煤矿生产系统概述1

矿井采掘工作面系统二O一三年十二月目录一．矿井巷道布置二．生产运输系统三．通风、监测监控系统四．供排水、防尘系统五．通信、工业电视系统六．压风、抽放瓦斯系统七．避灾救灾系统第一节矿井巷道布置矿井巷道分类1、开拓巷道：开拓巷道是为全矿井、一个开采水平或若干采区服务的巷道（如井筒、井底车场、主要运输大巷、回风大巷等）。2、准备巷道：为采区或盘区服务的巷道（如采区上下山、上下车场、采区石门等）。3、回采巷道：为工作面服务的巷道（如区段上、下平巷和开切眼等）。开拓巷道准备巷道回采巷道矿井巷道布置图巷道布置应遵守下列原则1、巷道层位选择必须以有利于巷道维护，减少维修工作量为原则。2、在时间和空间上应尽量避开采掘活动的影响，条件允许时，应将巷道布置在开采后所形成的应力降低区内。3、不能避开采动支承压力影响的，应尽量避免支承压力叠加影响，或尽量缩短支承压力影响时间。4、应布置在稳定的岩层或煤层中。5、相邻巷道或硐室之间选择合理的岩（煤）柱宽度。6、巷道的轴线方向应尽可能与井田主应力场方向和构造应力方向平行，避免与其垂直。开拓准备巷道尽可能避免沿断层布置。7、施工方便，尽量避免长距离单孔掘进。开拓巷道布置方式应根据煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件和矿井开拓、通风、运输方式等因素确定，并应符合下列规定：1、开采近距离煤层群，宜采用集中或分组集中运输大巷布置方式；煤层（组）间距大时，宜采用分层运输大巷布置方式。运输大巷应优先选择布置在岩石中。2、不得布置在有煤与瓦斯突出危险煤层中和严重冲击地压煤层中。3、当煤层无煤与瓦斯突出危险、无冲击地压，煤层顶底板围岩较稳定、煤层较硬、含水量较小，或自燃发火、高瓦斯煤层采取安全措施在技术可行、经济合理时，主要运输大巷及总回风巷可布置在煤层中。采区准备巷道布置方式•应根据煤层赋存条件、开采技术条件、采煤方法、采掘机械化装备水平、采区运输方式、采区设计生产能力等因素，经技术经济比较后综合确定。•开采煤层群时，采区集中运输巷、采区上下山（条带大巷或盘区大巷）等准备巷道采用集中或分组集中布置方式的，应优先选择布置在岩石中，当非突出煤层顶底板条件较好、煤层较硬、含水量较小、地应力较小时，也可以选择布置在非突出煤层中。回采巷道布置方式采煤工作面回采巷道一般采用机、风双巷布置，若不能满足通风、排水、瓦斯防治等要求，应采用多巷布置。开拓巷道准备巷道回采巷道矿井巷道布置图巷道支护形式应根据围岩性质、巷道用途及服务年限、巷道受采动影响程度等因素确定。岩石巷道宜采用光爆锚喷支护，煤及半煤岩巷道宜优先采用锚杆支护。井下机电设备硐室应采用不燃性材料支护。开拓、准备巷道断面准备、回采巷道断面锚网锚索联合支护技术参数（回采巷道）•沿煤跟顶掘进，断面为矩形•宽×高=4.8m×3m•根据具体岩层条件，支护形式采用锚网梁+锚索支护，主要支护参数如下。•顶板支护锚杆：φ22×2400mm，左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆•帮部支护锚杆：φ20×2000mm，右旋无纵筋等强全螺纹钢锚杆•帮部、顶部钢带梁：KTM3•锚杆间排距：800×800mm•锚杆锚固长度：700mm•锚固剂:中、快速树脂锚固剂，2370•锚索：φ15.24mm（17.8mm）×6500（7500、8500、9500）mm，具体长度根据顶板岩性探察孔资料确定。•锚索锚固长度：1400mm•锚索间排距：锚索采取五花型布置。•锚索托盘：250×250mm，厚度14mm的方形钢板，中间凸起呈球面。•金属网：长×宽=5000（3000）×1000mm，采用8#铁丝编织，网孔规格：40×40mm。•锚杆锚固力：≥100kN；锚索安装预紧力：100kN•锚杆安装扭矩：帮部≥150N.m顶板≥200N.m一、开拓系统第二节生产运输系统井下运输系统设计应遵守下列原则：1、运输机械化，系统简单，环节少，取消人工搬运。煤炭运输皮带化，辅助运输采用电机车，推广无极绳绞车或卡轨车，条件适宜的岩巷掘进采用系统出矸。2、上下环节运输能力相匹配，设备能力备用系数合理。3、便于设备运输、安装和检修，保证设备运行安全可靠。