采区设计施工管理规范
采区设计的编制和实施是矿井技术管理工作的重要内容,是提高矿井经济效益,搞好安全,实现合理集中生产的基础。根据各矿实际情况,为进一步加强采区设计与施工管理特编制如下规范。
第一节 采区设计编制一般规定
第1条生产矿井新开拓准备采区,应在开工前三个月提交采区设计方案报公司审批。采区设计方案应有2个以上方案进行经济技术比较,选择最优方案。
第2条采区开采前,应根据公司批准的采区设计方案编制采区设计,采区设计由矿总工程师负责组织审批,报公司采掘处备案。
一个采区内同一煤层不得布置3个(含3个)以上回采工作面和5个(含5个)以上掘进工作面同时作业。
严禁在采煤工作面范围内再布置另一个采煤工作面同时作业。
采掘过程中严禁任意扩大和缩小设计规定的煤柱。采空区内不得遗留未经设计规定的煤柱。
严禁破坏工业场地、矿界、防水和井巷等的安全煤柱。
突出矿井、高瓦斯矿井、低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面,不得采用前进式采煤法。
第3条 采区设计要积极推广应用新技术、新工艺,巷道布置要力求做到系统简单,体现合理集中生产,为矿井高产高效创造条件,做到技术先进,经济合理,安全可靠。
第4条 编制采区设计的依据
1、公司地质处批准的“采区地质说明书”。
2、矿井设计文件,如矿井设计、矿井改扩建设计。
3、矿总工程师根据本年度开拓方案和生产接续及公司批准的地质说明书下达设计任务书,设计任务书包括以下内容:
⑴采区开采范围、开采煤层数目。
⑵设计原则(包括巷道布置、采煤方法的选择、采用先进技术和解决重大安全问题的主导意见)。
⑶采区生产能力。
⑷主要生产系统。
⑸设计方案编制完成时间。
4、设计人员通过调查研究掌握的设计所必需的原始资料以及“煤炭工业技术政策”、“煤炭工业设计规范”、“煤矿安全规程”等上级有关法规和规定。
第5条采区设计方案应在阐述采区范围、地质条件、煤层赋存状况、采区储量等基础上,详细论证和确定采区设计重大问题,包括:采区生产能力和服务年限;采区参数;采准巷道的布置方式和生产系统;采煤方法选择;采掘工作面的工艺及装备;采区机电设备的选型与布置;安全技术措施等。
第二节 采区设计说明书的编制基本内容
第6条 采区概况及地质特征
(一) 采区概况
1、采区位置及范围。采区位于井田的具体位置,上下水平标高,范围大小(走向及倾斜长度)、开采煤层数、煤层厚度、倾角等。
2、详细描述与邻近采区及地面关系。相邻矿井、小煤窑开采、邻近采区、邻近煤层、主要井巷等相互之间的关系。采区和地面主要建筑、河流、池塘、塌陷区积水、村庄、铁路、桥梁等的关系,开采影响程度等。
(二)采区地质构造及水文地质
1、地质构造。采区内断裂(断层、裂隙)、褶曲构造发育特点及规律,断层性质、产状及其对煤层的破坏和对开采的影响。对砾岩层、陷落柱、风氧化带、火成岩侵蚀、侏罗系及第三系红层侵蚀等情况加以描述。
2、水文情况。内容包括:影响本区开采的含水层特征、充水条件,隔水层的分布发育情况及变化规律,断层(含)导水性、地面水体、邻近老空积水及小煤窑开采情况,钻孔的封孔质量情况,采区涌水量预计等。
(三) 煤层赋存条件及开采技术条件
1、煤系地层的层序、厚度及产状变化情况等。
2、煤层厚度、硬度、结构的变化规律及其特征。
3、煤层顶底板厚度、岩性、强度(伪顶、直接顶和老顶分别描述)及顶底板分类情况,地压情况,煤岩冲击倾向性等。
4、各煤层层间距及其变化规律。
5、煤质、瓦斯等级、自燃发火期、煤层爆炸指数等。
表1 可采煤层特征表
煤层
编号
煤种
灰分
硫分
发热量
(mj)
倾角
(°)
厚度
(m)
层间距
(m)
容重
煤层
结构
稳定
分类
直接顶
直接底
(四) 储量计算
1、各煤层走向长、倾斜宽、煤层厚度、容重等。
