中华人民共和国国家标准
煤炭工业矿井设计规范
Code for design of mine of coal industry
GB 50215-2015
主编部门:中国煤炭建设协会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2016年3月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第925号
住房城乡建设部关于发布国家标准《煤炭工业矿井设计规范》的公告
现批准《煤炭工业矿井设计规范》为国家标准,编号为GB 50215-2015,自2016年3月1日起实施。其中,第2.1.4、2.1.5、3.1.6(3、4)、3.3.4、3.3.7、3.3.9(1)、4.1.3(3)、4.1.4(3)、4.1.7(2)、4.2.2(2)、4.3.2(2)、5.2.6、5.3.3(1、2)、5.3.4、5.3.7(1)、6.3.6、7.1.1、7.2.1、7.2.2(1)、7.2.4、7.3.1、7.3.2、7.3.3(1、2)、7.3.4、7.3.5、7.4.7、8.1.3、8.1.4、8.1.5、8.1.6(1)、8.1.7、8.2.1、8.2.5(1)、8.3.1(1)、8.3.2(1)、8.3.8、8.4.1(4)、8.4.3(6)、8.5.1、9.2.2、9.2.5、9.2.6、9.5.4(4)、9.5.6、9.5.7、10.1.8(1、2)、10.2.8(1)、10.2.9(2、3)、10.2.20、10.2.23(2)、10.3.1(1、3)、12.2.2、12.4.1、12.5.3、12.6.3、12.6.8、13.2.3、13.2.7、13.2.12、13.2.16、13.5.1、13.5.10、13.5.12(1、2、3、4)、13.5.13、13.5.14、13.6.1(1、2、3、4、5、6)、13.6.2、13.6.3、13.6.7、14.1.6、14.1.7(2、5)、15.1.1(5)、15.2.3、15.2.6、15.2.9、15.3.1、15.3.3、17.2.1条(款)为强制性条文,必须严格执行。原国家标准《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215-2005同时废止。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2015年9月30日
前言
本规范是根据住房和城乡建设部《关于印发<2011年工程建设标准规范制定、修订计划>的通知》(建标[2011]17号)的要求,由中国煤炭科工集团南京设计研究院有限公司和中国煤炭建设协会勘察设计委员会会同有关单位,对原国家标准《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215-2005进行修订的基础上完成的。
本规范在修订过程中,规范编制组经广泛调查研究,认真分析、总结和吸取了近年来矿井建设发展的实践经验,特别是国内外矿井建设的新技术、新工艺和新的科研成果,注意与相关标准的衔接,并广泛征求意见,反复修改,最后经审查定稿。
本规范共分18章和4个附录,主要内容包括:总则,矿井资源/储量、设计生产能力和服务年限,井田开拓,井筒、井底车场及硐室,井下开采,井下运输,通风与安全,矿井主要固定设备,地面生产系统,总平面布置,地面运输,供配电,信息与自动化,地面建筑,给水排水与供热通风,节能减排与综合利用,环境保护,建井工期等。
本次修订的主要内容是:
(1)适用范围拓展到小型矿井;
(2)增加了“节能减排与综合利用”、“建井工期”2章和“建议的资源/储量比例”1个附录的内容。
(3)对其他章节做了调整,增加了“井下紧急避险系统”、“抽采瓦斯设备”、“注氮设备”、“矿井地面总布置”、“管线综合布置”、“电压和电能质量”、“信息管理”7节内容。
(4)删除了“技术经济”1章和“水力采煤”1个附录。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,中国煤炭建设协会负责日常管理工作,中国煤炭科工集团南京设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,如发现需要修改或补充之处,请将意见和建议寄交中国煤炭科工集团南京设计研究院有限公司(地址:南京市浦口区浦东路20号,邮政编码:210031),以便今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:中国煤炭科工集团南京设计研究院有限公司
中国煤炭建设协会勘察设计委员会
参编单位:煤炭工业济南设计研究院有限公司
中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司
中煤邯郸设计工程有限责任公司
中国煤炭科工集团重庆设计研究院有限公司
煤炭工业合肥设计研究院
中国煤炭科工集团武汉设计研究院有限公司
煤炭工业太原设计研究院
中国煤炭科工集团沈阳设计研究院有限公司
中煤西安设计工程有限责任公司
煤炭工业郑州设计研究院
主要起草人:于为芹 何国纬 康忠佳 李庚午 孔祥国 杨兴全 徐鸿明 付小敏 李德春 周秀隆 王荣相 曾涛 冯景涛 卢溢洪 刘晓群 刘延杰 伍育群 潘缉义 张吉禄 李现春 张晓四 王耀文 李定明 张云禄 张泊 张珂 李奇斌 卿恩东 张刚 吕昌民 董继斌 何山 吴睿 白红彬 林晋 于新胜 王先锋 张世和 闫复志 殷同伟 沈建辉 陆桂玖 史先如 陈刚 孙光辉 唐明光
主要审查人:毕孔耜 刘毅 张少锋 吴国强 孙玉臣 闫红新 杨裕官 李明 王克智 吕建华 梁力 彭文芳 耿建平 冯冠学 罗博尔 吴文彬 李明武 邵一谋 包勇 沈涓 张振文 董光中 鲍巍超
1 总 则
1.0.1 为贯彻执行煤炭工业的法律、法规和方针、政策,落实科学发展观,推进生态文明建设,推广应用煤炭工业地下开采的先进技术和管理经验,确保安全生产和资源合理开采,促进安全高效矿井建设,提高煤矿经济效益,实现矿井节能、环保和建设现代化,保持煤炭工业可持续发展,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于设计生产能力0.09Mt/a及以上的新建、改建及扩建的煤炭工业矿井的初步可行性研究、可行性研究和设计。
1.0.3 矿井初步可行性研究及可行性研究,应根据矿井资源条件和外部建设条件、矿区总体规划及目标市场需求、可能采取的开采技术及装备条件、资金筹措及投资效果等,全面分析研究矿井建设的必要性、可行性、合理性。
1.0.4 矿井设计应体现管理现代化、信息化、生产集中化、装备机械化、技术经济合理化和安全高效原则,因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料,推行科学管理。
1.0.5 煤炭工业矿井的初步可行性研究、可行性研究和设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 矿井资源/储量、设计生产能力和服务年限
2.1 矿井资源/储量
2.1.1 中型及以上矿井初步可行性研究应根据评审备案的井田详查或勘探地质报告进行,可行性研究和初步设计应根据评审备案的井田勘探地质报告进行,小型矿井可行性研究和初步设计应根据评审备案的井田勘探或井田详查(最终)地质报告进行,且应经认真分析研究后,对勘查程度、资源可靠性、开采条件及经济意义等做出评价并提出建议。
2.1.2 矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计,应分别根据井田详查和勘探地质报告提供的“推断的”、“控制的”、“探明的”资源量,按国家现行标准《固体矿产资源/储量分类》GB/T 17766及《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215的有关规定划分矿井资源/储量类型,计算“矿井地质资源量”、“矿井工业资源/储量”、“矿井设计资源/储量”和“矿井设计可采储量”。划分矿井资源/储量类型及计算矿井资源/储量,应符合本规范附录A、附录B和附录C的规定。
2.1.3 矿井各类资源/储量比例应符合现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215的有关规定,并应符合本规范附录D的规定。对于移交和达产的首采区应为探明的经济储量,在条件许可时,大型及以上矿井应进行三维地震勘探。
2.1.4 计算矿井设计资源/储量时,应从工业资源/储量中减去断层、防水、井田境界、地面建(构)筑物等永久保护煤柱煤量及因法律、社会、环境保护等因素影响不得开采的保护煤柱煤量;计算设计可采储量时,应从设计资源/储量中减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱煤量,然后乘以采区(盘区或带区)采出率。矿井各类保护煤柱的留设应符合国家及行业对建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采的有关规定;高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路必须留设永久保护煤柱,铁路两侧永久保护煤柱线以内设为禁采区;煤矿开采及疏排水不得引起高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路基、桥梁及隧道基础的沉降变形和承载力的降低。
2.1.5 矿井采区的采出率应符合下列规定:
1 特殊和稀缺煤类应符合下列规定:
1)厚煤层不应小于78%,其中采用一次采全高的厚煤层不应小于83%;
2)中厚煤层不应小于83%;
3)薄煤层不应小于88%。
2 其他煤类应符合下列规定:
1)厚煤层不应小于75%,其中采用一次采全高的厚煤层不应小于80%;
2)中厚煤层不应小于80%;
3)薄煤层不应小于85%。
2 矿井资源/储量、设计生产能力和服务年限
2.1 矿井资源/储量
2.1.1 中型及以上矿井初步可行性研究应根据评审备案的井田详查或勘探地质报告进行,可行性研究和初步设计应根据评审备案的井田勘探地质报告进行,小型矿井可行性研究和初步设计应根据评审备案的井田勘探或井田详查(最终)地质报告进行,且应经认真分析研究后,对勘查程度、资源可靠性、开采条件及经济意义等做出评价并提出建议。
2.1.2 矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计,应分别根据井田详查和勘探地质报告提供的“推断的”、“控制的”、“探明的”资源量,按国家现行标准《固体矿产资源/储量分类》GB/T 17766及《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215的有关规定划分矿井资源/储量类型,计算“矿井地质资源量”、“矿井工业资源/储量”、“矿井设计资源/储量”和“矿井设计可采储量”。划分矿井资源/储量类型及计算矿井资源/储量,应符合本规范附录A、附录B和附录C的规定。
2.1.3 矿井各类资源/储量比例应符合现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215的有关规定,并应符合本规范附录D的规定。对于移交和达产的首采区应为探明的经济储量,在条件许可时,大型及以上矿井应进行三维地震勘探。
2.1.4 计算矿井设计资源/储量时,应从工业资源/储量中减去断层、防水、井田境界、地面建(构)筑物等永久保护煤柱煤量及因法律、社会、环境保护等因素影响不得开采的保护煤柱煤量;计算设计可采储量时,应从设计资源/储量中减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱煤量,然后乘以采区(盘区或带区)采出率。矿井各类保护煤柱的留设应符合国家及行业对建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采的有关规定;高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路必须留设永久保护煤柱,铁路两侧永久保护煤柱线以内设为禁采区;煤矿开采及疏排水不得引起高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路基、桥梁及隧道基础的沉降变形和承载力的降低。
2.1.5 矿井采区的采出率应符合下列规定:
1 特殊和稀缺煤类应符合下列规定:
1)厚煤层不应小于78%,其中采用一次采全高的厚煤层不应小于83%;
2)中厚煤层不应小于83%;
3)薄煤层不应小于88%。
2 其他煤类应符合下列规定:
1)厚煤层不应小于75%,其中采用一次采全高的厚煤层不应小于80%;
2)中厚煤层不应小于80%;
3)薄煤层不应小于85%。
2.2 矿井设计生产能力和服务年限
2.2.1 矿井设计生产能力应根据查明资源/储量、地质构造、外部建设条件、矿区总体规划、目标市场需求、开采技术条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力、经济效益等因素,经多方案比较后确定。
2.2.2 论证和确定矿井设计生产能力应符合下列规定:
1 应以一个开采水平保证矿井设计生产能力,并应进行第一开采水平或不小于20a配产;
2 矿井配产应符合安全生产要求的合理开采顺序,不应采厚丢薄;
3 全矿井同时生产的采煤工作面个数,煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井不应超过2个工作面(不包括开采保护层的工作面个数),其他矿井宜以1个~2个工作面保证矿井生产能力,大型或特大型矿井,当井田储量丰富,下部厚煤层被上覆薄及中厚煤层所压,长期难以达产时,最多不应超过3个工作面。
2.2.3 矿井设计生产能力应划分为特大型、大型、中型、小型四种类型,其类型划分应符合下列规定:
1 特大型矿井应为10.00Mt/a及以上;
2 大型矿井应为1.20Mt/a、1.50Mt/a、1.80Mt/a、2.40Mt/a、3.00Mt/a、4.00Mt/a、5.00Mt/a、6.00Mt/a、7.00Mt/a、8.00Mt/a、9.00Mt/a;
3 中型矿井应为0.45Mt/a、0.60Mt/a、0.90Mt/a;
4 小型矿井应为0.09Mt/a、0.15Mt/a、0.21Mt/a、0.30Mt/a;
5 新建矿井不应出现介于两种设计生产能力的中间类型。
2.2.4 扩建矿井,扩建后的矿井设计生产能力,应在原设计生产能力或核定生产能力的基础上,3.00Mt/a以下矿井应按第2.2.3条规定升2级及以上级差,3.00Mt/a及以上的大型矿井应按第2.2.3条规定升1级及以上级差,特大型矿井应根据煤层生产能力、装备水平等实际情况确定,且升级应为1.00Mt/a的整数倍。
2.2.5 新建、改建、扩建矿井的设计生产能力应符合现行煤炭产业政策。
2.2.6 矿井设计生产能力应按年工作日330d计算,每天提煤时间应为18h,每天工作制度地面应按“三八”制,井下应按“四六”制。
2.2.7 特殊和稀缺煤类矿井设计服务年限不应低于下列规定的1.2倍;其他煤类矿井设计服务年限应符合下列规定:
1 新建矿井及其第一开采水平的设计服务年限不应小于表2.2.7-1的规定;
表2.2.7-1 新建矿井设计服务年限
2 扩建矿井,扩建后的矿井设计服务年限不应小于表2.2.7-2的规定;
表2.2.7-2 扩建后的矿井设计服务年限
3 改建矿井的服务年限,不应低于同类型新建矿井服务年限的50%。
2.2.8 计算矿井及其第一开采水平设计服务年限时,应根据井田地质条件及勘查程度,采用适当的资源/储量备用系数。资源/储量备用系数宜采用1.3~1.5,地质构造简单、主采煤层较稳定时,宜取小值,地质构造复杂、主采煤层不稳定时,宜取大值。
3 井田开拓
3.1 井田开拓方式
3.1.1 井田开拓方式应根据矿井地形地貌条件、井田地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、装备条件、地面外部条件、设计生产能力等因素,经多方案比较后确定。
3.1.2 当煤层赋存条件和地形条件适宜时,应采用平硐开拓方式。
3.1.3 煤层赋存较浅、表土层不厚,且井筒穿过的地层涌水量较小时,应采用斜井开拓;当主井垂深不大于500m,经技术经济论证合理时,宜采用斜井开拓方式或综合开拓方式。
3.1.4 煤层赋存深、表土层厚、水文地质条件复杂、井筒需用特殊工法施工时,宜采用立井开拓方式。
3.1.5 井田面积大、资源/储量丰富或瓦斯含量高的矿井,条件适宜时,可采用分区开拓、集中出煤方式。
3.1.6 井筒数量及功能应符合下列规定:
1 斜井或立井开拓的矿井宜开凿两个提升井筒;
2 风井数量应根据开拓部署、通风系统要求、安全生产需要、合理工期安排及投资效益等,经综合论证后确定;
3 箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作风井使用时,应符合下列规定:
1)箕斗提升井兼作回风井时,井上下装、卸载装置和井塔(架)必须采取密闭措施,其漏风率不得超过15%,并应采取防尘措施。装有带式输送机的井筒兼作回风井时,井筒中的风速不得超过6m/s,且必须装有甲烷断电仪;
2)箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时,箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s、装有带式输送机的井筒中的风速不得超过4m/s,并应采取防尘措施,井筒中必须装设自动报警灭火装置和敷设消防管路。
4 高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井必须设专用回风井。
3 井田开拓
3.1 井田开拓方式
3.1.1 井田开拓方式应根据矿井地形地貌条件、井田地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、装备条件、地面外部条件、设计生产能力等因素,经多方案比较后确定。
3.1.2 当煤层赋存条件和地形条件适宜时,应采用平硐开拓方式。
3.1.3 煤层赋存较浅、表土层不厚,且井筒穿过的地层涌水量较小时,应采用斜井开拓;当主井垂深不大于500m,经技术经济论证合理时,宜采用斜井开拓方式或综合开拓方式。
3.1.4 煤层赋存深、表土层厚、水文地质条件复杂、井筒需用特殊工法施工时,宜采用立井开拓方式。
3.1.5 井田面积大、资源/储量丰富或瓦斯含量高的矿井,条件适宜时,可采用分区开拓、集中出煤方式。
3.1.6 井筒数量及功能应符合下列规定:
1 斜井或立井开拓的矿井宜开凿两个提升井筒;
2 风井数量应根据开拓部署、通风系统要求、安全生产需要、合理工期安排及投资效益等,经综合论证后确定;
3 箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作风井使用时,应符合下列规定:
1)箕斗提升井兼作回风井时,井上下装、卸载装置和井塔(架)必须采取密闭措施,其漏风率不得超过15%,并应采取防尘措施。装有带式输送机的井筒兼作回风井时,井筒中的风速不得超过6m/s,且必须装有甲烷断电仪;
2)箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时,箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s、装有带式输送机的井筒中的风速不得超过4m/s,并应采取防尘措施,井筒中必须装设自动报警灭火装置和敷设消防管路。
4 高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井必须设专用回风井。
3.2 井口位置与开采水平划分
3.2.1 提升井口位置应根据下列规定,经综合比较后确定:
1 应有利于第一水平开采,并应兼顾其他水平,同时应有利于井底车场和主要运输大巷布置;
2 应有利于首采区布置在井筒附近开采条件好、资源/储量丰富、勘查程度高的块段,且应不迁村或少迁村;
3 条件适宜时,井筒落底位置宜位于井田储量中央;
4 井筒位置宜避开厚表土层、厚含水层、断层破碎带、陷落柱、溶洞、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出煤层或软弱岩层,不应穿过采空区;
5 工业场地应具有较好的工程地质条件,并应避开法定保护的文物古迹、军事管理区、风景生态区、内涝低洼区、采空区和对工程抗震不利地段,且不应受岩崩、滑坡、泥石流和洪水等灾害威胁;
6 工业场地应不占基本农田、少占或不占耕地和林地、少压煤。对于工业场地选择确实难以避免占用基本农田的,应执行国家土地保护、利用、复垦的政策和程序;
7 宜靠近水源、电源,煤的运输方向宜顺畅,运输通道宜较短,道路布置应合理。
3.2.2 主、副提升井井位宜选择在同一工业场地内,经综合技术经济比较合理时,可分别设在两个场地中。
3.2.3 风井井口位置选择应在满足通风安全要求的前提下,利于缩短建井工期,并应少压煤或不压煤。
3.2.4 井口位置选择应以不影响高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路基、桥梁、隧道基础的沉降变形和运行环境及安全为原则,井口距铁路路基、桥梁、隧道基础外侧的距离,经分析论证后确定。
3.2.5 矿井开采水平划分或阶段垂高应根据煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件、开采技术与装备水平、资源/储量和生产能力等因素,经综合比较确定。
3.2.6 条件适宜的缓倾斜煤层,瓦斯含量低,水文地质、地压等开采技术条件满足安全生产要求且技术可行、经济合理时,可采用上、下山开采相结合的方式。
3.2.7 近水平多煤层开采,当层间距不大时,宜采用单一水平开采;当层间距大时,可分煤组(层)多水平开采。
3.2.8 由于煤层露头不一或煤层倾角变化大,造成部分区域上(下)山斜长过长时,可在该区域设辅助水平。
3.3 开拓巷道布置
3.3.1 开拓巷道布置应满足矿井生产、安全和抗灾的要求,并应符合简化矿井运输、通风系统和多做煤巷、少做岩巷的原则。
3.3.2 多煤层矿井应根据煤层间距合理划分煤组,采用分组运输大巷或集中运输大巷布置方式。近水平多煤层矿井各分组大巷宜垂直重叠布置。
3.3.3 近水平及缓倾斜煤层矿井,主要回风道宜与主要运输道在同一水平成组布置,但主要回风道标高宜高于主要运输道的标高。其他矿井的主要回风道与主要运输道应布置在不同的水平。
3.3.4 开拓巷道不得布置在下列层位与区域:
1 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤层;
2 有严重冲击地压的煤层;
3 防水(砂)煤岩柱中。
3.3.5 开拓巷道不宜布置在软弱地层和富水性较强的地层中,不宜沿断层布置,并应避开活动断层和应力集中区。
3.3.6 矿井采区巷道和开拓巷道不应布置在禁采区内,因煤层赋存和高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路线路布置等原因造成开拓巷道从高速铁路下方穿过时,巷道顶距铁路路基、桥梁及隧道等建筑物底部基础的距离,应根据巷道上覆岩层稳定程度、岩性、含水性等因素,以不引起上覆岩层沉降变形为原则,经计算确定;并且在巷道施工、使用期间或巷道废弃后,应采取防止顶板冒落、加强支护、注浆、防渗水、充填密闭等措施,确保在铁路的服务年限内,开拓巷道不会因变形、渗水等原因引起高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路基、桥梁及隧道基础的沉降变形。
3.3.7 布置在自燃、容易自燃煤层中的开拓巷道,必须采用锚喷支护或拱碹支护。碹后的空隙和冒落处必须采用不燃性材料充填密实,或用无腐蚀性、无毒性的材料进行处理。
3.3.8 突水危险严重和水文地质条件极复杂的矿井,开拓巷道的布置应保证采区涌水自流进入矿井主排水系统。
3.3.9 开拓巷道的断面应符合下列规定:
1 巷道净断面必须按支护最大允许变形后的断面设计;
2 巷道的净高、净宽、人行道、安全间隙、检修与操作空间必须符合现行国家标准《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》GB 50419的有关规定。
3.3.10 开拓巷道的巷道断面形状及支护方式应根据围岩条件、矿压特点、用途和服务年限等因素选择,并应符合下列规定:
1 岩石巷道应采用拱形断面,锚喷支护;当围岩条件差、地压大,且采用单一支护不合理时,应采用联合支护;
2 煤巷、煤岩巷宜采用矩形断面,锚喷支护;当围岩条件差、地压大时,宜采用拱形断面,并应采用锚喷支护或联合支护。
3.4 开采顺序与采区划分
3.4.1 新建矿井采区开采顺序应遵循相对主井井筒先近后远,逐步向井田边界扩展的前进式开采。
3.4.2 煤层开采顺序应根据煤层赋存条件、开采技术条件等,经分析论证确定,并应符合下列规定:
1 多煤层相距较近时,应采用先采上层、后采下层的下行式开采;多煤层层间距较大,且开采下部煤层不影响安全开采上部煤层时,可采用先采下层、后采上层的上行式开采;
2 开采有煤与瓦斯(二氧化碳)突出煤层,经论证需要先开采下部保护层时,可采用先采下层、后采上层的上行式开采;
3 开采有冲击地压煤层时,应选择无冲击地压或弱冲击地压煤层作为保护层开采;
4 不同煤质的煤层以及厚、薄煤层宜合理搭配开采。
3.4.3 采区划分应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件,以及装备水平等经综合分析比较后确定,并应符合下列规定:
1 当井田内有对采区巷道布置和工作面回采影响较大的断层或褶曲构造时,应以其断层和褶曲轴部作为采区划分的自然边界;
2 当井田地面有重要建(构)筑物,需留设永久保护煤柱时,采区划分应以其保护煤柱为边界;
3 当井田内无影响工作面推进的断层等构造时,应按开采工艺、通风、运输和巷道维护要求,加大采区面积、增加采区服务年限;
4 开采有煤与瓦斯(二氧化碳)突出危险煤层时,应按开采保护层、抽采瓦斯及单独开采等技术措施,合理划分采区;开采有突水威胁的煤层时,应根据受突水威胁的程度类别划分采区;
5 井田内小断层较多且对工作面回采有一定影响,当采区划分避不开时,宜避免工作面回采方向和断层走向呈小角度斜交;
6 开采煤层群时,应按集中和分组布置开采方式的不同,划分集中煤组采区和分煤组采区;
7 近水平煤层,矿井沿大巷直接布置工作面条带式开采时,应按进、回风巷的服务范围合理划分采区;
8 有条件时,应在主井井底附近划分中央采区。
3.4.4 矿井可行性研究阶段,应根据井田地面村庄和其他建(构)筑物分布情况,经技术经济论证,作出村庄和建(构)筑物搬迁及压煤开采规划;矿井初步设计应对搬迁及压煤开采规划进行优化;采区划分、资源/储量计算、采区开采顺序应与搬迁及压煤开采规划一致。
3.4.5 采区参数应根据煤层赋存条件、地质构造、开采技术条件、采煤方法及机械化装备水平等因素合理确定,并应符合下列规定:
1 近水平及缓倾斜煤层,在不受断层等构造限制时,其采区一翼不宜少于回采工作面连续推进一年的长度;
2 倾斜和急倾斜煤层的采区参数应根据地质构造、选用的采煤方法及工艺确定。
3.4.6 设计井巷工程量应能保证采区和工作面正常接替。高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井,应计入抽采瓦斯和开采保护层所增加的巷道工程量。
4 井筒、井底车场及硐室
4.1 井 筒
4.1.1 立井井筒应采用圆形断面,其断面尺寸应根据提升容器类型、数量、最大外形尺寸,井筒的装备方式,梯子间、管路、电缆布置,安全间隙及所需通过风量确定。井筒净直径宜按0.5m进级;净直径6.5m以上的井筒和采用钻井、沉井、帷幕等特殊工法施工的井筒,其净直径可不受0.5m进级限制。
4.1.2 立井井筒施工方法应根据将穿过地层情况,经过技术、经济综合论证后确定。
4.1.3 立井井筒井壁结构型式、支护材料及强度应根据井筒用途、服务年限、井筒所处围岩性质、施工方法等因素确定,并应符合下列规定:
1 井壁可选用单层混凝土、单层钢筋混凝土、双层钢筋混凝土、双层钢筋混凝土复合材料井壁等结构形式及支护材料;
2 含水丰富的厚表土层地区,表土段井壁及表土与基岩结合处的井壁应加强;
3 位于地震烈度为7度及以上地区,或处于表土段不稳定地层时,井筒上段30m以内井壁必须采用钢筋混凝土结构。
4.1.4 立井井筒装备形式及构件材料应符合下列规定:
1 提升井筒的罐道应采用冷弯方形型钢罐道、冷拔方管型钢罐道、钢与玻璃钢复合罐道、型钢组合罐道;井筒较浅、提升速度较低、绳端荷载不大的井筒可采用钢轨罐道或钢丝绳罐道;
2 提升井筒的罐道梁宜采用型钢罐道梁、冷弯异型钢罐道梁、冷拔异型钢罐道梁、组合钢罐道梁。其梁的布置形式可采用简支梁、连续梁或悬臂梁;在条件允许时,宜采用悬臂梁。罐道梁竖向间距应根据所选用罐道类型、长度及罐道受力大小确定,钢罐道、钢与玻璃钢复合罐道宜为4.0m~6.0m;
3 立井井筒装备中金属构件及连接件必须采取防腐蚀处理措施;
4 有条件时,井筒装备构件可采用玻璃钢等耐腐蚀材料;
5 立井井筒中各种梁与井壁的固定方式,宜采用金属支座、钢与玻璃钢复合支座,并宜采用树脂锚杆固定。当荷载较大,采用树脂锚杆固定不能满足要求时,应留梁窝固定。
4.1.5 立井井壁结构、井筒及装备设计除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行标准《煤矿立井井筒及硐室设计规范》GB 50384、《混凝土结构设计规范》GB 50010和《煤矿井筒装备防腐蚀技术规范》MT/T 5017的有关规定。
4.1.6 平硐或斜井断面尺寸应根据运输设备类型、下井设备最大件尺寸、管路及电缆布置、人行道宽度、操作维修要求、所需通过风量等因素确定。
4.1.7 平硐或斜井断面形状及支护方式应根据井筒穿过围岩性质、地压情况、井筒用途及服务年限等因素确定,并应符合下列规定:
1 井筒断面形状宜选择拱形;围岩松软易膨胀、井筒地层压力较大时,经技术经济比较后,可选用圆形、椭圆形、马蹄形等;围岩稳定、断面小、服务年限较短时,可选用梯形或矩形;
2 井口至坚硬岩层之间必须采用砌碹支护,且碹体向坚硬岩层内应至少延伸5m;当地震烈度为8度及以上时,必须采用钢筋混凝土支护;
3 稳定基岩段应采用锚喷支护;井筒穿过断层破碎带、含水基岩、软弱岩层或围岩压力较大时,宜采用联合支护;
4 井筒穿过容易自燃和自燃煤层时,应采用砌碹或锚喷,并应对煤壁封闭。
4.1.8 斜井井筒倾角应根据煤层赋存条件、开拓布置、地形地质因素和所选提升运设备性能确定。
4.1.9 平硐或斜井井筒设计除应符合本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》GB 50419、《煤矿斜井井筒及硐室设计规范》GB 50415及《煤矿井下辅助运输设计规范》GB 50533的有关规定。
4 井筒、井底车场及硐室
4.1 井 筒
4.1.1 立井井筒应采用圆形断面,其断面尺寸应根据提升容器类型、数量、最大外形尺寸,井筒的装备方式,梯子间、管路、电缆布置,安全间隙及所需通过风量确定。井筒净直径宜按0.5m进级;净直径6.5m以上的井筒和采用钻井、沉井、帷幕等特殊工法施工的井筒,其净直径可不受0.5m进级限制。
4.1.2 立井井筒施工方法应根据将穿过地层情况,经过技术、经济综合论证后确定。
4.1.3 立井井筒井壁结构型式、支护材料及强度应根据井筒用途、服务年限、井筒所处围岩性质、施工方法等因素确定,并应符合下列规定:
1 井壁可选用单层混凝土、单层钢筋混凝土、双层钢筋混凝土、双层钢筋混凝土复合材料井壁等结构形式及支护材料;
2 含水丰富的厚表土层地区,表土段井壁及表土与基岩结合处的井壁应加强;
3 位于地震烈度为7度及以上地区,或处于表土段不稳定地层时,井筒上段30m以内井壁必须采用钢筋混凝土结构。
4.1.4 立井井筒装备形式及构件材料应符合下列规定:
1 提升井筒的罐道应采用冷弯方形型钢罐道、冷拔方管型钢罐道、钢与玻璃钢复合罐道、型钢组合罐道;井筒较浅、提升速度较低、绳端荷载不大的井筒可采用钢轨罐道或钢丝绳罐道;
2 提升井筒的罐道梁宜采用型钢罐道梁、冷弯异型钢罐道梁、冷拔异型钢罐道梁、组合钢罐道梁。其梁的布置形式可采用简支梁、连续梁或悬臂梁;在条件允许时,宜采用悬臂梁。罐道梁竖向间距应根据所选用罐道类型、长度及罐道受力大小确定,钢罐道、钢与玻璃钢复合罐道宜为4.0m~6.0m;
3 立井井筒装备中金属构件及连接件必须采取防腐蚀处理措施;
4 有条件时,井筒装备构件可采用玻璃钢等耐腐蚀材料;
5 立井井筒中各种梁与井壁的固定方式,宜采用金属支座、钢与玻璃钢复合支座,并宜采用树脂锚杆固定。当荷载较大,采用树脂锚杆固定不能满足要求时,应留梁窝固定。
4.1.5 立井井壁结构、井筒及装备设计除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行标准《煤矿立井井筒及硐室设计规范》GB 50384、《混凝土结构设计规范》GB 50010和《煤矿井筒装备防腐蚀技术规范》MT/T 5017的有关规定。
4.1.6 平硐或斜井断面尺寸应根据运输设备类型、下井设备最大件尺寸、管路及电缆布置、人行道宽度、操作维修要求、所需通过风量等因素确定。
4.1.7 平硐或斜井断面形状及支护方式应根据井筒穿过围岩性质、地压情况、井筒用途及服务年限等因素确定,并应符合下列规定:
1 井筒断面形状宜选择拱形;围岩松软易膨胀、井筒地层压力较大时,经技术经济比较后,可选用圆形、椭圆形、马蹄形等;围岩稳定、断面小、服务年限较短时,可选用梯形或矩形;
2 井口至坚硬岩层之间必须采用砌碹支护,且碹体向坚硬岩层内应至少延伸5m;当地震烈度为8度及以上时,必须采用钢筋混凝土支护;
3 稳定基岩段应采用锚喷支护;井筒穿过断层破碎带、含水基岩、软弱岩层或围岩压力较大时,宜采用联合支护;
4 井筒穿过容易自燃和自燃煤层时,应采用砌碹或锚喷,并应对煤壁封闭。
4.1.8 斜井井筒倾角应根据煤层赋存条件、开拓布置、地形地质因素和所选提升运设备性能确定。
4.1.9 平硐或斜井井筒设计除应符合本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》GB 50419、《煤矿斜井井筒及硐室设计规范》GB 50415及《煤矿井下辅助运输设计规范》GB 50533的有关规定。
4.2 井底车场
4.2.1 井底车场布置形式应根据大巷运输方式、通过井底车场的货载运量、井筒提升方式、井筒与主要运输大巷的相互位置、地面生产系统布置和井底车场巷道及主要硐室所处围岩条件等因素,经技术经济比较后确定,并应符合下列规定:
1 大巷采用固定式矿车运输时,宜采用环形式车场;
2 当井下煤炭和辅助运输分别采用底卸式及固定式矿车运输时,宜采用折返与环形相结合形式的车场,并应与采区装车站形式相协调;
3 当大巷采用带式输送机运煤,辅助运输采用无轨系统时,宜采用折返式或折返与环形相结合形式的车场;辅助运输采用有轨系统时,宜采用环形式车场;
4 采用综合开拓方式的新建、改建或扩建矿井,井下采用多种运输方式运输时,应结合具体条件,经方案比较后确定。
4.2.2 井底车场巷道位置的选择应符合下列规定:
1 宜选择在稳定、坚硬的岩(煤)层中,宜避开断层、陷落柱、强含水层和松散破碎岩(煤)层以及膨胀性岩层,同时应使主要硐室布置在相对稳定、坚硬的岩(煤)层中;
2 井底车场巷道不得布置在有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险煤(岩)层,以及有冲击地压危险的煤层中。
4.2.3 主运输采用矿车的矿井井底车场设计通过能力应满足矿井设计所需通过的货载运量要求,并应留有大于30%的富余能力。
4.2.4 井底车场线路平面布置、车线长度、轨型、线路坡度、巷道断面及通过能力计算等应符合现行国家标准《煤矿井底车场设计规范》GB 50535的有关规定。
4.3 主要硐室
4.3.1 主要硐室应根据设备安装尺寸进行布置,并应便于操作、检修和设备更换,同时应符合通风、防水、防火等安全要求。
4.3.2 主要硐室位置的选择应符合下列规定:
1 应选择在比较稳定坚硬的岩(煤)层中,并应避开断层、陷落柱、强含水层和松散破碎岩(煤)层以及膨胀性岩层;
2 主要硐室不得布置在有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤(岩)层以及有冲击地压危险的煤层中;
3 井下机电设备硐室应设在进风流中。
4.3.3 井下设置的主排水泵房、管子道、水仓、主变电所、架线电机车修理间及变流室、蓄电池电机车修理间及充电变流室、推车机及翻车机硐室、自卸矿车卸载站、爆炸材料库及发放硐室、消防材料库、防水闸门硐室、井下换装硐室、车辆存放间、避难硐室等各主要硐室,其平面和空间布置、安全设防及通风要求、支护方式及水仓有效容量等应符合现行国家标准《煤矿井底车场硐室设计规范》GB 50416的有关规定。
4.3.4 罐笼提升的立井井筒与井底车场连接处两侧巷道均应设置双侧人行道,人行道宽度不应小于1.0m。连接处巷道高度和长度应满足设备布置和通过最长材料、下井最大件设备、罐笼同时进出车层数及操车设备的要求,其净高不应小于4.5m,每侧加强支护段长度不应小于井筒净半径的3倍。
4.3.5 箕斗装载硐室布置应根据主井提升方式、装载设备布置,以及便于设备安装、检修、更换和行人安全等因素确定。箕斗装载硐室位置,当大巷采用矿车运煤时,宜设在运输水平以下;当大巷采用带式输送机运煤,且围岩条件适宜时,宜抬高设在运输水平以上。
4.3.6 井底煤仓位置应根据大巷运输方式、装载硐室位置、围岩条件及装载带式输送机巷与装载硐室相互联接关系等因素经比较确定,并应符合下列规定:
1 井底煤仓宜选用圆形直仓;
2 布置两个及以上的井底煤仓时,煤仓间应留有岩柱,其大小应根据煤仓所处围岩的岩性确定,但净岩柱不应小于其中最大煤仓掘进直径的2.5倍;
3 井底煤仓的有效容量应按合理平衡主运输和提升能力确定;
4 斜煤仓应采用耐磨材料铺底,其倾角不宜小于60°。
4.3.7 清理撒煤硐室及水窝泵房布置应根据井筒淋水量、撒煤量、井底与运输大巷相对关系和清理方式等因素确定,并应符合下列规定:
1 当主井底在运输水平以下时,应将撒煤、淋水引至井筒外侧,并应设置清理斜巷及清理、排水硐室;主井底在运输水平时,应在运输水平设清理硐室,不应设排水硐室;
2 副立井井底清理方式,当主井底在运输水平以下时,宜设至主井底泄水巷,并应集中清理;当主井底在运输水平或集中方式不经济时,可在副立井井底水窝设置水泵,并应单独清理,但应设置便于行人的通道;
3 井底撒煤应采用机械化清理。
4.3.8 矿井潜水电泵泵房应结合主排水泵房和水仓特点布置,宜与主排水泵房配水巷、水仓或井底水窝联合布置。
5 井下开采
5.1 采区布置
5.1.1 矿井达到设计生产能力时的首采区位置应符合下列规定:
1 应选择在煤层赋存条件稳定、地质构造和开采技术条件简单、地质勘查程度高的块段;
2 资源应可靠,可采储量应丰富;
3 应能保证采区生产能力,服务年限应长,并应有利于采区的正常接替;
4 应避开重要建(构)筑物,村庄应少;
5 应位于井底车场或主井井底附近,工程量应省,贯通距离应短。
5.1.2 采区内同时生产的回采工作面个数,同一煤层的一翼不应超过1个回采工作面;同一煤层双翼开采或多煤层开采时,不应超过2个回采工作面。
5.1.3 矿井同时生产的采区个数应根据煤层赋存条件及第2.2.2条和第5.1.2条的规定,经综合比较后确定,并应保证合理集中生产和采区正常接替;条件适宜时应采用一矿一区一面。
5.1.4 在保证矿井设计生产能力所需的采区和工作面个数的情况下,矿井除预抽瓦斯外,不应配置备用采区和备用工作面。
5 井下开采
5.1 采区布置
5.1.1 矿井达到设计生产能力时的首采区位置应符合下列规定:
1 应选择在煤层赋存条件稳定、地质构造和开采技术条件简单、地质勘查程度高的块段;
2 资源应可靠,可采储量应丰富;
3 应能保证采区生产能力,服务年限应长,并应有利于采区的正常接替;
4 应避开重要建(构)筑物,村庄应少;
5 应位于井底车场或主井井底附近,工程量应省,贯通距离应短。
5.1.2 采区内同时生产的回采工作面个数,同一煤层的一翼不应超过1个回采工作面;同一煤层双翼开采或多煤层开采时,不应超过2个回采工作面。
5.1.3 矿井同时生产的采区个数应根据煤层赋存条件及第2.2.2条和第5.1.2条的规定,经综合比较后确定,并应保证合理集中生产和采区正常接替;条件适宜时应采用一矿一区一面。
5.1.4 在保证矿井设计生产能力所需的采区和工作面个数的情况下,矿井除预抽瓦斯外,不应配置备用采区和备用工作面。
5.2 采煤方法及工艺
5.2.1 采煤方法及工艺的选择应符合下列规定:
1 选择采煤方法,应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、设备状况及其发展趋势等因素,经综合技术经济比较后确定;
2 大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主,条件适宜的中、小型矿井宜采用综采工艺;
3 条件适宜时,应采用先进成套综采设备,并应装备安全高效采煤工作面。
5.2.2 缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺的选择应符合下列规定:
1 宜采用走向长壁采煤法。当煤层倾角不大于12°时,可采用倾向长壁采煤法;当煤层倾角大于35°时,宜采用伪斜走向长壁采煤法;
2 不具备长壁开采技术条件时,宜采用短壁采煤法;
3 煤层厚度7m以下,开采条件适宜时,宜采用一次采全高综采工艺;厚度4m~7m,且不适宜采用一次采全高综采工艺时,应采用综采放顶煤工艺或分层综采工艺;
4 煤层厚度7m以上,开采条件适宜时,宜采用综采放顶煤工艺或分层综采工艺;
5 不适宜综采时,可采用普采。
5.2.3 急倾斜煤层采煤方法及工艺的选择应符合下列规定:
1 厚度大于15m的无煤与瓦斯突出,且条件适宜时,应采用水平分层综采放顶煤工艺。不适宜综采放顶煤开采工艺时,可采用水平分层综采或普采开采工艺;
2 厚度6m~15m的煤层宜采用水平分层或斜切分层采煤法;
3 厚度2m~6m、倾角大于55°,且赋存较稳定的煤层,宜采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法,其工作面伪倾斜角度宜为煤炭能自溜;
4 当煤层赋存条件不适宜采用本条第1款~第3款的采煤方法时,可根据具体条件采用伪俯斜走向分段密集支柱采煤法、伪俯斜掩护支柱采煤法或正台阶采煤法等。
5.2.4 采煤方法及工艺选择应符合现行国家有关煤矿安全法规的相关规定。
5.2.5 初期采区地面有村庄或其他建(构)筑物时,应按搬迁规划迁移。当村庄或建(构)筑物无法迁移,且经技术经济论证压煤开采可行、合理时,可实施压煤开采。
5.2.6 采煤工作面的采出率应符合下列规定:
1 厚煤层不应小于93%;
2 中厚煤层不应小于95%;
3 薄煤层不应小于97%。
5.3 采区巷道布置
5.3.1 采区巷道布置方式应根据煤层赋存条件、开采技术条件、采煤方法、采掘机械化装备水平、采区运输方式、采区设计生产能力等因素,经技术经济比较后确定。
5.3.2 无煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井,当煤层赋存条件及顶底板岩性等条件适宜时,采区准备巷道应布置在煤层中。
5.3.3 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井,采区巷道布置应符合下列规定:
1 采区上山和下山等主要巷道应布置在岩层或非突出煤层中;
2 位于突出煤层中的工作面运输巷、回风巷及开切眼等回采巷道,应布置在被保护区域或其他卸压区域;
3 应减少井巷揭穿突出煤层的次数;
4 井巷揭穿突出煤层的地点应当合理避开地质构造破坏带。
5.3.4 高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区,或瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区,必须设置专用回风巷;采区进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷、一段为回风巷。
5.3.5 工作面回采巷道宜采用单巷布置。当煤层瓦斯含量大、采区涌水量大,或因掘进、通风、运输等要求,单巷布置不能满足要求时,可采用双巷或多巷布置,但应明确巷间煤柱的回收措施。
5.3.6 缓倾斜及倾斜薄、中厚煤层开采以及厚煤层分层开采,条件适宜时,回采巷道应采用无煤柱护巷工艺;厚度小于2.5m、不易自燃或自燃煤层,可采用沿空留巷。沿空留巷应采取巷旁充填措施,沿空掘巷应采取巷旁密闭措施。
5.3.7 采区巷道断面应符合下列规定:
1 巷道净断面必须按支护最大允许变形后的断面设计;
2 巷道的净高、净宽、人行道、安全间隙、检修与操作空间应符合现行国家标准《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》GB 50419的有关规定。
5.3.8 采区巷道支护形式应根据围岩性质、巷道用途及服务年限、巷道受采动影响程度等因素确定。岩石巷道宜采用光爆锚喷支护,煤及煤岩巷道宜采用锚杆、锚带、锚网、锚索、金属支架等支护。
5.4 巷道掘进与掘进机械化
5.4.1 掘进工作面个数应根据采区和回采工作面数目及装备、回采工作面推进度、采区巷道工程量、所选掘进设备和单进指标等因素确定,配备的掘进工作面应能确保回采工作面和采区的正常接替,但一个采区内同一煤层的一翼最多不应超过2个煤巷(或煤岩巷道)掘进工作面同时作业,一个采区内同一煤层双翼开采或多煤层开采时,采区内不应超过4个煤巷(或煤岩巷道)掘进工作面同时作业。
5.4.2 设计应结合具体条件,选用与地质、采矿条件相适应的先进掘进设备。
5.4.3 矿井掘进机械配备应符合下列规定:
1 煤巷道及煤岩巷道掘进,条件适宜时,应采用综合掘进机组、掘锚一体化机组或连续采煤机组掘进,并应配备相应的后配套设备;
2 岩巷道掘进,条件适宜时,应配备岩巷掘进机或液压钻车以及相应的后配套设备;当巷道断面小、倾角大或掘进长度短时,可配备气腿式风动凿岩机等普通掘进设备;溜煤眼、煤仓掘进应配备反井钻机。
5.4.4 掘进速度应根据设备技术特征经计算后确定。不同机械化程度的平巷掘进速度不宜低于表5.4.4的规定。
表5.4.4 平巷掘进速度
注:1 倾角大于8°的上、下山的掘进速度,其修正系数,上山取0.9,下山取0.8;
2 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险、高瓦斯的煤层巷道掘进速度,其修正系数取0.6~0.8。
6 井下运输
6.1 一般规定
6.1.1 井下运输设计应符合下列规定:
1 应综合分析井下煤炭、矸石、物料、设备及人员运输等因素,选择系统简单、环节少、运营费用低的运输方案;
2 应合理确定运输能力,并应选择安全、高效、节能的运输设备;
3 煤炭运输系统应减少运输转载环节、减少能耗、降低粉尘,并应实现安全高效、集中化、连续化运输;
4 辅助运输方式与运输系统的选择应根据矿井地质、煤层赋存、开拓布局及采区布置等条件,与矿井生产能力相适应,并应与煤炭运输系统相协调。
6.1.2 井下运输应设置集中监控系统,并应配备安全保护装置。
6 井下运输
6.1 一般规定
6.1.1 井下运输设计应符合下列规定:
1 应综合分析井下煤炭、矸石、物料、设备及人员运输等因素,选择系统简单、环节少、运营费用低的运输方案;
2 应合理确定运输能力,并应选择安全、高效、节能的运输设备;
3 煤炭运输系统应减少运输转载环节、减少能耗、降低粉尘,并应实现安全高效、集中化、连续化运输;
4 辅助运输方式与运输系统的选择应根据矿井地质、煤层赋存、开拓布局及采区布置等条件,与矿井生产能力相适应,并应与煤炭运输系统相协调。
6.1.2 井下运输应设置集中监控系统,并应配备安全保护装置。
6.2 煤炭运输
6.2.1 主要运输大巷煤炭运输设备,应根据矿井开拓布置、运距、运量及运营费用等因素经方案比较确定。
6.2.2 条件适宜的矿井,煤炭运输应选用带式输送机。
6.2.3 运输大巷带式输送机的小时输送能力应符合下列规定:
1 当有采区煤仓时,应按采区设计生产能力及工作制度计算确定,不均衡系数宜取1.15;
2 当无采区煤仓时,不应小于采区上、下山或工作面运输巷煤炭运输设备的小时输送能力。
6.2.4 大巷运输与主井箕斗提升运输环节间应设井底煤仓;大巷带式输送机与主斜井带式输送机之间宜设井底煤仓,当为直接搭接运行时,其输送能力应相适应。
6.2.5 煤炭运输系统采用轨道运输时,应根据井下开采的实际条件选择运输方式与运输设备。矿车类型可按表6.2.5选取。
表6.2.5 矿车类型选取
6.2.6 大巷运煤采用矿车时,运输大巷或石门和带式输送机上、下山之间应设采区煤仓;大巷运煤采用带式输送机时,经技术经济综合论证合理可设采区煤仓。
6.2.7 采区上、下山煤炭运输应符合下列规定:
1 开采倾斜、急倾斜煤层时,宜采用大倾角带式输送机、搪瓷或铸石溜槽、溜煤眼;
2 开采缓倾斜煤层,采用普通带式输送机时,向上运煤倾角不宜大于18°,向下运煤倾角不应大于16°;
3 采区内只有一个采煤工作面时,采区上、下山输送机的小时运输能力,不应小于采煤工作面运输顺槽输送机的小时运输能力;当采区内有一个以上采煤工作面同时生产时,应根据具体条件计算上、下山输送机能力。有条件时,应在采煤工作面运输顺槽与上、下山之间设置缓冲煤仓。
6.2.8 采煤工作面及运输巷煤炭运输应采用输送机,并应符合下列规定:
1 采煤工作面输送机小时运输能力,应与采煤工作面采煤机设计采用的小时生产能力相匹配;
2 采煤工作面运输巷输送机小时运输能力,不应小于采煤工作面输送机的小时运输能力。
6.3 辅助运输
6.3.1 井下辅助运输的设计应符合现行国家标准《煤矿井下辅助运输设计规范》GB 50533的有关规定。
6.3.2 井下辅助运输系统应根据井下开拓布置、煤的运输方式、辅助运输物料和人员的运距、运量等因素综合比较确定,并应符合下列规定:
1 应减少辅助运输环节及转载次数;
2 应与井下煤炭运输相协调,条件适宜的矿井宜采用单一的运输方式,需要时也可以最少转载环节组成多种方式的混合运输系统;
3 当大巷、采区上、下山沿煤层布置,且倾角适宜时,从井底车场至大巷,采区上、下山至采掘工作面宜实行直达运输;
4 当矿井用平硐开拓或副斜井倾角不大于6°,采区上、下山沿煤层布置,且倾角适宜时,宜从地面至井底车场、大巷、采区上、下山至采掘工作面实行直达运输;
5 开采近水平煤层的大型及特大型矿井,煤的运输采用带式输送机,且条件适宜时,辅助运输应选用无轨运输系统。
6.3.3 煤巷及煤岩巷道掘进煤和矸石,有条件时,可汇入煤流系统;岩巷掘进矸石,有条件时,可在井下处理,不宜上井。
6.3.4 辅助运输设备的选择应符合下列规定:
1 倾角小于6°的近水平煤层开采的运输巷,宜采用矿用防爆型低污染无轨胶轮车运输;
2 运行坡度小于5‰的轨道机车运输,可按井下实际条件,采用架线电机车、矿用蓄电池电机车或防爆柴油机车;
3 倾角小于25°的采区上、下山及暗斜井提升运输,可选用缠绕式提升机;
4 倾角小于12°的辅助运输巷可选用无极绳连续牵引车;
5 根据井下巷道布置系统,条件适宜时,可选用卡轨车、齿轨机车或齿轨卡轨机车组成直达运输系统。绳牵引式卡轨车运行坡度不宜大于25°,卡轨机车和齿轨机车运行坡度不宜大于8°;
6 运行坡度小于10%,且运距不长、运输量不大的起伏不平的运输巷道,需要时可选用胶套轮机车;
7 底板底鼓变形的巷道中,可根据需要选用绳牵引或机车牵引单轨吊车;
8 当井下掘进矸石量较大时,经方案比较合理,应选用带式输送机运输。
6.3.5 辅助运输车辆配置应根据运输方式、运送物料及设备种类确定,并应符合下列规定:
1 采用矿用防爆型无轨胶轮车时,应根据运输功能要求,配备液压支架搬运车、铲运车、多功能车、材料车及人员输送等各类专用车辆;
2 采用轨道运输时,应符合下列规定:
1)运送矸石、材料应选用1t、1.5t或3t固定车箱式矿车及材料车;
2)运送大件重型设备应配备专用平板车;
3)拱形支架用量较大时,可配备专用车辆;
4)运送特种材料时,应根据具体要求选用相应车辆;
5)运送人员应配备人员专用车辆。
3 采用单轨吊车时,应配备运输各种材料、设备的专用容器、集装箱及人车。
6.3.6 辅助运输人员运送应根据井下开拓布置与辅助运输系统方式确定,并应符合下列规定:
1 长度超过1.5km的主要运输平巷,应采用机械方式运送人员;
2 人员上下的主要倾斜井巷,垂深超过50m时,应采用机械方式运送人员;
3 采用平巷人车运送人员时,列车行驶速度不得超过4m/s;
4 无轨胶轮车输送人员时,运行速度不得超过25km/h;
5 架空乘人装置运送人员,采用固定抱索器时,最大运行坡度不得超过28°;采用可摘挂抱索器时,最大运行坡度不得超过25°;架空乘人装置运行速度应满足表6.3.6的规定。运行速度超过1.2m/s时,不得采用固定抱索器;运行速度超过1.4m/s时,应设置调速装置,并应实现静止状态上下人员。
表6.3.6 架空乘人装置运行速度规定
6.4 运输设备与车辆配备
6.4.1 采用带式输送机运煤时,带式输送机的设置应结合井下开拓布置、输送机能力、运距、倾角等因素综合比较确定,并应符合下列规定:
1 运输大巷宜设置为单台带式输送机,当运距较长时,可设两台带式输送机搭接运行或增设中间驱动装置;
2 当运输大巷分期建设,后期延伸时,应根据运距、运输能力及前后期分期建设的具体要求等因素,经技术经济比较后确定;
3 采煤工作面运输巷和上、下山运输巷宜设置一台带式输送机。
6.4.2 采用带式输送机运矸时,带式输送机的设置应结合输送地点、输送能力、运距、倾角等因素综合比较确定。
6.4.3 采用矿车运煤时,矿车配备数量应根据运输系统、运距、运量和列车组成数量等因素计算确定,并应符合下列规定:
1 采用固定式矿车运煤时,其所需矿车数量应按使用地点,以排列法计算;矿车备用数量宜为使用数量的10%~15%;
2 采用底卸式、侧卸式矿车运煤时,应根据列车运行图表,计算需用矿车数量,其备用量宜为使用数量的10%~15%。
6.4.4 辅助运输车辆配备数量应根据采掘机械化水平,采煤工作面、掘进工作面的设置、运距等因素计算确定,并应符合下列规定:
1 辅助运输采用固定式矿车数量应采用排列法计算,其备用数量宜为使用数量的5%~10%;
2 辅助运输采用无轨运输时,应根据输送物料的种类、数量、运距等因素计算确定,并应配备各类特征规格相应型号的无轨胶轮车车辆,其备用数量宜为使用数量的15%;
3 采用单轨吊车、卡轨车等辅助运输设备时,其辅助运输车辆应根据矿井运输系统、运距、运量等具体条件计算确定;
4 采用轨道运输与无轨运输相结合时,应分别根据其相应承担的输送任务计算确定。
6.4.5 采用轨道运输时,平板车、材料车配备数量的选取应符合下列规定:
1 综采矿井,配备采煤工作面搬迁时,运送设备的平板车宜为60辆,配备运送其他设备的平板车宜为20辆;普采矿井,配备平板车宜为30辆;
2 矿井各类材料车应根据运距和运量计算确定;
3 平板车、材料车的备用量宜为矿井使用量的5%~10%。
6.4.6 大巷采用人车运送人员时,人车数量应按最大班下井人员在40min~60min内运完计算。
7 通风与安全
7.1 通 风
7.1.1 矿井通风设计应符合下列规定:
1 应将新鲜空气送到井下工作场所,并应保证安全生产和劳动条件,同时应符合现行行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的规定;
2 应使通风系统合理、风流稳定、易于管理、安全可靠;
3 必须具有抗灾应变能力,发生事故时,应有利于风流控制,且必须保证人员能够安全撤出;
4 必须设置井下环境及安全监测监控系统。
7.1.2 矿井通风系统应根据矿井瓦斯等级及瓦斯涌出量,结合矿井开拓与开采、矿井设计生产能力、地温、煤层自燃倾向性等,通过技术经济比较后确定,并应符合下列规定:
1 矿井通风方法宜采用抽出式,当地形复杂、露头发育、老窑多,采用多风井通风有利时,可采用压入式通风;
2 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层容易自燃的矿井及有热害的矿井,应采用对角式或分区式通风;当井田范围较大时,初期可采用中央式通风,但1个回风井只能服务1个采区生产,并应逐步过渡为对角式或分区式通风。
7.1.3 矿井的总进风量应按井下同时工作最多人数所需风量和按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和分别进行计算,并应采取其中最大值。按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算矿井总风量应符合下列规定:
1 矿井总风量应按下式计算:
式中:Qkj——矿井的总进风量(m3/min);
∑Qcj——采煤工作面实际需要风量的总和(m3/min);
∑Qjj——掘进工作面实际需要风量的总和(m3/min);
∑Qdj——独立通风的硐室实际需要风量的总和(m3/min);
∑Qqt——除了采煤、掘进、独立通风硐室以外其他井巷需要通风风量的总和(m3/min);
Kkt——矿井通风系数(包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素),宜取1.15~1.25。
2 采煤工作面实际需要的风量应按开采不同煤层时的瓦斯涌出量、二氧化碳及其他有害气体涌出量、工作面温度、炸药用量、人数等分别计算,应取其中最大值,并应用风速验算。设计应计算接续工作面的需风量,宜按对应煤层正常生产工作面的50%计;
3 掘进工作面实际需要的风量应按掘进不同煤层时的瓦斯涌出量、二氧化碳及其他有害气体涌出量、炸药用量、人数分别计算,应取其中最大值,并应用所选的局部通风机实际吸风量和风速验算校核;
4 独立通风的硐室实际需要的风量应根据不同类型硐室分别计算,机电设备散热量大的硐室,应按机电设备运转的发热量计算,充电硐室应按回风流中氢气浓度小于0.5%计算,其他硐室可按经验值配风;
5 其他井巷实际需要的风量应按瓦斯及其他有害气体涌出量和最低风速分别计算,并应取其中最大值。对于柴油机车行驶的巷道,设计应按冲淡或稀释同时运行的最多车辆排出的废气和有害气体计算风量,并应符合现行行业标准《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》AQ 1064和《煤矿通风能力核定标准》AQ 1056的有关规定;
6 抽采瓦斯的矿井,采掘工作面等应按抽采后瓦斯涌出量计算需风量;
7 矿井风量应按通风容易及困难时期,并应依据主要通风机的服务年限及范围分别计算。
7.1.4 井巷中的风速应符合现行行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的规定,并应满足经济合理及节能的需要。抽采瓦斯专用巷道的风速不得低于0.5m/s。
7.1.5 矿井通风的设计负(正)压不应超过2940Pa。在矿井设计的后期或风量超过20000m3/min时,可加大,但不宜超过3920Pa。
7.1.6 矿井井巷的局部阻力,新建矿井和扩建矿井独立通风的扩建区宜按井巷摩擦阻力的10%计算,扩建、改建等矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
7.1.7 进、出风井井口高程差在150m以上,或井深在400m以上时,应计算矿井自然风压。
7.1.8 多风机通风系统,在满足风量按需分配的前提下,各主通风机的工作风压应接近。当通风机之间的风压相差较大时,应减少共用风路的风压,共用风路的风压应小于任何一个通风机风压的30%。
7 通风与安全
7.1 通 风
7.1.1 矿井通风设计应符合下列规定:
1 应将新鲜空气送到井下工作场所,并应保证安全生产和劳动条件,同时应符合现行行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的规定;
2 应使通风系统合理、风流稳定、易于管理、安全可靠;
3 必须具有抗灾应变能力,发生事故时,应有利于风流控制,且必须保证人员能够安全撤出;
4 必须设置井下环境及安全监测监控系统。
7.1.2 矿井通风系统应根据矿井瓦斯等级及瓦斯涌出量,结合矿井开拓与开采、矿井设计生产能力、地温、煤层自燃倾向性等,通过技术经济比较后确定,并应符合下列规定:
1 矿井通风方法宜采用抽出式,当地形复杂、露头发育、老窑多,采用多风井通风有利时,可采用压入式通风;
2 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层容易自燃的矿井及有热害的矿井,应采用对角式或分区式通风;当井田范围较大时,初期可采用中央式通风,但1个回风井只能服务1个采区生产,并应逐步过渡为对角式或分区式通风。
7.1.3 矿井的总进风量应按井下同时工作最多人数所需风量和按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和分别进行计算,并应采取其中最大值。按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算矿井总风量应符合下列规定:
1 矿井总风量应按下式计算:
式中:Qkj——矿井的总进风量(m3/min);
∑Qcj——采煤工作面实际需要风量的总和(m3/min);
∑Qjj——掘进工作面实际需要风量的总和(m3/min);
∑Qdj——独立通风的硐室实际需要风量的总和(m3/min);
∑Qqt——除了采煤、掘进、独立通风硐室以外其他井巷需要通风风量的总和(m3/min);
Kkt——矿井通风系数(包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素),宜取1.15~1.25。
2 采煤工作面实际需要的风量应按开采不同煤层时的瓦斯涌出量、二氧化碳及其他有害气体涌出量、工作面温度、炸药用量、人数等分别计算,应取其中最大值,并应用风速验算。设计应计算接续工作面的需风量,宜按对应煤层正常生产工作面的50%计;
3 掘进工作面实际需要的风量应按掘进不同煤层时的瓦斯涌出量、二氧化碳及其他有害气体涌出量、炸药用量、人数分别计算,应取其中最大值,并应用所选的局部通风机实际吸风量和风速验算校核;
4 独立通风的硐室实际需要的风量应根据不同类型硐室分别计算,机电设备散热量大的硐室,应按机电设备运转的发热量计算,充电硐室应按回风流中氢气浓度小于0.5%计算,其他硐室可按经验值配风;
5 其他井巷实际需要的风量应按瓦斯及其他有害气体涌出量和最低风速分别计算,并应取其中最大值。对于柴油机车行驶的巷道,设计应按冲淡或稀释同时运行的最多车辆排出的废气和有害气体计算风量,并应符合现行行业标准《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》AQ 1064和《煤矿通风能力核定标准》AQ 1056的有关规定;
6 抽采瓦斯的矿井,采掘工作面等应按抽采后瓦斯涌出量计算需风量;
7 矿井风量应按通风容易及困难时期,并应依据主要通风机的服务年限及范围分别计算。
7.1.4 井巷中的风速应符合现行行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的规定,并应满足经济合理及节能的需要。抽采瓦斯专用巷道的风速不得低于0.5m/s。
7.1.5 矿井通风的设计负(正)压不应超过2940Pa。在矿井设计的后期或风量超过20000m3/min时,可加大,但不宜超过3920Pa。
7.1.6 矿井井巷的局部阻力,新建矿井和扩建矿井独立通风的扩建区宜按井巷摩擦阻力的10%计算,扩建、改建等矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
7.1.7 进、出风井井口高程差在150m以上,或井深在400m以上时,应计算矿井自然风压。
7.1.8 多风机通风系统,在满足风量按需分配的前提下,各主通风机的工作风压应接近。当通风机之间的风压相差较大时,应减少共用风路的风压,共用风路的风压应小于任何一个通风机风压的30%。
7.2 瓦斯抽采
7.2.1 有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采,并应实现抽采达标:
1 高瓦斯矿井;
2 开采有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险煤层的矿井;
3 矿井绝对瓦斯涌出量达到现行国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471的规定。
7.2.2 矿井瓦斯抽采设计应符合下列规定:
1 高瓦斯或有突出危险的矿井应编制瓦斯抽采专项设计;
2 设计依据的瓦斯参数应由备案的勘探地质报告提供;条件具备时,应采用有资质部门提供的现场实测参数;
3 瓦斯抽采设计应与矿井设计同步进行,并应符合下列规定:
1)应先抽后采、监测监控、以风定产;
2)应煤与瓦斯共采、瓦斯治理与利用并重;
3)应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡。
4 应根据抽采参数、抽采时间和抽采效果之间的关系,确定矿井合理抽采方式下的抽采超前时间,并应结合抽采工程施工周期,安排抽采、掘进、回采之间的接替关系;
5 对回采工作面瓦斯涌出量、抽采量和工作面产量及矿井生产能力之间的关系应进行分析论证;
6 应利用开拓、准备、回采巷道抽采瓦斯,必要时应设专用抽采瓦斯巷;
7 瓦斯抽采设计应进行矿井瓦斯资源的利用评价。
7.2.3 瓦斯抽采方法、方式的选择,应根据煤层赋存、地质构造、开拓开采部署、瓦斯来源和涌出特点等情况,经综合分析比较后确定,应选择先进、适用的瓦斯抽采方法和工艺布置方案,并应符合现行国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471的有关规定。
7.2.4 瓦斯抽采系统的选择应符合下列规定:
1 煤与瓦斯突出矿井和高瓦斯矿井必须建立地面固定抽采瓦斯系统,其他抽采瓦斯的矿井应建立井下临时抽采瓦斯系统;同时具有煤层瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式的矿井,应分别建立高、低负压抽采瓦斯系统;
2 瓦斯抽采系统设计抽采量大于或等于2m3/min的矿井,应建立地面固定瓦斯抽采系统。
7.2.5 瓦斯抽采效果或抽采指标可根据煤层瓦斯抽采难易程度、瓦斯涌出情况、采用的瓦斯抽采方法等因素综合确定,也可根据邻近生产矿井或类似条件矿井数值设计,但应符合现行行业标准《煤矿瓦斯抽采基本指标》AQ 1026的有关规定。
7.2.6 矿井地面瓦斯抽采站位置选择应符合本规范第10.2.9条的规定。
7.2.7 矿井抽采瓦斯设备选取应符合本规范第8.5节的要求。
7.3 井下灾害防治
7.3.1 矿井防治水设计必须符合下列规定:
1 受水害威胁的矿井必须计算和留设各类防水煤(岩)柱。在各类防隔水煤(岩)柱中严禁进行采掘作业;
2 有突水历史或带压开采的矿井应分水平或分采区实行隔离开采。带压开采时,应计算安全隔水层厚度和突水系数。当隔水层不足以承受实际水头压力时,开采前,应采取疏水降压、帷幕注浆或局部注浆加固底板隔水层等措施;
3 排水系统应配备与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配电设备和水仓等;
4 水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井,应在井底车场周围设置防水闸门,或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。
7.3.2 矿井设计必须采取综合防尘措施,并应符合下列规定:
1 矿井必须建立健全防尘供水系统;
2 在运输系统各转载点应采用声、光、触、磁等自动控制喷雾防尘;
3 掘进工作面应采取湿式凿岩、喷雾洒水、选择局部通风除尘系统、风流净化、机械捕尘、个体防护等综合防尘措施;
4 回采工作面应采取煤层注水、喷雾洒水、通风除尘、个体防护等综合防尘措施;
5 开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井,必须采取预防和隔绝煤尘爆炸的措施,并应设置水棚或岩粉棚。
7.3.3 开采自燃和容易自燃的煤层,应符合下列规定:
1 开采容易自燃和自燃煤层时,必须有相应的防灭火设计,并应采取综合防灭火措施;
2 开采容易自燃或采用放顶煤开采自燃煤层的矿井,必须设计以灌浆为主的综合防灭火措施;
3 开采自燃、容易自燃煤层的矿井应建立束管监测系统。
7.3.4 开采有煤与瓦斯突出危险的矿井,必须编制防治煤与瓦斯突出专项设计,并应符合下列规定:
1 矿井主要巷道应布置在岩层或非突出煤层中,并应减少井巷揭穿突出煤层的次数;
2 开采有突出危险的煤层,必须采取区域综合防突和局部综合防突措施;
3 开采煤层群并具备开采保护层条件时,应首先采用开采保护层作为区域防突措施,并应符合下列规定:
1)开采保护层时,应同时抽采被保护层的瓦斯;
2)开采近距离保护层时,应采取防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层的措施;
3)开采保护层的矿井,被保护层的采掘作业必须在保护范围内进行;
4)开采保护层时,采空区内不得留有煤(岩)柱。
4 不具备保护层开采条件的矿井,必须采取预抽煤层瓦斯的区域防突措施。
7.3.5 开采有冲击地压的煤层,必须编制防治冲击地压专项设计,并应符合下列规定:
1 开采严重冲击地压煤层时,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;在采空区不得留有煤柱;
2 开采煤层群时,应选择无冲击地压或弱冲击地压煤层作为保护层开采;
3 开采冲击地压煤层采用垮落法控制顶板时,支架工作阻力应满足切顶支护强度的要求,采空区中所有支柱必须回净;
4 冲击地压煤层,应根据顶板岩性采用宽巷掘进;区段之间应采用无煤柱或窄煤柱;采用大煤柱护巷时,应避开应力集中区,严禁留大煤柱影响邻近层开采。巷道支护严禁采用混凝土、金属等刚性支架。严重冲击地压厚煤层中的巷道,应布置在应力集中区外;双巷掘进时,2条平行巷道在时间、空间上,应避开相互影响;
