排矸系统方案说明书

1、峰峰集团梧桐庄矿峰峰集团梧桐庄矿井下矸石巷道充填方案井下矸石巷道充填方案邯郸市瑞达工程设计有限公司邯郸市瑞达工程设计有限公司2008 年 6 月峰峰集团梧桐庄矿峰峰集团梧桐庄矿井下矸石巷道充填方案井下矸石巷道充填方案总总经经理：赵文庄理：赵文庄总总工工程程师师 ：迟：迟勇勇项目负责人：赵建岭项目负责人：赵建岭邯郸市瑞达工程设计有限公司邯郸市瑞达工程设计有限公司2008 年 6 月1第一节第一节 矿井基本概况矿井基本概况一、地理位置一、地理位置梧桐庄矿井位于河北省邯郸市峰峰矿区东南部，磁县西部，漳河、岳城水库以北，北距邯郸市 60km，东南距河南省安阳市 45km。以北神岗村为中心，北距峰峰集团

2、公司 15km,东距磁县县城 15km,东北距京广线马头站 35km,地理坐标：北纬 3619，东经 11412。行政区划属邯郸市峰峰矿区及磁县管辖。国家南北大动脉京广线和 107 国道从矿井东部 15km 处穿过，与京广线相接的矿区环形铁路马（头）磁（山）支线及峰磁（峰峰矿区磁县）公路从本井田北部通过，峰安（峰峰矿区河南安阳市）公路穿越本井田，交通便利。二、矿井生产基本概况二、矿井生产基本概况矿井由煤炭工业邯郸设计研究院设计,设计年生产能力 120 万 t，服务年限 80 年。1989 年 4 月开始筹建，1992 年 10 月 1 日开工建设，2001 年5 月 1 日投入试运转，2003

3、 年 10 月 1 日正式投产。2005 年，矿井开始技术改造，先后完成主、副井提升系统改造，中央风井风机更换和井下通风系统改造，地面原煤运输系统，井下皮带运输系统，地面压风机改造等工程。矿井经技术改造后生产能力由 120 万 t/a提高至 210 万 t/a，生产能力增加 90 万 t/a。2矿井为立井单水平开拓方式，通风方式为中央并列式和中央分列式组成的混合式，采用副井、主井进风，中央风井、西风井回风。主、副井位于井田中央，主井井筒净直径为 5.5m，总深度为649.36m，主要担负矿井提煤任务；副井井筒净直径为 7.0m，深度为666 m，主要用于提升矸石、升降人员、设备材料运输等辅助作

4、业，并兼作进风井和安全出口；中央风井位于井田中央，井筒净直径为 6m,深度为646m，西风井位于井田三采区西部边界，井筒净直径为 5m,深度为 466m。全矿井田分为-470m 水平和-800m 水平，共布置八个采区，目前生产采区为二采区和三采区，开采煤层为 2煤，采用走向长臂后退式综合机械化采煤方法， 2#煤直接顶板为粉砂岩，厚 25m，灰白色，不稳定，具波状层理；老顶为细粒砂岩，厚 10m 左右；直接底为粉砂岩，厚 3.1m，灰黑色，含大量植物化石。煤层厚度平均 3.5m。梧桐庄矿开采煤层主要受底板含水层水威胁，其中野青灰岩含水层是对煤层开采构成直接威胁的含水层。矿井属低瓦斯矿井，2007

5、 年瓦斯等级鉴定，相对瓦斯涌出量0.93m3/t，绝对瓦斯涌出量 3.09m3/min；相对二氧化碳涌出量 1.7m3/t，绝对二氧化碳涌出量 5.66m3/min。2煤为三类不易自燃煤层，煤尘具有爆炸性，煤尘爆炸指数为34.32%。三、目前矿井井下矸石处理方法三、目前矿井井下矸石处理方法目前矿井岩巷掘进工作面主要采用钻眼放炮施工工艺，爆破后跟头岩3石采用装岩机装入 1t 矿车，利用调度绞车牵引 1t 矿车运到大巷车场，再利用电机车把 1t 矿车拉到副井底，矿井副井装备一对 1t 双层四车罐笼，副井把 1t 矿车提到井上后，再利用架线机车把 1t 矿车拉到矸石山底翻罐，通过矸石山箕斗把矸石运到

6、地面矸石山。第二节第二节 目前矿井生产存在的主要问题目前矿井生产存在的主要问题梧桐庄矿自 2008 年，开始按技术改造后的生产能力组织生产，年产将达到 210 万 t/a。按矿井长远规划，三采区结束后，将衔接六采区；二采区结束后，将衔接五采区。三采区剩余 7 个工作面，储量 800 万 t 左右，预计到 2018 年衔接六采区。二采区剩余四个工作面，剩余储量 400 万 t左右，预计 2015 年左右衔接五采区。一、采区接替紧张一、采区接替紧张为了准备五采区和六采区，需掘470 南北两翼大巷。岩巷工程量13000m 左右，安排 45 支队伍掘进，需 4-5 年。按目前的掘进速度，将影响矿井采区

