综采工作面初步设计.docx
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综采工作面初步设计.docx
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综采工作面初步设计
**矿***综采工作面
设
计
说
明
书
编制人:
审核人:
总工程师:
2015年1月
**矿**综采工作面设计说明书
第一章工作面概述
一、工作面井上、下位置及邻域关系
1、****工作面地面位于南余家沟东400m,主山梁(SN向)东侧,5#孔-补7#孔一线,北半部以山梁、山坡为主,南部有桃村沟穿过。
2、****工作面井下位置:
北面为采区保安煤柱;东面为**工作面,尚未开掘;南面为一采区上山保安煤柱;一采区上山南翼为**工作面,尚未开掘;西面为****采空区。
第二章工作面地质概况
一、****工作面为南北走向,东西倾向。
工作面开采霍西煤田2#煤层,煤层倾角15°~30°,厚度2.2—2.4m,平均2.3m,属中厚煤层,2#煤层结构简单,含1-2层夹矸。
二、顶板:
2#煤层直接顶板为泥页岩,厚度约2m,以黑色泥岩为主,层理明显、性脆、易风化,夹一层200mm~300mm厚的煤线。
底板为砂质泥岩,厚度约1m,呈灰黑色或深灰色、薄层状、致密、性脆、易风化。
三、工作面地表位于仁义河南岸,区内为低山丘陵地带,无常年水流,但沟谷发育。
区内水文地质条件简单,工作面开采山西组2#煤,主要煤系地层由泥岩、砂质泥岩及中厚砂岩组成。
南部有大断层,破坏范围较大,故其矿床充水水源以其上覆冒落裂隙影响和矿岩裂隙含水层为主,补给来源为大气降水,本区年降水量很弱,属于季节性补水。
区内水文地质勘探类型为二类一型,即水文地质条件简单的裂隙充水矿床。
工作面西(平距25米)为***采空区有积水,但该工作面位于*****采空区上方不会受老窑或采空区积存水影响,区内无其他老窑及生产矿井。
工作面煤层底板最低标高为540m,考虑主要含水层为太原组石灰岩,即K2K3K4石灰岩,裂隙较为发育,从历年开采情况知,K2K3灰岩的富含水性较弱,只有K4灰岩富含水性较强,故K4灰岩水可能影响矿井涌水量。
预计工作面正常涌水量为0.4m3/min,最大涌水量为0.6m3/min。
第三章巷道布置
一、****工作面位于一采区上山的北翼。
****材、运两巷均从回风上山开口以9°方位角向北掘进。
****工作面东侧为材料巷、西侧为运输巷,北侧为切眼,因工作面煤层倾角大于15°,切割巷设计为伪斜状,工作面由北向南呈伪斜推进。
二、一采区主要巷道有:
回风上山、胶带上山、轨道上山三条巷道相互平行,东西走向。
回风上山、轨道上山均沿煤层掘进,胶带上山位于回风上山、轨道上山下方为穿层巷道。
回风上山与+720水平回风大巷相通;胶带上山通过3#、2#煤库与胶带机斜巷相通;轨道上山通过轨道联巷与+700水平轨道大巷相通。
三、****工作面北面为采区保安煤柱,南面为一采区上山保安煤柱。
材料巷、运输巷断面形状为不规则形,采用同一规格。
巷道净宽3.9m、掘宽4.0m;净高2.7m、掘高2.8m;净断面积10.64㎡、掘断面积11.2㎡。
两巷采用锚杆、锚索,钢带、网、喷浆联合支护。
材料巷设计全长1270m,运输巷设计全长1240m,材、运两巷掘进方式为机掘一次成巷。
材料巷用于设备、物料运输,行人兼作回风巷,运输巷用于运煤兼作进风巷。
四、切眼与两顺槽倾斜布置,切眼与材料巷的夹角为81°,切眼倾斜长170m,水平长160m。
切眼与采区边界留15m净煤柱。
