煤矿矿井独立扩能工程联合试运转方案大学学位论文.docx

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煤矿矿井独立扩能工程联合试运转方案大学学位论文

广安市思源矿业集团有限公司背脊岭煤矿

矿井独立扩能工程

联合试运转方案

二0一三年三月

前言

广安市思源矿业集团有限公司背脊岭煤矿150kt/a独立扩能工程项目于2010年3月正式开工建设，办理了开工备案等相关手续。

四川省人民政府办公厅川办函〔2008〕260号文件，背脊岭煤矿独立扩能后矿井生产能力为90kt/a。

，2009年6月，广安市思源矿业集团背脊岭煤矿委托四川省煤炭设计研究院编制完成了《广安市思源矿业集团背脊岭煤矿有限责任公司扩建工程初步设计》（代可行性研究报告）及《广安市思源矿业集团背脊岭煤矿有限责任公司改建初步设计安全专篇》，独立扩能设计能力15万吨/年，设计矿井服务年限8年。

2009年11月16日，四川省经济委员会以《广安市思源矿业集团背脊岭煤矿有限责任公司扩建工程初步设计（代可行性研究报告）的批复》（川经煤炭函【2009】1481号）文件批准同意设计方案，2010年1月17日，四川煤矿安全监察局以《关于广安市思源矿业集团有限责任公司背脊岭煤扩建初步设计安全专篇的批复》（川煤监函【2010】48号）文件批准同意按安全专篇审查意见要求进行建设，2010年3月4日，华蓥市煤炭管理局转发广安市经济委员会《关于广安市思源矿业集团背脊岭煤矿扩建工程开工备案的批复的通知》华煤管【2010】11文件，背脊岭煤矿改建工程正式启动建设，我矿于2010年3月20日正式开工，将于2013年2月底全面完成建设内容，2013年2月中旬具备联合试运转条件。

在施工过程中，由于矿井主要井巷地质条件变化大，主提升斜井断面断面大，围岩稳固性差，需对主提升斜井设计断面及提升设备进行修改，二采区第一个区段经巷道所揭露的地质情况，该采区受地质构造影响，煤层薄化，无法布置正规工作面，为不可采区域，需对原设计部分内容进行调整，另根据国家安全监管总局煤矿安监局安监总煤装[2011]15号《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》、国家安全监管总局煤矿安监局安监总煤装[2011]33号关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的通知等文件要求，必须补充完善原设计的相关内容。

我矿委托四川省煤炭设计研究院于2011年5月编制完成了《广安市思源矿业集团背脊岭煤矿有限公司扩建工程初步设计调整说明》，该调整方案说明经广安市经济和信息化委员会组织相关专家评审通过后，并以广经信煤炭[2011]25号文下达了“关于广安市思源矿业集团背脊岭煤矿有限公司扩建工程初步设计修改方案的批复”。

调整后的井巷工程量5926m，维修利用井巷工程量2732m，调整后的工期是在原设计工期的基础上增加了10个月（即建设总工期23个月）。

2012年2月经我矿申请，广安市经信委审核批准同意延长建设工期7个月，华蓥市煤管局同意利用备案期3个月，即2012年12月进入联合试运转阶段。

由于受攀枝花市肖家湾煤矿“8.29”重特大瓦斯事故的影响，按照上级主管部门的要求，矿井停止建设生产作业达三个月之久。

导致我矿独立扩能建设工程无法在12月进入联合试运转。

经我矿申请，华蓥市煤管局审批同意矿井因政策性停工所延长的工期不计入建设工期，独立扩能工程于2013年3月底进入联合试运转。

我矿组织工程技术人员和施工队伍，严格按照四川省及广安市经济信息化委员会和四川煤监局审批同意后初步设计（以及修改版）及安全专篇（以及修改版）进行建设，确保了矿井建设期间的安全和工程质量；通过全体员工及各方面的共同努力，各项工作进展顺利。

经过26个月的建设，于2013年3月底按设计基本完成了整合扩建项目主体工程及安全设施工程。

为保证矿井联合试运转安全正常进行，根据《国家煤矿安全监察局关于加强煤矿建设项目安全设施设计审查与竣工验收工作的通知》（煤安监监察〔2007〕44号）的规定，我矿于2013年3月5日由矿长主持召开全矿生产、调度、机电运输、安全、通风等生产系统人员专题会议，讨论研究并制定了矿井联合试运转方案及安全保障措施，具体内容如下。

