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11302S综采工作面开采设计方案福城煤矿2011年7月28日2目录一、工作面概况-----------------------------------------------------------------1二、巷道布置及开采情况-----------------------------------------------------3三、工作面采煤工艺-----------------------------------------------------------3四、工作面正规循环生产能力-----------------------------------------------4五、工作面设备选型-----------------------------------------------------------4六、通防系统--------------------------------------------------------------------8(一)工作面通风系统--------------------------------------------------------8(二)工作面安全监控系统--------------------------------------------------9(三)防治瓦斯-----------------------------------------------------------------10(四)综合防尘-----------------------------------------------------------------10(五)防治煤层自燃发火技术措施-----------------------------------------12七、运输系统--------------------------------------------------------------------12(一)运输设备及运输方式-------------------------------------------------12(二)运输设备选型及设计校核-------------------------------------------13八、供电系统---------------------------------------------------------------------15(一)电源及负荷情况---------------------------------------------------------15(二)变压器选择校验---------------------------------------------------------17(三)电缆选择------------------------------------------------------------------20(四)工作面供电系统图------------------------------------------------------25(五)排水系统------------------------------------------------------------------27九、存在问题及建议------------------------------------------------------------273一、工作面概况1、概况13032回采工作面位于一采区+850水平南翼,工作面走向长606m,倾斜长212.9m—236.8m,平均倾斜长226.6m。工作面倾角33.5°—41°,平均倾角38.2°。工作面回风巷开门点位于+945九层石门B7导线点处,运输巷开门点位于+870片口K2导线点前11.5m处,切眼位于主井以北905.7m处。工作面西起1302S回风巷(+939.7~+885.9m),东至1302S运输巷(+870.3m~+731.3m),南至工作面切眼,北起+945九层石门。该工作面以西为1301S采空区,以东为三层煤未开采区域。1302S工作面地面标高在1246.8m-1252.6m,工作面标高+731.3m~+939.7m,工作面埋深307.1m-521.3m,工作面对应地面为半固体沙丘,无河流,工作面范围内有一处牲畜圈和一户牧民,建筑物为砖筑建筑,开采期间对建筑物影响较大。2、煤层及其顶、底板岩性特征工作面开采煤层为3上煤和3煤,3层煤为矿井主要可采煤层之一,煤岩性类型为半亮型,工业品牌为气煤,视密度1.4t/m3。三层煤为一结构简单煤层,煤层分为上、下分层,其中分层界限为泥岩,3上煤平均厚度1.6m,3煤层平均厚度2.3m,夹矸平均厚度0.64m。工作面内煤层倾角在35.4°-41°之间,极个别地点煤层倾角达到60°。平均煤层倾角40.40°,煤层倾角从南向北、从东向西有变小趋势。附:煤质情况表:煤质情况水分Mad(%)灰分Ad(%)挥发分Vdaf(%)原煤发热量Qb.d(MJ/kg)粘结指数GR.I全硫GR.I(%)工业牌号2.225.738.9721.951.440.8气煤3、地质构造特征:工作面内地质条件较简单,未发现大的褶皱和断层构造;在上平巷L8导线点以南16m至以南40m,存在煤层变薄现象,此处可见3上煤层尖灭,3煤层变薄至0.2m左右;在下平巷Y13导线点以南14.m至以南46m,存在负载构造,3上煤消失,3煤层厚度变薄至0.7m。4附:顶底板岩性情况煤层顶底板情况顶底板岩性岩石名称厚度(m)岩性特征老顶中砂岩9.0浅灰色,泥质结构,层状构造,参差状断口,质纯,局部夹有粉砂岩薄层直接顶泥岩6.129.170.0—灰色,致密块状,含有5%生物化石碎屑,方解石呈网脉状分布。直接底砂质泥岩6.58.96.2—深灰色,泥质结构,层状构造,参差状断口。老底泥质粉砂岩4.18黑灰色,泥质结构,层状构造,参差状断口,质纯。