盘县坪地乡坪地煤矿“三条线”设计说明书doc.doc

前 言根据国家安全监察总局、国家煤矿安全监察局关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防尘供水系统的紧急通知精神：煤矿井下“三条线”是煤矿生产调度、安全防护、防尘除尘的重要设施，也是提高煤矿防范抵御事故灾害能力的重要设施，是正常生产的“保障线”，被困矿工的“生命线”。为进一步提升煤矿安全基础管理水平，促进煤矿安全生产，同时为应对发生事故灾难后给抢险救灾工作创造条件，依据煤矿安全规程和煤矿安全生产基本条件规定，结合煤矿生产管理现状，进行“三条线”设计。一、 设计指导思想认真贯彻执行煤矿安全规程、关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防尘供水系统的紧急通知等及有关规定，规范矿井安全设施设计，合理指导矿井安全生产。根据中华人民共和国建设部颁布的煤炭工业小型矿井设计规范的要求，结合矿井实际，在“安全第一，预防为主”的方针下，为今后的安全生产创造良好的条件，增加防范抵御事故灾害能力和给抢险救灾工作创造有力条件。该矿属于技改矿井，技改后年生产能力6万吨/年，根据安监总煤行2007167号所有煤矿必须立即安装完善井下三条线文件精神，必须在本年底前完成三线安装，故本次设计以矿井现有的生产条件为基础，并考虑扩能后的情况，充分利用煤矿现有的设备、设施，对不完善的、不能满足要求的，进行改造完善。二、设计依据1）煤矿安全规程（2006版）；2）关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见（安监总煤调字200795号）；3）关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防尘供水系统的紧急通知和（监总煤行2007167号）；4）煤矿安全生产基本条件规定（国家安全生产监督管理局、国家安全煤矿安全监察局第5号令）；5）煤炭工业小型矿井设计规范（GB503992006）；6）煤矿井下消防、洒水设计规范（GB503832006）；7）防治煤与瓦斯突出细则（煤安字199530号令）；8）省人民政府关于六盘水市六枝特区等四县（区）煤矿整合和调整布局方案的批复（黔府函2006205号文）；9）矿井提供的采掘工程实测平面图、通风系统图等资料；10）盘县坪地乡坪地煤矿“三条线”设计服务协议。第一章 矿井概况一、矿井位置及交通情况坪地煤矿位于盘县松河乡菠萝村境内，距洒基镇3.5公里，距坪地乡8公里，距松河乡1.5公里，距小云尚火车站7公里，距盘县电厂13公里，距水柏铁路松河站1.5公里，矿区北部有盘水公路（刘洒线）通过，交通十分方便（见交通位置图）。二、煤矿供电供水以及通信情况情况1、供电情况坪地煤矿目前已经实现双回路供电。该矿一回路10KV电源引自平地变电站，另一回路引自土城矿10KV线路。两回路的电源电压稳定可靠，能确保煤矿的生产生活之用。2、供水情况煤矿附近水源较为丰富，主斜井前有一条菠萝嘎小溪，常年有水，水质清，可用作工业用水，加以沉淀，可做引用水。3、通信情况矿山与外界通讯联系采用程控电话和移动、联通的无线网。三、井田境界井田境界由国土部门圈定，矿山拐点坐标为：点号X坐标Y坐标A288307035458160B288296035458700C288292035458549D288239535458000矿山面积为：0.402平方公里，开采走向550米，斜长700米，本矿东与落戛煤矿相邻，西与洒基云祥煤矿相邻，与周边矿井无矿界纠纷，小窑分布于浅部，未深入氧化带以下。1、储量地质储量：根据地质报告仅计算主要煤层，该矿可采煤层为7层，该矿工业储量为194万吨，可采储量（Zc）为124.40万吨。块段各煤层储量计算表小窑名称煤层号煤厚倾角容重平面积储 量（m）（度）（T/m3）（m2）（万吨）032.50211.4011398042.70坪地052.60211.4012946050.50煤矿122.38221.357561626.20152.40211.4010286037.00172.80221.408896037.60合计194.002、矿井设计生产能力及服务年限矿井可采储量为124.40万吨，储量备用系数取1.5，服务年限为：服务年限=可采储量/（井型储量备用系数） =124.40/61.514年生产能力：根据本矿现有装备水平，煤炭资源、地质情况及煤矿的外部建设条件，通过调整采掘和开拓布置，提高生产开采技术水平，经技术改造后生产能力为6万吨/年。