煤礦機械化改造設計說明書
目 錄
總 論……………………………………………………………(1)～(6)
第一章 井田概況及礦井建設條件……………………………………1-1
第一節 井田概況…………………………………………………1-1
第二節 礦井外部建設條件及評價…………………………………1-5
第三節 礦井資源條件……………………………………………1-5
第四節 礦井勘探程度及開采條件評價……………………………1-5
第二章 礦井資源/儲量、設計生產能力及服務年限……………………2-1
第一節 井田境界及資源/儲量……………………………2-1
第二節 礦井設計生產能力及服務年限………………………2-6
第三章 井田開拓…………………………………………………………3-8
第一節 開拓方式及井口位置………………………………………3-16
第二節 開拓部署……………………………………………………3-16
第三節 井筒……………………………………………3-17
第四節 井底車場及硐室…………………………………………3-1
第四章 井下開采……………………………………………………4-1
第一節 盤區布置………………………………………4-1
第二節 采煤方法及及工藝…………………………………………4-8
第三節 三下采煤及村莊搬遷規則…………………………………4-10
第四節 巷道掘進及機械化…………………………………4-10
第五章 井下運輸…………………………………………………………5-10
第一節 煤炭運輸方式及設備………………………………………5-1
第二節 輔助運輸方式及設備……………………………………5-1
第三節 礦井車輛配備……………………………………5-1
第六章 通風和安全………………………………………………………6-1
第一節 瓦斯資源03manbetx 和瓦斯湧出量計算…………………6-1
第二節 礦井通風……………………………………………………6-2
第三節 礦井瓦斯災害防治………………………………………6-15
第四節 礦井火災防治……………………………………………6-24
第五節 礦井粉塵防治……………………………………………6-24
第六節 礦井水害防治……………………………………………6-24
第七節 礦井熱害防治……………………………………………6-24
第八節 礦井衝擊地壓災害防治……………………………………6-24
第九節 礦井救護……………………………………………6-24
第十節 礦井六大係統……………………………………………6-24
第七章 提升、通風、排水和壓縮空氣設備………………………………6-1
第一節 提升設備……………………………………………………6-1
第二節 通風設備……………………………………………………6-18
第三節 排水設備……………………………………………………6-21
第四節 壓縮空氣設備………………………………………………6-25
第八章 地麵生產係統……………………………………………………8-1
第一節 煤質及其用途……………………………………………8-1
第二節 煤的加工……………………………………………………8-2
第三節 主、副井機械設備及布置……………………………………8-2
第四節 矸石和髒雜煤處理係統……………………………………8-2
第五節 輔助設施…………………………………………………8-3
第九章 地麵運輸…………………………………………9-1
第一節 概 述……………………………………………………9-1
第二節標準規矩鐵路………………………………………………8-2
第三節 場外道路……………………………………………8-4
第四節 其他運輸方式………………………………………………8-5
第十章 總平麵布置及防洪排澇………………………10-1
第一節 礦井地麵總布置……………………………………………10-1
第二節 工業場地總平麵布置……………………………………10-1
第三節 礦井地麵其他場地布置……………………………………10-1
第四節 工業場地防洪、排澇和豎向設計………………………10-1
第五節 場內運輸……………………………………………………10-1
第六節 工業場地管線綜合布置……………………………………10-1
第七節 礦井建設用地………………………………………………10-1
第十一章 供配電係統……………………………………………………11-1
第一節 供電電源…………………………………………………11-1
第二電 力負荷節………………………………………………11-1
第三節 輸變電……………………………………………………11-1
第四節 地麵供配電…………………………………………………11-9
第五節 井下供配電………………………………………………11-12
第六節 鐵路電力牽引……………………………………………11-25
第十二章 智能化係統…………………………………………………12-25
第一節 總體架構…………………………………………………12-1
第二電安全、生產監控及自動化控製……………………………12-1
第三節 計算機管理信息係統……………………………………12-1
第四節 通 信…………………………………………………12-9
第五節 信 號………………………………………………12-12
第十三章 地麵建築………………………………………………13-1
第一節設計原始資料和建築材料………………………………13-1
第二節 工業建築物及構築物……………………………………13-1
第三節 行政、公共建築………………………………………13-3
第四節 居住區……………………………………13-1
第十四章 給水排水……………………………………………………14-1
第一節 給水………………………………………………………14-1
第二節 排水………………………………………………………14-4
第三節 室內給排水…………………………………………………14-7
第四節 水兩平衡………………………………………………14-7
第五節 消防及灑水…………………………………………………14-7
第十五章 采暖、通風及供熱……………………………………………15-1
第一節 采暖、製冷與通風………………………………………15-1
第二節 井筒防凍…………………………………………………15-2
第三節 供熱熱源與供熱設備………………………………………15-4
第四節 室外熱力管網………………………………………………15-9
第十六章 節能、減排…………………………………………………15-1
第一節 項目能源消耗…………………………………………15-1
第三節 節水措施與評價……………………………………………15-4
第四節 減 排…………………………………………………15-12
第五節 節能減排指標綜合評價…………………………………15-13
第十七章 勞動安全職業衛生與消防………………………………13-1
第一節 危害因素03manbetx …………………………………………13-1
第二節 勞動安全職業衛生…………………………………………13-2
第三節 地麵消防………………………………………………13-3
第十八章 環境保護及水土保持…………………………………………14-1
第一節 概述…………………………………………………………14-1
第二節 礦井建設期汙染防治措施…………………………………14-4
第三節 礦井生產期汙染防治措施及綜合利用…………………14-7
第四節 生態環境保護措施………………………………14-8
第五節 機構設置及監測………………………………………14-9
第六節 專項投資……………………………………………14-9
第十九章 建井工期………………………………………………16-1
第一節 建井工期…………………………………………………16-1
第二節 產量遞增計劃……………………………………………16-2
第二十章 組織機構及人力資源配備 …………………………………14-9 第一節 組織機構…………………………………………………17-1
第二節 人力資源配備……………………………………………17-1
第二十一章 概算投資……………………………………………17-1
第一節 概算投資…………………………………………17-3
第二節 礦井主要技術經濟指標………………………17-11
附錄：
1.陝西瑞能煤業有限責任公司設計委托書;
2.《陝西省煤炭生產監督管理管局關於在小型煤礦實施機械化改造工作的通知》(陝煤局發【2011】102號文);
3. 陝西省煤田地質局一九四隊編製的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》批複
4.《關於劃定陝西瑞能煤業有限責任公司礦區範圍的批複》陝國土資礦采劃[ ] 號;
5. 采礦許可證(2011年5月23日由陝西省國土資源廳頒發，采礦證號為C6100002011051120112677);
6、營業執照
7、煤炭生產許可證
8、安全生產許可證
9.《陝西省煤炭工業局關於2010年度全省煤礦瓦斯等級鑒定結果的批複》(陝煤局發【2011】4號);
10.《煤塵爆炸性、煤自燃傾向性檢驗報告》;
11.礦山救護協議;
12.供用電合同。
附件：
1.陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦機械化改造工程設計主要機電設備及器材目錄;
2.陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦機械化改造工程設計投資概算書;
3.藍圖
總 論
一、項目建設背景
(一)項目名稱、所在位置及隸屬關係
項目名稱：陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦機械化改造設計
所在位置：該礦位於黃陵縣店頭鎮西北方向約2km的魯寺西溝內，行政區劃隸屬黃陵縣店頭鎮管轄。
隸屬關係：陝西瑞能煤業有限責任公司屬陝西煤業化工集團公司下屬陝西煤炭建設公司的分公司。
(二)建設單位概況
陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦屬國有製企業。主要從事煤炭生產和銷售，礦井設計生產能力0.3Mt/a。礦井現有固定資產總額5017.64萬元，財務利潤總額732.86元。礦井具備本次機械化改造項目的投資能力。
(三)項目前期工作及核準過程
陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦屬生產礦井。該公司煤礦采礦權範圍內的資源量枯竭，為了礦山的可持續發展，2011年3月經陝西煤業化工集團公司協調，黃陵礦業公司與陝西煤炭建設公司簽訂了礦權調整協議，將與陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦相鄰的黃陵礦業公司一號煤礦的東南角部分采礦權劃歸陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦開采，2011年5月13日陝西省國土資源廳頒發了陝西瑞能煤業有限責任公司一號斜井采礦許可證，采礦證號為C6100002011051120112677。於此同時該公司委托陝西省煤田地質局一九四隊核實調整後煤礦區內的資源儲量，並編製《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》，為登記、統計和礦山生產設計提供依據。據此該公司上報陝西省煤炭生產監督管理管局申請進行機械化改造，並委托我院編製《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦機械化改造設計》。
二、編製設計依據
1.《陝西省煤炭生產監督管理管局關於在小型煤礦實施機械化改造工作的通知》《(陝煤局發【2011】102號文);
2. 陝西省煤田地質局一九四隊編製的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》;
3. 2011年5月23日陝西省國土資源廳頒發的新采礦證，采礦證號為C6100002011051120112677;
4.《煤礦安全01manbetx 》、《煤炭工業礦井設計規範》、《煤炭工業小型礦井設計規範》、《煤炭工業礦井工程建設項目設計文件標準》等;
5.陝西瑞能煤業有限責任公司所提供的地形地質圖、地層綜合柱狀圖、資源儲量核實報告、采掘工程平麵圖及其它相關的設計基礎資料;
6.陝西省煤田地質局一九四隊2011年5月編製的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》;
7.《陝西省煤炭工業局關於2010年度全省煤礦瓦斯等級鑒定結果的批複》(陝煤局發【2011】4號);
8.陝西瑞能煤業有限責任公司設計委托書。
三、設計指導思想
1.本次設計認真貫徹國務院辦公廳、國務院安委會、國家安監總局和陝西省人民政府關於加強和規範煤礦機械化改造工作、促進煤礦安全生產的指示精神。
2.設計的指導思想是：增強煤礦本質安全程度，提高辦礦規模和技術裝備水平，加大產業集中度，促進煤炭工業節約發展、安全發展和可持續發展，從源頭上減少和控製02manbetx.com 02manbetx.com 。
3.在設計中，將采用正規采煤方法，積極采用機械化采煤工藝，膠帶輸送機運輸和錨杆支護。礦井的地麵建築與主體工程“三同時”，使礦容礦貌有較大改觀。
四、項目建設條件評述
(一)外部建設條件
陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦屬在生產礦井，該礦交通方便，電源可靠，水源充足，通信發達，及其他條件具備了機械化改造項目的條件。
(二)礦井資源條件
陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦經核實擴大區新增工業資源儲量21.61 Mt，可采儲量15.129Mt。擴大區範圍內煤層賦存穩定，結構及地質構造簡單，所采2號煤層屬低中灰，中高揮發分、特低-低硫，中-高磷，特高-高熱值，弱-中等粘結性，化學反應性較強，高熱穩定性的優質煤。屬低瓦斯礦井，煤層屬І類容易自燃，煤塵具有爆炸性，煤層頂板相對穩定，底板遇水易膨脹，有底鼓現象。
五、礦井機械化改造項目設計主要特征
1.礦井機械化改造後設計生產能力為0.60Mt/a，服務年限18.01a。
2.礦井開拓方式為斜井開拓，利用原瑞能煤業有限責任公司主斜井延伸至水平仍做主斜井，擔負全礦井煤炭提升、進風任務兼安全出口;在原工業場地主斜井西北部新掘一條斜井作副斜井，擔負礦井輔助提升、升降人員、進風兼安全出口;在原瑞能煤礦工業場地西北部約1350m的井田3號拐點附近處新掘一條斜井作回風斜井，擔負礦井前期回風兼安全出口。井田劃定的可采煤層為2號煤層，設一個開采水平開采全井田。水平標高在原井田內設在+895m水平，在擴大區設在+930m水平。在主、副井井底到新掘回風斜處開掘895運輸大巷和輔助運輸大巷，布置在距2號煤層20m的底板中;在擴大區設930運輸大巷、輔助運輸大巷和總回風巷，均布置在2號煤層中;利用主煤倉和行人進風斜巷聯通895運輸大巷和930運輸大巷，利用輔助上山聯通895輔助運輸大巷和930輔助運輸大巷，新掘回風斜井直接與930總回風巷聯接。並將各個井筒、井底車場與三條大巷貫通，形成礦井提升、運輸、通風、排水、供電等生產係統。井田劃分為3個盤區，首采工作麵安排在121盤區12101區段，首采工作麵長度150m，采高1.62m。
3.采煤方法為單一煤層長壁采煤法，采煤工藝為：MG180/420-WDK滾筒式電牽引采煤機落煤和裝煤、利用SGZ-630/264刮板輸送機運煤，ZY3400/12/26自移式液壓支架支護頂板，全部垮落法處理采空區
4.礦井通風安全
礦井通風方式為前期為並列式，後期為分列式。礦井前期通風容易時期的需風量66.5m3/s、礦井通風阻力436Pa，等積孔3.79m2;礦井通風困難時期的需風量66.5 m3/s、礦井通風阻力1335Pa，等積孔2.17 m2。礦井前期選用FBCDZ-6№20B型防爆對旋軸流式通風機兩台，一台工作、一台備用。通風機配兩台YBF315L2-8型電動機，電機功率110×2kW，電壓為380V，主軸轉速為740r/min。
5.提升運輸設備選型
礦井采用主斜井提升煤炭，選用帶式輸送機提升。輸送機為8080-570型，采用Y-DCY分離式驅動係統。選用帶寬為800mm，帶速為2.5m/s，膠帶強度為ST1000的鋼繩芯帶式輸送機。電機功率160 kW，電壓380V。副斜井選用JK-2/30A提升機， 配用 Y-355M-8型電動機，功率160Kw， XRB15-6/6型人車升降人員， 1t礦車下放材料設備和提矸。井下895大巷采用STG800/2×75型綱架落地帶式輸送機運送煤炭，運量500t/h，鋪設長度1100m，速度2.5m/s，電動機功率2×75kw。輔助運輸采用CCG5.0/600FB型柴油機車牽引1t礦車軌道運輸。井下輔助上山選用JSOB-19型雙速雙速多用絞車提升。
6.礦井排水係統
礦井正常湧水量60m3/h，最大湧水量135m3/h。選用100D45×2型礦用離心式清水泵三台。礦井正常湧水量時， 一台工作，一台備用，一台檢修;最大湧水量時，兩台水泵同時工作。排水管選用二趟D140×4.5型無縫鋼管，每趟長度225m。
7.壓氣係統
在礦井工業場地建空壓機站，選用MH250型螺杆式空壓機兩台，一台工作、一台備用，電機功率250KW。壓氣主管選用D159×4.5mm型無縫鋼管。各支管根據用氣量的大小，分別選用D108×4.5mm、D68×4mm和D50×4mm的無縫鋼管。
8.煤的洗選加工係統
井下煤炭主要由主斜井驅動機房經篩分樓將原煤篩分成-50mm、+50mm兩級產品，分別經各自的產品煤膠帶輸送機送入儲煤場落地堆放。+50mm塊煤設置人工揀矸。所有產品煤由裝載機裝汽車，計量後外運。
9.礦井供電係統
礦井采用雙回路供電。一回路引自店頭110kV區域變電站10kV出線間隔，架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度4.2km，電壓等級10kV。二回路引自黃陵礦業110kV魯寺變電站6kV出線間隔，架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度1.5km，電壓等級6kV。電源可靠，電量充足。
10. 監測監控、人員定位與通信係統
礦井安裝一套KJ110N型煤礦安全監控係統，由地麵中心站、,1台地麵分站、4台井下分站及45個傳感器組成。人員定位采用KJ138係統，下井工作人員隨身攜帶安標識卡，配置27台本安射頻收發設備滿足井下人員的定位及考勤管理工作及車輛移動監測。礦井安裝一台SW-2000DX礦用程控數字調度交換機，總容量126門。另外，中國移動、聯通等公司信號已覆蓋礦區，可實現無線通信。
11.地麵運輸
場地已有公路與店—上公路相連。通往爆炸材料庫的道路為輔助道路，路麵寬度為3.0m，長150m，瀝青路麵。通往矸石場的道路為輔助道路，路麵寬度為4.5m，長20m，瀝青砼路麵。通往風井場地的道路為輔助道路，路麵寬度為4.5m，長750m，瀝青砼路麵。
12.工業場地布置
現有工業場地沿西溝由西北向東南布置。根據功能不同將場地劃分為三個區：分別是生產區、輔助生產區和場前區，充分利用原有建構築物及生產設施。完善了工業場地主井驅動機房、膠帶輸送機棧橋、篩選車間等。另建了井下水沉澱池及汙水處理站等生產係統。
13.消防灑水係統
井下灑水全日總用水量381.65m3/d，最大小時用水量47.93m3/h。井下消防灑水水源采用經處理後的井下排水(複用)，采用動壓供水,消防和灑水合用一條管道，由副斜井井口進管，主幹管為DN100的焊接鋼管,管道延伸到全部用水點,井下管道采用支狀管網。
14.采暖係統
現有鍋爐三台鍋爐房：一台環保節能常壓熱水鍋爐專為礦井地麵供暖,其型號為CLSG1.8MW-Ⅱ，供開水量：2000kg/h、額定功率：1800KW;一台常壓熱水鍋爐專為洗澡堂供水，型號：CLSG0.5，供開水量：5400kg/h、額定功率：500KW;另一台鍋爐專門供應飲用熱水，型號：CLS0.1-85/60-AⅡ供開水量：1500kg/h、額定功率：100KW。
為滿足洗浴用熱，新增CLSG0.5常壓熱水鍋爐一台。
15.建井工期
礦井達到0.60Mt/a時，新掘出工程量為10430m，其中岩巷3421 m，半煤岩巷6159m，煤巷850m。建設工期為20個月。
16.主要技術經濟指標
瑞能煤業有限公司煤礦機械化改造設計靜態總投資為15351.13萬元，其中： 井巷工程6258.57萬元，土建工程651.44萬元，設備購置5975.25萬元，安裝工程943.70萬元，工程建設其它費用517.89萬元，工程預備費1004.28萬元，鋪底流動資金為732.13萬元。其中井巷工程費占總投資的40.6%。投資稅後回收期5.19 a，稅後財務內部收益率：28.83%。。
六、問題與建議
1.區內工程地質條件中等，2號煤層偽頂、直接頂容易產生冒頂，底板容易產生地鼓，建議加強井巷工程和煤層頂、底板管理，預防頂板02manbetx.com 發生。
2.礦井主要充水水源為大氣降水、老空區積水、直羅組砂岩含水，建議生產單位采取相應措施，預防水害。
3.區內發現與該礦相鄰的小煤礦在以往生產過程中，非法越界開采問題比較突出，且小煤礦越界開采資料不祥實，建議該礦在以後的建設和生產過程中，加強安全管理，在接近小煤礦破壞區時，采取“先探後掘”的方式，做到防患於未然，對小煤礦破壞區未充分利用的資源儲量盡可能地采取先進的生產工藝，進行回收利用。
4.建議該礦在建設施工前委托有相應資質單位對周邊及井田內采空區的積水範圍、水量、水壓、瓦斯等進行探測，以便製定切實可行的安全技術措施。
5.本礦從管理層到職工均為首次接觸綜合機械化采煤工藝，建議該礦盡快組織相關人員進行培訓學習，以便更好的搞好綜合機械化采煤工藝的生產組織和管理工作。
第一章 井田概況及礦井建設條件
第一節 井田概況
一、交通位置
陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦位於黃陵縣店頭鎮西北方向約2km的魯寺西溝內，行政區劃隸屬黃陵縣店頭鎮管轄。店(頭)～上(畛子)公路從東部的魯寺西溝口通過，店頭～黃陵公路，在28km與包(頭)～茂(名)高速公路和210國道相接;西(安)～延(安)鐵路秦(家川)～七(裏鎮)運煤專線張灣裝車站位於煤礦南部約5km外，礦區交通便利。見交通位置圖1-1-1。
二、地形地貌
井田地處陝北黃土高原南部，屬黃土高原中等切割區，侵蝕構造地形。地勢西高東低，具典型的黃土高原地貌特征。東北部以黃土塬地形為主，溝穀縱橫，塬麵支離破碎，最高標高+1265m，最低標高+945m，相對高差320m。
三、河流
區內水係屬洛河水係，常年流水的有沮水河、鄭家河，其餘均為間歇性流水。沮水河為區內最大水係，發源於陝甘交界之子午齡東麓，全長100km，流域麵積3392 km2，自西向東經井田南部與其支流南川河交彙於店頭鎮芋子渠溝口，向東流經黃陵縣注入洛河，於店頭鎮觀測沮水河流量為0.192～6.81m3/s,平均為2.07m3/s。煤礦區東北角的鄭家河水庫由於多年來，氣候幹旱少雨，麵臨幹枯，水庫範圍變小。
通位置圖 圖1-1-1
四、氣象
本區屬大陸性半幹旱暖溫帶季風氣侯。據上畛子農場水文站和黃陵氣象局資料，豐水年最大降水量為1036.8mm(1976年)，枯水年最小降水量為
306.0mm(1978年)，年平均降水量為775.2mm。年平均蒸發量為1472.0mm。雨季多集中在8-10月份，日最大降水量82.1mm。冰雹多集中在6-8月份。區內年平均氣溫8.5℃，一月份平均氣溫為-4.8℃，最低為-23.1℃，七月份平均氣溫20.1℃，最高氣溫為35.4℃。無霜期191天，冰凍期為11月至次年3月份。最大積雪厚度240mm，凍土層厚度為660mm。恒溫帶深度25m左右，溫度9.5℃。常年主導風向為西北風和東南風，夏季多為東南風，冬季多為西北風;年平均風速3.3m/s，最大風速為25m/s。
五、地震情況
據國家地震局蘭州地震大隊1973年資料，該區在1599年發生過6級地震。1556年華縣大地震、1815年山西平陸地震和1820年寧夏海原大地震均波及本區。本區地震烈度為六度，動峰值加速度為0.05g。
六、礦區經濟概況
本區以農業為主，工業不發達，經濟基礎比較薄弱，生產力水平低，經濟效益差。主要農作物有小麥、玉米、水果等，糧食可以自給。工業有煙草、電力、煤炭、酒、肉類加工等。
近年來黃陵縣工業經濟發展迅速，基本形成了以煤炭為龍頭，電力、建材為骨幹的地方工業體係。
七、礦區開發及小窯開采情況
陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦原為黃陵礦區的一部分，該區在1983年12月編製的《黃陵礦區總體規劃設計》及1988年12月編製的《黃陵礦區總體規劃設計修改》中規劃為一個井田。上世紀八十年代末，該礦區小窯星羅棋布，約二百多個。從九十年代初開始先後建成了黃陵一、二號井和建莊建新等特大型礦井。經過近年國家對小煤礦的關、停、壓等政策，該區小煤礦近剩二十餘個。
該礦擴大區範圍內無其他生產礦井及小窯。井田西側為黃陵縣一號煤礦開采區，東南側共有3個煤礦，分別是黃陵縣倉村金咀溝煤礦、黃陵縣東方煤炭有限公司、倉村煤業有限責任公司煤礦。目前3個小煤礦在停產整合中。
八、地麵建構築物及設施
本井田範圍內無文物古跡旅遊區。本井田擴大區中東有村莊陳家玲和小寨村等。別無其它建構築物及設施。
第二節 礦井外部建設條件與評價
一、運輸條件
該井田距店頭鎮不到2km。公路有黃(陵縣)～上(畛子)公路從本區南部穿過，在黃陵與210國道(西包線)和銅黃高速公路相連;上(畛子)～槐(樹莊)公路北可達直羅鎮，向東北可達富縣，西北可抵甘肅慶陽。鐵路有西(安)～延(安)鐵路支線秦家川～七裏鎮(店頭)段已竣工交付使用。通過礦井專用線，礦區支線到達西安鐵路樞紐新豐鎮可達全國各地。礦區交通便利。
二、電源條件
礦區已經形成雙電源供電，電源分別引自黃陵330KV變電站和店頭110KV變電站。礦井施工電源可直接取自通過本礦井工業場地的由礦區中心區至上畛子水廠的35KV線路，礦井生產供電可直接取自礦區110KV變電站。因此，本礦井供電電源落實，供電係統可靠。
三、水源條件
礦區供水水源取自礦區西北部的上畛子水源地，含水層位為白堊係下統洛河組砂岩地下水，礦區供水管路為兩趟400㎜水泥承壓供水管，直接通至該礦井。因此礦井供水水源可靠，水量充足。
四、通信條件
該礦所處地區已開通程控電話通信係統和移動電話通信係統，並分別進入國內、國際自動傳輸網。中國移動、中國聯通等公司的移動通信信號已覆蓋礦區，可實現無線通信。
五、主要建築材料供應條件
礦井建設所需的主要建築材料如鋼筋、木材等需由外地調入，水泥、磚瓦、沙、石等大宗建築材料可就地生產或采購。
六、外部條件綜合評價
該礦區交通方便，電源可靠，水源充足，通信便利，大宗建築材料可就地生產或采購。陝西煤化集團黃陵煤業總部就設在店頭鎮，設備供應，機械維修，礦山救護，醫療衛生，社會服務均可滿足該礦機械化改造外部條件要求。
第三節 礦井資源條件
一、地層
瑞能煤業公司煤礦區位於黃陵礦區東北部，據地表出露和鑽探、井巷工程揭露的地層由老至新主要有三疊係上統永坪組、侏羅係下統富縣組、侏羅係中統延安組、直羅組及第四係。地層由老到新簡述如下：
1.三疊係上統永坪組(T3y)：區內東南部之張家灣、相柳、魯寺、白石村一帶及侯莊溝內均有零星出露。岩性以灰白色、灰綠色中粒砂岩為主，夾深灰、灰綠色泥岩。砂岩成分以石英為主，含長石黃鐵礦及白雲母，中石英含量大於80%，長詩10%，分選性中等~差，次棱角狀，孔隙式~接觸式鈣質和鈣質膠結，厚層狀泥岩具水平層理。屬河湖相沉積。個別鑽孔含油跡，具直線型或收斂型斜層理，泥岩具水平層理。本組地層厚度不詳。
2.侏羅係下統富縣組(J1f)
下侏羅統富縣組(J1f)：區內被第四係黃土掩蓋，根據鑽探工程揭示本井田確有此組地層存在，除井田西北部和東北角外，餘均有分布。厚度變化受構造控製即向斜軸部厚，背斜軸部薄。屬殘積，衝積和河道相。岩性下部為灰綠灰白色中粒砂岩夾同色泥岩或粉砂岩，部分含石英礫石及泥岩塊，斷續有油跡。中部為灰綠色紫雜色泥岩和不穩定的灰白色中粒砂岩，局部斷續有油跡。上部為深灰灰綠色紫，紅色粉砂岩泥岩互層，含菱鐵礦鮞粒和鋁質泥岩薄層。無層理，含零星的植物化石碎片。根據鑽孔揭露厚度0~81.40m，平均厚40.28m。與延長群呈假整合接觸。
3.侏羅係中統延安組(J2y)
為本區含煤地層，全區分布。出露於井田之張灣溝內，店頭後溝，魯寺，白石等地。地層南薄北厚，厚度34.35~119.60m,平均厚度88.77m。各段回底部以灰白色砂岩開始，向上為深灰色粉砂岩及灰黑色泥岩。含煤四層，自上而下編號為0、1、2、3號煤層，主采煤層2號煤及零星可采的3號煤(組)位於下中段的上、下部。植物組合屬錐葉蕨—擬剌葵植物群。岩相特征從下部的河流相到最後以湖濱三角洲相結束。依其岩性可分為三段。
下段由深灰色泥岩，砂質泥岩和粉砂岩為主夾同色細砂岩和2、3號煤層組成。底部為灰白色中細粒砂岩為標誌層K3。其相序為河床相—河漫相—複水沼澤相—湖泊相。
中段下部為灰白色中細粒砂岩，以石英為主，長石次之，分選中等，泥鈣質膠結。具波狀收斂狀斜層理，為標誌層K2。中部為深灰色粉細砂岩互層夾煤層(1號煤)，含植物化石碎片及黃鐵礦結核。上部為深灰色粉砂岩和同色泥岩組成，砂岩分選好，具水平及不規律水平層理。此段從湖濱三角洲開始至深湖泊相結束，中夾湖沼相和泥炭沼澤相含煤性差。
上段由深灰色泥岩和淺灰色細砂岩組成，其泥岩和粉細砂岩均為厚層狀，分選好，次棱角至次圓狀，灰質及矽質膠結，具緩波狀或不規則的水平層理，含植物化石碎片及黃鐵礦結核。顯示淺湖泊相—深湖泊相之特征。
中段：該段頂部為一厚層泥岩(標誌層K3)，底部為一層中、細砂岩，俗稱“七裏鎮砂岩”(標誌層K2)。中部細、粉砂互層夾1號煤層。
4.侏羅係中統直羅組(J2z)
侏羅係中統直羅組(J2z)：出露於店頭東溝，魯寺東溝及白石一帶。岩性為灰白色中粗粒石英砂岩，厚層狀，成份石英約占70%、長石約占25%，顆粒呈韻律變化，半棱角狀，分選不均，底部多為細砂岩和粗砂岩，為標誌層K3 (俗稱直羅砂岩)。與下伏地層呈假整合接觸。區內厚度0～67.79m，平均32.61m。該組地層可劃分為上下兩段，分述如下：
(1)直羅組下段(J2z1)
上部岩性為灰白-灰綠色厚-巨厚層狀中-粗粒長石石英砂岩(俗稱直羅砂岩)，底部含礫，粒度下粗上細。碎屑成分中石英占75%，長石約占15～20%，有鐵質侵染。具大型交錯層理，含泥礫砂化木，該層岩性、物性特征明顯，廣泛分布，厚度大，層位穩定，定為標誌層K4。
下部為灰綠、灰紫色泥岩夾灰-灰綠色細粒砂岩;泥岩無層理，塊狀。全段厚30.43～96.00m，平均厚度56.89m。與下伏地層呈假整合接觸。
(2)直羅組上段(J2z2)：由一套灰綠、紫紅色泥岩、砂質泥岩和褐灰、紫紅色細粒砂岩組成。泥岩和砂質泥岩呈塊狀，無層理，中夾石膏薄層。底部為紫紅、灰紫色中-細粒砂岩。碎屑成分中石英占70%，長石約占25%，以含淺紅色長石為其特征，分選性較差，棱角～次棱角狀泥、鈣質膠結，塊狀。區內具南薄北厚的變化規律。本段地層厚度11.60～144.03m，平均107.10m。與下伏地層呈整合接觸。
5.第四係上更新統馬蘭組(Q3m)
該組地層主要出露於山梁、山坡地帶。岩性以灰黃色亞粘土、亞砂土為主，中夾多層鈣質結核層和古土壤層，厚度0～173.98m，平均112.44m。與下伏地層不整合接觸。
6.第四係全新統衝洪積層(Q4)
分布於各大支流溝穀地帶，屬衝洪積層沉積。岩性下部為砂礫石層，分選性極差，粒徑大小不一，大者可達20cm左右。上部岩性以灰褐色亞沙土、沙土為主，厚度0～8.87m，平均5.73m。與下伏地層不整合接觸。
二、地質構造
瑞能煤業公司煤礦位於黃陵礦區北部中段，總體構造為一傾向北西的大單斜構造。區內均未見大斷層及岩漿岩活動。延安組地層呈現為平緩而簡單的波狀起伏及單斜構造，地層傾角1~3°。因此，本煤礦構造屬簡單類。
三、煤層
1.含煤地層
煤礦區內含煤地層為中侏羅統延安組，一般厚度114m。煤層賦存於延安組中下部，共含煤四層，自上而下編號為1號煤，2號煤，3-1煤，3-2煤，傾角2～3°，煤層總厚3.86m,含煤係數2.97%。其分布及厚度變化除1號煤外其它煤層均受構造控製，即在向斜軸部附近煤層分叉，向兩翼煤層間距變小至合並。
1號煤：位於延安組地層中下部K2砂岩之上。在井田內煤層傾角2～3°，厚度0～0.80m，平均厚0.38m，不可采。煤層結構簡單，一般不含或含夾矸一層，厚0.10m。下距2號煤15～24m，平均間距21.10m。
2號煤層：分布於全煤礦區，為區內唯一可采煤層，煤層埋藏深度約80 m～230 m;底板標高+917～+970 m。2號煤層位於延安組下部，K2砂岩之下。可采厚度0.80 m～3.21 m，平均1.64 m，屬於中厚煤層，厚度比較穩定;煤層結構簡單，含夾矸1～3層，夾矸厚度一般0.20 m～0.35 m，多為泥岩和泥質頁岩。2號煤層厚度等值線圖(圖3-3)
3-1號煤層：位於延安組之下部，為2號煤之分叉。煤層傾角3～5°，厚度0～0.92m，平均厚0.47m，屬於不可采煤層。
3-2號煤層：位於延安組之下部，K1砂岩之上。為3-1煤之分叉。厚度0～0.7m，平均0.50m,屬於不可采煤層。
2.可采煤層
2號煤層是區內唯一有工業價值的可采煤層。
(1)層位、厚度及可采範圍
2號煤層位於延安組第一段的中上部，K2標誌層以下，層位穩定，全區分布。在42個鑽孔中有42個見煤鑽孔，厚度0.65(8-4) ~3.21m(6-5)，平均1.64m。可采點39個，可采點數占見煤點數的92.9%。見表1-3-1。
(2)厚度變化規律
可采厚度(計量)0.80(S73) ~2.31m(C1)，平均可采厚度2.18m。煤層埋深120~460m，底板標高930~970m。可采麵積15.48km2，占煤礦區麵積的 99.4 %，基本全區可采。從2號煤層底板等高線圖及厚線圖可以看出，2號煤層一般厚度多在1.30~3.50m之間，主要賦存於區內波穀區。可采範圍內煤層厚度雖橫跨薄(0.80~1.30m)，中厚(1.30~3.50m)及厚(>3.50m)三個分級，但其變化規律明顯，即沿波穀向兩側基底隆起區逐漸由厚變薄。3.50m以上的厚煤帶完全集中在波穀區，而1.30m以下的薄煤層均分布於隆起和波峰頂部。中厚煤層區約占全區煤層可采麵積的79.0%以上。2號煤層厚度變化較小，且變化規律明顯，基本全區可采，屬厚度穩定的中厚煤層。
(3)煤層頂、底板及分布規律
2號煤層頂板按岩性、層位、厚度及采掘垮落情況可分為老頂、直接頂和偽頂。
偽頂：主要為薄層狀泥質粉砂岩或砂質泥岩，個別鑽孔為炭質泥岩，厚度均在0.5m以下，有時與直接頂板在岩性上不易區分，但以其薄層狀及隨采隨落為特征。
直接頂板：直接頂岩性變化較大，以黑色泥岩為主，局部為粉砂岩或細粒砂岩，呈厚層狀，有時與煤層直接接觸，厚度0.7~20.6m不等，一般9m左右，為不穩定、易冒落頂板。
基本頂：以塊狀灰白色中~細粒岩屑石英砂岩為主，俗稱“七裏鎮砂岩”，為本區K2標誌層，有時相變為粉細砂岩互層或粉砂岩。岩性較堅硬，厚層狀，不易垮落。全區分布，層位穩定。厚度0.9~28.0mm，一般3~11.96m。
2號煤層直接底板：主要為一套厚度較薄的灰色團塊狀粉砂質泥岩，有時含粉砂質、矽質、鈣質、菱鐵礦鮞粒，頂部含根係化石，俗稱“根土岩”，呈團塊狀結構，遇水膨脹，易發生底鼓，厚度一般0.38～5m，一般1～2m，具有波穀部位，厚度較大，向兩側減薄的變化規律。
(二)煤層對比
1.對比方法和依據
本次煤層對比采用沉積旋回，標誌層和測井曲線組合形態等對比方法，現分述如下：
(1)沉積旋回性：本區延安組地層沉積旋回結構明顯，易於劃分和對比。黃陵礦區幾十年來勘探實踐證明，旋回結構對比是煤層對比行之有效的方法之一。經03manbetx 對比，區內延安組含煤地層自下而上可劃分為四段六個沉積旋回，除第四段即第Ⅵ旋回分布範圍小、不完整外，其它各段各旋回廣泛分布，且較為完整。
1號煤層區內大部分布，位於中段Ⅱ旋回上部的泥岩或粉砂岩之中下部，K2標誌層(俗稱七裏鎮砂岩)之上。
2號煤層全區分布，位於下段Ⅰ旋回之中上部。
3號煤層區內局部分布，位於下段Ⅰ旋回之中下部。
(2)標誌層對比法：據以往和本次研究結果與礦區範圍之標誌層對比基本一致，本區共劃分4個標誌層。由下而上編號分別為k1、k2、k3、k4。
K1標誌層：為富縣組(J1f)頂部的“花斑泥岩”，其顏色岩性特征明顯，層位穩定，分布廣泛，位於延安組地層之下，在隆起和波峰頂部缺失沉積。3號煤組和2號煤層位於其上，是該兩煤層對比確定的可靠標誌。
K2標誌層：為延安組第二段第Ⅱ旋回底部的“七裏鎮砂岩”。
該砂岩為中-細粒砂岩，層麵含雲母片，黃鐵礦結核及植物化石碎片等，局部相變為粉砂岩或細粒砂岩夾粉砂岩薄層，層位穩定，全區分布，其本身岩性特征明顯易於對比，為2號煤層的老頂或直接頂板。2號煤層位於其下，而1號煤層位於其上。K2砂岩是對比2號煤層及1號煤層的重要標誌。
K3標誌層：為延安組第二段頂部(即第Ⅳ旋回頂部)的厚層狀湖相泥岩，其為整個陝甘寧盆地延安組湖相發育鼎盛期的產物，在區內分布廣泛，且穩定，厚度較大，在含煤地層組段及旋回劃分中起重要作用。
K4標誌層：為直羅組下段(J2z1)下部之厚層狀、灰白色長石石英中-粗粒砂岩，且底部含礫，是劃分延安組與上部地層的重要標誌。
(3)測井曲線對比法： 本區各旋回地層、煤層及圍岩的物性反映異常明顯，自然伽瑪曲線對解釋、劃分岩層非常有效，是岩層層位對比的重要依據;電阻率電位曲線則是各煤層的定性，岩層厚度解釋及層位對比的有力工具。還有其他測井曲線可以與以上兩條重要曲線相配合使用，使地球物理測井在岩煤層對比上起到應有的作用。
2號煤是本區主要的可采煤層，大多數含有一層夾矸，其岩性多為泥岩、粉砂岩，且層位穩定，物性特征明顯。四條曲線形態組合為“一高二低一負”：即高電阻率、低密度、低自然伽瑪、負自然電位。電阻率曲線 “高峰林立”，而自然伽瑪、密度曲線均呈“低凹箱”形。位於2號煤上有一層細粒砂岩，俗稱“七裏鎮砂岩” (標誌層K2)，在本區內層位穩定，物性特征明顯。與上下圍岩相比其電阻率值較高，密度值略低，而自然伽瑪、自然電位兩條曲線明顯低於圍岩。
位於“七裏鎮砂岩”以上的煤層為1號煤，其物性特征明顯，各參數曲線均呈“小尖峰”狀，且幅值較大，而位於2號煤以下的煤層為3號煤，其物性特征類似於1號煤，但幅值較小。
2.煤層對比可靠性評價
本區煤層層數較少， 1號煤層為大部分布，隻有極少數點可采的不可采煤層;3號煤層為局部分布，隻有極少數點可采的不可采煤層。
2號煤層屬層位穩定，厚度變化小的穩定的中厚煤層。用以上方法綜合進行對比，獲得了較滿意的地質效果，所以本區的煤層對比是可靠的。
四、煤質
(一)煤的物理性質和煤岩特征
1.煤的物理性質
本區內0、1、2、3號煤呈黑色，粉色為褐色及褐黑色。瀝青及玻璃光澤，斷口為階梯狀、參差狀，呈條帶狀、線理狀結構，具層狀，塊狀構造;質硬而脆，內、外生裂隙較為發育並為方解石及黃鐵礦薄膜等充填。另外，煤層中還含有少量黃鐵礦結核及菱鐵質鮞粒等。煤易燃、煙濃，具有熔融膨脹現象。
2.宏觀煤岩特征
(1)宏觀煤岩組分：區內各煤層均由亮煤，暗煤、絲炭及鏡煤所組成。但以鏡煤、亮煤為主，次為暗煤、絲炭。2號煤層中絲炭含量相對較高，反映了成煤環境為一弱氧化環境。
(2)宏觀煤岩類型：區內各煤層均以半亮型煤為主。2號煤層的中上部以半亮及半暗型煤為主，中下部則以半暗及暗淡型煤為主。
3.顯微煤岩特征( 見表1-3-2、1-3-3)
表1-3-2 煤岩顯微含量及反射率測定成果彙總表
4.煤的變質程度
區內各井田勘查時期不一，橫跨六十~八十年代，勘查程度為精、詳、普查等階段，再加樣品測試單位不一，表現在成果上有所差異。
詳查資料表明1、2、3號煤層均以鏡質組+半鏡質組為主，含量由62.5%~86.4%，平均值分別高達80%、80.5%、77.7%;半絲+絲質組次之，含量為1.3~31.3%，平均值分別為15.7%、16.4%、18.4%;穩定組平均含量分別為3.4%、2.3%、3.1%。無機組分主要為粘土礦物、黃鐵礦、方解石及石英等。
根據黃陵礦業一號煤礦核實報告資料表明，主采的2號煤層有機組分含量較高，平均可達 90.8%。其中鏡質組+半鏡質組含量在34.6%～56.2%之間，平均為45.1%。半絲+絲質組含量在36.1%～57.8%之間，平均為44.4%。穩定組分含量在0. 5 %～2.2%之間，平均為1.3%。各組分均經反射率測定，準確可靠。
無機組分中則以粘土類、碳酸鹽類礦物為主，硫化物少量。其中碳酸鹽類的方解石礦物多以薄膜狀充填於煤層外生裂隙中。黃鐵礦及菱鐵質以原生結核或鮞粒狀形態存在於煤層中，而硫化物主要以硫鐵礦呈星點狀分布於煤層中。
綜上所述，煤礦區內2號煤層的鏡質+半鏡質組含量在34.6%～86.4%之間，平均為59.9%;半絲+絲質組含量在1.30%～57.8%之間，平均為31%;校定組含量在0.5%～5.1%之間，平均為1.7%。鏡質組最大反射率介於0.71%～0.80%之間，變質程度相對較低，屬Ⅱ變質階段之煙煤，即弱粘煤~氣煤範疇。
(二)煤的化學性質及工藝性能
1.煤的化學性質
(1)工業03manbetx 水分(Mad)：區內2號煤層原煤水分變化在1.02%～2.49%之間，平均為2.02%。反映了低變質階段煙煤水分含量的基本特征。浮煤水分變化在1.75%~4.19%之間，平均為3.18%。
灰分(Ad)：區內2號煤層原煤灰分變化在8.65~57.45%之間，平均為16.55%。以低、中灰煤為主，各占69.4%及19.8%，特低灰煤少量，占7.1%，高灰煤僅占3.9%。區內大部分分布低、中灰煤，一般與煤厚呈反比，煤厚處以低灰煤為主，煤薄處則以中灰煤為主，高灰煤零星分布。低灰煤次之。
揮發分(Vdaf)：區內2號煤層原煤幹燥無灰基揮發分變化在18.49~39.09%之間，平均35.05%。浮煤幹燥無灰基揮發分變化在31.74~37.79%之間，平均為35.78%。屬中高揮發分煤，僅少數為高揮發分煤(占3%)。2號煤層浮煤灰分變化在3.30~14.26%之間，平均為5.59%。
(2)煤中有害組分
硫分(St,d)：區內2號煤層原煤全硫變化在0.26~2.46%之間，平均為0.83%。 以特低硫煤為主，占52.9%、低硫煤次之，占33.0%，中-中高硫煤少量，分別占9.5%及4.6%，且零星分布。經1.4密度液洗選後，2號煤層浮煤全硫變化在0.12~1.22%之間，平均為0.45%。煤中各種硫。
區內2號煤層原煤各種硫中硫酸鹽硫(Ss,d)平均為0.029%，硫化鐵硫(Sp,d)平均為0.373%，有機硫(So,d)平均為0.393%，以有機硫和硫化鐵硫為主，硫酸鹽硫少量。
磷分(Pd)：區內2號煤層原煤磷分變化在0.006~0.672%之間，平均為0.110%。以中-高磷分煤為主，其中高磷分煤占47.8%，中磷煤占34.2%，次為低磷，占17.4%.