5 开采冲击地压煤层时,在应力集中影响范围内不得布置2个工作面同时进行采掘作业;相邻矿井、相邻采区之间,应避免采掘相互影响。
7.4 井下热害防治
7.4.1 新建、改建和扩建矿井设计时,应根据评审备案的勘探地质报告提供的资料或按邻近矿井的实测数值类比选取的资料,进行矿井气温预测计算,超温地点应采取降温措施。
7.4.2 对气温超限矿井,应采取综合降温措施。
7.4.3 采用非机械制冷降温时,应根据矿井的具体条件,采用下列一种或多种措施:
1 利用冷源;
2 增加供风量或提高作业人员集中处的局部风速;
3 下行通风或同流通风等有利于降温的通风方式;
4 回避井下热源、隔绝或减少热源向进风流散热;
5 疏放或封堵热水;
6 采空区热源的封堵、抽排;
7 个体防护。
7.4.4 采用机械制冷降温时,应根据矿井地质条件、开拓开采系统、巷道布置、矿井通风系统、制冷降温范围、采深、冷负荷、矿井涌水量及水质和水温、回风风量和温度、采掘机械化程度、热源及条件类似矿井的经验,进行技术经济论证后,采用下列降温方式:
1 压缩空气制冷系统;
2 井下移动式空调等局部降温系统;
3 地面集中空调降温系统;
4 井下集中或分区集中空调降温系统;
5 地面与井下联合空调降温系统;
6 制冰降温系统。
7.4.5 井下空气处理应符合下列规定:
1 井下空气处理设备、设施应根据空调系统和需处理的空气量、冷负荷等,综合采用直接蒸发式、水冷表面式、喷淋式冷却器或喷淋硐室;
2 井下空气处理方式可采用集中处理或在各降温地点分别处理;
3 当需处理的空气量较大、冷负荷较大或狭长空间自然空气温度差大于10℃,用单一空气处理设备或设施难以达到效果或不经济时,宜采用综合的空气处理方式;
4 空气处理设备的处理风量应根据冷负荷与送风温差确定,但不应大于供给所在巷道处的风量。对掘进工作面,其处理风量不得超过该工作面全负压供给该处风量的70%。
7.4.6 制冷机冷凝热排除方式应根据降温方式、冷凝热量、水源的水质和水量及水温、矿井回风风量和温度、采深等因素确定,并应符合下列规定:
1 地面排除冷凝热时,可采用冷却塔或天然水体;
2 当采用井下集中空调系统降温方式,且井下水水质、水量、水温合适或经处理合适时,应采用井下水排除冷凝热;井下水不适用时,应对矿井回风排除冷凝热、将冷凝器循环冷却水排至地面进行降温处理等排放方式进行技术经济比较后确定;
3 井下利用回风排除冷凝热时,回风风流湿球温度不宜高于29℃。
7.4.7 制冷剂的选择应符合防火、不爆炸、无毒、冷凝温度高、冷凝压力低、环保等要求。
7.4.8 制冷机冷负荷备用系数可取1.10~1.20,制冷设备数量不宜少于2台。当冷负荷较大时,宜选用大型制冷机。
7.4.9 当制冷站设在地面时,制冷机房设计与布置应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的有关规定。制冷机房位置与进风井口的距离不宜小于50m,且应处于夏季主导风向下方。
7.4.10 当制冷站设在井下时,制冷硐室的位置和布置应有利于供冷和排除冷凝热,并应满足设备的搬运、安装、维修、操作和安全等要求。
7.4.11 井深大于600m时,采用地面集中空调系统的冷量传输应有耦合装置。耦合方式的选择应根据安全、节能、高效、维护管理方便等因素,经技术经济论证后,选用壳管式高低压换热器、水能回收装置、多腔热压转换器等设备。
7.4.12 冷量传输管道的供水管应隔热。回水管是否隔热应根据回水管所在的环境温度确定。冷量传输应符合下列规定:
1 管道隔热材料与结构应能防火、防潮、隔气、无毒,并应避免“冷桥”产生,温升不应高于0.6℃/1000m;
2 管道可采用壁挂、架空或地沟形式敷设,输冷管不宜布置在回风巷中;
3 低温冷媒宜根据原材料的来源、腐蚀性、水溶性、冷媒温度和价格等因素,采用氯化钙溶液、乙二醇水溶液或丙三醇等水溶液,溶液的浓度应根据冷媒温度确定。
7.4.13 矿井制冷系统中的供冷系统和冷却水系统的管网应进行水力平衡计算。水力系统设计应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019及《建筑给水排水设计规范》GB 50015的有关规定。
7.5 井下紧急避险系统
7.5.1 矿井应建设井下紧急避险系统,并应做到系统可靠、设施完善、管理到位、运转有效。紧急避险系统应与监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相互连接,并应在紧急避险系统安全防护功能基础上,依靠其他避险系统的支持,提升紧急避险系统的安全防护能力。
7.5.2 紧急避险设施应主要包括永久避难硐室、临时避难硐室、可移动式救生舱等。井下紧急避险设施应符合下列规定:
1 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井应建设井下紧急避险设施。其他矿井在突发紧急情况下,凡井下人员在自救器额定防护时间内靠步行不能安全撤至地面时,应建设井下紧急避险设施;
2 永久避难硐室应设置在井底车场、水平大巷、采区避灾路线上,服务年限不宜低于5a;应布置在稳定的岩层中,并应避开地质构造带、高温带、应力异常区,以及透水危险区,且应顶板完整、支护完好,同时应确保在服务期间不受采动影响;永久避难硐室应具备应急逃生出口或采用2个安全出入口;有条件的矿井,应将安全出入口或应急逃生出口分别布置在2条不同巷道中;布置在同一条巷道中时,2个出入口的间距不应小于20m;
3 煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井的采区避难硐室应按永久避难硐室的标准建设;
4 有条件的矿井宜为永久避难硐室布置由地表直达硐室的钻孔,钻孔直径不应小于200mm。通过钻孔设置水管和电缆时,水管应有减压装置;钻孔地表出口应有保护装置,并应储备自带动力压风机,数量不应少于2台;
5 临时避难硐室应设置在采掘区域或采区避灾路线上,并应服务于采掘工作面及其附近区域,服务年限不宜大于5a;临时避难硐室应避免受采动损害;
6 紧急避险设施应具备安全防护、氧气供给保障、有害气体去除、环境监测、通信、照明、动力供应、人员生存保障等基本功能,在无任何外界支持的条件下额定防护时间不应低于96h;
7 紧急避险设施总容量应满足服务区域所有人员紧急避险需要,应包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员,并应按规定留有备用系数。永久避难硐室的备用系数不应低于1.2,临时避难硐室和可移动式救生舱的备用系数不应低于1.1;
8 紧急避险设施配套设备及可移动式救生舱应取得煤矿矿用产品安全标志。
7.5.3 矿井入井人员应随身携带防护时间不低于30min的自救器;煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井的入井人员应随身携带隔离式自救器,有效防护时间不应低于45min。
7.5.4 矿井避灾路线图中应明确标注紧急避险设施的位置、规格和种类,井巷中应有紧急避险设施方位的明显标识。
7.5.5 紧急避险系统应随井下采掘系统的变化及时调整和补充完善,应包括及时补充或移动紧急避险设施,并应完善避灾路线和应急预案等。
8 矿井主要固定设备
8.1 提升设备
8.1.1 主、副井提升设备的类型及套数应根据矿井设计生产能力、井深、水平个数、辅助提升要求、安全、环境条件及有利加快建设速度等因素,经技术经济比较后确定,并应符合下列规定:
1 矿井应各设主、副井提升设备;小型矿井在满足安全、提升能力要求的前提下,也可选择混合提升方式;对于井深超过700m或生产能力大于5.00Mt/a的矿井,作为人员主要提升的副立井,宜设两套提升设备,其中一套可为交通罐提升设备;
2 提升设备应按其所担负的最终水平提升量进行选择;
3 矿井主斜井、主平硐宜选用带式输送机提升。
8.1.2 条件适宜的立井宜采用多绳摩擦式提升机。采用多绳摩擦式提升机时,应符合下列规定:
1 选择塔式或落地式提升机,应根据所在地的气候、地震烈度、地基承载力等自然条件,结合总图布置、经济投资、安装、生产、维护、检修状况以及施工占用井口影响矿井建设工期等因素,经综合技术经济比较后确定;
2 当在井塔内设二套提升机时,宜采用同层布置;
3 落地式提升机宜靠近井筒布置;当一个井筒装备两套落地式提升系统时,主井宜采用对侧布置,副井宜采用同侧布置。
8.1.3 摩擦式提升机防滑安全校验应符合下列规定:
1 摩擦式提升机工作闸或保险闸所产生的制动力矩均不得小于提升最大静荷重旋转力矩的3倍;并应根据设计实用最大不平衡负载,按闸间隙2mm时的弹簧力配备制动器对数:
2 上提重载安全制动时全部机械的减速度不得大于5m/s2;下放重载安全制动时全部机械的减速度不得小于1.5m/s2;在各种载荷和各种提升状态下,安全制动系统所产生的制动减速度计算值不得超过滑动极限。钢丝绳与摩擦轮间摩擦系数的取值不得大于0.25,必须计入由钢丝绳自重所引起的最大不平衡质量差;
3 经安全制动防滑校验,当一级制动装置不能满足防滑要求时,必须采用二级制动装置或恒减速制动装置。
8.1.4 主井箕斗提升必须采用定重装载,箕斗容积设计必须与提升选型设计所确定的载重量相适应。
8.1.5 提升设备的卷筒、摩擦轮、天轮、导向轮的直径与钢丝绳公称直径之比值,应符合下列规定:
1 落地式摩擦提升装置的摩擦轮及天轮、有导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮,井上不得小于90,井下不得小于80;围包角为180°无导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮,井上不得小于80,井下不得小于70;摩擦提升装置的导向轮,不得小于80;
2 井上缠绕式提升装置的卷筒和围包角大于或等于90°的天轮,不得小于80;围包角小于90°的天轮,不得小于60;
3 井下缠绕式提升绞车的卷筒、井下架空乘人装置的主导轮和尾导轮、围包角大于或等于90°的天轮,不得小于60;围包角小于90°的天轮,不得小于40;
4 矸石山提升装置的卷筒和导向轮,不得小于50;
5 倾斜井巷提升系统的游动天轮,围包角小于35°的不得小于20,围包角大于或等于35°的不得小于40;
6 提升设备使用密封式提升钢丝绳时,应将各相应的直径比值增加20%。
8.1.6 提升钢丝绳选择应符合下列规定:
1 提升钢丝绳悬挂时的安全系数最低值必须符合表8.1.6的规定;
表8.1.6 提升钢丝绳安全系数最低值
注:H为钢丝绳悬挂高度(m),L为无极绳绞车驱动轮到尾轮的斜长(m)。
2 多绳摩擦式提升主绳应采用对称布置的左、右捻钢丝绳;
3 摩擦式提升的尾绳应至少装设2根,并宜减少与主绳的差重;
4 平衡尾绳宜采用扁钢丝绳,采用圆股或异形股钢丝绳时,应符合现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918的有关规定,并应采用带有旋转功能的尾绳悬挂装置与提升容器相连接。
8.1.7 提升设备的运行速度和正常运行加、减速度及加速度变化率应符合下列规定:
1 立井罐笼升降人员时的最大加速度和减速度,不得超过0.75m/s2,升降人员时的最大速度,不得超过0.5m/s(H为提升高度),且最大不得超过12m/s;
2 立井升降物料时,多绳摩擦式提升的加、减速度不得超过1.2m/s2,单绳缠绕式提升的加、减速度不得超过1.0m/s2;升降物料时的最大速度,不得超过0.6m/s(H为提升高度)。斜井升降物料时的最大加速度和减速度不得超过0.5m/s2;斜井采用串车升降物料时的最大速度不得超过5m/s;斜井采用箕斗升降物料时的最大速度不得超过7m/s,当铺设固定道床并采用大于或等于38kg/m钢轨时,速度不得超过9m/s;
3 提升系统的加速度变化率不得超过0.5m/s3;
4 采用固定曲轨卸载方式时,滚轮进出曲轨时的速度不得大于1.5m/s;
5 斜井提升容器在甩车道上的运行速度,不得大于1.5m/s。
8.1.8 提升电动机及电控系统的选择应符合下列规定:
1 提升电动机选用交流异步电动机、同步电动机或直流电动机传动及其供电和控制系统时,应根据生产安全需要和提升工艺要求、电动机容量、电源容量、年提升量及投资收益等因素,通过技术经济比较后确定;
2 提升系统宜采用计算机控制,并宜具有联网通信功能;
3 提升机应选用电力电子变流器供电的交、直流传动系统;
4 功率大于1000kW时,宜采用低速直联传动系统;
5 井下提升电动机及其供配电电控设备的型式应选用矿用防爆型;
6 提升电动机功率选择储备系数宜按1.05~1.10选取;
7 提升机与电动机连接装置传动效率的选择,直联可取0.98,行星齿轮减速器可取0.92,平行轴减速器可取0.85~0.90,特定产品可按产品参数特征表中提供的数据选取;
8 计算提升动力学选取井筒阻力系数,立井箕斗提升应取1.15,罐笼提升应取1.20,斜井提升应取1.1;
9 主斜井、主平硐带式输送机的电控系统应满足重载起动和可设定加速度的软起动要求,对下运带式输送机并应满足软制动要求。需调速运行的大型带式输送机的传动装置宜采用交流变频传动系统;
10 主斜井、主平硐带式输送机和带式输送机运输线的配电、控制、保护、闭锁和信号装置的设置应符合现行国家标准《带式输送机工程设计规范》GB 50431和《通用用电设备配电设计规范》GB 50055的有关规定。
8.1.9 主井提升能力计算应符合下列规定:
1 主井提升应按每年330d、每天作业时间18h计算;
2 主井箕斗提升不均衡系数,有井底煤仓时可取1.10,无井底煤仓时可取1.20;
3 主井提升设备应留有10%~20%的富余能力;
4 斜井带式输送机提煤,当井底有煤仓时,不均衡系数宜取1.10~1.15;当井底无煤仓时,斜井带式输送机的输送能力应与大巷带式输送机的输送能力相适应。
8.1.10 副井提升能力计算应按四六工作制进行,并应符合下列规定:
1 最大班工人下井时间,立井不应超过30min,斜井不应超过45min;
2 最大班作业时间应按4.5h计算;
3 人员、矸石、支护材料等作业时间宜按下列规定计算:
1)升降工人时的重合率,宜按工人下井时间的1.6倍~1.8倍选取;升降其他人员时间,宜按升降工人时间的20%计算;
2)提升矸石宜按日出矸量的35%计算;
3)下放支护材料宜按日需要量的35%计算;
4)其他作业宜按5次~10次选取;
4 提升设备应能满足运送井下设备最重部件的需要,液压支架宜选择整体运输方式。
8.1.11 提升容器在井口、井底同时作业时的休止时间应符合下列规定:
1 标称容量6t及以下箕斗,宜为8s;8t~9t箕斗,宜为10s;12t~30t箕斗,可按每吨1s计算;30t以上的箕斗,宜按有关设备部件环节联动时间计算确定,在缺乏计算数值或实测数据时,每增加1t可按0.5s~0.8s计算;
2 普通罐笼进出矿车休止时间应符合表8.1.11的规定;
表8.1.11 普通罐笼进出矿车休止时间(s)
3 普通罐笼单层进出材料车或平板车的休止时间宜按40s计算;双层罐笼沉罐时休止时间宜按88s计算。无轨胶轮车运输,罐笼单层进出车的休止时间应按罐笼承接装置、安全门、无轨胶轮车罐内定位等环节动作时间计算确定;双层罐笼沉罐时,休止时间应按两次单层进出车的休止时间与沉罐时间之和计算确定;
4 单层罐笼每次升降5人及以下时的休止时间宜按20s计算,超过5人,每增加1人应增加1s;双层罐笼升降人员,当两层罐笼同时进出人员时,休止时间应比单层罐笼增加2s信号联络时间;当人员由一个水平进出罐笼时,休止时间应比单层罐笼增加1倍,并应增加6s换置时间;
5 斜井串车提升的休止时间,平车场宜取25s,甩车场宜取20s,井上下甩车时间应按实际运行状况计算。
8.1.12 混合提升能力计算应符合下列规定:
1 最大班工人下井时间,立井不宜超过30min,斜井不宜超过45min;
2 最大班作业时间应按5.5h计算;
3 每班提煤、提矸应计入1.25不均衡系数;
4 提升设备应能满足运送井下设备最重部件的需要。
8.1.13 专用提升矸石的设备能力应按每年330d、每天作业时间18h计算,并应取1.2不均衡系数。
8.1.14 采区上、下山轨道提升能力计算应符合下列规定:
1 当只提煤时,提升作业时间每班应按4.5h计算;
2 辅助提升作业时间,每班应按4.5h计算;
3 混合提升作业时间,每班应按5.5h计算;
4 提煤或提矸的不均衡系数应取1.25;
5 单钩提升时,上提下放时间可按重合计算;
6 提升设备应满足运送采区内采掘设备最重部件的需要。
8.1.15 提升机房起重设备的选择应符合下列规定:
1 滚筒直径为2.5m及以上的单绳缠绕式提升机或落地式多绳摩擦式提升机的机房,应设起重机;起重机设备应能满足提升机设备的起吊、安装和检修要求;
2 塔式多绳摩擦式提升机房采用内吊装方式运送设备部件时,宜设置电动超卷扬起重机。
8 矿井主要固定设备
8.1 提升设备
8.1.1 主、副井提升设备的类型及套数应根据矿井设计生产能力、井深、水平个数、辅助提升要求、安全、环境条件及有利加快建设速度等因素,经技术经济比较后确定,并应符合下列规定:
1 矿井应各设主、副井提升设备;小型矿井在满足安全、提升能力要求的前提下,也可选择混合提升方式;对于井深超过700m或生产能力大于5.00Mt/a的矿井,作为人员主要提升的副立井,宜设两套提升设备,其中一套可为交通罐提升设备;
2 提升设备应按其所担负的最终水平提升量进行选择;
3 矿井主斜井、主平硐宜选用带式输送机提升。
8.1.2 条件适宜的立井宜采用多绳摩擦式提升机。采用多绳摩擦式提升机时,应符合下列规定:
1 选择塔式或落地式提升机,应根据所在地的气候、地震烈度、地基承载力等自然条件,结合总图布置、经济投资、安装、生产、维护、检修状况以及施工占用井口影响矿井建设工期等因素,经综合技术经济比较后确定;
2 当在井塔内设二套提升机时,宜采用同层布置;
3 落地式提升机宜靠近井筒布置;当一个井筒装备两套落地式提升系统时,主井宜采用对侧布置,副井宜采用同侧布置。
8.1.3 摩擦式提升机防滑安全校验应符合下列规定:
1 摩擦式提升机工作闸或保险闸所产生的制动力矩均不得小于提升最大静荷重旋转力矩的3倍;并应根据设计实用最大不平衡负载,按闸间隙2mm时的弹簧力配备制动器对数:
2 上提重载安全制动时全部机械的减速度不得大于5m/s2;下放重载安全制动时全部机械的减速度不得小于1.5m/s2;在各种载荷和各种提升状态下,安全制动系统所产生的制动减速度计算值不得超过滑动极限。钢丝绳与摩擦轮间摩擦系数的取值不得大于0.25,必须计入由钢丝绳自重所引起的最大不平衡质量差;
3 经安全制动防滑校验,当一级制动装置不能满足防滑要求时,必须采用二级制动装置或恒减速制动装置。
8.1.4 主井箕斗提升必须采用定重装载,箕斗容积设计必须与提升选型设计所确定的载重量相适应。
8.1.5 提升设备的卷筒、摩擦轮、天轮、导向轮的直径与钢丝绳公称直径之比值,应符合下列规定:
1 落地式摩擦提升装置的摩擦轮及天轮、有导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮,井上不得小于90,井下不得小于80;围包角为180°无导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮,井上不得小于80,井下不得小于70;摩擦提升装置的导向轮,不得小于80;
2 井上缠绕式提升装置的卷筒和围包角大于或等于90°的天轮,不得小于80;围包角小于90°的天轮,不得小于60;
3 井下缠绕式提升绞车的卷筒、井下架空乘人装置的主导轮和尾导轮、围包角大于或等于90°的天轮,不得小于60;围包角小于90°的天轮,不得小于40;
4 矸石山提升装置的卷筒和导向轮,不得小于50;
5 倾斜井巷提升系统的游动天轮,围包角小于35°的不得小于20,围包角大于或等于35°的不得小于40;
6 提升设备使用密封式提升钢丝绳时,应将各相应的直径比值增加20%。
8.1.6 提升钢丝绳选择应符合下列规定:
1 提升钢丝绳悬挂时的安全系数最低值必须符合表8.1.6的规定;
表8.1.6 提升钢丝绳安全系数最低值
注:H为钢丝绳悬挂高度(m),L为无极绳绞车驱动轮到尾轮的斜长(m)。
2 多绳摩擦式提升主绳应采用对称布置的左、右捻钢丝绳;
3 摩擦式提升的尾绳应至少装设2根,并宜减少与主绳的差重;
4 平衡尾绳宜采用扁钢丝绳,采用圆股或异形股钢丝绳时,应符合现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918的有关规定,并应采用带有旋转功能的尾绳悬挂装置与提升容器相连接。
8.1.7 提升设备的运行速度和正常运行加、减速度及加速度变化率应符合下列规定:
1 立井罐笼升降人员时的最大加速度和减速度,不得超过0.75m/s2,升降人员时的最大速度,不得超过0.5m/s(H为提升高度),且最大不得超过12m/s;
2 立井升降物料时,多绳摩擦式提升的加、减速度不得超过1.2m/s2,单绳缠绕式提升的加、减速度不得超过1.0m/s2;升降物料时的最大速度,不得超过0.6m/s(H为提升高度)。斜井升降物料时的最大加速度和减速度不得超过0.5m/s2;斜井采用串车升降物料时的最大速度不得超过5m/s;斜井采用箕斗升降物料时的最大速度不得超过7m/s,当铺设固定道床并采用大于或等于38kg/m钢轨时,速度不得超过9m/s;
3 提升系统的加速度变化率不得超过0.5m/s3;
4 采用固定曲轨卸载方式时,滚轮进出曲轨时的速度不得大于1.5m/s;
5 斜井提升容器在甩车道上的运行速度,不得大于1.5m/s。
8.1.8 提升电动机及电控系统的选择应符合下列规定:
1 提升电动机选用交流异步电动机、同步电动机或直流电动机传动及其供电和控制系统时,应根据生产安全需要和提升工艺要求、电动机容量、电源容量、年提升量及投资收益等因素,通过技术经济比较后确定;
2 提升系统宜采用计算机控制,并宜具有联网通信功能;
3 提升机应选用电力电子变流器供电的交、直流传动系统;
4 功率大于1000kW时,宜采用低速直联传动系统;
5 井下提升电动机及其供配电电控设备的型式应选用矿用防爆型;
6 提升电动机功率选择储备系数宜按1.05~1.10选取;
7 提升机与电动机连接装置传动效率的选择,直联可取0.98,行星齿轮减速器可取0.92,平行轴减速器可取0.85~0.90,特定产品可按产品参数特征表中提供的数据选取;
8 计算提升动力学选取井筒阻力系数,立井箕斗提升应取1.15,罐笼提升应取1.20,斜井提升应取1.1;
9 主斜井、主平硐带式输送机的电控系统应满足重载起动和可设定加速度的软起动要求,对下运带式输送机并应满足软制动要求。需调速运行的大型带式输送机的传动装置宜采用交流变频传动系统;
10 主斜井、主平硐带式输送机和带式输送机运输线的配电、控制、保护、闭锁和信号装置的设置应符合现行国家标准《带式输送机工程设计规范》GB 50431和《通用用电设备配电设计规范》GB 50055的有关规定。
8.1.9 主井提升能力计算应符合下列规定:
1 主井提升应按每年330d、每天作业时间18h计算;
2 主井箕斗提升不均衡系数,有井底煤仓时可取1.10,无井底煤仓时可取1.20;
3 主井提升设备应留有10%~20%的富余能力;
4 斜井带式输送机提煤,当井底有煤仓时,不均衡系数宜取1.10~1.15;当井底无煤仓时,斜井带式输送机的输送能力应与大巷带式输送机的输送能力相适应。
8.1.10 副井提升能力计算应按四六工作制进行,并应符合下列规定:
1 最大班工人下井时间,立井不应超过30min,斜井不应超过45min;
2 最大班作业时间应按4.5h计算;
3 人员、矸石、支护材料等作业时间宜按下列规定计算:
1)升降工人时的重合率,宜按工人下井时间的1.6倍~1.8倍选取;升降其他人员时间,宜按升降工人时间的20%计算;
2)提升矸石宜按日出矸量的35%计算;
3)下放支护材料宜按日需要量的35%计算;
4)其他作业宜按5次~10次选取;
4 提升设备应能满足运送井下设备最重部件的需要,液压支架宜选择整体运输方式。
8.1.11 提升容器在井口、井底同时作业时的休止时间应符合下列规定:
1 标称容量6t及以下箕斗,宜为8s;8t~9t箕斗,宜为10s;12t~30t箕斗,可按每吨1s计算;30t以上的箕斗,宜按有关设备部件环节联动时间计算确定,在缺乏计算数值或实测数据时,每增加1t可按0.5s~0.8s计算;
2 普通罐笼进出矿车休止时间应符合表8.1.11的规定;
表8.1.11 普通罐笼进出矿车休止时间(s)
3 普通罐笼单层进出材料车或平板车的休止时间宜按40s计算;双层罐笼沉罐时休止时间宜按88s计算。无轨胶轮车运输,罐笼单层进出车的休止时间应按罐笼承接装置、安全门、无轨胶轮车罐内定位等环节动作时间计算确定;双层罐笼沉罐时,休止时间应按两次单层进出车的休止时间与沉罐时间之和计算确定;
4 单层罐笼每次升降5人及以下时的休止时间宜按20s计算,超过5人,每增加1人应增加1s;双层罐笼升降人员,当两层罐笼同时进出人员时,休止时间应比单层罐笼增加2s信号联络时间;当人员由一个水平进出罐笼时,休止时间应比单层罐笼增加1倍,并应增加6s换置时间;
5 斜井串车提升的休止时间,平车场宜取25s,甩车场宜取20s,井上下甩车时间应按实际运行状况计算。
8.1.12 混合提升能力计算应符合下列规定:
1 最大班工人下井时间,立井不宜超过30min,斜井不宜超过45min;
2 最大班作业时间应按5.5h计算;
3 每班提煤、提矸应计入1.25不均衡系数;
4 提升设备应能满足运送井下设备最重部件的需要。
8.1.13 专用提升矸石的设备能力应按每年330d、每天作业时间18h计算,并应取1.2不均衡系数。
8.1.14 采区上、下山轨道提升能力计算应符合下列规定:
1 当只提煤时,提升作业时间每班应按4.5h计算;
2 辅助提升作业时间,每班应按4.5h计算;
3 混合提升作业时间,每班应按5.5h计算;
4 提煤或提矸的不均衡系数应取1.25;
5 单钩提升时,上提下放时间可按重合计算;
6 提升设备应满足运送采区内采掘设备最重部件的需要。
8.1.15 提升机房起重设备的选择应符合下列规定:
1 滚筒直径为2.5m及以上的单绳缠绕式提升机或落地式多绳摩擦式提升机的机房,应设起重机;起重机设备应能满足提升机设备的起吊、安装和检修要求;
2 塔式多绳摩擦式提升机房采用内吊装方式运送设备部件时,宜设置电动超卷扬起重机。
8.2 通风设备
8.2.1 矿井的每一风井必须安装两套同等能力的主要通风机装置,新建矿井每一风井的主要通风机及辅助装置的型号、规格必须相同,其中一套应作为备用,且备用通风设备及辅助装置必须能在10min内开动。
8.2.2 选择通风设备应符合下列规定:
1 应满足矿井通风设备服务期限内各个时期的工况变化需要;通风设备应在较长时期内高效运行;当工况变化较大时,宜根据矿井采区分期投产时间及节能情况分期选择通风机或电动机;经技术经济比较合理时,可采用电气调速装置调整风量及负压满足工况要求;
2 通风机能力应留有余量,在最大设计风量和负压时,轴流式通风机工况点叶片角应比设备允许的最大运行角度留有不小于5°的余量;离心式通风机的设计转速不应大于设备允许最高转速的90%;
3 通风机电动机的选择,宜采用鼠笼型电动机传动,特殊情况下也可采用绕线型异步电动机传动;容量较大、系统又需改善功率因数,且经技术经济比较合理时,可采用同步电动机传动;
4 通风机选型应校验电动机的正常起动容量和反风容量;
5 采用变频调速时,应避免出现通风机转速的倍频共振现象。
8.2.3 通风设备的辅助装置应采用先进的防漏风设施。通风设备及辅助装置计算风量所采用的漏风系数应符合下列规定:
1 专用通风井应取1.05;
2 有提升设备的回风井应取1.15。
8.2.4 通风设备及辅助装置安装布置应符合下列规定:
1 在同一通风井后期需换装通风机时,应预留风道接口和通风机房位置,或按各期最大尺寸设置风道及接口,并应满足后期通风机的换装条件;
2 风门宜采用电动、手摇两用风门绞车,并宜集中操作;手动风门绞车宜集中布置;
3 通风机房可根据安装检修实际需要设置起重梁或起重机。
8.2.5 通风机的反风应符合下列规定:
1 通风机的反风量不应小于正常供风量的40%;
2 选用轴流式通风机时,宜采用反转反风或调节叶片角度方式反风;
3 采用离心式通风机时,应采用反风道反风。
8.2.6 采用并联通风的矿井,通风设备应按并联运行解析计算其工况点。
8.2.7 主要通风机的电控系统宜采用计算机控制技术,并宜具有联网通信功能。
8.3 排水设备
8.3.1 主要排水设备选择应符合下列规定:
1 矿井井下主要排水设备应满足矿井排水的要求。除正在检修的水泵外,应配备工作水泵和备用水泵。工作水泵的能力应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量(包括充填水及其他用水)。备用水泵的能力不应小于工作水泵能力的70%。检修水泵的能力不应小于工作水泵能力的25%。工作和备用水泵的总能力应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量;
2 主排水泵应选择技术先进的高效率排水设备,并应保证排水系统的综合特性处于高效工况区工作;
3 排水泵允许的最大吸水高度不宜小于5m;
4 当矿井水质的pH值小于5时,排水设备应采取防酸设施;
5 主排水泵宜采用笼型异步电动机传动;
6 主要排水设备宜采用计算机自动化控制系统,并宜具有联网通信功能。
8.3.2 主排水管的选择应符合下列规定:
1 排水管路应设置工作排水管路和备用排水管路。工作排水管路的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用排水管路的总能力应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量;
2 沿进风井筒敷设的钢制排水管路宜采用焊接连接;
3 立井井筒中排水管路每隔100m~150m宜装设中间直管座;
4 排水管路较长时,应分段选择管壁厚度;
5 当地质地形条件适宜,经技术经济比较合理时,可通过钻孔敷设排水管路排水。
8.3.3 确定水泵扬程和排水能力时,设计应计入管路淤积所增加的附加阻力,阻力系数应取1.7;并应校验水泵在管路尚未淤积时运行工况的电动机容量。
8.3.4 主排水系统经常操作的闸阀宜选用电动或电液动闸阀;采用自动化排水控制系统时,经常操作的闸阀应选用电动或电液动闸阀。
8.3.5 当水泵电动机容量大于100kW时,水泵房应设置起重梁;设备台数大于5台和最重单件设备超过5t时,可设置手动起重机;并应敷设轨道与井筒和井底车场相通。
8.3.6 采区排水设备及管路的选择应符合下列规定:
1 正常涌水量为50m3/h及以下,且最大涌水量为100m3/h及以下的采区,可选用2台水泵,应为1台工作、1台备用;可敷设1条管路,1泵1管时的排水能力应在20h内排出采区24h的正常涌水量,2泵并联时的排水能力应在20h内排出采区24h的最大涌水量;
2 正常涌水量大于50m3/h或最大涌水量大于100m3/h的采区、有突水危险或有综采工作面的采区,应增设水泵、管路或预留相应设备的安装位置;必要时可按本规范第8.3.1条第1款和第8.3.2条第1款的规定设计。
8.3.7 井筒井底水窝排水设备的选择应符合下列规定:
1 应设2台水泵,其中应1台工作、1台备用;
2 水泵能力应在20h内排出水窝24h积水量;
3 宜选用泥浆泵或潜污泵,并宜实现自动化排水。
8.3.8 矿井应急排水系统的设置应符合第7.3.1条第4款的规定。
8.3.9 应急排水系统的供配电开关设备应设置在地面配电室内;多水平开拓的矿井采用接力应急排水系统时,在保证安全的前提下,供配电开关设备可设置在上水平配电硐室内。
8.4 压缩空气设备
8.4.1 选择压缩空气站位置宜靠近用风负荷中心。设备选择应符合下列规定:
1 矿井地面应设置空气压缩机站,集中布置不宜超过6台;
2 瓦斯矿井中,送气距离较远时,可在井下主要运输巷道附近新鲜风流通过处增设压缩空气站;但每台空气压缩机的能力不宜大于20m3/min,数量不宜超过3台;
3 压缩空气站内宜设1台备用空气压缩机;当分散设置的压缩空气站之间有管道连接时,应统一设置备用空气压缩机;
4 井下压缩空气站的固定式空气压缩机和储气罐应分设在2个硐室内。
8.4.2 压缩空气站设备能力计算应符合下列规定:
1 应按矿井达到设计生产能力时的风动工具和设备的用气量计算,并应按管路漏气系数、机械磨损耗气量增加系数及海拔高度修正系数进行修正;同时应校核最大班井下人员压风自救需风量;
2 当风动钻机和风镐不同时使用时,应按用气量最大的设备进行计算;
3 风动钻机、风镐同时使用时,应采用同时使用系数法,同时使用系数应符合表8.4.2-1规定;
表8.4.2-1 风动钻机、风镐同时使用系数
4 管路漏气系数应取1.10~1.20;
5 机械磨损耗气量增加系数应取1.10~1.15;
6 海拔高度修正系数,海平面时应取1,海拔高度每增高100m,系数应增加1%;
7 混凝土喷射机同时使用台数应符合表8.4.2-2规定。
表8.4.2-2 混凝土喷射机同时使用台数
8.4.3 压缩空气管道设计应符合下列规定:
1 压缩空气管道干管管径应按矿井服务年限内最远采区供气距离确定;采区管道管径应按矿井达到设计生产能力时,采区内供气最远距离计算;
2 管道宜采用钢管;设计管路时,压风损失不应超过0.147MPa,风动工具不应低于额定压力工作;
3 压缩空气管道在井上和进风井筒部分,除与设备、闸门或附件的连接外,宜采用焊接连接,其余巷道应采用管接头或法兰连接;
4 井上非直埋管路,当直线长度超过100m时,应装设曲管式伸缩器。在立井井筒中,每隔100m~150m宜装设中间直管座和伸缩器;
5 在井口、井下管道的最低部位、上山或厂房的入口处,均应设置油水分离器;
6 压缩空气站应设置储气罐;储气罐的出口管路上应加装释压阀,且释压阀的口径不得小于出风管的直径;
7 所有矿井采区避灾路线上均应敷设压风自救管道,并应设供气阀门或有压风自救装置,间隔不应大于200m。管道规格应按矿井需风量、供风距离、阻力损失等参数计算确定,但主管道直径不应小于100mm,采掘工作面管道直径不应小于50mm。
8.4.4 单机容量为20m3/min及以上,且总容量不小于60m3/min的压缩空气站,宜设手动单梁起重机;单机容量为20m3/min以下,或总容量小于或等于60m3/min的压缩空气站,宜设起重梁。螺杆式压缩机等易于搬移的机型可不设起重设备,但机房通道应能满足搬移的要求。
8.4.5 压缩空气站的电气控制、测量和保护应按现行国家标准《通用用电设备配电设计规范》GB 50055、《压缩空气站设计规范》GB 50029的有关规定执行,并宜采用计算机集中控制系统,有条件时可按无人值守系统设计,并应具有联网通信功能。
8.5 抽采瓦斯设备
8.5.1 矿井瓦斯抽采设备应按“大流量、多抽泵、大管径、多回路”的原则进行装备。应符合现行国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471的有关规定,并应符合下列规定:
1 矿井瓦斯抽采设备能力应能满足瓦斯抽采设备服务范围或服务年限10a~15a内的最大瓦斯抽采量和最大抽采负压要求,抽采设备选型应进行工况流量换算;
2 高、低负压抽采系统设备应单独备用。备用泵能力不得小于运行泵中最大一台单泵的能力,且备用泵的总能力不应小于工作泵总能力的25%;
3 地面抽采瓦斯泵房内电气设备、照明和其他电器仪表应采用防爆型;
4 泵站必须有直通矿调度室的电话和检测管道瓦斯浓度、流量、压力等参数的仪表或自动监控系统;
5 干式抽采瓦斯泵吸气侧管路系统中,必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。抽采瓦斯泵站放空管的高度应超过泵房房顶3m。
8.5.2 矿井抽采管路系统应按其使用年限和服务区域内的设计最大瓦斯抽采量和最大抽采负压参数确定,并应与抽采设备能力相适应。
8.5.3 井下瓦斯抽采系统与地面抽采系统串联工作时,应保证进入抽采管路的瓦斯混合气体始终处于负压状态,在地面抽采设备停止工作时,应使井下瓦斯抽采系统闭锁停运。
8.6 注氮设备
8.6.1 注氮设备选型及注氮站位置的设置应根据矿井注氮防灭火需要,经过技术经济比较后确定。
8.6.2 地面布置时,制氮机房可与压缩空气站联合布置。
8.6.3 井下移动布置时,应设置在进风巷道或硐室中,并应满足运输、安装、检修、操作的要求,且不应影响其他运输、通风和安全。
8.6.4 制氮机组的总能力不应小于设计注氮量,并宜取1.1~1.2的富裕系数。站内制氮机组不宜少于2台。
8.6.5 注氮浓度不得小于97%,应设置专用的注氮管路。
8.6.6 矿井采用注氮防灭火时,应配套设置能连续监测注氮区气体成分变化和温度变化的监测系统。
9 地面生产系统
9.1 一般规定
9.1.1 煤的加工方法应根据对矿井原煤的煤质、用途和市场分析合理确定。设计生产能力0.3Mt/a及以下的矿井,宜设井口筛分、排矸等加工车间。设计生产能力0.45Mt/a及以上的矿井,应设井口筛分、排矸等加工车间,且应采用机械排矸。对于缓建选煤厂的矿井,地面生产系统应与待建选煤厂相关工程统筹规划,并应留有与待建选煤厂的接口。
9.1.2 地面生产系统设备小时生产能力的确定应符合下列规定:
1 原(配)煤仓前的设备,其小时生产能力应与主提升设备最大小时提升(运输)能力一致;
2 原(配)煤仓后的设备,其小时生产能力应按矿井设计生产能力及工作制度计算,并应乘以不均衡系数。煤流系统不均衡系数宜取1.15,矸石系统不均衡系数宜取1.5。
9 地面生产系统
9.1 一般规定
9.1.1 煤的加工方法应根据对矿井原煤的煤质、用途和市场分析合理确定。设计生产能力0.3Mt/a及以下的矿井,宜设井口筛分、排矸等加工车间。设计生产能力0.45Mt/a及以上的矿井,应设井口筛分、排矸等加工车间,且应采用机械排矸。对于缓建选煤厂的矿井,地面生产系统应与待建选煤厂相关工程统筹规划,并应留有与待建选煤厂的接口。
9.1.2 地面生产系统设备小时生产能力的确定应符合下列规定:
1 原(配)煤仓前的设备,其小时生产能力应与主提升设备最大小时提升(运输)能力一致;
2 原(配)煤仓后的设备,其小时生产能力应按矿井设计生产能力及工作制度计算,并应乘以不均衡系数。煤流系统不均衡系数宜取1.15,矸石系统不均衡系数宜取1.5。
9.2 井口布置
9.2.1 矿车提升的斜井,井口布置应符合下列规定:
1 井口车场形式应根据提升任务量、地形条件、场地功能分区及地面运输方式等要求,经综合分析比较后选用平车场或甩车场布置;
2 采用平车场布置时,空重车线应设置推车机或调车绞车,并应设置自动摘钩装置。坡口的竖曲线半径不应小于12m;
3 采用600mm轨距1t或1.5t矿车提升的甩车场,平曲线半径宜采用12m~15m,竖曲线半径不应小于12m,空重车线的最大高差不应大于0.8m;
4 采用其他容量和轨距矿车提升的甩车场,其平曲线、竖曲线半径应根据选用矿车的参数确定。
9.2.2 矿车提升的斜井应设安全设施,并应符合下列规定:
1 在上部平车场入口,应设置能控制车辆进入摘挂钩地点的阻车装置;
2 在上部平车场接近变坡点处,应设置能阻止未连挂的车辆滑入斜井的阻车装置;
3 斜井内应设置跑车防护装置。
9.2.3 罐笼立井井口房、立井井筒与井底车场连接处车场布置应符合下列规定:
1 井口房的布置应便于人员、材料上下井和更换罐笼;井口房应设长材料、大型设备和罐笼安装用的起重设备。备用罐笼存放处宜布置在井口房或井塔内,备用罐笼的存放方式可根据具体情况采用吊、立放或平放,但应采取防止罐笼变形的措施。当井口房需要密闭时,进、出车两端风门的启闭应机械化;
2 立井井筒与井底车场连接处应设长材料下井的起吊设备;
3 采用双层和多层罐笼时,宜在同一水平进、出车;双层罐笼同时上下人员时,罐笼两端应设置人行平台或地道;
4 井口、井底采用有轨运输方式时,罐笼操车设备应实现联动闭锁操纵和集中操纵,宜采用可进罐装卸矿车的操车设备;采用无轨运输方式时,应设无轨胶轮车导向定位的设施;
5 井底应设置满足重型设备下井的罐笼承接装置;
6 井口、井底应设有信号操纵室。
9.2.4 箕斗立井井口房、井底装载硐室布置应符合下列规定:
1 井口房的布置应便于更换箕斗,并应设更换箕斗的起重设备。备用箕斗宜存放在井口房或井塔内,备用箕斗的存放方式可根据具体情况采用吊、立放或平放,但应采取防止箕斗变形的措施。当箕斗立井兼作回风井时,井口房进出设备侧应设两道密闭门;
2 井底装载硐室应设置与箕斗配套的定量装载设备;
3 箕斗卸载方式应根据箕斗吨位、提升系统、休止时间、维护检修等因素综合比较确定;
4 井口、井底应设有信号操纵室。
9.2.5 立井提升系统内必须设置过卷(放)安全保护装置。在井口过卷距离范围内应设置过卷缓冲装置和托罐装置,在井底过放距离范围内应设置过放缓冲装置。
9.2.6 立井兼作回风井时,井口与井底必须采取密闭措施,井口应设置防爆门。
9.3 井口受煤仓
9.3.1 箕斗受煤仓的布置应符合下列规定:
1 受煤仓应设煤位信号;
2 箕斗立井和斜井的受煤仓有效容量应为箕斗容量的3倍~5倍,箕斗容量小时应取大值,箕斗容量大时应取小值;在煤位信号限定位置以上,应另留一个箕斗的容量;
3 密闭井筒的受煤仓应留密闭段,密闭段高度应根据块煤含量和井筒负压等因素确定,可取2.5m~3.5m,其容量不应计入有效容量内,并应设密闭信号;
4 受煤仓上应设处理300mm以上大块的设施,并应设排除杂铁、木块等的通道。
9.3.2 带式输送机提升斜井或平峒的井口可不设受煤仓。
9.3.3 矿车翻车机受煤仓的布置应符合下列规定:
1 受煤仓的有效容量,当逐个矿车来煤时,宜取5辆~10辆矿车容量;当成列矿车来煤时,宜取0.5列~1列矿车容量;
2 受煤仓上应设处理300mm以上大块的设施,并应设排除杂铁、木块等的通道。
9.4 筛分、选矸与破碎
9.4.1 筛分、选矸与破碎应符合现行国家标准《煤炭洗选工程设计规范》GB 50359的有关规定。
9.4.2 最终筛分的粒度应根据煤质、粒度组成和用户要求,经技术经济比较后确定,并应符合现行国家标准《煤炭粒度分级》GB/T 189的规定。
9.4.3 常用筛分设备的处理能力可按表9.4.3选取。
表9.4.3 常用筛分设备的处理能力
注:1 干法筛分的处理能力,当水分大于或等于7%时取偏小值,当水分小于7%时取偏大值;
2 筛分效率与处理能力成反比,筛分效率高时处理能力低。
9.4.4 在带式输送机上进行检查性手选时,带速不应大于0.3m/s,输送机宜水平布置。当必须倾斜布置时,其倾角不应大于12°。应分别设木块、铁器等杂物输出通道和存放场地。
9.4.5 当块煤需用破碎机破碎时,破碎机入料口前应设置除铁装置。
9.5 带式输送机运输
9.5.1 带式输送机的类型应根据工业场地布置、地形条件、物料的性质、粒度及应用地点等条件,综合比较确定。必要时可采用深槽带式输送机、管状带式输送机、波状挡边带式输送机等。
9.5.2 带式输送机栈桥可根据矿井所在地区气候条件和使用要求,选择敞开式或封闭式结构。
9.5.3 带式输送机的选型设计应符合现行国家标准《带式输送机工程设计规范》GB 50431的规定。
9.5.4 输送带应根据输送机长度、输送能力、输送带张力、物料性质、受料条件、工作环境等因素确定,并应符合下列规定:
1 大运量、高带速、长距离输送机宜采用钢丝绳芯输送带;
2 带式输送机可根据输送机工作条件,选用煤矿用织物整芯阻燃输送带;
3 输送带覆盖层应根据输送物料堆积密度、粒度尺寸、磨耗性、受料高度等因素确定;
4 井下应采用阻燃输送带。
9.5.5 输送带安全系数应根据输送带类型、接头效率、带式输送机起制动性能等因素确定,并应符合下列规定:
1 棉织物芯输送带宜取8~9;尼龙、聚酯织物芯输送带宜取10~12;
2 钢丝绳芯输送带可取7~9;当对带式输送机采取可控软启动、制动措施时,可取5~7。
9.5.6 带式输送机应设置设备运行和人身安全的保护装置。并应符合现行国家标准《煤矿用带式输送机安全规范》GB 22340和《带式输送机安全规范》GB 14784的有关规定。
9.5.7 倾斜带式输送机制动或逆止装置的选择应符合下列规定:
1 发生逆转的向上输送的大型带式输送机和井下倾斜井巷向上输送的带式输送机,必须同时装设逆止装置和制动装置;
2 向下输送的带式输送机必须装设制动装置和防超速保护装置。
9.6 储存与装车
9.6.1 采用铁路、带式输送机或架空索道,将煤炭运往群矿或矿区选煤厂、筛选厂或集中原煤装储系统的矿井,可不设储煤场。
9.6.2 原煤储煤设施的总容量应根据运输、地形、气候条件等因素确定,宜按3d~7d设计产量设置。原煤储煤场的形式应根据地形、储存量和环保要求等条件确定。原煤储煤场应采取防煤尘措施;易自燃的煤种应采取预防和消除煤自燃措施。
9.6.3 采用标准轨距车辆外运煤炭时,煤仓形式及装车方式选择,应根据地形、工程地质、装煤量及其品种等条件,经技术经济比较确定,并应符合下列规定:
1 装车仓有效总容量,中小型矿井宜采用1d设计产量,大型及以上矿井宜采用0.5d设计产量,并应满足1.2倍~1.5倍牵引定数的净载重量;对于多品种煤,每种产品的储存量宜满足牵引定数的净载重量;
2 分级煤或其他多品种煤的装车仓,对各种煤的配仓应具有灵活性,并应便于装车;
3 单一品种煤的装车,可采用单点装车或采用闸门多点装车;多品种煤的装车,宜采用带式输送机单点装车;
4 装车设备的能力应能满足在规定的时间内装完1列车的要求。当设计日运量为10000t以上时,宜采用快速定量装车系统。
9.6.4 以汽车外运煤炭时,宜采用储装合一的装车仓,其有效容量宜取矿井0.5d~1d的设计产量。
9.6.5 原煤及末煤仓(包括半地下仓)应根据煤质情况采取防瓦斯、防堵塞、破拱措施,各种粒级块煤仓应采取防碎措施。
9.7 计量与煤质检查
9.7.1 煤的计量、采样、制样宜采用机械化、部分自动化。
9.7.2 原煤在进入选煤厂前,应设原煤计量装置。有选煤厂的矿井,应由选煤厂统一设置煤样室和化验室。当无选煤厂时,应设矿井煤样室和化验室,小型矿井也可群矿合建化验室。
9.7.3 化验室应进行灰分、水分、挥发分、硫分和发热量的测定。
9.7.4 产品煤的计量方法应符合下列规定:
1 以标准轨距车辆外运煤炭时,应设轨道衡计量,有条件时也可采用定量漏斗计量;
2 以汽车及其他车辆外运煤炭时,应采用汽车衡计量,有条件时也可采用定量漏斗计量;
3 以带式输送机外运煤炭时,宜采用皮带秤计量。
9.8 矸石和脏杂煤处理
9.8.1 含煤矸石及脏杂煤可在选煤厂内处理。无选煤厂或进入主井系统有困难时,可因地制宜设置简易处理系统。
9.8.2 无利用价值的矸石或废渣应向沉陷区、荒山沟谷排弃,或作铺路、井下充填材料;有条件时,应对排弃矸石的表面覆土造田植树。无排弃矸石的条件时,可设矸石周转场,矸石周转场容量按矿井的矸石产量计算不应大于5a。当矿井首采块段沉陷区形成后,矸石充填沉陷区时,矸石周转场应取消。
9.8.3 排矸系统设备小时生产能力应按矿井最大小时提升(运送)矸石能力确定。
9.8.4 汽车直接排矸,矸石装车仓的有效容量可按矿井0.5d~1d的设计矸石产量。
9.8.5 矸石周转场矸石仓的有效容量应符合下列规定:
1 单个翻斗车排矸的矸石仓宜取5m3~10m3;
2 成列矿车排矸的矸石仓宜取1.2倍列车容量;
3 矸石箕斗或侧卸式翻矸车卸矸的矸石仓宜取15m3~30m3;
4 汽车卸矸的矸石仓宜取15m3~30m3。
9.9 矿井修理车间、无轨胶轮车库及木材加工房
9.9.1 矿井修理车间应只承担本矿机电设备的日常检修和维护,以及矿车及拱形金属支架等材料性设备的修理,不应生产配件;应有配件、工具、材料存放仓库和露天作业、材料及设备堆放场地。
9.9.2 矿井修理车间厂房宜采用联合布置。
9.9.3 矿井修理车间的主要设备配备台数和厂房建筑面积宜按表9.9.3的规定选取。
表9.9.3 矿井修理车间主要设备配备台数和厂房建筑面积
注:1 表中数值的选取,矿井设计生产能力大时取偏大值,矿井设计生产能力小时取偏小值;
2 机床和设备选用中、小型规格;
3 矿车修理专用设备数量根据矿井设计生产能力、井下煤炭运输方式选取,矿井设计生产能力大或使用矿车运输煤炭时取大值,矿井设计生产能力小或不使用矿车运输煤炭时取小值;
4 矿井既有综采又有普采时,仅按综采增加厂房建筑面积。当矿井周边交通便利、有矿区综采设备租赁站或综采设备租赁具备社会化基础时,宜按表中数值选取;不具备交通和综采设备租赁条件时,应根据配备综采设备的规格、数量和进库数量等实际情况确定。
9.9.4 矿井修理车间的起重设备,可采用3t~5t梁式起重机;对有综采设备的矿井,可根据综采设备的起吊重量,配备桥式起重机。
9.9.5 水力采煤矿井的修理车间,可按水采设备的特点,按同等规模的矿井修理车间,对主要设备配备和厂房建筑面积进行调整。
9.9.6 采用无轨胶轮车运输的矿井应只承担其日常维护和保养工作。应设无轨胶轮车车库和露天存放场地;无轨胶轮车车库和露天场地的位置应根据无轨胶轮车进出井位置,结合矿井总平面布置确定。矿井无轨胶轮车库建筑面积宜按表9.9.6的规定选取。
表9.9.6 矿井无轨胶轮车库建筑面积
注:地处寒冷地区、无轨胶轮车品种和数量较多时取偏大值。
9.9.7 矿井木材加工房应只承担本矿少量用材的改制加工工作,矿井大量用材应由矿区总木材厂供应锯材。矿井木材加工房的主要设备配备台数和厂房建筑面积宜按表9.9.7的规定选取。当矿井周边交通便利、木材采购具备社会化基础时,可不设木材加工房。
表9.9.7 矿井木材加工房主要设备配备台数和厂房建筑面积
10 总平面布置
10.1 矿井地面总布置
10.1.1 矿井地面总布置应以矿区总体规划、土地利用规划、城镇规划和其他有关经济发展规划作为设计依据,并应具备必要的工程地质、水文、气象和地形图等基础资料。
10.1.2 矿井地面总布置应根据煤炭资源赋存条件、自然条件和外部建设条件,结合矿井地面设施间的生产联系、矿井地面设施与相邻企业设施的关系,合理选择矿井工业场地、风井场地、地面爆炸材料库、矸石周转场、综合利用项目和职工居住区等建设场地,并应协调矿井铁路、公路、供水、供电工程等基础设施的布局。
10.1.3 当设计矿井为发电厂、煤化工等企业对口供应煤炭时,矿井工业场地应与对口企业场地统一规划,并宜邻近布置;煤炭运输方式宜采用带式输送机;宜共用水、电、路等基础设施,并宜联合布置单身宿舍区。
10.1.4 矿井工业场地、风井场地选择应结合矿井开拓方案进行综合技术经济比较确定。其他场地及地面设施的场地选择,应与矿井工业场地选择同时进行、互相协调。
10.1.5 矿井建设场地选择应符合下列规定:
1 应满足必需的用地面积,并应根据法定文件要求留有发展余地;应满足建设工程需要的地形、工程地质和水文地质条件;同时应满足水源、电源和运输设施布置的要求;
2 应少占或不占耕地和林地,特别是基本农田,不可避免占用时应征得当地土地管理部门同意,并应取得用地预审文件;
3 宜布置在本矿井的井田范围内,应不压或少压煤炭和有开采价值的矿山资源;
4 在城镇规划区内时,应符合城镇规划对用地性质的规定;
5 在河道管理范围内时,应确保矿井安全,并应报请河道管理部门批准;
6 选择在抗震设防烈度6度及以上的地震区,应避开抗震不利地段;
7 下列地段和地区不应选作矿井建设场地:
1)抗震危险地段;
2)有泥石流、滑坡、沙害、溶洞、采空区、Ⅳ级自重湿陷性黄土等不良地质现象,且采取治理措施工程投资巨大的;
3)矿井开采后可能引发场地的环境地质问题的;
4)爆破危险区界限内;
5)受到洪水威胁,而采取防洪措施的工程投资巨大的;
6)法定的文物保护区、风景名胜区、自然保护区、水源卫生防护区和其他需要特殊保护的区域;
7)航空、通信、气象地震观测、军事设施及其他重要设施的影响范围内。
10.1.6 当风井设在矿井工业场地内时,宜布置在场地的边角地带独立区域。单独设置风井场地时应设置围墙、大门,并应有道路与矿井工业场地或外部公路连接。
10.1.7 矿井地面爆炸材料库应与矿井工业场地道路联系方便,炸药运输应避免穿越城镇、居住区和经过其他重要设施;炸药库场址应符合现行国家标准《民用爆破器材工程设计安全规范》GB 50089的有关规定。库址应得到当地公安部门的批准。
10.1.8 每个矿井宜设置一个矸石周转场,其用地应能满足总容量不大于生产期5a的排矸量的需要。矸石周转场的选址应符合下列规定:
1 矸石周转场的设置不得污染水源;
2 矸石周转场与进风井口的距离不得小于80m;
3 不得设置在表土10m以内有煤层的地面上;
4 矸石周转场的设置不得影响农田水利设施;
5 不得设置在有漏风的采空区上方的沉陷范围内;
6 应选择在便于运输、堆存和今后进行综合利用的地点;
7 沿山坡沟谷排放矸石时,应根据地形地质条件选择矸石周转场地,并应防止发生滑坡或矸石被雨水、洪水冲刷流失;
8 应按全年风向频率布置在对工业场地、居民区污染最小的地点,与居民区的距离不宜小于500m,与标准轨距铁路、公路的距离不宜小于40m;
9 应选在满足承载力要求的地基上,并应避开断层破碎带、溶洞区以及天然滑坡或泥石流影响区。不应选在江河、湖泊、水库最高水位线以下的滩地和洪泛区,以及法定的自然保护区、风景名胜区和其他需要特别保护的区域;
10 配套建设的矿井、选煤厂应共用矸石周转场,相邻的矿井有条件时可联合设置矸石周转场。
10.1.9 防火灌浆站可布置在矿井工业场地内或风井场地内,当灌浆材料为黄土时,应同时规划取土场地。
10.1.10 矿井设有煤矸石综合利用电厂、矸石砖厂、瓦斯综合利用电厂等项目时,应与矿井地面设施同时选址或规划预留用地。
10.1.11 职工居住区宜依托当地城镇或矿区集中居住区;单身职工宿舍宜在矿区内集中设置或与邻近坑口电厂、煤化工项目单身宿舍联合布置,必要时可与矿井工业场地统一规划,但应独自成区。
10 总平面布置
10.1 矿井地面总布置
10.1.1 矿井地面总布置应以矿区总体规划、土地利用规划、城镇规划和其他有关经济发展规划作为设计依据,并应具备必要的工程地质、水文、气象和地形图等基础资料。
10.1.2 矿井地面总布置应根据煤炭资源赋存条件、自然条件和外部建设条件,结合矿井地面设施间的生产联系、矿井地面设施与相邻企业设施的关系,合理选择矿井工业场地、风井场地、地面爆炸材料库、矸石周转场、综合利用项目和职工居住区等建设场地,并应协调矿井铁路、公路、供水、供电工程等基础设施的布局。
10.1.3 当设计矿井为发电厂、煤化工等企业对口供应煤炭时,矿井工业场地应与对口企业场地统一规划,并宜邻近布置;煤炭运输方式宜采用带式输送机;宜共用水、电、路等基础设施,并宜联合布置单身宿舍区。
10.1.4 矿井工业场地、风井场地选择应结合矿井开拓方案进行综合技术经济比较确定。其他场地及地面设施的场地选择,应与矿井工业场地选择同时进行、互相协调。
10.1.5 矿井建设场地选择应符合下列规定:
1 应满足必需的用地面积,并应根据法定文件要求留有发展余地;应满足建设工程需要的地形、工程地质和水文地质条件;同时应满足水源、电源和运输设施布置的要求;
2 应少占或不占耕地和林地,特别是基本农田,不可避免占用时应征得当地土地管理部门同意,并应取得用地预审文件;
3 宜布置在本矿井的井田范围内,应不压或少压煤炭和有开采价值的矿山资源;
4 在城镇规划区内时,应符合城镇规划对用地性质的规定;
5 在河道管理范围内时,应确保矿井安全,并应报请河道管理部门批准;
6 选择在抗震设防烈度6度及以上的地震区,应避开抗震不利地段;
7 下列地段和地区不应选作矿井建设场地:
1)抗震危险地段;
2)有泥石流、滑坡、沙害、溶洞、采空区、Ⅳ级自重湿陷性黄土等不良地质现象,且采取治理措施工程投资巨大的;
3)矿井开采后可能引发场地的环境地质问题的;
4)爆破危险区界限内;
5)受到洪水威胁,而采取防洪措施的工程投资巨大的;
6)法定的文物保护区、风景名胜区、自然保护区、水源卫生防护区和其他需要特殊保护的区域;
7)航空、通信、气象地震观测、军事设施及其他重要设施的影响范围内。
10.1.6 当风井设在矿井工业场地内时,宜布置在场地的边角地带独立区域。单独设置风井场地时应设置围墙、大门,并应有道路与矿井工业场地或外部公路连接。
10.1.7 矿井地面爆炸材料库应与矿井工业场地道路联系方便,炸药运输应避免穿越城镇、居住区和经过其他重要设施;炸药库场址应符合现行国家标准《民用爆破器材工程设计安全规范》GB 50089的有关规定。库址应得到当地公安部门的批准。
10.1.8 每个矿井宜设置一个矸石周转场,其用地应能满足总容量不大于生产期5a的排矸量的需要。矸石周转场的选址应符合下列规定:
1 矸石周转场的设置不得污染水源;
2 矸石周转场与进风井口的距离不得小于80m;
3 不得设置在表土10m以内有煤层的地面上;
4 矸石周转场的设置不得影响农田水利设施;
5 不得设置在有漏风的采空区上方的沉陷范围内;
6 应选择在便于运输、堆存和今后进行综合利用的地点;
7 沿山坡沟谷排放矸石时,应根据地形地质条件选择矸石周转场地,并应防止发生滑坡或矸石被雨水、洪水冲刷流失;
8 应按全年风向频率布置在对工业场地、居民区污染最小的地点,与居民区的距离不宜小于500m,与标准轨距铁路、公路的距离不宜小于40m;
9 应选在满足承载力要求的地基上,并应避开断层破碎带、溶洞区以及天然滑坡或泥石流影响区。不应选在江河、湖泊、水库最高水位线以下的滩地和洪泛区,以及法定的自然保护区、风景名胜区和其他需要特别保护的区域;
10 配套建设的矿井、选煤厂应共用矸石周转场,相邻的矿井有条件时可联合设置矸石周转场。
10.1.9 防火灌浆站可布置在矿井工业场地内或风井场地内,当灌浆材料为黄土时,应同时规划取土场地。
10.1.10 矿井设有煤矸石综合利用电厂、矸石砖厂、瓦斯综合利用电厂等项目时,应与矿井地面设施同时选址或规划预留用地。
10.1.11 职工居住区宜依托当地城镇或矿区集中居住区;单身职工宿舍宜在矿区内集中设置或与邻近坑口电厂、煤化工项目单身宿舍联合布置,必要时可与矿井工业场地统一规划,但应独自成区。
10.2 工业场地总平面布置
10.2.1 工业场地总平面设计应有近期实测的地形图和必要的工程地质、水文及气象资料。地形图的比例尺应根据地形条件、企业规模、工程性质确定,可行性研究阶段应采用1:1000或1:2000,初步设计阶段和施工图应采用1:500或1:1000。
10.2.2 工业场地总平面布置应根据地形地质、水文气象等自然条件及井下开拓部署、地面生产系统、外部运输等主要生产环节,结合工业场地竖向布置,经综合比较确定,并应符合下列规定:
1 应根据建(构)筑物功能和特点分区布置;并应合理组织人流、物流路线,宜分别设置出入口;
2 建(构)筑物、道路及各种工程管线设施的布置应力求紧凑合理、相互协调、整齐美观;
3 主要建(构)筑物应布置在工程地质条件较好的地段;
4 分期建设的工程,应便于近远期衔接,并应预留远期场地,宜在近期建设场地边缘或以外;
5 改建、扩建矿井,应对已有场地和设施充分利用、合理改造,并应减少改建、扩建工程施工对生产的影响;
6 建(构)筑物布置应充分兼顾风向、朝向等影响因素;
7 应搞好绿化美化设计。
10.2.3 设在同一个工业场地内的矿井和选煤厂的建(构)筑物应统筹规划、协调布置,其辅助生产建(构)筑物、行政生活福利建筑物及公用设施应联合设置。
10.2.4 矿井工业场地建设用地指标不应超过表10.2.4的规定。行政办公及生活服务设施用地面积不得超过工业项目总用地面积的7%;绿地率不得超过20%。不应在工业场地内建造成套住宅、专家楼、宾馆等非生产性配套设施;矿井职工培训用房宜与矿办公楼联合设置。布置在矿井工业场地内的风井场地、防火灌浆站、救护队、消防站、瓦斯抽采站、单身宿舍等其他设施,用地面积应单独列出。
表10.2.4 矿井工业场地建设用地指标
注:表内用地面积按工业场地围墙轴线进行计算。
10.2.5 场前区主要布置矿井行政、生产管理和公共设施,宜位于场地全年最小频率风向的下风侧,宜环境洁净且靠近主要人流出入口。场前区内各建筑物、道路、广场、绿化设施等应统一布置、相互协调。矿井办公楼应布置在与矿井内外联系方便的位置。靠近城镇的矿井场前区布置应与城镇(街景)规划相协调。
10.2.6 矿灯房、自救器房、浴室、任务交待室等建筑物应按上下井人流路线布置,宜布置在场前区且靠近升降人员的井口,并应组成联合多层建筑;分散布置时,井口房、下井等候室、矿灯房、浴室之间应设置人行地道或走廊。
10.2.7 回风斜井井口不应正对重要的建筑物和设施。
10.2.8 通风机房的位置应符合下列规定:
1 通风机房周围20m以内不得布置有烟火作业的建筑和设施;
2 瓦斯矿井通风机房与进风井、压缩空气站的距离不应小于30m;
3 高瓦斯矿井通风机房与进风井、压缩空气站的距离不应小于50m;
4 通风机房与提升机房、变电所、矿办公楼的距离不宜小于30m。
10.2.9 瓦斯抽采站布置应符合下列规定:
1 矿井地面瓦斯抽采站应设在工程地质条件稳定的地带,并应有扩建的可能性,同时应便于管路安装和敷设;
2 地面泵房距进风井口和主要建筑物不得小于50m,并应用栅栏或围墙保护;
3 地面泵房和泵房周围20m范围内,严禁堆积易燃物和出现明火;
4 瓦斯储罐的防火间距应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定;
5 矿井设计应统一布置或规划预留瓦斯综合利用设施的场地。
10.2.10 压缩空气站应按全年风向频率布置在空气清洁、受粉尘、废气及可燃性气体污染最小的地点;储气罐应布置在室外,并宜位于机器间的北面。吸气口与翻车机房、装车仓、受煤坑、储煤场等粉尘源的距离不宜小于30m,在不利风向位置时,不宜小于50m。
10.2.11 制氮站布置应靠近其管道下井井口,其吸风口应位于空气洁净处。
10.2.12 制冷机房距进风井口不宜小于50m,且宜在夏季主导风向下风侧。
10.2.13 工业场地内不宜设置露天储煤场;必须设置露天储煤场时,储煤场与其他区域间应设绿化带或挡风抑尘墙;在储煤场堆煤边界线外侧3m~5m处应设雨水明沟,并应设沉淀池。储煤场及装车站、汽车装车场地、翻车机房等散发粉尘的设施宜布置在场地全年最小频率风向的上风侧,与进风井口、提升机房、矿井修理车间、矿井办公楼等建筑物的距离,不宜小于30m;在不利风向位置时,不宜小于50m。
10.2.14 锅炉房宜布置在场地全年最小频率风向的上风侧,宜靠近热负荷中心,并宜便于供煤、排灰和回水;与进风井口、压缩空气站、变电所、矿办公楼等建筑物的距离不宜小于30m。条件适宜时,锅炉房可由生产系统以带式输送机直接供煤。当场地靠近坑口电厂时,场内宜设换热站由电厂供热。
10.2.15 变电所的位置应便于进出高压输电线路和靠近用电负荷中心,并应按全年风向频率布置在受粉尘污染较小的地点。室外变配电装置与翻车机房、装车仓、受煤坑、储煤场等粉尘源的距离,不宜小于30m,在不利风向位置时,不宜小于50m。35kV及以上变电所应设围墙。
10.2.16 日用消防水池应设在便于供水管道接入、环境洁净的地段。高位水池应设在工程地质良好、不因渗漏溢流引起坍塌的地段。
10.2.17 生活污水处理设施宜设在场地内最低处,并宜位于工业场地全年最小频率风向的上风侧。
10.2.18 矿井机修、器材供应设施应布置在与副井运输联系方便的地方,宜将矿井修理车间、综采设备库和器材库(棚)、坑木加工房、支护材料场等分别集中布置形成机修区、器材供应区,并应布置必要的装卸、临时堆存、检验或维修操作场地。大型及特大型矿井应设置设备器材临时堆放检修场地,并应配备龙门吊。综采设备需要在井口地面组装测试时,该场地的长度宜满足综采设备组装测试所要求的长度。
10.2.19 无轨胶轮车库及保养间应布置在与副井井口运输联系方便的地方,车库出入口前应布置临时停车场地,宽度不应小于8m。应设胶轮车加油设施,宜采用埋地油罐和加油机,加油站站址选择及总图设计应符合现行国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156的有关规定。加油站与矿井变电所的距离不应小于50m,站内停车场和道路路面不应采用沥青路面。
10.2.20 汽油库应位于工业场地的边缘和运输方便的地点,至进风井口和通风机房的安全距离应符合下列规定:
1 储存量10t及以下不应小于30m;
2 储存量11t~45t不应小于50m;
3 储存量45t以上不应小于80m。
10.2.21 矿井应配备必要的客货运输车辆,汽车配备数量应根据外部运输条件、矿井规模和矿区车辆使用特点等确定。小汽车库宜位于或靠近场前区,条件适宜时,宜利用场前区建筑地下室供作小汽车库。货运汽车库应布置在汽车出入方便、靠近物流出入口的位置,并应避免车流与主要人流交叉,车库外应有回车及停车场地。在寒冷地区,汽车库的大门应避免朝向冬季盛行风向。
10.2.22 地面消防材料库应设在副井井口附近,并应有窄轨铁路或道路连接至井口,但不应设在井口房内。
10.2.23 支护材料场的布置应符合下列规定:
1 支护材料场应位于工业场地的一端,且应便于来料运输和下井方便的位置,并宜布置在全年最小风向频率的上风侧;
2 坑木堆场边缘与进风井口的距离不得小于80m;
3 坑木、坑木代用材料、砂、石等支护材料场的占地面积,可按矿井设计生产能力、采煤工艺、煤炭赋存特点、材料供应和储存天数,分析确定;
4 支护材料场应配备装卸堆存的机械设备;
5 支护材料场应有消防通路;当受地形条件限制,设置消防通路确有困难时,应加强消防设施;
6 易于泥泞的场地应加固或铺砌。
10.2.24 矿井宜规划通勤车辆停车场和职工自驾车停车场,并应符合下列规定:
1 停车场宜设在工业场地以外靠近人流出入口的位置。停车场的出入口不宜设在交通繁忙的外部公路上,不应设在人行横道、公共交通停靠站以及桥隧引道处;
2 停车场内应设置交通标志、标线和停车位,通勤车辆停车场还应设置职工候车和司机休息设施;
3 通勤车停车场面积指标宜为100m2/辆车,自驾车停车场面积指标宜为30m2/辆车;
4 停车场用地不应列入矿井建设用地。
10.2.25 与工业场地统一布置的单身宿舍区应根据采光、通风、消防、防灾、管线埋设、绿化和视觉卫生等要求,以满足日照间距为基础,合理确定朝向和间距;并宜设职工业余活动场所或设施。
10.2.26 绿化布置应结合场地分区、建(构)筑物功能、环境保护、道路及管线布置统一规划,应采用集中与分散,点、线、面相结合的绿地系统,并宜保留和利用场地内原有树木和绿地。工业场地宜立体绿化,并宜提高绿化覆盖率,同时应符合下列规定:
1 绿地率不应超过20%,且不宜小于15%;
2 场前区和主要出入口的绿化布置应具有较好的观赏和美化效果。道路两侧应布置行道树,并应满足道路视距的要求。主干道两侧可由树木、花卉组成多层次的行道绿化带。地面及地下管线附近的绿化布置应满足安全生产及检修的要求。加油站内可种植草坪、设置花坛,但不得种植油性植物;
3 绿化植物的选择应符合当地自然条件,并应按乔木与灌木、速生树与慢生树、常绿树与落叶树等树种兼顾的要求搭配种植。同时应根据所处位置,分别选择具有抗污、吸滞粉尘或隔声能力的树种。有条件时,工业场地内可设置“生态水池”,其用地应计入绿化用地;
4 绿化树木与建(构)筑物及地下管线的最小间距应符合表10.2.26的规定。
表10.2.26 树木与建(构)筑物及地下管线最小间距
注:1 表中间距除注明者外,建(构)筑物自最外边轴线算起;城市型道路自路面边缘算起,公路型道路自路肩边缘算起;管线自管壁或防护设施外缘算起;电缆按最外一根算起;
2 树木至建筑物外墙(有窗时)的距离,当树冠直径小于5m时采用3m,大于5m时采用5m;
3 树木至铁路、道路弯道内侧的间距应满足视距要求;
4 建(构)筑物至灌木中心系指灌木丛最外边的一株灌木中心。
10.2.27 工业场地宜设置高度2.2m的实体围墙。有特殊要求时,也可设置花格围墙或装饰性围墙。工业场地围墙至建(构)筑物、铁路、道路和排水明沟的最小间距应符合表10.2.27的规定。
表10.2.27 围墙至建(构)筑物、铁路、道路和排水明沟的最小间距
10.3 防洪及竖向设计
10.3.1 矿井不应受洪水威胁。井口及工业场地的防洪标准应符合下列规定:
1 矿井井口防洪设计标准应为重现期100年,并应按重现期300年的防洪校核标准进行校核。矿井地面变电所、通风机房、主副井提升机房以及与矿井井筒相连的风道、人行道等,应按矿井井口防洪标准采取防洪措施;
2 矿井工业场地防洪设计标准应为重现期100年。当位于平原内涝地区且填方困难时,经技术经济比较并报审批部门批准后,可适当降低防洪标准;
3 当观测洪水位高于防洪设计标准时,应按观测洪水位设计;当观察洪水位低于防洪设计标准时,应按防洪设计标准设计。
10.3.2 防洪设计的洪水流量应采用已有实测资料或根据资料情况及地区特点,选用适宜的方法计算或用多种方法计算比较确定。大、中河流应充分利用已有实测资料,并应重视运用历史洪水资料;小流域洪水计算宜采用推理公式或地区经验公式。相应的洪水位计算应根据河道情况,分别按稳定均匀流或稳定非均匀流推求。流域情况已有改变,或有水利、交通、城镇等规划时,应根据其变化确定设计流量及洪水位。
10.3.3 防洪设计高程应按设计洪水的计算水位(包括壅水和风浪袭击高度)加安全高度确定。安全高度,在平原地区应采用0.5m,山区应采用1.0m。井口的设计高程应以校核标准检验,并应按计算和校核检验的大值确定。处于内涝地区的工业场地,防涝设计高程应按规定重现期的计算内涝水位加安全高度确定。
10.3.4 工业场地设计高程应满足防洪(涝)要求。当填方量大时,经技术经济比较合理,可设置防洪堤。堤防设计应符合现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286的有关规定。当工业场地位于沟谷,需扩大场地用地面积,必须改沟或设置暗涵时,宜在场地一侧改沟或采用加盖板明渠通过场区;采用暗涵时,其断面除应满足排洪要求外,还应兼顾清淤的需要。
10.3.5 水库地区的防洪设计应符合下列规定:
1 矿井场地应按水库修建后对河道水文要素、岸坡稳定及河道泥沙冲刷的影响采取相应措施;
2 矿井位于水库下游,当水库防洪标准低于矿井井口及场地的防洪标准时,应与有关部门协商,采取必要的措施,或按溃坝设防;
3 矿井工业场地位于水库上游,应布置在水库回水曲线范围以外。
10.3.6 工业场地竖向设计应与总平面布置同时进行。竖向设计应在保证场地防洪排涝安全的前提下,充分利用地形和结合地质条件,并应满足生产联系、场内外运输、地面排水、管线敷设和煤炭器材装卸作业对高程的要求。竖向设计应减少场地平整土(石)方量和建(构)筑物基础、挡墙及护坡工程量。