7、衔接。二、副井提升能力不足二、副井提升能力不足安排 45 支队伍掘进两翼大巷，加上其它掘进工作面的出矸量和其他物料需提升，副井日提升量需达到 800 车以上。目前，副井提升量只有500 车左右，显然不能满足掘进需要。4三、矸石山造成环境污染三、矸石山造成环境污染矸石山，不仅占用大量的土地资源，而且造成了严重的环境破坏，矸石中含有多种成份对大气、水源、土壤等造成不同程度的污染。第三节第三节 井下矸石巷道充填方案合理性分析井下矸石巷道充填方案合理性分析目前矿井生产存在的三个主要问题，均与矸石紧密相关。如何处理矸石是当前急需解决的迫切问题。目前矸石的综合处理有矸石发电、矸石制砖、垫路等。在地面处理矸

8、石，最根本的问题解决不了该矿采区接替紧张和副井提升能力不足等问题。结合该矿的实际情况，参照其它矿井井下巷道矸石充填的实践，提出矿井矸石井下充填的矸石处理方案。利用该方案可以把煤矿生产中所产生的矸石全部或大部分填入井下，实现矸石不上井，并利用矸石置换煤炭资源，以达到综合治理煤矿矸石和解决制约矿井生产的目的。一、井下矸石巷道充填方案必要性一、井下矸石巷道充填方案必要性（一）开拓工程量大，采区衔接不上为了准备五采区和六采区，需掘-470 南北两翼大巷。南翼：目前-470 南翼大巷距六采区边界 2000m 左右，-470 南大巷、470 南付巷和联络巷合计需掘 5000m 左右的岩巷工程。北翼：-47

9、0 北大巷、北付巷、北翼胶带大巷均需掘 2000 多 m 的岩巷工程才能到五采区，加上联络巷 1000m；北翼大巷到五采区边界，总共需5掘 8000m 左右的岩巷工程。大量的开拓工程急需多支队伍尽快进行。按照规划，五、六采区需 2010 年、2011 年开始准备。同时，该矿的开拓巷道断面较大，断面达到 16.8m2。目前该矿仅有一台液压钻车在南翼470 正巷使用，掘进单进达到了 70m/月；其他开拓巷道还是炮掘，单进仅 50m/月。目前，南翼大巷排了两支队伍掘进，年进度为 1300m 左右，到六采区边界，需 4 年，到 2011 年底。北翼大巷，目前仅能安排一支队伍掘进，到 2009 年，方可

10、安排第二支队伍和第三支队伍。到五采区边界，需 5.3 年，到 2014 年二季度。按目前的掘进速度，将影响矿井采区衔接。目前矿井岩巷掘进主要采用钻眼放炮，岩石装入 1t 矿车运出。若实施井下矸石巷道充填，可加快 1t 矿车的周转，提高掘进速度和增加掘进工作面个数。（二）副井提升紧张，限制矿井生产准备速度为准备五采区和六采区，470 南北两翼大巷，将安排五个掘进头同时掘进，按日进 2m 的掘进速度，日出矸量将达到 500 车以上，再加上其它掘进工作面的出矸量和其他物料需提升，副井日提升量需达到 800 车以上；而目前副井提升量只有 500 车左右，显然副井提升能力不能满足掘进需要。因此，急需解决

11、矿井副井提升能力不足的问题。根据矿井现状，不具备直接对副井进行改造、提高矿井的提升能力的条件，且提升能力扩展空间也比较小。（三）合理解决工业广场压煤问题由于矿井目前生产的二采区和三采区，剩余总可采储量仅有 1200 万6t，而与之衔接的北翼五采区和南翼六采区准备工程量太大，矿井采区衔接非常紧张。因此，计划对工业广场压煤实施井下矸石巷道充填回采方案，以便加快岩巷掘进速度，保证矿井采区的正常衔接。（四）环境保护的需要矿井矸石山的存在，不仅占用大量的土地资源，而且造成了严重的环境破坏。因此，如何减少占用土地，消除或减少环境污染，是当前煤炭生产行业很有必要研究的一个课题。二、井下矸石巷道充填方案可行性

12、二、井下矸石巷道充填方案可行性井下矸石处理工艺流程采用普遍使用、且行之有效的矸石充填输送机直接充填的充填方案。即矸石矿车经推车机推入翻车机，翻车机翻矸到矸石仓，矸石仓下口安给料机，把矸石放到胶带输送机直至充填点，通过充填皮带充填到巷道内。井下矸石巷道充填方案使用的主要设备都是煤矿常用设备，其特点、使用方法都是煤矿工人很熟悉的。因此这项技术掌握起来非常容易，不用作特殊的技术培训，实现起来可靠性强。三、井下矸石巷道充填方案的可操作性三、井下矸石巷道充填方案的可操作性针对矿井的实际状况，在对如何解决矿井副井提升能力不足、采区接替紧张和环境污等问题进行了反复论证的基础上，并结合矿井长远发展规划，提出了

