采區設計施工管理規范
采區設計的編制和實施是礦井技術管理工作的重要內容,是提高礦井經濟效益,搞好安全,實現合理集中生產的基礎。根據各礦實際情況,為進一步加強采區設計與施工管理特編制如下規范。
第一節 采區設計編制一般規定
第1條生產礦井新開拓準備采區,應在開工前三個月提交采區設計方案報公司審批。采區設計方案應有2個以上方案進行經濟技術比較,選擇最優方案。
第2條采區開采前,應根據公司批準的采區設計方案編制采區設計,采區設計由礦總工程師負責組織審批,報公司采掘處備案。
一個采區內同一煤層不得布置3個(含3個)以上回采工作面和5個(含5個)以上掘進工作面同時作業。
嚴禁在采煤工作面范圍內再布置另一個采煤工作面同時作業。
采掘過程中嚴禁任意擴大和縮小設計規定的煤柱。采空區內不得遺留未經設計規定的煤柱。
嚴禁破壞工業場地、礦界、防水和井巷等的安全煤柱。
突出礦井、高瓦斯礦井、低瓦斯礦井高瓦斯區域的采煤工作面,不得采用前進式采煤法。
第3條 采區設計要積極推廣應用新技術、新工藝,巷道布置要力求做到系統簡單,體現合理集中生產,為礦井高產高效創造條件,做到技術先進,經濟合理,安全可靠。
第4條 編制采區設計的依據
1、公司地質處批準的“采區地質說明書”。
2、礦井設計文件,如礦井設計、礦井改擴建設計。
3、礦總工程師根據本年度開拓方案和生產接續及公司批準的地質說明書下達設計任務書,設計任務書包括以下內容:
⑴采區開采范圍、開采煤層數目。
⑵設計原則(包括巷道布置、采煤方法的選擇、采用先進技術和解決重大安全問題的主導意見)。
⑶采區生產能力。
⑷主要生產系統。
⑸設計方案編制完成時間。
4、設計人員通過調查研究掌握的設計所必需的原始資料以及“煤炭工業技術政策”、“煤炭工業設計規范”、“煤礦安全規程”等上級有關法規和規定。
第5條采區設計方案應在闡述采區范圍、地質條件、煤層賦存狀況、采區儲量等基礎上,詳細論證和確定采區設計重大問題,包括:采區生產能力和服務年限;采區參數;采準巷道的布置方式和生產系統;采煤方法選擇;采掘工作面的工藝及裝備;采區機電設備的選型與布置;安全技術措施等。
第二節 采區設計說明書的編制基本內容
第6條 采區概況及地質特征
(一) 采區概況
1、采區位置及范圍。采區位于井田的具體位置,上下水平標高,范圍大小(走向及傾斜長度)、開采煤層數、煤層厚度、傾角等。
2、詳細描述與鄰近采區及地面關系。相鄰礦井、小煤窯開采、鄰近采區、鄰近煤層、主要井巷等相互之間的關系。采區和地面主要建筑、河流、池塘、塌陷區積水、村莊、鐵路、橋梁等的關系,開采影響程度等。
(二)采區地質構造及水文地質
1、地質構造。采區內斷裂(斷層、裂隙)、褶曲構造發育特點及規律,斷層性質、產狀及其對煤層的破壞和對開采的影響。對礫巖層、陷落柱、風氧化帶、火成巖侵蝕、侏羅系及第三系紅層侵蝕等情況加以描述。
2、水文情況。內容包括:影響本區開采的含水層特征、充水條件,隔水層的分布發育情況及變化規律,斷層(含)導水性、地面水體、鄰近老空積水及小煤窯開采情況,鉆孔的封孔質量情況,采區涌水量預計等。
(三) 煤層賦存條件及開采技術條件
1、煤系地層的層序、厚度及產狀變化情況等。
2、煤層厚度、硬度、結構的變化規律及其特征。
3、煤層頂底板厚度、巖性、強度(偽頂、直接頂和老頂分別描述)及頂底板分類情況,地壓情況,煤巖沖擊傾向性等。
4、各煤層層間距及其變化規律。
5、煤質、瓦斯等級、自燃發火期、煤層爆炸指數等。
表1 可采煤層特征表
煤層
編號
煤種
灰分
硫分
發熱量
(mj)
傾角
(°)
厚度
(m)
層間距
(m)
容重
煤層
結構
穩定
分類
直接頂
直接底
(四) 儲量計算
1、各煤層走向長、傾斜寬、煤層厚度、容重等。
