矿井系统优化设计说明书

1矿井系统优化方案设计说明书山东明兴矿业有限公司二○○九年二月2设计编制人员：张照发、巩玉才、李树宏、李光、陈庆申、肖波、董仕奎、路万柱、陈平设计负责人：公建伦3目录系统优化方案总说明................................5第一章地质说明书...............................10第一节概况.....................................10第二节采区地质.................................10第三节采区构造.................................11第四节煤层与煤质...............................12第五节采区水文地质条件.........................15第六节储量计算.................................19第二章矿井主要生产系统现状......................20第一节提升系统..................................20第二节通风系统..................................20第三节矿井排水系统..............................20第四节矿井供电系统..............................21第五节井下采掘生产情况..........................21第六节运输系统..................................21第七节原七采区下组煤、扩大区设计说明.............21第三章矿井开拓优化方案的确定.....................24第一节开拓开采优化方案的提出....................24第二节开拓开采优化方案确定的原则................24第四章采区开采.............................31第一节采煤方法、机械装备.......................31第二节采煤工作面支护设计.......................334第五章二级主暗斜井提升绞车选型..................35第六章二级副暗斜井皮带机选型....................37第七章-565泵房排水设备选型.....................43第八章七采区11层供电、设备选型.................49第九章矿井通风..................................55第十章主要经济技术表..........................６９第十一章安全技术措施..........................７０5系统优化方案总说明一、概况小港煤矿于1969年建矿，1979年投产，当初设计能力为21万吨/年。矿井先后经两次扩界形成目前的井田面积。最后一次扩界是2004年完成，也就是现在扩大区范围，矿井东西长4公里（不包括西翼），南北长1.34公里，开采深度为124-924m。矿井开拓方式为立井、斜井混合式开拓。有1对竖立井，一个斜井，分别都是由地面延伸到-50水平。矿井有一对立井进风，直径4m，井深226m，主立井装备2JK-2.5/11.5提升机及QJLGA/4.5三吨箕斗提升，副立井装备2JK-2.5/20提升机及一吨单层单车单罐笼，东风井回风，坡度24o，长度657m。矿井通风方式为中央分列式通风，配备G4-73-11№-25D离心式扇风机二台，配用电机310kw，矿井最大进风量为4700m3/min，目前矿井通风能力51.3万t/a。现矿井需风量为4400m3/min，等积孔为1.87m2，。采煤方法采用走向长壁式炮采，见四回一全部垮落法管理顶板。主要开采二叠系山西组的2、4、6层和石炭系太原组的11、13、15、16层煤。其中2、4层只有扩大区还没有进行开采，下一步重点开拓扩大区2、4层、七采区11、13、15、16层。截止到2008年底，我矿保有地质储量3116.1万吨；可采储量1920.2万吨。目前，我矿两个水平准备及生产，一个是-400水平，也是我矿主采水平，该水平有六采、七采两个采区，共有3个工作面；另一个准备水平为-310水平，是矿井最后一次扩界范围，目前扩大区西翼的开拓巷道已完成，正在加紧对回采巷道的掘进，预计在09年11月份完成对工作面的布置。6二、目前存在的问题1、我矿是一个建矿40年的老矿，先后经两次扩界，形成现在的井田面积，每次扩界后，矿井进行一次技术改造。建井初期，矿井第一水平就设在-50水平，以后随井田扩大采用暗斜井形式逐级向下延伸，第一级延伸到-310水平，第二级延伸到-400水平。目前-400水平有六采区、七采区生产，其中六采区主运输基本实现皮带运输，但从采区下山到地面共有8级运输；辅助运输为串车提升，共有5级，中间周转车场4处。七采区即将结束，接续采区为-310水平的八采区。八采区主运输系统也将实现皮带运输，共有6级运输，辅助运输有3级提升，中间周转车场2处。提升环节多。2、目前我矿所使用部分巷道设计断面都较小（回风井的断面局部只有5.3m2），随着矿井采用多水平开拓延伸，势必造成通风线路长，风阻高，2008年通风阻力测定为2700Pa,目前我矿进风量为4700m3/min，需风量为4400m3/min随着开拓延伸，矿井通风最长线路达5000m。3、目前我矿采区分散，机电设备硐室较多，共有17个，其中配电硐室井下就有8个。4、目前开采的六采11层还有40吨储量，必须马上安排新采区的开拓，原六采区划定的范围面积较小，各区段推进距离平均只有500m左右，不利于机械化生产。需重新调整采区划分及新的开拓方案。