4、水文地质特征:1、工作面最大冒落带高度和导水裂隙带高度:Hc=4M=20m;Hf=100M/(3.3n+3.8)+5.1=75.5mHc-最大冒落带高度;Hf-导水裂隙带最大高度;M-累计采厚;n-煤层开采层数2、含水层:3煤顶板中砂岩为中等含水层,厚度9.0m。3、隔水层:3煤顶板砂质泥岩为隔水层,厚度6.4m。4、该回采工作面开采范围内有一钻孔ZK803、ZK903,钻孔水泥浆封堵,封孔质量良好;5、由1302N工作面实测数据,1302N工作面正常涌水量24m3/h,根据水文地质面积比拟法计算得1303N工作面正常涌水量29.4m3/h,最大涌水量45m3/h。5、其它回采技术条件1、根据勘探地质报告,矿井瓦斯含量属于低级,无瓦斯突出倾向,但应加强瓦斯观测。2、3层煤不易自燃、有煤尘爆炸性。3、无地温现象,工作面靠近1301S采空区的地方顶板压力会比较大。56、储量计算走向长(m)倾斜长(m)斜面积(m2)煤厚(m)煤层总厚(m)有益煤厚(m)容重(t/m3)工业储量(万吨)回采率(%)可采储量(万吨)606226.6137319.61.61.61.61.430.769529.22二、巷道布置及开采情况1、巷道布置1302S运输巷:开门点位于+870入仓巷K4’导线点处开门,先按真方位174°,17.5°下坡施工63.8m揭露三层煤顶板后沿三层煤顶板(14°下坡施工)施工254m,再按真方位196°,施工1727m停掘,巷道设计全长2044m。工作面开采范围内,走向长640m,倾斜长平均238m,倾斜面积152320㎡。1302S回风巷:北段在1301S疏水巷P5导线点(底板标高+916.1m)以北9.2m处(该处为巷中),按真方位2°,顺3煤顶板,以切圆拱断面割顶施工300m,与+945回风通道B9导线点(底板标高+945.5m)处贯通,巷道全长300m;回风巷(南段)在1301S疏水巷T1导线点以南3.5m处(底板标高+915.9m)开门,按真方位182°,以切圆拱断面顺3煤顶板施工88m,然后按真方位196°,切圆拱断面顺3煤顶板施工548m,然后按照真方位200°,切圆拱断面顺3煤顶板施工994m停掘,巷道设计全长1930m。1302S切眼(南帮):开门点位于1302S运输巷Y16导线点以北25m处,按真方位282°,以矩形断面顺3煤顶板施工238m与1302S回风巷贯通。切眼倾角42°,设计全长238m。2、开采情况根据3层煤赋存状况,进行上下分层合采,加上煤层上下分层夹矸,工作面采高控制在3.8m。工作面上下两巷等长布置,按平均长度238m计算(切眼未掘出,具体长度待确定),需安装支架136架(支架宽度1.75m)。三、工作面采煤工艺工作面采用单一走向长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板。6四、工作面正规循环生产能力工作面循环产量:W2=L2×S×h×r×C=238×0.6×3.2×1.4×0.95=607.8吨工作面日产量=607.8×5=3039吨工作面月产量=3039×28=85092吨备注:L:工作面长度;S:煤机截深;H:工作面煤层平均高度取3.2米;r:煤的比重1.4吨/m;C:回收率五、工作面设备选型工作面煤机、液压支架等设备选型参照本矿1301S工作面矿压参数进行选型。一)工作面原煤生产设备配备情况:1、支护强度计算参照同煤层1301S工作面矿压参数汇总表①回归分析法:Ps=200+8L0=488KN/m2式中:Ps-------支护强度,KN/m2;L0-------初次来压步距,36m;②8倍采高的岩石重量对支柱造成的载荷强度Pt=8×9.81×h×r=8×9.81×4.5×2.5=819KN/m2H-采高取最大采高4.5m;r-顶板岩石容重取2.5t/m3同层煤1301S矿压参数汇总表序号项目单位同煤层实测本面选取或预计1顶底板条件直接顶厚度m16.116.0基本顶厚度m7.07.0直接底厚度m1.01.02直接顶初次垮落步距m12-1412-143初次来压来压步距m3635最大平均支护强度kN/m2708.7710最大平均顶底移近量mm65657来压程度不明显不明显4周期来压来压步距m12-1412-14最大平均支护强度KN/m2666.7665最大平均顶底移近量mm5655来压程度不明显不明显5平时最大平均支护强度kN/m2594.6590最大平均顶底移近量mm41406直接顶悬顶情况m无无7底板容许比压MPa19198直接顶类型类ⅡⅡ9基本顶级别级ⅠⅠ10巷道超前影范围m上巷:35下巷:13上巷:35下巷:12-14③同煤层1301S工作面最大初次来压平均支护强度、回归分析法计算支护强度和8倍采高的岩石计算支护强度进行比较,选取工作面支护强度最大值为819KN/m2,因此工作面支护强度应大于819KN/m²。2、支护设备选择支护强度确定后,根据配套尺寸、支架顶梁长度、最大端面距算出支架工作阻力:6521)(BLLqFDKKN式中:F——支架工作阻力,kN;q——支架的支护强度,819KN/m2;KL——最大端面距0.5mDL——顶梁长度4.05mB——支架宽度1.75m按工作面正常割煤时,支架有效工作阻力0.8的系数计算,工作面支架工作阻力Fo=F/0.8=6521/0.8=8151kN支架参数确定:支架结构高度:1300~2700mm支架宽度:1660~1860mm8支架中心距:1750mm初撑力(P=31.5MPa):7141kN支架工作阻力(P0=39.7MPa):5000kN支护强度:1.08-1.1MPa移架步距:800mm泵站压力:31.5MPa操纵方式:临架控制支架设计要考虑大倾角工作面(煤层倾角30°至40°,平均35°)的支架的防倒、防滑设施,人行道设置在支架立柱后侧,要考虑工作面的防飞矸、防片帮装置。3、采煤机主要技术参数采高:1.8~4.05m适应工作面倾角:≦35°煤质硬度:硬或中
本文标题:1302S工作面开采设计
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