2、分煤層的儲量情況(工業儲量、煤柱、地質損失、可采儲量、回收率等)及匯總表。(采區回收率不得低于:厚煤層75%、中厚煤層80%,薄煤層85%。)
(五) 存在的問題與處理意見
包括對本采區勘探程度、地質構造、水文地質等方面的問題,以及對設計和開采工作的意見和建議。
第7條 采區巷道布置
根據煤層賦存及地質構造情況及延深水平設計方案對采區的主要巷道進行布置。根據巷道的用途、長度、層位、角度、支護形式及區段劃分個數等提出兩個以上方案,進行經濟技術比較,選擇符合國家方針、政策、技術先進、經濟合理的最優方案推薦為主導方案。
(一) 巷道布置方案說明
1、采區大巷、總回風巷布置。開拓巷道不得布置在嚴重沖擊地壓煤層中。永久硐室不得布置在沖擊地壓煤層中。采區必須有單獨的回風道,保證分區通風。
2、采區上下山數目及位置。單翼或雙翼采區、單層或聯合布置;運輸、軌道、回風上下山的層位、長度、斷面及支護形式。聯合布置采區等情況上、下山數目應符合安全規程要求;采區進回風上下山長度應符合安全規程要求;巷道斷面要滿足通風、運輸、行人、安裝等使用要求,支護形式要根據圍巖分類結果合理選擇支護形式。
3、采區上、中、下部車場布置及運輸形式;采區煤倉位置及容量;采區主要峒室布置及支護方式。采區變電所硐室布置應保證獨立通風。
4、采區內各煤層區段劃分、工作面長度、中間巷布置、斷面及支護形式、層間聯絡方式。
5、采煤工作面布置。
⑴每個采煤工作面必須保持至少2個斷面、高度和支護都符合規程要求的安全出口,一個通到回風巷道,另一個通到進風巷道。。
⑵綜采、綜放工作面布置原則
工作面運輸、回風道應盡可能定向平行布置以保持等長,特殊情況要在設計中采取措施。
必須設計利于綜采綜放設備運輸、安裝、拆除的巷道和車場、組裝峒室、配件峒室(包括消防器材、油脂庫)
根據采區地質條件及選用的綜采設計再確定工作面運輸、輔助運輸巷道及峒室布置,確定巷道長度、斷面和支護方式等。
(二) 巷道布置方案比較確定
采區巷道布置方案,要從工程量(包括巷道的巖性、長度、支護形式)大小、施工難易程度以及管理、維修、運輸、經濟指標和技術安全等方面進行比較:
1、技術比較
①安全可靠性
②巷道(開拓、準備)工程量(表3)
③采區各生產系統優缺點
④采區準備時間及投產日期預計(表4)
⑤萬噸掘進率
表3 選定方案的開拓工程量表
序號
巷道名稱
工程量(m)
備注
巖巷
煤及半煤巷
小計
2、經濟比較
①設備費用(采區內提升運輸和供電等主要設備)
②主要開拓和準備巷道費用
③年生產經營費用
3、結論
經技術、經濟比較,選擇最優方案,推薦為主導方案。
第8條 采煤方法、采區生產能力及服務年限
1、采煤方法、落煤、頂板管理方式、支架型式等要進行敘述。
2、開采程序和采面接續。
礦井的同一煤層、同翼、同一采區相鄰正在開采的采煤工作面沿空送巷或小煤柱護巷時,采掘工作面嚴禁同時作業。
3、同時生產的工作面個數、作業制度、工作面生產能力、采區生產能力。
4、采區服務年限。
第9條 采區通風系統
(一) 基本要求
1、采區必須有單獨的回風道實行分區通風,回采工作面和掘進工作面要采用獨立通風,采區變電所必須獨立通風。
2、采區的進回風上、下山必須貫穿整個采區,聯合布置的采區必須設置專用回風上、下山(不得用于運料、安設電器設備)。
(二) 基本內容
1、簡述采區內最多采掘工作面、峒室及其它用風地點的個數,所采用的通風方式,如采煤工作面(采用“u”型通風方式、上行風),掘進工作面采用局部通風機進行供風。
2、描述采區通風系統進、回風路線,(與所附通風圖相符)。
3、風量計算
⑴根據《生產礦井風量計算細則》進行采、掘工作面、峒室等所需風量計算。
⑵掘進回采加入對所需最大炸藥量的風量計算:q=25×a m3/min。
⑶掘進工作面的需要風量還要考慮到防止局部通風的喝循環風:
q掘=q最大+9(或15)s
