青菜溝煤礦南翼主暗下山施工組織設計說明書

作者：佚名 2011-12-26 22:20 來源：本站原創(chuàng)

前言
青菜溝煤礦屬股份制民營企業(yè)，該礦于二OO一年十月進行礦井技術(shù)改造，原設計井型3萬噸/年，一對斜井中央并列式片盤開拓，經(jīng)后期施工改造，礦井生產(chǎn)能力核定為6萬噸/年，但由于煤炭市場疲軟，技術(shù)管理水平不高，致使采掘成本偏高，故礦山長期處于不正常生產(chǎn)狀態(tài)，且前期投資不足，＋890m上部煤層回采率低，造成礦井采掘嚴重失調(diào)，為此，經(jīng)研究，決定對＋890m水平以下進行礦井延伸改造，以摸清下部煤層賦存情況，保證礦井采掘平衡，提高礦井產(chǎn)量，扭轉(zhuǎn)礦井長期被動的生產(chǎn)局面。
一、編制設計的依據(jù)
1、貴州甕安縣青菜溝煤礦技術(shù)改造方案設計；
2、本礦歷年來生產(chǎn)情況原始資料；
3、礦井《技改項目建議書》。
二、設計的主要特點
1、礦井南翼采用暗下山開拓方式，掘南北兩翼回風上山，再進行兩翼后退式走向長壁開采；
2、本開拓設計垂高50米，即＋890m~＋840m，＋840m以下本設計暫不予考慮；
3、提升排水采用接力式，通風利用現(xiàn)有設施，計劃重新安裝管路、在地面安裝空壓機至主下山形成壓風系統(tǒng)；
4、設計主下山采用串車提升，在+890m水平安裝25KW絞車，兩翼回風上山（副斜井）原則上不裝備提升設備。
三、存在問題
1、南翼采區(qū)下部目前尚未揭露正常煤層，且勘探程度較低，其下部煤層賦存情況不明，對施工設計的實用性將帶來一定偏差；
2、至于局部可采的其它煤層，本設計暫未考慮；
3、因考慮接替緊張和生產(chǎn)成本的偏高，主下山布置在煤層中，可能造成下山的變形和底鼓，維修量大。
基于以上諸多因素，礦井在生產(chǎn)過程中，根據(jù)實際揭露情況，可局部調(diào)整本設計，盡可能地保證礦井效率和安全。

第一章礦井概況及地質(zhì)特征
第一節(jié) 礦井概況
青菜溝煤礦為股份制私營企業(yè)，行業(yè)管理隸屬于甕安縣煤炭管理局。該礦地處貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)大寨坪村，礦區(qū)受地質(zhì)構(gòu)造及河溪侵蝕作用形成一走向為北北東的單面山，其間發(fā)育一些橫向筆架式溝谷，區(qū)內(nèi)最高標高＋1179.4m,最低標高＋1021.1m，相對高差158.3m。該礦距甕安縣城約9.5公里，距草塘鎮(zhèn)約7.5公里，礦區(qū)有鄉(xiāng)村公路與干線公路相連，交通方便。
本企業(yè)依法取得了《采礦許可證》、《煤炭生產(chǎn)許可證》、《煤炭安全生產(chǎn)許可證》、《營業(yè)執(zhí)照》和《礦長資格證》等證件，并均在有效期內(nèi)，企業(yè)機構(gòu)配備齊全，依法進行煤炭開采活動。2005年度對礦井進行了安全現(xiàn)狀綜合評價，安全評價等級為B級生產(chǎn)礦井。企業(yè)法人代表曾明超，全礦現(xiàn)有職工80人。
本礦2001年動工興建，經(jīng)歷年鑒定為低瓦斯礦井，開采煤層為中硫、低灰、高發(fā)熱量的煙煤，2006年核定該礦井生產(chǎn)能力為6萬噸／年，具備煤礦正常生產(chǎn)的各種安全生產(chǎn)條件。

第二節(jié) 地質(zhì)特征
本區(qū)大地構(gòu)造屬揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱貴陽復雜構(gòu)造變形區(qū)之東南部，區(qū)域地層有震旦系、二疊系和三疊系及零星分布的白堊系、老第三系和第四系，其中的寒武系和三疊系分布最廣，次為二疊系，由于黔中的隆起，缺失了志留系～石炭系及茱羅系。
礦區(qū)含煤地層為上二疊統(tǒng)吳家坪組，主要由石灰?guī)r、燧石灰?guī)r、粉砂巖、泥巖和煤層組成，地層總厚度206～381m，平均厚度262m，根據(jù)巖性差異劃分為五個分層，自下而上分，僅第一層為含煤地層，老頂厚度為55～113m，區(qū)內(nèi)僅含煤一層，即D煤層，煤厚1.2～3.5m，平均厚度1.8m，為單一煤層，平均傾角20º,煤層連續(xù)好，厚度變化不大，屬穩(wěn)定煤層。其煤層頂?shù)装鍘r性見下圖：

第三節(jié) 水文地質(zhì)
礦區(qū)含水層為二疊系下統(tǒng)茅口灰?guī)r、二疊系上統(tǒng)長興灰?guī)r、龍?zhí)督M上段及下段的厚層燧石灰?guī)r、三疊系下統(tǒng)大冶組灰?guī)r等。煤層均位于最低侵蝕基準面之上的地勢較高處，地下水為裂隙水，補給來源以大氣降水為主。礦井范圍內(nèi)無河流，小溪，地表水主要來源于大氣降水，由于地形多呈緩波狀，排泄條件良好，水文地質(zhì)條件簡單。
由于礦井上部開采年代久遠，該礦的主要水患為老窯及采空水，潛在威脅為P1m灰?guī)r地下水，雨季大氣降水量影響較大，降雨時涌水量普遍增大。
