备一对0.75吨非标罐笼，担负运料、升降人员等辅助提升任务，兼作回风井，安设金属梯子间兼安全出口。主暗斜井，斜长478.5m，装备一台2JK-2/20型双滚筒绞车，配备一对3吨非标斜井箕斗，主要担负提煤任务，兼做进风；副暗斜井，斜长481m，装备一台2JT-1.6/20型双滚筒单绳缠绕式绞车，配备一对XRC10-6/6S型人车承担运送人员任务，兼进风。12采区轨道下山，斜长430m，装备一台JT1200/1030型单滚筒单绳缠绕式绞车，担负提矸、下料任务；-270m水平主要运输巷，长约815m，安设5台胶带输送机，担负运煤任务，兼进风；-42.5m水平总回风巷，长约782m，配备2.5吨防爆蓄电池电机车牵引0.75吨非标矿车，兼辅助运输。矿井地质储量1185万t，可采储量544.5万t，设计生产能力0.30Mt/a，服务年限14a。井下技术改造完成后以一个采区，两个分层采煤工作面保产，三个掘进头保证生产接替。3）、主暗斜井提升设备主暗斜井斜长478.5m，倾角2232。提升系统利用原有。提升容器为一对3t非标单绳斜井箕斗，提升机为2JK-2/20型双筒单绳缠绕式提升机一台，配套电机 JBRO450S-8型防爆电机，功率185kW，电压660V，转速743r/min。电控选择BSJ1-2D/185D型防爆成套电控系统一套。4）、副暗斜井提升设备副暗斜井斜长481m，倾角2231。提升系统利用原有。提升容器为一对XRC10-6/6S型斜井人车，提升机为2JT-1.6/20型双筒单绳缠绕式提升机一台，电机选择JBRO355M-8型防爆电机，功率110kW，电压660V，转速741r/min。电控选择BSJ1-1.6D/110D型防爆成套电控系统一套。5）、12采区轨道下山提升设备12采区轨道下山，斜长430m，平均倾角30，提升系统利用原有。提升容器采用0.75t非标矿车单钩串车提升，提升机为JT1200/1030型单筒缠绕式提升机一台，配电动机JBR52-6型绕线式电机一台，功率75kW，电压660V，转速985r/min。6）、22采区轨道下山提升设备22采区轨道下山斜长262m，倾角2327，采用0.75t非标矿车，XRC10-6/6型斜井人车，单钩串车提升，选用一台JTB1.21.2-24型单筒防爆绞车及JBRO315S-6型，75kW，660V防爆电机一台。三、通风设备本矿井采用中央并列式通风系统，主井进风，副井回风。安装风机为FBCDZ2110防爆对旋轴流通风机。四、排水设备1、-62.6m水平主排水设备矿井正常涌水量80 m3/h，最大涌水量160m3/h，排水高度201.2m。-62.6m水平主排水设备为矿方已安装MD280-436型矿用离心式排水泵1台，配用YB355L2-4，315kW，6kV，1488r/min三相异步防爆电动机，D155-309型矿用离心式排水泵5台，配用YB355S1-4，185kW，660V，1488r/min三相异步防爆电动机。由于1号、2号主排水泵房为两个独立的排水系统，新增加D155-309型水泵一台。2、-270m水平主排水设备矿井正常涌水量80 m3/h，最大涌水量160m3/h，排水高度207.4m。-270m水平主排水设备为矿方已安装MD280-436型矿用离心式排水泵1台，配用YB355L2-4，315kW，6kV，1488r/min三相异步防爆电动机，D155-309型矿用离心式排水泵2台，配用YB355S1-4，185kW，660V，1488r/min三相异步防爆电动机。五、压风设备本矿井地面无用风点，该矿基本没有岩巷，主要为压风自救系统服务。选择MOGF16/7型螺杆空压机两台，一台工作， 一台备用，排气量16m3/min，排气压力0.7MPa，配套电机YB280M-4型，功率90kW，电压660kV，转数2980r/min。冷却风扇配电动机YB100L-6型，功率1.5kW，电压660kV，转数980r/min。压风管采用604mm无缝钢管。六、井上、下主要运输设备井下主要运输设备1、运输方式井下煤炭主运输采用胶带输送机与斜井箕斗联合运输。辅助运输采用蓄电池电机车牵引0.75吨矿车运输。2、主要运输设备蓄电机池电机车-42.5m水平总回风巷内辅助运输选用两台型号为CTY2.5-6G蓄电池电机车，一用一备。七、煤质特征1、二1煤呈黑色，金刚光泽，条痕黑色略带浅灰色。属半亮型煤。具均一状和条带状结构，硬度较小，松散易碎。