其中:9---巖巷;15---煤與半煤巖巷;s---局部通風機所在巷道的斷面;局扇所在巷道有風門的或下風側還有采掘工作面、峒室用風的除外。
⑷采區需要風量=(∑q采+∑q掘+∑q峒室+∑q其它)×k
其中:k—風量備用系數取1.15~1.25
4、對大巷、總回風、上下山主要巷道進行風速驗算,巷道斷面必須滿足通風需要。
5、根據采區所需的風量、巷道長度、設計斷面、支護形式進行礦井通風阻力計算,求出采區投產和生產最困難時期的礦井風壓和礦井等積孔。
表5 礦井通風阻力計算表
時期
節點序號
巷道名稱
支護形式
阻力系數
長度(m)
周長(m)
斷面(m2)
風阻
風量
阻力
風速
容易
時期
h容易=1.15×∑阻力
困難
時期
h困難=1.15×∑阻力
6、說明現有通風系統能否滿足要求及為保證采區通風系統合理和風流穩定需裝備的主要通風設施。
第10條 采區防塵及注水系統
(一)基本要求
1、采掘機組防塵水壓不得小于3mpa,其他地點的水壓不得小于1.5mpa。
2、采區、綜采綜掘工作面的防塵管路直徑不得小于4寸。
(二)基本內容
1、簡述采區防塵、注水系統供水水源地點、水池容積、水質。
2、采區需要水量計算
⑴采煤工作面用水量q采:①煤層注水:qc1=qk+qz;②采煤機內、外噴霧用水量;③液壓支架降、移架時的噴霧水量;④電煤鉆打眼用水量;⑤放炮落煤噴霧用水量;⑥沖洗煤壁用水量;⑦攉煤用水量;⑧轉載點噴霧用水量;⑨進、回風巷風流凈化噴霧、灑水用水量;⑩泵站的用水量;。
⑵掘進工作面q掘:①掘進機內、外噴霧用水量;②打眼用水量;③放炮落煤噴霧用水量;④沖洗煤壁用水量;⑤轉載點噴霧用水量;⑥風流凈化噴霧、灑水用水量。
⑶其它q其它:隔爆設施、巷道沖刷、大巷凈化、灌漿系統等所需水量。
⑷采區需水量q:q=q采+q掘+q其它
根據以上計算水量能否滿足要求。無法滿足要求的采取什么措施。
3、采區內部管路的敷設、設備、管材及其它材料的型號、數量。
第11條 防火系統
容易自然和自然煤層必須進行防火系統設計,應設置束管監測系統。
1、簡述采區所采煤層的自燃傾向性和最短發火期。根據自然發火期確定采煤工作面的開采方式及防止自燃發火的措施(規程第232條),進行相應設計。
2、束管監測系統:①束管監測系統的型號;②標志性氣體;③觀測點的位置;④束管管路的敷設;⑤預測預報制度;⑥采取的措施。
3、采用放頂煤開采時應編制灌漿、注氮的設計
①灌漿系統:漿材地選取、制漿設備及位置、輸送管路選擇、灌漿方式及方法、疏水系統、灌漿后防止潰水及透水的措施。
②注氮系統:注氮設備的選擇、安設位置;管路的敷設;注氮的時間、注氮量;采空區氣體成分的監測;防止氮外漏的措施。
第12條 提升、運輸系統
1、確定采區上下山及中間平巷提升運輸方式。
2、確定人員行走路線及人員提升運輸方式。
3、設備選型及提升運輸能力和安全系數驗算;采用帶式輸送機運輸的系統,上運時,必須同時裝設防逆轉裝置和制動裝置,下運時,必須裝設制動裝置,應優先選用大功率設備,減少設備和崗位工占用,簡化運輸系統。
4、確定提升運輸安全設施的安裝位置。
第13條 采區供電系統
1、確定供電方式及采區變電所(配電點)的位置。
2、對采區設備容量計算及變壓器選型計算。
3、對設備和電纜進行選型設計計算,并對設備和電纜的選型設計進行認真校驗,確保設計的運行各參數不超過其額定值;電纜主芯線截面應滿足供電線路負荷的要求;高壓動力電纜的截面應按經濟電流密度、允許負荷電流、電力網路的允許電壓損失進行選擇,并按短路電流校驗電纜的熱穩定性,流過電纜的最小兩相短路電流,應滿足過流保護裝置的靈敏系數要求;低壓動力電纜的截面應按電纜的允許負荷電流、低壓供電系統的允許電壓損失進行選擇,并滿足電動機啟動時對啟動電流的要求,流過電纜的最小兩相短路電流,應滿足過流保護裝置的靈敏系數的要求。