綜合以上分析，按照2005年8月貴州省煤田地質(zhì)局地測大隊地質(zhì)隊提供的《貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦地質(zhì)調(diào)查報告》，并據(jù)近幾年實際開采中排水情況的調(diào)查，礦井實際正常涌水量為60m3/h，最大涌水量為130 m3/h。正常涌水量多為地年水直接補給，最大涌水量多為雨季大氣降水通過采空區(qū)和塌陷裂隙滲入井下。
第四節(jié) 勘探程度及存在問題
本礦山的勘查地質(zhì)工作始于六十年代，貴州省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊開展過1:20萬《甕安幅》地質(zhì)、礦產(chǎn)調(diào)查，曾作過踏勘了解。1998年貴州省地質(zhì)學會黔南分會提交了《甕安縣煤礦地質(zhì)簡測報告》；同時該公司對青菜溝煤礦的儲量核實提交了《貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦地質(zhì)簡測報告》，并以此作為礦山儲量登記的依據(jù)。2004年貴州蒙特勘查開發(fā)有限公司提交了《甕安縣青菜溝煤礦資源／儲量核實報告》。
青菜溝煤礦在普查報告中，控制程度偏低，深部地質(zhì)情況控制更差，特別是瓦斯地質(zhì)資料，未能提供鉆孔的瓦斯數(shù)據(jù)，因此，需進一步精查地質(zhì)勘探工作，同時在生產(chǎn)過程中要給予及時收集補充。
青菜溝煤礦于2001年10月委托貴州省煤炭管理局設計研究所設計。在原建井和技改階段，其地質(zhì)資料未收集完整，在生產(chǎn)過程中需進一步完善和補充。

第二章井田開拓
第一節(jié) 井田境界及儲量
一、井田境界
本礦區(qū)位于甕安縣城18度、直距11.4公里的草塘鎮(zhèn)境內(nèi)，井口地理座標：東經(jīng)107º30´13",北緯27º09´55",屬甕安縣城東側(cè)洗馬向斜東翼，為單斜構(gòu)造，井田為一不規(guī)則的多邊形，礦區(qū)范圍拐點坐標見下表：
拐點坐標表表一

井田走向長1800m,傾斜寬1470m，井田面積1.6609m2。（2007年擴界后的范圍）
相鄰礦邊界關(guān)系：礦區(qū)北與大灣田煤礦相連，南與上場坪新井煤礦接界，東西無其它礦山。鄰近礦井均較遠，井田范圍內(nèi)多對小窯已關(guān)閉。受威脅的是上世紀末由當?shù)卮迕窦Y開掘的一對井筒目前已積水，該廢井在本礦南翼井田邊界附近，在開掘南翼采區(qū)時，必須抽放積水，排除威脅。
二、井田儲量
甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦之煤層賦于上二疊系吳家坪組第一段頂部，可采煤層為一層。根據(jù)貴州蒙特資源勘查開發(fā)公司提交的《省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦資源儲量核實報告》，截止2004年10月,該礦保有資源儲量332＋333＋334？為140.2萬噸。
2005年11月貴州省地礦局一O四地質(zhì)隊對該煤礦井下進行測量計算，該煤礦保有資源儲量332＋333＋334？為138.33萬噸。
2007年元月貴州省地礦局一O四地質(zhì)大隊對該煤礦井下新開采部分進行認真細致的測量，并制作了井上井下對照圖、采掘工程平面圖（有資料可靠性承諾書）。根據(jù)煤礦工作人員提供的井下開采情況及本次對該煤礦井下測量結(jié)果，即在2005年11月資源儲量變動之后，新采空面積為31664m2,煤層傾角為22.5º。在煤礦掘進過程中，采出部分煤炭，使其保有儲量減少，其變動量如下：
Q采空＝S•H•D Q1＝Q總－Q采空
式中：Q采空――采空區(qū)會儲量為5.18萬噸；
S――塊段斜面積，為34272.87m2；
D――煤礦煤容重，為1.40t/m3；
H――煤層平均厚度，為1.8m；
Q1――變動后保有儲量，為133.15萬噸；
Q總――2005年11月前保有資源儲量，為138.33萬噸。
經(jīng)過上述計算，到2007年元月，甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦保有資源儲量332＋333＋334？為133.15萬噸。
2007年8月，為保證本礦生產(chǎn)能力提升后的儲量和服務年限，經(jīng)審批，本礦又擴大了井田邊界，增加了礦井儲量，擴界后的礦井的資源儲量概算為194.72萬噸。
第二節(jié) 設計生產(chǎn)能力及服務年限
一、礦井工作制度
礦井年工作日330天，每天凈提升時間16小時，每天三班作業(yè)，每班工作時間為8小時。
二、礦井生產(chǎn)能力及服務年限
礦井設計生產(chǎn)能力：9萬噸/年。
延伸后的礦井服務年限為13年，＋840m下部塊段開發(fā)后，將進一步核實礦井儲量，調(diào)整礦井服務年限。

第三節(jié) 開拓方式
一、方案比較