一、矿井扩建工程设计及建设概况

（一）开拓系统

1、设计概况

广安市思源矿业集团有限公司背脊岭煤矿为独立扩能矿井，矿井设计生产能力为150kt/a,开采大连和沙连煤层,服务年限8年。

设计采用立井、平硐加暗斜井综合开拓，利用原有+80m至+328m主立井（x=3342804、y=36374444、z=328.15m、α=321°）担负出煤、出矸、进风、行人、材料、设备的运输等任务；回风平硐（X=3342733、y=36374537、z=375.4m、α=353°）担负矿井回风，并兼做行人安全出口。

+328m平硐（X=3342764、y=36374465、z=330.828m、α=310°）做安全出口。

2、水平和采区划分及开采顺序

根据煤层赋存情况和开采技术条件，全矿划分为二个水平，即＋80m标高为一水平，-40m标高为二水平。

划分为六个采区进行开采。

先开采一采区和二采区，然后开采三采区、四采区、五采区和六采区。

3、主要巷道布置

根据矿井以往开采经验并参照相邻矿井开采情况，设计主要运输大巷布置在大连子煤层顶板40m位置的砂岩中，回风大巷利用原顶板30m位置的上水平运输巷道。

采区上山布置在大连子煤层顶板30m处砂岩中。

在+80井底车场布置一条轻车道与原有车场形成环行车场，在+80车场八字口附近从+80m至-40m布提升暗斜井、行人暗斜井、回风暗斜井各一条，其中回风暗斜井沿煤层布置。

设计在-40m水平主斜井落平点附近和-40行人平巷间布置有变电所和水泵房，-40m生产水平水仓布置在井底车场附近。

2、建设概况

开拓系统建设情况与设计基本一致。

矿井为立井、平硐、斜井综合开拓。

利用+328m至+80m立井作为矿井+80m至地面的主提升井，担负矿井进风、提升任务；从+80m至-40m水平布置有一条主暗提升斜井，一条暗人行斜井，一条煤层回风斜井，暗提升斜井和人行作为-40m水平进风。

利用+205m至+80m生产水平的原人行暗斜井，+205m水平至+328m水平原提升暗斜井及改造利用+328m至+375m的回风井作为矿井回风井，担负矿井回风任务，并可作为安全出口。

+328m平硐及+328m水平至+205m水平原行人斜井担负辅助进风及人员进出安全出口。

设计在-40m水平主斜井落平点附近和-40行人平巷间布置有变电所和水泵房，-40m生产水平水仓布置在井底车场附近。

（二）采掘系统

1、设计概况

设计布置两个采区达产，首采区分别布置在±80m生产水平北三采区和-40m生产水平一采区，+80m生产水平北三采区走向长370m，倾斜宽约45m，共一个区段。

-40m生产水平一采区走向长350m，倾斜长110m，共两个区段，主暗斜井兼作一采区轨道上山及一采区人行上山布置在煤层顶板的粗粒长石石英砂岩中。

一采区回风上山布置在煤层中。

工作面运输巷和工作面回风巷沿煤层走向布置在煤层中，采区轨道上山与区段运输巷采用甩车道联络，通过顶板绕道再与两侧工作面运输巷连通。

一采区轨道上山用于提升煤炭和材料，采区回风上山用于回风，一采区人行上山用于行人。

采煤工作面采用走向长壁伪柔性掩护支架采煤法，放炮落煤工艺，全部垮落法管理顶板。

矿井布置两个煤掘工作面，两个岩巷掘进工作面。

1、-40m南翼岩石运输大巷掘进工作面，全岩巷道采用风钻打眼放炮掘进，耙岩机装碴，矸石由机车牵引外运，在岩层破碎段采用9号矿工钢加工制作的钢拱架料加锚网喷支护，对围岩稳定地段采用锚网喷浆支护。

2、-40m北翼岩石运输大巷掘进工作面，全岩巷道采用风钻打眼放炮掘进，耙岩机装碴，矸石由机车牵引外运，在岩层破碎段采用9号矿工钢加工制作的钢拱架料加锚网喷支护，对围岩稳定地段采用锚网喷浆支护。

