东河煤矿避灾设计

1、前 言 太原煤炭气化（集团）有限责任公司东河煤矿东山井位于 蒲县县城东北方向直距25km 处，行政区划蒲县太林乡和克城 镇管辖，其大部分面积在太林乡内。 东河煤矿由原东河（县营） 、汇鑫煤矿（晋煤实业开发公 司）及东山煤矿（村办）等三个小煤窑合并而成。东河煤矿开 采 2 号煤层，该矿原有东山、汇鑫（为一套生产系统）和辛庄 两个坑口，现辛庄井井下资源枯竭已关闭。 根据山西省国土资源厅C 号采矿许可证 ，东河煤矿井 田范围由以下 28 各拐点座标圈定：（ 1954 北京坐标系） 1、X= Y= 2、X= Y= 3、X= Y= 4、X= Y= 5、X= Y= 6、X= Y= 7、X= Y= 8、X=

2、 Y= 9、X= Y= 10、X= Y= 11、X= Y= 12、X= Y= 13、X= Y= 14、X= Y= 15、X= Y= 16、X= Y= 17、X= Y= 18、X= Y= 19、X= Y= 20、X= Y= 21、X= Y= 22、X= Y= 23、X= Y= 24、X= Y= 25、X= Y= 26、X= Y= 27、X= Y= 28、X= Y= 井田东西向 0.8-4.5km，南北向 0.7-4.5km，井田面积 13.334km2。采矿证批准开采2 号煤层，证载能力为66 万吨 /年。 2009 年 6 月 9 日，国家发展和改革委员会为太原煤炭气化 （集团）有限责任公司东

3、河煤矿东山井颁发了煤炭生产许可证， 有效期至 2017 年 6 月 9 日，批准开采 2 号煤层，采煤工艺为 高档普采，生产能力为66 万吨 /年。 东河煤矿现有三处工业场地 ，即主井场地（汇鑫） 、副 井场地（东山井）和辛庄场地，其中辛庄已经关闭。主井场地 现有一个主斜井，装备带宽800mm 大倾角钢绳芯带式输送机， 担负矿井原煤提升任务；副井场地现有副立井和回风立井井筒， 副立井装备单绳缠绕式双滚筒提升机，担负矿井的辅助提升任 务，回风立井为矿井的专用回风井。 东河煤矿井下布置有两条开拓巷道，装备有高档普采工作 面开采 2 号煤层。 根据太原煤炭气化（集团）有限责任公司提高煤矿机 械化水平

4、及技术水平的指导意见 ，2010 年 6 月，该矿委托 煤炭工业太原设计研究院编制完成了太原煤炭气化（集团） 有限责任公司东河煤矿综采改造初步设计 ，初步设计将东 河煤矿的东河、汇鑫与东山井田合并成东河煤矿东山井进行布 置，将东河煤矿的辛庄井田划为东河煤矿辛庄井开采。东山井 井田边界由以下24 各拐点座标圈定： 1.（1）X= Y= 2.（2）X= Y= 3.（3）X= Y= 4.（4）X= Y= 5. (5) X= Y= 6. (6) X= Y= 7. (7) X= Y= 8. (8) X= Y= 9. (9) X= Y= 10. (10) X= Y= 11. (11) X= Y= 12.

5、(12) X= Y= 13. (13) X= Y= 14. (14) X= Y= 15. (19) X= Y= 16. (20) X= Y= 17. (21) X= Y= 18. (22) X= Y= 19. (23) X= Y= 20. (24) X= Y= 21. (25) X= Y= 22. (26) X= Y= 23. (27) X= Y= 24.（28）X= Y= 井田东西向 0.8-2.9km，南北向 0.7-4.5km，面积 10.59km2。 根据 太原煤炭气化（集团）有限责任公司东河煤矿综采 改造初步设计 ，东河煤矿东山井井下开采由原来的2 个高 档普采工作面，改造成1 个综

6、采工作面。 根据国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局安 监总煤装 2010146 号关于建设完善煤矿井下安全避险 “六大系统 ”的通知 和山西省煤炭工业厅晋煤救发 20101645 号关于推进全省煤矿井下安全避险“六大系 统”建设完善工作的通知 要求，本矿已建设完善了煤矿井下 监测监控、人员定位、压风自救安全避险系统，现委托我公司 编制 太原煤炭气化（集团）有限责任公司东河煤矿井下安全 避险供水施救和通信联络系统初步设计 ，设计规模 660kt/a。 一、编制设计的依据 1 煤矿安全规程 （2010 版） ； 2 煤炭工业矿井设计规范 （GB50215-2005） ； 3国家安全生产监

7、督管理总局和国家煤矿安全监察局安监 总煤装 2010146 号关于建设完善煤矿井下安全避险 “六大系统 ”的通知 ； 4山西省煤炭工业厅晋煤救发20101645 号关于 推进全省煤矿井下安全避险“六大系统 ”建设完善工作的通 知 ； 5 采矿工程设计手册 ； 6矿方提供的相关材料。 二、设计的指导思想 认真落实、贯彻执行国家安全生产监督管理总局和国家煤 矿安全监察局安监总煤装2010146 号和山西省煤炭工业 厅晋煤救发 20101645 号文，坚持安全第一，实事求是， 力求系统简单、先进可靠、合理实用。设计尽可能利用矿井现 有的设施和设备，做到投资少，见效快，确保矿井能够安全生 产，具有较强

8、的抗灾能力，成为安全生产的标准化矿井。 三、存在的问题与建议 1.矿方在施工图设计之前应提供1：500 实测地形图； 2.建议矿方在施工前应进行工程地质勘察。 第一章 井田概况及开采技术条件 第一节 井田概况 一、交通位置 太原煤炭气化（集团）有限责任公司东河煤矿东山井位于 蒲县县城东北方向直距25km 处，行政区划蒲县太林乡和克城 镇管辖，其大部分面积在太林乡内。 地理座标为：东经110 17 05- 111 21 47 ，北纬 3629 0 - 36 33 10 井田西部有罗南柏油公路（县级）通过，为矿井主要交通 公路，沿此公路矿井至蒲县县城32km，至临汾市 70km。另 外，井田北端的

