设计实例说明书文档格式.docx
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在井田内未发现其它大断层。
F1、F2断层对本矿井煤层开采不会造成影响。
（2）矿井开拓方式及采区巷道布置
工业广场布置在井田东部的长田附近。
矿井副斜井（原主井）、风井已施工完成，一采区回风巷掘进236m，161工作面已安装完毕，163工作面运输巷掘进195m，163工作面回风巷掘进236m。
设计利用已有副斜井、风井及工业场地，另建主斜井。
矿井开拓方式为斜井开拓。
主斜井标高+1231m，倾角12°
，方位角113°
，自顶板穿层至6号煤层，沿6号煤层布置一采区运输巷；
副斜井标高+1239m，倾角22°
，自顶板穿层至6号煤层，布置井底车场，由井底车场沿6号煤层掘进采区下部车场，由采区下部车场沿6号布置一采区轨道巷，同时，副斜井穿6号煤层底板，沿6号煤层底板布置井底水仓、水泵房；
风井标高+1250m,倾角25°
，风井自顶板穿层至6号煤层后沿6号煤层布置一采区回风巷；
一采区运输巷、一采区轨道巷、一采区回风巷掘至一采区上部边界；
由一采区运输巷、一采区轨道巷、一采区回风巷向采区一翼掘进工作面运输巷和回风巷至采区边界后掘进开切眼安装设备即可生产。
设计采用单层布置方式，首先开采6号煤层。
后期开采7号煤层时由主、副斜井及风井穿7号煤层，沿7号煤层底板布置上山，采用走向长壁开采。
（3）矿井电气设备的选择
①提升运输设备
本矿主斜井安设电机功率30+18.5kW的DTL65/20/30+18.5S型上运固定式带式输送机；
一采区运输巷采用电机功率30+18.5kW的DTL65/20/30+18.5X型下运固定式带式输送机；
工作面运输巷选用2×
22kW的DSJ65/20/2×
22可伸缩式带式输送机，回采工作面到工作面运输巷胶带输送机转载选用30kW的SGB-420/30刮板转载机；
工作面选用选用30kW的SGB-420/30可弯曲刮板输送机；
副斜井采用电机功率30kW的JT1.0型单滚筒提升绞车；
一采区轨道巷、工作面回风巷及掘进巷道：
均采用11.4kW的JD-11.4调度绞车。
②通风设备
主要通风机选用BDK54-6-№15型矿用防爆对旋轴流式通风机两台，一台运转，一台备用，配套电动机型号为：
YBFe280S-6,电机功率：
45×
2KW。
掘进工作面选用DSFA-5型的局部通风机，两用两备，电机功率：
2×
5.5KW。
③排水设备
本矿在井底设置主副水仓及水泵房，选择DF46-30×
4型多级分段式离心泵三台（其中一台工作、一台备用、一台检修）作为主排水用，用1台水泵排除矿井正常涌水量，用2台水泵可满足矿井最大涌水量，配备电机型号为YB2-200L1-2，功率30kw。
④压气设备
本矿在地面设置压风机房，选择VF-12/7固定式空气压缩机2台，配套电动机功率75kw，1台工作，1台备用。
⑤瓦斯抽放设备
本矿在地面设置瓦斯抽放泵房，为了保证瓦斯抽放效果，方案变更设计选择2BEA303型水环式真空泵两台（一台工作、一台备用），最大抽放量58.0m3/min，电机功率90kW，本专篇经过验算，选用此设备可行。
2）安全条件
（1）煤层顶底板
矿区主采煤层为6、7号煤层，主要可采煤层顶底板完整，节理、裂隙发育，底板无明显的泥化现象。
其稳定程度为不稳定至稳定。
6号煤层：
顶板岩性主要为粉砂质泥岩，底板岩性主要为泥岩、粉砂岩等。
7号煤层：
顶板岩性主要为灰岩、粉砂岩。
底板岩性主要为泥岩、泥质粉砂岩等。
（2）瓦斯
根据贵州省煤炭管理局文件（黔煤生产字[2007]488号）：
对安顺市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，普盛煤矿的瓦斯等级鉴定情况见表1。
表1普盛煤矿2007年度瓦斯等级情况表
鉴定年度
平均月产量（t）
瓦斯
CO2
矿井瓦斯