砷(As)：區內2號煤層原煤砷含量變化在0.0~32.0μg/g之間，平均為4.5μg/g。以一級含砷煤為主，占73.5%，二級含砷煤占12.5%，一、二級含砷煤符合釀造和食品加工業燃燒用煤要求。三、四級含砷煤分別占10.9%、3.1%，零星分布。
氯(Cl)：區內2號煤層原煤氯含量變化在0.005~0.137%之間，平均為0.079%。以低氯煤為主(占82%)，特低氯煤少量(占18%)。
氟(F)：2號煤層原煤氟含量變化在37.2~390.0μg/g之間，平均為179μg/g。含量較低，與神木煤相當。氟是煤中有害元素之一，燃燒後的揮發物易汙染環境，因而必須引起重視。區內中、東部的以往資料無砷、氯、氟三項測定成果，故不能全區統計，隻能以西部原雙龍井田範圍內測試值作為代表性統計和了解。
(3)煤的元素分析區內2號煤層原、浮煤元素分析變化不大，總的特征是碳含量較高且穩定。浮煤Cdaf變化在80.90~88.33%之間，平均為84.70%;Hdaf變化在4.47~5.82%之間，平均為5.27%;Ndaf變化在0.17~1.64%之間，平均為1.32%;Odaf變化在4.79~10.96%之間，平均為8.12%。
2.煤的工藝性能
(1)煤的粘結性和結焦性粘結指數(GR.I)：2號煤層浮煤粘結指數僅在煤礦區西部原雙龍井田範圍內有測試成果，中、東部均無此項測定成果，本次僅能以西部資料來代表。浮煤粘結指數變化在4~78%之間，以弱、中粘結煤為主，分別占38%，32%，中強粘結煤 ，占25%，少數強粘結及不粘結煤次之，分別占7.6%、1.9%。
羅加指數(R.I)：區內2號煤層羅加指數變化在18.2~74%之間，平均44.04%，屬強~中等粘結煤，少數弱粘結煤。
膠質層指數(y)：區內2號煤層膠質層指數變化在0~18.5mm之間，平均為10.4mm。屬中等粘結性煤，占54%，弱粘結性煤占46%。體積曲線類型以“平滑下降”為主，次為“微波型-波型”，少量“平滑斜降”。
焦渣特征：區內2號煤層原煤焦渣特征一般為4~5，浮煤焦渣特征一般為4~6。
從以上特征得出：區內2號煤層的粘結性和結焦性均屬弱-中等。
(2)煤的發熱量
區內2號煤層原煤Qnet,d變化在18.19~32.48MJ/kg之間，平均為27.40MJ/kg。原煤Qgr,d變化在18.84~37.94MJ/kg，平均為28.35MJ/kg，以高熱值煤為主，占58.1%，特高熱值煤次之，占32.5%，少量中、低熱值煤分別占6.4%、3%。根據2005年在一號井煤礦采集了三個全水分樣品，經測試其中平均值為4.47%。用全水分值換算出2號煤層Qnet,ar平均值為26.91MJ/kg。屬中高熱值-高熱值煤，以高熱值煤為主，次為中高熱值煤。
影響區內2號煤層發熱量變化的主要因素是煤岩組分和原煤灰分。低變質階段煙煤中鏡質組分與絲質組分的發熱量不同，鏡質組分高，發熱量高，絲質組分含量高，發熱量相對變低。此外，發熱量與灰分含量呈負相關關係，即灰分高發熱量低，灰分低則發熱量高。
(3)煤的氣化指標
煤對CO2反應性：區內2號煤層溫度為950℃時，其CO2還原率變化在7.5~62.7%之間，平均為30.0%。當升溫至1100℃時，其CO2還原率變化在47.5~84.3%之間，平均為66.7%。因此，2號煤層屬化學反應性較強的煤。
熱穩定性(TS+6)：本區共采集的23個氣化測試樣品中，熱穩定性測試的結果多為“燒後粘結成焦狀”。 僅有三個樣品測得TS+6變化在83.8~97.6%之間，平均為92.3%。屬高熱穩定性的煤。
熱穩定性試驗隻宜用於褐煤，貧煤，無煙煤和天然焦等不粘結煤。
抗破碎強度：根據在一號煤礦采樣及鑽孔采樣測試結果， 2號煤層抗破碎強度平均值為80%。屬高強度煤(見表4-2-7)。
煤的結渣性：煤在氣化或燃燒過程中灰渣受熱軟化熔融而結渣的性質稱為結渣性。區內2號煤層由於煤灰熔融性，灰粘度、灰成分的差異性，使得平均結渣率差異較大，灰熔融性較低的煤易結渣;煤中硫含量越高，灰熔融性越低，相應之下煤的結渣性也隨之升高;有些煤雖然灰熔融性較高，但灰粘度小，也易結渣。灰成分中Al2O3含量小的比Al2O3含量大的煤易結渣。
區內2號煤層當鼓風強度為0.1m/s時，>6mm灰渣平均結渣率變化在26.5~80.0%之間，屬不易—強結渣煤，以不易結渣煤為主;當鼓風強度為0.2m/s時，>6mm灰渣平均結渣率變化在25.0~77.0%之間，屬不易—中等結渣煤，以不易結渣煤為主;當鼓風強度為0.3m/s時，>6mm灰渣平均結渣率變化在19.0~82.0%之間，屬不易—強結渣煤，以不易結渣煤為主，中等結渣煤次之。
(4)煤的低溫幹鎦及焦油產率
區內2號煤層焦油產率(Tar.ad)變化在3.9~13.9%之間，平均為9.42%，以富油煤為主，占88.1%，少量含油煤及高油煤，分別占7.1%、4.8%。半焦(CR.ad)變化在49.80~88.05%之間，平均為79.51%。氣體變化在1.90~9.50%之間，平均為5.75%。
(5)煤灰成分、煤灰熔融性及灰粘度
煤灰成分：區內2號煤層煤灰成分以SiO2和Al2O3為主，次為CaO、SO3和Fe2O3，其它均為少量。其中SiO2含量變化在19.25~65.70%之間，平均為47.37%。Al2O3含量變化在5.21~30.95%之間，平均為20.85%。CaO含量變化在0.16~42.92%之間，平均為13.69%。SO3含量變化在1.03~14.23%之間，平均為6.29%。Fe2O3含量變化在1.67~21.49%之間，平均為5.96%。屬“高矽鋁型”煤灰。
煤灰熔融性：區內2號煤層ST變化在1035~1460℃之間，平均為1294℃。以中等軟化溫度灰為主，占47.7%，次為較低軟化溫度灰占30.3%，較高軟化溫度灰少量，占21.1。
灰粘度：所謂粘度(動力粘度)即內摩擦係數。是說明灰渣在熔化狀態時的動態重要指標。灰粘度對確定熔渣的出口溫度有著重要意義。在固定床煤氣爐中，為使爐渣順利排出，灰粘度應小於50泊。粉煤化過程中，粘度應小於250泊。在液態排渣鍋爐中，要求正常粘度範圍是50-100泊，最高不超過250泊。現列出灰粘度試驗成果表，為合理選擇爐型排渣方法提供參考依據。
煤灰特征的常用指數：結渣指數就是附集在燃燒爐的耐火磚壁上及其它暴露壁麵上的熔渣。結汙指數是指煤灰中的堿性成分，粘附在鍋爐的對流管束，過熱器和加熱器上麵，並腐蝕這些部分。經換算：區內2號煤層結渣指數為0.22，屬低度結渣;結汙指數為0.14，屬低度結汙。
(6)煤的其它特征
視密度：區內共測試40個2號煤層視密度樣，其值變化在1.16~1.58g/cm3之間，算術平均值為1.31%。
浮煤回收率：2號煤層1.4比重液浮煤回收率變化在13~95%之間，平均為62.4%，以良、優等為主，分別占43.3%、35.8%，中、低等次之，分別占10.7%、10.2%。
有40個煤樣選用1.5比重液，其浮煤回收率變化在24~100%之間，平均為67%，以優等為主，占55%，良等次之，占22.5%，少數中、低等，分別占12.5%，10%。
煤中碳酸鹽CO2：區內2號煤層碳酸鹽CO2含量變化在0.24~3.85%之間，平均為1.79%。
可磨性(HGI)：區內2號煤層可磨性指數變化在53~81之間，平均為63.8。屬中等可磨性煤，占55.5%;較難磨煤次之，占38.9;個別易磨煤，占5.6%。煤的可磨性是指煤被研磨成粉的難易程度。可用於測算粉煤鍋爐和設備的耗電量及粉煤碎機的產量。
煤中微量元素：區內2號煤層煤中微量元素鍺、镓、鈾均達不到一般工業品位要求。
煤層頂板底板及矸石：2號煤層頂底板及矸石水分(Mad)變化在1.30~4.99%之間，平均值為2.28%;灰分變化在45.70~97.15%之間，平均為73.92%;硫分(St,d)變化在0.01~0.91%之間，平均為0.21%;磷分變化在0.002~0.075%之間，平均為0.030%;真密度值變化在2.62~2.83t/cm3之間，平均為2.74 t/cm3;幹燥基發熱量Qnet,d變化在0.12~5.55MJ/kg之間，平均為1.71MJ/kg。Qb,d變化在371~3692卡/克，平均為2399卡/克。對一些發熱量較高的低熱值炭質泥岩，可考慮作為矸石電廠燃料。
2號煤層頂、底板及夾矸中的微量元素測定結果，數值相差不大，Ge平均值變化在0.8~1.1µg/g之間，Ga平均值變化在19.6~24.3µg/g之間，U平均值變化在2.5~3.1µg/g之間。Ge、U均達不到一般工業品位要求，Ga大部分也達不到工業品位要求，僅有部分(約占14.5%)樣品超過30µg/g，其平均值僅為35µg/g，工業價值不大。
(7)煉焦試驗
結焦性能：根據原雙龍井田範圍內2號煤層鏡煤最大反射率，換算出2號煤層的組分平衡指數CBI=0.42，強度指數SI為1.93，而煉焦用煤的CBI應在0.6~1.5之間，SI應在3.5~4.1之間。區內2號煤層此二項指標均達不到煉焦的最佳值。
配煤煉焦試驗：區內2號煤層雖不宜單獨煉焦，但煤層具灰分，硫分較低的優點，且具有一定粘結性能，1972年省冶金局在首鋼鋼鐵研究所試驗焦煤進行配煤煉焦試驗，得出以30%勉縣肥煤、20%黃陵弱粘煤及50%韓城瘦焦煤配合煉焦可獲得較好的焦炭。
要提高黃陵配煤比，則需要將配好的煤進行深度幹燥(水分3%±)或搗固裝爐處理，才能明顯改進焦炭強度。
試驗焦炭結果表明：焦炭灰分、硫分低是優點，但M40較低，而M10則高。此煤可在煉焦過程中配入使用，不可單獨煉焦。
(三)煤的可選性
1.簡易可選性評定
本區共采集2號煤層簡易可選性試驗樣品9個。按中國煤炭可選性評定方法(GB/T16417-1996)進行評定。采用分選密度±0.1含量法進行評定。
選用分選密度級為1.50和1.60兩個級別進行評定。其中1.60級扣除沉矸後的土0.1含量在4.12~19.72%之間，屬易選煤~中等可選煤。浮煤回收率均為優等;1.50級扣除沉矸後的土0.1含量在11.24~31.44%之間，屬中等可選~難選煤，以中等可選煤和較難選煤為主，其浮煤回收率以優等為主，個別為良。
2.可選性大樣
煤礦東南側的倉村平硐於1977年采取2號煤層可選性大樣試驗結果：
倉村平硐可選性大樣評價用中煤含量法，浮沉試驗結果表明：用1.4比重液進行精選，各粒級精煤數量>60%，精煤回收率屬良等，灰分最大值為7.3%，中煤數量23.71~29.70%，中煤灰分最高26.07%，屬難選煤。用1.5比重液進行精選，中煤數量為10.10~15.57%，精煤回收率可增高至70%以上，屬優等，精煤灰分最大增高至8.91%，仍低於10%，可選性屬中等。
煤礦西南側的雙龍斜井於2000年采取2號煤層可選性大樣試驗結果：
該樣品屬中灰、低硫、中等可磨、高強度、中高熱值的1/2ZN(33)。采用分選密度±0.1含量法進行評定。選用1.60級扣除沉矸後的±0.1含量為7.49%，屬易選煤，浮煤回收率為優等;選用1.50級扣除沉矸後±0.1含量為15.03%，屬中等可選煤，浮煤回收率為優等。
綜上所述，礦井中可選性大樣與鑽孔中簡易可選性樣測試結果基本一致。選用分選密度為1.50級別，其可選性等級以中等可選為主;選用分選密度為1.60級，其可選性等級以易選為主。
3.安氏泥化試驗
利用本區西側的黃陵一號煤礦共采集安氏泥化試驗樣品7個，經測試：泥化比平均值在1.10~8.79%之間，均屬一般泥化。泥化試驗是研究煤和矸石在水浸擾下形成煤泥和泥漿的程度，研究煤粉和岩粉的渾濁對浮煤產率和質量的影響，為洗煤廠設計處理煤泥水工藝提供可靠資料。
(四)煤類及工業用途評述
1.煤類：據《中國煤炭分類國家標準》(GB5751—86)以浮煤幹燥無灰基揮發分(900℃)和浮煤粘結指數為依據進行分類。區內西部原雙龍井田範圍內2號煤層煤類主要以RN(32)為主，QM(34)及1/2ZN(33)少量且不連片。區內均屬六、七十年代的資料，且部分鑽孔采用無芯鑽進，無煤質測試資料。當時煤類劃分采用《中國煤炭分類方案(1958年頒發)》，由於58年與86年的分類標準不一，本次通過陳鵬公式可計算Y值與粘結指數的關係，運用到本區Vd為28%~37%及Y以8~13mm範圍內按公式計算結果粘結指數多在16.28~27.3之間，均屬弱粘煤RN(32)。
2.煤的工業用途：區內2號煤層屬低中灰，中高揮發分、特低-低硫，中-高磷，特高-高熱值，弱-中等粘結性，化學反應性較強，高熱穩定性，抗破碎強度高，中等-較低軟化溫度灰的富油煤。
根據本區2號煤層煤質特征：本區2號煤層是良好的動力及民用煤，同時也可作為氣化、配焦、低溫幹餾、高爐噴吹用煤，
五、水文地質條件
瑞能井田位於黃陵礦業公司一號煤礦西南部，南麵與黃陵縣地方煤礦開采區相連。井田東西長約3000m，南北寬1250～2000m，範圍4.47km2。因此，瑞能煤礦礦井水文地質條件受到區域水文地質條件的影響和製約，與周圍礦井和小煤窯含水層之間的水力聯係未發生改變，井田內外許多地方小煤窯的存在增加了礦井充水突水的可能性。
(一)含水層特征
按地下水的埋藏條件及含水層的性質，在井田內共劃分了四個含水層，一個隔水層。其水文地質特征如下：
1.第四係黃土潛水含水層
第四係黃土為覆蓋於基岩頂而組成黃土塬之鬆散堆積物，由亞粘土，亞砂土及數層鈣核層組成。西南薄，北東厚，東北部X7號孔見其最大厚度189m。含水層為棕紅色亞砂土，亞粘土鈣核層。棕紅色亞粘土，基岩頂麵常為其相對隔水底板。地下水位埋深0～102.52m，塬上深，溝穀處淺，溝穀兩側溝腦處有泉水出露。泉水流量較小為0.325L/s，一般小於0.1L/s。據抽水試驗資料：單位湧水量q=0.0018L/s·m，第四係潛水顯示受溝穀切割而排泄的特點，沿溝穀發育方向往東南排入地表河流。東北部地下水排出地表後聚集彙入向陽(鄭家河)水庫，其總流量為16.19～29.8L/s。地下水礦化度0.28～0.38g/L，多為HCO3-(Na+K)·Ca·Mg型淡水。
2.中侏羅統直羅組砂岩裂隙潛水含水層
岩性主要為灰白色中粗粒長石石英砂岩，鈣質膠結，裂隙發育，係井田主要含水層。最大厚度5-5號孔處74.75m。地表泉流量0.001～0.38L/s。據4-2號孔資料，潛水含水層厚度4.56m，單位湧水量q=0.0092L/s·m，滲透係數K=0.202m/d。就區域情況而言，該含水層為富水性弱～中等的含水層。直羅組至下伏煤層間有較厚之泥岩或粉砂岩為相對隔水層。地下水礦化度0.31～0.55g/L,據4-2號孔水質資料，為HCO3-(Na+K)·Ca·Mg型淡水。
3.中侏羅統延安組砂岩裂隙承壓水含水層
延安組為遍布井田之含煤地層，南薄北厚，背斜軸部薄向斜軸部厚，由具韻律之較細碎屑沉積及煤層組成。含水層段主要為2號煤及其以上的七裏鎮砂岩。砂岩一般4～7層，最多為(8-3號孔)12層，其砂岩累計厚度一般為10～30m，最大累計厚度(C32號孔)66.09m。向北部沉積碎屑漸細，砂岩變薄或成為粉砂岩，泥岩。地表僅發現兩處泉水，其流量，C8號孔=0.199L/s，C10號泉流量極微。據4-2號孔資料，係承壓含水層。煤層以上段單位湧水量q=0.00374L/s·m，滲透係數K=0.0193m/d;煤底以下段單位湧水量q=0.0044L/s·m，滲透係數K=0.0145m/d,為富水性弱的含水層，地下水礦化度0.44g/L，屬HCO3-(Na+K)·Ca·Mg型淡水。
4.上三疊統永坪組砂岩裂隙承壓含水層
井田內零星出露，為含煤地層之基底岩層，除井田西北部，東北角外,皆有富縣組地層分布於延安組與永坪組地層之間，成為相對隔水層。延長群由灰白，灰綠色中細粒砂岩為主夾深灰，灰綠色泥岩組成。井田內未發現泉水。據詳查資料，其含水性變化極大，一般含水很小或不含水。據本次勘探之C27號孔試驗性抽水資料，為承壓水，鑽孔水經提筒兩小時另六分鍾提至孔底，換算得鑽孔湧水量Q=0.295L/s,單位湧水量q=0.0018L/s·m，富水性弱。水質礦化度最高可達4.556g/L，屬HCO3-Ca·Mg、HCO3-Na型。
(二)隔水層
因瑞能煤礦區內直羅組上段地層基本缺失，井田範圍內的隔水層主要有2層，其水文地質特征如下：
1.侏羅係中統延安組上部相對隔水層(J2y1)
該隔水層為“七裏鎮砂岩”以上延安組地層，厚26.88～115.31m(L87號鑽孔)，一般厚度在60m左右，岩性以深灰、灰黑色泥岩，灰色粉砂岩為主，中夾中細粒砂岩，含1號煤層，分布普遍。鑽孔施工中，延安組地層頂部存在發育深度約12m左右的微風化裂隙，岩體不甚完整，據一號井堵水施工的Z30號孔取芯觀察，裂隙麵具鐵紅色水鏽，曾被地下水侵染，深部一般未見明顯裂隙，簡易水文皆無異常現象，鑽孔衝洗液消耗量均小於0.5m3/h，回次水位一般0～5m。倉村井田5-2號鑽孔抽水試驗，單位湧水量0.0038L/s·m，故認為該層為相對隔水層。該層厚度大，分布廣，是區內穩定的隔水層。
2.延安組下部及富縣組相對隔水層(J2y1+J1f)
主要由2號煤層以下延安組及富縣組地層組成，2號煤層底板以下延安組地層岩性主要由灰黑色泥岩、粉砂岩組成，厚度一般小於10m;富縣組以花斑狀泥岩為主，夾粉細砂岩，厚度變化呈南薄北厚的變化趨勢。倉村井田4-2號孔抽水試驗資料：單位湧水量0.0044L/s·m，滲透係數0.0025m/d，本層富水性及滲透性較低，為相對隔水層。
(三)礦井充水條件
礦井充水條件主要包括充水水源、充水通道和充水強度。
1.充水水源
①大氣降水：礦區屬半幹旱地區大陸性氣候，年平均降水量977.7mm，蒸發量大於1300mm，雨水多集中在七、八、九月，由於地形起伏較大，溝穀切割嚴重，地表泄水暢通，不利於大氣降水在地表的滯留，但本區地處林區，地表植被茂密，有利於大氣降水蓄積下滲，因此，大氣降水對地下含水層有一定的補給作用。
②地表水：本區最大河流為沮河，因距礦井較遠，且無水力聯係，對礦井開采無影響。其它河穀流量甚小，李章河0.013m3/s，柳樹溝0.008m3/s，這些水係主要係附近山坡的彙水水溝，具有季節性泄水特征，考慮到這些水係在井田範圍內通過，與第四係黃土潛水層有補給關係，通過本礦開采塌陷裂縫和周邊小窯開采塌陷裂縫流入井下，造成礦井湧水量增加，對礦井開采安全有一定影響，生產時務必注意防範。
③老空區積水：本井田內外分布有多處小煤窯，雖然大多數小煤窯已經關閉，但小煤窯采空區的範圍、積水量不完全清楚，給礦井防治水增加了很大的複雜性，成為礦井突水的重要因素。
④含水層水：本井田內主要有4個含水層，但對礦井充水有影響的含水層是延安組中部含水層和直羅組砂岩裂隙潛水含水層。
1)中侏羅統延安組中部含水層水：延安組中部含水層段主要是2號煤層及其煤層頂板七裏鎮砂岩。砂岩一般4～7層，最多為12層，其砂岩累計厚度一般為10～30m，最大累計厚度66.09m。地表僅發現兩處泉水，較大的泉水流量0.199L/s，另一泉流量極微。據4-2號孔資料，係承壓含水層。煤層以上段砂岩含水層單位湧水量q=0.00374L/s·m，滲透係數K=0.0193m/d;2號煤層以下段砂岩含水層單位湧水量q=0.0014～0.0055L/s·m，滲透係數K=0.0324～0.2482m/d,為弱富水性的含水層。
2)直羅組砂岩含水層水：直羅組砂岩含水層地下水，係本井田內主要含水層，含水層最大厚度在5-5號孔處74.75m。地表泉流量0.001～0.38L/s。據4-2號孔資料，潛水含水層厚度4.56m，單位湧水量q=0.0092L/s·m，滲透係數K=0.202m/d。但該含水層富水性在黃陵礦區變化較大，屬於弱到中等富水性。該層厚度大、分布廣、出露多、易於補給，在受古剝蝕作用造成直羅組上段隔水層缺失的區域，該層地下水可接受上層水的天窗式補給，富水性明顯增強，為富水性弱～中等的含水層。
綜上，大氣降水及山坡的彙水一般為本礦井間接充水水源，主要補給地下水。正常情況下，延安組砂岩裂隙含水層水是礦井直接充水水源，直羅組砂岩含水層地下水是礦井間接充水水源，井田內外小煤窯采空區積水是礦井充水的一個重要來源。
2.充水通道
①斷裂構造 張性斷裂構造一般是導水構造，但本井田內斷裂不發育，因此，通過斷層導水的可能性就很小。到目前，僅在井田西南部發育一條落差<5m的小型正斷層，斷層延伸長度500m，未見該斷層導水。
②廢棄巷道和小煤窯采空區 井田內外存在許多小煤窯，廢棄巷道及采空區積水較多，如果煤層埋藏淺，采礦形成的裂隙帶會溝通地表水，如果本礦的采掘活動溝通小窯巷道或者采空區，會引發礦井突水02manbetx.com 。
③采礦形成的導水裂隙帶 本區第四係在直羅組上段隔水層以上，該層厚度百米左右，穩定而普遍，其上各含水層距煤層較遠，不參與礦井水補給。直羅組下段砂岩含水層雖為侏羅紀地層中富水性最強的岩層，但其下至2號煤層頂板砂岩以上為延安組相對隔水層，因此直羅組下段砂岩含水層能否成為礦井充水水源，取決於煤層開采後導水裂隙帶最大高度能否溝通該含水層。
煤層開采所形成的導水裂隙帶最大高度與諸多因素有關，主要有煤層開采厚度、煤層頂板管理方法、岩性及其物理力學性質等。
據和本礦地質條件相近的相鄰礦井黃陵一號煤礦資料，煤炭科學研究總院西安研究院於2009年曾在黃陵一號煤礦603工作麵進行裂隙帶高度的鑽孔探測，在2.5m的采高情況下，實測導水裂隙帶的發育高度可達到65m。
根據直羅組含水層以下至延安組中部含水層之間的相對隔水層厚度平均60m左右，在井田內隔水層較薄的區域采礦裂隙帶可導通直羅砂岩含水層水。因此，直羅砂岩含水層也是礦井充水的一個重要水源。
3.充水強度
瑞能煤礦開采充水強度主要決定於：煤層及上覆砂岩裂隙水的富水性，采空區積水麵積與積水量，開采後導水裂隙導通條件以及小煤窯與礦井的溝通情況。此外與采煤工作麵所處位置也有關係。
不同充水方式表現為不同的充水強度：
①以延安組中部直接充水含水層為充水水源，由於其水量小，補給條件差，其充水強度最低。延安組中部含水層水是礦井水的經常性補給因素。
②以直羅組下段砂岩含水層為充水水源，地層天然及人工導水裂隙為導水通道，其充水強度表現為水量大，持續時間短，以靜儲量為主。動儲量的大小取決於直羅組含水層的補給條件。在直羅組上段隔水層缺失的地段，該含水層接受天窗式補給，水量大，富水性強，對礦井影響較大，需加以防範。
③以人為溝通小窯采空區形成的礦井充水，充水強度表現為：水量大，來勢猛，威脅嚴重，此種充水方式需重點防範，應通過調查及地麵物探，摸清積水采空區的分布範圍，合理留設防水煤柱。
④水文地質類型
本區為一個向北西傾斜的單斜構造，構造簡單，無構造破碎帶，煤層直接充水含水層主要為延安組中部含水層。單位湧水量小於0.1L/s·m，補給條件差，故本區水文地質條件確定為以裂隙充水為主的及複雜型。
⑤充水因素分析
1)充水水源：本本井田充水水源較廣泛，主要有以下幾類水源：
大氣降水：煤礦區屬半幹旱地區大陸性氣候，年平均降水量978mm，蒸發量大於1300mm，雨水多集中在八、九月,由於地形起伏較大，溝穀切割嚴重，地表泄水暢通，不利於大氣降水在地表的滯留，因此，大氣降水對地下含水層的補給條件較差。
沮河水：沮水河為區內最大河流，流量0.52~11.111m3/s，一般3m3/s左右。鐵一院計算之百年一遇洪峰流量為216m3/s，最高洪水位高出河床3m左右。該河流量最大，補給充足，為1999年“3.24”突水事件的間接補給水源。
老空區積水：自八十年代以來，沿沮河沿岸小煤礦密布，特別是沮河河穀河浦村至一號煤礦井口一帶，先後有二十餘個小煤窯開采2號煤層，由於開采不規範，且多已串通，一九九八年七、八月份，大多數已被水淹。
由於小煤礦開采沮河河床下的保安煤柱，且煤層埋藏淺(40m左右)，造成河床開裂，塌陷，河水滲漏，將沮河水引入地下，是造成礦井水害的主要因素。采空區積水由於受沮河水補給，不僅具有較大的靜儲量，且具有極大的動儲量，是對未來礦井開采威脅最大的充水水源，如“3.24”突水事件，應特別引注意。
直羅砂岩含水層地下水：淺部風化裂隙較發育，富水性變化較大，泉水流量0.1~0.45L/s，據鑽孔抽水試驗資料，鑽孔湧水量0.118~5.36L/s，單位湧水量0.0038~0.1858L/s·m，滲透係數0.01880-0.227683m/d。該層厚度大、分布廣、出露多、易於補給，在受古剝蝕作用直羅組上段隔水層缺失區域，該層地下水可接受上層水的天窗式補給，富水性明顯增強，水質有明顯的改善，為富水性中等的含水層。
大氣降水及沮河水為本礦井間接充水水源，主要補給地下水及周邊老空區積水，而老空區積水及直羅組下段含水層地下水是礦井主要充水水源，開采中應注意防範。
(2)充水通道
礦井充水通道主要有以下幾類：
古風化裂隙：延安組上部地層在300、402工作麵區域遭受風化作用，地層風化裂隙發育，風化裂隙充水帶厚度20m左右，在采煤形成的導水裂隙帶與風化裂隙連通並溝通直羅組含水層的情況下，直羅組含水層地下水可導入礦井。
斷層及構造裂隙：本區未見大的斷層，僅在300工作麵南北發現F3 、F4二條小型東西展布的斷層。根據井下探放水結果，斷層帶寬度均小於1米，岩性為泥岩、砂質泥岩，因此，F3、F4斷層導水性較弱。但是，小型構造裂隙和相對隔水層中的個別砂岩富集點中的裂隙部分具有導水性質，應注意防範溝通主要含水層。
巷道及采空區：一號煤礦沮河沿岸以往生產礦井較多，現多已廢棄，巷道係統及采空區大多已積水，其分布位置不詳，未來礦井開采期間，應防止溝通造成礦井突水。
(四)礦井水文地質類型
礦井受采掘破壞或者影響的含水層主要是延安組中部含水層和直羅組下段含水層水，延安組中部含水層富水性弱，直羅組含水層水可接受上層水的天窗式補給，富水性弱～中等。井田內外分布有多處小煤窯，具體位置、範圍、積水量不完全清楚，是影響礦井安全生產的一大危害。礦井建設期間發生過突水02manbetx.com ，礦井正常湧水量30m3/h，最大湧水量120m3/h。因小窯水的分布範圍，積水量較難查清，礦井防治水工程量較大，且具有一定的難度。對照《煤礦防治水規定》，綜合考慮，最終將瑞能煤礦水文地質類型確定為“極複雜”類型。
(五)礦井湧水量
陝西省煤田地質局一九四隊提供的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》中未對礦井湧水量進行估算。根據瑞能煤礦提供的曆年湧水量資料，2004年生產原煤為0.54Mt/a，礦井正常湧水量30m3/h，曆史最大湧水量120m3/h。據此按比擬法計算，當礦井生產能力達0.6Mt/a時，估算礦井正常湧水量應達60m3/h，最大湧水量應達135m3/h。
(六)供水水源
1.已有水源地
礦區西北部的上畛子水源地，含水層位為白堊係下統洛河組砂岩地下水，共施工28口水源井。用於滿足紅石崖煤礦生產生活用水，供水管沿溝分布，無明確水源地邊界範圍。
2.未來水源地找水方向及建議
礦區可作為供水水源的地下水為洛河砂岩含水層地下水。該層厚度大，分布廣，富水性強，水質符合飲水要求。隨著礦區建設步伐的加快，黃陵二號井的建成投產，為解決礦區用水需求，據以往資料，提出以下供水方向：
①地下水
a洛河砂岩含水層
上畛子水源地已經開發，以北至小川子河(槐樹莊國營農場)流域，麵積約1000km範圍內，洛河砂岩厚度大，富水性強，水文地質條件與上畛子水源地相同，是一個相當有潛力的未來水源地，應首先考慮在該區域進行水源普查工作。
b華池砂岩含水層
上畛子國營農場以西，華池砂岩含水層封閉條件較好，鑽孔湧水量可達461.88m3/d,屬中等富水含水層，在淺埋藏區，礦化度小於1g/l，水質屬HCO3-Ca·Na型，如上4、上16號鑽孔，但到了埋藏較深的部位，礦化度可超過1g/l，水質也轉變為SO4-Na型微鹹水，作為飲用水，需經過淡化處理。
c河穀衝、洪積潛水含水層
該含水層據1971年省水文一隊提交《黃陵縣店頭、雙龍河穀地區地下水資源勘探報告》(初步勘探)，雙龍地區卵礫石含水層中每口井的日出水水量為400m3，開采儲量2870m3/d，由於河穀不寬，另外富水性差異很大，故開采儲量可按半數考慮，若作為永久性水源地，尚需進一步進行詳細勘探，落實儲量。
②地表水
沮河、李章河、西溝，焦家溝，百藥溝、丁字川等河流水質清澈，做為生產用水，可以加以利用，根據以往觀測資料，水量如下：
咀頭溝：0.0008 m3/s;燒火溝：0.045 m3/s;米家溝0.021 m3/s;河寨溝0.006 m3/s;柳樹溝0.008 m3/s;李章河0.013 m3/s。
六、其它開采技術條件
1.瓦斯
根據“倉村井田(補充)擴大精查勘探地質報告”顯示：地質勘探階段共采集2號煤層煤芯瓦斯樣品10個。其中，在瑞能礦權範圍和周邊有4個鑽孔。測試分析結果(表1-3-4)顯示：
帶。礦井最近3年瓦斯等級鑒定數據(表1-3-5)表明：礦井瓦斯絕對湧出量1.49～2.67 m3/min，平均2.16 m3/min;瓦斯相對湧出量3.03～6.99 m3/t，平均4.76 m3/t。連續三年鑒定結果均為低瓦斯礦井。根據《陝西省煤炭工業局關於2010年度全省煤礦瓦斯等級鑒定結果的批複》(陝煤局發【2011】4號)，本礦井瓦斯絕對湧出量1.61 m3/min，瓦斯相對湧出量3.54m3/t。CO2相對湧出量3.54m3/t。
2.煤塵
根據陝西煤礦安全裝備檢測中心2009年10月16日鑒定的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤塵爆炸性鑒定報告》鑒定結論為2 號煤層煤塵有爆炸危險性。
3.煤的自燃
根據陝西煤礦安全裝備檢測中心2009年10月16日鑒定的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤層自燃傾向性鑒定報告》鑒定結論為2 號煤層自燃傾向性屬Ⅰ類容易自燃。
4.地溫
本區未發現地熱異常，屬地溫正常區。
5.煤層頂底板
(1)基本頂：以塊狀灰白色中～細粒岩屑石英砂岩為主，俗稱“七裏鎮砂岩”，為本區K2標誌層，有時相變為粉、細砂岩互層或粉砂岩。岩性較堅硬，厚層狀，不易垮落。全區分布，層位穩定。厚度0.9～28.00m，一般3～12m。局部地段該層砂岩直接覆蓋在2號煤層之上。砂岩天然容重2.48~2.70g/cm3，孔隙率1.10%~4.43%，幹燥狀態下抗壓強度37.5~127.7Mpa，平均63.9Mpa，飽和單軸抗壓強度14.2~68.1Mpa，平均37.7Mpa，天然抗拉強度1.47~6.10MPa,平均2.82Mpa。本井田基本頂屬中等穩定~穩定的不易冒落頂板。
(2)直接頂：直接頂岩性變化較大，以黑色泥岩為主，局部為粉砂岩或細粒砂岩，呈厚層狀，有時與煤層直接接觸，厚度0.7~20.6m不等，一般9m左右，天然容重2.52~2.62g/cm3，孔隙率0.80~4.10%，幹燥狀態下抗壓強度19.9~52.1Mpa，飽和單軸抗壓強度10.5~32.6Mpa，天然抗拉強度1.0~2.76MPa，為不穩定、易冒落頂板。
(3)偽頂：主要為薄層狀泥質粉砂岩或砂質泥岩，個別鑽孔為炭質泥岩，厚度均在0.5m以下，有時與直接頂板在岩性上不易區分，但以其薄層狀及隨采隨落為特征。
(4)底板：主要為一套灰色團塊狀粉砂質泥岩，有時含粉砂質、矽質、鈣質、菱鐵礦鮞粒，頂部含植物根係化石，俗稱“根土岩”，呈團塊狀結構，遇水膨脹，易發生底鼓，厚度一般0.38~5m，一般1~2m，其分布一般也具有向斜部位厚而背斜部位薄的特點。天然容重2.38-2.72g/cm3，孔隙率0.80~8.11%，幹燥狀態下抗壓強度8.5-112.0Mpa，飽和單軸抗壓強度9.6~62.9Mpa，天然抗拉強度0.98~4.42MPa，為鬆軟易變形的不穩定底板。
(5)煤 層：2號煤層多為塊狀，內、外生節理裂隙都較發育，垂直抗壓強度12.5~19.1Mpa，抗拉強度0.42~0.52Mpa，為易於開采，強度中等的煤層。
七、礦井資源量
根據2011年5月23日陝西省國土資源廳頒發由新采礦許可證，采礦許可證號為C6100002011051120112677,生產規模0.3Mt/a，有效期限2011年5月23日至2012年5月23日。開采標高+985m~920m。井田東西寬約3~8km，南北長約5~7km，形狀不規則，礦區範圍麵積為15.4885km2。
本次設計資源儲量估算根據陝西省國土資源廳頒發的新采礦許可證劃定範圍、《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》及礦方提供的2號煤層最新的采掘工程圖等，估算煤層為井田內可采煤層即2號煤層，資源儲量估算截止日期為2011年5月31日。
本次設計核實計算瑞能煤業有限責任公司礦井井田範圍內2號煤層資源/儲量共30.706Mt，其中原采礦許可證範圍內9.836Mt，占用一號煤礦範圍內20.87Mt。
井田內各類資源量估算彙總見表1-3-6 。
八、其他有益礦物
1.煤層氣
根據本區的以往資料，瓦斯含量0.02 m3/t～0.55 m3/t，平均0.28 m3/t，達不到最低工業品位要求，無工業價值，但煤層開采中井下壓力釋放，煤層氣勢必向井下井巷及采掘工作空間運移，給煤礦建設和生產帶來危害。因此，建議在以後的建設和生產中,及時做好煤層氣的排放和井下通風,減小井下瓦斯對生產帶來的危害，確保礦井安全生產。
2.微量元素
本次核實收集煤礦區各勘查階段采集的2號煤層及頂底板微量元素樣品測試成果表明：鍺、镓、鈾含量除個別點達最低工業品位外見表1-3-7，
表1-3-7 2號煤層煤中微量元素成果表
一般達不到最低工業品位要求，無工業價值。
綜上所述，煤礦區開采深度範圍內未發現其他有益礦產。
第四節 井田勘探程度及開采條件評價
一、井田勘探程度
2.該公司委托陝西省煤田地質局一九四隊於2011年4月～5月詳細調查並收集了陝西瑞能煤業有限公司煤礦的建礦、開采、改建、設計及生產礦井開采條件等方麵的資料，同時收集了《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量檢測說明書》、《陝西省黃陵礦區一號煤礦2號煤層資源儲量說明書》中的有關資料，在煤礦巷道內實測見煤點3個，並采取了2個樣品進行了化驗。共利用以往各階段在本區內及外圍施工鑽孔共45個，進尺9550.27m ；均進行了地球物理測井；采集各類樣品54個(組)。1：10000地質、水文地質填圖15.48km2；見2號采煤層鑽孔共43個。通過進行大量核實工作，編製完成了《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》。
1.陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦原為黃陵礦區的一部分，該區在1983年12月編製的《黃陵礦區總體規劃設計》及1988年12月編製的《黃陵礦區總體規劃設計修改》中規劃為一個井田。由於陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦采礦權範圍內的資源枯竭，為了礦山的可持續發展，2011年3月經陝西煤業化工集團公司協調，黃陵礦業公司與陝西煤炭建設公司簽訂了礦權調整協議，將與陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦相鄰的黃陵礦業公司一號煤礦的東南角部分采礦權劃歸陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦開采，2011年5月13日陝西省國土資源廳頒發了陝西瑞能煤業有限責任公司一號斜井采礦許可證。
3.據原瑞能煤業公司井田開采可知， 本井田含可采煤層一層，煤層賦存較穩定，結構簡單。礦區內以近東西寬緩的背斜為主，井田地質構造簡單，煤層傾角1～3º。屬低瓦斯礦井，煤層易自燃，煤塵具有爆炸性，煤層頂板中等穩定，但底板遇水易膨脹，水文地質條件複雜。
4.本區構造簡單，主采2號煤層屬穩定煤層，以往各勘查階段的勘探類型確定為1類1型，對2號煤層采用500-750m左右的線距、孔距圈定探明的資源儲量；1000-1500m左右線距、孔距圈定控製的資源儲量；3000×3000m左右線距、孔距圈定推斷的資源量。勘探類型確定合理，勘查基本網度符合實際。
5.存在的主要問題是①區內工程地質條件中等，2號煤層偽頂、直接頂容易產生冒頂，底板容易產生地鼓。 ②礦井主要充水水源為大氣降水、沮河水、老空區積水、直羅組砂岩含水。③區內發現與該礦相鄰的小煤礦在以往生產過程中，非法越界開采該礦資源儲量問題比較突出，且小煤礦越界開采資源儲量的程度不祥實。 ④ 未采用新的水文地質分類規範分類。
6. 建議①加強井巷工程和煤層頂、底板管理，預防不良問題發生。②采取積極有效的措施，預防水害。③該礦在以後的生產過程中，加強安全管理，在接近小煤礦破壞區時，采取“先探後掘，有掘必探，邊探邊采”的方式，做到防患於未然的目的，對小煤礦破壞區未充分利用的資源儲量盡可能地采取先進的生產工藝，對資源儲量進行回收利用。④該礦盡快聘有相應資質單位按新的水文地質分類規範對本礦水文地質進行分類，以便製定切實可行的安全技術措施。
二、井田勘探程度評價
通過認真閱讀地質資料和深入現場調研對礦井開采條件評價如下：
1.本井田地質構造簡單，對井下巷道布置及開采無影響。
2. 本井田煤層賦存穩定，地質構造簡單，煤層對比的可靠性強，穩定性分析可信度高，對井下開采無大的影響。
3.煤質資料內容全麵，數據準確，可信度高。
4.水文地質資料內容較全麵，數據準確，可信度較高。
5.瓦斯湧出量分析合理，數據基本準確，煤層自燃性、煤塵爆炸性經有資質單位鑒定，結論可靠。地溫資料可靠性強。
6.本井田內通過鑽孔和探巷揭露，資源儲量核實根據《固體礦產資源/儲量分類》（GB/T17766-1999）標準，采用500-750m左右的線距、孔距圈定探明的資源儲量；1000-1500m左右線距、孔距圈定控製的資源儲量；3000m左右線距、孔距圈定推斷的資源量。地質資源量達到了331可控的和332探明的儲量級別，因此，地質資源量可靠性高。
7. 本井田內煤層賦存穩定，構造簡單開采技術條件良好，資源可靠，僅水文地質條件較複雜。因此，礦井進行機械化改造是完全必要的。
第二章 礦井資源/儲量、設計生產能力及服務年限
第一節 井田境界及資源/儲量
一、井田境界
陝西煤炭建設公司與黃陵礦業公司均隸屬陝西煤業化工集團，陝西瑞能煤業有限責任公司是陝西煤炭建設公司的分公司，該公司煤礦采礦權範圍內的資源量枯竭，為了礦山的可持續發展，2011年3月經陝西煤業化工集團公司協調，黃陵礦業公司與陝西煤炭建設公司簽訂了礦權調整協議，將與陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦相鄰的黃陵礦業公司一號煤礦的東南角部分采礦權劃歸陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦開采，2011年5月13日陝西省國土資源廳頒發了陝西瑞能煤業有限責任公司一號斜井采礦許可證。因此，陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦委托陝西省煤田地質局一九四隊核實調整後煤礦區內的資源儲量，並編製《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》，為礦山生產設計提供依據。
根據陝西省國土資源廳頒發的新采礦許可證（采礦許可證號 C6100002011051120112677）劃定範圍、陝西省煤田地質局一九四隊編製的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》及礦方提供的2號煤層最新的采掘工程圖，估算煤層為區內可采煤層即2號煤層的資源/儲量，資源/儲量截止日期為2011年5月31日。
本次資源儲量估算範圍，其平麵範圍由23個拐點坐標圈定，見拐點坐標表2-1-1。井田南北長約5~7km, 東西寬約3~8km，麵積約為
15.4885km2，估算標高985m~920m。井田形狀不規則。
瑞能煤礦位於陝北侏羅紀煤田黃陵礦區東段，西部為黃陵礦業集團有限責任公司一號煤礦，東部和黃陵縣金咀溝煤礦、黃陵縣東方有限公司煤礦、倉村煤業有限責任公司煤礦接壤，南邊無礦權設置。礦權設置見圖2-1-1。
圖2-1-1 礦權設置示意圖
二、 資源/儲量
(一) 礦井地質資源/儲量
根據陝西省國土資源廳頒發的新采礦許可證劃定範圍、《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》及礦方提供的2號煤層最新的采掘工程圖等，估算煤層為區內可采煤層即2號煤層，資源儲量估算截止日期為2011年5月31日。
本次核實計算煤礦區範圍內2號煤層資源量/資源儲量共30.79Mt，其中原采礦許可證範圍內9.62 Mt，占用一號煤礦範圍內20.87 Mt。
井田內各類資源量估算彙總見表2-1-2 。
表2-1-2 本次計算資源儲量彙總表
經進一步核實，《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》中2號煤層資源儲量彙總，厚度小於0.8m的少量資源儲量未計入。其它資源量分類及參數取值合理，資源儲量計算彙總準確。
(一) 礦井工業資源/儲量
根據《煤炭工業礦井設計規範》，礦井工業資源/儲量=探明的資源量(331)+控製的資源量(332)+推斷的資源量(333)×k。本礦井內無推斷的資源量(333)。
本礦井工業資源/儲量=331+332+2M22
=6.97+13.9+0.524
=21.394Mt。
經計算本井田工業資源/儲量為21.394Mt。
(三)礦井設計資源/儲量
本礦井工業場地及主、副井筒都位於原瑞能井田範圍內，均不需再留設安全煤柱。新風井工業場地及井筒，陳家玲、小寨村兩個村莊位於新劃一號井井田範圍內，設計需留設安全煤柱。
1.工業場地安全煤柱
按移動角采用垂直剖麵法計算。工業場地建(構)築物保護等級為Ⅲ級，圍護帶寬度為10m。由於沒有實測的岩層移動角參數，設計根據《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采01manbetx 》(2000年版)並參照黃陵礦區煤柱留設經驗選取岩石移動角，表土鬆散層移動角取50°，基岩移動角取72°。
2.村莊煤柱
按移動角采用垂直剖麵法計算。村莊保護等級為Ⅲ級，圍護帶寬度為10m。設計根據《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采01manbetx 》(2000年版)並參照黃陵礦區煤柱留設經驗選取岩石移動角，表土鬆散層移動角取50°，基岩移動角取72°。
3.井田境界煤柱
井田境界煤柱本井田內按25m留設。
4.采空區煤柱
井田內采空區邊界保護煤柱均按30m留設，在原瑞能煤礦境界內已留有20m礦界煤柱，可作為采空區邊界保護煤柱，無特殊情況可不再留設。
5.大巷煤柱
設計大巷布置於煤層中。大巷之間巷道中心線間距為33m，大巷外側留30m的保護煤柱，大巷保護煤柱考慮按50﹪回收。
井田內各類煤柱壓覆資源儲量彙總見表2-1-3 。
表2-1-3 井田內煤柱壓覆資源儲量彙總表 (單位：Mt)
井田內及附近的河流、水庫均不許留設煤柱。
礦井設計資源儲量=礦井工業資源儲量-煤柱損失量
=21.394-3.3798
=18.0142Mt
經計算礦井設計資源儲量為18.0142 Mt。
(四) 礦井設計可采儲量
礦井開采損失儲量 =礦井設計資源儲量×（1-采區采出率）
=1.54×（1-0.85）+16.4742×（1-0.8）
=3.526 Mt
礦井設計可采儲量=礦井設計資源儲量-礦井開采損失儲量
=18.0142-3.526
=14.4882Mt
經計算礦井設計可采儲量為14.4882Mt。
2號煤層屬薄及中厚煤層，采出率分別按85%、80%計。該礦永久煤柱損失為2.32Mt，設計煤柱損失為1.0598Mt，開采損失為3.526Mt，可采儲量為14.4882Mt。井田可采儲量見“井田可采儲量計算表表2－1－4。
第二節 礦井設計生產能力及服務年限
一、礦井工作製度
礦井設計年工作日330 d，地麵作業實行“三、八”工作製、井下作業實行“四、六”工作製，日淨提升時間16 h。
二、礦井設計生產能力
業主設計委托書要求，礦井設計生產能力為0.60Mt/a。采礦許可證核定生產規模0.3Mt/a。
本井田煤層賦存穩定，傾角平緩，煤層結構及地質構造簡單，水文地質條件複雜，瓦斯含量低，新增資源儲量較豐，生產技術管理水平較高，資金較雄厚，市場前景好。本礦屬機械化改造項目，地麵建、構築物及安全設施大部分利用原有的，當時的建、構築物及安全設施建設標準較低，該礦已運營二十多年，因此，服務年限不宜過長。
根據本井田煤層具體賦存條件、開采技術條件和現狀，結合該礦具體的開拓方式、技術管理水平等具體條件，經分析研究，設計認為礦井生產能力為0.60Mt/a是合理的。因此，設計確定礦井生產能力為0.60Mt/a。
三、礦井設計服務年限
礦井設計服務年限按下式計算：
礦井設計服務年限= 礦井可采儲量/(礦井生產能力×儲量備用係數)
=14.4882/(1.4×0.60)
=17.25a
本礦開采煤層賦存穩定，但小窯破壞區不甚詳，故儲量備用係數取1.4。
計算結果，礦井服務年限為17.25a，基本滿足設計規範的要求。
第三章 井田開拓
第一節 開拓方式及井口位置
一、影響礦井開拓方式的主要因素
礦井開拓方式是合理開發井田的關鍵。影響開拓方式的主要因素有：
1.地形、地貌及河川分布
本井田地處陝北黃土高原南部，屬黃土高原中等切割區，侵蝕構造地形。地勢西高東低，具典型的黃土高原地貌特征。東北部以黃土塬地形為主，溝穀縱橫，塬麵支離破碎，最高標高+1265m，最低標高+955m，相對高差310m。
礦區內水係屬洛河水係，常年流水的有沮水河、鄭家河，其餘均為間歇性流水。沮水河為區內最大水係，發源於陝甘交界之子午齡東麓，全長100km，流域麵積3392 km2，自西向東經礦區南部與其支流南川河交彙於店頭鎮芋子渠溝口，向東流經黃陵縣注入洛河，於店頭鎮觀測沮水河流量為0.192～6.81m3/s,平均為2.07m3/s。礦區東北角的鄭家河水庫由於多年來，氣候幹旱少雨，麵臨幹枯，水庫範圍變小。
2.交通運輸、水源、供電及通信條件
礦區交通便利，水源充足，供電可靠，通信發達。均可滿足礦井機械化改造的需要。
3.井田內煤層埋藏深度
地表標高+955m~+1265m ,底板標高+920～+985m，2號煤層埋深在35～290m。
4.煤層賦存條件
本井田含可采煤層一層，煤層賦存較穩定，結構簡單。礦區內以近東西寬緩的背斜為主，井田地質構造簡單，煤層傾角1～3º.但水文地質條件較複雜。
5.開采技術條件
該礦屬低瓦斯礦井，煤層屬І類容易自燃、煤塵具有爆炸性。水文地質條件較簡單，頂板相對穩定，底板遇水易膨脹，地溫正常。
6.資源儲量
本井田資源量較豐富，企業投資能力較強，煤質、煤種良好，市場前景看好。
7.技術水平
該礦工程技術人員的技術水平和安全生產管理水平較高，職工隊伍的思想素質和技術素質相對較高，具備機械礦井管理水平。
二、礦井開采現狀
陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦即原陝西省黃陵礦區蒼村斜井，1987年5月由煤炭工業部規劃設計總院常州設計研究院編製《陝西省黃陵礦區蒼村斜井初步設計(修改)說明書》，10月開始籌建，1989年12月投入生產，設計生產能力0.30Mt/a，核定生產能力0.30Mt/a。原井田麵積4.47km²。礦井開采煤層為2號煤層，采用斜井—單水平—帶區式開拓方式。工業場地口位於魯寺西溝內。主斜井井口坐標：X=3948847m，Y=36596400m，Z=+945.78 m，井底標高+920m(軌麵)。半圓拱形斷麵，淨寬3.0m淨高2.5m，淨斷麵6.5m2，斜長151m,傾角9.82°，提升方位角180°，料砌支護。安裝JD-80型皮帶運輸機提升，功率45Kw，另鋪檢修軌道;副斜井井口坐標：X=3948877m，Y=36596375m，Z=+946m，井底標高+928m(軌麵)。半圓拱形斷麵，淨寬2.6m淨高2.5m，淨斷麵5.8m2，斜長89m,傾角12°，提升方位角180°，料砌支護，鋪設單軌，安裝JTK-1.2提升機采用單鉤串車作輔助提升。東回風斜井井口坐標：X=3949050m，Y=36596466m，Z=+983m。半圓拱形斷麵，淨寬2.4m淨高2.4m，淨斷麵5.1m2，斜長156m,傾角26°，料砌支護，為專用回風井。在主斜井井底設920m運輸大巷，在距井底約500m處，在沿煤層設937m運輸大巷，通過煤倉和進風行人斜巷將兩段皮帶大巷聯通;在副斜井井底設928m軌道運輸大巷，在距井底約600m處，在沿煤層設937m軌道運輸大巷，通過軌道斜巷將兩段軌道大巷聯通。兩巷間距30m。兩巷向東偏北掘至東二變電所附近，垂直拐向北偏西約掘200m，再垂直拐向東偏北掘至原井田東部邊界貫通。在副井井底設有井底水倉、水泵房、東一變電所等硐室，並通過聯絡巷將主、副井及回風井貫通。在兩大巷的北側劃分為帶區，在帶區內垂直兩大巷開掘工作麵運輸、回風斜巷至井田北部邊界開切眼布置采煤工作麵，形成礦井開拓開采係統。礦井煤炭提升運輸全部皮帶化輔助提升為單鉤串車，井下輔助運輸為礦車軌道運輸，調度絞車牽引或人推車。礦井通風方式為並列式，通風方法為機械抽出式通風，主副井進風、920、937皮帶運輸大巷、工作麵運輸巷進風;工作麵回風巷、928、937軌道運輸大巷、回風斜井回風。井下排水采掘工作麵、進回風斜巷、皮帶大巷及軌道大巷全部自流至井底水倉，再利用水泵由副斜排至地麵。采煤方法為傾斜長壁式普采，現井下在進行殘采，布置有一個機采工作麵和兩個綜掘工作麵。地麵四通可靠，生活、辦公、生產建、構築物及安全設施齊全。
根據現場勘擦現有井巷工程中，主斜井井筒位置相對合理，維護狀況良好，斷麵及坡度等可滿足安設膠帶輸送機提升煤炭主斜井的需要;副斜井距現主斜井距離小於30m, 井筒局部變形嚴重，斷麵小，無法利用;回風斜井井筒變形嚴重，斷麵小，位置不合理且不利於延深，無法利用;井下大巷西周均已采空，已進入回收煤柱階段，且局部變形嚴重，斷麵小，均不宜再利用。因此，本次機械化改造設計井巷工程隻考慮利用主斜井。
三、井口位置及工業場地選擇
(一)工業場地位置選擇
1.工業場地位置選擇原則
根據本井田地形地貌特點、煤層賦存條件及煤炭外運條件，礦井工業場地選擇的主要原則如下：
(1)井下開拓布置合理，係統簡單，投資少;
(2)場地平緩，土石方工程量少;
(3)工業場地盡量少占耕地，少壓煤;
(4)場地穩定性好;
(5)交通運輸便利;
(6)能充分利用原有設施和建構築物。
2.工業場地位置選擇
本礦區地處陝北黃土高原南部，屬黃土高原中等切割區，侵蝕構造地形。地勢西高東低，具典型的黃土高原地貌特征。東北部以黃土塬地形為主，溝穀縱橫，塬麵支離破碎，最高標高+1265m，最低標高+945m，相對高差320m。
通過現場踏勘，調查研究，結合井上下統籌考慮，可供選擇的工業場地位有兩處。場地一為原瑞能煤礦工業場地，場地二為陳家玲村東南處。
場地一：原瑞能煤礦工業場地
本礦為機械化改造礦井，由原瑞能煤礦經擴大井田而成，原瑞能煤礦工業場地位於擴大井田範圍的西南部邊界處，地勢較平坦開闊，場地標高+946m，埋深淺。場地內已有三條斜井，主、副斜井和回風斜井。主斜井擔負提升煤炭、進風兼安全出口等任務等;副斜井擔負輔助提升、進風、排水兼安全出口等任務等;回風斜井回風兼作安全出口。已建有齊全的辦公、生活、生產等建構築物;主、副井地麵生產係統完整;其它安全生產設施齊全。場地四通一平基本到位，僅需購置少量荒地。但本場地對於井下開采屬單翼井田，後期井下營運費用高。
場地二：陳家玲村東南處
場地二基本位於井田中部，地表開闊平坦，場地標高+1230m，埋深大。僅有簡易公路和農網電源。本場地對於井下開采屬雙翼井田，後期井下營運費用低。但地麵一切均需新建，四通一平，購置土地(處需占良田)等困難。
依據上述場地選擇的主要原則，此次機械化改造設計工業場地選擇，通過現場踏勘，結合礦井整體開發方案，經綜合分析比較認為原瑞能煤礦工業場地條件優越。設計利用原瑞能煤礦工業場地仍做本次機械化改造後礦井的工業場地，這樣既充分利用了原地地已有建、構築物、生產係統、安全設施及井巷工程，但原瑞能煤礦工業場地對井下開采不夠合理。見插頁工業場地圖3-1-1
(二)井口位置選擇
1.主、副井井口位置均確定在原瑞能煤礦工業場地，這樣能夠從分利用原工業場地的建、構築物、生產係統、安全設施及井巷工程等。
2.回風井井口位置確定在距原瑞能煤礦工業場地約1300m處的小平台上，此處位於擴大區的西南角邊界，具有埋藏淺，壓煤少，通風距離較短，且不占耕地等優點。
四、井田開拓方案
1.井田開拓方案概述
瑞能井田構造形態為走向近東西，傾向南北的背斜構造，產狀較平緩，傾角1～3°，無明顯斷裂構造。井田內主采煤層有一層，2號煤層見煤厚度0.65～3.21m，平均厚度1.64m.可采厚度0.80m～2.31m，平均可采厚度2.18m。2號煤層底板標高+930～+970m，井田形狀極不規則。屬低瓦斯礦井，煤層有爆炸性，屬І類易自燃，水文地質條件複雜，煤層頂板中等穩定，底板易底鼓。根據選定的工業場地位置，結合該場地與井田的位置關係、井田地質條件和煤層賦存條件，設計對井田開拓方式提出了兩個方案，現分述如下。
方案一：延伸主斜井、新掘副斜井和回風斜井—單水平—盤區式開拓
在原工業場地利用原主斜井直接延深到+895m水平作為改造後礦井的主斜井。在原副斜井西側，平行原副斜井新掘一條副斜井抵+895m水平。在原工業場地北偏西約1300m處的井田邊界(3號拐點附近)新掘回風斜井至+930m水平。在小寨村北部建後期斜風井。在+895m水平設井底車場將主、副井井筒與895西運輸大巷和895西輔助運輸大巷聯通，由井底車場向北偏西沿煤層底板距煤層約25m，以3‰的坡度平行開掘895西運輸大巷和895西輔助運輸大巷，掘至原瑞能井田北部邊界。再在+930m水平沿煤層順著井田西部邊界煤柱平行開掘930西運輸大巷、930西輔助運輸大巷和西總回風巷掘至4號拐點處拐向東偏北，命名為北運輸大巷、北西輔助運輸大巷和北總回風巷，然後沿近背斜軸部薄煤區掘到陳家玲村莊煤柱西處聯通。利用集中煤倉和行人進風斜巷將895和930西運輸大巷連通;利用輔助運輸上山將895和930西輔助運輸大巷連通;在回風斜井井底與西總回風巷聯通，並與930西運輸大巷和930西輔助運輸大巷連通;回采巷道可直接與三條大巷連同。在副井井底車場設中央變電所、水泵房水倉、候車硐室、消防材料庫、緊急避災硐室和燃油硐室等硐室。形成礦井的提升、運輸、通風、排水、供電等生產係統開采全井田。
關閉原瑞能煤礦副斜井和回風斜井。井田開拓方式(方案一)布置見插頁圖3-1-2及附圖C1073—109—1、C1073—109—2。
方案二：延伸主斜井、新掘副斜井和回風斜井—單水平—帶區式開拓
在原瑞能煤礦工業場地利用原主斜井直接延深到+895m水平作為改造後礦井的主斜井。在原副斜井西側，平行原副斜井新掘一條副斜井抵+895m水平;在工業場地北偏西約1300m處的井田邊界(3號拐點附近)新掘回風斜井至+930m水平，在小寨村東南部建後期立風井。在+895m水平設井底車場將主、副井井筒與 895西運輸大巷和895西輔助運輸大巷聯通，由井底車場向北偏西沿煤層底板距煤層約20m，以4‰的坡度平行開掘895西運輸大巷和895西輔助運輸大巷，掘至原瑞能井田北部邊界，再拐向東偏北掘至井田東部邊界貫通，命名為北運輸大巷、北輔助運輸大巷，並沿原瑞能井田邊界煤柱在2號煤層開掘北總回風巷至井田東部邊界，遇到越界破壞區時，提前下紮進入底板。三條大巷分別在井底及井田邊界貫通。利用溜煤眼、行人進風斜巷和回風斜巷將帶區與三條大巷連通。在井底車場設中央變電所、水泵房水倉、候車硐室、消防材料庫、緊急避災硐室和燃油硐室等。形成礦井的提升、運輸、通風、排水、供電等生產係統開采全井田。主、副井筒特征及用途同方案一。
關閉原瑞能煤礦副斜井和回風斜井。井田開拓方式(方案二)見插頁圖3-1-3附圖C1073—109—3、C1073—109—4。
2.方案比選
方案比選的主要原則：
(1)技術先進可行，經濟合理;
(2)主、輔運係統簡單，環節少，便於集中管理;
(3)充分利用原有設施、設備和建、構築物;
(4)投資省，工期短，見效快。
對方案一、方案二進行技術分析比較，其技術分析比較見表3-1-1。
表3-1-2 開拓方案經濟比較表
注：其中相同工程量部分不參與比較，單價取網上谘詢價。
經經濟分析比較方案二/方案一=15810.37/12285.65×100%≈128.69%，則從技術、經濟分析比較方案一都優於方案二。因此，本設計礦井開拓方式確定采用方案一。
第二節 開拓部署
一、井筒數目選擇
根據礦井地麵地形地貌、設計生產能力，開采技術條件、井上下生產係統等因素綜合考慮。設計確定全礦井共布置四個井筒，即延深主斜井，新掘副斜井和回風斜井，後期再掘後期斜風井。
主、副斜井均位於原瑞能煤礦工業場地內，井口標高均為+946m，主斜井井筒位於東側，回風斜井井筒位於工業場地北偏西1300m的井田邊界處。井口標高為+983m。後期斜風井位於小寨村北部，井口標高為+1045m。
二、水平劃分及標高的確定
本井田可采煤層為2號層煤，原瑞能井田內資源基本已成采空區，或為破壞區，僅剩少量2M22資源。擴大區煤層底板等高線最低為+930 m。
主、副斜井井底按+930 m水平標高布置開采水平要進入擴大區，主要大巷必須穿過2號煤層采空區或為上方冒落帶，主要大巷將無法維護。為此，將主、副斜井井底掘至+895 m水平標高布置+895 m開采水平，開掘895西運輸大巷和895西輔助運輸大巷，沿2號煤層底板距上方采空區或為破壞區22m穿過進入擴大區。進入擴大區後，再在+930 m水平標高掘930 西運輸大巷、輔助運輸大巷和總回風巷。利用行人進風斜巷和主煤倉聯通895和930運輸大巷，利用輔助上山聯通895和930輔助運輸大巷。設計開采水平在原瑞能井田內設在+895 m 水平(煤層底板中)，進入擴大區後設在+930 m 水平，即2號煤層中。利用+930 m 開采水平開采全井田。
三、大巷布置
根據確定的開拓方案、礦井生產能力、通風以及01manbetx 、規範的要求，並結合礦井煤層賦存條件、開采技術條件及頂底板岩性等因素。該井田2號煤層發火性屬容易自燃，需采用專用回風巷，又因煤炭運輸全部采用皮帶化，輔助運輸采用軌道礦車運輸，因此設計布置三條大巷，即運輸大巷、輔助運輸大巷和總回風巷。設計在原瑞能井田內2號煤底板+895m標高開掘895西運輸大巷和輔助運輸大巷，兩巷中對中38m，沿2號煤層底板距上方采空區或為破壞區22m穿過進入擴大區。進入擴大區後，再在+930 m水平標高掘930 西運輸大巷、輔助運輸大巷和總回風巷，巷道中對中33m，運輸大巷居中，總回風巷位於其西側，輔助運輸大巷位於其東側。利用行人進風斜巷和主煤倉聯通895和930運輸大巷，利用輔助上山聯通895和930輔助運輸大巷。三條大巷向北掘至井田4號拐點處拐向東偏北(命名為北運輸大巷、北輔助運輸大巷和北總回風巷)再掘至小寨村北部貫通。因此，設計開采水平主要大巷在原瑞能井田內設在+895 m 水平布置在煤層底板岩石中，進入擴大區後設在+930 m 水平，主要大巷布置在2號煤層中。利用+930 m 開采水平開采全井田。
四、盤區劃分及開采順序
1.盤區劃分
根據井田幾何形狀和尺寸、煤層賦存特征、地質構造和開采技術條件，結合礦井生產能力、開拓部署、開采機械化水平以及省內外礦井生產經驗等因素，設計將井田劃分為三個盤區。
設計將2號煤層由西向東劃分為三個盤區，即為121、122和123盤區。井田P28鑽孔以西資源儲量均為331，控製程度高，儲量可靠劃為一個盤區，即為121盤區。以P28鑽孔向東至陳家玲村保護煤柱東劃為二盤區，即為122盤區，該盤區南部小窯破壞較嚴重。陳家玲村保護煤柱以東劃為三盤區，即為123盤區。
設計確定121盤區背斜南部劃分為區段北部劃分為帶區;122盤區為單翼盤區，全部劃分為帶區;123盤區為雙翼盤區，盤區劃分為區段並布置盤區巷道。
區段或帶區內布置回采巷道，在開切眼內布置采煤工作麵進行開采。
2.開采順序
由於井田內2號煤層擴大區全部可采，可采麵積極不規則，無法全部布置較正規的采煤工作麵。設計確定礦井首采121盤區，首采工作麵布置在12101區段。這樣具有建井期短、投產快、儲量可靠等優點。
設計井田開采順序為首先開采121盤區，122盤區接替，再采123盤區，最後回采邊角煤。盤區內采用由近及遠的開采順序。區段內工作麵采用後退式回采，即盤區之間，區段之間采用前進式由近及遠的開采順序，區段或帶區內采用後退式的開采順序。
開采順序：121盤區→122盤區→123盤區→邊角煤。盤區接替見表3—2—1。
第三節 井 筒
一、井筒用途、布置及裝備
礦井移交及達到設計生產能力時，共安裝三個井筒，即利用—延深原主斜井仍做主斜井，在工業場地西北新掘一條副斜井，在井田3號拐點附近新掘一條回風斜井作為機械化改造後的回風斜井。
1.主斜井
井口坐標：X=3948847m，Y=36596400m，井口標高Z=+945.78m，井底標高Z=+895m，傾角9.82°，提升方位角180°。原有斜長151m，半圓拱形斷麵，淨寬3.0m，淨高2.5m，斷麵積6.5m2,砌镟支護;延伸斜長162m(含15m水窩)，半圓拱形斷麵，淨寬3.5m，淨高3.25m，斷麵積10.06m2,錨噴支護。安裝800 mm膠帶輸送機，提升煤炭、進風兼安全出口。
2.副斜井
井口坐標：X=3948847m，Y=36596400m，井口標高Z=+946m，井底標高Z=+895m，傾角20°，提升方位角180°，斜長149m;半圓拱形斷麵。表土雙軌段，淨寬4.5m，淨高3.55m，斷麵積13.8m2,砼現澆支護，支護厚度350mm，井口段打5m長、6m寬、0.4m厚的底板;表土單軌段，淨寬3.8m，淨高3.3m，斷麵積10.61m2,現澆支護，支護厚度350mm;基岩段淨寬3.8m，淨高3.3m，斷麵積10.61m2,錨噴支護，支護厚度100mm。安裝2.0提升機單鉤串車提升，設台階扶手，作輔助提升，進風兼安全出口。
3.回風斜井
井口坐標：X=3950128m，Y=36596034m，井口標高Z=+983m，底標高Z=+930m，傾角22°，提升方位角148.137°，斜長141.5m，半圓拱形斷麵。表土段淨寬3.5m，淨高3.35m，斷麵積10.41m2,現澆支護，支護厚度300mm，井口段打5m長、4.9m寬、0.4m厚的底板。基岩段淨寬3.5m，淨高3.35m，斷麵積10.41m2,錨噴支護，支護厚度100mm。設台階扶手，專用回風兼安全出口。
4.後期回風斜井
井口坐標：X=3953200m，Y=36600510m，井口標高Z=+1045m，底標高Z=+948m，傾角22°，提升方位角70°，斜長259m，半圓拱形斷麵。表土段淨寬3.5m，淨高3.35m，斷麵積10.41m2,現澆支護，支護厚度300mm，井口段打5m長、4.9m寬、0.4m厚的底板。基岩段淨寬3.5m，淨高3.35m，斷麵積10.41m2,錨噴支護，支護厚度100mm。設台階扶手，專用回風兼安全出口。
主斜井斷麵見圖3-3-1，副斜井斷麵見圖3-3-2、3-3-3，回風斜井斷麵(含後期)見圖3-3-4、3-3-5。井筒特征見表3-3-1
第四節 井底車場及硐室
一、井底車場形式的選擇
本井田采用斜井開拓，根據井筒與運輸大巷及輔助運輸大巷的相對位置關係，本設計礦井主斜井筒與運輸大巷均采用皮帶運輸，直接搭接。副井井底車場采用平車場，因僅作輔助運輸，運運輸量遠小於車場通過能力，無需校核。
二、井底硐室名稱及位置
設計在副井井底附近設置井下中央變電所、水泵房、井底水倉、消防材料庫、候車硐室和油脂硐室等。在副井井底附近設置避難硐室和把鉤信號硐室。另在895和930西運輸大巷設集中煤倉聯接。
1. 中央變電所
中央變電所長28m，不含通道，半圓拱斷麵，牆高1.5m，淨寬4.0m，采用錨噴支護，支護厚度150mm，安設防火門。
2. 水泵房
水泵房長12m，不含通道，半圓拱斷麵，牆高2.4m，淨寬4.2m，采用料砌支護，支護厚度350mm，安設防火門。
3. 井底水倉
礦井正常湧水量為60m3/h，最大湧水量為135m3/h，井下水倉位於井底車場附近，由主倉和副倉兩條獨立且互不滲漏的巷道組成，長各90m，有效麵積5.63m2，采用矩形斷麵，錨噴支護，支護厚度50mm，水倉內鋪設軌道。水倉有效容量510m3, 能容納礦井8h的正常湧水量。
4.消防材料庫
消防材料庫位於井底車場與大巷連接處，長40m。半圓拱斷麵，牆高1.4m，淨寬3.6m，采用錨噴支護，支護厚度100mm，安設防火門。
5.避難硐室長40m，半圓拱斷麵，牆高1.5m，淨寬4.0m，采用錨噴支護，安設防火門。具體應請有資質單位設計。
6.集中煤倉
根據礦井設計生產能力、提升運輸方式，設計主煤倉有效容積600t，倉身高25m,淨直徑6m。倉身采用砼現澆支護，支護厚度400mm。
7.輔助上山較車房
8.油脂硐室
三、井底主要硐室的支護方式及支護材料
井下硐室除井下井煤倉和下水倉位於岩石中外，其餘均位於煤層中，設計井底硐室均采用錨噴支護。
第四章 井下開采
第一節 盤區布置
一、首采盤區特征
1.首采盤區數目及位置
根據本礦井設計生產能力、煤層賦存條件、井田開拓布局，並綜合考慮運輸、通風、工作麵接替等因素，設計確定礦井移交生產時一個盤區生產達到設計生產能力0.60Mt/a。設計確定121盤區作為首采盤區，其具有初期工程量少，建井期短，投產快，儲量可靠等特點。121盤區位於井田擴大區西部，東部與二盤區相鄰，南部以原瑞能井田邊界為界，西、北部以井田境界為界與黃陵一號井比鄰。
2.首采盤區地質特征
121盤區東西長約1480m,南北寬約1500m，麵積約2.255Km2。
該盤區主采2號煤層全區可采均為探明的331資源量。煤層賦存穩定，煤層厚度一般0.85~2.02 m，平均厚度1.54 m。結構簡單，含夾矸1～3層，夾矸厚度一般0.20 m～0.35 m，多為泥岩和泥質頁岩。基本為一走向近東西傾向南的單斜構造，傾角1~3°，偏北部有一向東北開口的小背斜構造，未發現斷裂、岩漿侵入、陷落柱等地質構造。
該盤區2號煤層絕對瓦斯湧出量1.49 m3/min～2.67 m3/min，平均2.16 m3/min；相對瓦斯湧出量3.03 m3/t～6.99 m3/t，平均4.76 m3/t，屬低瓦斯。2號煤層屬Ⅰ類容易自燃，煤塵具有爆炸性。煤層偽頂隨采隨跨，直接頂為不穩定、易冒落頂板，基本頂屬中等穩定～穩定的不易冒落頂板。水文地質條件為“極複雜”類型。
3.首采盤區資源/儲量
該盤區2號煤層我為全區可采，均為探明的331資源/儲量。經計算共有地質資源/儲量4.49Mt，永久煤柱損失資源/儲量0.125Mt，設計損失資源/儲量0.269Mt，開采損失資源/儲量0.819Mt，可采資源/儲量3.277Mt。大巷煤柱按50%回收，盤區采出率按80%計。
根據礦井生產規模、盤區煤層賦存條件、地質構造、水文地質及開采技術條件等，設計確定一個盤區完成礦井生產能力，即盤區設計生產能力為0.6Mt.