9、克城镇有柏油公路通往隰县黄土镇和洪桐县赵 城镇，形成了与邻县的交通网络，交通便利。 交通位置图见图1-1-1。 二、地形地貌 本井田位于吕梁山脉南部，区内山梁走向西北东南， 地形复杂， 切割强烈，沟谷纵横，沟谷多呈“V”字型。最 高点位于井田西部，标高1514.5m；最低点位于矿区东南部 山沟内 ，标高 1347.5m，相对高差 167m，属中底山区，为 剥蚀型山岳地貌。 三、河流 井田东南部有大石洼沟、有小溪流入昕水河，属黄河水系。 四、 气象及地震情况 本区属温带季风型大陆性气候，年最低年均气温- 17.7，最高气温可达35.7;最低气温为零下9.2左右 ，年结冰期为 10 月下旬至次年

10、4 月，冻结深度 0.8-1.0m 左 右 。年最小降水量508.9mm，最大达 2400mm，降水主要集 中于 6-9 月份；年蒸发量为1952mm。 依据中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范 GB500112001（2008 年版） ，本地区设计基本地震加速度值 为 0.10g，抗震设防烈度七度。 五、井田地质 1.地层 (1)奥陶系（ O） 1)中统上马家沟组（ O2s） 揭露厚度为 138.90m，下段为深灰色厚层状石灰层；中段 下部为中厚层状灰色白云岩，上部为深灰色石灰岩；上段上部 为中厚层状白云质灰岩。中部为灰色角砾状石灰岩，上部为浅 灰色中厚层状白云岩石。 2)中统峰峰组（ O

11、2f） 下段厚 78.00-123.00m，平均厚度 89.99m，以泥质灰岩 为主，夹石灰岩，白云质灰岩，含纤维状石膏层，上段厚 39.78-55.99m，平均厚度为 47.89m。上部为深灰色石灰岩， 下部为厚层状石灰岩或白云岩。 (2)石炭系（ C） 1)中统本溪组（ C2b） 与下伏峰峰组平行不整合接触，厚5.10-32.90m，平均 厚 17.60m，以铝质泥岩、粉砂岩为主，含1-2 层深灰色石灰 岩及极不稳定的12 号煤层 。底部多为铁铝层，呈结核状、 团块状褐铁矿，即 “山西式铁矿 ” 。其上为铝质泥岩和铁铝质 泥岩。 2)上统太原组（ C3t） K1石英砂岩底到 K7砂岩底，厚

12、 53.94-116.39m，平均厚 度 98.70m 底部为灰白色石英砂岩。下部以泥岩、粉砂岩为主 夹可采煤层 3 层（ 11 号、 10 号层和 9 号合并统称 11 号） 。 中部以 3 层深灰色石灰岩为主（ K2、K3、K4） ，夹不稳定的薄 煤层钙质泥岩及1-3 层不可采薄煤层，局部相变为油页岩。 (3)二叠组（ P） 1)下统山西组（ P1s） 从 K7砂岩底至 K8砂岩底，厚 28.23-46.48m，平均厚度 42.56m，岩性以灰黑色泥岩为主，夹灰白色的砂岩，深灰色粉 砂岩。含 2-5 层煤层（ 1 号、 2 上号、 2 号、 3 号、 3下号） ， 其中 2 号煤层全区稳定

13、可采。 2)下统下石盒子组（ P1x） 由 K8砂岩底至 K10砂岩底，厚 125.00-185.00m，平均厚 度 155.00mm。下段（ P1x1）：由 K8砂岩底至 K9砂岩底，厚 35.00-60.00m，平均厚度 50.00m。岩性以灰白色细 中 粒砂岩为主，夹灰色、深灰色粉砂岩，泥岩和蒲煤线。底部k8 砂岩，为灰白色巨厚层状中粒砂岩，成分以石英为主，长石次 之，分选较好，孔隙式泥质胶结，下部以灰色、深灰色、灰黑 色泥岩、粉砂岩为主，夹1-2 层极薄煤层。中部为深灰色泥 岩，粉砂岩和 1-3 层灰白色中粒砂岩。上部以泥岩和粉砂岩为 主。 上段（ P1x2）：由 K9砂岩底至 K10

14、砂岩底，厚 90.00- 125.00m，平均厚度 105.00m。岩性主要以灰绿色粉砂岩，灰 紫色泥岩，灰绿色中粒砂岩组成。底部为灰绿色中砂岩，石英 75%，长石 10%，杂基 10%。区域上该断顶部为灰紫色、灰绿 色、鲜红色泥岩，通称 “挂花泥岩 ” ，矿区范围内不发育。 3)上统上石盒子组（ P1s） 该组区内出露不全。底部为K10砂岩，中上部为灰绿色、 紫红色、灰黄色泥岩及泥质粉砂岩为主，夹中薄层状中细粒砂 岩。 K10砂岩为灰白色，中 粗粒状结构，成分一般以石英 为主（ 70%） ，长石次之（ 20%）,其它组成 10%，颗粒多呈次 棱角状，分选中等，钙质胶结。 (4) 第四系（ Q

15、） 中上更新统以黄土为主，零星出露于山坡、山梁上；全新 统以冲积，洪积砂砾为主，分布于谷底，厚0-21.60m，平 均 5.75m，不整合覆盖于下伏不同时代的地层之上。 2.构造 矿区范围内除东河一带地层产状较陡外（30左右） ， 其余绝大部分地层产状平缓（倾角小于15） ，构造简单， 仅发育一系列轴向北北西南南东向宽缓褶曲 （S1、S2、S3、S4）及一条断层（ F1） 。 (1)褶曲 S1：向斜褶曲，位于井田西部，轴部位于南柏村一带，轴 向南北长约 5km，东西宽 2km，两翼倾角 4-10，宽缓褶 曲。 S2：背斜褶曲，位于S1向斜东，轴部位于统正焦化厂一带， 轴向南北长大于2km，东西