等级
上年度瓦斯
绝对量（m3/min）
相对量（m3/t）
2007
5000
3.11
22．39
0.79
5.69
高瓦斯矿井
未鉴定
（注：
2007年度之前本矿未进行瓦斯等级鉴定）
另外本专篇按AQ1018-2006标准对本矿6号、7号煤层进行了瓦斯涌出量的预测，预测结果为矿井相对瓦斯涌出量最大为28.30m3/t（具体预测过程见第二章）。
为安全起见，本矿按鉴定和预测两者的最大值，即预测的矿井相对瓦斯涌出量28.30m3/t作为本矿通风计算和矿井瓦斯管理和抽放的依据。
（3）煤尘爆炸性
根据六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限责任公司实验室2006年9月14日提交的《贵州省普定县普盛煤矿6#煤层煤尘爆炸性鉴定报告》，6号煤层的煤尘无爆炸性；
但本矿未进行7号煤层的煤尘爆炸性鉴定，7号煤层在鉴定前按有爆炸性进行设计。
（4）煤的自燃倾向性
根据六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限责任公司实验室2006年9月14日提交的《贵州省普定县普盛煤矿6#煤层自燃倾向性鉴定报告》，6号煤层的自燃倾向性为二类（自燃）；
但本矿未进行7号煤层的自燃倾向性鉴定，7号煤层在鉴定前按容易自燃进行设计。
（5）煤和瓦斯突出情况
煤炭科学研究总院重庆研究院2008年5月提交的《普定县普盛煤矿M6号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定科学技术报告》，经贵州省煤炭管理局批复（黔煤生产字[2008]448号文），6号煤层在矿井井田范围内+1181.0m标高以上区域评价为不具有突出危险，故本矿对6号煤层在+1181.0m标高以上，可按高瓦斯矿井进行设计。
但在建设和生产过程中须经常性的分析6号煤层瓦斯相关参数，作好瓦斯地质编录工作、建立非突出煤层升级为突出煤层的安全预警体系。
本矿为分煤层开采，6号煤层的开采可作为7号煤层的保护层开采，对7号煤层的瓦斯释放起到了一定的作用。
但今后在进行7号煤层的开采前，应对7号煤层作突出性鉴定，以采取针对性的瓦斯防治措施，鉴定前7号煤层须按突出矿井进行设计和管理，采取“四位一体”的防突措施。
2.安全监测、监控和传输设备系统选择
1）系统的选择
普盛煤矿监测监控系统设备选型设计根据系统的主要特点，技术的选进性、技术性能、软件功能、用户使用反馈意见，系统发展前景，对普盛煤矿监测特点的适应性以及售后服务的保证程度方面，经过多家产品的对比分析，建议选用煤炭科学总院重庆分院仪表所研制的KJ90NA型煤矿综合监控系统，该设备先进，功能强，且有较强的密码保护体系，只有授权人员才能登录对系统关键数据进行操作和维护。
若矿上采用其它厂家的煤矿综合监控系统，如KJ95、KJF2000、KJ4、KJ75、KJ80等必须具有相同的监测和控制功能。
2）系统软件功能
系统软件应用具有良好的用户界面，操作使用方便。
具有如下功能：
（1）具有汉字功能；
（2）具有数据采集、数据处理、数据存储、数据查询功能；
（3）具有超限报警、故障检测功能；
（4）具有各种图形显示功能，可显示系统配置巡查图，生产工艺流程模拟图、设备运转工况图、通风系统及模拟量统计值曲线与实测图曲线等多种图形；
（5）井下分站和测点变更情况进行生成操作的功能。
（6）有自动打印班报、日报、月报等各种报表，打印主机屏幕上的图形、曲线和表格的功能。
第二章安全监测、监控和传输设备选择
一、监测、监控设备的选择
1.监测、监控设备选型的原则
监测监控设备必须符合有关国家标准和行业标准，经过国家煤矿安全监察局授权的有资质的检测检验机构联检合格取得煤矿矿用产品标志。
用于爆炸环境的煤矿安全监控设备，还必须通过国家技术监督局认证的检测机构的防爆检验，并取得“MA”。
设备选型时应优先选用本质安全型设备。
