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罗州煤矿矿井监控系统设计.doc
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罗州煤矿矿井监控系统设计.doc
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赫章县罗州煤矿
矿井监控系统设计
第一节 矿井平安监控系统
1、根据矿井平安生产条件,选定具有煤矿矿用产品平安标志的平安监控系
统,并按规定配置相应设备。
1〕开采技术条件
矿区内含煤地层为二叠系上统宣威组〔P
3
X〕总厚度 151.98m。含煤约 7—9
层,煤层总厚 6.87m,含煤系数 4.52%,可采煤层 2 层,可采总厚度约 2.26m,
可采煤层含煤率为 1.49%。其它为零星或不可采煤层。
矿区可采煤层为 M9、M18 煤层,煤层特征如下:
M9 煤层:黑色,碎块状,为半暗及半亮型煤及镜煤条带,结构单一,一般
不含夹矸,煤层厚 0.80~0.88m,平均厚 0.82m,顶板为灰色泥质粉砂岩,底板
为深灰色泥岩,位于宣威组第四段中部,区内由 3 个小矿井工程(Jl、J2、J3)及原
贵州省地矿局 113 地质大队施工的 KTCll 探槽进行控制。为矿区主采煤层,属稳
定可采煤层。
M18 煤层:黑色,条带状构造,由暗淡一半亮型煤及半暗型煤窄条带相间
组成,煤层结构较简单,局部含 1 层夹矸,煤层厚 1.16~1.65m,平均厚 1.44m。
项板为灰色粉砂质泥岩,底板为灰色粘土岩。上距 M9 煤层 15—28m,区内由 3
个小矿井(Jl、J2、J3)及原贵州省地矿局 113 地质大队施工的 KTCll 探槽工程进
行控制。为矿区主采煤层,属稳定可采煤层。
M9、M18 煤层的顶底板,抗压强度低,水稳性差,遇水极易软化膨胀,可
能发生底鼓及支柱下陷。区内构造复杂程度为中等,本矿床属以大气降水为主要
补给来源的顶板裂隙充水矿床,水文地质条件复杂程度为中等。即矿井水文类型
为二类二型。矿井按煤与瓦斯突出矿井、容易自燃煤层,煤尘有爆炸危险性设计。
利用原罗州煤矿主平硐做回风井,新建主皮带斜井、轨道副斜井,采用平硐
斜井综合开拓方案。根据井田范围和现有工业场地实际状况,将井田以拐点 1-2
联线延长线为界划为两翼开采,分为东翼井田和西翼井田,首先开采东翼井田。
主皮带斜井在 X:3000225.9,Y:35451679.5,Z:+1813.4,β:206°,α:20
°,斜穿煤层底板向下掘进至+1600m 标高进入 M9 煤层,与回风上山联通形成
通风系统。轨道副斜井在 X:3000254.1,Y:35451621.7,Z:+1813.4,β:206
°,α:20°,斜穿煤层底板向下掘进至+1600m 标高进入 M9 煤层,与回风上
山联通形成通风系统。同时掘进车场和大巷与主斜井联通。在+1600 布置水仓、
泵房。变电所。回风井在 X:3000267.0,Y:35451663.8,Z:1801.8,β:206
°,α:3‰,维修加固原有巷道 92m 后,在煤层顶板岩石中以倾角 28°向下掘
进回风上山至+1600m 标高后于主、副井联通,形成通风系统。在上述生产系统
形成后,从轨道副斜井掘进一区段 10901 运输石门和材料石门,进入到 M9 煤层
掘进 10901 运输巷和回风巷至边界后,用开切联通,形成采煤工作面。从主皮带
斜井向上掘进一区段煤仓与 10901 运输巷联通,形成煤炭运输系统。从回风上山
掘进回风石门与 10901 回风巷联通,形成回风系统。在 10901 工作面对面布置
10902 运输巷和回风巷二个掘进工作面,掘进工作面均为独立通风系统。
2〕主要设备
〔1〕提升、运输设备