3、矿井开拓方式该矿矿井开拓方式采用主平硐、暗斜井开拓，主平硐坐标为：X：2882665，Y：35458435，Z：1936；风井坐标为：X：2882377，Y：3548460，Z：1983；现该矿在矿井东翼5#煤层中布有503运输巷、回风巷掘进工作面，503运输巷的平均高约为1903.9米，503回风巷的平均标高为1925.8米，在矿井西翼5#煤层中502工作面正进行回采，502运输巷的平均标高约为1908米，502回风巷的平均标高为1921.6米；在5#煤层东翼的503形成回采系统后，接替502回采工作面，另外，该矿的工业场地布置在主平硐的北侧，采用矿车运输。4、采煤方案：（1）井田内煤层倾角为18左右，采用走向短壁式采煤方法，矿井布置一个采煤工作面，即可达到生产能力。（2）支护及顶板管理设计布置走向短壁式工作面，后退式回采，工作面采用DZ-22-30/1000型单体液压支柱支护，选用HDJA-1000型金属铰接顶梁支护，“三、四排控顶支护方式”，最大控顶距4.2米，最小控顶距3.2米，放顶步距1米，支护排距为1.0米，工作面采用放炮落煤，人工攉煤，采用刮板运输机进行运输，全部垮落法管理顶板，“三、八”制采煤，主平硐采用电瓶机车运输到地面煤场。四、安全条件1、地质特征煤矿井田属土城向斜北翼，为单一斜构造，由一系列古生代和中生代地层组成，煤系为龙潭组，含煤几十层，都是近距离煤层，地质构造简单。矿区露出地层有：第四第（Q）、三叠系飞仙关组（T1F），龙潭组（P2I）：及上二叠统峨眉山玄武岩组（P2 ）。现从新至老分别叙述如下：第四系（Q）：黄色、黄褐色粘土，亚粘土及植物根系，含砾砂砂岩，泥岩碎块，主要分布在缓坡及沟谷地带，厚0-5米。二叠系龙潭组（P2I）：为一套以陆相为主的海陆交替相含煤砂页岩。区域厚度320-580米，矿区厚度450米，该组底部多以灰色触状铝土质页岩，或富含菱铁矿团块，角砾状的页质岩与下伏玄武岩接触，而顶部常为一层较为稳定的低硫，低灰优质煤（常称“盖顶煤”），并以此与飞仙关组分界，两者为连续沉积，按含煤程度，岩石类型、沉积韵律及旋回结构诸方面特征，大致分为上中下三部分，或称上、中、下含煤组，主要可采煤层多集中在上含煤组。（1）上含煤组：厚约90米，岩性为黄褐灰色及灰色粘土岩，粉砂岩，粉砂质页岩、炭质页岩及灰色绿色岩屑砂岩为主，夹菱铁矿及煤层。含煤组近顶部都常有一、二层较厚而稳定的砂岩，含煤组底部一般均为一层最610米的黄褐、灰色厚层砂岩、质地疏松、斜层理发育，常具不球状风化，且横向比较稳定，可作为本含煤层组的底部标志。本含煤组含煤10-12层，在本矿区含可采煤层六层（3#、5#、6#、9#、17#、18#），煤层较为稳定。（2）中含煤组：厚80米，岩性为灰色及灰绿色细砂岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩、灰色及紫灰色菱铁质鲕状粘土岩、页岩。该组底部常以灰、灰绿色钙质（或泥质）岩屑砂岩与下含煤组分界，本含煤组厚度不稳定，多以煤线及透镜体产出。本含煤组含煤5层，该矿境内3#、5#、6#、9#、17#、18#六层煤可采。（3）下含煤组：厚34米，岩性以灰至深灰色粉砂岩=粉砂质粘土岩为主，夹灰褐色细砂岩，薄层菱铁岩及煤层。本含煤组无可采煤层。上二叠统峨眉山玄武岩组（P2）：矿区只出露上段，其岩性为暗绿色至灰黑色接斑玄武岩，具气孔状，杏仁状构造，分布于矿界外北东部。2、构造菠萝戛块段，地质构造较少，区内有只矿区北部的F89正断层，F89正断层，走向248，倾向SE，落差10-15米，延展长度为370米，有槽探工程控制，地面露头也可见。3、煤层及煤质（1）煤层矿区可采煤层为3#、5#、6#、9#、17#、18#煤层，在矿界范围内此六层煤厚度变化不大，现将矿区初步控制的可采煤层厚度及产出位置分述如下：18#煤层：平均厚1.50米，顶板岩性为细砂岩，底板为泥岩，产于龙潭组中含煤下部。17#煤层：上距15#煤层48米，平均厚度1.50米，顶板岩性为细砂岩，底板为泥岩，产出于龙潭线中含煤组下部。9#煤层：上距6#煤层8米，平均真厚1.30米，顶板岩性为泥质粉砂岩，底板岩性为洲际导弹 岩、粉砂岩，产出于龙潭组上含煤组中部。6#号煤层：上距5#煤层27米，平均真厚1.40米，顶板岩性为泥质粉砂岩、砂岩、页岩、底板岩性为泥岩、粉砂岩、产于龙潭线上含煤组中部。5#煤层：上距3#煤层14米，平均正真厚2.30米，顶板岩性为泥质粉砂岩、砂岩、底板岩性为砂岩、粉砂岩、产于龙潭组上含煤组上部。3#煤层：平均厚度2.60米，顶板岩性为泥质粉砂岩，底板岩性为泥岩、粉砂岩、产于龙潭一大隆组上含煤组上部。