内蒙古xx煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计（调整版）

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97433万吨。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62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62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30680M28、井巷工程总长度为2949M，掘进体积284279M3。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949054万元。11、矿井改扩建工期为8个月。12、矿井投资回收期为11年。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。第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、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3921453923062、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15KM。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13408M；最低点位于井田的西南部边界处，标高为11981M。最大地形标高差为1427M。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。（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45月及1011月，平均风速23M/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34月，最大冻土深度15M。（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005，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545KM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62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。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62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（J12Y）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（T12Y）、直罗组（J2Z）、安定组（J2A），上侏罗下白垩统的志丹群（J3K1ZH），第三系（N2）、第四系（Q）等地层。（详见表121）。表121XX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）025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）040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）0100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）40230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）3080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）1080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）1278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（J12Y）78247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）35312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）87367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。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（J12Y）、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（J12Y）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（J12Y）、第四系上更新统全新统（Q34）。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2993M。2、侏罗系中下统延安组（J12Y）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（J12Y1）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891913852M。平均10711M，与下伏富县组呈整合接触。（2）第二岩段（J12Y2）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号孔中揭露厚度2588M，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10408020M，平均3459M。与下伏地层呈角度不整合接触。4、第四系（Q34）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00003080253C1KNAHCO3C1SO4NA（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3633M，水位标高124651M、水温8，Q0000565L/SM，渗透系数K000153M/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，PH74。