礦井主下山為礦井二級提升下山開拓，中央片盤開采，延伸設計考慮了三個方案進行比較：
1、主井筒延伸方案
此方案設計自主井筒現(xiàn)落腳+890m水平直接向下延伸至＋840m水平，再掘進石門與＋840m巷貫通，形成提升系統(tǒng)。
優(yōu)點：（1）礦井一級提升，系統(tǒng)簡單，提升量大；
（2）全部在頂板灰?guī)r中掘進，可不設支護，后期維修量小。
缺點：（1）施工過程中影響全礦的提升，不利于安全生產(chǎn)；
（2）主井現(xiàn)傾角大于28º,不利于提升、行人，且不符合設計規(guī)范；
（3）現(xiàn)主井筒與煤層是反傾向施工的，向下延伸，將會離煤層越來越遠，下部石門距離過長，浪費大。
2、3＃上山延伸方案
此方案設計自現(xiàn)3＃上山直接向下延伸至＋840m水平，在現(xiàn)＋910m水平安裝絞車，形成＋840m、+890m、+910m三個階段，在＋840m水平掘進南北兩翼運輸巷和回風上山，形成通風運輸系統(tǒng)。
優(yōu)點：（1）對南翼+890m上、下的煤層均可使用一臺絞車提升，簡化了提升環(huán)節(jié)；
（2）節(jié)省了＋890m水平絞車臺、車場、機電硐室的工程量；
（3）利用現(xiàn)有絞車，便于快速施工。
缺點：（1）3＃上山上部為回風上山，延伸后，下部為進風下山，形成同一下山一段進風、一段回風的現(xiàn)象，不符合設計要求；
（2）現(xiàn)有JD－11.4絞車不能滿足提升需要，仍要更換絞車；
（3）3＃上山施工質(zhì)量較差，維修量大；
（4）下山多級甩車場，“一坡三擋”難于管理。
3、暗下山延伸方案
此方案設計自現(xiàn)有南翼+890m水平向下部延伸至＋840m水平，向南掘進改造現(xiàn)有＋890m車場，與現(xiàn)有3＃提升上山向南錯開25米距離，下山在煤層中布置，掘至＋840m水平后，再掘南北運輸巷和回風上山，形成通風提升系統(tǒng)。
優(yōu)點：（1）順煤層掘進，下部無石門距離，便于設計和運輸；
（2）成本低，速度快，壓煤量??；
（3）可利用現(xiàn)有＋890m車場，不影響正常生產(chǎn)；
（4）能夠快速形成系統(tǒng)，布置下部采區(qū)和工作面，解決全礦采掘失調(diào)的矛盾。
缺點：（1）開門施工時，因原見煤處有破碎帶，且有少量淋水，初期施工難度較大；
（2）要安裝一臺25KW絞車，并派專人操作；
（3）主下山及下部大巷、回風上山施工過程中，局扇通風距離較長。
基于上述各種方案的比較，經(jīng)綜合分析，設計認為，所提的三個方案中，第三個方案優(yōu)于其它方案，故本次設計選用第三方案施工。
二、采區(qū)劃分
本次設計，以現(xiàn)主下山為中心沿煤層走向劃分南北兩個采區(qū)，南采區(qū)走向長400米，北采區(qū)走向長300米（暫未主井筒北翼），兩個采區(qū)均劃分為三個階段，即+910m～＋890m、＋890m～＋840m、＋840m～＋800m，每一采區(qū)分三個回采工作面進行回采，其工作面按水平、采區(qū)、階段、工作面順序四個數(shù)字命名，＋890m以上均作為第一水平，＋890m以下作為第二水平，在＋890m設計水平運輸大巷。
三、主要運輸大巷及回風巷布置
本礦第一水平主要運輸大巷設計布置在＋890m水平,要求巷道在底板巖石中掘進，凈高不低于2米，巷道坡度不大于7‰。
礦井南翼回風通過＋840m～＋880m回風上山至＋880m南翼配風巷，再經(jīng)總回風巷自風井排出。
礦井北翼回風通過北翼回風上山至＋880m北翼回風巷，再進入總回風上山后自風井排出。
考慮控制現(xiàn)＋890m水平及以上地表水及老空水不向下部潰入，設計工作面配風巷以上保留垂高10米的煤柱。（見開拓布置平面圖）
四、開采順序
根據(jù)礦井接替安排，南采區(qū)系統(tǒng)簡單，形成快，先行開采，并與上部殘采面配采，北采區(qū)形成后，再與南采區(qū)配采。各采區(qū)自上而下逐個階段進行回采。
第四節(jié) 主下山及井底車場
一、主下山井筒
現(xiàn)設計施工的主下山井筒主要作礦井主提升下山，擔負運煤、提矸、運送材料、人員上下，同時兼作進風，其凈斷面為4.8m2，其支護情況可根據(jù)煤層賦存情況而定：煤層穩(wěn)定、厚度不超過2.5米、頂板完整的地段采用單頂柱木支護，煤層過厚或頂板不完整的地段，要求使用木棚支護，并背幫接頂。下山全部鋪設15Kg/m鋼軌。
主下山主要擔負＋840m水平的提升及進風，并兼作安全出口，下山內(nèi)敷設壓風管路、排水管路、防塵管路、各種電纜、風筒、信號線等，其凈斷面4.8m2。
二、車場及峒室布置
主下山上部車場由現(xiàn)有+890m水平巷道進行改造形成，設提升絞車房及機電峒室。
＋840m井底車場，考慮＋840m以下采用下山開采，設計采用甩車場，車場內(nèi)設有水泵房、機電峒室、消防材料庫等。
第五節(jié) 大巷運輸及設備
一、運輸方式及設備的的選擇
為配合礦井技改項目，＋890m水平大巷的運輸方式設計采用0.75T/U型礦車裝載、充電式電機車運輸?shù)姆绞剑笙飪?nèi)鋪設15Kg/m鋼軌，600mm軌距。
