1212综采工作面设计.doc

1、- 1 -1212 综采工作面设计第一章 工作面地质概况第一节 工作面位置及井上下关系工作面名称 1212 综采工作面地面标高 1655.5-1629.2m 井下开采深度 1150-1400m地面相对位置及建筑物地面位置为石仙岩沟西北部山梁，地表均为山地森林覆盖区，无公路、建筑物、水体等。开采对地面设施无影响。井下相对位置及掘进时对地面设施的影响1212 综采工作面：南部间隔 30 米为 1210 采空区；东部为北采区运输、回风巷；北部为实体煤，距法定 边界最近 处50 米；西部距矿界线最近点 30 米。整体位于井田西北部。因地表为山地森林所覆盖，无公路、建筑物、水体等，开采对地面设施无影响。

2、走向 西南- 东北 走向长 186m 倾向 西 -东 倾向长 1860m本工作面可采长度 1830 米，工作面长 186 米，可采储量 106.9746万吨。第二节 煤层本工作面设计开采煤层为 3 上层煤，该煤层位于太原组下段的顶部，通过地 质资料分析和两顺槽、切眼掘进证实，该工作面范围内，煤层赋存稳定，煤厚变化不大，厚度 2.22.6m ，均厚 2.4m，9 号和 10号煤之间夹一层 0.1m 厚的泥岩层，9+10 煤 为中灰、高硫特低磷、发- 2 -热量高的贫瘦煤，是较好的动力用煤；主要物理性质：黑色、强玻璃状光泽，条带状结构， 层状构造， 阶梯状与参差状断口，性脆，裂隙较发育。第三节 煤

3、层顶底板9+10#煤层顶 板为 K2 石灰岩,灰色,厚层状,质坚 硬,性脆，一般含有燧石层及透镜体。厚度为 2.5010.00m，平均厚 7.05m。抗压强度29.5136.6MPa,均值 32.253.9 MPa;抗拉 强度 0.854.70 MPa,均值 3.304.10 MPa;抗剪强度 4.5412.35 MPa ，均值 5.8710.82 MPa,为难冒落的坚硬顶板。局部 K2 石灰岩与煤层之 间夹 1.01.4 米的黑色泥岩层（俗称“ 小青顶”），极不 稳定，易垮落。9+10 号煤层 上部分布有 2 号煤层和 6 号煤层。2 号煤层距 9+10号煤层 60.8599.86m，平均

4、80.35m，煤层厚度 0.001.18m ，平均0.63m，含 01 夹矸，结构简单。 顶板岩性以粉砂岩为主，底板以泥岩、粉砂岩。6 号煤层位距 9+10 煤层 49.05 64.36m，平均 58.18m，煤层厚度 0.601.68m，平均 1.07m，含 01 夹矸，结构简单，顶板为黑色粉砂岩，底板为泥岩、粉砂岩。9+10#煤层底板多 为泥岩或黑色粉砂岩，有时为细砂岩，厚度为8m。当底板 为粉砂岩时，抗压强度为 54.5 73.8 MPa,均值 66.5 MPa, 抗拉强度 3.044.65 MPa, 均值 3.64 MPa;抗剪 强度 5.3665.73 MPa,均值 5.50MPa。

5、第四节 地质构造切眼处煤层现状：工作面起初切眼呈运输顺槽处低、回风顺槽处- 3 -高（机头低、机尾高），平均倾角 8；在推进到 1500 米时会变为平缓，平均倾角7；1000 米时会呈回风顺槽低，运 输顺槽较高，平均 倾角-8工作面煤层赋存状况：工作面整体倾向呈“V”型，运输与回风顺槽从入口起 110 米处属黄背岭向斜构造，较为宽缓。工作面自向斜构造以西呈上坡，西东倾向，倾角平均 12；1860 米1600 米属于缓倾斜俯采煤层， 倾角平均在8；1600 米200 米呈倾斜俯采，倾角平均在-12 ；200 米至停采线呈近水平，倾角7。断层分布情况：根据两巷出露显现，有长度、落差不同的 14 条

6、断层构造。其中以回风顺槽 780、1020 米处的正断层、落差 1.8 和 2.5 米，13000 米处的逆断层、落差 5.0 米；运输顺槽 1240 米的逆断层、落差 4.0米，1380m 处的正断层、落差在 1.3 米；其余地段落差均小于 1.0 米，经过断层地段将会影响安全与生产，根据实际概况及时制定专项安全技术措施。陷落柱状况：根据巷道煤层揭露情况及物探结果分析：工作面回风顺槽 1530 米1600 米处有“无炭柱” 构造，已掘 进绕道避开无炭柱。在运 输顺槽的北帮 800-810 米出露有 10 米长的“陷落柱”构造。经过该地段时据情制定相应专项安全措施。根据运 输 、回 风顺 槽及