3、-40m生产水平4102回采工作面运输煤巷掘进工作面，采用MZ1.5KW的煤电钻或风钻打眼放炮，小型挖装机装煤碴，实现煤矸分装分运，以此提高掘进工程原煤质量，由人工推车至太高石门，运至采区储煤仓。

巷道采用11号矿工钢加工制作成的梯形金属支架支护。

架料间采用预制的水泥背板支护。

4、-40m生产水平4102回采工作面开切眼及联络巷掘进工作面，采用MZ1.5KW的煤电钻或风钻打眼放炮，人工转运及装煤，由人工推车至南翼第一抬高石门，通过抬高石门的轨道上山运至岩石运输运巷，联络巷采用11KG轻轨加工制作成的梯形支架进行支护，架料间采用排材和矿笆进行支护。

溜煤小眼采用预制的砼盘进行砌筑支护。

2、建设概况

采掘系统建设情况与设计基本一致。

-40m生产水平首采区布置在-40m的一采区，采区走向长350m，倾斜长约110m，划分两个区段。

主暗斜井兼作一采区轨道上山，-40m至+80m人行斜井兼作一采区行人上山，均布置在煤层顶板的粗粒长石石英砂岩中。

一采区回风上山布置在煤层中。

工作面运输巷和工作面回风巷沿煤层走向布置在煤层中，采区轨道上山与区段运输巷采用甩车道联络，通过顶板绕道再与两侧工作面运输巷连通。

一采区轨道上山用于提升煤炭和材料，采区回风上山用于回风，一采区人行上山用于行人。

+80m生产水平北三采区走向长370m，倾斜宽约45m，共一个区段。

采煤工作面采用走向长壁伪柔性掩护支架采煤法，放炮落煤工艺，全部垮落法管理顶板。

投产时布置有两个岩巷掘进工作面，两个煤巷掘进工作面。

岩巷掘进工作面是-40m生产水平的南北运输石巷。

煤巷掘进工作面是4102运输煤巷和4102回采工作面开切眼掘进工作面。

（三）通风系统

1、设计概况

设计采用中央边界式通风方式，抽出式通风方法，采煤工作面采用U型通风，掘进工作面采用局部通风机压入式供风，回风井口位于井田的+375m风机房外的广场内，利用原+80m至+205m的行人斜井作+80m至+205m水平的回风斜井，巷道斜长241m，该段巷道采用的是石旋半圆拱支护，其净断面积6.1m2。

利用+205m至+328m的原+205m生产水平的主提升斜井作+205m至+328m的回风斜井，巷道斜长295m，该段巷道为裸巷，巷道形状为三心拱、其净断面积7.3m2。

+328m至+375m引风道102m。

矿井安装两台同等能力的主要通风机，一用一备，型号为：

FBCDZ-6-№17/2×75kw（FBCDZ-6-№17/2×75kw），通风机参数：

风量1698——3768m3/min,全压702——2650Pa,功率：

2×75KW，转速：

980r/min。

2、建设概况

通风系统建设情况与设计一致。

矿井采用中央边界式通风方式，抽出式通风方法，采煤工作面采用U型通风，掘进工作面采用局部通风机压入式供风。

根据当前矿井风量分配需要，采用变频调整，矿井总进风量2369m3/min,总回风量为2397m3/min，总负压500pa，矿井总有效风量2158m3/min,矿井总有效风量率90%，矿井通风等积孔2.13m2。

矿井主要通风运行路线：

（一）新风→+328m主平硐→+328m至+205m人行斜井→+205m水泵房→+205m至+328m回风斜井→+328m至+375m总回风巷→地面。

（二）新风→立井→+80m井底车场（重车道）→+80m八字口→+80m北运输石巷→+80北三采区运输煤巷→+80m生产水平北三采区采煤工作面→+205m北回风石巷→+205m至+328m回风斜井→+328m至+375m总回风巷→地面。

（三）立井→+80m井底车场（重车道）→+80m八字口→+80m南运输石巷→+80南二采区运输煤巷→+80m生产水平南二采区采煤工作面→+205m南回风石巷→+205m至+328m回风斜井→+328m至+375m总回风巷→地面。