二、大巷斷面及支護方式的選擇
＋890m車場設計在頂板灰?guī)r中布置，設計采用噴漿支護，斷面5.8m2；+890m大巷沿煤層掘進，采用梯形木支護，設計凈斷面4.2m2。

第三章采區(qū)開采布置及裝備
第一節(jié) 采區(qū)布置
一、采區(qū)巷道布置及支護
兩采區(qū)煤層平均傾角23°，南、北采區(qū)回風上山均沿煤層順層掘進，采用梯形木支護，采區(qū)內(nèi)設計有中間巷（＋860m水平）、超前巷，每隔30米左右以聯(lián)絡小眼相接，其支護采用梯形木支護，采面開切眼頂板完整段采用一梁一柱或一梁兩柱的支護形式。
二、采區(qū)內(nèi)的運輸、排水
1、運輸：工作面放炮落煤——溜子溜煤——大巷裝車——
電瓶車推車——采區(qū)中部車場——接力電瓶車推車——采區(qū)下部車場——主下山——+890m車場——＋890m南巷——主井筒。
2、排水：采區(qū)內(nèi)的水由中間巷——運輸巷——＋840m車場水倉——主下山——＋890m水倉——主井筒至地面。
第二節(jié) 采煤方法
本礦井為單一煤層，實際揭露平均煤層厚度1.8m，平均傾角22°,故設計采用走向長壁采煤法，工作面落煤方式為電鉆打眼、爆破落煤、木棚支護、全部垮落法管理頂板。
本礦采煤工作面采用一帽一柱的支護形式；根據(jù)工作面頂板的完整性、工作面的壓力、采面斜長等情況，采用“見五回二保三”的控頂步距；行距、柱距均為0.8米，以圓木為支護材料，其小頭直徑大于14cm，因礦井不存在沖擊地壓，頂板壓力顯現(xiàn)不大，木支護完全可以滿足頂板管理的需求。本礦核定的采掘工作面生產(chǎn)能力為6萬噸/年,下年度將進一步進行礦井技術(shù)改造，將要求達到9萬噸／年的生產(chǎn)能力。
本礦采煤工作面的平均傾斜長度l=80米，采面煤層的平均采高h=1.6米，煤層生產(chǎn)能力r=1.45t/m3，采煤工作面平均日推進度b=1.6米，年工作天數(shù)d=330天，正規(guī)作業(yè)循環(huán)系數(shù)N=0.8，采煤工作面回采率c=95%，采煤工作面?zhèn)€數(shù)為1，故其采煤工作面年生產(chǎn)能力M=7.45萬噸/年。
經(jīng)上述計算，M=7.45萬噸，即保持一個采面正常生產(chǎn)，再加上掘進工程煤，年生產(chǎn)能力達到9萬噸/年的生產(chǎn)能力。
第三節(jié) 巷道掘進及礦井三量
一、掘進工作面?zhèn)€數(shù)、采掘比及矸石率預計
1、掘進工作面?zhèn)€數(shù)及采掘比：在滿足工作面正常接替，以及相應滿足三量要求的條件下，本礦井＋840m水平采區(qū)內(nèi)計劃一個回采工作面，并同時配備兩個掘進頭，可保證回采面的正常接替，礦井采掘比為1：2。
2、掘進率及矸石率預計：達到計劃產(chǎn)量時的最大生產(chǎn)掘進率為850米/萬噸。本設計矸石率為15%。
二、井巷工程量
1、開拓工程量220m；
2、準備工程量700m。
詳見下表

三、移交生產(chǎn)時的三個煤量
開拓煤量 42.5 萬噸, 可采期 4.7年
準備煤量 9.9萬噸, 可采期 13.2個月
回采煤量 8.0 萬噸, 可采期 10.7個月
第四節(jié) 開拓總工期
考慮到技術(shù)、管理水平的提高，并結(jié)合目前本礦的實際情況，確定井巷綜合月平均施工（成巷）進度指標如下：
巖石：平巷60米/月，斜巷55米/月；
半煤巷：平巷95米/月，斜巷85米/月；
煤巷：150米/月。
延伸施工總工期為3.5個月,上山貫通工期為5個月。

第四章通風、防塵與安全
第一節(jié) 礦井通風
一、風量計算
（一）采煤工作面實際所需風量
1、按瓦斯涌出量計算：
Q采＝100×q瓦采×K采通＝100×0.42×1.2=50.40（m3/min）
式中：Q采——采煤工作面實際需風量 m3/min
q瓦采——采煤工作面的瓦斯絕對涌出量，根據(jù)上年度礦井瓦斯鑒定結(jié)果，取0.42m3/min
K采通——采煤工作面通風系數(shù)，取1.2。
2、按工作面溫度計算：
Q采=60×V采×S采=60×1×3.2＝192（m3/min）
式中：V采——采煤工作面風速，m/s。（本礦取1 m/s）
S采——采煤工作面的平均斷面積，可按最大和最小控頂斷面積的平均值計算，S采=（2.8+3.6）/2=3.2（m2）
3、按工作面人數(shù)計算實際需要的風量：
Q采=4×N=4×25=100（m3/min）
式中：N——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，取25人。（包括管理人員）
以上計算結(jié)果取最大值192m3/min作為采煤工作面實際所需風量。
4、按風速進行驗算：
(1) 按最低風速驗算：采煤工作面的最低風量（Q采）
Q采≥15×S采=15×3.24=48.6(m3/min)
S采——采煤工作面的平均斷面積，m2
（2）按最高風速驗算：
Q采≤240×S采=240×3.24=777.6(m3/min)
S采——采煤工作面的斷面積，m2