盤區服務年限=可采儲量/（盤區設計生產能力×儲量備用係數）
=3.277/（0.6×1.3）
=4.2a
該盤區儲量等級高，可靠性強，儲量備用係數取1.3。
則盤區服務年限為4.2a
二、盤區巷道布置
1.盤區巷道布置
該盤區僅有一層可采煤層2號煤層。根據煤層具體的賦存條件、地質構造、水文地質、開采技術條件及該礦技術管理水平等，設計確定一個采煤工作麵完成盤區設計生產能力為0.6Mt。
礦井首采盤區為121盤區，根據礦井開拓方式、盤區劃分和開采拓巷道布置。礦井三條930西大巷從盤區西部邊界穿過，至北部近背斜軸部，拐向東後三條大巷改稱930北大巷橫穿該盤區後進入122盤區。根據121盤區幾何形狀和尺寸，將北大巷南部劃分為平行於北大巷的區段，將北大巷北部劃分為垂直於北大巷的帶區。因為盤區尺寸不大，不需布置盤區準備巷道，可直接由運輸大巷、總回風巷及輔助運輸巷沿煤層開掘采煤工作麵運輸巷和回風巷至盤區邊界開切眼布置工作麵，形成盤區生產係統。工作麵回采巷道布置於930西大巷的東側和930北大巷的北側，工作麵運輸巷和回風巷采用單巷布置，盤區內區段開采順序采用上行式，區段間留設10～15m煤柱。盤區布置見附圖C1073—163—1、C1073—163—2。
2.生產係統
（1）煤炭運輸
12101工作麵→12101工作麵運輸巷→930西運輸大巷→集中煤倉→895運輸大巷→井底車場→主斜井→地麵。
掘進出煤直接進入主煤流係統。
（2）材料及設備運輸
井下所需的材料及設備，裝入礦車內，由地麵→副斜井→副井井底車場→895輔助運輸巷→輔助上山→930西輔助運輸巷→12102工作麵運輸巷→12101工作麵。
（3）矸石運輸
井下巷道均沿煤層布置，但多為半煤岩巷，掘進矸石通過礦車運至井下廢舊巷道排棄，有少量出井，與輔助運輸路線相反。
（4）通風
地麵→主、副斜井→895運輸大巷和輔助運輸巷→行人進風斜巷和輔助上山→930西運輸大巷和輔助運輸巷→12101工作麵運輸巷→12101采煤工作麵→12101工作麵專用回風巷→930西總回風巷→回風斜井→地麵。
（5）排水
采掘工作麵巷道內積水通過自流或小水泵排至930西運輸大巷和輔助運輸巷自溜道行人進風斜巷和輔助上山，然後經895運輸大巷和輔助運輸巷自流至井底水倉，最終由主排水泵通過管子道經副斜井排至地麵。
3.首采工作麵
12101工作麵位於位於121盤區南部邊界，該工作麵運輸巷和回風巷均垂直於930西大巷道布置，呈近東西向布置，工作麵長度150m，工作麵內煤層厚1.49～1.95m，平均厚1.62m，工作麵推進長度約1350m。
三、盤區車場和硐室
121盤區不設準備巷道，回采巷道直接和三條大巷連接，無盤區車場。
盤區主要硐室設有盤區變電所。盤區變電所位於12103區段北部的930西運輸大巷和西總回風巷之間。
第二節 采煤方法和工藝
一、采煤方法和采煤工藝
1. 121盤區煤層開采技術條件
該礦主采2號煤層全區可采均為探明的331資源量。煤層賦存穩定，煤層厚度一般0.85~1.97 m，平均厚度1.54 m。結構簡單，含夾矸1～3層，夾矸厚度一般0.20 m～0.35 m，多為泥岩和泥質頁岩。基本為一走向近東西傾向南的單斜構造，傾角1~3°，偏北部有一向東北開口的小背斜構造，未發現斷裂、岩漿侵入、陷落柱等地質構造。
該盤區2號煤層絕對瓦斯湧出量1.49 m3/min～2.67 m3/min，平均2.16 m3/min；相對瓦斯湧出量3.03 m3/t～6.99 m3/t，平均4.76 m3/t，屬低瓦斯。2號煤層屬Ⅰ類容易自燃，煤塵具有爆炸性。煤層偽頂隨采隨跨，直接頂為不穩定、易冒落頂板，基本頂屬中等穩定～穩定的不易冒落頂板。水文地質條件為“極複雜”類型。
2.采煤方法選擇
根據121盤區具體的煤層賦存條件、地質構造及開采技術條件，結合確定的開拓方式，設計確定該盤區南部即930西大巷的東部采用走向長壁采煤法采煤係統，直接利用三條大巷由西向東開掘工作麵運輸巷和回風巷至盤區東部邊界掘開切眼布置工作麵形成回采係統，後退式回采；該盤區北部即北大巷的北部采用傾斜長壁采煤法采煤係統，直接利用三條大巷由南向北開掘工作麵運輸巷和回風巷至盤區北部邊界（井田邊界煤柱）掘開切眼布置工作麵形成回采係統，後退式回采。此采煤方法無需準備巷道，係統簡單，生產環節少，設備占有量少，事故率低，管理方便等，具有技術先進合理，經濟效果好，安全高效等優點。
3. 采煤工藝選擇
根據本井田的地質條件、煤層賦存特征和礦井生產規模，以及結合本礦區的實際生產現狀。從現有的采煤方法來看，能夠適用於本礦的采煤方法有兩種（1）長壁式普通機械化開采；（2）長壁式綜合機械化開采。
（1）長壁式普通機械化開采
長壁式普通機械化開采為在本礦區中小型礦井中普遍采用的一種采煤方法，該采煤方法一次性裝備投資少，技術較簡單，對管理人員、工程技術人員及工人素質要求較低。但機械化程度較低，工作麵單產較低，用人較多，工人勞動強度較大，安全性較差。需兩個工作麵同時生產方可完成礦井設計生產能力，不利於集中生產，管理較複雜。
（2）長壁式綜合機械化開采
該采煤方法機械化程度高，工作麵單產高，用人少，效率高，工人勞動強度小，安全可靠程度高。一個工作麵即可完成礦井設計生產能力，生產集中，管理方便。但一次性裝備投資大，技術複雜，對管理人員、工程技術人員及工人素質要求高。
綜上，從本礦生產規模，技術力量，管理水平，地質構造等角度考慮，設計推薦本礦采用長壁式綜合機械化采煤工藝。此采煤工藝相對原采煤法工藝更符合本次機械化改造的的宗旨“礦井生產合理集中，提高礦井安全裝備水平、改進落後采煤工藝、提高煤炭資源回收率”。
具體工藝為：
1.落煤：采用滾筒式采煤機割煤，單向割煤，斜切式進刀；
2.裝煤：采用滾筒式采煤機裝煤，同時液壓推溜器在推移刮板輸送機的過程中，利用產煤板將剩餘部分煤炭自行裝入刮板輸送機；
3.運煤：利用刮板輸送機將煤炭運出工作麵；
4.支護：利用自移式液壓支架支護工作麵頂板，采煤機割煤後，先移架，後推溜。
5.采空區處理：移架後頂板隨即垮落，即全部垮落法處理采空區。
即采煤機落煤→采煤機裝煤→刮板輸送機運煤→移架→放頂→移溜。
二、采煤工作麵主要設備選型
工作麵設備必須選擇性能先進、穩定可靠的設備。
工作麵設備選型主要考慮了以下原則：
（1）技術先進、操作簡單、維修方便、運行可靠、生產能力大。
（2）各設備間相互適應、能力匹配、運輸暢通，不出現“卡脖子”現象。
1.采煤工作麵設備裝備
采煤機：MG180/420-WDK型電牽引采煤機，截深0.8m,采高1.4~3.2 m，割煤能力1100t/h，額定電壓1140V,功率420kw，牽引速度0~10 m/min,牽引力360，KN內外噴霧。
可彎曲刮板輸送機：選擇SGZ630/264型可彎曲刮板運輸機。出廠長度160 m，運量450t/h，鏈速1.1m/s,電動機型號YBKYSS-65/132-8/4，功率132×2kw，額定電壓1140V。
支護設備：
工作麵支護選ZY3400/12/26型普通液壓支架，支架參數如下：
架 型： 兩柱掩護式
高 度： 1200～2600 mm
寬 度： 1180～1350mm
中 心 距： 1250mm
初 撐 力： 2616kN(P=31.5MPa)
工作阻力： 3400kN(P=40.9MPa)
支護強度（工作區間）： 0.619～0.832MPa
底座前端比壓： 1.5-2.0MPa
適應傾角： ≤15°
操縱方式： 鄰架手動控製
泵站壓力： 31.5 MPa
重 量： ≤9.0t
工作麵支護強度Pt驗算：
按估算法
Pt=（4～8）·M·γ
式中 M——采煤工作麵采高，2.8m；
γ——煤層上覆岩層平均容重，取2.5t/m3。
則 Pt=8×2.8×2.5
=56t/m2 。
換算為0.56MP，則支護強度小於0.619MPa，滿足要求。
支架高度1.2～2.6 m能適應井田內大部分煤層厚度。
工作麵過渡液壓支架選ZYG3400/12/26型，參數如下：
架 型： 兩柱掩護式
高 度： 1200～2600 mm
寬 度： 1180～1350mm
中 心 距： 1250mm
初 撐 力： 2616kN(P=31.5MPa)
工作阻力： 3400kN(P=40.9MPa)
支護強度（工作區間）： 0.619～0.832MPa
底座前端比壓： 1.5-2.0MPa
適應傾角： ≤15°
操縱方式： 鄰架手動控製
泵站壓力： 31.5 MPa
重 量： ≤ 9.5t
過渡支架按三級配套在基本架的基礎上頂梁適當加長。
工作麵端頭支護選DZ35/20/100Q單體液壓支柱配4.2m長鋼梁，對梁抬棚支護，邁步前移。兩端各三對，一梁四柱。
工作麵上下順槽超前支護選DZ35/20/100Q單體液壓支柱配HDJB-1000型鉸接頂梁雙排支護，支柱160根，頂梁100根。
2.順槽設備配備
轉載機：選用SZZ730/90型橋式刮板轉載機，長度45m,運量600t/h,電動機型號YBSD-90/80-4/8, 功率90kw, 電壓660/1140V。
可伸縮膠帶輸送機：選用SSJ1000/125型可伸縮帶式輸送機，帶寬1000mm，長度80Om,運量450t/h,帶速2.0m/s；電動機型號JDSB-125，功率125kw,電壓380/660V。
破碎機：選用PLM1000型輪式破碎機，破碎能力650t/h, 功率110kw。
乳化液泵站：BRW315-31.5型，功率標配150kw。
調度絞車：JD-11.4型，功率11.4kw。
調度絞車：JD-25型，功率25kw。
回柱絞車：JH-8型，功率7.5kw。
小水泵：BRK-15/20A型，功率5.5kW。
表4-2-1 采煤工作麵主要設備配備
三、 采煤工作麵生產能力
1.采煤工作麵生產能力的確定
根據本井田具體地質條件、煤層賦存特征、地質構造及該礦區實際生產經驗、並結合已確定的礦井生產規模、采煤工藝、設備條件和區段參數等，設計確定一個采煤工作麵完成礦井設計生產能力，即采煤工作麵生產能力為0.6Mt/a。
2. 采煤工作麵生產能力計算
(1)工作麵參數確定
①工作麵長度
工作麵長度是決定其產量和效率的主要因素，適當加大工作麵長度，不僅可以減少工作麵的準備工程量，提高回采率，而且也可以減少工作麵端頭進刀等輔助作業的時間，有利於提高工作麵產量和效率。同時，工作麵長度與開采條件、采煤設備能力、技術水平、管理水平等因素有關，因此，必須綜合考慮，合理選擇。
根據近年來對我國部分礦井，特別是本礦區礦井的實際情況，目前我國綜采工作麵長度在150～200m之間，結合本礦井井下開采技術條件好，煤厚變化不大等特點，設計確定首采工作麵長度為150m。
②工作麵采高
本井田開采2號煤層，其可采厚度0.8m～2.31m，平均厚度2.18m。首采盤區煤層厚度平均為1.54m，首采區段煤層厚度平均為1.62m，故確定本礦工作麵采高為,1.62m。
③工作麵推進長度
隨著工作麵推進速度的加快、單產的提高，為減少工作麵搬家次數，近年來礦井工作麵推進長度不斷增加。由早期綜采工作麵推進長度不超過1000～1500m發展到了1000～2000m以上。但工作麵推進長度的確定還應考慮井田內盤區的合理劃分及井田範圍大小的具體情況。
本井田2號煤層賦存較穩定，地質構造簡單，開采技術條件一般，工作麵推進長度受地質條件限製多，無加長工作麵推進長度的有利條件。受井田尺寸小，可采麵積不規則的限製，設計確定機采工作麵推進長度為1000～1800m。首采工作麵推進長度為1350m左右。
(2)采煤工作麵生產能力計算
12101采煤工作麵長度150m，采高1.62，作業形式三采一準，每班三個循環，循環進度0.8m，正規循環率0.9，工作麵回采率0.95，煤容重1.31t/m3。則：
①工作麵規循產量=150×1.62×1.31×0.8×0.95
=242t
②工作麵班產量=242 ×3 =726t
③工作麵日產量=726×3 =2178t
④工作麵平均年產量=2178×330×0.9=646866 t
達到設計生產能力時工作麵特征見表4-2-2。
表4-2-2 達到設計生產能力時工作麵特征表
四、采煤工作麵接續
該礦井服務年限約17年，二盤區因有越界開采不明現象，故本次暫排出121盤區的采煤工作麵接續表。
121盤區采煤工作麵接續見表4-2-3。
第三節 “ 三下”采煤及村莊搬遷規劃
本井田不實施“ 三下”采煤，對井田內的村莊實施搬遷。設計暫對井田內的小寨村和陳家玲村按照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》
留設了保護煤柱。
第四節 巷道掘進及機械化
一、盤區巷道斷麵與支護方式
根據巷道圍岩特性、維護時間及礦區建設材料的供應情況，設計井下開拓巷道及盤區巷道一般采用錨噴支護，局部破碎地段或交叉口可視具體圍岩條件增加錨索及鋼筋網；工作麵運輸巷、回風巷采用錨杆支護，開切眼采用頂部錨杆支護；主要硐室采用錨噴支護。
井下開拓大巷、盤區巷道采用半圓拱形斷麵、工作麵巷道及開切眼采用矩形斷麵，硐室采用半圓拱形斷麵。121盤區主要巷道斷麵特征見表4－4－1。
二、礦井生產巷道掘進進度指標
設計巷道掘進進度指標如下:
煤層巷道 350m/月 (綜掘)；
半煤岩巷道 250m/月 (綜掘)；
岩石巷道 120m/月 (鑽爆法) ；
硐 室 300m3/月 (鑽爆法) 。
三、掘進工作麵和掘進設備配置
本礦井設計生產能力為0.60Mt/a，井下裝備一個綜采工作麵，年推進度2138m，為保證工作麵正常接續，每年需掘進工作麵回采巷道月4800 m左右，另外尚需掘進開拓巷道1600m左右，包括其它零星工程，礦井年掘進工程總量為6500m左右。因此，設計配備兩個綜掘工作麵完成掘進工程，采掘比為1：2。
井下巷道多為半煤岩巷，少部分為煤巷及少量聯絡巷為岩巷。綜掘工作麵設計初步綜掘工作麵設備：選用該礦已有的輕型多功能EBZ132型掘進機，其技術特征，油泵---額定功率55KW 額定電流34.5--59.8A ；截割高速--額定功率132KW 額定電流82-142A ；截割低速--額定功率75KW 額定電流60-103.9A ；二運--額定功率7.5KW 額定電流5.4-9.4A ；錨杆--額定功率15KW額定電流10.1-17.5A，相應的配有設備SD-80型輸送機，同時還配備FBD-No6.3A/2×22型局部通風機、KCS-408Ⅱ型濕式除塵通風機、MYT-140/320型單體錨杆鑽機，ZP-Ⅱ型砼噴射機。
此外，掘進工作麵還配備有TXU-150A型探水鑽機、小水泵、JD-25型、JD-11.4型調度絞車和激光指向儀等設備。
四、井巷總工程量
礦井移交時，設計井巷工程總量為10581m，按岩性分煤巷850m，占8.03%；岩巷3572m，占33.76%，半煤岩巷6159m，占58.21%。
按工程類別分：開拓工程量6122m，準備0m及回采工程量4459m，分別占總工程量的57.86%、0%和42.14%。
利用井巷工程量151m，為岩巷。萬噸掘進率為176.35m/萬t。
礦井初期移交新掘井巷工程量見表4-4-3。
表4-4-2 掘進工作麵主要設備配備
第五章 井下運輸
第一節 煤炭運輸方式及設備
1、煤炭運輸方式
根據井田開拓布置、大巷層位和運量的要求，井下煤炭運輸有兩種：膠帶輸送機運輸和軌道機車牽引礦車運輸。
膠帶輸送機運輸具有連續性強，運輸能力大；運輸係統簡單可靠，安全性好，事故少，便於維護；便於實現自動控製和集中控製；用人少，效率高；可適應煤層適度起伏變化等優點，但投資較高。
軌道機車牽引礦車運輸具有投資省，設備簡單等優點，但運輸係統複雜，運輸不連續，受坡度限製，適應性差，井底卸載車場工程量大，用人多，效率低。
本礦井有以下特點：
（1）礦井采用斜井開拓方式，主斜井井筒鋪設一台帶式輸送機，係統簡單；
（2）本礦采用綜合機械化開采，采用一井一麵集中生產，采掘裝備水平先進，機械化程度較高；
（3）回采工作麵沿大巷條帶式布置，工作麵運輸巷帶式輸送機與帶式輸送機大巷直接溝通，通過大巷帶式輸送機將煤運至主斜井帶式輸送機出地麵，形成從工作麵至地麵的連續運輸，有利於實現集中監測監控。
（4）帶式輸送機大巷布置在煤層中，巷道有一定的起伏，坡度在1°～3°左右變化。
鑒於以上特點，軌道礦車運輸方式受到巷道坡度製約，如架線電機車和蓄電池電車牽引礦車機，一般在3‰～4‰效果甚佳；膠套輪齒軌機車一般1～2°坡度上運行，坡度大於3°需掛齒，則速度慢，膠套摩損大，且維修更換不方便，不適於大型礦井主運輸；連續牽引車雖對巷道坡度變化適應性較強，但速度慢，運力受限，環節多，效率低，僅適應產量低的小型礦井，因此軌道礦車運輸方式不宜采用。
根據本礦井設計特點，設計認為井下采用膠帶輸送機連續運輸方式是合理的，其潛力大，能充分發揮綜采設備的生產能力，確保礦井高產、穩定、高效。因此，設計確定井下煤炭采用膠帶輸送機運輸。
2.運輸係統及設備
投產時煤炭運輸係統為：12101采煤工作麵→集中煤倉→895運輸大巷（岩石）→主斜井→地麵。
掘進工作麵來煤，經其配套的膠帶輸送機彙入運輸大巷主煤流係統。
工作麵采用SGZ630/264 型可彎曲刮板輸送機，出廠長度160m，運量450t/h，功率132×2kW。工作麵運輸平巷采用SZZ730/90型橋式轉載機，長度45m，功率90Kw。采用PLM1000型輪錘式破碎機，破碎能力600t/h，功率110kW。轉載機後接SSJ1000/125型可伸縮帶式輸送機運煤至集中煤倉。設備技術參數詳見盤區設備布置圖。
895運輸大巷（岩石）全長1052m，坡度水平，選用STG800/2×75型綱架落地帶式輸送機一台：運量500t/h，鋪設長度1100m，速度2.5m/s，電動機功率2×75kw。
第二節 輔助運輸方式及設備
一、輔助運輸方式
礦井輔助運輸主要擔負井下人員、矸石、材料和設備的運輸任務。根據井田開拓開采部署，井下輔助運輸采用軌道運輸方式：即平巷采用機車牽引礦車運輸，斜巷采用有極繩運輸。牽引機車考慮礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車和礦用特殊防爆型蓄電池機車兩種方案。
礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車以內燃機為動力，牽引力大，運輸速度可隨負荷大小靈活調節，井下僅需要開鑿油脂庫，具有機動靈活、用人少、效率高、速度快、安全可靠、維護簡單等優點。但是礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車稀釋尾氣需要加大通風量。
礦用特殊防爆型蓄電池機車安全可靠，防爆性能好，亦能滿足輔助運輸要求。但井下需建蓄電池充電硐室，且整流環節複雜，設備操控性相對前者稍弱一些。
本礦井為現代化礦井，生產能力較大，機械化程度較高，井下輔助運輸係統要求簡單、高效，便於管理。因此本礦平巷牽引機車采用礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車。
二、輔助運輸係統及設備
1、輔助運輸係統
礦井設計生產能力0.6Mt/a。礦井工作製度：年工作日330d，井下四班作業，三班生產，一班準備。
礦井移交生產時，井下布置一個綜采工作麵，兩個綜掘工作麵。井下輔助運輸係統由副斜井→895輔助運輸大巷（岩石）→輔助上山→930西輔助運輸大巷（半煤岩巷）→各工作麵運輸巷組成。
2、 輔助運輸設備
（1）輔助運輸大巷（岩石）設備
由於采用綜合機械化采煤，一井一麵，故輔助運輸量不大。選用兩台礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車（一台工作，一台備用），即可完成大巷輔助運輸任務。CCG5.0/600FB型柴油機車技術參數如下：
牽引噸位 18t
牽引力 6.2KN
牽引速度 6.40-11.2km/h
功率 13KW
外型尺寸 3130×1076×1540mm
（2）輔助上山設備
輔助上山斜長106m，傾角20º，選用JSOB-19型雙速雙速多用絞車一部，可滿足運輸需要。其技術參數如下：
最大靜張力： 190kn（慢速），25kn（快速）
牽引速度： 0.118-0.204m/s（慢速）
0.86-1.5m/s（快速）
容繩量： 400m
鋼絲繩直徑： 30mm
電動機功率： 45kw
總重量： 5480kg
外形尺寸： 3825×1214×1470mm
（3）盤區輔助運輸設備
盤區內運輸平巷采用礦井現有的JQ-25型、JD-11.4型調度絞車對拉運輸。掘進工作麵的煤炭采用礦井現有的SD-80型帶式輸送機運輸。
（4）運輸車輛
為滿足礦井輔助運輸需要，礦井投產時共需各類車輛共計62輛，其中1t固定式礦車30輛，1t平板車8輛，1t材料車10輛，平巷人車6輛，支架用平板車8輛。
1t固定式礦車、1t平板車和1t材料車可利用礦方現有，僅需購置平巷人車及支架用平板車。
各類礦車特征見表5-2-1。
表5-2-1 礦 車 特 征 表
第六章 通風與安全
第一節 瓦斯資源分析和瓦斯湧出量計算
一、瓦斯賦存狀況
根據“倉村井田（補充）擴大精查勘探地質報告”顯示：地質勘探階段共采集2號煤層煤芯瓦斯樣品10個。其中，在瑞能礦權範圍和周邊有4個鑽孔。測試分析結果（表6-1-1）顯示：
瓦斯含量0.02 m3/t～0.55 m3/t，平均0.28 m3/t。其中，CH4占4.11 %～29.61 %，平均13.91 %；CO2占1.34 %～34.60 %，平均11.20 %；N2占56.71 %～89.02 %，平均74.92 %。
二、瓦斯含量梯度預計
煤層瓦斯含量的預測首先要判別其主控因素，進而根據主控因素，建立其與煤層瓦斯含量的關係，從而對未知區域進行預測。煤的生氣及儲氣條件對瓦斯賦存的影響基本一致，保存條件是影響煤層瓦斯分布的主控因素。本井田含可采煤層一層，煤層賦存較穩定，結構簡單。礦區內以走向近東西，傾向南北的背斜構造，產狀較平緩，傾角1～3°，且無明顯斷裂構造。故煤層瓦斯含量的分布主要受控於井田內的構造分布情況，特別是受寬緩背斜構造的控製；煤層埋深（上覆基岩厚度）與煤層瓦斯含量無明顯相關性；煤層厚度及煤層灰分與煤層瓦斯含量相關性也較差；水文地質條件及煤層頂底板岩性對瓦斯含量的控製全區差別不顯著。因此本井田瓦斯含量梯度無明顯變化。
三、礦井瓦斯等級
收集了礦井最近4年瓦斯等級鑒定數據（表2-3）：礦井絕對瓦斯湧出量1.49 m3/min～2.67 m3/min，平均2.16 m3/min；相對瓦斯湧出量3.03 m3/t～6.99 m3/t，平均4.76 m3/t。連續四年鑒定結果均為低瓦斯礦井。
表6-1-2 近年來礦井瓦斯等級鑒定結果彙總
綜合分析，本設計礦井瓦斯等級按低瓦斯礦設井計。
第二節 礦井通風
一、原礦井通風係統概況
原陝西瑞能煤業有限責任公司礦井，采用並列抽出式通風係統;由原主、副斜井進風，原風井回風;皮帶大巷進風，軌道大巷回風;原礦井現已無正規工作麵生產，全部為殘采工作麵。
原礦井安裝同等能力主要通風機二台，風機為BDK60-6№14型對旋軸流式通風機，額定風量為1512～2310 m3/min，風機靜壓778～1972Pa，風機葉片安裝角46°。礦井總進風1662 m3/min，礦井總回風1540 m3/min，總風阻1274 Pa，總等積孔1.0 m2。
由以上數據可見，原礦井生產係統已無法滿足井田範圍及礦井產量擴大後的通風需要，需進行係統改造。
二、新設計通風係統
1.礦井通風方式
陝西瑞能煤業有限責任公司礦井為機械化改造礦井，由原瑞能煤業公司和相鄰的黃陵礦業公司一號煤礦的東南角部分采礦權，經簽訂礦權調整協議合並擴大井田範圍形成，屬提高礦井生產能力的技術改造礦井。根據礦井技改後井田範圍大小、開拓開采現狀、地麵地形特點、礦井機械化改造設計規模及新的開拓布局，本設計礦井采用分列式通風方式。
2.礦井通風方法
礦井通風機工作方法為抽出式。
礦井機械化改造後，采、掘工作麵、盤區變電所均采用獨立通風。采掘工作麵為礦井井下用風量大的地點，流經采煤工作麵的風流路線為礦井主要風流路線。
礦井機械化改造後投產時的主要風流路線為：
新鮮風流從主/副斜井進入→895西運輸大巷/895西輔助運輸巷→930西運輸大巷/930西輔助運輸巷→12101采煤工作麵運輸巷→12101采煤工作麵;
12101采煤工作麵汙風流→12101采煤工作麵回風巷→西總回風巷→回風斜井。
礦井機械化改造後投產時通風係統詳見圖C1073—171—1。
二、采掘工作麵及硐室通風
1.采掘工作麵通風
礦井設計一個采煤工作麵生產，兩個掘進工作麵準備。采煤工作麵采用U+L型通風方式，工作麵運輸巷及下一工作麵運輸巷進風，回風巷回風，為兩進一回的通風係統模式。
掘進工作麵采用局部通風機進行壓入式獨立通風，局部通風機安設在距掘進巷道口10m以外的進風側，利用局部通風機使新鮮風流通過風筒壓入掘進工作麵，工作麵的汙濁風流沿掘進巷道排出，進入總回風巷。掘進通風設備選用FBD-No6.3A/2×22型礦用防爆型軸流式局部通風機，配φ600mm柔性風筒。風筒口距掘進工作麵不大於5m。
掘進工作麵在使用局部通風機時，無論工作或交接班，都不準停風。因檢修、停電等原因停風時，必須撤出人員，切斷電源。恢複通風前，必須檢查瓦斯濃度。局部通風機及其開關地點附近10m以內風流中的瓦斯濃度都不超過0.5%時，方可人工開動局部通風機。
2.硐室通風
井下需要獨立通風的硐室盤區變電所。風量控製靠調節風窗實現，其回風流直接彙入總回風巷。避災硐室、中央變電所、主排水泵房等硐室均采用礦井全風壓通風。
井下長度不超過6m、入口寬度不小於1.5m的獨頭巷道和硐室采用擴散通風。長度超過6m的獨頭巷道和硐室，采用局部通風機通風，否則，進行封閉。
三、礦井風量計算
礦井為低瓦斯礦井，機械化改造設計服務年限為18.01a，礦井供風量計算必須滿足礦井在其服務年限期間的安全生產的需要，礦井設計一個采煤工作麵生產，兩個掘進工作麵準備，完成礦井0.60Mt/a的生產任務。
1.礦井風量
礦井需風量按井下同時工作的最多人數和井下各用風地點實際所需風量分別計算，取其中最大值。
1)按井下同時工作的最多人數計算
Q礦=4NK
=4×120×1.25
=600 m3/min
即Q礦=10m3/s
式中 Q礦——礦井需風量，m3/s;
N——井下同時工作的最多人數(最大交接班人數)，人;
K——礦井通風係數，取K=1.25。
2)按采煤、掘進、硐室及其它地點實際需風量計算
礦井用風地點，本設計按一個綜采工作麵，一個備用工作麵，兩個綜掘工作麵，及排除柴油機車尾氣需風量計算。
Q礦=(∑Q采+∑Q備+∑Q掘+∑Q柴+∑Q其它)×K
式中 ∑Q采—采工作麵需風量總和，m3/s;
∑Q備—備用采工作麵需風量總和，m3/s;
∑Q掘—掘進工作麵需風量總和，m3/s;
∑Q柴—排除柴油機車尾氣需風量，m3/s;
∑Q其他—礦井除了采煤、掘進、硐室地點外的其它井巷需要的風量總和，m3/s;
K—礦井通風係數，取1.25。
(1)采煤工作麵風量計算
采煤工作麵所需風量分別按下列四方麵計算，取其中最大值。
①按氣候條件計算：
采煤工作麵風量
Q采=60V采b均mKY
=60×1.5×4.5×1.64×0.70
=464.94m3/min
取Q采=464.94m3/min
即Q采=7.8m3/s
式中 V采——采煤工作麵適宜風速,m/s，取1.5m/s;
b均——采煤工作麵平均控頂距，取4.5m;
m ——采高，取平均值1.64m;
KY——采煤工作麵斷麵有效係數，取0.70。
②按瓦斯湧出量計算：
Q采=100qCH4Ki
=100×6.36×1.6
=1016.73m3/min
即Q采=17m3/s
式中 qCH4——采煤工作麵瓦斯絕對湧出量，m3/min，根據礦井瓦斯相對湧出量(6.99m3/t)、采煤工作麵正規推進產量(1636t/d)及采麵瓦斯相對湧出量所占比率(80%)計算。經計算qCH4=6.36m3/min;
Ki——采煤工作麵瓦斯湧出不均衡係數，綜采取Ki=1.6。
③按采煤工作麵最多人數計算：
Q采=4Nc
=4×45
=180m3/min
即Q采=3m3/s
式中 Nc——采煤工作麵同時工作最多人數，45人，按交接班最大人數計算。
經過上述三方麵的計算采煤工作麵最大風量為17m3/s，即1016.73m3/min。
④按采煤工作麵風速要求驗算
采煤工作麵最低風速為：0.25×60×7.38=110.7m3/min
采煤工作麵最大風速為：4×60×7.38=1771.2m3/min
110.7m3/min
故：采煤工作麵設計最大風量為Q采=17m3/s。
(2)備用工作麵風量計算
備用工作麵需風量按采煤工作麵的50%計算;
即Q備=50%Q采=0.5×17=8.5m3/s
(3)掘進工作麵風量計算
設計井下布置兩個綜掘工作麵進行準備。掘進巷道淨麵積為8.74～9.2m2。掘進選用FBD-No6.3A/2×22型礦用防爆型軸流式局部通風機，該風機的吸風量為350～550m3/min，風壓800～5200Pa，電動機型號為YBF2-160L1-2型，額定電壓為380/660V,功率2×22KW。
①按瓦斯湧出量計算掘進工作麵風量
Q掘=100q掘CH4Ki掘
=100×0.0882×2
=17.65m3/min
即Q掘=0.3m3/s
式中 q掘CH4——掘進工作麵瓦斯絕對湧出量，m3/min，根據礦井瓦斯等級鑒定相對湧出量(6.99m3/t)、掘進工作麵正規掘進產量(90.9t/d)及掘進麵瓦斯相對湧出量所占比率(20%)計算。經計算q掘CH4=0.0882m3/min;
Ki掘——掘進工作麵瓦斯湧出不均衡係數，取Ki=2。
②按人數計算
Q掘=4N
=4×18
=72m3/min
即Q掘=1.2m3/s
式中 N——掘進工作麵同時工作的最多人數，18人，考慮交接班時的人數。
③按局部通風機吸風量計算
FBD-No6.3A/2×2礦用防爆軸流式局部通風機，額定風量350～550m3/min巷道掘進工作麵局部通風機吸風量按最大額定風量的85%取，為467.5m3/min，掘進工作麵供風量為：
Q掘=60VS+ Q吸
=60×0.25×10.57+467.5
=626.1m3/min
即Q掘=10.5m3/s
取Q掘=10.5m3/s
式中 Q掘——掘進工作麵需風量，m3/ min;
V——局部通風機安裝地點處的最低風速，m/s;
S——局部通風機安裝地點巷道斷麵積，m2;
Q吸——局部通風機吸風量m3/min。
④按風速進行驗算
從以上四個方麵計算的掘進工作麵需風量最大值為10.5m3/s， 即626.1m3/min，進行風速驗算。
掘進工作麵最低風速時風量：0.25×60×9.2=138m3/min
掘進工作麵最大風速時風量：4×60×8.74=2097.6m3/min
138m3/min
故：每個掘進工作麵設計需風量為10.5m3/s。
礦井掘進工作麵實際需風量總和為10.5×2=21m3/s。
(4)獨立通風硐室需風量
本設計采用獨立通風硐室為1個盤區變電所，服務於各個盤區生產;盤區變電所按經驗取值：
即：∑Q硐=120m3/min=2 m3/s;
(5)稀釋柴油機車尾氣需風量
依據《現代礦井輔助運輸設備選型及計算》中的統計：① 美國、澳大利亞要求一般井下使用柴油機巷道風量不少於3m3/(kW·min)。美國礦業安全局規定：當多台柴油機車輛在同一巷道中運行時，第1台按上述規定值配風，第2台按75%，3台及更多時，按每台加50%配風。② 英國要求不少於5.44m3/(kW·min)。③ 德國、日本要求使用柴油機的配風量不少於4～6m3/(kW·min)。
按照《采礦工程設計手冊》計算方法，若采用柴油機設備作輔助運輸時，應計算巷道配風量，即如果有多台設備運行時通風量為：第一台柴油機設備風量按5.4m3/min·kW;第二台加單台的75%;第三台及以上各台分別按50%計算。
考慮本礦井運輸距離，礦井生產初期有兩台CCG5.0/600FB型防爆鋼輪普軌柴油機車(其中一台工作，一台備用)，其發動機功率13KW;礦井生產後期有三台CCG5.0/600FB型防爆鋼輪普軌柴油機車(其中兩台工作，一台備用)，其發動機功率13KW;
即：∑Q柴初期=5.4×13/60=1.17m3/s;
∑Q柴後期=5.4×13×(1+0.75)/60=2.05m3/s;
取 ∑Q柴初期=1.2m3/s
∑Q柴後期=2.1m3/s
(6)其它用風巷道需風量取以上需風量的5%即
∑Q其它初=(∑Q采+∑Q備+∑Q掘+∑Q硐+∑Q柴)×5%
=(17+8.5+21+2+1.2)×5%
=2.485m3/s
∑Q其它後=(∑Q采+∑Q備+∑Q掘+∑Q硐+∑Q柴)×5%
=(17+8.5+21+2+2.1)×5%
=2.53m3/s
(7)礦井需風量
礦井所需風量為：
Q礦初=(∑Q采+∑Q備+∑Q掘+∑Q硐+∑Q柴+∑Q其它 )K
=(17+8.5+21+2+1.2+2.485)×1.25
= 65.23m3/s
Q礦後=(∑Q采+∑Q備+∑Q掘++∑Q硐∑Q柴+∑Q其它 )K
=(17+8.5+21+2+2.1+2.53)×1.25
≈66.5m3/s
即：Q礦初=65.23m3/s;Q礦後=66.5m3/s;可見礦井生產初期與後期總需風量差別不大，可統一取值66.5 m3/s。
故，礦井總需風量取最大值66.5m3/s。
2.風量分配
礦井總風量確定後，在計算礦井通風阻力進行通風設備選型時，需對井下風量進行分配。
通過驗算，礦井在二盤區及三盤區生產時，由於阻力過大，需要在後期新建一條回風斜井。礦井後期即二盤區與三盤區通風阻力計算在後期回風斜井建井時期進行計算，並選擇合適通風機。因此本次設計僅計算礦井一盤區通風阻力。
礦井在12101采煤工作麵開采時為礦井一盤區通風容易時期。根據井下巷道布置形式及采掘工作麵推進狀況，井下采煤工作麵、掘進工作麵所需風量按需用風量分配，即采煤工作麵風量17 m3/s，掘進工作麵風量各為10.5m3/s。
礦井在121010采煤工作麵生產時為礦井一盤區通風困難時期。井下采煤工作麵、掘進工作麵風量分配為：采煤工作麵風量17m3/s，掘進工作麵風量各為10.5m3/s。
礦井生產中，礦井主通風機的工況點隨著采掘工作麵位置的不斷變化而變化，因而，礦井的進風量也會發生變化。礦井風量分配原則為先按各用風地點實際需要風量分配，對剩餘的風量按產量分配給采掘工作麵。
礦井機械化改造投產時期風量分配見表6-2-1。
表6-2-1 風量分配表
第三節 礦井瓦斯災害防治
本礦井為低瓦斯礦井。但有可能出現高瓦斯區域，若通風管理不善，也會造成局部瓦斯聚積，進而達到爆炸界限，如遇明火亦可發生瓦斯爆炸。因此，在生產建設中要嚴格執行《煤礦01manbetx 》的規定，製定防止瓦斯爆炸的安全措施並嚴格執行，設計采取以下措施：
一、防止瓦斯積聚措施
礦井雖然為低瓦斯礦井，但瓦斯湧出量增大的可能性仍然存在，在工作麵回風巷與工作麵的上隅角極有可能造成局部瓦斯聚集，達到爆炸濃度。因此生產中要嚴格按照現行《煤礦01manbetx 》中有關瓦斯管理的各項規定，采取技術措施，加強通風安全管理，杜絕瓦斯積聚事故。
瓦斯聚集是瓦斯爆炸的必要條件之一，通風是防止瓦斯聚集的最主要措施。設計保證井下各工作場所、井巷及硐室均有足夠、有效、穩定、連續的新鮮風流，能將井下湧出的瓦斯及時衝淡排走，避免瓦斯聚集，使井下各工作場所的瓦斯濃度符合現行《煤礦01manbetx 》的要求。礦井在生產過程中，應加強瓦斯檢查，防止並及時處理局部瓦斯積存，如回采工作麵上隅角的瓦斯積存、頂板附近及頂板冒落空洞內的瓦斯積存等。設計預防瓦斯聚集采取以下主要措施：
1.礦井有完善的通風係統，井下各采掘工作麵及其它有瓦斯湧出的地點均按規定配有足夠的風量和適宜的風速，以衝淡和排除井下湧出的瓦斯。
2. 礦井在生產過程中，工作麵進風巷與工作麵銜接部位的老空區掛設風障(簾)，以防瓦斯積聚。
3. 按現行《煤礦01manbetx 》規定，井下采掘工作麵及主要硐室均采用獨立通風。
4.礦井在生產過程中，應加強通風管理，各測風站定期測風，保證井下所有場所有足夠、穩定的風量。
5.井下廢棄的巷道和盲巷要及時封閉，並掛牌說明，定期檢查。
二、防止瓦斯爆炸措施
1.按照《煤礦安全規程》規定選用井下電氣設備，嚴禁不防爆設備進入井下。
2.及時處理局部積聚的瓦斯。對井下易積聚瓦斯的地點，如采煤工作麵通風隅角處、巷道冒空區、風速小的巷道頂板處等，在生產過程中重點檢查，及時處理。
3.加強定點定時巡回檢測，並檢查在作業場所和主要風道口設置瓦斯監測牌板上瓦斯檢測數據填寫的真實性。專職瓦斯檢查員必須堅持“一班兩檢”製，對瓦斯增高區，堅持“一班三檢”製;掘進工作麵堅持“一炮三檢”製度和“三人連鎖”放炮製度。
4.預防瓦斯爆炸的通風技術措施：本設計為礦井選擇了兩台足夠能力的通風機，采用雙回路供電，保證礦井通風連續可靠;井采煤工作麵、掘進工作麵、硐室均采用獨立通風，並配有足夠衝淡瓦斯的風量;井下通風設施的質量應符合通風質量標準化標準的規定;每處風門采用兩道，並閉鎖，以保證行人、行車時不發生風流短路;礦井配置了一定數的通風參數測量儀器儀表，堅持測風製度，及時調節風量，保證井下風量的按需供給;及時維護礦井主要進回風巷道，使其斷麵積維持在設計的斷麵積;加強通風管理，保證所有作業場所有足夠風量和適宜風速，以衝淡和排除井下湧出的瓦斯;對廢棄巷道和盲巷及時密閉，並掛牌注明。
5.采、掘工作麵和瓦斯易增高處，設置瓦斯報警儀。
6.采空區和廢棄的巷道和盲巷要及時封閉，並掛牌警示。
7.利用KJ110礦井安全監測監控係統對井下瓦斯濃度進行預測預報。
8.杜絕井下明火及火源，引起瓦斯爆炸的火源有明火、衝擊摩擦火、放炮火、電火四類火源。在生產中要特別注意防範。
9.掘進通風嚴格按《煤礦安全規程》有關規定作業。掘進工作麵局部通風機裝設三專兩閉鎖裝置，保證局扇可靠運轉。
通風機裝設三專兩閉鎖裝置，保證局扇可靠運轉。
第四節 礦井火災防治
一、煤層自燃傾向性及礦井火災危險性分析
1.煤層自燃傾向性
瑞能煤業礦井位於陝北侏羅紀煤田黃陵礦區的東段，礦井開采2號煤層。根據陝西煤礦安全裝備檢測中心2009年10月16日鑒定的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤層自燃傾向性鑒定報告》鑒定結論為2 號煤層自燃傾向性屬Ⅰ類容易自燃。
2. 礦井火災危險性分析
據鄰近黃陵礦業集團公司黃陵一號井資料介紹，該礦在地質勘探、生產地質勘探和礦井生產過程中，對井田範圍內采取的9個煤層自燃傾向性檢驗煤樣，分別送撫順煤研所、重慶煤研所、陝西省煤田地質局綜合化驗室，采用“溫差法”測試，結果為不自燃2個，不易自燃3個，自燃2個，易自燃2個，測試結果從不自燃～易自燃，跨度較大。該礦最新所做的煤層自燃傾向性檢驗，黃陵一號井開采的2號煤層屬容易自燃煤層，煤層自燃發火期為6～8個月。在工作麵采空區閉牆附近曾出現過兩次自燃發火隱患。礦井采取井下移動式灌漿注膠係統對采空區兩道密閉牆後壓注膠體，消除了礦井煤層自燃的隱患。
瑞能煤業礦井開采2號煤層，礦井開采安全技術條件基本與黃陵礦業集團公司黃陵一號井相同。經陝西煤礦安全裝備檢測中心2009年10月測試，2號煤層吸氧量為(Vd)0.83 cm3/g ,自燃等級為Ⅰ類，煤層自燃傾向性屬容易自燃煤層。
煤層的自燃發火危險性除了與煤層的自燃傾向性有關外，還與煤層的開采自燃條件和煤層的開采技術裝備條件等因素有關。瑞能煤業公司礦井機械化改造後開采的煤層平均厚度為1.64m，，埋深80～230m，煤層傾角1～3°。礦井設計采用綜合機械化采煤工藝，礦井設專用風井，大巷(盤區)設專用回風巷。開采技術條件和技術裝備有利於抑製礦井煤層自燃火災的發生。
礦井采用綜合機械化采煤工藝，采煤工作麵煤炭回收率高，采空區遺煤量少，煤層發火的幾率較小。據黃陵一號井統計，礦井采用綜合機械化開采，一次采全高(煤層厚度2.28～2.85m)，采空區的遺煤量厚度一般小於20cm，工作麵推進度日均10m，采煤工作麵開采期間一般無發火跡象。據黃陵礦業集團公司和西安科技大學合作完成的《黃陵一號煤礦煤層自然發火隱患識別及適應性控製研究》報告，黃陵一號煤礦采空區浮煤厚度小於0.7m時，下限氧濃度值(25.07%)大於21%，浮煤不會自燃。據統計，黃陵礦區近年來采煤工作麵未曾發生煤層自燃火災。
因此，基於上述分析，瑞能煤業礦井機械化改造後，礦井開采時采煤工作麵采空區遺煤發生自燃火災的危險性不大，但煤柱及采後封閉的采空區發火的幾率較大，開采中應加強上述地方煤層自燃火災的防治。
二、礦井煤層自燃防治措施
1. 煤層自燃防治措施的選擇
《煤礦安全規程》(2011.3.1版)第232條規定，開采容易自燃和自燃的煤層時，必須對采空區、突出和冒落空洞等空隙采區預防性灌漿或全部充填、噴灑阻化劑、注阻化泥漿、注凝膠、注惰性氣體、均壓等措施，編製相應的防滅火設計，防止自然發火。瑞能煤業礦井現采用單一煤層傾斜長壁普通機械化采煤工藝，礦井未采用專項防滅火措施。根據陝西煤炭建設公司統一安排，2011年擬在黃陵礦區所屬煤礦裝備三相泡沫防滅火裝置、阻化劑防滅火裝置、礦井束管監測裝置。目前，各項準備工作已有序進行，設備即將到位。
據調查，近年來，黃陵礦區井下及地麵未有煤層自燃火災事故發生。
瑞能煤業礦井機械化改造後，采煤工藝采用綜合機械化，礦井生產技術裝備水平較現在有所提高，礦井設計生產能力將達到0.60Mt/a。為保障礦井安全生產，根據國家有關規定、規範，結合陝西煤炭建設公司對礦井防滅火裝備的統一安排和瑞能煤業礦井開采實際情況，本設計采用井下移動式三相泡沫防滅火係統、井下移動式阻化劑防滅火和束管監測係統等措施為礦井防止煤層自燃發火的專項措施。
2.井下移動式三相泡沫防滅火
(1)井下移動式三相泡沫係統
井下移動式三相泡沫防滅火係統主要是利用固態不燃物(粉煤灰或黃泥等)、氣體(惰性氣體或壓風)、液態的水三相介質和適量的發泡劑、穩定劑組成組成具有一定分散體係和黏度的三相泡沫混合體，通過礦用注漿泵和礦用三相泡沫發生裝置將三相泡沫灌注到采空區或發火地點。
井下移動式三相泡沫防滅火係統固態體選擇黃土，氣體選用井下壓氣，水源采用消防灑水管路水源。
井下移動式三相泡沫防滅火係統兼有一般的灌漿防滅火和惰性泡沫防滅火的特點。與單純采用黃泥灌漿係統相比較，黃土資源消耗量少，與國家的土地、林地政策相適應;井下無需做泄水巷道;可改善采煤工作麵工作環境;防滅火效果好。
(2)三相泡沫製漿灌注工藝
井下移動式三相泡沫防滅火係統裝置集製漿、輸漿、發泡於一體的裝置。井下移動式三相泡沫防滅火係統裝置設在采煤工作麵輔助運輸巷和回風巷道中。黃土與水按一定比例混合攪拌後，利用泥漿泵將製成的黃泥漿泵入輸漿管路，同時，發泡劑經定量添加泵送入輸漿管路，泥漿和發泡劑在流動過程中進行充分混合，到達灌注地點附近的發泡器時，與在該處注入的壓氣相互作用而產生出三相泡沫，在注漿泵動力的作用下，經管道或鑽孔灌注防滅火地點實施防滅火。
采煤工作麵采空區防火灌注泡沫采用間歇式采空區插管注入法，即在采煤工作麵沿回風巷道向運輸巷每隔15m，設灌注泡沫插管，管徑φ32，長度為6m，工作麵每推進50m，灌注一次泡沫。
井下滅火根據發火位置及發火狀況，采用打鑽、或密閉打鑽的方法進行注泡沫。
井下移動式三相泡沫製漿灌注工藝流程入圖6-4-1所示。
（3）三相泡沫灌注量的確定
采煤工作麵采空區防火三相泡沫灌注量，主要由采煤工作麵煤層開采厚度、工作麵長度、煤層發火危險性程度、灌注泡沫方法及灌注材料等因素確定。瑞能煤業公司礦井采煤工作麵采空區防火三相泡沫灌采用間歇式灌注，工作麵每推進50m，灌注一次，灌注泡沫帶寬度按20m計，每次罐注量按下式確定：
①每次灌注的泡沫量
Q泡沫=KMLlHC
=0.83×1.64×20×150×0.95
=3879m3/次
式中 Q土——每次灌注泡沫量，m3/次；
K——灌注係數，0.83；
m——煤層平均采高，m，1.64m；
l——工作麵長度，m，150m；
H——工作麵每次灌漿帶寬度，m，20；
C——采麵回采率，%，95%。
②每次灌注漿量
發泡倍數B取30倍，則灌漿量為：
Q漿＝Q泡沫/B=3879/30=129.3 m3/次
③泥漿係數計水、土量
泥漿係數水土比取4：1 ，則每次注黃土量為：25.86 m3，耗水量為：103.44 m3，考慮衝洗泵及管路，實際每次用水量為114 m3。
④每次注泡沫時間
根據同類礦井防火注漿統計，每次注泡沫時間為24h。
⑤小時灌注量
井下移動式三相泡沫灌注采用四班連續工作製度，每班工作6h，日純灌注時間24h。則小時灌注泡沫量為161.63 m3，小時灌注黃泥漿為5.39 m3，小時用黃土量1.08 m3，小時用水量4.75m3。
