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1、汝州市瑞平朝阳煤业公司汝州市瑞平朝阳煤业公司开采初步设计开采初步设计说说 明明 书书 汝州市瑞平朝阳煤业有限公司二一年九月汝州市瑞平朝阳煤业公司汝州市瑞平朝阳煤业公司开采初步设计开采初步设计说说 明明 书书工程编号:工程编号:工程规模:工程规模:0.15Mt/a矿矿 长:长:总总 工工 程程 师师:项项目目负负责责人人:汝州市瑞平朝阳煤业公司二一年九月目 录第一章第一章 矿井基本概况及地质特征矿井基本概况及地质特征.1第二章第二章矿井(采区)布置及装备矿井(采区)布置及装备.18第一节矿井(采区)储量计算 .18第二节 矿井(采区)设计生产能力及服务年限.20第三节 矿井(采区)开拓方式.21
2、第四节 采煤方法及采掘工作面机械装备.24第五节矿井(采区)运输系统及装备 .32第六节供电、排水系统 .35第七节 矿井(采区)通风系统 .41第八节检测监控系统 .43第九节 洒水降尘及防灭火系统.55第十节 压风系统.67第三章第三章 矿井(采区)巷道掘进矿井(采区)巷道掘进.71第四章第四章 矿井(采区)风量计算与分配矿井(采区)风量计算与分配.74第五章第五章 技术经济分析技术经济分析.87第一章 矿井基本概况及地质特征第一节第一节 井田概况井田概况一、位置交通1、 地理位置及交通汝州市朝阳煤矿位于汝州市小屯镇李二堂村西 500m,行政区划隶属汝州市小屯镇,北距汝州市 30km,东距
3、 207 国道 2.5km,距平顶山至洛阳公路 4km,紧邻焦枝铁路,朝川至蟒川公路从矿区通过,交通条件便利。见交通位置图 交通位置图交通位置图二、井田自然地理本井田为汝州煤田一部分,矿区地势呈北高南低,西高东低,井田内地面标高+227.0+246.0m 之间,相对高差 19m 左右。向东逐渐过渡为平原,北、西、南三面环山,均属低山丘陵区。区内可分为山区、岗区、平原,山区属伏牛山东部余脉,山体呈北西西向延展,比较高的山有暴雨山、鹿山等,山区与平原之间为岗区,地形起伏不平呈缓坡状。矿区内有一条西南东北向季节性小河流通过,泄水条件良好,矿区内无重要建筑物。三、气象据汝州市气象台记录,本区平均年降水
4、量为 772.7mm,最大降水量 1235.5mm,最小降水量为 550mm,而且多集中于 79 月份,降水量相当于全年降水量的 60%以上。年平均风速 2.9m/s,最大风速 24m/s,冬季多西北风,夏季多东南风。年平均气温 14,极端最高气温 42,极端最低气温为-11.7。当年 10 月至第二年 3 月上旬为霜冻期,最大冻土深度为 22cm,属大陆性季风气候。该区属淮河流域,主要有汝河,地表冲沟发育,且多为干沟,只在雨季有短暂水流,雨后即干。四、地震据史料记载,公元前 519 年至公元 1942 年的 2461 年间,平顶山其发生地震 84 次,河南省发生的八次大地震中七次对该区有较大
5、破坏。其中五次发生于 1522 年 1 月 28 日、1524 年 2 月 14 日、1556 年 1 月、1558 年和 1820 年 8 月 4 日,有民舍倾覆。依据国家地震局编制的地震裂度区划图和武汉地震测绘大队资料,平顶山矿区地震裂度为六度。五、电源、水源电源:采用双回路供电线路,分别引自汝州市朝川变电所17#、19#盘,电压等级 6kV,一用一备。水源:自备井。六、区域经济和建设材料本区域属经济欠发达地区,目前仍以农业为主。近年工业发展较快,采矿业发展尤为迅速。农作物以小麦、玉米为主,其它杂粮,经济作物为辅。本区建筑材料除木材、金属材料外,水泥、石子、砂、砖瓦均可本地生产。第二节第二
6、节 地质特征地质特征一、井田地质构造(一)区域地质构造汝州煤田的沉积环境和平顶山煤田类似,在区域地质构造上部处于豫西的北西西向拗褶带(伏牛山)和东西向拗褶带(嵩山)交汇位置,其特点是断裂构造多,褶曲形态变化大,地层和含煤建造情况都与平顶山矿区的地层结构大体相同,断层和地层走向以 NW向为主,地层的倾向多为 NE 向为主;所不同的地方主要是第三系和第四系沉积层薄,二叠系晚期和三叠系的地层缺失。(二)区域地层该区地层发育了自寒武系以来的石炭系、二叠系及第三、四系等地层,按自上而下的顺序描述如下:第四系 Q:上部为土黄色紫红色的砂质黏土,下部为松散状碎石。局部为黄土,厚度 030m。第三系 R:由紫
7、红色、灰绿色砂质粘土夹砾石组成,半固结状,砾石的原岩为安山岩、石英岩,厚度 0-30m。二叠系 P:1、上统上石盒子组,主要为砂质泥岩、泥岩、煤及砂岩等组成,本区按照自下而上的顺序可分为四个含煤组:(1)第一含煤组,由砖灰色砂质泥岩、泥岩、灰白色细粗粒砂岩和煤层组成,泥岩中一般含铝土质,见黑色及紫色斑块。本组一般含煤 3-8 层,底部有一层灰白色细粒石英砂岩作为与下石盒子组分界。 (2)第二含煤组,以灰色泥岩,砂岩为主,夹有薄层砂质泥岩和煤层,一般含煤 12层。底部常有一层灰白色、中厚层状的中细粒砂岩作为与 12 煤组的分界线。 (3)第三含煤组,以灰色、杂色泥岩和砂质泥岩互层,一般含煤 23
8、 层。泥岩具鲕粒,富铝土质,有紫班。下部普遍存在一层灰白色、厚层状的中粗粒长石石英砂岩,底部往往含砾,是良好的标志层,通常称为“田家沟砂岩” 。厚度约为 13.0m。 (4)第四含煤组,以浅灰色、灰白色泥岩和砂质泥岩为主,中间夹灰白色砂岩,一般含煤 1-2 层。2、下统下石盒子组,其上部为灰色的砂质泥岩,中部为大紫红红色的泥岩,下部为灰色的砂锅窑砂岩,厚度 22.442.7m,平均厚34.1m。3、下统山西组,主要为绿灰灰色的砂质泥岩,泥岩,香炭砂岩,大钻砂岩,已(即二煤)煤组等。厚度 4365m。石炭系 C只有上统的太原群,可分为三段。 (1)下部灰岩段:由 13 层浅灰、深灰色薄层灰岩夹砂
