三水平水仓设计方案

宁洱胜利煤矿一号矿井三水平水仓设计方案矿 长：安全副矿长：总工程 师：生技科科长：编 制 人：编制日期：2013年9月10日宁洱胜利煤矿生产技术科2013年9月10日目 录第一章 矿井概况第一节 矿井基本情况一、基本情况(一)概况一号矿井三水平开拓主题建设工程除主排水系统未建设完成外， 其它工程已建设完成。为确保三水平建设工程施工的安全， 或三水平发生水灾害时，保证能及时排除地面，避免不必要的灾害损失，必须先建设完成三水平主题排水系统工程后，再组织其它工程建设实施。(二)矿井交通位置胜利煤矿位于宁洱县城北东 10°方位，直线距离约50km，地理坐标为：东经101°09′49.7″～北纬23°30′29.1″。矿区行政区划隶属于宁洱县梅子镇所辖。矿区呈南北向条带状展布，走向长约 2.1km，倾斜宽约0.9km，开采标高+1124~+950m，矿区面积1.5192平方公里。恩普公路从矿区东侧通过，煤矿至梅子乡约 1.0km，至宁洱县城70km。(三)水仓位置一号矿井三水平主排水水仓选在 2号煤层主井筒三水平落平车场段，主井筒以南至 110m处为主水仓入水口，入口处以南为三水平 2号煤南翼950运输巷；西至35m处与三水平南翼 950运输巷联通口处为副水仓入水口，入口处南北为三水平 3号煤层950运输巷；水仓以北至23m为人行井落平车场段。主副水仓与三水平 950运输巷高差为5m，在主井筒落平车场一下 5m南北横穿过，主水仓长 70m，容水量390.00m3，副水仓长20m，容水量110.00m3，水泵硐室(机电硐室)长20m。二、水文地质情况(一)地质概况该矿井瓦斯绝对涌出量6m3/h，煤层自然发火期3个月，煤尘具有爆炸性，煤质为有烟褐煤。水仓布置的2号煤层顶板：伪顶为1.5m的银白色页岩，直接顶为8m的砂岩，基本顶为30m的石灰岩。该工作面南至300米有F4断层，断距大，对煤层及地质构造破坏大，走向N500E，倾向南东，倾角550，长800米，断层南盘上升、切割煤层，使矿区分割成南北两个部分，南部上升煤层受剥蚀，属逆断层；北至100米为F3断层，断距较小，很不明显，对煤层及地质破坏不大。该煤层赋存条件复杂，褶曲变化大，有背斜构造也有向斜构造，局部地段有小断层，煤质稍差，局部地段只能作为劣质煤使用，局部地段煤层夹矸石和夹白色土质多。(二)水文概况工作面区域内局部有漏水现象，水源主要为顶板含水、层水及老空区积水,无其它水患。为确保施工安全，在施工过程中应严格执行“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，并做好防毒、排水措施，发现水量增大或出现异常情况时，施工人员及时撤离到安全地带，切断电源，分析原因，制定措施，待险情排除后再组织施工。矿区地形呈狭长山涧凹地，两侧高山耸立，中部为民乐河、矿山箐及文告社农田。民乐河由南向北流经矿区煤层上部并切割煤层露头汇入北端铅洛河。矿区河流沟谷水流量随季节影响变化很大，冬春季节流量很小，以至干涸，夏秋雨季，流量大增，一般流量：民乐河0.54m3/秒。大平掌沟0.45m3/秒，矿山箐0.12m3/秒，洪水季节水位增高，但河床坡度大，排泄条件好，洪水延续时间一般仅几小时。丰水季节河流的水渗透到井下，增大矿井涌水量。第二章水仓设计方案二、三水平延伸开拓施工方案与施工顺序为确保三水平延伸开拓能顺利的组织实施， 生技科制定如下三个方案：方案一：先延伸人行井，主井筒为运输提升井筒。具体施工组织顺序如下：第一步，从人行井二水平落平处（高程1010m），从上往下以75°6′24″方位角、30°的坡度进行开拓，延伸起点至20m范围段，按掘进1m翻拱砌碹1m顺序进行施工；第二步， 20m以下掘进至高程 950m为三水平落平点，然后再往南方向水平掘进与主井筒延伸轴线连接（具体开拓巷道布置路线见三水平开拓巷道平面布置图）；第三步，以 257°1′54″方位角（主井筒延伸轴线）从下往上掘进至与二水平贯通；第五步，与主井筒贯通后，分为两个工作面，一个工作面为翻供砌碹工程作业，另一个工作面为三水平甩车场和水仓的布置工作。方案二：先延伸主井筒，人行井为运输提升井筒，具体施工顺序组织如下：第一步， 从主井筒二水平延伸点从上往下以77°1′54″方位角、30°的坡度进行开拓，延伸起点至 30m范围段，按掘进 1m翻拱砌碹1m的顺序进行施工；第二步， 30m以下掘进至高程 950m为三水平落平点，然后再往北方向水平掘进与人行井延伸轴线连接（具体开拓巷道布置路线见三水平开拓巷道平面布置图）；第三步，以 255°3′23″方位角（人行井延伸轴线）从下往上掘进至与二水平贯通；第五步，与人行井贯通后，分为两个工作面，一个工作面为翻供砌碹工程作业，另一个工作面为三水平甩车场和水仓的布置工作。方案三：先延伸人行井，主井筒为运输提升井筒。人行井与主井筒延伸全过程都按掘进1m翻拱砌碹1m的顺序进行施工，直到与主井筒联通为止。以上三个方案比较，方案一，提升运输较为方便，且能加快施工进度；方案二，影响运输与提升，材料供应不便；方案三，能保障施工的安全和工程质量的管理，但进度缓慢；根据以上三个方案对比结果，选用方案一比较合理。三、人行井与主井筒延伸贯通距离计算人行井1010水平（二水平延伸点）延伸至 950水平（三水平落平点）斜长 120m，人行井落平点平巷掘进至主井筒落平点224m，主井筒二水平至三水平落平点 120m，三水平主水仓