根据《煤矿安全规程》，安全监测监控设备必须具有故障闭锁功能。
安全监测监控设备必须具备瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能；
当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能；
当电网停电后，系统必须保证正常工作时间不小于2h；
系统必须具有防雷电保护；
系统必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能；
中心站主机应不少于2台，1台备用。
设计从系统的主要特点、技术的先进性、性能价格比、用户使用反馈意见、系统的发展前景、对普盛煤矿监测监控特点的适应性以及系统研制单位的技术力量、售后服务的保证程度等方面进行综合性分析，暂按KJ90NA型煤矿综合监控系统作为本专篇的设计。
煤炭科学研究总院重庆分院研制的KJ90NA型煤矿综合监控系统是一套集矿井安全监控、生产工况监控、网络信息管理及多种监测子系统为一体的全网络化矿井安全生产综合监控系统，主要监控矿井上下各类安全、生产参数及电力参数，汇接管理多个安全与生产环节子系统。
该系统具有报表、曲线、图形等屏幕显示、模拟盘显示、打印和绘图、实时数据存储和各种统计数据存储、参数超限报警、控制等多种功能。
系统具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备进行诊断，能报警和记录并自动切除故障支路，有完善的多级口令保护功能。
系统设备具有完善的故障闭锁功能，当与闭锁有关的设备未投入正常运行或故障时能切断与之有关设备的电源并闭锁。
系统具有可靠的避雷保护措施。
煤矿井下作业人员流动性大，一旦下井后，就无法确切地知道他们所处的位置，当矿井发生透水、火灾等事故时，将给救灾工作带来极大的困难。
为了能实时的了解井下人员的流动情况，了解当前井下人员的数量及分布情况，查询任一指定下井人员当前或指定时刻所处的区域，查询任一指定人员本日或指定日期的活动踪迹，在矿井设置人员定位系统。
人员定位系统选用KJ201A型人员定位系统，该系统由软件系统和硬件系统组成，其中软件系统包括应用软件和嵌入式软件两部分，由这两部分软件共同支撑着整个系统的运行用于完成信息采集、识别、加工及其传输；
硬件系统由发射天线、接收天线、天线调谐器、阅读卡和标识卡组成，用于完成信息采集和识别，从而实现预设的系统功能和信息化管理目标。
2.监测设备各设置地点和布置
井下的监测设备主要设置在回采工作面、掘进工作面、采掘回风巷、回风井、主斜井、副斜井、采区运输巷、采区轨道巷绞车房、井底水泵房、压风机房、通风机房、瓦斯抽放泵房等地点。
从普盛煤矿需要监测监控的信息源来看，普盛煤矿的监测监控点的分布具有集散型的特点。
因此监测监控系统的设计必须要适应这一监测特点，采用分站式结构。
在测点较集中的地点设置信息采集站。
3.监测监控总站和各分站主要设备的功能、型号及数量
1）监测监控总站
在地面监控室设置监测中心站：
包括IPC610监控主机2台（一用一备），数据库服务器2台，图形工作站1台，KJJ46数据通信装置2台，喷墨打印机1台，山特2KVA在线不间断电源1台，DHX90避雷器1套，10/100M自适应网络集线器1台，另外设置电话一部。
可配接多达255台远程网络终端，实现在不同地点监控信息的远程实时共享。
软件运行平台为WIN98/2000/2003环境，通过Ethernet以太局域网组成全网络化环境，协议支持标准TCP/IP等。
2）监测监控分站
（1）主要功能及特点
本矿采用的监控分站是一种以嵌入式芯片为核心的微机计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设备开停状态等进行连续监测，具有多通道，多制式的信号采集功能和通讯功能，通过工业以太网或总线方式能及时将监测道德各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控制信号。