（2）煤质特征矿区内各可采煤层，均属中等变质程度和烟煤，故各层煤的物理性质都比较相似，光泽为玻璃光泽，颜色为黑色：硬度：各煤层的硬度一般为1.12-3.38：安全容重各可采煤层的容重一般为1.35-1.50 吨/立方米左右，煤质特征：以半亮型为主，半暗型次之，该块段内各可采煤层的煤质化验报告见表：各煤层煤质特征化验表层号厚煤工业分析（%）发热量YX煤种WfAgWSOg（卡/千克）3#1.6214.9030.300.188186-858723.027.0气肥煤5#1.1018.7230.790.288168-868120.527.5肥煤6#0.9024.9829.891.968342-874922.029.0肥焦煤9#1.4518.8927.311.988313-869427.025.5气肥煤12#1.417.1027.000.188543-868220.027.0肥焦煤15#1.2115.8023.880.218134-843022.023.0肥焦煤17#1.2214.8023.400.258168-872622.529.5肥焦煤18#1.0315.3326.100.188317-866321.522.0肥焦煤4、煤层开采技术条件（1）瓦斯、地温、煤尘自燃情况据盘县煤炭局2003年对该矿的瓦斯等级鉴定结论矿为高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为：0.87m3/min;相对瓦斯涌出量为：12.5m3/t;且随着煤矿开采深度的增加，建议在今后的生产过程中应对瓦斯必须进行严格管理。地温情况，盘县无热害、地温正常。本矿井田内的煤层通过鉴定，煤层自燃倾向性为III类，不易自燃，但煤尘具有爆炸性危险。（2）水文地质情况地表水矿区内地表水不发育，仅见季节性冲沟，无常年流量，矿山南西侧约10米，有一南东流向的小溪沟，其流量随季节变化而变化，渗透性较差，对矿床充水无大的影响，矿山最低基准侵蚀而为1500米。地下水（1）地下水赋存条件根据矿区出露地层，大致可划分为一个含水岩组和二个相对隔水岩组（弱含水层）第四第（Q）含水岩组：主要为砂、泥岩、腐植土、亚粘土等松散堆积层、冲击层、多分布于洼地、沟谷两侧及缓坡地带，厚度变化不大（0-5米），它是地接受大气降水补给。同时又是地表水汇表渗流的场所。三叠系飞仙关隔水岩组（弱含水层）：由绿、灰绿色暗引紫红色薄一中厚层泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及细砂岩组成，出露厚度不全，多形成高山陡岩地形，季节性冲沟较发育，地层倾角较陡，有利于地下水的排泄，岩层含水微弱，为弱含水层，对矿床充水无影响。二叠系上统龙潭隔水岩组（P2I）：由灰褐灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、粘土岩夹煤层组成，出露厚约240米，局部裂隙发育。其主要表现为砂岩含水和裂隙充水，粘圭岩隔水的相间含水特征，由于地表多形成斜坡地形，有利于大气降水补给，但朱水出露较少，流量亦小于0.5升/秒，为弱含水层。（2）矿区地下水补、迳、排条件矿区地下水方要来源于大气降水，另外一部分是地表浅层潜水及风化裂隙水，多数不产生深部迳流循环，而是以下降泉的形式排入大河中。矿坑充水因素分析矿坑充水因素分析（3）矿坑充水因素分析根据矿区水文地质特征分析，可能构成矿区充水因素的主要水源有以下几点：大气降水补给这是主要补给水源，另外还有地表水渗入补给，煤系中砂岩含水，但本身含水量较小。矿坑涌水量调查根据本矿及矿山周边矿井涌水量的调查，矿井最大涌水量一般为37.12m3/h，正常涌水量6.25 m3/h。综上所述，本井田属于以大气降水和地表水为主要补给来源裂隙充水矿床，水文地质条件相对简单。5、冲击地压该矿所采煤层不属冲击地压煤层，无岩煤和动力现象。但在今后的生产中应随时注意观测。6、地质灾害该矿的地质灾害已委托贵州省地质勘察设计院109队做了地质评估，其地质灾害程度与防治建议以地质灾害评估为准。7、放射性元素危害本矿井田内无放射性元素。8、资源及开采条件评述本井田资料可靠，煤层赋存稳定，煤质优良，地质构造简单。水文地质条件简单，开采技术条件好。外部协作条件优越，用户可靠，市场潜力大，为矿井技改提供了有利条件。三、经营情况目前矿井正在回采5#层502工作面，采区回采率95%矿井回采率86.5%，今后还要进一步加强技术改造、技术管理工作，努力改进生产工艺，减少地质、水文地质损失、提高回采率，充分开发和利用国家资源。第二章 生产现状第一节 采掘系统一、井田开拓及井筒布置1、井田开拓本井田内主采煤层为3#、5#、6#、9#、17#、18#煤层，在矿界范围内此八层煤厚度变化不大，各煤层均为倾斜中厚煤层,现矿井范围内3煤层已采空,根据矿山地质地形、煤层赋存条件,确定本矿采用主平硐、暗斜井单水平下山开拓。