【文章內(nèi)容簡介】 原始資料收集 第 節(jié) 概 況 山西西山煤電（集團）有限責(zé)任公司投入其所屬馬蘭礦，馬蘭選煤廠，西曲礦，西曲選煤廠，鎮(zhèn)城底礦，鎮(zhèn)城底選煤廠與煤炭生產(chǎn)，洗選，經(jīng)營相關(guān)的資產(chǎn)值 ，由下屬 24個企業(yè)組 成 。 西曲礦位于山西省古交市汾河北岸，地處呂梁山脈東麓，距山西省省會太原市 56 公里，井口海拔 983 米，上水平采掘工作面為海拔 1072 米 ,井田走向長 ，傾向?qū)?6公里，總面積 平方公里。西曲礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力 74萬噸，（ 2021 年重新核定為 90 萬噸）服務(wù)年限為 98 年，建設(shè)總投資 億元， 1979 年 8 月 1 日正式開工，建設(shè)周期 5年零 4 個月，于 1984年 12 月 1 日正式投產(chǎn)。井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層穩(wěn)定。主要含煤層為石炭系太原市組和二迭系山西組，共含 14 層煤，全區(qū)可采煤層厚度為 ，地質(zhì)儲量 億噸，可采儲量 ，煤層賦存平緩，傾角為 5－ 8 度。屬低沼氣礦井。礦井以斜井、平硐多井口開拓，分區(qū)通風(fēng)。采煤方式為傾斜長壁綜合機械化，采掘機械化程度均為 100%。大巷采用 10 噸架線電機車牽引 18 節(jié)搭肩 3噸底卸式礦車運輸。 按照現(xiàn)已有的下組煤《開拓設(shè)計方案》的有關(guān)要求對下組煤中央變電 所進行《采區(qū)供電設(shè)計》。現(xiàn)為了保證礦井的正常接替，按照《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》、《煤礦電工手冊 第二分冊下、 煤礦井下供電設(shè)計技術(shù)規(guī)定 等有關(guān)技術(shù)政策要求，進行了下組煤中央變電所供電設(shè)計說明書的編制。 第 11 頁 共 66 頁 第 2 章 設(shè)計資料的收集 西曲煤礦井下中央變電所供電設(shè)計所需原始資料收集 地形地貌 田地處呂梁山系中段，太原市以西 20 公里處的西山煤田中部。為典型的黃土高原地貌，地表切割強烈，地勢總體中部高四周低。最高點位于井田中部（ X=4210700,Y=18492320），標高 m；最低點位于井田西邊界處溝谷，標高為 ，相對最大高差 173m，屬中低山區(qū)地形。 井田屬黃河流域三川河水系，井田范圍內(nèi)無常年性河流及其它水體，但溝谷縱橫，大小溝谷中雨季有短暫流水通過，向北匯入三川河。井田東邊界外有一條常年性河流，水量不大。 氣候條件 本區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季多風(fēng)干旱，夏季炎熱降水量較多，秋季溫度適中，冬季寒冷干燥。最高氣溫 176。 C，最低氣溫 176。 C，全年無霜期 122 天， 12 月凍結(jié)，翌年 3 月初解凍，最大凍土深度 。年 降水量，降水量主要集中在 9月份。年平均蒸發(fā)量為 1712mm，蒸發(fā)量大于降水量。年平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 22m/s。 煤系地層 本礦井田邊界內(nèi)所采煤層主要位于石炭系上統(tǒng)太原組 (C3t)和二疊系下統(tǒng)山西組 (P1s)兩煤系地層中。 （ 1）太原組：本組地層屬海陸交互相、旋回結(jié)構(gòu)和標志層特征明顯。 6 號、 7 號、 8 號煤層層位穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)特征明顯，厚度變化有規(guī)律，旋回結(jié)構(gòu)明顯，煤層層位可靠。 9 號煤層因與上部的 8 號煤層之間的間距變化較大，煤層厚度變化也較大， 10 號煤層煤 質(zhì)差，灰分高。 （ 2）山西組：本組地層為陸相的三角洲平原亞相，巖性變化大， 標志層特征不明顯。但 號和 4號煤層特有厚度、結(jié)構(gòu)以及與 k3砂巖的關(guān)系非常醒目。 4號煤的分岔，合并規(guī)律明顯 。 第 12 頁 共 66 頁 地質(zhì)構(gòu)造 本井田位于柏子西北面，處在九龍塔斷層（ F17）與紅崖子斷層（ F49）構(gòu)成的地塹之中，受其影響，發(fā)育了一系列與其產(chǎn)狀相近的斷裂構(gòu)造，呈地塹、地壘出現(xiàn)。井田整體構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主、褶曲為輔，零星發(fā)育一些小陷落柱。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿活動跡象。 ⑴、褶曲 井田內(nèi)褶曲共有三個即兩個向斜，一個穹隆。 ①黑家溝 北向斜：位于黑家溝村北，為一“人”字形向斜，南端汾河邊有明顯的出露點，北至九龍塔斷層（ F17），在井田內(nèi)延伸 2100m 左右，兩翼不對稱，西翼緩，傾角 3176。～ 5176。，東翼陡，傾角 5176?！? 8176。 ②梭峪隆起：南起李元村西汾河一帶，北至 907號鉆孔連線，西緊挨黑家溝北向斜，東到井田邊界，為一橢圓形穹隆。軸向 NS，井田內(nèi)延伸 1200m 左右，傾角 3176?！?6176。 ③李家溝向斜：由李家溝村東向北經(jīng) 965號鉆孔至九龍塔斷層，井田內(nèi)延伸 2021m左右，軸向為 NE 轉(zhuǎn)向 NW，兩翼不對稱，東翼傾角 8176?！?13176。，西翼傾角 4176?！?8176。 ⑵ 斷層 由于井田位于九龍塔斷層（ F17）與紅崖子斷層（ F49）構(gòu)成的地塹之中，因此斷層多，且均為高角度正斷層。生產(chǎn)中新揭露落差大于 5m 的斷層共有 29條，現(xiàn)將部分較大的斷層分述如下： ①九龍塔斷層（ F17）：為井田西北邊界。由汾河向東延伸進本井田，再向東北延伸到嘉樂泉井田，落差由 25m增大至 150m，走向 N60176。 E，傾向 SE，傾角 60176。左右，井田延伸長度 4800m。 ②紅崖子斷層（ F49）：由三采區(qū)南邊界向東北延伸到首采區(qū)，二采區(qū)南部邊界以外 700～ 800m（西曲井田內(nèi)），與九龍塔斷層構(gòu)成一地塹，控制整個井田， 其它斷裂構(gòu)造均是該地塹的次生構(gòu)造。走向 N60176。 E，傾向 NW，傾角 60176。左右。 ③ F14 斷層：由 334 號鉆孔南 200m 向東延伸，橫切首采區(qū)到二采區(qū)運輸下山，最大落差 35 m，延伸長度 2800m，走向 N50176。 E，傾向 SE，傾角 55176。 ~70176。 ⑶、陷落柱 由于煤系基底奧灰?guī)r巖溶發(fā)育，經(jīng)長期的地質(zhì)作用，煤系地層沿地下巖溶塌陷形成了目前零星的柱狀陷落。勘探時在李家溝村西發(fā)現(xiàn)陷落柱一個，井下掘進中沒有發(fā)現(xiàn)其存在。生產(chǎn)中僅揭露數(shù)個小陷落柱。主要有： ①東大巷在 3 號測點前 35m 處見，長軸 45m 左右，短軸 20m 左右，柱面 傾角 80176。 第 13 頁 共 66 頁 ②一采區(qū)回風(fēng)下山在 D41 測點前 61m處見，長軸 15m左右，短軸 10m左右，柱面傾角 80176。 從礦區(qū)的各類構(gòu)造發(fā)育情況看，褶曲、陷落柱均不同程度地給生產(chǎn)造成了一定的影響，但斷層是影響生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素。由于中、小斷層頻頻揭露，直接影響工作面的布置。井田內(nèi)未見巖漿巖等其它構(gòu)造現(xiàn)象，總體構(gòu)造屬簡單。 