（2）型号
本矿采用的监测分站型号主要有两种，型号分别为KJ90-F8型中分站和KJ90-F16型大分站。
（3）数量
根据目前我国煤矿对信息监测的要求，每个分站的测点数以8—16个较为适宜。
本着这一原则，在普盛煤矿安全生产监测监控系统中设置7个分站，其中井下设置5个分站，地面设置2个分站，在地面监控室设置监测中心站；
井下监控分站型号见表8-2-1。
表8-2-1井下监控分站型号表
序号
监测分站
井下监控分站型号
1
大分站F1
KJ90-F16
2
大分站F2
3
大分站F3
4
中分站F4
KJ90-F8
5
大分站F5
6
大分站F6
7
大分站F7
各分站设置地点及监测监控内容详见，各监测分站和安全监测传感器选型及配置地点表8-2-2。
表8-2-2监测分站和安全监测传感器选型及配置地点
二、传输设备及器材选型
1.传输设备及器材选型原则
传输设备应符合《中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置》（MT/T899－2000）。
用于监测监控系统的误码率不应大于10－6，最大巡检周期不应大于30s。
安全监测监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。
2.传输设备及器材型号、数量
安全监测、监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。
传输接口采用KJJ46型数据通信接口，主要实现地面中心站与井下监控分站之间的数据双向通信、地面非防爆设备与矿井防爆设备之间的电气安全隔离等功能。
通讯方式：
DPSK/RS485，通讯速率：
2400bps，通讯距离：
25km。
信号电缆的选择必须满足《煤矿安全规程》的规定，必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。
本系统选用阻燃型的矿用信号电缆，本矿当形成第一个回采工作面161工作面时，本矿中心站至地面及井下分站选择主通讯电缆MHYVR1×
7/0.37进行传输，其长度为910m；
分站到模拟量传感器电缆选择MHYVR1×
4×
7/0.43进行传输，其长度为4060m；
分站到开关量传感器电缆选择MHYVR1×
7/0.30进行传输，其长度为2470m；
控制电缆采用MHYVR-1×
7/0.28型信号电缆，长度为140m。
电缆每隔100m作一黄色标志，标志电缆长度为100m，电缆的敷设、连接方式按相关规程规范的规定执行。
表8-2-1监测分站信号端口
名称
KJ90-F16型井下监控分站
KJ90-F8型井下监控分站
信号采集端口
模拟量信号/开关量信号输入口（通过中心站软件设置可以互相转换）
16路
8路
数字量输入口
1路
脉冲量输入口
断电控制端口
近程断电输出口
2路
远程断电输出口
6路
4路
通讯端口
RS-485通讯口
10/100Mbps自适应以太网口
注：
表中的所有端口均为本安端口。
第三章监测设备各类传感器布置
一、回采工作面传感器选型及配置
1.各类传感器类型、数量、位置见下表8-3-1
表8-3-1回采工作面
2.回采工作面瓦斯传感器布置图见下图8-3-1。
图8-3-1回采工作面CH4传感器布置图
T0—上隅角CH4传感器
T1—回采工作面CH4传感器
T2—回采工作面回风巷CH4传感器
后期开采7号煤层及+1181.0m标高以下的6号煤层时，按突出矿井进行设计和管理，则须在采面运输巷距采面10m内设置瓦斯传感器T3）
二、掘进工作面传感器类型及配置
1.各类传感器类型、数量、位置见下表8-3-2
表8-3-2掘进工作面
2.掘进工作面瓦斯传感器布置图见下图8-3-2。
图8-3-2煤巷掘进工作面CH4传感器布置图
T1—掘进工作面风流中的CH4传感器