结合煤矿现场实际,坪地煤矿现有的整个生产系统已经完全按照设计方案施工结束并经验收后投产,煤矿下一步的开拓工程做5煤层的备用采面(东翼503采面)运输巷和回风巷的掘进工程。在+1890m水平掘503采面的运输巷和在+1911.16m水平掘503采面的回风巷，待该采面的运输巷及回风巷掘至井田东翼本煤层风氧化带时紧接着开切眼，整个掘进工程量约942m。2、井筒布置及装备煤矿布置主平硐、暗斜井、和回风斜井进行开拓。1）主平硐、暗斜井该矿井用主平硐、暗斜井主要担负煤及矸石的提升任务，同时用于材料下放、进风、铺设管线等。该井筒主平硐长228米，掘进断面积5.96m2,净断面5.6m2；暗斜井长161米，倾角18，掘进断面积5.86m2,净断面4.8m2；主平硐井口段采用砌碹支护,从井口起往里20米以内采用矿用工字钢梯形棚支护；井筒内铺设600mm轨距、18kg/mg钢轨、混泥土及木料轨枕，暗斜井采用1.2m绞车提升。2）风井该矿采用并列抽出式通风，风井总回段作专用回风之用；风井斜长263.7米，倾角18，掘进断面4.2 m2,净断面3.8m2,采用工字钢梯形棚进行支护。见井筒特征表：表21 井筒特征表井筒名称井口坐标(m)井口标高（m）方位角（）倾角（）井筒长度（m）断面（m2）XY净掘主平硐2882577354584601936.02228.005.605.96回风斜井2882665354584351983.018263.704.305.30暗斜井2844995354402721936.518161.174.805.86二、矿井开采水平划分、采区划分及开采顺序1、矿井水平划分及标高：坪地煤矿所采煤层为倾斜煤层（平均倾角18）,由于矿区范围小,采矿许可证划定标高为1936.00米至1890.00米标高, 但是该矿1936米水平以上的各层煤均被历史小窑及本煤矿近年来所采开。因此，煤矿的开采水平仅能控制在井田范围内+1973+1890米之间，即只能布置一个开采水平，标高为+1890米，采用下山开采。2、采区划分及开采顺序：将本井田划分为东、西两个采区。用一个采区一个工作面达产，采区间的开采顺序为5西采区、东采区，然后是6煤层西采区、东采区，最后开采9#、17#、18煤层。三、采煤方法1、采煤方法的确定该井田内现主采的煤层为三层,即5、6、9煤层, 5煤层平均厚度2.30m煤层平均倾角18,为倾斜中厚煤；6煤层平均厚度1.40m，煤层平均倾角17,为倾斜薄煤层；9煤层平均厚度1.3m，煤层平均倾角18,为倾斜薄煤层；采用走向长壁后退式采煤法，现在设计回采煤层为5煤层。2、采煤方法、回采工艺及装备采煤工作面采用炮采工艺。煤电钻（ZMS1.2型）打眼,放炮落煤,人工攉煤,采面煤工作面及其工作面运输顺槽采用GW40型刮板机运输。现开采的5煤层，煤厚平均2.3m,顶板为砂质泥岩、泥质粉砂岩，夹似层状菱铁矿，节理发育，较易垮落，整合于煤层之上。底板为粉砂质泥岩，砂质泥岩。现采用全部垮落法管理顶板。工作面配备DZ22型外注液式单体液压支柱，支柱高度为1.442.24m,工作阻力为30t/根,选用HJDA1000型金属铰接顶梁。采用“三四”排控制顶板，排距1.0m,柱距0.8m, 最大控顶距4.2m,最小控顶距3.2m；放顶步距1.0m。直接顶不稳定时，生产过程中视其顶板情况，对采面顶板压力较大地段加强支护，老顶坚硬难冒时可采取强制放顶措施，若底板吸水后易膨胀，支护时可在支柱底部加垫板，防止支柱钻底。3、工作面循环方式、作业方式的选择采用“三八”作业制,两采一准。工作面长51m，日循环进度2m，循环率0.8，则年进度528m。4、工作面年生产能力工作面斜长51m，工作面采出率取95%，则工作面年生产能力Q为：Q = LDBmC= 515282.01.450.95 = 7.4186（万吨年）式中: 工作面年生产能力，万吨年工作面长度，；工作面年推进度；煤层平均采高，；煤的容重，；工作面采出率。掘进出煤率按计算为3.709，则矿井年生产能力为:7.4万吨，满足设计生产能力要求。四、工作面顶板管理及采空区处理工作面采用DZ22型外注液式单体液压支柱配合HJDA1000型金属铰接顶梁进行支护，排距1.0m,柱距0.8m, 最大控顶距4.2m,最小控顶距3.2m。放顶步距1.0m。采用“三四”排控顶。采空区采用全部垮落法进行处理。第二节 其它生产系统一、机电运输系统煤矿井下至地面的运输系统：1、502回采工作面（经过刮板运输机）502运输顺槽502运输巷井底车场暗斜井上部车场主平硐地面。2、503运输巷掘进工作面掘进迎头503运输巷井底车场暗斜井上车场主平硐地面。3、503回风巷掘进工作面掘进迎头503回风巷503外上山503运输巷井底车场暗斜井上车场主平硐地面。