原煤灰分（Ad）一般为16.84%，原煤全硫（St,d）含量0.46左右，原煤干基恒容高位发热量（Qgr,v,d）为30.71MJ/kg，依据中国煤炭分类标准（GB575186），二1煤的煤类属低中灰、特低硫、特高热值之贫煤。2、煤的用途根据煤质特征，主要用于动力用煤及民用煤。3、煤的加工根据建设单位要求，设计对该煤矿毛煤进行手选矸石及杂物后，混煤销售，该商品煤可满足市场对煤质的需求。八、生产系统主井生产系统煤矿现有主井直径为4.20m。井筒内装备一对2.5t非标箕斗，井下煤炭经箕斗提出地面后，卸入井口接受仓，由胶带输送机送往储煤场储存。人工在储煤场将煤炭中的大块矸石和杂物拣出，以提高煤炭质量。副井生产系统副井净直径3.80m，装备一对0.75t罐笼，主要承担矿井上下人员、设备、材料及提升矸石任务。井上下配备罐座、阻车器、安全门、金属支持结构等相关设施。现有副井井口，井底操车设备满足扩建后生产需要。副井回风，井口房密闭，并设有防爆门。九、井田开拓方式根据矿井生产实际，考虑到本矿井储量不多，井型较小；为低瓦斯矿井，矿井涌水量较小，开采技术条件较好；主副暗斜井提升设施和矿井通风系统较为完善，地面生产系统、行政福利设施也较为完善、齐全等实际情况，本设计仍利用现有工业场地，仍利用现主井作为主井，担负提煤、进风等任务；仍利用现有副井作为副井，担负辅助提升任务兼回风井；仍利用现有两个开采水平及其间的暗斜井开采全井田。经分析比较，利用-270m水平大巷作为胶带输送机大巷，与现有主暗斜井、-62.6m水平上仓胶带输送机平巷一齐承担运煤任务。将现有12采区轨道下山延伸至-270m水平，与现有-42.5m水平总回风巷一齐承担井下辅助运输任务，现有副暗斜井用作升降人员。本矿井虽井型不大，但井下通风距离相对较长。为降低矿井通风阻力，设计利用现有主、副暗斜井、-62.6m水平大巷（经12采区轨道下山）同时向22采区进风，利用-270m水平总回风巷、12采区提煤下山、-42.5m水平总回风巷回风。井下涌水由暗斜井井底-270m水平泵房经副暗斜井排至主井底-62.6m水平水仓，再由-62.6m水平1（2）号主排水泵房经主井井筒排至地面。1、水平划分及阶段垂高 设计两个开采水平，其中一水平标高-42.5m，阶段垂高227.5m；二水平标高-270m，阶段垂高130m。2、大巷布置-42.5m水平回风巷为12 、22采区总回风巷，长782m。-62.6m水平进风巷为12、22采区进风巷，长785m。12 轨道下山长430m，平均倾角30。3、采区划分及开采顺序井田范围内以-270m水平大巷为界划分为12采区和22采区两个下山采区。矿井初期投产采区为12采区。十、采区布置及装备1、采煤方法二1煤层倾角2538，平均32，厚度6.28.29m，平均煤厚7.47m，煤层赋存较稳定，煤层直接顶板主要为泥岩或砂质泥岩，21-1孔细中粒砂岩直接压煤，厚达26.25m；底板为泥岩及砂质泥岩。另据矿井开采实际揭露情况，F241断层以南二1煤层顶板大部分为砂岩，顶板较为坚硬。故设计确定采用倾斜分层走向长壁采煤法，放炮落煤，全部陷落法管理顶板。2、采区巷道布置根据煤矿安全规程第113条，低瓦斯矿井分层开采采用联合布置的采区，必须布置1条专用回风下山的规定，设计确定12采区布置三条下山及相应车场，关于采区下山的层位，由于二1煤层为厚煤层，根据目前矿上的生产实际，确定轨道下山和胶带输送机下山均沿二1煤层底布置，采区专用回风下山沿二1煤层顶布置。采面布置为走向长壁后退式工作面，由采区边界向下山方向推进。3、工作面采、装、运主要设备回采工作面选用ZMS-1.2A湿式煤电钻打眼，采用MFB-150型发爆器放炮落煤,人工攉煤。回采工作面采用SGB620/80型刮板运输机运煤，工作面运输顺槽采用SSJ650/40型可伸缩带式运输机运煤，轨道采用JD-11.4调度绞车和0.75吨矿车运料及设备。第三章 矿井通风安全第一节 概况一、资源来源1、鹤壁市地质队2006年编制的鹤壁市大河涧许沟煤矿资源储量核查报告；2、煤炭工业郑州设计研究院编制的鹤壁市大河涧许沟煤矿淇河下采煤初步设计。二、井田瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃倾向性、煤和瓦斯突出及地温情况 1、瓦斯经鉴定该矿为低瓦斯矿井，煤有自燃发火性，发火期612个月；煤尘具有爆炸性，爆炸指数12.76%。因此在生产时要加强瓦斯管理，采取综合防尘措施，防止灾害事故发生。2、地温情况本井田属地温正常区，无热害影响。三、对瓦斯等级及地温变化的预测随着开采深度的延伸瓦斯含量必将增加：1）不仅瓦斯涌出量增大，而且由于来自开采层围岩的瓦斯涌出的将增高，矿井的瓦斯平衡也将发生变化， 2）随着开采深入，尤其在深部，通风较困难，瓦斯易于聚集。