本井田处于区域性三种构造应力场的复合部位,应力集中。通过精查及首采区地震补勘工作,共查出断层49条。其中首采区地震补勘查出断层13条。按此推断,本井田内还将大量存在落差30m以下的断层。就现有勘探结果,井田内一水平只有5个比较完整的块段。
从上述条件看,虽然在储量上满足1.8Mt/a的生产能力。但是本井田煤层生产能力在2.18t/m3以下,全井田近一半的采区只有1~2个主力煤层发育。一水平只有5个比较完整的块段,且构造较多。将会给综合机械化开采带来一定困难。另外,开发强度过大无法保证矿井的均衡生产。 (二)矿井服务年限与井型关系
本矿井经济可采储量为139.299Mt ,一水平经济可采储量为71.85Mt。储量备用系数按1.4计算,则矿井及一水平服务年限按不同井型计算结果见表3-1。表3-1中的结果表明,矿井生产能力为1.8Mt/a时,矿井及一水平服务年限偏短。
通过上述分析,设计认为,矿井生产能力为1.5Mt/a具有服务年限适, 容易实现均衡、稳定生产,采区接续及机械化装备灵活、管理方便等优点。因此,设计推荐矿井生产能力为1.5Mt/a。 四、矿井及水平服务年限
由于本矿井地质构造中等偏复杂,断层较多,开采损失量较大。因此,储量备用系数取1.4。
按生产能力为1.5Mt/a进行计算,矿井及一水平服务年限为: 矿井服务年限=矿井经济可采储量/(设计年生能力*备用系数)
=139.299/(1.5X1.4)=66.3(a)
一水平服务年限=一水平经济可采储量/(设计生产能力*备用系数)
=71.85/(1.5X1.4)=34.2(a)
表3-1 矿井不同井型时的服务年限
井型(Mt/a) 1.5 1.8 矿井服务年限(a) 66.3 55.3 一水平服务年限(a) 34.2 28.5 17
3.2.3 井田电力情况及通讯情况
(一) 供电电源
红兴隆变电所位于本矿井的东南侧,相距约22km,由双鸭山发电厂以220KV供电。初期只设一回220KV电源线路及一台220/63KV,90MVA变压器。
长安配电所位于本矿井的西南侧,其电源引自电力部门所属的双鸭山一次变,是双鸭山矿务局现有矿区主要供电电源,目前双鸭山一次变为一台220/63KV,90MVA变压器。 (二)电力负荷
全矿计算负荷如下: 设备总台数:440台 设备工作台数:413台
矿井设备总容量:21322.94KW
矿井设备工作总容量:18036.04KW 最大有功功率:14394.63KW 最大无功功率:11388.85KVAR
考虑同时系数0.85后的负荷(包括选煤厂及其它用电) 最大有功功率:12235.44KW 最大无功功率:9680.52KVAR 自然功率因数:0.78
补偿用电容器容量:-5400KVAR
补偿后6KV侧母线无功负荷;4280.52KVAR 补偿后60KV母线功率因数:0.94 矿井吨煤电耗:35.99KW·h (三)送变电
在东荣矿区总体设计阶段已确定,整个矿区供电电源电压选用60KV,结合矿区的供电方案选择,对二矿供电方案也作了对比,由于荣光煤矿地处矿区中部偏靠电源侧,故在总体设计阶段推荐二矿地面变电所兼作区域性配电所,红兴隆变电所送来的两回电源线路及长安配电所送的一回电源线路均汇集于本矿井地面变电所,东荣二、三矿及东荣一矿电源均由本变电所60KV母线配出。该方案的优点是:1、便于矿务局电力调度管理,减少对外电网计量点,提高本企业的经济效益;2、减少线损及年运行费3、适应矿井分期建设对供电的需求,送电线路可分期建设。
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60KV送电线路已列单项工程进行设计,其技术特征及其他有关设计问题,详见“东荣矿区60KV送电线路初步设计”。 (四)通信
1.行政通信系统 (1)信道
本矿井至中心区电话局及其它各支局间采用数字微波中继通信,采用WSF2-01型数字微波收发信机。MDW8-02型中频调制解调机。MF8-03A型二次群复用设备。信道容量120路。该信道做为局间中继、生产调度、会议电话、传真、计算机等传输信道。信道实际使用容量为60路。
(2)交换机
在矿办公楼设置一套MD110型数字程控交换机,用户线容量为200线,满 足工业场地各行政用户使用。
2.生产调度电话系统
选用DDK-2型矿用程控调度交换机。设置在矿办公楼。做为全矿井上、下生活指挥设备。
全矿井设置生活调度电话65台,其中井下32台。 3.井下通信 入井电缆:由生产调度至井下通信网,选用两根HUYVA39-50X2X0.8电缆,沿副井井筒敷设至井底车场分线盒,引至采区的电缆由分线盒沿巷道壁电缆沟敷高,并与电力电缆分侧敷设。
采区通信:在采煤工作面设置CX-2型采煤通信设备,分别设在工作面及胶带输送机的主要部分。在采区运输机上设置CK-3型带式输送机通信、信号、控制装置。
4.电力调度通信系统
由矿井63KV变电所与上一级变电所之间设电力载波通信,选用ZDD-27A型载波机。并配备JZD-316型无线电话机作为备用通信方式。