10.3.7 山区场地竖向设计应注意保护山坡植被,并应避免水土流失。需要改变场地的自然地形时,应注意其对工程地质和水文地质产生的影响,应防止滑坡、塌方和地下水位上升,并应避免场地的地基条件恶化。
10.3.8 竖向布置形式应根据场地的地形地质条件、场区大小、生产联系、运输方式、管线敷设等因素,选择平坡式或台阶式。场地平整方式应选择连续式或重点式。
10.3.9 场地平整坡度不宜小于5‰,条件困难时不应小于3‰。最大平整坡度应根据场地的土质、植被或铺砌条件,以及场内运输和场地设施对地面坡度的要求确定,并应以不产生冲刷为限。
10.3.10 自然地形坡度大于4%或受洪水危害的高填方工业场地宜采用台阶式布置,并应符合下列规定:
1 台阶的划分应与地形及总平面布置相适应,在满足总平面布置要求的前提下,宜减少台阶数量。有窄轨铁路相联系的建(构)筑物应布置在同一台阶上。台阶的长边宜平行于地形等高线。台阶高度不应低于1m,宜采用3m~6m。当安全需要时,应有防坠设施;
2 相邻台阶之间应采用自然放坡、护坡或挡土墙等连接方式。边坡、挡土墙设计应兼顾其上下相邻的建(构)筑物基础、埋地管线、排水设施的影响。边坡坡面应采用植物措施和工程措施相结合的方式进行防护,并应与自然景观融合协调。边坡防护和支挡工程宜采用新结构、新材料;
3 台阶坡脚至建构筑物的距离应根据采光、通风、排水及开挖基槽时边坡或挡土墙的稳定性要求确定,且不应小于2m。台阶坡顶至建(构)筑物的距离应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定,并应根据建(构)筑物基础侧压力对边坡或挡土墙的影响进行确定。
10.3.11 挖、填方边坡应按现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的规定设计;高度大的填挖边坡以及地质和环境条件复杂的边坡,应进行边坡工程地质勘探和边坡特殊设计。
10.3.12 填挖土(石)方量宜保持平衡,当填挖方量不能平衡时,应规划取、弃土地点及用地。
10.3.13 工业场地应设计完善的截水、排水系统。场地雨水的排除宜采用雨水管道或明沟、盖板明沟为主的排水系统。排水系统设计应与场地竖向设计和场内道路设计相协调。挖方边坡下、流水夹带泥沙石子及场地边缘地段宜采用明沟排水。排水明沟应进行铺砌,沟底纵坡不宜小于3‰,起点深度不应小于0.2m,断面设计应便于清淤养护。大型矿井的场前区、单身宿舍区、大型建筑物周围、面积较大的平坦场地,以及城市型道路路面汇流距离过长的地段,宜采用雨水管道排水系统。洗选矸石含水较多时,矸石仓内应设滤水集排管道,不得直接排入雨水明沟内。
10.3.14 场内雨水排水设计流量的计算及雨水管渠设计应符合现行国家标准《室外排水设计规范》GB 50014的有关规定。雨水管渠设计重现期应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。重现期宜采用2a,短期积水即能引起较严重后果的区域,可采用5a。当发生超过设计标准的暴雨径流,排水管渠的排水能力不能满足要求时,可设雨水调蓄池或利用工业场地内低洼地段短时间蓄积雨水,但应核实蓄水不会对井口、暗道、变电所、通风机房、提升机房等造成危险。排出场外的雨水应避免对其他工程设施或农田造成危害;雨水排水工程应包括排出场地处至外部水体(或其他受纳点)的工程。当排水管渠出水口受外部水体水位顶托时,应根据所造成的后果,设置闸门、雨水泵站等设施。
10.3.15 在山坡地带建矿时,应在场地上方设置截水沟。截水沟的洪水设计重现期宜采用25a。截水沟的设计安全高度应为0.3m。易受冲刷或易渗漏的截水沟应进行铺砌。截水沟至场地挖方边坡坡顶的距离不宜小于5m,当边坡为岩石或工程地质良好时,可为2m。沟底纵坡不应小于3‰,截水沟的水流不应引入场地内。
10.4 场内运输
10.4.1 矿井工业场地场内辅助运输方式应根据井下辅助运输方式及工业场地的地形条件选择。场内运输需要装卸或转载作业时,应配置起重设备。窄轨铁路牵引动力宜采用柴油机车或蓄电池机车。
10.4.2 当场内采用窄轨铁路运输时,其轨距、轨型应与井底车场一致。
10.4.3 场内窄轨铁路的坡度应符合下列规定:
1 机车牵引时,不宜大于20‰,当受地形限制必须加大纵坡时,应按牵引计算确定;
2 停车线上,采用1t和1.5t矿车时,不宜大于5‰,采用3t和5t矿车时,不宜大于4‰。
10.4.4 场内窄轨铁路的曲线半径应按通行车辆的固定轴距和运行速度确定,并应符合下列规定:
1 当运行速度小于或等于1.5m/s时,不应小于通行车辆的最大轴距的7倍;
2 当运行速度为1.5m/s~3.5m/s时,不应小于通行车辆的最大轴距的10倍;
3 当运行速度大于3.5m/s时,不应小于通行车辆的最大轴距的15倍;
4 道岔的型号应按最小曲线半径的要求选定。
10.4.5 场内窄轨铁路间与相邻建(构)筑物、道路的最小距离应符合表10.4.5的规定。
表10.4.5 窄轨铁路间与建(构)筑物、道路的最小距离
注:列车边缘系指其最突出的部分。
10.4.6 场内道路的布置应满足生产、运输、安装、检修、消防、救护及环境卫生的要求,并应符合下列规定:
1 场内外应联系方便、线路顺畅、短捷、工程量少;
2 应与总平面布置相协调,并应划分功能分区。副井井口场地、储煤场、洗煤厂等区域的道路宜布置成环形消防通道,其他不能成环形布置的道路尽端应设有回车场地;
3 应与竖向设计相协调;
4 应合理分散货流和人流,并应减少或避免与窄轨铁路平交,同时应符合行车安全和行人方便的要求;
5 采用汽车运煤或汽车排矸的道路宜设单独出入口。运煤汽车进出场道路宜形成环状,空、重车流应互不干扰;地磅房进车端的道路应为平坡直线段,其长度不宜小于2辆车长,在困难条件下,不应小于1辆车长,出车端的道路应有不小于1辆车长的平坡直线段。应适当布置空车等装场地。
10.4.7 当场内主、次干道运输繁忙,人流集中,混合交通影响行人安全时,应沿道路两侧设置人行道,人行道最小宽度可采用1.5m。不设行车道而又经常行人的地段应设置人行通道,人行通道宽度宜为1.5m~2.0m。人行路线与井口车场、铁路站场等交叉且行人量较大时,应设立体交叉。
10.4.8 场内道路设计应符合现行国家标准《厂矿道路设计规范》GBJ 22的有关规定。
10.5 管线综合布置
10.5.1 管线综合布置应与工业场地总平面布置、竖向设计和绿化布置统一进行。管线之间以及管线与建(构)筑物之间应在平面和竖向布置协调、紧凑合理。管线带布置宜与道路或建筑红线平行。
10.5.2 管线综合布置应在满足生产、安全、施工、检修的条件下节约用地。经技术经济比较合理时,可共架、共沟布置。用地特别紧张或有特殊要求时,可设计综合管沟。地下管线、管沟不得布置在建(构)筑物的基础压力影响范围内,不得平行敷设在铁路下面,不宜平行敷设在道路车行道下面。直埋式的地下管线不应平行重叠敷设。
10.5.3 综合管沟内管线布置应符合现行国家标准《城市工程管线综合规划规范》GB 50289的有关规定,并应符合下列规定:
1 热力管道,不应与电力、通信电缆共沟;
2 排水管道,应布置在沟底;
3 火灾危险性属于甲、乙、丙类的液体、液化石油气、可燃气体、毒性气体和液体,以及腐蚀性介质管道,不应共沟敷设,并不应与消防水管共沟敷设;
4 凡有可能产生相互影响的管线,不应共沟敷设。
10.5.4 管线综合布置应减少管线与铁路、道路及其他管线的交叉。管线与铁路、道路交叉应为正交,困难情况下其交叉角不宜小于45°。
10.5.5 干管应布置在用户较多的一侧或将管线分类布置在道路两侧。管线综合布置自建筑红线向道路方向,宜按电信电缆、电力电缆、热力管道、压缩空气管道、氮气管道、给水管道、污水管道、消防水管道、雨水排水管道、照明及电信杆柱的顺序布置。
10.5.6 地下管线综合布置产生矛盾时的处理应符合下列规定:
1 压力管应让自流管;
2 管径小的应让管径大的;
3 易弯曲的应让不易弯曲的;
4 临时性的让永久性的;
5 工程量小的让工程量大的;
6 新建的让现有的;
7 检修次数少的、方便的让检修次数多的、不方便的。
10.5.7 地下管线交叉布置时,应符合下列规定:
1 给水管道,应在排水管道上面;
2 可燃气体管道,应在其他管道上面(热力管道除外);
3 电力电缆,应在热力管道下面、其他管道上面;
4 热力管道,应在可燃气体管道及给水管道上面。
10.5.8 地下管线的管顶覆土厚度应根据外部荷载、管材强度及土壤冻结深度等条件确定。地下管线(或管沟)穿越铁路、道路时,管顶至铁路轨底的垂直净距不应小于1.2m;管顶至道路路面结构层底的垂直净距不应小于0.5m。当管顶至铁路轨底或至道路路面结构层底的垂直净距不能满足要求时,应加防护套管或管沟。套管或管沟两端应伸出铁路路肩或路堤坡脚、城市型道路路面、公路型道路路肩或路堤坡脚以外,且不得小于1m。当铁路路基或道路路边有排水沟时,套管应延伸出排水沟沟边1m。
10.5.9 各种埋地或架空的管线、管架之间及其与建(构)筑物、树木的最小水平间距和交叉时的最小垂直净距应符合现行国家标准《城市工程管线综合规划规范》GB 50289和《工业企业总平面设计规范》GB 50187的有关规定。改建、扩建工程中的管线综合布置不应妨碍现有管线的正常使用。
10.5.10 架空电力线路的敷设不应跨越用可燃材料建造的屋顶和生产火灾危险性属于甲、乙类的建(筑)物,以及甲、乙、丙类液体和液化石油气及可燃气体贮罐区。引入场区内的35kV以上高压线采用架空形式时,应减少高压线在场区内的长度,并应沿场区边缘布置。
11 地面运输
11.1 一般规定
11.1.1 地面运输设计应遵照批准的矿区总体规划确定的原则进行,并应符合下列规定:
1 应正确处理近期和远期的关系,应全面规划分期建设;
2 有关设备布置应紧凑合理,并应留有发展余地;
3 应充分利用矿区和地方的交通、水源、电源,以及其他公用设施;
4 应节约用地,并应少占良田,同时应不搬或少搬迁村庄;
5 应结合城乡交通、防洪、排灌等问题综合确定;
6 矿井日运量应按年运量除以365工作天数,并应按不同运输方式,乘以下列不均衡系数确定:
1)标准轨距铁路为1.10~1.20;
2)窄轨铁路为1.15~1.25;
3)公路为1.15~1.25;
4)架空索道为1.10~1.20。
11.1.2 煤炭外部运输方式应根据矿区总体规划和矿井煤炭产品的外运量、用户、运距及外部运输条件等因素,经技术经济比较确定。
11.1.3 地面运输设施宜布置在无煤带或矿井留设的煤柱范围内,应不压煤或少压煤;应避开初期开采范围及尚未稳定的采空区上方,不可避免时,应采取安全技术措施。
11.1.4 地面运输设计应与铁路、交通、城市规划等有关部门密切联系,并应互相配合,同时应取得有关问题的协议。
11.1.5 坑口电厂、煤化工和建材等与矿井关系密切的工业项目,地面运输系统规划设计应加强协调、统筹兼顾。
11 地面运输
11.1 一般规定
11.1.1 地面运输设计应遵照批准的矿区总体规划确定的原则进行,并应符合下列规定:
1 应正确处理近期和远期的关系,应全面规划分期建设;
2 有关设备布置应紧凑合理,并应留有发展余地;
3 应充分利用矿区和地方的交通、水源、电源,以及其他公用设施;
4 应节约用地,并应少占良田,同时应不搬或少搬迁村庄;
5 应结合城乡交通、防洪、排灌等问题综合确定;
6 矿井日运量应按年运量除以365工作天数,并应按不同运输方式,乘以下列不均衡系数确定:
1)标准轨距铁路为1.10~1.20;
2)窄轨铁路为1.15~1.25;
3)公路为1.15~1.25;
4)架空索道为1.10~1.20。
11.1.2 煤炭外部运输方式应根据矿区总体规划和矿井煤炭产品的外运量、用户、运距及外部运输条件等因素,经技术经济比较确定。
11.1.3 地面运输设施宜布置在无煤带或矿井留设的煤柱范围内,应不压煤或少压煤;应避开初期开采范围及尚未稳定的采空区上方,不可避免时,应采取安全技术措施。
11.1.4 地面运输设计应与铁路、交通、城市规划等有关部门密切联系,并应互相配合,同时应取得有关问题的协议。
11.1.5 坑口电厂、煤化工和建材等与矿井关系密切的工业项目,地面运输系统规划设计应加强协调、统筹兼顾。
11.2 标准轨距铁路
11.2.1 铁路专用线设计应符合现行国家标准《Ⅲ、Ⅳ级铁路设计规范》GB 50012及有关铁路设计标准的规定。
11.2.2 铁路专用线等级及主要技术标准,应根据矿井煤炭外运量、接轨铁路技术标准、吸引运量、后续发展条件等因素,结合地形、地质、水文等自然条件,综合分析比较确定。有条件时,宜采用整列路企直通运输。
11.2.3 铁路专用线接轨位置应结合接轨条件、线路方案、运输组织、后期发展等因素,经技术经济比较确定,并应取得有关铁路部门同意。
11.2.4 铁路专用线线路方案应结合地形、地质、水文等自然条件,并根据接轨方案、技术标准、运输组织、桥隧、工业场地与装卸站布置等因素,经技术经济比较确定。
11.2.5 装、卸车站站型应根据运量、产品煤品种、车流组织、取送车作业方式、地形、地质并结合装车、计量方式和工业场地总平面布置等因素,综合分析比较确定,并宜留有发展余地。对于外运量较大的装车站,宜采用适合快速定量装车方式的整列站型。
11.2.6 车站的取送车作业可采用送空取重、单取单送或等装等方式。设计应结合取送车次数、装卸车站布置、专用线运营管理方式、距离接轨站(或集配站)的远近等因素,综合分析比较确定。设有快速定量装车系统、路企直通运输的装车站,有条件时宜采用本务机牵引装车方式。
11.2.7 装、卸车站的煤炭装、卸线路数量应根据列车对数、每次装卸车数、装卸车时间、产品煤品种、地形条件等因素,结合工艺布置、装车调车方式等,经技术经济比较确定。
11.2.8 装、卸车站到发线数量应根据每昼夜到、发和通过列车对数,以及调车作业等占用到发线的时间计算确定。有条件时,宜利用装、卸车线,兼作到发线。
11.2.9 装、卸车站应根据生产需要,结合工业场地总平面布置,设置材料线、浮选药剂线、介质线等线路。有条件时宜合并设置。
11.2.10 装、卸车站需办理职工通勤列车和客运时,应设置为旅客服务的设施和线路。
11.2.11 装、卸车站站线有效长度应符合下列规定:
1 当使用路网铁路车辆时,车辆平均长度应按接轨路网的车辆数据计算,运煤车辆装载利用率应采用100%;
2 对于组织始发直达列车运输的装、卸车站,其到发线有效长度应与接轨的铁路到发线有效长度一致,其余宜按设计采用的列车长度加附加距离计算确定;
3 装、卸车线有效长度应按空、重车段分别计算确定,均应为设计的取送列车或车组长度加附加距离;
4 材料线有效长度应根据材料车长度加附加距离计算,并应结合工业场地总平面布置确定;
5 牵出线有效长度应按牵出列车或车组长度加附加距离计算确定。
11.3 场外道路
11.3.1 场外道路应符合现行国家标准《厂矿道路设计规范》GBJ 22及有关公路设计标准的规定。
11.3.2 矿井场外道路等级及其主要技术标准应根据道路性质、使用要求、交通量、车种和车型等因素,综合分析确定。在混合交通量和行人较多的地区,可适当加宽路基和路面。对于具有地方路网功能的道路,应符合现行有关交通行业标准的规定。
11.3.3 通往爆炸材料库道路,纵坡不应大于8%,可适当提高路面等级。
11.3.4 桥涵设计的汽车荷载应符合现行行业标准《公路工程技术标准》JTG B01的有关汽车荷载等级规定。
12 供 配 电
12.1 一般规定
12.1.1 供配电设计应根据矿井供电电源、供配电电压、矿井地面主变电所主接线系统、主变压器容量及台数、矿井6kV~10kV系统中性点接地方式选择、无功补偿及电压质量改善等因素,经综合分析比较后,应采用统筹兼顾的合理方案。
12.1.2 供配电设计选用的设备和器材应符合国家或行业的产品技术标准,并应选用技术先进、安全可靠、操作简单、维护方便和节能、环保型的成套设备和定型产品。
12 供 配 电
12.1 一般规定
12.1.1 供配电设计应根据矿井供电电源、供配电电压、矿井地面主变电所主接线系统、主变压器容量及台数、矿井6kV~10kV系统中性点接地方式选择、无功补偿及电压质量改善等因素,经综合分析比较后,应采用统筹兼顾的合理方案。
12.1.2 供配电设计选用的设备和器材应符合国家或行业的产品技术标准,并应选用技术先进、安全可靠、操作简单、维护方便和节能、环保型的成套设备和定型产品。
12.2 供电电源
12.2.1 在确定矿井供电电源时,应以矿区总体规划和地区电力系统规划为依据;应在结合地区电力系统现状并与电力部门进行协商的基础上,选取矿井供电电源点和供电电压。矿井供电电源宜取自地区公共电力网的变电所、矿区变电所;有条件时可从煤电联营的发电厂或矿区(矿山)自备发电厂获取电源;当难以从地区公共电力网的变电所、矿区变电所或发电厂取得电源时,亦可从邻近企业的变电所取得电源。
12.2.2 矿井应由双重电源供电,当一电源中断供电时。另一电源不应同时受到损坏。备用电源容量不应少于矿井全部一级负荷电力需求,并应满足大型及特大型矿井二级负荷电力需求。正常情况下,矿井电源线路应采用分列运行方式;电源线路一回路运行时,另一回路应带电热备;两电源线路上均不得分接任何负荷;任一条电源线路停止工作时,其余电源线路应满足矿井全部负荷的用电要求。
12.2.3 矿井供电电源线路的导线截面宜按经济电流密度选择。
12.2.4 矿井电源架空线路的路径宜利用井田境界或断层煤柱等,线路不宜通过初期开采形成的沉陷区。同杆(塔)架设的矿井电源线路,不应通过可能产生沉陷的地区和尚未稳定的沉陷地区。
12.3 电压和电能质量
12.3.1 矿井供电电压等级的选取,应符合现行国家标准《标准电压》GB 156的有关规定。可供选用的电压等级应为110kV、66kV、35kV、20kV、10kV和6kV;中型及以上矿井宜选取的电压等级为110kV、35kV。当有两种供电电压可供选择时,应经技术经济比较确定。
12.3.2 新建矿井的一级配电电压宜采用10kV;当需要向地面主变电所所在工业场地以外负荷容量较大或配电距离较远的地面场所配电时,矿井地面的一级配电电压可同时采用10kV和10kV以上电压。
12.3.3 矿井地面低压配电电压宜采用220/380V;中型及以上矿井地面生产系统低压配电电压宜采用660V。矿井井下低压配电电压宜采用660V、1140V。井下手持式电气设备的额定电压不得超过127V。井下移动照明设备的额定电压不得超过127V;井下固定照明设备的额定电压不得超过220V。采掘工作面用电设备电压超过3300V时,必须制订专门的安全措施。
12.3.4 矿井地面主变电所设置的大于35kV电压的主变压器,应采用有载调压变压器;经计算普通变压器不能满足用电设备端子处电压偏差允许值时,35kV电压的主变压器应采用有载调压变压器。矿井地面主变电所的有载调压宜实行逆调压方式。
12.3.5 矿井配电系统内部耦合点的电磁兼容水平应符合现行国家标准《电磁兼容环境工厂低频传导骚扰的兼容水平》GB/T 18039.4对第3类工厂电磁环境的电磁兼容水平的有关要求。当配电系统内部耦合点供给对电源骚扰较敏感的设备、装置使用时,应采取改善其局部电磁环境的措施。
12.3.6 矿井供配电系统应根据其负荷特点,合理配置无功补偿装置;矿井地面主变电所应采用无功功率自动补偿措施,并应满足在矿井高峰负荷时主变压器高压侧功率因数不低于0.95的要求。
12.3.7 接有大容量非线性电力负荷或波动无功负荷的矿井,应依据电源系统短路容量和本工程非线性或波动电力负荷容量,确定电能质量补偿装置的配置。
12.4 电力负荷
12.4.1 矿井电力负荷的分级应符合表12.4.1的规定。
表12.4.1 矿井电力负荷的分级
注:1 表中设备均包括主机运转时必需的辅助设备;
2 表中不含矿井建设范围内的民用建筑负荷,其等级划分应按现行行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16的规定执行。
12.4.2 一级负荷应由双重电源供电,二级负荷宜由两回线路供电。
12.4.3 主要通风机、主井提升机、副井提升机、主井带式输送机、地面瓦斯抽采泵、地面空气压缩机、抗灾排水泵等设备或设备房(站、驱动机房、井塔)的配电装置,应由直接从变电所馈出的两回线路供电。提升设备(提升机、带式输送机)房的其中一回电源线路可引自另一邻近提升设备房的配电装置。
12.4.4 井下主变电所、主要排水泵房、采区变电所、采区排水泵房变电所、设在井下的抗灾排水泵的电控室和其他有一级负荷的井下变电所,应由双重电源供电。井下局部通风机的供电,应按现行国家标准《煤矿井下供配电设计规范》GB 50417的有关规定执行。
12.4.5 矿井应急电源配置宜符合下列规定:
1 矿井的部分重要安全设施可根据需要增设应急电源;
2 矿井自备应急电源配置可按现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052和《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》GB/Z 29328的有关规定执行。
12.4.6 下列电源可作为矿井重要安全设施的应急电源:
1 发电机组;
2 自备电厂;
3 供电网络中独立于主供电源和备用电源的专用馈电线路;
4 静态储能装置。
12.4.7 在确定矿井需由应急电源供电的重要安全设施电力负荷容量时,宜采取将其应急电力需求限制到较低的水平的措施。
12.4.8 矿井各级变电所计算负荷宜采用需要系数法进行计算。各级变电所母线最大负荷同时系数宜为0.8~0.95。各用电设备组或单台用电设备的年电耗量,宜按其相应的最大负荷年利用小时数计算或按单位产品耗电量计算。
12.5 地面配电
12.5.1 矿井应在负荷较集中的主井或副井工业场地设置矿井地面主变电所;必要时,大型或特大型矿井可在其他场地增设矿井地面主变电所。
12.5.2 矿井地面变电所35kV~110kV侧的主接线宜采用单母线分段接线或桥型接线;6kV或10kV侧的主接线宜采用单母线分段接线。具有多回路35kV~110kV进出线或多台变压器的地面主变电所的35kV~110kV侧,可采用双母线接线。
12.5.3 矿井地面主变电所主变压器不应少于2台,当1台停止运行时,其余变压器的容量应保证主变压器的一级和二级负荷用电。
12.5.4 地震烈度在7度及以下、Ⅱ级及以上污秽地区或场地受限制时,矿井地面变电所的35kV~110kV配电装置宜采用屋内布置。
12.5.5 矿井地面主变电所35kV~110kV配电装置布置宜留有扩建余地。地面主变电所6kV或10kV配电装置应预留不少于总安装数25%的备用位置,且宜装设不少于2台的备用高压开关柜。
12.5.6 矿井地面主变电所和其他35kV及以上电压等级地面变电所,应设微机型综合自动化系统。
12.5.7 当6kV~10kV系统发生单相接地故障,且不要求立即切除故障回路而需要维持故障回路短时期运行时,矿井6kV~10kV系统应采用不接地或消弧线圈接地方式,并应将流经单相接地故障点的电流限制在10A以内。
12.5.8 矿井地面6kV或10kV配电系统宜采用放射式配电为主,其配电系统应简单可靠。地面高压配电系统同一电压的配电级数不宜多于2级;地面低压配电系统同一电压的配电级数不宜多于3级;同一生产流水线的各用电设备宜由同一母线或线路配电。
12.5.9 地面6kV或10kV配电变压器的选择应符合下列规定:
1 应选用节能型变压器,其接线组别宜选用Dyn11;
2 高层和多层建筑物内变电所、车间内变电所、设在提升机井塔、进风井井口、瓦斯抽采泵站的变电所应选用不燃或难燃型变压器。
12.5.10 地面生产系统的配电应符合下列规定:
1 生产系统的配电设备,宜集中设在一个或若干个单独的电气室内;电气室应设在非爆炸危险环境,且与筛分、破碎车间等有爆炸危险环境之间,应用非燃体的实体墙隔开;
2 生产系统的筛分、破碎车间等干煤生产加工车间、煤仓和封闭式储煤场及输煤地道等可能有煤尘、沼气集聚地点,应采用防爆型电气设备;该场所电气装置设计,应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定;
3 电气室宜避免设在有剧烈振动、多尘和潮湿的场所,除专用配电室外,生产场所采用的电气设备外壳防护等级,不宜低于现行国家标准《外壳防护等级(IP代码)》GB 4208中的IP54等级。
12.6 井下配电
12.6.1 井下主变电所的设置及供电应符合下列规定:
1 在各开采水平宜设置井下主变电所作为该水平的变配电中心;主变电所宜设置在开采水平井底车场,且宜与主要排水泵房联合布置;
2 井下主变电所应由地面变电所供电。
12.6.2 采区变电所的设置及供电应符合下列规定:
1 每个采区宜设置采区变电所;
2 采区变电所宜由井下主变电所供电;当采区变电所负荷较大、距井下主变电所较远时,可由地面变电所或35kV箱式变电站采用6kV或10kV电压直接供电。
12.6.3 由地面引至井下各变电所的全部电缆中任一回路停止供电时,其余下井回路应保证井下全部负荷用电。
12.6.4 井下高压配电电压应与矿井地面一级配电电压相一致,且不应大于10kV。
12.6.5 井下高、低压配电系统同一电压的配电级数(含地面段配电级数)不宜多于3级。
12.6.6 下井电缆类型选择和敷设,应按现行国家标准《煤矿井下供配电设计规范》GB 50417和《矿山电力设计规范》GB 50070的有关规定执行。
12.6.7 井下主变电所和有两回及以上进线的变电所高压母线宜采用单母线分段。主变电所高压母线分段数应与下井电缆回路数相协调。
12.6.8 井下主变电所内的动力变压器不应少于2台。当1台停止运行时,其余变压器应保证全部一级、二级负荷用电。
12.6.9 变电所的高压进出线应设置断路器,变电所内直接向高压电动机配电的回路宜采用高压真空接触器或能频繁操作的断路器。
12.6.10 井下主变电所应留有高、低压配电装置的备用位置,其数量不应少于各自安装总数的20%。
12.7 照 明
12.7.1 矿井地面220/380V低压动力和照明负荷宜合用电源变压器。局部低压动力负荷采用660V电源时,宜设置660/400V照明专用变压器。当建筑物内设有低压为0.4kV的配电变压器时,该建筑物室内照明线路和低压动力线路,应在配电装置低压母线处分开。由220/380V外部低压电源配电的建筑物,室内照明线路和低压动力线路,应在该建筑物低压总配电柜(箱、屏)处分开。
12.7.2 矿井下列场所应设置应急照明:
1 地面主变电所和其他35kV及以上电压等级变电所的控制室、屋内配电装置室、蓄电池室及屋内主要通道;
2 矿井生产调度室、监控室、通信站等电子信息系统机房;
3 地面的主要通风机、主井提升机、副井提升机、主井带式输送机、瓦斯抽采泵、空气压缩机、抗灾排水泵等设备或设备房(站、驱动机房、井塔)的主机室(大厅)、电气间、控制室和值班室;
4 副井井口房、地面煤炭生产系统的主要生产车间、电气间、控制室;
5 矿井铁路站场信号楼;
6 单台锅炉蒸发量为4t/h以上锅炉房的锅炉压力表、水位表、给水泵等主要操作地点和通道;
7 矿山救护站值班室;
8 公共建筑中按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016规定需设置应急照明的场所;
9 井下主变电所、主要排水泵站。
12.7.3 井下应设置固定照明及移动照明,照明设置地点应符合现行国家标准《煤矿井下供配电设计规范》GB 50417的有关规定。
12.7.4 井下固定照明的照度标准宜符合表12.7.4的规定。
表12.7.4 井下固定照明照度标准(Lx)
12.7.5 工业场地内应设路灯照明。
12.7.6 矿井配备的矿灯数,可按井下工人在籍人数与50%管理人数总和的125%计算。
12.8 防雷、过电压保护和接地
12.8.1 矿井建(构)筑物的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057的有关规定。交流电力设备的过电压保护、绝缘配合及接地应符合现行国家标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》GB/T 50064及《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065的有关规定。
12.8.2 经由地面架空线路引入井下的电力线路和电机车架线,应在入井处装设防雷电装置。由地面直接入井的轨道、金属架构及露天架空入井的管路,在井口附近对金属体应设置不少于2处良好的集中接地。金属体通信线路应在人井处装设熔断器和防雷电装置。
12.8.3 在可能发生对地闪击地区,矿井地面建(构)筑物的防雷等级划分应符合下列规定:
1 地面爆炸材料库应为第一类防雷建筑物;
2 地面生产系统筛分和破碎车间等干煤生产加工车间所在建筑物、封闭式储煤场、地面生产系统原煤和干煤产品的煤仓、瓦斯抽采泵站的主机室、主要抽出式通风机站、汽油库、预计雷击次数大于0.05次/a的火灾危险场所,以及预计雷击次数大于0.25次/a的其他建筑物,应为第二类防雷建筑物;
3 下列建筑物应为第三类防雷建筑物:
1)高度在15m以上的井塔、井架、烟囱、水塔等孤立高耸建筑物;
2)预计雷击次数大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a的火灾危险场所;
3)预计雷击次数大于或等于0.05次/a,且小于或等于0.25次/a的其他建筑物。
12.8.4 地面生产系统钢筋混凝土筒仓的竖向受力钢筋不得利用作为引下线。
12.8.5 井下电气设备的保护接地和等电位联结,应符合现行国家标准《煤矿井下供配电设计规范》GB 50417和《矿山电力设计规范》GB 50070的有关规定。
13 信息与自动化
13.1 一般规定
13.1.1 矿井信息与自动化的装备标准,应根据矿井设计生产能力、开采技术条件、生产装备水平及信息与自动化技术发展水平等因素,经综合分析论证合理确定。
13.1.2 矿井信息与自动化系统设计应选择具有煤矿矿用产品安全标志“MA”认证的设备和系统。
13.1.3 矿井信息与自动化系统设计除应符合本规范规定外,尚应符合现行国家标准《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》GB 50581和《煤矿安全生产智能监控系统设计规范》GB 51024的有关规定。
13.1.4 矿井地面建(构)筑物火灾自动报警系统设计应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116和《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
13 信息与自动化
13.1 一般规定
13.1.1 矿井信息与自动化的装备标准,应根据矿井设计生产能力、开采技术条件、生产装备水平及信息与自动化技术发展水平等因素,经综合分析论证合理确定。
13.1.2 矿井信息与自动化系统设计应选择具有煤矿矿用产品安全标志“MA”认证的设备和系统。
13.1.3 矿井信息与自动化系统设计除应符合本规范规定外,尚应符合现行国家标准《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》GB 50581和《煤矿安全生产智能监控系统设计规范》GB 51024的有关规定。
13.1.4 矿井地面建(构)筑物火灾自动报警系统设计应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116和《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
13.2 监控及自动化
13.2.1 矿井监控及自动化子系统的自动化水平和范围应根据采煤、掘进、运输、提升、通风、压风、供电、排水、地面生产系统等矿井主要生产和辅助生产系统要求,因地制宜合理确定。
13.2.2 矿井主要生产和辅助生产系统的控制方式应根据单机、生产环节或系统要求确定,可采用自动化、半自动化、集中控制等方式。
13.2.3 矿井必须装备矿井安全监控系统。严禁矿井安全监控系统与视频监控系统共用同一芯光纤。
13.2.4 矿井安全监控系统的参数种类应根据矿井环境和生产中潜在的危险因素种类及程度确定。
13.2.5 矿井安全监控系统应对紧急避险设施内的氧气,以及紧急避险设施内外的甲烷、一氧化碳、二氧化碳及温度等环境参数进行实时监测。
13.2.6 矿井安全监控系统应与上级安全监控中心联网上传信息。
13.2.7 矿井安全监控系统配备的主机及系统联网主机必须双机备份,并应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。
13.2.8 安全监控系统应配备数据存储设备,并应符合下列规定:
1 甲烷、温度、风速、负压、一氧化碳等重要测点的实时监测数据记录存储时间应保存7d以上;
2 模拟量统计值、报警/解除报警时刻及状态、断电/复电时刻及状态、馈电异常报警时刻及状态、局部通风机、风筒、主要通风机、风门等状态及变化时刻、瓦斯抽采量等累计量值、设备故障/恢复正常工作时刻及状态等记录应保存1a以上。
13.2.9 矿井安全监控系统的供电电源应符合下列规定:
1 地面中心站应双回路供电,并应配备不少于2h在线式不间断备用电源;
2 井下分站或干线扩展器等设备应配备不少于2h在线式不间断备用电源。
13.2.10 冲击地压严重的中型及以上矿井应设置矿压监测系统宜接入矿井安全监控系统。
13.2.11 矿井安全监控系统的下井主干线缆不应少于2条,并应从不同的井筒或一个井筒保持一定间距的不同间隔位置敷设至井下。矿井安全监控系统设计除应符合本规范的规定外,尚应符合现行行业标准《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ 1029的有关规定。
13.2.12 矿井必须装备井下作业人员管理系统。
13.2.13 矿井井下作业人员管理系统应将井下需要识别人员和车辆的区域划分为一般识别区域、重点识别区域和限制进入区域,其中重点识别区域应包括井下紧急避险设施。
13.2.14 矿井井下作业人员管理系统应在井下紧急避险设施安全出入口或应急逃生出口分别设置监测分站,对出入紧急避险设施的人员应进行实时监测。
13.2.15 矿井井下作业人员管理系统应与上级安全监控中心联网上传信息。
13.2.16 矿井井下作业人员管理系统配备的主机及系统联网主机必须双机备份,并应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。
13.2.17 矿井井下作业人员管理系统应配备数据存储设备。数据记录存储时间应保存3个月以上。
13.2.18 矿井井下作业人员管理系统配备的识别卡数量不宜少于矿井的矿灯总数。
13.2.19 矿井井下作业人员管理系统的供电电源应符合下列规定:
1 地面中心站应配备不少于2h在线式不间断备用电源;
2 井下人员位置监测分站应配备不少于2h在线式不间断备用电源。
13.2.20 矿井井下作业人员管理系统设计除应符合本规范规定外,尚应符合现行行业标准《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》AQ 1048的有关规定。
13.2.21 矿井应装备矿井视频监控系统。
13.2.22 矿井视频监控系统应在井下紧急避险设施安全出入口或应急逃生出口以及避难硐室内设置本质安全型摄像机。
13.2.23 中型及以上矿井视频监控系统宜采用数字视频监控模式,并宜配置视频分析系统。
13.2.24 矿井视频监控系统应配备图像存储设备,并应符合下列规定:
1 每路视频记录速度不应低于25帧/s;
2 存储设备的容量不应低于30d的图像信息量;
3 记录/回放图像质量不应低于四级。
13.2.25 矿井视频监控系统的供电电源应符合下列规定:
1 地面中心站应配备不少于2h在线式不间断备用电源;
2 井下重要地点摄像机宜配备不少于2h在线式不间断备用电源。
13.2.26 开采容易自燃和自燃煤层的中型及以上矿井,应装备矿井自然发火束管监测系统。
13.2.27 矿井应装备煤炭产量监测系统,系统设计应符合现行行业标准《煤炭产量远程监测系统通用技术要求》MT 1082和《煤炭产量远程监测系统使用与管理规范》MT 1080的规定。
13.3 计算机网络
13.3.1 矿井监控及自动化子系统网络传输方式应根据各子系统的安全要求、功能要求、技术条件等因素确定。
13.3.2 矿井各监控及自动化子系统宜采用转换接口接入基于TCP/IP协议标准的综合监控及自动化网络。
13.3.3 中型及以上矿井宜构建矿井以太网计算机网络,并宜符合下列规定:
1 宜构建基于TCP/IP协议标准和工业以太网技术的综合监控及自动化网络架构;
2 宜构建基于TCP/IP协议标准和以太网技术的矿井信息管理局域网络架构。
13.3.4 综合监控及自动化网络干线宜采用光纤环形拓扑结构。地面与井下宜分别构成环网,地面与井下环网的连接宜采用两条不同路径敷设的光缆。
13.3.5 综合监控及自动化网络核心层应配置2台核心交换机,并应互为热备。主干网络传输速率不宜低于1000Mb/s。网络故障重构自愈时间不应大于300ms。
13.3.6 综合监控及自动化网络应采用工业级设备,并应支持多种网络拓扑结构和冗余方式。
13.3.7 综合监控及自动化网络应与矿井信息管理网络联网,并应采用物理隔离设施,同时应制订适宜的网络安全策略。
13.3.8 矿井信息管理网络宜采用光纤星形拓扑结构。核心层宜配置2台核心交换机或1台双引擎核心交换机,并应互为热备。主干网络传输速率不宜低于1000Mb/s。
13.3.9 矿井信息管理网络应根据矿区总体规划,实现与上级(矿区或集团公司)计算机中心网络联网,并应采用安全设施,同时应制订适宜的网络安全策略。
13.3.10 矿井地面建筑计算机网络应建立综合布线系统。系统设计应符合现行国家标准《综合布线系统工程设计规范》GB 50311的有关规定。
13.4 信息管理
13.4.1 矿井应根据具体情况确定适宜的矿井信息管理范围和信息管理水平。矿井信息管理系统宜由矿井安全生产信息系统和矿井办公信息系统组成。
13.4.2 矿井安全生产信息系统宜具有对矿井综合监控及自动化系统的信息处理、分析和故障诊断功能,并可实现对生产计划、安全状况、设备性能、系统能耗及运营水平等安全生产信息的管理。
13.4.3 矿井安全生产信息系统宜建立管控一体化软件平台,并宜形成集数据整合、处理、通信、监控、综合智能判断、显示和存储等综合数据应用软件系统。
13.4.4 矿井安全生产信息系统应建立矿井灾害应急预案处理系统。矿井灾害应急预案应包括避险设施位置和避险路线,并应具备与报警和监控系统联动功能。
13.4.5 矿井安全生产信息系统宜建立支持决策的专家辅助系统和地理信息系统。
13.4.6 矿井办公信息系统应根据企业的部门设置、管理水平配置办公应用软件,并宜建立上级(矿区或集团公司)信息系统信息交换。
13.4.7 矿井办公信息系统功能应符合下列规定:
1 应具有矿井运营所需的人、财、物、产、供、销、技术等办公信息综合管理功能;
2 应具有数据存储、信息发布、网络会议、综合查询等功能。
13.5 通 信
13.5.1 矿井必须装备有线调度通信系统。矿用有线调度通信电缆必须专用。
13.5.2 中型及以上矿井宜分别设置行政电话交换系统和调度电话交换系统。矿井行政电话交换机和矿井调度电话交换机宜选用数字程控电话交换设备;当选用矿用数字程控调度交换机时,矿井行政电话和调度电话可合用交换机;可根据生产组织系统的实际需要,设置矿井局部生产环节的调度电话总机。
13.5.3 矿井行政电话交换系统应与矿区其他行政电话交换系统联网组成矿区行政通信系统。矿井调度电话交换系统应与上级(矿区或集团公司)调度中心联网组成矿区(或集团公司)调度通信系统。
13.5.4 矿井行政电话交换系统应与矿井调度电话交换系统联网。矿井调度电话交换系统应与矿井无线通信系统联网。
13.5.5 矿井应设置井下应急广播系统,中型及以上矿井宜设置井下无线通信系统。条件具备的矿井可设置矿井救灾通信、矿井应急通信等通信系统。
13.5.6 矿井行政电话交换机对矿区行政通信系统的中继线数量,宜按矿井行政电话交换机容量的10%~15%配置;中型及以上矿井采用数字中继时,不宜少于2个E1数字接口,速率应为2048kb/s。
13.5.7 矿井行政电话交换机和矿井调度电话交换机的容量配置应符合下列规定:
1 矿井行政电话交换机容量应按矿井生产、行政办公(包括辅助办公)用房面积和单身宿舍房间数确定。生产、行政办公用房宜按10m2~20m2设1个语音信息点,单身宿舍每个房间宜设1个语音信息点;
2 矿井调度电话交换机容量应按矿井生产和管理岗位需求确定;
3 矿井行政电话交换机和矿井调度电话交换机容量应留有不少于20%的冗余。
13.5.8 有条件的矿井可利用公共电话网的虚拟交换机作为矿井行政电话交换机。
13.5.9 有条件的矿井可采用IP电话作为矿井通信系统的辅助通信。
13.5.10 矿山救护队、消防站必须设有与矿井调度室直通的有线调度电话,并应配有地面无线对讲系统。
13.5.11 矿井有线调度通信系统下井的通信电缆不应少于2条;同时使用时应分设于不同的井筒或一个井筒保持一定间距的不同间隔内;相互之间应有联络电缆,当任一条电缆出现故障时,可迅速转接。
13.5.12 矿井直通电话设置应符合下列规定:
1 采掘工作面及与其有直接联系的环节之间,应设置直通电话;
2 防火灌浆站与灌浆地点之间,应设置直通电话;
3 罐笼提升的井底~井口~提升机房之间,以及箕斗提升的装载点~卸载点~提升机房之间,应设置直通电话;
4 斜井或斜巷的车场与提升机房之间,应设置直通电话;
5 其他局部电话联系较多的生产环节之间,应设置直通电话。
13.5.13 矿井地面变电所、地面主要通风机房、主副井提升机房、压风机房、井下主要水泵房、井下中央变电所、井底车场、运输调度室、采区变电所、上下山绞车房、水泵房、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室、采煤工作面、掘进工作面、突出煤层采掘工作面附近、爆破时撤离人员集中地点、突出矿井井下爆破起爆点、采区和水平最高点、避难硐室、瓦斯抽采泵房、爆炸物品库等,必须设有直通矿调度室的有线调度电话。
13.5.14 矿井主变电所至上一级变电所应设置专用的电力通信设施。并应与矿井调度室直接通信。
13.5.15 矿井电话电缆芯线对数的备用量应符合下列规定:
1 矿井地面和井下干线不应少于20%;
2 立井井筒不应少于50%;
3 斜井井筒和平硐不应少于30%。
13.6 信 号
13.6.1 提升信号系统应符合下列规定:
1 提升信号应包括工作信号、检修信号、紧急停车信号及直通电话;
2 提升系统的所有信号装置均应由配电点引出的专用电源或专用电源变压器供电,并应设置电源指示灯。井下信号装置的额定电压不得大于127V,并应采用单相不接地系统;
3 电气信号必须声光兼备。发信号地点应设置带保留的复式信号;
4 单绳缠绕式提升机应设置松绳信号;
5 多水平或多层罐笼提升时,各水平或井上、下各层出车平台必须设置信号装置和闭锁关系。发出的各种信号应有所区别;
6 立井提升信号除应设置常用信号装置外,应有备用信号装置;
7 不提人的采区上、下山及矸石周转场信号可简化。
13.6.2 罐笼及箕斗提升信号应符合下列规定:
1 除单容器提升和井上、下信号联锁的自动化提升系统外,双罐笼提升的工作信号必须经井口转发。紧急停车信号应直发提升机房;
2 兼作升降人员和物料的罐笼提升应有区分升降人员和物料的“保留信号”;
3 箕斗提升信号必须采用定重装置的自动信号,并应能手动发送。信号应直发提升机房,并应能在装卸载点发出停车信号。装卸载点各部的执行元件与信号装置应有闭锁关系。当满仓时应能报警或自动断电;
4 井口信号装置必须同提升机的控制回路闭锁。
13.6.3 斜井串车双钩提升的工作信号应为转发式。
13.6.4 矸石周转场及采区上、下山信号宜采用直发式信号装置。当双钩提升、工艺系统复杂时,应根据需要采用转发式信号。
13.6.5 井下信号设备应根据瓦斯等级及使用地点选用矿用本质安全型、矿用隔爆型或矿用一般型设备。井口附近信号设备宜选用矿用一般型设备。地面提升机房及矸石周转场信号设备可选用普通型。
13.6.6 设有信号装置较多、经常有信号工值班的地点,应设信号房或信号硐室。
13.6.7 矿井地面生产系统集中控制装置应设有声光兼备的启动预告信号。
13.6.8 采用轨道机车运输方式的矿井井底车场和运输大巷系统设计,应符合现行国家标准《煤矿井下机车运输信号设计规范》GB 50388的规定。
13.6.9 采用无轨胶轮车运输方式的矿井井底车场和运输大巷,同一水平车辆工作台数为5台及以上时,应设置井下无轨胶轮车运输信号监控系统。同一巷道有对向行驶的车辆,且巷道宽度不能满足错车需求时,应设置具有联锁闭塞功能的无轨胶轮车运输信号监控系统。
13.6.10 电气信号的声音信号宜具备语音提示功能。
14 地面建筑
14.1 一般规定
14.1.1 矿井地面建筑设计应具备地震、气象、近期实测地形图和相应阶段的工程地质、水文地质及井下水侵蚀性分析等原始资料。
14.1.2 矿井地面建筑宜设计为以主井、副井为中心的联合建筑和多(高)层建筑。
14.1.3 建筑和结构的设计应根据煤矿矿井的特点,采用经实践检验的、有可靠保证的新型建筑材料及新结构。
14.1.4 新建矿井主要建(构)筑物的结构设计使用年限应与矿井设计服务年限相适应。当矿井设计服务年限不满50a时,其主要建(构)筑物的设计使用年限应按50a设计。矿井建(构)筑物的结构安全等级和抗震设防类别应按表14.1.4的规定采用。
表14.1.4 矿井建(构)筑物的结构安全等级和抗震设防类别
注:1 建(构)筑物各类结构构件使用期间的安全等级,应与整个结构的安全等级相同,所有构件的安全等级在各阶段均不得低于三级;
2 当设计使用年限超过50a但不大于100a时,其安全等级应适当提高;
3 井上通风、供配电、给排水、通信系统建筑的结构安全等级应为二级。
14.1.5 改建和扩建矿井的建筑结构,加固改造后的设计使用年限应与改建、扩建后矿井的剩余设计服务年限相适应。
14.1.6 矿井地面工业建(构)筑物的火灾危险性分类与耐火等级应符合表14.1.6的规定。
表14.1.6 工业建(构)筑物火灾危险性分类与耐火等级
注:1 凡本表未列入的矿井工业建(构)筑物、行政及公共建筑、居住建筑等的类别和耐火等级,应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定确定;
2 封闭式储煤场的防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中丙类厂房的有关规定。
14.1.7 地面建(构)筑物安全出口的设置应符合下列规定:
1 一般建筑物安全出口的设置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定;
2 生产系统厂房安全出口的数目不应少于2个;
3 当每层建筑面积不超过400m2,且同一时间的生产人数不超过15人、总生产作业人数不超过30人时,生产系统厂房可设置一个安全出口,楼梯间可不封闭;
4 生产系统的井塔、转载站,当每层生产作业人数不超过3人,且总生产作业人数不超过10人时,可用宽度不小于800mm、坡度不大于60°的金属工作梯兼作疏散梯;
5 栈桥和地道内,操作点与安全出口的距离不应大于75m。
14.1.8 建筑物内部的水平及垂直交通应布置合理、顺畅贯通。工业建(构)筑物室内通道净宽不应小于表14.1.8的规定。
表14.1.8 工业建(构)筑物室内通道净宽(m)
注:设备运转部分与设备固定部分均为设备的外缘。
14.1.9 矿井地面建(构)筑物的一般楼面活荷载应按现行国家标准《煤矿矿井建筑结构设计规范》GB 50592的有关规定选用。
14.1.10 矿井地面建筑结构设计除应符合本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《煤矿矿井建筑结构设计规范》GB 50592等的规定。
14 地面建筑
14.1 一般规定
14.1.1 矿井地面建筑设计应具备地震、气象、近期实测地形图和相应阶段的工程地质、水文地质及井下水侵蚀性分析等原始资料。
14.1.2 矿井地面建筑宜设计为以主井、副井为中心的联合建筑和多(高)层建筑。
14.1.3 建筑和结构的设计应根据煤矿矿井的特点,采用经实践检验的、有可靠保证的新型建筑材料及新结构。
14.1.4 新建矿井主要建(构)筑物的结构设计使用年限应与矿井设计服务年限相适应。当矿井设计服务年限不满50a时,其主要建(构)筑物的设计使用年限应按50a设计。矿井建(构)筑物的结构安全等级和抗震设防类别应按表14.1.4的规定采用。
表14.1.4 矿井建(构)筑物的结构安全等级和抗震设防类别
注:1 建(构)筑物各类结构构件使用期间的安全等级,应与整个结构的安全等级相同,所有构件的安全等级在各阶段均不得低于三级;
2 当设计使用年限超过50a但不大于100a时,其安全等级应适当提高;
3 井上通风、供配电、给排水、通信系统建筑的结构安全等级应为二级。
14.1.5 改建和扩建矿井的建筑结构,加固改造后的设计使用年限应与改建、扩建后矿井的剩余设计服务年限相适应。
14.1.6 矿井地面工业建(构)筑物的火灾危险性分类与耐火等级应符合表14.1.6的规定。
表14.1.6 工业建(构)筑物火灾危险性分类与耐火等级
注:1 凡本表未列入的矿井工业建(构)筑物、行政及公共建筑、居住建筑等的类别和耐火等级,应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定确定;
2 封闭式储煤场的防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中丙类厂房的有关规定。
14.1.7 地面建(构)筑物安全出口的设置应符合下列规定:
1 一般建筑物安全出口的设置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定;
2 生产系统厂房安全出口的数目不应少于2个;
3 当每层建筑面积不超过400m2,且同一时间的生产人数不超过15人、总生产作业人数不超过30人时,生产系统厂房可设置一个安全出口,楼梯间可不封闭;
4 生产系统的井塔、转载站,当每层生产作业人数不超过3人,且总生产作业人数不超过10人时,可用宽度不小于800mm、坡度不大于60°的金属工作梯兼作疏散梯;
5 栈桥和地道内,操作点与安全出口的距离不应大于75m。
14.1.8 建筑物内部的水平及垂直交通应布置合理、顺畅贯通。工业建(构)筑物室内通道净宽不应小于表14.1.8的规定。
表14.1.8 工业建(构)筑物室内通道净宽(m)
注:设备运转部分与设备固定部分均为设备的外缘。
14.1.9 矿井地面建(构)筑物的一般楼面活荷载应按现行国家标准《煤矿矿井建筑结构设计规范》GB 50592的有关规定选用。
14.1.10 矿井地面建筑结构设计除应符合本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《煤矿矿井建筑结构设计规范》GB 50592等的规定。
14.2 主要工业建筑物与构筑物
14.2.1 井颈设计应符合下列规定:
1 井颈宜采用混凝土结构或钢筋混凝土结构;
2 井颈埋深应满足风道、防火门、安全出口、罐道梁及井架底梁等布置的要求。井颈壁座应置于岩石或坚硬土层上;
3 热风道口应避免布置在立架支承梁支座的下方或正对罐笼进出车方向。
14.2.2 井架设计应符合下列规定:
1 井架结构类型应根据矿井的服务年限、工艺要求、施工条件、材料来源等,经技术经济比较后确定;生产井架可兼作凿井用井架;
2 当井筒采用冻结法施工时,应根据冻融土对井架基础的影响进行设计;
3 井架布置与计算应符合现行国家标准《矿山井架设计规范》GB 50385的有关规定;
4 斜井天轮架宜采用钢筋混凝土结构。
14.2.3 多绳摩擦式提升机井塔设计应符合下列规定:
1 井塔宜采用钢筋混凝土结构,也可采用钢结构;
2 井塔塔身和提升机大厅结构宜与井筒中心线对称布置;
3 井塔基础选型应根据工艺要求、平面尺寸、地质条件等,经技术经济比较后确定;
4 当井筒采用冻结法施工时,应根据冻融土对井塔基础的影响进行设计;
5 井塔大厅应有防止噪声的措施;
6 井塔内应设置客货两用电梯1台。
14.2.4 井口房或井楼设计应符合下列规定:
1 井口房不得兼作消防材料库;
2 当采用压入式通风或箕斗井回风时,井口房应根据工艺专业要求采取密闭措施;
3 井口房宜采用钢筋混凝土结构或钢结构,井楼不密闭时宜采用钢结构;
4 当井筒采用冻结法施工时,应根据冻融土对井口房或井楼基础的影响进行设计。
14.2.5 提升机房设计应符合下列规定:
1 提升机房室内应有良好的采光,开窗时不应产生面对提升司机的眩光;
2 出绳孔应采取防护措施,室外出绳孔下部应设验绳平台和检查钢梯;
3 提升机房宜采用钢筋混凝土结构或钢结构;
4 单绳缠绕式提升机基础可采用素混凝土基础,多绳摩擦式提升机基础宜采用钢筋混凝土基础,并应进行强度计算和倾覆、滑移验算;
5 提升机房应有防止噪声的措施。
14.2.6 栈桥与地道设计应符合下列规定:
1 栈桥可根据气候条件和使用要求选择封闭式或敞开式;严寒地区,包括桥面在内的栈桥围护结构应采取保温措施;
2 栈桥、地道垂直于斜面的净高不应小于2.2m,当为拱形结构时,其拱脚处净高不应小于1.8m;
3 人行道和检修道的坡度大于5°时,应设防滑条;8°以上时,应设踏步;箕斗栈桥的人行道,靠近箕斗一侧应设栏杆;
4 栈桥有冲洗要求时,侧墙、地面宜采取防水措施,在栈桥中部或低端处可设置横向截水沟、集水漏斗等排水设施;
5 地道应采取排水和防水措施,并应设置通风孔和安全出口;
6 栈桥的支承结构宜采用钢筋混凝土结构,当跨间结构采用钢结构时,支承结构可选用钢结构。栈桥的支承结构不宜埋入煤中,当受条件限制必须埋入煤中时,支承结构不宜采用钢结构;
7 栈桥的跨间结构宜采用钢结构或钢筋混凝土结构;
8 地道宜采用素混凝土结构或钢筋混凝土结构,半地下通廊或埋深较浅的地道也可采用砌体结构。
14.2.7 储煤场与受煤坑设计应符合下列规定:
1 储煤场落煤筒宜采用钢筋混凝土结构;
2 封闭式储煤场的围护结构可采用平板网架、网壳或门式刚架等结构;
3 受煤坑宜采用钢筋混凝土结构或砌体结构;
4 堆取料机基础可采用钢筋混凝土结构或素混凝土结构;
5 返煤地道应设置安全出口和通风孔,安全出口不应少于2个,间距不应大于150m,并应直通室外地面。
14.2.8 煤仓设计应符合下列规定:
1 煤仓结构类型和基础形式应根据矿井的服务年限、工艺要求和地质条件等,经技术经济比较后确定;
2 严寒地区的煤仓应采取防冻措施,楼梯应设围护结构;
3 跨线式煤仓(或滑坡煤仓)应执行关于煤炭跨线式装车仓界限尺寸的规定,并应计算地基沉陷对铁路建筑界限的影响。
14.2.9 通风机房设计应符合下列规定:
1 通风机房宜采用钢筋混凝土结构、钢结构或砌体结构;
2 通风机房应符合通风散热要求,通风机房应采取消音及防止煤尘污染的措施;
3 风道与井筒连接处应设置防坠栏杆及测风平台,风道应向井筒方向有不小于5‰的坡度。
14.3 建筑面积
14.3.1 矿井器材库、器材棚、消防材料库、岩粉库、油脂库的建筑面积,不宜小于表14.3.1的规定。
表14.3.1 矿井地面库房建筑面积
注:1 无煤尘爆炸危险和不采用岩粉作为防爆隔爆措施的矿井可不设置岩粉库;
2 油脂库内应存放火灾危险性分类为丙类的油脂;
3 器材库面积中应包括办公室、收发室、生产用水泥库和设备库,矿井所需材料、备品、备件、设备均应由总库按计划供应,矿井的库、棚可作为临时存放以上物品的周转库;
4 建有矿井选煤厂的矿井,选煤厂库房可与矿井共建,其增加的面积指标应按选煤厂设计有关规定确定;
5 汽车库建筑面积可按矿井配备汽车的品种、台数和进库数量等实际情况确定,综合建筑面积指标宜取每台小型汽车18m2~22m2。
14.3.2 矿井行政及公共建筑建筑面积应根据矿井劳动定员确定,其分项设施及其建筑面积指标宜按表14.3.2的规定选用。
表14.3.2 矿井行政、公共建筑分项设施及其建筑面积指标
注:少数民族职工较多的地区,应单独设置少数民族专用食堂。
14.3.3 矿井职工单眷比宜按实际情况确定。宿舍建筑面积指标宜取每单身职工15m2~18m2。
14.3.4 新建矿井居住区的住宅及配套设施的建设,应充分利用当地社会协作条件,凡社会上可提供的设施,不应重复建设。
15 给水排水与供热通风
15.1 水 源
15.1.1 选择矿井水源时,应根据取水水量、用水水质以及水资源环境等因素,经技术经济比较后确定,并应符合下列规定:
1 应取得当地水资源管理部门同意,并应领取“取水许可证”;
2 符合卫生条件的地下水、地表水应优先作为生活饮用水水源;处理后达到生活饮用水卫生标准的矿井井下排水可作为生活用水水源;
3 采用地下水作为水源时,应保证水源不受矿井开采的影响;
4 在干旱易沙化地区,应重视当地的生态环境,并应防止因水源开采而引起的生态环境恶化;
5 采用地下水作为水源时,地下水开采不得引起高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路基、桥梁及隧道基础的沉降变形和承载力的降低,水源井距高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路堤坡脚、路堑坡顶或铁路桥梁外侧的距离应根据含水层性质、埋深及开采水量等因素计算确定,但不得小于200m。
15.1.2 矿井水源的确定,应具备下列水文地质资料:
1 在可行性研究阶段,采用地下水作为水源时,应有经过评审的供水水文地质普查报告,其取水量应小于D级的允许开采量。采用地表水作为水源时,应有实测的水文资料,其设计枯水流量的保证率不应小于90%;
2 在初步设计阶段,采用地下水作为水源时,应有经过评审的供水水文地质详查报告,其取水量应小于C级的允许开采量。采用地表水作为水源时,应有多年连续实测的水文资料,其设计枯水流量的保证率不应小于97%;
3 采用矿井井下排水作为水源时,其取水量应小于井田地质报告中的涌水量;
4 当水文地质条件简单,现有可靠水文资料较多,少数管井能满足需水要求时,可直接打勘探开采井。
15.1.3 水源的日供水能力宜按最高日用水量的1.2倍~1.3倍计算。
15 给水排水与供热通风
15.1 水 源
15.1.1 选择矿井水源时,应根据取水水量、用水水质以及水资源环境等因素,经技术经济比较后确定,并应符合下列规定:
1 应取得当地水资源管理部门同意,并应领取“取水许可证”;
2 符合卫生条件的地下水、地表水应优先作为生活饮用水水源;处理后达到生活饮用水卫生标准的矿井井下排水可作为生活用水水源;
3 采用地下水作为水源时,应保证水源不受矿井开采的影响;
4 在干旱易沙化地区,应重视当地的生态环境,并应防止因水源开采而引起的生态环境恶化;
5 采用地下水作为水源时,地下水开采不得引起高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路基、桥梁及隧道基础的沉降变形和承载力的降低,水源井距高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路路堤坡脚、路堑坡顶或铁路桥梁外侧的距离应根据含水层性质、埋深及开采水量等因素计算确定,但不得小于200m。
15.1.2 矿井水源的确定,应具备下列水文地质资料:
1 在可行性研究阶段,采用地下水作为水源时,应有经过评审的供水水文地质普查报告,其取水量应小于D级的允许开采量。采用地表水作为水源时,应有实测的水文资料,其设计枯水流量的保证率不应小于90%;
2 在初步设计阶段,采用地下水作为水源时,应有经过评审的供水水文地质详查报告,其取水量应小于C级的允许开采量。采用地表水作为水源时,应有多年连续实测的水文资料,其设计枯水流量的保证率不应小于97%;
3 采用矿井井下排水作为水源时,其取水量应小于井田地质报告中的涌水量;
4 当水文地质条件简单,现有可靠水文资料较多,少数管井能满足需水要求时,可直接打勘探开采井。
15.1.3 水源的日供水能力宜按最高日用水量的1.2倍~1.3倍计算。
15.2 给水排水
15.2.1 生产、生活和消防给水管道应根据不同的水质要求,采用分质供水系统;当水压要求不同时,可采用分压供水系统。
15.2.2 矿井各项用水量、小时变化系数及用水时间宜按现行国家标准《煤炭工业给水排水设计规范》GB 50810的规定选取。
15.2.3 矿井地面与井下消防用水量应分别计算。地面室内外消防用水量、消防制度、消防给水系统、室内外消火栓设置范围与标准、建筑灭火器配置等均应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084、《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383、《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140、《煤炭工业给水排水设计规范》GB 50810、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974等的有关规定。
15.2.4 矿井地面建筑给水排水设计,应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB 50013、《室外排水设计规范》GB 50014、《建筑给水排水设计规范》GB 50015等的有关规定。
15.2.5 冷却用水应循环或再利用。
15.2.6 筛分、转载、装卸等产生粉尘的生产环节。当粉尘外在水分小于7%时,应设置喷雾降尘装置;并应设置冲洗用给水栓以及相应的排水设施。
15.2.7 翻车机房、受煤坑、半地下煤仓和其他建(构)筑物地下部分有可能积水时,应设排水设施。
15.2.8 矿井井下排水应进行分质处理,应包括集中处理和必要的局部处理,处理后的水应按质回用;矿井生活污水应单独处理,处理后的水应作中水回用;雨水应综合利用。
15.2.9 排出工业场地的生活污水、生产废水以及井下排水,必须根据受纳水体对水质的要求进行处理。处理后的水质应满足相关排放标准。污泥应进行防止二次污染的处理。
15.3 井下消防洒水
15.3.1 矿井必须建立井下消防、洒水系统。
15.3.2 井下消防、洒水水源,采用地面水源、井下水源或同时采用地面和井下两种水源时,应经技术经济比较后确定。
15.3.3 井下下列部位必须设置喷雾降尘设施:
1 井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、翻车机、破碎机、输送机转载点和卸煤点;
2 掘进工作面、采煤工作面;
3 易产生煤尘,需要进行空气净化的巷道的适当位置。
15.3.4 井下重点保护的区域、井下交通枢纽及有火灾危险的巷道,应按现行国家标准《煤炭工业给水排水设计规范》GB 50810的有关规定设置井下消火栓。
15.3.5 火灾危险性大的矿井井下的固定灭火装置的设置应符合下列规定:
1 输送机机头应设自动喷水灭火系统;
2 马头门内侧20m处应设水喷雾隔火装置。
15.3.6 矿井重点保护的区域及设有消火栓的巷道每隔一定距离,应设消防器材存放点。
15.3.7 井下消防洒水管道设计应符合下列规定:
1 应保证最不利点的水量、水压要求;
2 应采取防止管道承受的水压过高的措施;
3 水压超过用水设施容许工作压力时,应进行减压。
15.3.8 井下消防洒水水质应符合表15.3.8的规定。特殊设备用水水质应按设备要求确定。
表15.3.8 消防洒水用水水质标准
15.3.9 生活污水复用于井下消防洒水时,再生水水质应符合现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383的有关规定;水处理设施发生故障时应及时关闭污水再生水管道,并应切换成其他符合要求的水源进入井下。
15.3.10 消防用水量应为消火栓用水量与固定灭火装置用水量之和,并应符合下列规定:
1 矿井井下消火栓设计总流量可按5L/s~10L/s计算。每个消火栓的计算流量应按2.5L/s计算。火灾延续时间应按6h计算;
2 固定灭火装置用水量应按成套设备额定流量计算,非标设计应按设计喷头数量及喷水强度计算。自动喷水灭火系统使用延续时间应按2h计算。水喷雾隔火装置延续时间应按6h计算。
15.3.11 井下用水设施用水量参数应按设备额定水量或实测数据计算,也可按表15.3.11选取。
表15.3.11 井下用水设施用水量参数
15.3.12 井下消防、洒水系统应采取增压或减压的技术措施,各用水点的进口水压应符合下列规定:
1 消火栓、给水栓应为0.35MPa~0.8MPa;
2 喷雾喷嘴应为0.6MPa~1.2MPa;
3 一般用水设施应大于或等于0.2MPa;
4 水箱、水池进口应大于或等于0.02MPa。
15.3.13 矿井应设置地面消防水池,并应与井下消防、洒水系统相连,同时应符合下列规定:
1 水池容积不应小于井下消防储备水量和井下洒水调节量之和;
2 井下消防储备水量应为一次井下灭火的总用水量,且不得小于200m3。井下洒水调节量可按井下连续2h的洒水量计算,并应设有备用水池,容量不得小于洒水水池的1/2;
3 水池应有消防储备水量平时不被动用的技术措施。井下火灾时,水池应能迅速由平时出水状态切换成井下灭火时的出水状态;
4 在同一时间内矿井地面与井下发生火灾次数应按一次计算。为井下服务的地面消防水池与工业场地消防水池合建时,消防储备水量应按最大者计算。
15.3.14 井下消防、洒水系统宜设置自动控制装置。
15.4 供热通风
15.4.1 室外空气气象计算参数应按现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736及《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019规定的相关参数选取。资料中未列出者,可采用地理条件相近城市的资料。
15.4.2 累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数大于或等于90d的地区,应设置集中供暖。
15.4.3 符合下列条件之一的建筑物宜设置集中供暖:
1 累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数为60d~89d的地区;
2 累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数不足60d,但累年日平均温度稳定低于或等于8℃的日数大于或等于75d的地区。
15.4.4 不满足第15.4.2条、第15.4.3条气象条件的其他地区的灯房、浴室、更衣室及井口等候室等建筑物,可根据实际需要,设置供暖设施。
15.4.5 公共建筑其围护结构热工参数应符合国家现行有关节能设计标准的规定。工业建筑宜采取有效的节能措施。
15.4.6 建筑物供暖计算温度应符合下列规定:
1 重要的轻作业厂房应为16℃~18℃;
2 一般轻作业厂房应为14℃~16℃;
3 重作业厂房及作业人员很少的生产系统建筑应为10℃~12℃;
4 热作业厂房及带式输送机栈桥、库房等应为5℃~8℃;
5 公共建筑应按现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定执行;
6 当采用全面辐射供暖时,可按本条第2款~第5款的温度降低2℃。
15.4.7 估算工业建筑物供暖热负荷量时,供暖体积耗热量指标应符合表15.4.7的规定。公共建筑供暖耗热量估算指标应符合当地节能标准要求。
表15.4.7 供暖体积耗热量指标[W/(m3·K)]
注:1 建筑体积与其外围护面积之比值大者取小值,建筑体积与其外围护面积之比值小者取大值;
2 供暖室外计算温度低于—20℃地区的建筑,可按表中数值的90%计。
15.4.8 当计算供暖建筑物围护结构最小传热阻时,对空气潮湿、同时不允许围护结构内表面结露的建筑,其室内空气露点计算温度应符合下列规定:
1 厨房应为8℃;
2 浴室更衣室及热水箱间应为18℃;
3 衣服烘干室应为20℃;
4 浴室应为23℃,天棚为圆拱式或倾斜式时应取20℃。
15.4.9 公共建筑供暖系统应采用小于或等于95℃热水作为热媒。工业建筑供暖系统宜采用高温热水作为热媒。
15.4.10 蒸汽供暖系统应采取凝结水回收措施。
15.4.11 高大空间的厂房、车间供暖应采取防止热空气上浮的措施,条件允许时宜采用辐射、循环加热机组等方式。
15.4.12 产生大量余热或余湿的房间应采取自然通风措施。当自然通风难以满足要求时,应采用机械通风。
15.4.13 产生有害气体的房间应设置机械通风。经常无人作业的小房间,亦可采用有组织的自然通风,其排风量可按表15.4.13的规定计算。
表15.4.13 产生有害气体房间的小时换气次数
注:煤仓排风量应根据储煤瓦斯释放率确定。
15.4.14 产生有害气体的设备宜分别设置局部排风系统。当采用风帽排风难以满足要求时,应采用机械排风。
15.4.15 当原煤的外在水分小于7%时,对散发粉尘的生产设备或生产环节,应采取防尘、喷雾降尘或机械除尘措施。对筛分设备,宜设置观察筛上杂物的窗口和清除设施。在设有集中供暖的建筑物中,宜提高通风除尘排放空气的净化程度。
15.4.16 设置集中供暖且有机械排风的建筑物,当总排风量超过每小时3次换气量时,应予以补风补热,补风宜采用机械补风补热方式,补偿热风量可按排风量的50%~70%计。
15.4.17 建筑物的防烟、排烟设计应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定执行。
15.4.18 生产调度指挥中心、集中控制室、网络通信中心及主副井提升机房司机操作间应设空调设备。矿井提升机的变频柜室、变流器室及PLC室应按产品参数特征表提供的单体发热量采取降温措施;由室外补充新风时,应机械净化。设置空调设施的室外气象参数应符合第15.4.1条的要求。
15.4.19 空调系统冷热源的选取应符合下列规定:
1 当矿井有瓦斯或有余热可利用时,宜选择溴化锂吸收机组;
2 有条件时,宜利用热泵技术对矿井井下水、井下回风等能源加以利用;
3 夏季空气调节室外计算湿球温度较低、温度日差较大的地区,在满足使用要求的前提下,空气的冷却宜采用蒸发冷却方式;
4 空调系统冷热源的选取应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定。
15.4.20 浴室热水温度及加热时间应符合下列规定:
1 浴池水应为40℃,并应加热2h;
2 淋浴水,双管淋浴时应为65℃,单管淋浴时应为40℃,并均应加热3h;