第二节 矿井通风一、通风方式和通风系统1、通风方式（1）通风方式：中央并列式通风。（2）通风方法：矿井主要通风机的通风方法采用抽出式。回采工作面采用U型通风方式，掘进工作面采用局部通风机压入式通风。2、通风系统1）、通风线路为：主井-62.6m水平进风巷12轨道下山（运输下山）工作面回风下山-42.5m水平回风巷副井地面。2）、通风线路为：主井-62.6m水平进风巷主、副暗斜井-270m水平运输巷回风下山-42.5m水平回风巷副井地面。改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施，并审批。二、采掘工作面及硐室通风1、采掘工作面通风采煤工作面利用矿井主要通风机全负压通风，回采工作面设有独立的进回风系统。掘进工作面利用压入式局部通风机辅助通风，并设有独立的进回风联络巷道，掘进工作面与采煤工作面不构成串联通风。掘进工作面为准备工作面掘进头，采用FBDN05.6211型对旋轴流压入式通风机（额定风量为200340 m3/min），配备两台，一台工作一台备用，与600柔性风筒配套使用。局部通风机和启动装置安装在离掘进巷道口10m以外的进风侧的新鲜风流中。风机将新鲜风经风筒压送到掘进工作面，为了能有效的排出炮烟，风筒出口到掘进工作面的距离LP不能超过风流从风筒出口到转向点的距离即有效射程LR，有效射程可由:LR =(45)S0.5 式中S-为掘进巷道净断面积煤巷掘进不允许超过5m。2、硐室通风独立通风硐室5处，分别为主井底中央变电所、泵房、12采区副车房变电所、和-270m水平变电所、水泵房。5处硐室独立通风均符合规程规定。3、局部通风机的使用必须注意以下几点1）掘进巷道贯通相距20m前，必须停止一个工作面作业，做好调整通风系统的准备工作。贯通时，必须由专人在现场统一指挥，停掘的工作面必须保持正常通风，设置栅栏及警标，经常检查风筒的完好状况和工作面及其回风流中的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，必须立即处理。掘进的工作面每次爆破前，必须派专人和瓦斯检查工共同到停掘的工作面检查工作面及其回风流中的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，必须先停止在掘工作面的工作，然后处理瓦斯，只有在工作面及其回风流中的瓦斯浓度都在1.0%以下时，掘进的工作面方可爆破。每次爆破前，工作面入口必须有专人警戒。贯通后，必须停止采区内的一切工作，立即调整通风系统，风流稳定后，方可恢复工作。2）掘进巷道必须采用局部通风机通风。煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式。3）局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转。压入式局部能风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距掘进巷道回风口不得小于10m；全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，局部通风机安装地点到回风间的巷道中的最低风速必须符合煤矿安全规程的有关规定。4）必须采用抗静电、阻燃风筒。风筒口到掘进工作面的距离以及混合式通风的局部通风机和风筒的安设，应在作业规程中明确规定。5）掘进工作面的局部通风机采用“三专”(专用变压器、专用开关、专用线路)供电和“两闭锁”(风、电及瓦斯、电闭锁)。6）严禁3台以上(含3台)的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。4、防止瓦斯积聚及井下通风管理必须注意以下几点1）矿井主要通风机采用双回路供电，一回路电源停止供电后，另一回路必须马上投入运行。由变压器供主要通风机的双回路电源上不得分接其他负荷。2）建立测风制度，每10天进行一次全面测风。对采掘工作面和其它用风地点，根据实际需要随时测风，将每次测风结果记录并写在测风地点的记录牌上，并根据测风结果调节风量。3）使用局部通风机通风的掘进工作面不得停风；因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯。只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可人工开启局部通风机。