9、质泥岩、砂岩和 14 层薄煤层组成,灰岩含泥质高,一般为煤的顶板,在朝川矿区渐变为砂岩,砂质泥岩或泥岩。 (2)中部砂质泥岩段,以浅灰色、灰白色泥岩和砂质泥岩及中细粒砂岩为主,夹灰岩和薄煤层一层。 (3)上部灰岩段:以浅灰、深灰色及灰黑色中厚层状灰岩、燧石灰岩及砂质泥岩、砂岩和煤层组成,一般夹灰岩 27 层,煤层 45 层。本层总厚度 42.5-97.8m,平均厚 68m,顶部有一层硅质泥岩或薄层灰岩,作为与山西组的分界。寒武系主要为上统的白云质灰岩和下统的泥岩、页岩。厚度巨大(大于 500m) ,构成煤系的基底。(三)矿井地质该矿主要开采二1煤,井田范围内为一单斜构造,地层走向为北 81西,
10、倾向北 9东,倾角约 25,矿井范围内的小断层较多,断距小于 3-5m,对矿井开采影响较大的断层未见。二、井田地层井田内发育地层与前述区域地层一致。在此不再赘述。三、井田构造由河南省煤田地质局四队 2004 年 4 月提交的河南省平顶山市汝州朝阳煤矿资源储量核查报告知,本矿边界断层及矿井内断层要素特征如下:1、F26正断层:位于矿井北东边界处,走向 125,倾向 35,倾角 70左右,地层落差 140m 左右,该断层基本得到控制。矿井内延伸长度约 800m,于本矿西北边界附近被 F27正断层所切割。对本矿开采有一定的影响。2、F27正断层:位于矿井北西边界处,走向 30,倾向 300,倾角 7
11、0左右。地层落差 120m 左右,该断层基本得到控制。矿井内延伸长度 490m,对本矿开采有一定的影响。3、F10正断层:位于东南边界处,走向 25,倾向 115,倾角 50,地层落差 80m 左右,12-65 钻孔遇到,控制程度一般。矿井内延伸长度约 80m,对本矿开采影响不大。4、F29正断层:位于矿井西北部,走向近东西,倾向北,倾角 50,地层落差 20m 左右。矿井内延伸长度约 60m,对本矿开采影响较大。5、F28正断层:位于本矿北部边界外,走向 25,倾向 110,倾角 70左右,地层落差 80m,不影响本矿开采。上述 F26、F27、F10三条边界断层的切割影响,使本矿井成为一个
12、地垒。结合矿区构造特征,本矿构造复杂程度应为中等构造。四、煤层和煤质情况(一)煤层朝阳煤矿开采二1煤层,矿井内二1煤层产状比较平缓,倾角25左右,产状变化幅度较小,煤层厚度较稳定。井田内主、风井和巷道揭露煤层厚度为 23.36m,平均煤厚 2.68m,煤层结构简单,一般不含夹矸或含有一层夹矸,夹矸多为泥岩,厚 0.1m 左右。煤层埋深 150345m 左右,煤层开采底板标高深度为+110-110m。(二)煤质1、物理性质及煤岩特征二1煤层多呈油脂光泽,组织疏松,层理不甚明显,呈参差状断口,硬度为 12 度,易于风化,呈粉状产出。煤层显微结构多呈均匀状,部分为条带状。煤岩成份主要由亮煤和少许丝炭
13、所组成,亮煤以透明基质为主,不透明基质含量较少,矿物杂质含量较多,主要为方解石。煤层上部少许原生矿物多呈细粒状分布在不透明基质体中,中、下部煤层之次生矿物,多于煤层裂隙中充填。煤岩类型应属亮煤型,焦煤变质阶段为陆植煤类。矿物杂质含量较少,且属次生矿物,洗选比较容易。2、化学性质及工艺性能二1煤属中灰、低硫、低磷、高发热量的焦煤,适用于炼焦用煤、工业动力或民用煤。其化验结果见下表:二1煤层煤质化验结果表Ad(%)Vdaf(%)Y(mm)Mad(%)St.d(%)Qgr.vd(MJ/kg)煤牌号16.1621.623.001.51.3129.4焦煤五、矿井水文地质(一)区域水文地质汝州煤田位于河南
14、省南部,伏牛山区以北,东临宝郏盆地,向东逐渐过度到平原,四周受断层的切割,形成相对独立或封闭的水文地质单元。同时,断层十分发育,受其中一些大的阻水段断层(如走向呈北西-南东)的影响,开采同一层煤的相邻矿井之间涌水量存在明显悬殊(如鑫达矿正常涌水量不足 5m3/h,而位于其东侧的支农二矿正常涌水量达到 30m3/h,最大涌水量达到 50 m3/h) ,区内地势多呈低缓的丘陵,植被稀少,第四系覆盖层薄,不利于大气降水的入渗补给地下水,所以,该区的地下水以静储量为主,大气降水和季节性河流的补给资源量(即动储量)十分有限。在长期的采矿活动中,也没有进行过有计划的疏干放水,有的只是在突水或淹井之后,才被
15、迫进行了一些疏干放水工作,致使地下水水位仍然居高不下,从而不断有大突水及淹井事故发生。2000 年临近的朝川矿(隶属于平煤集团)就发生了一起较大的突水事故,导致采区被淹。(二)区域含水层(组)1、含水层(组)碳酸盐类岩溶裂隙含水层(组) 。岩溶裂隙含水层包括寒武系的白云质灰岩、石炭系太原群灰岩。其中寒武系的白云质灰岩构成煤系地层的基底。在煤田的西及西南部出露,浅部的岩溶裂隙发育,为大气降水补给地下水提供了条件,也是矿井水的主要补充水源。抽水试验的单位涌水量q=0.0024l/s.m,渗透系数 k=0.0129m/d,水质类型 HCO3-CaNa,矿化度 0.190.5g/l。石炭系太原群灰岩总
16、厚度 54.080.2m,含灰岩 711 层,浅部的岩溶裂隙发育,最顶部的主要含水层 L8灰岩距离已17(即二1)煤 1035m,属于其底板直接充水含水层。下部灰岩段的单位涌水量 q=0.173l/s.m,渗透系数 k=2.98m/d,水质类型 HCO3-CaNa,矿化度 0.190.5g/L;上部灰岩段的单位涌水量q=0.0001927.419L/s.m,渗透系数 k=0.001595.07m/d,水质类型HCO3-CaNa,矿化度 0.190.5g/L。碎屑岩类型裂隙含水层(组):包括二叠系的砂岩裂隙层状含水层:二叠系各煤层之间均有砂岩裂隙层状含水层存在,属于开采时直接充水含水层,并且大占
