罗州煤矿矿井监控系统设计

1赫章县罗州煤矿矿井监控系统设计第一节矿井安全监控系统1、根据矿井安全生产条件，选定具有煤矿矿用产品安全标志的安全监控系统，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（P3X）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。2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，厂家供给电控设备。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，厂家配套供给电控设备。（2）排水设备MD46-50×6型矿用多级卧式离心泵，其流量为46m3/h，扬程为300m；电机型号为YB2280S-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17.5m3/min，额定排气压力为0.7Mpa，配套电动机功率55kw，厂家供给电控设备。此空压机同时兼做压风自救空压机用。3（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38.5m3/s，静压596Pa，效率0.59，叶片工作角度30°/25°。通风困难时期：风量36.1m3/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则，本设计采用高低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＝35m3/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＝18m3/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米外的合适场地。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4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：7.46m3/min，相对瓦斯涌出量为23.64m3/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《关于加强煤矿建设项目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、M9M18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”，本区地震基本烈度为Ⅵ度，区域上为稳定地块。6）安全监测监控和传输设备系统选择根据《煤矿安全规程》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、用户使用反馈意见、系统发展前景、适应性以及售后服务的保证程度等情况，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，作为该矿的矿井安全监测监控系统。52、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电话。安全监测监控总站是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部分，主要监测监控矿井上下各类安全及生产参数及电力参数，汇接管理多个安全与生产环节子系统，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IPC6102台（一台工作，一台备用），数据库服务器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安全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安全型或隔爆兼本质安全型。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安全标志。6分站既能与监控中心汇接，又可独立工作。系统具有传输故障、设备故障、供断电状况和软件运行故障等的自诊断功能，还具有故障闭锁、远程维护功能；分站还具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能。监控分站分大、中二种，KJ90-F16大型通用监控分站，16个输入端口，8个控制输出，可直接接入8路模拟量传感器和8路开关量传感器，并有8路开关量输出（模拟量和开关量可任意互换）；KJ90-F8中型通用监控分站，有8个输入端口，4个控制输出，可直接接入4路模拟量传感器和4路开关量传感器，并有4路开关量输出（模拟量和开关量可任意互换）。主要实现对各类传感器数据采集、实时处理、存储、显示、控制、和与地面监控中心的数据通信。具有红外遥控初始化功能，可独立使用，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能；并带有2—4小时的备用供电电源。选用分站型号和数量详见表10-1-1。2）总站和分站主要设备的型号、数量、设置地点、控制区域地面设立一个中心站（总站），在中心站内设置KJ90NA一体化机一套，主机两台，一台使用，一台备用，主要监测监控8个分站的具体情况；地面设置三个大型分站（KJ90-F16），井下设置三个大型分站（KJ90-F16）和二个中型分站（KJ90-F8）。1号分站设置在地面风机房内，电源引自监控中心，主要监控主要监控空压机房、主斜井、副斜井的情况；7号分站设置在风机房内，电源引自监控中心，主要监控风井情况；8号分站设置在瓦斯泵房内，电源引自监控中心，主要监控瓦斯泵的情况；2号分站设置在10902采区回风巷，电源引自监控中心，主要监控110902工作面的情况；3号分站设置在10902运输巷，电源引自监控中心，主要监控10902回运输掘进工作面的情况；4号分站设置在水泵房内，电源引自监控中心，主要监控水泵房、变电所及车场与回风井的联络风门的情况；5号分站设