煤矿技术标准教材.doc

煤矿技术标准教材

- 358 -
2020年4月19日
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张集煤矿技术标准

编制单位:张集煤矿
1月20日
目 录
第1部分 井巷工程设计标准 1
1.矿井开拓开采及水平延深 1
1.1 矿井开拓开采 1
1.2 煤层开采顺序及采区划分 2
1.2.1 煤层开采顺序 2
1.2.2 采区划分 2
1.3 开拓巷道布置 3
1.3.1 巷道布置 3
1.3.2 巷道支护及断面选择 3
1.4 水平延深 3
2.采区设计 4
2.1 采煤方法及生产能力 4
2.1.1 采煤方法 4
2.1.2 采区设计生产能力 4
2.2 采区系统巷道 4
2.2.1 巷道布置原则 4
2.2.2 系统巷道布置 5
2.2.3 巷道断面选择 6
2.2.4 巷道支护 7
2.3 采区硐室 7
2.3.1 采区煤仓 7
2.3.2 采区水仓及泵房 7
2.3.3 采区变电所 8
2.3.4 采区绞车房 8
2.4 其它 8
2.4.1 轨道 8
2.4.2 水沟 8
2.4.3 管线 9
3.工作面设计 9
3.1 工作面面宽 9
3.2 工作面巷道布置 9
3.2.1 工作面巷道布置类型 9
3.2.2 轨道及运输顺槽 9
3.2.3 开切眼 10
3.2.4 轨、运顺提料斜巷 10
3.2.5 高、底抽巷 11
第2部分 一通三防技术标准 12
1.通风管理 12
1.1 矿井通风 12
1.2 通风设施 14
1.3 巷道贯通 16
1.4 局部通风 17
2.综合防尘 19
2.1 防尘供水系统 19
2.2 岩巷工作面 19
2.3 煤巷工作面 20
2.4 采煤工作面 21
2.5 钻孔施工 21
2.6 巷道喷浆 22
2.7 粉尘测定 22
3.防灭火 22
3.1 基础管理 22
3.2 防火预测预报 23
3.3 掘进工作面防火管理 24
3.4 采煤工作面防火管理 24
3.5 采空区防火管理 25
3.6 抽采地点防火管理 25
4.井下爆破 25
5.瓦斯管理 31
5.1 瓦斯检查 31
5.2 排放瓦斯 31
5.3 瓦斯超限管理 32
5.4 盲巷管理 33
5.5 不同地点瓦斯及二氧化碳浓度的规定 33
5.6 采掘工作面瓦斯管理 34
6.防突管理 36
6.1 区域防突措施 36
6.2 防突措施效果检验 37
6.3 石门(立井、斜井)揭煤管理 38
6.4 突出煤层煤巷掘进管理 42
6.5 突出煤层采煤工作面管理 44
7 抽采管理 45
7.1 瓦斯抽采系统 45
7.1.1 地面瓦斯抽采系统 45
7.1.2 局部瓦斯抽采系统 47
7.2 瓦斯抽采管路的敷设 48
7.3 瓦斯抽采效果的要求 49
7.4 打钻抽采管理 50
7.5 抽采计量管理 51
8.安全监控管理 51
8.1 管理职责 51
8.2 系统管理 52
8.3 传感器设置 52
8.4 抽采自动计量 56
8.5 传感器调校 56
8.6 规范监控测点 57
8.7 日常管理 58
8.8 安全监控管理 59
第3部分 地测防治水技术标准 62
1.地质预报准确率考核标准、允许误差及漏报、误报判定标准 62
1.1 地质预报准确率 62
1.2 预报断层要素允许误差界定标准 62
1.2.1 位置 62
1.2.2 落差 62
1.3 漏报判定标准 62
1.4 误报判定标准 62
1.5 责任划分 63
1.6 处罚问责。 63
2.地质调查及煤厚探测技术标准 63
3.突出煤层顶底板巷前探控层技术标准 64
4.中腰线测量技术标准 64
5.井上下控制网及采区控制导线精度技术标准 64
6.日常排水技术标准 64
6.1 煤巷 64
6.2 岩巷 65
第4部分 机电技术标准 66
1.供电系统 66
1.1 地面110kV变电所 66
1.1.1 所址选择和所区布置 66
1.1.2 电气部分 66
1.1.3 变压器 68
1.1.4 各级开关选择 69
1.1.5 综合自动化设备 69
1.1.6 井下供配电 70
1.1.7 谐波治理及无功补偿 71
1.1.8 单相接地电容电流自动补偿及小电流选线 71