3 当浴水采用换热器换热且直流式供给时,浴池及淋浴水均应加热1h。
15.4.21 办公楼、浴室、招待所、单身宿舍及最大班作业人数超过50人的厂房宜设全自动电热开水器。
15.4.22 矿井应设洗衣、烘干设备,设备的选择应按每日3班、4h/班计算。
15.4.23 洗衣房的日洗衣量应按井下工人四班总人数的125%计算,并应按每人每日洗衣一次计算。洗衣用水量应按80L/kg(干衣),每套工作服干衣重应按1.5kg计算。
15.4.24 洗衣机耗热量可按其容水量加热到50℃,加热时间可按0.25h计。当洗衣机为2台及以下时,可按1台耗热量计,超过2台时可按2台耗热量计。
15.4.25 食堂炊事用能源宜采用矿井瓦斯或液化石油气。用气指标应根据当地燃气公司的统计资料确定。
15.4.26 食堂应设冷藏设备,其容积应符合下列规定:
1 每天用餐人数少于300人时,应为3m3;
2 每天用餐人数300人~800人时,应为3m3~8m3。
15.5 矿井井筒防冻
15.5.1 供暖室外计算温度等于或低于—4℃地区的进风立井、等于或低于—5℃地区的进风斜井和等于或低于—6℃地区的进风平硐,当有淋帮水、排水沟或排水管时,应设置空气加热设备。
15.5.2 井筒空气加热的室外计算温度应符合下列规定:
1 立井与斜井应取历年的极端最低温度平均值;
2 平硐应取历年的极端最低温度平均值与供暖室外计算温度的平均值。
15.5.3 通过加热器加热后的热风计算温度应符合下列规定:
1 当在井筒内混合时,立井应取60℃~70℃,斜井及平硐应取40℃~50℃;
2 当在井口房混合时,热风压入式应取20℃~30℃,热风吸入式应取10℃~20℃;
3 热风与冷风混合温度应按2℃选取。
15.5.4 热风的输送,当矿井为抽出式通风时,热风宜设专门风机输送。当利用井筒进风负压输送时,应符合下列规定:
1 井口房应采取密闭措施,经常开启的大门宜设热风幕;
2 空气加热器系统风流阻力不宜大于50Pa;
3 空气加热器冷风侧应采取防止被室外风压倒风的措施。
15.5.5 加热空气的热媒应采用高温水。当采用蒸汽为加热空气热媒时,蒸汽压力不应低于0.3MPa,并应采取凝结水回收措施。
15.5.6 空气加热器散热面积的富余系数应符合下列规定:
1 绕片式加热器可取1.15~1.25;
2 串片式加热器可取1.25~1.35;
3 空气加热机组不宜少于2组,不宜设备用机组。
15.5.7 空气加热室应选用高效空气加热设备,并应实现自动化控制。
15.6 锅 炉 房
15.6.1 矿井供热热源的选择,应根据矿区总体规划,选择热电联产、热泵技术、矿井瓦斯等资源综合利用工程作为供热热源。不具备采用资源综合利用工程作为供热热源时,可设计独立的燃煤锅炉房。
15.6.2 锅炉燃料应利用矿井瓦斯;当无瓦斯利用时,可选用燃用本矿生产的燃料。
15.6.3 根据矿区总体规划,经可行性研究论证,附近电厂可作为矿井供热热源时,矿井锅炉房应按临时锅炉房设计并与电厂相适应。
15.6.4 计算锅炉房总热负荷时,管网热损失系数应符合下列规定:
1 热水管网可取1.05~1.10;
2 蒸汽管网可取1.20~1.25。
15.6.5 锅炉房不应设备用锅炉。用于供暖、井筒防冻及矿井浴室供热的锅炉宜采用相同类型的锅炉,但不应少于2台。
15.6.6 锅炉的给水、炉水、循环水的水质应符合现行国家标准《工业锅炉水质》GB 1576的有关规定。
15.6.7 单台蒸汽锅炉额定蒸发量大于或等于6t/h或热水锅炉额定热功率大于或等于4.2MW,且总台数大于或等于2台的锅炉房,应设置微机集中控制系统;并应采用集中机械上煤、联合除渣方式。
15.6.8 锅炉为机械引风时,烟囱出口烟气流速宜取12m/s~15m/s。在特殊情况下可大于15m/s,但不宜大于20m/s。
15.6.9 锅炉房内可设休息室、更衣室、浴室及厕所,其总建筑面积应符合下列规定:
1 锅炉总能力小于或等于20t/h时,应为40m2;
2 锅炉总能力大于20t/h,且小于或等于40t/h时,应为60m2;
3 锅炉总能力大于40t/h时,应为80m2。
15.6.10 锅炉房耗煤量应按运行锅炉总额定出力及运行时间计算,锅炉每天运行时间应符合下列规定:
1 非供暖期每班工作制应按4h计,四班工作应按16h计;
2 供暖期应按16h计,供暖室外计算温度低于—20℃的地区应按20h计。
15.6.11 室外供热管道宜采用直埋敷设或地沟敷设,也可架空敷设,但宜沿建筑物架设。当采用蒸汽供热时,矿井浴室、井筒空气加热室宜设专管供热。
15.6.12 供热管道保温应符合国家现行标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264和《城镇供热管网设计规范》CJJ 34的有关规定。直埋管道应符合现行行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T 81和《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》CJJ 104的有关规定。
15.7 燃气供应
15.7.1 有条件的矿井,公共建筑、锅炉等应采用煤层气、管输天然气、CNG、LNG、LPG等清洁能源。
15.7.2 矿井煤质气化条件较好时,可结合矿井所在矿区及周边居民情况,在技术经济合理的条件下,建设民用煤气设施。
15.7.3 矿井燃气供应应根据用户分布、用气量、气源条件等选择气源,并应合理配置储气、配气和输气设施。
15.7.4 矿井行政和公共建筑、锅炉等燃气的设计应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。
16 节能减排与综合利用
16.1 一般规定
16.1.1 矿井节能设计应坚持安全高效原则,因地制宜地采用节能型新技术、新工艺、新设备、新材料,推行能效管理。
16.1.2 节约能源应与综合利用资源、保护生态环境、提高经济效益统筹兼顾。
16 节能减排与综合利用
16.1 一般规定
16.1.1 矿井节能设计应坚持安全高效原则,因地制宜地采用节能型新技术、新工艺、新设备、新材料,推行能效管理。
16.1.2 节约能源应与综合利用资源、保护生态环境、提高经济效益统筹兼顾。
16.2 井田开拓与开采
16.2.1 井田开拓系统应简单,并应经多方案综合比较后确定,开拓节能应符合下列规定:
1 井口及工业场地位置应减少井下运输距离,电源、水源、地面运输线路应短捷顺畅,并应避免或减少煤炭反向运输;
2 应优化井筒数目、形式和断面,并应简化提升系统;
3 应合理确定水平阶段垂高;应适当加大采区尺寸,并应合理划分采区;井下开拓巷道宜顺直,并应减少大巷条数及运输环节。
16.2.2 煤层开采应采取下列节能措施:
1 开采顺序应本着先近后远、先浅后深、先易后难的原则,减少初期井巷工程量。应简化采区生产系统、选择合适的采煤方法和采煤工艺,并应减少巷道工程量、生产环节、设备数量及提高煤炭采出率;
2 采区上(下)山应布置在稳定或较稳定的岩层中,宜避开岩石破碎带及断层带,条件适宜时,应布置在煤层中。
16.2.3 采掘设备选型应与采掘工艺、工作面生产能力相匹配。
16.3 矿井主要设备
16.3.1 煤炭运输应符合下列规定:
1 主要运输大巷煤炭运输方式及设备应进行能耗分析、方案比选;
2 选用带式输送机时,对每日运输量变化幅度大的运输系统宜采用变频调速装置,对不同生产期运输量变化幅度大的运输系统应进行方案比较,宜分期设置相应输送设备或采用变频调速装置;
3 选用轨道运输时,应根据运距、运量等合理选择机车和矿车。当选用架线式电机车时,宜选用电压等级高的供电线路,电机车调速宜选用变频调速方式。
16.3.2 辅助运输方式及设备选型应进行能耗分析,经综合比较后确定。
16.3.3 提升系统及设备选型应符合下列规定:
1 大型矿井或深立井的副井宜增设交通罐提升系统;
2 在不增加立井井筒断面及条件适宜时,宜选择绳罐道导向;
3 对于摩擦轮提升,条件允许时宜选用井塔提升方式。
16.3.4 通风系统和设施及设备选型应符合下列规定:
1 应根据矿井开拓、开采、井巷布置等因素,选择通风流程短、线路顺畅的通风系统;
2 井下通风设施应合理、简化,风门、风桥、风墙、密闭、风窗等设施应安全可靠;并应合理确定风门数量,总漏风率应小于5%;
3 应选择装置效率高、工况区域宽的主要通风设备。主要通风机在各个时期均应运行在工业利用区,在正常生产期间工况效率不应低于70%;
4 当通风容易时期和通风困难时期的电动机轴功率之比小于60%,经技术经济比较合理时,宜分期选择电动机,所选电动机的负荷率不宜小于70%;
5 主要通风机的冷却用水应循环使用。
16.3.5 排水系统及设备选型应符合下列规定:
1 应合理确定水泵和管路系统参数,并应使水泵在高效区运行;
2 应采用无底阀排水;
3 矿井设计排水扬程与水泵额定扬程差别较大时,宜采用切割叶轮的方式。
16.3.6 压缩空气系统和设备选型应符合下列规定:
1 应选择比功率低的空气压缩机,其辅助设施应选用低能耗设备;
2 当用风量大且波动亦大时,宜选择不同气量的空气压缩机做合理搭配;
3 选择螺杆式空气压缩机时,宜采用恒压式供气,其中1台可配置变频调速装置。
16.4 安全设施节能
16.4.1 瓦斯抽采系统应符合下列规定:
1 矿井瓦斯抽采系统宜集中布置。井田面积较大,且井筒采用多场地布置时,也可分区建立抽采系统。矿井瓦斯抽采量前、后期变化幅度较大时,抽采系统应分期建设;
2 瓦斯抽采站位置选择应减少瓦斯管路长度,必要时可采用垂直钻孔敷设管路;
3 应选择瓦斯抽采率和抽采浓度高的瓦斯抽采方法;
4 应选择高效瓦斯泵,配套减速器传动效率应大于92%。
16.4.2 注氮系统应符合下列规定:
1 制氮站应进行集中与分区、地面与井下布置方案比较确定。应选择效率较高的注氮设备;
2 矿井注氮量前、后期变化幅度较大时,系统应分期建设。
16.4.3 灌浆系统应符合下列规定:
1 应选择效率较高的灌浆设备。灌浆材料应就地取材,并应减少材料用量;
2 灌浆站应靠近布置主管路的井筒或管道井,浆液宜重力输送下井;
3 管路直径、壁厚应根据浆液配比情况、临界流速、最大压力和服务年限等参数计算确定。
16.4.4 人工制冷系统及设备选型应符合下列规定:
1 井下空气温度应采用等效温度评价;
2 应根据降温工作面的数量及分布、需冷负荷、井下冷凝条件等情况合理选择降温系统。当具备多种可实施方案时,应作系统能效比方案比较,并应选择能效比较高的方案。不应将冷凝热散入进风流;
3 应选择能效比较高的制冷设备。当有稳定的可利用的余热及瓦斯利用产生的热能时,地面集中制冷宜采用溴化锂制冷机组;当没有稳定的可利用的余热及瓦斯利用产生的热能时,应首选电制冷机组。不应为溴化锂制冷机组设置专用的燃煤或城镇燃气锅炉;
4 输送载冷剂及冷却水的管道直径选择应作投资及运行费用分析,并应合理控制管道系统运行能耗;
5 载冷剂管道应有严密可靠的保温层和防水层,管道滑动支座的设置应避免产生冷桥。低温侧载冷剂管每千米温升应小于供回水温差的1%;
6 空冷器宜靠近采、掘工作面布置。当空冷器距离采、掘工作面较远时,空冷器后的送风筒应采用双层保温风筒。
16.5 电气节能
16.5.1 供配电系统选择应符合下列规定:
1 设计生产能力3.00Mt/a及以上的矿井宜采用110kV电压供电,0.9Mt/a~2.40Mt/a的矿井宜采用35kV电压供电。
2 分区开拓的大型及特大型矿井经综合比较合理时,可采用分区供电。
3 有条件的矿井可充分利用瓦斯及水能、风能、太阳能发电等作为矿井的补充电源。
4 矿井变电所主变压器的选择应符合下列规定:
1)应合理选择主变压器容量,正常运行时主变压器负荷率应在变压器经济运行范围内;
2)大型及特大型矿井前、后期负荷相差较大时,经方案比较可选用3台及以上变压器,并应分期安装投运;
3)矿井主变压器宜采用分列运行方式。
5 为一级、二级负荷供电的两回路配电电缆、线路及变压器应采用分列运行方式。
6 大型及特大型矿井宜采用智能配电系统。
16.5.2 电气设备选型应符合下列规定:
1 各级变压器均应选择低损耗节能型变压器。
2 电动机的选择应符合下列规定:
1)应选用高效电动机,并应合理确定电机功率,同时应保证电动机工作在经济运行范围内;
2)针对不同电压等级的低压配电系统,超出表16.5.2功率范围时,应选择10kV(或6kV)高压电动机。
表16.5.2 低压配电系统不同电机功率电压等级选择
3 调速装置的选择应符合下列规定:
1)选用调速装置应作方案比较,交流电动机宜选用变频装置;
2)应根据具体工况,合理选择变频器电压等级和容量。变频装置自身效率,地面不应低于97%,井下不应低于95%;
3)对有调速要求并可能长期运行在工频电源状态的设备,宜有短接变频装置的措施。
16.5.3 电线电缆应合理选择截面,与设备连接应采取减少接触电阻的措施。
16.5.4 提高电能质量的措施应符合下列规定:
1 矿井应采用高压与低压、集中与就地相结合的无功补偿方式。补偿后功率因数应大于0.9,当采用动态无功补偿装置时,功率因数不应低于0.95。采区变电所、综采工作面等,可设置就地隔爆型无功补偿装置。无功冲击较大、变化较频繁的大型设备,可就地设置动态无功补偿装置;
2 矿井应选择谐波量较小的变流装置,并宜减少谐波源和谐波量。供配电变压器宜选择Y/D、D/Y接线方式;
3 滤波装置应与无功补偿装置统一设计,经方案比较,宜选用能耗较小的有源滤波装置。
16.5.5 照明应选择高光效照明灯具,并应与光源合理配套使用;宜根据不同场合的照明特点,采用时控、光控、声控、集中分组控制等节能控制方式。
16.6 地面生产系统节能
16.6.1 地面生产系统布置设计应根据工艺要求及地形地貌,按各环节间输送距离短、高差小、转载环节少的原则布置地面生产系统。有条件的矿井应使煤炭从高到低输送,并应与出矿煤流方向一致。
16.6.2 地面生产系统设备应选用高效节能的运输、筛分、破碎、排矸等煤炭运输、加工设备。
16.6.3 煤炭储存与装车方式选择应符合下列规定:
1 煤炭储存宜采用仓储;
2 煤炭装车方式的选择,应根据外运量、外部运输条件、装车效率和能耗分析等因素经综合比较后确定。
16.6.4 辅助设施选择应符合下列规定:
1 辅助设施应合理利用矿区及周边社会资源;
2 辅助车间宜联合布置,设备应统筹配置。
16.7 建筑、总图及地面运输节能
16.7.1 工业建筑节能设计应采取下列节能措施:
1 应采用南北或接近南北朝向,并应充分利用冬季日照,同时应避开冬季主导风向;夏季应采用自然通风;
2 应减小工业建筑外表面积和外墙混凝土出挑构件;
3 采用透明玻璃幕墙时,应具有开启部分或设置通风换气装置;
4 严寒及寒冷地区应设门斗;夏热冬暖、夏热冬冷及寒冷地区制冷负荷大的工业建筑,外窗宜设遮阳体。
16.7.2 工业场地平面布置应根据地形、工程地质、气象等条件和建(构)筑物功能特点,合理分区,并应布置紧凑,厂(库)房宜联合布置,行政管理及生活服务设施宜集中布置。
16.7.3 工业场地竖向布置应根据自然地形特点,合理确定竖向设计形式和场地平整方式。
16.7.4 工业场地场内运输应合理选择运输方式和牵引动力;窄轨铁路布置应集中、紧凑,道路布置应顺直、短捷。
16.7.5 矿井对外运输应根据矿井设计生产能力、运输流向、外部运输条件、交通发展规划等,选用标准轨距铁路、公路、水运、带式输送机、管道或索道等运输方式。具有水运条件时,宜采用水运或水陆联运。大型及特大型矿井的对外运输应以标准轨距铁路运输为主,宜采用整列装车、直达及重载运输。
16.7.6 地面运输应选择低能耗的运营、维护设备。
16.8 给水排水及暖通节能
16.8.1 选择矿井水源时,应符合下列规定:
1 有条件时,应利用矿区附近现有城镇、企业供水设施供水;
2 应选择综合能耗低的取水、输水、制水系统;
3 应采用处理后符合回用水质要求的矿井水、生活污水作为矿井生产用水水源。
16.8.2 矿井供水系统应具备使用处理后的矿井水、生活污水的条件,并应根据用水点对水质要求分质供水。
16.8.3 矿井排水系统宜采用雨、污分流。雨、污水排放应减少提升环节。
16.8.4 矿井各水冷循环系统宜统筹设置。
16.8.5 矿井给水排水设备、管材等应采用高效、节能产品,卫生器具及器材应采用节水型产品。
16.8.6 采暖应符合下列规定:
1 集中采暖系统热媒宜采用热水;
2 集中采暖系统应进行水力平衡计算,并应选择运行阻力较小的系统形式。
16.8.7 空气调节应符合下列规定:
1 应根据建筑物的规模、使用功能、空调负荷及矿井冷热源情况合理确定空调系统形式;
2 房间空调器或单元式空气调节机能效等级应符合现行国家标准《房间空调器能效限定值及能源效率等级》GB 12021.3和《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB 19576的有关规定。
16.8.8 排除室内的余热、余湿时,应采用自然通风;当自然通风达不到卫生要求时,可设置机械通风系统。
16.8.9 采暖与空气调节系统的冷、热源,应符合下列规定:
1 采暖与空气调节系统的冷、热源宜采用各种余热;
2 燃煤、燃气锅炉的额定热效率应符合现行行业标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26规定的最低设计热效率,或不应低于现行行业标准《工业锅炉通用技术条件》JB/T 10094的有关规定;
3 压缩式制冷(热泵)机组应卸载灵活,并应具有较高的性能系数(COP)及综合部分性能系数(IPLV);
4 集中采暖系统热水循环水泵的耗电输热比(EHR)、集中空调系统风机的单位风量耗功率(Ws)和冷热水系统的输送能效比(ER)应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189的规定。
16.8.10 井筒防冻应符合下列规定:
1 加热空气的热媒宜采用高温水或压力不低于0.3MPa蒸汽;当采用蒸汽热媒时,应有可靠的疏水及冷凝水回收装置;
2 井筒防冻系统负荷调节方式宜采用量调节。
16.8.11 室外管网应符合下列规定:
1 室外供热(冷)管网主干线布置应短直,并应沿热(冷)负荷较集中的区域敷设;
2 室外供热(冷)管网应根据热(冷)用户的负荷及经济比摩阻确定最不利环路的管径;
3 应根据不同气候分区、管道的敷设方式、介质温度等技术经济因素选择管道保温材料及厚度。
16.9 环保设施节能
16.9.1 矿井水处理总规模和回用水处理规模应根据矿井涌水量和矿井生产分质、分类用水量分析确定。
16.9.2 矿井水厂调节池容积宜满足矿井避峰排水的需要。
16.9.3 污水处理工艺选择应满足相关排放标准要求,并应结合矿井生产特点、地域环境条件合理确定。污水处理构筑物应布置紧凑,并应结合地形地势确定水力流程。
16.9.4 污水经处理后应充分回用。
16.9.5 锅炉除尘工艺宜选择布袋除尘、电除尘。
16.9.6 噪声及粉尘治理应选择高效、节能方案。
16.9.7 矿井掘进矸石可用于填筑路基、建材原料、充填沉陷区、井下充填等。
16.10 新 能 源
16.10.1 煤矿设计应对矿井地热、铀等共伴生资源量进行分析、预测,并应根据资源量及品位提出科学、合理的利用方案。
16.10.2 太阳能或风能资源充足的地区,可在矿井设计中对太阳能或风能资源进行分析,并应以满足自用为目的,提出利用方案。
16.10.3 新能源利用应与矿区及当地产业发展规划相协调。
16.11 能源计量及能耗指标
16.11.1 矿井应配备能源计量器具,煤炭、瓦斯、电、油、水、蒸汽、压缩空气等计量装置应满足各系统单独考核计量的要求。
16.11.2 能源计量器具的配备和管理应符合现行国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB 17167的有关规定。计量装置宜具备实时记录、统计及通信功能。
16.11.3 主要工序能耗指标及矿井开采单位煤炭综合能耗指标应满足国家及地方对能耗指标的要求。
16.12 综合利用
16.12.1 矿井瓦斯(煤层气)综合利用应提出全矿井瓦斯抽采量、矿井通风瓦斯排放量及其浓度预测值。
16.12.2 矿井瓦斯(煤层气)综合利用应采取提高瓦斯抽采浓度的安全措施,并应有利于瓦斯综合利用,同时应在满足矿井安全生产的前提下适度提高矿井风排瓦斯浓度。
16.12.3 瓦斯浓度在30%及以上的矿井瓦斯利用率应达到100%,并应用于矿区居民和公共建筑、锅炉等用户的燃料用气,有多余时可直接用于发电、炭黑生产、提纯利用或液化等其他用途。有用户及市场条件时应向外输送;加压输送时,应防止由于压力变化引起的爆炸极限的变化而带来的危害。
16.12.4 瓦斯浓度为7%~30%的矿井瓦斯利用率宜达到70%,宜提高瓦斯浓度在7%以下的抽采瓦斯及矿井风排瓦斯利用率。
16.12.5 浓度小于30%的瓦斯不得作为燃气直接燃烧,可用于低浓度瓦斯发电或提纯利用及直接液化等其他用途。
16.12.6 对地面抽采的高浓度瓦斯可经集输、净化处理,并应采用管道外输或加工成CNG、LNG。
16.12.7 矿井瓦斯利用设计应根据利用类型执行相应设计规范。
16.12.8 煤泥、煤矸石综合利用应符合下列规定:
1 应提出矿井及洗煤厂煤泥、煤矸石产生量及工业分析资料;
2 煤泥宜首先作为矿区综合利用电厂燃料,其次就地销售给当地民用及工业用户;
3 煤矸石应按其品质,分质分级综合利用,利用方向应符合下列规定:
1)煤矸石低位发热量Qar.net≥5.02MJ/kg(1200kcal/kg)时,应作为能源资源使用;
2)煤矸石低位发热量Qar.net<5.02MJ/kg(1200kcal/kg)时,宜作为当地生产烧结建材的原料。
17 环境保护
17.1 一般规定
17.1.1 矿井环境保护设计应贯彻污染防治与资源综合利用相结合的方针,并应采用能源消耗量小、资源综合利用率高、污染物产生量少、自动化程度高的先进技术、工艺和设备,同时应满足清洁生产指标的要求。
17.1.2 改建、扩建矿井应针对新增工程及现有工程所引起的环境问题,统一进行环境保护设计,所采用的治理措施应满足增产不增污或增产少排污的环境保护要求。
17 环境保护
17.1 一般规定
17.1.1 矿井环境保护设计应贯彻污染防治与资源综合利用相结合的方针,并应采用能源消耗量小、资源综合利用率高、污染物产生量少、自动化程度高的先进技术、工艺和设备,同时应满足清洁生产指标的要求。
17.1.2 改建、扩建矿井应针对新增工程及现有工程所引起的环境问题,统一进行环境保护设计,所采用的治理措施应满足增产不增污或增产少排污的环境保护要求。
17.2 污染防治
17.2.1 矿井的污染物排放必须达到国家和地方规定的排放标准,并应符合污染物排放总量控制要求。
17.2.2 矿井供热应利用(矸石)电厂、瓦斯电厂等余热。自设锅炉时,应视当地煤质条件及环境保护要求采用除尘脱硫及减少其他有害气体的净化装置或措施。
17.2.3 煤炭、矸石等物料在储、装、运、破碎及筛分过程中,应采取产尘较少的工艺,并应在操作区设置抑尘设施,同时应避免敞开式操作。对露天储煤场、矸石周转场,应设置洒水、喷水设施,其周围应种植树木或设置抑尘围挡设施,并应形成隔尘带。
17.2.4 矿井井下排水及其他污(废)水应经处理合理利用,并应根据水质、水量、用途,通过技术、经济、环境论证确定最佳处理方法和工艺流程。
17.2.5 矿井设计应提高污(废)水的重复使用率。处理后的污(废)水应用于矿井生产系统用水,多余水量宜用于场地绿化、农林灌溉、其他工业或生活杂用用水。对于水源匮乏地区或有条件的矿井,可将矿井水经深度处理后用于生活用水。
17.2.6 矿井排出的矸石应作为二次资源加以综合利用。建设期的矸石宜作路基、护坡、填垫场地等方面的综合利用;生产期的掘进矸石根据矸石性质可作建材、筑路、充填沉陷区等方面的综合利用。
17.2.7 新建、改建和扩建矿井不应设永久矸石山。设置矸石周转场时,应符合下列规定:
1 矸石周转场地应设置拦渣、排水、防扬尘设施;
2 对于有自燃倾向的矸石周转场,应布置在工业场地和居民区常年最多风向的下风向,并应采取防燃措施;
3 对于经雨水淋溶后会对水体产生污染的矸石周转场,应采取防渗、集排水和淋溶水处理措施。
17.2.8 生活垃圾应由当地环卫部门统一处置,条件不具备,且需设生活垃圾处置地时,应选择在对居民区无影响的地点,并应采取污染防治措施。
17.2.9 锅炉灰渣应加以利用,暂不能利用时应按其属性妥善处置。
17.2.10 对矿井在生产过程中产生噪声的设备或设施应按噪声控制原则,首先选取低噪声设备,其次通过合理布局或优化工艺布置降低噪声,或应采取隔声、消声、吸声、隔振等噪声控制措施。
17.3 生态保护
17.3.1 矿井建设和生产涉及的地表变形和地下水位监测应符合国家有关规定。
17.3.2 矿井设计应预测因矿井开采引起的地表沉陷范围及程度。
17.3.3 矿井设计应积极采用减少地表沉陷的新技术。
17.3.4 矿井设计应依据国家及地方有关环境保护及土地复垦的规定,对采煤沉陷区制订出相应的综合整治措施。
17.3.5 矿井工业场地应进行绿化,绿化应符合实用、经济、美观的原则。
17.3.6 矿井设计应在论证原有水土流失的基础上,根据项目所处的水土流失防治分区及项目所在区域特点,制订相应的水土保持措施。
18 建井工期
18.1 移交标准
18.1.1 矿井移交生产时,应完成设计所规定的全部工程及设施,并应经安全设施验收和全矿井联合试运转,合格后应移交生产。
18.1.2 矿井移交生产后,中、小型矿井达产时间不宜超过2a,大型及特大型矿井不宜超过3a。有煤与瓦斯突出的矿井可延长1a。
18 建井工期
18.1 移交标准
18.1.1 矿井移交生产时,应完成设计所规定的全部工程及设施,并应经安全设施验收和全矿井联合试运转,合格后应移交生产。
18.1.2 矿井移交生产后,中、小型矿井达产时间不宜超过2a,大型及特大型矿井不宜超过3a。有煤与瓦斯突出的矿井可延长1a。
18.2 施工进度
18.2.1 矿井施工准备工期不宜超过表18.2.1所列指标。
表18.2.1 矿井施工准备工期
18.2.2 矿井施工进度不宜低于表18.2.2所列指标。
表18.2.2 矿井施工进度指标
注:1 倾角大于8°的上、下山的掘进速度的修正系数,上山取0.9,下山取0.8;
2 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险、高瓦斯的煤层巷道掘进速度的修正系数取0.6~0.8;
3 复合支护的巷道掘进速度的修正系数取0.8;
4 井巷岩石层位岩石硬度f>10时,修正系数取0.8;
5 断面积大于25m2的巷道掘进速度的修正系数取0.85;
6 涌水量大于10m3/h的立井井筒掘进速度的修正系数取0.8;
7 巷道穿过地质构造复杂区域时,其掘进速度的修正系数取0.9。
18.3 建井工期
18.3.1 矿建、土建、机电安装三类工程施工组织应以矿建工程为主线,并应采取合理组织、平行交叉作业等措施,缩短建井工期。同时,矿建、土建、机电安装三类工程施工组织应符合下列规定:
1 应充分利用永久工程、设施、设备为施工服务;
2 井筒开工时间相差不宜超过3个月;
3 主、风井井底施工绕道应与永久工程布置相结合;
4 应尽快进行主、副井永久装备、满足井下巷道快速施工的要求。
18.3.2 矿井建设工期可按表18.3.2确定。
表18.3.2 矿井建设工期(月)
注:1 第一水平深度超过700m的矿井,建设工期相应延长,每100m增加3个月;
2 有煤与瓦斯突出危险的矿井,井筒和在关键线路上的巷道穿过有煤(岩)与瓦斯突出危险的煤层,每穿过1层建设工期增加3个月的揭煤工期;
3 有煤与瓦斯突出危险或需疏水降压的矿井,应相应增加瓦斯抽采或疏水降压防治工程及措施所需要的时间,其增加工期可按邻近矿井或条件相似矿井的措施和工程所用时间确定。
附录A 固体矿产资源分类
表A 固体矿产资源/储量分类
附录B 煤炭资源量估算指标
表B 煤炭资源量估算指标
附录C 矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计资源/储量分类及计算
C.1 矿井初步可行性研究以详查地质报告为基础的资源/储量分类及计算
C.1.1 矿井地质资源量应为详查地质报告提供的查明煤炭资源的全部。应包括控制的内蕴经济的资源量332、推断的内蕴经济的资源量333。
C.1.2 地质资源量中控制的资源量332,经分类得出的经济的基础储量122b、边际经济的基础储量2M22连同地质资源量中推断的资源量333,应归类为矿井工业资源/储量。矿井工业资源/储量,应依据附录A和附录B的分类原则和指标,对控制的资源量进行初步可行性综合评价和经济意义分类;对推断的资源量应只作资源可靠性评价,可直接采用详查地质报告提供的该类资源量。矿井工业资源/储量的归类框架可按图C.1.2采用。
图C.1.2 矿井工业资源/储量的归类框架
C.1.3 矿井工业资源/储量应按下式计算:
式中:K——可信度系数值,取0.7~0.9。
C.1.4 矿井设计资源/储量应为矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源/储量。
C.1.5 矿井设计可采储量应为矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区采出率。矿井设计可采储量应按下式计算:
附录C 矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计资源/储量分类及计算
C.1 矿井初步可行性研究以详查地质报告为基础的资源/储量分类及计算
C.1.1 矿井地质资源量应为详查地质报告提供的查明煤炭资源的全部。应包括控制的内蕴经济的资源量332、推断的内蕴经济的资源量333。
C.1.2 地质资源量中控制的资源量332,经分类得出的经济的基础储量122b、边际经济的基础储量2M22连同地质资源量中推断的资源量333,应归类为矿井工业资源/储量。矿井工业资源/储量,应依据附录A和附录B的分类原则和指标,对控制的资源量进行初步可行性综合评价和经济意义分类;对推断的资源量应只作资源可靠性评价,可直接采用详查地质报告提供的该类资源量。矿井工业资源/储量的归类框架可按图C.1.2采用。
图C.1.2 矿井工业资源/储量的归类框架
C.1.3 矿井工业资源/储量应按下式计算:
式中:K——可信度系数值,取0.7~0.9。
C.1.4 矿井设计资源/储量应为矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源/储量。
C.1.5 矿井设计可采储量应为矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区采出率。矿井设计可采储量应按下式计算:
C.2 矿井初步可行性研究以勘探地质报告为基础的资源/储量分类及计算
C.2.1 矿井地质资源量应为勘探地质报告提供的查明煤炭资源的全部。应包括探明的内蕴经济的资源量331、控制的内蕴经济的资源量332、推断的内蕴经济的资源量333。
C.2.2 地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量332,经分类得出的经济的基础储量121b和122b、边际经济的基础储量2M21和2M22,连同地质资源量中推断的资源量333,应归类为矿井工业资源/储量。矿井工业资源/储量应依据附录A和附录B的分类原则和指标,对探明的和控制的资源量进行初步可行性综合评价和经济意义分类;对推断的资源量应只作资源可靠性评价,可直接采用勘探地质报告提供的该类资源量。矿井工业资源/储量的归类框架可按图C.2.2采用。
图C.2.2 矿井工业资源/储量的归类框架
C.2.3 矿井工业资源/储量应按下式计算:
式中:K——可信度系数值,取0.7~0.9。
C.2.4 矿井设计资源/储量应按第C.1.4条计算。
C.2.5 矿井设计可采储量应按第C.1.5条计算。
附录D 建议的资源/储量比例
D.0.1 普查阶段,推断的资源量应占总资源量的30%~40%;普查(最终)不应少于50%。
D.0.2 详查阶段,控制的资源/储量应占总资源/储量的20%~30%,推断的和控制的应占70%以上;详查(最终)可按表D.0.2对小型井的要求确定。
表D.0.2 勘探阶段先期开采地段资源/储量比例
D.0.3 勘探阶段先期开采地段资源/储量比例可按表D.0.2确定。
D.0.4 泥炭勘查,普查阶段规模较大的矿床,推断的资源量不应少于70%;详查阶段控制的资源/储量不应少于30%;勘探阶段探明的资源/储量不应少于30%。
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑地基基础设计规范》GB 50007
《混凝土结构设计规范》GB 50010
《Ⅲ、Ⅳ级铁路设计规范》GB 50012
《室外给水设计规范》GB 50013
《室外排水设计规范》GB 50014
《建筑给水排水设计规范》GB 50015
《建筑设计防火规范》GB 50016
《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019
《厂矿道路设计规范》GBJ 22
《城镇燃气设计规范》GB 50028
《压缩空气站设计规范》GB 50029
《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045
《供配电系统设计规范》GB 50052
《通用用电设备配电设计规范》GB 50055
《建筑物防雷设计规范》GB 50057
《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》GB/T 50064
《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065
《矿山电力设计规范》GB 50070
《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084
《工业企业噪声控制设计规范》GB/T 50087
《民用爆破器材工程设计安全规范》GB 50089
《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116
《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140
《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156
《工业企业总平面设计规范》GB 50187
《公共建筑节能设计标准》GB 50189
《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264
《堤防工程设计规范》GB 50286
《城市工程管线综合规划规范》GB 50289
《综合布线系统工程设计规范》GB 50311
《建筑边坡工程技术规范》GB 50330
《煤炭洗选工程设计规范》GB 50359
《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383
《煤矿立井井筒及硐室设计规范》GB 50384
《矿山井架设计规范》GB 50385
《煤矿井下机车运输信号设计规范》GB 50388
《煤矿斜井井筒及硐室设计规范》GB 50415
《煤矿井底车场硐室设计规范》GB 50416
《煤矿井下供配电设计规范》GB 50417
《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》GB 50419
《带式输送机工程设计规范》GB 50431
《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471
《煤矿井下辅助运输设计规范》GB 50533
《煤矿井底车场设计规范》GB 50535
《煤炭工业矿井工程建设项目设计文件编制标准》GB/T 50554
《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》GB 50581
《煤矿矿井建筑结构设计规范》GB 50592
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736
《煤炭工业给水排水设计规范》GB 50810
《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974
《煤矿安全生产智能监控系统设计规范》GB 51024
《标准电压》GB 156
《煤炭粒度分级》GB/T 189
《工业锅炉水质》GB 1576
《外壳防护等级(IP代码)》GB 4208
《重要用途钢丝绳》GB 8918
《房间空调器能效限定值及能源效率等级》GB 12021.3
《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB 12348
《带式输送机安全规范》GB 14784
《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB 17167
《固体矿产资源/储量分类》GB/T 17766
《电磁兼容环境工厂低频传导骚扰的兼容水平》GB/T 18039.4
《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB 19576
《煤矿用带式输送机安全规范》GB 22340
《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》GB/Z 29328
《城镇供热管网设计规范》CJJ 34
《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T 81
《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》CJJ 104
《民用建筑电气设计规范》JGJ 16
《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26
《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215
《煤炭产量远程监测系统使用与管理规范》MT 1080
《煤炭产量远程监测系统通用技术要求》MT 1082
《煤矿井筒装备防腐蚀技术规范》MT/T 5017
《煤矿瓦斯抽采基本指标》AQ 1026
《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028
《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ 1029
《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》AQ 1048
《公路工程技术标准》JTG B01
《工业锅炉通用技术条件》JB/T 10094
中华人民共和国国家标准
煤炭工业矿井设计规范
GB 50215-2015
条文说明
制订说明
《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215-2015,经住房和城乡建设部2015年9月30日以第925号文公告批准发布。
本规范是在《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215-2005的基础上修订而成,上一版的主编单位是中国煤炭科工集团南京设计研究院有限公司,参编单位是中国煤炭科工集团武汉设计研究院有限公司、中国煤炭科工集团重庆设计研究院有限公司、煤炭工业济南设计研究院有限公司、中煤西安设计工程有限责任公司。
为了便于广大设计、生产、施工等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行本规范,《煤炭工业矿井设计规范》编制组按章、节、条顺序编写了本规范条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明,并着重对强制性条文的强制性理由做了解释。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。
1 总 则
1.0.1 本条阐明了修订《煤炭工业矿井设计规范》(以下简称“本规范”)的依据和目的。
(1)国家颁发的一系列与煤炭工业有关的法律法规和方针政策,如《煤炭法》、《矿山安全法》、《矿产资源法》、《土地管理法》、《环境保护法》等,是对煤炭工业可持续发展进行宏观指导的根本法规,是制定本规范的基本原则和依据,必须认真贯彻执行。
(2)2005年中华人民共和国建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布的《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215-2005(以下简称“原规范”)是结合当时实际情况制定的,执行后曾对煤炭工业矿井建设起到了很大促进作用。但随着我国经济体制改革力度的加大和科学技术的迅速发展,煤炭工业企业的管理体制、管理水平和技术面貌都发生了很大变化,取得了长足进步,在建设高产高效现代化矿井中取得了很多新成果,在确保安全生产和资源合理开发方面积累了不少新经验,原规范已不能适应煤炭工业发展要求,必须把近几年来国内外煤炭地下开采的行之有效的先进技术和管理经验纳入标准,才能促进煤炭矿井建设的不断发展,这是修订本规范的目的。
1.0.2 本条对原规范确定的适用范围作了修订——将适用范围由“适用于设计生产能力0.45Mt/a及以上的新建、改建及扩建的煤炭矿井预可行性研究、可行性研究和矿井设计”修改为“适用于设计生产能力0.09Mt/a及以上的新建、改建及扩建的煤炭矿井初步可行性研究、可行性研究和设计”。其主要原因是:
(1)《煤炭工业小型矿井设计规范》GB 50399-2006与原规范在章节条款及原则上基本一致,根据2011年4月15号《煤炭工业矿井设计规范》修订研讨会专家意见,一致同意取消《煤炭工业小型矿井设计规范》,将《煤炭工业小型矿井设计规范》的部分内容纳入本规范之中,鉴于全国各省(或自治区、直辖市)的地质条件、开采水平差异较大,各省(或自治区、直辖市)煤炭行业管理部门在本规范的基础上可根据地区特点制定各自小型矿井设计的有关规定。
(2)根据近几年矿井建设发展需要,《煤炭产业政策》第十五条规定,“山西、内蒙古、陕西等省(自治区)新建、改扩建矿井规模不低于120万吨/年。重庆、四川、贵州、云南等省(市)新建、改扩建矿井规模不低于15万吨/年。福建、江西、湖北、湖南、广西等省(自治区)新建、改扩建矿井规模不低于9万吨/年。其他地区新建、改扩建矿井规模不低于30万吨/年”。本规范将矿井设计生产能力下限设为0.09Mt/a,另即将实行的《煤炭工业矿井建设标准》亦将矿井设计生产能力下限定为0.09Mt/a。
(3)根据全国注册咨询工程师(投资)教科书要求将原规范的“预可行性研究”改为“初步可行性研究”。
1.0.3、1.0.4 这两条分别明确了矿井初步可行性研究、可行性研究和设计应遵循的基本编制原则:
(1)矿井初步可行性研究是为矿井建设项目能否立项提供决策咨询,可行性研究是为矿井建设项目投资决策提供咨询服务,两者的目的都是为矿井建设前期提供立项和投资决策依据。初步可行性研究报告和可行性研究报告的结构基本相同,主要区别在于掌握资料详细程度不同,前者内容深度较浅,后者内容深度深。概括矿井初步可行性研究和可行性研究报告的编制原则:
1)通过市场调查分析并遵照国家对煤炭资源开发和配置的宏观指导,综合研究并提出项目建设的必要性;
2)通过对资源和外部建设条件的调查分析和矿井开发设计方案的论证比较,综合研究并提出项目建设的可行性;
3)通过对矿井建设项目的技术经济综合分析研究和财务评价,提出项目建设的合理性。
(2)矿井初步设计应根据已核准项目申请报告(含可行性研究报告),对矿井各系统的技术方案作进一步优化,选择最优的设计方案、先进合理的工艺和装备、最佳的技术经济指标。矿井初步设计的编制应注重贯彻现代化、集中化、机械化、安全高效和技术经济合理化的原则。
现代化是指企业管理现代化,是指为适应现代化生产力发展的客观要求,按照社会市场发展规律,积极运用现代经营的思想、组织、方法和手段,对企业生产经营进行有效的管理,从而实现管理思想现代化、管理组织现代化、管理方法现代化、管理手段现代化及管理人员现代化,创造企业最佳经济效益。
集中化是指采煤工作面、采区、生产水平和矿井的合理集中。采煤工作面合理集中,就是合理选择采煤方法,减少人员,提高工作面单产,这是矿井集中化的基础;采区合理集中,就是优化采区布置,提高采区产量,减少同采采区和工作面个数;生产水平合理集中,则要求一般应以一个开采水平保证矿井设计生产能力;矿井合理集中,就是有条件则应建大型矿井,这主要指矿区井田划分,对一个矿井而言,矿井合理集中则是由工作面、采区、生产水平的合理集中来体现。
机械化(包括自动化和信息化)是建设高产高效现代化矿井的根本手段,它和集中化相辅相成。条文所指的机械化主要是采掘运机械化,这是矿井技术进步的集中体现,但矿井其他各系统也需相应选择先进合理的机械化装备,才能保证矿井安全高效、集中生产和良好的经济效益。
采煤机械化,应把发展综采放在首位。大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主,条件适宜的中、小型矿井,也宜采用综采工艺;地质条件和煤层赋存条件不适宜综采的矿井或区段,应优先考虑采用普通机械化采煤工艺,或采用其他适应煤层开采条件的机采、水采等采煤工艺。
掘进和运输机械化,应以发展各类型的机械化作业线和安全高效的运输设备为主,配套成龙。
2 矿井资源/储量、设计生产能力和服务年限
2.1 矿井资源/储量
2.1.1 地质勘查报告是编制矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计的基础资料及基本依据。地质报告准确与否,直接关系到工程咨询的可靠性和合理性,关系到矿井建设投资效果和安全高效的生产。因此矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计应对地质报告认真分析研究,作出评价,并提出建议。
评价应着重三个方面:一是勘查程度及资源可靠性是否达到地质勘查规范要求和工程咨询文件编制的需要;二是开采条件(包括构造、水文、煤层、煤质、开采技术条件等)是否满足工程咨询要求的深度和广度;三是探明的、控制的、推断的资源量划分是否准确,能否满足工程咨询从经济意义上对矿井资源/储量类型划分和估算的要求。当这三个方面的某些内容不能满足矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计文件编制要求时,应提出补充地质勘查的意见。
本次修改将原规范“矿井预可行性研究……”改为“矿井初步可行性研究……”。将原规范“根据批准的……”改为“根据评审备案的……”,因为现在国家已将“批准”地质勘查报告的程序改为由有资质的单位评审后在国土资源部储量司(或国土资源部委托的地方国土部门)备案的程序。
关于小型矿井勘探工作,在《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215-2002的5.5条勘探阶段中规定“5.5.2.2对于拟建小型矿井的井田,勘探的工作程度可根据矿井建设的实际需要,参照5.5.2.1条并加以简化和调整。资源/储量的比例要求参照附录E(注:在本规范中将它列在附录D)中对小型井的要求确定”。小型矿井的地质勘查报告由审批它的地方政府的地质矿产主管部门审核(批)或备案。
2.1.2 本条根据现行国家标准《固体矿产资源/储量分类》GB/T 17766及现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215,进行矿井储量类型划分及计算。本条有两层含义:
(1)矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计阶段,应根据现行的固体矿产资源/储量分类标准,对相应地质勘查阶段提出的煤炭资源量(333、332、331)进行可行性评价和按经济意义分类及计算。
(2)为便于交流、统计和使用,把经过可行性评价和按经济意义分类的矿井资源/储量归并为“矿井地质资源量”、“矿井工业资源/储量”、“矿井设计资源/储量”、“矿井设计可采储量”四类。其归并原则和计算方法详见本规范附录C。
本条所述四个“量”的内涵是:
(1)矿井地质资源量:是指地质勘查报告提供的查明的井田煤炭资源量(包括探明的、控制的、推断的内蕴经济的资源量)。该资源量仅经过概略研究,未经过可行性研究或初步可行性研究,未按经济意义划分出类型。它所表达的是井田地质勘查程度和矿井煤炭资源丰富程度的总体概念。
(2)矿井工业资源/储量:是指地质资源量经可行性评价后,其经济意义在边际经济及以上的基础储量及推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数之和。把边际经济的基础储量和推断的内蕴经济的资源量的大部分划入工业资源/储量的主要原因:第一,边际经济的基础储量,就其勘查程度已达到详查或勘探程度,其经济意义虽在初步可行性研究或可行性研究的当时是不经济的,但接近盈亏平衡点;第二,推断的内蕴经济的资源量,其勘查程度只达到了普查程度要求,估算的资源量可信度低,还不能通过可行性评价按经济意义分类型,但其经济意义介于经济一次边际经济的范围内,如全不计入或全部计入,均不能较好地反映矿井工业资源/储量的实际。同时还应考虑到,在一般情况下,推断的内蕴经济的资源量经过进一步勘查和可行性评价,其经济意义在边际经济及以上的基础储量所占比例,和控制的、探明的内蕴经济的资源量按经济意义分类出的基础储量所占比例不会相差太大。鉴于上述情况,将推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数纳入矿井工业资源/储量。
关于推断的资源量333的可信度系数取值问题:如上所述,推断的资源量333,就其勘查程度属普查,地质构造和煤层赋存条件、开采技术条件等尚未基本查明,还不能对其按经济意义分出类型。而详查和勘探阶段提交的推断的资源量333占矿井总资源量的比例均较大(如详查阶段提交的推断的资源量约占矿井总资源量的40%~50%),如果不加分析把推断的资源量333的可信度系数取值过大,则工业资源/储量可能偏离实际较多,最后计算出的矿井可采储量即可能偏大;如果可信度系数取值过小,则将造成矿井可采储量过少,以致造成矿井设计生产能力论证的不合理性。为此,在本条及附录C制订时,进行了多次专家论证,根据专家论证和以往设计经验以及地质勘查、井下开采的实际情况,认为详查和勘探阶段提交的推断的资源量333中有70%~90%达到边际经济及以上的基础储量是可以成立的,故可信度系数值取0.7~0.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井,333的可信度系数取0.9;地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井取0.7。
国土资源部于2006年7月14日发布的《矿业权评估收益途径评估方法修改方案》规定“资源储量在矿业权有效期(或评估年限)开发范围内的,可信度系数在0.5~0.8范围中取值”。
(3)矿井设计资源/储量:工业资源/储量减去永久煤柱的损失量为设计资源/储量。
(4)矿井设计可采储量:矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱煤量后乘以采区采出率,为矿井设计可采储量。
需要说明的是:2010年7月国土资源部咨询研究中心在北京召开了新的“固体矿产资源/储量分类”国家标准的评审会。储量司、勘查司的领导、两位地质方面的院士和有关方面的专家40余人参加评审。评审中一致同意将原标准中的“边际经济的”、“次边际经济的”两类取消,变为表1。
表1 固体矿产资源/储量分类
讨论中不少专家建议将“经济的”中的“储量”名称沿用原标准的词句。目前该新国标尚未颁布,我们仍执行现有标准,待新标准颁布后,则按新标准执行。在计算中去掉边际经济的和次边际经济的两类储量/资源量。
2.1.3 本条为新增条文。在咨询和设计工作中不仅要注意总的资源/储量,而且要重视勘查程度高的资源/储量比例,特别是在前期开采时的比例,以保证矿井可靠的稳定的生产。
对于移交生产和达到设计生产能力首采区,历来煤炭和其他矿业的规定都要求勘查程度最高以保证矿井投产后迅速达到生产能力。现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215-2002第5.5.2.1条规定,“在初期采区范围内主要可采煤层一般应全部为探明的”。
为控制断层构造,便于综合机械化工作面布置,增加了“在条件许可时,大型及以上矿井应进行三维地震勘探。”
2.1.4 本条为原规范第2.1.3条。本条有六点需要说明:
(1)本条的核心是强调各种永久和保护煤柱的留设要求及计算方法,必须符合现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》和《煤矿防治水规定》的有关规定。这是一条重要安全性的规定,故本条列为强制性条文,必须严格执行。
(2)对地面建(构)筑物压煤,凡是技术经济合理的能迁移的就迁移;不能迁移的则根据现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定,必须留煤柱。可以安全经济开采或部分开采的则要开采或后期开采以提高资源采出率。
(3)在原规范“计算设计可采储量时应从设计资源/储量中减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱煤量”之后加上了“然后乘以采区采出率”使“设计可采储量”的计算正确。
(4)根据国家标准将“回采率”改为“采出率”,本规范其他章节出现“回采率”的全部改为“采出率”。
(5)现行国家标准《煤矿科技术语》GB/T 15663.3对“采区”的定义为:“阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统的开采快段。近水平煤层采区称盘区,倾斜长壁分带开采的采区称带区。”由此可见,“盘区”、“带区”是“采区”的一种特例,“采区”包括“盘区”和“带区”的概念,本规范以下统称“采区”。
(6)禁采区是法律规定不得开采的矿产资源区域,国土资源部将矿产资源开发利用类型分为禁采区、开采区和限采区;禁采区(含禁采地段)含义是:禁采(保护)矿种分布区、地质灾害危险区、基本农田保护区、自然保护区、森林公园、地质公园、旅游度假区、地质(矿业)遗迹保护区、历史文物名胜古迹所在地、军事要地、城镇规划区以及水源地、公墓园区及其周边地区。禁采地段是指交通干线、电信光缆、高压线路、河流(河砂开采除外)等线型分布的禁采范围。
对于本规范来讲,禁采区就是为保护建筑物、线路或井巷工程等设施不受破坏而留设的地下永久保护煤柱范围内禁止开采的区域,与矿井划分的采区概念不同,采区是在阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统的可以开采的块段。
如果在矿井设计之前高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路已存在或已核准(审批),矿井设计应在高速铁路禁采区范围以外根据矿井开拓布置、地质构造等因素划分采区,相反,如矿井已建成生产或已核准(审批),而后又规划建设高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路,铁路设计应根据矿井设计或生产实际确定线路方案和禁采范围,并尽量减少对矿井生产建设的影响;确有影响时,矿井应根据铁路的禁采区范围修改设计。
高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路必须留设永久保护煤柱为新增内容,依据《铁路安全管理条例》第二十七条、三十四条、九十一条及一百零七条,并参照现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关条款制订。高速铁路是指设计开行时速250km以上(含预留),并且初期运行时速200km以上的客运列车专线铁路;根据现行行业标准《城际铁路设计规范》TB 10623规定,城际铁路是指专门服务于相邻城市间或城市群,旅客列车设计速度200km/h及以下(分120km/h、160km/h及200km/h三档)的快速、便捷、高密度客运专线铁路。由于高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路速度快,密度高,运送人员多,一旦煤矿开采造成地表沉降变形,将会危及高速铁路的运行安全,将给人民生命和国家财产带来极大的危害,故作为强制性条文必须严格执行。
具体永久保护煤柱尺寸大小应根据现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》及国家和行业标准的有关规定,结合煤层厚度、倾角、埋深、含水层性质等赋存条件以及上覆岩层或土层性质计算确定。
2.1.5 煤炭是国家宝贵的不可再生的资源,我国煤炭资源虽然很丰富,但人均占有并不比世界主要产煤国多,因此要考虑长远、立足当前、合理开采、提高煤炭开采的采出率。
原规范规定的厚煤层、中厚煤层和薄煤层的采区采出率是“七五”以来历次规范和标准规定的合理要求,是应该达到的。本次修订对原规范有两点修改。
(1)根据国家发展改革委、能源局关于《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》的要求,增加了第1款,对特殊和稀缺煤类采区采出率作出具体规定,该规定所称的特殊和稀缺煤类,是指具有某种煤质特征、特殊性能和重要经济价值,资源储量相对较少的煤炭种类,包括肥煤、焦煤、瘦煤和无烟煤等;国家发展改革委、能源局根据国民经济发展需要,适时公布特殊和稀缺煤类矿区范围(首批公布的特殊和稀缺煤类矿区范围见该规定的附件),该文件规定“特殊和稀缺煤类矿井采区回采率:薄煤层不低于88%,中厚煤层不低于83%,厚煤层不低于78%。”;其他煤类为第2款,与原规范基本一致。
(2)本条修订时,根据不同煤类对可以一次采全高的厚煤层的采区采出率作了具体规定,第1款特殊和稀缺煤类的第1项加上了“采用一次采全高的厚煤层不应小于83%”的规定,第2款其他煤类的第一项加上了“采用一次采全高的厚煤层不应小于80%”的规定。因为我国现行的规程规定地下开采的中厚煤层厚度为1.3m~3.5m,3.5m以上为厚煤层,而近年来,综合机械化发展很快,在围岩和煤层条件较好,赋存较稳定的缓倾斜煤层,普遍在4m~6m的厚煤层采用了一次采全高,现正试验7m及以上的一次采全高,一般工作面长度都在240m~350m,走向推进长度在3000m~6000m,不仅安全高效,而且采区采出率也很高,因此,可以一次采全高的厚煤层与中厚煤层的采区采出率一致是应该能达到的。
2 矿井资源/储量、设计生产能力和服务年限
2.1 矿井资源/储量
2.1.1 地质勘查报告是编制矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计的基础资料及基本依据。地质报告准确与否,直接关系到工程咨询的可靠性和合理性,关系到矿井建设投资效果和安全高效的生产。因此矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计应对地质报告认真分析研究,作出评价,并提出建议。
评价应着重三个方面:一是勘查程度及资源可靠性是否达到地质勘查规范要求和工程咨询文件编制的需要;二是开采条件(包括构造、水文、煤层、煤质、开采技术条件等)是否满足工程咨询要求的深度和广度;三是探明的、控制的、推断的资源量划分是否准确,能否满足工程咨询从经济意义上对矿井资源/储量类型划分和估算的要求。当这三个方面的某些内容不能满足矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计文件编制要求时,应提出补充地质勘查的意见。
本次修改将原规范“矿井预可行性研究……”改为“矿井初步可行性研究……”。将原规范“根据批准的……”改为“根据评审备案的……”,因为现在国家已将“批准”地质勘查报告的程序改为由有资质的单位评审后在国土资源部储量司(或国土资源部委托的地方国土部门)备案的程序。
关于小型矿井勘探工作,在《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215-2002的5.5条勘探阶段中规定“5.5.2.2对于拟建小型矿井的井田,勘探的工作程度可根据矿井建设的实际需要,参照5.5.2.1条并加以简化和调整。资源/储量的比例要求参照附录E(注:在本规范中将它列在附录D)中对小型井的要求确定”。小型矿井的地质勘查报告由审批它的地方政府的地质矿产主管部门审核(批)或备案。
2.1.2 本条根据现行国家标准《固体矿产资源/储量分类》GB/T 17766及现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215,进行矿井储量类型划分及计算。本条有两层含义:
(1)矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计阶段,应根据现行的固体矿产资源/储量分类标准,对相应地质勘查阶段提出的煤炭资源量(333、332、331)进行可行性评价和按经济意义分类及计算。
(2)为便于交流、统计和使用,把经过可行性评价和按经济意义分类的矿井资源/储量归并为“矿井地质资源量”、“矿井工业资源/储量”、“矿井设计资源/储量”、“矿井设计可采储量”四类。其归并原则和计算方法详见本规范附录C。
本条所述四个“量”的内涵是:
(1)矿井地质资源量:是指地质勘查报告提供的查明的井田煤炭资源量(包括探明的、控制的、推断的内蕴经济的资源量)。该资源量仅经过概略研究,未经过可行性研究或初步可行性研究,未按经济意义划分出类型。它所表达的是井田地质勘查程度和矿井煤炭资源丰富程度的总体概念。
(2)矿井工业资源/储量:是指地质资源量经可行性评价后,其经济意义在边际经济及以上的基础储量及推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数之和。把边际经济的基础储量和推断的内蕴经济的资源量的大部分划入工业资源/储量的主要原因:第一,边际经济的基础储量,就其勘查程度已达到详查或勘探程度,其经济意义虽在初步可行性研究或可行性研究的当时是不经济的,但接近盈亏平衡点;第二,推断的内蕴经济的资源量,其勘查程度只达到了普查程度要求,估算的资源量可信度低,还不能通过可行性评价按经济意义分类型,但其经济意义介于经济一次边际经济的范围内,如全不计入或全部计入,均不能较好地反映矿井工业资源/储量的实际。同时还应考虑到,在一般情况下,推断的内蕴经济的资源量经过进一步勘查和可行性评价,其经济意义在边际经济及以上的基础储量所占比例,和控制的、探明的内蕴经济的资源量按经济意义分类出的基础储量所占比例不会相差太大。鉴于上述情况,将推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数纳入矿井工业资源/储量。
关于推断的资源量333的可信度系数取值问题:如上所述,推断的资源量333,就其勘查程度属普查,地质构造和煤层赋存条件、开采技术条件等尚未基本查明,还不能对其按经济意义分出类型。而详查和勘探阶段提交的推断的资源量333占矿井总资源量的比例均较大(如详查阶段提交的推断的资源量约占矿井总资源量的40%~50%),如果不加分析把推断的资源量333的可信度系数取值过大,则工业资源/储量可能偏离实际较多,最后计算出的矿井可采储量即可能偏大;如果可信度系数取值过小,则将造成矿井可采储量过少,以致造成矿井设计生产能力论证的不合理性。为此,在本条及附录C制订时,进行了多次专家论证,根据专家论证和以往设计经验以及地质勘查、井下开采的实际情况,认为详查和勘探阶段提交的推断的资源量333中有70%~90%达到边际经济及以上的基础储量是可以成立的,故可信度系数值取0.7~0.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井,333的可信度系数取0.9;地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井取0.7。
国土资源部于2006年7月14日发布的《矿业权评估收益途径评估方法修改方案》规定“资源储量在矿业权有效期(或评估年限)开发范围内的,可信度系数在0.5~0.8范围中取值”。
(3)矿井设计资源/储量:工业资源/储量减去永久煤柱的损失量为设计资源/储量。
(4)矿井设计可采储量:矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱煤量后乘以采区采出率,为矿井设计可采储量。
需要说明的是:2010年7月国土资源部咨询研究中心在北京召开了新的“固体矿产资源/储量分类”国家标准的评审会。储量司、勘查司的领导、两位地质方面的院士和有关方面的专家40余人参加评审。评审中一致同意将原标准中的“边际经济的”、“次边际经济的”两类取消,变为表1。
表1 固体矿产资源/储量分类
讨论中不少专家建议将“经济的”中的“储量”名称沿用原标准的词句。目前该新国标尚未颁布,我们仍执行现有标准,待新标准颁布后,则按新标准执行。在计算中去掉边际经济的和次边际经济的两类储量/资源量。
2.1.3 本条为新增条文。在咨询和设计工作中不仅要注意总的资源/储量,而且要重视勘查程度高的资源/储量比例,特别是在前期开采时的比例,以保证矿井可靠的稳定的生产。
对于移交生产和达到设计生产能力首采区,历来煤炭和其他矿业的规定都要求勘查程度最高以保证矿井投产后迅速达到生产能力。现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215-2002第5.5.2.1条规定,“在初期采区范围内主要可采煤层一般应全部为探明的”。
为控制断层构造,便于综合机械化工作面布置,增加了“在条件许可时,大型及以上矿井应进行三维地震勘探。”
2.1.4 本条为原规范第2.1.3条。本条有六点需要说明:
(1)本条的核心是强调各种永久和保护煤柱的留设要求及计算方法,必须符合现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》和《煤矿防治水规定》的有关规定。这是一条重要安全性的规定,故本条列为强制性条文,必须严格执行。
(2)对地面建(构)筑物压煤,凡是技术经济合理的能迁移的就迁移;不能迁移的则根据现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定,必须留煤柱。可以安全经济开采或部分开采的则要开采或后期开采以提高资源采出率。
(3)在原规范“计算设计可采储量时应从设计资源/储量中减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱煤量”之后加上了“然后乘以采区采出率”使“设计可采储量”的计算正确。
(4)根据国家标准将“回采率”改为“采出率”,本规范其他章节出现“回采率”的全部改为“采出率”。
(5)现行国家标准《煤矿科技术语》GB/T 15663.3对“采区”的定义为:“阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统的开采快段。近水平煤层采区称盘区,倾斜长壁分带开采的采区称带区。”由此可见,“盘区”、“带区”是“采区”的一种特例,“采区”包括“盘区”和“带区”的概念,本规范以下统称“采区”。
(6)禁采区是法律规定不得开采的矿产资源区域,国土资源部将矿产资源开发利用类型分为禁采区、开采区和限采区;禁采区(含禁采地段)含义是:禁采(保护)矿种分布区、地质灾害危险区、基本农田保护区、自然保护区、森林公园、地质公园、旅游度假区、地质(矿业)遗迹保护区、历史文物名胜古迹所在地、军事要地、城镇规划区以及水源地、公墓园区及其周边地区。禁采地段是指交通干线、电信光缆、高压线路、河流(河砂开采除外)等线型分布的禁采范围。
对于本规范来讲,禁采区就是为保护建筑物、线路或井巷工程等设施不受破坏而留设的地下永久保护煤柱范围内禁止开采的区域,与矿井划分的采区概念不同,采区是在阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统的可以开采的块段。
如果在矿井设计之前高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路已存在或已核准(审批),矿井设计应在高速铁路禁采区范围以外根据矿井开拓布置、地质构造等因素划分采区,相反,如矿井已建成生产或已核准(审批),而后又规划建设高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路,铁路设计应根据矿井设计或生产实际确定线路方案和禁采范围,并尽量减少对矿井生产建设的影响;确有影响时,矿井应根据铁路的禁采区范围修改设计。
高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路必须留设永久保护煤柱为新增内容,依据《铁路安全管理条例》第二十七条、三十四条、九十一条及一百零七条,并参照现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关条款制订。高速铁路是指设计开行时速250km以上(含预留),并且初期运行时速200km以上的客运列车专线铁路;根据现行行业标准《城际铁路设计规范》TB 10623规定,城际铁路是指专门服务于相邻城市间或城市群,旅客列车设计速度200km/h及以下(分120km/h、160km/h及200km/h三档)的快速、便捷、高密度客运专线铁路。由于高速铁路、城际铁路等客运专线或设计速度200km/h的客货共线铁路速度快,密度高,运送人员多,一旦煤矿开采造成地表沉降变形,将会危及高速铁路的运行安全,将给人民生命和国家财产带来极大的危害,故作为强制性条文必须严格执行。
具体永久保护煤柱尺寸大小应根据现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》及国家和行业标准的有关规定,结合煤层厚度、倾角、埋深、含水层性质等赋存条件以及上覆岩层或土层性质计算确定。