⑥發泡劑使用量
發泡劑使用比例為0.2％～0.5％。
（4）三相泡沫設備
三相泡沫設備選用西安甫工實業有限公司提供的KSF-Ⅱ型三相泡沫發泡裝置。該係統主要由ZB6/1.2型礦用注漿泵裝置和KSP900型礦用三相泡沫發生裝置構成。
ZB6/1.2型礦用注漿泵裝置由製漿罐、攪拌機和輸漿泵組成。注漿最大流量為6m3/h，最大出口壓力為1.2MPa，主電機功率為11kw。
KSP900型礦用三相泡沫發生裝置由發泡劑定量添加泵、混合器、發泡器及進氣閥等組成。發泡器出口三相泡沫量為100～900m3/h ，發泡器進氣口壓力為0.2～0.7 MPa，流量為600-1200 m3/h；發泡劑添加流量為0.05～0.2 m3/h，發泡劑添加壓力為1.2MPa。配用電機功率為2.2kw。泡沫穩定時間為12～36h。
3.阻化劑防滅火
阻化劑防滅火是利用阻化劑的物理特性，與水製成水溶液，噴灑在煤體表麵或灌注於采空區、煤柱內的一種防滅火方法。
設計在采煤工作麵運輸巷設移動式阻化劑噴灑壓注係統，通過管道送至采煤工作麵，對采煤工作麵采空區進行噴灑。該係統主要設備放置工作麵設備列車後部，在采煤工作麵等距離設置5個三通及高壓球閥與5台霧化器，對工作麵采空區進行噴灑阻化劑，每天噴灑一次，噴灑工作在工作麵檢修班進行。
（1）噴灑壓注設備
建設單位已與撫順正工礦業科技裝備有限公司簽訂了協議，定購BH-160/12.5-G型煤礦用防滅火液壓泵站（原名大阻化泵站）（設備已定購）一套。其技術參數為額定壓力12.5Mpa,額定流量160 L/min,電機功率為37Kw。
霧化器：單係統Ⅱ型，過濾器GL-1型，孔目50目。
高壓管：幹管為Φ50mm，支管為Φ25mm。
本設計認為，該設備可滿足礦井機械化改造後防滅火的要求。
（2）阻化劑溶液濃度
根據國內經驗，設計阻化劑采用MgCL2，阻化液濃度為15％。實際使過程中可根據具體情況加以適當調整。
（3）阻化氣霧日噴灑量
采煤工作麵采空區氣霧阻化日噴灑量
V=K1K2d Lhl/R
=1.2×0.02×0.05×1.31×150×7.2×1.64/80％=3.48 m3/d
式中 V——日噴霧量，m3/d；
K1——噴霧加量係數，K1=1.2；
K2——每噸遺煤噴灑氣霧量，取K2=O.02m3/t；
d——工作麵采空區丟煤率，取 O.05；
ρ——煤的密度，t/m3，取1.31t/m3；
h——煤層厚度，取取井田2號煤層平均值，1.64m；
L——工作麵長度，取L=150m；
l——工作麵日推進度，7.2m/d；
R——氣霧轉化率，取R=80％。
另外，BH-160/12.5-G型煤礦用防滅火液壓泵站為可移動式，噴注能力大（9.6 m3/h）礦井每隔3個月對井下回采巷道進行噴灑阻化劑，或壓注阻化劑，鬆散噸煤噴灑量按60Kg/t計算。礦井發生火災預兆或發生火災時，也可利用BH-160/12.5-G型煤礦用防滅火液壓泵站對發火區域打鑽進行阻化劑滅火。
4. 束管監測係統
礦井安設KSS-200型束管監測係統，及時預報自燃征兆。
（1）采樣點的設置
在回采工作麵的回風巷道、采空區、煤巷掘進工作麵、盤區回風巷等易發生自燃發火的地點設置采樣點。
（2）地麵設備及井下設施
KSS-200型束管色譜微機監測係統由井上抽氣泵、控製櫃、分析儀器櫃、計算機設備和井下管纜、管路附件、采樣器等組成，通過束管取樣，分析采空區、密閉區及巷道中的氣體成分和濃度，實現對礦井自燃發火情況的早期預測預報，預防煤層發火措施的實施、防滅火效果的檢驗及火區啟封提供依據。
本係統由束管、抽氣泵、氣體采樣控製櫃、監測控製微機、雙路24位采樣接口、32路輸出控製接口、束管專用色譜儀、打印輸出設備、係統軟件和濾水器和粉塵過濾器等構成。能實現24小時連續監測，最大抽氣采樣距離為20km，具有氣體含量超標自動報警功能，能實現火災瓦斯爆炸危險程度的判別以及可以聯網調度，實現數據共享。
本係統主要監測的數據為CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2等八種。
KSS-200型束管監測係統詳見礦井第十二內容。
三、礦井外因火災防治措施
1.機電硐室、井底車場防滅火
井下設置的主要機電硐室有中央變電所、中央主水泵房、煤倉裝載硐室、盤區變電所等硐室。
（1）井下機電硐室均采用錨噴支護。在硐室的出入口均安裝鐵製的密閉防火門，硐室內配有滅火器，變電所內放置滅火砂箱。硐室附近設有消防水管和消火栓。
各機電硐室滅火器配置見表6-4-1。
(2)變電所和水泵房與井底車場連通的兩個出入口安裝密閉防火門，當變電所發生火災事故時，關閉密閉門，以防火煙進入礦井進風巷，造成人員中毒。
(3)變電所和主水泵房之間安裝1道防火門隔開。
(4)變電所配置CO2滅火器和幹粉滅火器，配沙箱和撒沙工具。硐室外布置消防水管，安裝消火栓。
(5)變送電設備附近地麵鋪設的絕緣橡膠板必須為阻燃型橡膠板，嚴禁變電所存放油料物品和其他物品、材料。
2.井下電氣火災事故防治
(1)在井下設中央變電所。下井2回6kV電纜按長時工作電流初選，按經濟電流密度、允許電壓損失及短路熱穩定截麵進行校核選擇，電纜型號為MYJV22-10kV 3×120mm型煤礦用交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜，每根電纜可承擔井下全部電力負荷用電。高低壓電網選用經檢驗合格的並取得煤礦礦用產品安全標誌的阻燃電纜，煤電鑽、照明、通信、信號和控製裝置，均選用專用電纜。井下全部選用銅芯電纜，並有供保護接地用的足夠截麵的導體。
(2)井下中央變電所選用礦用一般型電氣設備，變電所內安裝KYGC-Z型高壓一般型高壓真空開關櫃。該開關櫃具備短路速斷保護、過載反時限保護、選擇性漏電保護、欠電壓保護和操作過電壓保護。井下中央變電所內安裝2台KBSG-400/6型礦用幹式變壓器，電壓組合6KV/0.69KV。井下變壓器中性點采用不接地係統。
(3)采掘運設備全部選用礦用隔爆型控製設備。通訊、信號及照明設備選用本質安全型及礦用隔爆型，隔爆等級BH3-Ⅱ。采掘運設備的用電電壓為0.66KV，煤電鑽、照明及信號使用0.127KV電壓。
(4)采煤工作麵和掘進工作麵的設備選用QJZ、QBZ係列礦用隔爆型真空電磁啟動器及KBZ型真空饋電開關。井下KBZ係列饋電開關和QJZ、QBZ係列電磁啟動器均設有過流和漏電保護裝置，並與保護接地共同構成井下低壓電網的三大保護。電纜接地芯線、專用接地線、電纜的鋼帶鎧裝把所有接地極連接在一起形成接地網，所有電器設備的金屬外殼均應和接地網可靠連接，接地網上任意一點的接地電阻不大於2Ω。
(5)防止地麵雷電波及井下
由地麵直接入井的軌道及管路，必須在井口附近將金屬體進行不少於兩處的可靠接地。井下的通訊線路必須在入井處裝設熔斷器和避雷器，接地極電阻R≤1Ω。
3.膠帶輸送機火災防治
(1)所有膠帶輸送機均選用阻燃型膠帶。
(2)鋪設膠帶輸送機的巷道設有消防管路，每隔50m設支管和閥門，備有膠管。
(3)機頭、機尾及鋪設輸送機的巷道配備有一定數量的滅火器，以便及時撲滅火災。
(4)鋪設膠帶輸送機的巷道，設有煙霧傳感器，以監測膠帶輸送機火災。
(5)井下輸送機采用自動液壓拉緊裝置，保證膠帶有足夠的張緊力。
(6)膠帶輸送機機頭附近安裝開式自動灑水滅火裝置。當機頭處發生火災時，煙霧傳感器報警，開啟電磁卸壓閥(或手動緊急卸壓閥)，打開噴霧器滅火。
(7)加強膠帶輸送機的運行、維修和管理。
4.井下消防灑水係統
(1)井下消防灑水水源
井下消防灑水主水源為經處理後的井下排水，不足部分由地麵生產生活水補充。
井下消防用水量按7.5l/s，每個消火栓為2.5L/s，火災延續時間6h計。一次消防用水量為162m3。井下消防灑水用水由工業場地內200m3的蓄水池，經敷設在副斜井井筒內的管道送入井下，以滿足井下消防灑水用水。
(2)井下消火栓布置
按照《煤礦安全規程》、《煤礦井下消防、灑水設計規範》及《煤炭工業礦井設計規範》、《煤礦井下粉塵綜合防治技術規範》等有關文件，在副斜井井底車場，變電所機電硐室附近，膠帶輸送機機頭附近、采煤工作麵進、回風巷口、掘進巷道入口等處設置消火栓。同時在井下消防灑水管道係統中，井下運輸大巷、主斜井、工作麵運輸巷每隔50m處，其它巷道每100m處設置DN50的支管閥門，閥門後裝快速管接頭。
井下消防栓選用SN50型，由帶閥門和三通支管及水龍帶接口組成。為避免在井下長期存放發生腐蝕和黴變，水龍帶采用塗塑及氯丁橡膠襯膠水龍帶。
地麵部分管道和井下主幹管道為Φ108×4.5的無縫鋼管;支管為Φ73×4.5、Φ57×4.5的無縫鋼管。所有管道沿巷道側壁敷設，采用快速接頭連接。采掘工作麵灑水點用普通橡膠軟管。
5.井下消防構築物
(1)副斜井井口設防火鐵門。防火鐵門的斷麵形狀為半圓拱型，淨斷麵積與安裝的斜井井筒相匹配，防火鐵門常開時不影響礦井的正常運輸。
(2)主斜井、副斜井井口設消防管道和消火栓。
(3)井下設一處消防材料庫。井下消防材料庫布置在井底車場與895西運輸大巷和895西輔助運輸大巷連接處附近的聯絡巷道中，礦車可以進入，硐室斷麵積為半圓拱型，支護方式為錨網噴支護。井下消防材料庫庫存器材見主要機電設備清冊。
(4)礦井開采2號煤層為容易自燃煤層，采煤工作麵的進、回巷預先設定構築防火門的位置。礦井在施工建設中，按照設計選定的防火門位置構築好防火門牆，並儲備足夠數量的封閉防火門的材料。
防火門門牆采用料石或磚建築，牆體厚度不得小於600mm。四周掏槽，其掏槽深度不得小於300mm;牆體無重逢、無幹縫，灰漿飽滿，不漏風;防火門門口斷麵采用2000×2000mm。
6.其他防火措施
(1)礦井主要通風機具有反轉反風功能，井下各處風門均有兩道反風風門，當礦井進風井口處發生火災時，能在10min內實現全礦井反風。
(2)地麵的坑木場，矸石山均布置在距進回風井安全距離以外，井口房采用不燃性的材料建造。
(3)井口房和通風機房附近20m嚴禁煙火。
(4)入井堅持檢身製度，嚴禁帶火種、煙草入井。
(5)地麵設消防材料庫，庫存物品，按《礦井防滅火規範》配置消防器材和材料。消防材料庫存放的器材設備不得挪作他用。
(6)井下機械設備、輸送機勤檢修、潤滑，以防摩擦過熱引起火災。
第五節 礦井粉塵防治
根據陝西煤礦安全裝備檢測中心2009年10月16日鑒定的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤塵爆炸性鑒定報告》鑒定結論為2 號煤層煤塵有爆炸危險性。
技改後，該礦機械化程度高，生產時產塵量較大。設計采用噴霧降塵、灑水降塵措施後，綜采工作麵機組割煤時，在內外噴霧完好、使用正常的情況下，煤塵濃度在300mg/m3以下;若內噴堵塞、外噴又罩不住滾筒時，粉塵濃度可達500～1000mg/m3。綜掘工作麵掘進時，在噴霧完好、使用正常的情況下，煤塵濃度在100mg/m3以下，否則可達200～300mg/m3。錨噴工作麵粉塵濃度更高。
粉塵包括煤塵和岩塵兩類。煤塵主要產生於回采工作麵和掘進工作麵，此外，煤炭運輸過程中轉載點也易產生煤塵。岩塵主要產生於岩巷炮掘工作麵。直徑大於50μm的塵粒，在重力作用下很快從氣流中分離出來，沉落於地麵，稱為落塵;直徑在0.01～50μm的塵粒，能長時間懸浮於空氣中，稱為浮塵。浮塵對礦井空氣的汙染和人體健康的危害最大，是粉塵防治的重點。
一、防塵措施
1.噴霧灑水。在一盤區采、掘工作麵、膠帶輸送機、刮板輸送機、轉載機等轉載點處設噴霧灑水裝置。
2.清掃積塵。對沉積在巷道周壁及底板上的煤塵定期清掃，並進行衝洗。在設有供水管道的各條巷道、工作麵運輸巷與回風巷每隔100m，掘進巷道中每隔50m以及裝載點附近設置一個規格為DN25的給水栓，以便衝洗巷道，清除礦塵。
3.淨化空氣。在采掘工作麵、采煤機的內外噴霧和煤倉、膠帶輸送機的機頭、轉載點，均應設置噴霧降塵裝置。在采煤工作麵運輸順槽、回風順槽靠近出口及距工作麵50m處，裝煤點下風向20m處，膠帶輸送機巷道、采區回風巷、回風大巷等均應設置風流淨化水幕。有噴霧灑水和風流淨化水幕的地方均設截止閥。設專門人員來控製開關截止閥,以達到及時降塵的目的。
4.定期對主要巷道刷漿。
5.通風排塵。采掘工作麵配有合適的風量，既能衝淡、排除瓦斯，炮煙及其它有害氣體，又不致於風速過大引起落塵二次揚起。井下各巷道的風速均符合《煤礦安全規程》的要求。
6.物理化學除塵。在噴霧灑水降塵的水中加入適量的濕潤劑，加快煤塵濕潤，增大沉降速度，提高降塵量。在易沉積煤塵的巷道周壁和底板噴灑濕潤劑，粘接煤塵，防止二次揚起。
7.個體防護。采掘工作麵等產塵量大的場所的工作人員均佩戴防塵口罩或防塵安全帽，以減少粉塵吸入量，防止或減少職業危害。
8.定期測塵。定期測定井下各作業場所、主要進、回風巷中風流的粉塵濃度和巷道落塵，超限時立即處理。
二、降塵措施
主要采有的降塵措施有：
1. 采煤工作麵降塵
根據采煤工作麵開采技術條件和采煤方法，除塵措施以降塵為主。
采煤工作麵降塵措施如下：
(1) 利用采煤機的噴霧裝置噴霧灑水。
(2)放頂噴霧。采煤工作麵放頂時，向采空區噴霧灑水降塵。
(3)采煤工作麵轉載點噴霧灑水。
(4)空氣淨化。采煤工作麵進、回風巷安裝淨化水幕，用以除塵，淨化空氣。
2.掘進工作麵除塵措施如下：
(1)利用掘進機的噴霧裝置噴霧灑水。
(2)裝煤灑水。
(3)淨化空氣。在掘進工作麵裝車點後方安設淨化水幕。
三、 防爆、隔爆措施
1、防爆措施
(1)建立完善的井下灑水降塵係統，對各產塵點進行噴霧灑水。在采掘工作麵、采煤機的內外噴霧和煤倉、膠帶輸送機的機頭、轉載點，均應設置噴霧降塵裝置。在采煤工作麵運輸順槽、回風順槽靠近出口及距工作麵50m處，裝煤點下風向20m處，膠帶輸送機巷道、采區回風巷、回風大巷等均應設置風流淨化水幕。有噴霧灑水和風流淨化水幕的地方均設截止閥。設專門人員來控製開關截止閥,以達到及時降塵的目的。
(2)按《煤礦安全規程》規定，在進下所有運輸巷和回風巷定期撒布岩粉。
(3)定期清掃和衝洗巷道中沉積煤塵。
(4)定期測定井下主要作業場所風流中的粉塵濃度，超限時立即處理。
(5)加強爆破器材管理，對爆破材料定期檢查，失效變質的雷管、火藥妥善處理;炮眼裝藥前，必須清除眼內煤粉;堅持使用水炮泥，禁止放明炮、糊炮。封泥長度必須符合《煤礦安全規程》第329條的規定。
(6)嚴格按《煤礦安全規程》的規定選用電氣設備，防止電火花引燃或引爆瓦斯，煤塵。
(7)掘進工作麵配有風、瓦斯、電閉鎖裝置。當風量不足，瓦斯聚集到一定量時，自動斷開電源，消除爆源。
(8)消除井下明火。禁止帶煙草點火工具入井;井下不得從事電焊、氣焊和噴燈焊接。若必須焊接，應按《煤礦安全規程》第223條規定執行;井下發生火災時，立即采取一切可能的措施直接撲滅。
(9)井下各用風地點供風量配備合適，防止煤塵飛揚。
(10)撒布岩粉
按照《煤礦安全規程》規定，井下所有運輸巷和回風巷都應定期撒布岩粉。依據該礦開拓和采煤方法，原則上在離塵源點50 m處開始撒布岩粉，撒布長度300 m。在不足300 m的巷道全部撒布岩粉。
2、隔爆措施
由2號煤層有煤塵爆炸危險，根據《煤礦安全規程》的規定，必須要有預防和隔絕煤塵爆炸的措施。具體措施如下：
(1)在采煤工作麵進、回風巷，距工作麵煤壁60～200 m範圍內和掘進工作麵回風巷設輔助隔爆水棚。輔助隔爆水棚每組距離不大於200m。在89西運輸大巷、895西輔助運輸大巷、930西運輸巷、930西輔助運輸巷、西總回風巷設置主要隔爆水棚。首列水棚與工作麵的距離，必須保持在60~200m的範圍內。水棚與巷道的交岔口，轉彎處、變斷麵處之間的距離，不得小於50m，並應設置於巷道直線段內。
(2)定期衝洗和清掃巷道周幫積存的煤塵，對煤塵產生點噴霧灑水。
(3)在易沉積煤塵的巷道周壁噴灑濕潤劑。每條巷道噴灑長度不得小於300m，小於300 m的巷道全部噴灑。
第六節 礦井水害防治
一、礦井水患類型及威脅程度
1.主要含水層富水性、隔水層及地質構造
煤礦區位於黃陵礦業公司一號煤礦東南部，井田東西長約7km，南北寬6km，範圍15.48km2。礦井自上而下共有四個含水層，即第四係黃土潛水含水層，中侏羅統直羅組砂岩裂隙潛水含水層，中下侏羅統延安組砂岩裂隙承壓水含水層，上三疊統延長群砂岩裂隙承壓含水層。礦井主要充水含水層為中下侏羅統延安組砂岩含水層，其單位湧水量q=0.00374L/s·m，滲透係數K=0.0193m/d，富水性弱。間接充水含水層為中侏羅統直羅組砂岩含水層，其單位湧水量q=0.0092L/s·m，滲透係數K=0.202m/d。富水性弱～中等。第四係黃土潛水含水層、上三疊統延長群砂岩裂隙承壓含水層，其單位湧水量q=0.0018L/s·m，富水性弱。
井田主要隔水層有兩層，即侏羅係中統延安組上部相對隔水層(J2y1)、延安組下部及富縣組相對隔水層(J2y 、J1f)。侏羅係中統延安組上部相對隔水層(J2y1)一般厚度在60m左右，岩性以深灰、灰黑色泥岩，灰色粉砂岩為主。延安組下部及富縣組相對隔水層(J2y 、J1f)岩性主要由灰黑色泥岩、粉砂岩組成，厚度一般小於10m;富縣組以花斑狀泥岩為主。兩層隔水層其富水性及滲透性均較低，為相對隔水層。
井田地質構造基本形態為一寬緩的向斜構造。軸向近東西向，兩翼地層平緩，傾角2～3°。井田斷裂不發育，僅主斜井附近發現F4斷層一條，落差<5m，井田構造簡單。
2.鄰近礦井及老空區積水
井田南部與黃陵縣地方開采區相接，西麵、北麵與黃陵礦業公司一號煤礦井田緊鄰，據瑞能煤業公司生產部2010年2月5日調查，井田範圍內外關閉的礦井有李成元礦、林運礦等8處礦井，正在生產的礦井為金咀溝煤礦和東方有限公司煤礦2處礦井,小煤礦的開采範圍，采空區積水量、水壓等不完全清楚，目前積水嚴重的林運礦、七豐三隊煤礦不斷地向瑞能煤業礦井滲水，對礦井現生產係統影響較大。
礦井機械化改造後，對現有的開采係統封閉，啟用新的開采係統，開采一、二盤區時，礦井將不受小煤礦采空區突水的威脅。
3.地表水
本區域內水係屬洛河水係。常年流水的有沮水河、鄭家河。李章河、柳樹溝均為季節性間歇流水，流量甚小。沮水河從井田外的南部流過，鄭家河從井田的東北部流過，流量不清。鄭家河水庫位於井田外的東北角，由於多年來，氣候幹旱少雨，麵臨幹枯，鄭家河水庫範圍變小。李章河、柳樹溝從井田流過，流量為0.013m3/s，柳樹溝為0.008m3/s，具有季節性泄水特征。
4.水患類型及威脅程度
經對井田水文地質資料分析和現場調研，瑞能礦井機械化改造後，礦井的水患類型主要為老空水、第四係孔隙含水層水、裂隙含水層水及地表河流水(水庫)。
老空水是礦井建設和生產中的最大和主要水患。由於礦井井田內外先後有十多處小型煤礦開采開采過和正在開采，井下實際開采過的采空區範圍和積水情況不甚清楚。據資料，瑞能礦井在1988年8月20日，礦井建設期間施工巷道時掘透老窯巷道，發生一次較大突水，最大湧水量達336m3/h，十天湧水量共8014m3。鄰近的黃陵礦業公司一號井在建設期間也曾發生過一次大的小煤礦突水事故，最大湧水量達到800 m3/h。因此，老空水對礦井的安全生產威脅最大，在開采過程中若不采取相應的防治措施，礦井就會發生老窯突水。
第四係孔隙含水層水、基岩砂岩裂隙含水層水，其富水性弱～中等。在正常開采期間，對礦井的威脅甚少。但據資料，黃陵一號井2004年“4.2”突水事故，是由煤層開采後形成的冒落裂隙帶溝通了上部第四係礫石基岩風化帶和直羅組基岩裂隙含水層(402工作麵上方一個500×250m的含水裂隙帶)，導致礦井發生突水事件。因此，礦井開采中也應注意第四係孔隙含水層水、基岩砂岩裂隙含水層水對礦井開采的影響。
鄭家河流量不清。根據煤層埋藏深度、煤層開采厚度，經計算煤層開采後產生的裂隙導水帶高度遠小於煤層埋藏深度，且流量不大，設計未留設河流保護煤柱(在無斷裂構造的情況下)。開采時在無斷裂構造的情況下，鄭家河對礦井不會產生危害。但在靠近河流開采時，應提前進行地質勘查，確定有無斷裂構造存在，防止斷裂構造導通地麵鄭家河，礦井發生突水事故。
鄭家河水庫彙水麵積位於井田外150m，附近的x13號鑽孔煤層埋深為47.52m，經計算，本井田煤層開采不會對現水庫產生破壞。
4.水文地質類型
礦井受采掘破壞或者影響的含水層主要是延安組中部含水層和直羅組下段含水層水，延安組中部含水層富水性弱，直羅組含水層水可接受上層水的天窗式補給，富水性弱～中等。井田內外分布有多處小煤窯，具體位置、範圍、積水量不完全清楚，是影響礦井安全生產的一大危害。礦井建設期間發生過突水事故，礦井正常湧水量30m3/h，最大湧水量120m3/h。因小窯水的分布範圍，積水量較難查清，礦井防治水工程量較大，且具有一定的難度。對照《煤礦防治水規定》，綜合考慮，最終將瑞能煤礦水文地質類型確定為“極複雜”類型。
二、礦井水害防治措施
1.礦井開拓、開采所采取的安全措施
(1)礦井開拓工程位置及層位選擇
①瑞能煤業礦井機械化改造設計方案為礦井工業場地利用現工業場地，並對有關建構築物進行相應改建。為提高現有工業場地防洪能力，建設單位已對礦井現工業場地排洪係統進行了改造，工業場地建築直徑為φ2.0m的排水涵洞，並將工業場地上遊支溝的季節性彙水引排至礦井工業場地外。同時，礦井工業場地設有排水明溝。
②根據礦井機械化改造後礦井開采資源的主要區域分布情況、地麵地形特點、礦井工業場地位置及礦井建設項目性質，設計在現工業場地、副斜井西側布置新的副斜井、對現用的主斜井進行延伸利用，在現工業場地北偏西約1300m處的井田邊界(3號拐點附近)新掘前期回風斜井，後期在小寨村北部建後期斜風井，礦井形成新的三條斜井開拓方式。礦井的三條井筒均為安全出口，利於礦井發生水時的安全逃生。
③設計的主、副斜井井底與新開采區為瑞能公司已采采空區，根據開拓方案總體思路，設計大巷布置層位有兩種情況，一是位於采空區下的岩巷，二是布置在煤層中的煤巷。在黃陵礦區，在煤層中布置大巷，巷旁留設防水保護煤柱,從防水的角度來看不成問題。在礦井新的開采區(實煤體內)，本設計大巷全布置在2號煤層中，並留設隔水煤柱。對於在采空區下岩石中布置大巷，主要考慮已采空區積水、巷道掘進支護及維護、井巷工程量及生產係統環節的複雜性等因素。設計將900西運輸大巷和900西輔助運輸大巷(岩巷)布置在2號煤層底板下+895m的煤層底板岩石中，距離上部采空區煤層底板間距21～25m。建設過程中, 采用物探.和鑽探進行探水，並根據副斜井井筒施工揭露煤層底板岩性、采空區積水情況調整岩石大巷層位，確保礦井大巷的安全施工。
(2)采掘工程所采取的防治水措施
①礦井在機械化改造項目井巷工程施工前，必須請有資質和有經驗的地質勘查單位對本井田及周圍的水文地質情況進行勘查，尤其是副斜井、岩石大巷上部采空區的水文地質。建設單位根據實際探測的資料，及時對本設計規劃布置的井巷工程進行調整，同時提出和實施切實可行的采掘方案和防治水方案。
②根據礦井水文地質情況及采掘工作麵生產能力大小，設計在采掘工作麵配備小水泵，以排放生產過程中湧出的水。其中采煤工作麵配備2台，掘進工作麵共配備2台。
③井下所有巷道應根據巷道排水量的大小設置適宜的水溝斷麵和自排坡度，排水水溝坡度不能低於3‰，回采巷道的水溝自排坡度應大於3‰，並應保持足夠的排水斷麵積使排水暢通。
④在巷道掘進、采煤工作麵生產實施前，必須編製作業規程，製定防治水措施。
⑤在開采、掘進工作中，堅持“預測預報、有疑必探，先探後掘、先治後采”的原則，防止生產中水害事故的發生。尤其在靠近采空區開采時，應加強探放水工作。
2防水安全煤(岩)柱留設
(1)礦井防水煤(岩)柱種類
本礦井設計的安全防水煤柱有井田邊界煤柱，開拓巷道保護煤柱，盤區邊界煤柱，采空區邊界防水煤柱。
(2)防水煤(岩)柱留設的依據
根據礦井水文地質條件、煤層賦存條件、圍岩性質和礦井開拓開采布置進行留設防水煤(岩)柱。留設的主要依據為：
①《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》;
②《煤礦防治水規定》;
③《煤礦安全規程》;
④《煤炭工業礦井設計規範》;
⑤建設單位提供的有關地質圖件和文字資料;
⑥本設計編製的礦井開拓圖及盤區主要巷道及主要機械配備圖。
(3)防水煤(岩)柱留設
礦井安全防水煤柱按照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》、《礦井水防治規範》等有關規定進行計算後予以留設，表土鬆散層移動角取50°，基岩移動角取72°。
①井田邊界煤柱
根據《礦井水防治規範》等有關規定，瑞能煤業礦井水文地質類型為極複雜型，設計對井田邊界防水煤柱進行了計算。經計算，導水裂隙帶上限岩柱寬度為23.28m，2號煤層隔水煤柱總寬度為47.45m,故本井田邊界一側煤柱留設取25m。
②大巷防水煤柱
大巷煤柱經計算，留設寬度為19.05m，設計兩側各取30m。
③采空區邊界防水煤柱
采空區邊界防水煤柱計算參數取一盤區地質條件進行計算，經計算，留設寬度為19.05m，設計取30m。
④相鄰盤區防水煤柱
經計算，相鄰盤區防水煤柱留設寬度為9.26m，設計兩側各取10m。
⑤鄭家河河流及水庫防水保護煤柱
鄭家河河流按水體下采動Ⅱ級考慮。計算參數選取C55號鑽孔參數進行計算。經計算，河流下頂板防砂安全煤岩柱厚度為35.74m，河床至煤層底板厚度為75m。根據理論計算，鄭家河暫不留設保安煤柱。
四、井下探放水措施
礦井在建設和生產過程中，對采掘工作麵可能遇到的可疑水源必須編製探放水設計，並有防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施。探放水設計應報上級有關部門審批，在實際中應切實加以認真落實。
1.探放水原則
采掘工作必須執行“預測預報、有疑必探，先探後掘、先治後采”的原則。當在地麵無法查明礦井水文地質條件和充水因素時，必須堅持“有掘必探”的原則，加強探放水工作。采掘工作麵在遇到下列情況之一時，必須探水：
(1)接近水淹或情況不明的井巷、采空區。
(2)接近斷層。
(3)接近鑽孔。
(4)接近各類防水煤柱或打開隔離煤柱放水時。
(5)接近水文地質條件複雜的地段，采掘工作麵有突(出)水征兆時。
2.探放水設備
(1)探放水設備選擇依據
根據井下生產過程中遇到的可疑水源類型及其特征，各種可疑水源的探放水方法及技術要求進行探放水的設備選型。使之所選探放水設備即滿足探放水的要求，又滿足井下操作便利和經濟之要求。
(2)井下探放設備型號及數量
本設計井下探水設備采用礦井現有的ZYJ-160/460型架柱式液壓回轉探放水鑽2台進行探水。其技術參數為：
鑽進深度：80m
開、終孔直徑：27～108mm
鑽杆直徑：32～42mm
鑽孔角度：0～360°
3.探水起點的確定
(1)探水線的確定
沿積水線水平向外推不小於60m距離劃一條線即為探水線。此數值視積水邊界線的可靠程度、水壓力大小、煤的堅硬程度等因素來確定。當掘進巷道至此線時，開始探水。
(2)警戒線
由探水線再平行外推不小於100m距離即為警戒線。當巷道掘進至此線後，應警惕積水威脅，注意掘進時工作麵水情變化，如發現有透(突)水征兆，提前探放水。如無異常現象則繼續掘進，到達探水線時作為正式探水起點。
4.探水鑽孔的布置
探放水的主要參數
(1)超前鑽距。探水時從探水線開始向前方打鑽孔，常是探水-掘進-再探水-再掘進，循環進行。而探水鑽孔終孔位置應始終超前掘進工作麵一段距離。超前鑽距應根據采空區水壓、煤(岩)層厚度和強度及安全措施等情況確定，經分析，本礦超前最小水平鑽距確定為30m，止水套管長度不小於15m。
(2)允許掘進距離。經探水證實無水害威脅，可以安全掘進的長度為30m。
(3)幫距。幫距值33m。
(4)鑽孔密度(孔間距)探水鑽孔成組布設，在巷道前方的水平麵和豎直麵內呈扇形。鑽孔終孔位置以滿足平距3m為準，各鑽孔終的垂距不得超過1.5m。
(5)鑽孔孔徑。鑽孔孔徑取42mm。
5.探放水孔布置方式
探水鑽孔的布置方式和巷道類型、煤層厚度與產狀有關，情況不同時，布置方式也有所不同。本設計確定探水鑽孔布置形式為水平麵和豎直麵內均呈扇形，鑽孔3組2孔布置。探水鑽孔之間的麵夾角6～150，使巷道前進方向及左右兩側需要保護的煤層空間均有鑽孔控。
6.探放水安全措施
(1)在安裝鑽機探水前，必須遵守下列規定：
加強鑽孔附近的巷道支護，並在工作麵迎頭打好堅固的立柱和攔板。水壓大時，避免發生冒頂和片幫事故，在立柱上固定套管，防止被水衝擊，擴大水情。
清理巷道排水溝。探水鑽孔位於巷道低窪處時，必須配備與探放水量相適應的排水設備。鑽眼透水後，使水沿水溝流走或排走，防止水流衝動浮煤和支架發生堵塞，改變水流路線而引起其他災害。
在打鑽地點或附近安設專用電話。遇到水情緊急，便於及時報告礦井調度室，盡快采取相應措施。
測量和防探水人員必須親臨現場，依據設計確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鑽孔數目。這時所謂主要探水孔，是指有目的地探水，即明知前方有積水，在探放時，測量人員根據設計要求，測定探水地點的坐標與標高，確定鑽孔的方位、角度、深度;負責探放水員，根據測量人員提供的要求施工，這樣易於達到設計要求，順利地將水放出。
在預計水壓大於0.1MPa的地點探水時，預先固結套管。套管口安裝閘閥，套管長度不小於15m。並進行耐壓試驗，達到設計承受的水壓後，方準繼續鑽進。預先開掘安全躲避硐，製定包括撤人的避災路線等安全措施，並使每個作業人員了解和掌握。鑽孔內水壓大於1.5MPa時，采用反壓和有防噴裝置的方法鑽進，並製定防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。措施包括背緊工作麵，在背板外麵加設頂柱或水垛，必要時還應在頂、底板堅固地點砌築防水牆，然後方可打開鑽眼放水;鑽眼內壓力過大時，可采用孔口防噴帽、防噴接頭等防噴裝置。
(2)探放水鑽進時，發現煤岩鬆軟、片幫、來壓或鑽孔中水壓、水量突然增大以及有頂鑽等透水征兆時，必須立即停止鑽進，但不得拔出鑽杆;應立即向調度室報告，並派人監測水情。如果發現情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅地區人員到安全地點，然後采取安全措施，進行處理。積水區煤(岩)層長期受水浸泡，煤質鬆軟，當鑽探過程中發現岩層顯著變軟或有水沿鑽杆流出時，都是孔接近或鑽入積水區的特征，應立即停鑽，檢查防水措施是否完善、可靠，排水設施是否正常運行。發現片幫、來壓時，應檢查巷道支架是否牢固，若不牢固，需加固支架或在巷道前方打柱，保護煤壁和頂板，防止冒頂砸人。
(3)探放采空水前，應當首先分析查明采空水體的空間位置、積水量和水壓。探放水孔應當鑽入老空水體，並監視放水的全過程，核對放水量，直到采空水放完為止。當鑽孔接近老窯，預計可能有瓦斯或其他有害氣體湧出時，必須有瓦斯檢查工或礦山救護隊員在現場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過有關規定時，必須立即停止鑽進，切斷電源，撤出人員，並報告調度室，及時處理。采空區往往積存有大量的瓦斯、二氧化硫、二氧化碳等有害氣體，探水鑽孔接近或打透老空時湧出。為了防止瓦斯事故，必須做到以下幾點：
探水工作麵一切電器設備的防爆性能必須良好;
加大供風量，將風筒末端接到探水迎頭，對著鑽孔，及時吹散瓦斯，避免聚集;
經常檢查探水地點的瓦斯含量，掌握瓦斯動態，以便發現問題及時處理;
打鑽探水時，若孔內無回水，首先檢查泵上水是否正常，若正常，表明已鑽透老窯;如無水流出，則應防止有害氣體，可用黃泥、破布、木塞等將鑽孔臨時封閉;
如果有害氣體超過《煤礦安全規程》第138條的規定時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，待加強通風吹散瓦斯後方可繼續工作。
(4)鑽孔放水時，必須設專人監測鑽孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時處理，並立即報告礦調度室。當鑽孔流量突然變小或突然斷水時，可能是鑽孔局部堵塞造成，需通孔3～5次，並補打檢查孔，核實是否已將水放盡;也可能因放水水位降低後造成老窯巷道坍塌堵塞，所以流量減小，此時還應防止流量突然增大。當鑽孔流量變少時，可能是串通新的水源。若探老窯水時，可能由於長年積水，巷道坍塌，堵截了一部分水，放水後形成被堵地區水位升高，當坍塌物抗不住水壓被衝垮時，造成流量變大，此時需通知水文地質人員分析增大原因，並采取相應措施。
7.探放水避災路線
在編製探放水設計和實施探放水工作，必須製定探放水時的避災路線。製定的原則必須時避災路線短，人員行走便利，避災路線標識明確、醒目，通風條件好，線路安全可靠。一般是按最短路線進行製定，設置兩套避災路線方案。其路線是探放水工作麵→主要巷道(巷道位置較高)→井筒。
五、地表水防治措施
本井田內主要河流為鄭家河，從井田的東北部流過，流量不清。該區為礦井後期開采區，礦井初期開采區，不受鄭家河的影響。本次礦井機械化改造設計，工業場地仍利用現工業場地。工業場地設排水暗函，將工業場地上遊支溝雨季流水引排出工業場地。同時在工業場地挖方邊坡及擋土牆下、道路兩側設排水溝，將場區內雨水排至場區外的溝穀中。
礦井工業場地及礦井井口標高按1/100的設計洪水頻率設防。
六、封閉不良的鑽孔防治水措施
①查閱井田內鑽孔封閉資料，弄清封孔材料、封孔方法、深度和封孔質量。
②對封孔不良的鑽孔孔口及周圍裂隙注漿加固、堵漏處理，墊高孔口，以便排除雨水;處於低窪地帶的鑽孔，鑽孔周圍用黃土加高，並開挖排水溝疏水。
③采掘接近封閉不良鑽孔時，距鑽孔150m設警戒線，距鑽孔50m處設探水線，開始探水，堅持“先探後掘”，“先探後采”原則。
④探明積水後，打放水鑽孔放出積水。
⑤揭露放出積水的不良鑽孔後，從井下向鑽孔內打入木錐封堵，以防鑽口泄水。
七、井下水害防治設施
礦井設井下新的主排水係統，井下湧水彙集於副斜井井底車場附近的水倉內，由主排水泵房內的水泵和敷設於副斜井井筒的排水管將井下水排至地麵。
井底水倉為直牆半圓拱斷麵、混凝土支護的兩條互不滲漏的巷道組成。水倉定期輪流清淤。水倉容量為510m3，滿足8h的礦井正常湧水量。
根據礦井湧水量及排水高差，選用100D45×2型離心式清水泵三台，其中一台工作，一台備用，一台檢修。
每台水泵配用1台YB2200L2-2型防爆電動機，其功率為37kw，電壓660V。
主排水泵房按“三泵二管”布置。排水管路沿副斜井井筒敷設兩趟，選用D140×4.5無縫鋼管。礦井正常湧水量時，一趟工作，一趟備用;最大湧水量時，兩趟同時工作。
主排水泵房設有3個安全出口，一個出口用斜巷通到副斜井井筒，並高出泵房底板7m以上;另二個出口通到井底車場。在通到井底車場的出口通路內，設置有易於關閉的既能防水又能防火的密閉門。泵房和水倉的連接通道，設置可靠的控製閘門。
在水泵房內設置兩台BQS100-18×6-45/S型礦用隔爆型潛水排砂電泵，用於發生水災時的應急需用。
八、井下防治水其他措施及建議
1.礦井在建設前，委托有資質的單位，進行水文地質補充勘查，並根據補充勘查水文地質報告，對設計進行及時調整。
2.礦井掘進井巷在接近可疑水源前，必須編製礦井探放水設計，嚴禁在水害情況未查明前，進行采掘活動。礦井發現有透水征兆時，應當立即停止受水害威脅區域內的采掘作業，撤出作業人員到安全地點，采取探水措施，查找水源。
3.礦井在895m岩石大巷施工前，必須探明上部采空區的積水情況，並根據情況采取相應的防治水及掘進技術措施。
4.礦井建立防治水專職隊伍，建立地下水動態觀測係統，掌握井下水文地質動態和規律。
6.礦井應當建立健全水害防治崗位責任製、水害防治技術管理製度、水害預測預報製度和水害隱患排查治理製度。
7.礦井應當對職工進行防治水知識的教育和培訓，保證職工熟悉透水預兆，具備必要的防治水知識，提高防治水工作的技能和抵禦水災的能力。
配備FDG-A型防爆多功能高密度電法探測儀，進行探放水鑽孔放水效果檢驗。
第七節 礦井熱害防治
該井田範圍內地溫正常，暫無熱害。
第八節 礦井衝擊地壓災害防治
該井田範圍內地壓正常，尚無衝擊地壓災害。
第九節 礦山救護
根據《中華人民共和國礦山安全法實施條例》第41條的規定和陝發[2001]26號文件的要求，煤礦要與礦山救護隊簽訂救護協議。按照《煤炭工業設計規範》、《煤礦安全規程》及《城鎮消防站布局與技術裝備》等有關規定，陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦和黃陵縣礦山救護隊簽訂救護協議，該礦的救護工作由黃陵縣礦山救護隊承擔。
延安市黃陵縣礦山救護隊位於延安市黃陵縣店頭鎮中心街，距陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦大約5Km。行車時間約10min。救護隊在接到服務礦井招請時，可立即出動為其服務。救護隊的具體職責和義務在《救護協議書》中已經明確。該救護隊有技術裝備車輛和先進的救護設備及儀器。可滿足礦山救護基本需求。
為了使礦井在井下發生的一般事故能夠得到及時救護，根據AQ1055—2008《煤礦建設項目安全設施設計審查和竣工驗收規範》規定，礦井必須設置一個兼職救護小隊的要求，故本設計設有一個兼職救護小隊，隊員6人，另外配有隊長1人，副隊長1人，保管員1人，共計9人。並按礦山兼職救護小隊的技術裝備標準予以配備了必須的救護裝備和器材。兼職救護小隊隊員要求必須經過救護大隊為期不少於1.5月的救護技術培訓。該隊直屬礦長領導，業務上受礦總工程師和專職的救護隊指導，必須按《煤礦安全規程》要求定期檢查維修，救護隊員必須經常訓練，定期演練。
第十節 安全避險六大係統
一、礦井安全監測監控係統
本設計礦井采用KJ110N安全監測監控係統，該係統設置有地麵中心站，地麵分站，井下分站。地麵中心站設在工業場地的生產調度室。
地麵中心站設置有係統主機，圖型終端，打印機等係統設備;有關領導和科室設置圖形工作站。係統主站配套設置安全生產監測監控係統雙機熱備切換功能。
地麵共設置1個分站，設置於風井變配電室。設置甲烷傳感器1個，風速傳感器1個，負壓傳感器1個，風門傳感器2個，設備開停傳感器2個，溫度傳感器1個。
井下共設置4個分站，分站1安置在井下中央變電所內;分站2安置在綜采工作麵巷道口;分站3安置在第一掘進工作麵巷道口;分站4安置在第二掘進工作麵巷道口。共設置瓦斯傳感器11個，一氧化碳傳感器5個，溫度傳感器5個，風速傳感器2個，負壓傳感器1個，水位傳感器2個，設備開停傳感器7個，風門開啟傳感器6個，饋電狀態傳感器2個;風筒傳感器2個;煙霧傳感器2個。
二、井下人員定位係統
經過對一般煤礦技術規格和要求的分析，人員定位考勤係統井下布放方案如下：
結合KJ138人員考勤定位係統結構的特點，通過定位分站加射頻收發器的係統結構，對井下人員車輛流動的主要巷道、硐室進行信號覆蓋，檢測人員分布和人員車輛流動狀況;
井下定位分站和射頻收發器的布置情況一般遵循如下情況：
所有出入井井口、對應的井底、井下重要硐室、采區口、工作麵巷道口等位置應設置井下定位分站和射頻收發器，以保障可以及時獲取井下重要區域的人員分布信息情況。
井下分站及收發器設置
根據該礦目前的井下巷道開拓開采情況，配置27台本安射頻收發設備滿足井下人員的定位及考勤管理工作及車輛移動監測。定位分站及收發器設置在主斜井及井底車場、副斜井及井底車場、中央水泵房變電所、掘進工作麵巷道、井下運輸巷、材料庫等位置。以3個射頻收發器配置一台分站考慮，每台分站預留一個射頻收發器接口。方便現場設備安裝變化的隨時調整。
本安標識卡為下井工作人員隨身攜帶在腰帶、礦燈繩上無金屬屏蔽位置或固定到需監測的移動車輛上。由礦上係統管理人員向下井工作人員頒發並裝備標識卡。
針對煤礦企業提出的整體信息化監控的建設要求，係統根據“煤礦井下人員管理信息係統聯網軟件應用技術與功能要求”提供軟件接口。接口技術采用安全穩定、適應多係統平台開放式框架結構、開放統一的數據格式的網絡技術要求，符合今後信息化規劃發展方向。
三、井下緊急避險係統
本礦井為所有入井人員均配備了額定防護時間為60min的OSR-40型化學氧隔離式自救器，當井下發生災害事故時，為無法及時撤離的遇險人員撤離至安全避險地點提供氧氣。自救器按集中管理方式設計，自救器台數與礦燈相適應，按原煤生產人員在籍人數進行配備。自救器數量為290台。
本礦井為低瓦斯礦井，沿著礦井井下避災路線上設置緊急避險設施。緊急避險設施對外能夠抵禦高溫煙氣，隔絕有毒有害氣體，對內提供氧氣、食物、水，去除有毒有害氣體，創造生存基本條件，為應急救援創造條件、贏得時間。
本礦井在副井井底附近設置避難硐室,硐室長40m，半圓拱斷麵，牆高1.5m，淨寬4.0m，采用錨噴支護，安設防火門。具體應請有資質單位設計，設計應符合《煤礦井下緊急避險係統建設管理暫行規定》。
四、礦井壓風自救係統
按照國家安全監管總局國家煤礦安監局關於印發《煤礦井下安全避險“六大係統”建設完善基本規範(試行)》的通知要求，在工業場地建空氣壓縮機站一座，根據井下計算壓縮空氣需要量，站內設置兩台MH250型螺杆式空壓機，一台工作，一台備用。每台空壓機配一個容積為4 m3的儲氣罐。儲氣罐應用不小於1.2 Mpa的水壓作壓力試驗，並應安裝在室外陰涼處。
壓縮空氣主幹管沿副斜井井筒敷設，選用D159×4.5的無縫鋼管。895西輔助運輸巷、西總回風巷選用D159×4.5的無縫鋼管，895西運輸大巷部分、930西輔助運輸巷、930西運輸大巷選用D108×4.5的無縫鋼管，運輸順槽、回風順槽、各順槽掘進巷、回風斜井、895西運輸大巷部分和主斜井選用D68×4的無縫鋼管。為防漏氣，采用快速接頭連接。在主斜井井口、井底及井下管道最低處、以及主要管路上每隔500～600m裝設一個油水分離器，每隔150～250m裝設一個伸縮器，以彌補管路的熱脹冷縮。
所有管路及管件均做防腐處理。
壓風管路接入避難硐室，並設置供氣閥門。根據《煤礦井下緊急避險係統建設管理暫行規定》：礦井壓風自救係統的壓風出口壓力應在0.1～0.3 MPa之間，供風量不低於0.3m3/min.人。
五、供水施救係統
結合該礦井安全避險的需求，建設完善供水施救係統。供水水源應引自消防水池，其容積為200 m3。水池采取防凍和防護措施。
礦井供水施救係統滿足以下要求：
1.所有礦井采區避災路線上應敷設供水管路，壓風自救裝置處和供壓氣閥門附近應安裝供水閥門。
2.礦井供水管路應接入緊急避險設施，並設置供水閥，水量和水壓應滿足額定數量人員避險時的需要，接入避難硐室前的20米供水管路要采取保護措施。
3供水施救係統應能在緊急情況下為避險人員供水、輸送營養液提供條件。
六、通信聯絡係統
煤礦必須按照安全避險的要求，進一步建設完善通信聯絡係統。該礦近期剛完成了對原井上下通訊聯絡係統進行了升級改造。安裝了126門SW-2000DX數字程控交換機係統一套，重新敷設了井下30對礦用通信電纜。該係統具備與外網固定電話和移動電話聯網功能，滿足礦井機械化改造後對通信係統的要求，故礦井機械化改造後通信係統維持不變。SW-2000DX型數字程控交換機還設有中繼回路出口，可與礦外通信係統接通。中國移動、聯通等公司的移動通信信號已覆蓋礦區，可實現無線通信。
礦井通信聯絡係統還應滿足以下要求：
1. 在礦井絞車房、井底車場、運輸調度室、采區變電所、水泵房等主要機電設備硐室以及采掘工作麵和采區、水平最高點，應安設電話。緊急避險設施內、井下主要水泵房、井下中央變電所和爆破時撤離人員集中地點等地方，必須設有直通礦井調度室的電話。
2. 距掘進工作麵30～50m範圍內，應安設電話;距采煤工作麵兩端10～20米範圍內，應分別安設電話;采掘工作麵的巷道長度大於1000m時，在巷道中部應安設電話。
3. 機房及入井通信電纜的入井口處應具有防雷接地裝置及設施。
4. 井下基站、基站電源、電話、廣播音箱應設置在便於觀察、調試、檢驗和圍岩穩定、支護良好、無淋水、無雜物的地點。
5. 煤礦井下通信聯絡係統的配套設備應符合相關標準規定，納入安全標誌管理的應取得煤礦礦用產品安全標誌。
第七章 提升、通風、排水和壓縮空氣設備
第一節 提升設備
一、主井提升設備
本礦是設計生產能力為0.60Mt/a的礦井。礦井采用斜井開拓方式，主斜井井筒傾角為10°，井筒斜長298m，裝備帶式輸送機用於主提升。從井下至地麵均為帶式輸送機連續運輸方式，以適應礦井連續生產的需要。
(一) 設計條件及參數
1、運輸量
礦井投產時生產能力0.60Mt/a，設計委托書要求主要設備運輸能力應滿足0.90Mt/a的提升需要。由於采用綜合機械化采煤法，主斜井帶式輸送機的運輸能力確定為Q=500t/h。