1.1.9 接地防雷 71
1.2 供电设备预防性试验标准 72
1.2.1 电力变压器及电抗器的试验项目、周期和要求 72
1.2.2 SF6断路器和GIS的试验项目、周期和要求 81
1.2.3 真空断路器的试验项目、周期和要求 86
1.2.4 隔离开关的试验项目、周期和要求 88
1.2.5 高压开关柜的试验项目、周期和要求 89
1.2.6 镉镍蓄电池直流屏(柜)的试验项目、周期和要求 91
1.2.7 橡塑绝缘电力电缆线路的试验项目、周期和要求 92
1.2.8 金属氧化物避雷器的试验项目、周期和要求 93
1.2.9 封闭母线的试验项目、周期和要求 94
1.2.10 1kV以上的架空电力线路的试验项目、周期和要求 95
1.2.11 接地装置的试验项目、周期和要求 96
1.3 供电设备运行检修标准 100
1.3.1 电力变压器运行检修标准 100
1.3.2 高压断路器运行检修标准 116
1.3.3 母线运行检修标准 131
2.主提升系统 134
2.1 范围 134
2.2 规范性引用文件 134
2.3 型式与基本参数 135
2.4 技术要求 135
2.4.1 一般要求 135
2.4.2 零部件要求 136
2.4.3 安全防护 138
2.4.4 其它要求 138
2.4.5 产品成套供货范围 139
2.5 试验方法 139
2.5.1 摩擦轮、导向轮、天轮装置静平衡试验 139
2.5.2 制动盘端面全跳动量检验 139
2.5.3 盘形制动器装置试验应符合JB 8519的规定 140
2.5.4 液压站试验应符合JB／T 3277的规定 140
2.5.5 摩擦衬垫性能检验应符合JB／T 10347的规定 140
2.6 检验规则 140
2.6.1 检验分类 140
2.6.2 出厂检验 140
2.6.3 型式检验 140
2.6.4 现场检测检验周期(技术测定和探伤) 140
2.7 标志、包装、运输和贮存 141
2.7.1 每台产品均应在明显位置固定产品标牌 141
2.7.2 每处润滑加油点均应有明显的红色标记 141
2.7.3 主轴应在端部明显位置处打上出厂编号 141
2.7.4 产品的包装、贮运图示标志应符合GB／T 19l的规定 141
2.7.5 产品的包装应符合GB／T 13384的规定,并应符合陆路、水路运输的要求 141
2.7.6 包装箱应标明下列内容 141
2.7.7 产品外露加工表面应进行防锈包装,并应符合GB／T 4879的规定 141
2.7.8 产品库存时应干燥、通风。露天存放时应有防雨水措施。零部件入库前应涂防锈剂 141
2.8 落地式多绳摩擦式提升机检修技术标准 141
2.8.1 主轴装置 141
2.8.2滚筒 142
2.8.3 制动系统 142
2.8.4 天轮 143
2.8.5 提升容器 144
2.8.6 钢丝绳悬挂装置 144
2.8.7 平衡绳悬挂装置 145
2.8.8 罐道导向装置 145
2.8.9 保护装置 145
2.8.10井筒装备 145
2.8.11 井底箕斗装载设备 145
2.8.12 过卷防撞、安全承接装置、托罐闸装置 146
2.8.13 罐座与摇台 146
2.8.14 仪表部分 146
3.主通风系统 146
3.1 系统配置技术参数 146
3.2 主通风系统检修内容 147
3.3 岗位工操作流程 148
3.3.1 一般规定 148
3.3.2 主要通风机的反风操作 148
3.3.3 反风期间主通风机班中巡回检查 148
3.4 主通风机高低压故障应急处理及风机切换流程 149
3.5 主通风机检修标准 151
3.5.1 日检 151
3.5.2 月检 152
4.压风系统 152
4.1 系统配置 152
4.2 压风机房规章制度的建立 153
4.3 压风机现状 153
4.4 系统维护人员 153
4.5 系统存在问题 153
4.6 压缩机在运转中的故障排除 153
4.7 增速箱检修及技术要求 154
4.8 压风机检修内容 156
4.9 压风机应急预案 158
5.主排水系统 158
5.1 水泵的日常检修 158
5.2 定期检修: 159
6.主运胶带机系统 - 164 -