5.地面通信
工业场地通信选用HYVC型全塑自承式市话电缆架空敷设。 由工业场地至水源井、1号风井及火药库之间均选用HYA-5*2*7型塑料电话电缆,与输电线路同杆架设。
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第4章 东荣二矿监测监控系统设计
4.1 矿井现状及基本问题
4.1.1 矿井现状
东荣二矿位于黑龙江省集贤煤田东南端,行政区划属集贤县腰屯乡、升昌乡和国营二九一农场管辖。井田距福利屯32Km,经福利屯到双鸭山市40Km。井田走向长6.5Km,倾斜宽4.0Km,面积26.16km2。工业储量290.424Mt,经济可采储量139.299Mt,设计年生产能力1.5Mt/a,服务年限66年。
矿区含煤地层属于上侏罗统鸡西群城子河含煤组。本井田煤质属中低灰分、特低-低磷、特低硫、高发热量、弱粘结-中等粘结性、易选至中等可选的低变质煤。煤种主要以气煤为主,长焰煤次之。
矿区分2个自然采区,正常回采工作面2个,均采用综合机械化开采。通风方式为对角式抽出式通风
4.1.2 矿山存在基本问题
(1)煤与瓦斯突出危险; (2)煤的自燃与煤尘爆炸;
(3)回风巷有害气体较少,需检测风压,甲烷浓度; (4)其他方面的安全监测监控等。
鉴于该矿地质灾害较严重,虽然采取各种措施,加强了现场检查力度,但是人工检测只是间断性的,无法及时的掌握甲烷及一氧化碳等有害气体的涌出情况,当有害气体大量涌出或超限时,人工很难及时发现并切断现场供电,不利于矿井安全生产。因此需要装备安全监测系统进行监测监控。随时掌握现场情况,保证矿井及工人安全。投入使用煤矿安全监控系统后,不仅能够对工作面现场各种有害因素进行有效的实时监控,当有害因素超限时能够及时自动报警和切断电源,并且能够将各类监测到的数据及时传送到监测中心站,通过计算机对这些数据进行存贮和处理,为消除事故隐患提供依据。目前,国产系统具备了较好的技术水平和现场适用性,更能适合中国的国情,所以拟装备一套
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国产矿井环境安全监测。
4.2 设计装备的原则和依据
根据《煤矿安全规程》和《矿井通风安全监测装置使用管理规定》提出设计原则、依据:
第一百五十八条 高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯突出矿井,必须装备矿井安全监控系统。没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面,必须装备甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面,必须装备风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的矿井的采煤工作面,必须装备甲烷断电仪。
第一百五十九条 采区设计、采掘作业规程和安全技术措施,必须对安全监控设备的种类、数量和位置,信号电缆和电源电缆的敷设,控制区域等做出明确规定,并绘制布置图。
第一百六十条 煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接,严禁与调度电话电缆或动力电缆等共用。
防爆型煤矿安全监控设备之间的输入、输出信号必须为本质安全型信号。 安全监控设备必须具有故障闭锁功能:当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时,必须切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁;当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后,自动解锁。
矿井安全监控系统必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能;当主机或系统电缆发生故障时,系统必须保证甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能;
第一百六十九条 低瓦斯矿井的采煤工作面,必须在工作面设置甲烷传感器。
高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面,必须在工作面及其回风巷设置甲烷传感器,在工作面上隅角设置便携式甲烷检测报警仪。
若煤(岩)与瓦斯突出矿井采煤工作面的甲烷传感器不能控制其进风巷内全部非本质安全型电气设备,则必须在进风巷设置甲烷传感器。
采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。
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