二、矿井通风1、矿井通风方式及通风系统矿井采用并列抽出式通风方式。通风线路为：新鲜风流经主平硐上车场暗斜井井底车场502运输巷502运输顺槽502回采工作面502回风巷502回风上山回风平巷总回风上山地面。2、503回风巷掘进工作面采用局部通风机通风 。新鲜风流经主平硐上车场暗斜井井底车场503运输巷（经过风筒）503外上山503回风巷掘进迎头503回风巷503回风上山回风平巷总回风上山地面。3、503运输巷掘进工作面采用局部通风机通风新鲜风流经主平硐上车场暗斜井井底车场503运输巷（经过风筒）503运输巷掘进迎头503运输巷503外上山503回风上山回风平巷总回风上山地面。4、通风状况:目前煤矿已安装使用FBCD_30型主扇两台,一台工作,一台备用。掘进供风使用YBT_11型局扇4台,井下通风设施及通风构筑物完善,通风状态良好,风量能满足安全生产需要。三、监控系统该矿为高瓦斯矿井,必须进行瓦斯监测监控工作。现煤矿已经安装使用kJ90矿井瓦斯监测监控系统，分别对502回采工作面、503运输巷掘进工作面掘进头、503回风巷掘进工作面掘进头等进行瓦斯监控； 总回风巷、水仓等主要场所安装了CH4探头。并对掘进工作面实行风 、电闭锁和瓦斯电闭锁。四、排水系统该矿采用主平硐、斜井开拓,井下设有井底水仓，由于该矿与盘江煤电集团公司土城矿采煤四区的井田边界相比邻，我矿处于其采煤四区的上边界，因受采动的影响，所以井田范围内的积水其大部分从采四区井田范围内的采空区透走，根本就不受到水患的威胁。该矿井底水仓内设有三台125D253型分段式多级离心水泵及相配套排水管路。同时还设有一个副水仓，以满足今后生产的需要。现根据煤矿提供的涌水量情况进行如下设计： （一）、设计依据根据地质报告及煤矿测量数据,该矿正常涌水量6.25m3/h、 最大涌水量37.12m3/h,按下列参数考虑:1、矿井正常涌水量:QB=6.25m3/h;2、矿井最大涌水量:Qmax=37.12m3/h;3、排水垂高: Hp =46m。（二）、水泵选型1、水泵参数计算（1）所需水泵最小流量Qmin=（24Q）/20=（246.25）/20=7.5m3/h (2)所需水泵最大流量Qmax=（24Qmax）/20=（2437.15）/20=44.58 m3/h (3)水泵扬程HB=（Hp+Hx）/g=（46+5.5）/0.77=66.88 （m） 式中: Hp 排水垂高,m; HX吸水高度,HX=5-5.5mg管道效率,与水管敷设倾角有关,一般为:当=90时,g=0.89-0.90；9030,g=0.80-0.83；3020,g=0.77-0.80；20,g=0.74-0.77；本矿取0.77。2、水泵型号及台数的确定根据Qmin和Qmax值,选择125D253型分段式多级离心水泵。水泵流量为72119m3/h，扬程为62.576.8m,吸.排水管径=125mm,配套电机功率为30kw，初期可通过调整水泵级数，以满足矿井排水要求。根据煤矿安全规程规定，必须有工作、备用和检修的水泵、备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%,并且工作和备用水泵的总能力应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力不小于工作水泵能力的25%。（三）、水仓布置与水仓容量井底水仓必须要有主水仓和副水仓,当一个水仓清理时,另一个水仓要能正常使用，矿井在主斜井底部设井底中央水仓，按煤矿安全规程规定，水仓的最小容量至少能容纳矿井8h正常涌水量，即该矿的水仓的最小有效容量为6.25m3/h8h=50m3，若以主井净断面（4.8m2）设计,该水仓的掘进长度为50m34.8m2=10.04m。第三章 防尘洒水系统第一节 煤矿生产生活用水水源概述一、煤矿水源生产、生活用水水源：煤矿生活用水水源来自菠萝嘎小溪，使用DN100焊接钢管接到生活、消防池，流量约为15m3/h，该水源常年水源不中断，水质好，能满足生活用水需求（生活及井下用水212.6m3/d,水池容量:长宽高=10m12m2m=240m3）。二、供水方式及系统设置在主井口前旁修建一口水池(容量:240 m3),将菠萝嘎小溪的水用管道直接引入池中。用573.5无缝钢管作主消防、尘管，即管子实际内径d=50，管壁厚3.5。选用453.5的无缝钢管作支管，即管子实际内径d=38，管壁厚3.5。向井下各用水地点供水。第二节 设备及管路选择一、设备选择为考虑节约资金,煤矿可以共同用一套供水设备及管路作为供水系统,配套安装相应设备设施，以解决煤矿消防及防尘方面的用水问题。