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Q0000565L/SM,渗透系数K000153M/D，含水层厚度一般为2692M。该含水层补给来源广泛，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HCO3CANAMG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62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（J12Y）含水岩组，富水性微弱（Q1512A电压损失校验UPL030270454502423861250373082577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LGJ150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10/04/023KV，动力380V、照明220V；井下10/12或069KV，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091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209KWH/T矿井电力负荷统计表及变压器选择表详见下表矿井电力负荷统计表一、地面低压负荷设备数量台设备容量KW计算负荷序号负荷名称电压KV全部工作全部工作需用系数COSTG有功KW无功KVAR视在KVA备注1主斜井生产系统块煤起堆皮带机038112222原煤转载带式输送机038112222振动筛038112222小计3366660750807550372灯房、浴室、任务交待室038882015070075088105923机电修理车间03818121005004007102202044通风机房038213001500800750881201065压风机房0382118090080075088726346锅炉房03885704007007508828257生活污水处理厂0388650300650750881951728建筑照明0224025075075088191659工广照明02210100900750889810予留负其它荷150800700750882118511变压器损失519合计4936986556374340乘以同时系数0854936986556318289430选用S9M500/1010/04KV500KVA变压器两台一用一备负荷率为86二主斜井带式输送机1固定带式输送机114114404402卷带装置1142184矿井电力负荷统计表（续）设备数量台设备容量KW计算负荷序号负荷名称电压KV全部工作全部工作需用系数COSTG有功KW无功KVAR视在KVA备注3信号及控制电源0127444斜井照明012744小计33456452075080075339254三中央水泵房1水泵3266442泵房照明0127443大巷照明012744小计32745207507508839343二、三合计65530504378288乘以同时系数09065530504340259428选用KBSGZY500/1010/12KV500KVA矿用隔爆型移动变电站二台（一用一备）负荷率为855四采煤工作面1采煤机MG300700114117257252喷雾泵114117575小计2280080007507102600612857选用KBSGZY1000/1010/12KV1000KVA矿用隔爆型移动变电站一台负荷率为8573转载机114111601604破碎机114111101105刮板机114114004006乳化液泵11411400200小计441070870065070102566577808选用KBSGZY1000/1010/12KV1000KVA矿用隔爆型移动变电站一台负荷率为808矿井电力负荷统计表（续）设备数量台设备容量KW计算负荷序号负荷名称电压KV全部工作全部工作需用系数COSTG有功KW无功KVAR视在KVA备注7顺槽皮带机06611250250卷带装置0661144张紧装置0661144照明信号44小计3326226207071021834187262KBSGZY315/1010/069KV315KVA矿用隔爆型移动变电站一台负荷率为8328回柱绞车0662234349污水泵066321651510照明、信号及其它50357954100584060750885044666KBSGZY100/1010/069KV100KVA矿用隔爆型移动变电站一台负荷率为666五皮带顺槽掘进工作面综掘1掘进机066111751452单体锚杆机0661111113局部扇风机0662160304污水泵0661155555双向伸缩带式输送机0661180806岩石电钻012732647煤电钻012732453小计1293422785055070102153156矿井电力负荷统计表（续）设备数量台设备容量KW计算负荷序号负荷名称电压KV全部工作全部工作需用系数COSTG有功KW无功KVAR视在KVA备注六辅助运输顺槽掘进头综掘1掘进机066111751452单体锚杆机0661111113局部扇风机0662160304污水泵0661155555双向伸缩带式输送机0661180806岩石电钻012732647煤电钻012732453小计1293422785055070102153156七主运大巷掘进工作面普掘1耙斗装岩机0661117172单体锚杆机0661111113局部扇风机0662160304污水泵0661155555混凝土搅拌机0661155556混凝土喷射机0661155557混凝土喷射机除尘器06611448岩石电钻012732649煤电钻012732453小计1411119855040071023435五七合计38298036425340347小计1293422785055070102153156矿井电力负荷统计表（表）设备数量台设备容量KW计算负荷序号负荷名称电压KV全部工作全部工作需用系数COSTG有功KW无功KVAR视在KVA备注乘以同时系数08538298036425289295413选用KBSG500/1010/069KV500KVA矿用隔爆型移动变电站二台（一用一备）负荷率为826井下负荷二七合计615040783675238623403342八全矿负荷总计110865064423127042629电容自动补偿1200KVAR后088270414293058九电耗年电耗27043301612582240KWH；吨煤电耗12582240KWH/600000209KWH/T第三节供电系统一、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S9M500/1010/04KV500KVA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KYN28A12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C300082621。