16、宽 1km，两翼共 4-10宽缓褶 曲。 S3:向斜褶曲，位于井田东南部S2 背斜东，轴部位于辛庄 村西 东河村焦化厂以西，轴向近南北，区内南北长3km 左右，东西宽 1km。两翼倾角 5-15，宽缓。 S4：背斜褶曲，位于东南部S3向斜东，轴向北北西 南 南东，区内长 3km，宽度大于 1km，东翼倾角 6-10，两翼 受 F1断层影响较大，为10-35。 (2)断层 F1正断层：位于井田东南，出露于东河一带，弧状弯曲， 走向由南向北为北北西 北北北东，倾向西区内长度 1.5km，正断层。垂直断距50m 左右，倾角 70。 井田内无陷落柱，无岩浆岩侵入。井田地质构造简单为一 类。 六、水文地

17、质 1.地表水 井田处于一近东西向的分水岭两侧，听水合源头绝大部分 地段在南坡，由南柏村经油房村至辛庄村呈一扇形展布。地势 北高、南低、坡陡而沟谷宽阔，每年雨季水量充沛时期，河 （沟）中 有短暂水流，一般情况下难见有水。 由于地表坡降较大，排泄条件好，井田内地表水不发育。 2.含水层 井田内共有四个含水层组，分述如下： (1)第四系松散层孔隙含水层组 为砂砾孔隙水，主要分布于各沟谷和河底底部，以砂砾及 砾石为主要含水层，含水性视分布位置和厚度不同而又很大差 异，在山区只能做小型水源供饮用。 (2)石盒子组砂岩裂隙含水层组 砂岩含水层较稳定，发育数层，岩性为黄绿色，灰色厚层 中粗粒石英长石砂岩，

18、埋藏浅时，风化裂隙发育，大气降水 补给条件好，可在地形条件适宜的情况下以泉的形式排泄，流 量 5m3/h，不易形成丰富的含水层。 (3)太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组 K4、K3、K2石灰岩出露面积小，补给面积不大，当与奥灰 含水层发生水力联系时，可成为较强含水层。 (4)奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层组 上马家沟组石灰岩岩溶裂隙发育，设计的水文钻孔正在施 工，相邻的大石洼煤矿区钻孔单位涌水量0.5-0.8L/s.m， 为强岩溶含水层。 本区奥灰岩静水位较低（500mm 左右） ，而 10 号煤层底 板标高在 1000m 以上，又系迳流区，故本矿水文地质条件简单。 3.构造与地下水关系 井田主要构造

19、形态为褶皱 ，受此影响，一般在相对隆起 区段少水或无水，而在相对低凹区段则富水，并呈承压水形式 出现，对矿井生产造成威胁，应引起足够重视。 4.水文地质条件类型 井田以裂隙溶洞、裂隙孔隙充水岩层为主，含水层与2 号煤之间隔水层多， 厚度大，稳定性好， 岩层较完整，基 本无断裂构造沟通含水层之间的水力联系，故井田水文地质条 件属简单类型。 5.矿井涌水量 东河煤矿东山井原设计正常涌水量为30m2/h，最大涌水 量为 50m3/h。据 2007 年资料，矿井正常涌水量为20m3/h， 最大涌水量为 30m3/h。但本矿井小窑积水较多，矿方根据对小 窑积水量的估测，确定抽排小窑积水时，矿井正常涌水量

20、为 130m3/h，最大涌水量 180m3/h。 七、电源 主井场地现有一座35kv 变电站，两回 35kv 电源一回引 自克城 35kv 变电站，线路导线为LGJ-120，线路长 5.3km； 另一回引自太林110kv 变电站，线路导线为LGJ-120，线路 长 2.5km。 两回线路分列运行 ,一回工作，一回 (带电 )备用 ，当一 回路发生故障停止供电时，另一回路能担负矿井全部负荷。 第二节 开采技术条件 一、 瓦斯 据 2008 年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果：绝 对瓦斯涌出量 3.98m3/min，相对瓦斯涌出量为 1.99m3/t；CO2 绝对涌出量 2.16m3/min

21、，相对涌出量为 1.08m3/t。 东河煤矿现开采2 号煤层，属低瓦斯矿井。 二、 煤尘爆炸性及煤的自燃倾向性 根据 2003 年 8 月 29 日采集样品送山西省煤炭工业局综合 测试中心测定，东河煤矿2 号煤层火焰长度180mm，抑制煤 尘爆炸岩粉用量65%，有煤尘爆炸性。东河煤矿2 号煤层吸 氧量 0.6176m3/g，自燃等级为 级。倾向性质为自燃。 三、 地温 本矿自投产以来井下未发现有地温异常现象，本区地温均 属正常区。 四、开采煤层情况 2 号煤层：位于山西组下部，煤厚1.39-2.00m，平均 1.79m，该煤层结构简单，稳定可采。顶班为粉砂岩、泥岩；底 板为泥岩。井田内有大面积

22、采空区小窑破坏区。 五、 顶底板条件 2 号煤顶板多为粉砂岩、灰黑色、性脆，胶结较好。据邻近 矿井检测结果单项抗压强度为36.7-51.4Mpa；单项抗拉强度 为 1.08-2.44Mpa，平均 1.34-1.98Mpa;抗剪强度 2.69- 7.91Mpa，平均 3.85-6.15Mpa。据生产矿井调查，顶班为中等 易落，较好管理，隔水性能好。 2 号煤层底板多为粉砂岩、泥岩、灰黑色、块状，性脆。据 邻矿检测结果单项抗压强度13.2-58.1Mpa，平均 36.7- 51.4Mpa;单项抗拉强度为1.08-2.44Mpa，平均 1.34- 1.98Mpa；抗剪强度 2.69-7.91Mpa，