（四）立井→+80m井底车场（轻车道）→+80m至-40m人行斜井（主提升斜井）→+21m运输石巷→4101回采工作面运输煤巷→4101采煤工作面→+80m南一采区回风石巷→+80m至+205m回风斜井→+205m至+328m回风斜井→+328m至+375m总回风巷→地面。

（五）立井→+80m井底车场（轻车道）→+80m至-40m人行斜井（主提升斜井）→+21m运输石巷→4101回采工作面运输煤巷→4101采煤工作面→+80m南一采区回风石巷→+80m至+205m回风斜井→+205m至+328m回风斜井→+328m至+375m总回风巷→地面。

（六）立井→+80m井底车场（轻车道）→+80m至-40m人行斜井（主提升斜井）→-40南北运输石巷（煤巷）掘进工作面→-40m至+80m专用回风上山→+80m至+205m回风斜井→+205m至+328m回风斜井→+328m至+375m总回风巷→地面。

（四）提升运输系统

1、设计概况

+80m北运输大巷利用已有的ZK3-6/250架线式电机车3台，其中2台运行，1台备用。

4101工作面运输巷共配用3台CDXT-5J型，600轨距的防爆特殊型蓄电池机车，2台运行，1台备用。

2、提升设备

主立井利用已安装的2JK-2.5×1.5/20型单绳缠绕式提升机，滚筒直径为2.5m、宽度为1.5m，提升机允许最大静张力为9000kg、允许最大静张力差为6200kg。

提升机配置JR1410-10型电动机（200kW，660V，590r/min），提升速度为3.86m/s，减速比为20。

轨道暗斜井选用JTPB-1.6×1.2/20型提升绞车,绞车允许最大静张力为45kN；绞车滚筒直径为1600㎜；绞车滚筒宽度为1200㎜；最大提升速度为3.06m/s。

选用YB2-315L2-8型电动机（N=110kW，U=660V，n=730r/min）。

采煤工作面内均采用搪瓷溜槽自溜运输方式，工作面运输巷采用MGC1.1-6标准“U”型矿车装车，+80生产水平南北采煤工作面生产的原煤在+80运输煤大巷装车，人工推车至+80m集中运输大巷，集中运输大巷铺设15㎏/m钢轨，600mm轨距，架线式机车牵引运输。

4101采煤工作面采用自溜运输方式，

工作面运输巷采用MGC1.1-6标准“U”型矿车装车，采煤工作面生产的原煤经搪瓷溜槽自溜至溜煤眼，用矿车在4101回采工作面运输煤巷内装车，人工推车至+21m集中运输石门，经-40至+80m主提升斜井提升至+80车场。

+80m井底车场，提升斜井、-40m水平集中运输大巷均铺设22㎏/m钢轨，600mm轨距，在-40m南北运输石巷均采用CTY5/6GB矿用特殊防爆型蓄电池机车牵引运输。

4102回采工作面生产的原煤经4102回采工作面机行皮带运输机运至-40m水平储煤仓，再在-40m水平煤仓车场集中装车。

2、建设概况

提升运输系统建设情况与设计一致。

（五）排水系统

1、设计概况

-40m水平正常涌水量500m3/d，最大涌水量2000m3/d（由于矿井涌出量较大，-40m水平水泵房按矿井涌水量考虑选排水设备）。

-40m水平水泵房选用MD155-30×5型水泵3台（1台工作、1台备用、1台检修），流量119～190m3/h，扬程160～135m，配用电动机型号为YB2-315S-4型（110kW，660V，1480r/min），沿行人暗斜井敷设￠219×7无缝钢管排水管路二趟。

+80m水平正常涌水量500m3/d，最大涌水量2000m3/d。

+80m水平水泵房利用矿井已安设的MD155-30×9型水泵1台（工作），流量119～190m3/h，扬程288～243m，配用电动机型号为YB2-355S1-4型（185kW，660V，1480r/min）；MD155-30×10型水泵2台（1台备用、1台检修），流量119～190m3/h，扬程320～270m，配用电动机型号为YB2-315L2-4型（200kW，6kV，1480r/min）。