17、砂岩、香炭砂岩、砂锅窑砂岩、田家沟砂岩厚度较大,分布也较稳定,各含水层之间有砂质泥岩、泥岩相隔,一般无水力联系,各砂岩含水层补给不良,从大量生产矿井的开采实践看,砂岩裂隙含水层未造成灾害性的突水事故。对大占砂岩、香炭砂岩的钻孔抽水试验结果是:单位涌水量 q=0.02580.5L/s.m,渗透系数k=0.011511.08m/d,水质类型 HCO3-CaNa。松散岩类孔隙含水层:该区的某些矿井范围内,常常有河床相的砂砾石,它们也常常成为基岩地下水或矿井水的补给水源之一。2、隔水层寒武系下部泥岩隔水层为寒武系下统馒头组,岩性主要为泥岩、页岩。该组岩层厚度较大,分布也较稳定,为一良好的区域隔水层,构
18、成煤系下部岩溶裂隙含水层的底界,厚 47m,平均 5.50m。石炭系太原群底部铝土泥岩隔水层:该层在太原群底部普遍存在,岩性主要为铝土质泥岩,局部含铝土矿,厚度在 1.515m 之间,层位稳定,隔水性能强,但沉积厚度变化大,正常情况下可阻隔上下含水层之间的水力联系,在厚度变薄处则难以起到隔水作用。各煤层之间泥岩隔水层:在石炭系太原群以上各煤层之间,普遍存在着的砂质泥岩、泥岩,厚度在 535m 之间,层位稳定,隔水性能强。(三)地下水的补给、径流与排泄条件基岩地下水在天然条件下,从露头区由浅部向深部补给,其补给来源主要为大气降水和地表水,它通过第四系松散层和基岩露头区入渗补给各个裂隙含水层。其次
19、通过导水断层带产生的越流补给,地下水的径流方向自西北向南东,通过生产矿井抽到地面排泄。第三是采煤引起的地面裂隙为大气降水入渗补给各个裂隙含水层创造了条件。六、井田水文地质1、含水层寒武系的白云质灰岩岩溶裂隙含水层为已、庚(二煤和一煤)煤底部的间接充水含水层,岩溶发育程度较差,距离已17煤层远(大于 70m) ,一般不会对矿井生产产生威胁,除非有大型的导水断层或处于向背斜的核部。并距离庚煤近,威胁才大。石炭系太原群灰岩岩溶裂隙含水层为已煤底部的重要充水水源,可分为上部灰岩段暨直接充水含水层(L7L11) ,下部灰岩段暨间接充水含水层(L1L4) ,总共含灰 711 层,其顶部的主要含水层(L8
20、灰岩) ,厚度一般在810m,裂隙发育,含水丰富,距离已1 煤 1035m,是开采过程中的最主要出水水源。它同时也是庚(即一)煤的直接顶、底板和直接的充水水源。已煤段顶板砂岩裂隙含水层。该煤段的直接充水含水层为大占砂岩,厚度在 417m 之间,平均厚度 11m;间接充水含水层为香炭砂岩,厚度在 115m 之间,平均厚度 8.6m。2、隔水层太原群底部铝土泥岩隔水层此铝土泥岩塑性好,层位稳定,分布广且隔水性强。在煤层开采过程中起到阻隔寒武系灰岩与太原群灰岩岩溶裂隙含水层之间水力联系的作用。太原群中部砂质泥岩隔水层它处于 L4L6灰岩之间,岩性为砂质泥岩、泥岩和薄层灰岩,厚度变化大,两极值 830
21、m,平均厚度 18m,一般情况下可起到阻隔太原群上下灰岩段之岩溶裂隙含水层水力联系的作用。但受断层和高压水头的影响,常常可以发生越流补给上部灰岩段之地下水。太原群顶部隔水层在太原群顶部的第一层灰岩与二1煤层之间,赋存有泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和砂岩,沉积不稳定,岩性和厚度变化大,厚度一般在 313m,很难阻隔太原群灰岩岩溶裂隙水突入矿井。各煤层之间的泥岩隔水层太原群以上各煤组之间,均存在泥岩、砂质泥岩相对隔水层,厚度一般在 525m 之间,该类岩石透水性差,可塑性强,具有较好的隔水性能。3、地下水动态变化状况该区长期以来没有建立地下水动态观测系统(朝川矿区也是从2000 年以后才开始建观测孔,但
22、仅有 23 个,且观测时间很短) ,现有的矿井涌水量观测资料也不十分准确和系统,所以,严格地划分各个矿井的地下水动态类型比较困难,只能从矿井涌水量的季节变化幅度来说明。总体来讲,所有矿井受降水的影响都是比较明显的,而量值或幅度的大小则说明其对矿井安全的危害程度及是否具有破坏性。七、矿井充水分析充水因素分析大气降水大气降水是矿井充水的主要来源,由于雨季的降雨十分集中,此时的矿井涌水量也相应地增加,该矿井的涌水量较小,雨季矿井涌水量为 10t/h,枯水季节则为 3t/h,降雨的影响比较明显。地下水二1煤顶板砂岩水是现在的主要充水水源,它随着采后顶板的垮落溃入矿井,但水量小,威胁不大:太原群灰岩含水
23、层地下水是开采过程中的主要水患威胁,但由于现在的开采深度和揭露面积小,开采水平高,地下水的水位高程还不清楚,尽管还没有大的突水点和大的水害发生,但是不能对此掉以轻心。老空水(含老空区水)乡镇煤矿的主要特点是:业主更换快,采掘边界不准确。现今的绝大多数矿井淹井事故多发生在乡镇煤矿,也多是因老窑水造成的。因此,加强对老窑水调查十分重要,必须坚持“有掘必探”的探放水原则。断层导水由于本矿西、北、东三面以断层为界,南西为露头带。虽然井田内呈地堑形态展布,但在井田西北部、东部两个断层交汇处,次级断层将会破坏断层原始状态,给地下水涌入矿井创造条件,易于将灰岩水导入矿井,所以要加强对这两块地段的调查、观测,