23、平均 3.85-6.15Mpa。遇 水易泥化，易发生底鼓，但隔水性能好。 第二章 井田开拓、开采与矿井通风 第一节 井田开拓 一、矿井设计生产能力及服务年限 东河煤矿批准开采2 号煤层，现 2 号煤层有储量 13477kt，工业储量 9773kt，可采储量 7818kt，一采区和扩 区剩余可采储量1020kt，二采区可采储量2698kt，三采区 可采储量 4100kt（没有预计小窑破坏区） 。 矿井设计年工作日330d，井下 “四六 ”工作制，地面 “三八 ”工作制，每天提升时间16h。 东河煤矿核定能力为810kt/a，其中东山井核定生产能力 为 660kt/a，辛庄井核定生产能力为150k

24、t/a。由于受小窑 开采破坏，辛庄井2 号煤资源枯竭，现已关闭。目前东山井2 号煤层可采储量7818kt，其中三采区 4100kt，东河煤矿拟 装备一个综采工作面， 形成一矿一井一面的格局。鉴与矿井 2 号煤现有储量较小，矿井进行综采改造后，井型仍维持其核 定生产能力 660kt/a。 矿井服务年限 为 7818/（6601.4）=8.5a. 二、井田开拓方式 东河煤矿现有三处工业场地 ，即主井场地（汇鑫） 、副 井场地（东山井）和辛庄场地，其中辛庄已经关闭。主井场地 现有一个主斜井，装备带宽800mm 大倾角钢绳芯带式输送机， 担负矿井原煤提升任务；副井场地现有副立井、回风立井和 梯子小井

25、，副立井装备单绳缠绕式双滚筒提升机，担负矿井的 辅助提升任务，回风立井为矿井的专用回风井，梯子小井为 矿井回风井兼做安全出口。 现就矿井各井筒作如下说明： 主斜井：井口标高 +1374.405m，倾角 21，净宽 4.8m，净断面 16.25m2，斜长 355.6m。利用已有 DTC80/30/250L 大倾角钢丝绳芯带输送机提升煤炭 ，铺设 单轨用于提升下放大件长材并兼作皮带检修道，铺设中部台阶 ，并兼作矿井的安全出口和进风井。 副立井：井口标高 +1422.774m，直径 4.0m，断面积 12.57m2，垂深 160m。采用双钩罐笼提升，装备2JK-2x1.0 型单绳缠绕式双滚筒提升机，

26、担负矿井下放小型设备材料、提 矸和升降人员等辅助提升任务，并兼作矿井的进风井和安全出 口。 回风立井：井口标高 +1426.001m，直径 2.8m，垂深 175m，净断面 6.16m2，为矿井的专用回风井。 梯子小井：井口标高 +1407.7m，直径 2.8m，垂深 141.7m，净断面 6.16m2，装备有梯子间，为矿井的辅助回风 井， 兼安全出口。 现井下 二采区 布置有运输大巷和回风大巷两条开拓巷道， 西运输大巷为进风巷，布置有带式输送机；西回风大巷为回风 巷，铺设有 600mm 的 22 kg/m 轨道，担负井下辅助运输任务， 三采区及一采区扩区增打一条进风大巷用于安设猴车。 三、井

27、底车场 依据井田开拓部署，考虑小型材料设备的下放，设计在副 立井井底设置 +1260m 水平井底车场，车场形式为梭式车场。 主斜井井底设甩车场。 四、开采水平 采用一个水平开采全井田的2 号煤层 ,水平标高 +1260m。 五、大巷运输方式 大巷主要运输采用胶带输送机运输，辅助运输采用无极绳 连续牵引绞车牵引矿车运输。 第二节 采区布置 一、采区布置 井下设一、二、三三个采区，布置有2213 和 2218 两个 高档普采 工作面 和 2308 运输巷、西进风大巷和2215 运输巷 三个综掘工作面。 二、采煤方法 2213 和 2218 两个 高档普采 工作面 均采用倾斜长壁后退式 回采 ,一次

28、采全高，全部垮落法管理顶板。 落煤采用 6MG-200W 采煤机截割， DZ25 型单体液压支 柱与 2.6m 长 型梁支护顶板。工作面用SGB630/220 溜 子一部，顺槽用SZB-730/75 转载机一部， XCP75 破碎机 一部，运输顺 DSP-1040/800 皮带运输机运煤。 回采工艺流程： 6MG-200W 双滚筒采煤机双向往返斜切进 刀，一次进刀截深600mm，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，滚 筒自旋使其截齿将煤破碎。采煤机中部 斜切进刀，割煤与移 梁、推刮板输送机顺序进行，采煤与刮板输送机的间隔距为15- 20m。利用机组滚筒叶片和输送机铲煤板将煤自行装入运输机， 选用 SG

29、B-630/220 型边双链刮板输送机运输。 2209 拟装备 综采 工作面 ，选用 ZY3200/12/26 型液压支 架支护顶板， 一次采全高， 全部垮落法管理顶板。选用 MG200/450-WD 双滚筒采煤机落煤，工作面配备SGZ- 630/220 型可弯曲刮板输送机。运输顺槽配备了SZB- 730/75 型桥式转载机和DSP-1040/800 型带式输送机。 综采 工艺流程： MG200/450-WD 双滚筒采煤机双向往返斜 切进刀，一次进刀截深600mm，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤， 滚筒自旋使其截齿将煤破碎。采煤机端头斜切进刀，割三角煤 采煤，割煤与移架、推刮板输送机顺序进行，采煤