2、帶寬和帶速
根據主斜井帶式輸送機的運量確定主斜井帶式輸送機的帶寬為800mm，帶速為2.5m/s。
(二) 設備選型計算
1、圓周驅動力Fu的計算
Fu=CfLg[qR0+qRu+(2qB+qG)cosδ]+FS1+FS2+qGgLsinδ
式中：C——附加阻力係數，取1.31，
f——模擬摩擦係數，取f=0.03，
L——輸送機長度，設計取L=310m，
qR0——承載分支托輥組每米長度旋轉部分重量，qR0=13.63kg/m，
qRu——回程分支托輥組每米長度旋轉部分重量，qRu=4.51kg/m，
qB——每米長度輸送帶質量，qB=20.5kg/m，
qG——每米長輸送物料質量，qG=63.13kg/m，
FS1——主要特種阻力，FS1=1363N，
FS2——附加特種阻力，FS2=1800N，
δ——輸送機傾角，δ=10°。
計算得：Fu=51849N。
2、驅動功率計算：
傳動滾筒軸功率PA=Fu×v/1000
電動機功率PM=PA/(ηηˊ)
計算得電機功率為PM=134kW，選用帶寬為800mm，膠帶強度為ST1000的鋼繩芯帶式輸送機。
(三) 驅動裝置的選擇
根據礦井生產條件和計算結果，設計中選用Y-DCY分離式驅動係統，即Y係列電動機—YOX液力偶合器—直交軸減速器—ZL聯軸器。為膠帶輸送機安全運行，膠帶機機頭部分設置製動器與逆止器。輸送機代號為8080-570。同時，在膠帶機機頭部分設置了電子膠帶稱，用於原煤計量，並和監控係統聯網。
主斜井提升輸送機特征圖見圖6—1—1。
主斜井提升輸送機設計計算見表6—1—1。
二、副井提升設備
(一)設計依據：
井筒斜長：149m;
井筒斜傾角：20º;
工作製度：三八工作製;
提升方式：平車場單鉤串車提升;
日矸石提升量：12車;
日材料下放量：8車;
日沙子、水泥下放量：12車;
最大班下井人數：75人;
整體液壓支架重量：9.8t/架;
支架平板車：MP16-6型，載重16t，自重0.81t;
礦車型式：1t固定式礦車，1t平板車，1t材料車;
(二)設備選型結果：
1.斜井人車;
型號：XRB15-6/6，頭車1輛，掛車1輛;
額定乘人：2×15人;
自重：頭車2200kg;掛車1000kg。
2.提升鋼絲繩：
型號：24NAT6×9W+FC 1670 ZS 319 198 GB8918-2006;
韌性：特號;
繩徑：24mm;
每米質量：1.98kg/m;
公稱抗拉強度：1670MPa;
鋼絲破斷拉力總和：361.746KN。
3.提升絞車：
型號：JK-2/30A型;
滾筒直徑：2.0m;
滾筒寬度：1.5m;
最大靜張力：60KN;
減速比：30;
提升速度：2.55m/S;
配套電機機：Y-355M-8型，160kw，742 r/min，λ=2.24，380V(變頻調速)。
4.遊動天輪：
型號：TDG1000/13.5/800
直徑：1.0m;
繩槽半徑：13.5mm，
遊動距離：800mm。
5.選型計算的幾個主要數據：
串車編組：
提人：1頭1掛，30人;
支架整體下放：1輛支架平板車;
提矸：4輛礦車;
其他：酌情串掛。
實際最大靜張力：40.20KN(支架下放);
鋼絲繩安全係數：
提人：16.98>9;
支架下放：8.95>7.5;
其他作業繩端載荷均不超過支架下放，故安全係數滿足。
最大班工人下井時間：17.4min<60min。
最大班作業時間合計：1.1h<6h，合適。
第二節 通風設備
一 設計依據
礦井需風量： 66.5m3/s;
其中：主立井進風： 24.6m3/s;
副立井進風： 41.9m3/s;
通風容易期通風阻力： 436pa ;
通風容易期等積孔： 3.79m2
通風困難期通風阻力： 1335pa ;
通風困難期等積孔： 2.17m2
通風方法： 抽出式;
通風方式： 並列式;
瓦斯等級： 低瓦斯。
二 設備選型
1.通風機必須的通風能力
由於有專用回風井，其漏風係數取1.05，則通風機必須產生的風量為：
Q=kq=1.05×66.5=69.83m3/s
通風機必須產生的靜壓為：
通風容易期： Hj =h+△h =436+150=586 pa
通風困難期： Hj =h+△h =1335+150=1485pa
2.通風機的比選
根據該礦條件，既可選用離心式通風機，亦可選用軸流式通風機。但離心式通風機所需機房麵積較大，反風道、反風門等附屬設施較多，建設費用高，漏風大，維護工作量大。選用一般軸流式通風機，其葉輪與電動機之間有一長傳動軸，傳動裝置易於變形損壞，安裝調節困難，與井下風道需用“S”型彎頭連接，通風阻力大。而選用防爆對旋軸流式通風機，因葉輪與電動機直聯，結構緊湊，提高了傳動效率;同時因它摒棄了一般軸流式通風機的長傳動軸，因而安裝調試更加方便;這種風機的底座設有托輪，可在預設的軌道上沿軸向移動，各部件用螺栓聯接，維護檢修非常方便。同時，它的效率曲線平緩，能保證風機在整個運轉期間高效運轉;可反轉反風，不需反風道和反風門;風機布置在室外，機房麵積小，具有節約基建投資的優點。此外，這種風機對有地麵缺陷的山地也有較好的適應性。故此確定：選用防爆對旋軸流式通風機。
3. 通風機的選型
該礦現有兩台BDK60-6NO.14A型礦用防爆抽出式對旋軸流通風機。但因這種通風機的風量、風壓均不能滿足技改後的要求，故需另選風機。
根據計算，選用兩台FBCDZ-6№20B和兩台FBCDZ-8№21C型礦用防爆抽出式對旋軸流通風機進行比較。比較內容及結果如表7-2-1。
表7-2-1 通風機方案比較表
由於方案一的設備及安裝費和平均運營費均低於方案二，故確定選用方案一。
三、推薦方案的選型計算
通風網絡特性曲線方程分別為：
通風容易期 Hmin =0.1202Q2;
通風困難期 Hmax =0.3045Q2。
通風機運行工況如圖7-2-1。工況參數如下：
通風容易期 Qm1 = 73.2m3/s; Hjm1 = 660 pa;
ηm1 = 66%; θ1 /θ2 = 40°/31°
通風困難期 Qm2 = 70.4m3/s; Hjm2 = 1500 pa;
ηm2 = 85%; θ1 /θ2= 43°/34°
百萬立方米帕通風電耗：
通風容易期 0.42 kW.h/Mm3 Pa<0.44 kW.h/Mm3 Pa
通風困難期 0.33 kW.h/Mm3 Pa<0.44 kW.h/Mm3 Pa
年通風電耗
通風容易期 749979kwh
通風困難期 1272867kwh
噸煤通風電耗
通風容易期 1.25 kwh/t
通風困難期 2.12 kwh/t
在通風困難期，輪葉安裝角比設備允許的最大安裝角小6°，風機能力有一定的餘量。
5.電動機功率的驗算
根據計算，通風容易期需要的電機功率為73.2kw，通風困難期需要的電機功率為124.24kw。
該通風機所配電機功率為220 kw，大於需要的電機功率。滿足要求。
由於通風設備離變壓器較近，電動機容量能夠滿足風機正常起動要求。
6. 電動機啟動能力的驗算
YBF315L2-8電機的效率為0.993，功率因素為0.82，堵轉電流1373.4A。
通風容易期的啟動電流為
電動機啟動能力滿足要求。
7. 反風方法
采用風機反轉法反風，礦井各個時期通風係統反風風量均大於40%的正常風量，反風設施能在10min內改變巷道中的風流方向。
所選通風機和電動機容量滿足反風要求。
五、 通風機房設施
在回風井井口附近安裝的兩台FBCDZ-6№20B型礦用防爆抽出式軸流通風機，一用一備。兩台通風機通過風道和垂直風門進行倒換。風門由風門絞車控製，風門絞車的型號為JFM-2型，共四台。這種絞車的拉力為20kN，配套電機為Y160M2-8，功率5.5kw,電壓380V，轉速720r/min.通風機安裝在室外,采用導軌方式安裝，不建通風機房，但需設電控值班室和風門間。
值班室內必須安裝水柱計、電流表、電壓表、軸承溫度計等儀表，安裝可直通調度室的電話。
第三節 排水設備
一、設計依據
礦井正常湧水量 60m3/h
礦井最大湧水量 135m3/h
井筒斜長 139m
井筒傾角 20°
礦井水處理站標高 949m
副斜井井底標高 895m
礦井年產量 60萬t
水質 中性
二、排水係統
井下湧水先彙集於副斜井井底水倉內，再經主排水泵房內的排水設備和敷設於副斜井井筒內的排水管排至設在工業場地內的井下水處理站處理後複用。
三、排水設備選型方案比較
該礦現有100D45×2型離心式清水泵6台。這種水泵的額定流量為85 m3/h，額定揚程90m，所配電機額定功率37KW，能滿足該礦排水要求。另考慮到礦井水在開采過程中，不可避免地混有大量煤岩粉塵、顆粒和其它雜物，對泵的過流部件(包括葉輪、導水圈和返水圈)以及密封會產生一定的磨損，使泵的壽命縮短。為此，再選擇MD100-20×4型多級耐磨離心式水泵，與100D45×2型水泵進行比較。比較內容及結果如表7-3-1。
最終確定選用現有的100D45×2型離心式清水泵三台。其中一台工作，一台備用，一台檢修。
排水管選用 D140×4.5的無縫鋼管，共二趟，其中一趟工作，一趟備用。
表7-3-1 排水設備選型方案比較表
排水管沿副斜井井筒敷設。每趟排水管長215m。
四、推薦方案的選型計算
1、設計要求工作水泵的排水能力
正常湧水期 Q = 1.2×60= 72m3/h;
最大湧水期 Q = 1.2×135= 162m3/h;
2、排水管路特性曲線方程：
管路運行初期 Hc = 59+0.00140Q2
管路淤積後 Hy = 59+0.00237Q2
3、水泵運行工況
水泵運行工況見圖7-3-1，水泵運行工況參數如下：
管路運行初期： 流量 104.1 m3/h;
揚程 77.5 m;
效率 68.1%。
管路淤積時： 流量 98.7 m3/h;
揚程 82.1 m;
效率 70%。
五、電動機選型
水泵軸功率：
管路運行初期 32.93kW
管路淤積後 32.18kW
每台水泵選配YB2200L2-2型隔爆電動機一台，其功率為37kW,電壓660V。
六、水泵晝夜工作時間
正常湧水期
管路運行初期 13.83 h <20 h
管路淤積後 14.60 h <20 h
最大湧水期
管路運行初期 15.56 h <20 h
管路淤積後 16.41h <20 h
七、排水電耗
1、年排水電耗：
管路運行初期 249961 kW.h/a;
管路淤積時期 258012 kW.h/a;
2、排出1m3井下湧水電耗：
管路運行初期 0.39 kW.h;
管路淤積時期 0.40kW.h;
3、噸煤排水電耗：
管路運行初期 0.42 kW.h;
管路淤積時期 0.43 kW.h。
4、噸水百米電耗
管路運行初期 0.67 kW.h/t.100m;
管路淤積時期 0.69 kW.h/t.100m。
八、主排水泵房及附屬設施
泵房按3台水泵2趟排水管路布置。水泵采用噴射泵抽氣引水係統，選配ZPBD型噴射泵3套，噴射泵以井下灑水管壓力水或主排水管路存水作為動力源。水泵房配水井安設PZI—500型號配水閘閥3個，配水閘閥直徑Dg=500mm。
泵房排水係統示意圖如7-3-2。
九、潛水泵的選擇
《瑞能煤礦礦井水文地質類型劃分報告》將該礦水文地質類型確定為“極複雜”類型，根據《煤礦安全規程》第273條規定：在正常排水係統的基礎上，另外安裝具有獨立供電係統且排水能力不小於最大湧水量的潛水泵。
為此確定，在水泵房內設置兩台BQS100-18×6-45/S型礦用隔爆型潛水排沙電泵。這種潛水泵額定流量為100 m3/h，揚程108m，電機功率45Kw。兩台潛水泵的總能力達200 m3/h，大於最大湧水期要求的162m3/h的能力要求。
第四節 壓縮空氣設備
一、概述
該礦采用以煤巷為主的巷道布置方式。為巷道支護，設有PZ-Ⅱ型混凝土噴射機2台。同時，設有壓風自救係統。故該礦必須設置地麵空壓機站。
二、空壓機的選擇
為滿足支護要求，井下設有兩台MYT-140/320液壓錨杆機和兩台PZ-Ⅱ型混凝土噴射機。PZ-Ⅱ型混凝土噴射機的額定耗氣量7m3/min，工作氣壓0.4Mpa。
井下采煤工作麵采用三相泡沫放滅火，需壓力為0.5 Mpa，流量為900m3/h的壓縮氣體。
1、空壓機必須的排氣量
Q=a1a2a3(∑niqiki+q)
=1.2×1.15×1×(2×7×0.96+15)
=39.25m3/min
式中：a1——沿管路全長的漏風係數，取a1=1.2;
a2——機械磨損使壓氣增加的係數，取a2=1.15;
a3——海拔高度修正係數，取a3=1;
ni——同型號風動工具的同時使用台數，對噴射機n=2;
qi——每台風動工具的耗氣量，對噴射機q=7m3/min;
ki——同型號風動工具的同時使用係數，對噴射機k=0.96;
q——三相泡沫放滅火所需壓氣，取q=15 m3/min;
2、空壓機必須的出口壓力
p=pg+Δpi+0.1
=0.4+3.5×0.04+0.1
=0.64Mpa
式中： pg--噴射機的工作氣壓，取pg=0.4 Mpa;
Δpi――最遠壓氣管路的壓力損失之和。最遠壓氣管路按3.5km， 每公裏管路損失0.04 Mpa計;
0.1――考慮橡膠軟管而增加的壓力，Mpa。
3、空壓機的選擇
可供選擇的空氣壓縮機有活塞式壓縮機和螺杆式壓縮機。老式的活塞壓縮機噪音大，效率低，經濟性差，維護、維修極為不便。而新型的螺杆式壓縮機噪音低，效率高，經濟性、可靠性、安全性都優於活塞式壓縮機。因之，本設計選用高可靠性高效率的螺杆式空氣壓縮機。
該礦現有一台英格索蘭MH250螺杆式空壓機，其主要技術參數為：
排氣量 42.5m3/min
額定排氣壓力 0.85Mpa
電機功率 250kW
電 壓 6Kv660v
這種空氣壓縮機的排氣量和排氣壓力均滿足要求，隻需另增加一台同型號、同規格的MH250型螺杆式空壓機作為備用，即空壓機房內布置兩台MH250型螺杆式空壓機，一台工作，一台備用。
每台空壓機配一個容積為4 m3的儲氣罐。儲氣罐應用不小於1.2 Mpa的水壓作壓力試驗，並應安裝在室外陰涼處。
空氣壓縮機站設在工業場地內。
三、壓氣管路的選擇
壓縮空氣主幹管沿副斜井井筒敷設，選用D159×4.5的無縫鋼管。900西輔助運輸巷、西總回風巷選用D159×4.5的無縫鋼管，900西運輸大巷部分、930西輔助運輸巷、930西運輸大巷選用D108×4.5的無縫鋼管，運輸順槽、回風順槽、各順槽掘進巷、回風斜井、900西運輸大巷部分和主斜井選用D68×4的無縫鋼管。為防漏氣，采用快速接頭連接。在主斜井井口、井底及井下管道最低處、以及主要管路上每隔500～600m裝設一個油水分離器，每隔150～250m裝設一個伸縮器，以彌補管路的熱脹冷縮。
所有管路及管件均做防腐處理。
壓風管路接入避難硐室，並設置供氣閥門。根據《煤礦井下緊急避險係統建設管理暫行規定》：礦井壓風自救係統的壓風出口壓力應在0.1～0.3 MPa之間，供風量不低於0.3m3/min.人。
四、 壓風自救係統出口壓力和供風量驗算
井下最大班作業人員90人，需壓力在0.1～0.3 MPa之間的壓氣量為
Q’=90×0.3=27 m3/min
該礦空壓機站的供氣能力為42.5 m3/min，大於11.57m3/min，滿足要求。
需要啟動壓風自救係統時，停止掘進、支護用氣。此時壓風管路中的輸氣量為27 m3/min。管路中的最大壓力損失為：
ΔPi=10-12×1.15×Q1.85(L1/d15+L3/d35)
=10-12×1.15×271.85(920/0.155+580/0.065)
=0.39MPa
壓風自救係統的壓風出口壓力
P=PH-ΔPi=0.85-0.39=0.46 MPa >0.3 MPa 滿足要求。
壓風自救係統的壓風出口壓力
P=PH-ΔPi=0.7-0.08=0.62 MPa >0.3 MPa 滿足要求。
第八章 地麵生產係統
第一節 煤質及其用途
一、煤質
根據陝西省煤田地質局一九四隊編寫的《陝西瑞能煤業有限責任公司煤礦資源儲量核實報告》可知，本區內1、2、3號煤呈黑色，條痕為褐色及褐黑色。瀝青及玻璃光澤，斷口為階梯狀、參差狀，呈條帶狀、線理狀結構，具層狀，塊狀構造;質硬而脆，內、外生裂隙較為發育並為方解石及黃鐵礦薄膜等充填。另外，煤層中還含有少量黃鐵礦結核及菱鐵質鮞粒等。煤易燃、煙濃，具有熔融膨脹現象。
區內各煤層均由亮煤，暗煤、絲炭及鏡煤所組成。但以鏡煤、亮煤為主，次為暗煤、絲炭。2號煤層中絲炭含量相對較高，反映了成煤環境為一弱氧化環境。區內各煤層均以半亮型煤為主。2號煤層的中上部以半亮及半暗型煤為主，中下部則以半暗及暗淡型煤為主。顯微煤岩特征測試值見表8-1-1、8-1-2。
區內2號煤層原煤水分變化在1.02~2.49%之間，平均為2.02%。反映了低變質階段煙煤水分含量的基本特征。浮煤水分變化在1.75~4.19%之間，平均為3.18%。
區內2號煤層原煤灰分變化在4.82~26.43%之間，平均為14.70%。以低、中灰煤為主，特低灰煤少量。2號煤層浮煤灰分變化在3.30~14.26%之間，平均為5.59%。
區內2號煤層原煤幹燥無灰基揮發分變化在18.49~39.09%之間，平均35.05%。浮煤幹燥無灰基揮發分變化在31.74~37.79%之間，平均為35.78%。屬中高揮發分煤，僅少數為高揮發分煤。
區內2號煤層原煤全硫變化在0.23~2.46%之間，平均為0.77%。 以特低硫煤為主，低硫煤次之，中-中高硫煤少量，且零星分布。
經1.4密度液洗選後，2號煤層浮煤全硫變化在0.15~0.72%之間，平均為0.48%。區內2號煤層原煤各種硫中硫酸鹽硫(Ss,d)平均為0.032%，硫化鐵硫(Sp,d)平均為0.782%，有機硫(So,d)平均為0.562%，以有機硫和硫化鐵硫為主，硫酸鹽硫少量。
區內2號煤層原煤磷分變化在0.003~0.290%之間，平均為0.111%。以中-高磷分煤為主。
據《中國煤炭分類國家標準》(GB5751—86)以浮煤幹燥無灰基揮發分(900℃)和浮煤粘結指數為依據進行分類。區內2號煤層煤類主要以RN(32)為主，QM(34)及1/2ZN(33)少量且不連片。
煤礦在生產過程中對2號煤層采了兩個樣，測試結果2號煤層煤類為RN(32)。
因此，本區煤類主要以RN(32)為主，QM(34)及1/2ZN(33)少量且不連片。
二、煤的用途
區內2號煤層屬低中灰，中高揮發分、特低-低硫，中-高磷，特高-高熱值，弱-中等粘結性，化學反應性較強，高熱穩定性，抗破碎強度高，中等-較低軟化溫度灰的富油煤。
根據本區2號煤層煤質特征：本區2號煤層是良好的動力及民用煤，同時也可作為氣化、配焦、低溫幹餾、高爐噴吹用煤，
第二節 煤的加工
一、概述
由於本礦井無有較強代表性的篩分、浮沉資料，設計以相鄰的黃陵一號礦井2號煤與黃陵雙龍煤礦2號煤《可選性煤樣綜合試驗報告》中的篩分資料(見表8-2-1、表8-2-2)作為煤的篩分評價依據。由於黃陵一號礦井和黃陵雙龍煤礦的煤質和本礦井不可能完全一致，因此設計對黃陵一號礦井和雙龍礦井的煤質資料與本井田地質報告中的煤質資料進行了綜合分析與校正，預測出了較為符合本礦井實際情況的篩分浮沉煤質資料，見表8-2-3。
根據本礦的煤質資料和當前市場對煤炭要求，編製煤炭的加工工藝流程。設計中根據原煤篩分組成和礦方要求將煤分成-50mm末煤， +50mm塊煤兩級。
二、煤的加工設施
1.篩選工藝及產品
由於該礦附近有已建好的洗煤廠，故該礦不另建洗煤廠，僅對原煤進行分級處理。
該礦生產係統工藝流程是：原煤篩分成-50mm、+50mm兩級產品，分別經各自的產品煤膠帶輸送機送入儲煤場落地堆放。+50mm塊煤設置人工揀矸。所有產品煤由裝載機裝汽車，計量後外運。
地麵生產係統工作時間按年330d，每天提升時間16h。工藝流程。
2、生產係統的組成及布置
生產係統主要由主斜井驅動機房、篩分揀矸樓、原煤膠帶輸送機棧橋、+50mm塊煤膠帶輸送機棧橋和-50mm末煤膠帶輸送機棧橋等組成。
主斜井膠帶輸送機將井下原煤提升至地麵驅動機房上層，經溜槽給入原煤膠帶輸送機。原煤膠帶輸送機將原煤轉運至篩分揀矸樓最上層，經皮帶機頭溜槽給入下層篩分機，篩分機將原煤篩分成-50mm末煤和+50mm塊煤兩級產品。
-50mm末煤經篩前溜槽送至-50mm末煤膠帶輸送機，經膠帶輸送機送入儲煤場。
+50mm塊煤經篩前溜槽給入手選帶式輸送機，經人工揀矸後，塊煤經溜槽送至+50mm塊煤膠帶輸送機，經膠帶輸送機送入儲煤場。手揀矸石經溜槽進入手選皮帶下的小型矸石倉，達一定數量後，裝車外運至矸石場。
儲煤場儲煤量6000t。
所有產品煤用裝載機裝汽車外運，采用SCS120電子汽車衡稱重。
地麵生產係統設備流程見圖7—3—1。
每小時出7~8車矸石，量很小，故排矸係統隻作簡單處理，矸石礦車由副井絞車提升，副井口將矸石車摘鉤後，由窄軌鐵路將矸石車運至高位翻車機，翻入自卸汽車。由自卸汽車將矸石運至附近的魯寺平峒和柳樹溝排棄。
塊煤揀出的矸石在矸石倉中儲存，達一定量後，裝車運至矸石場排棄。
高位翻車機技術特征：
設備型號 GFY1.0/6
生產能力(排矸) 210t/h
翻車次數 2次/min
卸載高度 1.65m
適用礦車型號 MGC1.1～6
電機型號 YB200L-4，N=30KW,轉速1500r/min
第五節 輔助設施
表7-4-1 機修車間設備選型及數量表
一、機電設備修理車間
礦井機電設備修理車間的設置是為了承擔本礦井的機電設備的經常維修和小修作業。
根據現行的礦山機電設備維修技術政策，均以社會協作的方式解決礦山機電設備的大、中維修，既可保證設備維修質量，又可避免機修設施重複建設和購置，也是保證高效運行的合理措施。機電設備修理車間為現有建築，麵積為44.5×9.5＝422.75m2。機電維修車間分設機修、電修、鉚焊三個工段。主要設備的選型和數量見表7-4-1。
二、坑木加工房
坑木加工房的主要任務是承擔井下生產及掘進過程中所需臨時支護用的木棚、木架、木垛、墊木等木質材料的加工任務。坑木加工房為現有建築，麵積為12.2×9.5＝115.9m2。主要設備的選型及數量見表7-4-2。
坑木加工房設備選型及數量表
第九章 地麵運輸
第一節 概述
陝西瑞能煤業公司陝西瑞能煤業有限責任公司位於黃陵縣店頭鎮西北方向約2km的魯寺西溝內，行政區劃隸屬黃陵縣店頭鎮管轄。店(頭)～上(畛子)公路從魯寺西溝口通過，本井田工業場地已有簡易公路與之相連。店頭至黃陵28km與包(頭)～茂(名)高速公路和210國道相接;西(安)～延(安)鐵路秦(家川)～七(裏鎮)運煤專線張灣裝車站距井口約5km，礦區交通便利。該礦工業場地位於公共道路一側，汽車外運較為方便，故煤炭外運方式采用公路運輸。
第二節 標準軌距鐵路
該礦無鐵路專用線。
第三節 場外道路
該礦工業場地利用現有工業場地。該場地已有公路與店—上公路相連。礦井改造時，建議對該道路應進行修整拓寬，使之達到三級公路標準，以滿足煤炭運輸需要。
爆炸材料庫和矸石場均位於工業場地附近。通往爆炸材料庫的道路為輔助道路，路麵寬度為3.0m，長150m，瀝青路麵。通往矸石場的道路為輔助道路，路麵寬度為4.5m，長20m，瀝青砼路麵。
風井場地位於工業場地西北部，約1000m處。通往風井場地的道路為輔助道路，路麵寬度為4.5m，長750m，瀝青砼路麵。
序號工程名稱規格標準單位數量備注
1工業場地至爆炸材料庫道路輔助道路。路麵寬3.5m，路基5m，瀝青砼路麵m150
2工業場地至矸石場道路輔助道路。路麵寬4.5m，路基7m，瀝青砼路麵m50
3工業場地至風井場地道路輔助道路。路麵寬3.5m，路基5m，瀝青砼路麵m750
第十章 總平麵布置及防洪排澇
第一節 礦井地麵總布置
一、概述：
本井田地處陝北黃土高原之南部，地形西北高而南北低，東北部為黃土原，由於衝刷侵蝕作用，溝穀縱橫，地形複雜。原麵標高一般+1200m，溝底標高+950m~1000m。溝口切割深度100~200m。井田東，西，北部均為山巒起伏，峽穀陡崖發育，最高地形 +1200m，屬中低山森林區。本區最大河流為沮水河，屬洛河水係，沮水河發源於陝甘交界之子午齡東麓，全長100km，流域麵積3392km2，自西向東經井田南部與其支流南川河交彙於店頭鎮芋子渠溝口，向東流經黃陵縣注入洛河，於店頭鎮觀測流量為0.192~6.814m3/秒,平均為2.07m3/s,最高洪水為平均高出地麵2~3m。井田北部溝穀間多為樹枝狀間歇性水係,主要有西溝、北溝、王村溝、李章河溝、河寨溝、米家溝、燒火溝等。井田東部鄭家河水庫，麵積一平方公裏，水庫容量200萬m3，設計正常水位標高+1031.35m。
該區屬溫暖待幹旱大陸性氣候，據宜君氣象站65~77年觀察資料：
年平均雨量977.7mm(1975)
蒸發量大於1300mm
日最大降水量82.1mm(1973年8月30日)
最長連續降雨時間為13天(1975年9月)
年平均氣溫+9℃
最低氣溫-19℃，最高氣溫34.4℃(1966年)
凍結期為11月至次年2月底
最大積雪厚度為240mm(1974年3月)
凍土深度650mm(1968年2月)
風向多為東南風，最大風速25m/s
據國家地震局蘭州地震大隊得資料,黃陵地區1599年發生過6級地震,1556年華縣大地震,1815年平陸地震和1920年海源大地震對本區的影響都在6度左右,據此該隊關於渭北黃陵礦區地震烈度鑒定意見[蘭震字(73)96號文]該場地震基本烈度為6度。
該礦主工業場地利用現有工業場地，該場地距店頭鎮邊約2km，距溝口後魯寺村約600m，東靠林科所宿舍，西靠陡山。場地沿西溝由西北向東南布置，長370m寬90~150m，占地麵積4.89公頃。店頭鎮變電站也在場地附近，電源線短路;場地距沮水河較近，供水管路短。
在主工業場地西北約1000m處新建風井工業場地。在主工業場地北麵約600m處的山凹裏布置有爆炸材料庫。其中，火藥庫容量為10t，建築麵積76m2;雷管庫容量為3.5萬發，建築麵積為36m2，;消防水地50m3，共占地0.3公頃。
第二節 工業場地總平麵布置
一、布置原則
1、貫徹《關於煤礦地麵總體布置改革》若幹規定，全麵規劃，合理安排，盡量集中設置，避免重複建設。
2、根據場外公路位置，結合井下開拓、地形、地質條件，合理進行工業場地總平麵布置，做到功能分區明確，布置緊湊，節約用地。
3、在滿足生產工藝布置和運輸合理的前提下，力求人貨分流，路徑短捷，作業方便，減少相互交叉和折返運輸。
4、充分利用地形，處理好建構築物位置與風向、朝向的關係。
5、盡量利用已有建築，減少投資。
6、結合當地自然條件及場區實際情況盡量多綠化，少硬化，適當美化改善環境，建設一個綠色礦山。
二、功能分區
設計中工業場地主要利用現有工業場地，現有工業場地沿西溝由西北向東南布置。根據功能不同將場地劃分為三個區：分別是生產區、輔助生產區和場前區。
1、生產區
工業場地原生產區位於場地的東北部，布置有主斜井、驅動機房、原煤膠帶輸送機棧橋、轉載樓、打孔刮板篩分係統及儲煤場。分級後原煤露天堆放。
設計中生產區是在原生產區的基礎上改造而成。由於生產係統的改變，設計中對原有驅動機房、輸煤棧橋、轉載樓、篩分係統進行拆除。設計生產區從主斜井開始自北向南布置有：主斜井、驅動機房、皮帶拉緊間、原煤上篩選車間膠帶輸送機棧橋、原煤倉、矸石倉等。
2、輔助生產區
原輔助生產區位於工業場地西南部，布置有機修車間、材料庫、消防材料庫、油脂庫、坑木加工房、空壓機房、變電所、鍋爐房等。設計中對原有的機修車間和材料庫進行改建，在原有的場地上建設新的機修車間、材料庫和綜采設備中轉庫以滿足煤礦生產的需要，其餘輔助生產建築利用現有建築。另在主斜井東邊的平台上已建的綜合樓和熱風爐室，均可以加以利用。在副斜井西邊布置井下水沉澱池。
3、場前區
場前區全部利用現有建築。該區位於工業場地東南部，現有行政辦公樓、職工宿舍、食堂餐廳等建築。
表9-5-1 工業場地占地麵積及技術經濟指標
序號項 目 名 稱單位數 量備 注
1工業場地用地總麵積hm25.975其中：風井場地0.3 hm2;爆炸材料庫0.3 hm2;排矸場0.1 hm2;場外公路0.485 hm2
2圍牆內工業場地用地麵積hm25.19
其中：礦井用地麵積hm24.74
風井場地用地麵積 hm20.3
單身宿舍用地麵積hm20.15
3建築係數%12.68
4場地利用係數%71.25
5綠化係數%15
第三節 礦井地麵其他場地布置
一、風井場地
風井場地位於工業場地西北部，約600m處。布置有回風斜井、通風機房、通風機變配電室等。
二、爆炸材料庫
爆炸材料庫位於工業場地以北約600m處的山凹。布置有火藥庫、雷管、消防水地等建(構)築物共，占地1.0公頃。
三、排矸場
根據設計規範及環保要求，地麵不設永久排矸場，無利用價值的矸石或者廢渣應向塌陷區、荒溝排棄或者作為鋪墊材料、井下充填材料;有條件時，應考慮覆土造田、植樹造林，以改善環境，防止環境汙染。
根據本礦井的地形條件，矸石及廢渣排至場區北側距工業場地約0.34km的柳樹溝排棄內，占地麵積約1.5hm2。填荒山溝，不占用耕地，亦可覆土造田。
第四節 工業場地防洪、排澇和豎向設計
一、防洪排澇
本場地的地勢是南低北高，並且廣場的生產區和輔助生產區在一個低溝地區，四周均是高山，因此自然形成一個防洪排澇問題。由於該工業場地已使用多年，對防洪排澇問題也已解決。
西溝附近山坡的彙水麵積為18平方公裏，按黃陵地區暴雨經驗公式計算，25年一遇的洪水量為9m3/s。
本場地北部現有小水庫一座，其容量約一萬m3，壩長20m，壩高2m，主要是聚集上部柳樹溝的流水，以利農灌。該工業場地建設時，一方麵對水壩進行了加固，並在水壩泄水口安裝水閘，以控製水流。另一方麵，在工業場地填土部分砌築一個深3m，寬2.5m的排水溝，形成了工業場地的場內排水，防洪係統。
二、豎向設計
設計中對現有工業場地大體保持原貌。該場地北高南低，豎向設計采用平坡式布置，主副井口處標高為+946m，生產區和輔助生產區標高相差不大。場前區較輔助生產區高5m左右。
第四節 場內運輸
一、運輸方式
根據本場區平整坡度，結合外部運輸條件，井筒布置及場區總平麵布置要求，確定場內運輸方式為汽車道路運輸結合窄軌鐵路運輸，以滿足生產運輸、設備安裝、檢修、消防及環境衛生的要求。
二、汽車道路運輸
該礦主工業場地已有公路與店—上公路相連，運輸便利。場內道路麵寬4.5m。對機修車間、材料庫及儲煤場地麵做硬化處理。
場內道路最大縱坡2%，最小轉彎半徑9.0m，道路橫斷麵型式：4.5m寬為單麵坡，6.0m寬為雙麵坡，路麵結構為砼路麵。
三、窄軌鐵路運輸
在輔助生產區，采用600mm軌距，22kg/m鋼軌，1600根/km砼軌枕的窄軌鐵路運輸，最小曲線半徑9m。窄軌鐵路主要任務擔負運輸矸石、礦井所需材料及檢修設備等任務。
第六節 工業場地管線綜合布置
一、管線種類
場地內布置有熱力、給水、排水、管道、動力照明、通信電纜等多種直埋管線和地溝。
二、管線布置原則
1、在滿足施工、檢修及安全運行的情況下，盡量使管線布置路徑短捷，適當集中布置，以利於節省管線工程設施和投資;
2、布置時一般沿道路或者建築物平行布置，幹管布置在靠近主要用戶及支管較多的一側;
3、各種管線自建築物向路邊平行布置時一般順序是：電力管線、熱力管線、排水管線、給水管線;
4、盡可能減少管線交叉點，尤其是熱力管與排水管、電纜的交叉;
5、管線綜合布置應盡可能使管線間及管線與建築物之間在平麵和豎向布置上互相協調，既要節約用地，又要滿足施工、檢修及安全生產的要求。
三、管線種類、敷設方式
各種管線敷設方式一般采用直接埋地或綜合地溝等形式。
敷設方式在可能的情況，同類管線盡量采用綜合地溝，以節省占地，便於檢修，不能綜合敷設的管線，盡量采用地溝或直埋敷設，減少架空線路。
管線應平行敷設於道路兩側。
管線交叉有矛盾時，應按小管道讓大管道、有壓管道讓自流管道及無壓管道的原則處理。
第十一章 供配電係統
第一節 供電電源
陝西瑞能煤業公司陝西瑞能煤業有限責任公司位於黃陵縣店頭鎮西北方向約2 km的魯寺西溝內，行政區劃隸屬黃陵縣店頭鎮管轄。礦井附近現有店頭110kV區域變電站一座，變電站內設有兩台主變壓器，型號為SSZ10-M-31500/110KV，容量31500KVA、負荷率40.5%;該變電站上級雙回路電源，一回引自宜君110kV變電站，另一回引自黃陵330kV變電站，店頭110kV區域變電站距離礦井工業場地約4.2 km;另有黃陵礦業110kV魯寺變電站，變電站內設有兩台主變壓器，型號為SFSZ10-M-40000/110，容量40000KVA、負荷率60%;該變電站上級雙回電源，一回引自黃陵330kV變電站，另一回路引自延安供電局張灣110KV區域變電所，黃陵礦業110kV魯寺變電站距離礦井工業場地約1.5 km。
1、礦井現有供電電源
瑞能煤業公司雙回路供電電源采用高壓架空線引入，一回路引自店頭110kV區域變電站10kV出線間隔，架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度4.2km，電壓等級10kV。二回路引自黃陵礦業110kV魯寺變電站6kV出線間隔，架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度1.5km，電壓等級6kV。一回路工作另一回路帶電熱備用，雙回路均可承擔全礦所有負荷供電。
2、技改後礦井供電電源
經核實，店頭110kV區域變電站與黃陵礦業110kV魯寺變電站可滿足本礦機械化改造後的用電負荷，並已為本礦提供出線間隔，目前陝西瑞能煤業公司陝西瑞能煤業有限責任公司已與延安市供電局及黃陵礦業達成供電協議，故陝西瑞能煤業公司陝西瑞能煤業有限責任公司兩回路供電電源維持不變，分別引自店頭110kV區域變電站10kV出線櫃與黃陵礦業110kV魯寺變電站6kV出線櫃。
第二節 電力負荷
礦井技改後，用電負荷見表11-2-1。變壓器選擇見表11-2-2。
安裝容量：.. 5884kW
工作容量：.. 4955kW
總有功功率： 3163kW總無功功率： 2765KVar
總視在功率：.... 4201KVA
功率因數： 0.75
補償電容器容量： -2×900KVar
補償後無功功率： 965KVar
補償後視在功率： 3307KVA
補償後功率因數： 0.96
年耗電量： 12205020度
噸煤耗電量： 20.3kw·h/t
第三節 輸變電
1、供電係統
現狀：
該礦地麵工業廣場現建有一座變電所，變電所雙回路供電電源采用高壓架空線引入，一回路引自店頭110kV區域變電站10kV出線間隔，架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度4.2km，電壓等級10kV。二回路引自黃陵礦業110kV魯寺變電站6kV出線間隔，架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度1.5km，電壓等級6kV。一回路10KV引入10/6KV變電室，將電壓變為6KV後，引入6KV配電室進線櫃與高壓二回路6KV進線組成礦井高壓雙回路，為礦井地麵及井下負荷供電。
10KV配電室內安裝有KYN28-12Z/400(200)高壓開關櫃4麵，其中一回路進線，兩回路出線，一麵PT櫃。主變壓器為S11-M-2500/10/6.3型，容量為2500KVA。
礦井技改後：
由於用電負荷發生較大變化，經核定計算，該主變壓器容量不能滿足礦井技改後的供電要求。重新選擇兩台主變壓器為SZ9-4000/10/6.3型，容量為4000KVA。
另在風井場地新建一座6/0.4kV變電所，與通風機房控製室聯建，其兩回6kV電源引自工業場地變電所兩段6KV母線，該變電所以雙回380V出線供通風機房供電。
2、輸電線路技術特征
輸電線路氣象條件按西北典型氣象區III區考慮，具體見下表11-3-1。
表11-3-1 輸電線路氣象條件表
最低氣溫複冰條件平均氣溫最大風速最高氣溫操 作
過電壓安裝情況
溫 度(℃)-30-55-5+405-15
風速(m/S)01002501510
冰厚(mm)01000000
(1)店頭110kV區域變電站10kV出線、黃陵礦業110kV魯寺變電站6kV出線—瑞能煤業公司工業場地10kV、6 kV架空線路
現狀：瑞能煤業公司工業場地變電所雙回路供電電源采用高壓架空線引入，一回路架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度4.2km，電壓等級10kV。二回路架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度1.5km，電壓等級6kV。杆型均選用鋼筋混凝土電杆。
按照該公司的用電負荷，通過經濟電流密度、長時允許工作電流及電壓降計算，該輸電線路滿足礦井技改後的供電要求，輸電線路維持不變。
(2)工業場地變電所至風井場地6kV變電所架空線路
① 導線選擇
該礦現已形成一回路MYJV22-3X50型架空施工電纜，完成風井施工供電，施工完後，在增加一路架空電纜，作為礦井回風斜井變電所的供電電源。按照礦井回風斜井通風機房的用電負荷，通過經濟電流密度、長時工作電流及電壓降計算，該供電電纜滿足供電要求，故工業場地變電所至風井場地6kV變電所線路導線選擇為架空電纜，電纜型號為MYJV22-3Х50型。
② 杆 型
本線路兩回線路分別架設，杆型均選用鋼筋混凝土電杆。
3、 地麵變、配電所
1) 工業場地變電所
該公司工業場地建有一座變電所，具體情況如下：
(1)位置
工業場地變電站位於本工業場地的西部，10kV、6 kV由東南方向進線，6kV由北麵出線，進出線均較為方便。
(2)電氣主接線：
變電所10kV配電室內安裝KYN28-12Z型高壓開關櫃4台，其中一台進線櫃，兩台出線櫃，一台PT櫃。安裝二台S11-M-2500/10、10/6.3、2500KVA型全密封式三相雙繞組降壓變壓器。電壓比為10/6.3kV，每台容量2500KVA 。
一回路10kV經過10/6.3變壓，將電壓變為6kV後，引入6kV配電室進線櫃與高壓二回路6kV進線組成礦井高壓雙回路供電。
變電所6KV係統為單母線分段接線，6KV係統單相接地電容電流小於20A，采用中性點不接地係統。6KV高壓室內安裝了17麵KYN28-12Z型高壓開關櫃，配ZN63-12型真空斷路器。其中：三台進線櫃，兩組電壓互感器櫃，兩台母聯櫃，兩台下井出線櫃，下井出線櫃裝設BLD-3型高壓漏電保護裝置。兩台電容器出線櫃，兩台風機變電所出線櫃，兩台變壓器櫃，兩台備用櫃。
變電所6KV無功補償采用了WBC-200高壓無功自動補償係統，無功補償總容量為1800Kvar，共二套，每套容量為900Kvar。
變電所內安裝了2台S11 -400/6型配電變壓器，每台容量400KVA，電壓組合10KV/0.4KV～0.23KV。
380V低壓係統采用單母線分段方式，選用7台GCS型戶內低壓抽屜式開關櫃，饋出380V/220V低壓，構成地麵低壓動照網，為工業廣場低壓負荷進行供電。滿足礦井技改後的低壓供電要求。
變電所控製係統裝設了6KV後台控製係統一套，采用YH300微機綜合保護裝置，全方位監測係統運行情況，高壓開關櫃實行了微機操作，變電所實現了無人值守功能。
(3)電氣總平麵布置
變電所為南北方向布置，10kV、6kV進線由東南方向進入變電所，其中10/6.3kV變壓器為戶內布置，6/0.4kV變壓器為戶外布置，10kV配電裝置、6kV配電裝置及低壓380V配電裝置均為戶內布置。變電所10kV配電室、6kV配電室、低壓380V配電室及主控室聯合一層建築，配電室與變壓器之間采用硬母線橋連接。
表11-3-2 工業場地變電所直流負荷統計表
序號負 荷
名 稱裝置容 量(kW)負荷
係數計算容量(kW)負荷電流(A)事故放電時間及電流(A)事故放電容量(Ah)
初期持續隨機或事
故末期
(0-1min)(0-60min)
1經常性負荷1418.1818.1818.1818.18
2事故照明負荷2129.099.099.099.09
3斷路器跳閘0.840.640.6
4斷路器合閘13.33.3
5微機UPS電源2129.099.099.099.09
合 計76.9636.363.336.36
(4)變電所直流電源
變電所直流電源選用智能型高頻開關電源100Ah全密封、免維護蓄電池組，全部設備組屏安裝在主控室內。直流係統電壓為-220V。直流係統采用單母線分段接線。直流負荷統計表見表11-3-2。
(5)防雷接地
采用氧化鋅避雷器作為限製雷電侵入波的過電壓措施。
接地網采用垂直接地極與水平接地幹線組成複合接地網，以水平接地幹線為主。接地幹線采用-60x8熱鍍鋅扁鋼，接地極采用伽爾瑪￠14.2x1200鍍銅接地棒。將所有電氣設備的金屬外殼、金屬構架及支架均用接地引出線與主接地網可靠連接。本接地網實測的接地電阻值R≤4Ω。
(6)保護、控製二次線
① 綜合自動化監控
變電所自動化係統采用分散方式。對於10kV及6KV線路及電容器采用分散布置的方式，其監控、保護、測量裝置均安裝在各配電裝置的開關櫃上。
計算機監控係統具有高性能的軟、硬件配置，並具有完整的顯示、告警及遙控功能，實時的信息處理、打印功能、計算功能以及在線維護等功能。
② 計量
電能計量按《電能計量裝置管理規程》配置。10kV及6kV線路及電容器計量表計分散布置在各配電裝置的開關櫃上。
③ 保護
繼電保護配置參照《繼電保護和安全自動裝置技術規程》GB14285-93。其中10kV、6kV兩回進線裝設備用電源自投裝置。
礦井技改後：
由於全礦井電力負荷發生了較大變化，經核定計算，變電所主變壓器容量不能滿足礦井技改後的供電要求。重新選擇兩台主變壓器為S11-M--4000/10/6.3，容量為4000KVA。
原有的2台S11 -400/6型配電變壓器不能滿足地麵低壓負荷的用電要求。依據技改後新的用電負荷，經計算，更換為兩台S11-M-1250/6型配電變壓器，每台容量1000KVA，電壓組合6/0.4～0.23KV，完成地麵低壓負荷的供電任務，兩台變壓器同時並列運行，變壓器正常負荷率為42%，一二類負荷故障保證率為100%。
其他維持不變。
(7)短路電流計算
由於無上級電源的短路參數，根據上級電源10kV、6kV開關的開斷電流(31.5KA)，進行了短路計算，計算結果見表11-3-3。短路電流計算等值電路圖見圖11-3-2。根據短路計算結果進行各級電壓的設備選擇校驗，結果見表11-3-4，由表中可見所選設備各項參數均滿足要求。
2)風井場地6kV變電所
在礦井風井場地建6kV變電所一座，和通風機房控製室聯建，其兩回6kV電源分別以MYJV22-3Х50型架空電纜引自礦井工業場地變電站兩段6kV母線，風井場地6kV變電所6kV係統為單母線分段接線，兩台進線櫃，兩組電壓互感器櫃，二台母聯櫃，兩台變壓器櫃。實現向風機及輔助設備的供電，6kV係統設備選用KYN28-12Z型高壓開關櫃，配ZN63-12型真空斷路器。
風井場地6/0.4kV變電所係統接線見附圖C1073-253-2。
第四節 地麵供配電
1.高壓配電係統
地麵工業場地變電所內6kV饋電回路以直埋電纜或沿電纜溝敷設方式為空壓機房配電室提供兩回6kV電源。風井場地6kV變電所雙回路6kV電源以架空電纜方式引自工業場地變電所內6kV不同母線段。
2.低壓配電係統
1)工業場地配電
由地麵變電所內380V饋電回路以直埋電纜或沿電纜溝敷設方式分別為鍋爐房、浴室礦燈房、日用消防泵房、主、副井空氣加熱室、副斜井絞車房各提供雙回380V電源;為汙水處理站、機修車間、坑木加工房和油脂庫、器材庫和材料棚、區隊庫房各提供一回380V電源;為辦公樓、職工宿舍樓、活動中心及餐廳等各提供一回380V電源。為室外照明提供三回380V/220V電源。預留三回380V饋電電源作為地麵二級負荷的備用電源。
2)主斜井驅動機房配電控製
①係統設備
主斜井帶式輸送機安裝容量為1台160kW、380V的電動機，設置於驅動機房內。
圖11-3-2 短路電流計算等值電路圖
② 主斜井驅動機房配電
主斜井驅動機房配電室兩回路380V電源均采用VV22-1000V 3×150+1×70電力電纜引自工業場地變電所低壓380V不同母線段，兩回路低壓進線電源相互閉鎖。配電室內安裝GGD2低壓配電櫃4台，擔負主斜井膠帶機及其它附屬設備的配電。
③ 主運輸係統控製