第14條 采區排水系統
1、根據地質部門提供的采區涌水量(正常涌水量、最大涌水量)進行采區排水系統的水倉泵房布置設計和排水設備及管路選型、水倉的長度和容量的設計計算,確定排水方式,描述排水系統。下山開采的采區排水系統的水泵選型臺數應按工作水泵、備用水泵和檢修水泵進行設計選型;排水管路選擇應按工作管路和備用管路進行設計選型;排水系統的供電電源應采用雙回路電源供電,雙回路電源應來自各自的變壓器和母線段,線路上不應分接任何負荷。
2、采用多級排水時,必須對每一級泵房的管網能力(水泵能力、管路能力、水倉容量、供電能力等)進行驗算,直到最末一級排到地面。
第15條 采區壓風系統
1、根據需用壓風的設施及掘進迎頭數量,計算所需用的風量。
2、對管路的布置方式及規格型號進行設計選擇,確保風壓符合要求
第16條 安全監測系統
1、監測系統的簡述。
2、分站的數量、位置;探頭的種類、位置;電纜的敷設;控制范圍。
3、分站、探頭的供電電源。
第17條 安全技術措施
1、針對本采區情況,提出預防水、火、瓦斯、煤塵、頂板等重大災害的措施,并描述避災路線。
⑴相鄰礦井的分界處,應留防水煤柱。礦井以斷層分界時,應在斷層兩側留有防水煤柱。
防水煤柱的尺寸,應根據相鄰礦井的地質構造、水文地質條件、煤層賦存條件、圍巖性質、開采方法以及巖層移動規律等因素,在采區設計中規定。嚴禁在各種防隔水煤柱中采掘。
⑵開采容易自燃和自燃的煤層時,在采區設計中,應預先選定構筑防火門的位置。當采煤工作面投產和通風系統形成后,應按設計選定的防火門位置構筑好防火門墻,并儲備足夠的封閉防火門的材料。在采區設計中,應明確選定自然發火觀測站或觀測點的位置并建立觀測系統、確定煤層自然發火的標志氣體和建立自然預測預報制度。
⑶在采區設計、采掘作業規程和安全措施中,應對安全監控設備的種類、數量和位置,信號電纜和電源電纜的敷設,控制區域等做出明確規定,并繪制平面圖。
⑸靠近承壓含水層開采,應采取并制定可靠的安全技術措施。
2、特殊工程如探放水、水閘墻等應編制專門施工設計及措施。
第18條 技術經濟指標
1、采區方案設計技術經濟指標表
2、主要設備和材料配備表。
第19條存在問題及說明。
第三節 采區設計圖紙
第20條 采區名稱
根據大土河公司實際情況,采區名稱為兩部分:第一部分為煤層編號,第二部分為采區順序。
第21條 采區巷道布置平面圖(“三下”采煤井上下對照圖)
比例1:2000。內容及質量要求:
1、已掘巷道與設計巷道、不同煤層巷道和巖巷等要標識清楚,線條粗細均勻、間距合理、美觀。
2、地面建筑、河流、公路、鐵路、橋梁等名稱齊全,大小(或范圍)清楚。
3、斷層陷落柱、風氧化帶、采空區、煤層等高線等標注齊全,線條粗細合理。
4、尺寸標柱齊全、合理。
5、指北針、經緯網坐標、圖例齊全。
第22條采區上、下山剖面圖和主要巷道、硐室平、剖、斷面圖
內容與質量要求:
1、采區上、下山剖面圖比例1:2000。采區上、中、下部車場平面圖比例1:200,可用比例1:500,無車場可不做。采區變電所平剖面圖1:500。
2、煤層主要標志層、含水層、斷層等圖例正確,內容齊全。
3、巷道表示正確、無遺漏。
第23條采煤方法及頂板管理平、剖面圖。
第24條巷道斷面圖及峒室平面、剖、斷面圖。
第25條主要通風、排水、運輸、配電、防塵、安全監控裝備系統圖(ch4、co、co2監測探頭或斷電儀,風速傳感器,壓力傳感器,束管監測系統)等。通風、運輸系統在巷道布置平面圖中表示,排水、供電、防塵、安全監控等系統圖用示意圖表示。
第26條避災路線示意圖必須標注移動救生艙位置和永久避難硐室位置及容納人數。
第27條煤巖層柱狀圖。
第四節 采區設計的執行和設計變更
第28條批準的采區設計要認真貫徹執行,要貫徹到生產領導人員、業務部門和施工單位,要嚴格按采區設計施工。