96m

、副水仓

40m，合计总长度为：

600m

。四、施工劳动组织1、开工日期初步定为 2011年3月1日。2、工日计算：（1）掘进工程.人行井延伸至950水平总长120m，按每天3个班组编制，0.7m/班、2.1m/天计算，需要120m÷2.1m/天=57天，按每月最少20天组织施工，需要57天÷20天/月=3个月；②.人行井落平点至主井筒落平点224m，按每天3个班组编制，0.7m/班、2.1m/天计算，需要224m÷2.1m/天=107天，按每月最少20天组织施工，需要107天÷20天/月=6个月；③.主井筒二水平至三水平落平点120m，按每天3个班组编制，0.7m/班、2.1m/天计算，需要120m÷2.1m/天=57天，按每月最少20天组织施工，需要57天÷20天/月=3个月零；④.主、副水仓掘进136m,按每天3个班组编制，0.7m/班、2.1m/天计算，需要136m÷2.1m/天=65天，按每月最少20天组织施工，需要65天÷20天/月=4个月；以上掘进工程所需工日合计 286天，15个月。（2）翻拱砌碹工程除甩车场、岔道需翻大拱 90m外，其余均为内空 2.5m的拱形，因此内空为 2.5m的巷道为600m-90m=510m ，按1.5m/天，每月最少 20天组织施工，需要 510m÷1.5m/天÷20天/月=340天÷20天/月=17个月；甩车场、岔道按 0.8m/天，每月最少20天组织施工，需要90m÷1.0m/天÷20天/月=90天÷20天/月=5个月；合计 430天，22个月。（3）水沟、人行踏步等零星工程排水沟全长 600m，按20m/班、每天3个班计算，需用工日=600m÷（20×3）m/天=10天；人行踏步全长120m，按5m/班、每天3个班组计算，需用工日=120m÷（5×3）m/天=8天。3、人行井延伸至950水平掘进作业按2个班组、7～8人/班组织施工；三水平落平后，可按2～3个班组组织施工，根据一号井实际劳动能力情况进行分排。4、实行工人轮休管理制度， 每班每天最多只能轮休 1人。5、整项工程施工布置完工需要 40个月。五、施工巷道布置与支护工艺选用（一）施工巷道布置人行井与主井筒延伸联通掘进巷道为梯形断面布置，断面尺寸为（净断面）：上宽2.0m，下宽2.80m，净高2.2m（特殊地段另行规定），相窝深0.3m（详见支护结构图），相距为中—中0.7m，巷道坡度为30°（详见巷道布置图及断面设计图），斜井每掘进50m设置一个躲身洞。（二）掘进巷道施工工艺选用掘进巷道主要施工工艺为:风压式凿岩机、风气煤钻、煤电钻、粪箕、锄头、抓子、U型1吨式矿车等，除渣方法，①从上往下掘进斜井时，采用人工上渣用绞车提升运出地面；②.平巷掘进时，采用耙斗机上碴，用柴油机运到井筒落平处再用绞车提升出体面；③ .从下往上开拓时， 采用U型胶溜槽溜渣；.若从人行井开始开拓，所有渣子从人行井提升到二水平后，再从主井筒提升。（三）支护材料选用根据二水平巷道地质分析，巷道经过路线主要是煤巷和岩巷，受二水平开采的影响，可能局部地段有破碎和断裂现象，巷道属永久性使用巷道，因此支护时，先用11＃工字钢或相木支护后再改为永久性翻拱砌碹。（四）支护工艺1、巷道支护采用 11号矿用工字钢或规格为 16～20cm