13、井下矸石巷道充填方案。该矿新建井下矸石充填系统是必要的、7且是可行的。井下矸石巷道充填方案实施后，可以将井下矸石直接处理变害为利，这不但可消除地面矸石山、减少侵占农田、减少对大气和环境污染、消除矸石山坍塌或引爆危及人类的事故隐患；而且可以将矸石井下充填作为地下结构支撑体，在解决或降低地面沉降和塌陷问题的基础上，实现回收部分建下煤炭资源。开拓岩巷的矸石不升井，可加快矿车的周转，这将为岩巷快速掘进创造非常有利的条件，该矿的采区接替紧张局面将得以缓解，同时也缓解了副井提升能力的紧张，矿井 210 万 t/a 的生产能力将得以长期稳定。随着国家、社会对工业所排固体废物对环境污染的重视及处罚力度的加大，

14、以及煤矿企业环保意识的提高，此技术的成功，也为我国煤炭企业治理矸石提供了一个切实可行的办法，为进一步促进环境保护、节省土地、增加煤炭资源利用率起到了积极推动作用，具有广阔的推广应用前景。第四节第四节 井下矸石巷道充填设计方案井下矸石巷道充填设计方案参照其它矿井井下巷道矸石充填的实践，结合梧桐庄矿矿井实际情况，确定了在矿井 2煤层需充填区先沿 2煤层掘进煤巷，然后由五采区、六采区及其它地区岩巷掘进所生产的岩石向 2煤充填巷充填矸石的处理方案。一、巷道充填矸石地点和范围一、巷道充填矸石地点和范围该矿对村庄下煤柱已经进行协调式全采，而工业广场压煤 577 万 t(28煤)还未考虑开采。实际上开采工业

15、广场煤柱具有开拓工程量小，准备时间短，见效快等优点。因此选择工业广场煤柱作为巷道充填矸石试点是最佳方案。一期选在工业广场的东侧，2煤皮带巷以东，即下山方向。具体范围是：从 201 回风联络巷开口向南掘进一条近似水平的2煤皮带巷道（方位角 193）至四采区上车场。该巷道与工广煤柱线所圈定的范围，为 2煤巷道充填矸石方案设计的内容。2煤厚度：根据 2煤巷道充填矸石范围内的 10-56 钻孔（煤厚3.23m）,10-63 钻孔（煤厚 3.3m）,V206 钻孔（煤厚 3.05m）,取其见煤厚度的平均值为 3.2m。二期：二期选在工业广场的东侧，2煤皮带巷以西，即上山方向。与井底车场巷道留设煤柱为界。

16、三期：三期选在工业广场西侧的工业广场煤柱。二、矸石充填工程的巷道布置系统二、矸石充填工程的巷道布置系统在井底车场北侧，利用北翼-470 大巷，施工矸石翻罐笼车场、矸石翻罐笼硐室、矸石推车机硐室、车场通路、溜矸眼；利用 2煤皮带巷施工矸石皮带巷、矸石仓、矸石装载硐室，并使矸石皮带巷与北翼胶带机巷沟通，解决巷道通风问题。2煤皮带巷将担负掘进运输、通风、出煤、运送矸石的任务。在出煤和矸石充填起始位置上，提出两个方案作一简单比较。方案：方案：从 201 回风联络巷开口向南掘进一条近似水平的2煤皮带9巷道（方位角 193）至四采区上车场，在 2煤皮带巷南端、工广南 2煤保护煤柱线位置，开口向东掘 1 号

17、（99m）2 号（102m）填矸巷，同时在2煤皮带巷铺设矸石带式输送机，并安装1 号填矸巷抛矸机安装 1号填矸巷带式输送机进行抛矸充填，与此同时，掘进 3 号填矸巷。然后依次掘进2煤填矸巷并充填巷道，2煤皮带巷和 2#煤填矸巷掘进出煤用带式输送机，往北进入流煤眼和 209 一部胶带下山、-470 北翼胶带机巷，主井煤仓，整个掘进和充填巷道由南往北进行。2煤皮带巷：若矸石带式输送机和出煤带式输送机上下垂直布置，并铺设轨道。断面为矩形，4.6m3.8m,需卧底 0.6m,掘进断面积为18.72m2。巷道卧底施工难度大，分装分运不方便，掘进费用增加。若矸石带式输送机和出煤带式输送机和轨道均水平布置，

18、断面为矩形，5.6m3.2m,掘进断面积为 18.56m2。巷道太宽，施工和维护困难。方案：方案：从 201 回风联络巷开口向南掘进一条近似水平的2煤皮带巷道（方位角 193）至四采区上车场，在2煤皮带巷南端、离四采区上车场约 140m 处开口，往西掘一条出煤巷道（约 200m）与一采区煤仓沟通。在 2煤皮带巷北端、矸石皮带巷位置，开口向东掘 1 号（237m）2号（239m）填矸巷。同时，在2煤皮带巷铺设矸石带式输送机，并安装1 号填矸巷抛矸机安装 1 号填矸巷带式输送机进行抛矸充填。与此同时，掘进 3 号填矸巷。然后依次掘进2煤填矸巷并充填巷道。2煤皮带巷和 2#煤填矸巷掘进出煤用带式输送