7、切眼掘 进 所揭露情况来看，工作面共有 14 条落差 较 大的断 层 ，2 个陷落柱，具体 产 状 见 下表：- 4 -地 质 构造 产 状情况表构造名称方位（ ）落差（米） 性 质对开采影响程度 工 作 面 具 体 位 置F1 350 0.4 正断层 影响不大 运输巷 400米处F2 5 0.8 正断层 影响不大 运输巷 500米处F3 0 1.0 正断层 影响不大 运输巷 625米处F4 340 0.7 正断层 影响不大 运输巷 680米处F5 陷落柱 影响很大 运输巷 800-810米处F6 340 4.0 逆断层 影响很大 运输巷 1240米处F7 340 1.3 正断层 影响不大 运

8、输巷 1380米处F8 0 0.7 正断层 影响不大 回风巷 400米处F9 35 0.4 正断层 影响不大 回风巷 480米处F10 0 1.2 正断层 影响不大 回风巷 480米处F11 75 1.8 正断层 影响较大 回风巷 730米处F12 350 2.5 正断层 影响很大 回风巷 780米处F13 82 2.0 正断层 影响较大 回风巷 1020米处F14 340 5.0 逆断层 影响很大 回风巷 1300米处F15 340 1.0 正断层 影响不大 回风巷 1450米处F16 陷落柱 影响很大 回风巷 1530-1600米处第五节 水文地质情况本工作面水文地 质 情况比 较简单 ，

9、主要 为顶板 K2 石灰岩裂隙淋滴水，积水主要集于运输、回风顺槽各段的低凹处的小水仓内，根据涌水量观测资料，本工作面最大涌水量为 0.33m3/h,正常涌水量为 0.29/h。另一涌水点集中在运输巷 200 米与 1210 采空区联通的联络巷内，主要涌水为 1210 采空区渗水，经联络巷顶底板渗入运输巷内，该处的涌水量为 1.5m3/h。第六节 影响回采的其他因素- 5 -煤 层 ：具有爆炸危 险 性。煤的自燃：自燃倾向性为级，属不易自燃煤层。瓦斯等级：为低瓦斯矿井，绝对 CH4 涌出量为 5.5m3/min,相对CH4 涌出量为 5.66m3/t，绝对 CO2 涌出量为 1.67m3/min

10、，相对 CO2 涌出量为 1.72m3/t。第七节 可采储量及服务年限两顺槽全长 1860 米，开采长度 1830 米。，工作面长 186 米，煤层厚度 2.4 米，容重 1.35t/m3，回采率 97%，储 量计算如下：可采储量：18301862.41.3597%=106.9746 (万 t)可采期还有：106.9746 （0.63）=1016.8(天)式中：0.6 为循环进度，3 为日循环数。第二章 采煤方法第一节 巷道布置本工作面巷道布置较为简单，由运输顺槽、回风顺槽、切眼三部分组成。运输顺槽（进风巷）、回风顺槽（回风巷）均沿倾向布置、沿煤层掘进。两巷均采用锚杆（索）锚梁支护，巷道为矩形

11、断面，两巷净宽4.0m，净高 2.4m，净断面 9.6m2。巷道顶部锚杆采用 20螺纹钢树脂锚杆长度 2000mm, 16圆钢锚梁长度 3600mm 进行支 护，K 2 石灰岩坚硬顶板间排距为1.5m1.3m，遇 顶板变化时支护间距缩小为 1.20.5m，同时使用锚索、锚杆混合支护，锚索采用 18.7钢绞线锚索， 长度- 6 -3000mm、4000mm、6000mm。锚固剂采用 Z2360 型锚固剂。在局部遇断层带时又使用工字钢架棚进行了补强支护，棚距 1.0m。巷道煤帮采用长 1500mm 玻璃钢锚杆、塑料网、 14圆钢长度3000mm，进 行护帮，支护间排距为 0.9m1.0m。切眼沿走

12、向布置、沿煤层掘进。巷道为矩形断面，两巷净宽5.0m，净高 2.6m，净断面 13m2。顶、帮支护与两顺槽支护形式相同。运输顺槽铺设两趟供水管路，一趟为 3.0 寸水管,专供工作面泵站及支架喷雾使用；一趟为 3.0 寸水管，每隔 50m 设一个三通阀门,供巷道与各转载点洒水。回风顺槽铺设一趟 3.0 寸水管,每隔 50m 设三通阀门,供巷道洒水使用。运输顺槽用于进风、运煤、进出物料、行人。回风顺槽用于回风、进出物料、行人。切眼用于安装综采设备。第二节 采煤工艺一、采煤工艺该工作面采用倾向长壁综合机械化采煤法。使用滚筒直径 1.6m 的双滚筒采煤机割煤，采高 2.4m，后退式回采，全部垮 落法管