主斜井膠帶輸送機控製及保護裝置選用成都佳靈電氣製造有限公司生產的JP6C-P9-160/380變頻控製裝置，本裝置能按照膠帶機所需的起動、運行、停止特性實現自動張緊，並能完成軟啟動、功率平衡等功能。同時在皮帶機頭和沿線設有1套電機溫度、1套煙霧、1套灑水、1套速度、2對跑偏、1套撕裂、12套緊急拉繩閉鎖開關等檢測保護裝置及起車預告和通信裝置，從而保證膠帶機安全可靠運行。井下主運輸係統以主斜井膠帶機控製站為控製主站，並在大巷膠帶輸送機機頭、一盤區膠帶輸送機機頭、可伸縮膠帶輸送機機頭設置分站，把各膠帶輸送機的運行狀態和參數，均通過通信接口集成於控製主站，以實現主運輸係統綜合自動化管理。同時把各膠帶的運行狀態和參數上傳礦生產調度網。
3)副斜井提升絞車配電控製
① 係統設備
係統設備包括副斜井提升機及提升機房內其它附屬設備。
②設備配電
提升機型號為JK-2/30A型，配套電機功率為160KW，電壓等級380V。
副斜井提升機為一級負荷，配電室兩回路380V電源均采用VV22-1000V 3×150+1×70電力電纜引自工業場地變電所低壓380V不同母線段，兩回路低壓進線電源相互閉鎖。配電室內安裝GGD2低壓配電櫃4台，擔負副斜井提升機及其它附屬設備的配電。
③ 控製係統
選用提升交流電控設備一套。該設備采用可編程序控製器(PLC)、先進的網絡化控製技術及一些專用的電子模塊，完成提升機的操作控製及監控功能，以及對交流電動機的起動、加速、等速、減速、爬行、停車與換向進行控製，並具有提升機必要的電氣保護與聯鎖及綜合保護功能，從而保證提升機安全可靠運行。
提升機控製係統應具有過卷、超速、深度指示器失效、電機溫度、數字調節回路故障、整流櫃故障、電機過流及液壓站油溫過高、過低等保護功能。
④ PLC提升信號綜合控製係統
係統選用PLC提升信號綜合控製係統，該係統設備由井上和井下動力配電箱、絞車房顯示箱、上井口和下井口操車及信號綜合控製箱、電纜分線箱、磁性傳感器、語言安全告警裝置和控製電纜組成。該係統可實現完善的閉鎖、直觀的顯示、清晰的音響、方便的通信等功能。
4)通風機配電控製
① 係統設備
礦井通風機選用兩台防爆對旋軸流風機，一台工作，一台備用，每台風機配套電機功率為2×110kW，電壓為380V。
② 配電
通風機房用電負荷等級為一級。通風機房變配電室低壓(380V)采用單母線分段接線方式，風井場地6kV變電所兩路6kV電源引自工業場地變電所6kV不同母線段;兩路380V電源引自風井場地6kV變電所380V不同母線段，實現低壓雙電源自動切換。配電室內安裝KYN28-12Z型高壓開關櫃6台;2台S11-M-315/6 6/0.4kV，315kVA動力變壓器;7台GGD2低壓櫃：2台進線櫃、1台母聯櫃、4台帶變頻器饋電櫃。選用1台GGD2(380V)型低壓母聯配電櫃向通風機房風門絞車和照明供電。
③ 控製
主控裝置采用PLC+微機綜保的控製方式，在控製室安裝一套PLC係統，完成係統的信息采集和程序控製。PLC主站采集以下數據信息：
①變配電室高、低壓配電櫃的斷路器、接觸器狀態。
②風門位置狀態、風機繞組、軸承溫度和風道負壓。
PLC主站以EtherNet/IP、Control Net光纜通迅方式與礦井調度中心聯網。
通風機采用變頻起動櫃起動和控製風機。
5)鍋爐房配電控製
鍋爐房房用電負荷等級為二級。
在工業場地設有鍋爐房，在鍋爐房設置配電室，配電室雙回380V電源分別引自工業場地變電所380V不同母線段上，完成鍋爐房用電負荷的供電。
6)空壓機站配電控製
① 負荷計算及設備
礦井地麵空壓機站內安裝兩台MH250型螺杆式空壓機，一台工作，一台備用。每台配套電機功率250kW，電壓6000V。
② 配電
地麵空壓機站供電為一級負荷，兩路6000V電源引自工業場地變電所高壓6000V不同母線段。在空壓機站內設置高壓配電室，配電室內安裝6台KYN28-12Z型高壓開關櫃。采用單母線分段結線形式。為空壓機站用電設備供電。
3.照明
為美化地麵廣場環境，工業場地不設電線杆。場地內建(構築物)室內動力及照明電源均用電纜引自變電所。
工業場地、辦公區室外照明一律由6/0.4kV地麵變電所集中供電，主要道路選用單臂高壓鈉路燈，型號為WZD112，杆高7m，燈泡125W。主、副井場地選用2套ZMN4281/500，燈泡容量500W高壓鈉投光燈。
在礦井通風機房、變電所、驅動機房、絞車房、空壓機房、礦調度室等處安裝EPS應急照明設施。
6kV電力電纜截麵按持續工作電流選擇，以電壓損失及短路熱穩定進行效驗，均滿足要求。
低壓電纜截麵按持續工作電流選擇，以電壓損失進行校驗，均滿足要求。
4.地麵建築防雷接地
礦井建(構)築物的防雷設計除炸藥庫為一類防雷外，其餘按第三類防雷建築物進行，在易遭受雷擊的部位裝設避雷帶，並且建築物設置防止雷電波侵入的設施，必要時還設有防雷擊電磁脈衝保護和防止雷電感應的措施。
6kV係統采用中性點不接地方式， 380V係統采用中性點直接接地方式。微機監控係統設置單獨的接地線，與6kV配電室主接地網分開。
建築物內所有電氣設備正常不帶電的金屬外殼、各配電室內高、低壓櫃及控製櫃的基礎槽鋼、電纜溝內電纜支架等均應可靠接地，且與室外接地裝置可靠連接，接地電阻根據係統應滿足相關規範要求。
同時按照《煤炭工業礦井設計規範》GB50215-2005中的11.7和《建築物防雷設計規範》GB50057進行，並遵守現行《煤礦安全規程》有關規定。
第五節 井下供配電
1.負荷計算及電纜選擇
1)井下負荷
礦井井下布置一個綜采工作麵，兩個綜掘工作麵，井下用電負荷指標見表11-5-1。
2)井下電纜選擇
根據統計的井下用電負荷，在副斜井井底車場附近設一座井下中央變電所。變電所2回6kV電源引自工業場地變電所6kV不同母線段，分別用2回路MYJV22-10kV 3×120mm2電纜沿副斜井井筒引至井下中央變電所。
6kV下井電纜按持續工作電流選擇，並以經濟電流密度、電壓損失及短路熱穩定進行校驗均符合要求。
2.井下供電方案和設備選型
1)井下供電方案
按照井下負荷分布狀況，設計在副斜井井底設一個井下中央變電所，與井下主排水泵房聯合布置;在一盤區巷道中部設一盤區變電所。
井下中央變電所、一盤區變電所供電電壓等級為6kV。
2)井下中央變電所
井下中央變電所內安裝9台KYGC-Z係列手車式礦用一般型高壓真空開關櫃，其中2台進線櫃，2台變壓器櫃，2台電壓互感器櫃，1台母聯櫃構成6KV單母線分段，2台一盤區變電所饋出線櫃。中央變電所高、低壓均采用單母線分段分列運行方式。
KYGC-Z係列開關櫃具備短路速斷保護、過載反時限保護、選擇性漏電保護、欠電壓保護和操作過電壓保護。
中央變電所內安裝2台KBSG-400/6型礦用幹式變壓器，每台容量400KVA，電壓組合6/0.69KV。變壓器二次側選用6台KYDZ-1係列礦用一般型低壓配電櫃，其中1台母聯櫃構成660V單母線分段，分別向中央水泵房、主運輸大巷膠帶輸送機及附近低壓負荷提供660V電源，為變電所、附近大巷提供127V照明電源。
中央變電所供電係統詳見圖C1073-213-1。
3)一盤區變電所
一盤區變電所用雙回路同時供電，單母線分段運行。雙回路6kV電源用MYJV22-6kV 3X95mm2型號的電纜引自井下中央變電所6kV不同母線段上。
一盤區變電所內設7台PBG50-10型礦用隔爆高壓真空開關櫃，以單母線分段分列運行。1台 KBSG-100/10、100kVA、6/0.69kV礦用幹式變壓器。1台BKD6-200/660V型礦用隔爆饋電開關;2台BKD6-100/660V型礦用隔爆饋電開關; 1台ZBZ-4M、4kVA、660/133V礦用照明變壓器綜保裝置。
本變電所提供1回路6kV電源向綜采工作麵移動變電站供電;2回6kV電源向兩個綜掘工作麵移動變電站供電，1回6kV電源向變電所內1台 KBSG-100/10、100kVA、6/0.69kV礦用幹式變壓器供電。
4)采掘設備配電
在綜采工作麵設一台KBSGZY-800/10、800kVA、6/1.2kV型礦用隔爆移動變電站、;一台KBSGZY-1000/10、1000kVA、10/0.69kV型礦用隔爆移動變電站;工作麵配電點為采煤設備提供1140V、660V、127V電源。綜掘工作麵回風巷設一台KBSGZY-100/6、100kVA、6/0.69kV型礦用隔移動變電站，為工作麵回風巷設備提供660V、127V電源。
采掘設備的用電電壓等級為1140V、660V、127V，掘進工作麵局部扇風機采用三專供電，並實行風電瓦斯閉鎖，
井下供配電係統圖見圖C1073-213-2。
5)井下風電瓦斯閉鎖係統
該礦井為低瓦斯礦井，采用回采與掘進工作麵分開供電。掘進工作麵實行風電瓦斯閉鎖，在每個掘進工作麵配電點設有瓦斯傳感器、聲光報警器及瓦斯斷電儀。當掘進工作麵瓦斯超限或局扇停止運行時，隔爆瓦斯閉鎖真空開關動作斷電，切斷掘進工作麵配電點的電源，同時保證局扇正常運行。
6)掘進工作麵局扇的供電及開關的選擇
本礦井為低瓦斯礦井，全礦井布置了兩個綜掘工作麵，各設置一台KBSGZY-100/6、100kVA、6/0.69kV型礦用隔爆移動變電站;為一盤區掘進工作麵局部扇風機提供電源，每組局扇選用一台QBZ-2X80/660型局扇用組合開關。
3.保護與接地
1)繼電保護
繼電保護配置參照《繼電保護和安全自動裝置技術規程》GB14285-93。選擇PA150係列綜保裝置
(1)主變壓器保護配置：
主保護：速斷保護
後備保護：過流保護;
(2)6kV饋線保護：
1)主保護：電流速斷;
2)後備保護：過電流。
2)漏電保護：
井下中央變電所6kV高壓櫃選用帶漏電保護和絕緣監視的礦用一般型高壓真空開關櫃，盤區變電所6kV高壓選用帶漏電保護和絕緣監視的礦用隔爆型高壓真空配電裝置。引至移動變電站的6kV高壓電纜選用型號為MYPTJ-6kV3X50+3X16/3+3X2.5mm2,礦用移動金屬屏蔽監視型橡套軟電纜。
對660V供電係統井下中央變電所選用帶漏電保護和絕緣監視的KYDZ-1礦用一般型低壓配電櫃。盤區660V供電係統選用帶綜合保護裝置BKD6型礦用隔爆真空饋電開關和帶漏電保護裝置的ZBZ-10M型等礦用照明變壓器綜保裝置。
3)接地：
井下接地保護采用變壓器中性點不接地係統，在井下主、副水倉內用鋼板(其麵積不小於0.70mm2厚度不小於5mm)各設一主接地極板，在各配電點用焊接鋼管分別設局部接地極，並利用電纜接地芯線或專用接地線把所有接地極連接在一起形成一個統一主接地網，所有電器設備的金屬外殼均應和主接地網可靠連接，接地網上任意一點的接地電阻值不大於2歐姆。
4.井下照明
井底車場及附近、主、副斜井、輔助運輸巷均采用固定照明，每隔15m～20m設一套隔爆LED燈;井下機電設備硐室、調度室、候車室、信號站等均采用隔爆熒光燈照明。在綜采工作麵運輸巷、進風巷每隔15m～20m設一套隔爆LED燈，作為半固定照明。綜采工作麵每隔3m(隔架)安裝一套隔爆白熾燈。照明127V電源引自設於巷道內的照明變壓器綜保裝置。
第十二章 智能化係統
第一節 總體架構
一、係統一般要求
瑞能煤業有限責任公司礦井設計生產能力為0.6Mt/a。礦井采用斜井開拓方式，單一水平開采，係統簡單。
根據該礦實際情況，礦井智能化係統包括：礦井主要生產係統、輔助生產係統自動化控製，礦井安全生產環境、人員分布、視頻信息監測監控，調度通訊;礦井自動化控製與信息通訊集成網絡係統和管理信息係統;礦井綜合管理業務係統和決策信息分析係統。實現礦井安全生產遠程集中監測監控、統一調度管理和高效、現代化的經營決策管理。
二、安全、生產監控及自動化係統的總體要求
依據該礦井綜合自動化建設的總體目標，考慮到綜合自動化係統的實際應用要求和將來的發展趨勢，綜合自動化係統集成建設整體方案設計遵循以下設計原則：
(1)可靠性
(2)實用準確性
(3)先進性與實用性相結合
(4)合理性
(5)安全性
(6)高效性
(7)互聯性和可擴展性
(8)易操作性
礦井綜合自動化管理的目標是實現“管控一體化”和“經營決策的智能化”，“管理分析的三維可視化數字化”，其整體體係是由三層結構實現，其中作為綜合自動化係統集成是由綜合自動化信息管理係統和礦井綜合管理決策分析係統組成。
生產安全綜合自動化設備運行係統包括：礦井主要生產自動化係統、礦井輔助生產自動化係統、礦井安全生產監測、監控係統、礦井人員安全定位監控係統、礦井視頻監控係統和礦井調度通信係統，各子係統的實現由各自的監控軟件實現，有上位係統監控軟件、安全生產監控軟件、人員安全監控軟件、視頻監遠程集中調度管理係統、控軟件、調度通信軟件，各子係統通過這些軟件實現獨立的運行和管理，保證礦井生產設備高效可靠運轉和礦井安全生產管理;
綜合自動化信息管理係統，通過架構綜合自動化信息係統平台，對安全生產綜合自動化設備運行各子係統的數據實現統一的采集和管理，建立相應的實時曆史數據庫、關係數據庫，並且通過網管軟件、殺毒軟件、操作係統、自動化設備運行監控軟件，實現對係統運行的監控，構建遠程集中調度管理係統、機電設備運行維護管理係統、安全預警管理係統、網絡軟件運行管理維護係統四個子係統，為礦井綜合自動化係統提供統一協調指揮，設備的可靠運行、安全生產預警、設備維護綜合自動化建設的四個方麵的保障支持，綜合協調解決礦井綜合自動化密切相關的調度、機電、安全、網絡、管理四大核心業務。
管理層由礦井綜合管理決策分析層實現，建設三維可視化軟件平台，對原始數據庫進行數據挖掘，應用數據倉庫軟件技術和建立綜合業務管理平台，為礦領導和相關人員解決實際的礦級管理問題，從而為企業決策者實現管理者駕駛艙、決策分析管理功能;
本礦安全生產監控及自動化係統見圖12―1―1。
三、安全、生產監控及自動化係統網絡結構
礦井自動化控製係統網絡是該礦綜合自動化控製係統的傳輸平台，承擔著礦井各生產係統設備監控層的信息傳輸，對數據傳輸實時性、可靠性、安全性均是工業級要求。
本方案采用最新的計算機網絡、光纖通信和工業以太網技術進行綜合自動化控製網的設計。在煤礦環境惡劣、人員設備(子係統)分散的特殊環境下，構建一個符合礦井安全要求的礦井安全生產綜合自動化控製的傳輸平台。
網絡覆蓋煤礦生產調度中心、井下生產係統、地麵生產係統。井下網絡符合煤礦防爆要求，地麵及調度中心網絡符合工業級標準。
網絡骨幹采用千兆環網技術，核心采用開放型標準的以太網技術和TCP/IP協議，支持環形冗餘，鏈路聚集，提供統一標準化的接入接口，突破了各子係統現場總線沒有形成統一標準的局限性。全網形成一個礦井綜合自動化控製係統的綜合傳輸平台。
圖12-1-1 安全、生產監控及自動化係統網絡框圖
四、安全、生產監控及自動化係統傳輸網絡
該礦井綜合自動化控製網絡係統由地麵控製中心、現場分站、信息傳輸介質、網絡通信接口設備組成，以實現先進的、統一的自動化控製網絡平台，使整個係統配置合理，信息共享，安全可靠，提高指揮效率和安全生產效率。
根據該礦自動化控製網絡承載的業務及數據流量分析，考慮未來網絡業務的擴展性，整個自動化控製網絡骨幹帶寬設計為1000M。即調度指揮控製中心1000M以太環網、井下生產係統1000M工業以太環網、地麵生產係統1000M工業以太環網。同時，各自動化子係統采用部分工業總線作為子係統網絡。
同時，自動化控製網絡為地麵及井下生產係統子係統接入提供100M以太網接口，為全礦各個生產自動化控製子係統提供方便靈活的工業以太網接口，地麵、井下控製子係統均可以方便接入。
借助工業級千兆以太網網絡平台，實現該礦自動化、信息化各係統之間的安全、可靠、高速的數據傳輸，並且滿足企業未來更多業務的應用需求。
五、監控及自動化網絡係統安全
1、網絡不安全因素分析
隨著網絡、通信技術的發展，網絡豐富的信息資源給用戶帶來了方便，同時也給網絡帶來了安全問題的隱患。計算機網絡不僅要保護計算機網絡設備安全和計算機網絡係統安全，還要保護數據安全。
該礦綜合自動化係統網絡平台中，調度數據中心各個數據服務器係統是關鍵係統，需要不間斷為個生產環節及調度中心提供服務。即使發生短暫的業務中斷，也會導致難以估量的經濟和名譽損失。在網絡係統中，經常可能會導致業務係統中斷的主要原因有一下幾類：
① 係統硬件故障
② 應用程序或操作係統出錯
③ 人為錯誤
④ 電腦病毒/駭客入侵
⑤ 自然災害
⑥ 正常的停機
通過以上分析，結合該礦井的實際情況，設計一係列軟硬件安全措施，部署網絡安全係統，保證整個自動化網絡平台及所有子係統接入數據傳輸的安全性，保證綜合自動化內部網絡與企業辦公網絡平台的安全隔離。
為確保全礦井綜合自動化內部網絡平台的安全性，采用了以下網絡安全措施來構建網絡安全體係，包括設備安全、網絡安全、數據安全、數據存儲、災難備份與恢複、與企業信息管理網絡安全聯網安全等內容。
2、設備安全設計
在本係統中使用SIS-3000-FE24安全隔離網閘設備是聯想網禦公司專門針對國家安全企業網絡間網絡安全設計的解決方案，具有基於DMZ的IDS入侵監測功能，通過安全設置，可防禦網絡和應用層攻擊、拒絕服務（DoS）攻擊，提供了先進、高性能的保護。該安全自適應設備除具備防止常規防攻擊外、通過擴展安全模塊，具備文件交換、FTP訪問、數據庫傳輸、郵件傳輸和安全瀏覽功能，並根據TCP和UDP定製訪問功能。
設計在工業交換設備上設定用戶和口令，控製非特權方式和特權方式的訪問權，並且通過設定口令的加密鑰和網絡設備的單向加密機製，使用權口令在配置中以加密方式出現，保證口令的安全性。
設定訪問空間時限，如果管理員在設定的一段時間內（如5秒）不使用，安全設備將自動終止訪問連接。
保證所有網絡設備的物理安全性，防止無關人員接觸網絡設備。
設備BIOS安全設置，杜絕設備“病由口入”，設置BIOS安全密碼，禁用所有上位機及調度中心操作站USB、COM等數據接口（除鼠標、鍵盤、顯示接口外）。
設置技術操作人員、網絡管理人員的網絡設備訪問權限、管理密碼。提高技術操作人員、網絡管理人員的整體網絡安全意識。
通過這些措施，本係統網絡設備可以實現其安全、正常運行，完成這些網絡設備應該完成的功能，為其它的安全措施提供一個安全基礎。
3、網絡安全設計
設計采用常規的網絡安全手段VLAN劃分（劃分數量支持大於256個），在設備上配置訪問控製表，限製內部網絡上隻有維護工作站和網管工作站可以登錄網絡設備；
設計采用自適應進行網絡隔離，防止不可預測的具有潛在破壞性的侵入，外網用戶訪問由自適應進行控製，隻有經過身份認證的用戶才可以訪問自動化網絡。
4、數據流準入控製
設計中采用聯想網禦物理“隔離”網閘，具有高度防止常規、抗DDoS攻擊、入侵檢測功能內網/設備管理聯動、IP/MAC地址綁定及針對網絡安全的專用數據流控製功能。
通過按業務和網絡結構劃分虛擬網絡，將不同的業務分別放在不同的虛擬網內，隔離開來。虛擬之間，可以通過路由器的訪問控製表來控製對某個特定網絡和主機的訪問。
5、網絡防病毒設計
整個綜合自動化控製網絡係統比較多，各係統的現場接入層設備種類比較多樣，作為工業控製網絡，本身安全係數比較高，接入的網絡各係統的設備要有嚴格的要求，比如工控機，除鼠標鍵盤外，其他的硬件的外接設備，比如USB接口等數據通訊的接口全部禁用，以防止網絡感染病毒等。
任何一點沒有部署防病毒係統，對整個網絡都是一個安全的威脅。所以，一個好的防病毒係統應該能夠覆蓋到每一種需要的平台。
客戶端：一般運行Windows 98/2000/XP/Vista等操作係統，目前也有運行Windows Vista以及Windows NT Workstation、Linux、Mac等操作係統的。不管用戶使用什麼操作係統，都必須具有相應的防病毒軟件進行安裝防範。
選擇國際著名的安全產品廠商卡巴斯基的防殺/病毒產品。同時，建立整套安全策略，提供全體員工的安全防範意思，保護好每台接入網絡中的設備，才能實現高速穩定安全的信息化網絡係統。
第二節 安全、生產監控及自動化係統
一、安全、生產監控及自動化係統方案
1、安全、生產監控及自動化係統方案選擇
根據該礦井的實際情況，安全生產監測監控係統重點解決以下三個方麵的內容。
（1）設立安全監控地麵分站，實時監控通風機房的工作狀況，采集監測點的電流、電壓和設備的運行工況。
（2）建立井下安全監控網絡，依照規程和規定的要求，合理設置有關測點布置，將中央變電所、主排水泵房、井下膠帶輸送機、局部通風機的狀態和井下生產環境參數納入到監測網絡之中。
（3）接入全礦井綜合自動化係統，以達到直觀準確地監控生產安全狀況。
2、安全、生產監控及自動化係統主要設備選型
該礦設計能力為0.6Mt/a，低瓦斯礦井，開采煤層屬Ⅰ類容易自燃煤層，煤塵具有爆炸性。該礦目前使用的煤礦安全生產監測係統為KJ110N係統，從性能、價格、市場占有率及現場使用的反饋等綜合方麵考慮，礦井機械化改造後，安全生產監測係統仍采用KJ110N係統，同時該係統軟件平台采用Windows2000操作係統。
二、安全監測監控係統
1、係統設置
安全監測監控係統設置有地麵中心站，地麵分站，井下分站。地麵中心站設在工業場地的生產調度室。
地麵中心站設置有係統主機，圖型終端，打印機等係統設備；有關領導和科室設置圖形工作站。係統主站配套設置安全生產監測監控係統雙機熱備切換功能。
地麵共設置1個分站，設置於風井變配電室。設置甲烷傳感器1個，風速傳感器1個，負壓傳感器1個，風門傳感器2個，設備開停傳感器2個，溫度傳感器1個。
井下共設置4個分站，分站1安置在井下中央變電所內；分站2安置在綜采工作麵巷道口；分站3安置在第一掘進工作麵巷道口；分站4安置在第二掘進工作麵巷道口。共設置瓦斯傳感器11個，一氧化碳傳感器5個，溫度傳感器5個，風速傳感器2個，負壓傳感器1個，水位傳感器2個，設備開停傳感器7個，風門開啟傳感器6個，饋電狀態傳感器2個；風筒傳感器2個；煙霧傳感器2個。
2、係統配置數量表
① 地麵中心站設備配置見表12－2－1。
三、生產監控和自動化係統
1.生產監控和自動化係統概述
礦井綜合自動化係統集成項目的成功關鍵點在於全礦安全生產各個子係統的接入，這一點也正是體現係統集成商的技術勢力的關鍵點。根據該礦綜合自動化係統要求，全礦須接入的生產子係統主要采用三種方式接入綜合自動化監控係統。
（1）對於PLC係統直接與子係統控製器連接。
（2）對於DCS係統直接與子係統控製器連接。
（3）對於總線接入的子係統控製器與提供接口轉換模塊連接。
2.生產監控係統組成
（1）井下係統規劃：
① 綜采工作麵係統接入與信息上傳調度中心，包括如下係統；
液壓支架電控接入；
采煤機信息接入；
負荷中心接入；
乳化泵站接入；
噴霧泵站接入；
工作麵刮板、破碎、轉載信息接入。
② 盤區變電所係統接入實現調度中心監測與控製，實現無人值守；
③ 中央變電所係統接入實現調度中心監測與控製，實現無人值守；
④ 中央水泵房係統接入實現調度中心監測與控製，實現無人值守；
⑤ 主煤流係統包括工作麵刮板、破碎、轉載、順槽、盤區大巷膠帶、大巷膠帶、主斜井膠帶、上倉膠帶、原煤倉計控接入實現調度中心監測與控製；
⑥ 掘進包括2個綜掘麵掘進機的開停狀態信息接入實現調度中心監測；
⑦ 移動壓風係統就近接入井下工業交換機，信息接入實現調度中心監測。
（2）地麵係統規劃：
1）變電所各係統接入與信息上傳調度中心，包括如下係統；
工業場地變電所；
風井場地變電所；
工業場地10KV配電箱。
2）井下水處理係統；
3）日用消防係統；
4）汙水處理係統；
5）鍋爐房計控係統；
6）淨水站計控係統，包括井下消防係統；
7）風井場地主扇機房計控係統；
8）壓風機房計控係統。
（3）礦井輔助係統規劃：
① 工業電視及大屏係統；
② 通信係統；
行政通信；
調度通信：
③ 礦井安全監測監控係統；
④ 人員定位係統；
⑤ 礦壓監測係統；
⑥防滅火係統，束管監測係統。
（4）調度中心規劃：
調度中心信息平台；
調度中心調度平台；
調度中心安全、生產信息管理平台-MES。
（5）工業控製網絡係統：
地麵工業控製環形網絡係統；
井下工業控製環形網絡係統。
3.生產監控和自動化係統的網絡結構（見表12―2―4）
4.生產監控和自動化子係統構成及其功能
（1）掘進監控係統
該礦掘進係統包括：兩個綜掘麵，監測掘進機及其它負荷開關的開停狀態和電量、保護信息，信息接入上傳實現調度中心監測。
係統方案：在掘進機係統移動變電站配電櫃供電出線端安裝電流型開停傳感器，監測掘進機供電狀態，從而監測掘進機的開停狀態；開停傳感器信號就近接入安全監測監控係統的監控分站，實現信息上傳至監測監控係統的上位機，安全監測監控係統的上位係統提供RJ45接入中心機房核心交換機，數據協議為OPC，數據進入綜合自動化數據采集係統，從而實現把掘進係統的掘進機開停監測納入到綜合自動化係統中。
為了實現對綜掘工作麵的掘進機、橋式膠帶轉載機、可伸縮膠帶運輸機、局扇的開停狀態檢測，為每台設備設一台防爆開停傳感器，接入就近監控係統。綜掘膠帶機和大巷膠帶機閉鎖控製，即在大巷膠帶機啟動後，綜掘膠帶才能運行。
通過本係統的實施，實現對掘進工作麵掘進機、橋式膠帶轉載機、可伸縮膠帶運輸機和局扇的開停狀態實時監測。
（2）礦井地麵變電所監測係統
變電所各係統接入與信息上傳調度中心，包括如下係統；
工業場地變電所；
風井場地變電所；
各變電所配套要求上一套電力綜合保護係統，綜合保護係統需求具有如下功能：
監測變電所進線參數如電流、電壓、進線開關狀態等；
監測變壓器參數如溫度、出線電流、電壓等；
監測各個饋電開關的工作狀態、電流等；
綜合保護具有具有就地合分閘功能和就地顯示功能；
綜合保護係統具有通訊功能，接口要求為RS485接口，協議為標準Modbus，開放數據格式、地址和量程；
綜合保護係統通過通訊具有遠方合分閘功能。
在配套具有以上功能的綜合保護係統，配套安裝一套接口轉換器，實現接口轉換：RS485轉換RJ45接口，使電力綜合保護係統在硬件接口上滿足接入在井上形成的工業以太網絡數據傳輸平台。各係統就近接入井上工業以太環網交換機。
通過各變電所電力綜合保護係統的接入，在調度中心實現監測變電所的運行參數和饋電開關的運行狀態，實現遠方合分閘功能，最終實現各變電所無人值守功能。
（3）束管監測係統
配置1套束管色譜微機監測係統，由地麵抽氣泵、氣體采樣控製櫃、束管專用色譜儀、分析儀器櫃、雙通道24位A/D轉換器、32路係統輸出控製器、工業控製型微機等設備和井下束管、分路箱等組成，並配置係統分析控製軟件，通過束管取樣，分析采空區、密閉區及巷道中的氣體成分和濃度，實現對礦井自燃發火情況的早期預測預報。
束管監測係統監測室設於聯合建築內。係統工控機通過RJ45接口就近接入礦井工業以太環網，將信息上傳至礦調度中心。
（4）電液監測、監控係統係統
電液監測、監控係統指工作麵液壓支架監控係統，同時對頂板壓力進行監測。
采煤機、液壓支架係統監控係統，將該監控係統數據上傳到礦調度室，實現調度中心對采煤機與液壓支架的運行狀態及有關運行參數進行監測。
采煤機、液壓支架監控係統推薦采用PM32電液控製係統。
這一部分方案設計包括液壓支架、順槽主機、采煤機位置監測和係統井上、井下通訊部分。
① 液壓支架控製係統
係統包括單個支架控製單元係統及將所有支架上的單元係統通過必要的共用或附加設備聯接起來的控製網絡。
每台支架控製單元包括支架控製器1個，電磁線圈驅動器1個，推移千斤頂行程傳感器1個，立柱壓力傳感器1個，以及將上述設備連接在一起的電纜、固定安裝所需的附件等。
② 順槽主機控製係統
順槽主機係統包括井下防爆主控計算機1台，網絡服務器1台，及主動型電流變換器、限流器、本安接線盒等。各元件之間的連接電纜，順槽主機到工作麵的數據通訊電纜2條，通訊電纜為兩對兩芯雙絞線。
順槽主機係統收集、顯示、存儲工作麵係統的監測信息，具有保護係統及控製軟件，並可對工作麵係統實施控製（如啟動跟機自動化、配置參數等），順槽主機係統具有多種標準數據通訊接口，可與第三方設備進行數據通訊（如與采煤機通訊獲得位置信息）並具備各種井上下通訊解決方案接口。
③ 采煤機位置監測係統
采煤機位置監測采用如下方式：在采煤機上安裝采煤機位置檢測發射機，其主要用來監測采煤機位置與運行方向信息並負責發射出去，發射機與接收機之間的通信方式采用短距離無線通信的方式，支架上每隔30架安裝1個采煤機位置信息接收機，接收來自發射機的位置與運行方向信息並與控製器通信把以上信息傳輸給控製器，來監測煤機的位置和運行方向信息，實現支架跟機自動化。
如果工作麵采用進口采煤機，本身配備采煤機監測裝置，帶有通訊接口，自接或通過網絡轉換設備與順槽主機通訊，實現支架自動跟機的操作。
④ 井上、井下通訊係統
PM32係統采用井上下數據傳輸及顯示係統－井下寬帶接入法。
從順槽主機向井下網絡提供了一個軟件接口，通過礦用隔爆寬帶通信站，將順槽主機的數據接入到井下環網。
係統可實現以下功能：
① 手動控製單台液壓支架動作；
② 自動順序聯動單台支架；
③ 支架成組自動控製；
④ 跟隨采煤機運行方向和位置的支架自動控製；
⑤ 閉鎖及緊急停止功能；
⑥ 支架在工作中發生卸載時的自動補壓功能；
⑦ 在控製計算機自動啟停支架；
⑧ 在主控製計算機上能顯示支架控製器上能夠獲得的信息；可顯示包括工作麵支架工況（傳感器值）及狀態（位置），工作麵形態，采煤機位置等內容的清晰而又形象直觀的圖形，還可調出曆史狀況。
⑨ 基於主控製計算機通信接口的多樣靈活和軟硬件資源的潛力，可與其他設備（如采煤機，刮板輸送機，負荷中心等）的監控計算機聯網通信，顯示相關信息。
⑩ 主控計算機具備與地麵計算機聯網通信的功能，提供實現地麵監控的條件。
（7）井下作業人員考勤及車輛定位係統
整個係統的硬件主要由定位分站、射頻收發器、識別卡、傳輸通信部分和地麵中心站信息發布子係統、井下人員分布實時顯示子係統。全係統在完成後必須具備以後接入信息網的接口。可以提供優良的接口軟件或綜合管理軟件，聯網格式依據 《井工煤礦安全生產信息係統技術標準》設計，也可根據用戶的特殊要求進行重新設計。可靈活接入礦內信息網絡內，實現礦井全係統（含現有的安全監測係統和管理係統）聯網，構成多功能的安全生產管理監測係統。工程建設的目標就是要為控製中心統一調度決策提供準確的信息，及時獲得井下人員、車輛的分布狀況，為礦井現代化、信息化管理奠定堅實的基礎。
① 監控室設備設置
地麵監控設備為整個KJ138係統核心，負責整個係統的業務數據采集、處理、發布，包括係統監控主機、數據接口及軟件平台（包括數據平台及發布平台），係統設備一般設置在監控中心或調度室，配備專業人員進行係統使用與維護。為保證係統能連續的可靠運行，需為係統配置一套UPS電源係統。係統主通訊利用以太網通訊方式，預留數據接口為設備調試使用。
② 係統線纜敷設
根據該礦的信息化整體設計，井下人員管理係統采用工業環網組網工作方式。主通訊信號傳輸使用工業以太環網進行傳輸。
該礦為斜井開拓，目前共有井口3個。根據現有礦井情況並結合KJ138係統總線傳輸方式特點，係統環網接入點共有3處，傳輸電纜分別自主井驅動機房、井底中央變電所及一盤區變電所引出敷設。
③ 井下設備布放
經過對一般煤礦技術規格和要求的分析，人員定位考勤係統井下布放方案如下：
結合KJ138人員考勤定位係統結構的特點，通過定位分站加射頻收發器的係統結構，對井下人員車輛流動的主要巷道、硐室進行信號覆蓋，檢測人員分布和人員車輛流動狀況；
井下定位分站和射頻收發器的布置情況一般遵循如下情況：
所有出入井井口、對應的井底、井下重要硐室、采區口、工作麵巷道口等位置應設置井下定位分站和射頻收發器，以保障可以及時獲取井下重要區域的人員分布信息情況。
井下分站及收發器設置
根據該礦目前的井下巷道開拓開采情況，配置27台本安射頻收發設備滿足井下人員的定位及考勤管理工作及車輛移動監測。定位分站及收發器設置在主斜井及井底車場、副斜井及井底車場、中央水泵房變電所、掘進工作麵巷道、井下運輸巷、材料庫等位置。以3個射頻收發器配置一台分站考慮，每台分站預留一個射頻收發器接口。方便現場設備安裝變化的隨時調整。
④ 識別卡配備
本安標識卡為下井工作人員隨身攜帶在腰帶、礦燈繩上無金屬屏蔽位置或固定到需監測的移動車輛上。由礦上係統管理人員向下井工作人員頒發並裝備標識卡。
⑤ 係統聯網
針對煤礦企業提出的整體信息化監控的建設要求，係統根據“煤礦井下人員管理信息係統聯網軟件應用技術與功能要求”提供軟件接口。接口技術采用安全穩定、適應多係統平台開放式框架結構、開放統一的數據格式的網絡技術要求，符合今後信息化規劃發展方向。
四、礦井視頻監視係統
1.礦井視頻監視係統的內容
工業電視大屏幕顯示係統主要包括一下建設內容：
（1）工業電視監控係統
通過視頻技術，實現在礦井調度指揮中心及時掌握地麵、井下重要生產環節、設備運行狀況、關鍵的安全管理崗位人員情況；
（2）大屏幕顯示係統
通過大屏幕更加直觀的看到地麵、井下重要生產及設備監控點的狀況，為生產過程中、技術方案分析等，為領導進一步決策提供直觀依據。
（3）LED顯示係統
顯示各項通知、歡迎語、通報等信息。
2.礦井視頻監視係統的解決方案
依據該礦綜合自動化建設的總體目標，考慮到工業電視及大屏幕顯示係統的實際應用要求和將來的發展趨勢，本著先進、實用、最大限度的減少維護工作量的原則
工業電視監視係統是利用光纖作為主要傳輸介質，將所有監控點的實時圖像傳送到調度中心，通過全礦計算機網絡傳送到各級礦領導終端的辦公室，使煤礦調度中心人員和礦級領導能夠直觀、快捷的了解生產一線情況，掌握重要設備的實時工況，提高科學指揮和管理的現代化水平。
視頻信號通過光端機將前端的視頻信號還原，上傳至數字視頻錄像機進行信號處理，再通過數字視頻錄像機獨具的視頻環輸出到調度室的工業大屏顯示係統進行處理，調度指揮中心的流媒體服務器還通過采用的MSDE數據庫服務引擎完全可以滿足整個係統上百個監控點及後台幾十個用戶的訪問。
軟件利用組態化地配置係統的硬件，並納入統一的控製處理框架之下，通過友好的人機界麵，實現對攝像機、外部設備的控製能力，具有可配置的監控輸入、輸出能力，通過對所監控環境參數的數據測量，可提供組合的報警設定能力，在監視目標出現報警時，可配置觸發對視頻信號記錄保存，以備事後分析處理；還可以設定在出現報警時，實施多媒體報警，並進行自動控製。
數字硬盤錄像機和網絡視頻服務器具有容量大、流量高、維護方便的特點，可單機工作，也可多機互連構成大型視頻中心，服務器端軟件采用了成熟的LAMP（LINUX+APACHE+MYSQL+PHP）結構，可以進行係統級聯。
網絡視頻服務器直接連到企業網上，領導可以在辦公室有權限的調看各重要生產環節的狀況，網絡視頻服務器提供多路視頻輸入，可以在PAL或 NTSC視頻係統上使用。
網絡視頻服務器包括服務器端程序和客戶端程序。它提供了友好的用戶界麵。也可選用WEB方式瀏覽。使用一個標準的客戶端軟件或IE瀏覽器，您可以直接瀏覽服務器端任何一個視頻輸入端的圖像。
數字化視頻監控終端（客戶端）采用了C/S（Client/Server）和B/S（Browse/Server）兩種結構，隻需安裝一個客戶端軟件，即可完成客戶端的功能；采用B/S結構的係統隻需訪問服務器端特定的網頁即可完成各項功能。客戶端實現的功能主要有：
實時瀏覽——客戶端也可選擇一、四、九、十六多種顯示界麵對服務器傳出的視頻圖像進行實時瀏覽。
控製功能——向服務器端提交用戶名和密碼，進行相應權限的遠端控製功能，主要是雲台的控製功能。
3、礦井視頻監視點的設置
工業電視係統作為礦井綜合自動化係統的一個子係統，可以比較直觀的掌握礦井主要生產環節的實際狀況。
具體攝像點配置見表12―2―7。
工業電視係統共設置25台攝像機，其中地麵辦公區及工業場地的重要場所設置16台，井下設置9台低照本安黑白固定攝像機。井下攝像機全部采用光纖傳輸，地麵攝像機使用彩色/黑白攝像機，距離遠的采用光纜傳輸，並采用抗雷擊及強電氣幹擾技術。
第三節 計算機管理信息係統
一、管理信息網絡概述
該礦設計部署完整的煤礦信息化管理網絡平台，為未來煤礦產品的銷售信息、物資采購信息和庫存信息、財務管理信息、生產調度信息、安全管理信息及Internet上網業務為核心的企業計算機管理信息化係統提供硬件傳輸平台。
從應用上來看，該礦信息化管理網絡將主要承載的是企業內部辦公業務管理信息，隨著企業信息化管理水平的不斷提高，辦公應用的逐步豐富，還將包括在網絡平台上傳輸視頻會議、VOIP等視頻、語音多媒體業務數據。
二、係統組成
企業信息化管理網絡平台建設包括：綜合行政辦公樓、單身公寓樓群、浴室/燈房聯合建築樓、招待所、食堂、器材庫/材料庫、聯合維修車間、工業場地變電所、地磅房等建築。
三、接入公司及互聯網
該礦信息化管理網絡平台主要實現企業經營管理係統平台的運行，除了進行安全生產監控和相關的辦公自動化業務外，還要接入Internet、與公司聯網。除滿足煤礦企業日常辦公外、還需訪問豐富的外網資源，同時出差員工等移動用戶有在外安全的接入建北煤礦數據網絡的需求。
互聯網出口安全上，使用高性能網絡安全自適應設備，一方麵可以實現大容量NAT的需求，另外一方麵可提供VPN移動辦公和遠程辦公功能，設計在互聯網出口處選擇多業務。高性能、高可靠Cisco ASA5520 千兆以太網安全設備，保證用戶高速穩定與Internet和公司的聯網，並且通過設備內置IOS的有效安全策略能阻擋外部的病毒和各種非法授權行為的攻擊，提供一個安全、可靠、快速的上網通道。
互聯網出口上，設計該礦網絡出口使用高性能路由設備，信息化管理網絡主要出口是接入Internet、公司網絡，設計使用的Cisco模塊化多業務集成路由器，根據該礦接入電信運營商或集團公司線路的不同，可以配置不同路由接口模塊，以滿足需求。未來，可以輕鬆實現多業務的擴展，包括VPN、VOIP、視頻等。
四、信息網絡安全及策略
係統的安全性包含了網絡、設備及軟件多方麵的內容，通用型網絡和軟件必須配備完善的安全保密措施（如防火牆、防病毒等），以保證係統安全穩定地運行，必要時可以犧牲一定的帶寬或速度來保證安全性。
1、網絡安全
采用常規的網絡安全手段VLAN劃分（劃分數量支持大於256個）；
采用防火牆進行網絡隔離，防止不可預測的具有潛在破壞性的侵入；
采用入侵檢測係統實時檢測各種攻擊行為並實時做出各種預先定義的響應；
采用漏洞掃描係統定期對網絡進行安全分析發現並修正存在的漏洞；
外網用戶訪問由防火牆進行控製，隻有經過身份認證的用戶才可以訪問自動化網絡。
安管裝網絡版防病毒軟件（使用網絡安全管理係統，具有IP地址管理、客戶端管理及遠程監控、網絡設備理等功能；
設立完備的身份認證及操作權限機製。對人員進行劃分，設定終端權限；
設置係統快速恢複機製；
具備遠程維護能力；
保證綜合自動化控製網與企業管理信息網的物理隔離，同時保證兩網間信息通信的安全。
2、數據安全
數據中心數據庫係統是關鍵係統，需要不間斷的為客戶提供服務。即使發生短暫的業務中斷，也可能導致難以估量的經濟和安全損失。充分考慮導致業務中斷的原因，如係統硬件故障；應用程序或操作係統出錯；人為錯誤；電腦病毒/黑客入侵；自然災害；正常的停機及影響正常運行的諸多因素，在係統中斷時，能夠在最短的時間
內恢複數據，所以需要采用一套統一存儲和離線備份係統，對數據庫中的數據，進行保護。係統應在軟、硬件兩方麵保證網絡安全和抗幹擾能力。
采用網絡防病毒軟件完整檢測和清除服務器和工作站的各種病毒和惡意程序；
相關業務部室隻能通過web服務器有權限的分級瀏覽自動化網絡數據信息，確保數據安全；
3、電源安全
設計采用UPS不間斷電源來保證網絡節點設備的供電安全性
選擇真正具有防雷功能的國際知名品牌UPS電源係統，其為業內獨一無二的UPS防雷技術，內置D級防雷裝置，可承受8/20us 6KV/3KVA的浪湧衝擊；
在調度中心/機房綜進線出增加B+C級防雷模塊；
模塊設計--無需停電就可更換防雷器模塊；
高電流--100KA/20μS的過載電流；
全保護--提供相對中、相對地、中對地的全麵保護；
長壽命--長達二十年；
反複使用--可多次雷擊後仍反複使用；
安裝方便--可直接安裝在配電箱上；
免維護—可做到無人值守，及惡劣環境（-40℃至70℃）。
4、完善的係統安全可靠機製
針對應用人員，提供標準統一的應用係統授權管理。對應用係統中的資源，如應用係統菜單，畫麵，報表和文檔等使用權進行集中管理。同時，對應用係統使用者的賬號進行集中管理。提供統一的標準登錄畫麵和應用畫麵模版，提供對指定賬號、指定資源權限檢查。可以對資源的使用者權限進行跟蹤和控製，應用係統的最終用戶可對所有的資源和資源使用者進行集中的授權管理。有效的防止非法操作，並可對非法操作記錄進行追溯。
用嚴密的用戶及權限管理，嚴格控製用戶所能訪問的資源。
COM組件封裝數據庫的連接，防止泄漏數據庫的重要數據。
級用戶的權限自動屏蔽管理，支持SSL加密通訊。
第四節 通 信
該礦近期剛完成了對原井上下通訊聯絡係統進行了升級改造。安裝了126門SW-2000DX數字程控交換機係統一套，重新敷設了井下30對礦用通信電纜。該係統具備與外網固定電話和移動電話聯網功能，滿足礦井機械化改造後對通信係統的要求，故礦井機械化改造後通信係統維持不變。
SW-2000DX型數字程控交換機還設有中繼回路出口，可與礦外通信係統接通。中國移動、聯通等公司的移動通信信號已覆蓋礦區，可實現無線通信。
第十三章 地 麵 建 築
第一節 設計原始資料和建築材料
一、氣象條件
見第一章第一節。
二、工程地質及地震資料
（一）礦井設計的工業場地地位於魯寺村東端的西溝內，溝底較平緩，寬約100多米，長700m左右，溝底原始標高為+940~+945,西側為山坡，東側有一條土路，標高為+956。西溝北端的延長部分標高逐漸抬高。逐漸變窄，為二山之間的穀地，築有一個小型水庫。
（二）工業場地的工程地質，設計參考了1.陝西省一九四煤田地質勘探隊於1986年10月提供的陝西省黃陵1、2號井口露頭勘探資料中，黃陵2號井第L2號鑽孔柱狀描述。第四係複蓋層為腐植土，中含坡積碎石。底部為碎石層。2陝西省黃陵礦區李章河礦井及洗煤廠初設中工業場地資料為亞粘土。容許承載力[R]=10t/m³。3.緊靠本場地東林科所建築物的有關資料。同時認為在施工圖設計前應進行鑽探。摸清工程地質情況，以合理確定建構築物基礎及場地布置。
（三）跟國家地震局蘭州地震大隊關於渭北黃陵礦區地震烈度鑒定意見。該場地的地震基本烈度為6度。
三、建築材料
當地的石子、料石豐富。黃土可供燒磚，鋼材、木料、水泥、砂子等均需要外地運入。
四、地麵建築設計主要技術原則
1、本礦井設計服務年限18.1a，地麵建築使用年限按25a設計。
2、根據《建築設防分類標準》GB50223規定：通風機房、變電所、日用消防泵房等抗震設防類別為乙類；其餘建築物的抗震設防類別應為丙類。
3、建築物的結構安全等級：根據《建築結構可靠度設計統一標準》。確定驅動機房及生產係統建築、通風機房的安全等級為二級，其他均為三級。
4、建築物的耐火等級：驅動機房、變電站、機修車間、產品煤倉的耐火等級為二級，其他定為三級。
第二節 工業建築物與構築物
礦井地麵建築根據《煤礦工業礦井設計規範》GB50215—2005的有關規定，確定結構形式及設計規模。
一、生產係統主要建（構）築物
生產係統由驅動機房、輸送機棧橋、篩選裝車車間、產品煤倉、矸石倉組成。
驅動機房為2層鋼筋砼框架結構，采用鋼筋砼整片基礎。
井口至驅動機房膠帶輸送機走廊，設計為砼框架結構；驅動機房至篩分選矸樓輸送機棧橋機及各產品煤膠帶輸送機棧橋，設計為鋼結構，鋼筋砼筏板基礎。鋼結構的跨空結構用鋼桁架，彩色鋼板聚苯乙烯保溫板圍護。鋼支架基礎為鋼筋砼十字條形（用於四柱）或鋼筋砼筏板基礎。在走廊中間選擇合適位置設安全疏散鋼梯。
副井井口房、副井絞車房采用磚混結構，毛石條形基礎。
二、輔助生產係統主要建（構）築物
機修車間、材料庫、綜采設備中轉庫為門式鋼架結構，輕型鋼屋架，彩鋼板複合保溫板屋麵，磚牆圍護。鋼筋砼獨立基礎。
其餘小型庫房，變電所、煤樣室、熱風爐室、空壓機房等為磚混結構，毛石條形基礎。
建在工業場地的高位水池，調節水池、井下水處理站中水池均為鋼筋砼結構，鋼筋混凝土為防水混凝土，抗滲等級為S6。
礦井救護、消防依托黃陵縣礦山救護隊。本礦僅設輔助救護隊，其辦公、救護器材設在浴室燈房聯合建築中，其麵積指標按考慮兼職救護隊計算。
第三節 行政、生活福利建築
一、行政、生活福利建築的設計依據
設計中行政、生活福利建築均利用現有建築。根據礦井生產能力及原煤生產在籍人數，按照《煤炭工業礦井設計規範》GB50215—2005，給定的行政、公共建築和生活福利設施麵積指標，對各建築物的麵積進行了核算，認為現有行政、生活福利建築滿足該礦的實際需要，不再另行建設。
三、單體建築設計
1、井口浴室、燈房、聯合建築
浴室燈房聯合建築是包括井口浴室、礦燈房、井口等候室、任務交代室、保健急救及輔助救護等多功能的聯合建築。為已有建築，該建築為三層框架結構，砼獨立基礎。
入浴人數設備計算如下：
最大班出勤人數：145人
總入浴人數：145×1.35＝195.75，取196人
男入浴人數：196×0.95＝186.2，取186人
女入浴人數：10人