由驗算可知，Q采=192m3/min取值符合要求。
（二）掘進工作面實際需風量
1、按瓦斯涌出量計算：
Q掘=143×q瓦掘×K掘通=143×0.42×1.2=72.1(m3min)
式中：Q掘——掘進工作面實際需要風量 m3/min
q瓦掘——掘進工作面的瓦斯絕對涌出量，根據(jù)上年度礦井瓦斯鑒定結(jié)果，取0.42m3/min
K掘通——掘進工作面通風系數(shù)，應根據(jù)實際觀測的結(jié)果，取1.2。
（按二氧化碳涌出量計算，可參考按瓦斯涌出量計算的方法執(zhí)行）。
2、按炸藥量計算掘進工作面實際需要的風量：
Q掘=25×A=25×3=75(m3/min)
式中：A——掘進工作面一次爆破的最大炸藥用量，取3Kg。
3、按人數(shù)計算掘進工作面實際需要的風量：
Q掘=4×N=4×15=60(m3/min)
式中：N——掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，取15人。
以上計算結(jié)果取最大值75m3/min作為掘進工作面所需風量。
4、按風速進行驗算：
（1）按最低風速驗算：
巖巷掘進工作面的最低風量（Q掘巖）
Q掘巖≥9×S掘巖=9×4.84=43.56(m3/min)
式中：S掘巖——巖巷掘進工作面的斷面積4.84 m2（取最大值）
煤巷或半煤巷掘進工作面的最低風量（Q掘煤）
Q掘煤≥15×S掘煤=15×4.84=72.6(m3/min)
式中：S掘煤——煤巷掘進工作面的斷面積, m2
（2）按最高風速驗算：
Q掘≤240×S掘=240×4.84=1161.6(m3/min)
式中：S掘——掘進巷道的斷面積，m2
由驗算可知Q掘=75m3/min，取值符合要求。
（三）全礦井所需風量
本礦計劃安排為兩掘一采，共三個作業(yè)點，但考慮到局部維修以及未計算的臨時硐室等，故全礦井風量按三個掘進頭和一個回采工作面計算，所需風量計算為：
1、按井下同時工作的最多人數(shù)計算：
Q礦進=4×N×K礦通=4×50×1.25=250(m3/min)
式中：N——井下同時工作的最多人數(shù)
K礦通——礦井通風系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素，K礦通取1.25。
2、按掘進峒室及其客觀存在地點實際需要風量的總和計算：
Q礦進=（∑Q采+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它）×K礦通=（192+75×3+120+537×10%）×1.25=738.4(m3/min)
式中：∑Q采——采煤實際需要風量的總和，m3/min
∑Q掘——掘進實際需要風量的總和，m3/min
∑Q峒——峒室實際需要風量的總和，m3/min
∑Q其它——礦井除了采煤、掘進和峒室等地點的其它井巷需風量的總和，m3/min。
（1）采煤、掘進所需風量按照上述采煤、掘進工作面所需風量計算結(jié)果取最大值；
（2）峒室所需風量按井下實際存在峒室進行計算，本礦現(xiàn)有一個絞車峒室,計劃再增加一個充電硐室和一個機電硐室，所需總風量按120m3/min計算；
（3）其它所需風量按采煤、掘進、峒室所需風量之和的5%—10%風量計算。
以上計算結(jié)果之和738.4m3/min作為全礦井所需風量。
二、通風阻力計算
1、井巷摩擦阻力計算
h摩=（α•P•L•Q2）/S3
式中：α－巷道磨擦阻力系數(shù)（Kg秒2/米4）
P－巷道凈周長（米）
L－巷道長度（米）
Q－通過巷道的風量（米3/秒）
S－巷道凈斷面積（米2）
其計算結(jié)果如下：
＋840m水平井巷摩擦阻力h前摩=21.6（毫米水柱）
＋840m水平井巷摩擦阻力h后摩=38.1（毫米水柱）
2、局部阻力計算
據(jù)采礦設計手冊的有關(guān)規(guī)定，局部阻力按井巷摩擦阻力的10%估算，即：
h局= h摩×10%
h局前=21.6×10%=2.16（毫米水柱）
h局后=38.1×10%=3.81（毫米水柱）
因此，礦井通風總阻力
前期 h總前=h前摩+ h局前=23.76（毫米水柱）
后期 h總后=h后摩+ h局后=41.91（毫米水柱）
3、等積孔計算
A=
前期：A前= =1.5（米2）
后期：A前= =1.08（米2）
三、自然風壓計算
估算最大自然風壓為10毫米水柱，最小自然風壓為5毫米水柱。
四、扇風機應考慮的風量、風壓
礦井總風量：Q總=Q×1.05
式中 1.05是礦井總的漏風系數(shù)
Q總=738.4×1.05=775.32（米3/分）
總負壓 H扇=h總+h自+Δh+h速
式中 h自－－自然風壓，取10毫米水柱
Δh－－通風設備阻力，取5毫米水柱
h速－－扇風機出口速壓，取8毫米水柱
則，H扇前大=23.76+10+5+8=46.76毫米水柱
H扇前小=23.76-10-5-8=0.76毫米水柱
H扇后大=41.91+10+5+8=64.91毫米水柱
H扇后小=41.91-10-5-8=18.91毫米水柱
第二節(jié) 礦井防塵