24、发现异常现象时及时采取措施。(二)矿井突水分析:该煤矿目前没有发生过大的突水事故,只有采后引起的顶板出水、井筒和采空区渗水,因水量小而不易出现灾难事故。但随着矿井采深的加大,对水害事故的预防应引起足够重视,对水患防治的措施要加强。本矿区内距朝阳煤矿最近的水文观测钻孔为 14-92 号孔,目前其观测寒武纪灰岩水位已下降至-180m 以下,朝阳煤矿四邻矿井其开采深度,水位标高,涌水量见下表:矿 名与朝阳矿方位目前开采标高(m)目前水位标高(m)目前涌水量(m3/h)蜈蛁窝煤矿东部相邻160-15030商洒务煤矿北部相邻-15015平煤集团朝阳矿北部相邻-250-2201060贾岭煤矿东北部相邻-2
25、20-19040瑞平集团张村矿西北部相邻-250-170510m由于朝阳矿区及蜈蛁窝煤矿在穿越断层时均未受到断层水的影响,断层导水性较好,且平煤集团朝阳矿一号井的强行疏水降压,使周边煤矿水位大幅度下降,根据以上调查分析,朝阳煤矿批准最低开采标高为-110m,技术改造主井落底标高为-40m,在开采过程中不受底板灰岩水的影响,矿井涌水水源主要以第四系大气降水补给为主,汝州市煤炭工业局批复的平顶山市汝州市朝阳煤矿水文地质调查报告中确定该矿区正常涌水量为 510m3/h,最大涌水量为 1520m3/h 左右,本设计采用此数据为设计依据。(三)矿井水文地质类型划分划分原则是目前的矿井涌水量大小及有无发生
26、大的水害的可能。综上所述,该矿井在开采过程中的主要水害类型有:大气降水、地下水,老空水这三种形式。结合乡镇煤矿的现状,并按照是否具有造成重大灾害的可能,考虑到该矿的矿井涌水量较小(510m3/h) ,但是对灰岩地下水的水位高低不清楚,水量大小对矿井的影响都还是个未知数,故将其水文地质类型均划分为中等-复杂型。八、结论(一)朝阳矿的水害因素主要是老空水和太原群灰岩岩溶裂隙含水层。(二)矿井水文地质类型:中等复杂型(暂定) 。九、矿井防治水措施与建议(一)矿井防治水工作应按照加强自身建设为主,依赖外援为辅的原则。第一是建立健全防治水系统,完善水仓、水泵和排水管路。目前该矿配备有二台 D46-506
27、 型水泵和一台备用 D12-506型水泵,排水管路 2 趟,水仓 120m3,基本具备了抵御较大涌水量的能力。第二是考虑到矿井实际状况,坚持“有掘必探”的原则,严防老空水的危害。第三是建立监测系统,确保随时监测到险情,制定应急救援预案,一旦发生水患及时汇报并组织力量和人员及设备进行抢险救灾。(二)坚持“有疑必探”的原则,配备探放水设备。(三)矿井防治水措施尤其是探放老空水施工措施的制订,应严格按照煤矿防治水工作条例 、 矿井水文地质规程的要求和矿井地质工作手册中的有关规定进行。(四)建议:该矿的开采深度小,采空区塌陷后的导水裂隙容易引起大气降水迅速溃入矿井,因此,保持地面冲沟的畅通十分重要,尤
28、其在雨季更应该加强地面查寻,从而确保矿井安全。另外,建议矿井在井下或地面施工一个观测孔,彻底查清灰岩水的水位高程,为有效防治水害提供第一手资料。十、开采技术条件(一)煤层顶底板二1煤直接顶板为灰白色砂岩(俗称大占砂岩) ,老顶为中细粒香炭砂岩,一般厚度 10m 左右。底板为深灰色泥岩及砂质泥岩,一般厚 37m。岩体质量分类为中等,属稳定型顶、底板。(二)瓦斯 据原蜈绍窝矿及本矿实际监测,该煤矿开采二1煤层时最大瓦斯涌出量为 4.7m3/d.t。瓦斯涌出量不大。据汝州市煤炭局小屯分局于 2004 年对该矿所做瓦斯等级鉴定结果:相对瓦斯涌出量为4.88m3/t,绝对瓦斯涌出量为 0.508m3/m
29、in,属低瓦斯矿井。(三)煤尘本矿二1煤层极易破碎,粉煤较多,据 2003 年煤炭科学研究总院重庆分院所做煤尘测定,煤尘爆炸指数为 26%,煤尘具有爆炸危险危险性。(四)自燃性据原蜈绍窝煤矿和本矿多年开采情况及 2003 年煤炭科学研究总院重庆分院所做自燃倾向性鉴定结果,自燃等级为级,属不易自燃煤层,但该矿二1煤层自燃发火期 6 个月,井下曾发生过煤层自燃现象,形成火区。因此,在今后开采时必须加强管理和防范。(五)地温由原地质报告可知,该矿区的恒温带深度为 30m,温度为1718,该区平均地温梯度 0.551.2/100m,属地温正常区,开采二1煤层在+400m 以浅不存在热害问题。十一、其他
30、有益矿产的开采与利用评价原勘探过程中未见对其他有益矿产投入工程,取样分析,也未做分析评价。所以本次对其他有益矿产的开发利用问题,无法做出评价。该区 1978 年由河南省煤田地质勘探公司地质二队在该区进行煤田地质勘探工作,提交了临宝煤田朝川矿区蜈绍窝勘探区普查地质报告 ,工作程度达到普查,探明蜈绍窝井田煤层储量 A+B+C+D级 1793.96 万吨,A+B 级 73.36 万吨,C 级 1241.6 万吨,已作为建井和开拓方案的设计依据,并在矿井开采过程中得到了真实的验证,地质成果比较可靠。该矿开采二1煤层,通过以往地质勘探和本矿二1煤层主、风井的挖掘、井巷开拓、附近蜈绍窝煤矿 30 多年的开
31、采,对煤层的控制密度较大,包括煤层厚度、产状变化、水文地质、煤质化验分析、瓦斯、煤尘及煤层顶底板等实测资料比较丰富,加上野外地形测绘、井位测量等,取得的资料比较真实、准确、可靠。但对矿区矿井水文地质资料收集较少,还不能满足采掘工程、矿井防治水工作对资料的要求,建议今后尽量加大矿井水文地质、工程地质勘察方面的投入,获取必要的数据和资料,满足矿井安全生产的需要。第二章矿井(采区)布置及装备第一节矿井(采区)储量计算一、地质储量及可采储量1、保有(地质)储量根据朝阳煤矿井下开采实际揭露情况,该矿井田内二1煤层厚度变化较稳定,煤层平均厚度 2.68m,倾角 25,煤的视密度为1.4t/m3。由河南省平