30、与刮板输送 机的间隔距为 15-20m。利用机组滚筒叶片和输送机铲煤板将 煤自行装入运输机，选用SGZ-630/220 型中双链刮板输送机 运输。 三、 掘进工艺 2308 运输巷、西进风大巷和2215 运输巷 均为矩形断面， 采用锚杆 +钢带支护，施工过程中围岩不稳定时加挂钢筋网和 缩小锚杆间排距及加打锚索。 综掘工作面采用EBZ-135 型综掘机掘进 ，为保证掘进机 机头采用往复式切割，切割时将切割头调至巷道中，由巷道中 下部开口进刀，左右摆动先割出槽窝，然后向下向上切割，根 据巷道的设计断面要求将巷道按截割顺序截割成形。每次截割 深度为 0.80m，待切割完毕后然后进行锚杆支护。 第三节

31、 矿井通风 一、通风方式 矿井通风方式为混合式，风机工作方法为抽出式。 二、通风系统 矿井共布置二个场地： 主井 工业场地和 副风井场地。 主 井工业场地内设 1 个井筒，即主斜井； 副风井场地内设回风 立井 、副立井和梯子小井 。主斜井和副立井进风，回风立井 和梯子小井 回风，其中主斜井和 梯子小井 兼做安全出口。回 风立井和 梯子小井 服务于全矿井 2 号煤层 的回风任务，服务 年限与矿井 2 号煤层 服务年限等同。 三、矿井通风设备 矿方现有两台 FBCDZ-6-NO20B 型防爆对旋轴流风机， n980r/min,配套电机功率为2185kW，可以满足矿井的通 风需要。两台风机一台工作，

32、一台备用。两台风机均配有相应 的附属设备，各台均可独立运行，互不干扰。通风机配套电 动机采用变频器控制。 通风机采用风机性能在线监测系统一套，可通过计算机随 时显示通风机的各项性能指标，如：风量、负压、效率等，以 便及时对风机运行工况进行调节，并能配合风门进行风机性能 曲线测定。本系统还可与矿井综合监控系统联网，进行数据传 输与分析存储。 掘进工作面采用FBD-6/215 kW 的局部通风机压入式 通风。 第四节 提升设备 一、主斜井带式输送机 主斜井原煤运输现采用钢绳芯阻燃胶带输送机。带式输送 机参数：输送机型号： DTC80/30/250L，输送带型号： ST1250，运输能力： 300t

33、/h，输送长度： 900m，带宽： 800mm，带速： 2m/s，配用电机： YKK450-4 1480r/min，250kw，减速器型号为： ZSY500-40，减速比： 40，其钢绳芯阻燃胶带阻燃、抗静电、符合MT668-1997, 煤矿用阻燃钢丝绳芯输送带技术条件要求。 二、主斜井检修绞车 主斜 井采用 一台 JTP-1.6 型单滚筒提升绞车，配套 YVF355L-10，160kW，380V 电动机，担负矸石 和小型 材料等 提升任务。配套JDK 型矿用绞车电控设备。 提升信号选用 KTX-15 型矿井提升信号装置。 在井底、井口及提升机房之间设置提升信号装置及用于正 常通话联络的直通电

34、话，同时还设置用于井筒检查的无线电通 讯装置。 三、副立井提升设备 副立井提升方式为双钩罐笼提升，装备2JK-21.0 型 单绳缠绕式双滚筒提升机，滚筒数量2 个，滚筒直径 2.0m，滚筒宽度 1.0m，最大提升速度为2.55m/s，最大静张 力 62KN，最大静张力差40kN。配套电机为 JR125-8 型电动 机，电机额定功率为95kw。提升钢丝绳型号为 24.5NAT619+FC，钢丝绳直径为24.5mm。该提升机担负矿 井的提矸、提升设备 、提升材料和升降人员等辅助提升任务。 提升容器采用单车单层单罐笼加配重，罐笼型号为GGY- 11/1,罐笼内长 宽高=21.22.6m，外形长 宽高

35、 =2.21.33m。提升系统设施配套有BF-111 型防坠器。 在井底、井口及提升机房之间设置提升信号装置及用于正 常通话联络的直通电话，同时还设置用于井筒检查的无线电通 讯装置。 第五节 排水设备 矿井采用集中排水系统。中央水泵房设于主斜井井度，井 下涌水由中央水泵房的排水设备直接排至地面。中央水泵房现 安装三台水泵，两台D46-308 型多级离心泵 （一开一备）， 配套电机 55kW，660V，2950r/min；一台 100D-45*4 型多级 离心泵 （检修泵），配套电机 75kW，660V，2950r/min。两 趟排水管路 采用 6 寸无缝钢管 经管子道，沿主斜井井筒敷设 至地面

36、井下水处理站调节池。为排除小窑积水，矿方目前在 现排水系统对侧新设了一套排水系统，选用MD280-435 型 多级离心泵 三台（一用一备一检修） ，水泵配套隔爆型三相异 步电动机 ,其参数为： P300kW，U10kV，n1480r/min。 水泵房 660V 和 10kV 电源由井下 采区 变电所直供，在水 泵房内设起停按钮。 第三章 井下供水施救 一、水源选择 1设计基础资料 （1）地表水 井田处于一近东西向的分水岭两侧，昕水河源头绝大部分 地段在南坡，由南柏村经油房村至辛庄村呈一扇形展布。地势 北高、南低、坡陡而沟谷宽阔，每年雨季水量充沛时期，河 （沟）中 有短暂水流，一般情况下难见有水

37、。 由于地表坡降较大，排泄条件好，井田内地表水不发育。 （2）含水层 井田内共有四个含水层组，分述如下： 1)第四系松散层孔隙含水层组 为砂砾孔隙水，主要分布于各沟谷和河底底部，以砂砾及 砾石为主要含水层，含水性视分布位置和厚度不同而又很大差 异，在山区只能做小型水源供饮用。 2)石盒子组砂岩裂隙含水层组 砂岩含水层较稳定，发育数层，岩性为黄绿色，灰色厚层 中粗粒石英长石砂岩，埋藏浅时，风化裂隙发育，大气降水 补给条件好，可在地形条件适宜的情况下以泉的形式排泄，流 量 5m3/h，不易形成丰富的含水层。 3)太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组 K4、K3、K2石灰岩出露面积小，补给面积不大，当与奥灰