本礦2006度瓦斯等級鑒定為低瓦斯礦井,其礦井絕對瓦斯涌出量為0.54m3/min,礦井相對瓦斯涌出量為8.67m3/t；根據(jù)2006年貴州省煤田地質(zhì)局實驗室提供的《煤炭自燃發(fā)火傾向性鑒定報告》和《煤塵爆炸性鑒定報告》，貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦主采煤層D煤層屬Ⅱ類自燃煤層，發(fā)火期一般為6個月，煤塵具有爆炸性。故本設計工程必須建立防塵系統(tǒng)。
一、綜合防塵用水量
根據(jù)設計，礦井安排為兩個掘進工作面，一個回采工作面。
1、采煤工作面用水量：該防塵用水主要用于回風巷、出煤裝載點噴霧和工作面放炮時噴霧防塵。因本礦煤層離地表較近，受地表水影響，煤層潮濕，粉塵濃度很小，為便于生產(chǎn)，噴頭數(shù)量設置較少。
Q采=N1Q噴+N2Q炮
式中，N1－－噴霧頭數(shù)量
Q噴－－每個噴霧頭的單位水量（L/min）
N2－－放炮工作面?zhèn)€數(shù)
Q炮－－每個工作面放炮時除塵單位用水量（L/min）
Q采=3×1+1×10=13（L/min）
2、掘進工作面防塵用水量：主要用于濕式鑿巖、放炮噴霧、沖洗巖幫、凈化水幕等。
Q掘=N3Q鑿+N4Q炮+N5Q洗+N6Q凈
式中，N3－－同時鑿巖機臺數(shù)
Q鑿－－鑿巖機單位用水量（L/min）
N5－－沖冼巷道巖幫數(shù)
Q洗－－沖冼巷道巖幫單位用水量（L/min）
N6－－凈化水幕個數(shù)
Q凈－－凈化水幕單位用水量（L/min）
其它符號同上。
Q掘=1×2+1×10+2×20+2×15=102（L/min）
3、總進風巷、采區(qū)回風巷等處凈化水幕
Q幕=N7q幕
式中，N7－－防塵水幕數(shù)量
q幕－－防塵水幕單位用水量（L/min）
Q幕=4×2=8（L/min）
4、消防用水量:在主井井底車場、采區(qū)出口、機電峒室等處設置4處滅火消防栓，但考慮4處不會同時用水，因此計算用水量時僅考慮2處同時用水。
Q消=N8Q滅
式中，N8－－消防栓同時用水處
Q滅－－消防栓單位用水量（L/min）
Q消=2×100=200（L/min）
由上可以算出，本礦防塵用水總量為：
Q=K（Q采+Q掘+Q幕+Q消）
式中 K－－備用系數(shù)，取1.1
Q=1.1×(13+102+8+200)=323（L/min）=0.323(T/min)
=19.4(T/h)
故,全礦井下防塵最大用水量為19.4 T/h。
二、防塵管路
本礦主井筒、+890m南巷、主下山現(xiàn)有防塵管路為Φ33鍍鋅鋼管，至＋890m水平主管路全部采用Φ30硬塑膠管，沖冼巷道巖幫，選用硬質(zhì)皮管，詳見防塵管路圖。
三、地面防塵水池與水源
礦井、工業(yè)廣場現(xiàn)有一個高位水池，是井上生活用水和井下防塵用水的共用水池，水池容積大于50m3，擬另建一個200 m3的專用防塵水池。
防塵水源使用現(xiàn)有礦井供水水源。
四、防塵水質(zhì)要求
1、保證水的清潔，水中懸浮物含量不超過150mg/L，粒徑小于0.3mm；
2、水的PH值應在6～7.5之間；
五、防塵對各工作地點風速的要求
1、主、副井筒和總回風巷，風速小于8m/s；
2、采區(qū)總進風、風速在0.25～6 m/s之間；
3、回采工作面、掘進中的煤巷和半煤巷風速在0.25～4 m/s之間；
4、掘進中的巖巷、風速在0.15～4 m/s之間；
5、其它行人巷道，風速大于0.15 m/s。
第三節(jié) 災害預防及安全裝備
一、瓦斯事故預防
本礦井為低瓦斯礦井,其礦井絕對瓦斯涌出量為0.54m3/min,礦井相對瓦斯涌出量為8.67m3/t；但在下水平開拓時，為安全起見，仍以高瓦斯礦井的要求來管理礦井，除做好正常的瓦斯檢測工作之外，還應加強以下幾方面的管理措施：
1、每個掘進迎頭和掘進工作面都必須安裝甲烷傳感器，健全全礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測瓦斯涌出量的變化；
2、石門揭煤時應采取超前鉆孔和震動性放炮措施；
3、接近或者穿過地質(zhì)構(gòu)造帶時，應制定專門預防瓦斯措施；
4、保證采掘工作面有足夠的風量和合理的風速；
5、回風巷道頂部不允許存在較大的空洞，防止瓦斯局部積聚。
二、預防煤塵
1、堅持濕式鑿巖，防塵管路必須安裝到迎頭，各裝載點應有噴霧灑水裝置；
2、定期清掃巖幫，沖洗煤塵。
三、火災事故預防
1、要提高煤炭的回收率，減少煤柱損失，及時封閉采空區(qū)；
2、加強電氣設備管理，嚴禁帶電作業(yè)或帶電遷移設備，防止產(chǎn)生電火花；
3、嚴禁使用不合格或失效的火工品，放炮必須按《作業(yè)規(guī)程》中規(guī)定的裝藥量，充填炮泥量、炮眼深度、聯(lián)線方式、安全警戒等嚴格按規(guī)定執(zhí)行，嚴禁放明炮、糊炮；
4、各機電峒室要有足夠數(shù)量的消防器材，每個生產(chǎn)水平都應設消防器材庫；
5、嚴禁攜帶火種下井；
6、防止靜電產(chǎn)生的火花。
四、冒頂事故的預防