水文地質(zhì) 本井田區(qū)域內(nèi)最大的河流是汾河，它從井田的西南邊緣流過，在鎮(zhèn)城底附近河寬 100m，坡度3‰，平時水深 ，流量受上游的汾河水庫制約，一般春季放水為農(nóng)業(yè)灌溉和雨季大量降水時流量較 大。汾河以側(cè)向侵蝕為主。 其次是獅子河。該河平時只有涓涓細流，旱時干涸，洪水暴發(fā)時流量可達數(shù)百 m3/s。 1985 年5 月 11 日 20 時 10 分，獅子河洪水暴發(fā)，最大流量為 212 m3/s。 區(qū)內(nèi)較大的溝谷有陵足溝、北岔溝、泥柿溝、牛溝等，這些溝谷都為季節(jié)性，日常流量很小或干涸，雨季流量增大，流向皆為南東，匯入汾河。 瓦斯含量 井田構(gòu)造為寬緩背斜、向斜相間構(gòu)造，井田東部及西部即為煤層露頭，煤中瓦斯可沿煤層向上遷移到地表失散。本區(qū)煤層瓦斯含量比較低。 目前，爐峪口井田開采 8 號煤層，經(jīng)山西煤礦安全監(jiān)察局批準的 2021 年 9 月瓦斯等級鑒定結(jié)果，井田屬低瓦斯礦井。 煤炭自燃傾向性和煤塵爆炸性 煤炭自燃傾向性：根據(jù) 2021 年 6 月 23 日采集樣品送山西煤礦安全裝備技術(shù)測試中心測定，結(jié)果如下： 號煤層，自燃傾向性等級為Ⅱ級，自燃傾向性為自燃； 4 號煤層，自燃傾向性等級為Ⅲ級，自燃傾向性為不易自燃； 8 號煤層，自燃傾向性等級為Ⅲ級，自燃傾向性為不易自燃。 煤塵爆炸性：根據(jù) 2021 年 6 月測定結(jié)果： 、 4 和 8 號煤層有煤塵爆炸性，為有煤塵爆炸危險性礦井。 第 14 頁 共 66 頁 礦井開拓 井筒 本礦井開拓方式為 斜井單水平開拓。主斜井斜長 355m，傾角 25176。主要用于運煤、行人；砌碹支護、半圓拱形斷面，凈斷面 ㎡。副斜井斜長 323m，傾角 20176。，主要用于運矸、運料、行人、進風(fēng)；砌碹支護、半圓拱形斷面，凈斷面 ㎡?；仫L(fēng)井 344m，主要用于礦井回風(fēng)，傾角為18176。，凈斷面 ㎡。 井底車場 井底車場標高位于 945水平，主斜井下部位于中央石門以下 941水平標高，通過 1煤倉連接，過去采用電機車牽引 1 噸“ V”型側(cè)卸式礦車在翻車輪處翻車卸煤的方式運煤，后改為另掘一條集中皮帶巷穿到井底車場上部通過立眼連接 1煤倉，使用皮帶運輸方式運煤。另井底車場主要巷道有：中央石門前部、石門繞道、電車修理間、井下消防庫、醫(yī)務(wù)室、調(diào)度室等硐室、還有主副水倉、中央變電所、清撒煤巷等巷道。 開拓大巷 該礦開拓大巷主要有首采區(qū)：中央石門長 1564m，主要用于運矸、運料、行人、進風(fēng)。上組煤回風(fēng)上山 870m、主要用于運矸、運料、行人、回風(fēng)。 一采區(qū)：東大巷長 1450m，主要用于運矸、運料、行人、進風(fēng)。 東副巷 1505m，現(xiàn)主要用于回風(fēng)。 西副巷 697m，主要用于運料、運矸、回風(fēng)、行人，主要是錨噴支護，部分采用金屬棚支護。 礦井生產(chǎn)系統(tǒng) 開采水平設(shè)置 本礦現(xiàn)開采山西組 號和太原組 8 號煤層。 號煤層內(nèi)大巷標高為 940～ 1000，煤層標高為876～ 1000。 8 號煤層內(nèi)大巷標高為 859～ 901，煤層標高為 824～ 910。 采區(qū)劃分和開采順序 本礦現(xiàn)下組煤共分一個采區(qū)，該采區(qū)由首采集中皮帶大巷、回風(fēng)大巷圈定；采區(qū)長 1490m、 第 15 頁 共 66 頁 寬 1470m，可采儲量約 670 萬噸（含煤柱）； 鑒于下組煤 8煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，工作面布置困難等，所有采區(qū)基本遵循后退式布置原則，并進行跳采。首采區(qū)最先投入生產(chǎn)，準備大巷，本 礦一井兩面，兩面位于兩個不同采區(qū)，開采順序為首采區(qū)。 