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灯照明，照明灯具采用高压钠灯。矿井个人照明采用KL5LMLED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D152004503566895689469井下中央变电所母线D243003724468779127849运输顺槽移动变电站母线D342003637457877287630工作面移动变电站母线D4343829773747632662501、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10KV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10KV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10KV变电所继电保护装置按以下原则配置（1）两台S9M500/1010/04KV变压器设有过电流、电流速断、温度保护。（2）10KV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10KV设小电流接地选线装置，在所有10KV电缆出线上安装零序电流互感器，构成单相接地保护，单相接地保护作用于信号。10KV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10KV、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10KV电源外，还为采煤工作面移动变电站提供10KV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KBSGZY500/10/069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KBSGZY500/10/12型移动变电站；综采工作面二台KBSGZY1000/10/12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KBSGZY100/10/069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KBSGZY315/10/069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C300072622，井下采煤工作面供电系统图详见图C300072623。井下电压等级为10KV，1140V，660V，电钻及照明用电为127V。井下10/069KV主变电所其10KV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ZBX4/660660/133V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；放置在回采工作面运输顺槽型号为ZBX4/660660/133V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NBS35N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MYP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ZRAMYJV2287/10KV3120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2386KW，计算无功负荷2340KVAR，计算视在功率3342KVA1、按井下最大计算负荷选择电缆截面计算电流IJSSJS/1732U3342/173210193A导线截面SJSIJS/J193/22586MM22、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。UPL024238612503730821353、电缆热稳定校验SIKTIMA1/2/C52000651/2/143293MM2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ZRAMYJV2287/10KV3120IYX355A30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。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C300072624。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,必须装备风电闭锁、瓦斯电闭锁装置。四、监控总站和各分站各监测设备设置地点、主要设备的功能、型号及数量1、地面中心站地面中心站的监测主机选择两台互为备用。计算机CPU为P420G，主机的RS485串行口通过传输接口与地面、井下各分站通讯。监测主机配置一台彩色打印机，同时这两台主机都插有网卡，监测主机的信息可以全部上网。主机配内存512MB，硬盘120GB，35软驱及48X光驱各一个，17液晶显示器一台。大屏幕34监示器2台，一台显示环境参数。5KVA交流稳压电源一台，2KVA不间断电源一台。2、监测分站地面设2个分站，井下设4个分站。主斜井皮带机头分站主要监测皮带机和生产系统的运行状况和所需参数；扇风机房分站通风系统的运行状况和所需参数。主斜井皮带机尾分站、采煤工作面分站及掘进工区分站等3个监测分站，主要监测瓦斯、一氧化碳、环境温度、风速、局扇开停以及瓦斯超限断电用的运动开关等参数。通过地面主站对矿井生产工况进行收集、贮存、分析、判断，提供调度决策，以便制定最佳调度方案。井下分站应采用本质安全型或隔爆兼本质安全型。要符合爆炸环境电器设备的使用要求，有相应的防爆合格证和产品检验合格证及安全标志。3、井下各类环境传感器装备量列表如下各类传感器装备量个传感器类型瓦斯C0烟雾风速设备开停负压风门温度传感器数量11118217123五、各类传感器应用场所、采煤工作面传感器选型及配置在回采工作面的回风流中设有瓦斯、一氧化碳、温度、风速传感器，在回采工作面的进风流中设有温度、风速传感器。