矿井设计生产能力 15 万 t/a,主斜井采用 DP-150/800S 钢丝绳强力皮带机,
B=800mm,V=1.6m/s,长度 550m,α=12°~25°,电动机功率 N=75KW×2,厂
家供应电控设备。
副斜井为辅助提升,设置一套选用 JTPB1.6×1.5 型单滚筒提升绞车,绳速
2.5m/s,最大静拉力 45KN,配套电机 110kw,380/660V,厂家配套供应电控设备。
〔2〕排水设备
MD46-50×6 型矿用多级卧式离心泵,其流量为 46m
3
/h,扬程为 300m;电
机型号为 YB
2
280S-2 防爆型,功率 55KW。
上述水泵选择三台(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。
〔3〕压缩空气设备
矿井在地面工业场地设压风机房,配备 LGFD-17.5/7-X 型固定式空气压缩机
2 台,1 台工作,1 台备用。
该空压机额定排气量为每台 17.5m
3
/min,额定排气压力为 0.7Mpa,配套电
动机功率 55kw,厂家供应电控设备。此空压机同时兼做压风自救空压机用。
〔4〕通风设备
FBCDZ-6-№15A 型防爆对旋轴流式风机两台,一台运行,一台备用。风
机配套电机型号 YBFe250M-6,配套电机功率 45kw×2,风量范围 16~40m³/s,风
压范围 98~1746Pa。选用变频调速器装置,使风机在保持高效的条件下,随时
按矿井需求风量调节。
通风机工况点:
通风容易时期:风量 38.5m
3
/s,静压 596Pa,效率 0.59,叶片工作角度 30°
/25°。
通风困难时期:风量 36.1m
3
/s,静压 1320Pa,效率 0.79,叶片工作角度 36°/31
°。
〔5〕瓦斯抽放设备
根据瓦斯抽放要求及原那么,本设计采用上下负压集中抽放系统对矿井瓦斯
进行抽放。在风井井口附近设置瓦斯抽放泵站,泵站內配备瓦斯抽放泵,采用布
置沿层钻孔对回采工作面、掘进工作面预抽,采用埋管对采空区抽放。
根据计算的瓦斯泵的 H,高负抽放选用:2BE1253-0 型水环式真空泵,其 Q=
35m
3
/min,H=40kpa,电动机功率 55kw。 2 台,一台运转,一台备用。
低负抽放选用:2BE1252-0 型水环式真空泵,其 Q=18m
3
/min,H=20kpa,
电动机功率 30kw。 2 台,一台运转,一台备用。
低负压瓦斯抽采系统瓦斯抽采管路选用管径为 200mm 的无缝钢管;高负压
瓦斯抽采系统瓦斯抽采主管路选用管径为 200mm 的无缝钢管,支管选用管径为
100mm 的无缝钢管。
泵房设在地面回风斜井井口附近 50 米外的适宜场地。
3〕采煤方法
本矿区设计可采煤层为M9、M18煤层,倾角33°,煤层为倾斜、薄~中厚煤
层,采用走向长壁后退式采煤法。
4〕运输方式
地面采用汽车运输,井下运输方式为:工作面崩落的煤炭由工作面搪瓷溜槽
自滑运至工作面运输巷皮带外运。运输巷采用DTL65/15/40-A型胶带机运输,回
风巷材料及设备运输采用JD11.4调度绞车运输。主斜井采用DP-150/800S钢丝绳
强力皮带机运输原煤;副斜井采用JTPB1.6×1.5型单滚筒提升绞车作辅助提升运
输。
5〕瓦斯、煤尘和煤的自燃
〔1〕瓦斯
本矿未作瓦斯鉴定工作,按照?矿井瓦斯涌出量预测方法?〔AQ1018-2006〕
标准,对矿井采用分源预测法进行瓦斯涌出量预测,矿井绝对瓦斯涌出量为:
7.46m
3
/min,相对瓦斯涌出量为 23.64m
3
/t,为高瓦斯矿井。
根据省安监局、省煤监局和省煤炭管理局联合下发的?关于加强煤矿建设工
程煤与瓦斯突出防治工作的意见?〔黔安监管办字[2007]345号文件〕规定,赫章
县已划为突出区域。因此,本矿井按煤与瓦斯突出设计和管理。