采區(qū)巷道布置 此處以一采區(qū)進行說明： 該采區(qū) 8＃煤工業(yè)儲量 萬噸，高級儲量 711 萬噸，可采儲量 萬噸。下組煤一采區(qū)前期（從 2021 年 5 月開始），由采一隊單獨生產(chǎn)，按年產(chǎn) 36 萬 t 計算，后期（從 2021 年 5 月開始）由采一、采二隊同時生產(chǎn)，此時下組煤一采區(qū)按年產(chǎn) 72萬 t 計算。服務(wù)年限約為 98 年。 一采區(qū)為單翼開采，準備巷道有：下一采皮帶和回風(fēng)上、下山。整體表現(xiàn)為中間標高高、兩側(cè)低，其中皮帶、回風(fēng)上山段，長 390m 左右，沿 8煤煤層布置 ；皮帶、回風(fēng)下山段，長 630m 左右，以矩形錨噴支護為主，梯形金屬棚支護為輔?；夭上锏啦贾迷跍蕚湎锏牢鱾?cè)，沿煤層掘進，工作面長度在 110～ 140m 之間。 采煤方法 本礦開采方法為走向長壁采煤法，采煤工藝為高檔普采，采高 ，循環(huán)進度 ，全部垮落法管理頂板，支護采用 DZ25 型單體液壓支柱及 ∏型梁鋪設(shè)金屬菱形金屬頂網(wǎng)，最大控頂距 ，最小控頂距 ，錯梁錯柱三、四排控頂。 工作面回采工藝 本采區(qū)煤層采用走向長壁全部跨落法進行生產(chǎn)，回采工藝：落煤、裝煤、運煤、支護。循 環(huán)作業(yè)方式采用“兩采一準”三八制，分段綜合作業(yè)，年推進度 1000 米左右。工作面支護使用DZ25 型單體液壓支柱配合π型鋼梁支護，采用塑料網(wǎng)護頂。 礦井通風(fēng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為抽出式。主通風(fēng)機型號為 G47311№ 22D 型離心式風(fēng)機，額定功率 315 千瓦。 第 16 頁 共 66 頁 全礦進風(fēng)巷主要是副斜井，其次是主斜井、新鮮風(fēng)流經(jīng)由兩巷進入中央石門和下組煤皮帶集中下山，由此再進入各個采區(qū)進風(fēng)巷，清洗工作面后，經(jīng)由各采區(qū)回風(fēng)巷回流至首采回風(fēng)大巷，再經(jīng)由礦總回風(fēng)巷和回風(fēng)斜井到地面。 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 以本礦一采區(qū)為例： （ 1）采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)實行分區(qū)通風(fēng)，皮帶運輸大巷進風(fēng)，軌道運輸大巷回風(fēng)。 （ 2）回采面通風(fēng)系統(tǒng) 回采面為“ U”型通風(fēng)系統(tǒng)，皮帶運輸巷進風(fēng)，材料巷回風(fēng)。通風(fēng)流程最長為 7100 米，具體路線為： 主、副斜井→井底石門→ 8煤集中皮帶下山→西大巷→一采區(qū)皮帶上（下）山→回采皮帶順槽→回采面→回采材料順槽→一采區(qū)材料上（下）山→西副巷→ 8煤集中材料下山→回風(fēng)暗斜井→總回風(fēng)上山→總回風(fēng)大巷→回風(fēng)斜井。 掘進通風(fēng) 掘進工作面利用局扇壓入式通風(fēng)，配合柔性膠布 風(fēng)筒供風(fēng)，局扇安設(shè)于全風(fēng)壓進風(fēng)巷道。掘進工作面需風(fēng)量： ⑴ 按瓦斯涌出量計算 36 m3/min ⑵ 按炸藥使用量計算：該礦井下全部使用乳化炸藥，按照《煤礦生產(chǎn)能力核定標準》規(guī)定可不作計算。 ⑶ 按局扇吸風(fēng)量計算：局扇實際吸風(fēng)量取 240m3/min。 ⑷ 按掘進工作面同時作業(yè)人數(shù)最多人數(shù)為 10人計算，為 40 m3/min。 根據(jù)以上計算，掘進面需風(fēng)量選最大值 Q 掘＝ 240 m3/min。 ⑸ 按風(fēng)速進行驗算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤巷、半煤巷掘進工作面最低風(fēng)速為 ，最高風(fēng)速為 4m/s的要求進行驗 算， 240m3/min 滿足要求。 ⑹ 掘進工作面總需風(fēng)量：按 6 個掘進面計算約為 1560m3/min。 第 17 頁 共 66 頁 礦井風(fēng)量計算 根據(jù)本礦井采掘銜接計劃和采區(qū)接替規(guī)劃，礦井正常生產(chǎn)時布置有采煤工作面 1 個，備用回采面 2 個，開掘面 1 個，獨立通風(fēng)硐室 1 個，架線電機車配風(fēng)巷道（東大巷）， 1 個全部實行獨立供風(fēng)，通風(fēng)最大流程為 7100 米。 按照《煤礦安全規(guī)程》第 103 條和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第 條以及《煤礦生產(chǎn)能力核定標準》、《采礦工程設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，全礦井需風(fēng)量按下列要求分別計算，并選取最大值。經(jīng)計算礦 井總風(fēng)量約 4500 m3/min。 礦井安全技術(shù) 礦井瓦斯治理 （一）一通三防 該礦井下裝備安全監(jiān)測監(jiān)控 KJ90NB型監(jiān)控系統(tǒng)，配接甲烷、風(fēng)速、設(shè)備開停、饋電、風(fēng)筒等各類傳感器實現(xiàn)監(jiān)測和監(jiān)控功能。 井下所有工作面安裝甲烷傳感器、瓦斯斷電儀，采掘工作面實行風(fēng)電、瓦斯電閉鎖，嚴格執(zhí)行瓦斯巡回檢查和“一炮三檢”制度。掘進工作面嚴禁無計劃停電停風(fēng)，工作面停風(fēng)后必須立即撤出人員，工作面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_到 1%必須停止打眼和放炮等。 （二）礦塵防治 我礦各個采區(qū)主要進回風(fēng)巷道中均設(shè)置 凈化水幕，水幕噴咀采用單眼噴咀，水幕采用聲控、 第 18 頁 共 66 頁 光控或紅外線自動控制。進風(fēng)大巷、運輸機巷水幕數(shù)量不少于 2 道，采區(qū)回風(fēng)大巷、回風(fēng)下山不少于 1 道；回采順槽距上下安全出口不超過 30m，掘進面距迎頭不超過 50m安設(shè)一道凈化水幕。水幕應(yīng)封閉全斷面，靈敏可靠，霧化好，使用正常。 接軟管 30m，便于工作面灑水滅塵和沖洗巷道。炮掘工作面安設(shè)放炮各運煤轉(zhuǎn)載點設(shè)置自動噴霧裝置降塵，噴霧噴咀采用三眼或五眼噴咀。采掘工作面應(yīng)在消防塵管路終端用快速管接頭連自動強噴霧裝置。噴霧器應(yīng)朝向工作面方向，距迎頭小于 20m；在炮掘面防塵管路上安裝 水針，便于充填水炮泥袋。打眼使用風(fēng)鉆或濕式煤鉆，配備空心送水鉆桿進行濕式作業(yè)。 回采面割煤機組安裝外噴霧裝置，采用噴霧泵加壓噴霧。噴霧壓力不低于 4MPa，無水或裝置損壞時，必須停機。回采材料巷打 60~80m 長孔靜壓注水，壓力小時采用泵壓注水。 一采區(qū)西大巷機尾向上山方向打?qū)Ｓ门滹L(fēng)斜巷，避免上山側(cè)機頭段風(fēng)速大，斷面小，粉塵飛揚。 防塵管路必須鋪到所有的掘進工作面、留煤眼、運輸機轉(zhuǎn)載點、裝載點、回采工作面進風(fēng)巷和回風(fēng)巷。污水處理要保證防塵用水水質(zhì)，達到《規(guī)程》標準。采區(qū)巷道、采掘面巷道管路中，都要安裝過濾器，定 期檢修過濾網(wǎng)，排放過濾渣。定期沖洗巷道，嚴禁巷道煤塵堆積。凈化水幕覆蓋巷道全斷面，靈敏可靠。機組外噴霧要在機組機身、搖臂、滾筒后端蓋等處設(shè)置噴嘴。各轉(zhuǎn)載點噴霧設(shè)施使用正常，在工作面投產(chǎn)前，必須安裝齊全。 放炮地點，必須實行濕式打眼和使用水炮泥。放炮前后和裝煤時要沖洗煤壁、頂板。主要運輸大巷每年進行刷白。配備專職測塵員進行粉塵測定工作，粉塵測