19、机，往南进入出煤巷道、一采区煤仓、-470 南翼胶带输送机机巷、主井煤仓。整个掘进、充填巷道由北10往南进行。前面掘进填矸巷往南出煤，后面紧接着往填矸巷充填矸石。这样一来，矸石带式输送机和出煤带式输送机可错开布置，出煤带式输送机往南逐渐缩短，矸石带式输送机往南逐渐延长。2煤皮带巷断面为矩形，4.2m3.2m。 方案与方案相比，多掘一条出煤巷道（约 200m） ，但 2煤皮带巷 4.2m3.2m 的断面即可。这样规格的巷道， 该矿井下很多，巷道施工和维护都容易。经比较，选方案。附方案方案：峰峰集团梧桐庄矿井下矸石巷道充填方案平面图及剖面图。三、矸石运输充填系统三、矸石运输充填系统梧桐庄矿 2煤矸

20、石充填系统为循环式充填，即在 2煤皮带巷（矸石皮带巷位置）先掘出前两条巷道，然后边充填边掘进下一条巷道。由-470 北副巷运进来的矸石经470 北副巷流矸眼皮带（安装长度20m，巷道最大坡度 13，下运）或 FDZ-1 翻车机到矸石仓，再经矸石仓仓下 JDG/4/F/B-给料机给到矸石皮带巷皮带（安装长度 180m，巷道最大坡度 5.4下运）上，然后由矸石皮带巷皮带到 2煤皮带巷进矸皮带（开始较短，最终安装长度 760m，平巷运输） ，经 2煤皮带巷进矸皮带到填矸巷皮带（最大安装长度 350m,坡度 15，下运） ，矸石再从填矸巷皮带运到填矸巷皮带里面的抛矸机（安装长度 10m）上，由抛矸机进

21、行抛矸，以充填巷道，从而，形成完整的矸石充填系统。同时，掘进煤经填矸巷皮带（最大安装长度 350m,坡度 15，上运） 、112煤皮带巷出煤皮带（最初安装长度 1000m，以后逐渐变短，平巷运输）运至出煤巷道（共 201.5m，包括煤巷 71m，倾角 10；岩石巷道130.5m，其中水平巷道 77.4m，倾斜巷道 53.1m，倾角 10。 ） ，经出煤巷道皮带运至一采区煤仓。矸石运输充填系统示意图如下：北副巷-470北副巷流矸眼翻车机车场矸石仓北大巷矿车进车方向矸石皮带巷2煤皮带巷1填矸巷2填矸巷-470北副巷流矸眼皮带(2013、下运）2煤皮带巷进矸皮带（ 平巷运输）2煤皮带巷出煤皮带（ 平

22、巷运输）进矸方向出煤方向201回风联络巷出煤巷道出煤巷道皮带出煤巷道刮板输送机出煤方向一采区煤仓第五节第五节 井下矸石巷道充填方案实施工艺流程井下矸石巷道充填方案实施工艺流程一、施工顺序一、施工顺序从 201 回风联络巷开口向南掘进一条近似水平的2煤皮带巷,（方位角 193）至四采区上车场。也可以在四采区上车场开口向北对掘 2煤皮带巷。在 2煤皮带巷（矸石皮带巷位置）掘 1 号（237m）2 号（239m）填12矸巷。同时在2煤皮带巷铺设矸石带式输送机。并安装1 号填矸巷抛矸机安装 1 号填矸巷带式输送机进行抛矸充填。与此同时，掘进 3号填矸巷。然后依次掘进2煤填矸巷并充填巷道。同时，在-47

23、0m 水平施工矸石翻罐笼车场、矸石翻罐笼硐室、矸石推车机硐室、车场通路、溜矸眼；利用 2煤皮带巷道施工矸石皮带巷、矸石仓、矸石装载硐室，并使矸石皮带巷与北翼胶带机巷沟通。一期计划实施时间：一期巷道掘进时间：2008 年 7 月开工，两组队伍可从南北两端相向施工。2煤皮带巷到 2009 年 1 月完工。紧接着施工出煤巷道和1 号（237m）2 号（239m）填矸巷。其它工程如矸石皮带巷，流矸眼、矸石仓，矸石翻罐笼硐室车场、矸石翻罐笼硐室等，要求同时施工。充填开始时间：2009 年 4 月。充填矸石巷道间距：考虑煤厚和对地面的影响等因素，巷道间距暂定为 10m。在一期工程结束后必须对地表变形情况进

24、行监测。根据一期工程置换开采后地表的变形特点，对以后工程充填矸石巷道间距可适当调整。二、掘进工艺二、掘进工艺（一）煤巷：2煤巷道掘进均采用综掘机掘进。巷道一般采用锚喷网梁、锚索支护。2煤皮带巷 4.2m3.2m,断面为矩形，掘进断面积为 14.52m2。2煤填矸巷道沿2煤顶板布置，断面为矩形，规格为 5m3.2m 。13净断面积为 16m2，掘进断面为 17.16m2。（二）岩巷2煤皮带巷南端有 60m 岩巷，采用普通掘进，规格 43.2m,断面为半圆形，掘进断面积为 11.97m2出煤巷道岩巷 130.5m。采用普通掘进，规格 43.2m,断面为半圆形，掘进断面积为 11.97m2三、物流方