第29條施工單位要根據批準的采區設計編制單項工程和采掘工作面作業規程。礦總工程師組織有關專業技術部門根據采區設計和有關規定對作業規程審查簽字后執行,并對現場執行情況進行監督檢查。公司進行不定期抽查。
第30條經過批準的采區設計,施工中不得隨意變更。如遇下列情況,經礦總工程師研究同意可編制采區設計修改方案,報公司審批。
⑴由于地質條件發生重大變化,或其他原因,采區開采范圍與原設計有較大變化(如開采面積擴大或縮小,開采煤層數增加或減少等)。
⑵巷道布置、主要巷道支護形式、開采程序、采煤方法或采煤工藝等有重大變更的。
⑶主要生產系統有重大改變的。
⑷安全技術措施有重大改變的。
第五節 采區投產驗收
第31條采區必須按上級文件及公司批準的設計施工,完善各生產系統,否則不予驗收。
第32條新采區應按采區設計和有關規定進行施工。投產前要經過公司驗收,合格后方準投產。
第42條采區系統評價標準及主要內容:
⑴采區驗收以批準的采區設計、設計變更文件、《煤礦安全規程》及有關規定為準。
⑵巷道布置(包括回采工作面)、斷面、支護形式符合采區設計及作業規程規定。
⑶回采工作面按規程要求配齊支護材料,工作面、上下端頭及兩巷支護符合規程規定;綜采、綜放工作面符合設計要求;工作面上下巷高度及行人寬度符合標準及規程規定,設備運轉正常,安全設施齊全有效;工作面的安全技術措施符合作業規程規定,所有施工人員均應簽名,區隊長應考試合格。
⑷采區運輸提升系統符合設計要求及技術裝備標準,安全設施齊全、靈敏、可靠,支架完整、水溝暢通、巷道無積水淤泥和臟雜物、管路吊掛整齊。
⑸通風系統合理,設施完善,風量分配達到公司規定。
⑹供水、壓風、防塵等設施完善,供電、照明、通訊等系統符合設計和規程要求。
⑺采區機電設備完好,機電峒室符合設計和規程要求。
⑻水文地質條件復雜,有水患威脅的采區必須落實專門防治水措施。排水系統符合設計要求。
⑼開采有自燃發火和分層開采的采區,投產前必須有完善的防滅火系統。
第六節采區設計技術管理
第45條采區設計技術管理
1、設計計劃
每年11月,應根據批準的年度生產情況和中長期規劃,編制下年度生產計劃報公司。
2、設計審批和施工管理
生產礦井新開拓采區,應在開工前三個月提交采區設計方案報公司審批。各礦應按照公司批準的設計方案進行施工圖設計,現場應根據施工圖進行施工。
3、嚴禁破壞設計煤柱
采掘過程中嚴禁任意擴大和縮小設計規定的煤柱。嚴禁破壞工業場地、礦界、防水和井巷的安全煤柱。
4、完善設計編制依據
編制采區設計方案應以公司地質處批準的“采區地質說明書”為依據。
5、嚴格設計說明書編制
設計說明書內容應符合《煤礦安全規程》中安全技術措施的有關要求。
6、規范采區設計圖紙
采區設計圖紙應齊全、規范、符合要求。
7、嚴格專門設計管理
建(構)筑物下、含水層帶壓開采設計,按《煤礦安全規程》要求的管理權限報批,公司備案。
8、認真執行采區設計
公司關于采區設計的批復意見要存檔備查。建立、健全采區設計執行情況月度動態檢查記錄,每月至少對所有生產(開拓準備)采區排查一遍,排查人、技術科長、總工程師簽字齊全,確保排查結果的真實性。
9、設計變更
編制的單項工程設計和采掘工作面作業規程要符合經批準的采區設計。變更時,要履行變更手續。由于地質條件發生重大變化,或其他原因,采區開采范圍與原設計有較大變化(如開采面積擴大或縮小,開采煤層數增加或減少等);巷道布置、主要巷道支護形式、開采程序、采煤方式或采煤工藝等有重大變更的;主要生產系統有重大改變的;安全技術措施有重大改變的要按管理權限報公司審批,其它由礦總工程師批準,報公司采掘技術處備案。
10、采區驗收
新采區應按批準的采區設計和有關規定進行施工。投產前要經過公司組織相關部門進行驗收,合格后方準投產。