T2—掘进工作面回风流中的CH4传感器
三、其它地点传感器类型及配置
1.瓦斯抽放泵站及抽放管路各类传感器类型、数量、位置见下表8-3-3
表8-3-3瓦斯抽放泵站及抽放管路
2.主要通风机及风井各类传感器类型、数量、位置见下表8-3-4
表8-3-4主要通风机及风井
3.井筒及地面压风机各类传感器类型、数量、位置见下表8-3-5
表8-3-5井筒及地面压风机
4.机电设备硐室及其它巷道各类传感器类型、数量、位置见下表8-3-6
表8-3-6机电设备硐室及其它巷道
四、各类传感器的报警、断电、复电和断电浓度及范围见表8-3-7
表8-3-7各类传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围
CH4传感器设置地点
报警浓度
断电浓度
复电浓度
断电范围
采煤工作面上隅角
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
1.5%CH4
工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备
采煤工作面
＜1.0%CH4
工作面及其进回风巷内全部非本质安全型电气设备
采煤工作面回风巷
采煤工作面进风巷（注：
后期按突出矿井管理时设置）
≥0.5%CH4
＜0.5%CH4
进风巷内全部非本质安全型电气设备
掘进工作面
掘进巷道内全部非本质安全型电气设备
掘进工作面回风流
矿井总回风巷
≥0.75%CH4
井下水仓内
瓦斯抽放泵站室内
瓦斯抽放泵吸入管
≤25%CH4
CO传感器设置地点
采煤工作面回风巷、皮带机下风侧、风井
≥0.0024%CO
T传感器设置地点
≥30°
机电设备硐室
≥34°
风速传感器设置地点
采煤工作面回风巷、主副井、风井等地点
风速低于或超过规定值
五、各类传感器参数的有关参数
1.瓦斯传感器
瓦斯传感器设置在井下工作面，掘进头、回风巷道等地方，用于连续监测井下气体中甲烷含量，当甲烷含量超限时，应具有声光报警功能，同时由有关设备切断相应范围的电源。
传感器的测量范围：
0～4％CH4连续可测
传感器的测量误差：
对0～1％CH4范围为±
0.1％CH4
对1～2％CH4范围为±
0.2％CH4
对2～4％CH4范围为±
0.3％CH4
报警值0.5～1.5％可调，光信号应能在20m内清晰可见。
传感器的响应时间应不大于15s。
瓦斯传感器参数要求详见表8-3-7。
2.风速传感器
风速传感器安装在井下各主要风道，测量其风速，以保证井下各井巷中的风流速度符合规程要求，同时还可依据所测点巷道的断面计算出其风量及吨煤风量。
测量范围：
0.25～18m/s
测量精度：
满量程的±
2％。
风速传感器参数要求详见表8-3-8。
表8-3-8各安装地点风速传感器参数
安装地点
允许风速（m/s）
测量范围（m/s）
显示精度（m/s）
主要进风巷
＜8
0～12
0.1
主要回风巷
工作面回风巷
0.25～4
0～8
掘进岩巷
0.15～4
3.负压传感器
负压传感器安装在通风机的进风口处，用于连续监测矿井风机的负压。
0.25～-5kPa（表压）
≤±
1％
4.一氧化碳传感器
一氧化碳传感器安装在回风井中及具有自燃倾向的回采工作面回风流中以及皮带机下风侧，用于连续监测矿井风流中的一氧化碳浓度。
报警浓度：
≥0.0024%CO。
5.烟雾传感器
烟雾传感器安装在胶带运输机滚筒下风侧，要求：
在井下气流流速为0.25m/s～15m/s条件下，准确测定烟雾状况。
6.电机设备开停传感器
安装在井下各电机设备设置处，用以监测各电机设备的开、停状态，保证机电设备的正常运行。
7.风门开闭传感器
安装在井下各风门上，用以监测各风门的开、关状态。
8.瓦斯传感器的安设
必须垂直悬挂
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