切眼断面形状为矩形,采用锚杆、索,带、网联合支护,二次成巷。
净宽5.9m、掘宽6.0m;净高2.5m、掘高2.6m;净断面积14.75㎡、掘断面积15.6㎡。
五、本工作面掘进时,在运输巷和材料巷各布置了一个溜煤眼并与胶带上山相通形成掘进运煤系统。
六、本工作面共布置了材联巷、运联巷两个联络巷,材联巷用于材料、设备运输,行人;运联巷用于进料及行人。
七、在材料巷开口掘进20米和里程600米时,在巷道前进左帮各布置一个宽3m,长5m,高3m的硐室作油脂库。
第四章工作面主要技术参数
一、工作面倾斜长度170m,水平长160m,工作面推进长度1240m。
二、采高:
根据煤层赋存情况及支架、采煤机的技术特征,确定工作面采高为2.3m。
三、工作面储量表:
面长m
推进长m
回采面积㎡
采高m
容重t/m3
地质储量万吨
可采储量万吨
回采率
%
采出煤量万吨
170
1195
213350
2.3
1.4
68.70
65.41
95
65.41
说明:
****工作面材巷走向长1240m,运巷走向长1270m。
其中采区护巷煤柱45m。
故可采储量按可采走向长度1195米计算。
三、日进度及可采期
1、循环进度:
根据采煤机滚筒的截深,循环进度确定为0.6m。
循环次数:
根据各工种的作业时间及采煤机的截割时间,确定每班两循环,每日六循环,进度3.6m。
循环产量:
循环产量=工作面长度×循环进度×采高×容重×回采率
=170×0.6×2.3×1.4×95%
≈312(T)
月产量=循环产量×日循环个数×月生产天数×正规循环率
=312×6×30×90%
=50544(T)
平均日产量=月产量÷月生产天数
=50544÷30
≈1684.8(T)
2、可采期=可采储量÷平均日产量
=662400÷1684.8
=393(天)
≈13.1(月)
四、劳动组织:
工作面采用三班生产、一班检修,“四六”制作业,生产班每班两个循环。
第五章综采设备选型及技术特征
一、根据本工作面2#煤的赋存条件和目前设备资源,选用ZY4000-14/32型支撑掩护式液压支架为工作面的基本支架和端头支架。
按工作面净斜距计算共需安装液压支架114架。
选用MG250/600型采煤机落煤;SGZ-764/630型刮板运输机运煤。
液压支架技术特征
型号
ZY4000-14/32L
最大高度
3.2m
最小高度
1.5m
顶 梁 长度
3.52m
支架宽度
1.4-1.6m
支架中心距
1.5m
支架初撑力
3092KN
工作阻力
4000KN
支架自重
15.5T
操作方式
本架操作
操作顺序
先移架,后移溜
移动方式
整体自移
移溜行程
移溜行程0.7m
工作液压力
31.5MPa
采煤机技术特征
型号
MG250/600-AWD
截深
630mm
采高范围
1.6-2.9m
适应煤层倾角
≤30°
卧底量
349mm
滚筒直径
1600mm
牵引力
580/350 KN
总装机功率
600KW
牵引方式
交流变频调速、摆线-销轨式牵引
牵引速度
0-7.34-12m/min
除尘方式
内、外喷雾
电机冷却
水冷式
供电电压
1140V
工作面运输机技术特征
型号
SGZ-764/630
运输能力
1000T/h
链速
1.03m/s
中部槽规格
1500×764×305mm
刮板链形式
中双链
刮板链规格
Φ30×108
链条中心距
140mm
链条破断力
≥1130KN
刮板间距
1080mm
启动形式
软启动
电机功率
315KW×2
电压
1140V
第六章综采设备布置