2、分煤层的储量情况(工业储量、煤柱、地质损失、可采储量、回收率等)及汇总表。(采区回收率不得低于:厚煤层75%、中厚煤层80%,薄煤层85%。)
(五) 存在的问题与处理意见
包括对本采区勘探程度、地质构造、水文地质等方面的问题,以及对设计和开采工作的意见和建议。
第7条 采区巷道布置
根据煤层赋存及地质构造情况及延深水平设计方案对采区的主要巷道进行布置。根据巷道的用途、长度、层位、角度、支护形式及区段划分个数等提出两个以上方案,进行经济技术比较,选择符合国家方针、政策、技术先进、经济合理的最优方案推荐为主导方案。
(一) 巷道布置方案说明
1、采区大巷、总回风巷布置。开拓巷道不得布置在严重冲击地压煤层中。永久硐室不得布置在冲击地压煤层中。采区必须有单独的回风道,保证分区通风。
2、采区上下山数目及位置。单翼或双翼采区、单层或联合布置;运输、轨道、回风上下山的层位、长度、断面及支护形式。联合布置采区等情况上、下山数目应符合安全规程要求;采区进回风上下山长度应符合安全规程要求;巷道断面要满足通风、运输、行人、安装等使用要求,支护形式要根据围岩分类结果合理选择支护形式。
3、采区上、中、下部车场布置及运输形式;采区煤仓位置及容量;采区主要峒室布置及支护方式。采区变电所硐室布置应保证独立通风。
4、采区内各煤层区段划分、工作面长度、中间巷布置、断面及支护形式、层间联络方式。
5、采煤工作面布置。
⑴每个采煤工作面必须保持至少2个断面、高度和支护都符合规程要求的安全出口,一个通到回风巷道,另一个通到进风巷道。。
⑵综采、综放工作面布置原则
工作面运输、回风道应尽可能定向平行布置以保持等长,特殊情况要在设计中采取措施。
必须设计利于综采综放设备运输、安装、拆除的巷道和车场、组装峒室、配件峒室(包括消防器材、油脂库)
根据采区地质条件及选用的综采设计再确定工作面运输、辅助运输巷道及峒室布置,确定巷道长度、断面和支护方式等。
(二) 巷道布置方案比较确定
采区巷道布置方案,要从工程量(包括巷道的岩性、长度、支护形式)大小、施工难易程度以及管理、维修、运输、经济指标和技术安全等方面进行比较:
1、技术比较
①安全可靠性
②巷道(开拓、准备)工程量(表3)
③采区各生产系统优缺点
④采区准备时间及投产日期预计(表4)
⑤万吨掘进率
表3 选定方案的开拓工程量表
序号
巷道名称
工程量(m)
备注
岩巷
煤及半煤巷
小计
2、经济比较
①设备费用(采区内提升运输和供电等主要设备)
②主要开拓和准备巷道费用
③年生产经营费用
3、结论
经技术、经济比较,选择最优方案,推荐为主导方案。
第8条 采煤方法、采区生产能力及服务年限
1、采煤方法、落煤、顶板管理方式、支架型式等要进行叙述。
2、开采程序和采面接续。
矿井的同一煤层、同翼、同一采区相邻正在开采的采煤工作面沿空送巷或小煤柱护巷时,采掘工作面严禁同时作业。
3、同时生产的工作面个数、作业制度、工作面生产能力、采区生产能力。
4、采区服务年限。
第9条 采区通风系统
(一) 基本要求
1、采区必须有单独的回风道实行分区通风,回采工作面和掘进工作面要采用独立通风,采区变电所必须独立通风。
2、采区的进回风上、下山必须贯穿整个采区,联合布置的采区必须设置专用回风上、下山(不得用于运料、安设电器设备)。
(二) 基本内容
1、简述采区内最多采掘工作面、峒室及其它用风地点的个数,所采用的通风方式,如采煤工作面(采用“u”型通风方式、上行风),掘进工作面采用局部通风机进行供风。
2、描述采区通风系统进、回风路线,(与所附通风图相符)。
3、风量计算
⑴根据《生产矿井风量计算细则》进行采、掘工作面、峒室等所需风量计算。
⑵掘进回采加入对所需最大炸药量的风量计算:q=25×a m3/min。
⑶掘进工作面的需要风量还要考虑到防止局部通风的喝循环风:
q掘=q最大+9(或15)s
