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1、王村煤矿防水闸门设计阐明书陕西陕煤澄合矿业有限企业王村煤矿2023年10月20日编制人：地测科：运输区：通风区：生产科：机电科：安监科：地测副总：总工程师：王村煤矿防水闸门设计阐明书O序言王村煤矿水文地质类型经2023年划分为复杂型，根据煤矿防治水规定第六十六、六十七条规定：“水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配置排水能力不不不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。在矿井有突水危险的采掘区域，应当在其附近设置防水闸门”。根据企业（局）研究决定，在三下进风巷和三下回风巷各施工一道防水闸门，重要防止三下采区和五采区突水威胁。1矿井水文地质概况王
2、村煤矿井田范围为黄土广厚覆盖区，水位埋藏较深，地表水不发育。区内地表水体仅有西部大峪河及东部金水沟溪流，流量受季节性影响及降雨控制，冬春季甚微，两条河流均发源于北部黄龙山区，自北向南流经井田东西部，分别流入黄河和洛河。金水沟河底最低高程611m,流量甚微，常有断流现象。大峪河河底最低高程558m,年平均流量为22Ls区内地下水受大气降水补给，重要蕴藏在小向斜轴部及金水沟、大峪河谷地。按含水层性质可分为第四系松散层孔隙水、石炭二叠系砂岩裂隙水、太原组及灰岩及奥陶系石灰岩岩溶裂隙水三种类型。其中前者为潜水含水层，后两者多为承压含水层。隔水层重要为各地层段粉砂岩、泥岩段。总体上看，第四系松散砂土层含
3、水不富；石炭二叠系地层的富、透水性不强；奥灰岩富、透水性强，但极不均一，形成了本区非均质的统一含水体,水位标高+37Inb对矿井开采水平低于+37Im的区域有不同样程度的影响。王村煤矿最低开采水平为32Onb故当开采水平低于371米时，奥灰水将会有一定的影响。2工程概况2.1 防水闸门安设位置三下进风巷防水闸门位于三下二号联巷口向南160m位置为防水闸门中心位置，围岩岩性为上部为细粒砂岩和粉砂岩，下部为K2灰岩，较坚硬。三下回风巷防水闸门位于三下二号联巷口向南13Om位置为防水闸门中心位置，巷道位于5号煤层，顶板岩性为K4砂岩，较坚硬。2.2 最高静止水位奥灰水静止水位为+371m。2.3 涌
4、水量三下采区正常涌水量50m3ho2.4 巷道的断面及支护形式三下进风巷：宽X高为3.2X3.5m,支护形式为锚网喷浆。三下回风巷：宽X高为4X3m,支护形式为锚网喷浆。2.5 巷道内运送方式在运送大巷运送为电机车+平板车加工的专用车辆，在采区巷道及联巷为小绞车+平板车加工的专用车辆。2.6 巷道通过的设计风量三下进风巷和三下回风巷设计风量3383m3mino2.7 管线布置三下进风巷西帮有管路三趟，两趟4寸和一趟3寸；东邦共有电缆5趟，三下回风巷东帮有管路两趟，一趟4寸和两趟2寸；西邦共有电缆3趟。2.8 防水闸门规格三下进风巷自动防水闸门尺寸为3.0X3.0m;三下回风巷手动防水闸门尺寸为
5、3.03.6mo3防水闸门设计3.1 轨道巷防水闸门设计布置（1.6MPa3.03.0m,带控制系统）3.1.1 设计布置算子门布置在防水闸门来水侧15m25m处，活动轨道设在闸门前，门扇为对开式布置，门扇上分别设绞接机构与油缸连接。PLC控制柜、手动操作台、液压站都集中于电、液控制碉室内，电、液控制胴室设在闸门胴室背水侧5m左右处，并高于轨面80Omm以上。PLC控制柜经光纤与地面工控机连接。操作人员在地面操作既可完毕闸门的及时关闭。3.1.2 .构造特点防水闸门(l.6MPa/3.0X3.0m)承压21.6MPa,两门扇对开布置，关闭后由拉紧装置锁紧，当门扇处在启动状态时由自动门托自动支撑
6、。3.1.22 算子门优化设计的算子门既可通水又可有效阻截煤泥沙石及漂浮物，为闸门关闭发明了良好条件。活动轨道常处在水平状态，当需要关闭闸门时，活动轨道自动移开。液压系统液压站为全密封构造。电控系统PLC控制柜经光电转换器、光纤与井上工控计算机与连接、工控计算机置有组太王管理软件，实时监控闸门系统的运行工况，据有故障查询、历史运行记录。系统设有远控及近控两种操作模式，平常处在远控模式，据需要可切换到近控模式。闸门关闭次序及耗时关闭次序：活动轨道自动移开-门扇自动关闭。耗时：在远控模式下5min内自动完毕。3.2 机轨合一巷闸门系统设计布置闸门断面（宽X高）3600mm3000mm,对开布置。两
7、块门关闭后由拉紧装置锁紧，当门扇处在启动状态时由自动门托自动支撑。算子门算子门布置在防水闸门来水侧15m25m处，优化设计的算子门既可通水又可有效阻截煤泥沙石及漂浮物，为闸门关闭发明了良好条件。3.3 泄水管内径选择根据既有资料，防水闸门启动时，泄水管正常过水量300m3h即0.084m3s,设计在每个防水闸门胴室中设置两条泄水管，因此每个泄水管流量为0.042m3s。查表可得出：泄水管直径为35Omm（按计算选直径300mm也可，为了安全向上选了一级），且泄水管敷设坡度为0.006（6%o）时，管子的充斥度（hd）取值为0.6,流量为0.076lm3s,可满足排水规定。i7圜管直(dmm)备
