第二章 礦井開拓開采現(xiàn)狀

第一節(jié) 礦井開拓開采概況

一、礦井現(xiàn)狀

井田范圍內(nèi)的小窯較多，開采歷來(lái)已久，對(duì)礦區(qū)內(nèi)淺部煤層破壞較為嚴(yán)重，受開采條件的限制，一般開采深度在50—100m，主要開采M18號(hào)煤層，現(xiàn)礦區(qū)范圍內(nèi)的老窯已經(jīng)關(guān)閉或停產(chǎn)。

二、礦區(qū)規(guī)劃

根據(jù)貴州省煤炭管理局、貴州省發(fā)展和改革委員會(huì)、貴州省經(jīng)貿(mào)委員會(huì)、貴州省國(guó)土廳、貴州省煤礦安全監(jiān)察局、貴州省環(huán)境保護(hù)局聯(lián)合下發(fā)的黔煤辦字[2006]97號(hào)文件《關(guān)于畢節(jié)地區(qū)八縣(市)煤礦整合、調(diào)整布局方案的批復(fù)意見》和貴州省畢節(jié)地區(qū)國(guó)土資源局畢地國(guó)土資呈[2006]54號(hào)文件《關(guān)于上報(bào)我區(qū)煤炭資源整合中省廳同意的68家新設(shè)礦權(quán)礦區(qū)范圍及請(qǐng)求幫助協(xié)調(diào)評(píng)審》，畢節(jié)市楊家灣煤礦原為農(nóng)村生活用煤礦井之一，現(xiàn)經(jīng)批準(zhǔn)為畢節(jié)地區(qū)整合后新設(shè)置礦井之一。

本礦被畢節(jié)市規(guī)劃整合為15萬(wàn)t/a的礦井。礦區(qū)面積為2.5642km2，可采煤層為2層。

畢節(jié)市為發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，確保本市、本省及周邊省(市)工業(yè)企業(yè)有可靠的煤炭能源，進(jìn)行了畢節(jié)煤炭開發(fā)規(guī)劃，楊家灣煤礦是省政府批復(fù)的解決民用煤礦井之一。

三、采煤方法

煤礦主采M18、M23煤層，M18、M23為中厚煤層，平均厚1.4～2.5m，本設(shè)計(jì)首先開采M18號(hào)煤層，煤層傾角平均9°，結(jié)合本礦煤層賦存及開采條件，設(shè)計(jì)采用炮采工藝、走向長(zhǎng)壁式全部跨落法管理頂板采煤方法。

1.1. 第二節(jié) 主要生產(chǎn)系統(tǒng)概況

一、礦井通風(fēng)

1、通風(fēng)方式：中央分列式

主斜井進(jìn)風(fēng)、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)，為兩進(jìn)一回。

2、通風(fēng)方法：機(jī)械抽出式

3、選用FBCDZ54№-17型型防爆對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)，配用YBFe315-6型型2×110 kW電機(jī)。

其技術(shù)特征：通風(fēng)機(jī)壓力H=1200～2990Pa;風(fēng)量Q=1600～4510m3/min;功率2×110 kW，共選用2臺(tái)，其中1臺(tái)工作，1臺(tái)備用。

4、掘進(jìn)通風(fēng)為壓入式局扇通風(fēng)，局扇型號(hào)：YBT-15型8臺(tái)。

二、運(yùn)輸系統(tǒng)

本礦年產(chǎn)原煤15萬(wàn)噸，采用斜井開拓，在副斜井井口設(shè)置一套提升設(shè)備作單鉤串車提升，完成掘進(jìn)煤、矸石、設(shè)備、材料等的提升和下放任務(wù)。

設(shè)計(jì)依據(jù)：1、副斜井坡度17.5°，長(zhǎng)度515m;2、工作制度：年工作330日，日三班提升;3、提升容器：(MF1.0-6)1t型礦車，自重520kg;4、車場(chǎng)形式：下部為甩車場(chǎng);5、每班提升量：按照掘進(jìn)煤、矸石、材料、設(shè)備按礦井年產(chǎn)量的15%計(jì)算，每班提升總量22.7t/班;6、日提升時(shí)間16小時(shí);

提升絞車：JTP-1.6×1.5P型礦用提升絞車，YR315M1-8型11KW型電機(jī)，TKDG-PC-BP型操作臺(tái)，容繩量825m，最大靜張力45KN。

三、排水系統(tǒng)