6.1 胶带机驱动装置主要部件的检查和检修 - 164 -
6.1.1电动机的检查 - 164 -
6.1.2 减速器的检查 - 164 -
6.1.3 液力耦合器的检查 - 164 -
6.1.4 滚筒组的检查 - 165 -
6.1.5 托辊的检查 - 165 -
6.1.6 拉紧装置的检查和调整 - 165 -
6.1.7 清扫器的检查 - 166 -
6.1.8 钢结构机架的检查 - 166 -
6.1.9 各紧固螺栓的检查 - 166 -
6.1.10 轴承的检查和安装 - 166 -
6.2 带面完好标准 - 167 -
6.3 胶带机检修标准 - 167 -
6.4 加油技术要求 - 169 -
6.5 输送带的检查、修补和接头要求 - 169 -
6.6 胶带机保护 - 169 -
6.7 钢绳芯胶带硫化技术要求 - 173 -
6.7.1 作业前准备 - 174 -
6.7.2 钢丝绳截取、对中 - 175 -
6.7.3 修整、打毛 - 175 -
6.7.4 涂胶、贴合 - 175 -
6.7.5 铺胶 - 176 -
6.7.6 摆绳 - 176 -
6.7.7 裁胶、盖胶 - 176 -
6.7.8 压板、紧固 - 177 -
6.7.9 硫化 - 177 -
6.7.10 起膜、修整 - 178 -
7.轨道运输系统 - 178 -
7.1 斜井变频绞车安装、调试、维护技术规范 - 178 -
7.1.1 编制依据 - 178 -
7.1.2 施工准备 - 179 -
7.1.3 作业条件 - 179 -
7.1.4 绞车安装技术要求 - 179 -
7.1.5 电气部分安装 - 182 -
7.1.6 试车与运转 - 184 -
7.1.7 产品的维护、保养和故障排除 - 186 -
7.2 架空乘人装置 - 189 -
7.2.1 检修标准 - 189 -
7.2.2 检测标准: - 190 -
7.2.3 维护标准 - 193 -
7.2.4 操作流程 - 194 -
7.3 无极绳及斜巷标准 - 194 -
7.3.1 斜巷管理 - 194 -
7.3.2 无极绳绞车 - 195 -
7.4 单轨吊 - 196 -
7.4.1 技术标准 - 196 -
7.4.2 安装要求 - 198 -
7.4.3 验收标准 - 201 -
7.4.4 检修标准 - 202 -
7.4.5 性能测试标准 - 205 -
8.采掘系统 - 206 -
8.1 综采工作面安装要求 - 206 -
8.1.1 皮带机安装 - 206 -
8.1.2 管线吊挂 - 207 -
8.1.3 轨道运输 - 208 -
8.1.4 移变专列安装 - 208 -
8.1.5 工作面照明及通讯闭锁装置安装 - 209 -
8.1.6 链板机及转载机安装 - 209 -
8.1.7 采煤机安装 - 210 -
8.1.8 支架安装 - 210 -
8.1.9 其它 - 211 -
8.2 液压支架检修质量标准与整架的检验规定 - 212 -
8.2.1 外观检验应符合下列要求 - 212 -
8.2.2 液压支架结构件的检修质量标准 - 212 -
8.2.3 液压支架架体的完好标准 - 212 -
8.2.4 液压支架所用的液的规定要求 - 212 -
8.2.5 液压支架的检修质量关于胶管与管接头的规定 - 212 -
8.2.6 液压支架立柱,千斤顶的检修完好标准 - 213 -
8.2.7 液压支架阀与胶管的完好标准规定: - 213 -
8.3 刮板输送机检修标准 - 213 -
8.4 转载机检修标准 - 214 -
8.5 齿箱检修、试验标准 - 215 -
8.6 煤机检修标准 - 215 -
8.7 掘进系统设备选型方案 - 217 -
8.7.1 皮带机及刮板机选型 - 217 -
8.7.2 水泵选型、使用 - 217 -
8.7.3 绞车的选用 - 217 -
8.8 掘进开拓胶带机安装、使用、维护标准 - 219 -
8.8.1 皮带机的安装 - 219 -
8.8.2皮带机维护 - 221 -
第5部分 采煤技术标准 - 222 -
1.采煤工艺方法 - 222 -
2.装备配备 - 222 -
2.1 13-1煤、6煤 - 222 -