1、工作面采用SGZ-764/630型刮板运输机运输,运输能力1000T/小时,长度为172m;运输巷铺设一部长25m的SZB-730/75型桥式转载运输机;接转载运输机铺设两部600m长的胶带运输机,型号为SSJ-1063/125型,运输能力630T/小时;在运输巷安设一部JH-14型回柱绞车,材料巷安设一部JWB—8/1.27型无极绳绞车、一部JH-14型回柱绞车。
2、采煤机、刮板运输机和液压支架布置于工作面。
在材料巷距工作面100~150m范围内,布置一列设备列车,设备列车由移动变电站,喷雾泵站和乳化液泵站及开关组成。
移动变压器为2台,型号为KSGZY—1000/6/1.2,喷雾泵站由过滤器和喷雾泵组成,喷雾泵型号为XPB315/6.3型,工作压力为6.3MPa,流量315升/分,功率45KW,过滤器型号为XP型;乳化液泵站由两泵一箱组成,乳化泵型号为MRBZ—200/31.5型,工作压力为31.5MPa,流量为200升/分,功率125KW,乳化液箱型号RX—200/16,容积1600升。
在设备列车上安设KBF-g-1.1-6组合开关1台,分别控制喷雾泵站、乳化液泵、采煤机;QJZ—400型软起动器2台,控制工作面刮板输送机。
第七章工作面生产系统
一、生产工艺
工作面采用走向长壁后退式采煤法。
综合机械化采煤工艺,自然垮落法管理顶板。
工艺流程:
中部进刀割煤→运煤→移架→返空刀→移溜→移端头支架和移机头机尾→超前支护、端头支护及巷道回收。
二、支护方式:
根所据我矿现有设备资源工作面初步选用ZY4000—14/32型支撑掩护式液压支架为工作面的基本支架和端头支架,端部两架为端头支架。
端头支护及超前支护采用铰接梁和单体液压支柱架走向抬棚进行支护。
第八章运输系统
运煤路线:
****工作面→****运输巷→3#煤库→胶带上山→2#煤库→胶带机斜巷→1#煤库→主斜井→地面。
运料路线:
地面→主副井→井底车场→+700轨道水平大巷→轨道联巷→轨道上山→1240材联巷→****材料巷→工作面。
第九章通风系统
一、1、通风方法:
矿井采用抽出式负压通风,工作面采用U型通风方式,即运输巷进风,经工作面材料巷回风。
2、通风路线:
新风:
地面→副斜井→井底车场→+700轨道水平大巷→轨道联巷→轨道上山→****运输巷→工作面。
污风:
****工作面→****材料巷→回风上山→+720水平回风大巷→回风石门→回风斜井→地面。
3、通风设施:
为保证风流按规定路线运行,在****运输巷过一采回风上山和****材料巷过一采轨道上山施工风桥。
二、风量计算:
1、按工作面气候条件计算:
Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温
式中:
Q采—采煤工作面需要风量,m3/min
Q基本—采煤工作面所需的基本风量,m3/min
Q基本—工作面控顶距×采高×70%×适宜风速
Q基本=4.16×2.3×70%×0.8×60=321.5m3/min
K采高—采煤工作面采高调整系数,取K采高=1.5
K采面长—采煤工作面长度调整系数,取K采面长=1.0
K温—采煤工作面温度调整系数,取K温=0.9
则:
Q采=321.5×1.5×1×0.9=434m3/min
2、按工作面人数计算:
Q采=4N
式中:
N—工作面同时工作的最多人数,取N=40人
则:
Q采=4×40=160m3/min
3、按工作面CH4绝对涌出量计算:
Q采=100×q采×KCH4
式中:
q采—回采工作面CH4绝对涌出量 取q采=2.63m3/min
KCH4—CH4涌出不均衡通风系数 取KCH4=1.5
则:
Q采=100×2.63×1.5=394.5m3/min