32、顶山市汝州朝阳煤矿资源储量核查报告和河南省国土资源厅关于对河南省平顶山市汝州朝阳煤矿资源储量核查报告矿产资源储量评审备案证明(豫国土资储备(小)字(2004)233 号文件知,朝阳煤矿二1煤层资源储量为 106.59 万 t,其中动用储量(111b)5.79 万吨,保有资源储量中, (111b)66.8 万吨, (122b)30.2 万吨, (333)3.8 万吨。2、可采储量从矿井的保有储量中减去永久煤柱损失和设计保护煤柱以及开采损失后即可采储量。井田露头附近已经揭露,其临近储量不再降级,断层的下盘与井田边界重合,断层煤柱与边界煤柱合为一体,各类煤柱损失计算如下:井田边界保护煤柱根据煤炭工业
33、矿井设计规范要求并结合该矿实际情况,确定本井田边界保护煤柱留设宽度为 20m,由于井田西北部边界与东部边界煤柱与断层煤柱重叠合并考虑,经计算边界保护煤柱总量为13.74 万 t。井筒保护煤柱主井筒保护煤柱为 18.39 万 t,付井、风井保护煤柱量为 9.38万 t,共计 27.8 万 t。上山煤柱运输上山和回风上山保护煤柱量为 4.16 万 t。随着煤矿开采技术和管理水平的不断提高,井筒保护煤柱占压煤量可在开采后期回收 50%,上、下山占压煤量后期可全部回收。因此井筒和上山实际占压煤量为 13.9 万 t。根据河南省国土资源厅 2009 年底储量备案报告,二 1 煤层地质储量 107 万吨,
34、可采储量 78.95 万吨。经过核定矿井实际资源储量103.1 万吨,可采储量 72.2 万吨,圈定采区一个,可圈定走向长壁采面 7 个,储量 51.79 万吨。本矿 2010 年 7 月底二 1 煤层储量估算水平面积278.66X10m,视密度为 1.39t/m。经估算共获查明资源储量234.42 万吨,其中现开采范围内保有资源储量 103.1 万吨:经济基础储量(111b)69.7 万吨,经济基础储量(122b)29.6 万吨,经济资源量(333)3.8 万吨,可采储量 82.48 万吨。矿井可圈定 8 个工作面,工作面圈定储量 76.74 万吨,可采储量 72.2 万吨。蜈绍窝煤矿划拨
35、12-C、10- C 两块段储量 131.32 万吨给朝阳矿开采,本次资源储量核查报告资源储量增加至 234.42 万吨 ,可采储量增加至187.58 万吨。矿井为低瓦斯矿井,各煤层煤尘均有爆炸性,自燃倾向等级为类,属自燃煤层。第二节 矿井(采区)设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度设计矿井年工作日 330 天,每天净提升时间 14 小时,每天三班作业,每班工作 8 小时。二、矿井年生产能力按照河南省煤炭铝土矿资源整合领导小组豫资源整合办20059号文精神,该矿为单独保留的小煤矿,必须在规定时间内经过改造形成年产 15 万 t 生产能力,否则予以关闭。按照文件要求并结合矿井可采储量,确定矿井
36、年生产能力为 0.15Mt/a。三、服务年限的确定根据该矿可采储量结合地方煤矿的生产特点,取储量备用系数为 1.3,则矿井服务年限为:T=Z/(AK)=187.58/(151.3)=9.6(a)式中:T矿井设计服务年限a;A矿井设计年产量万 t/a;Z矿井可采储量万 t;k储量备用系数取1.3。第三节 矿井(采区)开拓方式一、开拓方案及井筒位置简介1、概述朝阳煤矿开拓方式为井田边界南(浅)部一对立井单一水平下山开拓。主井位于井田东北部边界中部约 70m 处,其座标为x:3767352、y:38395545、z:+228.17,落底于二1煤层底板-40m,井深 268.17m(不含井台) ,净直
37、径 4m,净断面 12.57m2,掘进断面 17.35m2,井壁为砼碹支护。井筒内设置电缆、水管、梯子间和一吨非标双码提煤箕斗,绞车型号为 2JTP-1.6A,电机功率130kw。2、副井副井位于井田南部边界 20m 处的煤层风化带内,座标为x:3767086.719,y:38395377.209,z:+239.3,落底于二1煤层底板。副井深 150.6m,净断面直径 2.4m,净断断面 4.5m2,井筒内设电缆。装备一吨非标罐笼,单码提升物料和上下人员,绞车型号为GKT21.5-30 型,电机功率 210kw。3、风井风井(原主井)位于本井田南边界浅部,座标为x:3767118.165,y:
38、38395380.542,z:+237.8,落底于二1煤层底板+80m,井深 161m,净断面直径 2.6m,净断面 5.3m2,为专用回风井,内设梯子间作为矿井第二个安全出口。井筒参数一览表断面 m2支护名称井口座标倾角规格 m井深m掘净材料壁厚装备新主井x:3767352y:38395545z:+228.1790=4268.1717.3512.57砼3503001.5t 箕斗,梯子间、电缆、水管副井x:3767086y:38395377z:+239.390=2.4150.67.074.50砼3001 吨非标罐笼、电缆风井x:3767118y:38395380z:+237.890=2.616
39、18.045.30砼300梯子间二、运输大巷上下山及总回风巷1、运输大巷主井底车场简单,泵房、水仓、变电所和车场绕巷,车场大巷东西长 52m,向东通过绕巷与回风上山相联,绕巷长 81m;回风上山在井田深部边界处通过斜巷与运输上山相连,斜巷长 30m,矿井无大巷运输。2、回风上山回风上山为矿井总回风巷,长度 404m,回风上山与运输上山在主井底车场下部井田边界处用一斜巷相连,并用双组正、反向风门隔离,沿二1煤层顶板布置,采用 2.4m2.6m11#矿用工字钢支护,净断面 6.24m2。3、运输上山运输上山通过上仓皮带巷与主井底煤仓相连通,上仓皮带巷长24m,运输上山距主井 15m,长度 278m