25、向三、物流方向掘进出煤和矸石充填均采用（B=1000）带式输送机。包括 2煤皮带巷、填矸巷和矸石皮带巷皮带。岩巷综掘掘进工作面，矸石用带式输送机经-470 北副巷、流矸眼、矸石仓，矸石皮带巷、2#煤皮带巷及填矸巷充填。普掘掘进工作面，矸石装 1t 矿车，经-470 北大巷、矸石翻罐笼硐室车场、矸石翻罐笼硐室、矸石仓，矸石皮带巷、2#煤皮带巷，进入填矸巷充填。2煤皮带巷和 2#煤填矸巷掘进出煤用带式输送机，进入南翼出煤巷道、一采区煤仓、-470 南翼胶带机巷，主井煤仓。四、充填工艺四、充填工艺在矸石皮带巷,利用胶带输送机（SSJ1000/30X，带宽 1000mm，长180m） ，把岩巷掘进工作

26、面进入矸石仓的矸石，输送到 2煤皮带巷伸缩式胶带输送机（SSG1000/110,带宽 1000mm，最终长 760m)和填矸巷胶带输送14机（SSJ1000/22X，带宽 1000mm，长 350m),再使用 2煤巷道内跟头抛矸机，把矸石充填到 2煤巷道内。梧桐庄矿一期和二期巷道充填矸石范围内，2煤平均厚度为 3.2m，充填巷道巷高为 3.2m。在充填 1 号填矸巷的同时，掘进 3 号填矸巷。依次往下连续进行。五、巷道工程量五、巷道工程量梧桐庄矿要实施井下矸石巷道充填，需增设矸石运输和充填系统，新掘一些巷道。巷道工程量见下表 5-1表 5-1 巷道工程量表设计尺寸序号巷道名称煤岩别长度(m)坡

27、度断面形状宽 mm高 mm支护方式12煤皮带巷岩600半圆拱40003200锚网喷,喷厚 0.1m ,单轨30kg22煤皮带巷煤12000矩形42003200锚网喷梁+锚索，锚索排距2.1m,每排 3 根,计 1719 根， 单轨 30kg，喷厚 0.1m。31 号填矸巷煤23710矩形50003200锚网喷梁+锚索，锚索锚索排距 2.1m,每排 3 根,计 342 根，喷厚 0.1m。 42 号填矸巷煤23910矩形50003200锚网喷梁+锚索，锚索锚索排距 2.1m,每排 3 根,计 690 根，喷厚 0.1m。5矸石皮带巷岩2240半圆拱40003200锚喷网，喷厚 0.1m。6矸石仓

28、岩1790圆形4000用 C20 砌筑,厚 400mm7矸石装载硐室岩60半圆拱40003200用 C20 砌筑,厚 400mm8矸石翻罐笼车场岩1840半圆拱44004000锚喷网+锚索,锚索排距 2.1m,每排 3 根, 计 267 根,双轨30kg,喷厚 0.1m。159矸石翻罐笼硐室岩70半圆拱60005500锚喷网+锚索,锚索排距 1.4m,每排 5 根,计 30 根，双轨30kg 喷厚 0.1m。10矸石推车机硐室岩90半圆拱50004500锚喷网+锚索,锚索排距 2.1m,每排 4 根,计 20 根，双轨30kg 喷厚 0.1m。11车场通路岩300半圆拱44004000锚喷网+

29、锚索，锚索排距2.1m,每排 3 根,计 45 根,双轨 30kg12溜矸眼岩2013半圆拱30002500锚喷网,喷厚 0.1m13出煤巷道岩770半圆拱40003200锚网喷,喷厚 0.1m ,单轨30kg14出煤巷道岩5310半圆拱40003200锚网喷,喷厚 0.1m ,单轨30kg15出煤巷道煤7110半圆拱40003200锚网喷,喷厚 0.1m ,单轨30kg共计2434其中煤巷 1747m岩巷 687m注：1、岩巷：矸石翻罐笼车场、硐室及车场通路，即双轨巷道均采用锚网喷+锚索支护，喷 C20 砼，喷厚 100mm，树脂锚杆端头锚固，杆体为20mm 的 20MnSi 左旋高强度无纵

30、筋螺纹钢，长 2000mm，锚杆间排距700mm，交错布置，底锚杆与水平夹角 30,每根锚杆用两个 CK2835 药卷锚固，锚固力不小于 64KN，金属网采用 6mm 钢筋焊接，网片规格1500800mm，网孔 150150mm，搭接长度 100mm。锚索: 矸石翻罐笼硐室，每两排锚杆之间打一排锚索(直径 17.8mm,长7000mm),每排 5 根锚索，矸石推车机硐室、矸石翻罐笼车场及车场通路每三排锚杆之间打一排锚索，其中矸石推车机硐室每排 4 根锚索，矸石翻罐笼车场每排 3 根锚索。每根锚索端头加 20 号槽钢,长 400mm。2、其它岩巷采用锚网喷支护，规格同上。163、2煤巷道全断面铺

