21071工作面开采设计

郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书1第一章地质概况一、工作面概况1、地面位置：本工作面位于矿井工业广场东南部，地表主要为沟谷和山梁，工作面范围内无老窑和主要建筑物。2、井下位置：东邻阳城煤矿，西邻21皮带下山，南邻21091工作面，北临21051工作面（已设计，未形成）。3、地面标高：280m～330m。4、工作面标高：149m～190m。5、工作面长度：工作面走向长250m；倾向长为80m。二、煤层赋存情况该工作面回采二1煤层，赋存于二迭系山西组下方。煤层受沉积环境及后期构造变动的影响较大，该工作面设计为复采煤层，煤层厚度不均匀，变化较大，煤层倾角为4°—8°，煤层平均厚度为2.5m，煤质松软，强度极低，易冒落。三、地质概况根据本矿21091工作面回采及21071工作面掘进情况分析，该工作面煤层底板呈一单斜构造，受滑动构造的影响，煤层顶板全为滑动构造直接压煤，较为破碎，区内没有发现褶曲和滑动构造及岩浆岩活动。四、围岩及其特征表1－1围岩及特征郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书21）、煤层顶板岩性顶、底板名称岩石名称厚度/m特征老顶大占砂岩7.7浅灰色，微带白色细粒结构，主要成分石英、长石为主，含少量暗色矿物及星点云母片，局部较多波状及交错层理，含黄铁矿，泥硅质胶结。直接顶中细粒砂岩10.2深灰色，薄层状，具波状层理，顶部为灰色致密泥岩。伪顶砂质泥岩0.2灰色，砂质泥岩夹薄层泥岩，泥岩中含炭质及植物化石。直接底细粒砂岩2.3浅灰色，成分以石英、长石为主，次为岩屑、菱铁矿晶体及白云母碎片，泥、硅质胶结。老底中细粒砂岩10浅灰色，成分以石英、长石为主，次为岩屑、菱铁矿晶体及白云母碎片，泥、硅质胶结。在直接顶、直接底与煤层之间，局部存在伪顶和伪底，其岩性多为炭质泥岩或泥岩，厚度一般小于0.50m。附图二：工作面二1煤层综合柱状图。郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书3柱状图厚度（m）性质——···——···—··——··——8～12m老顶：厚度8～12m灰白色中砂砾岩，黄褐色粗砂长石石英砂岩，厚度系数4～6级…………………….10.2m直接顶：厚度4～17m，平均10.5m,白色粗粒砂岩及中粒砂岩，中间含有云母碎屑，局部较破碎，厚度系数2～4级_____........______....……_____.0.1m左右伪顶：厚度0.1m左右，炭质泥岩，易脱落，硬度系数1级，大部分地区无伪顶2～3m,平均2.5m二1煤厚度：2～3m,平均2.5m,呈黑色条痕，呈褐色粉状为主，此为破碎块状，疏松易碎视密度1.38t∕m³。／／／／／／／／2m直接底：厚度2m,黑色页岩或炭质泥岩，厚度系数1～2级.....————5～12m老底：厚度5～12m,深灰色中粒砂岩及砂页岩互层，厚度系数2～4级，含有硫铁矿结核郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书4五、水文地质情况该地区水文地质条件简单，主要含水层为顶板砂岩，底板太原群上部灰岩，富水性极不均匀。根据本矿21091工作面回采及21071工作面掘进情况分析，该工作面顶板砂岩含水层含水性较强，对工作面回采有较大影响。预计回采时局部会出现顶板淋水现象，正常涌水量为4m³/h，最大涌水量为6m³/h。因此，工作面在回采期间必须加强顶板和两巷水路管理，确保巷道在掘进、回采期间水路畅通，加强水情观测，根据需要及时进行探放水。工作面采至淋水区时，若涌水量增大，必须在下副巷或在工作面低洼地区安装排水设施，待工作面排水设施安设完毕后，再进行工作面推采工作。六、影响回采的其它地质因素1、瓦斯：根据2013年9月的瓦斯等级鉴定报告，本矿井相对瓦斯涌出量为4.58m3/t，绝对瓦斯涌出量1.59m3/min,属于瓦斯矿井。2、煤尘：国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心2008年6月25日关于郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司二1煤《煤尘爆炸性鉴定报告》,所采二1煤层煤尘具有爆炸性。