40、,运输上山沿二1煤层开凿与 11011 首采工作面下顺槽相连,采用 2.4m2.6m11#矿用工字钢支护,净断面 6.24m2。4、总回风巷矿井总回风巷利用原主、付井底车场巷道,以原主井底水仓、泵房相连的运输巷道做为矿井总回风巷道,采用 2.4m2.6m11#矿用工字钢支护,净断面 6.24m2。5、采煤工作面划分及配采根据本井田的面积、储量、开拓方式等因素,设计为单一水平,即单一采区上、下山开采全井田。采区划分为东西两翼,其中东翼划分 11010、11030、11050 三个回采工作面,西翼划分 11020、11040、11060、11080 四个回采工作面,分别布置 7 个回采工作面,投产
41、时,首采工作面为 11020 工作面,掘进、准备工作面为 11030 工作面,首采工作面以一个采长100m、走向长 310m 的工作面,保证矿井 15 万 t/a 年产量。采掘工程平面图如下:第四节 采煤方法及采掘工作面机械装备一、采煤方法选择矿井开采二叠系山西组二1煤层,煤层倾角约 25 度,区内埋藏深度为+85m-105m 水平,由钻孔资料知井田西南部煤层较厚,最大 7m,中部约 3m,东南部较薄约 0.933.71m,平均煤厚约2.68m,煤层结构简单、无夹矸。二1煤直接顶板为黑色、灰色泥岩,老顶为中粒砂岩,俗称大占砂岩,属稳定型顶板,顶板随采随落;底板为黑色及灰色泥岩、细砂岩,厚度约
42、5.58m,以下为 5.58m 厚的 L1灰岩和煤厚约 0.64m的不可采一1煤层。矿井瓦斯含量低,经汝州市煤炭局 2004 年对该矿所做的瓦斯等级鉴定报告知,矿井相对瓦斯量为 4.88m3/dt,属低沼矿井;矿井煤尘具有爆炸性,煤层具有自燃发火倾向,矿井正常涌水量10m3/h,最大涌水量 20m3/h,矿井涌水量较小。根据矿井地质条件和煤层赋存情况,结合矿井技术管理水平,设计采用走向长壁炮采采煤法,一次采全高,全部垮落法管理顶板。二、工作面采、装、运方式及设备选型首采面选择本着初期“工程量少、投资省、工期短、效益好”的原则,综合考虑矿井采面接替情况和首采面的地质、储量等情况,确定投产采面为二
43、 1-11030 采面。选用 ZH1600/16/24ZL 型顶梁组合悬移液压支架(ZH国家代码1600工作阻力16/24最小/最大采高ZL整体顶梁).超前及两巷使用 DZ 型单体液压支柱配合 型钢梁顶梁支护,液压泵站型号为 XRB2B(两泵一箱) ,采用ZMS-1.2A 湿式煤电钻打眼,放炮落煤;选用 SGD-20B 可弯曲刮板输送机运煤。工作面顺槽巷铺设一部刮板输送机,将原煤运至下顺槽胶带输送机上。工作面上顺槽中铺设轨道,采用 11 型调度绞车,完成工作面材料运输任务。三、采煤工作面有关参数工作面平均采高 2.2m,11030 首采工作面走向长 310m,工作面长 100m,循环进度为 1
44、m。ZH1600/16/24ZL 型顶梁组合悬移液压支架技术参数表名 称 单 位参 数备 注 支架高度 16002400 支架长宽3000960 翻转梁 960600 上仰 35 度 支架中心距 1000 支柱数量 根 4(110)柱高 1400-2200 移架步距 1000 工作阻力 KN 1600 初撑力 KN 1190 支护强度 MPa 0.61 泵站压力 MPa 28四、工序管理: (1)打眼、装药、放炮: 工作面炮眼布置为三角眼,上眼间距1.4m,距顶 0.m,底眼间距为 0.7m,距底 0.3m, 严格按照炮眼布置图和爆破说明书作业.(2)伸开翻转梁临时支护及铺网: 伸开翻转梁临时
45、支护时设专采面设备配置表采面设备配置表序号名称规格型号数量(台)配置地点机1悬移液压支架ZH1600/16/24ZL7090根据采面2采面输送机SGB20B1采面3转载机SGB20B1机巷5回柱绞车JD14T2风机巷各一台6煤电钻综保BZ802.52风机巷各一台7煤电钻BZ2.52风机巷各一台8信号综保BBZ4.0-112风机巷各一台KBD-2001风巷9馈电开关KBD-3502风机巷各一台10乳化液压泵BRW200/31.5x4A1地面QBZ200/6605风巷 3 台 机巷 2 台电设备配置表11开关QB8380N2风机巷各一台人观山,翻转梁规格为 600mm0.96mm 煤墙超过 600
46、mm 时,必须提前拉架。铺网时,网边对齐铺成直线,不能斜铺,网要铺平整,紧贴顶板不出现凹凸及波浪形状,特别是不能打卷。(3)攉煤: 攉煤时要照前顾后,人员站在顶板维护好的地点,面向机尾方向,防止运输机机道内有物料、大块煤矸伤人,并注意顶板变化情况,严禁空顶作业。(4)移架: 采面分段采通后,由机头向机尾顺序开始移架,移架前先收回翻转梁,移架时先收后柱使其脱离浮煤或浮矸,稍降前柱使顶梁可移动时立即停止。 、移动顶梁和后柱(前柱不动) ,使支架移至规定步距。(5) 移溜: 推移运输机用推移器或远方供液推移,推移器或支柱应支在支架牢固完好的地点,做推移用的单体柱要编号,专项使用,推移后应搁放好。(6
47、) 以上工序结束后开始整体推进托梁。五、采面顶板管理:(1) 、工作面采用 ZH1600/16/24ZL 型顶梁组合悬移液压支架,支架中心距 1000(10) ,最大控顶距 4.0m,最小控顶距 3.0 m 移架时要按中线移架,支架应保持一条直线,其偏差不得超过50,支架垂直顶底板, ,其偏差不得超过5,支架顶梁要与顶板平行,相邻支架间隙 40(10) ,支柱钻底大于 100mm 必须穿柱鞋,支柱迎山有力,初撑力达到要求。(2) 两巷顶板管理:1、工作面上下出口及端头支护。机头,机尾超前规格为宽3.0m,高 1.6m,长 3.0m,采用 6 棚双园销梁配合单体支柱,柱距为 0.5m,排距 1.