2.1.5 煤炭是国家宝贵的不可再生的资源,我国煤炭资源虽然很丰富,但人均占有并不比世界主要产煤国多,因此要考虑长远、立足当前、合理开采、提高煤炭开采的采出率。
原规范规定的厚煤层、中厚煤层和薄煤层的采区采出率是“七五”以来历次规范和标准规定的合理要求,是应该达到的。本次修订对原规范有两点修改。
(1)根据国家发展改革委、能源局关于《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》的要求,增加了第1款,对特殊和稀缺煤类采区采出率作出具体规定,该规定所称的特殊和稀缺煤类,是指具有某种煤质特征、特殊性能和重要经济价值,资源储量相对较少的煤炭种类,包括肥煤、焦煤、瘦煤和无烟煤等;国家发展改革委、能源局根据国民经济发展需要,适时公布特殊和稀缺煤类矿区范围(首批公布的特殊和稀缺煤类矿区范围见该规定的附件),该文件规定“特殊和稀缺煤类矿井采区回采率:薄煤层不低于88%,中厚煤层不低于83%,厚煤层不低于78%。”;其他煤类为第2款,与原规范基本一致。
(2)本条修订时,根据不同煤类对可以一次采全高的厚煤层的采区采出率作了具体规定,第1款特殊和稀缺煤类的第1项加上了“采用一次采全高的厚煤层不应小于83%”的规定,第2款其他煤类的第一项加上了“采用一次采全高的厚煤层不应小于80%”的规定。因为我国现行的规程规定地下开采的中厚煤层厚度为1.3m~3.5m,3.5m以上为厚煤层,而近年来,综合机械化发展很快,在围岩和煤层条件较好,赋存较稳定的缓倾斜煤层,普遍在4m~6m的厚煤层采用了一次采全高,现正试验7m及以上的一次采全高,一般工作面长度都在240m~350m,走向推进长度在3000m~6000m,不仅安全高效,而且采区采出率也很高,因此,可以一次采全高的厚煤层与中厚煤层的采区采出率一致是应该能达到的。
2.2 矿井设计生产能力和服务年限
2.2.1 原规范第2.2.1条拆分为2条,第一段修订为第2.2.1条,其下3款要求修订为第2.2.2条。
本条是矿井设计能力的原则及要求。原规范中“国家对煤炭资源配置……”修改为“矿区总体规划……”。论证矿井设计生产能力是编制矿井初步可行性研究、可行性研究和初步设计的重点。论证矿井设计生产能力需要考虑的因素较多,但其中主要的因素应是:
(1)矿井资源条件。包括资源/储量、井田地质条件、煤层赋存条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤质等,这是确定矿井设计生产能力的基础条件。
(2)外部建设条件。包括地理位置、交通条件、水源和电源条件等,是确定矿井设计生产能力的外部制约因素。
(3)矿区总体规划及目标市场需求。矿区总体规划规模是指国家对煤炭产出总量宏观调控指导性文件,目标市场从客观上所起的导向作用,在论证和确定矿井设计生产能力时,对国家宏观政策因素和市场需求空间必须有足够的重视。
(4)技术装备条件。主要指设计和投资者能否准确的根据矿井资源条件和设备供应条件,合理选择和采购先进的技术装备,这是确定矿井设计生产能力的主观因素。
(5)经济效益。是指确定矿井设计生产能力必须以经济效益为中心,通过技术经济综合评价,按最佳经济效益选取。
论证矿井设计生产能力,应对各相关因素综合分析并作多方案比较,不能顾此失彼。一般讲,设计可采储量是确定设计生产能力的基本条件,但这并非唯一决定因素。例如:有的矿井虽然具有较多设计可采储量,但主要开采煤层较薄、煤层生产能力小、工作面单产低,则矿井设计生产能力就不宜过大;有的矿井有煤与瓦斯突出或地质构造较复杂,工作面单产或工作面布置和接替受到制约,则设计生产能力也不宜过大。又如:边远地区由于受交通条件制约,且产出煤炭又不能就地转化或当地市场空间较小,即使资源条件很好,也难以建设大型矿井;而有些西部矿区,由于西电东输的实施,带来了煤炭资源开发就地发电的市场条件,且资源条件好,大型坑口电厂需要,则可建设和大型电厂相匹配的大型矿井。再如:东部矿区具有区位优势和较广阔的市场空间,在建井条件上,表土层特厚、煤层埋藏深,只要开采条件允许、符合国家关于资源合理配置的宏观指导、可采储量和服务年限符合本规范要求,则矿井设计生产能力宜大不宜小。
2.2.2 本条为原规范第2.2.1条第3款和第2.2.4条修改而成。
原规范第2.2.1条中“1新建矿井设计生产能力,应进行第一开采水平或不小于20年配产”修改为“1应以一个开采水平保证矿井设计生产能力,并应进行第一开采水平或不小于20a配产”,本次修改去掉了新建矿井,要求更严格,适应于新建、扩建和改建矿井设计,并把原规范第2.2.4条合并至本款。
国内外多年来的生产实践证明,以一个开采水平保证矿井设计生产能力(不包括水平接替过渡生产期),具有开采程序简单、井巷工程量省、巷道维护量小、生产集中、辅助生产人员少、便于管理、有利安全生产以及井下运输、通风、排水、提升系统简单等优点,因此本条规定宜以一个开采水平保证矿井设计生产能力。
原规范第2.2.1条中“2新建和扩建矿井配产,均应符合合理开采程序,厚、薄煤层及不同煤质煤层合理搭配开采,不应采厚丢薄”修改为“2矿井配产应符合安全生产要求的合理开采顺序,不应采厚丢薄”,本次修改去掉了新建和扩建矿井,要求更严格,适应于新建、扩建和改建矿井,并且要求“矿井配采应符合安全生产要求的合理开采顺序”。
原规范第2.2.1条中“3同时生产的采区数及采区内同时生产的工作面个数,应体现生产集中原则,符合本规范5.1.3条规定,并应保证采区及工作面合理接替”,修改为“3全矿井同时生产的采煤工作面个数,煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井不应超过2个工作面(不包括开采保护层的工作面个数),其他矿井宜以1个~2个工作面保证矿井生产能力,大型或特大型矿井,当井田储量丰富,下部厚煤层被上覆薄及中厚煤层所压,长期难以达产时,最多不应超过3个工作面”,原规范第5.1.3条只规定了采区个数,并没有对工作面的个数规定,本次修改从安全生产角度考虑,明确了全矿井的工作面个数。根据国家煤矿安全监察局意见以及现行行业标准《煤矿建设项目安全核准基本要求》AQ 1049的要求,规定煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井不得超过2个工作面(不包括开采保护层的工作面个数);其他矿井宜以1个~2个工作面保证矿井生产能力,条件适宜的矿井宜采用“一矿一区一面”,但向内蒙古、新疆、山西等部分矿区开采技术条件简单,由于受煤层赋存条件限制,下部煤层厚,煤层生产能力大,甚至一个工作面即可达产,而上部被2层~3层薄及中厚煤层所压,且不具备上行的条件,若按上部薄及中厚煤层1个~2个工作面确定矿井生产能力,会造成矿井生产能力偏小,矿区整体投资的增加,按下部厚煤层确定矿井生产能力,矿井又长时间难以达产,因此规定大型或特大型矿井当井田储量丰富,下部厚煤层被上覆薄及中厚煤层所压,长期难以达产时,最多不应超过3个工作面。
2.2.3 本次修改大、中型矿井划分的下限仍维持原规范规定的1.20Mt/a和0.45Mt/a不变,其主要理由:一是考虑各地域煤炭资源条件差异较大,二是国家和地方统计部门对大、中型矿井的项目统计,仍按中型矿井0.45Mt/a~0.90Mt/a及以上进行统计。
原规范矿井设计能力划分了三种类型,本次增加了“特大型”,共划分了四种类型。随着技术发展,国内出现了大量的千万吨级的矿井,原来大型矿井的序列中井型越来越多,为规范管理,本次规范修订提出了特大型矿井类型,特大型矿井代表着技术最先进的矿井标志,关于特大型矿井划分的下限,有三种意见,分别是5.00Mt/a、6.00Mt/a、10.00Mt/a,考虑矿井服务年限、目前矿井井型分布数量等综合因素,确定特大型矿井划分的下限为10.00Mt/a。
原规范中第1款“大型矿井为1.20、1.50、1.80、2.40、3.00、4.00、5.00、6.00及以上”,修改为2款,“1特大型矿井为10.00Mt/a及以上;2大型矿井为1.20Mt/a、1.50Mt/a、1.80Mt/a、2.40Mt/a、3.00Mt/a、4.00Mt/a、5.00Mt/a、6.00Mt/a、7.00Mt/a、8.00Mt/a、9.00Mt/a”。
随着国内采煤技术的发展,近些年出现了大量的6.00Mt/a以上矿井,关于6.00Mt/a以上井型级差划分的问题,有两种意见:第一种矿井序列划分为6.00Mt/a、8.00Mt/a、10.00Mt/a、12.00Mt/a、15.00Mt/a及以上;第二种为6.00Mt/a以上每增加1.00Mt/a作为一个标准设计档次。本次规范修订大型矿井依据发改能源(2010)709号文件要求推荐第二种分类,即3.00Mt/a~9.00Mt/a矿井以1.00Mt/a作为一个标准设计档次,特大型矿井根据煤层生产能力及装备水平等实际情况确定,不再作具体要求。发改能源[2010]709号《关于进一步加强煤矿建设项目安全管理的通知》对矿井规模要求中明确提出“矿井标准设计档次分别是:6、9、15、21、30、45、60、90、120、150、180、240、300万吨/年,300万吨/年以上每增加100万吨/年按一个标准设计档次计算”。
本次小型矿井的范围划分修订为“小型矿井为0.09Mt/a、0.15Mt/a、0.21Mt/a、0.30Mt/a”取消了原小型矿井设计规范中的0.06Mt/a级别,其原因详见第1.0.2条第2款的说明。
2.2.4 本条为对原规范第2.2.2条第5款的修改,3.00Mt/a以下矿井规定升2级及以上级差;3.00Mt/a及以上大型矿井规定升1级及以上级差,因为3.00Mt/a及以上的大型矿井一个级差已经达到了1.00Mt/a,因此,3.00Mt/a及以上大型矿井升1级及以上级差;由于本规范第2.2.3条第1款对特大型矿井的级差未作具体规定,考虑特大型矿井的扩建其升级能力较大,因此,特大型矿井的扩建升级能力应根据煤层生产能力及装备水平等实际情况确定。
2.2.5 本条为新增条文,新建、改建、扩建矿井的设计生产能力不应低于现行《煤炭产业政策》分地区规定的最小规模。
2.2.6 本条为对原规范第2.2.3条的修改:
(1)增加了矿井工作制度的说明,根据国家有关政策规定,矿井井下工作制度规定为“四六制”,即三班生产一班检修,地面为“三八”制。
(2)把原“净提升时间”修改为“提煤时间”,原规范“净提升时间”比较模糊,本次修改明确了是提煤时间。
(3)对条文中的“宜……”修改为“应……”,要求更加严格。
(4)将“16h”改为“18h”,其理由如下:
1)根据国家有关政策规定,矿井井下工作制度应为“四六制”,即三班生产一班检修,每班工作时间为六小时,每天提煤时间改为18h,能使井下生产时间与主井提煤时间保持一致。
2)《煤矿生产能力核定标准》中主井提升能力核定也有条件的采用了主井提升时间按18h计算,即“主井提升能力按年工作日330d、每日提升时间16h计算。若采用定量装载并实现数控自动化运行、滚筒直径2m以上的提升机,或采用带式输送机提升且设有井底中央煤仓时,每日提升时间可按18h计算”。
3)目前许多生产矿井,特别是技术改造矿井提煤时间达到20h,甚至到22h,矿井每天提煤时间改为18h后,矿井提升时间仍有一定富裕系数,若矿井每天提煤时间仍为16h,由于提升富裕系数较大,则必然使矿井建设投资加大,促使矿井加大开发强度或无序的不合理开采。
4)将矿井每天提煤时间由16h改为18h也符合发改能源(2010)709号《关于进一步加强煤矿建设项目安全管理的通知》精神的要求。
5)目前主井提煤设备制造技术水平有了较大发展,管理水平也有较大提高,提煤设备的维修量和维修时间也大大缩短,为矿井每天提煤时间由16h改为18h提供了强有力的技术支持。
但也有专家提出矿井设计生产能力宜按年工作日300d计算,每天净提升时间宜为18h。本次修订综合考虑没有采纳。
2.2.7 本条对原规范第2.2.5条进行了修改:
(1)根据国家发展改革委、能源局关于《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》的要求,增加了对特殊和稀缺煤类矿井设计服务年限的规定。
(2)增加了小型矿井服务年限。
(3)对条文中的“不宜……”修改为“不应……”,要求更加严格。
(4)将原规范第2.2.5条第1款新建6.00Mt/a及以上矿井服务年限70a,修改为新建10.00Mt/a及以上矿井(即为特大型矿井)服务年限70a。
(5)对原规范第2.2.5条第2款扩建6.00Mt/a及以上矿井服务年限60a,修改为扩建10.00Mt/a及以上矿井(即为特大型矿井)服务年限60a。
矿井设计服务年限和国家能源政策、市场需求、地区和资源条件、资金投入、新老矿区接替、地面建筑设施合理服务期等因素有关。设计服务年限过长,则矿井开发强度受到制约、勘探投入不能尽早见效、市场需求时煤炭资源不能尽快产出;设计服务年限过短,则会造成新老矿井接替紧张、煤炭产出量不均衡、地面建筑设施得不到合理利用等问题。由于矿井设计服务年限涉及面较宽,尽管本次规范修订也有专家提出了适当调整新建矿井服务年限的要求,但是综合考虑没有采纳。
对于扩建矿井,考虑到在扩建期间矿井仍在生产,可采储量在扩建期间已有减少的因素,其设计服务年限较新建矿井同类井型相应缩短10a;对于改建矿井,考虑其资源储量由局部补勘获得或由邻矿局部划给,可采储量较少,其设计服务年限应比同类扩建矿井短,但不应低于同类新建矿井服务年限的50%。
2.2.8 矿井设计资源/储量常由于以下因素受到影响:
(1)局部地段构造复杂而减少可采储量。
(2)实际的采出率较低。
(3)灾害性事故造成可采储量减少,如煤层自燃、瓦斯突出等造成的煤炭损失。
(4)由于矿井超产使服务年限缩短。
实践证明,上述影响矿井可采储量减少的因素一般是难以避免的,只是受其中的影响因素不同、程度不同,故本条仍维持原规范规定的矿井储量备用系数1.3~1.5不变。地质构造复杂、煤层赋存不稳定、开采技术条件差的矿井取大值,地质构造简单、煤层赋存稳定、开采技术条件好的矿井取小值。
本次修订也有专家提出降低资源/储量备用系数到1.2~1.4,主要原因考虑设计采用的是查明的资源/储量,并且推断的资源量还要根据稳定程度折扣,因此储量备用系数建议适当降低;再则,目前从安全生产角度严禁煤矿超能力生产,也不允许超能力设计和生产,并且随着矿权费和基建投资的不断增加,有些煤矿的投资回收期和借款偿还期都达到了15年以上,在煤层生产能力具备的条件下,适当降低资源/储量备用系数提高矿井设计生产能力,提高矿井建井效益。讨论时意见不一致,没有采纳。
3 井田开拓
3.1 井田开拓方式
3.1.2 平硐开拓具有施工条件简单、建井工期短、投资省、综合经济效益好等优点。在西南、西北、山西等高原和山区,当外部建设条件和煤层赋存条件适宜时,应采用平硐开拓方式。平硐上山的服务年限,可参照本规范表2.2.7-1的规定,适当放宽。
将原规范中“宜采用平硐开拓方式”修改为“应采用平硐开拓方式”。意在说明在条件具备时应优先考虑平硐开拓方式。
3.1.3 和立井开拓方式相比,斜井开拓不仅具有井筒施工和装备简单、提运环节较少、系统较便捷等优点,而且由于新型带式输送机和辅助运输设备的发展,主井提运系统能力大,可实现煤流系统的连续化运输,副井系统可实现由地面至采区直达运输。因此,本条修改的目的是扩大斜井开拓方式的范围。
修改后的条文第一句话“煤层赋存较浅、表土层不厚,且井筒穿过的地层涌水量较小时,应采用斜井开拓”。将原规范“水文地质条件简单……”修改为“井筒穿过的地层涌水量较小……”。因为现行《煤矿防治水规定》中西北地区矿井正常涌水量大于90m3/h就是水文地质条件中等,矿井正常涌水量大于180m3/h就是水文地质条件复杂。为扩大斜井开拓范围,不再以水文条件作为依据,只要井筒穿过的地层涌水量较小就可以考虑斜井开拓,地层涌水量较小主要是以施工安全通过为准。表土层不厚也主要是以施工安全穿过为准。将原规范的“宜采用斜井开拓”修改为“应采用斜井开拓”。关于“煤层赋存较浅”,到底多少是较浅,主斜井垂深有专家建议450m,也有专家建议500m,意见不一致,但是目前成功到底的内蒙古鄂尔多斯察哈素矿井主斜井(16°)垂深达到475m,新疆准东矿区鲁能准东二号井主斜井(16°)垂深达到500m,神华宁夏梅花矿井主斜井垂深到486m,考虑主斜井过长会带来投资大、工期长、运营费用高等缺点,故本次修改增加“当主井垂深不大于500m,经技术经济论证合理时,宜采用斜井开拓方式”;缓坡斜井(6°)垂深有专家建议350m,也有专家建议450m,意见争议较大,因此,本次规范修改未对缓坡副斜井(6°)的适应垂高作具体规定,但是目前成功到底的内蒙古鄂尔多斯尔林兔矿井副斜井(6°)垂深330m,神华宁夏梅花矿井副斜井(7°)垂深到486m,陕西郭家河矿井副斜井(6°)垂深355m,陕西榆树湾矿井副斜井(6°)垂深320m,缓坡副斜井(6°)过长也会带来投资大、工期长、运输时间长、无轨胶轮车尾气污染大等缺点,因此,缓坡副斜井(6°)垂深不宜超过400m,可供设计参考。
修改后的条文:“当主井垂深不大于500m,经技术经济论证合理时,宜采用斜井开拓方式或综合开拓方式”。随着技术的发展,斜井应用的范围越来越广,特别是随着大运量大带强带式输送机的发展,为简化主运输系统,提高主井提升量,许多大型、特大型矿井均采用了主斜井副立井的综合开拓方式,因此本次规范修订把原规范第3.1.5条合并到本条。
3.1.4 立井具有长度短、断面大、断面利用率高、运行时间短、较易解决深井辅助提升和通风问题等特点,尤其对含水厚表土层、水文地质条件复杂、需采用特殊工法施工的矿井,和斜井相比立井开拓均具有明显优势。因此,符合本条规定条件的井田宜采用立井开拓方式。
本条修改去掉了“……或多水平开采的急倾斜煤层……”,多水平开采的急倾斜煤层也可以采用平硐、斜井或综合开拓方式。
3.1.5 本条对原规范第3.1.6条进行了修改,“……瓦斯大……”修改为“……瓦斯含量高……”;删除了“……大型……”、“……分区通风的开拓方式……”。有些高瓦斯或双突的中型矿井,因通风等因素也需要分区开拓。
从20世纪70年代开始,国内外一些新建的大型矿井即采用了分区开拓的方式。随着开采技术和综合机械化装备水平及管理水平的迅速提高,矿井生产更加集中,设计生产能力进一步加大。为缩短大型矿井建设工期,实现少投入、早出煤、效益好的目的,我国不少矿井,尤其是设计生产能力6.00Mt/a以上的大型矿井设计采用了集中出煤、分区开拓、分区通风的开拓方式(简称分区开拓方式),如大同塔山矿井(15.00Mt/a)、新集刘庄矿井(6.00Mt/a)等。
分区开拓方式是指把井田划分为若干相对独立的区域,各区域的通风、辅助运输系统独立,煤的提升、运输、储运、洗选加工等则集中进行。分区开拓方式有如下优点:
(1)矿井可实行一次设计分期建设,能加快矿井建设速度,可提前出煤、“滚动发展”,提高投资效益。
(2)可更好地实现矿井的集中化,适应矿井向大型化发展的要求。
(3)能有效地解决大型矿井通风网络过长的通风困难,这对开采深度大、瓦斯涌出量大的矿井尤有重要意义。
(4)辅助运输和提升分区进行,可缩短井下人员及材料等运输时间。
(5)主要生产环节如煤的运输、提升、洗选、储运等集中,有利于使用大型高效的技术装备。
3.1.6 本条对原规范第3.1.7条进行了修改,“……井筒数量及兼用功能……”删除了“兼用”2个字。将原规范“高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出危险的矿井必须设专用回风井”修改为“高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井必须设专用回风井”。与现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055中3.2.1.1.1一致。
删除了原规范第3.1.7条第2款,“分区开拓的矿井或在特殊条件下,经技术经济比较合理时,可开凿两个以上的提升井筒;”一是“可开凿两个以上的提升井筒”说法不具体,没明确提升井筒的功能,二是国家煤矿安全监察局对此款有不同意见,三是该款与国发[2006]82号文件精神有不符之处,故删除该款。
本条第3款,箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作风井使用时,必须遵守现行《煤矿安全规程》规定。尚需说明的是,箕斗井兼作回风井时,防爆门的装设尚存在技术问题:防爆门不能正对井筒中心安装,以往有的矿井将防爆门安装在井架一侧,但未经过模拟爆炸试验,一旦发生爆炸事故,安装在井架一侧的防爆门能否保护井架或井塔及通风机不遭破坏,目前尚无研究结果。
为确保矿井生产安全,本条第4款特别强调,对高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井必须设专用回风井。
3 井田开拓
3.1 井田开拓方式
3.1.2 平硐开拓具有施工条件简单、建井工期短、投资省、综合经济效益好等优点。在西南、西北、山西等高原和山区,当外部建设条件和煤层赋存条件适宜时,应采用平硐开拓方式。平硐上山的服务年限,可参照本规范表2.2.7-1的规定,适当放宽。
将原规范中“宜采用平硐开拓方式”修改为“应采用平硐开拓方式”。意在说明在条件具备时应优先考虑平硐开拓方式。
3.1.3 和立井开拓方式相比,斜井开拓不仅具有井筒施工和装备简单、提运环节较少、系统较便捷等优点,而且由于新型带式输送机和辅助运输设备的发展,主井提运系统能力大,可实现煤流系统的连续化运输,副井系统可实现由地面至采区直达运输。因此,本条修改的目的是扩大斜井开拓方式的范围。
修改后的条文第一句话“煤层赋存较浅、表土层不厚,且井筒穿过的地层涌水量较小时,应采用斜井开拓”。将原规范“水文地质条件简单……”修改为“井筒穿过的地层涌水量较小……”。因为现行《煤矿防治水规定》中西北地区矿井正常涌水量大于90m3/h就是水文地质条件中等,矿井正常涌水量大于180m3/h就是水文地质条件复杂。为扩大斜井开拓范围,不再以水文条件作为依据,只要井筒穿过的地层涌水量较小就可以考虑斜井开拓,地层涌水量较小主要是以施工安全通过为准。表土层不厚也主要是以施工安全穿过为准。将原规范的“宜采用斜井开拓”修改为“应采用斜井开拓”。关于“煤层赋存较浅”,到底多少是较浅,主斜井垂深有专家建议450m,也有专家建议500m,意见不一致,但是目前成功到底的内蒙古鄂尔多斯察哈素矿井主斜井(16°)垂深达到475m,新疆准东矿区鲁能准东二号井主斜井(16°)垂深达到500m,神华宁夏梅花矿井主斜井垂深到486m,考虑主斜井过长会带来投资大、工期长、运营费用高等缺点,故本次修改增加“当主井垂深不大于500m,经技术经济论证合理时,宜采用斜井开拓方式”;缓坡斜井(6°)垂深有专家建议350m,也有专家建议450m,意见争议较大,因此,本次规范修改未对缓坡副斜井(6°)的适应垂高作具体规定,但是目前成功到底的内蒙古鄂尔多斯尔林兔矿井副斜井(6°)垂深330m,神华宁夏梅花矿井副斜井(7°)垂深到486m,陕西郭家河矿井副斜井(6°)垂深355m,陕西榆树湾矿井副斜井(6°)垂深320m,缓坡副斜井(6°)过长也会带来投资大、工期长、运输时间长、无轨胶轮车尾气污染大等缺点,因此,缓坡副斜井(6°)垂深不宜超过400m,可供设计参考。
修改后的条文:“当主井垂深不大于500m,经技术经济论证合理时,宜采用斜井开拓方式或综合开拓方式”。随着技术的发展,斜井应用的范围越来越广,特别是随着大运量大带强带式输送机的发展,为简化主运输系统,提高主井提升量,许多大型、特大型矿井均采用了主斜井副立井的综合开拓方式,因此本次规范修订把原规范第3.1.5条合并到本条。
3.1.4 立井具有长度短、断面大、断面利用率高、运行时间短、较易解决深井辅助提升和通风问题等特点,尤其对含水厚表土层、水文地质条件复杂、需采用特殊工法施工的矿井,和斜井相比立井开拓均具有明显优势。因此,符合本条规定条件的井田宜采用立井开拓方式。
本条修改去掉了“……或多水平开采的急倾斜煤层……”,多水平开采的急倾斜煤层也可以采用平硐、斜井或综合开拓方式。
3.1.5 本条对原规范第3.1.6条进行了修改,“……瓦斯大……”修改为“……瓦斯含量高……”;删除了“……大型……”、“……分区通风的开拓方式……”。有些高瓦斯或双突的中型矿井,因通风等因素也需要分区开拓。
从20世纪70年代开始,国内外一些新建的大型矿井即采用了分区开拓的方式。随着开采技术和综合机械化装备水平及管理水平的迅速提高,矿井生产更加集中,设计生产能力进一步加大。为缩短大型矿井建设工期,实现少投入、早出煤、效益好的目的,我国不少矿井,尤其是设计生产能力6.00Mt/a以上的大型矿井设计采用了集中出煤、分区开拓、分区通风的开拓方式(简称分区开拓方式),如大同塔山矿井(15.00Mt/a)、新集刘庄矿井(6.00Mt/a)等。
分区开拓方式是指把井田划分为若干相对独立的区域,各区域的通风、辅助运输系统独立,煤的提升、运输、储运、洗选加工等则集中进行。分区开拓方式有如下优点:
(1)矿井可实行一次设计分期建设,能加快矿井建设速度,可提前出煤、“滚动发展”,提高投资效益。
(2)可更好地实现矿井的集中化,适应矿井向大型化发展的要求。
(3)能有效地解决大型矿井通风网络过长的通风困难,这对开采深度大、瓦斯涌出量大的矿井尤有重要意义。
(4)辅助运输和提升分区进行,可缩短井下人员及材料等运输时间。
(5)主要生产环节如煤的运输、提升、洗选、储运等集中,有利于使用大型高效的技术装备。
3.1.6 本条对原规范第3.1.7条进行了修改,“……井筒数量及兼用功能……”删除了“兼用”2个字。将原规范“高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出危险的矿井必须设专用回风井”修改为“高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井必须设专用回风井”。与现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055中3.2.1.1.1一致。
删除了原规范第3.1.7条第2款,“分区开拓的矿井或在特殊条件下,经技术经济比较合理时,可开凿两个以上的提升井筒;”一是“可开凿两个以上的提升井筒”说法不具体,没明确提升井筒的功能,二是国家煤矿安全监察局对此款有不同意见,三是该款与国发[2006]82号文件精神有不符之处,故删除该款。
本条第3款,箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作风井使用时,必须遵守现行《煤矿安全规程》规定。尚需说明的是,箕斗井兼作回风井时,防爆门的装设尚存在技术问题:防爆门不能正对井筒中心安装,以往有的矿井将防爆门安装在井架一侧,但未经过模拟爆炸试验,一旦发生爆炸事故,安装在井架一侧的防爆门能否保护井架或井塔及通风机不遭破坏,目前尚无研究结果。
为确保矿井生产安全,本条第4款特别强调,对高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井必须设专用回风井。
3.2 井口位置与开采水平划分
3.2.1 原条文修改:
(1)第1款中删除了“减少工程量”,因“同时应有利于井底车场和主要运输大巷布置”主要是指井底车场和主要运输大巷层位要处于较稳定煤岩中,线路顺畅、布置合理、工程量要少,已包含此内容。
(2)第2款中增加“……勘查程度高……”,对首采区位置不仅要求开采条件好、资源储量/丰富,而且必须勘查程度高。
(3)第4款“……应尽量……”不是标准用语,修改为“……宜……”,本条还增加了“……陷落柱、溶洞……”。本条中的“断层破碎带”包括地震断裂带内容。
(4)第5款“……稳定……”修改为“……较好……”;本条还增加了“军事管理区”、“生态区”、“对工程抗震不利地段”。本款内容在井口位置选择是有的是必须避开的,而有些是无法避开通过采取措施可以实现的,因此定位强制性条款不妥,故改为一般性条款。
(5)第6款明确工业场地不允许占用基本农田的基本国策,但在选址确实无法避开基本农田保护区,需要占用基本农田时,应遵照国务院发布的现行基本农田保护条例,占用单位应当履行相关程序,并按照占多少、垦多少的原则,负责开垦与所占基本农田的数量与质量相当的耕地。
(6)第7款“……矿井铁路专用线短……”修改为“……运输通道宜较短……”,因为矿井煤炭运输不只有铁路运输,也有公路运输、胶带输送机运输等,本句话还包含距目标市场近的含义。
3.2.2 原条文修改:“……一般应……”不是标准用语,修改为“……宜……”;“……在特殊条件下……”含义比较模糊,修改为“……经综合技术经济比较合理时……”。
“经综合技术经济比较合理时,可分别设在两个场地中”主要是指:
(1)对于新建矿井,一般是指受地形、地貌因素影响,在一个场地内难以布置下主、副井各系统;或有坑口电厂时,经方案比较主、副井分在两个场地布置合理;或当采用斜井、立井综合开拓方式,经比较主、副井分设两个场地合理。
(2)对于改扩建矿井,一般是指当其井田深部另建提升井时,原有工业场地仍保留使用,形成了新建和已有两个场地。
3.2.3 原条文修改:
(1)“……并利用各种煤柱少压煤……”修改为“……少压煤或不压煤……”,风井位置利用各种煤柱少压煤的提法不妥,一是有些煤柱不适合放风井位置,二是风井少压煤完全可以放在煤层变薄带或无煤区。
(2)删去最后一句话“有条件时,风井井位可布置在煤层露头以外”。修改后的“……少压煤或不压煤……”已经包含这层意思。
3.2.4 本条为新增条文,井口是指提升井、进风井和回风井井口。关于井口位置选择距高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路距离问题,经多次征求有关专家及各部委意见,部分专家同意参照《铁路安全管理条例》第三十四条规定,井口位置布置在铁路两侧各1000m以外,有些专家不同意写具体数据,认为1000m没有依据,应只作原则性规定即可,最后采纳后者意见。
3.2.5 本条为原规范的第3.2.4条文原则及第1款,在矿井开采水平划分应根据的因素中增加了“……开采技术条件……”。
原条文第1款,条文讨论及征求意见时有些专家认为目前矿井基本不再划分阶段开采,本款可以删掉,也有专家认为倾斜和急倾斜煤层仍有划阶段开采的,应保留,由于意见不一致,本次修订删除本款。
3.2.6 本条为原规范的3.2.4条文第2款的修改,原规范为“2条件适宜的缓倾斜煤层,瓦斯含量低、涌水量不大时,宜采用上、下山开采相结合的方式”修改为“条件适宜的缓倾斜煤层,瓦斯含量低,水文地质、地压等开采技术条件满足安全生产要求且技术可行、经济合理时,可采用上、下山开采相结合的方式”。
本次修改实际上对下山开采条件要求更严,增加了地压、安全、技术、经济限制条件,并且把原来“宜”改成“可”,其用意是优先上山开采,从严下山开采;目前有些省份已颁布突出矿井严禁采用下山开采的规定。
本条修改参考了《国家发展改革委办公厅关于转发山东省煤炭工业局优化煤矿开拓布局合理集中生产意见的通知》(发改办运行[2007]2850号)的规定“多水平开拓的煤矿,生产水平应实行上山开采,最深部水平可实行下山开采,严禁‘剃头’开采和下山布置辅助水平开采。”
本条修改还参考了《国家煤矿安全监察局办公室关于转发(安徽省煤矿瓦斯综合治理与利用办法)的通知》(煤安监司函办[2011]28号)的规定“突出矿井严禁下山开采。”
征求意见稿时,也有专家提出了以下修改意见,在此列出供参考:
生产水平应优先采用上山开采,有下列情况之一,需采用一个水平上下山开采的,应经技术、经济和安全论证:
(1)无煤(岩)与瓦斯突出、无冲击地压、无突水危险、煤层倾角缓倾斜的;
(2)井田深部受自然条件限制,储量较少、深部边界不一致,设置开采水平不合理的;
(3)煤层厚度、煤类分布变化大,需厚薄配采、煤类配采的;
(4)提前开采保护层的。
3.2.7 本条为原规范第3.2.4条第3款。
3.2.8 本条为原规范第3.2.5条。
3.3 开拓巷道布置
3.3.1 本条规定了开拓巷道布置的基本要求与原则。矿井开拓巷道是井下巷道系统的骨架,关系到矿井开采活动的战略布局,对矿井生产、安全和抗灾的影响是长远的、决定性的,其布置理应满足矿井生产、安全和抗灾的要求。简化矿井运输、通风系统是满足矿井生产、安全和抗灾要求的基本条件和矿井设计的基本原则,而多做煤巷、少做岩巷既是简化矿井运输、通风系统的要求,也是节能减排的需要,因此开拓巷道布置应符合简化矿井运输、通风系统和多做煤巷、少做岩巷的原则。
广义的安全包括防灾、抗灾两个方面。防灾是指预防灾害或事故的发生,抗灾是指灾害或事故发生后对灾害或事故及其影响范围的控制、次生灾害(危害)的预防与控制、人员避险与逃生、应急救援、灾后恢复等。一些矿井的抗灾实践表明,矿井设计,特别是开拓巷道布置对抗灾要求注意不够会给抗灾带来困难。因此,本条将抗灾要求单独提出以示强调。
3.3.2 对多煤层矿井开拓巷道布置方式及近水平多煤层矿井各分组大巷位置关系的要求,也是多年实践经验的总结。
3.3.3 对矿井主要回风道与主要运输道的位置关系的要求,近水平及缓倾斜煤层矿井,主要回风道宜与主要运输道在同一水平成组布置,为提高矿井防水抗灾能力,提出主要进回风巷道宜有一定高差,即主要回风道标高宜高于主要运输道的标高,考虑一些近水平煤层底板等高线变化较大,很难保证主要回风道标高的所有点均高于主要运输道的标高,故采用“宜”而没用“应”。其他矿井的主要回风道与主要运输道应布置在不同的水平,这也是多年实践经验的总结。
3.3.4 本条内容涉及矿井安全。本条中所说的防水(砂)煤岩柱,是指用于隔离水体并依靠其本身强度抵抗被隔离水体水压的防水(砂)煤岩柱,如:煤层露头处防水(砂)煤岩柱、断层防水煤柱、老空区隔离煤柱、火烧区隔离煤柱、井田境界隔离煤柱、采区边界煤柱等。在此类煤柱中布置巷道会削弱其强度从而降低其防水能力,因此不能在其中布置开拓巷道。有些防止地面水或地下强含水层含水通过煤层开采产生的导水裂隙涌入井下而留设的煤柱,其功能也是防水,但防水的机理不同,在其中布置开拓巷道不会影响其防水功能,不属于本条所说的不得布置开拓巷道的防水(砂)煤岩柱。
3.3.6 本条为新增条文,高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路建在井田之上,将井田一分为二,当把井田以铁路永久煤柱为界划分为两个矿井开发技术经济不合理时,就会造成矿井开拓巷道下穿铁路;目前多数矿井埋藏较深,距地表在200m以上,巷道从铁路下穿过,是安全的,但对于部分煤层赋存较浅的矿井,巷道距高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路较近时,巷道的施工、变形、长期渗水或因失修等原因都有可能造成巷道上部岩石的冒落或变形,从而波及地面,影响铁路的安全运行,故增加此规定。
3.3.7 因服务年限较长,布置在自燃、容易自燃煤层中的开拓巷道有发生自燃的危险,本条采用锚喷支护或拱碹支护,并对碹后的空隙和冒落处采用不燃性材料充填密实,或用无腐蚀性、无毒性的材料进行处理,可以有效地阻断巷道顶、帮煤体与空气的接触,防止巷道顶、帮煤体因低温氧化而自燃。本条内容涉及矿井安全。
3.3.8 若采区涌水不是自流而是靠水泵泵入矿井主排水系统,当矿井发生突水或涌水量异常增大并超过采区或大巷水泵能力时,容易因巷道局部积水导致人员被困、局部风流甚至矿井通风系统被切断,酿成重大灾害。开拓巷道采用全煤巷布置的近水平矿井就很容易出现这种情况。因此,突水危险较严重和水文地质条件极复杂的矿井,开拓巷道的布置应保证采区涌水自流进入矿井主排水系统。本条所说的矿井主排水系统,既包括设于井底车场处的主排水系统,也包括采用分区、分水平排水矿井的排水系统。
3.3.9 开拓巷道净断面的确定影响矿井通风安全,合理的安全间隙是确保井下运输和行人安全的需要,因此巷道净断面必须按支护最大允许变形后的断面设计,故作为强制性条文。
3.3.10 根据现行国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086和《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》GB 50419,本条所说的锚喷支护是以锚杆和喷射混凝土为主的一类支护方式的总称。在煤矿的实际应用中,锚喷支护包括锚杆支护、喷射混凝土支护、锚杆喷射混凝土支护、锚喷网支护,以及在锚杆和喷射混凝土的基础上增加锚索、钢梁、钢骨架等支护方式。
3.4 开采顺序与采区划分
3.4.1 原条文修改,增加“……相对主井井筒……”,使理解原条文“先近后远”更清楚。每个矿井都有“主井井筒”,而“井底车场”对于平硐开拓和无轨胶轮运输的矿井可能没有或不具体。
3.4.2 原条文修改,第1款是原条文第1款和第2款的后半句话进行的合并,将“……在不影响上部煤层完整性……”改为“……开采下部煤层不影响安全开采上部煤层时……”。本款中心意思是:多煤层开采时,一般情况应采用下行开采顺序;只有煤层间距较大,下部煤层的开采不影响安全开采上部煤层时可采用上行开采;前面采用的“应”,后面采用的是“可”。
第2款就是原条文第2款的前半句话,单独列出。
第3款根据现行《煤矿安全规程》的规定增加“开采有冲击地压煤层时,应优先选择无冲击地压或弱冲击地压煤层作为保护层开采”。
第4款为原条文第3款,但增加不同煤质的煤层宜合理搭配开采的内容。
3.4.3 根据井田地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件和矿井采、掘、运装备水平,经综合论证合理划分采区,这是矿井可研和初步设计的重要组成部分。本次规范修改,调整了一下内容:
第3款最后一句“合理划分采区”修改为“加大采区面积、增加采区服务年限”。目的是要求在构造简单,在运输、通风条件允许情况下,尽可能加大采区几何尺寸,避免人为把采区尺寸划小。
第4款的修改:将瓦斯后面增加“(二氧化碳)”,将“抽放”改为“抽采”,另外把开采有煤与瓦斯突出危险的煤层和开采突水威胁的煤层分别叙述。
第7款原条文“近水平煤层开采,宜在开采水平运输大巷两侧划分盘区”,提法不妥,因为大巷两侧如果通风、运输全是共用,人为划分两个或多个采区对安全生产不利,正确的做法应是大巷两侧只要通风系统共用就应划为一个采区,因此本条修改为“近水平煤层,矿井沿大巷直接布置工作面条带式开采时,应按进、回风巷的服务范围合理划分采区”。
也有专家对第7款提出以下修改:根据现行国家标准《煤矿科技术语地下开采》GB/T 15663.3关于采区的定义:“沿大巷直接布置工作面的条带式开采,应划分带区”。原因是:过去沿大巷直接布置工作面进行条带式开采的矿井设计有的不划分带区,有的设计审查单位就根据《煤矿安全规程》第一百一十三条的有关规定(采区进、回风巷必须贯穿整个采区)要求将进、回风巷一直做到井田边界,这样工程量很大,而且长期积压不能发挥作用,也没有必要(已向国家煤矿安全监察局法规标准处反映,暂无结果)。为此补充“对于矿井沿大巷直接布置工作面的条带式开采,应划分带区。”这样就符合现行《煤矿安全规程》“采区进、回风巷必须贯穿整个采区”的规定。本次修改没有采纳。
第8款:增加“主井”两个字,使中央采区的位置更明确。
3.4.4 井田地面村庄和其他建(构)筑物是影响矿井开拓开采的重要因素,尤其是地处平原地区,地面村庄稠密的矿井,作好村庄及其他建(构)筑物搬迁和压煤开采规划,对合理确定首采区位置、采区划分、开采顺序、采区和工作面接替、采煤方法及合理计算矿井资源/储量等均十分必要,故作本条规定。搬迁村庄规划应在详细调查的基础上作出,特别应和地方的城镇规划密切结合;压煤开采应符合现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定。
3.4.5 确定采区参数的基础是井田地质条件、煤层赋存条件和开采技术条件,同时还取决于矿井机械化装备水平、开采技术和管理水平。本次规范修改,调整以下内容:
第1款:不管是走向还是倾斜长壁开采,不管是综合机械化开采、普通机械化开采还是炮采,近水平及缓倾斜煤层,在不受断层等构造限制时,回采工作面连续推进长度不宜小于一年。
第2款:倾斜和急倾斜煤层的采区参数规范不作具体要求,应根据地质构造、选用的采煤方法及工艺确定。
3.4.6 原条文,但在进行矿井设计时应进行“三量校核”,按现行行业标准《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》AQ 1055“三量规定”,中型及以上矿井开拓煤量可采期应大于3年,准备煤量可采期应大于1年,回采煤量可采期应大于4个月;小型矿井开拓煤量可采期应大于2年,准备煤量可采期应大于8个月,回采煤量可采期应大于3个月。
4 井筒、井底车场及硐室
4.1 井 筒
4.1.1~4.1.5 根据多年来煤矿矿井立井井筒设计、施工和生产使用的实践,在原规范的基础上进行修订,除明确立井井筒设计技术标准应符合现行的行业设计规范外,主要是强调立井井筒断面、井筒装备、施工方法、井壁结构、支护方式等,必须在保证工程质量、安全和满足使用的前提下,根据不同条件进行设计。本节所定技术标准是多年来设计、施工和生产使用的实践经验总结,应在设计中执行。需要说明的有以下几点:
(1)规定立井井筒净直径按0.5m进级,是为了重复使用建井设备;净直径6.5m以上和采用某些特殊工法(如钻井法、沉井法、帷幕法等)施工的立井井筒,若采用0.5m进级,则井筒工程量大、不经济,故可以根据实际需要确定;但是,随着近些年来的技术进步,建井设备(特别是井筒砌壁模版)也能够适应井筒直径的一些变化,因此,当所使用的建井设备允许时,6.5m以下和采用冻结法、注浆法等特殊工法和普通法施工的立井井筒,也可以不受0.5m进级的限制。
(2)关于在含水丰富的厚表土条件下,立井井筒表土段及表土与基岩结合处井壁结构应加强的规定:自1987年大屯、淮北矿区的部分井筒出现破裂后,多数专家认为与大量排水引起表土下沉产生的纵向附加力作用有关。此后,兖州、永夏等矿区的一些井筒又相继遭到不同程度的破坏,且破坏处也多在表土及基岩结合处及以上,经观测,进一步证实纵向附加力的存在。因此,尽管井筒破坏机理和纵向附加力的作用规律仍在进一步研究,但为了接受井壁破坏的教训,规定在设计表土段井壁结构时,除应考虑永久地压等对井壁的作用,还应考虑由于表土沉降、地压突变等因素产生的纵向附加力对井壁的作用,表土段及表土与基岩结合处的井壁结构应加强;其井壁结构设计的具体技术标准,应符合现行国家标准《煤矿矿井立井井筒及硐室设计规范》GB 50384的有关规定。
(3)悬臂罐道梁具有构件小、节省钢材、安装方便、井筒通风阻力小等优点,故在条件允许时宜采用悬臂梁。所谓“条件允许”宜采用悬臂梁,主要是指其悬臂长度,目前对井筒悬臂罐道梁的受力计算尚无成熟完善的方法,仍采用等强度换算求其所受荷载及选型,根据国内外生产矿井经验,悬臂梁长度一般控制在700mm以内,近些年来,我国设计的大中型矿井井筒悬臂罐道梁长度一般为300mm~500mm。
(4)罐道梁竖向间距(层间距)的确定,除应考虑罐道类型和长度外,还必须考虑罐道及罐道梁上承受水平荷载的大小。国内外测试表明,罐道所受水平力主要和井筒装备的安装质量、容器偏载运行、提升速度、导向装置刚度、终端荷载等有关。因此罐道梁竖向间距应根据上述因素分析计算确定。20世纪七八十年代,国内大型矿井已普遍采用4m层间距,并在部分提升井筒中采用了5m和6m层间距,近十多年来,随着罐道和罐道梁截面形状的改善及刚度的增强,5m、6m层间距罐道梁布置已较普遍采用。为加快建井速度、减少安装工程量、降低钢材消耗及费用,在保证安全运行的前提下,采用钢罐道时,罐道梁竖向间距宜为4m~6m。
(5)立井井筒是矿井的咽喉,井壁是立井井筒支护的重要结构,它的安全关系到整个矿井建设过程和生产过程的安全;特别是井口段井壁,受地震影响较大,因此,地震烈度为7度及以上地区的立井井筒上段30m以内井壁必须采用钢筋混凝土结构。
(6)关于井筒装备的防腐:井筒装备(特别是梯子间为矿井安全出口)处于有淋水、腐蚀性气体的环境中,金属构件及连接件会产生化学、电化学等不同类型的腐蚀。为了避免或减缓井筒装备的腐蚀、避免因井筒装备腐蚀产生人身安全隐患、减少因井筒装备腐蚀带来的损失,在井筒装备设计时,必须根据井筒装备所处环境、服务期限等因素采取相应的防腐措施。现行《煤矿安全规程》和现行行业标准《煤矿井筒装备防腐蚀技术规范》MT/T 5017均有相应规定,本规定为强制性条款,必须严格执行。防腐蚀措施包括金属构件及连接件的表面处理、防腐材料的选取、喷涂方法、技术要求、质量标准等。有条件时,井筒装备构件也可采用耐腐蚀材料,如目前较广泛使用的玻璃钢材料、钢与玻璃钢复合材料具有耐腐蚀、阻燃和强度高的优点。
(7)立井井筒中各种梁的固定方式:有“特殊要求”的梁,是指井筒下口的套架梁、托管梁、井底防撞梁等需承受较大的动荷载和冲击荷载的梁,其固定方式应采用梁窝固定;为保证井壁的完整性和强度、减轻劳动强度、便于施工和安装、缩短井筒装备工期,井筒中的其他各种梁不宜采用预留梁窝或打凿梁窝固定方式。
替代梁窝固定方式的有金属(或玻璃钢、钢复合材料)支座、树脂锚杆固定和预埋钢板固定两种。预埋钢板具有不打锚杆、不切断井壁钢筋、更有利于保证井壁完整性等优点,但存在不利于井壁滑模施工、钢板预埋准确度较差、施工难度较大、钢材消耗量较大、焊接量大等缺点;金属(或玻璃钢、钢复合材料)支座、树脂锚杆固定方式不仅可保证井壁的完整性,同时也克服了预埋钢板固定方式的缺点,目前国内除钻井法施工的内层为钢板井壁的井筒段以外,井筒装备设计普遍采用的是这种固定方式。
4.1.7 井筒是矿井的咽喉,井壁是井筒支护的重要结构,它的安全关系到整个矿井建设过程和生产过程的安全;特别是井口段井壁,受地震影响较大,因此,井口至稳定岩层之间,必须采用混凝土砌筑,且砌筑向稳定岩层内应至少延伸5m;当地震烈度为8度及以上时,必须采用钢筋混凝土支护。
4 井筒、井底车场及硐室
4.1 井 筒
4.1.1~4.1.5 根据多年来煤矿矿井立井井筒设计、施工和生产使用的实践,在原规范的基础上进行修订,除明确立井井筒设计技术标准应符合现行的行业设计规范外,主要是强调立井井筒断面、井筒装备、施工方法、井壁结构、支护方式等,必须在保证工程质量、安全和满足使用的前提下,根据不同条件进行设计。本节所定技术标准是多年来设计、施工和生产使用的实践经验总结,应在设计中执行。需要说明的有以下几点:
(1)规定立井井筒净直径按0.5m进级,是为了重复使用建井设备;净直径6.5m以上和采用某些特殊工法(如钻井法、沉井法、帷幕法等)施工的立井井筒,若采用0.5m进级,则井筒工程量大、不经济,故可以根据实际需要确定;但是,随着近些年来的技术进步,建井设备(特别是井筒砌壁模版)也能够适应井筒直径的一些变化,因此,当所使用的建井设备允许时,6.5m以下和采用冻结法、注浆法等特殊工法和普通法施工的立井井筒,也可以不受0.5m进级的限制。
(2)关于在含水丰富的厚表土条件下,立井井筒表土段及表土与基岩结合处井壁结构应加强的规定:自1987年大屯、淮北矿区的部分井筒出现破裂后,多数专家认为与大量排水引起表土下沉产生的纵向附加力作用有关。此后,兖州、永夏等矿区的一些井筒又相继遭到不同程度的破坏,且破坏处也多在表土及基岩结合处及以上,经观测,进一步证实纵向附加力的存在。因此,尽管井筒破坏机理和纵向附加力的作用规律仍在进一步研究,但为了接受井壁破坏的教训,规定在设计表土段井壁结构时,除应考虑永久地压等对井壁的作用,还应考虑由于表土沉降、地压突变等因素产生的纵向附加力对井壁的作用,表土段及表土与基岩结合处的井壁结构应加强;其井壁结构设计的具体技术标准,应符合现行国家标准《煤矿矿井立井井筒及硐室设计规范》GB 50384的有关规定。
(3)悬臂罐道梁具有构件小、节省钢材、安装方便、井筒通风阻力小等优点,故在条件允许时宜采用悬臂梁。所谓“条件允许”宜采用悬臂梁,主要是指其悬臂长度,目前对井筒悬臂罐道梁的受力计算尚无成熟完善的方法,仍采用等强度换算求其所受荷载及选型,根据国内外生产矿井经验,悬臂梁长度一般控制在700mm以内,近些年来,我国设计的大中型矿井井筒悬臂罐道梁长度一般为300mm~500mm。
(4)罐道梁竖向间距(层间距)的确定,除应考虑罐道类型和长度外,还必须考虑罐道及罐道梁上承受水平荷载的大小。国内外测试表明,罐道所受水平力主要和井筒装备的安装质量、容器偏载运行、提升速度、导向装置刚度、终端荷载等有关。因此罐道梁竖向间距应根据上述因素分析计算确定。20世纪七八十年代,国内大型矿井已普遍采用4m层间距,并在部分提升井筒中采用了5m和6m层间距,近十多年来,随着罐道和罐道梁截面形状的改善及刚度的增强,5m、6m层间距罐道梁布置已较普遍采用。为加快建井速度、减少安装工程量、降低钢材消耗及费用,在保证安全运行的前提下,采用钢罐道时,罐道梁竖向间距宜为4m~6m。
(5)立井井筒是矿井的咽喉,井壁是立井井筒支护的重要结构,它的安全关系到整个矿井建设过程和生产过程的安全;特别是井口段井壁,受地震影响较大,因此,地震烈度为7度及以上地区的立井井筒上段30m以内井壁必须采用钢筋混凝土结构。
(6)关于井筒装备的防腐:井筒装备(特别是梯子间为矿井安全出口)处于有淋水、腐蚀性气体的环境中,金属构件及连接件会产生化学、电化学等不同类型的腐蚀。为了避免或减缓井筒装备的腐蚀、避免因井筒装备腐蚀产生人身安全隐患、减少因井筒装备腐蚀带来的损失,在井筒装备设计时,必须根据井筒装备所处环境、服务期限等因素采取相应的防腐措施。现行《煤矿安全规程》和现行行业标准《煤矿井筒装备防腐蚀技术规范》MT/T 5017均有相应规定,本规定为强制性条款,必须严格执行。防腐蚀措施包括金属构件及连接件的表面处理、防腐材料的选取、喷涂方法、技术要求、质量标准等。有条件时,井筒装备构件也可采用耐腐蚀材料,如目前较广泛使用的玻璃钢材料、钢与玻璃钢复合材料具有耐腐蚀、阻燃和强度高的优点。
(7)立井井筒中各种梁的固定方式:有“特殊要求”的梁,是指井筒下口的套架梁、托管梁、井底防撞梁等需承受较大的动荷载和冲击荷载的梁,其固定方式应采用梁窝固定;为保证井壁的完整性和强度、减轻劳动强度、便于施工和安装、缩短井筒装备工期,井筒中的其他各种梁不宜采用预留梁窝或打凿梁窝固定方式。
替代梁窝固定方式的有金属(或玻璃钢、钢复合材料)支座、树脂锚杆固定和预埋钢板固定两种。预埋钢板具有不打锚杆、不切断井壁钢筋、更有利于保证井壁完整性等优点,但存在不利于井壁滑模施工、钢板预埋准确度较差、施工难度较大、钢材消耗量较大、焊接量大等缺点;金属(或玻璃钢、钢复合材料)支座、树脂锚杆固定方式不仅可保证井壁的完整性,同时也克服了预埋钢板固定方式的缺点,目前国内除钻井法施工的内层为钢板井壁的井筒段以外,井筒装备设计普遍采用的是这种固定方式。
4.1.7 井筒是矿井的咽喉,井壁是井筒支护的重要结构,它的安全关系到整个矿井建设过程和生产过程的安全;特别是井口段井壁,受地震影响较大,因此,井口至稳定岩层之间,必须采用混凝土砌筑,且砌筑向稳定岩层内应至少延伸5m;当地震烈度为8度及以上时,必须采用钢筋混凝土支护。
4.2 井底车场
4.2.2 井底车场是矿井生产的关键工程,服务年限长,必须确保安全可靠;本条结合现行国家标准《煤矿井底车场设计规范》GB 50535中第2.0.1条进行修改,规定了井底车场巷道布置原则。考虑到矿井开采深度逐渐加深,地质条件愈趋复杂,第2款规定的井底车场巷道布置限制条件在原条文基础上增加岩与二氧化碳突出相关内容。
4.3 主要硐室
4.3.2 主要硐室服务时间长,其完好和安全直接影响矿井正常生产和人身安全,必须予以保证,现行《煤矿安全规程》第八十二条和第一百八十条、《防治煤与瓦斯突出规定》第十六条均作出了相应规定。第2款为强制性条款,必须严格执行。
4.3.3 近年来矿井辅助运输装备水平有了较大发展,单轨吊机车、无轨胶套轮机车推广较快,相应地增加了如井下换装站、车辆存放间等硐室,取消了“防爆柴油机车修理及加油(水)站”硐室,国家煤监局已要求对井下设置防爆柴油机车修理及加油硐室进行研究,目前对新建矿井设计要求取消该硐室,下一步将修订《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》AQ 1064-2008;其规格、布置和支护应作出规定;另外现行《煤矿安全规程》和现行国家标准《煤矿井底车场硐室设计规范》GB 50416对本条所列硐室的布置、支护、通风作出了具体规定。
4.3.4 近年来,随着矿井大型化,井筒断面有逐渐加大趋势,井筒与井底车场连接处加强支护段长度由原规范规定的“长度不应小于5.0m”修改为“长度不应小于井筒净半径的3倍”。本条文和现行国家标准《煤矿立井井筒及硐室设计规范》GB 50384规定协调一致。
4.3.6 近年来,煤矿生产方式和装备发生了很大变化,原规定的煤仓容量计算公式无法满足煤矿各种要求,故本次修订只作定性要求。
4.3.8 依据现行《煤矿防治水规定》和《煤矿安全规程》的有关规定,潜水电泵排水系统已经作为煤矿防治水主要手段之一,高流量、大扬程潜水电泵应用逐渐增加,本条规定了潜水电泵常用的3种布置形式,可在设计中结合矿井具体特点选用。
5 井下开采
5.1 采区布置
5.1.2 规定一个采区内同时生产的回采工作面个数,主要出发点是有利于生产管理及安全管理,并与现行《煤矿安全规程》对采区内回采工作面个数的规定相对应。
开采有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的煤(岩)层和开采有冲击地压的煤层,采区内采掘工作面布置必须执行现行《煤矿安全规程》的规定。
5.1.3 规定矿井同时生产的采区个数宜为1个~2个,主要出发点是促进井下合理布局和有利于生产管理及安全管理。同时生产的采区个数不包括预抽瓦斯的采区。
5.1.4 本条为对原规范第5.1.4条的修改,修改为:“在保证矿井设计生产能力所需的采区和工作面个数的情况下,矿井除预抽瓦斯外,不应配置备用采区和备用工作面。”增加了“矿井除预抽瓦斯外”的要求,更具体准确。
5 井下开采
5.1 采区布置
5.1.2 规定一个采区内同时生产的回采工作面个数,主要出发点是有利于生产管理及安全管理,并与现行《煤矿安全规程》对采区内回采工作面个数的规定相对应。
开采有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的煤(岩)层和开采有冲击地压的煤层,采区内采掘工作面布置必须执行现行《煤矿安全规程》的规定。
5.1.3 规定矿井同时生产的采区个数宜为1个~2个,主要出发点是促进井下合理布局和有利于生产管理及安全管理。同时生产的采区个数不包括预抽瓦斯的采区。
5.1.4 本条为对原规范第5.1.4条的修改,修改为:“在保证矿井设计生产能力所需的采区和工作面个数的情况下,矿井除预抽瓦斯外,不应配置备用采区和备用工作面。”增加了“矿井除预抽瓦斯外”的要求,更具体准确。
5.2 采煤方法及工艺
5.2.1 依据国家发改委召开座谈会《煤矿井下优化开拓布局、合理集中生产若干意见》(初稿)第二十七条规定“各类矿井均应实现机械化开采,优先选用综合机械化工艺……采煤工作面装备应具备高强度、高可靠性,技术先进、环节配套条件,实现工作面综合自动化”,应努力提高矿井机械化装备水平,本条修改体现了国家的要求。
5.2.2 根据不同技术条件,结合近年来技术逐渐向综合机械化和大采高综采发展趋势,对采煤方法和采煤工艺的要求作了修订。将原规范一次采全高的煤层厚度上限由5.5m提高到7m,其主要理由:一是近几年大采高综采设备发展的需要,从2003年我国研制的ZY8640/25.5/55液压支架在晋城寺河矿应用成功以来,又进行了6m左右支架的研发,2009年该支架在内蒙古、山西、陕西、淮南、河南等地区获得较为广泛的使用,在此基础上2010年国内又推出了7m及以上大采高支架,目前在神华神东、陕西府谷等矿区有近10套7m及以上大采高支架使用获得成功;二是在内蒙古、陕西、新疆等地区6m~7m左右的煤层赋存储量较大,如采用6m左右支架一次采全高开采,开采损失较大,不利于资源回收;因此本次规范修订将一次采全高煤层厚度上限提高到7m。
房柱式采煤法一是难以实现两个安全出口,二是丢煤多,故取消“房柱式”开采采煤法。
5.2.3 根据绿水洞煤矿、华亭矿区等在急倾斜煤层机械化开采方面的技术突破,在急倾斜煤层条件下实现了综合机械化开采,按照提高机械化开采的技术原则,对原条文进行了修订。
5.2.4 本条为新增条文。
5.2.5 实施压煤开采时,采煤方法和技术措施应符合现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定。
5.2.6 煤炭是国家宝贵的不可再生的化石能源,我国煤炭资源虽然很丰富,但人均占有并不比世界主要产煤国多,因此要考虑长远、立足当前、合理开采、提高煤炭开采的采出率。因此,对采煤工作面的采出率进行规定,主要是考虑节约资源,有利于国家能源安全,故为强制性条文,必须严格执行。
5.3 采区巷道布置
5.3.3 本条主要是为防治矿井瓦斯突出事故发生,避免人员伤亡事故而规定;现行《防治煤与瓦斯突出规定》第十六条对突出矿井的巷道布置作了具体规定,必须遵守。
5.3.4 本条是依据现行《煤矿安全规程》制订,必须遵守。高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区,或瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区,必须设置专用回风巷,主要是从矿井生产和人员安全角度来考虑的,一是可实现采区内各采掘工作面的独立通风,避免相互影响,缩小事故影响范围,二是保证采区通风系统风流稳定,确保采掘工作面的有效供风量,三是当采区内发生灾变时,有利于实施短路通风或反风的救灾措施;而对于“采区进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷、一段为回风巷”,主要是为了保证采区内所有采掘工作面都能得到合理布置和实现稳定、可靠的独立通风方式,如将一条巷道分为两段,一段进风一段回风,极易造成风流短路、紊乱,潜在危险极大,直接影响矿井安全生产及井下人员生命安全,故为强制性条文,必须严格执行。
5.3.7 采区巷道净断面的确定影响矿井通风安全,合理的安全间隙是确保井下运输和行人安全的需要,因此巷道净断面必须按支护最大允许变形后的断面设计,故作为强制性条款。
5.4 巷道掘进与掘进机械化
5.4.3 根据掘进机械化装备发展和使用情况,掘进设备选择中增加了掘锚一体化机组和岩巷掘进机组。
本条中提出的“条件适宜时”,主要是指巷道围岩条件、煤(岩)硬度、断面规格、巷道倾角及涌水量情况等。
6 井下运输
6.1 一般规定
6.1.1 煤炭运输系统和辅助运输系统是煤矿井下的两大运输系统。设计应依据矿井地质、煤层赋存及实际开拓开采条件,进行综合技术方案比较,择优选取运行效率高、安全可靠、系统简单、转载环节少、运行费用低及能耗少的运输方式与运输设备。而运输能力的确定对井下运输系统设计尤为重要。实现安全高效、集中化、连续化运输对井下运输系统来说只是总的要求,设计时具体情况,具体分析,具体对待。
6.1.2 自动化集中控制与先进可靠的保护装置是运输系统实现矿井稳产高效的基本保证,中型及以上矿井井下应实现机械化、自动化运输,并应设置集中监控系统;小型矿井应在实现机械化运输的基础上,努力提高自动化程度,减少人工手动操作。
6 井下运输
6.1 一般规定
6.1.1 煤炭运输系统和辅助运输系统是煤矿井下的两大运输系统。设计应依据矿井地质、煤层赋存及实际开拓开采条件,进行综合技术方案比较,择优选取运行效率高、安全可靠、系统简单、转载环节少、运行费用低及能耗少的运输方式与运输设备。而运输能力的确定对井下运输系统设计尤为重要。实现安全高效、集中化、连续化运输对井下运输系统来说只是总的要求,设计时具体情况,具体分析,具体对待。
6.1.2 自动化集中控制与先进可靠的保护装置是运输系统实现矿井稳产高效的基本保证,中型及以上矿井井下应实现机械化、自动化运输,并应设置集中监控系统;小型矿井应在实现机械化运输的基础上,努力提高自动化程度,减少人工手动操作。
6.2 煤炭运输
6.2.1 大巷煤炭运输设备,目前主要有带式输送机和矿车运输两类。对其选择应根据矿井具体条件进行方案比较,表2中所列两类运输设备的运行要求和特点具有一定普遍性,可供方案比选时参考。
表2 带式输送机与矿车运输的运行要求和特点
6.2.2 带式输送机不仅可实现煤炭运输的连续化、控制的集中化和自动化,而且有运输能力大、生产均衡、运输环节少、用人少、安全度较高等优点。因此近十年来在新建、扩建矿井设计中被更为广泛采用,有些生产矿井也由矿车运输改为带式输送机运输,并获得了显著经济技术效果。本次规范修订认为,条件适宜的矿井,煤炭运输应选用带式输送机。
6.2.3、6.2.4、6.2.6 设置采区煤仓与井底煤仓,是为了调节采煤工作面生产、大巷运输系统及主斜井带式输送机(主立井装载提升系统)之间的工作状况,保证矿井生产正常进行。大巷带式输送机与主斜井带式输送机为直接搭接运行时,其输送能力应相适应。
全煤巷布置,没有条件利用高差设置采区煤仓时,为保证大巷运输能力满足生产需要或避免其能力选择过大,应对每台运输设备能力和系统能力进行优化。
6.2.5 煤炭运输系统采用轨道运输时,按牵引方式分为机车牵引和绳牵引两种,机车牵引又有架线电机车、蓄电池电机车及柴油机机车之分。载重车均为矿车,矿车又有固定式、底卸式、侧卸式及前倾式等多种类型。底卸式、侧卸式矿车具有运行效率较高,系统较为简单的特点,在井下条件较为适宜时,是一种较好的轨道运输方式,但当输送煤炭的末煤量或煤泥水较多时,此型式矿车泄漏的泥水将严重污染运输巷道环境,并直接影响轨道运行,大大增加了巷道底板和轨道的清理工作量,故在此类情况下,不宜采用底卸式、侧卸式矿车的轨道运输。前倾式因容量小、效率低、安全性差,只在煤矿井下个别场合使用。
6.2.7 本条说明如下:
第1款:大倾角带式输送机是采用4个~5个托辊支撑使胶带形成深槽形式为特征,九十年代以来,取得较为成熟的经验,向上运煤最大可达28°,向下运煤最大可达25°。
第2款:普通带式输送机向上运煤的最大角度为18°,向下送煤的制动技术和设备已成熟并广泛应用,目前向下运煤的最大倾角为16°。但设计选用时,因受煤炭运量、粒度、水分等综合因素影响,不宜选用最大值,应留有余量。
第3款:采区上、下山输送机能力的选择,当采区内有一条以上采煤工作面运输巷输送机向上、下山输送机运煤,而采煤工作面运输巷与上、下山之间又无缓冲煤仓时,应根据采煤工作面同时采煤的概率计算上、下山输送机能力。
为了控制多条采煤工作面运输巷输送机同时向上、下山输送机的给煤量和控制高峰运输量,有条件时,应在采煤工作面运输巷与上、下山之间设置缓冲煤仓。
6.3 辅助运输
6.3.1 本条为新增条文,根据现行国家标准《煤矿井下辅助运输设计规范》GB 50533,本次修订时增设了本条,以强调井下辅助运输的设计规定。
6.3.2 井下辅助运输的特点是货物品种多、线路复杂、集散点多,因此占用人员多、效率低。近十多年来,随着井下巷道布置的不断改革、主煤流系统和运输设备机械化、集中化及自动化得到了进一步提高,井下辅助运输也得到了较快的发展,也加快了新型辅助运输设备的研制开发和推广应用。因采掘机械化和煤炭运输机械化程度的提高,矿井进一步向集中化和大型化发展,井下货运品种增多、单体设备重量加大、运输线路加长,辅助运输越来越成为建设稳产高效矿井关键环节。为此,在矿井开拓开采设计时,在主煤流系统考虑的同时,必须考虑辅助运输系统的相配套,合理选择辅助运输设备,构成运输环节少、转载次数少、效率高及安全性强的辅助运输系统。本条规定,应根据井下开拓部署、煤的运输方式、辅助运输的运量及运距等因素,经综合技术经济比较确定井下辅助运输系统。
所谓“直达运输”,是指在某一运输网络范围内(如由大巷经上、下山至采煤工作面顺槽),在运输过程中,不需改变承载车辆或容器及牵引设备的运输,称为直达运输,其系统称直达运输系统。所谓“转载”,是指在运输过程中,虽不改变承载车辆或容器,但改变牵引设备(如矿车由机车牵引改为绞车牵引),称为转载。直达运输系统无转载环节,系统简单、安全度较高、占用人员少、效率高,因此,条件适宜时宜选择直达运输系统。
6.3.3 煤巷及半煤岩巷掘进的煤和矸石,汇入井下煤流系统,可简化辅助运输系统。采用这种方式,一般适用下列条件:
(1)采用部分断面掘进机掘进,后配套设备采用输送机,能将掘进煤及矸石送至集中巷或上、下山带式输送机上。
(2)地面设有选煤厂或选矸车间。
以煤巷布置为主的矿井,当少量岩巷掘进矸石可作采煤工作面充填材料、护巷材料或有废弃巷道可充填等条件时,经技术经济比较合理,可在井下处理,尽量不上井。
6.3.4 近十几年来,我国煤矿井下推广应用的新型辅助运输设备有:无轨胶轮车、齿轨机车、卡轨机车、胶套轮机车、单轨吊车及无极绳连续牵引车等。设计选用时,应了解并充分体现其设备性能和适用条件。
(1)无轨胶轮车:以防爆低污染柴油机或蓄电池为动力,无轨胶轮车运行灵活,功能性强,当平硐开拓或倾角小于6°副斜井和近水平开拓的辅助运输巷,无轨胶轮车可充分体现其运行的特点,实现由车场大巷或斜井地面至工作面的直达运输。当采用副立井提升时,受提升罐笼尺寸的限制,较大型的无轨胶轮车和综采工作面装备,若不能直接进入罐笼提升,可进行拆卸组装,此时需在井下设置组装硐室。但无轨胶轮车要求行驶的巷道断面较大,尤其对巷道底板条件要求较高,需要根据不同底板岩性,采取相应措施,满足其行驶对路面的要求。现行国家标准《煤矿井下辅助运输设计规范》GB 50533对无轨胶轮车作为井下辅助运输系统和设备,如运输车辆、运行巷道、硐室及道路的设置、运行中的排气配风量要求及运行信号与通信等部分都有了较为明确的规定,因而本规范不再作规定。
(2)齿轨机车:以防爆低污染柴油机为动力,采用机械或液压传动,按其轨道系统结构和轮系的不同,又可分为齿轨机车、齿轨卡轨机车和胶套轮齿轨卡轨机车。轨道系统设齿轨的齿轨机车,适应巷道坡度不大于8°;改造轮系、轨道系统增设卡轨或护轨的齿轨卡轨机车,适应巷道坡度可达8°~12°;驱动轮上挂胶套的胶套轮齿轨卡轨机车,兼有齿轨机车、卡轨机车和胶套轮机车的特点。齿轨机车载重量大、机动灵活,但运行速度不宜大于2.5m/s,适应开采近水平或缓倾斜煤层的矿井辅助运输。但该系列机车的重量较大、机构复杂、造价较高、轨道系统安装要求严格,尤其对巷道底板岩性有较高要求,有底鼓、遇水泥化和膨胀或泥水多的巷道不宜选用。
(3)卡轨机车:根据动力和牵引方式的不同,可分为防爆柴油机卡轨车和绳牵引卡轨车。防爆柴油机卡轨车适应巷道坡度不大于8°,具有承载量大、机动灵活,可进入多条分支巷道运送物料。绳牵引卡轨车具有适应巷道坡度大(可达25°)、承载量大的优点,但只能在一个巷道系统内运行,不能进入多分支轨道。
(4)胶套轮机车:按动力源不同可分为柴油机胶套轮机车、蓄电池胶套轮机车。与普通机车相比,胶套轮机车具有牵引力大、制动性能好、可在小角度的巷道内运行(一般为3°~5°)的特点。但胶套轮机车的胶套易磨损,维护费用高,对轨道环境要求条件高,当巷道有淋水、轨面潮湿时,运行坡度减小。胶套轮机车能力较小,效率较低。
(5)单轨吊车:按动力不同可分为防爆柴油机单轨单车、防爆蓄电池单轨吊车、绳牵引单轨吊车、风动单轨吊车等类型。单轨吊车在巷道顶部架设的单轨轨道运行,基本不受巷道底板因素影响。柴油机或蓄电池单轨吊车机动灵活,可进入多条分支岔道,适用于巷道坡度小于12°的底板条件差的近水平和缓倾斜煤层开采的矿井辅助运输;绳牵引单轨吊车的爬坡角度可达18°~25°,但不能进入分支岔道。单轨吊车虽然基本不受巷道底板因素影响,但为了保证巷道和支架能承受足够的吊挂力,对顶板岩石强度和巷道支护均有较高要求,另外与齿轨车、卡轨车和无轨胶轮车相比,其运行速度较慢,承载重量较小。
(6)无极绳连续牵引车:是以钢丝绳牵引的轨道运输设备,主要用于工作面顺槽、采区上下山、回风巷及集中轨道巷的轨道运输。无极绳连续牵引车,系统配置方便灵活、适应性强,适应于长距离(最大距离可达2500m)、坡度不大于12°且起伏不平的巷道运输。
考虑到矿车及平板车运行时的稳定性、安全性及矿车有效容积率,并根据现行国家标准《煤矿斜井井筒及硐室设计规范》GB 50415-2007第2.0.3条规定,缠绕式提升机牵引的串车及卡轨车运行坡度不宜大于25°。因而在本条第3款、第5款中对于缠绕式提升机牵引的倾斜巷道坡度作此规定。
6.3.5 井下辅助运输方式与设备不同,其所配置运输车辆依据其运输特点也有所差别。轨道运输,无论绞车牵引或机车牵引,机车是架线电机车或蓄电池机车,还是柴油机机车,均为窄轨车轮运行。单轨吊车为单轨吊车卡轨运行。无轨胶轮车为胶轮地面运行。随之,车辆配置相应的底盘车轮,同时,为适应其输送物料或运送人员的功能要求,车辆还应具备相应的结构特征。
6.3.6 人员运送是井下辅助运输的关键环节,本条规定直接涉及井下被运人员的生命安全,必须严格执行,现行《煤矿安全规程》及相关规范作了具体规定,本条作了转摘,并作为强制性条文。
6.4 运输设备与车辆配备
6.4.1 带式输送机适合大输送量、长距离运输,但应考虑其投资、运行费用等综合因素,并不是越大越长越好。带宽的选择与巷道宽度、胶带价格及机架耗钢量直接有关;距离越长、运行速度越高,驱动电机的功率越大,要求越高,而运行速度高,可改善胶带的强度要求。由此,合理确定输送能力,在确保输送能力的前提下,设计应综合考虑带式输送机的带宽、运距、运行速度、倾角等因素,经技术经济比较后确定。
运输大巷带式输送机设备的设置应根据运距、运输能力及前后期分期建设的具体要求等因素,按下列情况进行技术经济比较后确定:
(1)按后期要求一次建成的一台带式输送机,按前期运行,并预留后期增加的驱动装置;
(2)按前期运行建成,后期延伸安装;
(3)按前期运行建成,后期建设时增设一台,搭接运行。
一般带式输送机运行寿命,胶带约为8a~10a,机架约为25a~30a。
6.4.3 井下采用矿车运煤时,固定式矿车的数量应根据运煤和运矸的实际需要,采用排列法计算选取。底(侧)卸式矿车,应根据列车运行图表,计算需用矿车数量。
矿车车辆的备用数量随着煤矿现代化和标准化建设,井下生产环境大为改善、管理水平的迅速提高,使矿车使用周期显著增加,更换率显著减小。为确保井下煤炭运输的正常生产,备用数量宜为实际计算量的10%~15%,辅助运输包括运矸车辆的备用数量宜为5%~10%。需要说明的是,备用数量的范围主要是考虑井下运输系统的复杂程度、道路环境、运煤运矸的外在水分、新建和改扩建矿井、新区和老区等因素不同,设计时可根据这些因素综合选取。
6.4.4 本条说明如下:
1 主要针对井下运煤系统采用带式输送机,辅助运输为矿车运输时,其矿车的备用数量。
2 辅助运输采用无轨胶轮车运输时,无轨胶轮车车辆按实际需要计算确定。由于无轨胶轮车规格品种较多、设备价格较高,应完善车辆的保养与维护,保证车辆的日常完好率。辅助运输量较大、运行车辆数量较多的常用规格型号的无轨胶轮车,其备用数量宜为使用数量的15%。
6.4.5 平板车、材料车为井下辅助运输常用的车辆。平板车配备数量可按综采矿井、普采矿井及采掘工作面特性考虑总需要量。采掘工作面为综合机械化装备的应配备一定数量的重型平板车。为此,也可分别考虑普通平板车与重型平板车的需用数量。材料车应根据运距和运量计算确定。平板车、材料车的备用量,宜为矿井使用量的5%~10%。