8、注2S0300350400450500QVQVQVQVQVQV0.60.03101.010.05051.140.07611.260.10871.380.14881.490.19711.600.0070.70.0387L050.06291.190.09491.320.13551.440.18551.560.24561.67Q流量0.750.04211.070.06851.200.10331.340.14751.460.20201.S80.26751.69:0.60.03321.080.05401.220.08141.350.11621.480.15911.600.21071.710.0080.7
9、0.04141.130.06721.270.10141.410.14481.540.19831.670.26261.790.750.04501.140.07321.290.11051.430.15771.560.21591.690.28601.810.60.03521.140.05721.290.08631.430.12331.570.16871.690.22351.82管于克战度，一般按d0.0090.70.04391.200.07131.350.10761.S00.1531.630.21031.770.278S1.90值不同选取，0.750.04781.210.07771.370.1172
10、1.510.16731.650.22901.70-30331.92d=1503000.60.03711.210.003L360.09101.510.12991.6S0.17791.790.23561.92*0.6,oo0.70.04621.260.07521.420.11341.580.16191.720.22171.860.29362.00/350-4500.750.05041.280.08191.440.12351.600.17631.740.24141.890.31972.02=074-500-9000.60.03891.270.06331.430.09541.580.13631.730
11、.18651.870.24712.01aon0.70.04851.320.07891.490.11891.650.16981.810.23251.950.30792.1070750.750.05281.340.08591.510.12951.670.18501.830.25321.980.33532.12性I本表fl蛤、排水设计F册中国建筑L业出皈社1986年7月第一版.（1）光纤轨道巷电液控制胴室需2芯光纤。（2）电源变电所需供出AC660V（电缆截面21Omm，用于液压站）、AC127V（用于声光报警、摄像仪）及DC1224V（用于液位传感器）电源至每座电液控制胴室。（3） 46号抗磨液压
12、油及16mm液压管若干。（4）胴室中所需预埋件。（5）重要设备供货范围一览表序号设备名称规格型号单位数量备注一轨道巷1防水闸门（对开式）MYIbl.6/3000X3000台1承压L6MPa2机械自动门托调距201台23轨道巷远程控制系统YMG-B1/600套1注4算子门台1注5排水管DN350-7000根2含法兰螺栓螺母法兰整圈6高压闸网Z41H-350台21.6MPa二机轨合一卷1防水闸门（对开式）MYD-1.6/3600X3000台1承压1.6MPa2机械自动门托调距20i台23排水管DN350-7000根2含法兰螺检螺母法兰塾回4高压闸网Z41H-350台21.6MPa注：轨道巷远程控制
13、系统：含液压系统、各执行油缸；PLC控制柜、操作台、靠近开关、压力传感器、光电转换器、组态王运行软件、工控计算机等。算子门按所处位置实际断面设计，构造为两扇对开。4防水闸门洞室设计3.1 基础资料(1)三下进风巷防水闸门位于三下二号联巷口向南160m位置为防水闸门中心位置，围岩岩性为上部为细粒砂岩和粉砂岩，普氏系数44-6；下部为K2灰岩，较坚硬，普氏系数48-10。三下回风巷防水闸门位于三下二号联巷口向南13Om位置为防水闸门中心位置，巷道位于5号煤层，顶板岩性为K4砂岩，较坚硬。普氏系数46-8；(2)设计最大静水压为1.6MPa；(3)闸门胴室采用混凝土浇筑作为永久支护，混凝土强度等级采用C30；(4)三下进风巷巷道断面为3.2(宽)3.5(高)m,支护形式为锚网喷浆。三下回风巷巷道断面为4(宽)X3(高)m,支护形式为锚网喷浆。3.2 设计规定1、由于闸门胴室所受日勺水压1.6MPa,根据采矿设计手册本防水门构造形式采用楔形构造；2、由防水门受力特点，为保证发生水患时防水门不发生位移和混凝土磴体开裂，应据实际在水闸门门框和混凝土搭接处布置构造钢筋网；3、防水闸门胴室