4、电气设备上方顶板要牢固，并不得有淋水，否则要采取措施。井下煤炭运输系统设计应符合下列规定：•1、主要运输大巷、采区上下山（条带大巷或盘区大巷）、采煤工作面运输顺槽等主要运输环节，应采用带式输送机运输，因巷道长度较短等不适宜采用带式输送机的，可采用刮板输送机。•2、开采缓倾斜煤层，采区上下山采用普通带式输送机运煤时，向上运输倾角不宜大于18°，向下运输倾角不宜大于16°。•3、减少运输、转载过程中煤的破碎及降低粉尘。•4、采区、工作面运煤路线应避免与轨道运输及行人路线相交叉，减少轨道和行人跨越输运机等不安全环节。运煤路线生产运输系统图井下辅助运输系统设计应符合下列规定：•1、采区上、中部车场采用甩车场布置形式，轨道下部车场与大巷之间要有足够的安全距离。•2、条件适宜时，采区上下山可与回采工作面顺槽组成连续辅助运输系统。•3、采掘工作面优先采用无极绳绞车或卡轨车连续运输，减少小绞车运输。小绞车运输时，摘挂钩地点必须设计足够的平车场。•4、人员上下的主要倾斜井巷，垂深超过50m时，应采用机械运送人员。长距离、大垂高的采掘工作面须采用机械运送人员。•5、掘进工作面有条件采用皮带运送物料的，可采用皮带运送。岩石平巷掘进工作面，当人工推车距离超过300m时，要采用机械运输方式。•6、采掘工作面必须设计煤、矸分装分运系统。行人运料路线辅助运输系统图第三节通风、监测监控系统•矿井通风方式：机械通风、自然通风•掘进工作面通风：抽出式、压入式、混合式压入式抽出式混合式通风系统•掘进工作面风量计算：•1、按瓦斯涌出计算：•Q=125×q×k•式中：Q--掘进工作面实际需要风量，m3/min。•q--掘进工作面回风流中瓦斯绝对涌出量。•K--瓦斯涌出不均衡的通风系数，取1.7。•2、按掘进工作面同时作业的人数计算：•Q=4×Nm3/min•式中：N--掘进工作面同时工作的最多人数，取30人•3、按风速进行验算：•V＝（Q/60）/S•0.25m/s＜V＜4m/s符合要求•4、局扇及风筒选型：•通风方式：采用压入式通风•局扇工作风量：Qf=p×Q•式中：Qf--局扇的工作风量，m3/min；•p--风筒进出风量比，一般取1.1～1.2；•Q--掘进工作面实际需要风量，m3/min。•5、局扇工作风压：•hf=Rp×Qf/60×Q/60×L/100•式中：hf---局扇工作风压，pa；•Rp---风筒百米风阻，NS2/m8，取60～80NS2/m8；•Qf---局扇的工作风量，m3/min；•Q---掘进工作面实际需要风量，m3/min；•L---通风距离，m。•根据以上计算，由局扇的工作风量、风压，工作面的风量计算，参照BDJ-Ⅱ型对旋风机主要参数以及通风距离，选用风机BDJ-Ⅱ（15KW×2）和配用电机。•6、风筒型号：选用Ф800mm胶质风筒。新鲜风乏风掘进工作面通风系统图新鲜风乏风掘进工作面通风系统图•采煤工作面风量计算：•1、采煤工作面按瓦斯涌出量确定需要风量，公式为：•Q采＝125×qCH4×K，m3/min•式中：Q采---采煤工作面实际需要的风量，m3/min•qCH4---回风巷风流中瓦斯的平均绝对瓦斯涌出量。•K---采煤工作面瓦斯涌出不均匀通风系数，取1.8。•2、按工作面温度选择适宜的风速进行计算：•Q采＝60×V采×S•式中：V采---采煤工作面风速，取1.1m/s•S采---采煤工作面的平均断面积。可按最大和最小控顶断面积的平均值计算。•⒊按采煤工作面同时作业的最多人数计算实际需要风量：•Q采＝4×N，•式中：N---采煤工作面同时工作的最多人数，取80人。•4.按风速进行验算：•V＝（Q/60）/S•0.25m/s＜V＜4m/s符合要求•经过比较、验算，最后确定工作面风量为1054m3/min。新鲜风乏风回采工作面通风系统图监测监控系统掘进安全监控设计•1、监测仪型号：KJ90-F16（Ａ）•2、甲烷传感器型号：KG9001C•3、甲烷传感器安装数量；2台•4、甲烷传感器安装位置：•T1距掘进工作面迎头不大于5m；•T2距掘进巷道回风流与全风压风流混合处10～15m；•5、掘进工作面甲烷传感器：报警点、断电点、复电点•T1报警点≥1.0%断电点≥1.0%复电点＜1.0%•T2报警点≥0.8%断电点≥0.8%复电点＜0.8%•6、甲烷传感器断电范围：•T1、T2断电范围：掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。