1、工作面工程设计郑煤集团三元东煤矿有限责任公司11072工作面工程设计说 明 书设 计单位：三元东煤矿公司编 制 人：郭国营总工程师：郭国营工程负责人：杨明军 二九年五月二日前言2一、工作面简况4二、工作面巷道布置情况 8三、运输、电源、水源 9四、设计生产能力及服务年限21五、安全生产监控系统22六、通信调度系统22七、消防及洒水22八、通风和安全23九、防止漏风和降低风阻地措施27十、压风设备28十一、灾害预防及安全装备通风设施28附图：11072工作面布置示意图40附图1：11072工作面通风系统示意图 41附图2：11072工作面避灾路线示意图 42附图3：11072工作面监控系统示意图
2、 43附图4：11072工作面运输系统示意图 44附图5：11072工作面供电系统示意图 45前 言根据煤炭工业部郑州设计研究院于编制地郑州煤炭工业（集团）三元东煤矿有限责任公司技术改造初步设计.河南省煤炭工业局组织专家组对该初步设计进行了评审并作了批复.该矿为煤与瓦斯突出矿井,由于11091准备工作面布置在下山西翼最深部,瓦斯大、施工困难,需要预先顺层抽放瓦斯后再做中间掩护巷.由于21061工作面目前消突工作已经结束准备回采,矿井接替紧张,无接替工作面.为了缓解矿井采掘紧张地被动局面,确保矿井达产,准备对上部煤田进行残采.一、设计编制地依据1、郑州市电厂集团三元东矿安全现状综合评价报告；2、
3、有关实测图纸及技术文件、资料和采掘现状等.二、设计编制地指导思想1、设计体现“以人为本”全面认真贯彻执行“安全第一,预防为主”地方针、法律、法规、规范和标准,提高安全装备标准,增强防灾抗灾能力.2、体现技术管理规范地特点：合理布置；利于安全管理.三、设计地主要特点及主要技术经济指标1、设计地主要特点理顺11091准备工作面和21061工作面通风系统,提高工作面通风能力,认真做好防突工作,为21061工作面接替达产奠定良好基础.11072工作面是为下部工作面配采做辅助工作面.2、主要技术经济指标井巷工程总长度 1320m；井巷工程总体积 10360m3；万吨掘进率 107.5m/万吨；工期 6.
4、6个月；地质储量： 14.19万t；可采储量： 11.5万t； 工作面生产能力 2.0万t/月；服务年限 5.8个月；11072工作面工程布置设计一、工作面简况1、11072工作面位于矿井轨道下山西部+20m+70m水平,下部为11091工作面准备工作面,上部有21091、21071、21051等工作面,均为采空区.西部为磴槽煤矿.从21061上付巷向北22.5m+20m水平处向西开口掘进工作面下付巷,从21071下付巷向西+70m水平处向西开口掘进上付巷.设计工作面上付巷走向580m,下付巷设计走向630m,切巷前期60m、后期110m.放顶煤开采,圈定储量估算14.19万t.工作面上、下付
5、巷均为矿工钢对棚支护,净断面7.2m2.工作面底板标高+18.1+70m,地面标高+562.2+472.2.0m.2、煤层赋存状况及煤层特征11072工作面二1煤层位于下二叠统山西组下部,全区发育,结构简单,层位稳定.煤层距其上地大占砂岩平均6.00m.二1煤层顶板为砂质泥岩或细砂岩,底板为砂质泥岩.煤层厚度2.054.21m,平均3.13m,本工作面煤层底板标高+18.1+70m,埋深402610m,煤层走向8090,倾向350360,平均倾角26,表现为单斜构造.3、构造地质条件（特征）矿井区域内地温梯度约为0.222.62C/100m,平均1.23C/100m,地温、地压均无异常.4、水
6、文地质条件及涌水量由白坪井田水文地质资料得知,三元东矿位于白坪井田西部,二1煤顶砂岩含水层富水性弱,水文地质条件简单；二1煤底板太原组上段灰岩含水层为灰岩裂隙水,水文地质条件简单,本井田处在水文地质条件简单地段.根据矿井整合扩界后,储量地质核查报告提供,矿井正常涌水量42m3/h；最大涌水量83m3/h；实际矿井正常涌水量10m3/h；最大涌水量20m3/h.11072工作面涌水量依据公式 Q预/Q知= S预/S知计算：Q预=Q知 S预/S知式中 Q预预计工作面涌水量 m3/h Q知已经知道地工作面涌水量15 m3/hS预预计工作面地面积51425 m3S知已知道地工作面面积68800 m3Q
7、预=15 51425/68800=11.55 m3/h经计算预计工作面正常涌水量11.55 m3/h,最大涌水量23.1m3/h.5、开采技术条件1）、瓦斯：2007年10月河南理工大学进行矿井瓦斯突出鉴定：实测二1煤层实测煤地破坏类型为、类,瓦斯放散初速度P=27.528,煤地坚固性系数f0.130.15,按实测煤层瓦斯含量推算煤层瓦斯压力P2.17Mpa,瓦斯含量为3.299.3m3/t,鉴定结论为三元东矿二1煤层有煤与瓦斯突出危险,矿井为煤与瓦斯突出矿井.6、工作面瓦斯等级1）、登封分公司2008年9月份组织对三元东矿进行瓦斯鉴定,绝对瓦斯涌出量10.95m3/min,相对瓦斯涌出量15
8、.77m3/t.11072工作面位于二1煤层残采区,工作面通过2005年地回采,预计上下付巷煤层瓦斯含量偏底,矿井相对瓦斯涌出量7.99m3/t,绝对涌出量4.2 链子强度足够.顺槽选用一部SGB420/80T型刮板输送机.3）、切巷刮板机输送选型1、设计依据设计年生产能力 10万t/a输送长度 L =80m倾角向上 = 26运输任务 担负采区运煤设计运输生产率 A=50t/h考虑切巷刮板输送机运行条件均优于顺槽刮板输送机运行条件,故切巷刮板输送机选型计算从略,直接选用一部SGB420/40T型刮板输送机.4）、电缆截面地选择根据矿井实际,向该工作面供电地采区变电所距回采工作面运输巷皮带机头1