13、理顶板,割煤深度 0.6m，循 环进尺 0.6m。采煤机上（下）行割煤，追机移架，即割煤移架端部割三角煤斜切进刀推移运输机。二、采煤方法：1、采煤机进刀方式：- 7 -端部割三角煤斜切进刀，进刀距离为 30 米。附端部割三角煤斜切进刀示意图（以端尾为例）。操作过程：斜切进刀：采煤机从大溜机尾处向上牵引，利用大溜弯曲段牵引切入煤壁，直至后滚筒全部进入煤壁为止。移机尾部分：采煤机后滚筒完全进入煤壁后，将采煤机后滚筒至机尾段的大溜推至煤壁，使大溜呈一条直线。 返刀：大溜移直后，将两个滚筒的上下位置调换，往后返，向下割三角煤至割透端尾煤壁。2、采煤机正常割煤：割完三角煤以后，采用前滚筒在上部，后滚筒在

14、下部的方式进入正常割煤状态。3、落、装、运煤方式：本面采用 MG150/375-W 型双滚筒液压牵引采煤机割煤。割煤时由采煤机螺旋叶片装入工作面运输机，少量煤在移工作面运输机时被铲煤板装入大溜内，运输机运煤至转载机和胶带运输机。4、移架、推移运输机移架：采用及时拉架方式，追机作业，正常情况下，移架滞后采煤机后滚筒不超过 4 架；顶板破碎及片帮时可及时拉架或将伸缩梁伸出及采取拉超前架方法来控制顶板，拉架步距 0.6m，并按照先移架、后移运输机的顺序进行。推移运输机：移架后顺序推移运输机，自端部每次进刀后向上（下）割炭、跟机推移运输机，推移运输机滞后采煤机后滚筒 12 架，其中弯曲段长度不得小于

15、15m，弯曲段要均匀 过渡，推移运输机步距- 8 -0.6m。严禁停机时进行推移运输机，防止大溜带回煤、发生压溜、卡溜、飘链事故。严禁由两头向中间推移运输机，以防损坏设备。三、工作面正规循环生产能力工作面长 186 米，平均采高 2.4 米，容重 1.35t/m3，循环进度为0.6 米，日循 环进尺为 1.8 米，回采率 97%。工作面循环生产能力为Q 循环=0.61862.41.3597%=350.7(t)工作面日产量为L 日 =350.73=1052.1(t)服务期限为L 月 =1052.130=31563(t)第三节 设备选型设计一、工作面刮板运输机选型、验算1、工作面输送参数运输长度

16、L=186m,运输角度 =-8,运输量 Q=1052.116=65.7t/h2、刮板运输机参数刮板机型号 SGZ630/320,运输量 Q=500 t/h,链速 V=1.17m/s,功率 N=2160KW，设计长 度186m。刮板链：中双链规格2692-C，中部槽规格：长宽高=1250590263mm。3、验算结果Q 刮 =450Q 生 =65.7，可能满足生产需要。- 9 -二、顺槽转载机选型、验算1、参数运输长度 L=25m,运输角度 =5，运输量 Q=65.7t/h。2、选用转载机参数型号：SZB730/75，输送量 Q=500 t/h，长度 25m，链速 V=1.33 m/s，功率 N

17、=75KW，刮板 链：边双链。3、验算结果根据选用转载机的性能参数得知，选用 SZB730/75 型转载机能满足使用要求。三、顺槽皮带机选型、验算1、参数顺槽长 1860m, 运输角度 =5，运 输量 Q=65.7t/h。2、皮带参数型号：DSJ80/2132, 输送量：400 t/h ，带速：2 m/s，带宽：800mm ，电机功率：2132KW，输送长度：800m。3、验算结果根据选用皮带机的性能参数得知，选用两部 DSJ80/2132 型皮带机能满足使用要求。四、工作面采煤机选型、验算1、工作面参数工作面采用综采采煤，采高 2.0-2.6m,煤层倾角 0-8。2、采煤机参数- 10 -型

18、号：MG150/375-V，采高范围：1.4-3.0m，截深：0.63m ，滚筒直径：1.6m，倾角： 30，煤 质适应中硬度， 牵引方式：液压无链牵引，总功率：375KW ，喷雾方式：内外喷雾，供电电压：660V。3、验算结果从以上技术参数可知， 选用 MG150/375-V 型液压双滚筒采煤机能满足生产要求。第三章 顶板管理第一节 支护设计一、液压支架所需支护强度计算：1、支架的最大高度hmax= Hmax+a =2.6+0.2=2.62m式中：H max煤层开采的最大高度，取 2.6m，a考虑伪顶 ，煤顶接触薄皮层冒落后，支架仍有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量；按：中厚煤层可取 200mm，厚煤层可取300mm，薄煤 层适当减小。取 200mm。2、支架的最小高度hmin= Hmin-s-g-e =2.0-0.2-0.1-0.1=1.6m式中：Hmin煤层开采的最小厚度；取 2.0m。S顶板最大下沉量（一般取支架后排立柱 处顶板的下沉量，可借鉴邻近工作面的观测资料选取，若无这方面资料，可按 100-200 毫米选取，I 级老顶取大值，级老顶取小值。