48、0m 水平销配够,确保“三销齐全” 。在机头机尾上方的双圆销梁支架间加套 3 根 型钢大梁,长 3.0m,一梁三柱架设,随着机头的推进及时前撺,始终使用在机头的正上方。2、两巷超前支护采用单体柱配合双圆销铰接梁支护。3、替棚超前煤壁 8-10m,10m 以内为替棚部分打双排点柱,10-20 m 打单排点柱,老塘侧机巷可落后采面一排,风巷与采面切顶线回齐。4、高度不低于 1.6m,留有不少与 0.7m 人行道。5、帮顶必须刹严背实,浮渣及时清理。6、刹顶: 采面使用金属网刹顶,金属网规格:101.2m,机头机尾超前因使用双圆销梁配合单体柱支护,背顶使用金属网配合小棍,每棚使用小棍 6-8 根,要
49、求采面金属网连接紧密,同时应备有一定量的大板穿楔,一备冒顶时使用。7、采空区处理采用全部垮落法管理顶板。8、作业方式为人工分段作业。9、顶板监测采用阻力监控法,用测压枪对每一循环支柱初撑力进行监;另外,沿工作面均匀布置 5 条监测线,每条监测线布置在支架后立柱上,监测重点为上下安全出口和压力异常区。10风巷要有备用料:大 板:1/2180mm2m 不小于 30 块金属网:1.2m10m 50 卷单体柱:2.2m 30 棵穿 楔: 不小于 30 块11其它:该采面老巷分布较多,回采过程中应加强顶板管理,严格执行过老巷安全技术措施。(3) 、采面支护设计:支护强度计算:按经验公式计算: P=(4-
50、8)hYe=(4-8)22.5=20-40t/ 式中: h-工作面采高Ye-顶板岩石平均容重 2.5 t/ m3取以上计算的最大值,则合理的支护强度为 Pn= =40t/ m2.=0.41Mpa 由于 ZH1600/16/24ZL 型顶梁组合悬移液压支架配备 4 根支柱时支护强度为 0.61Mpa,大于工作面最大来压强度,所以支架支护强度满足要求。两巷与端头支护设计:一、支护设计:根据柱距计算公式:L 柱=P1/KLP式中 P1=R1 R2R3R4=0.950.95129.8=26.9t/根R1支柱不均匀系数:0.95R2支柱增阻系数:0.95R3工作面系数R4支柱最大承载值:29.8t/根P
51、 为顶板压力,本采面采用 6 倍采高围岩重P=6hv=622.5=30t/m3L柱=P1/KLP=26.9/1.2L 排30=0.74m为保证安全,距 L柱取 0.5m,支护强度即可达到要求。底板比压分析:JB= PN / SI=300KN/3.14(0.05m)2=0.0383KN/m式中 JB支柱对底板比压PN支柱额定工作阻力SI支柱底座面积比较:泥岩比压 JBN=0.0165KN/m2JBJBN故支柱应垫柱鞋,防止柱子钻底。回 采 方 向控顶支架布置图3.0m型钢梁双圆销铰接梁采面转载机3.0m3.0m3.0m3.0m机 巷风 巷转载机回 采 工 作 面 控 顶 距 示 意 图:3、采面
52、支架迎山示意图:4m2.0m最 大 控 顶 距最 小 控 顶 距支柱方向2.0m3m 法线1-27工作面倾角:7度迎 山 角:1-2度六、采区特征及运输1、采区特征设计全矿井为一个独立的采区,主井落底于-40m 水平,不设水平运输大巷,采区回风上山通过总回风巷与风井相连,采区运输上山通过井底上装煤仓与主井相连。上山东翼部分设 11010、11030、11050 三个采面,下山西翼设11020、11040、11060、11080 四个采面。2、采区的运输(1)煤炭运输:11010、11030 及其它工作面煤炭均通过运输下山运至主井底,胶带机型号为:DSJ-65 型,电机功率为 30kw。(2)矸
53、石及材料运输:分别通过上山轨道回风巷与副井联系。绞车型号为 JTPB-1.61.2 型,电机功率为 130kw。第五节矿井(采区)运输系统及装备一、运输方式的选择朝阳煤矿设计生产能力 15 万吨/年,考虑到原有的运输设备资源,本设计煤炭运输方式仍选用胶带输送机运输方式。1、运输上山煤炭运输方式的比较和选定运输上山长 243m,坡度为 24,运输方向为向下运输,经方案比较,确定采用 DSJ-65 型花纹带式输送机运输煤炭,其适用于大倾角输送,其倾角较普通带式输送机最大允许倾角高出 10左右。方案比较见下表。运输上山煤炭运输方案比较方案 1方案 2 方案及 费用比较项目名称铺设一部 DSJ-65
54、型胶带输送机,配备 DSB-30 型电动机 1台,运距 243m安装一台 JD-40 型绞车,配备电机 40KW井巷工程硐室溜煤眼,巷道75 万元125 万元设备、设施安装20 万元30 万元一基本投资合计95 万元155 万元二、月生产运营费1.5 万元2.5 万元三、建设工程3 个月5 个月四、方案比较与选择方案一比方案二基本投资少 60 万元,月运营费少 1 万元,且建设工期少 2 个月,胶带机具有运输连续,故障率低运输可靠等优点,因此选方案一。2、上仓皮带巷运输设备的选择上仓皮带巷斜长 26m,坡度为 26,煤炭运输方向为向上运输,采用 DSJ-65 型花纹胶带输送机一部,电机为 DS
55、B-17 型,17kw。3、采煤工作面下顺槽煤炭运输方式的选定11010 采煤工作面下顺槽总长度为 340m,为水平巷道,选用SSJ-500 型胶带输送机一部,机身长度 300m,配套电机选用 DSB-22 型,22kw。胶带机尾另选一部 SGW-22 型刮板机,刮板机长度40m,电机 22kw。二、辅助运输方式的比较和选定1、轨道上山运输方式的选定轨道上山长度 404m,倾角 24,其担负着矿井运料,出矸、部分人员的上下等任务,设计选用斜巷串车提升。升。2、工作面上顺槽辅助运输设备的选定11030 工作面上顺槽采用轨道串车提升,选用 JD-11.4 型小绞车 4 部。三、主要运输设备的选型该
56、矿井下辅助运输采用调度绞车及人力推车相结合的方式,选用 15 辆 1 吨侧卸式矿车运送材料矸石等,选用 3 辆 1 吨平板车运输设备,选用 5 辆 1 吨材料车运送长条形支护设备。采用逐点计算法,对承担主要煤炭运输任务的胶带输送机,刮板输送机选型结果如下表所示:主要运输设备选型表地点运输设备型号生产能力(t/h)带(链)速(m/s)电机型号铺设长度/坡度备注运输上山胶带机DSJ-651271.0DSB-3030kw243m/24配备“V”形花纹矿用阻燃带,带宽650mm上仓斜巷胶带机DSJ-651641.0DSB-17kw26m/10配备“V”形花纹矿用阻燃带,带宽650mm11030 工作面
57、下顺槽SSJ-5001221.25DSB-2222kw300m/0配备 600S 型矿用阻燃带,带宽 500mm11030 工作面切巷SGD-20B1000.64DSB-2222kw70m/2211030 工作面下顺槽SGD-20B1000.64DSB-2222kw40m/011020 预备工作面上下顺槽各一部SGD-17B400.59DSB-1717kw70m/6四、辅助运输设备的选型设备、材料在地面装车,由副井下放至副井井底,人工推车至井底运输大巷,经回风上山上段运至运输下山,后甩至二111010工作面外运输大巷,最后运到二111030 采面风巷。轨道上山运输原设备 JTPB1.61.2