1、供水设备设施设计估算:1)供水设计依据按矿井年产6万吨计算,设计的基础资料为水源地理位置、水量、全矿职工人数、矿井总体布置、工业用水量。2）地面供水量 地面职工用水量全矿共有职工136人，其中入井职工120人，每班40人；设有一个40人的职工食堂；设有一个容人量40人浴室。职工生活水：Q职Nqhk/1000式中 Q职日用水量，m3/d；N全矿井职工人数，人；q每班人用水量，L/（人班），取15L/（人班）；h用水时间，取8小时，k小时变化系数，取3.0。Q职Nqhk/1000 (1361583)/1000 48.96m3/d 食堂用水量Q食Nqhk/1000式中Q食日用水量，m3/d；N全矿井职工人数，人；q食每人每餐用水量，L/（人餐），取5L/（人餐）；h用水时间，取20小时，k出日出勤总人数就餐数，餐，取2餐。Q食Nq食hk/1000 1365202/1000 36 m3/d 浴室用水量Q浴3Nq浴hk/1000式中 Q浴日用水量，m3/d；N最大班人数，人，取40人；q浴每个淋浴器的流量，L/h，取300L/h；h淋浴时间，小时，取0.8小时；k淋浴室用水量备用系数，取2.5；3班次，班/d。Q浴3Nq浴hk/1000 （3403000.82.5）/1000 72m3/d 洗衣房用水量Q洗Wq洗hk/1000式中 Q洗日用水量，m3/d；W日洗工作服重量，Kg，取30Kg；q洗每公斤工作服用水量，L/Kg，取40L/Kg；h洗衣时间，小时，取12小时；k洗衣室用水量备用系数，取1.5。Q洗Nq浴hk/1000 (3040121.5)/1000 21.6 m3/dQ总（Q职Q食Q浴Q洗）1.1 (48.96+36+72+21.6) 1.1 178.56m3/d矿井地面用量为178.56m3/d。3）井下消防和洒水量计算 井下消防该矿井下共设有七消防栓，即井底车场、机电集中硐室、502回采工作面、503运输巷掘进工作面、503回风巷掘进工作面、刮板输送机机头、机尾。Q消=Nq消K式中 Q消消防用水量，L/s；N消防栓个数，个；q消每个消防栓的计算流量，L/s，取2.5L/s；k消防用水量备用系数，取1.2。Q消Nq消K 72.51.221L/s矿井消防水流量为21L/s即75.6 m3/h。 喷雾洒水和凿岩机的供水量计算井下产尘地点有：502回采工作面、503运输巷掘进工作面，503回风巷掘进工作面，502回采工作面刮板机机头，502下运刮板机机头，已经机尾等。设洒水管的地点有：502回采工作面运输巷、502回风巷，503运输巷掘进工作面、503运输巷掘进工作面。设喷雾防尘的地点有：502回采工作面回风巷设三组，502回采工作面下出口及其运输巷设四组，回风平巷设两组；主平硐设两组；503运输掘进工作面设一组，503回风巷掘进工作面设一组；503回风上山设一组；总回风上山设三组；（详见防尘系统管路布置图）全矿井共设洒水地点四个，喷雾防尘点八处，设喷雾十四组，每组有三个喷嘴，共计四十二个喷嘴。洒水量计算：502采面每循环洒水时间为1.5小时，即每天4.5小时；503掘进工作面每循环洒水时间为0.4小时, 即每天1.2小时。洒水管流量取0.3L/s，喷嘴流量取0.05L/s,每天平均开喷15小时。Q采洒=36004.50.3/1000=4.86m3/dQ掘洒=236001.20.3/1000=2.592m3/d喷水量计算:Q喷=243600150.05/1000=64.8m3/d喷雾洒水的总耗水量为72.252 m3/d.全矿井用水量212.6m3/d 。其中地面用水量占66.1%，井下防尘用水量占33.9%。地面用水量178.56m3/d, 其中职工用水量占27.4%，食堂用水量占20.1%,浴室用水量占40.3%，洗衣房用水量占12%，其它用水量占2%。见矿井用水量表3-1。4）消防管径的选择矿井消防水流量为21L/s即75.6 m3/h。井底与井口的高差46米,井口与502回风巷高差28米。按最大相对高差选择消防管径：Q消=A(2gH)0.5式中 Q消消防管的最大流量，m3/s； 流量系数，取0.62;A 消防管断面积，A=d2/4，m2 ；g重力加速度,9.81 m/s2；H静水压力水头高度，m。A= Q消/(2gH)0.5=0.021/0.62(29.8146)0.5=0.00127456m2d=(4A/)0.5=(40.00127456/3.14)0.5=0.040 m即管径为40 按最小相对高差选择消防管径：A= Q消/(2gH)0.5=0.021/0.62(29.8128)0.5 =0.001445m2d=(4A/)0.5=(40.001445/3.14)0.5=0.0429m即管径为43经计算选用内径为50的无缝钢管消防主管。