38、 含水层发生水力联系时，可成为较强含水层。 4)奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层组 上马家沟组石灰岩岩溶裂隙发育，设计的水文钻孔正在施 工，相邻的大石洼煤矿区钻孔单位涌水量0.5-0.8L/s.m， 为强岩溶含水层。 本区奥灰岩静水位较低（500mm 左右） ，而 10 号煤层底 板标高在 1000m 以上，又系迳流区，故本矿水文地质条件简单。 （3）矿井涌水量 东河煤矿东山井原设计正常涌水量为30m2/h，最大涌水 量为 50m3/h。据 2007 年资料，矿井正常涌水量为20m3/h， 最大涌水量为 30m3/h。但本矿井小窑积水较多，矿方根据对小 窑积水量的估测，确定抽排小窑积水时，矿井正常涌

39、水量为 130m3/h，最大涌水量 180m3/h。 （4）回用水 根据太原硕泰机电科技有限公司2007 年 6 月编制完成的 太原煤气化股份有限公司东河煤矿东山井矿井水处理工程设 计方案 ，矿井涌水经处理后，回用于矿井。 2水源方案选择 本矿在井田西部边界边缘处施工了一眼水井，取水层位为 下石盒子组含水层，出水量10m3/h，可满足本矿生活 扩生产 的补充 用水。 （1）生活用水水源 生活用水水源采自水井，可以满足矿井生活用水水量及水 质要求。 （2）生产用水水源 矿井井下排水经处理后回用于井下消防洒水、除尘、部分 浇洒道路及绿化用水等，不足部分由水源井补充；生活污水处 理后回用于浇洒道路及

40、绿化用水。 （3）分质、分区供水 本着保护水资源、节约能源的原则，对生活污废水、生产 废水、矿井井下排水进行相应处理后，回用于不同水质要求的 各生产环节。 二、井下供水施救 1.水源及管道布置 （1）水源 井下消防、洒水水源取自地面静压水池，地面净水车间 可将 井下排水 混凝、沉淀、澄清、消毒、过滤等净化工艺综合 在一个设备内完成，对 矿井水可一元化净化处理，净化水达 到井下消防、洒水 标准 ，可作为井下消防、洒水及井下各用水 设施的供水水源。 在地面设有 1 座容积为 300m3的静压消防水池和1 座容 积为 200m3的静压清水池，以保证井下供水水量及水压需要。 井下排水经处理后，通过水泵

41、排至静压消防 水池，静压清水 池的水由 D46-37 的水泵 （两台） 从水源井 抽取 补给。 （2）管道布置 安全避险供水施救系统与防尘供水系统为同一管路，即在 主斜井井口设有静压清水池和消防水池 汇合管路上设置一供 水施救共用转换阀门，阀门上方管路处设一用于供用营养液所 需的加压装置。井下管道采用无缝钢管，法兰连接，管道沿巷 道侧壁或设支墩沿地板敷设。供水管路沿主斜井敷设送至运输 大巷，采用枝状管路送至各用水点和工作面（见插图3-1-1 ） 。在管路中每隔50m 设置 1 个用于接软管洒水的三通阀门。 三、管材选用及管道规格选型 1、防尘系统水量、水压计算 （1）采煤工作面用水量计算： 1

42、）采煤机喷雾： 2.0L/s 2）水幕 2 道： 20.1L/s=0.2L/s 3）移架喷雾： 0.2L/s 4）转载点喷雾： 0.1L/s 5）采煤工作面 Q=2.5L/s （2）每个掘进工作面用水量计算： 1）掘进机喷雾： 1.3 L/s 2）水幕 2 道： 20.1L/s=0.2L/s 3）转载点喷雾： 20.1L/s=0.2L/s 4）掘进工作面 Q=1.7L/s （3）大巷： 1）水幕 11 道： 110.1L/s=1.1L/s 2）转载点喷雾： 40.1L/s=0.4L/s Q=1.10.4=1.5L/s （4）水压 管道由主斜井引入井下，根据煤矿井下消防、洒水设 计规范 (GB5

43、0383-2006)的规定，消火栓栓口水压不应低于 0.35MPa，也不应超过 1.0MPa，出水压力超过0.5 MPa 时应 采取减压措施。给水栓处及接入一般用水设备处的水压不应低 于 0.3 MPa，也不应超过 1.6MPa，否则应采取减压措施。直 接接入喷雾设施的水压不宜低于1.0 MPa 也不应超过 1.0MPa。所有管道的静水压力不宜超过4.0 MPa，给水在井 底经减压后方可送至井下消防、洒水及井下各用水设施的用水 点。减压阀采用Y42X 薄膜式液用减压阀，公称压力： 1.02.5MPa，DN125，并联 2 个（ 1 用 1 备） 。 井下用水点用水压力大于1.0MPa 的，采用

44、动压给水。 2、管径选型 D=2 1000 Q：流量 m3/s v：速度 m/s D：管 v Q 14 . 3 径 mm （1）工作面管径选型 Q=2.50L/s v 取 1.0m/s D=2 1000=21000=56.4mm v Q 14 . 3 0.114.3 0025.0 取 D=89mm，即工作面顺槽管径为 D894.5。 （2）大巷管径选型 Q=2.51.7=4.2L/s v 取 1.0m/s D=2 1000=21000=73.1mm v Q 14 . 3 0 . 114 . 3 042 . 0 取 D=89mm，即东运输大巷、西运输大巷、东回风大巷、西回风 大巷、三采区运输大巷