7 通风与安全
7.1 通 风
7.1.1 本条对应于原规范条款增加了对井下空气成分提出具体的要求,应符合现行安全行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的规定。矿井通风系统设计,是保证井下作业人员人身安全和健康的必要条件,直接关系到井下工人的安全,设计必须严格遵守执行,为确保井下人员的安全和健康,设计还必须配备井下环境及安全监测监控系统。
7.1.2 矿井通风系统是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、矿井通风网络和通风设施的总称。矿井通风方式的选择,主要是结合矿井开拓开采一起考虑。此外,其主要影响因素是:矿井瓦斯等级,瓦斯涌出量、地温、煤层自燃倾向性等。本条结合现行行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028、《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055等标准进行了修订。
(1)根据现行《煤矿安全规程》规定,矿井必须采用机械通风,宜采用抽出式通风,特殊情况可采用压入式通风;“矿井通风网络应简单、有效、安全”;本次修订中予以采用。
(2)根据现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055第3.3.1条规定:“有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井,应采取分区式或对角式通风”。
对角式和分区式通风和中央式通风相比,具有漏风量少、负压较小、安全出口多、能将灾害控制在较小范围内等优点,因此高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出危险矿井、煤层易自燃矿井及有热害矿井,应采用对角式或分区式通风。
为了减少矿井初期井巷工程量和投资,对于井田面积较大、开采深度深或特厚含水表土层条件下建井的矿井,初期可采用中央式通风,逐步过渡为对角式或分区式通风,但必须以确保矿井安全,兼顾中、后期生产需要为前提。
7.1.3 采用现行《煤矿安全规程》规定的风量计算方法,实践表明是比较合适的,故原则保持不变。将计算公式和备注改为本条的7款,本条主要修改如下:
(1)目前,不少矿井设计仅按首采层计算采、掘工作面需风量,本次增加开采不同煤层时的需风量计算的要求。因为煤层群开采时,由于煤层厚度、产量及煤层开采顺序等不同,其采、掘工作面的需风量也不相同,因此采煤、掘进工作面的需风量计算应按开采不同煤层时分别进行计算,并选取其中最大值。
(2)掘进工作面的需风量计算,是按照先计算需风量再选择局部通风机的顺序进行的,因此,需风量不宜再按照局部通风机实际吸风量计算。
(3)柴油机车必须在采区内或采掘工作面全风压巷道中运行,目前正在修编的《煤矿安全规程》中已明确规定:“使用煤矿用防爆型柴油动力装置机车运输的矿井,行驶车辆巷道的供风量还应当按同时运行的最多车辆数增加巷道配风量,配风量应当不小于4m3/(min·kW)”;现行行业标准《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》AQ 1064中明确应按同时运行的无轨胶轮车辆数增加巷道内的配风,其配风量不应小于4m3/(min·kW);现行行业标准《煤矿通风能力核定标准》AQ 1056要求,对于行驶无轨胶轮车的巷道,设计应依据同时运行的最多车辆数校核风量,其风量不应小于5.44m3/(min·kW);设计应遵照执行。
(4)从主要通风机的服务范围及服务年限来看,矿井风量分水平计算的意义不大。因此本次修订删除“高瓦斯矿井及有热害的矿井,矿井风量应分水平计算”的要求,修改为:“矿井风量应按通风容易及困难时期,并考虑主要井巷的服务年限及范围分别计算”。
7.1.4 本条主要是规定井巷中的风速。原条文中只规定了井巷中的风速上限要求,且对经济风速没有提出要求,不够全面。因此,修订考虑如下:
(1)井下所有井筒、巷道的风速均应满足现行行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的要求,不管巷道类别,也不仅仅规定巷道的上限风速,其下限风速均应当满足要求。
另外,风速大小除了满足规定以外,还与经济风速、断面的通风阻力能耗(节能)有关,设计选择巷道断面时,不应按上限风速计算。
(2)现行《煤矿安全规程》要求:瓦斯抽采专用巷道的风速不得低于0.5m/s。原条文中特别提出了该点,予以保留。
7.1.5 矿井通风风压过大,将增大采空区与回采工作面的压力差而使采空区的瓦斯向回采工作面涌入量增加,也易造成矿井通风网路的漏风量增大而降低矿井的有效风量,同时给有自燃倾向的煤层提供了自燃所需的氧气量而促使煤层自燃;另外,风压过大能耗高,通风费用高,多风机通风系统的矿井风压过大,还会影响能力较小的通风机工作段的风流稳定性,风压过大,通风机的选型范围要狭窄一些。因此,规定“矿井通风的设计负(正)压不应超过2940Pa”是合适的。
但是,对于开采深度深、总进风量大、通风网路长的矿井来说,矿井后期通风负压难以受控于原规范限定的2940Pa负压值之内。例如两淮矿区的一些生产矿井,由于总进风量大、开采深度深、通风网路长,其矿井实际通风负压已接近或突破了4000Pa;近几年来设计的一些条件类似的大型矿井,其矿井设计的后期通风负压也已大幅度突破了2940Pa风压值。据此,本条文结合现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055第3.3.2.2条及《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的规定,对原规范作了相应修订。
7.1.6 通过井巷的风流,在井巷突然扩大或缩小、转弯或交叉的局部地点或遇障碍物(如矿车)时,风流速度或方向会发生突然变化,产生自身冲击,形成紊乱的涡流,从而造成局部阻力和能量损失。为便于矿井通风设计的风压计算,原规范统一规定了新建矿井(包括扩建矿井独立通风扩建区)和扩建矿井的井巷局部阻力,分别按其井巷摩擦阻力的10%和15%计算取值。经多年来的设计使用表明,原规范规定的井巷局部阻力计算的取值是比较接近实际的,故本条维持不变。
7.1.7 进出风井的标高程差、温度差可造成进出风流的重率差而产生自然风压,无论矿井是否采用机械通风,自然风压都是存在的。进出风井井口高程差及矿井深度越大,产生的自然风压越大。冬季往往成为矿井通风动力之一,对矿井通风有利,夏季或成为矿井通风阻力,对矿井通风不利。据以往调查资料显示,有些矿井曾因自然风压较大,出现过进风井风量减小或风流停滞现象,甚至发生过进风井变为出风井。因此,本条结合现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055的规定进行了修订。
7.1.8 多风机通风系统,在满足风量按需分配的原则下,如各台主通风机单独工作段的风压相等,则主通风机消耗在网路上的总功率最小,可达到通风网路风阻最小、分风合理、通风电耗省的目的。如各主通风机单独工作段的风压不相等,其风压差不宜过大,因为一台主通风机的能力若远大于另一台主通风机的能力,就会发生两台主通风机因争风而多消耗功率,还要影响到能力小的主通风机工作段的风流稳定性。
如果通风机之间的风压差较大,就应保持共用风路的风阻尽可能小,降低其风压,使各台主通风机的通风系统具有更大的独立性,并可实现早分风而有利于降低矿井的总风压和通风网路消耗的总功率。
7 通风与安全
7.1 通 风
7.1.1 本条对应于原规范条款增加了对井下空气成分提出具体的要求,应符合现行安全行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的规定。矿井通风系统设计,是保证井下作业人员人身安全和健康的必要条件,直接关系到井下工人的安全,设计必须严格遵守执行,为确保井下人员的安全和健康,设计还必须配备井下环境及安全监测监控系统。
7.1.2 矿井通风系统是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、矿井通风网络和通风设施的总称。矿井通风方式的选择,主要是结合矿井开拓开采一起考虑。此外,其主要影响因素是:矿井瓦斯等级,瓦斯涌出量、地温、煤层自燃倾向性等。本条结合现行行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028、《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055等标准进行了修订。
(1)根据现行《煤矿安全规程》规定,矿井必须采用机械通风,宜采用抽出式通风,特殊情况可采用压入式通风;“矿井通风网络应简单、有效、安全”;本次修订中予以采用。
(2)根据现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055第3.3.1条规定:“有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井,应采取分区式或对角式通风”。
对角式和分区式通风和中央式通风相比,具有漏风量少、负压较小、安全出口多、能将灾害控制在较小范围内等优点,因此高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出危险矿井、煤层易自燃矿井及有热害矿井,应采用对角式或分区式通风。
为了减少矿井初期井巷工程量和投资,对于井田面积较大、开采深度深或特厚含水表土层条件下建井的矿井,初期可采用中央式通风,逐步过渡为对角式或分区式通风,但必须以确保矿井安全,兼顾中、后期生产需要为前提。
7.1.3 采用现行《煤矿安全规程》规定的风量计算方法,实践表明是比较合适的,故原则保持不变。将计算公式和备注改为本条的7款,本条主要修改如下:
(1)目前,不少矿井设计仅按首采层计算采、掘工作面需风量,本次增加开采不同煤层时的需风量计算的要求。因为煤层群开采时,由于煤层厚度、产量及煤层开采顺序等不同,其采、掘工作面的需风量也不相同,因此采煤、掘进工作面的需风量计算应按开采不同煤层时分别进行计算,并选取其中最大值。
(2)掘进工作面的需风量计算,是按照先计算需风量再选择局部通风机的顺序进行的,因此,需风量不宜再按照局部通风机实际吸风量计算。
(3)柴油机车必须在采区内或采掘工作面全风压巷道中运行,目前正在修编的《煤矿安全规程》中已明确规定:“使用煤矿用防爆型柴油动力装置机车运输的矿井,行驶车辆巷道的供风量还应当按同时运行的最多车辆数增加巷道配风量,配风量应当不小于4m3/(min·kW)”;现行行业标准《煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范》AQ 1064中明确应按同时运行的无轨胶轮车辆数增加巷道内的配风,其配风量不应小于4m3/(min·kW);现行行业标准《煤矿通风能力核定标准》AQ 1056要求,对于行驶无轨胶轮车的巷道,设计应依据同时运行的最多车辆数校核风量,其风量不应小于5.44m3/(min·kW);设计应遵照执行。
(4)从主要通风机的服务范围及服务年限来看,矿井风量分水平计算的意义不大。因此本次修订删除“高瓦斯矿井及有热害的矿井,矿井风量应分水平计算”的要求,修改为:“矿井风量应按通风容易及困难时期,并考虑主要井巷的服务年限及范围分别计算”。
7.1.4 本条主要是规定井巷中的风速。原条文中只规定了井巷中的风速上限要求,且对经济风速没有提出要求,不够全面。因此,修订考虑如下:
(1)井下所有井筒、巷道的风速均应满足现行行业标准《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的要求,不管巷道类别,也不仅仅规定巷道的上限风速,其下限风速均应当满足要求。
另外,风速大小除了满足规定以外,还与经济风速、断面的通风阻力能耗(节能)有关,设计选择巷道断面时,不应按上限风速计算。
(2)现行《煤矿安全规程》要求:瓦斯抽采专用巷道的风速不得低于0.5m/s。原条文中特别提出了该点,予以保留。
7.1.5 矿井通风风压过大,将增大采空区与回采工作面的压力差而使采空区的瓦斯向回采工作面涌入量增加,也易造成矿井通风网路的漏风量增大而降低矿井的有效风量,同时给有自燃倾向的煤层提供了自燃所需的氧气量而促使煤层自燃;另外,风压过大能耗高,通风费用高,多风机通风系统的矿井风压过大,还会影响能力较小的通风机工作段的风流稳定性,风压过大,通风机的选型范围要狭窄一些。因此,规定“矿井通风的设计负(正)压不应超过2940Pa”是合适的。
但是,对于开采深度深、总进风量大、通风网路长的矿井来说,矿井后期通风负压难以受控于原规范限定的2940Pa负压值之内。例如两淮矿区的一些生产矿井,由于总进风量大、开采深度深、通风网路长,其矿井实际通风负压已接近或突破了4000Pa;近几年来设计的一些条件类似的大型矿井,其矿井设计的后期通风负压也已大幅度突破了2940Pa风压值。据此,本条文结合现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055第3.3.2.2条及《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028的规定,对原规范作了相应修订。
7.1.6 通过井巷的风流,在井巷突然扩大或缩小、转弯或交叉的局部地点或遇障碍物(如矿车)时,风流速度或方向会发生突然变化,产生自身冲击,形成紊乱的涡流,从而造成局部阻力和能量损失。为便于矿井通风设计的风压计算,原规范统一规定了新建矿井(包括扩建矿井独立通风扩建区)和扩建矿井的井巷局部阻力,分别按其井巷摩擦阻力的10%和15%计算取值。经多年来的设计使用表明,原规范规定的井巷局部阻力计算的取值是比较接近实际的,故本条维持不变。
7.1.7 进出风井的标高程差、温度差可造成进出风流的重率差而产生自然风压,无论矿井是否采用机械通风,自然风压都是存在的。进出风井井口高程差及矿井深度越大,产生的自然风压越大。冬季往往成为矿井通风动力之一,对矿井通风有利,夏季或成为矿井通风阻力,对矿井通风不利。据以往调查资料显示,有些矿井曾因自然风压较大,出现过进风井风量减小或风流停滞现象,甚至发生过进风井变为出风井。因此,本条结合现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055的规定进行了修订。
7.1.8 多风机通风系统,在满足风量按需分配的原则下,如各台主通风机单独工作段的风压相等,则主通风机消耗在网路上的总功率最小,可达到通风网路风阻最小、分风合理、通风电耗省的目的。如各主通风机单独工作段的风压不相等,其风压差不宜过大,因为一台主通风机的能力若远大于另一台主通风机的能力,就会发生两台主通风机因争风而多消耗功率,还要影响到能力小的主通风机工作段的风流稳定性。
如果通风机之间的风压差较大,就应保持共用风路的风阻尽可能小,降低其风压,使各台主通风机的通风系统具有更大的独立性,并可实现早分风而有利于降低矿井的总风压和通风网路消耗的总功率。
7.2 瓦斯抽采
7.2.1 本条为强制性条文,涉及矿井安全生产问题。如不强制进行瓦斯抽采,那么矿井有可能选择不设置瓦斯抽采系统,将造成采掘工作面的瓦斯浓度升高,从而引起瓦斯爆炸、瓦斯突出等安全事故,将会直接危及人民生命财产安全。根据现行国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471、现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055和安监总煤装[2011]162号文件关于印发《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》的通知进行修订,必须严格执行。
7.2.2 瓦斯抽采设计与矿井开采设计相互制约,相互依赖。瓦斯抽采巷道的布置、抽采方式、方法的选择应在矿井设计中统一考虑,尽可能利用开拓、准备、回采巷道来抽采瓦斯,确有必要再考虑专用瓦斯抽采巷道。反之,瓦斯抽采设计中抽采方式方法的选择和钻场、钻孔布置的间距,决定抽采率的高低和抽出量的大小,直接影响工作面的推进度和产量,因此,“矿井瓦斯抽采工程设计应当与矿井设计同步进行”。本条涉及矿井安全生产问题,多年来的生产实践证明,如不强制执行有可能不被采用,将给国家及人民生命财产带来极大危害。
本条根据现行《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求进行了修订。
7.2.3 对瓦斯抽采方法、方式的选择,本规范中不作详细规定,具体可参见现行国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471及《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》等。
7.2.4 本条根据现行《煤矿安全规程》、现行国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》等对设置地面、井下抽采系统及设置高、低负压抽采系统,设置永久、临时抽采系统的选择进行了全面规定。本条为强制性条文,涉及矿井安全生产问题,如不强制进行瓦斯抽采系统的设置,那么矿井有可能选择不设置地面瓦斯抽采系统,也可能不选择高、低压两套系统,将造成采掘工作面的瓦斯浓度升高,从而引起瓦斯爆炸、瓦斯突出等安全事故,将会直接危及人民生命财产安全。
7.2.5 瓦斯抽采效果或指标包括煤层瓦斯含量预抽率、回采工作面瓦斯抽采率和矿井瓦斯抽采率等。设计中通常根据煤层瓦斯抽采难易程度、瓦斯涌出量大小、采用的瓦斯抽采方法等因素综合确定。煤层透气性系数高、瓦斯涌出量大、采用综合抽采方法或钻孔间距小、抽采时间充分,设计瓦斯抽采效果或指标可取大值,反之取小值。新矿井也可根据邻近生产矿井或类似条件矿井抽采情况设计。但设计的瓦斯抽采效果或抽采指标必须满足现行《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》(安监总煤装[2011]163号文件)及现行行业标准《煤矿瓦斯抽采基本指标》AQ 1026等的要求。
7.2.6 本条按现行《煤矿安全规程》第一百四十六条修订。与电气有关的条款放到第8.5.1条中。
7.3 井下灾害防治
7.3.1 本条为针对矿井防治水的强制性条文,根据现行《煤矿防治水规定》及《煤矿安全规程》修订。矿井水防治是矿井井下灾害防治的重点,如不强制执行将会引发突水事故,对人民的生命财产安全会带来极大影响,因此本条必须严格执行。
7.3.2 本条为专门针对矿井防尘的强制性条文,涉及矿井安全生产问题。如不强制执行,将会引起煤尘爆炸、操作人员职业病等事故,将会直接涉及人民生命财产安全,因此必须强制执行。
第1款:根据现行行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055修改。
第2款:本款中所列的防尘措施可归纳为抑尘措施、降尘措施、除尘措施、个体防护措施,设计应根据矿井具体情况采取适用的综合防尘措施。
第5款:有煤尘爆炸危险的矿井,除采取防尘措施外,还必须根据现行《煤矿安全规程》的有关规定设计完善的隔爆设施,以便将已发生的煤尘爆炸限制在最小范围内。
7.3.3 本条第1款、第2款为专门针对矿井防治煤层自然发火的强制性条款,涉及矿井安全生产问题,不强制执行将可能选择不执行,从而会引煤层自然发火事故、燃烧事故并引发瓦斯爆炸及煤尘爆炸等事故,将会直接危及人民生命财产安全,燃烧将产生大量的一氧化碳等有害气体,直接影响井下作业人员的身体健康,必须强制执行。
第1款是根据现行《煤矿安全规程》规定:开采容易自燃和自燃煤层时,必须编制相应的防灭火设计;
第2款是根据行业标准《煤矿安全设施审查验收标准》AQ 1055-2008第3.6.1.2条:“开采容易自燃或采用放顶煤开采自燃煤层的矿井,必须设计以灌浆为主的两种以上综合防灭火措施”。
7.3.4 本条为专门针对防治煤与瓦斯突出的强制性条文。原条文主要强调了保护层开采。本次修订根据现行《防治煤与瓦斯突出规定》相关要求,着重强调与设计有关的部分,比如:编制专项设计、巷道布置要求、采取区域综合防突措施和局部综合防突措施、保护层选择及预抽措施等。本条涉及矿井安全生产问题,如不强制,有可能由此引起瓦斯爆炸、瓦斯突出等安全事故,将会直接危及人民生命财产安全,必须严格执行。
7.3.5 本条是专门针对防治开采有冲击地压煤层的强制性条文。
本条是根据现行《煤矿安全规程》对开采有冲击地压煤层的要求,属强制性条文。本条涉及矿井安全生产问题,如不强制执行,有可能由此引起冲击地压安全事故,将会直接影响人民生命财产安全,必须严格执行。
7.4 井下热害防治
7.4.1 现行《煤矿安全规程》规定,新建、改建和扩建矿井设计时,必须进行矿井风温预测计算,超温地点必须有制冷降温设计,配齐降温设施。
对于矿井通风网络结算、瓦斯涌出量预测均没有明确采用经鉴定的预测方法,因此,本修订建议去掉“采用经鉴定的气温预测方法”。
7.4.2 根据国内外矿井热害防治的经验,采用综合降温措施治理矿井热害既经济,又有效。有热害的矿井在矿井设计时,应当结合降温需要选择有利于矿井热害治理的矿井开拓方式、巷道布置、采煤方法和通风系统。根据我国国情及国内外生产实践经验,条文规定了优先采用非机械制冷降温措施,当此法不经济或不可能实现时才采用机械制冷降温措施。
7.4.3 本条列述了非机械制冷降温的主要措施,设计应用时应根据矿井的具体条件,采用其中一种或几种措施的综合。
利用冷源,包括利用天然冷源(如冷水、雪、冰等)和利用已有冷源(如工业附产品液氮等)。
增加供风量的方式有:提高通风设备的能力、降低通风阻力等措施。
提高局部风速可采用压力或水力引射器、涡流器、小型通风机等措施。
有利于降温的通风形式有:下行通风、同流通风、分区通风、W形或Y形通风、均压通风、机电设备硐室独立通风等措施。以上通风形式应有条件采用,并应符合现行《煤矿安全规程》有关规定。
回避井下热源、隔绝或减少热源向进风流散热的主要措施有:将主要进风巷道布置在导热系数、氧化散热系数均小的岩层中,并避开局部地热异常和热水涌出的高温带;机电设备散发的热量用专用地沟排放、采用水冷电机;将压风管等产生热量的管线隔热或沿回风巷道布置;条件允许时,将机电设备布置在回风巷道中;采用隔热型支护材料等。
有热水的矿井采取超前疏放或封堵热水是治理矿井热害的有效措施之一,如平顶山八矿经疏放热水后,矿井气温明显下降。
在热害严重的区段,短时作业人员可采用冷却服等个体防护措施。
7.4.4 本条规定了采用机械制冷降温方式应考虑的主要内容。设计应根据矿井的具体条件,计算采掘工作面和机电设备硐室的最小冷负荷和矿井降温系统的年运行时间等,再结合其他有关条件进行技术经济比较后确定矿井降温方式。
本次修订增加了采用制冰降温系统的降温方式。
7.4.5 本条明确了井下空气处理设备或设施选择的依据和条件。一般空气冷却设备处理的风量和冷负荷会受到一定的限制,喷淋硐室能够处理的风量和冷负荷较大,但其能量损失较大、效率较低、工程量较大。需要处理的风量是根据冷负荷和送风温度差确定的,送风温度不能太低,否则会造成环境温度与送风温度相差太大,对人体健康不利,这时可以考虑采用综合的空气处理方式,具体处理方式需结合矿井的实际条件进行多方案比较论证后确定。
7.4.6 地面集中空调降温系统利用温度较低的天然水体和井下空调系统利用条件合适的矿井涌水来排除制冷设备的冷凝热可以有效地节能。根据热害防治经验,当矿井回风风流的湿球温度超过29℃时,利用回风风流排除冷凝热一般都比较困难。
7.4.7 制冷剂的选择原则是从确保运行安全、环保和提高运行经济性等要求提出来的。涉及矿井安全生产问题,井下使用制冷剂如不强制要求,会引发安全事故,并对井下作业人员造成人身伤害,必须严格执行。
7.4.8 制冷设备的负荷备用系数主要考虑由于井下需降温地点为不固定、不确定和预测误差、输冷系统保温达不到设计效果等因素,可能会引起设备能力的不足。当空调降温系统终端较多,制冷站制冷机数量少时,系数取大值,反之取小值。
制冷站的冷负荷包括采掘工作面和机电设备硐室的冷负荷、输冷管路的冷损、输冷泵对载冷剂的加热量、载冷剂高低压耦合装置的冷损(采用该设备)、作业用水的(采用该方案时)其他冷量损失。
制冷设备选型时,应考虑冷量的调节及设备的检修,制冷机的设计工况的制冷量应大于或等于制冷站的冷负荷。根据计算的冷负荷尽量选大型制冷机,其效率和能效比均较高,设备容量大,需要的台数少,管理比较简单,占地面积和投资少。同一制冷站的制冷机,其型号宜相同。
7.4.9 制冷机房位置在距进风井口50m以外,方位处于夏季主导风向下方,以防止制冷机房泄漏的制冷剂气体随风流进入井筒。
7.4.10 制冷硐室的位置要有利于供冷和排除制冷设备的冷凝热,使其系统的动力消耗最低。制冷设备硐室宜采用独立通风,以使设备检修和事故时,制冷剂气体能直接排至回风巷道中,另外还可减少进入进风风流的机电设备散热量。
7.4.11 井深大于600m时,静水压力较高,必须通过耦合释压,否则全部空调终端设备和管路均处于高压工作状态,既不安全,又不经济;另外,由于自身压缩而升温,使能损增大。因此,必须采用耦合装置,使系统运行安全、节能、高效,维护管理方便。
7.4.12 要提高能量输送系统的输送效率,既要注意隔热材料的合理选择,也不能忽视隔热结构的合理设计。隔热材料的选取必须考虑无毒、防火、防潮、隔气等要求。
可供选择的低温冷媒,目前只有下列四种:食盐水溶液、氯化钙溶液、乙二醇水溶液和丙三醇水溶液。食盐价格虽最为低廉,但腐蚀性较强,不宜采用。氯化钙的价格低于乙二醇和丙三醇,但尚有一定的腐蚀性,可用于输冷管道敷设在地面、平硐或斜井等易于检修的场合。乙二醇和丙三醇对金属无腐蚀作用。当输冷管道需通过立井井筒或其他不便检修的地方时,必须选用对管道无腐蚀作用的冷媒。
7.4.13 供冷系统和冷却水系统一般均为水或水溶液,系统管网进行水力计算后,才能维持系统的水力平衡。管网的流速、管径、循环泵的选取等均可参照现行有关设计规范进行计算后确定。
7.5 井下紧急避险系统
7.5.1 本条根据现行《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)》、《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》等修订。
煤矿井下紧急避险系统是指在煤矿井下发生紧急情况下,为遇险人员安全避险提供生命保障的设施、设备、措施组成的有机整体。紧急避险系统建设的内容包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。所有井工煤矿必须按规定建设完善“六大系统”,达到“系统可靠、设施完善、管理到位、运转有效”的要求。
紧急避险系统应与监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相互连接,在紧急避险系统安全防护功能基础上,依靠其他避险系统的支持,提升紧急避险系统的安全防护能力。
7.5.2 本条规定了紧急避险设施的内容及设置要求,说明如下:
(1)分别对永久避难硐室、临时避难硐室的设置(设计)提出了要求,并作出了相关规定;
(2)永久避难硐室的建设,应有两个安全出口,并且2个出入口的间距大于20m;
(3)对临时避难硐室的建设,提出了两种不同要求:一是采区布置永久避难硐室的,该采区内采掘工作面的临时避难硐室应当符合2009年发布的《防治煤与瓦斯突出规定》(国家安全生产监督管理总局令第19号)第102条的要求,且硐室隔离门应当满足气密性要求,门墙设单向排气管,硐室内应当存放足量食品、急救用品及防护时间不小于45分钟的隔离式自救器,安设压风自救装置。二是采区没有永久避难硐室的,该采区内采掘工作面的临时避难硐室应当符合《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》的有关要求。
7.5.3 本条规定了紧急避险系统的个体防护内容及要求。
矿井入井人员应随身携带防护时间不低于30min的自救器;煤与瓦斯突出矿井的入井人员必须随身携带隔离式自救器,有效防护时间应不低于45min。
7.5.4 本条规定了紧急避险系统的避灾路线设置及要求。
矿井避灾路线图中应明确标注紧急避险设施的位置、规格和种类,井巷中应有紧急避险设施方位的明显标识,以方便灾变时遇险人员迅速到达紧急避险设施。
7.5.5 本条规定了煤矿应随井下生产系统的变化,及时调整和补充完善“六大系统”,并应建立应急演练制度,科学确定避灾路线,编制应急预案,每年开展一次“六大系统”联合应急演练。
8 矿井主要固定设备
8.1 提升设备
8.1.1 增加了“环境条件”,包括气象、地震、工程地质、污染物等因素。
大型矿井(≥5Mt/a)深井(≥700m)主提升常为两套提升设施,以满足提升能力的要求;副提升能力紧张或有较特殊任务(交通罐、多水平、选用平衡锤系统等)时,也常有设置两套提升设备的情况。由于各矿井情况有差别,不能一概而论,故应进行技术经济方案比选后确定。
第3款:增加了“主平硐”,较大型矿井主平硐一般选择带式输送机。
8.1.2 本条3款,均为多绳摩擦式提升的规定,而非单绳缠绕式与多绳摩擦式的选择规定。作此修订后,就明确了此条是作为多绳摩擦式提升的相关规定。
主井采用对侧布置,主要是为降低井架和机房高度。主井井口处无窄轨环线,一般情况可以两侧分别布置一座提升机房。
8.1.3 为防止提升系统安全制动时发生钢丝绳与主导轮之间的滑动,保证系统安全运行,特制订本条规定。
第1款:“制动力矩均不得小于提升最大静荷重旋转力矩的3倍”,与《煤矿用多绳摩擦式提升机安全检验规范》AQ 1036-2007第6.10.2条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014、《煤矿安全规程》的规定保持一致。
2mm为盘式制动器允许的最大闸间隙。见《煤矿用多绳摩擦式提升机 安全检验规范》AQ 1036-2007第6.10.9条。
第2款:与《煤矿用多绳摩擦式提升机 安全检验规范》AQ 1036-2007第6.11.2条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014、《煤矿安全规程》的规定保持一致。
第3款:当一级制动装置满足不了安全制动的防滑要求时,采用二级制动或恒减速制动装置,来达到制动时的防滑安全。
删除原规范本条第4款内容,《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014中已有规定。
原条文本条第5款内容,归纳并入第2款。
本条原则上维持了原规范的规定。
8.1.4 定容装载难以保证装载质量的准确性,误差大,对提升系统防滑、电动机容量、主轴转矩、钢丝绳安全系数均可能产生不利影响,严重时甚至导致事故。箕斗容积与设计载重量不相适应时,也会产生类似问题。故规定必须采用定重装载。
本条维持了原规范的规定。
8.1.5 原规范中,此条为非强制性条款,现改为强制性条款,并明确了倾斜井巷提升绞车游动天轮的直径与钢丝绳公称直径之比值的规定。
钢丝绳在经过主导轮(含摩擦式提升系统的摩擦轮、缠绕式提升系统的卷筒)、天轮及导向轮、尾绳轮时,受到弯曲应力的作用产生摩擦、疲劳、挤压变形。曲率半径越小,应力越大,故需要制订规定,限制钢丝绳弯曲的曲率半径。
本条规定与《多绳摩擦式提升机》GB 10599-2010第3.3条、《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》GB 20181-2006第4.3.1条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014、《煤矿在用摩擦式提升机系统安全检测检验规范》AQ 1014-2005第4.2.3条、《煤矿在用缠绕式提升机系统安全检测检验规范》AQ 1015-2005第4.2.5条、《煤矿用多绳摩擦式提升机安全检验规范》AQ 1036-2007第5.2.9条等标准的规定保持一致。
8.1.6 钢丝绳的安全系数定义为实测的合格钢丝破断拉力的总和与钢丝绳所承受的最大静拉力之比。所谓“实测的合格钢丝破断拉力的总和”,明确为F=Kf,式中,K为现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918-2006附录A给出的换算系数,f为钢丝绳最小破断拉力。
本条第1款为强制性条款。提升钢丝绳必须有足够的安全系数,主要原因有:
(1)钢丝绳在受拉时,各股、各根钢丝受到的拉应力不可能完全一致,故钢丝绳的破断力要小于钢丝破断拉力的总和。
(2)系统加速时受到加速力的作用,此时钢丝绳承受的拉力大于最大静拉力,安全系数的定义中并未计入加速力。
(3)系统运行时钢丝绳受到冲击荷载、震动等额外应力。
(4)钢丝绳使用寿命内,受到锈蚀、磨损、弯曲与拉伸交变循环而产生应力疲劳等因素的作用。
(5)实际生产中,由于各种技术、管理、故障等原因,钢丝绳所承受的最大静拉力可能会大于设计值。
本条规定了提升钢丝绳新绳悬挂时的安全系数最低值。与《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》GB 20181-2006第4.3.12条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014的规定保持一致。
现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918中钢丝绳单位长度参考重量是充分涂油后的,而平衡用扁钢丝绳单位长度参考重量是不涂油的。设计人员选择时应予注意(请参照现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918-2006中6.2.5.1款和现行国家标准《平衡用扁钢丝绳》GB/T 20119-2006表1注3)。
8.1.7 为保证安全生产,提升设备的最大运行速度和正常运行加、减速度以及加速度变化率必须有所限制。除安全因素外,还要考虑设备运行的经济性。
第1款:与《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》GB 20181-2006第4.4.1条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014保持一致。
第2款:与《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》GB 20181-2006第4.4.2条和第4.4.3条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014保持一致;
第3款:本款为新增款,规定了加速度变化率的上限值。
第4款、第5款:原则上维持了原规范的规定。
8.1.8 删去原条文第3款(斜井提升宜选用交流电动机传动系统),转子外接电阻器的传动系统属于淘汰产品。斜井提升可选变频传动、直流传动等节能高效、调速性能较好的电控系统。
服务年限内若需更换电动机,则在设计时应考虑更换的可能性。如设备基础(尺寸、受力、底盘等)、主导轮、主轴和减速器的扭矩、过卷过放高度、钢丝绳和衬垫、防滑、闸控系统等。
第7款中的特定产品举例:带有平行轴的行星齿轮减速器、进口产品、双电动机传动系统等。
较大倾角的下运带式输送机,正常运行时处于发电制动状态,应设置发电制动装置,将能量回馈到电网。
8.1.9 对于带式输送机运输煤炭(或矸石等物料)的不均衡系数,见本条第4款,本条第2款仅适用于箕斗提升。在单水平提升时,主提升富余能力不宜过大。国家严格控制超能力生产,也规定了严格的扩建审批程序,过大的能力富余将造成浪费。
8.1.10 副井提升工作制应取四六制,不再考虑三八制,以对应井下工作制度。
普采和综采升降工人时间不再加以区分,均取1.6倍~1.8倍的理由是:四六制后,井下工人交接班时间较长,普采再按1.5倍将难以满足要求。
最大班提升矸石、下放支护材料按每日的35%计量,与《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014保持一致,符合四六工作制的特点。
8.1.11 第3款:增加了采用罐笼升降无轨胶轮车的休止时间的规定内容。
8 矿井主要固定设备
8.1 提升设备
8.1.1 增加了“环境条件”,包括气象、地震、工程地质、污染物等因素。
大型矿井(≥5Mt/a)深井(≥700m)主提升常为两套提升设施,以满足提升能力的要求;副提升能力紧张或有较特殊任务(交通罐、多水平、选用平衡锤系统等)时,也常有设置两套提升设备的情况。由于各矿井情况有差别,不能一概而论,故应进行技术经济方案比选后确定。
第3款:增加了“主平硐”,较大型矿井主平硐一般选择带式输送机。
8.1.2 本条3款,均为多绳摩擦式提升的规定,而非单绳缠绕式与多绳摩擦式的选择规定。作此修订后,就明确了此条是作为多绳摩擦式提升的相关规定。
主井采用对侧布置,主要是为降低井架和机房高度。主井井口处无窄轨环线,一般情况可以两侧分别布置一座提升机房。
8.1.3 为防止提升系统安全制动时发生钢丝绳与主导轮之间的滑动,保证系统安全运行,特制订本条规定。
第1款:“制动力矩均不得小于提升最大静荷重旋转力矩的3倍”,与《煤矿用多绳摩擦式提升机安全检验规范》AQ 1036-2007第6.10.2条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014、《煤矿安全规程》的规定保持一致。
2mm为盘式制动器允许的最大闸间隙。见《煤矿用多绳摩擦式提升机 安全检验规范》AQ 1036-2007第6.10.9条。
第2款:与《煤矿用多绳摩擦式提升机 安全检验规范》AQ 1036-2007第6.11.2条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014、《煤矿安全规程》的规定保持一致。
第3款:当一级制动装置满足不了安全制动的防滑要求时,采用二级制动或恒减速制动装置,来达到制动时的防滑安全。
删除原规范本条第4款内容,《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014中已有规定。
原条文本条第5款内容,归纳并入第2款。
本条原则上维持了原规范的规定。
8.1.4 定容装载难以保证装载质量的准确性,误差大,对提升系统防滑、电动机容量、主轴转矩、钢丝绳安全系数均可能产生不利影响,严重时甚至导致事故。箕斗容积与设计载重量不相适应时,也会产生类似问题。故规定必须采用定重装载。
本条维持了原规范的规定。
8.1.5 原规范中,此条为非强制性条款,现改为强制性条款,并明确了倾斜井巷提升绞车游动天轮的直径与钢丝绳公称直径之比值的规定。
钢丝绳在经过主导轮(含摩擦式提升系统的摩擦轮、缠绕式提升系统的卷筒)、天轮及导向轮、尾绳轮时,受到弯曲应力的作用产生摩擦、疲劳、挤压变形。曲率半径越小,应力越大,故需要制订规定,限制钢丝绳弯曲的曲率半径。
本条规定与《多绳摩擦式提升机》GB 10599-2010第3.3条、《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》GB 20181-2006第4.3.1条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014、《煤矿在用摩擦式提升机系统安全检测检验规范》AQ 1014-2005第4.2.3条、《煤矿在用缠绕式提升机系统安全检测检验规范》AQ 1015-2005第4.2.5条、《煤矿用多绳摩擦式提升机安全检验规范》AQ 1036-2007第5.2.9条等标准的规定保持一致。
8.1.6 钢丝绳的安全系数定义为实测的合格钢丝破断拉力的总和与钢丝绳所承受的最大静拉力之比。所谓“实测的合格钢丝破断拉力的总和”,明确为F=Kf,式中,K为现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918-2006附录A给出的换算系数,f为钢丝绳最小破断拉力。
本条第1款为强制性条款。提升钢丝绳必须有足够的安全系数,主要原因有:
(1)钢丝绳在受拉时,各股、各根钢丝受到的拉应力不可能完全一致,故钢丝绳的破断力要小于钢丝破断拉力的总和。
(2)系统加速时受到加速力的作用,此时钢丝绳承受的拉力大于最大静拉力,安全系数的定义中并未计入加速力。
(3)系统运行时钢丝绳受到冲击荷载、震动等额外应力。
(4)钢丝绳使用寿命内,受到锈蚀、磨损、弯曲与拉伸交变循环而产生应力疲劳等因素的作用。
(5)实际生产中,由于各种技术、管理、故障等原因,钢丝绳所承受的最大静拉力可能会大于设计值。
本条规定了提升钢丝绳新绳悬挂时的安全系数最低值。与《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》GB 20181-2006第4.3.12条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014的规定保持一致。
现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918中钢丝绳单位长度参考重量是充分涂油后的,而平衡用扁钢丝绳单位长度参考重量是不涂油的。设计人员选择时应予注意(请参照现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918-2006中6.2.5.1款和现行国家标准《平衡用扁钢丝绳》GB/T 20119-2006表1注3)。
8.1.7 为保证安全生产,提升设备的最大运行速度和正常运行加、减速度以及加速度变化率必须有所限制。除安全因素外,还要考虑设备运行的经济性。
第1款:与《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》GB 20181-2006第4.4.1条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014保持一致。
第2款:与《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》GB 20181-2006第4.4.2条和第4.4.3条、《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014保持一致;
第3款:本款为新增款,规定了加速度变化率的上限值。
第4款、第5款:原则上维持了原规范的规定。
8.1.8 删去原条文第3款(斜井提升宜选用交流电动机传动系统),转子外接电阻器的传动系统属于淘汰产品。斜井提升可选变频传动、直流传动等节能高效、调速性能较好的电控系统。
服务年限内若需更换电动机,则在设计时应考虑更换的可能性。如设备基础(尺寸、受力、底盘等)、主导轮、主轴和减速器的扭矩、过卷过放高度、钢丝绳和衬垫、防滑、闸控系统等。
第7款中的特定产品举例:带有平行轴的行星齿轮减速器、进口产品、双电动机传动系统等。
较大倾角的下运带式输送机,正常运行时处于发电制动状态,应设置发电制动装置,将能量回馈到电网。
8.1.9 对于带式输送机运输煤炭(或矸石等物料)的不均衡系数,见本条第4款,本条第2款仅适用于箕斗提升。在单水平提升时,主提升富余能力不宜过大。国家严格控制超能力生产,也规定了严格的扩建审批程序,过大的能力富余将造成浪费。
8.1.10 副井提升工作制应取四六制,不再考虑三八制,以对应井下工作制度。
普采和综采升降工人时间不再加以区分,均取1.6倍~1.8倍的理由是:四六制后,井下工人交接班时间较长,普采再按1.5倍将难以满足要求。
最大班提升矸石、下放支护材料按每日的35%计量,与《煤矿提升系统工程设计规范》GB/T 51065-2014保持一致,符合四六工作制的特点。
8.1.11 第3款:增加了采用罐笼升降无轨胶轮车的休止时间的规定内容。
8.2 通风设备
8.2.1 为保证矿井通风安全,达到通风可靠、连续、稳定的要求,规定新建矿井的每一回风井必须安装二套相同型号规格的通风机,一工一备。现有生产矿井的二套通风机型号规格不同时,必须具备同等能力。
本条规定与《煤矿主要通风机站设计规范》GB 50450-2008第3.1.1条、《煤矿井工开采通风技术条件》AQ 1028-2006第9.1条保持一致。
本条规定维持了原规范的条款内容。
8.2.2 一般情况下,可以分期选择通风设备;通风机的服务年限可取15a~25a(大型小型要区分,大型设备宜取上限)。
高效运行,指通风机在各个时期均应运行在工业利用区,正常生产期间工况效率不宜低于70%,工序能耗指标不低于《煤矿主要工序能耗等级和限值 第1部分:主要通风系统》GB/T 29723.1-2013的三级。
变频设备可一拖二。
第5款为新增条款。一般情况下,难以在设计阶段就能确定共振频率。建议采取的措施是:要求生产厂家提供通风机固有共振频率,或提请建设单位在订货阶段向厂家提出要求:在变频范围内设计的转速区间,产品均远离共振区。
8.2.3 原条文第2款与第3款合并为一款,取消升降人员回风井的漏风系数1.2的规定,统一规定为1.15。
8.2.4 满足后期通风机的换装条件,指需要校核机房和场地尺寸、基础、起重设备、电控设备等,应考虑并满足后期换装的要求。
8.2.5 本条第1款为强制性条款,主要是有利于矿井救灾。与《煤矿主要通风机站设计规范》GB 50450-2008第3.1.3条(亦为强制性条文)的规定相符。
8.3 排水设备
8.3.1 本条第1款为强制性条款,是对矿井主排水设备能力的规定,与矿井生产及井下人员安全有直接的关系。为防止发生淹井事故,水泵的排水能力必须大于矿井涌水量。本条规定取工作水泵的能力不小于正常涌水量的1.2倍,工作水泵和备用水泵的总能力不小于最大涌水量的1.2倍。备用泵和检修泵的配置量分别按工作水泵的规定比例进行设置。
本条第1款内容与《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》GB 50451-2008第4.1.1条、《煤矿在用主排水系统安全检测检验规范》AQ 1012-2005第7.6条的规定一致。
本条第2款规定的目的,是考虑到作为矿井长时工作的流体机械设备,排水泵的节能运行很重要。这里提出定性要求,保留了原规范的规定。定量控制指标遵照《煤矿主要工序能耗等级和限值第2部分:主排水系统》GB/T 29723.2-2013、《交流电气传动风机(泵类、空气压缩机)系统经济运行通则》GB/T 13466-2006、《煤矿在用主排水系统节能监测方法和判定导则》MT/T 1002-2006、《清水离心泵能效限定值及节能评价》GB 19762-2007、《煤炭工业矿井节能设计规范》GB 51053-2014等标准的规定。
8.3.2 本条规定了主排水管路选择的要求。
本条第1款为强制性条款,是对矿井主排水管路能力的规定,与矿井生产及井下人员安全有直接的关系。与本规范第8.3.1条第1款相对应,本款给出主排水管路设置的规定。本款内容与《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》GB 50451-2008第4.4.1条、《煤矿在用主排水系统安全检测检验规范》AQ 1012-2005第7.7条的规定一致。
第3款:斜井井筒排水管路,也宜加装中间直管座。
第5款:若钻孔壁管符合强度条件,经过试压检验,可以用作排水管路。
8.3.5 本条规定与原条文的差别是,不论是否为主排水泵房,只要水泵电动机容量大于100kW就应设置起重梁。
8.3.6 第2款对涌水量较大的采区排水设备及管路的设置提出了更高的要求:由“可”改为“应”采取的措施。
8.3.8 水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井,应在井底车场周围设置防水闸门,或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。本规范第7.3.1条第4款中已规定了其设置要求,作为矿井主要设备之一的排水设备章节,这里给出相应条款配合。
8.4 压缩空气设备
8.4.1 现常用螺杆式空气压缩机,而国产螺杆式空气压缩机的单台最大能力一般为60m3/min,最大也不超过80m3/min,在大型矿井用风量较大情况下,原规范条文限制最多5台设备将造成选型困难。
第4款:井下安装固定式空气压缩机及其储气罐时,应保证其四周留有足够的空间,并保持通风良好,便于维修、维护。相应的分设在2个硐室内的规定参见安监总厅煤装[2011]195号《关于进一步加强煤矿用空气压缩机安全管理的通知》第5条、《煤矿井下空气压缩机安全技术检验规范》MT 950-2005第3.1条。
8.4.2 校核最大班井下人员压风自救需风量时,宜按风动工具停止用风考虑。
第2款:当矿井存在多个掘进工作面同时工作时,应以本条第3款采用同时使用系数法进行计算。
第3款:风动钻机和风镐应分别取同时使用系数,分别计算。若矿井除风动钻机、风镐、混凝土喷射机外,还有其他风动工具或用风设备,其用气量按实际消耗量计入总用气量。
8.4.3 第6款:此款原则上维持原规范条文,作为强制性条款的原因是本款规定的内容涉及人身安全和设备安全。
8.5 抽采瓦斯设备
8.5.1 本条规定了矿井瓦斯抽采系统装备原则及设备选型的要求。我国高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井占煤矿总数的比例较高,约50%。在煤矿特别重大事故中,瓦斯事故所占比重是最高的,伤亡是惨重的。所以对瓦斯抽采系统的配置,要提出高要求。
参见发改能源[2005]1137号《国家发展改革委关于印发煤矿瓦斯治理与利用总体方案的通知》、发改能源[2005]457号《煤矿瓦斯治理经验五十条》、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471-2008、《煤矿瓦斯抽放规范》AQ 1027-2006等文件、规范的规定。
第1款:明确了矿井瓦斯抽采系统设备选型考虑的能力要求。根据安监总煤装[2011]163号关于印发《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的通知第十五条的规定,明确了设备能力富余系数不小于2倍。增加了抽采设备选型应进行工况流量换算的要求,理由是由于抽采泵吸入端的混合瓦斯为非标准状态(负压抽吸),因此需将设计抽采量换算为抽采泵的工况流量。以前设计通常不换算,但设备能力富余系数直接取2~3,甚至更高。
第3款:泵房内电气设备、照明、其他电气和检测仪表均应采用防爆型。泵房与不防爆设备和设施之间应采取隔离措施(不可开启密封窗户的实体墙结构或两者之间距离不小于20m等)。
8.6 注氮设备
8.6.1 一般推荐地面集中建站。可选用变压吸附式,也可选用膜分离式。井下移动布置,宜选用膜分离式。
8.6.4 富裕系数取1.1~1.2,是考虑漏风系数和海拔高度修正系数的综合影响而选取的。
9 地面生产系统
9.1 一般规定
9.1.1 为了贯彻落实煤炭产业政策,合理利用煤炭资源,满足用户对煤炭质量和粒度的要求,提高经济效益,规定当矿井不设坑口选煤厂时,设计生产能力0.3Mt/a及以下的矿井宜设井口筛分、排矸等加工车间,设计生产能力0.45Mt/a及以上的矿井应设井口筛分、排矸等加工车间,设有坑口选煤厂的矿井,筛分、排矸等加工车间由选煤厂统一考虑。采用综合机械化采煤后,原煤含矸量增大,为提高产品煤质量和工效,改善工作环境,应采用机械排矸。
目前常用的机械排矸方式主要有动筛跳汰机排矸、重介质斜轮(立轮)分选机排矸、重介质刮板分选机排矸、选择性破碎选矸等。
9.1.2 地面生产系统设备小时生产能力与矿井设计生产能力及工作制度有关,为了与主提升设备的提升能力相适应,本条规定原(配)煤仓前的设备,其小时生产能力应和主提升设备最大小时提升(运输)能力一致。主提升设备为主井提煤箕斗或带式输送机。考虑到原(配)煤仓的储存缓冲,原(配)煤仓后的设备,其小时生产能力按矿井设计生产能力及工作制度计算,并乘以不均衡系数。在原(配)煤仓后矸石系统设备的不均衡系数取1.5,是由于综合机械化采煤原煤含矸量增大且变化较大,为满足排矸的需要故取的系数较大。
9 地面生产系统
9.1 一般规定
9.1.1 为了贯彻落实煤炭产业政策,合理利用煤炭资源,满足用户对煤炭质量和粒度的要求,提高经济效益,规定当矿井不设坑口选煤厂时,设计生产能力0.3Mt/a及以下的矿井宜设井口筛分、排矸等加工车间,设计生产能力0.45Mt/a及以上的矿井应设井口筛分、排矸等加工车间,设有坑口选煤厂的矿井,筛分、排矸等加工车间由选煤厂统一考虑。采用综合机械化采煤后,原煤含矸量增大,为提高产品煤质量和工效,改善工作环境,应采用机械排矸。
目前常用的机械排矸方式主要有动筛跳汰机排矸、重介质斜轮(立轮)分选机排矸、重介质刮板分选机排矸、选择性破碎选矸等。
9.1.2 地面生产系统设备小时生产能力与矿井设计生产能力及工作制度有关,为了与主提升设备的提升能力相适应,本条规定原(配)煤仓前的设备,其小时生产能力应和主提升设备最大小时提升(运输)能力一致。主提升设备为主井提煤箕斗或带式输送机。考虑到原(配)煤仓的储存缓冲,原(配)煤仓后的设备,其小时生产能力按矿井设计生产能力及工作制度计算,并乘以不均衡系数。在原(配)煤仓后矸石系统设备的不均衡系数取1.5,是由于综合机械化采煤原煤含矸量增大且变化较大,为满足排矸的需要故取的系数较大。
9.2 井口布置
9.2.1 本条说明如下:
2 为了摘挂钩作业的安全,应设置自动摘钩装置。现行国家标准《煤矿斜井井筒及硐室设计规范》GB 50415-2007第4.1.5条规定,串车提升轨道最小竖曲线半径12m。为与该标准相统一,本款规定采用平车场布置时,坡口的竖曲线半径不应小于12m。
3 现行国家标准《煤矿井底车场设计规范》GB 50535-2009第4.3.2条斜井井底轨道线路的平、竖曲线半径规定,采用600mm轨距1t矿车或1.5t矿车运输时,平曲线半径可采用12m~15m,竖曲线半径不应小于12m,另在现行国家标准《煤矿采区车场和硐室设计规范》GB 50534-2009第5.2.4条规定下部车场高、低道两起坡点间最大高差不应大于0.8m。为与上述标准相统一,本款作此修改。
9.2.2 本条根据现行《煤矿安全规程》的规定,矿车提升的斜井应设跑车防护装置、阻车器、挡车栏等安全设施。斜井中矿车提升安全设施的设置可有效防止跑车事故的发生,避免事故对国家财产和人民生命安全带来的危害,故作为强制性条文,必须严格执行。
9.2.3 本条说明如下:
1 备用罐笼存放方式不宜作硬性规定。本条规定罐笼的存放方式可根据具体情况选择,但强调了要防止罐笼变形。
4 根据运输方式的不同,分为有轨运输和无轨运输。有轨运输时,罐笼操车设备有多种形式,为适应不同情况下装卸罐笼的要求,宜采用可进罐装卸矿车的操车设备。无轨运输时,为便于无轨胶轮车进罐和定位,应设无轨胶轮车导向定位的设施。
5 需要下放重型设备如液压支架时,应根据提升高度、重型设备吨位、提升钢丝绳伸长量、休止时间等因素选取罐笼承接装置。
9.2.4 本条说明如下:
1 备用箕斗存放方式不宜作硬性规定。本条规定箕斗的存放方式可根据具体情况选择,但强调了要防止箕斗变形。
3 箕斗卸载方式分为两种,一是依靠外动力操纵开闭箕斗闸门的卸载方式,这种卸载方式的优点是,由于箕斗停稳后再打开闸门,因而动载荷小,即使箕斗过卷,闸门也不会打开,但增加了卸载系统及维护检修工作量。二是由安装在井口卸载位置的固定曲轨将爬行的箕斗闸门强行打开的卸载方式,这种卸载方式系统简单,但动载荷比较大,并且增加了箕斗过卷高度和天轮平台标高,而且箕斗过卷后闸门会自动打开卸载。目前国内32t及以下侧扇形闸门箕斗采用固定曲轨卸载方式的较多,且使用效果良好,积累了使用经验。箕斗卸载方式不宜强行规定,本条规定箕斗卸载方式应根据箕斗吨位、提升系统、休止时间、维护检修等因素综合比较确定。一般情况下,32t及以下箕斗可采用外动力卸载或固定曲轨卸载,36t及以上箕斗,考虑固定曲轨卸载方式的动载荷等因素,采用外动力卸载。
9.2.5 立井提升罐笼、平衡锤或箕斗,在井口过卷或井底过放距离内必须设置安全保护装置。本条根据现行《煤矿安全规程》的规定,强调在井口过卷距离范围内必须设置过卷缓冲装置和托罐装置,在井底过放距离范围内必须设置过放缓冲装置。这是一条重要安全性的规定,与下井人员的生命安全有直接的关系,故为强制性条文,必须严格执行。
9.2.6 本条根据现行《煤矿安全规程》的规定,强调在立井兼作回风井时,井口与井底必须有完善的密闭措施,井口应安装防爆门。这是一条重要安全性的规定,井口与井底设置的密闭措施,是为了防止漏风,确保通风系统可靠,保证井下人员的生命安全,井口应安装防爆门,是为了在井下发生爆炸时有效保护主风机,可在最短时间内恢复通风,为事故施救提供必要的条件,也涉及人身安全问题,故为强制性条文,必须严格执行。
9.3 井口受煤仓
9.3.1 新建矿井均有较大容量的井底煤仓,井口受煤仓缓冲作用大为减小,可适当减小其容量。本条规定一对箕斗提升时,受煤仓有效容量为箕斗容量的3倍~5倍,对于20t以上大型箕斗取小值;并在煤位信号限定位置以上另留一个箕斗的容量。
9.3.2 带式输送机提升的斜井或平峒的井口,在一般情况下可以不设受煤仓,当必须设井口受煤仓时,可根据计算确定其容量。
9.3.3 本条为新增条文。本规范适用范围包括小型矿井,因而增加本条。
9.4 筛分、选矸与破碎
9.4.2 为了合理利用能源,提高经济效益,本条规定应根据煤质、粒度组成和用户要求并经技术经济比较后确定煤的加工方案。
9.4.5 由于破碎机的品种比较多,不宜规定破碎机的品种。本条只规定破碎机前应设除铁装置,以保护破碎机。
9.5 带式输送机运输
9.5.4 输送带是带式输送机的重要部件,应对输送带类型和覆盖层性能进行合理选择。大运量、长距离输送机,一般输送带张力较大,宜采用有较大张力和较小伸长率的钢丝绳芯输送带。
根据煤矿输送物料种类,在设计中应提出输送带覆盖层厚度和性能参数要求。根据现行国家标准《普通用途钢丝绳芯输送带》GB/T 9770和《普通用途织物芯输送带》GB/T 7984对覆盖层的等级划分规定,岩石类物料对输送带冲击大而且易撕裂输送带,“H”级覆盖层有较好耐磨性和耐冲击性能;输送一般物料和中小块煤及原煤时,可选用“L”级覆盖层。
根据现行《煤矿安全规程》的规定,井下必须使用阻燃输送带。输送带如不采用阻燃,由于长时间运行会发热产生自燃,或由于其他原因也会引起燃烧,会产生大量一氧化碳等有害气体,直接影响井下人员的生命安全和身体健康,故为强制性条文,必须严格执行。
9.5.5 输送带安全系数,除取决于输送带类型外,还与采用的接头方法和输送机起制动性能有关。德国工业标准《连续搬运设备 输送散料的带式输送机计算与设计基础》DIN 22101:2002将钢丝绳芯输送带的安全系数由1982年版规定的6.7~9.5,改为考虑输送带接头运行条件、接头特征等因素进行计算确定,相当于将安全系数降至6以下。美国的一些公司认为安全系数可降至5.5以下。而在德国、英国、澳大利亚等国家正在运行的一些大型输送机,输送带安全系数已降为4.5~5.5。在我国随着输送带接头技术的提高和输送机起、制动性能的改善,可降低输送带安全系数。根据现行国家标准《带式输送机工程设计规范》GB 50431的规定,对有可控起、制动性能的带式输送机的输送带可取较小的安全系数。对短带式输送机通常取7~9。
9.5.6 根据现行国家标准《煤矿用带式输送机安全规范》GB 22340和《带式输送机安全规范》GB 14784的规定,带式输送机应设防止输送带跑偏、物料堵塞、溢料等监测装置及设备和人身安全等安全防护措施。这是一条重要安全性的规定,涉及人身安全问题,故为强制性条文,必须严格执行。
9.5.7 根据现行国家标准《带式输送机安全规范》GB 14784的规定,对发生逆转的倾斜输送机应装设防止输送机逆转的制动装置或逆止装置。根据现行国家标准《煤矿用带式输送机安全规范》GB 22340,并参照美国CEMA标准规定,发生逆转的向上输送的大型带式输送机和井下倾斜井巷向上输送的带式输送机,必须同时装设逆止装置和制动装置,以保证设备安全。
9.6 储存与装车
9.6.3 因考虑到列车来车的时间间隔不均衡,为避免当时间间隔短时,延误装车,当时间间隔长时,煤被迫进入储煤场(大型矿井尤其严重),故大型及特大型、中小型矿井装车煤仓的有效总容量宜分别按0.5d和1d设计产量,同时还应满足1.2倍~1.5倍牵引定数的净载重量的要求。
9.7 计量与煤质检查
9.7.1 煤的计量、采样、制样是煤矿生产过程中重要的工作,是提高产品质量的重要环节之一,工作量大,故规定宜采用机械化、部分自动化。
9.7.2 不设或缓建选煤厂的矿井,应设置煤样室,化验室,小型矿井也可群矿合建化验室,及时反馈产品煤质量,有利于加强生产管理。
9.8 矸石和脏杂煤处理
9.8.1 目前不少矿井的脏杂煤是由副井提出,在地面晾干后地销。选用的设备仅限于矿车卸载用,如手动翻车机配调度绞车、高位翻车机等。为避免在一个矿井出现两套地面生产系统,故规定无选煤厂或进入主井系统有困难时,可因地制宜设置简易处理系统。
9.8.2 根据节约用地、保护环境的基本国策,多年来的实践证明,只设矸石周转场是可行的。为此,本条规定无排弃矸石条件的矿井,可设矸石周转场。当矿井首采块段沉陷区形成后,矸石充填沉陷区,矸石周转场即应取消。根据现行《煤炭工程项目建设用地指标——矿井、选煤厂、筛选厂及矿区辅助设施部分》第3.3.4条的规定,矸石周转场容量按矿井的矸石产量计算应不大于5a。在这期间,矿井应对矸石进行加工利用,如制砖、铺路、造水泥等,既满足环保要求又创造了经济效益。
9.8.3 矸石量计算应包括掘进矸石、机选矸石或手选矸石。删除原条文中“矸石仓以后的排矸设备生产能力不均衡系数宜取1.5”的规定,该规定在第9.1.2条第2款中已有明确要求。
9.9 矿井修理车间、无轨胶轮车库及木材加工房
9.9.1 根据煤矿地面总体布置改革的若干规定,简化矿井的机修设施,矿井只设修理车间,配备必要的机床和起重、搬运、拆装工具,只承担一般机电设备的日常检修和维修以及材料性设备的修理,不生产配件。
9.9.3 矿井修理车间主要设备台数和厂房总建筑面积,是根据矿井修理车间的定位和修理任务确定的。
实行以矿区机修厂为中心的煤矿机修体制,以矿区为中心的设备租赁制,使矿区能更好地按系列化、标准化要求统筹本矿区设备,为提高设备维修效率,保证修理质量创造了条件。在表9.9.3中所确定的设备类型及数量,是根据矿井设备日常检修大致占设备总维修量的50%而确定的。矿井生产能力越大,设备数量增加的幅度相应减小,主要依据是:
(1)矿井修理车间的修理工艺组成不会因井型大小而有较大变化,一般均包括车钳、锻铆焊、电修、矿车修理及金属支架修理等班组。
(2)矿井修理车间实际所承担的任务除本矿机电设备的日常检修和维护以外,还必须承担材料性设备(如矿车、金属支架等)的大修理工作。所以,表9.9.3在确定各类型矿井修理车间的设备台数和总建筑面积时,既考虑适应当前煤矿生产的要求,又给矿井修理设施留有一定余地。
表9.9.3中有综采设备的矿井厂房总建筑面积,当矿井周边交通便利、有矿区综采设备租赁站或综采设备租赁具备社会化基础时,在矿井修理车间建筑面积基础上另增加综采设备中转库的面积。综采设备中转库仅考虑液压支架临时堆存和维护所需要的面积(包括综采设备进出车、搬运、装卸车、捆扎、工具存放、办公休息等必需的辅助工作面积)。对综采设备,矿井修理车间只承担日常维护和保养工作。当矿区未设综采设备租赁站或综采设备租赁不具备社会化条件时,应根据配备综采设备的规格、数量和进库数量等实际情况确定综采设备库建筑面积。
表9.9.3中有普采设备的矿井厂房总建筑面积,在矿井修理车间建筑面积基础上另增加采煤机和单体液压支柱的存放面积,并与矿井修理车间联合建设。矿井修理车间承担采煤机和单体液压支柱的日常维护和保养工作。
矿井修理车间分类设备配备台数见表3。
表3 矿井修理车间分类设备配备台数
9.9.4 由于矿井修理车间只承担日常维修,故没有必要配备大于5t的梁式起重机;对配备有综采设备的矿井,矿井修理车间内的综采设备中转库应根据液压支架的最大重量来选择桥式起重机。
9.9.6 矿井只承担无轨胶轮车的日常维护和保养工作。地处寒冷地区、无轨胶轮车品种和数量较多,矿井生产能力大者车库建筑面积宜取偏大值;反之取偏小值。
表9.9.6给出了采用无轨胶轮车运输的矿井无轨胶轮车库建筑面积,包括无轨胶轮车室内停放和维护所需要的面积(包括备品备件库、工具存放等面积)。
9.9.7 矿井综采及普采的装备,金属支护材料、锚喷及锚杆支护的普遍使用,矿井木材的使用量大量地减少,矿井只承担锯材的改制加工工作。本条据此确定了各类型矿井木材加工房木材加工设备及厂房建筑面积。矿井木材加工房分类设备配备台数见表4。
当矿井周边交通便利、木材采购具备社会化基础时,也可不设木材加工房。矿井生产所需的木材从市场采购,但抢险救灾需要的木材必须提前购买存放。
表4 矿井木材加工房分类设备配备台数
10 总平面布置
10.1 矿井地面总布置
“矿井地面总布置”单独列为一节,突出矿井地面总布置的重要性。如同现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187中“厂址选择”和“总体规划”两部分内容。
10.1.1 本条提出矿井地面总布置的设计依据和基础资料要求。经过批准的矿区总体规划、土地利用总体规划等,矿井设计时必须遵守;其他经济发展规划也对矿井建设起到限制和支持的作用。因此,均是矿井地面总布置的设计依据。
10.1.2 本条明确了矿井地面总布置的主要工作和基本要求,特别强调与上一层规划衔接协调。
10.1.3 目前,煤一电、煤一煤化工一体化的建设项目较多,在这些项目中,矿井地面总布置有其特殊性,特别是如何与相关电厂、煤化工企业协调布置、共用基础设施、统筹布置单身宿舍、职工居住区作出规定。
10.1.4 矿井工业场地、风井场地选址与采矿专业井口位置选择一并进行;其他场地及地面设施的场地选择应与矿井工业场地选择同时进行,互相协调。
10.1.5 本条为矿井建设场地选择的基本原则,根据近年来矿井设计经验和有关规定,增加了一些新的原则。规定必须有依据留有发展余地;场地布置在相邻矿井井田内时,必须征得该矿行政主管部门同意;场地选择在河道滩地上,压缩了行洪断面、与河争地,应按国务院批准发布的现行《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》,在河道(包括河滩地、湖泊、水库、人工水道、行洪区、蓄洪区、滞洪区)管理范围内新建、扩建、改建的建设项目设计必须满足技术、安全的要求并按照河道管理权限,得到河道主管部门审查同意。
10.1.6 本条规定了风井场地选址要求。
10.1.7 本条规定了地面炸药库选址要求。
10.1.8 矸石周转场污染水源,将危害职工和居民的身心健康,影响矿井生产。矸石周转场与进风井口的距离过近,其粉尘和有毒有害气体随风流动,通过进风井口进入井下各用风场所,使空气受到污染,危害井下工人的身心健康,影响矿井生产安全,故本条第1款、第2款为强制性条款,必须严格执行。
第2款、第3款、第5款在现行《煤矿安全规程》中也有强制性规定。第7款、第8款的规定引自现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599。第9款的规定系根据现行国家标准《煤炭工业污染物排放标准》GB 20426制订的。针对目前对矸石周转场场设计容量没有统一规定,本条根据现行《煤炭工程项目建设用地指标——矿井、选煤厂、筛选厂及矿区辅助设施部分》提出“其总容量能满足不大于生产期5年的排放量”,5年之后,原则上要将煤矸石综合利用或填塌陷区。
10.1.9 本条规定了防火灌浆站的布置要求。
10.1.11 本条规定了职工居住区、单身职工宿舍布置要求。
10 总平面布置
10.1 矿井地面总布置
“矿井地面总布置”单独列为一节,突出矿井地面总布置的重要性。如同现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187中“厂址选择”和“总体规划”两部分内容。
10.1.1 本条提出矿井地面总布置的设计依据和基础资料要求。经过批准的矿区总体规划、土地利用总体规划等,矿井设计时必须遵守;其他经济发展规划也对矿井建设起到限制和支持的作用。因此,均是矿井地面总布置的设计依据。
10.1.2 本条明确了矿井地面总布置的主要工作和基本要求,特别强调与上一层规划衔接协调。
10.1.3 目前,煤一电、煤一煤化工一体化的建设项目较多,在这些项目中,矿井地面总布置有其特殊性,特别是如何与相关电厂、煤化工企业协调布置、共用基础设施、统筹布置单身宿舍、职工居住区作出规定。
10.1.4 矿井工业场地、风井场地选址与采矿专业井口位置选择一并进行;其他场地及地面设施的场地选择应与矿井工业场地选择同时进行,互相协调。
10.1.5 本条为矿井建设场地选择的基本原则,根据近年来矿井设计经验和有关规定,增加了一些新的原则。规定必须有依据留有发展余地;场地布置在相邻矿井井田内时,必须征得该矿行政主管部门同意;场地选择在河道滩地上,压缩了行洪断面、与河争地,应按国务院批准发布的现行《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》,在河道(包括河滩地、湖泊、水库、人工水道、行洪区、蓄洪区、滞洪区)管理范围内新建、扩建、改建的建设项目设计必须满足技术、安全的要求并按照河道管理权限,得到河道主管部门审查同意。
10.1.6 本条规定了风井场地选址要求。
10.1.7 本条规定了地面炸药库选址要求。
10.1.8 矸石周转场污染水源,将危害职工和居民的身心健康,影响矿井生产。矸石周转场与进风井口的距离过近,其粉尘和有毒有害气体随风流动,通过进风井口进入井下各用风场所,使空气受到污染,危害井下工人的身心健康,影响矿井生产安全,故本条第1款、第2款为强制性条款,必须严格执行。
第2款、第3款、第5款在现行《煤矿安全规程》中也有强制性规定。第7款、第8款的规定引自现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599。第9款的规定系根据现行国家标准《煤炭工业污染物排放标准》GB 20426制订的。针对目前对矸石周转场场设计容量没有统一规定,本条根据现行《煤炭工程项目建设用地指标——矿井、选煤厂、筛选厂及矿区辅助设施部分》提出“其总容量能满足不大于生产期5年的排放量”,5年之后,原则上要将煤矸石综合利用或填塌陷区。