3、煤的自燃：国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心2008年6月25日关于郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司二1煤《煤炭自燃倾向等级鉴定报告表》,为Ⅲ级不易自燃煤层。4、地温：地温正常5、煤与瓦斯突出：区内煤层无煤与瓦斯突出危险七：工作面储量计算：郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书521071工作面下付巷总长250m，可采长230m，可采面积为21250m2，煤层平均厚度2.5m。地质储量：21250×2.5×1.38＝7.33万t。可采储量：19550×2.5×1.38×0.95＝6.4万t。工作面服务年限：工作面生产能力为0.66万t/月，服务年限为9.5个月。第二章工作面巷道布置及生产系统第一节工作面巷道布置21071上付巷开口坐标X=3803200,Y=38422195，以56°方位施工250米。上付巷设计沿煤层底板掘进,总工程量250m，在掘进过程中根据实际地质情况进行调整。21071下付巷为21091采煤工作面下副巷沿空留巷，方位56°掘进工程量250m，调方位在掘进过程中根据实际地质情况进行调整。工作面切眼长80m，工作面采用走向长壁后退式开采。工作面采用ZH1600/16/24Z型整体顶梁组合悬移液压支架支护方式，工作面采用SGB—420/22型可弯曲刮板输送机运煤。上下两副巷采用SGB—420/22型可弯曲刮板输送机运煤。附图三：工作面巷道布置图。1、工作面支护采用ZH1600/16/24Z型整体顶梁组合悬移液压支架，每棚四柱，正常生产时，棚架中心距1000mm±20mm，最大控顶距3600mm，最小控顶距2800mm，放顶步距800mm。2、上、下副巷超前支护郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书6与安全出口衔接的辅巷用П型钢梁配单体液压支柱进行加固，一般采用一梁两柱支护方式，压力大时改为一梁三柱。在上、下副巷自工作面煤墙处起，超前支护煤帮侧（上副巷下帮和下副巷上帮）单排不少于20m，双排不少于10m；上副巷上帮和下副巷下帮超前单排支护不少于10m。超前支护顶梁与棚梁接触要严密，接触不严时，要用楔子打紧背实。上、下安全出口及衔接的20m辅巷都不得低于1.8m高。上下付巷控顶距严格控制，上付巷与工作面放齐，下付巷最多滞后1.2m。附图一：工作面支架布置图。3、工作面上下副巷支护表2－1巷道支护状况上、下副巷其它地段采用梯形矿工钢支护，梁长2.4m（净口2.2m）、腿长2.5m，巷道净高2.2m，净断面6.16m2。两帮及顶梁巷道名称支护形式净断面支护规格棚距用途设备上副巷矿工钢梯形6.16m2梯形顶梁2.4m，腿2.5m，高2.2m0.5m回风、运煤刮板输送机下副巷矿工钢梯形6.16m2梯形顶梁2.4m，腿2.5m，高2.2m0.5m进风、运煤刮板输送机郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书7均用荆排儿、背木闭严背实。第二节生产系统1、提升系统主井提升配备2JTP-1.6×0.9型双滚筒绞车。双箕斗提升。说明：本矿井下运煤采用刮板输送机，皮带运输到主井煤仓，装入箕斗，经主井提升绞车提升到地面，经螺旋筛分选用皮带运到煤场。主井提升担负全矿井提煤、进风等任务。2、运输系统1）运煤系统：工作面落煤经工作面刮板运输机→21071下副巷→21皮带下山→+185皮带巷→11采区皮带巷→上仓皮带→主井煤仓→箕斗装载硐室→主井箕斗→地面。2）运料系统：副井→轨道上山→+185轨道巷→21轨道下山→21071上副巷→工作面说明：工作面安装了SGD-420/22型刮板输送机，煤经工作面下副巷、下山皮带运输巷的皮带到井底车场，经大巷一部GDJ-650固定胶带输送机到井底煤仓，煤仓放煤到箕斗，再经主井提升至地面。材料运输采用1吨固定式矿车，大件使用专用小平车，由副井提升绞车将材料卸到副井底大巷，经运输上山、+185轨道巷、21轨道下山、上副巷、将材料运到工作面料场。3、通风系统风井安装FBCDZ-6-No15/2*45抽出式对旋轴流风机。郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书8本工作面采用全风压上行式通风。附图四：工作面通风系统图。1）风流路线：新鲜风流：新鲜风流自主井和副井→轨道上山→+185轨道巷→21轨道下山→21071下副巷→工作面乏风流：工作面→21071上付巷→21运输下山→+185皮带巷→21回风大巷→风井→地面。2）风量计算根据《煤矿安全规程》第103条规定，矿井需要的风量按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：⑴按采面同时工作最多人数计算Q人=4N=4×50=200(m³/min)式中：4—以人为单位的供风标准m³/minN—工作面同时工作的最多人数，按50人计算。⑵按最大装药量计算Q药=25A=25×(2×0.15+4×0.30)=67.5(m³/min)式中：A—采面一次放炮的最大炸药消耗量Kg⑶按良好的气候条件计算Q良=60Vmb=60×0.6×1.8×3.0=194.4(m³/min)式中：V—工作面适宜风速取0.6m/sm—工作面有效采高取1.8mb—工作面最大控顶距有效宽度取3.0m⑷按瓦斯涌出量计算QE=Q沼×K/c=1.5×1.59/0.01=238(m³/min)郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书9式中：Q沼—瓦斯绝对涌出量，平均1.59m³/minK—瓦斯涌出不均衡系数，取1.5C—工作面瓦斯最高允许浓度，取0.01取以上四项中最大值为该面的风量，则Q=QE=238m³/min。按集团公司有关要求，工作面风量取450m³/min⑸风速验算V=Q/S=450/(4×60)=1.875(m/s)经验算风速符合《煤矿安全规程》规定。根据以上计算21071工作面风量配备450m³/min，符合煤矿安全规程和集团公司有关规定，21071工作面回采期间可根据实际情况随时调配风量。4、供电系统根据工作面及上、下付巷设备配备和变电所位置，以及供电距离和设备负荷，21071工作面以及上、下付巷动力电源由采区变电所4-3#开关，引出一条660V供电线路，供21071工作面、下付巷刮板输送机、照明、绞车、水泵等使用。5、防尘供水系统矿井建有防尘供水系统，井下防尘采用静压供水，由平地水仓架设输水管道，经副井、大巷送至工作面。井下主要运输巷、采煤工作面及运输线每部转载机头处都安装有洒水喷头进行洒水灭尘。6、液压系统根据21071工作面选用的ZH1600/16/24Z型整体顶梁组合悬郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书10移液压支架的各项技术参数，该工作面选用规格型号为BRW123-31.5的乳化液泵两台，能满足生产需要（一台备用）。7、通讯系统在工作面上、下副巷各运输设备转载机头处，安装了直通调度室的程控电话。8、瓦斯监测系统矿井安装了KJ95N型瓦斯监控系统，对井下瓦斯情况进行监控。在工作面上副巷安装瓦斯自动检测报警断电装置。检测回采工作面风流中沼气的传感器，安装在上副巷距工作面切眼10m处。并在工作面上安全出口空帮侧悬挂便携式瓦斯监测仪。检测回采工作面回风流中沼气的传感器，安装在距上副巷回风口10—15m处，瓦斯浓度达到1.0％时报警，达到1.5％时断电；断电范围为工作面和上、下副巷所有电气设备，复电瓦斯浓度为小于1.0％。说明：传感器应吊挂在巷道中间，距顶板不大于300mm，并有专人负责。9.压风系统地面安装20m3空压机两台（一备一用）,型号为LGFD555/011M,从副井向井下风钻、风镐提供动力，也用以压风自救。地面压风管路通到井下各工作面及避灾硐室。当有灾害发生时，可以按照灾害预案进行救护。10.人员定位系统调度室安装有KJ128A型人员定位系统，并按照劳动定员配备人员定位系统标识卡，调度室实现对入井人员的动态管理，通过人员定位系统准确掌握井下人员活动、出入21071采煤工作面人郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21071工作面设计说明书11员情况，定位卡识卡器分别位于上、下副巷测风站附近。11.紧急避险系统矿井安全紧急避险系统的21采区永