45、、三采区进风大巷、三采回风大巷和回风上 山管径为 D894.5。 （3）供水总管管径选型： 采煤工作面：Q=2.50L/s 掘进工作面：Q=1.7L/s 大巷： 水幕 11 道：110.1L/s=1.1L/s 转载点喷雾：40.1L/s=0.4L/s Q=2.51.71.10.4=5.7L/s v 取 0.8m/s D=2 1000=21000=95.3mm v Q 14 . 3 8.014.3 00570.0 取 D=159mm，即由静压水池进入主斜井的总管道管径为 D1594.5。 四 、供水点设置 1、综采工作面： 在距工作面上下口40m 各设一饮用水供水点，两顺槽每隔 200 m 设一

46、饮用水供水点 ,每个饮用水供水点分出个两个分支 接闸阀供施救用水 ,以上供水施救装置要随着工作面的回采不 断向后移设。 2、掘进工作面： 掘进巷道在距工作面40m 处设一饮用水供水点，每隔 200m 设一饮用水供水点，每个饮用水供水点分出个两个分支接 闸阀供施救用水。 3、主水泵房、中央变电所、避难硐室和立井等候室等人员 集中地段： 主水泵房、中央变电所、立井等候室和避难硐室由于人员 比较集中，每处设一饮用水供水点，每个饮用水供水点分出两 个分支接闸阀供施救用水。 4、安装要求 （1）安装位置应尽可能接近工作场地，最远不超过 40m，保证井下工作人员在发生灾害时有足够的时间进入并开启 施救装置

47、，真正起到救灾防护的作用。 （2）供水管道阀门高度：距巷道底板一般1.2-1.5m 以 上。 （3）供水施救管路水平、牢固，安装。 （4）供水施救部件齐全完好，阀门手柄方向一致，且与主 管平行。 （5）供水点前后 2m 范围无材料、杂物、积水现象。宜设 置排水沟。 （6）特殊情况或特殊需要时，按要求的地点及数量进行安 装，宜考虑在压风施救就地供水。 （7）装置的水管、三通及阀门、仪表等设备的耐压材料不 小于工作压力的1.5 倍并符合 GB.3836 等相关规定，系统设 备具有 MA 标准及生产许可证。 （8）静压清水池、主斜井及大巷内铺设的主干水管宜具有 管网压力及流量监控。 （9）当系统内压

48、力、流量等异常时，应具有 报警 功能 。 （10）系统平均无故障时间 应不小于 800h。 （11）防尘供水管道与饮用水管衔接处或供水点，安装过 滤装置达到饮用标准，保证水的清洁，水中悬浮物的含量不得 超过 150mg/L，粒径不大于 0.3mm，水的 PH 值应在 6.0 9.5 范围内。 5、供水施救系统的日常维护要求 （1）供水施救进行挂牌管理，明确维护人员进行周检。 （2）周检管网是否跑、冒、滴、漏现象。 （3）周检阀门是否灵火。 （4）每月进行一次排放水，保证饮水质量。 （5）检查时发现问题应及时上报并做相应处理。 第四章 通讯联络 第一节 矿井通讯系统概况 该矿井生产能力660kt

49、/a，矿井通信系统包括行政通信和 生产调度通信。矿井办公楼内设通信交换机室，对矿井地面、 井下各用户进行行政、调度通信。矿井通信交换机与乔家湾乡 邮电所汇接，中继线采用6 芯光缆，架空敷设线路长5km。 本次 设计利用原有 JSY2000-06D 型矿用程控通信交换机 256 门，行政、调度合一。通信交换机设置在矿监控室 。在 矿办公楼、任务交待室、矿灯房、地面变电所、主斜井胶带机、 副立井绞车房、通风机房、地面生产系统、地面空压机站、锅 炉房、井下水处理站、二级泵站、主斜井、副立井热风炉房、 办公楼等设置电话机。用户数量22 个，通信电缆采用 HYA0.4 型市话通信电缆，敷设方式采用沿建筑

50、物外墙挂设方 式，至通风机房等偏远地点采用电杆架设方式。 矿井主工业场地与风井场地间设12 芯通信光缆，提供主 工业场地与风井场地之间行政及调度通信、计算机网络、安全 与生产监测监控、工业电视等信息通道。 光缆线路与电力线路同杆架空敷设。 第二节 井下通讯 一、下井电缆 下井 敷设两根矿用阻燃钢带铠装通信电缆，一趟从副 立井下井（ MHYVA-8020.8mm） ；另一趟从梯子井下井 （MHYVA-5020.8mm） 。两根电缆在井下进行联络，当任一 条电缆出现故障，可迅速转接保证井下主要电话用户的通信。 通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷装置。（见插图 4- 2-1） 二、井下通信 在井底

51、车场硐室、井下主变电所、主排水泵房、采区变电 所、大巷胶带机硐室、回采工作面、掘进工作面、胶带大巷胶 带机机头设置本安型调度电话机，通信电缆沿副立井 井筒敷 设至 西进风巷 交接箱，再经分线合引至各用户，用户数量 23 个。 三、直通电话 井下主变电所与地面变电所、副立井井口房与井底等候室、 井底煤仓上与井底煤仓下设有直通电话。井下主排水泵房、井 下主变电所、地面变电所，地面通风机房与矿调度室之间设直 通电话。矿井变电所至上一级变电所设专用的通信设施。 四、无线通信 根据山西省煤炭工业厅晋煤救发20101645 号文 “关 于推进全省煤矿井下安全避险六大系统 建设完善工作的 通知 ” ，按照国

52、家安全监管总局国家煤矿安监总煤装 2010146 号文 “国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建 设完善煤矿井下安全避险“六大系统 ”的通知 ”要求： “建 设完善煤矿井下监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、 供水施救和通信联络等安全避险系统（简称安全避险“六大 系统 ” ） ，全面提升煤矿安全保障能力” ，根据上述要求，为满 足东河煤矿井下的通信需要，选配一套KT105A 型井下无线 通信系统，以满足井下工作人员和维检，应急人员等便携移动 用户的通信需要。地面大、小基站设于行政办公楼生产调度室 内，并在调度室内配置有/无线交换终端，实现基站与便携台 之间，便携台与有线调度用户间通话。 无线