5)、管壁厚度计算:=0.5d(R2+0.4P)/(R2-1.3P)0.5-1+d 式中 d管壁厚度，； R2管材许用压力，Mpa；取80 Mpa P水头压力，Mpa； d附加厚度，取0.3。 =0.5d(R2+0.4P)/(R2-1.3P)0.5-1+d=0.50.5(80+0.410009.817110-6)/(80-1.310009.817110-6)0.5-1+0.3=0.302即管壁厚3.02。经上计算，选用的573.5无缝钢管作主消防管，即管子实际内径d=50，管壁厚3.5。选用453.5的无缝钢管作支管，即管子实际内径d=40，管壁厚3.5。经验算，所选用管材满足要求。表3-1 矿井用水量表序号用水项目用水人数(人)用水标准每日用水量（m3/d）备 注每日最大班一生产用水1井下防尘72.2522井下消防75.6（m3/h）3场地锅炉10.8喷雾、防尘72.2524其它用水10%21.26二生活用水1职工用水1364015L/（人班）48.962食堂用水136405L/（人餐）363澡堂用水13640300L/小时724洗衣用水304040L/Kg21.6三总 计178.563）、管路选择:选用DN100焊接钢管,从菠萝嘎小溪直接对场地容量240m3洒水水池进行供水。井下消防洒水水池设在主平硐井口前面上方+1958m标高位置，使其与井下503回风巷最高标高+1911.6m的相对高差大于45m，以满足静压供水高差不少于45m的要求。井下消防和防尘为同一供水系统，由地面240m3消防洒水水池敷设573.5无缝钢管一条主管道, 并敷设支路管网，采用453.5的无缝钢管以静压给水方式向井下各用水地点供水。第三节 防尘洒水设施及布置坪地煤矿消防洒水系统及设施布置: 主平硐上车场暗斜井502运输巷回采工作面(软管)作业地点。 从入井口起，每隔50m分别设置防尘.消防三通阀门,在总回风巷与采面回风顺槽连结处往里510m及回风顺槽距采面上出口5m两个位置分别安装两组喷雾洒水装置。为了阻隔.熄灭火焰,防止爆炸传播, 还应在距采面上下出口60-160m回风顺槽内安装两组隔爆水袋棚,棚区长度不得小于30m，棚距L为1.2-3.0m(取L=1.5m), 水袋型号为:GBSD40,其长宽高=600400250mm。防尘池（240m3） 主平硐上车场暗斜井+1890米主水仓503运输巷掘进迎头。 主平硐联络巷503回风上山503运输巷掘进迎头。 从入井口起，每隔50m分别设置防尘.消防三通阀门，在503运输顺槽刮板机头及水仓机电硐室位置设置消防阀门在综保开关处设置消防三通阀门。为了阻隔、 熄灭火焰, 防止爆炸传播,在距503掘进迎头往后60m的顺槽内装一组水袋棚, 棚区长度不得小于30m，棚L为1.2-3.0m(取L=1.5m),水袋型号为GBSD40, 其长宽高=600400250mm。每隔50m分别设置防尘消防三通阀门，在综保开关位置设置消防阀门。待随着掘进头的延伸， 此外,除采取上述消防措施，还必须在刮板机头及开关,局扇及综保开关,机电设备较集中的机电硐室等地点放置灭火器及防火沙等消防器材。第四节 水池设计根据第三章第一节计算，坪地煤矿日用水量为：212.56m3/d。为考虑一定的富余系数，建议煤矿水池设计为240m3的容积，要使水池所处标高符合静压供水标准，依据该矿井下503回风巷标高+1911.6米，为满足静压供水高差不少于45m的要求，水池应建设在主斜井井口上方+1958m标高位置方符合规定。水池设计：1、水池尺寸：水池内径长10m、宽10m、高2.4m，水池abh=10102.4即：240m3, 水池墙体厚1.0m,地板做20cm混凝土层。2、材料消耗水池墙体材料：料石消耗：（水池长厚度墙高2=1012.42=48m3）；（水池宽厚度墙高2=1012.42=48m3）；共需料石96m3，地板混凝土：水池长水池宽地板厚度=10100.2=20m3。3、进、出水管安设进水管直接从水池口上方进入水池，防尘管安设在水池高于底部15cm位置，同时在水池底部安设清理水池沉淀物的清淤管道阀门，便于水池清理。第四章 通信系统第一节 交换机选型该矿需安设电话的地点有矿长室、技术室、安全科、通风科、调度室、监控室、通风机房、绞车房、电工房、空压机房、井底压风自救硐室、井底车场躲避硐室、井底水仓、机电硐室、局部通风机处、502回采工作面、503运输巷掘进工作面、503回风巷掘进工作面。井上下共用19门电话，5门备用。根据井上、下通信地点，故选用矿井行政电话和调度电话共用一台程控交换机，选用DDK124型矿用交换机，调度室设在矿办公楼内，可以满足矿井通信需要。第二节 井下通讯井下用户话机均为按键话机，为HAK1本安型。