1、要根據(jù)煤層的頂板和底板的巖性，摸清工作面礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律，采煤工作面做好初次放頂工作，以及過河和收作時的支護工作；
2、在工作面遇斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造時，要加大支護密度和特殊支護，保證工作面有足夠的支撐力；
3、掘進工作面嚴禁空頂作業(yè)，支護必須到迎頭；
4、大斷面峒室施工時，要視巖性狀況，采取特殊支護和特殊施工，砌碹巷道應先設臨時支護，再進行砌碹；
五、水災預防
1、水倉定期清理，水泵及時維修，備用泵應保持良好狀態(tài)；
2、巷道掘進通過較大斷層及接近老空區(qū)時，應嚴格遵守先采后掘、不采不掘的原則；
3、對某些穿過特殊巖性，且對封孔質(zhì)量有疑問的鉆孔，應事先查明其具體情況，并采取相應的措施確保礦井的安全；
4、堅持“有掘必探、先探后掘”的原則，超前探水施工。
六、通風和機電方面事故的預防
1、局扇必須實行“三專一閉鎖”，并保證迎頭有足夠的風量；
2、礦井要消滅違章擴散通風、老塘回風和不合理的串聯(lián)通風，以及微風、無風作業(yè)；
3、礦井每年應進行一次反風演習；
4、堅持使用漏電繼電器；
5、要保證礦井正常供電，保證雙回路供電正常并做好備用發(fā)電機組的維護保養(yǎng)工作。
七、安全設備和儀器
＋840m水平要使用完好的設備和儀器，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，要逐步更新安全裝備，提高礦井監(jiān)測水平。
八、礦山救護
本礦與甕安縣救護隊簽訂救護協(xié)議，實施礦井救災和礦井其它必須由救護隊完成的工作。

第五章提升、通風、排水、壓風、及運輸設備
第一節(jié) 提升設備
一、設計依據(jù)
地面主井井口標高：+1023.6m
地面副井井口標高：+1023.0m
設計一水平標高：＋890m
設計二水平標高：＋800m
主井筒傾角：28°；井筒斜長：230m；
副井平均傾角：15°；全長（含平硐）：1200m；
年工作日：330天；日提升時間：18小時。
本礦上年度核定礦井生產(chǎn)能力為6萬噸/年，下年度計劃核定生產(chǎn)能力為9萬噸/年，礦井采用二級提升，目前的主井提升系統(tǒng)維持不變，在主井+890m水平設二水平提升系統(tǒng)。
二、主下山提升設備的選擇
根據(jù)主下山井筒的斜長、提升量及其它相關(guān)情況，選用JD－1.6（25）型礦用防爆提升絞車，容繩量400米，最大靜張力200Kg，選用鋼絲繩直徑18.5mm，配套電機功率25KW，采用串車混合提升（提煤、提矸、下放材料及設備等），提煤時每次提升3個礦車（0.5噸/車），提升矸石時，每次提升兩個礦車（1噸/車）。
提升能力計算：
一次提升循環(huán)時間T見下表
上部車場主下山及上下變坡點井底車場
速度（v） 0.3 1 0.5 2.2 0.5 1 0.3
時間（t） 10 3 0.36 63.6 0.36 3 16.7
距離（s） 3 3 1.8 140 1.8 3 5
T=(10+3+0.36+91.8+0.36+3+16.7)×2+60=281.8(秒)
式中休止時間取60秒
日提升能力Q= =345（噸/日）
年提升能力A=330×345=11.38（萬噸/年）＞9萬噸/年，滿足設計要求。
根據(jù)年產(chǎn)量9萬噸，主下山下部提升量約占3／4,即6.8萬噸，則日提升量必須為
Qs= = =284（噸）
式中 C－－提升不均衡系數(shù)，取1.2；
f－－提升能力富裕系數(shù)，取1.15；
An－－設計年產(chǎn)量；
n－－年工作日。
根據(jù)以上計算，主下山每小時的提升能力為345÷18=19.2噸，則每天提煤時間為284÷19.2=14.8（小時），提升矸時間為2.9小時(按出煤量的20%計算)，其余時間為下放物料。
由此可見，所選用的絞車提升能滿足生產(chǎn)的需要。為了確保安全，在主下山井筒變坡點下方20米處設置繩壓式擋車器。
第二節(jié) 通風設備
本礦礦井通風方式為中央并列式，主井進風，副井回風；主井斷面為4.8m2，進風風量為790 m3/min，副井斷面為2.8 m2，專供行人、回風，回風風量為820 m3/min。
地面安裝有兩臺型號為KB60-NO11型軸流式通風機，一臺運行，一臺備用，風量為1400～800m3/min,風壓400～1300Pa，電機功率37Kw。礦井的主扇、主、副井筒斷面、風量等均符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定和要求，現(xiàn)有的通風設備能滿足主下山延伸水平的生產(chǎn)要求，無需更新主通風設備。
第三節(jié) 排水設備
主下山落腳后，全礦井設計采用二級排水，＋840m水平擬建一套排水系統(tǒng)，自＋840m水平排至＋890m水平，然后自＋890m水平排至地面（現(xiàn)有排水系統(tǒng)），其二級排水系統(tǒng)設計情況如下：
（一）預計正常涌水量時，水泵排水能力計算：