53、通信系统见图4-2-1。 图 4-2-1 无线通信系统 1、系统组成 该系统主要由 KY200 型语音软交换平台、 KT105A-J1 型 矿用本安交换机、 KDW660-12B2 型矿用直流稳压电源、 FHG- 7 矿用光纤耦合器箱、 KT105A-F1 型矿用本安基站等组成。 2、技术性能指标 其系统技术性能指标如下： （1）手机和基站间的直线传输距离不小于500m，单个 基站的直线覆盖距离不小于1000m（在平直大巷）。 （2）单基站同时通话手机数：16 部。 （3）手机可以连续支持通话时长：6 小时。 （4）手机待机时间： 70 小时以上。 （5）手机短信，一次最长可以发70 个汉字。

54、 （6）系统井下设备备用电池持续工作时间：2 小时。 （7）无线发射频率： 2.4GHz（工业自由开放频段） （8）无线通讯带宽： 54M，有线通讯带宽： 100M（可扩 充 1000M） 。 井下采用 KT105A-S（A）型矿用本安型手机，以及矿用通 讯电缆防爆分线盒。通信中心为入井电话分机配置FHG-7 型 矿用光纤耦合器。入井采用光缆，井下采用双绞芯线电缆连接。 五、井下广播系统 根据山西省煤炭工业厅晋煤救发20101645 号文 “关 于推进全省煤矿井下安全避险六大系统 建设完善工作的 通知 ” ，积极推广使用井下广播系统，发生险情时，要及时通知 井下人员撤离。 2011 年底前，全

55、省所有生产矿井要完成井下 广播系统的建设完善工作。 为保证煤矿企业遭遇突发性事件时，能以最简捷、最快的 途径通知井下作业人员，并指导相关人员紧急疏散或采取相应 安全措施，做到及时并有效的应急救援，选配一套 KTK113(B)煤矿井下语音广播系统 ，以满足 当井下发生重特 大突发事故时，由地面人员来迅速的通知、全程指挥、引导现 场所有受危险人员安全疏散、撤离；地面调度指挥中心工作人 员利用麦克风、迅速通过设在重点防护区域的大功率、受话半 径大的矿用隔爆兼本安音箱，以扩音喊话的方式对现场进行疏 散和疏导，指挥现场人员迅速、有序、安全撤离危险区域，最 大程度减少灾害救援过程中的次生影响。 同时在正常

56、情况下，利用本系统，在井下各地播放背景音 乐，新闻，宣传报道等，为井下工人提供音乐与安全知识教育， 从而提高煤矿安全生产意识，丰富职工的文化生活。 井下广播系统见图4-2-2。 图 4-2-2 井下广播系统 1、系统组成 该系统主要由地面广播主控设备、地面广播设备、井下广 播设备、光缆、电缆组成。 2、系统功能 分区广播：可同时对单区、多区和全部区域进行广播。 编程定时广播：可按作息时间定制广播节目，定时播放。 全体广播：可对所有终端进行广播。 紧急广播：拿起麦克风即可广播。 宣传广播：可播放背景音乐、领导讲话、语音宣传等。 录音功能 ：系统根据用户需求，对井下部分关键岗位的广 播进行选择录音

57、，并进行存储。 报警强插广播 ：系统通过数据接口，可自动接收报警信号 （如瓦斯和透水报警信号） ，当有报警时广播自动切入紧急信 号，系统将自动将录制好的报警音频信号强制输出至所需的区 域内，相应区域的背景音乐及其它广播全部切断，第一时间通 报发出告警信号，也可和人工紧急广播联动，组织指挥和疏导 人员安全撤离，避免人员伤亡和财产损失。 3、系统特点 煤矿安全预警及数字广播系统是专为煤矿开发，融合当今 前沿多媒体、通信、单片机等技术的新一代广播系统，具备传 统地面定压广播不可比拟的优点。 （1）高度集成化、智能化系统 系统配置高性能广播主机，可实现定时、定节目（内置 MP3） 、定分区的纯软件数字

58、自动播放。 （2）高品质的语音 专业的语音芯片设计，独特的机械、工艺设计，特别是两 个扬声器内置在井下广播分站内，做到声音洪亮，不失真。 （3）传输距离远 根据用户的不同需求，可以对数字音频信号进行远距离传 输。 （4）工程施工简便、易维护 地面采用传统的定向，每个区域，广播分站采用并联的方 式接在一对双绞线上即可，安装方便。 井下本安广播分站外壳由高强度PVC 材料组成，重量轻， 便于安装。本安广播分站之间通过一对双绞线以总线、树叉网 络的方式连接，并可增设信号出口，根据具体的需求任意添加 广播分站，安装简单、无需调试。并且两个广播分站之间间隔 最远可到 3km，满足了井下部分区域远距离传输

59、音频的技术要 求。 （5）良好的开放性与可扩展性 扩容时，无需购买主机设备，更无须对线路进行改造，仅 仅需要的是增加广播分站、电源、电缆即可实现对系统的扩容。 （6）可靠性、安全性高、可断电工作 由于井下音频传输采用数码传输方式系统不受外界电 磁干扰 可靠性 稳定性极高。井下广播 分站是本安型，可 以在工作面等环境中使用，提高了设备的安全等级。在井下发 生紧急情况时，隔爆兼本安电源在断电后，广播系统还能继续 工作 2 个小时，真正起到广播组织指挥和疏导人员安全撤离的 作用。 井下采用 KTK113(B)矿用本质安全型广播分站，以及矿用 通讯电缆防爆分线盒。入井采用光缆，井下采用双绞芯线电缆 连接。 第五章 矿井监控系统 第一节 矿井安全监控系统概况 一、矿井安全条件及安全监控系统 该矿井属低瓦斯矿井， 2#煤层属自燃煤层， 2#煤层有爆 炸危险性。该矿现有KJ90NB 型矿井监测监控系统1 套，本 次设计利用现有的监测、监控系统，增加并完善