电话站至井下选用HUVV-2020.8型矿用电话电缆，用户话机线选用KUVVR软电缆，以完成矿井的内部通讯。井下电话设置地点是井底压风自救硐室、井底车场躲避硐室、井底水仓、机电硐室、局部通风机、502回采工作面、503运输巷掘进工作面、503回风巷掘进工作面等处，详情见通讯系统图。第三节 地面通讯矿山与外界的通讯联系，采用程控电话。暗斜井提升信号设置简单的组合式光电信号。地面用户话机均为按键话机，为HA01型，电话站至地面各用户话机选用HPVV-2020.5型矿用电话电缆，电话站至矿长室、技术室、安全科、通风科、调度室、监控室、通风机房、绞车房、电工房、空压机房等工业场地通讯选用HUVV型矿用电话电缆，其敷设方式采用钢索吊挂，分别与场区动力照明线网同杆架设，用户话机线选用HBV21电话线。详见通讯系统图。第五章 压风系统第一节 压风设备选择一、压缩空气的供气方式：坪地乡坪地煤矿设计生产能力6万吨/年，井口标高为+1936米。该矿为高瓦斯矿井，绝对瓦涌出量为0.87m3/min,相对瓦斯涌出量为12.5m3/t。现该矿以一个回采工作面和二个掘进工作面达产，即502回采工作面正在回采和503运巷及503回风巷正在掘进。502采面、503运巷掘进工作面和503回风巷掘进工作面均用煤电钻打眼。底车场设有一个容人量30人的压风自救硐室，502回采工作面进、回风巷及503运巷和503回风巷内每隔50米设一组急救袋，每组设8个急救袋。地面设立一个空压机站供应全矿井用气，站内设置固式空气压缩机和贮气罐。矿井供气方式采用集中供气。二、空气压缩机选型、供气量计算（1）、按气动机械耗气量计算：本矿目前无气动机械，设计以后全矿井有一台喷浆机，三台凿岩机和三台风镐。qm=(niqiKsKw)KlKhKjK式中qm压缩机站最大供气量，m3/min;ni同型号气动机械的台数，台；qi同型号每台气动机械的耗气量，m3/min;Ks同型号气动机械的同时工作系数，取0.85;Kw气动机械因磨损引起的增加系数,对凿岩机、风镐取1.15；Kl管道漏气增加系数，取1.15；Kh海拔高度修正系数，取1.2；Kj未计入的少量用气增加系数，取1.06；K全矿井气动机械的同时使用系数，取0.65。表51 矿山常用气动工具技术参数气动工具名称及型号使用表压力（MPa）耗气量m3/min管内径（）气 压水气 压水风镐G70.5-1.016风镐G100.51.216手持式凿岩机Y260.50.30.42.51913气腿式凿岩机7655型0.50.20.33.22513气腿式凿岩机YT24型0.50.32.91913气腿式凿岩机YT27型0.50.33.32513喷将机PZ5B型0.47.0q凿=32.90.851.15=8.5 m3/minq风=31.00.851.15=2.9325 m3/min q浆=1711.15=8.05 m3/minqm=（q凿+ q风+q浆）1.151.21.060.65=（8.5+2.9325+8.05）1.151.21.060.65=19.4825 m3/min（2）、按自救硐室最多容人量计算：qm=0.3NKlKh式中：0.3每人每分钟供气量，m3/min；N自救硐室最多容人量，40人；Kl管道漏气增加系数，取1.15；Kh海拔高度修正系数，取1.2。qm=0.3401.151.2=16.56 m3/min（3）、按每组自救袋容人量计算：qm=0.3NKlKhqm=0.381.151.2= 3.312m3/min式中：0.3每人每分钟供气量，m3/min；N自救硐室最多容人量，8人；Kl管道漏气增加系数，取1.15；Kh海拔高度修正系数，取1.2。经以上计算矿井供气量取12.42 m3/min。三、按空压机的出口压力计算：压气管路中最远一路的压力损失为:(该矿供气最远点为503回风巷掘进工作面)见压气管路系统图。p=pg+pi+0.1式中：p空气压缩机的出口压力， Mpa；pg风动工具的工作压力，取0.5 Mpa；pi压气管路中最远一路管路压力损失之和；0.1考虑到橡胶软管、旧管和上下山的影响而增加的压力值，Mpa。p=0.5+pi+0.1 = 0.5+0.0312+0.00268+0.0248+0.0137+0.1=0.6723Mpa 四、空压机的台数和型式的确定根据以上计算所得的最大需风量为12.42m3/min和出口压力值为0.6723Mpa，同时考虑到供风量的富余系数，所以从空压机技术规格表中选用4L20/8型空压机2台，一台工作，一台备用。该机排气量为21.5m3/min，排气压力为0.8Mpa，电机功率为130KW。五 、风包的选择1、按空气压缩机的排气量q计算风包容积V V=0.15q=0.1512.42=1.863m32、根据压比计算V=qps