利用沿主立井敷设的1趟￠219×7无缝钢管和1趟￠325×7.5无缝钢管。

+205m标高正常涌水量1920m3/d，最大涌水量4080m3/d（主要是邻近一碗水煤矿采空区的涌水）。

+205m排水泵房利用安设的MD155-30×5型水泵2台：

流量119～190m3/h，扬程160～135m，配用电动机型号为YB2-315S-4型（110kW，660V，1480r/min）；另安设MD280-43×4型水泵1台，流量190～346m3/h，扬程181.2～148m，配用电动机型号为YB2-315L2-4型（200kW，6kV，1480r/min），利用沿通风斜巷敷设的￠219×7无缝钢管排水管路二趟。

2、建设概况

排水系统建设情况与设计一致。

-40m水平水仓容量约为1900m3，-40m水平水泵房安装有MD155-30×5型水泵3台（1台工作、1台备用、1台检修），流量119～190m3/h，扬程160～135m，配用电动机型号为YB2-315S-4型（110kW，660V，1480r/min），沿行人暗斜井敷设￠219×7无缝钢管排水管路二趟。

+80m水平水仓容量约为1600m3，泵房内安设有MD155-30×9型水泵1台（工作），流量119～190m3/h，扬程288～243m，配用电动机型号为YB2-355S1-4型（185kW，660V，1480r/min）；MD155-30×10型水泵2台（1台备用、1台检修），流量119～190m3/h，扬程320～270m，配用电动机型号为YB2-315L2-4型（200kW，6kV，1480r/min）。

利用沿主立井敷设的1趟￠219×7无缝钢管和1趟￠325×7.5无缝钢管。

+205m排水泵房安设有MD155-30×5型水泵2台：

流量119～190m3/h，扬程160～135m，配用电动机型号为YB2-315S-4型（110kW，660V，1480r/min）；另安设MD280-43×4型水泵1台，流量190～346m3/h，扬程181.2～148m，配用电动机型号为YB2-315L2-4型（200kW，6kV，1480r/min），利用沿通风斜巷敷设的￠219×7无缝钢管排水管路二趟。

（六）供电系统

1、设计概况

矿井现由两回10kV电源线路供电，其中一回由桐子梁110kV变电站（变压器容量：

40MVA），经架空线路（LGJ-70/5km）输送供给；另一回由江华35kV变电站，经架空线路（LGJ-70/4.8km）输送供给。

井下6kV电源由矿井10kV变电所经沿立井井筒侧敷设的三根煤矿用交联聚乙烯钢带铠装电缆输送供给。

根据井下采、掘布置及电力负荷分布，井下设置：

+80m水平中央变电所、-40m水平变电所。

2、建设概况

供电系统建设情况与设计一致。

本矿双回路10KV电源分别取自10KV桐子梁变电站和10KV江华变电站。

输送至本矿地面配电所。

设置地面总配电所、+205m水泵房变电所、+80m水泵房变电所和-40m水泵房变电所。

地面配电室配置2台，KS11-800-10/6KV，KS9-800-10/6KV变压器，20台XGN2-12系列高压配电柜。

井下+205m水泵房变电所配置2台BGP52-6隔爆型高压开关，1台KSJ-315-6/0.69KV矿用变压器；+80m水泵房变电所配置11台BGP52-6隔爆型高压开关，1台KBSG-400-6/0.69KV矿用隔爆干式变压器；-40水泵房变电所配置3台PJG150/6Y，7台PJG100/6Y高压真空开关，2台动力专用KBSG-400-6/0.69KV矿用隔爆干式变压器，1台三专用KBSG-100-10/0.69KV矿用隔爆干式变压器。