取以上三次计算最大值434m3/min,为本工作面所需风量。
4、风速验算:
(1)、按最低风速验算工作面的最小风量:
Q采≥60×0.25×S
S—平均控顶时有效断面积,S=9.6m2
434m3/min≥144m3/min
(2)、按最高风速验算工作面的最大风量:
Q采≤60×4×S
434m3/min≤2304m3/min
由计算可知,选择工作面风量为434m3/min时,符合《煤矿安全规程》关于风速的规定。
三、安全监测、监控系统:
瓦斯传感器的布置位置:
1、工作面必须安设甲烷传感器,一个布置于材料巷距工作面不大于10m的位置,另一个布置于材料巷距回风上山10~15m的位置。
2、工作面必须安设温度传感器、一氧化碳传感器和风速传感器,布置于材料巷距工作面不大于10m的位置。
3、采煤机及上隅角必须设置便携式甲烷检测报警仪。
第一十章供排水及供液系统
一、供水系统:
采用地面蓄水池静压供水,用水地点为巷道内降尘水幕、冲洗巷道的洒水接头、各转点喷雾洒水、喷雾泵站等。
材料巷铺设一趟4寸水管,供巷道内降尘水幕、喷雾泵站等;运输巷铺设一趟3寸水管,供喷雾洒水。
供水路线:
地面高山水仓→回风斜井→回风石门→+720回风大巷→回风上山→****运输巷(材料巷)。
二、排水系统:
在材、运巷各铺设一趟3寸排水管,在工作面初采及正常生产期间,要在运输巷超前支护段内安装一台75D30×37kw多级离心水泵及时排出巷道的积水,并备用一台潜水泵用于排出巷道的积水。
排水路线:
****运输巷(材料巷)→****运联巷(材联巷)→轨道上山→+700水平轨道大巷水沟→中央水泵房→副斜井→地面。
工作面供液系统:
****材料巷→乳化液泵站→主液管→工作面支架→回液管→乳化液泵站。
第十一章综合防尘
1、运输巷各转载点安设洒水喷头,且方向符合要求。
2、在材巷、运巷距工作面50m范围内各安设一组风流净化水幕。
3、在材巷、运巷的洒水管路上每隔50m设三通阀门。
4、采煤机使用内外喷雾并与喷雾泵站联锁,当泵站不开时,煤机不得开动。
5、工作面每个支架安装一组架间喷雾,随移架、降架喷雾降尘。
6、通风区要定期冲洗巷道,做到无煤尘堆积。
7、做好个人防护工作对所有综合防尘设施要合理使用,防止损坏丢失。
8、在材料巷进行煤层注水,注水孔深度不小于工作面倾向长度的2/3。
采用静压注水,注水方法为单巷5孔迈步后退式,每孔注水量达到220m3,孔间距在17~20m之间。
第十二章工作面防灭火设计
一、监测系统
在材料巷距工作面不大于10m的位置,安设温度传感器和一氧化碳传感器,传感器垂直悬挂,距顶板不大于300mm,距帮不小于200mm。
设置温度、一氧化碳检查牌板,每班瓦斯检查员对检查结果要及时填写。
发现温度上升明显、一氧化碳浓度超过0.0024%或增加较快时,要及时汇报有关部门采取措施处理。
二、综合防灭火措施
1、通风区定期检查工作面及上下顺槽的风量、瓦斯,空气温度,发现温度异常,要及时汇报处理。
2、在运输巷皮带机头处,必须备有合格的灭火器和砂箱,机头、机尾必须备有洒水管。
3、工作面杜绝一切明火。
4、材、运两巷要备有一定数量的灭火材料。
5、通风区每班检查工作面上隅角的气体,发现异常及时处理。
6、通风区定期检查回风流中的一氧化碳浓度,发现有一氧化碳产生要及时汇报。
7、工作面不用的棉纱等易燃物要及时清理出井。
8、工作面应尽量少留或不留浮煤,防止煤层自燃发火,工作面停采结束后,必须在一个月内撤出设备,及时密闭。
三、特殊时期防灭火措施
本工作面煤有自然发火倾向,在正规回采期间,应尽量保持设计的推进速度,在临时停产期间,要加大防灭火措施。
第十三章供电系统