該礦為斜井開拓，在井下+1575m標(biāo)高建水倉(cāng)集中排水方式，將井下涌水排經(jīng)副斜井排至地面水溝后自流至污水處理池。1.正常涌水量：10m3/h;2.最大涌水量：30m3/h;3.排水垂高： 229m;

水泵型號(hào)：K46-30×8型三臺(tái)，二臺(tái)使用，一臺(tái)備用，流量46m3/h;揚(yáng)程240m;汽蝕余量3m;軸功率：42.95kw。

四、壓風(fēng)系統(tǒng)

楊家灣煤礦壓風(fēng)自救系統(tǒng)利用地面空氣壓縮機(jī)供風(fēng)設(shè)施和壓風(fēng)急救袋組組成，選用ZY-J型壓風(fēng)自救系統(tǒng)。壓風(fēng)自救系統(tǒng)參數(shù)見下表。用急救袋連接壓風(fēng)管路上。急救袋安設(shè)在井下各避難硐室內(nèi);在距采掘工作面40m以外的巷道中，每隔50應(yīng)安裝一組壓風(fēng)急救袋;在爆破警戒線外撤除的人員、警戒人員停留處、回風(fēng)巷道中經(jīng)常有人作業(yè)處、進(jìn)風(fēng)巷道的風(fēng)流分支處也安裝有急救袋設(shè)施。每組急救袋的數(shù)據(jù)根據(jù)不同地點(diǎn)可能避難的最多人數(shù)確定，一般每處安裝一組，每組3-5個(gè)，每組急救袋的供風(fēng)量不小于0.3m3/min。

五、供電系統(tǒng)

煤礦采用雙回路供電，一回路引自撒拉溪供電所(10KV)，距本礦5km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ—50;另一回路引自正在修建的白家哨供電所(10KV)，距本礦約15km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ—50。在建成投產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)雙回路供電。

礦用變壓器：S11-M-315/10型礦用變壓器2臺(tái);2、KS11-10-315型變壓器2臺(tái);KS11-10-180型變壓器2臺(tái)

六、防塵系統(tǒng)

煤塵爆炸危險(xiǎn)性：根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)2006年8月提交的《煤塵爆炸性鑒定報(bào)告》，M18和M23煤塵無(wú)爆炸性。要將空氣中的礦塵濃度降到安全標(biāo)準(zhǔn)以下，采取綜合防塵措施，并以風(fēng)、水為主，包括通風(fēng)防塵、凈化風(fēng)流和個(gè)體防護(hù)等措施，并建立完善的防塵灑水管路系統(tǒng)。礦井每年應(yīng)制定綜合防塵措施、預(yù)防和隔絕煤塵爆炸措施及管理制度，并組織實(shí)施。礦井應(yīng)每周至少檢查1次煤塵隔爆設(shè)施的安裝地點(diǎn)、數(shù)量、水量或巖粉量及安裝質(zhì)量是否符合要求。

七、通訊系統(tǒng)

1、監(jiān)控與計(jì)算機(jī)

該礦井為煤與瓦斯突出礦井，設(shè)計(jì)選用重慶煤炭科學(xué)分院研制的KJ90型礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并安設(shè)瓦斯傳感器、負(fù)壓傳感器、設(shè)備開停傳感器、風(fēng)門開閉傳感器、風(fēng)速傳感器、一氧化碳傳感器及溫度傳感器等，對(duì)礦井的瓦斯、風(fēng)門開閉、設(shè)備開停、風(fēng)速、一氧化碳、溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控。

選用3臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，其中2臺(tái)作安全監(jiān)控系統(tǒng)，1臺(tái)作人員定位系統(tǒng)用調(diào)顯示器為組合大屏幕。

2、通信

⑴行政及調(diào)度通信

設(shè)計(jì)選用DDK-3A型礦用電話總機(jī)，行政調(diào)度合一使用。井下通過(guò)安全柵成為本安型通訊，井下和地面的重要部門可設(shè)置成直通用戶。與外界聯(lián)系采用移動(dòng)電話(手機(jī))或程控電話。詳見《井下通訊、壓風(fēng)及防塵供水管路系統(tǒng)圖》。

⑵信道

信道均為音頻電話輸送，井下電纜為礦用型。工業(yè)場(chǎng)地通訊線網(wǎng)與場(chǎng)地動(dòng)照網(wǎng)同桿架設(shè)。

(3)信號(hào)及控制

礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)選用KJ-73N型中小煤礦一體化監(jiān)控系統(tǒng)，井下選用DKH型礦用擴(kuò)音電話作為工作面通訊及信號(hào)。井下絞車采用具有通話功能的KXH-1型聲光信號(hào)通訊裝置。另外井下回柱絞車選用XBH21-127型綜合電鈴信號(hào)裝置。消防水池及防塵灑水水池水位選用相應(yīng)的信號(hào)裝置。