10.1.9 本条规定了防火灌浆站的布置要求。
10.1.11 本条规定了职工居住区、单身职工宿舍布置要求。
10.2 工业场地总平面布置
10.2.1 工业场地总平面设计应有近期实测且有适宜比例的地形图作的设计基础资料,是为了保证地形图的真实性,确保工业场地总平面设计的可行性和合理性。
总图专业需要的气象资料包括降雨、风向、冻结深度等;水文资料包括有关河流的河床演变、流量系列、洪水调查等资料和当地小汇水面积流量计算办法等;设计和前期工作的各阶段应重视场地工程地质资料,在可行性研究、初步设计和施工图设计各阶段,应分别具有场地工程地质的选址勘察、初勘和详勘资料。
10.2.2 工业场地总平面设计综合性很强,需根据井下开采、地面生产系统、标准轨距铁路运输、地面建筑、环境保护和地下管线布置等要求,运用总平面布置的原则,协调综合,使在平面布置上构成一个有机整体,既要节约用地,又要满足生产要求。特别是井下开拓部署、地面生产系统、标准轨距铁路运输三个方面,是制约总平面设计的关键环节,故着重提出了“协调井下开拓、地面生产系统、铁路运输等主要生产环节”的要求。本条对总平面布置原则提出了具体要求:强调了合理组织人流、物流路线,分别设置场地出入口,建筑风格的协调和特殊地质条件场地的要求。
10.2.3 当选煤厂作为矿井的一个车间时,为节约用地、减少能耗和投资,矿井与选煤厂应统筹规划,协调布置,防止厂、矿各自独立分区。辅助生产建筑、行政福利建筑及公用设施应联合设置。
10.2.4 本条为“节约用地”的设计指标规定。现行《工业项目建设用地控制指标——矿井、选煤厂、筛选厂及矿区辅助设施部分》明确规定,“本控制指标是核定工业项目用地规模的重要标准,是编制工业项目用地有关法律文书、工业项目初步设计文件和可行性研究报告等的重要依据,是对工业项目建设情况进行检查验收和违约责任追究的重要尺度。工业项目所属行业已有国家颁布的有关工程项目建设用地指标的,应同时满足本控制指标和有关工程项目建设用地指标的要求”。现行《工业项目建设用地控制指标——矿井、选煤厂、筛选厂及矿区辅助设施部分》还规定了指标的计算公式:
行政办公及生活服务设施用地所占比重指项目用地范围内行政办公、生活服务设施占用土地面积(或分摊土地面积)占总用地面积的比例。行政办公及生活服务设施用地所占比重=行政办公、生活服务设施所占用地面积÷项目总用地面积×100%,当无法单独计算行政办公和生活服务设施所占用地面积时,可以采用行政办公和生活服务设施建筑面积占总建筑面积的比重计算得出的分摊土地面积代替(注:矿井工业场地内的行政办公及生活服务设施包括矿办公楼、食堂、小车库、任务交待室联合建筑及场前集中绿地)。
绿地率是指矿井建设用地范围内的绿地面积与围墙内用地面积之比。绿地率=绿地面积÷围墙内总用地面积×100%。绿地面积包括厂区内公共绿地、建(构)筑物周边绿地等。
矿井工业场地总平面设计应执行该文件的要求,本条结合矿井设计的实际情况,作出用地控制的具体规定。该文件要求的建设项目投资强度不含煤矿工业场地,建筑容积率没有计算办法,所以矿井工业场地总平面设计不要求对这两项指标进行计算和表达。
矿井工业场地内布置的风井、救护队、黄泥灌浆站以及单身宿舍区等用地,应单独列出,不计入矿井工业场地用地面积指标。
10.2.5 场前区是矿井工业场地的主要出入口,建筑物和设施较多,包括门卫室、矿办公楼、食堂、任务交待室、浴室、矿灯房、汽车库、自行车棚等建(构)筑物和道路、停车场、宣传栏、绿化和美化设施等,人流较多。为使布置合理,体现现代化矿井的面貌,特提出了“应统一布置,相互协调”的要求。
10.2.6 任务交待室、浴室、矿灯房建筑,在历次《煤炭工业矿井设计规范》中均列入行政、公共建筑或生活福利建筑,所以列入场前区建筑,一般布置在场前区且靠近升降人员的井口。
为节约用地和便于布置人流路线,宜设计为联合多层建筑。当结合地形分散布置时,为避免工人上下井日晒雨淋和冬天下井人员要经受井上下较大的温度差,规定了“应设置人行地道或走廊”。当下井人员可在下井等候室乘坐无轨胶轮车直接下井时,等候室至井口之间也可不设地道或走廊。
10.2.8 根据现行《煤矿安全规程》第二百二十条规定“井口房和扇风机房附近20m内,不得有烟火或用火炉取暖”;通风机房利用扇风机运转产生的通风动力,供给井下足够的新鲜空气,满足人员对氧气的需要;冲淡井下有毒有害气体和粉尘,保证安全生产。如果有烟火作业的建筑和设施距离通风机房过近,烟火一旦带入井下会引起煤尘或瓦斯爆炸,破坏矿井通风系统,严重威胁矿井安全,故本条第1款为强制性条款,必须严格执行。另考虑到通风机噪声和抽出的乏风对周围的影响,规定了通风机房与进风井、压缩空气站、提升机房、变电所、矿办公楼之间的距离不宜小于30m。
10.2.9 瓦斯抽采及综合利用是矿井设计的重要内容。地面泵房距进风井口和主要建筑物距离过近,瓦斯抽放站(地面泵房)发生爆炸事故,将威胁进风井口和主要建筑物,严重影响矿井安全生产,造成人员伤亡、国家财产巨大损失。地面泵房周围20m范围内禁止有明火,避免瓦斯爆炸事故发生,故本条第2款、第3款为强制性条款,必须严格执行。
条文中的主要建筑是指:重要生产建筑,人员集中建筑。如:井口房、提升机房、变电所、通风机房、压风机房、选煤主厂房、办公楼、食堂、宿舍、联合建筑等。
10.2.10~10.2.15 这几条都是根据环境保护和安全生产的要求,结合矿井工业场地污染源与应保护建筑物的特点而编制的。有关防护距离的数据,经多年实践是可行的,故沿用历次矿井设计规范的有关条文补充完善。
10.2.16、10.2.17 这两条为对供水设施、生活污水处理站布置的基本要求。曾经发生高位水池由于地基问题出现工程质量事故,所以强调高位水池对地基条件的要求。
10.2.18 矿井修理车间、器材库(棚)主要为井下生产服务,故提出应位于与副井运输联系方便的地方。本条强调分区设置机修、器材供应设施,除了考虑功能不同,也考虑生产管理的要求。由于采掘机械化程度不断提高,规定了大型矿井配备龙门吊,设置设备器材临时堆放检修场地,场地面积的大小,未作硬性规定,但要根据具体情况,满足生产使用要求。
10.2.19 无轨胶轮车已经广泛应用于矿井辅助运输,但是对胶轮车库及胶轮车加油站的总图布置尚无规定,因此,本条作出了具体规定。
10.2.20 本条规定了汽油库布置及与进风井口和风机房安全距离要求。进风井口、通风机房是矿井安全生产的重要保障。汽油库至进风井口和通风机房过近,如汽油库发生火灾,可能会破坏矿井通风系统,如引起煤尘或瓦斯爆炸,将严重威胁矿井安全,故本条列为强制性条文,必须严格执行。油脂库宜位于器材供应区,或与材料库(棚)联合布置。
10.2.21 本条是设置汽车库的规定,因为小汽车与货运汽车的工作场所、出入口、停放地点都是不同的,宜分别布置。小车库宜利用场前区建筑地下室,以利节约用地和景观。
10.2.22 本条是根据现行《煤矿安全规程》的规定制订的。
10.2.23 坑木堆场如发生火灾,随风流一旦进入井下,将会导致煤尘或瓦斯爆炸,严重威胁矿井安全,故必须严格执行。
随着井下采用新型支护材料的不断发展,矿井坑木消耗量已有减少,而锚喷及其他支护材料有所增加。关于支护材料场的用地面积问题,原规范按坑木储存量每立方米用地数计算,包括砂石及其他支护材料用地。这种计算办法不能反映真实情况,也不便使用。本条修改为按井型等影响因素,分析选用。但是不同井型的支护材料场用地面积指标,无法数值计算,也缺少经验,有待在实践中积累经验进一步完善。
10.2.24 根据目前矿井职工通勤的实际情况,并适当展望未来,本条要求规划停车场,设计应执行现行国家标准《城市道路交通规划设计规范》GB 50220、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067、现行行业标准《城市道路设计规范》CJJ 37等有关规范规定。自驾车停车场车位数量,目前缺少调研分析资料,且随地区和职工收入水平不同差异较大,同时又受矿井工业场地用地指标的限制,因此,停车场用地暂不列入矿井建设用地,可采取与市政用地结合、租用土地等方式解决。
10.2.25 目前很多矿井在工业场地内布置单身宿舍区,但是总图布置比较随意。本条提出了单身宿舍区总平面布置的基本要求。单身宿舍区用地面积指标按现行《煤炭工程项目建设用地指标——矿井、选煤厂、筛选厂及矿区辅助设施部分》规定执行。
10.2.26 本条对工业场地绿化布置作了原则性规定。在不增加工业场地用地面积的条件下,设计应尽可能提高绿化覆盖率,以改善场地的生产和生活条件,提高环境质量。工业场地绿化用地包括:集中绿地、建筑物周围绿地和通道范围内规划的路侧绿地。在埋地管线带上栽种的灌木、草坪,不计入绿化用地,但计入绿化覆盖面积。
位于荒漠地带,或根据地方的绿化规划,在工业场地周围设置防护林带时,防护林带可在总平面布置图上表达,但是其用地不列入矿井建设用地,也不参加计算绿化占地系数。
有些矿井工业场地内,已经建设或规划了“生态水池”,可以起到收集、利用地面雨水和调蓄雨水、美化景观、改善小气候的作用,所以列入条文。
“绿化树木与建构筑物及地下管线的最小间距”表,引自现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187。
10.2.27 本条是对工业场地围墙设置的规定。“围墙至建筑物、道路、铁路和排水明沟的最小间距”表,引自现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187。
10.3 防洪及竖向设计
10.3.1~10.3.5 根据现行国家标准《煤炭工业矿区总体规划规范》GB 50465和其他相关规范,对原规范进行了局部文字修改和完善。
第10.3.1条第1款、第3款,井口及工业场地如果遭受到洪水淹没,将会直接影响矿井的安全生产,造成人员伤亡、国家财产巨大损失。因此,分别对井口及工业场地的防洪设计标准作了明确规定,以确保矿井安全生产,列为强制性条款,必须严格执行。第3款观测洪水位还包括调查可靠有重现可能的历史洪水位。
防洪设计标准在山区及丘陵地区是不难达到的,而在低洼的平原地区或河流河滩地或阶地内有时就比较困难。设计中常用垫高场地的做法,当填土高度不大,有建井矸石可以利用或有土源时,垫高场地的做法是可行的。此外还有采用防洪堤、场地与井口采取不同防洪标准的做法,除井口和与井筒连接的通道口、通风机房、变电所、绞车房等按井口的防洪标准设计,场地及其他建筑物的防洪设计标准可以适当降低。这时应经技术经济比较并报审批部门审查批准。
在沟谷选择工业场地时,由于场地用地不够,改沟、设暗涵扩大面积的案例很多,为减少改变水文地质条件,满足场地防洪要求,制订本条文。
10.3.6 本条为场地竖向设计的基本要求。
10.3.7 山区场地竖向设计具有特殊性。在因设计需要改变工业场地的自然地形时,除了要考虑减少土石方、建(构)筑物基础及场区设施的工程量,还应注意由于自然地形、地貌的改变而引起场地工程地质、水文地质条件的变化,特别是要防止使工业场地地基条件变坏的现象发生。例如不合适的挖方,当下层土质比上层弱时,会使地基承载力降低;在地下水位高的情况下,不仅会使地基条件恶化,而且也不利于工程管线的敷设。在湿陷性大孔土地区,平整场地不当,将会导致建、构筑物的损坏。在山区挖填不当,则易产生崩塌、滑坡等不良工程地质现象。
10.3.8、10.3.9 条文规定了竖向设计形式选择原则和场地平整坡度。一般应不小于5‰。
10.3.10 本条为台阶式布置时竖向设计的基本要求。
10.3.11 本条对挖、填方边坡设计作出了规定,特别提出对高挖、高填边坡、地质条件复杂的边坡应进行工程地质勘探和特殊设计。
10.3.12 本条对场地土方平衡作出了原则规定。
影响工业场地竖向设计的因素较多。根据煤矿工程建设的特点,在一般情况下,填方量大于挖方量是适宜的,以便利用建井期间的不燃矸石作为填料。这样既节约了建设费用,又减少了取土用地。工业场地平场土方填挖平衡,不是竖向设计的唯一目标,在特殊条件下,场地土方填挖不平衡也是可以的。
矸石用作填料时,应注意矸石填方下沉量大的问题。有些建设工地,对场地填方采取“杂填”的方法,造成场地持续沉降,埋地管线变形损坏,建筑物地基处理困难,所以填方区域的填料选择和压实要求,是必须引起设计重视的问题。
10.3.13 本条规定了排雨水系统的主要类型及选用原则。目前矿井工业场地场内道路较多的设计为城市型道路,随之也要求场地内排水系统采用以管道或明沟加盖板为主的形式。
矸石仓内滤水常见排入雨水明沟,冬季寒冷地区明沟内水流结冰,以至水流溢出水沟,造成场地内煤水漫流,污染环境,影响道路通行,所以必须妥善处理矸石仓滤水。
10.3.14 参照现行国家标准《室外排水设计规范》GB 50014,明确提出矿井工业场地雨水系统的设计重现期,其标准高于一般城市地区,并对设计中容易忽略的几个问题,作出了规定。
10.3.15 本条规定了场外截水沟的布置要求。
10.4 场内运输
10.4.1 场内运输方式选择必须根据与井下辅助运输方式配合协调,工业场地地形条件选定。无轨运输灵活机动、适应性强,有利于美化场容和改善场地排水条件,有条件时宜优先采用无轨运输。
地面窄轨铁路系统的牵引机车可采用架线电机车、蓄电池机车或内燃机车,在设计中要结合井下机车类型和地面运输具体要求以及场地内一般不宜架线的情况,根据技术经济比较合理选用内燃机车或蓄电池机车。
10.4.2、10.4.3 这两条是地面窄轨铁路设计的基本要求。沿用历次矿井设计规范的条文,略作完善。
10.4.4 影响场内窄轨铁路曲线半径大小的主要因素是机车、车辆的固定轴距和运行速度。因此,应根据通行车辆的最大固定轴距和运行速度确定其最小曲线半径。场内窄轨铁路运输距离短,行车干扰大,主要是调车作业的方式。行车速度一般可根据窄轨铁路道岔的允许行驶速度1.5m/s~3.5m/s确定。
10.4.5 场内窄轨铁路至相邻建(构)筑物、窄轨铁路、道路的最小距离,沿用原规范的条文。
10.4.6 场内道路布置的基本要求和采用汽车运煤时的道路设计要求。
10.4.7 本条对人行道设置作出了具体规定。为了消除不安全因素,特别增加了设置人行立体交叉的规定。
10.4.8 现行国家标准《厂矿道路设计规范》GBJ 22发布于1987年,二十余年来,我国的载重汽车吨位、公路设计理论和设计规范、路面材料等,都有很大的变化。所以建议场内道路设计时,路面结构及计算、桥涵汽车荷载等级及结构计算可参照有关公路设计规范。
工业场地场内道路路面宽度,宜采用7m、4.5m,大型矿井的主干道,可采用9m~12m宽。
10.5 管线综合布置
10.5.1、10.5.2 这两条为管线综合布置的设计基本要求。
10.5.3 本条为管线共沟布置的规定,引自现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187。
综合管沟具有管线集中设置、节约用地、便于检修等优点,但是煤矿设计实践中尚无成熟经验,按国家现行标准《城市工程管线综合规划规范》GB 50289执行。
10.5.4~10.5.10 这几条为对管线综合布置的具体规定,均引自现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187。
11 地面运输
11.1 一般规定
11.1.1 矿井地面运输设计应按规定的程序进行,在总体规划阶段,对运输方式、运输系统、运输方案和相关的设施等均有原则规定,矿井设计各阶段地面运输设计应遵照批准的矿区总体规划确定的原则进行。
设计中要正确处理近、远期关系。矿区煤炭生产规模往往是根据国民经济的发展、煤炭市场需求变化等因素,分期建设。因而,地面运输应适应各个阶段的发展,本着全面规划、分期建设的原则,从近期着手,不堵塞远期发展的后路。对易于改变的建筑物和设施按近期运量设计,做到布局合理,运营便利,工程节省,在不增加或很少增加初期投资的情况下,结合考虑各方面的发展需要。
有关设备布置要符合工艺流程,力求紧凑合理。应充分利用矿区和地方的交通、水源、电源以及其他公用设施,以提高经济效益。
铁路、道路建设需占大量土地,我国人多耕地少,选线设计和铁路站场布置要节约用地,充分利用荒坡瘠地,少占农田。
应处理好因铁路、道路建设而改变原来的自然地形、地貌,带来防洪、排灌、环境保护、城乡交通等诸多问题。
11.1.2 矿井煤炭产品的用途广、用户较多,运量、流向也不相同,按流向区域划分有外运、就地转化和地销等,运输方式也有铁路、公路、水运和带式输送机等,采用何种运输方式,对矿井设计、开发影响较大,因此增加本条。设计应参照矿区总体规划运输方案,通过进一步技术经济比较确定运输方式。窄轨铁路外运煤炭一般很少采用,因此本次修订删除了原规范第10.6节场外窄轨铁路。由于为矿井配套建设港口水运的情况比较少,且港航方面具有一套完善的规范、标准,矿井煤炭水运时,采用有关国家与行业的设计规范、标准,完全可以满足设计要求,故亦删除了原规范第10.8节水运。
11.1.3 矿井地面运输线路布置应结合井下开拓、开采和地质、地形、地貌进行设计。线路宜布置在无煤带或矿井留设的煤柱范围内,宜避开初期开采范围。如必须布置在将要开采范围或尚未稳定的采空区上时,线路走向宜垂直煤层走向方向,并结合采煤方法,分析和预测下沉量及变形值,对路基、桥涵等设计应参照类似矿区经验,采取修复和安全措施,以保证铁路的正常运输。
11.1.4 地面运输与国家铁路路网、公路路网、航运系统是网络关系。矿井生产的煤炭不仅通过矿区地面运输系统,而且还要通过国家铁路路网、公路路网、航运系统运往用户。因此,关于与国家铁路路网衔接、统一技术作业规程、组织行车以及衔接后的改扩建工程,影响城市规划,运营管理等问题,应与其有关部门互相配合,密切协作,并应取得有关问题的协议作为设计依据。
11.1.5 由于可持续发展、循环经济已成为国家产业经济发展的新战略,本规范中特意增加本条,强调其重要性。煤炭产业链中的其他工业项目如坑口电厂、煤化工和建材等关系密切,为最大限度地理顺生产环节,节省投资,避免重复建设,矿井地面运输设计时应加强协调,统筹兼顾。
11 地面运输
11.1 一般规定
11.1.1 矿井地面运输设计应按规定的程序进行,在总体规划阶段,对运输方式、运输系统、运输方案和相关的设施等均有原则规定,矿井设计各阶段地面运输设计应遵照批准的矿区总体规划确定的原则进行。
设计中要正确处理近、远期关系。矿区煤炭生产规模往往是根据国民经济的发展、煤炭市场需求变化等因素,分期建设。因而,地面运输应适应各个阶段的发展,本着全面规划、分期建设的原则,从近期着手,不堵塞远期发展的后路。对易于改变的建筑物和设施按近期运量设计,做到布局合理,运营便利,工程节省,在不增加或很少增加初期投资的情况下,结合考虑各方面的发展需要。
有关设备布置要符合工艺流程,力求紧凑合理。应充分利用矿区和地方的交通、水源、电源以及其他公用设施,以提高经济效益。
铁路、道路建设需占大量土地,我国人多耕地少,选线设计和铁路站场布置要节约用地,充分利用荒坡瘠地,少占农田。
应处理好因铁路、道路建设而改变原来的自然地形、地貌,带来防洪、排灌、环境保护、城乡交通等诸多问题。
11.1.2 矿井煤炭产品的用途广、用户较多,运量、流向也不相同,按流向区域划分有外运、就地转化和地销等,运输方式也有铁路、公路、水运和带式输送机等,采用何种运输方式,对矿井设计、开发影响较大,因此增加本条。设计应参照矿区总体规划运输方案,通过进一步技术经济比较确定运输方式。窄轨铁路外运煤炭一般很少采用,因此本次修订删除了原规范第10.6节场外窄轨铁路。由于为矿井配套建设港口水运的情况比较少,且港航方面具有一套完善的规范、标准,矿井煤炭水运时,采用有关国家与行业的设计规范、标准,完全可以满足设计要求,故亦删除了原规范第10.8节水运。
11.1.3 矿井地面运输线路布置应结合井下开拓、开采和地质、地形、地貌进行设计。线路宜布置在无煤带或矿井留设的煤柱范围内,宜避开初期开采范围。如必须布置在将要开采范围或尚未稳定的采空区上时,线路走向宜垂直煤层走向方向,并结合采煤方法,分析和预测下沉量及变形值,对路基、桥涵等设计应参照类似矿区经验,采取修复和安全措施,以保证铁路的正常运输。
11.1.4 地面运输与国家铁路路网、公路路网、航运系统是网络关系。矿井生产的煤炭不仅通过矿区地面运输系统,而且还要通过国家铁路路网、公路路网、航运系统运往用户。因此,关于与国家铁路路网衔接、统一技术作业规程、组织行车以及衔接后的改扩建工程,影响城市规划,运营管理等问题,应与其有关部门互相配合,密切协作,并应取得有关问题的协议作为设计依据。
11.1.5 由于可持续发展、循环经济已成为国家产业经济发展的新战略,本规范中特意增加本条,强调其重要性。煤炭产业链中的其他工业项目如坑口电厂、煤化工和建材等关系密切,为最大限度地理顺生产环节,节省投资,避免重复建设,矿井地面运输设计时应加强协调,统筹兼顾。
11.2 标准轨距铁路
11.2.1 《Ⅲ、Ⅳ级铁路设计规范》GB 50012是一本包含了铁路设计主要专业的综合规范,其对于通信、信号及电力等专业的内容都不够全面。因此,该规范不足部分,由国家与铁路行业设计标准补充。
11.2.2 铁路主要技术标准是根据铁路等级,结合接轨铁路的技术标准、沿线的地形、地质、水文等自然条件、工程投资和后期发展要求、吸引运量等因素,综合分析比较确定。近年来随着矿井开采的大型化,煤炭运量也大幅提高,铁路运量与运能矛盾突显,因此铁路管理部门大都要求接轨专用线采用与国铁一致的牵引质量,整列进出,路企直通,以简化运输作业组织,提高运能。鉴于铁路主要技术标准对标准轨距铁路设计的重要性增设本条。
11.2.3 接轨位置对专用线线路方案、工程投资、后期运营等影响较大,当接轨站位置有选择时,应结合线路方案进行技术经济比选,并宜保证主要的进出列车无须改变其运行方向通过接轨点。接轨位置选择为标准轨距铁路设计的重要组成部分,故增设本条。
11.2.4 铁路专用线线路方案影响因素较多,除主要控制点、自然条件和工程投资诸因素外,还应结合运输组织、限制坡度、牵引质量有关技术标准等通盘考虑。既要远近结合,照顾发展,经济合理,还要标准协调,运营便利,与衔接路网的运输组织相适应。铁路专用线为标准轨距铁路设计的主要组成部分,故增设本条。
11.2.5 装、卸车站主要为煤矿服务,是矿井运输系统的重要组成部分,因此其位置应根据井口位置、线路方案,结合地形、地貌、地面生产系统及工业场地总布置经综合分析比较确定。选择合理的站型,是保证矿井正常生产的重要环节。故应根据以下条件选择站型:
(1)运量:当运量大品种多时,应结合地形、列车牵引重量、装车时间、产品流向等因素选择单线、双线、多线或环形装车线站型。当运量小时,可采用单线装车的站型。考虑我国铁路推行路企直通运输的发展趋势,站型布置宜采用与快速定量装车系统相适应的贯通式直线装车站或环线式装车站布置形式,以简化作业。装车环线宜采用半径不小于250m的圆曲线。
(2)取送车作业方式:如采用送空取重,单取单送,等装的作业方式,应分别采用相应的站型。
(3)地形条件:当地形适宜时,可采用到发线与装车线纵列布置的站型。
(4)计量方式:当选用动态轨道衡,且机车可通过煤仓时,装车线可兼作到发线使用。
上述各项因素要综合分析比较确定站型,并宜留有发展余地。
11.2.6 按送空取重作业方式设置股道,虽然作业灵活,但在实际运转中,很多车站往往是按单取单送或等装进行作业,以致使一些线路长期不用或用的甚少,造成线路的积压浪费。因此采用何种作业方式布置站型,应根据运距、列车对数、车站在运输系统中的位置,结合矿区内、外车流组织因素确定。
(1)当距集配站或国家铁路技术作业站较近、在装车时间内机车返回尚可进行其他作业而不影响区间通过能力、不增加机车台数时,可采用单取单送作业方式。否则,可采取等装作业方式。
(2)当列车对数多,单取单送、等装不能完成运输任务时,可采取送空取重作业方式。
两个贯通式的装车站进行阶梯式配车时,其后一个装车站宜采取等装作业方式。
(3)对于代管铁路并组织始发直达列车运输,特别是设有快速定量装车系统的装车站,在满足能力的条件下,可采用本务机牵引装车的等装方式,省缺了配备调机的投资,减少了乘务人员,提高了经济效益。本条是根据我国煤矿铁路组织整列运输的特点增加的,符合国家节能减排政策,应成为代管铁路运输组织的发展趋势。
由于矿区行车组织较易变化,装车站设计应灵活而留有余地。当使用国铁机车取送车时,应与铁路部门取得协议,作为装车站设计依据。
11.2.7 本条对装车站的煤炭装、卸线路数量作了原则规定。
11.2.8 到发线数量是根据每昼夜各种占用到发线作业的总时间计算确定。目前由于计量方式的发展,定量仓、动态轨道衡等的使用,给直接在装车线上发车创造了条件,这样可减少到发线数量、转线作业和机车车辆的周转时间。在地形复杂的困难地区,增设到发线有限制时,选择适宜的计量方式亦是有利的措施之一。
11.2.9 矿井装车站一般只设一条材料线。设有矿井选煤厂的装、卸车站,可能需设置浮选药剂线、介质线等,因公路运输灵活、便捷,很多选煤厂采用公路运输浮选药剂、介质等,因此,设计时要落实好其运输方式,避免造成浪费。由于装卸量甚少,若分别设置线路,利用率不高,有条件时宜合并设置。但在设计时应考虑使用的灵活性,有必要时可设计为贯通式或混合式,便于平行作业。
11.2.10 对办理职工通勤和旅客列车的车站,应根据需要设置旅客线、站台、候车室。当旅客列车和通勤列车次数不多时,客运到发线可与货物到发线混合使用,否则可单独设置。为保证通勤职工和旅客集散,应设置方便和安全的通道。为防止人流横跨车站配线,必要时可设置人行地道或人行栈桥。
11.2.11 在原规范基础上增加了装、卸车站站线有效长度的规定。装、卸车站站线有效长度:
(1)组织始发直达列车运输的装、卸车站,其到发线有效长度应与接轨的铁路到发线有效长度一致,其他的到发线应为设计采用的列车长度(包括机车长度)加附加距离20m~30m;
(2)牵出线有效长度为牵出列车或车组长度加附加距离10m~20m;
(3)材料线有效长度为材料车长度加附加距离10m~20m;
(4)装、卸车线有效长度应按空、重车段各为设计的取送列车或车组的长度加附加距离10m~20m;装、卸车线根据煤矿运输的特点,空、重车段的划分如下:
1)单点装车,空车段以漏斗中心为界;重车段以轨道衡的重车端为界;
2)多点装车,单一品种煤有加煤平台时,空车段以最前一个装车漏斗中心为界;没有加煤平台时,以最前的第二个装车漏斗中心为界;装多品种煤时,应以品种划分的最后品种的最前一漏斗中心为界;重车段以轨道衡的重车端为界;
3)卸煤线空、重车段的划分:翻车机卸车,以其两端为界;受煤坑卸车,以其一端为界。
11.3 场外道路
11.3.1 现行国家标准《厂矿道路设计规范》GBJ 22是1988年8月1日施行的,至今未修订,部分内容已不符合目前的发展情况,因此,不足的部分可以采用国家与公路行业设计规范、标准补充。
11.3.2 矿井场外道路等级及其主要技术标准确定,除考虑道路运输量、道路性质及使用要求外,尚应考虑矿井场外道路所吸引的地方运量。在混合交通量和行人较多的地段,如靠近矿井大门和通向居民住区的路段,由于行人和车辆密度较大,为保证行人安全和车辆运行畅通,可适当加宽路基和路面的宽度。针对开发矿井与地方经济发展、城镇规划、交通规划等关系越来越密切的特点,增加了对于具有地方路网功能的道路,应符合交通部发布的行业相关标准、规范的有关规定。
11.3.3 矿区(井)爆炸器材库道路,虽交通量很小,但要求行车平稳,为确保安全,应采用适宜的路面。
11.3.4 随着我国载重汽车的发展,交通部发布的公路标准中已更新了桥涵设计的汽车荷载等级,为确保场外道路的桥涵安全,场外道路桥涵应按公路标准中的汽车荷载等级设计。
12 供 配 电
12.1 一般规定
12.1.1 对原规范第11.1.1条和第11.1.2条作了修改。原规范第11.1.1条系引自已废止的国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-95第1.0.2条,而现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052已删除该条文,故此次规范修订亦不再引用。在基本保留原规范第11.1.2条基础上,补充了矿井供配电设计应覆盖的主要内容。
12.1.2 保留原规范第11.1.4条内容。由于与现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-2009第4.0.3条内容重复,删除原规范第11.1.3条内容。
12 供 配 电
12.1 一般规定
12.1.1 对原规范第11.1.1条和第11.1.2条作了修改。原规范第11.1.1条系引自已废止的国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-95第1.0.2条,而现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052已删除该条文,故此次规范修订亦不再引用。在基本保留原规范第11.1.2条基础上,补充了矿井供配电设计应覆盖的主要内容。
12.1.2 保留原规范第11.1.4条内容。由于与现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-2009第4.0.3条内容重复,删除原规范第11.1.3条内容。
12.2 供电电源
12.2.1、12.2.2 根据现行国家标准《矿山电力设计规范》GB 50070-2009第3.0.3条的规定,有一级负荷的矿井应由双重电源供电。双重电源是指分别来自不同电网的电源,或来自同一电网但在运行时电路互相之间联系很弱,或者来自同一个电网但其间的电气距离较远,一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时,另一个电源仍能不中断供电,这样的电源都可视为双重电源。双重电源可同时工作,亦可一用一备。对电源的冗余要求,不仅限于电源供电线路,还应包括其上级电源(变压器、母线、线路等);当主供电源发生故障或断电时,备用电源容量至少应保证矿井全部一级负荷电力需求,大型及特大型矿井应保证一、二级负荷电力需求。除应满足双重电源的要求,根据现行《煤矿安全规程》,矿井电源线路还应附加有专用供电线路和作为备用的电源线路应带电备用的要求,以增加煤矿供电可靠性。
本条对原规范第11.2.1条作了较大改动,与原规范不同之处在于,本规范要求的双重电源强调的是两电源电气上的独立性,而对两电源空间上的距离未作规定。
有关双重电源的定义和解释详见现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052。
矿井供电电源关系到煤矿安全生产和人身生命等重大问题,一旦整个矿井停电,可能造成煤矿瓦斯爆炸、矿井水淹井、井下人员得不到救援、通信指挥中断等重大事故和重大经济损失,因此,第12.2.2条为强制性条文,必须严格执行。
12.2.3 保留原规范第11.2.3条部分内容,删除与本规范第12.2.2条重复部分及事故压降的提法。
12.2.4 保留原规范第11.2.4条内容,增加对同杆(塔)架设矿井电源架空线路的限制条件。
12.3 电压和电能质量
12.3.1 本条为新增条文。推荐中型及以上矿井选取的电压等级为110kV、35kV。
12.3.2 本条为新增条文。推荐新建矿井的一级配电电压宜采用10kV或同时采用更高等级电压。负荷较大或距井下主变电所较远的采区变电所可由地面主变电所,或设在地面的其他变电所或35(20)kV预装箱式变电站,以10(6)kV电缆线路通过井筒或专用电缆钻孔向井下采区配电。
12.3.3 本条为新增条文。对矿井地面、井下低压配电电压或设备的额定电压作出规定。其中,将井下允许使用的固定照明设备额定电压上调至220V电压。但这一修订内容得以实施的前提条件是:现行《煤矿安全规程》需要修改关于井下固定照明设备的最高允许127V额定电压的限定值;并且有符合现行《煤矿安全规程》规定,取得“MA”标志证的矿用防爆型或矿用一般型220V电压等级照明灯具及相应变压器、开关产品。提高照明设备的额定电压的优点在于提高照明质量、减少线路电能损耗、扩大单台井下照明变压器的供电范围。在有合格产品的前提下,并按现行《煤矿安全规程》的要求设置必需的保护,提高照明设备的额定压后,用电安全是有充分保障的。
12.3.4 保留原规范第11.4.3条第2款基本内容,增加实行逆调压方式的要求。计算能否满足用电设备端子处电压偏差允许值时,应考虑调压方式的不同和正确选择供电元件、系统结构。
12.3.5 本条为新增条文。条文内容主要引自现行国家标准《矿山电力设计规范》GB 50070-2009第3.0.11条的规定。电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰(劣化器件、设备或系统性能的电磁现象)的能力。电磁兼容水平是指预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上的规定的最高电磁骚扰水平。
根据现行国家标准《电磁兼容环境工厂低频传导骚扰的兼容水平》GB/T 18039.4的规定,将工厂电磁环境分为三类。其中,当内部耦合点连接有频繁启动的大型电动机、变化迅速的负荷、焊接设备或大部分负荷经换流器供电,这类环境可视为3类工业环境。煤矿供电系统内部耦合点大体上符合该类工业环境条件。因而矿山配电系统内部耦合点电压与期望的理想正弦电压参数(幅值、频率、相位平衡及波形)偏移宜按现行国家标准《电磁兼容环境工厂低频传导骚扰的兼容水平》GB/T 18039.4对第3类工厂电磁环境的电磁兼容水平(电压变化、电压暂降和短时中断、电压不平衡、谐波和谐间波电压)的要求执行。由于电气设备和装置对于各种类型的骚扰具有不同的敏感性,所以特定设备和装置,如地面照明设备,可根据实际骚扰水平,必要时可采取措施改善其局部电磁环境,有条件地采用第3类工厂电磁环境的电磁兼容水平;对于各种类型的骚扰特别敏感的个别设备可局部采用2类,甚至1类工厂电磁环境的电磁兼容水平。
不同于矿井配电系统内部耦合点,煤矿企业接入公用电网的连接处谐波的允许值尚应按现行国家标准《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549的规定执行,连接处电压波动和闪变的允许值应按现行国家标准《电能质量 电压波动和闪变》GB 12326的规定执行。
12.3.6 本条为新增条文。依据国家电网公司发布的《电力系统无功补偿配置技术原则》,电力用户在用户高峰负荷时变压器高压侧功率因数不宜低于0.95。
12.3.7 本条对原规范第11.4.8条进行了修改。电能质量补偿装置泛指无功补偿、动态无功补偿及谐波滤波装置等。
12.4 电力负荷
12.4.1 矿井电力负荷的分级是在原规范第11.3.1条的基础上作了若干的修改。根据现行《煤矿安全规程》的有关规定,本规范提升掘进工作面有备用机组的井下局部通风机、抗灾排水泵和防水闸门、向井下压风自救系统供风的地面空气压缩机为一级电力负荷。升降人员的立井提升机、瓦斯抽采泵、主要通风机等设施均直接关系到人身生命的重大问题,主井提升机、原煤生产系统等设施均直接关系到矿井的安全生产的主要问题,负荷分级的目的就是为了保证矿井的安全生产,人身生命得到保障,避免发生重大安全事故,每个矿井的设计必须按照本条规定执行,从设计源头杜绝重大事故的安全隐患,因此,本条规定为强制性条文,必须严格执行。
12.4.2~12.4.4 对原规范第11.2.2条进行了修改。依据现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052和现行《煤矿安全规程》的要求,对矿井重要用电负荷供电作了相应的规定。作为对电源的要求,两回线路与双重电源的严格程度是不同的,二者都要求供电线路有两个独立部分,而后者还强调电源的相对独立。
12.4.5~12.4.7 这几条为新增条文。有关应急电源的设置可参照现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052和《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》GB/Z 29328的有关规定执行。
在对具体矿井的各主要危险、有害因素、危害程度及其预防和控制的可能性进行综合分析、评价的基础上,部分或甚至全部矿井的升降人员立井提升机、抗灾排水泵、井下主要排水泵、主要通风机、瓦斯抽采泵、信息系统中心站等重要负荷可以有选择地被视作矿井的保安负荷,即保障矿井井下人员和资产安全所必需的电力负荷,并为之设置应急电源。
在主供和备用电源全部发生中断的情况下,载人立井提升机作为矿井重要的电力负荷,其应急运行的电力负荷量可以不考虑大件设备和其他物料的提升电力、电能的需求,通常只应以提升人员时的电力负荷作为应急电力负荷量;必要时可限制一次乘载人数和(或)降低运行速度,以降低作为应急提升时的电力负荷量。当矿井有两台载人立井提升机时,仅需选择其中一台作为应急供电的负荷,例如将交通罐作为该负荷。同样,矿井主要通风机、排水泵等亦有可能在减少排量或减少工作台数的工况下作应急运行,以减少对应急电源容量的要求。
12.4.8 对原规范第11.3.2条~第11.3.4条进行了修改。修改原规范第11.3.2条各级变电所母线最大负荷同时系数选择范围的规定。
删除原规范第11.3.3条有关矿井的年最大负荷小时数大于或等于5000小时的规定,推荐了矿井年电耗的统计方法。
删除原规范第11.3.4条有关线路、变压器总损失5%的规定。矿井电源线路和地面主变电所主变的功率、电能损耗应分别计入矿井的总负荷和年耗电量。
12.5 地面配电
12.5.1 本条为新增条文。从外部电源受电,作为全矿变配电中心的变电所称为矿井地面主变电所。
12.5.2~12.5.5 基本保持原规范第11.4.2条、第11.4.3条、第11.4.5条、第11.4.9条内容。删除原规范第11.4.4条、第11.4.6条。第12.5.3条的规定,主要是为了保证矿井主变一台故障或检修时,能够确保影响人身生命和安全生产的一、二级负荷设施正常运行,不至于造成矿井发生瓦斯爆炸、矿井水淹井、井下人员得不到救援、通信指挥中断等重大事故的发生和重大经济的损失,在保证了矿井一、二级负荷正常运行的条件下,矿井安全生产才会得到保障,因此,列为强制性条文,必须严格执行。
12.5.6 本条为新增条文。
12.5.7 对原规范第11.4.7条进行了修改。矿山企业6kV~10kV系统中性点接地方式的选择是具有综合性的技术问题,需经技术经济比较确定。有关矿井6kV~10kV系统中性点接地方式选择宜依据现行国家标准《矿山电力设计规范》GB 50070-2009第3.0.9条规定执行。我国煤矿长期以来采用不接地和消弧线圈接地方式,已具有较成熟运行经验。矿山企业6kV~10kV系统中当单相接地故障电流不大于10A时,电缆接地电弧电流自熄灭条件较好,单相接地故障不易转变为相间短路故障,对设备的损害程度低。而当单相接地故障电流大于10A时,需采取限制单相接地故障电流的措施,如采用消弧线圈接地方式,限制单台主变压器供电范围等措施。当发生单相接地故障且流经接地故障点的电流不大于10A时,故障电压(外露可导电部分和外界可导电部分与大地之间在故障情况下出现的电压)较低,可不切除故障回路而保持短时期运行,以提高供电连续性。因而当矿井6kV~10kV系统采用不接地或消弧线圈接地方式时,应将流经单相接地故障点的电流限制在10A以内。
12.5.8 基本保持原规范第11.4.1条内容。为保证高、低压配电系统运行的可靠性,增加了限定同一电压的配电级数的要求。
12.5.9 新增地面10(6)kV配电变压器的选择要求。
12.5.10 对原规范第11.4.10条作出了修订。新增地面生产配电电气设计要求:
(1)地面生产系统的配电设备,宜集中设在一个或多个单独的配电室。配电室应设在现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058定义的非爆炸危险环境内,与筛分、破碎车间等有爆炸危险环境之间应用非燃体的实体墙隔开,且门窗应位于爆炸危险区域之外。满足上述条件时,配电室内可采用非防爆电气设备。
(2)煤矿地面生产系统爆炸性环境危险区域划分目前尚未形成标准,本条编制时,参考现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058、《煤炭洗选工程设计规范》GB 50052和已报批的《煤炭洗选工程设计防火规范》等有关规定,将煤矿地面生产系统爆炸性环境危险区域划分为:
1区:高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的煤仓、封闭式储煤场;
2区:高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的筛分、破碎车间;
20区:原煤、干煤产品煤仓、封闭式储煤场;
21区:筛分、破碎车间等干煤生产加工车间、原煤和干煤产品煤仓的装、卸载口周围1m范围;
22区:原煤和干煤产品煤仓的装、卸载口周围1m~4m范围。上述场所电气装置设计应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058的要求。
12.6 井下配电
12.6.1 基本保留原规范第11.5.7条内容。井下主变电所可以向整个井下水平供电,或仅向主排水、大巷运输和个别采区等部分井下负荷供电。由于大负荷采区变电所亦可从地面直接供电,此时,井下主变电所作为一个水平变配电中心的作用已经相对弱化。
12.6.2 基本保留原规范第11.5.8条内容。采区变电所可由地面变电所或井下主变电所供电,亦可采用二者混合供电。参见本规范第12.3.2条说明。
12.6.3 基本保留原规范第11.5.1条内容。由于下井电缆是经井筒或钻孔敷设,安装、检修不便,更换故障电缆非常困难,因而要求当全部下井电缆中一回路停止供电时,井下全部负荷用电应能由其余下井回路分担。其余下井回路不能担负井下全部负荷用电时,可能因电缆过负荷发生故障,导致井下突然大面积停电,且短时间内难以恢复,造成重大经济损失,甚至引起重要设备损坏或人身伤亡,因此将本条列为强制性条文。
12.6.8 本条主要是为了保证矿井井下主变电所内主变一台故障或检修时,能够确保影响人身生命和安全生产的一、二级负荷设施正常运行,不至于造成矿井发生瓦斯爆炸、矿井水淹井、掘进工作面通风中断和重大经济的损失,在保证了井下一、二级负荷正常运行的条件下,矿井安全生产才会得到保障,因此,本条文对井下主变的容量作出了强制性规定。
12.7 照 明
12.7.1 对原规范第11.6.1条进行了修改。主要依据现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052-2009第7.0.9条的规定。
设有10(6)/0.4kV变电所的建筑物,室内照明线路和低压动力线路应在变电所低压配电母线处分开。由两回220/380V外部电源配电的建筑物,该建筑物室内照明线路和低压动力线路应在低压总配电柜(箱、屏)母线处分开。由单回220/380V电源配电的建筑物,正常照明线路宜接自动力配电柜(箱、屏)总开关电源侧。
12.7.2 在原规范第11.6.2条的基础上进行了修订,增加设置应急照明的场所。
12.7.3 本条为新增条文。
12.7.4 对原规范第11.6.3条进行了修改,并按照现行国家标准《矿山电力设计规范》GB 50070-2009第4.5.6条的规定,适当提高井下场所的照度标准。
12.7.5、12.7.6 这两条为新增条文。
12.8 防雷、过电压保护和接地
12.8.1、12.8.2 在原规范第11.7.1条~第11.7.3条的基础上进行了修订。
12.8.3 本条为新增条文。参照现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058和《建筑物防雷设计规范》GB 50057的有关要求,规定了矿井地面建筑物的防雷等级。
12.8.4 本条为新增条文。根据现行国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077有关条文制订。
12.8.5 本条为新增条文。增加了井下作等电位联结的要求,详见现行国家标准《矿山电力设计规范》GB 50070-2009第4.2.10条、第4.2.11条的规定。
13 信息与自动化
13.1 一般规定
13.1.1 本章节的修订对原规范作了较大改动。除了对章及部分节的名称作了改动外,由于原规范第7.4节的内容与本章相同,因此本次修订将其并入了第13.2节。同时由于计算机和信息技术的迅速发展,近年来煤矿计算机和信息技术在弱电领域的大规模应用,原规范的一些内容已显得不合适,因此本次修订对本章的内容作了较大改动,并增加了一节信息管理的内容。
13.1.2 本条依据国家煤矿安全监察局制定并颁布的《煤矿矿用产品安全标志管理暂行条例》的规定制订。目前,在安标国家矿用产品安全标志中心(矿用产品安全标志办公室)颁布认证范围内的煤矿矿用产品,都必须在经过检测检验并获得“MA”认证后才能使用。
13.1.3 现行国家标准《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》GB 50581和《煤矿安全生产智能监控系统设计规范》GB 51024对监测监控系统的分类、系统设置原则、设备配置等作了规定,比本章中的规定更为具体,更有指导作用。
13 信息与自动化
13.1 一般规定
13.1.1 本章节的修订对原规范作了较大改动。除了对章及部分节的名称作了改动外,由于原规范第7.4节的内容与本章相同,因此本次修订将其并入了第13.2节。同时由于计算机和信息技术的迅速发展,近年来煤矿计算机和信息技术在弱电领域的大规模应用,原规范的一些内容已显得不合适,因此本次修订对本章的内容作了较大改动,并增加了一节信息管理的内容。
13.1.2 本条依据国家煤矿安全监察局制定并颁布的《煤矿矿用产品安全标志管理暂行条例》的规定制订。目前,在安标国家矿用产品安全标志中心(矿用产品安全标志办公室)颁布认证范围内的煤矿矿用产品,都必须在经过检测检验并获得“MA”认证后才能使用。
13.1.3 现行国家标准《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》GB 50581和《煤矿安全生产智能监控系统设计规范》GB 51024对监测监控系统的分类、系统设置原则、设备配置等作了规定,比本章中的规定更为具体,更有指导作用。
13.2 监控及自动化
13.2.1、13.2.2 这两条是对构成矿井监控及自动化系统各专业子系统的要求。
13.2.3 根据现行《煤矿安全规程》的规定,高瓦斯、煤(岩)与瓦斯突出矿井必须装备矿井安全监控系统。虽没有对低瓦斯矿井是否装备安全监控系统作出规定,但根据我国煤矿安全生产的经验,低瓦斯矿井虽然瓦斯涌出量较小,但在无风、微风的状态下,仍然会形成瓦斯积聚,发生瓦斯事故,因此,也需要监控瓦斯和井下设备的安全运行状况。2005年全国发生的40起特大瓦斯事故中,18起发生在低瓦斯矿井,这就充分说明了在低瓦斯矿井装备安全监控系统的必要性和紧迫性。故现行《煤矿安全规程》规定:“所有矿井必须装备矿井安全监控系统”。由于视频监控有可能干扰安全监控数据的传输,影响矿井安全,故增加“严禁矿井安全监控系统与视频监控系统共用同一芯光纤”的强制性规定。
13.2.4 每个矿井环境和生产中潜在的危险因素种类及程度不同,因此需要根据具体情况确定矿井安全监控系统的类型及参数种类。
13.2.5 本条根据国家安全监管总局国家煤矿安监局安监总煤装[2011]33号《关于印发<煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)>的通知》、[2011]15号《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》、[2012]15号《关于煤矿井下紧急避险系统建设管理有关事项的通知》制订。
关于井下可移动式救生舱内的氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及温度等环境参数实时监测,需要明确可移动式救生舱内带的上述传感器,能否与矿井安全监控系统对接。
13.2.6 国家安全生产监督管理总局相关文件要求高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井安全监控系统应该与上级联网。
13.2.7 本条源于现行《煤矿安全规程》和现行行业标准《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ 1029。矿井安全监控系统配置涉及矿井安全问题,必须不间断运行,矿井安全监控系统配备的主机及系统联网主机必须双机备份。是对安全监控系统主机功能和配备的要求,矿井的瓦斯等有害气体需要24小时进行监控,并且不能停顿,因此主机的稳定运行至为重要,双机备份就是为了保证监控不停顿。系统主机应双机热备份,监控主机工作时,备用主机接收并存储监控信息。当工作主机异常时,备用主机自动转入工作状态,并使原工作主机转入备用状态。由于系统传感器采集的数据上传时,在分站或系统暂存的时间不超过5min,因此,当主机发生故障时,丢失信息的时间长度不应大于5min。安全监控系统对井下灾害的发生起到预先报警、避免灾害发生的作用,因此安全监控系统连续、不间断运行以免信息丢失,对矿井安全至关重要,故为强制性条文,必须严格执行。
13.2.8 本条技术参数源于现行行业标准《煤矿安全监控系统通用技术要求》AQ 6201,是对系统运行资料保存的要求。但随着计算机存储技术的发展,大容量的存储已不是问题,因此7天的存储时间稍显保守,可以根据实际情况适当加大存储时间。
13.2.9 本条源于现行《煤矿安全规程》和现行行业标准《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ 1029,是对安全监控系统配备的要求,以保证在断电的情况下地面和井下安全监控系统仍能保持不小于2h的运行。
13.2.12 井下作业人员管理系统记录了井下作业人员的位置、运行轨迹,事故发生时,是救援的重要依据,主要涉及井下人员安全问题,井下发生事故时,可为及时施救创造有利条件。故为强制性条文,必须严格执行。
13.2.13 本条源于现行行业标准《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》AQ 1048。
13.2.14 见本规范第13.2.5条说明。永久避难硐室应当具备应急逃生出口或采用2个安全出入口,即要么设2个安全出入口,要么设1个安全出入口和1个应急逃生出口。
13.2.15 本条源于现行行业标准《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》AQ 6210。
13.2.16 本条源于现行行业标准《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》AQ 1048,是对井下作业人员管理系统主机和备用主机的要求。工作主机工作时,备用主机实时监测工作主机的工作状态,当工作主机异常时,自动转入工作状态,并使原工作主机转入备用状态。井下作业人员管理系统记录了井下作业人员的位置、运行轨迹,事故发生时,是救援的重要依据,因此井下作业人员管理系统连续、不间断运行以免信息丢失,对人身安全至关重要,故为强制性条文。
13.2.17 见本规范第13.2.15条说明。
13.2.18 矿井的矿灯总数是根据日常下井人数外加维修和其他余量组成,比较准确。
13.2.19 本条技术参数源于现行行业标准《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》AQ 6210。
13.2.22 本条参考“六大系统”的要求设置。
13.2.23 模拟视频监控系统电缆或光缆比较多,摄像头不宜过多。数字视频监视系统线缆较少,因此中型及以上矿井采用数字视频监视系统可以设置较多摄像头,也可以采用数模混合视频监视系统。
数字视频彩色摄像机所占带宽较多,但清晰度高,目前是发展的趋势,技术已日渐成熟,设计时可综合考虑。
13.2.24、13.2.25 技术参数源于现行国家标准《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》GB 50581,其中每路记录速度不宜低于25帧/s,是保证图像连续。记录/回放图像质量不应低于四级是指五级损伤制评定标准。见表5。
表5 五级损伤制图像质量评定标准
13.3 计算机网络
13.3.1、13.3.3 采用标准TCP/IP协议和工业以太网作为核心技术的矿井信息与自动化系统已成为当前的发展趋势。要求在构成矿井信息与自动化系统中,矿井监控及自动化子系统、矿井综合监控及自动化和矿井信息管理的网络架构,这里主要指网络架构。
矿井信息与自动化系统包括三个层面,信息管理层、综合监控及自动化层、监控及自动化层。最底层的监控及自动化层由各专业子系统组成,实现安全生产的现场运行,如:自动化、半自动化子系统和安全、生产、视频、监控系统及井下作业人员管理子系统等。
综合监控及自动化层为采用标准TCP/IP协议的工业以太网,是集数据通信、处理、采集、控制、协调、综合智能判断、图文显示为一体的集控系统,面向生产现场实现集中管理,分散控制的调度指挥模式。对生产现场全方位信息实时采集反馈及控制,及时处理,协调各生产系统工作,同时为矿井信息化管理层提供信息源,构建高灵敏度的生产联动指挥“神经系统”。
信息管理层为采用标准TCP/IP协议和以太网技术的局域网,是矿井日常安全生产过程管理的综合信息平台,集成与生产组织过程管理相关的各类专业信息,为矿井信息管理层的实时化管理者提供信息支撑平台,为矿各级管理人员提供信息共享平台,为矿决策层构建矿井安全生产经营“驾驶舱”。
上述三个层面组成的矿井信息与自动化系统是目前煤矿安全生产信息与自动化的发展趋势和方向,其技术也日趋成熟,代表了当前矿井安全生产管理的现代化水平。
13.3.2 本条规定矿井各监控及自动化子系统需具备标准的以太网接口,支持标准TCP/IP传输协议,实现与矿井综合监控及自动化工业以太网的联网。尚不具备标准以太网接口的系统,可利用工业以太网交换机内置的接口转换装置,或配置专用的接口转换装置,实现与矿井综合监控及自动化工业以太网的联网。同时,矿井各监控及自动化子系统应尽量采用标准、开放的OPC软件接口协议,以达到便利、规范化地实现与矿井综合监控及自动化系统的数据通信。涉及矿井安全的重要子系统可采用标准的FTP文件传送协议实现数据上传。
13.3.4、13.3.5 综合监控及自动化系统属于综合监控及自动化层面,与最底层的监控及自动化层面的各专业子系统连接,集成各专业系统于采用TCP/IP协议标准的工业以太网技术平台,便于集中管理、分散控制。技术参数源于现行行业标准《矿用以太网》MT/T 1131。
13.3.6 商用级网络产品一般在性能、配置方面比工业级产品更先进,但商用级产品在系统的可靠性、稳定性,特别是对环境的适应性方面无法达到工业级产品的要求。为保证系统的可靠性、稳 定性,条文对采用工业级产品的原则作出了规定。对重要设备、重要线路采用冗余配置方式,使系统在一台设备或一条线路故障时,能迅速转接到另一台设备或另一条线路继续工作。
13.3.7 为保证网络的安全,本条规定矿井综合监控及自动化网络与矿井信息管理网络联网时,应采取物理隔离措施。并应根据矿井具体情况制订网络安全性策略,确定网络安全设备及软件的配置方案。
13.3.9 一般矿区对所属矿井的信息管理网络系统要求联网互通,因此在矿区关于信息化总体规划方案中应有所要求。
13.3.10 矿井地面建筑内的计算机网络主要是矿井信息管理网络部分,要求按现行国家标准《综合布线系统工程设计规范》GB 50311的有关规定设计。
13.4 信息管理
13.4.1 信息管理系统属于矿井信息管理层面。除了综合监控及自动化网络和矿井信息管理网络硬件设施外,这里的矿井信息管理系统主要指软件部分。矿井安全生产信息系统是对矿井监控及自动化层面信息进行采集、处理,在矿井信息管理层面分析及诊断。矿井办公信息系统是包括矿井办公自动化和各种业务应用模块的矿井日常管理软件,主要在矿井信息管理层面运行。
13.4.2 本条是对矿井安全生产信息系统基本功能要求。
13.4.3 本条在对矿井安全生产信息系统基本功能要求外,进一步要求建立综合监控一体化软件平台,提出集数据整合、处理、通信、监控、协调、综合智能判断、图文显示和存储等为一体的更高功能要求。
13.4.4 建立矿井灾害应急预案处理系统是矿井及时、有效应对突发重大灾害的基本保证,需根据矿井具体条件,分析、确定可能产生的重大灾害种类,制订相应的应急救援措施预案。
13.4.5 矿井建立支持决策的专家辅助系统,有助于矿井安全生产出现重大问题时的应对和决策。建立矿井GIS地理信息系统,为矿山资源的合理利用、开发和科学管理提供依据,还可以监测和分析预测灾害发生的可能性,为决策提供依据。
13.4.6、13.4.7 矿井办公信息系统包括了办公自动化和各种业务应用模块。一般矿区对所属矿井的办公自动化系统要求联网互通,因此在矿区关于信息化总体规划方案中应有所要求。
13.5 通 信
13.5.1 多年实践证明,当发生矿难人员被困时,有线电话是最有可能与被困人员联系的手段,因此,矿井必须装备有线调度通信系统,且矿用有线调度通信电缆必须专用,这样可以为事故施救提供宝贵时间,降低事故的影响范围和程度,故为强制性条文,必须严格执行。
13.5.2 目前程控数字调度交换机已成为主流交换机,完全取代了模拟式交换机,且具有性价比高、易于扩充、功能强大的特点。
矿用程控数字交换机,可使行政用户与调度用户合为一体。使用该交换机,调度用户可用自动拨号完成横向联络,调度员可利用无阻塞呼叫、紧急呼叫等直通性能,对调度用户完成纵向联络,克服了以往调度员代替话务员的缺点,使矿井行政电话和调度电话合用交换机成为可能。当选用这种交换机时,一般不另设调度总机。
13.5.5 由于通信技术的迅猛发展,移动通信设备日新月异,也给井下无线通信设备创造了可供选择的空间。为适应井下无线通信设备的发展,本条文没有规定井下无线通信设备的具体型式,在设计选型时,可根据项目的特点和要求,经过技术经济比选,采用可靠实用的井下无线通信设备。
13.5.6 本条规定行政电话交换设备对矿区中继数量。按矿井行政电话交换机容量10%~15%的配置,是模拟中继的数量,也可作为中继是数字传输的参考。每个E1(速率为2048kb/s)可传30路,为1块板,不少于2个E1就是避免1个E1故障时通信中断。使用光缆时宜选用环形结构,是中继线备用路径投资较少的方案。
13.5.7 以前在确定矿井行政电话交换机容量时,是根据矿井的在籍职工人数计算的,在当时的情况下,起到了一定的指导作用。近年来,随着矿井的机械化、自动化水平的不断提高,生产工效大幅度提升,导致矿井员工人数大大减少,而管理水平的提升又对矿井通信能力提出了更高的要求,再按照在籍职工人数计算行政电话交换机容量显然已不合适了。本条第1款是参照了参照现行国家标准《综合布线系统工程设计规范》GB 50311的有关规定,结合矿井安全生产的特点,提出了本规定。第3款是考虑交换机不能满容量运行,以免影响通话率,同时又要考虑以后电话设置的增加量。
13.5.8 在选择通信系统的接入方式时,宜考虑虚拟网接入的可能性。采用虚拟网接入,可节省行政电话交换机的安装空间及其空调等辅助设备的费用,不需用户维护,同时虚拟交换机不但具有用户程控交换机的功能,又可提供增值服务,系统升级与电信运营商同步。在有条件的地区,应对设置程控用户交换机和虚拟用户交换机两个接入方案进行论证,择优确定。
13.5.9 目前IP电话发展前景较好,处于发展阶段,但运行还欠稳定,易受干扰,设备环节较多,可作为矿井通信的辅助通信。
13.5.10 矿山救护队和消防站应该时刻保持与矿井调度室的通信,并且要直接通信不需转接,配有地面无线对讲系统是作为备用通信,目的是确保矿井有事故时救援及时。
13.5.11 根据对一些矿区的调查,不少井筒通信电缆常有被砸坏的现象。为保证井下用户的通信,不仅井筒的电缆不应少于两条,而且强调相互之间应有联络电缆,当某条通信电缆出现故障时,另一条电缆根据用户重要性,及时承担井下主要用户或全部用户的通信,以保证重要用户通信畅通。
13.5.12 本条所列地点之间都是矿井安全生产工作联系较多,并且安全生产工作比较重要的地点。它们之间设置直通电话,是为了保证矿井正常的安全生产不出问题。
13.5.13 本条所列场所都是矿井安全生产的关键部位,这些场所保持与矿调度室的直接通信,对保证矿井的安全生产至关重要。
13.5.14 矿井主变电所至上一级变电所按电力系统要求都要设置专用的电力调度通信,矿井供电系统涉及矿井生产和人员安全问题,鉴于矿井供电的重要性,同时要求与矿调度室必须有直接通信,以便供电出现故障时,矿调度室及时采取应急措施。
13.5.15 备用量=备用芯线对数/电缆芯线对数。
13.6 信 号
13.6.1 根据现行《煤矿安全规程》的规定,“升降人员和主要井口绞车的信号装置的直接供电线路上,不应分接其他负荷”,提升信号装置应由专门电源供电或设专用电源变压器,不容许将信号电源和井下照明电源混在一起,这对提升是不安全的。因此规定,信号电源应设专用电源或专用电源变压器,以此提高提升的安全性。
对不提入的采区上、下山及矸石周转场信号,根据具体情况,对本条第1款、第2款可适当简化或放松要求。
在多水平或多层罐笼提升时,各水平或井上、下各层出车平台信号闭锁不全,信号种类没有区别时,能引起误操作,造成人、物损伤的事故,设计中必须充分重视。
“必要的闭锁关系”是指:井口阻车器、摇台、罐座、安全门等与罐笼的闭锁;井口信号装置与提升机控制回路的闭锁;各把钩工与井口总把钩工及向提升机司机发送信号的闭锁;各水平之间的相互闭锁;以及其他提升机安全运行所必需的闭锁关系等。
13.6.2 为确保提人和提物料时的安全准确,设“保留信号”能引起对提升信号的充分重视,保证其运行可靠。
主井一般采用双箕斗提升设备,且多为自动装卸载,故提升信号应自动发送。当自动装卸载装置出现故障时,应能用手动发送,并直发提升机房。为确保提升安全,装载点应有定重装置及必要的闭锁(指井上下煤仓的煤位信号,定量斗门的限位,气动/液动扇形闸门的闭锁等)。提升信号选用的设备及装置,应技术先进、运行可靠。
13.6.3 斜井串车提升,多为人工装卸及摘挂钩方式,故提升信号为手动操纵。为确保提升安全,信号应经井口转发。
斜井人车在运行途中应在任何地点都能发出事故紧急信号,这样才能及时停车,有效地防止事故扩大,是确保人员安全的重要措施,因此该信号装置必须运行可靠。
13.6.4 矸石周转场多位于工业场地外,一般提升距离较短,工艺流程较简单。采区上、下山提升机一般作为提升矸石和物料,提升量不大,一般采用单钩提升,故可采用直发式信号。但应按预先规定好的音响或其他措施区别信号种类。当双钩提升,工艺复杂时,应根据需要用转发式信号。
13.6.5 地面提升机房及矸石周转场,因没有瓦斯且通风良好,不宜选用防爆型设备,井口附近宜选用矿用一般型,其他地点按现行《煤矿安全规程》有关规定执行。
13.6.6 设置独立的信号房及信号硐室,有利于信号工的操作和休息及信号设备的维护,因此规定信号装置较多,且经常有信号工值班的倾斜井巷及主要地点应增设信号房及信号硐室。
13.6.7 地面生产系统是矿井主要生产环节,为确保生产安全便于生产调度指挥,条文规定:集中控制装置应设有声光兼备的启动预告信号。
13.6.8 现行国家标准《煤矿井下机车运输信号设计规范》GB 50388对井下机车运输信号监控系统的分类、系统设置原则、信号显示、联锁要求、设备配置等作了规定,规定更为具体,更有指导作用。
13.6.9 随着6.0Mt/a乃至10.0Mt/a以上的大型矿井的出现,使得井下无轨胶轮车运输在局部区段容易发生交通堵塞,为避免在这些区段出现交通混乱,杜绝事故的发生,条文规定对运输繁忙的区段,应设置交通运输信号装置。类似地面公路交通,车辆过多,交通繁忙时,没有交通信号控制,容易发生安全事故。
14 地面建筑
14.1 一般规定
14.1.3 响应国家提倡技术创新的政策,结合国家的技术经济政策,本规范提出了在矿井地面建筑中推广使用新材料和采用新的结构体系。例如新型轻型材料及节能建筑材料的应用,网架、网壳、索膜结构在储煤场中的应用以及钢管空心球节点桁架在大跨度栈桥方面的应用等,都可以起到降低综合造价、节能环保的作用。符合促进可持续发展、建设节约型社会的指导思想。
14.1.4 矿井建筑结构是为矿井生产服务的,其设计使用年限必须满足矿井设计服务年限的要求。
根据年生产能力矿井设计服务年限分为40年、50年、60年、70年四个档次。对于设计服务年限低于50年的矿井,其主要建(构)筑物的设计使用年限应按现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定采用50年设计;当矿井服务年限超过50年时,主要建(构)筑物的设计使用年限若仍取50年,则不能满足使用要求,若统一取100年设计,则过于严格,造成浪费。应从荷载取值、耐久性、构造措施、使用维护等方面满足实际服务年限的需要。对于那些不直接影响生产或者影响较小的、易于拆除重建的建(构)筑物,可不受本条限制。
建(构)筑物的安全等级是根据所属工艺系统破坏后可能产生的后果,按照现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的原则确定的。
基于煤矿生产的特点,井上系统的破坏后果不很严重,其结构安全等级可取为二级。
提升及井下通风、供配电、给排水、通信系统的建(构)筑物如发生破坏,则直接危及井下工人的生命;同时,若井下发生事故,这些系统又是维系井下安全和抗灾抢险的必要条件。因此,本规范将这些建(构)筑物的安全等级予以提高。矿山救护及消防系统承担着事故救援工作,该系统建(构)筑物的安全等级显然不能低于被救护系统的安全等级。
同一建(构)筑物内各种结构构件宜与整个结构采用相同的安全等级。但也允许对部分结构构件根据其重要程度和综合经济效果作适当调整。如提高某一构件的安全等级所需额外费用很少,又能减轻整个结构的破坏,从而大大减少人员伤亡和财产损失,则可将该构件的安全等级提高一级;相反,如某一构件的破坏并不影响整个结构或其他构件,则可将其安全等级降低一级。
抗震设防类别是根据现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的原则制订的,本规范的规定忽略了大型矿区和矿井的界限。这主要是因为,无论井型大小,提升、通风、供配电、给排水、通信系统的功能都不能中断,而小井型的矿井,往往机械化程度较低,井下作业人员较多,地震危害后果反而更严重。
14.1.5 被加固的建(构)筑物,其加固前的服役时间各不相同,加固后的功能又有所改变,因此不能沿用新建矿井的要求,而应根据改扩建后继续使用年限进行加固设计。
14.1.6 本条是根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的原则拟定的。矿井地面工业建(构)筑物的火灾危险性分类与耐火等级的划分,对国家财产及人身安全有直接的影响,设计必须严格遵守。原规范已将主、副井提升机房(缠绕式与多绳摩擦式落地提升机),由三级提为二级,主要是因为提升机房一般均与配电室、电阻室、发电机(组)室联合建造。
本次修订矿井工业建(构)筑物的火灾危险性分类与耐火等级与原规范的规定基本一致。只作了两处修改:
(1)根据矿井油脂库实际存放的介质类型,按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的分类原则,将矿井油脂库改为丙类;
(2)根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中关于生产的火灾危险性分类举例,将封闭式储煤场明确为丙类厂房而不是仓库。
凡表14.1.6中未列入的厂房、库房、民用建筑等,均按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016执行。
14.1.7 有关安全出口的规定与原规范条文基本一致,本条第3款、第4款是根据公安部公消(1992)176号“关于‘煤炭生产系统建筑物安全出口设置的补充规定’的复函”制订的。本次修订增加了第2款、第5款两个强制性条款,其目的是确保火灾发生时,大部分厂房拥有两个安全出口,且工人具有足够的逃生时间。
14.1.8 表14.1.8规定了主要工业建(构)筑物室内通道宽度,仅作为校核工艺设备布置时用,如与工艺布置发生矛盾,应提出与工艺协商。凡表中未列入的,应以现行国家有关规范、规定为依据。
14.1.10 本章仅对矿井主要建(构)筑物的设计作了一般规定,供初步设计人员和项目负责人参考,施工图设计时应遵守现行国家标准《煤矿矿井建筑结构设计规范》GB 50592的有关规定,对于供热、给排水、供配电系统的建筑物及井塔、井架、筒仓等构筑物,国家另有专项设计规范需要遵守。
14 地面建筑
14.1 一般规定
14.1.3 响应国家提倡技术创新的政策,结合国家的技术经济政策,本规范提出了在矿井地面建筑中推广使用新材料和采用新的结构体系。例如新型轻型材料及节能建筑材料的应用,网架、网壳、索膜结构在储煤场中的应用以及钢管空心球节点桁架在大跨度栈桥方面的应用等,都可以起到降低综合造价、节能环保的作用。符合促进可持续发展、建设节约型社会的指导思想。
14.1.4 矿井建筑结构是为矿井生产服务的,其设计使用年限必须满足矿井设计服务年限的要求。
根据年生产能力矿井设计服务年限分为40年、50年、60年、70年四个档次。对于设计服务年限低于50年的矿井,其主要建(构)筑物的设计使用年限应按现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定采用50年设计;当矿井服务年限超过50年时,主要建(构)筑物的设计使用年限若仍取50年,则不能满足使用要求,若统一取100年设计,则过于严格,造成浪费。应从荷载取值、耐久性、构造措施、使用维护等方面满足实际服务年限的需要。对于那些不直接影响生产或者影响较小的、易于拆除重建的建(构)筑物,可不受本条限制。
建(构)筑物的安全等级是根据所属工艺系统破坏后可能产生的后果,按照现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的原则确定的。
基于煤矿生产的特点,井上系统的破坏后果不很严重,其结构安全等级可取为二级。
提升及井下通风、供配电、给排水、通信系统的建(构)筑物如发生破坏,则直接危及井下工人的生命;同时,若井下发生事故,这些系统又是维系井下安全和抗灾抢险的必要条件。因此,本规范将这些建(构)筑物的安全等级予以提高。矿山救护及消防系统承担着事故救援工作,该系统建(构)筑物的安全等级显然不能低于被救护系统的安全等级。