5、扩大区西翼上组煤开拓巷道已基本完成，现在正在完善工作面的回采巷道布置，由于上组煤2层受风氧化面积较大，再加上上部靠近断层，可采储量7势必损失较多，原划定的采区范围走向长度只有600m左右，再加上有西翼风化的影响，走向长度进一步减少。三、通过矿井优化需达到的要求1、能够形成集中生产，减少目前提升运输复杂环节。2、使矿井通风系统达到大大改善，提高通风能力，由现在的51万吨，提高到65万吨，使矿井通风阻力控制在2000pa以下。3、新系统优化，要更能利于下组11、13、15层煤的开拓。4、新系统优化，要充分考虑矿井的正常接续，实行边生产，边改造。5新系统优化，要充分考虑能够使用原巷道，从而减少工程量。6、新系统优化，要减少目前硐室配置。四、矿井优化方案1、风井优化方案2004年我矿取得扩大区开采权，经山东科技大学设计，在开采扩大区东翼时需打立井回风，风井由地面延伸至-310水平，深500m，也作为以后扩大区的一个安全出口。风井坐标为X=3980633.17,Y=20558587.92。根据实际调研，由于立井对应地面工业广场为基本农田（4.988亩），征地难度大，时间长，立井施工难度大，费用高，作为一个安全出口，还必须设梯子间，无疑投资费用将进一步增大，另外工业广场分散，也不利于管理。通过认真研究，结合矿井今后的优化发展，决定还是利用现在的回风井地面工业广场，掘进斜风井，由地面按坡度8-25°,方位57.5°掘下山至-265位置，全长1040m。斜风井施工难度大大降低，地面建设费用大大减少，同时斜风井作为一个安全出口更利于人员快速撤离。2、六采、七采区优化设计方案六采11层还有40万吨储量，七采区上组煤还有7万吨储量，都面临新采区的开拓，原设计六采、七采下组煤分两个采区开拓，但随着机械化程度的提高，原采区的划分已不适应当前开采的需求，为形成集中生产，减少巷道开拓量，根据井田分布情况，对六采、七采系统进行优化设计，从-310水平分别掘进二级主、副暗斜井至-565水平，该两条暗斜井分别穿过11、13、15层煤，形成对下组煤的开拓开采，同时将原六采、七采合并为一个采区（七采区），形成双翼采区，从而减少一个采区的巷道开拓、准备工程量。采区储量增至260万吨。3、扩大区优化设计方案扩大区可采储量923.4万吨，其中上组煤2、4层可采储量410万吨，原设计是先回采扩大区西翼2、4层，再在扩大区中部布置下山形成双翼采区。根据实际揭露靠近扩大区西翼2层有风化现象（面积11400m2），向东翼煤层比较正常，但2层煤为复合顶板，2层与1层煤相距0.4-1.6m，顶板稳定性较差，易冒落，现揭露煤层赋层较稳定，就是顶板难以控制，经研究决定在扩大区采用综采。既解决顶板难以控制的隐患，又提高机械化水平，使回采工艺改进一步到位。为此对扩大区原设计方案进行修改，利用现有的开拓巷道形成单翼采区，使区段走向长由原来600m增加到现在的1500m，单面储量由18万吨提高到409万吨。单翼采区不但减少开拓准备工程3550m，也减少工作面的搬家次数，更能发挥机械化采煤的安全高效的效果。五、矿井优化后效果1、生产布置通过系统优化后，形成东（扩大区）、西（七采区）两翼各一个工作面开采，使扩大区2、4层上组煤与七采区下组煤11、13、15层相互配采，提高煤质，同时矿井的生产能力由现在的42万吨/年提高到60万吨/年，实现稳产高产。2、通风系统通过系统优化后，矿井通风条件将得到大大改善，形成主副井、原东风井，主、副暗斜井、行人下山三条巷道并联进风，改变原来通风设施多，漏风多局面，减少通风距离，扩大通风断面，降低风阻，通过计算优化后风阻减少为1911Pa等积孔为2.02m2.矿井需风量减少为4166m3/min，总进风量为4375m3/min。3、提升运输系统优化后两翼采区提升、运输分别集中到-310水平，通过主、副暗斜井集中提、运到-50水平，再通过主、副井提到地面。4、供电、排水系统优化后供电由-50配电所至-310配电所，再由-310配电所分别给七采区、扩大区供电。排水将由七采区及扩大区下部水仓排到-310水平，再由-310泵房集中排到-50泵房，供电、排水系统更加简单。10第一章地质说明书第一节概况一、目的新泰市小港煤矿始建于1969年6月，自行设计、施工建设，设计年生产能力21万吨,2003年核定生产能力为30万吨。2001年委托山东科技大学编制了生产矿井地质报告.随着矿井开拓生产的需要,对小港、大港村庄下压煤进行开采。于1996年原山东省煤炭局以鲁煤生(1996)32号文批复了东翼技术改造方案设计(包括七采上组煤特采设计)。为了求得较大经济效益，委托山东科大学进行庄下采煤设计。二、位置与地表七采区位于小港、大港庄煤柱下方开采保护煤柱内。北边为F22-2断层，西边、南边为井田边界，与泰山能源有限责任公司翟镇煤矿为邻，东边与本矿八采区为邻。地表为农田及大港庄，还有本矿风井机房(风井地表标高+182.8米)，地表标高为+170米左右，建筑物有土坯房、砖瓦房及二层楼房。三、周边矿井的开采情况七采区南部、西部与翟镇煤矿井田相邻；靠近南部边界的翟镇煤矿上组煤2、4煤已回采完毕，下组煤尚未开采；靠近西部边界的翟镇煤矿2、4煤大部风化不可采，下组煤已布置回采51101工作面。第二节采区地质一、地层1、第四系（Q）厚度0.5～5.50m，主要为洪积和冲积所形成的砂砾石层和黄土层，砂砾石层分布于山丘附近，而黄土层则主要分布于山间平原和汶河两岸，与下伏老第三系管庄组呈不整合接触。～～～～～～～～～～不整合～～～～～～～～～～2、老第三系（E）管庄组（E2）为一套不含煤的紫红色陆相碎屑沉积，俗称“上红层”或“新红层”，厚度变化很大，可切割老红层，对煤系地层造成破坏，最大厚度可达600m。可分为上下两段，上段为紫红、灰黑色泥岩、粘土岩、砂岩、夹砾岩和泥灰岩；下段主要以河湖相的紫红色砂岩、砾岩为主，夹粘土岩、泥岩等。与上覆、下伏地层均呈不整合接触。～～～～～～～～～～不整合～～～～～～～～～～3、二叠系（P）（上石盒子组剥蚀）11下石盒子组（P12）为一套以绿、黄