31、金属菱形网(规格：钢筋直径 6mm,长 1500mm,宽1000mm,网孔 100mm)；顶锚杆配合梯子梁(直径 14 mm,长 3800mm 或4000mm,两根钢筋制作,其间距 120mm.副筋直径 14 mm,其间距 630mm 或670mm)使用。4、上表中所有煤巷不列入概算。六、矸石充填系统处理规模六、矸石充填系统处理规模根据该矿计划安排，每年的岩巷工程约 4000m，掘进平均断面积为15m2，原岩量为 6 万 m3 /年，岩石碎胀系数按 1.8 计算，矸石松散体积为 10.8 万 m3 /年。该矿实施井下矸石巷道充填后，矸石充填系统处理规模，按年处理全部岩巷工程 4000m（10.

32、8 万 m3 /年矸石松散体）的矸石量考虑。填矸巷道设计断面 53.2m，净断面为 16m2，充填饱满系数取0.95，矸石含水率 0.8%，洒水后矸石沉降率 5.1%，每年需要充填巷7470m。充填巷中对中间距 10m，在一期工程范围内，可布置填矸巷83条，总长 19480m（平均每条长 234.7m） ，每年需 32 条充填巷，则在一期充填范围内可充填 2.6 年。根据充填工艺和设备能力计算，矸石充填系统日处理能力为 650m3（10070.53/1.6=650） ，年处理能力达21.45 万 m3。远远大于矿井的年矸石量 10.8 万 m3。根据矸石充填系统能力计算日可充填巷道 42m，根

33、据矿井年矸石量计算日需充填巷道21m。表表 5-2 矸石充填工程有关参数一览表矸石充填工程有关参数一览表17每年需充填巷道7470m首期矸石充填工程服务年限2.6 年巷道设计断面53.2m巷道平均倾角-10充填区域留设煤柱宽度5m每年需充填巷道所需矸石量10.8 万 m3原岩密度2.8t/ m3矸石含水率0.8%矸石密度1.6t/ m3矸石松散系数(碎胀系数)1.8矸石仓高 17；直径 4m；容积 200 m3充填巷每米煤量24t煤容重1.4 t / m3设备日充填矸石能力650m3设备年充填矸石能力21.45 万 m3矸石充填率95%洒水后矸石沉降率5.1%七、机械设备七、机械设备（一）运输

34、充填设备选型1、推车机、翻车机、阻车器的选型：、设计依据矿现使用矿车为 MGC1.1-6 型 1 吨固定车厢式矿车。、设备选型选用 FDZ-1 型 1 吨矿车摘钩式电动翻车机一部，电机功率 5.5kW 电压 1140V；选用 TS6-11 型绳式推车机一部，电机功率 11Kw，电压1140V；选用 ZDQ-6 阻车器一台。182、-470 北副巷流矸眼皮带选型：、设计依据皮带安装长度 20m，运输物料为矸石，运输量为 100t/h，最大块度350mm，巷道最大坡度 13，下运。、设备选型选用一部 SSJ1000/5.5X 型胶带输送机。带宽 1000mm，带速2.0m/s。电动机功率 5.5k

35、W，1140V。该皮带设制动装置。3、矸石仓下给料设备：选用 JDG/4/F/B-型甲带给料机：电机功率 4kW，电压 1140V。4、矸石皮带巷皮带选型：设计依据皮带安装长度 180m，运输物料为矸石，运输量为 100t/h，最大块度 350mm，巷道最大坡度 5.4，下运。设备选型选用一部 SSJ1000/30X 型胶带输送机。带宽 1000mm，带速2.0m/s。电动机功率 30kW，1140V。该皮带设制动装置。5、2煤皮带巷进矸皮带选型：设计依据皮带安装长度 760m，运输物料为矸石，运输量为 100t/h,最大块度350mm，平巷运输。设备选型选用一部 SSG1000/110 型胶

36、带输送机。带宽 1000mm，带速192.0m/s。电动机功率 110kW，1140V。6、2煤皮带巷出煤皮带选型：设计依据皮带安装长度 1000m，运输物料为原煤，运输量为 200t/h,最大块度 350mm，平巷运输。设备选型选用一部 SSJ1000/275 型胶带输送机。带宽 1000mm，带速2.0m/s。电动机功率 275kW，1140V。7、填矸巷皮带选型：设计依据皮带安装长度 350m，运输物料为矸石，运输量为 100t/h,最大块度350mm，巷道最大坡度 15, 下运。设备选型选用一部 SSJ1000/22X 型胶带输送机。带宽 1000mm，速度2.0m/s。电动机功率 2