同一建(构)筑物内各种结构构件宜与整个结构采用相同的安全等级。但也允许对部分结构构件根据其重要程度和综合经济效果作适当调整。如提高某一构件的安全等级所需额外费用很少,又能减轻整个结构的破坏,从而大大减少人员伤亡和财产损失,则可将该构件的安全等级提高一级;相反,如某一构件的破坏并不影响整个结构或其他构件,则可将其安全等级降低一级。
抗震设防类别是根据现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的原则制订的,本规范的规定忽略了大型矿区和矿井的界限。这主要是因为,无论井型大小,提升、通风、供配电、给排水、通信系统的功能都不能中断,而小井型的矿井,往往机械化程度较低,井下作业人员较多,地震危害后果反而更严重。
14.1.5 被加固的建(构)筑物,其加固前的服役时间各不相同,加固后的功能又有所改变,因此不能沿用新建矿井的要求,而应根据改扩建后继续使用年限进行加固设计。
14.1.6 本条是根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的原则拟定的。矿井地面工业建(构)筑物的火灾危险性分类与耐火等级的划分,对国家财产及人身安全有直接的影响,设计必须严格遵守。原规范已将主、副井提升机房(缠绕式与多绳摩擦式落地提升机),由三级提为二级,主要是因为提升机房一般均与配电室、电阻室、发电机(组)室联合建造。
本次修订矿井工业建(构)筑物的火灾危险性分类与耐火等级与原规范的规定基本一致。只作了两处修改:
(1)根据矿井油脂库实际存放的介质类型,按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的分类原则,将矿井油脂库改为丙类;
(2)根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中关于生产的火灾危险性分类举例,将封闭式储煤场明确为丙类厂房而不是仓库。
凡表14.1.6中未列入的厂房、库房、民用建筑等,均按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016执行。
14.1.7 有关安全出口的规定与原规范条文基本一致,本条第3款、第4款是根据公安部公消(1992)176号“关于‘煤炭生产系统建筑物安全出口设置的补充规定’的复函”制订的。本次修订增加了第2款、第5款两个强制性条款,其目的是确保火灾发生时,大部分厂房拥有两个安全出口,且工人具有足够的逃生时间。
14.1.8 表14.1.8规定了主要工业建(构)筑物室内通道宽度,仅作为校核工艺设备布置时用,如与工艺布置发生矛盾,应提出与工艺协商。凡表中未列入的,应以现行国家有关规范、规定为依据。
14.1.10 本章仅对矿井主要建(构)筑物的设计作了一般规定,供初步设计人员和项目负责人参考,施工图设计时应遵守现行国家标准《煤矿矿井建筑结构设计规范》GB 50592的有关规定,对于供热、给排水、供配电系统的建筑物及井塔、井架、筒仓等构筑物,国家另有专项设计规范需要遵守。
14.2 主要工业建筑物与构筑物
14.2.2~14.2.4 井架、井塔、井口房或井楼等,当井筒采用冻结法施工时,其共同点是这些建(构)筑物基础要受到冻融土的影响。通过调查可知,实际工程中由于受冻融土的影响而导致上述建(构)筑物开裂,甚至影响使用的例子屡见不鲜,因此设计应给予充分重视。
以往井架多采用钢结构,当井架高度小且提升重量又相对小时,也可采用钢筋混凝土结构,或钢筋混凝土和钢的组合结构,实际设计时应经过技术经济比较后确定。
通常井塔多采用钢筋混凝土结构,少数采用钢结构;井口房多采用砖和钢筋混凝土混合结构;井楼多采用钢筋混凝土框架结构;这些结构选型主要受当时节约钢材政策的限制,具有时代特征,在当时看来是合适的、积极的。随着时代的进步,经济的发展,钢材市场供应充分,且钢结构自重轻,可以工厂化生产,缩短井口占用时间,受力和抗震性能尤佳,因此凡使用功能许可,也可采用钢结构,当然还需经技术经济论证后确定。
有关井架设计内容应执行现行国家标准《矿山井架设计规范》GB 50385的规定。
井塔内一般应设置客货两用电梯,原规范建议采用载重量1000kg的电梯。但现在设备越来越大、越来越重,本规范不再对电梯载重量作硬性规定,由设计人员根据工艺要求确定。
14.2.6 由于环保和卫生要求,一般栈桥均要求定时冲洗,北方煤矿栈桥下经常发现裹冰、挂冰现象,这样一方面在栈桥下容易发生安全事故,另一方面也加重了栈桥荷载,因此建议在寒冷地区不宜采用敞开式或未采取保温措施的封闭式栈桥。
栈桥的支承结构不宜埋入煤中,这是一条原则。但煤矿栈桥受条件限制,支承结构经常出现必须埋入煤中的情况,这时在计算和构造两方面都应采取有效措施,计算柱和横梁必须考虑煤堆最不利时的正、侧压力的影响,现行国家标准《煤矿矿井建筑结构设计规范》GB 50592已对煤压计算作了详细规定,这里只强调一点,埋在煤堆中的支承结构,不宜采用侧向刚度小、易腐蚀的钢结构。
14.2.8 大中型矿井煤仓容量大,多采用钢筋混凝土筒仓结构,当有地形利用而且地基条件适宜时,也可采用滑坡煤仓或半地下式槽型、圆形储仓,近年来地面储煤场的应用也越来越多,煤仓选型应配合地面生产系统,经技术经济比较后确定。滑坡煤仓要加盖,否则严重恶化环境,煤的损失量也太大。
条文中所谓“严寒地区”系指累年最冷月平均温度小于或等于—10℃的地区。
14.2.9 通风机房应采取有效的消音措施,并应设置隔音值班室来减轻噪声对工人健康的损害。
14.3 建筑面积
14.3.1 本次修订未更改库房面积指标。为了区分油脂库与汽油库,在此强调了油脂库存放油脂的种类,如润滑油、机油、重油、闪点不小于60℃的柴油等,这是根据矿井实际使用情况确定的。这样规定后,油脂库储存的油脂火灾危险性为丙类。其防火间距要比甲类库房小很多,在总图设计时,布置较灵活,可以达到布局紧凑,节约土地的目的。
14.3.2 本次修订后条文与原规范的条文基本一致,仅补充了自行车棚的面积指标。
本条规定的指标仅为矿井行政办公的最低要求。实际上,现在矿井行政和公共建筑的作用不仅仅为满足行政办公的需要,往往也代表了企业的形象,因此表13.3.2中的指标仅供初步设计参考。
(1)矿井办公室:该指标限定适用于大中型矿井和矿级管理人 员控制在50人~70人的编制条件。参考《党政机关办公用房建设标准》(计投资[1999]2250号)中“二级办公用房,编制定员每人平均建筑面积为20平方米~24平方米”制订。因为定员人数相对少,若参考“三级办公用房,编制定员每人平均建筑面积为16平方米~18平方米”显然是不适宜的。
在制订该指标时,我们同时作了简单的估算,矿井办公室取3.60m×6.00m(深)为一个标准间,取建筑平面系数0.65,这样大小的一个标准间,使用面积大体为19m2,建筑面积大体为30m2。矿级机关管理人员取50人,单人间办公的人数占20%,两人间办公的人数占30%,三人间办公的人数占50%,则每人占用建筑面积的加权平均值为30m2×0.20+15m2×0.30+10m2×0.50=15.50m2。矿级机关管理人员取70人,单人间办公的人数占14%,两人间办公的人数占36%,三人间办公的人数占50%,则每人占用建筑面积的加权平均值为30m2×0.14+15m2×0.36+10m2×0.50=14.60m2。另设小型会议室(占2标准间)、中型会议室(占3标准间)、接待室(1间)、文秘档案室(1间)、电脑打字室和复印室(1间)、科技档案室(2间)、科技图书室(2间)、设计和科研开发用房(3间),共计15标准间,大体相当于建筑面积450m2,平均每人为450/50=9.00,450/70=6.43,则15.50m2+9.00m2=24.50m2;14.60m2+6.43m2=21.03m2,最后确定指标为22m2/人~24m2/)人。超过70人时指标不适用。
煤质化验室、生产调度室、电话总机室、集中控制室和办公自动化网络用房,其面积由,相关专业提供。安全监察部门办公用房,其面积与投资方商定。除煤质化验室外,均并入矿井办公室合建,矿井办公室仅限于两级管理的矿级机关管理人员办公用。
(2)任务交待室:各矿井大体都设有综采区(队)、综掘区(队),普采区(队)、普掘区(队)、机电区(队)、通风安全区(队)、提升运输区(队)等。显然各矿井随资源条件不同,开采方式不同,组织机构与人力资源配置也各不相同,加之各区(队)本身工作性质不同对任务交待室的要求也有别,因此任务交待室的总面积,只能通过各区(队)具体情况进行计算确定,而后累计求得。
任务交待室房间取3.60m×6.00m(深)为一个标准间,使用面积大体为19m2,建筑面积大体为30m2。每区(队)设领导和技术管理人员办公室1、2间,超过3人设2间;设小型工具材料库2、3间,根据区(队)具体性质需要定;设会议室1大间,按大班出勤人数每人使用面积0.60m2~0.90m2,但不小于2标准间。每区(队)约有5个~7个标准间,约为150m2~210m2,通常已满足要求。
任务交待室限于两级管理的区(队)管理人员办公和组织安排生产任务时用。
(3)井口浴室:洗浴室的指标参照现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBZ 1中浴室及有关资料折算而来。煤矿井下作业卫生特征级别为2,每个淋浴器使用人数取5;每个淋浴器平均占用建筑面积取6m2~7m2(包括更衣室在内),假设洗浴室占比例70%,则洗浴室指标为0.84m2/人~0.98m2/人,取0.85m2/人~1.00m2/人。入浴人数以大班人数为计算基础,生产工人数100%入浴,管理人员数、服务人员数和其他人员数考虑50%入浴,经换算大体相当于大班原煤生产人员数的1.10倍,另考虑外来人员备用量增加20%,则入浴人数为:1.10大班原煤生产人员数×(1.00+0.20)=1.32大班原煤生产人员数,适当放大取1.35,“按大班原煤生产人员数的1.35倍计”就是这样来的。洗浴室修改后的总面积低限大体与原煤炭工业部文件(84)煤基字第126号(以下简称为原126号文)计算的总面积相当,因为宿舍、住宅中普遍设有浴室,事实上入浴人数中不全是卫生特征级别为2级的,应该说指标是留有余地的。
更衣室的指标参考原126号文为0.90m2/生产人员;参考原一机部设计标准为1.00m2/人,考虑更衣条件适当改善,指标取1.05m2/人~1.25m2/人。更衣室应对全矿人员总计而言,另外考虑外来人员备用量。事实上随着职工居住条件的改善,有部分职工洗澡回家或回宿舍解决,因此更衣室笼统按原煤生产人员在籍人数计。
辅助用房包括来宾浴室(不设女来宾浴室)、太阳灯室、洗衣房、水加热及泵房、饮水室、管理室、储藏室、厕所和联系厅廊等。太阳灯室和洗衣房涉及矿工健康和劳动保护,必须得到充分保证。原126号文该项指标为0.35m2/生产人员,现代化矿井效率提高后劳动定员减少很多,指标适当提高到0.40m2/人~0.45m2/人,按原煤生产人员在籍人数计。过去辅助用房中还设有理发室和胶鞋修理室。这部分内容依托社会解决,应该说指标是留有余地的。
(4)井口食堂和班中餐厨房:井口食堂和班中餐厨房宜合建,节约用地,统一管理。随着煤矿职工收入增加,消费水平也随之提高,因此指标要相应提高。井口食堂指标参考有关资料宜取1.80m2/人~2.00m2/人。食堂就餐人数不定因素太多,假设以大班人员总人数的80%为计算基础,经换算大体相当于大班原煤生产人员数的1.10倍。另考虑外来人员备用量增加20%,则就餐人数为:1.10大班原煤生产人员数×(1.00+0.20)=1.32大班原煤生产人员数,适当放大取1.35,“按大班原煤生产人员数的1.35倍计”就是这样来的。影响就餐人数的具体因素很多,应结合各矿具体情况进行调整方能接近实际,所以条文中明确“或按实际就餐人数计”。
班中餐厨房相对单一。合建后的班中餐厨房宜有独立的操作面积,避免过多的相互交叉影响。班中餐厨房指标宜取0.90~1.00,相当于井口食堂指标的50%。就餐人数取大班井下工人数100%,加管理人员数50%,经换算大体相当于大班原煤生产人员数的72%。另考虑外来人员备用量增加20%,则就餐人数为:0.72大班原煤生员人员数×(1.00+0.20)=0.86大班原煤生产人员数,适当放大取0.90,“按大班原煤生产人员数的0.90倍计”就是这样来的。
(5)矿灯房和自救器室:参考存灯室单元典型平面布置,每矿灯架占使用面积约8m2,取建筑平面系数0.65~0.60,折合每矿灯架占建筑面积约12.31m2~13.33m2。每矿灯架存灯102盏,则存灯室指标为:12.31/102=0.12m2/盏,13.33/102=0.13m2/盏,适当放大取0.13m2/盏~0.14m2/盏。因为存灯室扩建不方便,又是小面积指标,若预知其矿井扩建的,其存灯室扩建面积宜在一期工程一次建成。
矿灯量以井下工人在籍人数和管理人员数两者之和为计算基础,经换算大体相当于原煤生产人员在籍人数的83%。另考虑矿灯的维护保养备用量增加30%,外来人员备用量增加50%,则矿灯量为:0.83原煤生产人员在籍人数×(1.00+0.30+0.50)=1.50原煤生产人员在籍人数,“按原煤生产人员在籍人数的1.5倍计”就是这样来的。因为现代化矿井生产效率高,人员减少了很多,基数小了,适当增加了矿灯维护保养和外来人员备用量的比例。
现代化矿井效率增加了数倍甚至数十倍,定员与效率成反比,理论上定员相对减少数倍甚至数十倍,可是对辅助用房而言,显然不能相应减少数倍甚至数十倍,必需的使用面积应得到充分保证。取3.60m×6.00m(深)为1个标准间,大体相当于建筑面积30m2,设修理间、储配液间、储存库、办公室及更衣室等共4间~6间,共约120m2~180m2。这仅是为估算指标时用。
自救器室的指标包括了收发放室、检修室、库房等部分。自救器台数与矿灯量相适应。每台使用面积0.08m2,同样取建筑平面系数0.65~0.60,则自救器室指标为0.12m2/台~0.13m2/台,适当放大取0.13m2/台~0.14m2/台。同样若预知其矿井扩建的,其扩建面积宜在一期工程一次建成。
(6)井口等候室:井口等候室主要为井下上班人员短时间等候服务用,因为下井有个过程。井口等候室指标宜取0.50m2/人~0.60m2/人,以大班井下工人数100%加管理人员数50%来计算较为符合实际,经换算大体相当于大班原煤生产人员数的72%,另考虑外来人员备用量增加20%,则等候室人数为:0.72大班原煤生产人员数×(1.00+0.20)=0.86大班原煤生产人员数,适当放大取0.90,“按大班原煤生产人员数的90%计”就是这样来的。现代化矿井生产效率高,人员减少了很多,为保持井口等候室有适当面积,当计算结果小于120m2时取120m2。
(7)保健急救站:保健急救站主要为全矿职工健康监察,日常小病和一般轻外伤的处理,大工伤积极参加抢救。现代化矿井职工人数与矿井年设计能力相依关系不十分明显,中型矿井一般效率稍低,职工相对稍多,大型矿井一般效率较高,职工相对较少,因此该项指标不再与矿井年设计能力或职工人数多少进行分档,以满足基本使用为原则,以矿为单位笼统取150m2~200m2,约有使用面积16m2~18m2大小的房间共6间、7间。诊疗室占2间、注射室占1间、药(库)房占1间、消毒清洗占1间、观察室占1间或办公和值班占1间,共6间、7间,基本已满足要求。保健急救站宜与井口等候室合建,饮水房、厕所等共用。这仅是为估算指标时用。
(8)图书游艺室:图书游艺室为丰富职工文化生活和学习用。多数矿远离城镇,职工文化生活比较单调,要为职工文化生活创造必要的条件。该项指标抛开矿井与城镇相依关系等复杂因素,也不再与矿井年设计能力和职工人数多少进行分档,以满足基本使用为原则,以矿为单位笼统取200m2~300m2。图书游艺室宜建于宿舍区。
(9)接待休息用房:接待休息用房主要为方便上级领导、主管部门和兄弟单位来矿检查工作,召开会议时解决午间短时间休息用房,因为多数矿远离城镇。为非经营性,由矿办公室管理。以矿为单位笼统取200m2~300m2,约有6套~10套单间。接待休息用房宜与矿办公室联建,或建于宿舍区。
(10)职工教育用房:现代化矿井生产是建立在技术进步基础之上的,每个在岗操作人员必须通过严格的培训方可上岗,一是在生产上熟练掌握技能,一是在安全上严格防范,这是至关重要的。职工教育用房指标宜取0.50m2/人,按原煤生产人员在籍人数计。要求矿井投产时同时建成。
(11)探亲房:探亲房每套取28m2~30m2;单身职工每年法定探亲假14d~15d,则每套探亲房可为24名单身职工服务。事实上探亲人员存在非均衡性,既有延长探亲期的情况,也有空房闲置的情况,应适当考虑。现采用使用系数0.80估算,其指标为1.46m2~1.56m2,取1.50m2~1.60m2/单身职工。单身职工总数由矿井定员及其单眷比计算求得。
(12)门卫室:主入口50m2~60m2中含20m2左右巡逻(保卫)人员值班和休息用房,另设单独出入口与门卫室隔开。
15 给水排水与供热通风
15.1 水 源
15.1.1 水源充沛可靠,原水水质符合要求,是水源选择的首要条件,故在此基础上应对多处水源进行技术比较与经济比较。
条文提出了“取水许可证”,这样做有利于当地水资源部门对当地水源实行统筹规划,合理开发,综合利用,而且也能使矿井给水水源落实到实处。
在干旱易沙化地区选用水源时,不但要注意水源选用时自身的问题,而且还要注意保护当地的生态环境,不要因水源选择失误,使当地的生态环境退化,直至失去动植物的生态条件,最后危害人类自身。
第5款为新增款,参照现行《铁路安全管理条例》第三十五条制订。由于靠近高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路附近开采地下水,会造成地表沉降,引起铁路路基、桥梁及隧道基础沉降变形,从而危及铁路的运行安全,将会给人民生命和国家财产带来极大的危害,故作为强制性条款,必须严格执行。
15.1.2 在可行性研究阶段,应具有地下水资源的概略评价资料。而概略性评价资料主要来源于水文地质普查报告。水文地质普查报告主要任务是:概略评价水源地水文地质条件,提出有无满足设计所需地下水水量,对可能的富水地段估算其允许开采量,提出的允许开采量应满足D级精度要求。
D级精度要求是:初步查明含水层分布及水文特征,初步圈定可能富水地段,概略评价地下水资源,估算地下水允许开采量,为建设项目选址提供依据。
在初步设计阶段,应具有基本查明的地下水资源资料。而基本查明的地下水资源资料主要来源于水文地质详查报告,水文地质详查报告的主要任务是:基本查明几个富水地段的水文地质条件,初步评价地下水资源,进行水源地方案比较,提出的允许开采量应满足C级精度要求,为初步设计提供依据。
C级精度要求是:查明地下水资源分布及水文特征,初步掌握地下水补给、径流、排泄条件以及动态规律,确定水文地质参数,初步计算允许开采量,对拟建水源地进行可靠性评价。
采用地表水为水源时,其他地面的水文观测站应按现行国家标准《水位观测标准》GB/T 50138的有关规定执行。
以上技术措施是很重要的,它不仅关系到水源选择的成功与失败,而且也直接影响到矿井的建设。
15.1.3 矿井建成后,因各种因素影响,使矿井用水量不断增加。这些影响因素包括:矿井改扩建;机械化水平提升;环境质量的改善;人民生活水平的提高等。因此在水源工程设计时,应留有一定的余量。井型大时宜先选用下限值,井型小时宜选用上限值。
15 给水排水与供热通风
15.1 水 源
15.1.1 水源充沛可靠,原水水质符合要求,是水源选择的首要条件,故在此基础上应对多处水源进行技术比较与经济比较。
条文提出了“取水许可证”,这样做有利于当地水资源部门对当地水源实行统筹规划,合理开发,综合利用,而且也能使矿井给水水源落实到实处。
在干旱易沙化地区选用水源时,不但要注意水源选用时自身的问题,而且还要注意保护当地的生态环境,不要因水源选择失误,使当地的生态环境退化,直至失去动植物的生态条件,最后危害人类自身。
第5款为新增款,参照现行《铁路安全管理条例》第三十五条制订。由于靠近高速铁路、城际铁路等客运专线及设计速度200km/h的客货共线铁路附近开采地下水,会造成地表沉降,引起铁路路基、桥梁及隧道基础沉降变形,从而危及铁路的运行安全,将会给人民生命和国家财产带来极大的危害,故作为强制性条款,必须严格执行。
15.1.2 在可行性研究阶段,应具有地下水资源的概略评价资料。而概略性评价资料主要来源于水文地质普查报告。水文地质普查报告主要任务是:概略评价水源地水文地质条件,提出有无满足设计所需地下水水量,对可能的富水地段估算其允许开采量,提出的允许开采量应满足D级精度要求。
D级精度要求是:初步查明含水层分布及水文特征,初步圈定可能富水地段,概略评价地下水资源,估算地下水允许开采量,为建设项目选址提供依据。
在初步设计阶段,应具有基本查明的地下水资源资料。而基本查明的地下水资源资料主要来源于水文地质详查报告,水文地质详查报告的主要任务是:基本查明几个富水地段的水文地质条件,初步评价地下水资源,进行水源地方案比较,提出的允许开采量应满足C级精度要求,为初步设计提供依据。
C级精度要求是:查明地下水资源分布及水文特征,初步掌握地下水补给、径流、排泄条件以及动态规律,确定水文地质参数,初步计算允许开采量,对拟建水源地进行可靠性评价。
采用地表水为水源时,其他地面的水文观测站应按现行国家标准《水位观测标准》GB/T 50138的有关规定执行。
以上技术措施是很重要的,它不仅关系到水源选择的成功与失败,而且也直接影响到矿井的建设。
15.1.3 矿井建成后,因各种因素影响,使矿井用水量不断增加。这些影响因素包括:矿井改扩建;机械化水平提升;环境质量的改善;人民生活水平的提高等。因此在水源工程设计时,应留有一定的余量。井型大时宜先选用下限值,井型小时宜选用上限值。
15.2 给水排水
15.2.1 生产、生活和消防给水管道应根据不同的水质要求,采用分质给水系统;对高层建筑宜局部加压供水。
根据现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015,对生活给水系统与其他供水系统合用所造成的交叉污染治理有了更高的要求,采用合用供水系统需要增设倒流防止器、止回阀等附件,管理结点多,设计起来操作难度大。
15.2.2 职工生活及食堂用水指标按现行国家标准《煤炭工业给水排水设计规范》GB 50810的规定选取。
15.2.3 当地面建有专用的井下消防洒水水池时,地面与井下形成了各自独立的消防给水系统,这时地面与井下应按同时各自发生火灾计算。如果采取可靠的技术措施,使地面与井下形成合一的消防水池时,地面与井下可按同时只发生一次火灾计算。
矿井地面与井下消防用水量的确定,直接影响矿井地面和井下的国家财产和人民的生命安全,设计必须分别详细计算,确保能满足矿井消防用水量的要求;条文中强调了矿井消防给水设计一定要遵守现行国家发布的各种消防规范。特别是应遵守规范中强制条文所规定的内容。否则会给消防工程埋下隐患。
15.2.4 目前已经发布了与给水排水专业有关的多达50余种国家设计规范,涵盖了给水排水专业的各个方面。本条文强调矿井给水排水设计可以按照已发布的上述国家设计规范进行。
15.2.5 冷却水循环使用,可以节省投资,保护环境,减少废水外排。
15.2.6 筛分、转载、装卸等生产环节是极易产生粉尘的场所,特别是当粉尘外在水分小于7%时,粉尘更容易飞扬,达到一定浓度就会产生粉尘爆炸,对国家财产和人民的生命安全有直接影响;况且粉尘浓度达到一定程度也会使工作人员得矽肺病,对人身健康产生不良影响,故设计应设置喷雾降尘装置;并应设置冲洗用给水栓以及相应的排水设施。
15.2.8 井下排水分质处理的目的,主要为了综合利用与减少处理费用。一般情况下井下排水可分为三个阶段进行,第一阶段可将井下排水处理至废水排放标准,第二阶段在第一阶段的基础上将排放水处理至井下消防洒水水质标准,第三阶段是在第二阶段的基础上将井下消防洒水处理至生活饮用水水质标准。矿井井下排水是选用其中某阶段进行处理,还是选用几个阶段或全部三个阶段进行处理,要根据矿井所处的实际情况来确定。设计生产能力大于1.2Mt/a的矿井宜选用多阶段处理方法。
矿井生活污水(不含居住区)排水量较少,SS、BOD5指标较低,应单独进行处理,处理后的水质要达到中水回用水的标准。
矿井浴室排水单独处理不宜提倡,建议改为根据实际情况可以采用。因为现代矿井本来污水量有限,再分开处理,会增加环节和系统,管理不便,而节约投资和节能效果不大。
15.2.9 排出工业场地的生活污水、生产废水以及井下排水,必须根据受纳水体对水质的要求进行处理,否则会对矿井周边地区产生环境污染,处理后的水质应满足相关排放标准,处理后的污泥也应进行防止二次污染的处理。
15.3 井下消防洒水
15.3.1 煤矿井下消防、洒水系统是用于扑灭井下外因火灾,井下防尘、供应施工及冷却用水等用水的供水系统。国内外的理论和实践都证明,井下消防、洒水系统的作用是其他技术和设施无法取代的。矿井井下消防、洒水系统的设置,直接影响矿井的国家财产、人民的生命安全及人身健康,设计必须严格执行,确保能满足矿井消防、洒水用水量的要求,并且系统要完善可靠,故必须建设完善的井下消防、洒水系统,要求强制执行。
15.3.2 井下消防、洒水系统采用地面水源或井下水源各有优缺点。地面水源造价低、便于管理,但井下水源用于井下则有节能和避免管道、水泵磨损及减少井下水仓清理工作的好处。不同的矿井条件不同,应根据技术经济比较来选择才是合理的。
15.3.3 由于矿井机械化水平不断提高,尘源随之增加,为了有效降低巷道空气中的粉尘,进而达到矿井安全生产与改善井下生产环境的目的,需要在本条规定的重要地点设置相应的水喷雾设施。
15.3.4 井下消火栓的设置是为了在井下外因火灾中直接扑灭明火或冷却巷道。故在存在起火源和可燃物的重点保护区要设置消火栓。在多数非重点保护区域也存在着火的可能性,故在巷道和交通枢纽设置消火栓,以便快速取用。细节规定见现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383的有关规定。
15.3.5 为了更有效地预防井下火灾,将已发生的火灾迅速扑灭,在井下安装带式输送机自动喷水灭火系统,在井筒底部侧面巷道口安装水喷雾隔火装置等固定灭火装置是行之有效的。但固定灭火装置的设置影响整个系统,使系统造价升高,如设置不当显然无益。不同矿井火灾危险性、火灾造成的损失均不相同。我国对固定灭火装置的应用尚无成熟的经验。根据经济发达国家资料,一个矿井是否应该设置需经过矿井“火灾危险性评价”来确定防灭火设施的选用,求得的火灾损失预期值与免灾投入之间的平衡。按这个原理,我们应根据矿井的规模和井下设施的起火可能性大小及井下机械设备配备的情况区别对待。细节情况可见现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383的有关条文和说明。
15.3.6 井下消火栓实际上就是井下供水管道上所设带阀门的支管。数量较大,不需要设置消火栓箱。根据国内外经验,在井下应设消防器材存放点。存放水龙带、水枪、特殊管接头以及接管工具等消防器材。本条作出原则规定,细节要求可见现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383的有关条文。
15.3.7 设计的功能性是质量中最基本的特性。给水工程的功能性则表现在设计的工程满足所有用水户的水量、水压和水质要求。煤矿井下消防、洒水系统也是一样。
15.3.8 近年井下用水设施要求水质有所提高。本次修订根据这个情况调整了下列水质项:
(1)提高固体含量由不大于30mg/L改为≤5NTU,适应多数用水设施的要求。
(2)根据新的研究结果,用于可能与人体接触的场合,总大肠杆菌指标为2.2个/100mL。
(3)增加有机质指标BOD 5以适应新的情况。
15.3.9 生活污水再生水的复用风险为水中所含有害物质对可能接触人员的健康产生影响。水处理设施发生故障难以避免,井下环境狭窄,上述风险尤为严重,故提出本条规定。
15.3.10 原规范规定消火栓设计用水量在5.0L/s~10.0L/s范围之中选择,本次规范修订未作修改。根据调研结果,小型矿井可取5.0L/s,中型及以上矿井可取7.5L/s,火灾严重的矿井可适当放宽取值。
现在井下带式输送机自动喷水灭火装置可按成套设备额定流量取值。非标设计与此相差不大。水喷雾隔火装置国内尚无,试验参数详见现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383的有关规定。
15.3.11 本条对原规范水量表进行了精简,精简的原则如下:
(1)没有新资料的情况下维持原有数据。
(2)与现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383相协调。根据实际验算,如果做出合适选择的话,大多数指标实际操作与原规范相差不大。
(3)冲洗煤壁及装岩等项水量过小,故略去,或归于工作面给水栓。
15.3.12 本条为新增内容。根据现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383的相关要求整理。
15.3.13 本条是在现行《煤矿安全规程》基础上制订的。本条强调,应在地面而不是在井下建井下消防洒水储水池。储存井下消防一次火灾全部水量,并且不能小于200m3。根据征求意见的反馈,将水池总容积不小于的要求调整为消防储备量自身不小于200m3。但反馈意见中按行业标准《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》AQ 1020-2006规定关于设置备用水池的要求暂不采纳。
储存2h的井下防尘洒水用水量,是依据原煤炭工业部下发的煤技字第1029号文的精神制订的。自动喷水灭火系统火灾延续时间比地面放大1倍。喷雾隔火装置位于咽喉要道,关系到整个矿井井下火灾损失,故延续时间按6h考虑。
15.3.14 对井下消防洒水系统进行自动化控制会给井下操作人员带来方便,是非常必要的。特别是火灾发生时供水阀门的自动切换,有助于及时扑灭火灾。细节要求可见现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB 50383的有关规定。
15.4 供热通风
15.4.1 本条对原条文进行了修改。《采暖通风与空气调节气象资料集》自1979年编制至今未进行修订,随着全球气候变化尤其近10年气候变暖,部分数据出现了偏差。因此应采用新的气象数据集。
对于未有气象资料的地区,应根据就地的调查、实测,并与地理和气象条件相似的邻近台站的气象资料比较确定。室外计算参数的统计年份宜取30年。不足30年者,也可按实有年份采用,但不得少于10年。
15.4.2~15.4.4 是对原规范第13.7.2条、第13.7.2.3条的修改。原条文中的“采暖地区”、“采暖过渡地区”的范围与现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176建筑热工设计分区中的严寒、寒冷及夏热冬冷地区相一致。考虑与国家其他规范术语的一致性修改原条文。
集中供热热效率高,供热稳定效果好,应首先采用集中供热方式。但对于远离供热热源且热负荷小的建筑物,集中供热不经济时,也可采用其他供暖方式(如电供暖等)。
15.4.5 本条为新增条文。按照建筑热工设计分区,国家对严寒、寒冷及夏热冬冷地区公共建筑及居住建筑节能都做出了相应规定。矿井行政福利建筑也属此范围之列,且近年来,部分矿井行政福利建筑设计已纳入当地施工图审查范围,故要求达到当地节能标准要求。
对于工业建筑在技术经济分析合理的情况下,宜提高维护结构的保温及密闭性能。
15.4.6 层高过大的建筑物,采用对流方式供暖时,会出现上、下温差大,耗热不经济,这时如作业人员很少,可采用局部供暖,即在人员经常逗留处隔设取暖室。
另外,如果建筑物保温及密闭条件差,采用对流方式供暖不但耗热量大,不经济,而且还不能保证效果。根据辐射供暖方式的特点,供暖的经济性与效果均可大为提高,因此推荐采用辐射供暖。
将第6款温度由原条文3℃改为2℃是与现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的规定一致。
15.4.7 影响建筑物供暖体积耗热指标的因素,主要是建筑物的保温及密闭程度、体形系数、使用性质等。
综合这些因素,条文将建筑物分成两类,体积范围分9档,列表规定了热指标值范围。
本规范表15.4.7中注1热指标值上、下限按建筑体积与其外围面积之比,即体型系数选定。注2由于严寒地区建筑物的保温及密闭程度均有明显加强,因此其热指标也相应有所减少,故规定了减少率。
近年来,聚氨酯彩钢夹芯板在矿井地面生产系统输送机栈桥得到了广泛应用,保温效果明显,经统计计算,地面输送机栈桥单位体积耗热量指标在2.9W/(m3·K)~3.2W/(m3·K)之间,三面保温取大值,四面保温取小值。
当公共建筑达到第15.4.5条要求时,为与国家现行节能标准一致,行政福利建筑耗热量指标宜采用单位面积耗热量指标[W/(m2·K)]并满足当地限值要求。取消了原规范第13.7.5条中有关“行政福利建筑”的估算指标。
15.4.8 现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93表4.1.1-2中,对室内相对湿度较大的建筑,其围护结构内表面温度与室内计算温度之差(即△t),未直接规定数值,而是规定了按室内计算温度和相对湿度状况的露点温度之差的计算公式。由于各种房间的露点温度可能取值各异,对此条文列举了矿井常见四种相对湿度较高的房间,统一规定了其室内空气露点温度。确定露点温度所取室内温度及相对湿度如下:
(1)厨房为:15℃,70%;
(2)浴室更衣室及热水箱间为:23℃,70%;
(3)衣服烘干室为:25℃,80%;
(4)浴室为:25℃,90%。
当顶棚为圆拱式或倾斜式时,一旦内表面有结露则可沿壁下淌,不致下滴,故允许降低到20℃。
15.4.9 本条为新增条文。国家节能指令第四号规定“新建采暖系统应采用热水采暖”,现行行业标准《供热计量技术规程》JGJ 173也规定“新建和改扩建的居住或以散热器为主的公共建筑室内采暖系统应安装自动温度控制阀进行室温控制”(强条)。实践表明,热水连续供热供暖系统,供暖质量高且便于调节。
15.4.10 本条为新增条文。鉴于煤矿建设地点地形的复杂性,有时蒸汽锅炉房设置于工业场地相对高位,凝结水不能自流回至锅炉房,存在凝结水外排现象,一是造成水资源及热量的流失,另外也造成环境污染。应采取措施(如设置区域凝结水泵房等)保证凝结水回收。
15.4.11 本条为新增条文。热水吊顶辐射板供暖系统,可用于层高3m~30m的建筑物的全面供暖和局部区域或局部工作地点供暖,具有节能、舒适、卫生、运行费用低等特点。其系统设置见现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736中相关规定。
近年来,通过引进消化国外技术,循环加热机组在高大场所得到了很好应用,其是将热空气由上而下均匀分布到空间,减少温度梯度,为工作场所提供较为舒适环境。
15.4.12 对矿井建筑来讲,产生大量余热余湿的房间,一般为浴室、厨房、衣服烘干室及热水箱间等。条文首先要求在建筑布置、开窗方面采取措施,促进自然通风达到降温降湿的目的。当这些措施难以实现时,才考虑机械通风,目的在于重视通风的经济性。
15.4.13 在矿井建筑中将有可能产生有害气体的房间列入表15.4.13中,并参考各有关行业设计规范或手册,规定了其通风换气次数。由于它们大都难以利用自然通风达到排除有害气体的目的,故强调采用机械通风。但对于那些面积小,换气次数亦少,又经常无人作业的房间,仍允许采用自然通风。
条文中注为根据原苏联《矿井地面建筑卫生设备设计手册》(1962年莫斯科版),煤中瓦斯释放率随其开采后延续时间变化参见表6。
表6 瓦斯释放率与煤开采后延续时间关系
为了排除原煤仓中可能释放的瓦斯而要求的煤仓排风量按下列公式计算确定:
式中:L——煤仓排风量(m3/h);
V——煤仓最大储量(t);
K——煤仓储煤时的充满度(%);
P1——煤从开采到由煤仓外运整个延续时间内瓦斯释放率(%);
P2——煤从开采到入仓整个延续时间内瓦斯释放率(%);
M——煤中瓦斯最大含量:气煤和焦煤及瘦肥煤为2m3/t;瘦煤及贫煤为3m3/t;长焰煤为5m3/t。
T——煤在仓中储存时间(h);
Z——煤仓内每立方米空气中允许的瓦斯浓度为0.01(m3/m3)。
经调研,高瓦斯输煤地道卸煤点瞬间瓦斯释放量大,采用通常的全面通风(15次/h),仍存在局部(卸煤机处)瓦斯浓度超标现象。宜采用局部排风加全面通风方式,局部排风量按12次/h计算,全面通风量按5次/h计算。
长输煤暗道的通风宜按现行《煤矿安全规程》规定的断面风速计算。
15.4.14 对产生有害气体的设备,条文强调设置带控制罩的局部排风,以减少抽风量并提高其效果,如果依靠风压或热压作用能满足要求时,应优先采用风帽自然排风,以提高其经济性。
15.4.15 当原煤的外在水分小于7%时,对散发粉尘的生产设备或生产环节,应设置防尘、喷雾降尘或机械除尘装置。对筛分设备,宜设置观察筛上杂物的窗口和清除装置。
在设有集中供暖的建筑物中,宜提高通风除尘排放空气的净化程度,室内空气应符合现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBZ 1的有关规定,实行室内排放。
15.4.16 本条对原条文进行了修改。本条结合了原规范第13.7.11条内容。考虑对依靠建筑物围护结构自然渗透补风补热不宜实现,强调了宜采用机械集中补风补热。
15.4.17 本条为新增条文。
15.4.18 结合我国经济情况,确保电子元件在室内良好环境条件下长期稳定可靠运行。另外为改善操作人员长期处在高噪声的工作环境,提高劳动生产率,防止职业病发生。为此条文仅限于所列房间应设置空调设备。
主、副井井塔内提升机房所附属的变频柜室,夏季因柜体温度过高,导致提升停止,影响生产。设计中应重视对柜体的降温方式。
随着改革开放的不断深入,人民生活水平的不断改善,对投资者提出对某些房间要求改善室内环境条件,也可增设空调设备。
15.4.19 本条为新增条文。强调余热的利用。近年来,采用热泵技术(空气源热泵、水源热泵)利用煤矿井下水、井下回风制备空调冷、热水已有成功案例,宜加以利用。
15.4.20 本条结合原规范第13.7.13条及现行国家标准《煤炭工业供热通风与空气调节设计规范》GB/T 50466-2008第5.0.1条、第5.0.2条内容修改。
15.4.21 旅馆和招待所,曾配有蒸汽加热开水器,沸腾后的水蒸气很快串至走廊,使建筑物内表面长期受潮,造成粉刷表面起皮脱落。条文取消了蒸汽加热开水器。
15.4.22 本条为新增条文。本条采用现行国家标准《煤炭工业供热通风与空气调节设计规范》GB/T 50466-2008第5.0.5条内容。
15.4.23 本条结合原规范第13.7.16条及现行国家标准《煤炭工业供热通风与空气调节设计规范》GB/T 50466-2008第5.0.4条内容修改。
15.4.25 当矿井设有瓦斯供应系统时,应首先考虑瓦斯利用。
考虑各地生活饮食习惯不同,用气指标依当地燃气公司的统计资料确定较为确切。当取得资料困难时可按现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的相关规定执行。
15.4.26 食堂冷藏设备容积,改革开放后,市场副食品供货充足,可减少冷藏量。将就餐人数分为两档,按就餐人数80人~100人为1m3直接规定了冷藏设备的容积。当就餐人数为中间值时,可按插入法确定。
15.5 矿井井筒防冻
15.5.1 当冬季气温低于零度时,为防止矿井进风井筒内淋帮水结冰,影响提升能力降低以及可能由于大冰块塌落造成井底严重事故,必须采取适当的方法,使井筒内不致结冰。根据国家技术经济政策,按照矿井井筒类型,维护提升设备效率,保障劳动人民安全的最基本要求制订本条。
15.5.2 井筒空气加热的室外计算温度按井筒内结冰现象对井筒和运输的影响程度分别规定。对立井与斜井的影响较大,故取值低,对平硐则取高值。
15.5.3 热风计算温度的确定,在井筒内混合的条件下,主要取决于触及人体安全的最高限度;在井口房混合的条件下,主要以尽量减少热风上浮流失为原则。所定上、下限范围,是为了便于选择加热器的系列。
冷热风混合温度引自原苏联《矿井井筒的保温》(1949年列宁格勒版)。
15.5.4 矿井为抽出式通风时,为使井口房作业方便,减少热风损失,推荐设风机输送热风。否则,条文规定了三项附加措施,以保证井筒防冻效果。第2款中规定的50Pa,为单排加热器在低风速下的最大阻力。
15.5.5 加热空气的热媒推荐采用高温水,目的是节省热能,空气加热器也不易冻坏,使用寿命长。蒸汽压力不低于0.3MPa,是为了提高加热器的效率。
15.5.6 空气加热器散热面积的富余系数,主要考虑加热片的松动与污染因素。由于串片的紧密程度一般比绕片差,故规定其富余系数亦较大。系数上、下限为便于选择加热器系列。
规定加热机组不少于2组,以便按室外气温进行调节。
15.5.7 传统的空气加热室通常采用组装空气加热器+风机系统,维护烦琐,且不易控制。整体式矿用空气加热机组具有热效率高、结构紧凑且可实现随室外温度进行调节控制的特点,宜采用。
15.6 锅 炉 房
15.6.1 本条为新增条文。强调低品位能源的利用。近年来,采用热泵技术(空气源热泵、水源热泵)利用煤矿井下水、井下回风制备卫生热水、空调冷、热水已有成功案例,宜加以利用。
15.6.2 本条为新增条文。本条着重强调当有瓦斯可以利用时,应设置燃瓦斯锅炉。
15.6.3 本条依据原规范第13.9.1条修改。临时锅炉房设计的主要热媒参数、锅炉房位置、管网接口等要与电厂相适应,便于今后与电厂供热管线合并。
15.6.4 对于热网热损失系数,由于蒸汽管网跑、冒、滴、漏严重,故比热水管网损失大。系数的上、下限范围主要考虑热网长短、敷设方式、保温条件、气候条件诸因素,设计可根据具体情况选用。
15.6.5 由于煤矿供热对象对供热量的保证程度不十分严格,利用非供暖期检修锅炉,故不设备用锅炉。宜采用相同类型的锅炉,当锅炉本体发生零部件损坏时,可以互为备用。锅炉后面上部走台易于连通,当锅炉上部锅筒发生紧急情况时,工人可就近经扶梯对上部锅筒配件进行操作,处理故障。有利于对锅炉给煤和除灰的统一处理。其锅炉不少于2台已基本保证使用。
15.6.6 本条依据原规范第13.9.4条修改。
15.6.7 本条根据现行国家标准《锅炉房设计规范》GB 50041-2008第11.2.6条制订。煤矿锅炉房供热稳定,本条在锅炉容量和台数上作了调整。
15.6.8 烟囱出口烟气流速,一般资料推荐10m/s~20m/s,由于其上、下幅度大,容易出现不合理现象。因此条文采用12m/s~15m/s。15m/s~20m/s范围为扩建或环境保护要求提高烟气排放抬升高度等特殊情况时采用。
15.6.9 锅炉房内附设生活用房,其面积应适当,为了防止无限扩大,规定了最大面积指标。目前生产矿井中,管道维修工所需工具及配件均附设在生活用房内。
15.6.10 由于本次规范修订规定矿井井下工作制度为“四六”制,故对原规范第13.9.8条第1款进行了修改。
15.6.11 直埋、地沟和架空是热力管道的三种敷设方式。直埋敷设其经济性较为优越,设计中必须符合现行行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T 81中的规定。地沟敷设是多年来一直采用的方式,但应注意地下水位、防水处理以及排水管穿过地沟时的措施,防止地沟泡水。架空管道施工方便,易于发现管道在运行中出现的问题,但影响场地景观,投资偏高。设计时应根据当地的条件和具体情况,合理地选择敷设方式。
由于蒸汽供热管网的压力平衡受用户耗汽量和沿途热损失的影响,致使某些热用户深感供汽不足的现象时有发生,因此规定对矿井浴室、井筒空气加热等重要的热用户设专管,以便集中调节控制。
15.6.12 修改条文。原《城市热力网设计规范》CJJ 34-2002已改版为《城镇供热管网设计规范》CJJ 34-2010。新增《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264和《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》CJJ 104的规定。
15.7 燃气供应
15.7.1~15.7.4 规定了矿井燃气供应的设计要求。
(1)煤层气是煤炭伴生资源,属非常规天然气,是优质能源和化工原料。使用清洁燃料,也是国家节能减排的要求,对矿区应优先考虑使用煤层气作为气源。
(2)目前,一些矿区,特别是用燃气历史较长的矿区普遍存在不进行正规设计,燃气输配系统不合理的情况。情况严重的甚至出现气源特别充足,但用户用气情况很差的情况。
(3)矿区居民、公共建筑、锅炉等用燃气的设计,属于现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028适用范围。
16 节能减排与综合利用
16.1 一般规定
16.1.1 本条强调节能设计应遵循的设计原则。
16.1.2 矿产资源是不可再生的人类财富,合理开发利用矿产资源备受各国政府关注。我们既不能为了节约能源和追求经济效益,不惜浪费矿产资源,损害周边生态环境,也不能为了强调矿产资源综合利用而不顾能源消耗。
16 节能减排与综合利用
16.1 一般规定
16.1.1 本条强调节能设计应遵循的设计原则。
16.1.2 矿产资源是不可再生的人类财富,合理开发利用矿产资源备受各国政府关注。我们既不能为了节约能源和追求经济效益,不惜浪费矿产资源,损害周边生态环境,也不能为了强调矿产资源综合利用而不顾能源消耗。
16.2 井田开拓与开采
16.2.1 对井田开拓节能设计说明如下:
第3款:当井田内无影响工作面正常回采的断层或断层较少时,应适当加大采区尺寸,减少采区数目;矿井同时生产的采区个数宜布置1个~2个,有些矿井生产达到了一矿一区一面,实现了真正意义上的集中生产。一般地,开采近水平及缓倾斜煤层,在不受断层等构造限制时,采用走向长壁开采时采区一翼走向长度或倾斜长壁开采时采区倾斜宽度,均不宜少于回采工作面连续推进一年的长度;倾斜和急倾斜煤层的采区参数,应根据地质构造、选用的采煤方法及工艺确定。
16.2.2 对煤层开采节能设计说明如下:
第2款:无煤与瓦斯突出危险的矿井,采区准备巷道层位的选择,应体现煤巷布置为主、少布置岩巷的原则。凡煤层倾角及顶底板岩性条件适宜,采区上(下)山及分阶段平巷均应布置在煤层中。
16.3 矿井主要设备
16.3.1 对煤炭运输节能设计说明如下:
第1款:目前井下煤炭运输方式主要有带式输送机运输和有轨运输两种,尤以带式输送机运输为主。设计时应选用符合矿井条件的技术经济合理并节能的运输方式及设备。
第2款:当选用带式输送机运输时,由于带式输送机具有运量大、相对固定、使用寿命长、空载运行能耗与速度成正比等特点,因此规定:对不同生产期运输量变化幅度大的运输系统应进行方案比较,宜分期设置相应输送设备或设置变频调速装置。这主要是指运输量变化大这个变化周期相对较长,如矿井分前后期建设或矿井多个工作面分批投产等情况。如果设计就简单的都按最终运输量来选择带式输送机,势必设备配置较大,带来一定的运输时间内无功运输能耗较大、能效较低。此时,可根据矿井的具体条件经技术经济比较后选择分期设置运输设备(如成套更换;更换胶带;更换电机或增加电机等)或设置变频调速装置以适应不同运输量的要求,从而达到节能的要求。对每日运输量变化幅度大的运输系统由于这个变化周期相对较小,设置不同的运输设备显然是不合理的,因此采用变频调速装置,根据运量要求来调节带式输送机的速度,以达到减少运输设备的无功损耗是合适的。
第3款:当选用轨道运输时,由于各个矿井井下条件、运量、运距等并不都相同,因此应选用适合矿井条件的机车和矿车。当选用架线式电机车牵引时,宜选用电压等级高的供电线路。目前我国煤矿架线式电机车的用电电压是直流250V和550V两个等级。输电线路上的能量损耗与线路上电流的平方成正比。当电压从250V提高到550V时,电流降低到原来的45%,线路损耗为原来的20%。当输电线路较长时,线路损失的能量是非常可观的。因此,要降低能量消耗,就要采用较高的输电电压。变频调速具有系统启动平稳、过载能力强、运行可靠且节能显著的优点,由于运输生产的需要,电机车要经常变速运行,因此宜选用变频调速方式的电机车。
16.3.2 由于各矿井地质条件不同、生产类型和方式也不一样、条件各异、运输物料种类繁多,对辅助运输系统节能设计也不可作统一规定。因此,只能根据各矿井的具体条件,结合各种运输设备的性能和适用条件并进行能耗分析;经综合比较后,选择能耗较低的辅助运输方式。
井下辅助运输的特点是货物品种多、路线复杂、集散点多,因此用人多、效率低,一直是建设高产高效矿井的瓶颈。随着井下巷道布置的变化和新型运输设备的推广应用,近些年来辅助运输系统的发展也有了显著的提高,在很多条件适宜的矿井和运输环节中,效率高、用人少的直达运输也得到了较好的应用。
16.3.3 提升系统及设备选型说明如下:
第1款:交通罐投资少,维护费用也低,用于零星上下人员是比较节能的。
第2款:绳罐道的摩擦阻力要小于刚性罐道,这里有个前提,不因选择绳罐道而扩大井筒断面。
第3款:井塔提升方式有占地面积少、提升系统转动惯量小、钢丝绳短及更换维护方便等节能优点。
16.3.4 通风系统和设施及设备选型说明如下:
第1款:统筹考虑矿井开拓、开采、井巷布置的目的是为了简化通风网络,缩短通风流程,降低通风阻力。
第2款:多一道风门,就多一个漏风点,同时也增加流道阻力损失。
16.3.5 排水系统及设备选型说明如下:
第3款:排水扬程变化较大指单泵单管运行与两泵单管、三泵两管等并联运行的比较。矿井涌水量较大而井筒排水管路又不可能增加,需要水泵并联运行排水,设备选型时要考虑较高的扬程,但平时矿井涌水量可能不大,作并联运行显然不经济,这就需要切割或减少叶轮的方式降低水泵扬程,使其运行在单泵单管状态,减少能耗。
16.3.6 压缩空气系统和设备选型说明如下:
第1款:辅助设施包括厂商自配或要求用户配置的,如冷却系统,润滑系统等。
16.4 安全设施节能
16.4.1 瓦斯抽采系统说明如下:
抽采系统集中布置有利于降低工程总投资,充分利用集中管路系统、地面场地,避免重复建设。经经济、技术比较,抽采量变化大、时间跨度长、地面条件不适合时,可分区、分期建设。
16.4.2 注氮系统说明如下:
目前我国井下制氮机组已运用较多,井下机组投资较高,但节省了地面场地、井筒管路。地面与井下方案应综合比较矿、土、安三类工程总投资,确定制氮站位置。
16.4.3 灌浆系统说明如下:
第1款:灌浆材料应就地优先选择非黄土材料,在性能满足要求的情况下,选择耗用量较少的材料。
第3款:管路直径应使设计流速略大于浆液临界流速;壁厚应按服务年内的磨损量并满足管内压力要求。开采深度大的矿井,井底应设减压装置,降低后续管路的壁厚。
16.4.4 人工制冷说明如下:
第1款:参考国外的经验,淮南矿业集团丁集等矿的井下降温设计中采用此种评价方法作为设计依据。设计回采工作面上隅角等效温度不大于32℃,下隅角等效温度约为23℃,在实际运行中取得满意的效果。因此,采用等效温度指标评价矿井气象条件,且最高等效温度不超过32℃更为合理和节能。
第2款:为便于比较降温系统节能方案的优劣,本条引入系统能效比(energy efficiency ratio of system)概念,其含义为计算需冷量与降温系统总能耗的比值。
16.5 电气节能
16.5.1 供配电系统说明如下:
第1款:大中型矿井宜采用较高电压供电,针对不同设计生产能力的矿井,可根据全矿井总负荷矩计算电压降不宜大于5%,来确定供电电压等级:对负荷矩在20×104kW·km及以下的负荷,采用35kV电压等级供电;负荷矩在20×104kW·km~40×104kW·km的负荷,可采用110kV电压等级供电,经技术经济比较,亦可采用35kV相分裂导线供电;负荷矩在40×104kW·km~200×104kW·km的负荷,采用110kV电压等级供电;负荷矩大于200×106kW·km的负荷,可采用110kV相分裂导线供电。
第2款:有多个分区开拓的大型及特大型矿井,当分区场地距离中央区工业场地较远,并且附近又有可靠电源时,可采用分区供电,就近从不同区域变电所引两回路高压供电电源,也可以中央区和分区分别从两个区域变引一路电源,两者再用联络线相连。
第4款:由于矿井一、二级负荷占总负荷比重很大,三级负荷较小,因此矿井主变压器容量的选择,应根据以下三个条件确定:
(1)矿井最大涌水时计算负荷。
(2)变压器正常运行时采用分列运行,单台主变压器负荷率宜为额定容量的60%。
(3)当其中一台变压器检修或故障时,其余变压器对矿井一、二级负荷的事故保证率应为100%。
16.5.2 电气设备选型说明如下:
第1款:据估计,我国变压器的总损耗占系统总发电的10%左右,如损耗每降低1%,每年可节约上百亿度电。因此各级变压器均应选择低损耗节能型变压器。目前已有的节能型变压器类型有9、10、11系列,其中,11系列变压器空载损耗比S9型变压器空载损耗低10%~25%,非晶合金变压器的空载损耗比S9型变压器空载损耗降低70%~80%,但后者价格较贵,故条件允许时变压器可选用非晶合金变压器。
第3款:调速装置采用变频调速的系统应考虑变频器的效率,并根据工况考虑旁路变频器的装置。一方面,若变频器发生故障时,系统能在工频电源下工作,不至于影响生产,另一方面,设备本身有工作在工频电源状态的需求。例如,对前后期风量、负压变化较大的矿井通风机,前期风量较小时采用变频调速,后期风量、负压稳定时,考虑到变频器自身的损耗,通风机即可工作在工频电源状态下,此时可将变频器短接。
16.5.4 提高电能质量说明如下:
第1款:由于供电部门是根据用户功率因数的高低进行奖惩,功率因数越高,奖励越多,因此在矿井中央变采用集中式高压无功补偿装置时,补偿后公共连接点最大负荷时的功率因数也是越高越好,但由于矿井工作制为井下四班,三班工作一班检修,且有提升机等冲击性负荷,负荷变化较大,若采用静态无功补偿,最大负荷时公共连接点的功率因数太高的话,当负荷降低时系统很容易过补,对电网不利,故将连接点的功率因数定为0.9。若采用动态无功补偿时,利用其装置的跟随性,即当负荷低、功率因数高甚至过补时,动态无功补偿装置可以及时吸收无功将其降低,当负荷较大、功率因数较低时动态无功补偿装置可以释放无功将其提高的特点,因此将功率因数定为大于0.95。
第2款:变压器接线方式对抑制高次谐波的影响有很大作用,对于电网中由于电子元件、气体放电灯等非线性运行负荷所产生三次谐波电流,在变压器D联结绕组内可以形成环流,使之不致注入公共的高压电网中去。因此,选择Y/D或D/Y接线方式的变压器可以有效地抑制高次谐波对电网的影响。
16.5.5 矿井设计首选气体放电灯,如金属卤化物灯和高压钠灯及节能型荧光灯。充分利用太阳能光伏电池,使其应用于矿井路灯照明、景观照明和其他对照度要求不太高的场所。
16.6 地面生产系统节能
16.6.1 地面生产系统是矿井煤炭地面运输、加工、储存的重要生产环节,也是能耗较大的一个生产环节。因此,应根据矿井地面总布置情况结合煤炭加工、运输等工艺要求,本着使各环节间输送距离短、高差小、转载环节少的原则布置地面生产系统。折返和转载运输都会消耗能源,反向运输消耗的能量完全是多余的,要尽量避免。在合适的矿井应充分利用矿井地形条件,利用煤炭的势能从高到低运输从而可减少煤炭运输的能耗。
16.6.2 本条是对运输、筛分、破碎及排矸等地面生产系统设备的选型要求,规定均应选用高效节能的设备。
16.7 建筑、总图及地面运输节能
16.7.1 矿井工业建筑节能措施的适用对象为需采暖或通风的工业建筑,节能措施包括:利用冬季日照并避开冬季主导风向,利用夏季自然通风、采光、散热,减少与外部环境的接触面等。如严寒、寒冷地区的建筑宜采用紧凑的体形,减少热能损失;干热地区的建筑宜采用紧凑或设有院落、天井的平面,减少通风和热空气进入;湿热地区的建筑宜采用主面长、进深小的体形,利于通风和自然采光等。
16.7.2 本条从平面设计方面对工业场地总平面布置提出节能措施,其中的紧凑布置既包括对建(构)筑物之间的要求,也包括对地下管线之间的要求。
16.7.3 本条从竖向设计方面对工业场地总平面布置提出节能措施,其中要求将场内雨水就近自流排放的有条件的地区系指工业场地周边有接纳雨水条件的平原地区。
16.7.4 本条从场内运输设计方面对工业场地总平面布置提出节能措施。
16.8 给水排水及暖通节能
16.8.1 本条对水源选择时的节能要求规定如下:
(1)有许多矿井靠近城镇或其他大型工业企业,若双方能协调一致,共用一套水源系统,会大大降低用水成本,降低用水能耗。
(2)矿井许多生产用水水质要求较低,如选煤厂生产补水、防火灌浆用水等,处理后的矿井水、生活污水完全可作为其供水水源。
16.8.2 许多矿井由于没有合适的回用管路系统,导致大量处理合格的矿井水、生活污水无法回用,而白白流掉。矿井设计时不仅要考虑室外回用管路,还要合理设置室内管路,使回用用水点能够在多种水源间灵活转换。
16.8.4 矿井使用冷却循环水系统的车间主要有压风机房、瓦斯抽采站、注氮站等,矿井设计时可根据情况将循环水泵房、水池等联合布置,循环水泵、开关柜等分开设置,提高系统能力,降低冷却水的损耗。
16.8.6 本条说明如下:
第1款:以热水为热媒的最大优点,是可以根据室外气象条件的变化,改变温度和循环水量同时进行调控,从而达到最大限度的节能。
第2款:考虑系统运行节能。
16.8.7 本条从如下几个考虑空气调节:
第1款:考虑建筑物的规模、使用功能、空调负荷及矿井冷热源情况及经济性、节能性确定集中空调系统形式或分散空调器。
第2款:单元式空调用途越来越广,提高单元式空调的能效比对节能有非常重要意义。
16.8.8 本条考虑尽量降低通风系统运行费用。产生有害气体的设备应分别设置局部排风系统。
16.8.9 本条说明如下:
第1款:采暖与空气调节系统的冷、热源应优先采用热电厂余热、回收利用锅炉连排的热能、矿井水源热、矿井排风源热、乏风氧化热等余热。
第2款:使燃煤、燃气锅炉在额定工况下产生最大热量而且平稳运行。
第3款:制冷(热泵)机组大部分时间都是在部分负荷下运行,根据美国空调与制冷学会标准ARI550/590-1998采用IPLV(综合部分负荷工况值)更能反映机组运行的经济性。IPLV较高就是使系统在部分负荷工况下产生最大热效率。
16.8.10 本条的内容制订,是为了降低井筒防冻系统的运行费用。
16.8.11 本条是为了降低管网的运行费用而制订的。
16.9 环保设施节能
16.9.2 目前有许多矿井采取避峰排水,白天累计排水时间短,充分利用夜间将井下水仓储存的矿井水排至地面,设计时应根据井下涌水量对井下水仓容积、地面调节池容积、井下排水泵的排水能力及作业时间、处理站的规模进行综合论证。
16.9.3 矿井生活污水特点是洗浴污水比重大,污染物浓度低,工艺选择应结合煤矿生产特点,降低单位水处理能耗。
16.9.4 污水经处理后应充分回用于选煤厂、坑口电厂、灌浆站、厂区绿化等场所。
16.10 新 能 源
16.10.1 矿井开发必须对矿井伴生的新能源如地热、铀等加以综合利用,是煤矿节能减排工作最重要的环节。因此,设计阶段必须根据其资源量及品位提出科学、合理的利用方案。
16.10.2 太阳能或风能资源的大规模利用必须符合国家及当地的总体及专项规划,且不属于煤矿建设应有的义务,但从节能角度出发,煤矿建设可利用地面建(构)筑物外表面及工业广场边角空地开展以自用为目的力所能及的利用,满足国家总体的节能方针。
16.11 能源计量及能耗指标
16.11.1 本条强调矿井设计中应对各类能源消耗进行计量。
16.11.2 计量装置宜具备实时记录、统计及通信功能。
16.12 综合利用
煤炭开采及深加工过程中,不可避免产生大量固、气等废弃物,其中可作为能源利用的主要有瓦斯、煤泥、煤矸石等,必须加以综合利用,是煤矿节能减排工作最重要的环节。因此,设计阶段必须根据其资源量及品位提出科学、合理的利用方案。
17 环境保护
17.2 污染防治
17.2.1 本条根据《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》编写,矿井的污染物排放会造成环境污染,直接危害人身健康,必须达到国家和地方规定的排放标准,并应满足国家和地方污染物排放总量控制要求。
17.2.2 本条为新增条文。
为保护环境,国家在不同时期针对环境状况提出需重点防治的污染物。故在此强调对锅炉排污应根据具体情况采取有效的净化设施。
17.2.4 本条确定了矿井污(废)水治理工程设计的总原则。我国煤矿大多地处缺水的北方地区,即使在南方地区,也有不少煤矿缺少符合标准的饮用水水源。本条明确规定从保护水资源的目的出发进行污废水处理工程的设计。根据污废水利用的方向,进行多方案论证后确定。
17.2.5 本条为新增条文。
根据《矿山生态环境保护与污染防治技术政策》中有关“矿产资源的开发应推行循环经济的‘污染物减量、资源再利用和循环利用’的技术原则”,在此强调矿井设计应加大对水的重复利用率,并要求根据实际情况将污(废)水用于不同的途径。一般煤矿矿井水无毒,用作生产用水及农业灌溉用水很普遍,对于水源匮乏地区或有条件的矿井,鼓励将矿井水经深度处理后用于生活用水。
17.2.6 煤炭工业中固体废物主要是煤矸石。根据《环境保护技术政策要点(草案)》中“各类工业固体废物,都要妥善处理,……要因地制宜地加以利用……”的规定,提出对煤矸石“应首先作为二次资源加以综合利用”,并结合建设期与生产期的矸石特点分别作出规定。
17.2.7 原煤炭工业部1986年以(86)煤基字第503号文颁布的《关于煤矿地面总体布置改革的若干规定(试行)》中第37条规定:“矿井及选煤厂一般不设永久矸石山”。现行《工业项目建设用地控制指标——矿井、选煤厂、筛选厂及矿区辅助设施部分》也要求矿井只设临时矸石周转场。
《建设项目环境保护设计规定》第24条:“废物在处理或综合利用过程中,如有二次污染物产生,还应采取防止二次污染的措施”。
对于经雨水淋溶后会对水体产生污染的矸石周转场,应根据《国家危险废物名录》或者《危险废物鉴别标准》GB 5085鉴别标准和《固体废物 浸出毒性浸出方法》GB 5086及《固体废物浸出毒性测定方法》GB/T 15555鉴别方法判定矸石是属于危险废物还是一般工业固体废物,然后根据《危险废物贮存污染控制标准》GB 18597或《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599采取必要的防渗措施。
17.2.10 本条根据现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GB/T 50087-2013第1.0.5条、第4.3.1条和第4.3.3条的规定,结合煤矿特点编写而成。
17 环境保护
17.2 污染防治
17.2.1 本条根据《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》编写,矿井的污染物排放会造成环境污染,直接危害人身健康,必须达到国家和地方规定的排放标准,并应满足国家和地方污染物排放总量控制要求。
17.2.2 本条为新增条文。
为保护环境,国家在不同时期针对环境状况提出需重点防治的污染物。故在此强调对锅炉排污应根据具体情况采取有效的净化设施。
17.2.4 本条确定了矿井污(废)水治理工程设计的总原则。我国煤矿大多地处缺水的北方地区,即使在南方地区,也有不少煤矿缺少符合标准的饮用水水源。本条明确规定从保护水资源的目的出发进行污废水处理工程的设计。根据污废水利用的方向,进行多方案论证后确定。
17.2.5 本条为新增条文。
根据《矿山生态环境保护与污染防治技术政策》中有关“矿产资源的开发应推行循环经济的‘污染物减量、资源再利用和循环利用’的技术原则”,在此强调矿井设计应加大对水的重复利用率,并要求根据实际情况将污(废)水用于不同的途径。一般煤矿矿井水无毒,用作生产用水及农业灌溉用水很普遍,对于水源匮乏地区或有条件的矿井,鼓励将矿井水经深度处理后用于生活用水。
17.2.6 煤炭工业中固体废物主要是煤矸石。根据《环境保护技术政策要点(草案)》中“各类工业固体废物,都要妥善处理,……要因地制宜地加以利用……”的规定,提出对煤矸石“应首先作为二次资源加以综合利用”,并结合建设期与生产期的矸石特点分别作出规定。
17.2.7 原煤炭工业部1986年以(86)煤基字第503号文颁布的《关于煤矿地面总体布置改革的若干规定(试行)》中第37条规定:“矿井及选煤厂一般不设永久矸石山”。现行《工业项目建设用地控制指标——矿井、选煤厂、筛选厂及矿区辅助设施部分》也要求矿井只设临时矸石周转场。
《建设项目环境保护设计规定》第24条:“废物在处理或综合利用过程中,如有二次污染物产生,还应采取防止二次污染的措施”。
对于经雨水淋溶后会对水体产生污染的矸石周转场,应根据《国家危险废物名录》或者《危险废物鉴别标准》GB 5085鉴别标准和《固体废物 浸出毒性浸出方法》GB 5086及《固体废物浸出毒性测定方法》GB/T 15555鉴别方法判定矸石是属于危险废物还是一般工业固体废物,然后根据《危险废物贮存污染控制标准》GB 18597或《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599采取必要的防渗措施。
17.2.10 本条根据现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GB/T 50087-2013第1.0.5条、第4.3.1条和第4.3.3条的规定,结合煤矿特点编写而成。
17.3 生态保护
17.3.1 本条为新增条文,参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关条款制订。煤矿开采及疏排水不得引起高速铁路、城际铁路等客运专线,以及设计速度200km/h的客货共线铁路路基、桥梁及隧道基础的沉降变形和承载力的降低,就需要矿井有可靠的监测措施,在矿井建设时设置地表变形和地下水位监测网,对矿井建设、煤炭开采期间的地表沉陷变形和地下水位进行长期监测。
17.3.3 本条根据《土地复垦条例》及《环境保护技术政策要点(草案)》第一条的有关内容编写。
17.3.4 矿井绿化设计首先要实用。实用是指对有防护要求的生产场所选用的具有较强抗性的树种,能起到减弱甚至消除污染的作用。
17.3.5 《中华人民共和国环境影响评价法》第十七条指出:“……涉及水土保持的建设项目,还必须有经水行政主管部门审查同意的水土保持方案”,矿井可行性研究应制订原则性的水土保持措施。矿井设计应按照水行政主管部门同意的水土保持方案制订水土保持措施。
18 建井工期
18.1 移交标准
18.1.1 本条规定了矿井试生产和投产时应达到的标准。投产前矿井试生产时,保障矿井安全生产的系统、设备和设施必须建成并能投入运行;矿井投产时,矿井项目所包含的所有工程和设施都应完成。
18.1.2 鉴于矿井达产时间受矿井建设规模、地质条件、装备水平、管理水平等多种因素影响,因此难以对矿井达产时间做出精确的规定。根据对影响矿井达产时间因素的分析,并结合近五年新井达产时间的调查,本条提出矿井达产时间的要求。
对于有煤与瓦斯突出矿井,由于需要先抽后采,因此,达产时间可以延长1年;同样对于需要开采保护层或先薄后厚特殊情况,达产时间也可延长1年。
18 建井工期
18.1 移交标准
18.1.1 本条规定了矿井试生产和投产时应达到的标准。投产前矿井试生产时,保障矿井安全生产的系统、设备和设施必须建成并能投入运行;矿井投产时,矿井项目所包含的所有工程和设施都应完成。
18.1.2 鉴于矿井达产时间受矿井建设规模、地质条件、装备水平、管理水平等多种因素影响,因此难以对矿井达产时间做出精确的规定。根据对影响矿井达产时间因素的分析,并结合近五年新井达产时间的调查,本条提出矿井达产时间的要求。
对于有煤与瓦斯突出矿井,由于需要先抽后采,因此,达产时间可以延长1年;同样对于需要开采保护层或先薄后厚特殊情况,达产时间也可延长1年。
18.2 施工进度
18.2.1 施工准备是矿井建设过程中的一个不可缺少的重要阶段,该阶段工作的好坏直接关系到矿井能否按时开工和开工后能否连续快速施工。施工准备工作包括建设前期准备和施工准备期两个阶段的工作。
建设前期准备期工作的主要内容包括:矿井初步设计与审批、井筒检查孔施工、工业场地工程地质详勘、组建现场组织管理机构、落实施工期临时电源及永久电源、施工组织设计与审批、前期施工图设计、井筒施工招投标、用地征购等前期准备工作。
施工准备期是指在完成了建设用地的征购和拆迁、施工人员进驻场地开始施工准备起,到矿井第一个井筒开工为止的这段时间。本阶段工作的主要内容包括:工业场地的“五通一平”、凿井措施工程和辅助生产设施、井筒特殊凿井工程、职工生活必需的设施和基本条件、必要的物资和器材准备、凿井期间利用的永久建筑和设施建设等工作。
井筒采用普通法和钻井法施工时,施工准备期一般为4~6个月;井筒采用冻结法施工时,考虑冻结钻施工,施工准备期一般为6~9个月。个别深井冻结施工准备期可能超过9个月。
18.2.2 矿井施工进度除受巷道煤岩类别、倾角、掘进机械化程度影响外,还与巷道围岩性质、围岩稳定性、岩石压力、水文条件、瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性、巷道支护形式等因素有关。
本条在原规范第5.4.4条的基础上,补充了立井井筒、斜井井筒、平硐施工等进度指标。
指标采纳的原则:鉴于专家审查意见认为原规范部分进度指标偏高,不利于施工安全,编制小组对国内各施工企业发出调查表,共发出10份,收到6份,详见表7;设计从安全考虑采用中等偏上指标作为新规范指标。
表7 矿井施工进度指标对比
由于表18.2.2中列出的是最低指标,使用时可根据地区实际情况适当提高。
考虑到瓦斯治理、防治煤与瓦斯突出措施、巷道支护形式、断面积大小、围岩的岩性、井筒的涌水量及地质构造对施工进度的影响,对施工进度指标采用修正系数进行调整。
表18.2.2注2中,煤(岩)与瓦斯突出危险及煤层透气性低、瓦斯治理难度大的煤层巷道掘进速度的修正系数取小值,煤层透气性好、瓦斯治理难度小的煤层巷道掘进速度的修正系数取大值。
18.3 建井工期
18.3.2 本条系明确矿井建设工期参照指标,在确定各类指标时,编制组调研了国内不同地区有代表性的已投产矿井的实际建设工期,见表8。
由于各个矿井具体条件不同,井巷工程量相差较大,矿井开采技术条件、井筒深度、施工方法、施工队伍及设备的不同,对矿井建设工期影响较大,矿井建设应力争在规定的建设工期内建成投产,尽快发挥投资效益。矿井建设工期可参照表18.2.2施工进度指标和表8已投产矿井建井工期表,经施工组织设计优化后确定。
表8 己投产矿井建井工期表(月)
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