另外在工作面的主要设备上安装开、停状态传感器。、掘进工作面传感器选型及配置掘进工作面设瓦斯、一氧化碳、温度、设备开停传感器，每个掘进工作面均配备风电闭锁和瓦斯电闭锁装置。、其他地点传感器选型及配置1、机电硐室设温度、瓦斯及设备开停传感器。2、煤流转载点设烟雾、温度传感器。3、井下总回风巷测风站设风速、一氧化碳、负压、瓦斯传感器。4、主扇风硐设负压、瓦斯、风速及设备开停检测传感器。六、各类传感器的报警、断电及有关参数1、瓦斯传感器瓦斯传感器安装在井下工作面，掘进头、巷道硐室等处，用于连续监测井下气体中甲烷含量，当甲烷含量超限时，应具有声光报警功能，同时由有关设备切断相应范围的电源。传感器的测量范围04瓦期连续可测传感器的测量误差对01范围为01瓦期对12范围为02瓦期对24范围为03瓦期报警值0515可调，传感器的响应时间应不大于15S，光信号应能在20M内清晰可见。瓦斯传感器参数要求安装地点报警值断电值复电值显示与输出误差采煤工作面1瓦期15瓦期。11、中华人民共和国职业病防治法（劳动部第三号令1996年）。12、矿井通风安全装备标准。9、有关行业、专业规范、规程。二、主要危害本工程主要是井下煤炭开采，其主要生产环节有采、掘、运及其为矿井生产服务的井上、下辅助系统，在这些系统中将产生对人体有害或对人身安全产生一定威胁的因素，如采、掘过程中释放的各种有害气体，生产及运输过程中产生的粉尘，残煤自燃，各种设备在供电运转过程中产生的对人体安全威胁，如噪声、烟尘、碰撞、触电或由其产生的火花引起燃烧、爆炸等。由于上述种种不安全及影响人体健康的因素存在，因此，本设计根据中华人民共和国矿山安全法、煤矿安全规程等有关职业安全卫生的文件、规程、规范规定，设计按照国家煤矿安全监察局有关规定进行初步设计工作，考虑了一系列防范设施与措施，保证安全生产及职工健康。第二节防火一、井下防火本矿井煤层有自燃发火倾向，因此应加强防灭火教育，严格执行煤矿安全规程，发现问题及时处理，确保安全生产，主要措施有1、井下机电硐室、车场、采区上山、下山口、检修硐室、各皮带硐室、井下消防材料库要设有消火栓和防灭火器材；各皮带机道均建全消防喷雾装置。2、必须保证主要通风设施处于正常使用状态，保证发生事故时能迅速有效地进行反风。3、主要机电硐室必须用不燃性材料支护。4、所有井下人员必须熟悉本职工作区域内灭火器材的存放地点和使用方法。5、加强矿工井下安全防火教育和井下电气设备的维护管理，以免发生火灾。6、井下配备消防洒水系统。7、经常测定可能发火地点的风量和温度，定期检查废弃巷道的密闭情况。8、井下胶带运输系统配备烟雾、温度等连续监测报警保护装置，当火灾发生时能自动报警并自动灭火。9、矿井胶轮车运输巷和胶带机巷要定期粉刷。10、井下要设有足够数量的灭火器材，定期检查和补充，做到随用随取。11、回采工作面要严格执行有关规定，不得留底煤或丢煤。12、井下明火作业如电气焊，要采取得力有效的防护措施。13、严禁油料润滑油、变压器油等乱堆乱放，其运输、保管和使用一定要符合安全规程和操作管理规定，避免机械摩擦和撞击引起着火。14、做好均压通风合理配风，减少漏风，当火灾发生能迅速反风。15、按正规循环加快工作面推进速度，及工作面采完后及时封闭采空区。二、地面防火地面建筑物的布置均符合规程规范防火距离及防火疏散的要求，并在各场地分别设置消防系统。1、工业场地防火工业场地采用临时高压制消防，由日用消防泵房供水，经消防泵由生活兼消防配水管网输送至用水点。室外、室内保证消防用水量，火灾延续时间按6小时考虑。2、居住区消防采用室外室内消防用水量考虑，火灾延续时间按2小时考虑。3、减少煤的堆放时间，防止煤层自燃。三、加强对防火的宣传教育1、对职工加强防火安全教育，对可能发火地点要经常检查，实行群防、群治。2、井下巷道在有关交叉道口处要标设醒目的路标，标明避灾方向。第三节粉尘防治一、井下粉尘防治为确保井下工人的身体健康和安全生产，在矿井建设和生产过程中，要采取“以防为主，防治结合，综合治理”的措施。1、建立完善的井上、下防尘洒水系统，加强通风管理，严格控制风速避免粉尘飞扬。采、掘工作面、煤仓上下口都备有喷雾装置。各掘进工作面必须先降尘，再施工。2、运输大巷、回采工作面顺槽及煤巷掘进都应设置足够数量的水槽或水袋棚。3、各进、回风大巷及风硐设置风速传感器，以监测巷道风速，控制风速超限。4、各转载点要进行喷雾降尘，井下各类作业人员按规定配戴防尘口罩，严格执行个体防护。5、合理配风防止粉尘飞扬；井下所有运输车辆都应保持完好，防止漏煤、矸。6、经常检测风流中的粉尘含量，定期清扫和冲洗巷道壁，减少粉尘存积。二、地面粉尘防治地面贮煤场、原煤转载、粉碎、装卸等产尘点采取喷雾洒水防尘措施，工业场地配有洒水车。锅炉采用水力排灰，其烟气采用水膜除尘器净化，有效地防止烟尘污染。第四节瓦斯防治本矿井为低瓦斯矿井，采取中央并列抽出式通风，矿井风量为49立方米/秒。井下瓦斯的防治是生产建设的重要环节之一，除设计配备足够数量的检测仪器表外，生产管理要十分重视瓦斯的防治工作。矿井必须建立瓦斯的个体巡回检测和连续检测的双重监测体系。加强通风设施的管理，要经常检查维修、维护和完善通风设施，以保证矿井通风系统顺畅完好。确保井下机电设备按照规定的地点配防爆设备，井下工人应配备隔离式自救器。在采掘工作面、采区回风巷及与其相互连接的上、下顺槽中设置瓦斯超限警报仪，监测风流中的瓦斯含量，并将信息及时传送到地面控制室。在工作地点设置瓦斯断电仪，当瓦斯含量超限时及时自动切断电源。在回采工作面上隅角附近设置一道木板隔墙或帆布风障，迫使一部分风流清洗上隅角，防止瓦斯集聚。加强机电设备的检查和维修，保持良好的防爆性能，严防电器失爆。加强管理，杜绝燃爆瓦斯的火源；杜绝不合理串联通风，防止瓦斯事故的发生。第五节防治水一、井下防治水在矿井生产和建设时期，必须要加强水文地质工作，切实掌握水文地质资料及其规律，以保证矿井建设及生产的安全。当掘进工作面接近含水层老空区，必须打超前钻孔探水，做到“有疑必探，先探后掘”。完善排水设备设施，及时清理排水沟，避免水患。二、地面防治水矿区位于XX矿区西北部边界一带，区内沟谷较发育。推猫沟流经矿区西界，敖包沟及次一级支沟不拉沟位于矿区东部，纳林沟位于矿区南部。区内这些沟谷均由北向南流入塔川和沙梁川，而后向东南方向汇入陕西省境内的孤山川，最终注入黄河。区内这些沟谷均为季节性沟谷，旱季干涸无水，雨季暴雨过后可形成洪流，水量较大，历时短暂，有利于地表水向外排泄。在工业广场周围适当位置布置截水沟，以防止高处流水的侵袭，同时也要布置防洪堤，防止雨季洪水对矿区造成危害。因煤层埋藏较浅，开采浅部煤层时开采后形成的导水裂缝带高度有可能到达上覆各