37、2kW，1140V。该皮带设制动装置。8、掘进巷皮带选型：设计依据皮带安装长度 350m，运输物料为原煤，运输量为 200t/h,最大块度350mm，巷道最大坡度 15，上运。设备选型选用一部 SSJ1000/275S 型胶带输送机。带宽 1000mm，速度2.0m/s。电动机功率 275kW，1140V。该皮带设制动装置及逆止装置。209、出煤巷道皮带选型设计依据皮带安装长度 200m，运输物料为原煤，运输量为 200t/h,最大块度350mm，巷道最大坡度 6.62，上运。设备选型选用一部 SSJ1000/75S 型胶带输送机。带宽 1000mm，速度2.0m/s。电动机功率 75kW，1

38、140V。该皮带设制动装置及逆止装置。10、出煤巷道刮板输送机选型设计依据安装长度 121m，运输物料为原煤，运输量为 200t/h,最大块度350mm，水平运输。设备选型选用两部 SGW-40T 型刮板输送机。每部刮板输送机电动机功率40kW，电压 1140V。11、抛矸机选用 CTS37.5/83 型矸石充填输送机（抛矸机）一部，抛射部分（电滚筒）功率 11kW，行走部功率 7.5 kW，液压泵站功率 245kW总功率 108.5kW，电压 1140V。主要机电设备及器材见附件清册。二、填矸系统工作流程矸石通过-470 北副巷溜矸眼及 FDZ-1 翻车机到矸石仓，经矸石仓21仓下给料机给到

39、矸石皮带巷皮带，再经矸石皮带巷皮带到 2煤皮带巷进矸皮带，由 2煤皮带巷进矸皮带将矸石运载到填矸巷皮带上。填矸巷皮带机头驱动装置布置在巷道外头，皮带机反转运行，机尾卸载，将矸石卸载到抛矸机尾部，经抛矸机抛矸将矸石填充到填矸巷内。抛矸机的行走、摆动、调高部分均为液压控制，以适应巷道的高度和宽度变化，因此，可将矸石填满整个巷道断面。抛矸机填满一段巷道后，要向后移动，移动时，先将填矸巷皮带机尾部缩短一定距离，然后向后移动抛矸机，抛矸机后移到一个新位置后继续抛矸充填巷道，这样逐步完成一个充填循环，达到充填巷道之目的。抛矸机充填部要和运输工具可靠配套，当其退移后，应有一套保障装置能自动消除移动后位置不正

40、，新位置地面不平等不利因素带来的负面影响，使整套装备能够正常工作。同时，还应考虑到设备的拆移应方便易行。八、电气、通信、安全监测八、电气、通信、安全监测（一）电气1、供电电源由于供电距离较远，该系统供电方式采用高压伸入的移动变电站供电。根据开拓布置及负荷分布，该矿井矸石充填系统设置 2 台矿用隔爆型干式移动变电站。1移变选用 KBSGZY-R-500/6/1.14kV 干式移动变电站，设置于掘进头。2移变选用 KBSGZY-R-315/6/1.14kV 干式移动变电站，设置于出煤巷和 2煤皮带巷交叉处。221移变电源引自北翼二采区下山变电所，电源电压 6kV，采用MYPTJ-3.6/6kV-3

41、35+116/3 32.5mm2型矿用屏蔽监视型软电缆，电缆沿-470 运输大巷、201 回风联络巷敷设，供电距离 L600m。2移变电源引自中央 2变电所，电源电压 6kV，采用 MYPTJ-3.6/6kV-325+116/3 32.5mm2型矿用屏蔽监视型软电缆，电缆沿四采区上车场、2煤皮带巷敷设，供电距离 L500m。2、电力负荷该矿矸石回填系统计算负荷为：Pjs569.9kW，Qjs478.5kvar，Sjs744kVA。负荷统计表见附表 1。3、供配电北翼二采区变电所设置一台 BGP9L-6G 型高压隔爆装置，为 1移动变电站提供电源。在矸石皮带巷掘进机头设置 1移动变电站配电峒室，

42、峒室内设置 1 台 KBSGZY-R-500/6/1.14kV 干式移动变电站，7 台 BKDZ型低压隔爆开关，分别为掘进巷皮带、2煤皮带巷进矸皮带、填矸巷皮带、填矸巷抛矸机、矸石巷皮带、矸石仓等负荷提供馈电电源。在上述各设备机头处分别设置配电点，掘进巷皮带、2煤皮带巷进矸皮带配电装置选用 QBZ3-315/1140V 矿用隔爆低压软起动装置，其它配电设备选用 QBZ-/1140V F 矿用隔爆型分级闭锁真空电磁起动器，为皮带及其制动装置、拉紧绞车配电。在中央 2变电所内设置 1 台 BGP9L-6G 型高压隔爆装置，为 2移23动变电站提供电源。在新掘出煤巷和 2煤皮带巷交叉处设置 2移动变