2.2 11-2煤、8煤 - 223 -
2.3 1煤 - 223 -
2.4 9煤 - 223 -
3.支护标准 - 223 -
3.1 工作面 - 223 -
3.2 顺槽及超前支护 - 224 -
4.矿压监测 - 224 -
4.1 工作面矿压监测 - 224 -
4.1.1 工作面初采初放及周期来压 - 224 -
4.1.2 日常矿压观测 - 224 -
4.2 顺槽及超前支护范围矿压监测 - 225 -
第6部分 煤巷掘进技术标准 - 225 -
1.锚索网支护 - 225 -
1.1 锚索网施工流程及综掘切割注意事项 - 225 -
1.1.1 综掘施工流程 - 225 -
1.1.2 人工挖掘流程 - 225 -
1.1.3 综掘机切割方法及注意事项 - 225 -
1.2 支护方式 - 226 -
1.2.1 临时支护 - 226 -
1.2.2 超前支护 - 226 -
1.3 锚梁网支护技术质量标准 - 227 -
2.架棚支护 - 228 -
2.1 架棚施工流程及综掘切割注意事项 - 228 -
2.1.1 综掘施工流程 - 228 -
2.1.2 人工挖掘流程 - 228 -
2.1.3 综掘机切割方法及注意事项 - 228 -
2.1.4 循环进尺及最大控顶距 - 228 -
2.2支护方式 - 228 -
2.2.1 临时支护 - 228 -
2.2.2 超前支护 - 229 -
2.3 永久支护要求 - 229 -
3.1 29U型棚支护技术质量要求 - 229 -
3.安全技术措施 - 230 -
3.1 开窝准备措施 - 230 -
3.2 顶板管理措施 - 230 -
3.3 锚索网施工安全技术措施 - 232 -
4.矿压观测及锚杆索安装质量检测标准 - 234 -
4.1 矿压观测 - 234 -
4.1.1 顶板离层指示仪安装要求 - 234 -
4.1.2 巷道表面位移监测 - 234 -
4.1.3 锚杆、锚索载荷监测要求 - 234 -
4.1.4 监测工具配备 - 235 -
4.2 锚杆(索)安装质量检测标准 - 236 -
第7部分 岩巷掘进技术标准 - 236 -
1.规程措施编制要求 - 236 -
1.1 作业规程编制标准 - 236 -
1.2 补充安全技术措施、专项安全技术措施编制标准 - 237 -
2.规程编制描述 - 239 -
2.1 工程概况 - 239 -
2.2 编写依据 - 239 -
2.3 采掘现状 - 239 -
2.4 围岩赋存特征 - 239 -
2.5 地质构造 - 239 -
2.6 水文地质 - 240 -
3.巷道布置及支护说明 - 240 -
3.1 巷道布置 - 240 -
3.2 矿压观测 - 241 -
3.3 支护设计 - 241 -
3.4 支护工艺 - 242 -
3.4.1 采用锚杆、锚网喷支护形式技术标准 - 242 -
3.4.2 支架支护 - 242 -
4.施工工艺 - 243 -
4.1 施工方法 - 243 -
4.2 凿岩方式 - 244 -
4.3 爆破作业 - 244 -
4.4 装载与运输 - 245 -
4.5 管线及轨道敷设 - 245 -
4.6 设备及工具配备、人员操作标准 - 245 -
4.7 通风 - 247 -
4.8 瓦斯防治 - 251 -
4.9 综合防尘 - 252 -
4.10 防灭火要求 - 253 -
4.11 安全监控 - 253 -
4.12 供电 - 253 -
4.13 排水 - 253 -
4.14 运输、照明、通信和信号 - 254 -
5.劳动组织及主要技术经济指标 - 254 -
5.1 劳动组织 - 254 -
5.2 循环作业 - 254 -
5.3 主要技术经济指标 - 254 -
6.安全技术措施 - 254 -
6.1 一通三防 - 254 -
6.2 顶板管理 - 254 -
6.3 爆破 - 255 -
6.4 防治水 - 255 -
6.5 机电 - 255 -
6.6 运输 - 255 -
6.7 其它 - 256 -
6.8 灾害应急措施及避灾路线 - 256 -
6.9 开工、复工报告标准 - 256 -
第8部分 综采工作面安拆技术标准 - 257 -