采煤工作面与掘进工作面采用分开供电，掘进工作面为“三专”（专用开关、专用线路、专用变压器）双电源供电。

采煤工作面的电气设备设有瓦斯电闭锁，掘进工作面的电气设备设有风电闭锁、瓦斯电闭锁。

煤电钻采用127V电压，设有煤电钻综合保护装置。

（七）监测监控系统

1、设计概况

矿井装备一套KJ90NA型煤矿监测监控系统，对井下各地点的瓦斯、风速、风门开关、风压等参数（状态）进行集中监测。

主机2台设置在地面监控室内，1台工作，1台备用。

2、建设概况

监控系统建设情况与设计一致。

矿井安装一套KJ90NA煤矿安全监控系统，与市监控平台联网。

机房设在地面监控中心，根据相关规范，井下各采掘工作面适当的位置安设了CJC4甲烷传感器，在采煤工作面回风巷安设风速、温度感器，局部通风机安装了开停传感器，在机电硐室安设温度传感器，主要控制风门安设了开关传感器，同时，在总回风平硐安设了风速传感器，在+375m主扇风机引风道内安装了负压传感器。

实行24小时连续监控。

（八）压风系统

1、设计概况

压缩空气站设在主立井井口附近，地面标高为+328.15m。

压缩空气站内利用1台J-75A型空气压缩机（排气量14.2m3/min，排气压力0.75Mpa），配用电动机（75kW，380V）作工作空气压缩机；另利用1台J-110A型空气压缩机（排气量21m3/min，排气压力0.75Mpa），配用电动机（110kW，380V）作备用空气压缩机。

空气压缩机空气压缩机配套设置空气进、出过滤分离系统，排出空气体含油量小于0.2PPM。

为了保障井下用气，空压机站配置C-2.0/1.0型2.0m3,1.0MPa储气罐二个。

供气管路：

井下供气管路主管管径利用￠108×4的无缝钢管，供掘进工作面的管径选用￠83×4的无缝钢管，供采煤工作面管径选用￠68×4的无缝钢管。

附属设备、设施：

二台空压机各配置C-2/1.0型2.0m3，1.0MPa储气罐一个，储气罐设安全阀，安全阀压力不大于0.75MPa。

储气罐设于室外，在储气罐的出口管路上设置释压阀，以保运行安全。

压风管路沿立井、行人暗斜井及井下运输石巷及煤巷布置，并每隔100m设置支管及阀门供井下用风。

在井下机电硐室、避难硐室、各采煤工作面、各掘进工作面等处均设置压气支管及阀门，供井下压风自救。

2、建设概况

压风系统建设情况与设计一致。

在地面空压机房安装空气压缩机2台，型号分别为：

J-75A，J-110AG。

电机功率分别为75KW，110KW；铺设∮150mm无缝钢管经+80m环形车场，-40人行斜井，至-40车场；由∮150mm三通变径∮100mm无缝钢管将压风分送至-40南、北工作面，接入用风地点。

井下主要巷道均敷设压风管道，并每隔100m设置支管及阀门供井下用风。

在井下机电硐室、避难硐室、各采煤工作面、各掘进工作面等处均设置压气支管及阀门，供井下压风自救。

（九）防尘供水系统

1、设计概况

井下消防管路采用与井下防尘洒水管路合用，枝状管网结构，局部采用环状供水管路，高位水池静压储水，常高压消防。

利用井下排水（矿井水）处理后作为供水水源，贮存在+375m回风平硐附近，标高为+415m处400m3水池中，供井下消防用水。

井下消防洒水管路采用热轧无缝钢管和水煤汽钢管，热轧无缝钢管采用快速管接头或法兰连接。

井下主要巷道均敷设有供水管道，在井下敷设有防尘洒水管道的煤巷及半煤巷内每隔50m间距，在岩石巷道每隔100m间距设置有管径为DN25的支管和阀门，供井下设置水幕、自动喷雾、冲洗巷道等各种防尘设备接用水使用。

2、建设概况

防尘供水系统建设情况与设计一致。

在+335m和+375m地面建立一个300m3和450m3的水池各一个，经∮75mm无缝钢管送到地面工业广场各用水地点和井下+205m、+80m和-40m生产水平，再由∮50mm无缝钢管，将防尘水分送至+80m水平各石门，再经+80m环形车场连接∮100mm无缝钢管输送至-40m水平，由∮100mm三通变径∮50mm无缝钢管将防尘水分送至-40m水平南、北各用水地点。

在采掘工作面及煤炭各转载点分别安装闸阀、水幕、喷头，实施冲洗巷帮、装岩洒水、湿式打眼、放炮喷雾、转载点喷雾、净化风流综合防尘。

（十）通讯系统

1、设计概况

根据矿井人员配备情况和当地