43、电站配电峒室，峒室内设置 1 台 KBSGZY-R-315/6/1.14kV 干式移动变电站，4 台 BKDZ型低压隔爆开关，分别为 2煤皮带巷出煤皮带、出煤巷皮带、出煤巷刮板输送机等负荷提供馈电电源。在上述各设备机头处分别设置配电点，2煤皮带巷出煤皮带配电装置选用 QBZ3-315/1140V 矿用隔爆低压软起动装置，其它配电装置选用 QBZ-/1140V F 矿用隔爆型分级闭锁真空电磁起动器，为刮板输送机、皮带及其制动装置、拉紧绞车配电。工作面局扇供电实现“三专两闭锁” 。一回电源引自-470 掘进工作面局扇专用电源回路，一回电源引自该充填系统 1干式移动变电站，在 1移动变电站配电点设置

44、 3 台 BKDZ 型低压隔爆开关，选用 DK2 型断电控制器和局扇开关配合使用，实现双风机双电源自动切换功能。高压电源电压等级 6kV，低压动力电压等级 1140V，照明和信号电压等级 127V。供电系统图见“DQT-1” 。4、照明在 1移动变电站配电峒室和 2移动变电站配电峒室分别设置 1 台ZBZ-4.0/660 矿用隔爆型全闭锁照明信号综合保护装置，为皮带电控、巷道照明提供 127V 电源。运输大巷设置固定照明，灯具采用防爆型 LED 光源巷道灯DGS12/127L，共计 180 盏，照明电缆采用 MYQ 型矿用阻燃橡套电缆。245、检漏和接地北翼二采区下山变电所至移动变电站的 6k

45、V 线路的漏电和绝缘检测，由 MYPJ-3.6/6 矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆，通过BGP9L10 矿用隔爆型高压真空配电装置内的检漏保护和绝缘监视保护装置实现，低压馈电线路上均设置有选择性的检漏保护装置。移动变电站、高压动力电缆的金属连接装置等处设局部接地极，局部接地极可设置于巷道水沟内，采用厚度不小于 3 mm 的钢板，面积不小于 0.60m2。所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装层、接地芯线等）和局部接地装置，均同主接地极可靠连接，以形成总接地网，要求其接地电阻不大于 2。（二）通信该矸石回填系统通信电源接入矿井现有通信系统，电源接入470运输大巷现有分线箱，沿-470 运输

46、大巷、201 回风联络巷、2煤皮带巷敷设，在矸石皮带巷和 2煤皮带巷交叉处设置 1 台矿用防爆型电话电缆分线箱，各皮带配电点、矸石仓、工作面等处安装矿用隔爆本质安全型电话机，共接入电话机 8 台，皮带运输系统扩音电话 5 部。干线电缆选用 MHUVV221020.8，共计 700m，支线电缆选用 MHYV-20.9，共计 1500m。井下电话线路严禁利用大地作回路。（三）安全监测在 2煤皮带巷尾部配电点设置 1 台隔爆型安全监测电缆分线箱和 1 台监测系统分站，电源引自-470 运输大巷现有安全监测分站，在工作面回风25流中、混合风流处、局扇前设置甲烷传感器，在回风流中的机电设备配电点进风侧均

47、设置甲烷传感器，带式输送机下风侧设置一氧化碳传感器和烟雾传感器，局扇设置设备开停传感器，风筒末端设置风筒传感器，被控开关的负荷侧必须设置馈电传感器。上述传感器应接入现有安全检测系统并兼容，使得矿井安全监控系统中心站实时监控该系统瓦斯浓度变化及被控设备通断电状态。第六节第六节 经济效益分析及社会效益分析经济效益分析及社会效益分析一、经济效益分析一、经济效益分析采用矸石充填系统，主要是利用 1t 矿车单车井下不摘勾翻车机，进入矸石仓，或由470 北副巷运进来的矸石经470 北副巷流矸眼皮带（安装长度 20m，巷道最大坡度 13，下运）进入矸石仓，通过宽 1000mm 皮带机及到工作面迎头抛填装置来

48、进行矸石充填，实现矸石井下处理的设想。（一）加快了矿车翻矸作业的周期，减少了矿井使用矿车数量及操作人员。该设计矸石矿车不用升坑或部分升坑，井下重车直接进入矸石翻罐笼车场和矸石翻罐笼硐室，然后经翻车机完成翻矸作业后，就可以重新装矸，整个循环时间在 3 分钟以内完成。如果用电机车编组拉到地面建矸石山，电机车每次往返时间需 60 分钟左右。为满足井下矿车的需要，就必须增加矿车的数量和电机车的台数，其人员、设备及占地费26用就大幅增加。（二）减少了矸石山占地及设备费用，减少大气污染，有良好的社会效益。由于矸石充填方案的设计，矸石在井下运转，不升坑或部分升坑，符合国家环保政策，工业场地整洁，减少了污染和噪音，还节省了矸石山占地费；还节省矸石山设备费、翻矸绞车设备等费用，减少操作人员。可见，矸石井下充填技术成功使用将会给矿井带来很大的经济效益。二、工程总资金二、工程总资金本次仅对一期矸石充填工程投资，具体内容包括矿建工程、运矸、抛矸的机械设备及配电装置的