4）掘进工作面当瓦斯积存量大时，可采用风筒增阻排放法：可用绳子把柔性风筒捆结，缩小其断面或在风机的吸风口用木板阻挡部分通风断面进行增阻，随着混入矿井主通风风流的瓦斯浓度的下降逐渐增大风筒断面，直到全断面通风。5）通风系统或通风设施的破坏或异常(如风门该关的未关，风道堵塞、临时改变通风系统，掘进通风风筒脱节或破坏等)，都会造成局部或区域风量不足甚至无风，产生瓦斯积存。因此出现这些异常，必须及时修复，采取措施恢复正常通风。6）独头巷道长或封闭的独头巷道启封后排放瓦斯应制定专门的排放瓦斯的措施。一般可采用逐段通风排放法：排放由外向内逐段区段进行，先准备一节5m长的短风筒，接在密闭外的风筒上，用其冲淡启封密闭墙的开口孔洞瓦斯，控制风筒的排风量，使冲淡后的瓦斯浓度低于1.5%，正常后再区段接长风筒逐段排放巷道积存瓦斯，直到全独头积存瓦斯排放完转入正常通风时止。三、井下通风设施及构筑物布置1、井下通风设施及构筑物设置 1）密闭井下凡不使用的巷道(包括联络巷)全部实行密闭；采空区必须及时封闭，必须随采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道；采区开采结束后45天内，必须在所有与已采区相连通的巷道中设置防火墙，全部封闭采区。 2）风门设置地点见鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司矿井通风系统图。 3）防爆门为了防止爆炸性气体爆炸时冲击主要通风机，在风井口处设置防爆门。 4）测风站用以测量全矿井总进风量和回风量，以及各掘进面、各回采工作面的进风量和回风量。 2、井下通风设施及构筑物要求a、风门设置要求（1）避免在弯道和倾斜巷道中设置风门；（2）风门的前后5m内支架完好，门墙厚不小于0.45m，四周掏槽深0.20.3m；（3）结构严密，漏风少，向关门方向缓倾斜8085；（4）风门应迎风流开启，通过矿车的巷道，两组两风门间距应大于一串车长度，并能使风门正常开启和关闭；（5）风门要求设置两组，含正反向风门各两道，两道正向风门必须连锁，一道打开，另一道必须关闭。（6）安全出口风门须设置双向联锁风门。（7）风门等通风构筑物的设置应坚固稳定，并加强通风管理，及时检查和维修。b、调节风门要求需要调节风量的巷道设置调节风门(即是在风门上安设可以调节的风窗)，其技术要求与风门相同。c、挡风墙(密闭)要求（1）永久性挡风墙采用不燃性材料(如砖、料石、水泥等)建筑，墙上部厚0.45m，墙下部厚1.0m，墙前后5m内的巷道支护要完好且为防腐支架；无积煤、片帮、冒顶；四周在煤中掏槽深度1.0m、在岩石中0.5 m；墙面要严、抹平、刷白、不漏风。密闭内有涌水时，应在墙上装设U形放水管，利用水封防止放水管漏风。（2）对于服务期限短的临时性挡风墙：可用木柱、木板、可塑性材料等建造，木板需鱼鳞式搭接，用黄泥、石灰抹面，无裂隙，不漏风；要设在帮顶良好处，四周在煤中掏槽深度0.5m、在岩石中0.3m；墙前后5m内的巷道支护要完好且为防腐支架；无积煤；同时墙外要设置栅栏和警标。d、防爆门要求（1）为了防止爆炸性气体爆炸时冲击主要通风机，在风井口处设置防爆门，防爆门至井筒内引风道的开口位置长1015m，同时其距离应比引风道的距离短；（2）防爆门每6个月检查维修一次；（3）主要和备用通风机的2条引风道与回风井之间的夹角满足3045，引风道内要设置两道风闸式风门，主要通风机运行时，主要通风机引风道风门全打开并固定好，备用通风机引风道风门则关闭并固定好。（4）矿井主要通风机设有反风装置，当井下发生火灾时经矿技术负责人的同意后可进行全矿井反向通风，为防止反风时由于风压作用将另一条引风道风门压开并短路流出，故安全出口中的风门要采用两道连锁的双向风门。（5）根据矿井反风要求，必要地点设置常开风门。e、测风站（1）须设在直线巷道中；（2）测风站本身长度不得小于4m，断面规则，附近至少有1015m断面没有变化；（3）测风站不得设在风流汇合处附近；（4）测风站内不得有障碍。F、其他矿井内的风门、调节风门、局部通风机的压送风筒、测风站、风墙及密闭等所有通风设施，应建立每天三班的巡回检查制度。并有可靠的检测、监控设备，保证设施经常处于完好状态，确保风路畅通和通风系统的安全可靠。四、安全逃生途径1、矿井安全出口设置及保证措施 有关规定煤矿安全规程第十八条规定：“每个生产矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口间的距离不得小于30m；井下每一个水