工作面设备明细表
序号
名称
数量
型号规格
备注
1
液压支架
114
ZY4000-14/32
2
采煤机
1台
MG250/600
3
刮板运输机
1部
SGZ-764/630
172m
4
转载机
1部
SZB-730/75
5
胶带运输机
2部
SSJ-1063/125
各600m
6
变压器
2台
KSGZY—1000/6/1.2
7
喷雾泵
2台
XPB315/6.3
8
乳化液箱
1台
RX—200/16
9
组合开关
1台
KBF-g-1.1-6
10
乳化液泵
2台
MRBZ—200/31.5
11
软起动开关
4台
QJZ—400
12
开关
1台
QJZ-200
13
回柱绞车
2台
JH-14/22
14
双速绞车
5台
DH-22
15
变压器
1台
KBSGZY-500/6/0.69
16
照明信号综保
2台
2.5KVA
工作面材料明细表
序号
名称
数量
型号规格
备注
1
单体液压支柱
500
DZ20、DZ22、DZ25、DZ28、DZ3.15
2
铰接顶梁
260
HDJB—1000
工作面主要技术经济指标表
序号
指标名称
单位
指标
备注
1
煤层
2#
2
煤厚
m
2.3
3
倾角
度
15~30
4
顶板
m
2.3
5
底板
m
2.4
6
面长
m
170
7
推进长
m
1240
8
地质储量
万吨
68.70
9
可采储量
万吨
66.24
10
日进度
m
3.6
11
日产量
吨
1684.8
12
可采期
月
13.1
13
设备型号
14
设备总容量
KW
1625
15
劳动组织
人
90
16
工作效率
吨/工
18.72
第十四章劳动组织
一、作业方式
1、工作面采用“四六”制作业,一个圆班由三个生产班、一个班检修班组成,每班作业6h。
二、劳动组织表
每班至少有1名副队长、带班班长负责组织安全生产,配有质量验收员、采煤机司机、维修工、泵工等相关工种的操作人员若干名,一个圆班合计111人。
采煤机司机、拉架移溜工为专业工种追机作业;三机司机,泵站工为岗位工,端头支护工、超前支护工、巷道回收工和清理浮煤工为综合作业,检修工为分组包机作业。
劳动组织图表
序号
工种
班次
合计
一
二
三
检修班
1
班长
1
1
1
1
4
2
采煤机司机
3
3
3
9
3
移溜拉架工
4
4
4
12
4
三机司机
4
4
4
12
5
泵站司机
1
1
1
3
6
端头支护工
4
4
4
12
7
清浮煤工
5
5
5
15
8
跟班领导
1
1
1
1
4
9
质量验收员
1
1
1
3
10
跟班电工
1
1
1
3
11
三机维护工
6
6
12
采煤机维护工
3
3
13
超前支护工
8
8
14
电气维护工
3
3
15
泵站维护工
3
3
16
记 录员
1
1
17
下料工
4
4
18
勤杂工
3
3
19
队干
3
3
20
合计
25
36
111
第二节 作业循环
为保证正规循环作业的完成,工作面生产必须根据劳动组织的人员配备,合理安排工序,充分利用工作时间,提高工时利用率。
附图12:
****工作面正规循环作业图表
避灾路线
1、火、瓦斯、煤尘爆炸避灾路线:
工作面→****运输巷→一采回风轨道联巷→一采轨道上山→+700水平轨道大巷→(主)副斜井井底车场→(主)副斜井→地面。
2、水灾避灾路线:
工作面→****运输巷(材料巷)→一采回风轨道联巷(1204材联巷)→一采轨道上山→+720回风巷→回风斜井→地面。
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- 工作面 初步设计