男浴室淋池浴人數比例3：7，則淋浴人數為186×0.3＝55.8，取56人，池浴人數130人
淋浴器每5人一個，則淋浴器12個，池浴工人泡澡後還需淋浴衝洗故增加14個，一共26個。
池浴麵積0.2m2/人，則0.2×130＝26m2，取28m2
臉盆數每30個人一個，共設置6個。
女部全部采用淋浴，淋浴器2個即可，但考慮探親家屬入浴，選用3個，臉盆1個。
根據有關規定，按原煤生產在籍人數每人設置閉鎖式更衣櫃一個，該櫃可分別存放工作服及清潔服。原煤生產在籍人數為646人。女職工數量按5％計算，女職工646×5％＝32.3，取32人；男職工為646-32＝614人，考慮2%的富餘量，所以男更衣櫃數量：626個，女更衣櫃數量：33個。
附表：井口浴室設備數量表 11-3-1
井口浴室設備數量表
表10-3-1
序號 項目名稱 單位 計算數量 采用數量 備注
1 男浴池麵積 m2 26 28
2 男淋浴器個數 個 26 26
3 男更衣櫃個數 個 626 626
4 男洗臉盆個數 個 6 6
5 女淋浴器個數 個 3 3
6 女更衣櫃個數 個 33 33
7 女洗臉盆個數 個 1 1
2、礦辦公室
現工業場地有機關辦公樓一棟（兩層），磚混結構，毛石條形基礎，建築麵積553m2；場前區辦公室一座（單層），磚混結構，毛石條形基礎，建築麵積138m2；輔助生產區有辦公室一座(單層)，磚混結構，毛石條形基礎，建築麵積114m2；煤管科辦公室一座（單層），磚混結構，毛石條形基礎，建築麵積287m2。各辦公場所建築麵積合計為1092m2。基本滿足煤礦生產要求，故不再新建辦公樓。】
3、單身宿舍
場前區現有單身宿舍樓一棟（五層），磚混結構，毛石條形基礎，建築麵積2512.5m2；以滿足單身職工住宿需要，故不再新建單身宿舍。
建築物、構築物特征表，詳見附表11-3-2。
第四節 居住區
該礦已經有了規模較大的家屬區，其中五層家屬樓有5棟，還有平房若幹；且在礦區附近已有學校、醫院、商店，均可加以利用，故本著節約的原則，不再新建。
第十四章 給水排水
第一節 給 水
在這次機械化改造中，地麵設施和主要建築物均不變，因此所用水源和地麵給排水係統也維持不變。
該礦現用水源為第四係潛水。在西溝和沮水河的交彙處打有大口井。通過水泵將水送至高位調節水池。高位調節水池的容積為100 m3，標高為985m，能滿足工業場地建築物和井下灑水對水壓的要求。
為保證消防用水，在地麵還建有日用消防水池一座，其容積為200 m3。
給水管道管徑為75-150mm，采用給水承插鑄鐵管，工作壓力為0.75MPa用石棉水泥接口。Dg≦50mm的采用焊接鋼管，用絲扣連接表麵刷石油瀝青防腐。該地區的凍土深度是0.65m，所以管道的埋深要大於1m，在工業場地布置地下消火栓，發生火災是所需要的壓力由消防泵臨時加壓供給。
機械化改造後的用水量見表14－1－1和14－1－2。由表知，機械化改造後，該礦工業場地的生產、生活用水量為173.83m3/d，其他用水量為26.07 m3/d，井下灑水用水量為381.65m3/d，總計581.55m3/d。現有水源日供水量為638.7 m3，能滿足要求。
第二節 排 水
一、廢水來源
礦井的廢水來源有三部分。一部分是單身宿舍樓，辦公樓的糞便汙水，比較髒，汙水量每日為約20m3。第二部分是洗澡廢水和洗衣房廢水等，每日為約121m3。第三部分是井下排水，每日1440m3，含有少量煤泥。
二、排水係統
該礦現有排水係統不變。
現有的排水係統采用分流製：各用水點排放的汙廢水經汙水幹管集中排至汙水處理站。處理流程如：
沉澱池的麵積為20m×8m深2m，分為二格。化糞池的容積為二座30m3。調節池麵積為6m×6m，深4m。淹沒式生物濾池為4m×3m，全高5m。汙水泵選二台
型，一台工作一台備用。鼓風機選二台D22×21-5/5000型，一台工作一台備用。由於工業場地的地形起伏比較大，管道采用混凝土管，用水泥接口。
第三節 室內給排水
該礦現有室內給排水係統不變。
該礦工業場地現有的大部分建築物都設有給水排水管道，但室內都不設消火栓栓。消防由室外消火栓來保證。
洗浴用熱水由現有的CLSG0.5常壓熱水鍋爐提供。由鍋爐送來的熱水先送至設在浴室屋頂的鋼板水箱(容積為15m³)，與涼水混合至40℃後供洗澡用。
浴室內設有池浴與淋浴。池浴淨麵積24m²，淋浴器29個。淋浴係統采用單管，便於使用，室內給水管用鍍鋅鋼管，排水管用排水承鑄鐵管。
第四節 井下消防灑水
一、井下消防
根據煤礦井下消防、灑水設計規範(GB50383-2006)要求，井下消火栓，設計流量2.5L/s，按三個消火栓同時使用，消防流量為7.5L/s，火災延續時間6h，一次消防用水量為162m3。
消防水量貯存在地麵高位水池內，有保證消防水量不被動用的措施。井下消防和井下灑水管道合用，用焊接鋼管送至井下。鋼管要用環氧煤瀝青進行防腐處理。
1.增壓設備
由於開采深度淺，地麵水源不具備靜壓供水條件。為保證井下消防、灑水壓力要求，確定采用動壓供水。
加壓設備為65SG40-80型離心式清水管道泵，一台工作，一台備用。其工作參數為Q=40m3/h，H=40m。每台泵所配電動機功率為18.5KW，電壓380V。
2.消火栓布置
在井下中央變電所、油脂庫、主斜井井底車場、一盤區變電所、注氮硐室、工作麵進、回風巷口、掘進巷道入口、膠帶輸送機機頭處、 煤倉附近、膠帶輸送機大巷每隔50m;傾斜巷道、回風巷道每隔100m，均要設消火栓。
消火栓的規格為DN50的帶閥門的三通支管、水龍帶及接口組成。水龍帶采用塗塑及氯丁橡膠襯膠水龍帶，便於長期存放不會發生黴變和腐蝕。水龍帶、水槍及接口管件應存放在標誌明顯、取用方便的地方，且不得妨礙井下其他設備工作。
2.滅火器
在井下中央變電所、中央水泵房、等候室、消防材料庫、一盤區變電所、注氮硐室、帶式輸送機機頭處，根據規範要求均應設置滅火器。選用磷酸銨鹽幹粉滅火器和碳酸氫鈉幹粉滅火器不同規格型號共32具，供緊急狀態下滅火要求。在選用滅火器時一定要有產品合格證的廠家生產的產品。
二、井下灑水
井下灑水全日總用水量381.65m3/d，最大小時用水量47.93m3/h(見井下用水量表14-1-2)。 井下消防灑水係統見附圖C1073-845-1。
井下灑水采用動壓供水,消防和灑水合用一條管道，由副斜井井口進管，主幹管為DN100的焊接鋼管,管道延伸到全部用水點,井下管道采用支狀管網。
設有供水管道的大巷及回風巷、運輸巷等巷道每隔100m，掘進的煤巷每隔50m，均要設置一個DN25的給水栓，做為衝洗巷道清除煤塵用。
為消除煤塵改善工作環境，在采掘工作麵、采煤機的內外噴霧和煤倉、膠帶輸送機的機頭、轉載點，均應設置噴霧降塵裝置。在采煤工作麵運輸順槽、回風順槽靠近出口及距工作麵50m處，裝煤點下風向20m處，膠帶輸送機巷道、采區回風巷、回風大巷等均應設置風流淨化水幕。有噴霧灑水和風流淨化水幕的地方均設截止閥。設專門人員來控製開關截止閥，以達到及時的目的。
第十五章 采暖及供熱
第一節 采暖
一、氣象資料
冬季采暖室外計算溫度： -11℃
夏季通風室外計算溫度： 26℃
最大凍土深度： 66cm
井筒保溫室外計算溫度 -18.5℃
室外平均風速 3.3m/s
二、采暖及供熱
工業場地內凡經常有人工作、休息及生產工藝對室溫有一定要求的建築物均設采暖。
由於地麵設施和主要建築物均不變，建築物采暖熱媒、耗熱量、采暖係統維持現狀不變。現用熱媒由供暖鍋爐型號為CLSG1.8MW-Ⅱ提供。
三、通風
為排除礦燈房內的有害氣體，礦燈房內設兩台BT35-11№4型防爆軸流式通風機進行排氣。小時排氣次數10次。通風機所配電機功率2.2 Kw。
為排除更衣室及浴室的餘熱餘濕，除自然通風外，還輔以機械通風。浴室小時換氣8次，更衣室小時換氣3次。
對礦井油脂庫、化驗室、煤樣室等產生有害及易燃易爆氣體的建築和食堂均設置機械通風係統，其通風機為4—72—11№4A型離心式通風機，功率為1.5KW。
四、洗衣房設備
為滿足該礦職工的衣物和生活用品洗滌需要，洗衣房配備有如下設備：
洗衣機XPGW-30型，功率N=1.5KW，一台;
烘幹機GHG-20型，功率N=3KW，一台;
脫水機DS-20型，功率N=1.5KW，一台;
縫紉機，一台 。
這些設備能滿足技改後的洗衣要求。
五、熱水製備耗熱量
礦井用熱水量按照國家行業標準MT/T5013—96《煤炭工業采暖通風及供暖設計規範》和國標GB50399—2006《煤炭工業小型礦井設計規範》中有關規定進行計算。供熱對象主要為洗浴用水，供水溫為40℃，熱水製備總耗熱量為930.49kW。詳見表15-1-1。
浴室用水分為池浴和淋浴。洗浴用熱水由現有的CLSG0.5常壓熱水鍋爐提供。這種鍋爐的供開水量為5400kg/h、額定功率為500KW。為滿足改造後洗浴用熱，新增CLSG0.5常壓熱水鍋爐一台，使其總供熱量達到1000 kW。
飲用開水仍由現有的CLS0.1-85/60-AⅡ鍋爐供給。該鍋爐開水供應量為1500kg/h、額定功率100KW。
表15-1-1 熱水製備耗熱量統計表
序號建築物名稱用水量
(m3/h)用水溫度
(℃)耗熱指標
(kw/m3.k)耗熱量
(kw)合計
(kw)
1淋浴用水7.83401.1667328.87
2池浴用水8.40401.1667352.81
3洗臉用水0.11401.16674.62
4洗衣用水4.55501.1667244.19
小計930.49930.49
表中礦井用熱水量按照國家行業標準MT/T5013-96《煤炭工業采暖通風及供暖設計規範》和《煤炭工業小型礦井設計規範》中有關規定進行計算。
第二節 井筒防凍
一、設計依據
冬季采暖室外計算溫度： -11℃
井筒保溫室外計算溫度 -18.5℃
冷熱風混合溫度： 2℃
熱風計算溫度： 50℃
礦井總進風量： 66.5m3/s
二 空氣加熱設備選擇
1、耗熱量及熱媒
井筒防凍耗熱量由下式確定：
Q=Cp.Qm.ρm(tm-tc)×1000
其中 Cp — 定壓比熱，取Cp=1.01kJ/ kg.k
Qm — 井筒進風量 ，m3/s
ρm — 冷熱風混合後空氣的密度，ρm=1.284kg/m3
tm — 冷熱風混合後溫度，℃
tc — 空氣加熱室外計算溫度，℃
Q1=1.01×66.5×1.284×〔2-(-18.5)〕×1000
=1767917w=6365MJ/h
2、熱媒選擇
井筒防凍的熱媒既可用蒸汽，亦可用熱風爐產生的熱風。
熱風爐具有結構簡單、體積小、安裝簡易、操作簡便、升溫速度快、熱效率高、運行狀態穩定、安全可靠等優點。與使用蒸汽防凍相比較，投資少，土建工程量小，節煤50%以上，且不用水，不怕凍裂設備。故確定用熱風爐產生的熱風作為井筒防凍熱媒。熱風爐距井口距離不得小於20m。
三 熱風爐的選擇
根據計算的耗熱量，現有WZRFG型熱風爐的額定供熱量為73MW，遠大於需要的供熱量，滿足要求。故技改後，仍用現有的WZRFG型熱風爐為井筒保暖提供熱媒。
第三節 鍋爐房設備
鍋爐房內現有鍋爐三台：一台環保節能常壓熱水鍋爐專為礦井地麵供暖其型號為CLSG1.8MW-Ⅱ，供開水量：2000kg/h、額定功率：1800KW;一台常壓熱水鍋爐專為洗澡堂供水，型號：CLSG0.5，供開水量：5400kg/h、額定功率：500KW;另一台鍋爐專門供應飲用熱水，型號：CLS0.1-85/60-AⅡ供開水量：1500kg/h、額定功率：100KW。
為滿足洗浴用熱，新增CLSG0.5常壓熱水鍋爐一台。
現有鍋爐的鼓風機、引風機、水泵、除塵器、上煤機和控製櫃全部為廠家配套產品。
第四節 室外熱力管
室外熱力管網維持現狀不變。浴室為專用管路，其他熱力管網為枝狀布置。
第十六章. 節能、減排
第一節 項目能源消耗
一、礦井生產消耗能源的種類
本礦井生產期間消耗能源的主要種類有：電力、煤炭、成品油等。
二、礦井生產消耗能源的數量
1、全礦井煤炭生產電耗
根據全礦井用電設備，經計算，其用電負荷如下：
總有功功率： 3163kW總無功功率： 2765KVar
功率因數： 0.75
補償電容器容量： -2×900KVar
補償後無功功率： 965KVar
補償後視在功率： 3307KVA
補償後功率因數： 0.96>0.95
年耗電量： 12205020度
噸煤耗電量： 20.3kw·h/t
2、礦井成品油消耗量
礦井全年總耗油量為地麵汽車的耗油量與井下柴油機車的耗油量量(鑒於各型汽車每日行駛裏程的不確定和不均一性，設計按日耗油量<320L的最大值估算)。
礦井原煤生產單位油耗為：320L×330÷6000000=0.176L/t
3、礦井自用煤消耗量
礦井每年自用煤消耗量為： 1644t/a，
其中：采暖期： 1513t/a
非采暖期： 131t/a
第二節 節能措施及評價
一、礦井開拓與開采的節能措施
1.井田開拓的節能措施
本礦井開拓部署與巷道布置分析如下：
1)根據井上下條件，本井田采用斜井開拓，單一水平開采全井田，大巷及盤區巷道均布置在主要可采的2號煤層中，巷道采用半圓拱斷麵，錨噴支護。
2)全礦井達到設計生產能力時布置一個盤區、一個綜采工作麵，即可達到礦井設計生產能力0.6Mt/a。
3)礦井移交時，設計井巷工程總量為10581m，按岩性分煤巷850m，占8.03%;岩巷3572m，占33.76%，半煤岩巷6159m，占58.21%。井巷工程量少。
4)井下煤炭運輸采用帶式輸送機，便於實現自動化控製，且煤流無返向運輸。
5)輔助運輸采用采用軌道運輸方式：即平巷采用機車牽引礦車運輸，斜巷采用有極繩運輸。牽引機車采用礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車，地麵設備、人員、材料等經副斜井絞車到井底，由礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車將其從輔助運輸大巷運往采掘工作麵及其它工作地點，中轉環節少，係統簡單，效率高、占用設備少、井下硐室相對少，但是，要求井巷斷麵相對較大，井下巷道以煤巷為主。
6)礦井通風係統簡單，通風斷麵大，風阻小，為了防止巷道變形漏風，主要巷道之間留設30m間距，巷道兩側各留30m護巷煤柱(該煤柱後期回收)。
通過上述對開拓部署與巷道布置、投產工作麵產能、井巷工程量、井下運輸方式、通風係統的分析，本設計認為井田開拓方案技術上可行，經濟上合理，符合《煤炭工業節能減排工作意見》第六條“優化開拓布置，減少井巷工程量。一般不采用岩石巷道。推廣岩巷光爆錨噴、煤巷錨網、錨梁等主動支護工藝。”和第九條“優化礦井生產係統，盡量實現集中生產，簡化生產運輸環節。條件具備時，一個礦井布置一個采區、一個工作麵，減少運輸係統轉載、折返和機電設備占用數量。”規定。
為了進一步達到節能的目的，設計要求采取以下節能措施：
① 井下巷道均采用光麵爆破作業，減少開挖量，提高巷道平整度。
② 各盤區巷道布置盡可能的減少巷道長度，提倡煤巷，少作岩巷。
③ 可根據盤區可采範圍，盡可能的沿大巷方向條帶式布置回采工作麵，簡化盤區通風、運輸、排水係統，節省井巷工程量。
④ 主要巷道均布在2號煤層中，要科學的留設護巷煤柱，以防采動壓力對巷道影響。盡可能的減少巷道維護量。
2.井下開采的節能措施
1)采煤方法選擇
根據煤層賦存特點，全井田主要可采煤層2號煤平均厚度1.64m，設計結合鄰近礦井同類煤層開采條件和經驗，根據目前采掘設備的發展，設計2號煤層采用綜采機械化采煤法，頂板管理方式為全部垮落法管理頂板較為合理和節能。
2)采掘設備裝備標準及節能措施
根據礦井生產能力及煤層賦存條件，礦井移交時，全礦井布置一個綜采工作麵、兩個綜掘工作麵。采掘設備選擇立足國產化。符合《煤炭工業發展“十一五”規劃》的主要任務，推進煤礦重大裝備國產化，加快安全高效礦井建設。設計要求采取以下節能措施：
① 按照“量體裁衣”的原則，結合井下工作環境，科學合理的進行采掘設備配套選型，避免“卡脖子”或大馬拉小車問題發生。
② 采掘設備實行聯鎖自動控製，避免開機不生產或生產不開機，以保護設備為前提，以節約能耗為目的。
③ 加強設備維護與管理，嚴禁設備帶病運轉，防止小病泛大禍。
3.井下運輸係統的節能措施
井下煤炭運輸采用帶式輸送機運輸方式。該運輸方式具有連續性，便於集中控製與管理，無煤炭折返運輸，符合《煤炭工業節能減排工作意見》第九條“簡化生產運輸環節。減少運輸係統轉載、折反和機電設備占用數量。”規定。
礦井輔助運輸主要擔負井下人員、矸石、材料和設備的運輸任務。為適應礦井高度機械化開采要求，減少中轉環節，提高效率，便於管理，設計確定井下輔助運輸方式采用軌道運輸方式：即平巷采用機車牽引礦車運輸，斜巷采用有極繩運輸。牽引機車采用礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車，地麵設備、人員、材料等經副斜井絞車到井底，由礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車將其從輔助運輸大巷運往采掘工作麵及其它工作地點，具有運輸環節簡單、效率高、速度快、安全可靠、維護簡單等優點。
4.礦井通風係統節能措施
根據井田開拓方式，礦井通風係統：為分列式通風係統，主斜井和副斜井進風，回風斜井回風。經過計算，礦井初期：總風量為66.5 m3/s，通風負壓為436Pa，等積孔為3.79 m2;故礦井通風難易程度屬容易。預計礦井中、後期：總風量為66.5 m3/s，通風負壓1335Pa，等積孔2.17m2，通風難易程度也屬容易。符合《煤炭工業礦井設計規範》“ 7.1.5條礦井通風的設計負(正)壓，一般不應超過2940Pa。”的規定。
為了進一步落實該通風係統的可靠性，設計要求采取以下節能措施：
① 根據盤區可采範圍，盡可能的沿大巷方向條帶式布置回采工作麵，以縮短通風線路長度。
② 為了防止漏風，主要巷道兩側留設一定的保護煤柱，防止巷道因采動壓力影響而變形裂縫，造成進回風巷之間漏風。若進、回風巷之間出現變形裂縫時，首先要查明原因，要及時采取封堵措施。
③ 井下巷道布置時，巷道與巷道之間聯接要順暢，以減少局部通風阻力。
④ 井下風門均采用雙道無壓風門，使風門開啟和關閉方便，防止風門因使用而漏風。
⑤ 作好回風井防爆門、安全出口及風硐周圍的密閉，防止漏風和短路。
⑥ 礦井生產期間，嚴禁主要進回風巷道堆放設備和物料，盡可能的減少巷道通風阻力。
二、礦井主要設備節能措施及效果評價
1.主運輸設備節能措施
1)主運輸係統簡述
采煤工作麵的煤炭由刮板運輸機經轉載機轉載至運輸順槽的可伸縮膠帶運輸機，直接卸至煤倉，裝載到大巷膠帶運輸機，經運輸大巷膠帶運輸機轉載至主斜井膠帶送輸機運往地麵篩分加工、存儲、銷售。
井下主運輸係統為膠帶輸送機連續運輸係統，環節簡單、運行可靠，因此能達到較好的節能效果。
主運輸係統設備由大巷膠帶輸送機和主斜井膠帶輸送機組成。
2)主斜井及大巷膠帶輸送機
(1)主斜井膠帶機選用DTⅡ(A)10080.4型固定落地式膠帶運輸機，帶寬B=1.0m;帶速v=1.6m/s， 電動機功率132kw，單機雙滾筒驅動方式，滾筒直徑φ1000mm。
運輸大巷膠帶機選用STJ1000/2*75型綱架落地帶式輸送機一台：實際運輸量500t/h，鋪設長度1100m，速度1.9m/s，電動機功率2*75kw。
(2) 膠帶輸送機的其它參數：帶寬B=1000mm 、帶速V=1.6m/s 、電機總功率N=282kW。
(3) 計算噸煤電耗：282×0.7÷600=0.28 KW·h/t。
2.輔助運輸設備節能措施
本礦井為技改設計，為適應礦井高度機械化開采要求，減少中轉環節，提高效率，便於管理，設計確定井下輔助運輸方式采用軌道運輸方式：即平巷采用機車牽引礦車運輸，斜巷采用有極繩運輸。牽引機車采用礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車，地麵設備、人員、材料等經副斜井絞車到井底，由礦用防爆柴油機鋼輪普軌機車將其從輔助運輸大巷運往采掘工作麵及其它工作地點，具有運輸環節簡單、效率高、速度快、安全可靠、維護簡單等優點。
在滿足輔助運輸的前提下，在井下開拓部署時，對輔助運輸係統的設計力求運行線路最短，以降低輔助運輸中能量的消耗 。
3.礦井主要通風設備
本礦井屬低瓦斯礦井，采用分列式通風係統，抽出式通風方式進行通風，由主斜井、副斜井進風，回風斜井出風。
通風設備選用FBCDZ-6№20B型防爆對旋軸流式通風機2台，1台工作，1台備用，通風機轉速740r/min。每台通風機選配2台YBF315L2-8型專用隔爆電動機，總功率2×110kW，電壓380V，同步轉速750r/min，配置變頻調速裝置。
礦井通風容易時期：通風機轉速740r/min，葉片安裝角度40°/31°，風量Q=73.2 m3/s，風壓H=660Pa，效率η=66%，軸功率N=73.2kW，年電耗1.25kW.h/a。
礦井通風困難時期：通風機轉速740r/min，葉片安裝角度43°/34°，風量Q=70.4m3/s，風壓H=1500Pa，效率η=85%，軸功率N=124.24kW，年電耗2.12kW.h/a。
通風機通過變頻調速裝置調整通風機的轉速以適應礦井通風變化需要，力求通風機運轉在最佳狀況，節省通風電耗。通風機效率在66%～85%之間變化。年平均電耗為0.375kW.h/Mm3.Pa，低於國家發改委煤炭工業節能減排單耗指標0.44kW.h/Mm3.Pa，符合節能要求。
通風機進風風道斷麵按其內風速12m/s設計，風道施工應規範，保持表麵光滑，盡可能減少通風阻力，並在風道斷麵變化處設計緩變段，最大限度減小通風裝置阻力。
風門間內垂直閘門和水平風門采用有效的防止漏風措施，保持漏風風量不超過5%。
通風機選用在線監測裝置一套，隨機監測通風機的風量、負壓等參數，及時調整葉片安裝角度，使設備保持良好運行狀態，節省電耗。
4.礦井主要排水設備
主排水設備選用100D45×2型離心式清水泵3台，礦井正常湧水量和最大湧水量時，水泵均為1台工作，1台備用，1台檢修。每台水泵選配YB2200L2-2型隔爆電動機1台，功率37kW，電壓660V。主排水管路選用D140×4.5的無縫鋼管，沿主斜井敷設2趟，礦井正常湧水量和最大湧水量時均為1趟工作，1趟備用。
排水管路運行初期水泵效率68.1%，排水管路淤積後水泵效率70%，年平均排水電耗24.5×104kW.h/a。主排水設備平均噸水百米排水電耗0.425kW.h/t.hm，低於煤炭工業節能減排單耗指標0.5kW.h/t.hm，符合節能要求。
為減少吸水管路阻力損失，節省電耗，水泵采用無底閥排水係統。
5.礦井壓縮空氣設備
礦井井下布置兩個綜掘工作麵。為滿足井下巷道掘進用風動工具需要，在地麵空壓機站設置2台MH250型螺杆式空氣壓縮機，1台工作，1台備用。每台空氣壓縮機額定排氣量42.5m3/min，排氣壓力0.85MPa，電機功率250kW，電壓6000V，冷卻方式為風冷。
該型空氣壓縮機比功率為5.88kw/m3/min，低於煤炭工業節能減排單耗指標5.9 kw/m3/min，符合節能要求。
壓縮空氣管路幹管選用Ф159×4.5無縫鋼管，綜掘工作麵壓縮空氣支管選用Ф108×4.5無縫鋼管。壓縮空氣管路管徑的選擇，按照壓縮空氣輸送最遠點壓力損失不超過0.1MPa計算確定。地麵管路采用焊接連接，井下管路采用法蘭盤連接，密封墊密封，施工中應保證安裝質量，減少管網漏氣損失。
壓風管路設置盡量避免采用急驟彎曲和突然變徑管件，盡量減少管路阻力損失。
三、供配電係統
1.噸煤電耗計算
用電設備年電耗及噸煤電耗量見表16-2-2。
表16-2-2 用電設備年電耗及噸煤電耗統計表
序號用電設備名稱功率
(kW)軸功率(kW)k1k2η1η2年運行時間(h)年電耗(kWh/a)
1井下變電所30342160 11.050.90.9536007776000
2空壓機房25019511.050.90.952000390000
3風井6KV變電所23118911.050.950.987601655640
4主斜井驅動機房13210611.050.90.954200445200
5副斜井提升機20016011.050.950.93600576000
6機修車間21110611.050.90.952000212000
7坑木加工房32.62611.050.950.9150039120
8汙水處理站725811.050.90.953000174000
9浴室礦燈房59.75111.050.950.9150076500
10空氣加熱室15.51311.050.90.95200026360
11綜合樓12084 11.050.90.951500126000
12活動中心及餐廳7056 11.050.950.92000112000
13辦公樓205123 11.050.90.952000246000
14家屬樓18014411.050.950.92000288000
15地麵生產係統6048 11.050.90.95200016000
16取水泵房1613 11.050.950.9150019200
17室外照明2018 11.050.90.95150027000
合計年電耗(kWh/a)2383380
計算噸煤電耗(kWh/t)20.3
2.礦井供電電源電壓及供電線路的節能設計
瑞能煤業公司雙回路供電電源采用高壓架空線引入，一回路引自店頭110kV區域變電站10kV出線間隔，架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度4.2km，電壓等級10kV。二回路引自黃陵礦業110kV魯寺變電站6kV出線間隔，架空線路為LGJ-150型鋼芯鋁絞線，長度1.5km，電壓等級6kV。一回路工作另一回路帶電熱備用，雙回路均可承擔全礦所有負荷供電。從而達到節能目的。
本礦供電電源線路按經濟電流密度選線路導線的截麵，校核電壓降滿足要求，計算結果見表16-2-3。
表16-2-3 電纜、導線電壓降及線損率統計表
序號電纜或導線型號規格
(mm2)經濟電流密度電壓降
(%)線損率
(%)備注
1電源架空線路LGJ-1501418.00.6%滿足要求
3.主要供配電變壓器的經濟運行
本礦所有變壓器均采用S11係列節能型低損耗變壓器，為降低變壓器有載損耗，變壓器負荷率一般均在70～85%左右，變壓器損耗約為0.5%。為便於深入負荷中心，10kV及以下配電裝置均采用室內配電裝置。
4.礦井設計地麵及井下高壓均采用6kV電壓供電，降低了電纜截麵，可減少線路上的電壓損失和電能損耗，達到電氣節能目的。
5.主要配電電纜的線損率及節能指標評價：按按經濟電流密度校核所選主要配電電纜的截麵，計算電壓降和線損率。計算結果見表16-2-3。
6.地麵變配電室：在地麵工業廣場建有一座變電所，變電所雙回路供電電源采用高壓架空線引入，一回路引自店頭110kV區域變電站10kV出線間隔，電壓等級10kV。二回路引自黃陵礦業110kV魯寺變電站6kV出線間隔，電壓等級6kV。一回路10KV引入10/6KV變電室，將電壓變為6KV後，引入6KV配電室進線櫃與高壓二回路6KV進線組成礦井高壓雙回路，為礦井地麵及井下負荷供電。另在風井場地新建一座6/0.4kV變電所，與通風機房控製室聯建，其兩回6kV電源引自工業場地變電所兩段6KV母線，該變電所以雙回380V出線供通風機房供電。
以上變配電變電室位置選擇均考慮接近負荷中心，從而降低線路損耗。
7.無功功率補償：礦井工業場地變電所負荷變化較大，為了提高供電質量，準確投切電容器補償容量，礦井工業場地變電所6kV無功補償裝置采用了WBC-200高壓無功自動補償電容器組，共二套，每套最大補償容量為900kVAR。其功能具有平滑調節無功補償容量、係統響應速度快，保證係統功率因素始終保持 0.95以上時，避免輕載時過補，重載時欠補等補償效果不理想情況，減少功率損耗。
8.主要供配電設備選型：為便於深入負荷中心，10kV及以下配電裝置均采用室內配電裝置。在供配電係統中，選用了先進的開關設備，計算負荷時，合理選用各種參數，對礦井主要機電設備均按達產時選用的軸功率和運轉時間計算負荷和耗電量。
9.照明：簡述地麵各建築物及道路、井下各場所的照度要求，根據現行《建築物照明設計標準》，對以上建築物、道路、井下各場所的的功率密度進行校核;並對所采用的主要照明燈具進行說明;對照明節能效果進行評價。
10.井下供電方案：按照井下負荷分布狀況，設計在副斜井井底設一個井下中央變電所，與井下主排水泵房聯合布置;在一盤區巷道中部設一盤區變電所。井下中央變電所、一盤區變電所供電電壓等級為6kV。
五、地麵建築
1.概述
本設計地麵建築根據《民用建築熱工設計規範》(GB50176-93)的全國建築熱工設計分區圖，本礦區處於寒冷地區。另外根據《民用建築節能設計標準》(采暖居住建築部分)(JGJ26-95)、《公共建築節能設計標準》(GB50189-2005)、《陝西省建築節能設計導則》(2005年)及《全國民用建築工程設計技術措施節能專篇》的相關要求，建築外牆傳熱係數限值k≤0.6;屋麵傳熱係數限值k≤0.55。
2.地麵建築節能措施
1)建築物朝向和外形形狀;
建築物均為南北向或大體南北向，主要房間的朝向避開冬季主導風向並利於夏季自然通風。體形係數：建築的體形係數控製在0.3以下。
2)建築屋麵、外牆的保溫措施;
屋麵、牆體的傳熱阻和傳熱係數超出當地相關規範、規程要求的部分采用設置保溫層的方法使其達到要求，對於磚砌結構的建築物，外牆采用370厚粘土多孔磚牆，外牆和屋麵保溫材料分別選用30、70厚擠塑泡沫保溫隔熱板;對於框架結構的建築物，外牆采用240厚粘土空心磚牆，外牆和屋麵分別設50、70厚擠塑泡沫保溫隔熱板保溫層;對於鋼筋混凝土排架結構的建築物，外牆采用240厚粘土空心磚牆;鋼結構外圍護牆及屋麵采用夾芯板，保溫層厚度為100。
3)門窗節能措施
窗牆麵積比均控製在相關規範、規程的要求範圍之內，外窗北向<0.30、東西向<0.30、南向<0.50。門窗均采用密閉性能好的塑鋼中空玻璃窗，塑鋼框料采用預熱焊接方法製做。
4)建築材料節能;
為了滿足地麵建築節能的要求，建築材料外牆采用粘土多孔磚砌築，外牆和屋麵保溫材料分別選用30、70厚擠塑泡沫保溫隔熱板。
3.節能指標分析和節能效果評價：
采取上述措施後，外牆傳熱係數k=0.55;屋麵傳熱係數k=0.50。使建築物在保證相同的室內環境參數條件下，與未采取節能措施前相比，全年采暖、通風空氣調節和照明的總能耗減少50%。
六、給排水、供熱製冷通風及水處理係統節能
1.給排水節能
1)設備選型達到高效、節能，保證水泵工作在最佳工況點。
2)對供水區內個別對水壓有特殊要求的用戶，考慮采用局部加壓措施避免管網壓力過大所造成的浪費。
2.供熱、製冷、通風節能
為確保供熱係統高效節能運行，在集中供熱鍋爐房內選用的組裝蒸汽鍋爐及常壓熱水鍋爐均為高效節能鍋爐設備。
在鍋爐上設置調節裝置，提高鍋爐的燃燒效率。
在供熱係統設計時考慮設置蒸汽冷凝水回收裝置，滿足國家《蒸汽供熱係統凝結水回收及蒸汽疏水閥技術管理要求》(GB/T 12712-1991)。
供熱管道采用高性能保溫材料，減少供熱輸送過程中的熱損耗。
根據室外氣候，調節鍋爐供汽壓力，以確保在滿足供熱使用要求的情況下，盡量減少煤的使用量。
加強管理，減少跑、冒、滴、漏，減少熱能的損失量，從而達到節能的目的。
通過采取上述措施，使居住、公共建築物的在保證相同的室內環境參數條件下，與未采取節能措施前相比，提高采暖的能源利用效率，改善民用建築的室內環境，使全年民用建築采暖、通風空氣調節的總能耗減少50%。
3.水處理係統節能
本次設計水處理係統由井下排水處理係統和生活汙水處理係統兩部分組成。
井下排水處理主要工藝流程為：井下排水→混凝、沉澱→氣浮→過濾→達標回用。井下排水先經混凝、沉澱，SS的去除率可達70%-90%，再經氣浮設備除油、除渣，油渣的去除率可達90%以上，本次設計過濾器采用全自動過濾器，從進水、過濾、出水、反衝洗及排汙等全靠水力作用，實現控製自動化，具有節水、節電、省人力、排汙少的優點。經過濾後的出水SS去除率可達85%～90%。在整個處理過程中，各環節提升水泵選型均達到高效、節能，保證水泵工作在最佳工況點。經處理後的井下排水能達到井下消防灑水及鍋爐補給水的水質要求。
現有的排水係統采用分流製：各用水點排放的汙廢水經汙水幹管集中排至汙水處理站。經過處理的生活汙水水質指標達到《城市汙水再生利用 城市雜用水水質》(GB/T1892-2002)(綠化用水)的控製指標。即BOD5≤20mg/L，SS≤10mg/L等。該套處理係統中的所有水泵及風機選用高效、節能設備，並配套全自動電器控製係統，始終保證設備運行在最佳工作狀態，以達到節能的目的。
第三節 節水措施及評價
一、礦井用水指標
設計用水指標采用《煤炭工業給水排水設計規範》(MT/T5014-96)、《煤炭工業礦井設計規範》(GB50215-2005)、《室外給水設計規範》GB50013-2006、《煤礦井下消防、灑水設計規範》(GB50383-2006)、《建築給水排水設計規範》(GB50015-2003)和用水設備的用水指標等。
經計算，該礦工業場地的生產、生活用水量為173.83m3/d，其他用水量為26.07 m3/d，井下灑水用水量為381.65m3/d，總計581.55m3/d。故本礦井噸煤用水量為0.354m3/t。用水指標符合國家及行業要求。
二、礦井節水措施
1.根據水源情況以及礦井生產、生活用水的特點，為了節約水資源，開源節流，建設生態礦井，對礦井用水進行分質供水及廢水處理複用等節水措施安排礦井用水。用水水源分配如下：
① 礦井生產、生活及消防用水采用地下水。
② 礦井井下消防灑水利用處理後的井下排水。
③ 廠區綠化利用處理後的生活汙水。
④ 鍋爐房補給水利用深度處理的井下排水。
2.充分利用井下排水和生活汙水，盡可能的減少地下水的開采量。工業場地設有井下水處理站和生活汙水處理站各一座，對井下排水和生活汙水分別進行處理複用。井下排水處理水量為1440m3/d;生活汙水處理量為141m3/d，生活汙廢水全部回用，井下水部分回用，每年可節約水資源5.8×105m3。
3.水箱、水池進水管上均設有水位控製閥與水位報警等裝置，以防跑、冒、滴、漏現象的發生。浴室、單身公寓、辦公樓等衛生器具采用節水型產品等，從而達到節水的目的。
4.在礦井建設和生產過程中選用高效、節水環保型的設備和產品，根據具體情況，製定並不斷完善節水目標和規劃。
第四節 減 排
一、共伴生資源、副產品及排棄物
根據《勘探報告》，本井田煤層煤中鍺、镓、鈾含量均遠小於所要求的最低工業品位，無綜合利用價值。各煤層頂、底板及夾矸中微量元素含量均低於所要求的最低工業品位，且厚度小，範圍有限，均無可利用價值。此外，煤層頂底板和夾矸灰分均大於50%，發熱量一般小於10MJ/kg。井田內無其它伴生礦產。
以上伴生資源無綜合利用價值。
二、汙、廢水的減排措施
1.礦井排水減排措施
礦井排水量為1440 m3/d，該水經混合、反應、沉澱後，根據複用水水質要求，深度處理後回用於井下消防灑水和鍋爐房補充用水，其餘水量經消毒達到排放標準後用泵排入溝道。
根據工程分析知，除工業場地用新鮮水外，其它各用水環節均回用了處理後的礦井水。礦井水的回用率可達到72.68%，完全能滿足《煤炭工業十一五發展規劃》和《關於加強煤炭礦區總體規劃和煤礦建設項目環境影響評價工作的通知》中礦井水複用率達到70%的要求。
2.生產、生活汙水減排措施
工業場地生產、生活汙水排放量為141m3/d，經地麵生活汙水處理站采用地埋式二級生化處理工藝後，用於廠區綠化，達到地麵生產生活汙廢水不外排要求。
三、共伴生有益資源利用
1.瓦斯利用
本井田煤層瓦斯分帶均屬氮氣帶，煤層瓦斯含量低，無利用價值。
2.地熱利用：
本區無明顯地溫異常，故無地熱利用。
四、礦井廢棄物減排
1.矸石利用及減排措施
礦井建設期間的掘進矸石，其組成以砂岩、砂質泥岩為主，其次為泥岩。主要用於工業場地回填及場外道路回填。
生產期掘井巷道多在煤層內，部分掘進矸石直接在井下作為廢棄巷道充填利用，不出井。
2.其它廢棄物減排措施
建設期間產生的固體廢物主要有建築廢料、廢棄土石方、邊角料以及少量生活垃圾等。在施工期間要及時清運至矸石堆放場或當地指定的垃圾處置場，嚴禁隨處堆放。
鍋爐灰渣主要用於場地附近道路修建或作為建築保溫材料等，不能及時利用時，由汽車或膠輪車運輸排入排矸場臨時堆放，不外排。生活垃圾定期排放至店頭垃圾場統一處理。
供熱鍋爐采用高效率除塵器，減少煙氣中汙染物的排放量，達到國家《鍋爐大氣汙染物排放標準》(GB13271-2001)。
第五節 節能減排指標綜合評價
一、節能指標綜合評價
1.綜合能耗指標
根據礦井噸煤電耗、油耗及煤耗，折算為噸煤標準煤耗10.15(kgce/t)。詳見表16―5―1。
表16―5―1 礦井原煤生產單位能耗量
能耗項目單 位數 量折標準煤(kgce/t)
電 耗Kw.h/t20.37.186
煤 耗kg/t1.6442.74
油 耗kg/t0.1760.226
合 計kg/t10.15
2.能耗指標綜合評價
根據《陝西省能耗限額指標》的規定，到2010年噸煤綜合能耗不大於20kgce/t。預計煤礦生產噸煤綜合能耗遠低於《陝西省能耗限額指標》中規定的噸煤綜合能耗。
二、減排指標綜合評價
1.綜合減排數量
對礦井各種副產品及廢棄物利用及排放統計見表16-5-2。
表16-5-2 各種副產品和廢棄物利用及排放量統計表
序號名 稱產出量
(kt)利用量
(kt)排放量
(kt)備 注
1煤 矸 石85.585.50
2鍋爐灰渣1.261.260建材使用
3生活垃圾0.1120.112
2.減排指標綜合評價
根據所統計的礦井各種副產品及廢棄物利用及排放量，本設計減排措施符合《煤炭工業節能減工作意見》中“煤矸石、洗矸、煤泥必須進行綜合利用”的精神;鍋爐灰渣作為建材利用，減少對環境汙染，利國利民;生活垃圾定期排放至環保部門指定的垃圾場統一處理。
第十七章 勞動職業安全衛生與消防
第一節 危害因素分析
一、礦井自然災害因素分析
本區屬大陸性半幹旱暖溫帶季風氣侯。據上畛子農場水文站和黃陵氣象局資料，豐水年最大降水量為1036.8mm(1976年)，枯水年最小降水量為306.0mm(1978年)，年平均降水量為775.2mm。年平均蒸發量為1472.0mm。雨季多集中在8～10月份，日最大降水量82.1mm。冰雹多集中在6～8月份。區內年平均氣溫8.5℃，一月份平均氣溫為-4.8℃，最低為-23.1℃，七月份平均氣溫20.1℃，最高氣溫為35.4℃。無霜期191天，冰凍期為11月至次年3月份。最大積雪厚度240mm，凍土層厚度為660mm。恒溫帶深度25m左右，溫度9.5℃。常年主導風向為西北風和東南風，夏季多為東南風，冬季多為西北風;年平均風速3.3m/s，最大風速為25m/s。
據國家地震局蘭州地震大隊1973年資料，該區在1599年發生過6級地震。1556年華縣大地震、1815年山西平陸地震和1820年寧夏海原大地震均波及本區。本區地震烈度為六度，動峰值加速度為0.05g。
二、礦井生產作業主要危險因素分析
1.有毒、有害物質分析
1)粉塵
本礦井機械化程度高，生產時產塵量較大。設計采用噴霧降塵、灑水降塵措施後，綜采工作麵機組割煤時，在內外噴霧完好、使用正常的情況下，煤塵濃度在300mg/m3以下;若內噴堵塞、外噴又罩不住滾筒時，粉塵濃度可達500～1000mg/m3。綜掘工作麵掘進時，在噴霧完好、使用正常的情況下，煤塵濃度在100mg/m3以下，否則可達200～300mg/m3。炮掘工作麵粉塵濃度一般在50～200mg/m3。錨噴工作麵粉塵濃度更高。
粉塵包括煤塵和岩塵兩類。煤塵主要產生於回采工作麵和掘進工作麵，此外，煤炭運輸過程中轉載點也易產生煤塵。岩塵主要產生於岩巷炮掘工作麵。直徑大於50μm的塵粒，在重力作用下很快從氣流中分離出來，沉落於地麵，稱為落塵;直徑在0.01～50μm的塵粒，能長時間懸浮於空氣中，稱為浮塵。浮塵對礦井空氣的汙染和人體健康的危害最大，是粉塵防治的重點。
礦井粉塵對井下作業工人的身體健康有較大影響，主要危害是導致塵肺病。塵肺病是因為長期、大量吸入微細粉塵而引起的以肺的纖維化為主的一種慢性職業病。
2)有毒、有害氣體
井下有毒有害氣體主要包括：瓦斯(CH4)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOX)、二氧化硫(SO2)及硫化氫(H2S)等。由於本礦井井下采用以柴油為動力的無軌膠輪運輸，其廢氣中的NO2、CO和CO2更顯突出。有毒有害氣體物質分析如下：
① 瓦斯(CH4)：主要來源於煤體或圍岩中，它能燃燒、爆炸，大量積聚時能使人窒息死亡。瓦斯爆炸後生成大量一氧化碳，隨之產生瓦斯煤塵聯合爆炸和井下火災，導致人員大量傷亡，設施遭到破壞，礦井被迫停產。瓦斯在空氣中爆炸濃度一般為5～16%，當空氣中含有其他可燃氣體和煤塵時，其爆炸下限隨之降低。《煤礦安全規程》規定在0.75～1.5%時，就要采取相應的防護措施。
② 一氧化碳(CO)：主要來自井下采掘工作麵爆破、火災、瓦斯和煤塵爆炸以及煤炭自燃。該氣體可使人因缺氧而引起窒息和死亡。輕度中毒能使人耳鳴、頭痛、心跳加速;嚴重中毒使人四肢無力、嘔吐，如果搶救不及時可能造成人身傷亡;致命性中毒使人失去知覺、痙攣、呼吸停頓、假死。致命性中毒的一氧化碳濃度大於0.4%，安全濃度應小於0.0024%。
③ 二氧化碳(CO2)：主要來源於有機物的氧化、煤和岩體的緩慢氧化、爆破作業、人員呼吸以及礦井水與碳酸性岩石的分解，在爆破、井下火災、煤炭自燃、瓦斯和煤塵爆炸時，也能產生大量二氧化碳。該氣體常積聚於巷道的底部，不助燃，能使人窒息，略有毒性，對人的呼吸有刺激作用。當二氧化碳濃度達到1%時，人的呼吸感到急促;濃度達到5%時，呼吸感到困難，同時有耳鳴、血液流動很快的感覺;濃度達到10～25%時，人將中毒死亡。
④ 氮氧化物(NOX)：主要來自於采掘工作麵爆破及生產廢氣，它有強烈毒性和刺激性，能和水結成硝酸，對肺組織起破壞作用，造成肺浮腫，對眼睛、鼻腔和呼吸道等有強烈刺激作用，當二氧化氮濃度達到0.006%時，可使人咳嗽、胸部發痛;濃度達到0.01%時，人將劇烈咳嗽、嘔吐、神經係統麻木;濃度達0.025%時，將使人短時間內死亡。安全濃度應小於0.00025%。
⑤ 二氧化硫(SO2)：主要來自含硫礦物氧化和自燃以及含硫礦層中進行爆破和硫化礦塵的爆炸之中，井下電纜及膠皮類燃燒也會產生二氧化硫。它有強烈毒性，與眼、呼吸道的濕表麵接觸後能形成亞硫酸，對眼睛和呼吸道具有強烈腐蝕作用，引起肺水腫。當濃度達0.002%時可引起眼紅腫、流淚、喉痛、頭痛;濃度達0.05%時，可引起急性氣管炎、肺水腫，並使人在短時間內死亡。安全濃度應小於0.0005%。
⑥ 硫化氫(H2S)：主要來源於有機物腐爛、硫化礦物水解。它具有強烈毒性，能使人的血液中毒，對眼睛、粘膜以及呼吸係統有強烈的刺激作用。當濃度達0.01～0.015%時，人會流唾液和清水鼻涕，呼吸困難;濃度達0.02～0.05%時，眼睛、鼻、喉膜受強烈刺激，頭痛、嘔吐、四肢無力;濃度達0.05%時，半小時內人將失去知覺、痙攣、死亡;濃度達到4.3～4.6%時，有爆炸危險性。其安全濃度應小於0.00066%。
3)噪聲
凡是人們不需要的，使人感到討厭和煩躁的聲音統稱為噪聲。噪聲對人的危害是多方麵的。噪聲可以使人耳聾，還可能引起高血壓、心髒病、神經官能症等疾病。噪聲還汙染環境，影響人們的正常生活和生產活動，特別強烈的噪聲還能損壞建築物和影響儀器設備等的正常運行。各典型聲壓級對人的影響見表17-1-1。
礦山噪聲主要來源於各種設備在運轉過程中由震動、摩擦、碰撞
表17-1-1 典型聲壓級對人的影響
聲壓
(微巴)聲壓級dB(A)對人體
的影響人耳主
觀感覺環 境
0.00020安 全剛剛聽到輕聲耳語、很安靜的時間
0.00220安靜普通談話、很安靜的街道
0.0240一般環境普通對話、收音機
0.260較吵鬧城市街道、汽車內大聲說話
280吵鬧紡織車間
20100長期聽覺受損很吵鬧
200120聽覺較快受損痛苦鍋爐車間、球磨機
2000140其它生理損傷很痛苦噴氣式飛機起飛
20000160耳邊步槍發射、飛機發動機
20000180造成聽覺損傷導彈發射
2000000200
而產生的機械動力噪聲和由風管排氣、漏氣而產生的氣體動力噪聲。對本礦井來說主要發生在工業場地內的電鋸、鍋爐房鼓風機、煤炭各裝卸載點、通風機、空壓機、井下水泵、局扇、鑿岩機、采煤機、掘進機、破碎機、鑽機等機械設備。噪聲對操作人員及附近人員均有危害，嚴重影響身心健康。
2.生產作業場所主要傷害因素分析