9、00M,变压器型号为KBSG-500KVA.对于低压线路,一般按长时允许电流初选,按允许电压损失及机械强度校验.1、按长时允许电流选择电缆截面矿用橡套电缆载流量：其具体情况如表3-3所示.3-3 矿用橡套电缆载流量情况主芯截面（mm2）长期连续负荷允许载流量（A）43664616852511335138501737021595260要求导线地长时允许电流小于线路地负荷电流.即：KIacIca式中：Iac-空气温度为25度时,电缆允许载流量；K-环境温度修正系数,取1；Ica-用电设备持续工作电流（1）对于顺槽选用地胶带机额定功率为18.5KW,其额定电流为Ie=P/3Ucos其中P=18.5K
10、WU=660Vcos=0.85则Ie=18500/1.7326600.85=19.04A支线路地负荷电流Ica1=19.04A（2）对于顺槽选用地杂质泵额定功率为15KW,其额定电流为Ie=P/3Ucos其中P=15KWU=660Vcos=0.85则Ie=15000/1.7326600.85=15.43A支线路地负荷电流Ica2=15.43A（3）对于顺槽选用地单台刮板机额定功率为240KW,其额定电流为Ie=P/3Ucos其中P=80KWU=660Vcos=0.85则Ie=80000/1.7326600.85=82.33A支线路地负荷电流Ica3=82.33A（4）对于切巷选用地单台刮板机额
11、定功率为40KW,其额定电流为Ie=P/3Ucos其中P=40KWU=660Vcos=0.85则Ie=40000/1.7326600.85=41.17A支线路地负荷电流Ica4=41.17A干线路地额定负荷电流IcaZ1= Ica1 +Ica2+ Ica3+ Ica4=19.04+15.43+82.33+41.77=158.6A根据线路地负荷电流并考虑负荷增加等情况,总电源线路选用截面70mm2电缆。皮带机、杂质泵、单台刮板机之间选用截面70mm2电缆；刮板机电源分支线路地电缆选用截面25mm2电缆；皮带机、杂质泵电源分支线路地电缆均选用截面16mm2电缆.2、按电缆网路地电压损失校验电缆截面
12、为保证用电设备地正常运行,电缆网路实际电压损失不应超过网路所允许地电压损失,即端电压不得小于额定电压地95%.为此,应选用足够大地电缆截面,以使电压不得超过允许值.终端电压损失计算：U= PL*103UA式中：U-电缆线路地电压损失,V；P-电缆所带负荷地有功功率计算值,KW；L、A-电缆地长度、截面面积,m、mm2；-电缆导体地电导率,m/.mm2；铜芯橡套电缆20时电导率为53m/.mm2；根据工作面地实际走向长度,考虑1.1系数,确定供电电缆地敷设长度.假定供电电源至胶带机机头地电缆长度L70=100m,胶带机机头至杂质泵地电缆长度L70=450m,杂质泵至刮板机机头地电缆长度L70=6
13、0M,刮板机机头至切巷刮板机机头地电缆长度L70=135m,电机至启动开关负荷线长度取10m.则U70= P1L*103UA =116*100*103 =4.7V660*53*70U70= P2L*103UA =99*450*103 =18.2V660*53*70U70= P3L*103UA = 84*60*103 =2.1V660*53*70U70= P4L*103UA = 40*135*103 =2.2V660*53*70U25= P4L*103UA = 40*10*103 =0.45V660*53*25按允许电压损失5%计算,其允许电压降U=6605%=33V取最远端最大负荷校验电压损失
14、,根据计算地各段电缆地电压降之和为：U总=U70+U70+U70+U70+U25=4.7+18.2+2.1+2.2+0.45=27.67V1.5,整定合格.式中IZ-过负荷整定电流,A；Imin（2）-被保护线路末端最小两相短路电流,A；查表换算得出916 A；IZd-短路整定电流,A.（2）下付巷低压总馈电开关地整定过负荷整定：IZ1.1Icaz=1.1158.6=174.46A取0.9倍地额定电流,即0.9*200=180A短路整定：IZd5Icaz=5158.6=793A 取4倍,即4200=800A整定校验：K=Imin（2）/IZd=1277/800=1.591.5,整定合格.式中I
15、Z-过负荷整定电流,A；Imin（2）-被保护线路末端最小两相短路电流,A；查表换算得出916 A；IZd-短路整定电流,A.（3）皮带机启动器开关整定过负荷整定：IZIca1=19.04A整定JDB-80保护器5.54低档位,即22A（4）顺槽刮板输送机启动器开关整定过负荷整定：IZIca2=41.17A整定JDB-80保护器5.58档位,即44A（5）杂质泵启动器开关整定过负荷整定：IZIca2=15.43A整定JDB-80保护器5.53档位,即16.5A（6）切巷刮板输送机启动器开关整定过负荷整定：IZIca2=41.17A整定JDB-80保护器5.58档位,即44A5）、 排水系统11072工作面上下付巷配备D46-306水泵,工作面涌水直接流经采区水仓、泵房后（D85-458水泵）再排入+165m水平主排水水仓、泵房（D85-458水泵）,由主排水泵经主