八、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

目前礦上已經(jīng)配備有一套KJ73瓦斯監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)轉(zhuǎn)正常、良好。

九、瓦斯抽放系統(tǒng)

礦井已建立地面瓦斯抽放站，并正常投入運(yùn)行。

1、低負(fù)壓：(1)2BE1-303水環(huán)式真空泵;(2)極限真空：33hPa;;(3)轉(zhuǎn)速：990r/min;;(4)功率：75kw;;(5)最大氣量：52m3/min;

2、高負(fù)壓：(1)2BE-203水環(huán)式真空泵;(2)極限真空：33hPa;(3)最大氣量：30m3/min;(4)功率：45kw;相關(guān)參數(shù)詳見如下：

第三節(jié) 礦井“一通三防”

一、通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

礦井通風(fēng)方式為中央分列式通風(fēng)，風(fēng)流從主斜井和副斜井進(jìn)入，在+1670水平石門運(yùn)輸巷交匯，經(jīng)采掘工作面和井下各場(chǎng)所，最后從專用回風(fēng)井回出。局部通風(fēng)機(jī)采用局扇壓入式通風(fēng)。風(fēng)井作有引風(fēng)道、人行通道，井口安設(shè)有防爆門。

主要存在的問(wèn)題：

礦井采掘主要巷道，布局不合理，通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性差，采掘工作面通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)施多，主要進(jìn)、回風(fēng)巷局部地區(qū)域因巷道底鼓嚴(yán)重，斷面小，通風(fēng)阻力大。

為治理礦井瓦斯，必須編制礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，優(yōu)化采掘布局，今后必須加強(qiáng)通風(fēng)管理、及時(shí)維護(hù)巷道，確保風(fēng)路正常暢通，通風(fēng)構(gòu)筑完整、完好。使之達(dá)到系統(tǒng)合理，設(shè)施完好、風(fēng)量充足、風(fēng)流穩(wěn)定的目的。

二、防塵供水系統(tǒng)現(xiàn)狀

我礦為煤與瓦斯突出礦井，礦井所開采的K18號(hào)煤層和K23號(hào)煤層無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性，煤層自燃傾向性為III類不易自燃煤層，井下防塵系統(tǒng)按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定要求布置到位、噴霧裝置齊全完善，所需設(shè)置隔爆設(shè)施到位。

三、防滅火系統(tǒng)現(xiàn)狀

我礦煤層自燃發(fā)火傾向性為三類不易自燃煤層。

防滅火供水管路與防塵供水管路共用，井下消防栓隔煤設(shè)施設(shè)置齊全，防滅火器材儲(chǔ)備到位。

四、瓦斯抽放系統(tǒng)現(xiàn)狀

1、瓦斯抽放率

根據(jù)省內(nèi)外類似礦井實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確定本煤層順層鉆孔抽放率預(yù)計(jì)為30%。礦井瓦斯抽采指標(biāo)應(yīng)達(dá)到30%。

2、瓦斯抽放量(瓦斯純量)

按照礦井瓦斯相對(duì)涌出量56.920m3/t的30%進(jìn)行計(jì)算，瓦斯抽放量為56.92×0.30×454×1.15/(60×24)=6.20m3/min;

2、抽放管路管徑、材質(zhì)、規(guī)格

抽放管路管徑按下式計(jì)算：

式中：d—瓦斯管內(nèi)徑(m)

Q—瓦斯管流量(m3/min)

V—瓦斯管內(nèi)流速(m/s)，一般取5—15m/s

鋪設(shè)2趟瓦斯抽放管，瓦斯抽放主管選用φ250mm的無(wú)縫鋼管，支管選用 φ200mm的無(wú)縫鋼管。

3、抽放管路阻力計(jì)算

(1)計(jì)算的管道總阻力

H阻力=H主+H支+H局=1.53+1.9+0.71=4.14kPa

(2)瓦斯泵所需要的負(fù)壓

H泵高=(H阻力×1.15+H孔口)×1.2=(4.14×1.15+5) ×1.2 =11.71kPa

(3)瓦斯泵所需要的真空度：

η泵低=H高/101.3=11.71/101.3=11.6%

(4)瓦斯泵所需流量：Q高=6.20×1.2/(0.3×0.8)=31m3/min;

4、抽放效果

(1)抽放率：采區(qū)抽放率大于30%。

(2)抽放后：煤層瓦斯壓力低于0.74Mpa。