1.安装工作面准备条件标准 - 257 -
2.工作面设备安装标准 - 257 -
2.1 皮带机安装 - 257 -
2.2 管线吊挂 - 258 -
2.3 轨道运输 - 259 -
2.4 移变专列安装 - 259 -
2.5 工作面照明及通讯闭锁装置安装 - 260 -
2.6 链板机及转载机安装 - 260 -
2.7 采煤机安装 - 261 -
2.8 支架安装 - 261 -
2.9 一通三防设施安装 - 262 -
2.10 其它 - 262 -
3.工作面拆除准备条件标准 - 263 -
第9部分 巷修技术标准 - 263 -
1.巷修支护形式 - 263 -
2.支护标准 - 264 -
2.1 锚网 - 264 -
2.2 锚索 - 264 -
2.3 卧底 - 264 -
2.4 架棚 - 265 -
2.5 喷浆 - 265 -
2.6 注浆 - 266 -
2.7 底板锚注 - 266 -
第10部分 地压治理技术标准 - 267 -
1.基本原则 - 267 -
2.基础管理 - 267 -
3.技术标准 - 268 -
3.1 采煤工作面 - 268 -
3.2 岩巷 - 268 -
3.3 煤巷 - 268 -
3.4 巷道修护 - 269 -

张集煤矿技术标准
根据集团公司技术经济一体化要求,结合张集矿生产实际,制定了张集矿安全生产技术标准。
第1部分 井巷工程设计标准
1.矿井开拓开采及水平延深
1.1 矿井开拓开采
张集矿井田东西长约12km,南北倾斜宽约3～9km, 采矿许可证登记面积为71.09km2,(西三采区深部2.92 km2从谢桥划入后,张集井田面积为74.01km2),开采深度为-200～-1000m。
矿井采用一矿两井开发模式,划分为中央区和北区两对井开拓。共划分为四个分区(中央区、北区、西区和东区),采用分区开拓、分区集中出煤(中央区和东区从中央区主井出煤,北区和西区从北区主井出煤)的生产方式。矿井划分为两个水平,一水平标高为-600m(北区标高-492m),二水平标高-820m(其中东风井井底水平为-1000m,并在-745m标高设有辅助水平)。
矿井采用前进式开采方式。设计采用立井、集中大巷和主要石门的开拓方式。采用长壁式采煤方法,冒落法管理顶板,采煤工艺为综合机械化采煤,掘进工艺为综掘和炮掘。
中央区设计3个井筒,均位于中央区工业广场内,分别为主井、副井和中央风井,主井、副井进风,中央风井回风。
北区设计3个井筒,均位于北区工业广场内,分别为主井、副井和回风井,主井、副井进风,风井回风。
西风井设计一进一回两个井筒,均位于西风井工业广场内,井底水平标高度-483m。
安全改建及二水平延深工程设计在中央区工业广场内布置第二副立井,井底水平标高-820m;在东风井区布置进风立井和回风立井各一个,井底水平标高度-1000m。
中央区设计生产能力为4.0 Mt/a,扩建后核定生产能力为7.6Mt/a。北区设计生产能力为3.0 Mt/a,设计在主要环节留有4.0Mt/a的条件;经系统升级改造后核定生产能力为4.8Mt/a。西风井为北区的安全工程,主要是为了解决西三采区通风距离过长、矿井安全出口问题及增加矿井辅助提升能力;安全改建及二水平延深工程是为解决中央区矿井通风困难以及下山开采等问题,同时也为满足瓦斯综合治理和矿井生产接替的需要而实施的工程。
1.2 煤层开采顺序及采区划分
1.2.1 煤层开采顺序
张集井田为全隐蔽区,煤系地层为石炭、二叠系,有可采煤层14层,可采煤层厚度总计31.63m。其中,主要可采煤层5层:13-1、11-2、8、6、1煤层,平均总厚为21.08m。矿井采用前进式开采模式,煤层开采原则上遵循先上后下、由近及远的顺序;至矿井深部各煤层突出危险区时,采用先开采保护层、后开采被保护层的开采顺序。
1.2.2 采区划分
根据地质构造发育特征,张集井田以断层构造及工广保护煤柱线为自然边界划分为8个区域,分别为西一、西二、西三、北一、东一、东二、东三、北二,每个区域的各煤层根据按开采要求沿东、西翼及上、下山划分为1～4个采区。
西三:东至F209断层,西至矿井边界,北至煤层露头线,南至矿井边界;采区东西走向长约 m、南北倾斜宽约3200m。西三采区以-600m等高线为界划分为西三上、下两个采区。