的相木进行支护，支护规格尺寸为：相距

0.7m

，相窝深

30cm,梁头长

2.0m

，相长

2.5m,

底板净宽

2.80m

，相与底板夹角为80o，与梁头夹角为：100o（详细支护尺寸参见附支护图） ，采用劈柴及预制钢筋混凝土背板进行关背。 在施工过程中，随着支护时间的延长及顶板压力的作用下， 局部地段可能会产生支护工字钢变形现状，因此掘进过程中， 要求一号井施工人员及管理人员应加强对巷道的检查管理，并做到及时发现及时修复。2、翻拱砌碹规格尺寸规定及技术要求1）拱形规格尺寸：成型拱内空为2.5m，支砌墙石厚度不得小于40cm，墙石高1.1m，拱头高1.2m（内空）。2）技术要求.将施工段支护拆出2米后，立即将顶板用相木托起并加以关背，确认关背严密、牢固后，方可进行卧底工作。②卧底工作结束后，检查是否符合技术尺寸要求，符合要求后，方可进行铺底浇灌工作。.铺底浇灌工作完成后，按要求支砌墙石。.墙石支砌完后，架设拱圈、铺设模板、支砌拱石、接顶。其他要求：.由生产技术科全权负责中、腰线的测定和标记。.井口负责校验。验正后，工班按中、腰线要求进行施工。.施工人员必须严格安设计要求施工，不得随意更改中、腰线。.每天由生产技术科、井口负责检查施工达标情况。（3）工程质量要求：.翻拱墙石高度 1.1m，净宽2.5m（巷道净宽），顶拱净高1.2m，翻拱厚度不得小于 0.4m（详见巷道断面图）.拱与拱接口处，必须压缝，不得破逢。.空邦空顶处，必须用毛石充填。.水泥砂浆充填必须饱满，所用的砂浆标号为 100#，配比为：273公斤水泥配 1.07方砂。.每翻完一拱后，必须对拱石及煤岩接触面的空间用黄泥充填，充填必须严实，充填厚度不得小于 30公分。3、人行踏步及水沟施工技术要求.人行踏步设在进洞口左边墙， 每台长度不得小于 40cm、不得大于 80cm，宽度20cm，高度15cm，用C20混泥土浇筑成。技术要求：水泥标号必须配够，表面必须光滑，不得有蜂窝麻面（参见施工断面图） 。.水沟设在进洞口右边墙， 排水断面为梯形断面， 用毛石砂浆砌筑，砌筑断面上宽 30cm、下宽20cm、深20cm，表面摸光滑（参见施工断面图） 。（五）前探梁支护为了防止放炮后形成无支护巷道顶板跨落伤人， 在施工过程中必须使用前探梁支护， 前探梁支架采用Φ50毫米的钢管焊接而成，在使用前探梁支架时必须用厚度不小于 3cm的木板紧密关背，前探梁的前端必须固定在较固定的煤（岩）上，为防止滑落,后端必须紧固的帮扎在支护梁或相上。六、通风系统敷设选用11KW局部通风机安设在人行井 1050联络巷风门外边。用Φ400风筒顺人行井从上往下悬挂在巷道右侧帮上至工作迎头，风筒末端距迎头距离不得大于 5m，风机可根据工作面的变化而移动。