其中:9---岩巷;15---煤与半煤岩巷;s---局部通风机所在巷道的断面;局扇所在巷道有风门的或下风侧还有采掘工作面、峒室用风的除外。
⑷采区需要风量=(∑q采+∑q掘+∑q峒室+∑q其它)×k
其中:k—风量备用系数取1.15~1.25
4、对大巷、总回风、上下山主要巷道进行风速验算,巷道断面必须满足通风需要。
5、根据采区所需的风量、巷道长度、设计断面、支护形式进行矿井通风阻力计算,求出采区投产和生产最困难时期的矿井风压和矿井等积孔。
表5 矿井通风阻力计算表
时期
节点序号
巷道名称
支护形式
阻力系数
长度(m)
周长(m)
断面(m2)
风阻
风量
阻力
风速
容易
时期
h容易=1.15×∑阻力
困难
时期
h困难=1.15×∑阻力
6、说明现有通风系统能否满足要求及为保证采区通风系统合理和风流稳定需装备的主要通风设施。
第10条 采区防尘及注水系统
(一)基本要求
1、采掘机组防尘水压不得小于3mpa,其他地点的水压不得小于1.5mpa。
2、采区、综采综掘工作面的防尘管路直径不得小于4寸。
(二)基本内容
1、简述采区防尘、注水系统供水水源地点、水池容积、水质。
2、采区需要水量计算
⑴采煤工作面用水量q采:①煤层注水:qc1=qk+qz;②采煤机内、外喷雾用水量;③液压支架降、移架时的喷雾水量;④电煤钻打眼用水量;⑤放炮落煤喷雾用水量;⑥冲洗煤壁用水量;⑦攉煤用水量;⑧转载点喷雾用水量;⑨进、回风巷风流净化喷雾、洒水用水量;⑩泵站的用水量;。
⑵掘进工作面q掘:①掘进机内、外喷雾用水量;②打眼用水量;③放炮落煤喷雾用水量;④冲洗煤壁用水量;⑤转载点喷雾用水量;⑥风流净化喷雾、洒水用水量。
⑶其它q其它:隔爆设施、巷道冲刷、大巷净化、灌浆系统等所需水量。
⑷采区需水量q:q=q采+q掘+q其它
根据以上计算水量能否满足要求。无法满足要求的采取什么措施。
3、采区内部管路的敷设、设备、管材及其它材料的型号、数量。
第11条 防火系统
容易自然和自然煤层必须进行防火系统设计,应设置束管监测系统。
1、简述采区所采煤层的自燃倾向性和最短发火期。根据自然发火期确定采煤工作面的开采方式及防止自燃发火的措施(规程第232条),进行相应设计。
2、束管监测系统:①束管监测系统的型号;②标志性气体;③观测点的位置;④束管管路的敷设;⑤预测预报制度;⑥采取的措施。
3、采用放顶煤开采时应编制灌浆、注氮的设计
①灌浆系统:浆材地选取、制浆设备及位置、输送管路选择、灌浆方式及方法、疏水系统、灌浆后防止溃水及透水的措施。
②注氮系统:注氮设备的选择、安设位置;管路的敷设;注氮的时间、注氮量;采空区气体成分的监测;防止氮外漏的措施。
第12条 提升、运输系统
1、确定采区上下山及中间平巷提升运输方式。
2、确定人员行走路线及人员提升运输方式。
3、设备选型及提升运输能力和安全系数验算;采用带式输送机运输的系统,上运时,必须同时装设防逆转装置和制动装置,下运时,必须装设制动装置,应优先选用大功率设备,减少设备和岗位工占用,简化运输系统。
4、确定提升运输安全设施的安装位置。
第13条 采区供电系统
1、确定供电方式及采区变电所(配电点)的位置。
2、对采区设备容量计算及变压器选型计算。
3、对设备和电缆进行选型设计计算,并对设备和电缆的选型设计进行认真校验,确保设计的运行各参数不超过其额定值;电缆主芯线截面应满足供电线路负荷的要求;高压动力电缆的截面应按经济电流密度、允许负荷电流、电力网路的允许电压损失进行选择,并按短路电流校验电缆的热稳定性,流过电缆的最小两相短路电流,应满足过流保护装置的灵敏系数要求;低压动力电缆的截面应按电缆的允许负荷电流、低压供电系统的允许电压损失进行选择,并满足电动机启动时对启动电流的要求,流过电缆的最小两相短路电流,应满足过流保护装置的灵敏系数的要求。