〔2〕煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室2007年7月16日所做煤尘爆炸性鉴定报告、M9
M18 煤层煤尘均无爆炸性。本设计按煤层无爆炸性进行设计和管理。
〔3〕煤炭自燃倾向性
根据贵州省煤田地质局实验室 2007 年 7 月 16 日所做煤炭自燃倾向等级鉴
定报告,M9 煤层煤炭自燃倾向等级为Ⅲ级,是不易自燃煤层;M18 煤层煤炭自
燃倾向等级为Ⅱ级,是自燃煤层。
本设计按煤层属二类自燃矿井进行设计和管理。
5〕矿山环境地质
经过实地调查,目前矿区内无崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生。但据矿
区内地形地貌特征及地质特征,在矿区内由于民采煤矿所形成的老窑,可能会产
生一定规模的塌陷崩塌。
矿区内未见新构造活动与地震活动的迹象,根据“贵州省地震烈度区划图
〞,本区地震根本烈度为Ⅵ度,区域上为稳定地块。
6〕平安监测监控和传输设备系统选择
根据?煤矿平安规程?第一百五十八条规定之要求,结合现有国产监测监控系
统:KJ75、KJ80、KJ90NA、JK91A、KJ92、KJ95、KJF2000 等系统的主要特点,
考虑技术的先进性、系统技术性能、软件功能、用户使用反应意见、系统开展前
景、适应性以及售后效劳的保证程度等情况, 本矿井采用 KJ90NA 型煤矿综合
监测监控系统,并配套建设 KJ90NA 型人员定位系统,作为该矿的矿井平安监测
监控系统。
2、中心站设置。
电源由 10/0.4kV 终端式变电所两回的 0.4kV 母线段供电。监控机房设有一
部直通矿井调度室 。平安监测监控总站是 KJ90NA 型矿井监控系统的核心,
融计算机网络系统、监测监控系统、工业电视系统、人员监测系统及程控调度通
信系统于一体,是整个矿井网络信息管理系统的核心局部,主要监测监控矿井上
下各类平安及生产参数及电力参数,汇接管理多个平安与生产环节子系统,该系
统具有数据处理、报表、曲线、图形等屏幕显示、打印和绘图、实时数据存储和
各种统计数据存储处理、参数超限报警、控制等多种功能,系统能报警和记录并
自动切除故障支路。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。
监控系统 KJ90NA 地面总站〔中心站〕配备两台监测主机 IPC610 2 台〔一
台工作,一台备用〕,数据库效劳器 2 台图形工作站 1 台(可选配 4 屏或 2 屏多屏
模式)、KJJ46 数据通信装置 2 台、LQl600K 或喷墨打印机 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
外配备系统软件。
监控系统中心站应双回路供电并配备不小于 2h 在线式不间断电源。监测监
控主机的串行接口通过传输接口与地面分站、井下分站、人员定位分站进行通讯
平安监控系统地面中心站设在调度室,以便矿领导及有关部门可随时查看全矿的
监测、监控实时信息,及时准确地掌握当前的各类生产、工况信息,以便做出正
确的决策。
1、主机必须 24h 不间断运行。当工作主机发生故障时,备份主机应在 5min
内投入工作;2、监控系统中心站应双回路供电并配备不小于 2h 在线式不间断
电源。3、中心站应使用可靠的接地装置和防雷装置;4、中心站值班应设置在
矿调度室内,实行 24h 值班制度。
3、分站及传输电缆设置。
1〕分站主要设备的功能
井下分站应采用本质平安型或隔爆兼本质平安型。要符合爆炸环境电器设备
的使用要求,有相应的防爆合格证和产品检验合格证及平安标志。
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