掘进工作面风量计算按迎头同时作业人数最多计算Q=4×12=48m3/ninQ—迎头需要风量 m3/min4—每人每分钟需供给风量 4m3N—迎头同时作业最多人数，取 12人。按瓦斯涌出量计算；Q 掘=100×Q 瓦斯×K 掘通=100×0.292 ×1.25=36.5m3/minQ掘—掘进工作面实际需要的风量 ,m/min;Q瓦掘—掘进工作面的瓦斯绝对涌出量 ,m3/min;K掘通—风量备用系数取 1.25.按炸药量计算;Q掘=25A=25×2=50m3/sA—掘进工作面一次爆破的最大炸药用量 ,KG.4.按局部通风机的实际吸风量计算 ;Q掘=Q局机×I=200×1=200m3/minI—掘进工作面同时通风的局扇台数。根据以上计算。选用80M3/min=1.333m3/s作为通风设计，依据风速校验U=Q/S=1.333m3/s结合实际选用?400mm的风筒。七、运输系统人行井延伸时，从上往下掘进斜井时，采用人工上渣用绞车提升运出地面；平巷掘进时，采用耙斗机上碴上渣，用柴油机运到井筒落平处再用绞车提升出体面； 从下往上开拓时，采用U型胶溜槽溜渣；从人行井提升到二水平水平后，再用柴油机运输到主井筒井底车场，再采用TSJ1200/1030型绞车提升至井口。（附运输系统线路图）。工作面→人行井二水平甩车场→二水平主井井底车场→井口车场→罐笼八、供电线路敷设井下供电采用双回路供电方式，用 380V两根电缆下井，当一根电缆故障时，另一根电缆仍保证原有正常供电。选用PW30型防爆开关及 QC83系列起动开支。电煤钻配综保装置，低压电缆网路涌电保护。选用 JY83—J漏电断电器。电缆供电网路电压为 660伏，其电压降到计算为 39—50伏范围内小于63伏，截面积允许长期负荷电流。从人行井引入至 1050联络巷风门外面处经过 PW30型防爆馈电开关、漏电断电器再引至工作面。九、供排水系统安设1、供水系统采用管径为Ф50钢管从二水平北运岔道处分接后， 引至人行井工作面。2、排水系统选用小型水泵直接在作业迎头抽水，用管径为Ф50钢管排至人行井二水平运输巷道排水沟，通过排水沟再排至二水平主水仓内，水泵型号和排水管路管径及长度可根据出水量的变化和线路的增长而改变。十、通讯系统安设从人行井往下延伸时，通讯电话用现安设在人行井二水平落平处躲身洞内的CB-2C33U型矿用防爆电话机，均与矿内部所有通讯电话联通，可根据工作面的延长而增加。十一、安全监测系统安设在人行井二水平安设一台监控系统分机， 所有监测探头安设在距离工作面迎头 15m处，可根据工作面的变化而更换挂设位置。具体需安设监测设备为： 瓦斯浓度控制传感器及瓦斯自动检测报警断电装置、风速传感器、一氧化碳传感器、温度传感器。十二、防尘系统安设及要求供水管路系统采用管直径为 ?50mm的钢管从二水平 1010运输大巷北运岔道口处分接至工作迎头 20m位置，再改为直径?20mm的钢