1)爆破事故
井下使用的炸藥、雷管均為易燃易爆危險品，一旦發生意外爆破事故，就會對職工人身安全和國家財產造成重大損失。造成意外爆破事故的主要原因如下：
① 爆炸材料使用不當;
② 雷管和炸藥混放;
③ 爆破材料庫違章使用明火;
④ 爆破工未按照規程要求操作;
⑤ 運輸過程中操作不當，由於磨擦等原因引起爆炸;
⑥ 躲炮時間和安全距離不夠;違章處理瞎炮。
2)提升、運輸事故
主斜井裝備帶式輸送機擔負煤炭提升;副斜井采用串車擔負材料、人員、設備的提升和運送。根據礦井提升、運輸係統特點，造成提升、運輸事故的主要原因有：
① 大型設備、長材運送時未製定專門的安全措施或有措施未執行;
② 運輸大巷內車輛和設備擠人;
③ 違章乘坐帶式輸送機或蹬、踩刮板輸送機;
④ 操作人員精力不集中或人體進入機械危險部位。
3)觸電事故
井下空氣濕度大，作業環境差，容易發生觸電事故。引起觸電事故的主要原因，除了設備缺陷等技術因素外，大部分是由於違章操作引起的，主要有：
① 在帶電附近作業，不符合安全距離，未采取安全措施或監護措施;
② 非專職人員和值班人員，擅自操作電氣設備;
③ 跨越安全柵欄或超越安全警戒線，工作人員走錯間隔，誤碰帶電設備，以及在帶電設備附近使用鋼卷尺等進行測量或攜帶金屬超高物體在帶電設備下行走;
④ 電氣設備使用的絕緣油油量過多或過少，油質劣化，未及時更換;
⑤ 帶電搬用設備，帶電作業;
⑥ 沒有定期檢查漏電繼電器，入井設備沒有檢查;
⑦ 當防爆設備出現失爆現象時，未及時組織更換;
⑧ 絕緣膠鞋破碎透水，作業者身體或工具碰到帶電設備或線路上;
⑨ 操作高壓電器設備主要回路時，操作人員未帶絕緣手套、電工絕緣鞋;
⑩ 使用電動工具金屬外殼，不接地，不戴絕緣手套，電氣作業的安全管理工作存在漏洞;
11電纜破損及違規接頭，產生露電、觸。
4)中毒窒息事故
煤礦發生中毒、窒息事故，絕大多數是由於一氧化碳和瓦斯所致。因此必須從產生上述有害氣體的源頭查找事故原因。就一氧化碳來說，除了瓦斯、煤塵爆炸會產生大量一氧化碳外，另一個渠道就是煤炭燃燒和礦井火災。在氧化過程中產生的一氧化碳，一旦進入采掘工作麵及巷道中，就會危害井下工人的生命安全。發生這類事故的主要原因有：
① 礦井通風條件不好，致使一氧化碳等有害氣體積聚;
② 礦井無反風措施，在處理火災事故時，隨意改變風流方向;
③ 對一氧化碳、瓦斯湧出地段未設“禁止入內”的柵欄，或對柵欄缺乏保護，受損後無法辨認，導致人員誤入禁區;
④ 職工缺乏相關安全知識教育，對自救器的作用認識不足，不願佩帶、使用不熟練;
⑤ 執行規程不嚴肅、不認真，對串聯通風存在習慣意識和饒幸心理，導致中毒事故擴大;
⑥ 自救器及檢測儀器配備不足，安全檢測不嚴格;
⑦ 采掘技術管理不力，尤其是支護、密閉施工質量低劣，導致冒頂事故引發自然發火隱患或一氧化碳從采空區外溢;
⑧ 爆破後沒等炮煙散盡，就在炮煙濃度較大或長時間在含有炮煙的空氣中作業。
第二節 勞動安全職業衛生
一、工業場地的選擇
通過現場踏勘，調查研究，結合井上下統籌考慮，設計利用原瑞能煤礦工業場地作為本次機械化改造後礦井的工業場地，充分利用原有有建、構築物、生產係統、安全設施及井巷工程。
本設計工業場地的選址基本符合《礦井建設地質災害危險性評估》對安全性評價。本場地的地勢是南低北高，並且廣場的生產區和輔助生產區在一個低溝地區，四周均是高山，因此自然形成一個防洪排澇問題。由於該工業場地已使用多年，對防洪排澇問題也已解決。
西溝附近山坡的彙水麵積為18Km2，按黃陵地區暴雨經驗公式計算，25年一遇的洪水量為9米3/秒。
本場地北部現有小水庫一座，其容量約一萬m3，壩長20m，壩高2m，主要是聚集上部柳樹溝的流水，以利農灌。該工業場地建設時，一方麵對水壩進行了加固，並在水壩泄水口安裝水閘，以控製水流。另一方麵，在工業場地填土部分砌築一個深3m，寬2.5m的排水溝，形成了工業場地的場內排水，防洪係統。
二、工業場地總平麵布置
設計利用現有工業場地沿西溝由西北向東南布置。根據功能不同將場地劃分為三個區：分別是生產區、輔助生產區和場前區。
生產區位於場地的東北部，從主斜井開始自北向南布置有：主斜井、驅動機房、皮帶拉緊間、原煤上篩選車間膠帶輸送機棧橋、原煤倉、矸石倉等。輔助生產區位於工業場地中部以北，布置有機修車間、材料庫、消防材料庫、油脂庫、坑木加工房、空壓機房、變電所、鍋爐房等。場前區位於工業場地中部以南，現有行政辦公樓、職工宿舍、食堂餐廳等建築。風井場地位於工業場地西北部，約600m處。布置有回風斜井、通風機房、通風機變配電室等。
生產區位於夏季最小頻率風向的上風側，廠前區位於夏季最小頻率風向下風側，輔助生產區位於兩者之間，避免風季煤塵的影響。
區內主要建築物基本向東朝向，間距合理，滿足自然通風和日照的要求。
行政辦公樓、職工食堂、單身宿舍等生活設施集中布置在廠前區，職工生活起居較為方便，並且建築物周圍予以重點綠化，為職工生活創造良好條件。
機修車間距生活區較遠，車間內鍛鉚焊工段與其它工段予以隔離，不會影響周圍環境。
三、地麵運輸安全
該礦煤炭外運方式采用公路運輸，無鐵路專用線，店(頭)～上(畛子)公路從魯寺西溝口通過，本井田工業場地已有簡易公路與之相連。
本次技改設計對工業場地現有公路修整拓寬，使之達到三級公路標準，以滿足煤炭運輸需要。
爆炸材料庫和矸石場均位於工業場地附近。通往爆炸材料庫的道路為輔助道路，路麵寬度為3.0m，長340m，瀝青路麵。通往矸石場的道路為輔助道路，路麵寬度為4.5m，長20m，瀝青砼路麵。
四、主要建築物、構築物安全衛生
1.根據國家地震局蘭州地震大隊關於渭北黃陵礦區地震烈度鑒定意見。該場地的地震基本烈度為6度，故建築物和構築物均不考慮地震設防。
2.根據《建築設防分類標準》GB50223規定，設計通風機房、變電所、日用消防泵房等抗震設防類別為乙類;其餘建築物的抗震設防類別應為丙類。
3.根據《建築結構可靠度設計統一標準》規定，設計驅動機房及生產係統建築、通風機房的安全等級為二級，其他均為三級。
4.設計驅動機房、變電站、機修車間、產品煤倉的耐火等級為二級，其他定為三級。
5.根據生產特點、實際需要和使用方便的原則，生產係統主要建(構)築物與輔助生產係統主要建(構)築物均設有值班休息室、更衣室及衛生間等生活用室和衛生設施。另外，結合礦井的地理位置及實際情況，設有地麵醫療保健站、井下保健室，並備有電話、急救藥品和擔架。要求井下各班組長應學會急救技術。
6.聯合建築包括井口浴室、礦燈房、井口等候室、任務交代室、保健急救及輔助救護等，具備多功能性、實用性和便利性。另外礦井設值班宿舍、醫務室等職業衛生設施，以滿足職工需要。
五、生產工藝安全衛生
1.根據根據《煤炭工業礦井設計規範》要求地麵供水及汙水處理的消毒間設置有防毒通風設施，設置有直接對外的門。
2.煤炭運輸係統的轉載點、溜槽、煤倉及煤炭運輸走廊等處設置有噴霧灑水裝置，對易積粉塵處應定期清掃、衝洗除塵，接觸粉塵機會較多的人員，應配戴防塵口罩。
3.礦井工業場地設置綠化、道路澆灑給水係統，保證綠化澆灌、道路清潔。
4.礦井膠帶輸送機設有逆止器，製動器和液壓自動拉緊裝置及控製係統，可完成對皮帶沿線設置的緊急閉鎖、跑偏、打滑、縱向撕裂、溫度、煙霧等傳感器及電機故障信號的采集、監測功能，從而實現對膠帶機的起、停控製及保護，具有較高的運行可靠性和使用靈活性。
5. 地麵主要噪聲源為通風機、鍋爐房鼓風機和引風機、破碎機等。選用的對旋軸流式通風機具有噪聲小的特點，噪聲能基本控製。設計在通風機的進出口處都分別安裝消聲器，同時還在機房內牆壁上加貼有吸聲材料，安裝隔聲門窗，加強房間的密閉性，以減緩其對外影響程度。鍋爐房的鼓風機和引風機的噪聲以動力性噪聲為主，設計在風機的進出口處設置消聲器，將風機放地減振架上，盡可能有效的減少噪聲對外傳播。對破碎機的噪聲，設計在破碎機房內牆壁上加貼吸聲材料，裝隔聲門窗的消聲措施。
六、電氣防護及安全
地麵供電係統高壓為中性點不接地係統，低壓為中性點直接接地係統。對於地麵電氣設備所有正常不帶電的金屬外殼均接地(接零)，利用電纜的第四芯線，穿纜線的焊接鋼管作接地線，接地線與接地線可靠聯接，然後與各自配電設備外部的重複接地裝置相連，接地電阻高壓電氣設備不大於4Ω，低壓不大於10Ω。
井下供電係統為中性點不接地係統。井下設計了保護接地裝置，在變電所相鄰主水泵房設置主接地極，並按照《煤礦安全規程》規定在各采掘運設備的配電點均設置局部接地極。所有設備的保護接地裝置(包括電纜的鎧裝、鉛皮、接地芯線)和局部接地裝置，都同主接地極連成一個總裝地網，接地網上任一點測得接地電阻值不大於2Ω。
井下127V設備和照明饋電設備分別選用KSGZ礦用隔爆型煤電鑽綜保裝置和照明變壓器綜合裝置，該裝置具有短路、過負荷和檢漏保護功能。井下照明燈具選用礦用隔爆燈具，接線盒選用礦用隔爆三通接線盒。控製低壓電機的隔爆磁力起動器具有短路、過流和單相保護。
第三節 地麵消防
一、引起地麵火災的因素
地麵工業場地工作場所較多，可能引起火災的因素如明火點燃易燃物、靜電聚集放電、電纜電線不良接觸產生電火花、設備超負荷運轉、機電設備誤動作、氣割電焊等操作失誤、堆放的煤炭自燃、電器及其線路漏電等，行政、聯合建築、食堂及職工宿舍等建築火災隱患主要源於一些電器及線路老化漏電等。
二、防火等級
根據《煤炭工業礦井設計規範》(GB50215-2005)、《煤礦礦井建築結構設計規範》(GB50592-2010)、《建築設計防火規範》(GB50016-2006)的要求，設計驅動機房、變電站、機修車間、產品煤倉的耐火等級為二級，其他定為三級。
三、消防設施
地麵消防用水水源與工業場地生產生活用水水源相同。地麵消防用水量按25L/S計算，火災延續時間3h，消防總用水量為270m3/次。消防水量貯存於地麵日用高位水池內，池內設有保證消防水不被動用的設施。
室外消防采用高壓製，消防用水水量、水壓由日用高位水池保證。室外消防與地麵生活生產給水管網合一。室外消防給水管和消防栓均按照《建築設計防火規範》的要求進行布置。
地麵建築內按《建築設計防火規範》的要求設置室內消防給水係統和滅火器等。
第十八章 環境保護及水土保持
第一節 概 述
一、自然環境概況
1.地理位置
陝西瑞能煤業有限責任公司瑞能煤礦位於黃陵縣店頭鎮西北方向約2km的魯寺西溝內，行政區劃隸屬黃陵縣店頭鎮管轄。店(頭)～上(畛子)公路從東部的魯寺西溝口通過，店頭～黃陵公路，在28km與包(頭)～茂(名)高速公路和210國道相接;西(安)～延(安)鐵路秦(家川)～七(裏鎮)運煤專線張灣裝車站位於煤礦南部約5km。
2.地形地貌
井田地處陝北黃土高原南部，屬黃土高原中等切割區，侵蝕構造地形。地勢西高東低，具典型的黃土高原地貌特征。東北部以黃土塬地形為主，溝穀縱橫，塬麵支離破碎，最高標高1265m，最低標高945m，相對高差320m。
3.氣候及氣象
本區屬大陸性半幹旱暖溫帶季風氣侯。據上畛子農場水文站和黃陵氣象局資料，豐水年最大降水量為1036.8mm(1976年)，枯水年最小降水量為306.0mm(1978年)，年平均降水量為775.2mm。年平均蒸發量為1472.0mm。雨季多集中在8-10月份，日最大降水量82.1mm。冰雹多集中在6-8月份。區內年平均氣溫8.5℃，一月份平均氣溫為-4.8℃，最低為-23.1℃，七月份平均氣溫20.1℃，最高氣溫為35.4℃。無霜期191天，冰凍期為11月至次年3月份。最大積雪厚度240mm，凍土層厚度為660mm。恒溫帶深度25m左右，溫度9.5℃。常年主導風向為西北風和東南風，夏季多為東南風，冬季多為西北風;年平均風速3.3m/s，最大風速為25m/s。
4.地表水係
區內水係屬洛河水係，常年流水的有沮水河、鄭家河，其餘均為間歇性流水。沮水河為區內最大水係，發源於陝甘交界之子午齡東麓，全長100km，流域麵積3392 km2，自西向東經井田南部與其支流南川河交彙於店頭鎮芋子渠溝口，向東流經黃陵縣注入洛河，於店頭鎮觀測沮水河流量為0.192～6.81m3/s,平均為2.07m3/s。煤礦區東北角的鄭家河水庫由於多年來，氣候幹旱少雨，麵臨幹枯，水庫範圍變小。
5.地震情況
據國家地震局蘭州地震大隊1973年資料，該區在1599年發生過6級地震。1556年華縣大地震、1815年山西平陸地震和1820年寧夏海原大地震均波及本區。本區地震烈度為六度，動峰值加速度為0.05g。
二、社會經濟環境概況
本區以農業為主，工業不發達，經濟基礎比較薄弱，生產力水平低，經濟效益差。主要農作物有小麥、玉米、水果等，糧食可以自給。工業有煙草、電力、煤炭、酒、肉類加工等。
近年來黃陵縣工業經濟發展迅速，基本形成了以煤炭為龍頭，電力、建材為骨幹的地方工業體係。
三、環境質量現狀
1.環境空氣質量現狀
本區環境空氣各汙染物日平均濃度範圍分別為：SO20.016～0.038mg/m3，NO2 0.003～0.025 mg/m3，TSP0.18～0.26 mg/m3，對照標準，日均濃度值均低於GB3095-1996《環境空氣質量標準》中的二級標準限值。
2.地表水環境質量現狀
本區上部洛河組地層富水性中等，具有一定的開發潛力。由於煤層開采，煤層上部形成導水裂隙帶，經計算，導水裂隙帶最大高度位於延安組底部，一般而言，煤層開采後，導水裂隙帶對洛河組含水層水質及水量無影響，根據目前開采情況看，根據目前開采情況看，洛河組地下水未受采掘影響。
3.地下水環境質量現狀
調查結果表明，項目區內地下水的PH、As、Cr+6、高錳酸鹽指數、總硬度、Ar-OH和F—共7項指標濃度均能達到GB/T14848-93《地下水質量標準》中的Ⅲ類標準，而細菌總數有超標現象。說明當地地下水水質已受到細菌的汙染。
4.聲學環境質量現狀
區內環境噪聲和交通噪聲測值分別可滿足GB3096-93《城市區域環境噪聲標準》中2類和4類標準要求，說明評價區內聲環境質量良好。
本區地表森林茂密，水土流失輕微，無其它工業汙染源，沮河各支流水質清潔，礦井水水質經處理後排入河穀，對沮水河水質基本無影響，固體放棄物已得到有效處理，地表未發現較大的地麵沉陷及裂縫，地質環境類型確定為良好型(第一類)。
四、主要汙染源及汙染物
礦井在建設和生產過程中，其主要的汙染源和汙染物如下：
1. 汙水。
包括礦井井下排水和工業場地生產、生活汙水。礦井井下排水主要是開采煤層上覆各含水地層的湧水和少量井下生產廢水;生產、生活汙廢水主要來自工業場地辦公樓、浴室燈房聯合建築、食堂及職工住宅等處的排水。
2.廢氣和粉塵
鍋爐房內現有鍋爐三台：一台環保節能常壓熱水鍋爐專為礦井地麵供暖其型號為CLSG1.8MW-Ⅱ，供開水量：2000kg/h、額定功率：1800KW;一台常壓熱水鍋爐專為洗澡堂供水，型號：CLSG0.5，供開水量：5400kg/h、額定功率：500KW;另一台鍋爐專門供應飲用熱水，型號：CLS0.1-85/60-AⅡ供開水量：1500kg/h、額定功率：100KW。為滿足洗浴用熱，新增CLSG0.5常壓熱水鍋爐一台。
煤粉塵主要來自煤炭破碎篩分、原煤儲煤場及煤炭轉載點等生產環節，地麵儲運係統揚塵及交通楊塵屬無組織排放。
3.固體廢物
固體廢物包括掘進矸石、篩分矸石、鍋爐灰渣及生活垃圾。
建設期主要是掘進矸石，將產生約6.9萬t的掘進矸石，其組成以砂岩、砂質泥岩為主，其次為泥岩。
生產期掘井巷道多在煤層或半煤層內，產矸量較小，所產矸石用來填充井下廢棄巷道不出井。
生產期產生的篩分矸石量約為1.8萬t/a，地麵設臨時排矸場。
另外還有生活垃圾和鍋爐灰渣，預計產生量分別為105t/a和585t/a。
4.噪聲
礦井生產使用的空氣壓縮機、通風機、驅動機、原煤分級篩、破碎機、礦井通風用的抽出式風機等生產設備均產生很強的噪聲，聲壓級大於90dB(A)。
以上主要汙染物排放情況詳見表18-1-1。
表18-1-1 礦井開采生產的主要汙染物排放情況一覽表
種類名稱產生量主要汙染物產生濃度或強度
汙水井下用水礦井正常湧水量60m3/h
礦井最大湧水量135m3/hSS含量約為100--300mg/L
生產生活汙水汙水量179.91 m3/d
最大時30.43 m3/hCOD濃度約為60mg/L
油類濃度約為5mg/L
廢氣煙塵165.6 t/a3165.5mg/Nm3
SO221.23 t/a386.5 mg/Nm3
固體廢物矸石掘進矸石1.2萬t/a
洗選矸石1.8萬t/a
生活垃圾105t/a
鍋爐灰渣585t/a
噪聲通風機房風機95～112dB(A)
坑木加工房95～115dB(A)
驅動機房95～98dB(A)
篩分、破碎設備～95dB(A)
五、環境保護標準
1.環境質量標準
(1)環境空氣評價執行GB3095-1996《環境空氣質量標準》及其修改單中二級標準。
(2)地表水評價執行GB3838-2002《地表水環境質量標準》Ⅱ類標準;
(3)地下水評價執行GB/T14848-93《地下水質量標準》Ⅲ類水標準;
(4)聲環境質量評價執行GB3096-2008《聲環境噪聲標準》2類區標準。
2.環境汙染物排放標準
(1)鍋爐煙氣排放執行GB13271-2001《鍋爐大氣汙染物排放標準》的二類區Ⅱ時段標準;
(2)汙、廢水零排放;
(3)一般固體廢物排放執行GB18599-2001《一般工業固體廢物貯存、處置場汙染物控製標準》有關要求;生活垃圾執行GB16889-1997《生活垃圾填埋汙染控製標準》中有關要求;
(4)廠界噪聲執行GB12348-2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》的2類標準，交通噪聲執行4類標準;施工噪聲執行GB12523-90《建築施工場界噪聲限值》;
(5)煤炭工業大氣汙染物無組織排放、煤矸石處置場建設執行GB20426-2006《煤炭工業汙染物排放標準》表4、表5及《一般工業固體廢棄物貯存、處置場汙染控製標準》中的有關規定。
3.水土保持執行標準
水土保持執行《中華人民共和國水土保持法》中的相關規定、國務院《水土保持法實施條例》和《水土保持綜合治理技術規定》GBT16453.1～16453.6-1996。
第二節 礦井建設期汙染防治措施
一、水汙染防治措施
礦井建設期生產廢水為施工現場設備清洗產生的廢水，含有少量的油汙及泥沙。為防治施工期廢水對周圍水環境產生影響，采取以下措施：
1.在施工場地進行混凝土澆灌作業的，要設置沉澱池。考慮到作業麵較大，故臨時沉澱池應隨施工進度進行布設，完全收集施工廢水。施工排放的廢水排入沉澱池內，經沉澱處理後全部回用，不外排。
2.有關施工現場水環境汙染防治的其它措施按照“建設工程施工現場環境保護工作基本標準”執行。
二、空氣汙染防治措施
礦井建設期期對大氣環境造成汙染的主要是地麵揚塵。控製施工期揚塵的措施主要有：
(1)合理安排施工現場，所有的物料應統一堆放、保存。在綠化工程中裝載土料等多塵物料時，應堆放整齊以減少受風麵積，車輛裝載不得超出車廂板高度，並適當加濕或蓋上苫布，以降低運輸過程中起塵量並減少沿途拋灑、散落。運土卡車及建築材料運輸車應按規定配置防灑落設備，裝載不宜過滿，保證運輸過程中不散落;在進出口設置車輛清洗裝置(可利用項目沉澱處理後的施工廢水)，清洗運載汽車進出車輪和底盤上的泥土，減少汽車在運輸過程攜帶泥土、雜物散落地麵和路麵。
(2)施工現場道路指定專人對施工現場及附近的運輸道路定期進行清掃、噴水，使路麵保持清潔並有一定的濕度;控製進入施工現場的車輛行駛速度，防止道路揚塵。
(3)因揚塵量與粉塵的含水率有關，粉塵含水率越高，揚塵量越小，目前國內大多數施工場地均采用灑水來進行抑塵。
(4)在工程的場地的清理中加強管理，要製定土方表麵壓實、定期噴水、覆蓋等措施;不需要的泥土，建築材料棄渣應及時運走，不宜長時間堆積和堆積過高，因為臨時堆積，易被風刮起塵土。
(5)合理安排工期，盡可能地加快施工速度，減少施工時間，綠化工程施工中應注意減少地表麵裸露，地表開挖後及時回填、夯實，做到有計劃開挖、有計劃回填。
(6)選用低能耗、低汙染排放的運輸車輛，對於排放廢氣較多的車輛，應安裝尾氣淨化裝置。車輛狀況不佳造成的空氣汙染，做活養護。
三、聲環境汙染控製措施
1.建築施工單位應當采取有效措施，降低施工噪聲汙染，所排放的建築施工噪聲，應當符合國家規定的建築施工場界噪聲限值;
2.優先選用低噪聲設備，如以液壓工具代替氣壓工具，將高頻混凝土振動器改為低頻混凝土振動器，以減少施工噪聲;
3.對高噪聲設備采取隔聲、隔振或消聲措施，如在聲源周圍設置掩蔽物、加隔振墊、安裝消聲器等，可降低噪聲源強30～50dB(A);
4.日常應注意對施工設備的維修、保養，使各種施工機械保持良好的運行狀;
5.有關施工現場聲環境保護的其它措施按照“建設工程施工現場環境保護工作基本標準”執行。
四、固體廢物汙染控製措施
礦井在建設期的固體廢物主要是建築垃圾和施工人員的生活垃圾。為徹底消除施工期產生的固體廢棄物對周圍環境的影響，采取以下措施：
1.生活垃圾加強管理，一定要督促放入已設的垃圾箱收集，不得任意堆放和丟棄;
2.建築垃圾中有一些廢棄金屬材料，包裝物，故對建築垃圾應首先分揀回收可利用材料，然後將剩餘固廢分為可回填利用及不可回填利用兩部分，分別集中定點堆放，其中不可回填利用部分清運到城管部門指定的堆場妥善堆放。不得隨意堆放和丟棄;可回填利用部分，按工程需要及時用於回填;嚴禁擅自亂堆亂放傾倒到附近河溝及水域。
五、生態環境保護措施
1.加強征地規劃範圍內的土地資源與臨時占地的管理與保護，精心設計，合理規劃布局，嚴禁計劃外占地，嚴禁不合理堆放;
2.合理安排工期，盡可能避開暴雨季節進行大規模土石方開挖與回填，避免雨水對地表土壤的衝刷和破壞;
3.按本設計提出的廢水、固體廢物控製措施進行施工期廢水、固體廢物的控製，防止對周圍環境造成不利影響。
第三節 礦井生產期汙染防治措施及綜合利用
一、汙水處理
1.基本原則
根據礦井井下排水和場地生產、生活汙水兩種性質進行分別處理，並盡可能做到一水多用，擴展礦井內部的汙廢水綜合利用途徑，對富餘的部分嚴格控製達標排放。
2.處理工藝及要求
礦井井下排水排至工業場地的井下水處理站內，經混凝沉澱、氣浮及過濾和消毒等深度處理後回用於井下消防灑水和黃泥灌漿製漿用水。回用於井下消防灑水的廢水應進行深度處理，使出水水質達到30mg/L的《煤礦井下消防、灑水設計規範》中的井下消防、灑水水質標準。
工業場地生活汙水采用綜合汙水處理設備進行二級生化處理，使其出水BOD5達到20mg/L的汙水綜合排放一級標準。主要回用於地麵防塵灑水及廠區綠化的汙水應進行深度處理，使出水水質達到《城市汙水再生利用 城市雜用水水質》(GB/T1982-2002)中城市綠化的水質標準。
3.處理工程
(1)礦井井下排水
在工業場地建井下水處理站，處理能力為2200m3/d，處理設施主要包括調節池、加藥(混凝劑)器、反應池及沉澱池等。類似礦井采用相同方法處理結果表明，氣浮加混凝沉澱的方法針對井下水中主要汙染物SS的去除效率至少在93%左右，對COD的去除率也在80%以上。井下水中的SS可以滿足小於30mg/L的井下灑水、注水的回用要求。
處理後的出水水質可滿足《煤礦井下消防、灑水設計規範》中的井下消防、灑水水質要求。淨水器、過濾器的排泥均進入汙泥池內，由泵將泥提升至濃縮壓榨一體化汙泥脫水機，在汙泥脫水前加入聚丙烯酰胺，經混合後進入汙泥脫水機。經脫水後，汙泥含水率在80%以下，然後運出廠外處置。
(2)場地生產生活汙水
在工業場地建汙水管網，將浴室、食堂、衛生間和其他雜用水等排入或彙入汙水管網，在管網末端建生活汙水處理站，處理設施包括毛發過濾器、調節池等。工業場地的生產生活汙水處理量為400m3/d。
生產、生活汙廢水處理措施為：汙廢水經管道流入工業場地的汙水處理站，通過綜合汙水處理裝置處理後其去除汙水中COD、BOD5、SS、石油類汙染物的去除率可達80%～90%，處理後水質達到《城市汙水再生利用 城市雜用水水質》(GB/T1982-2002)標準，符合農業用水標準，也符合雜用水標準，可用於工業場地地麵防塵灑水、場地綠化和沙土濕化建造人工濕地以及農業灌溉等。綜合汙水處理設備所產生的汙泥定期清理外運，可用於農肥。
(3)汙廢水回用率
處理後可複用的井下排水約1317.12～1537.2m3/d，其中1262.55m3/d用於井下消防灑水，其餘水量用於黃泥灌漿係統製漿用水。全年井下排水複用率可達95%。
處理後可複用的生活汙水約319.08m3/d，用於道路澆灑、場地灑水、廠區綠化和水保工程用水等，夏季本項目生活汙廢水的綜合利用率可達100%。冬季因綠化用水量小，初步估算其全年綜合利用率可達70%，富餘部分排入附近溝穀。
二、固體廢物汙染防治措施
本礦井的固體廢物主要是矸石及少量生活垃圾等。建設期產生的矸石總量約6.9萬t;生產期產生的篩分矸石量約1.8萬t/a、掘進矸石量約1.2萬t/a;生活垃圾量約105 t/a，鍋爐灰渣585 t/a。為了保護環境，防止固廢流失，采取如下措施：
1.建設期排棄的矸石內不含可燃——煤炭，因此可對該白矸進行綜合利用，用於做路基填料、路基護坡、場地填方等。因建設期的排矸量不大，基本可以綜合利用;
2.生產期的篩分矸石每年約1.8萬t，排至地麵排矸場;
3.生產期的掘進矸石每年約1.2萬t，不出井，在井下填埋;
4.生活垃圾由礦方委托地方地方政府環保部門統一處置;
5.鍋爐房灰渣可用做建材、鋪墊路基等進行綜合利用。
三、大氣汙染防治措施
1.鍋爐燃煤煙氣排汙治理措施
(1)總體布局上，鍋爐房布置在工業場地常年主導風向的下風側;
(2)鍋爐房煙囪高度為45m，上口直徑為1.2m，煙囪高度滿足有關環保標準要求;
(3)采用水浴脫硫除塵器，該裝置的脫硫效率30%～60%，除塵效率大於93%~96%。
采取上述除塵措施後的燃煤煙氣，其排汙預測結果列於表16-4-1。從預測結果知，礦井場地鍋爐所排煙氣中的煙塵和SO2排放濃度可滿足《鍋爐大氣汙染物排放標準》中Ⅱ時段二類區標準要求。但在生產運行中必須加強煙氣除塵器的維修管理，才可保證其有較高的除塵效率。
表16-4-1 采取除塵脫硫措施後鍋爐排汙濃度計算
排汙濃度工業場地允許排放濃度(mg/Nm3) 達標排放
情況
處理前處理後
煙塵濃度(mg/Nm3)3478.8189.32200達標
SO2濃度(mg/Nm3)405.5228.37800達標
備 注除塵效率為93%，脫硫效率為30%時
2.工業粉塵治理措施
(1)破碎篩分及煤炭運輸場所的煤(粉)塵治理，在篩上設一個除塵係統，選用防爆型氣箱式脈衝袋收除塵器一台及防爆離心式通風機一台，除塵機組及防爆離心式通風機均設在該車間頂層的除塵間內;
(2)礦井原煤采用密閉的皮帶棧橋輸煤方式，原煤和產品煤均用園筒倉貯存，可避免煤塵外逸;
(3)對於工業場地原煤轉載點、產品煤裝載點、篩分係統等易產生揚塵的工作環節，加設集塵罩、袋式除塵器和噴霧灑水裝置，以抑製和減少煤粉塵汙染;
(4)對運輸車輛應進行統一管理，限載限速，裝滿物料後應加蓋蓬布防止拋灑碎屑;對廠區附近的道路派專人負責，經常維護以保持良好的路麵狀況，並及時清掃拋灑在道路上的散狀物料，對廠區及其附近的道路經常灑水可起到很好的抑塵作用;
(5)對原煤臨時儲煤場采取灑水增濕降塵，外圍牆維護。在幹旱大風惡劣天氣時，除加大灑水增濕量外，還可根據實際情況加蓋蓬布遮蓋。
通過采取上述綜合措施後，整個生產、篩分破碎係統煤(粉)塵排入外環境的濃度和煤塵量均低於《煤炭工業汙染物排放標準》(GB20426-2006)新改擴標準的允許限製。
四、噪聲防治
根據噪聲的影響範圍及保護對象，采取如下防噪措施：
1.工業設備選型時，優先采用高效低噪產品，或設計及訂貨時要求製造廠方配套提供降噪設施;
2.對於產生高噪聲的設備，如礦井通風機、空氣壓縮機、驅動機房設備、篩分設備、鍋爐鼓引風機等采取消聲、隔聲、減振、阻尼等降噪措施進行治理;
3.對驅動機房、通風機房等強噪聲場所，應設置隔聲間並加強職工的個人防護措施;
4.主要產噪場所周圍綠化時多植枝密葉大的樹種，利用綠化植物吸聲降噪;
5.運煤皮帶走廊、篩分車間、鍋爐房、機修車間等的門窗均采用隔聲材料;
6.在無法采取隔聲、減振、阻尼等降噪措施的作業場地，工作的人員佩戴耳塞、耳罩等個人防護用品。
通過采取上述防噪、降噪措施後，工業場地的廠界處可滿足《工業企業廠界噪聲標準》中Ⅱ類標準要求。
第四節 生態環境保護措施
一、水土保持措施方案
1.工程措施
(1)在項目建設施工期應合理調配土方，減少土方的排棄量;合理規劃取土場和棄土場，在使用完後對其采取一定的工程措施(修築排水溝、截水溝)和植物措施;並避開雨期，減少地表破壞造成的水土流失。
(2)各類管溝、管線及道路工程修建，應統籌安排施工，避免反複開挖地表。
2.植物措施
(1)應視地形、土壤等條件采取植物措施。工業場地周圍種植寬度為20～50m水保防護林，樹種以適地的喬木、灌草為主;道路兩側應種植護路林帶，樹種以灌木為主。
(2)取棄土場停用後，應有計劃地及時處置綠化，植樹種草。
二、地表沉陷防治措施
針對本井田地質采礦條件和該礦區的環境特征，提出以下采煤沉陷防治措施：
1.工業建築(構)物的保護措施
對礦井工業場地以及為本礦井供水的管網和相關重要設施留設保護煤柱，確保上述設施的使用安全。
2.輸電線路的保護措施
本井田開采範圍內有鄉村間架設的照明、農用輸電線路，其相應的保護措施主要有：
(1)結合開采計劃，在開采前，對開采範圍內的輸電線杆用斜拉鋼絲等方法加固，防止因傾斜過多而歪倒。
(2)開采期間，組織專業維修隊伍，經常性巡回檢查，發現問題及時修複，並定期進行電杆扶正和加固工作。
3.輸水管線保護措施
礦井的給排水工程管網均布設在留設的煤柱內，受本礦井地下開采影響較小，本環評製定的預防措施為：
(1)對供水管網采取選用金屬管和柔性接頭的設計方案，金屬管網抗變形和扭曲的能力較強，不易斷裂;柔性接頭在一定範圍內允許管網彎曲一定角度而不會被剪斷，因此可有效地預防管網斷裂，確保供水管網的安全運行。
(2)組建礦區管網搶修隊，經常巡回檢查，發現問題及時處理。
4.村莊和民用設施的保護措施
根據本礦區範圍，本區內西北部有人口居住較為集中的村莊，對該村莊采取留設煤柱保護。
5.對地表因井下開采產生的裂縫、滑坡、沉陷不均勻造成的台階地采取人工填塞、平整，阻止雨水滲漏、減少水土流失。
6.對因地表沉陷造成的農耕地、林木、經濟林、通訊、水源設施等的破壞，礦方應根據具體情況幫助產權單位進行修複、補償，必要時給受損者經濟賠償。
三、生態環境破壞減緩措施及防治對策
1.土壤與植被的保護與恢複措施
(1)項目施工過程中應加強管理，要采取盡量少占地、少破壞植被的原則，將臨時占地麵積控製在最低限度，以免造成土壤與植被的較大麵積破壞。
(2)對於臨時占地和新開辟的臨時便道等破壞區，竣工後要進行土地複墾和植被重建工作，並在適當季節進行植樹、種草。
2.土壤侵蝕的防治措施
(1)在地麵施工過程中，應避免在春季大風時段以及夏季暴雨時段進行作業。對於施工破壞區，施工完畢，要及時平整土地，並種植適宜的植物，以防止發生新的土壤侵蝕。
(2)對於水蝕強烈的溝壑地段，為避免產生新的水土流失，應考慮采取相應的工程措施。
3.沉陷區治理措施
對水土流失較嚴重的區域和地表沉陷產生裂縫、土壤鬆散和可能誘發溝岸坍塌的區域，除采取植樹種草等植物措施外，還應組織人力進行土地整平、堵塞裂縫及其它工程措施來整治沉陷區，防止水土流失和土地沙化。
第五節 機構設置及檢測
根據《煤炭工業環境保護設計規範》規定，本礦井設置環境保護管理機構，其任務是負責組織、落實、監督本企業的環境保護工作。
礦井設置專職或兼職的環境管理和水保管理人員2名，並有一名礦級領導負責，配合礦區進行環境管理和水保工作。
本礦井不設置環境監測站，日常性工業汙染物排放監測工作依托地方環境監測站或地方監測部門進行。
第六節 專項投資
本項目環保、水保投資包括井下水處理裝置、生活汙水處理裝置、粉塵和噪聲防治、固體廢棄物處置、水土保持措施實施和綠化等費用，投資總計約698萬元。
第十九章 建設工期
第一節 建設工期
一、施工準備的內容與進度
施工準備期，是指在完成了建設用地的征購，施工人員進場開始。場內“五通一平”等施工準備工作開始之日起，至項目正式開工(礦井以關鍵線路上的任一井筒破土動工)時所需的工期。
施工準備的目的，是為井筒正常連續施工創造必要的條件。要達到上述目的，施工準備期內需要完成的工作很多，包括組織準備、技術準備、前期工程準備、物資準備、勞動力準備、外協準備等，量大、麵廣、內容雜，需要各方麵的密切配合與協作才能順利完成。
本礦井為機械化改造礦井，設計選擇瑞能煤礦原有工業場地，施工準備工作量相對較小。
1.施工準備內容
①修風井場地簡易路;②副斜井、回風斜井場地整平;③副斜井、回風斜井場地架電線，接水管;④搭建工棚;⑤人員、設備進場。各施工準備工程應盡最大程度實行平行作業，經估算施工準備期按2個月考慮。
二、礦井移交方式
本礦井為機械化改造礦井。業主一麵利用老係統進行殘采，一麵進行改造工程。業主決定井筒、井底車場及其硐室和895大巷，輔助上山等工程采用由建井單位施工，其餘工程由業主自行完成。因此，礦井移交方式為當礦井機械化改造工程全部完成並達到移交標準後，經相關部門驗收合格後即可投入生產。
三、礦井移交標準
礦井設計生產能力0.60Mt/a，移交時井下裝備兩個綜掘工作麵，按此生產能力，礦井設計的移交標準如下：
(1)井巷工程按設計要求開拓巷道930西運輸大巷、輔助運輸巷及總回風巷全部完工，並經驗收合格。
(2)移交的12101采煤工作麵、12102掘進工作麵、井上下運輸、提升、排水、通風、壓風、供電、供水、供熱、通訊、輔助係統等全部建成，並經單機試運轉和聯合試運轉運行良好，經驗收合格。
(3)井下通風、消防、安全設施、防塵灑水係統、防滅火、瓦斯、煤塵、火災、有毒有害氣體預測預報係統等全部建成並經驗收合格。
(4)“三廢”處理及環保工程建成，符合國家相關標準、法規，並經驗收合格。
(5)地麵工業與民用生產、生活設施按設計標準建成，並經驗收合格。
三、井巷施工平均成巷月進度指標
根據調研，黃陵礦區建新、建莊煤礦掘進斷麵15m2左右的煤層，巷道施工進度綜掘約300~400m，岩石巷道施工進度炮掘約100~150m。瑞能煤礦掘進斷麵10m2左右的半煤岩巷施工進度綜掘約300~400m。
依據《煤炭工業礦井設計規範》(GB50215-2005)規定，結合該礦區及瑞能煤礦的施工技術水平，設計確定合理的井巷工程施工進度指標如下：
岩 巷 120m/月 (鑽爆法);
硐 室 300m3/月 (鑽爆法);
煤 巷 350m/月 (綜掘);
半煤岩巷 300m/月 (綜掘)。
四、井巷施工連鎖工程
貫通後連鎖工程如下：
930西輔助運輸巷→12102運輸巷→盤區硐室→設備安裝
930西運輸大巷→12101回風巷→聯絡巷等→設備安裝
930西總回風巷→12101運輸巷→開切眼→設備安裝
五、建井工期
施工工期的長短主要取決於組織管理及其它方麵的因素，施工前必須籌備足夠的人、財、物，並成立高效的管理組織機構，確保工程順利進行。
本礦井地麵設施較為簡單，因此建井工期主要取決於井巷工程施工進度，就本礦而言，首先在副斜井和回風斜井各安排一個掘進隊同時平行施工，當進入井下後，各分別安排二~三個掘進頭施工井底巷道及硐室、大巷、聯絡巷及回采巷道等，實現最大程度的平行作業。地麵所有建、構築物等設施應按施工組織計劃進行施工，要求與井巷工程同步建成。
根據設計的井巷工程、掘進指標及關鍵線路，排定井巷工程施工工期約為16個月、施工準備期1個月，設備安裝及聯合試運轉3個月，估算礦井建設總工期為20個月。
第二節 產量遞增計劃
礦井設計生產能力為0.60Mt/a，因本設計按一井一麵兩頭一線的生產模式，采掘工作麵裝備均為綜合機械化，因此，當年投產即可達產。
第二十章 組織機構及人力資源配置
第一節 組織機構
一、瑞能煤礦組織機構
陝西煤炭建設公司瑞能煤礦設置總經理辦公室和黨委辦公室。總經理辦公室負責生產、安全、機電、財務等部門事務，總經理負責全盤工作，煤礦總工程師負責各方麵生產技術業務，財務總監監管煤礦財務業務。黨委辦公室下設工會組織。詳見組織機構設置(圖20-1-1)：
圖20-1-1瑞能煤礦組織機構圖
二、礦井工作製度
陝西瑞能煤業有限公司煤礦機械化改造設計1個綜采隊采煤，2個掘進隊準備采煤。礦井年工作日330d，井下采用“四六”工作製度，即每天3班作業，1班檢修，每班工作6h。地麵采用“三八工作製”，每班工作8h。
人力資源配置
一、勞動定員
礦井勞動定員依據0.60Ｍt/a的生產能力，按係統環節定崗定員的原則計算。礦井達產時在籍人員總數為646人。原煤生產人員共410人，井下工人在籍係數為1.50，地麵工人在籍係數為1.35，勞動定員計算詳見表20-1-1。
二、勞動生產率
經計算礦井設計原煤生產人員工效為4.435t/工·日。
第二十一章 概算投資
第一節 概算投資
一、工程建設資金概算
陝西瑞能煤業公司煤礦機械化改造概算總投資為礦井機械化改造設計範圍內新增的全部井巷工程、土建工程、設備購置、安裝工程及其他費用的工程建設總資金。
經概算，瑞能煤業有限公司煤礦機械化改造設計靜態總投資為15351.13萬元，其中：
井巷工程：6258.57萬元
土建工程：651.44萬元
設備購置：5975.25萬元
安裝工程：943.70萬元
工程建設其它費用：517.89萬元
工程預備費：1004.28萬元
鋪底流動資金為732.13萬元，建設項目總資金為16083.26萬元，詳見表21-1-1。
二、資金籌措及使用計劃
1.資金籌措
瑞能煤業有限公司煤礦機械化改造設計所需資金全部由項目法人單位自籌解決。該企業具有較強的出資和融資能力，能夠保證項目所需資金的持續穩定供應。
2.資金使用計劃
根據施工組織安排，本礦井機械化改造建設工期和試運轉共20個月。項目建設資金投資共16083.26萬元，在第一年投資約70%，為11258.28
萬元，第二年投資約30%，為4824.98萬元
3.流動資金
礦井流動資金需要量按照《建設項目經濟評價方法及參數》及《煤炭工業建設項目經濟評價方法及參數》中規定，並參照同類生產礦井的實際流動資金占用情況估算。
經計算本礦流動資金為2440.42萬元，其中鋪底流動資金732.13萬元。
三、概算編製依據
1.工程量
依據礦井機械化改造設計提供的井巷工程量和土建工程量及機電設備器材購置與安裝計算。
2.概算指標
井巷工程：按照中煤建協字[2007]90號文頒發的《煤炭建設井巷工程概算定額》（2007基價）、《煤炭建設井巷工程輔助費綜合預算定額》（2007基價）編製或根據實際工程造價及施工圖預算估算。
土建工程：采用煤規字（2000）第183號文頒發的《煤炭建設地麵建築工程概算指標》（99統一基價）或參考價。
機電設備及安裝工程：采用煤規字（2000）第183號文頒發的《煤炭建設機電安裝工程概算指標》（99統一基價）編製。
其它基本建設費用：執行中煤建協字[2007]90號文頒發的《煤炭工程建設其他費用規定》中有關規定編製。
3.取費標準：
按一類地區、取暖期5個月、礦井技術改造設計、低瓦斯礦井取費。
勞動保險費：土建及設備安裝工程按地方規定（陝西省規定）的費率計取；井巷工程根據地方規定的費率按照中煤建協字[2007]90號文頒發的《煤炭建設井巷工程概算定額》（2007基價）、《煤炭建設井巷工程輔助費綜合預算定額》（2007基價）編製。
稅金：按工程所在地鄉鎮考慮。
4.設備及材料價格：
設備價格：采用廠家詢價或市場價，不足部分采用《煤炭工業常用設備價格彙編》（2000年版）中價格。
材料價格：以2009年《陝西省建築工程材料信息價》為主，不足時采用《煤炭工業定額外材料預算價格》（2000年版）中的價格補充。
運雜費：設備按設備原價的6%計算；材料按材料原價的8%計算。
備品備件費：按設備原價的1%計算。
5.建築工程地震烈度按6度設防，生命線工程按提高一度設防。
6.工程預備費：按照中煤建協字[2007]90號文規定，按工程投資的7%計取。
四、 原煤生產成本估算與分析
參照《煤炭工業建設項目經濟評價方法及參數》、《礦井原煤設計成本計算方法》及礦區實際，結合新的財務製度按照0.60Mt/a計算原煤生產成本。
1.材料費：參照礦區實際生產成本統計資料估算，材料費11.80元/t；
2.工資：人均工資按照 45000元/a計算；
3.福利費：按成本工資的14%計算；
4.動力：電耗20.30kwh/t，綜合電價0.60元/kwh， 12.18元/t。
5.修理費：年修理費按設備及安裝工程固定資產原值的2.5%計算，為173.40萬元/a；
6.地麵塌陷補償費：按照2元/t計算；
7. 其他支出：
〈1〉勞動保險等費用：養老保險費、失業保險費，醫療保險、工傷保險、生育保險、住房公基金按原煤成本工資額的34.3%計算；職工教育經費按原煤成本工資額的3.50%計算；
〈2〉納入經營成本中的維簡費：按規定標準的50%入經營成本；
〈3〉礦產資源補償費：資源補償費3.5元/t，
〈4〉水土流失補償費5元/t；水土流失防治費按銷售價4%；水資源費0.5元/t；
〈5〉支架搬運車租賃費用1.1元/t；
〈6〉其他費用：參照鄰近礦井資料估列。
8.攤銷費：無形資產及遞延資產按照10a攤銷；
9.折舊：土建工程折舊年限為40a，綜采綜掘設備8a，一般采掘設備10a，其它設備15a。
10.維簡費：按照財建[2004] 119號文件規定， 按照10.5元/t計取，將維簡費中6.5元/t計入經營成本；
11.安全費用：按照財建（2004）119號文件規定， 按照6元/t計取；其中30%計入經營成本，70%計入礦井總成本。
12.價格調節基金15元/t。
13.養老保險金補充2.15元/t。
14.采礦權價款估算價值約3222萬元。其中30%進投資，其餘計入生產成本，礦井投產後分5a交清。
原煤設計生產成本詳細計算見表21 -1 -2。
第二節 礦井主要技術經濟指標
一、經濟評價與分析主要技術參數
依據國家計委頒發的“建設項目經濟評價方法與參數”及“煤炭建設項目經濟評價方法與參數”中有關規定，對本項目進行經濟效益計算。
1.礦井機械化改造設計工程建設及試運行總工期為20個月，第3a達到設計原煤生產能力0.60Mt/a。
2.銷售稅金、附加稅的確定：
① 增值稅：煤炭銷項增值稅稅率為17%，材料等進項稅稅率為17%。
②城市維護建設稅：按增值稅的5%計算。
③教育費附加：按增值稅的3%計算。
④所得稅：按應納稅所得額的25%計取。
⑤資源稅：按照3.2元/t計取。
3.盈餘公積金：按照稅後利潤的10%計取。
4.公益金：按照稅後利潤的5%計取。
5.基準收益率：為10%。
6.基準回收期：為18a。
7.折舊參數：建築工程40a，一般采掘設備10a，其他設備15a。
8.無形及遞延資產攤銷10a。
9.原煤銷售價格：產品銷售價格按照項目當地的實際銷售價格，參考近年來價格變化趨勢進行預測，綜合測評該礦區的塊煤、末煤出售價格，確定了商品煤含稅銷售價格為350元/t。本礦井按年生產原煤0.60Mt/a計算銷售收入。
二、財務評價及計算結果
1.經濟評價指標
經濟指標計算結果見表21- 2 -1，其中：
（1）稅後全部投資回收期：5.19a。
（2）稅後財務淨現值：18046.32萬元。
（3）稅後財務內部收益率：28.83%。
（4）稅後投資利潤率 29.74%。
（5）稅後投資利稅率 34.03%。
三、項目市場風險分析
1、項目市場盈虧平衡分析
盈虧平衡時生產能力利用率（BEP）
=年均固定成本（萬元）/（年均產品銷售收入—年均可變成本—年均銷售稅金及附加—年均營業外淨支出）（萬元）×100%
=7458.26/（18789.32—4015.98—3279.60—60.00）×100%
=65.23%
經計算本項目盈虧平衡點生產能力利用率為65.23%，即礦井年產量達到39.14萬t/a時即可盈虧平衡，保本經營。本礦井保本產量較低，生產能力利用率潛力較大，抗風險能力大，經營安全狀況良好。
2、技術經濟評價
經過財務分析計算表明：稅後全部投資財務內部收益率大於行業基準收益率10%，財務淨現值也遠大於0，表明項目具有較強的財務生存能力，除能滿足行業最低要求外，還有一定的盈餘，說明項目在財務上是可行的。
瑞能煤業有限公司礦井機械化技術改造項目開發建設各種條件均已具備，設計所確定的各種技術參數均較合理，項目計算的各種經濟指標能夠滿足行業的基準要求。
綜上所述，本工程設計技術先進合理，財務計算各種經濟評價指標可行，具有較好的經濟效益，並且該項目的建設對推動當地經濟的發展也有重要作用，社會效益良好。
附：礦井主要技術經濟指標表
瑞能煤業有限公司礦井機械化改造主要技術經濟指標見表21- 2 -2。