采煤安全监控设计•1、甲烷传感器型号：KG9001C•2、甲烷传感器安装数量；3台•3、甲烷传感器安装位置：•T0采煤工作面上隅角；T1距采煤工作面10m;•T2采煤工作面回风流与全风压风流混合处10~15m;•4、掘进工作面甲烷传感器：报警点、断电点、复电点•报警瓦斯浓度：T0≥1.0%T1≥1.0%T2≥0.8%;•断电瓦斯浓度：T0≥1.0%T1≥1.0%T2≥0.8%;•复电瓦斯浓度：T0＜1.0%T1＜1.0%T2＜0.8%;•5、甲烷传感器断电范围：•T0、T2工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备;T1工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备。监测监控电缆传感器调度室、通风队监测监控系统图排水系统设计应符合下列规定：1、采区排水系统应尽可能实现自流排水，采用设备排水的，应减少多级排水，水害威胁较为严重的采区，应布置专用泄水巷。2、采区水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。3、采煤工作面设计时，对受上覆松散层含水层、砂岩裂隙水、灰岩水威胁的采煤工作面，涌水量达到150m3/h及以上的，应实现自流排水，不能实现自流排水的，必须设计专用泄水巷；涌水量小于150m3/h的，不能实现自流排水的，必须设计具备足够排水能力的排水设施及设备。4、在采煤工作面回采或巷道掘进过程中，实际涌水量达到150m3/h及以上时，必须补充设计专用泄水巷。第四节供排水、防尘系统供水排水供水系统图供水排水中央水仓地面排水路线图防尘系统一、掘进防尘1、煤巷实行一道喷雾，半煤巷两道喷雾，岩巷三道喷雾，并要保持正常使用。全断面喷雾距掘进工作面迎头不大于30m。巷道掘进必须采取湿式钻眼、冲洗巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装煤洒水、净化风流、以及个人防护戴口罩等综合防尘措施。2、距离工作面60～200m设置防尘隔爆水袋，存水量不少于200L/m2，保证水袋数量齐全，水量充足。3、运输机各转载点喷雾完好，正常使用。二、采煤防尘1、采煤工作面要完善防尘系统及防尘设施。机巷管路每隔50m，其它巷道每隔100m，应设三通阀门，转载点及硐室口，巷道交叉口也都应设三通阀门，防尘管路应吊挂牢固。2、工作面必须采取煤层浅孔高压注水、喷雾洒水等防尘措施。3、采煤工作面、机巷转载点、溜煤眼上口必须安设喷雾装置。采煤工作面进回风巷距上下出口不超过30m内安设两道净化风流水幕，水幕应封闭全断面，灵敏可靠，雾化好，使用正常，工作面进回风巷必须定期清扫或冲洗煤尘，并清除堆积的浮尘。4、采煤工作面的上下风巷，距工作面60～200m的范围内安设隔爆水袋，水袋进行挂牌管理，定期检查，保持完好。供水管喷雾防尘系统图调度通信系统1、在主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、上下山绞车房、水泵房、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室和采掘工作面以及采区、水平、矿井的最高点，应安设电话。2、掘进工作面距迎头50m范围内，应安设电话。采煤工作面机、风两巷端头50m范围内，应分别安设电话。采掘工作面巷道长度大于1000m时，在巷道中部应安设电话。3、井下避难硐室（救生舱）、井下主要水泵房、井下中央变电所、突出煤层采掘工作面、爆破时撤离人员集中地点、矿井地面变电所和地面通风机房等地点，必须设有直通矿调度中心的电话。4、矿长、总工程师、副矿长、安全监察部（处）、救护队、医院、车队等必须设有直通矿调度中心的电话。第五节通讯、工业电视系统通讯线电话小灵通基站扩音电话调度室通讯系统图矿井视频监控系统为能实时、直观地了解矿井各主要环节的生产