第14条 采区排水系统
1、根据地质部门提供的采区涌水量(正常涌水量、最大涌水量)进行采区排水系统的水仓泵房布置设计和排水设备及管路选型、水仓的长度和容量的设计计算,确定排水方式,描述排水系统。下山开采的采区排水系统的水泵选型台数应按工作水泵、备用水泵和检修水泵进行设计选型;排水管路选择应按工作管路和备用管路进行设计选型;排水系统的供电电源应采用双回路电源供电,双回路电源应来自各自的变压器和母线段,线路上不应分接任何负荷。
2、采用多级排水时,必须对每一级泵房的管网能力(水泵能力、管路能力、水仓容量、供电能力等)进行验算,直到最末一级排到地面。
第15条 采区压风系统
1、根据需用压风的设施及掘进迎头数量,计算所需用的风量。
2、对管路的布置方式及规格型号进行设计选择,确保风压符合要求
第16条 安全监测系统
1、监测系统的简述。
2、分站的数量、位置;探头的种类、位置;电缆的敷设;控制范围。
3、分站、探头的供电电源。
第17条 安全技术措施
1、针对本采区情况,提出预防水、火、瓦斯、煤尘、顶板等重大灾害的措施,并描述避灾路线。
⑴相邻矿井的分界处,应留防水煤柱。矿井以断层分界时,应在断层两侧留有防水煤柱。
防水煤柱的尺寸,应根据相邻矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质、开采方法以及岩层移动规律等因素,在采区设计中规定。严禁在各种防隔水煤柱中采掘。
⑵开采容易自燃和自燃的煤层时,在采区设计中,应预先选定构筑防火门的位置。当采煤工作面投产和通风系统形成后,应按设计选定的防火门位置构筑好防火门墙,并储备足够的封闭防火门的材料。在采区设计中,应明确选定自然发火观测站或观测点的位置并建立观测系统、确定煤层自然发火的标志气体和建立自然预测预报制度。
⑶在采区设计、采掘作业规程和安全措施中,应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,并绘制平面图。
⑸靠近承压含水层开采,应采取并制定可靠的安全技术措施。
2、特殊工程如探放水、水闸墙等应编制专门施工设计及措施。
第18条 技术经济指标
1、采区方案设计技术经济指标表
2、主要设备和材料配备表。
第19条存在问题及说明。
第三节 采区设计图纸
第20条 采区名称
根据大土河公司实际情况,采区名称为两部分:第一部分为煤层编号,第二部分为采区顺序。
第21条 采区巷道布置平面图(“三下”采煤井上下对照图)
比例1:2000。内容及质量要求:
1、已掘巷道与设计巷道、不同煤层巷道和岩巷等要标识清楚,线条粗细均匀、间距合理、美观。
2、地面建筑、河流、公路、铁路、桥梁等名称齐全,大小(或范围)清楚。
3、断层陷落柱、风氧化带、采空区、煤层等高线等标注齐全,线条粗细合理。
4、尺寸标柱齐全、合理。
5、指北针、经纬网坐标、图例齐全。
第22条采区上、下山剖面图和主要巷道、硐室平、剖、断面图
内容与质量要求:
1、采区上、下山剖面图比例1:2000。采区上、中、下部车场平面图比例1:200,可用比例1:500,无车场可不做。采区变电所平剖面图1:500。
2、煤层主要标志层、含水层、断层等图例正确,内容齐全。
3、巷道表示正确、无遗漏。
第23条采煤方法及顶板管理平、剖面图。
第24条巷道断面图及峒室平面、剖、断面图。
第25条主要通风、排水、运输、配电、防尘、安全监控装备系统图(ch4、co、co2监测探头或断电仪,风速传感器,压力传感器,束管监测系统)等。通风、运输系统在巷道布置平面图中表示,排水、供电、防尘、安全监控等系统图用示意图表示。
第26条避灾路线示意图必须标注移动救生舱位置和永久避难硐室位置及容纳人数。
第27条煤岩层柱状图。
第四节 采区设计的执行和设计变更