西二:东至F226断层,西至F209断层,北至Fs866断层,南至矿井边界;采区东西走向长约3100m、南北倾斜宽约5400m。西二采区亦以-600m等高线为界划分为西二上、下两个采区。
西一:东至中央区工广和张集镇保护煤柱,西至F226断层,北至F217断层,南至矿井边界;采区东西走向长约2400m、南北倾斜宽约3200m。西一采区中央区西翼大巷煤柱为界划分为西一上、下两个采区。
北一:东至东一采区人为边界,西至煤层露头线和北区工广保护煤柱线,北至矿井边界,南至F217断层;采区东西倾斜宽约2100m、南北走向长约2300m。
东一:东至矿井边界或东二采区人为边界,西至中央区工广和张集镇保护煤柱或北一采区人为边界,北至矿井边界,南至前岗新村和东风井工广保护煤柱线;采区东西长约3200m、南北宽约4100m。东一采区以中央区东翼大巷煤柱、中央区工广煤柱、F217断层为界划分为东一(1)、(2)、(3)、(5)采区。
东二:东至F220断层、Fs203断层,西至东一采区人为边界,北至矿井边界,南至东二采区系统大巷保护煤柱和Fs203断层;采区东西倾斜宽约1700m、南北走向长约2300m。
东三:东至矿井边界,西至东风井工广保护煤柱线,北至Fs203断层,南至矿井边界～西淝河保护煤柱线;采区东西倾斜宽约2600m、南北走向长约2300m。
北二:东至F226断层,西至煤层露头线,北至矿矿边界线,南至Fs866断层;采区东西倾斜约5000m、南北走向长约1500m。
1.3 开拓巷道布置
1.3.1 巷道布置
中央区一水平分东、西两翼,两翼均为三岩一煤布置方式,在-600m水平(13-1煤底板)布置轨道、胶带机和岩石回风大巷,在13-1煤层中布置一条回风大巷。北区在-492m水平设置一组分区石门,为北一、西二11-2～1煤层全部采区服务;北区至西风井为一岩三煤布置方式,其中轨道大巷沿6煤底板布置,胶带机及回风大巷沿6煤层布置。
1.3.2 巷道支护及断面选择
矿井主要运输大巷、总回风巷的支护方式,根据围岩性质、地压状况、巷道用途及服务年限、通风安全等因素确定。岩石巷道原则上采用锚网喷支护;半煤岩及煤巷采用以锚索网为主、锚网喷及29U型钢金属支架相结合的支护方式。
开拓巷道净断面,以支护最大允许变形后的断面能满足行人、运顺、通风、管线及设备安装、检修等需要为原则确定。净断面的选取应符合现行<煤矿安全规程>和国家现行标准<煤矿矿井巷道断面及交叉点设计规范>MT/T 5024的有关规定。
张集矿轨道大巷断面一般选择直墙半圆拱形巷道,净断面宽度为5.0～5.6m,高度为4.0～4.7m,采用锚网喷支护或架29U型钢金属支架支护;胶带机大巷断面一般选择直墙半圆拱形巷道,净断面宽度为5.0～5.4m,高度为3.8～4.2m,采用锚网喷支护或29U型钢金属支架支护。回风大巷断面选择直墙半圆拱形巷道,净断面宽度为5～5.4m,高度为3.8～4.2m,采用29U型钢金属支架支护;煤层回风巷采用以锚索网为主、锚网喷及29U型钢金属支架相结合的支护方式。
1.4 水平延深
二水平主提升系统采用东、西翼暗斜井延深方式,辅助提升系统采用在中央区工业广场内新增第二副井延深方式,回风系统采用在暗回风斜井的延深方式;在井田深部(东风井)新建一进一回两个井筒。二水平东西翼主要大巷布置在一水平大巷保护煤柱下方的4煤或6煤底板,东翼分别为东翼轨道大巷(采用单轨吊辅助运输方式)、东翼胶带机大巷、东翼回风大巷和东翼矸石胶带大巷(兼机械乘人运输),西翼分别为轨道大巷(兼矸石运输)及胶带机大巷(兼机械乘人运输)。
2.采区设计
2.1 采煤方法及生产能力
2.1.1 采煤方法
张集矿根据采区地质条件、煤层赋存条件、开采技术及设备状况,选择走向长壁、倾斜长壁采煤法后退式开采,采用综合机械化采煤工艺;B、C组煤一次采全高,A组煤分层开采。
2.1.2 采区设计生产能力
采区划分时将西一、西二、西三、北一、东一、东二、东三、北二8个区域的各煤层根据开采要求分别沿东、西翼及上、下山划分为1～4个采区,井田共划分为64个采区,其中一水平可采34个采区,其中中央区18个采区,北区16个采区。采区生产能力按分系统、分煤层采区进行选择,当前已设计采区生产能力情况如下:
13-1煤层:除东一(1)、(3)、(5)及西三采区设计生产能力为4.0Mt/a外,其它13-1煤层各采区设计生产能力均为3.0Mt/a。
11-2煤层:各采区设计生产能力均为3.0Mt/a。
9-1煤层:各采区设计生产能力按2.0Mt/a进行设计。
8煤层:采区设计生产能力按3.0Mt/a进行设计。
6煤层:采区设计生产能力按3.0Mt/a进行设计。
A组煤:已设计的西二、西三采区设计生产能力为5.0Mt/a。
新采区设计生产能力采用标准如下:
C组煤联合布置的采区系统生产能力5.0Mt/a;
C组煤分层布置的13-1煤采区系统生产能力5.0Mt/a、11-2煤采区系统生产能力3.0Mt/a。
B组煤采区系统生产能力3.0～5.0Mt/a。
A组煤采区系统生产能力5.0～6.0Mt/a。
2.2 采区系统巷道
2.2.1 巷道布置原则
1.系统巷道布置力求”平、直、简”,要有利于区域瓦斯综合治理,并尽量与辅助运输系统建设相适应,加强功能集成,推进”一巷多用”。
2.采区上山(盘区大巷或石门)布置,原则上系统巷道不少于三条,采区(盘区)主石门不少于三条,区段石门不少于两条(一进一回)。突出煤层采区至少布置1条专用回风巷。采区块段较少或采掘不同时的采区(盘区)原则上布置三条系统巷道,二岩一煤、二进一回、煤为回风;采掘同时的分组采区(盘区)原则上布置四条系统巷道,三岩一煤、二进二回、煤为回风;采区上山(盘区大巷或石门)数量为五条及以上或少于三条时,需对系统巷道进行充分的技术经济合理性论证。
3.采区(盘区)采掘同时,且工作面瓦斯及水害治理岩巷工程量达到工作面生产巷道的50％以上(即一面三巷以上),采区服务年限3年以上,必须布置胶带机排矸系统。
4.采区(盘区)生根系统巷道布置应充分考虑断层、所选层位、岩性、主地应力大小及方向四个关键因素,应选择稳定的层位,要根据主地应力大小、方向及地质构造情况,合理选择巷道布置方式。
2.2.2 系统巷道布置
1.C组煤层
东一(1)采区、东一(2)采区、东二采区、西一采区的13-1、11-2煤层系统巷道分层布置,各采区系统巷道为3～4条,二进一回或二进二回。东一(3)采区、东一(5)采区、东三采区、西二采区、西三采区的13-1、11-2煤层系统巷道联合布置。各采区系统巷道为5～6条,三进二回或三进三回。轨道、胶带机巷原则上布置在各煤层底板坚硬岩层中,特殊条件下布置在煤层顶板或煤层中;回风大巷主要布置在煤层中。辅助运输方式主要采用斜井提升机或大巷电机车。东二、东三采区建立矸石胶带机出矸系统,大巷采用矿车出矸方式;西三采区建立矸石胶带机连续运输出矸系统;其它采区采用矿车出矸方式。在轨道上(下)山或胶带机上(下)内布置架空乘人装置。东二、东三、西三采区胶带机巷兼作瓦斯抽采巷道,施工穿层钻孔,掩护13-1、11-2煤煤层回风巷掘进。
2.中央区B组煤
(1)东翼B组煤
除东一9-1(1)采区与东一11-2(1)采区联合布置外,东翼9-1、8、6煤层采用联合布置方式。共布置6条大巷(下山),分别为:6煤底板矸石胶带机大巷(下山)、8煤底板胶带机大巷(下山)、8煤底板轨道大巷(下山)、9煤层回风(矸石胶带机)大巷(下山)、6煤层回风大巷(下山)、8煤层回风大巷(下山)。采区采用单轨吊辅助运输方式;采用矸石胶带机进行排矸;在6煤底板矸石胶带机大巷或8煤底板胶带机大巷内布置架空乘人装置。8煤底板胶带机大巷兼作瓦斯抽采巷道,施工穿层钻孔,掩护8、6煤煤层回风巷掘进。
(2)西翼B组煤
西翼9-1、8、6煤层采用联合布置方式。共布置5条上山,分别为:6煤底板矸石胶带机上山、8煤底板胶带机上山、8煤底板轨道上山、9煤层矸石胶带机上山、8煤层回风上山。采用单轨吊或者无极绳辅助运输方式;采用矸石胶带机进行排矸;在6煤底板矸石胶带机上山或8煤底板胶带机上山内布置架空乘人装置。8煤底板胶带机上山兼作瓦斯抽采巷道,施工穿层钻孔,掩护8煤煤层回风巷掘进。
(3)北区B组煤
北一采区8、6煤层联合布置。共布置6条大巷,分别为:8煤底板轨道大巷、8煤层胶带机大巷、6煤底板胶带机大巷、8煤层回风大巷(两条)、6煤层回风大巷。主要采用电机车辅助运输方式;采用矿车出矸方式。