58、已不再使用,现选用 JT1.2防爆单滚筒绞车,矿车选用 0.5 吨非标矿车,一次提升两辆。其他辅助运输选用 JD-11.4 型绞车。第六节供电、排水系统朝阳煤矿现有两趟供电电源,分别来自朝川三井 61#盘和 62#盘,供电电压等级 6kV,架空线型号 LGJ-70 型,供电距离距副井地面变电所 5km。一、电力负荷矿井电力负荷计算结果如下:全矿井电气设备总台数 58 台,工作台数为 47 台;全矿井设备总容量 1512.2kW,全矿井设备工作容量 1181.5kW。矿井计算有功功率:正常涌水时等于最大涌水时(矿井涌水量小,最大涌水时开单台泵即可)为 784.01kW。矿井无功功率:正常涌水时等
59、于最大涌水时为 569.69kVar。矿井视在功率:969.13kVA。矿井自然功率因数:0.81。由于矿井自然功率因数低于 0.9,因此采取并联电容器组补偿措施,安装微机自动功率补偿装置,补偿后的功率因数为:0.94,补偿容量为 285.13kVar。经计算,矿井年耗电量为 3686990.5kwh,吨煤电耗 24.68 kwh/t。附矿井电力负荷统计表(见下表) 。汝州市朝阳煤矿电力负荷统计表汝州市朝阳煤矿电力负荷统计表工作台数设备容量(kW)计算负荷序号负荷名称电压(kV)总台数总容量工作容量需用系数 Kr功率因数costg有功(kW)无功(kVar)视在(kVA)一地面生产系统1主井绞
60、车0.381/11301300.90.850.6211772.54137.652主井口皮带0.381/17.57.50.70.850.625.253.256.183主井车场生活照明0.38/0.2230300.60.71.021818.3625.714主井口其它动力0.3810100.60.71.0266.128.575副井绞车0.381/12102100.80.850.62168104.16197.656副井工业广场生活照明0.38/0.2250500.60.71.023030.642.867主通风机0.382/4148740.70.850.6251.832.1160.948充灯房0.388
61、/820200.30.80.7564.57.59机修厂0.382/220200.30.651.16967.019.2310坑木场0.384/410100.30.80.7532.253.7511锅炉房及空气加热室0.384/410100.50.80.7553.756.2512室外给排水0.381/222110.60.80.756.64.958.2513调度及通讯0.384/420200.650.71.021313.2618.57地面总负荷28/31687.5602.5435.65302.86530.58汝州市朝阳煤矿电力负荷统计表汝州市朝阳煤矿电力负荷统计表工作台数设备容量(kW)计算负荷序号负
62、荷名称电压(kV)总台数总容量工作容量需用系数 Kr功率因数costg有功(kW)无功(kVar)视在(kVA)二井下生产系统1上山胶带机0.661/130300.50.80.751511.2518.752上仓胶带机0.661/117170.50.80.758.56.3810.063井下照明0.1273/3121210.90.48125.7613.334上山绞车0.661/11301300.50.80.756548.7581.255给煤机0.661/2157.50.50.80.753.752.814.696空压机0.662/31651100.80.850.628854.56103.57液压泵站
63、0.661/274370.750.80.7527.7520.8134.698工作面设备0.664/7128.394.10.50.61.3347.0553.2778.49掘进面设备0.664/466.466.40.40.61.3326.5635.3244.2710主排水泵(正常涌水)0.661/3187750.730.890.5154.7527.9261.52主排水泵(最大涌水)0.661/3187750.730.890.5154.7527.9261.52井下总负荷19/27824.7579348.36266.83438.8矿井总负荷47/581512.21181.5784.01569.6996
64、9.13二、送变电1、供电方案该矿主副井之间的距离为 290m,相距较近,地面设变电所一座,内设高低压配电室。地面电气设备供电电压等级选用 380V,井下在主井底设中央变电所一座,供全井下生产用电,井下电气设备供电电压等级 660V。2、送电线路技术特征该矿已有高压 6kV 双回路供电电源,架空线型号均为 LGJ-70 型,双回路供电电源分别来自朝川三井 61#盘和 62#盘,供电距离 5km.3、地面变电所位置选择在主井工业广场距主井口 40 米的西南方向设地面变电所,该处距副井口距离 150 米。该变电所设在地势较高处,雨季不受水害威胁。4、地面变电所主接线方式均为单母线分段,中间设联络开
65、关,倒闸操作方便,运行方式灵活、安全、可靠。三、防雷及接地地面变电所内均设置避雷器柜实现防雷保护,变电所所有高低压电气设备均与接地母线连接,并形成接地网,从任一电气设备的接地点测得的接地电阻值均不得大于 4 欧姆。四、排水设备现状该矿原有 D46-507 型排水泵两台,一备一用,检修泵为一台D12-507 型水泵仍可利用,本次设计水仓及水泵房均布置在主井底,沿主井井筒内敷设两趟 1007mm 排水管路;矿井涌水量不大,正常涌水量 10m3/h,最大涌水 20m3/h。五、排水设备提升能力校验(一)校验依据1、主井井筒深 268m2、矿井正常涌水量 10m3/h,最大涌水量 20m3/h3、矿井
66、正常涌水天数按 300 天,最大涌水天数按 65 天(二)原有设备的校验1、排水管流动阻力损失计算hp=gVdLpppp22 =(0.04188 . 9289. 21 .20075. 03142=83.14m式中:hp排水管阻力损失,m;排水管长度 314m;dp排水管内径 0.075m;p排水管局部阻力损失系数,20.1;Vp排水管水流速度,2.89m/s。2、吸水管阻力损失hx=m94. 022gVdLxxxxx式中:x吸水管沿程阻力损失系数,0.038;Lx吸水管内径,0.1m;x局部阻力系数损失系数,5.3;Vx吸水管水流速度,1.62m/s。3、管路总阻力损失hx=1.7(hx+hp+)=143.65gVp224、水泵工况点的确定(1)管路特性曲线方程为:H=267+0.098Q2(2)用作图法求出水泵工况点如图 6-3-1 中 M 点,水泵工况点流量为 46.25m3/h,扬程 413m,效率 58%。5、排水管直径的校验Dp=0.086m=86mm36004dVQ选用直径 1007mm 排水管路。吸水管直径的计算:Dx=Dp25=125mm选择两趟直径 1258mm 吸水