Q正 = 15×1.2 = 18.0m3/h
預計最大涌水量時，水泵排水能力計算：
Qnrax = 20×1.2 = 24.0 m3/h
（二）水泵揚程計算：
＋840m——＋890m水平 = 50（m）
壓力為1.0MPa
（三）水泵型號、臺數(shù)選擇：
＋840m水平泵房選用DM43-30×3型或 DF43-30×3型多級礦用離心泵2臺
Q = 43 m3/h H實= 60m ，考慮管道直徑由于彎道多，阻力大，H選 = 80m。
正常及最大涌水量時均為一臺工作，另一臺備用檢修。
（四）動力配備
按流排水系統(tǒng)壓力及流量應配備YB250M-2型隔爆型三相異步電動機2臺 h = 2970 /min 15KW 380/660V Δ/Y
考慮涌水量等諸多不確定因素，建議該水平最好選取3臺該設備
（五）排水管道選擇
根據(jù)壓力,本系統(tǒng)管道應選取GB8163-87輸送流體用鋼管或聚氯乙烯壁厚≥15mm較好，增強流體管路二趟（一趟工作、一趟備用）
150m×2 ф80mm
（六）吸水管選擇：
選取橡膠增強增壓軟性管 ф100mm 7m×2
（七）主變壓器選用 KS9-315/10 型 315KVA
若僅考慮礦井排水系統(tǒng)用電負荷，該變壓器容量偏大，但如果礦井下進行技改，則考慮選用315KVA變壓器較為合適。
（八）電纜選?。?br /> 地面配電房—— ＋840m泵房
YM—100 3×50+1-25
（九）水泵啟動：
采取磁力啟動式真空磁力啟動方式
Qc83－80型式 QJZ(1) － 80型
（十）水倉容積的確定
＋840m水平設計水倉總?cè)莘e200m3，主要工程有內(nèi)、外水倉，機電峒室，水泵房，管子道等，水倉總長度40米，在水倉清理時，一個水倉能正常排水。
第四節(jié) 壓風設備
因本礦巖石堅硬程度不大，且考慮壓風管路敷設復雜，漏風率大，故設計采用移動式空氣壓縮機鑿巖打眼，礦現(xiàn)有兩臺型號分別為
W-4.0/5型和YB160M2-2型的移動式空壓機，能滿足現(xiàn)有生產(chǎn)要求。壓風管路選用Φ57×3.5無逢鋼管，近距離鑿巖采用硬質(zhì)塑料增強管。
第五節(jié) 運輸設備
本礦井下運輸系統(tǒng)主體方式是：采煤工作面放炮落煤、溜子溜煤、人工裝車、電瓶車推車至提升車場再提升至地面；掘進工作面人工裝矸、電瓶車推車至提升車場再提升至地面。
本礦井下運輸巷道通暢，斷面符合有關(guān)規(guī)定要求，運輸大巷設計采用2.5噸充電式電瓶車、U型0.75噸礦車運輸，15Kg/m鋼軌鋪設軌道，各運輸環(huán)節(jié)均能滿足生產(chǎn)要求。
井下輔助提升數(shù)量不大,完全能承擔各工作地點的運輸提升工作量：3＃上山設計采用提升絞車型號JD-11.4型絞車，提升鋼絲繩型號為15.5mm，采用串車提升，一次提升量為1噸，提升斜長80米，承擔＋910m水平的提升工作量。
本礦井下全部使用0.75噸“U”型礦車串車提升，各斜井運輸“三擋”齊全,各級提升設有上、下部主車場，生產(chǎn)運輸水平設有中轉(zhuǎn)車場，運輸軌道使用15kg/m軌型，鋪設質(zhì)量基本符合規(guī)定。
局部地點人力推車時，一人只準推一輛車，遇拐彎、道岔、風門發(fā)出警號，提醒行人及時躲避，遇障礙物須及時減速和停車，嚴禁蹬車、搭車、放飛車，同方向推車兩車間距不得小于30米。
礦車定期檢修，礦車軸、車輪應保持完好，走鉤時應仔細檢查鉤頭是否掛好，銷子是否插牢，是否有漏銷現(xiàn)象，嚴禁放大滑事故發(fā)生。
斜井筒修護清理時，設隨工作點移動的聲光信號，并打好臨時保險檔，主井筒修護清理時除設隨工作點移動的聲光信號外，還須在井底車場設聲光信號控制行人。
運輸提升巷道應經(jīng)常清理，軌道鋪設要符合有關(guān)規(guī)定，躲避硐應有足夠的空間，嚴禁堆放雜物。
下山開拓過程中，車皮應吊在井筒中出碴，車皮下方應設阻車器，上方設保險檔，上碴車人員不允許在車皮下方作業(yè)。
建立運輸崗位責任制，定期做好斜井提升的各種試驗。
第六節(jié) 供電及通訊
本礦井由穿洞河供電所6KV供電，一臺315KVA變壓器供井下，一臺200KVA變壓器供地面,礦井備有雙回路，由農(nóng)網(wǎng)10KV供電。另有一臺160KW柴油發(fā)電機組分別作井下和地面?zhèn)溆秒娫?，礦井供電線路為75mm2礦用阻燃電纜，井下設備均按防爆性能進行選型，安裝了選擇性漏電繼電器，供電穩(wěn)定安全可靠。
井下各配電點、絞車房、水泵房、車場及運輸巷交叉點等處，均采MA型礦用防爆燈照明，工人下井作業(yè)攜帶充電式蓄電池礦燈。
主下山必須裝設聲光齊全的提升信號，井下各車場、打點峒室、絞車房、水泵房等處均安裝防爆電話，井下所有照明線、信號線、控制線及通訊電纜均選用專用電纜線，各連接均采用防爆接線盒。
第七節(jié) 環(huán)境保護
一、礦井水
本礦礦井水自主井排水管排出地面，經(jīng)生石灰中和后，放入沉淀池，經(jīng)多級沉淀后，水質(zhì)已達到標準要求，注入出礦排水溝，可供農(nóng)田灌溉。
二、礦井煤矸石可進行出售和綜合利用。