西二采区9-1、8、6煤层采用联合布置方式。共布置7条下山,分别为:8煤底板轨道下山、8煤底板胶带机下山、6煤底板胶带机下山、6煤底板回风下山、9煤层矸石胶带机下山、8煤层回风下山、6煤层回风下山。主要采用斜井提升机辅助运输方式;采区建立矸石胶带机排矸系统。8煤底板轨道下山内布置架空乘人装置。8煤底板胶带机下山及6煤底板回风下山兼作瓦斯抽采巷道,施工穿层钻孔,掩护8、6煤煤层回风巷掘进。
(4)A组煤采区
系统巷道分层布置。共布置3～4条大巷,分别为:1煤底板轨道大巷(上、下山)、1煤底板胶带机大巷(上、下山)、1煤层回风大巷(上、下山)、1煤顶板或煤层矸石胶带机大巷(上、下山)。采用单轨吊或无极绳辅助运输方式;采用矸石胶带机进行排矸;在1煤底板胶带机巷内布置架空乘人装置。1煤底板胶带机巷兼作瓦斯抽采巷道,施工穿层钻孔,掩护1煤煤层回风巷掘进;1煤底板轨道巷兼作疏水巷。
2.2.3 巷道断面选择
采区巷道净断面,必须以支护最大允许变形后的断面能满足行人、运输、通风、管线及设备安装、检修等需要为原则确定。净断面的选取应符合现行<煤矿安全规程>和国家现行标准<煤矿矿井巷道断面及交叉点设计规范>MT/T 5024的有关规定。
张集矿采区轨道上(下)山一般布置在煤层底板稳定岩层中,选用直墙半圆拱形巷道,巷道净断面宽度常取5.0～5.6m,高度取3.6～４.7m;轨道上(下)山上部及下部车场长度一般取40～200m,巷道宽度根据规程、规范要求适当加宽;平面转弯曲线半径原则上不小于15m,轨道竖曲线半径原则上不小于20m;巷道坡度原则上不大于18°。轨道上(下)山上、下车场及中部车场均需设置信号硐室,信号硐室布置在上(下)山巷道内轨道一侧;斜巷段间隔不大于40m布置躲避硐室,躲避硐室布置在人行道侧;信号硐室及躲避硐室规格尺寸均为宽×高×深=2.0～2.2×2.2×2.0m。
采区胶带机上(下)山原则上布置在煤层底板稳定岩层中,选用直墙半圆拱形巷道,巷道净断面宽度根据采区生产能力及设备安装要求的不同常取4.8～5.4m,高度取3.8～４.2m;胶带机巷原则布置直巷,巷道竖曲线半径一般不小于100m;巷道坡度原则上不大于15°。胶带机机头硐室断面根据机电设备布置要求设计。巷道内信号硐室及躲避硐室布置要求与采区轨道上(下)山相同。
采区回风上(下)山一般布置在煤层中,原则上选用矩形巷道,巷道断面根据采区回风量要求设计,宽度取4.8～5.2m,高度取3.2～4.2m。
采区矸石胶带机上(下)山一般布置在煤层顶(底)板稳定岩层中,其断面要求与采(盘)区胶带机上(下)山相同。
2.2.4 巷道支护
采(盘)区轨道、胶带机、矸石胶带机上(下)山等岩石巷道原则上采用锚网喷支护;采(盘)区回风上(下)山等煤巷采用锚索网及29U型钢金属支架相结合的方式支护。
2.3 采区硐室
2.3.1 采区煤仓
原则上各采区(盘区)胶带机上(下)山均应布置采区煤仓。采区煤仓多选用垂直圆形断面煤仓。其直径及高度根据采区生产能力大小进行选择,高度不宜超过40m,一般控制在30m左右;直径一般4～8m;煤仓径高比应在0.15～0.30之间。容量超过采区上(下)山胶带机0.5h的运量。
煤仓支护结构必须结合地质剖面图进行设计。煤仓仓体一般采用外锚(喷)+砌混凝土支护。
2.3.2 采区水仓及泵房
采区水仓应布置在采区最低洼处,一般布置在采区轨道上(下)山下部,其有效容量应容纳4h的采区正常涌水量。
水仓应根据采区涌水量大小设置一条或两条。设置一条水仓时,应在入口处设两个沉淀池,一个沉淀一个清理。
水仓长度由水仓容量及断面决定,在断面满足要求的前提下,尽量缩短水仓长度。水仓断面一般选择直墙半圆拱形,采用锚网喷支护或砌混凝土支护。
采区水泵房应设在轨道上(下)山或胶带机上(下)山人行道一侧。水泵房应有两个出口,其中一个应与轨道下山相连。水泵房、管子道与采区上(下)连接处应设置栅栏门。
水泵房底板应高于沉淀池或水仓最高水位0.5m以上,应采用混凝土或其它不燃性材料铺底,厚度不小于100mm,并设3‰的向外流水坡度。
2.3.3 采区变电所
采区变电所必须布置在进风风流中,且必须留设两个安全出口,一般一个出口与采区轨道上(下)山相连。变电所布置形式一般选择一字形,在硐室长度受巷道布置限制时可采用L形。
采区变电所平面尺寸需根据变电所内设备布置、设备外形尺寸、设备维修和行人安全间隙来确定。其断面一般为直墙半圆