第28条批准的采区设计要认真贯彻执行,要贯彻到生产领导人员、业务部门和施工单位,要严格按采区设计施工。
第29条施工单位要根据批准的采区设计编制单项工程和采掘工作面作业规程。矿总工程师组织有关专业技术部门根据采区设计和有关规定对作业规程审查签字后执行,并对现场执行情况进行监督检查。公司进行不定期抽查。
第30条经过批准的采区设计,施工中不得随意变更。如遇下列情况,经矿总工程师研究同意可编制采区设计修改方案,报公司审批。
⑴由于地质条件发生重大变化,或其他原因,采区开采范围与原设计有较大变化(如开采面积扩大或缩小,开采煤层数增加或减少等)。
⑵巷道布置、主要巷道支护形式、开采程序、采煤方法或采煤工艺等有重大变更的。
⑶主要生产系统有重大改变的。
⑷安全技术措施有重大改变的。
第五节 采区投产验收
第31条采区必须按上级文件及公司批准的设计施工,完善各生产系统,否则不予验收。
第32条新采区应按采区设计和有关规定进行施工。投产前要经过公司验收,合格后方准投产。
第42条采区系统评价标准及主要内容:
⑴采区验收以批准的采区设计、设计变更文件、《煤矿安全规程》及有关规定为准。
⑵巷道布置(包括回采工作面)、断面、支护形式符合采区设计及作业规程规定。
⑶回采工作面按规程要求配齐支护材料,工作面、上下端头及两巷支护符合规程规定;综采、综放工作面符合设计要求;工作面上下巷高度及行人宽度符合标准及规程规定,设备运转正常,安全设施齐全有效;工作面的安全技术措施符合作业规程规定,所有施工人员均应签名,区队长应考试合格。
⑷采区运输提升系统符合设计要求及技术装备标准,安全设施齐全、灵敏、可靠,支架完整、水沟畅通、巷道无积水淤泥和脏杂物、管路吊挂整齐。
⑸通风系统合理,设施完善,风量分配达到公司规定。
⑹供水、压风、防尘等设施完善,供电、照明、通讯等系统符合设计和规程要求。
⑺采区机电设备完好,机电峒室符合设计和规程要求。
⑻水文地质条件复杂,有水患威胁的采区必须落实专门防治水措施。排水系统符合设计要求。
⑼开采有自燃发火和分层开采的采区,投产前必须有完善的防灭火系统。
第六节采区设计技术管理
第45条采区设计技术管理
1、设计计划
每年11月,应根据批准的年度生产情况和中长期规划,编制下年度生产计划报公司。
2、设计审批和施工管理
生产矿井新开拓采区,应在开工前三个月提交采区设计方案报公司审批。各矿应按照公司批准的设计方案进行施工图设计,现场应根据施工图进行施工。
3、严禁破坏设计煤柱
采掘过程中严禁任意扩大和缩小设计规定的煤柱。严禁破坏工业场地、矿界、防水和井巷的安全煤柱。
4、完善设计编制依据
编制采区设计方案应以公司地质处批准的“采区地质说明书”为依据。
5、严格设计说明书编制
设计说明书内容应符合《煤矿安全规程》中安全技术措施的有关要求。
6、规范采区设计图纸
采区设计图纸应齐全、规范、符合要求。
7、严格专门设计管理
建(构)筑物下、含水层带压开采设计,按《煤矿安全规程》要求的管理权限报批,公司备案。
8、认真执行采区设计
公司关于采区设计的批复意见要存档备查。建立、健全采区设计执行情况月度动态检查记录,每月至少对所有生产(开拓准备)采区排查一遍,排查人、技术科长、总工程师签字齐全,确保排查结果的真实性。
9、设计变更
编制的单项工程设计和采掘工作面作业规程要符合经批准的采区设计。变更时,要履行变更手续。由于地质条件发生重大变化,或其他原因,采区开采范围与原设计有较大变化(如开采面积扩大或缩小,开采煤层数增加或减少等);巷道布置、主要巷道支护形式、开采程序、采煤方式或采煤工艺等有重大变更的;主要生产系统有重大改变的;安全技术措施有重大改变的要按管理权限报公司审批,其它由矿总工程师批准,报公司采掘技术处备案。
10、采区验收
新采区应按批准的采区设计和有关规定进行施工。投产前要经过公司组织相关部门进行验收,合格后方准投产。
