综采放顶煤工作面设计说明(zhang)

某某煤矿工作面开采设计说明编制时间:2007年2月22日第一章工作面概况111综采放顶煤工作面位于井田西翼+860以上水平，是E（9-15）101接续工作面。该工作面回采煤层属特厚类煤层，平均煤厚达34.05米。该工作面距地表垂深约210—240米之间。地面相对位置位于主斜井西南侧与29勘探线之间，地表有少量荒漠植被，无农田和构筑物。该工作面东邻皮带下山、轨道下山保安煤柱；西邻29勘探线复采七号井东侧；南邻浅部采空区防水隔离保安煤柱；北部为深部水平未经采动煤层。煤矿目前W(9---15)101工作面采用综采放顶煤一次采全高方法进行开采，工作面回采高度为30米，采放比为1:9，采用工作面前架间打眼爆破对顶煤进行弱化。工作面现已推进450米，剩余可采长度为620米。剩余地质储量197.3万吨，可采储量109.4万吨。第二章工作面水文、地质1、煤层赋存条件：井田位于准南煤田头屯河区，回采的111位于侏罗系西山窑下段。该段含煤层3-7层，主要可采层为4-5号，7号，111号煤层三层。111为较稳定的可采煤层，呈西厚（35.7米）东薄（32.4米）的变化规律，平均厚34.05米，从上到下分别为15米无烟煤、6米长烟煤、7米无烟煤、6米长烟煤；煤层倾角为14°—27°，浅部缓，深部略陡；回采面为18°—20°，平均19°。煤层结构较简单，有1-2层夹矸，厚为0.1—0.2米。顶部有一层1.0米左右的砂岩，砂岩上部有2米左右的长焰煤。煤质牌号为不粘结煤（31BN），煤的硬度系数f=2—3。煤尘具有爆炸危险，属易自燃煤层，发火期为3-6个月。煤层中灰分含量少，平均为10.38%，含硫量为0.13%，属特低灰、低磷、低硫煤。发热量平均为27.51MJ/kg。矿井属低瓦斯矿井，2006年瓦斯等级鉴定工作面瓦斯绝对涌出量13.18m3/min，工作面相对涌出量为8.89m3/t。2、煤层顶底板岩性及结构：该工作面煤层顶板为泥岩、粉砂岩。顶板上部有两层煤，平均厚度分别为1.64米和6.09米的7号和4-5号煤层。111顶板距7号煤层底板垂厚16.66米，7号煤层顶板距4-5号煤层底板垂厚2.72米。工作面煤层底板为炭质泥岩、粉砂岩、泥岩。顶底板抗压强度均在50Mpa以下，属软弱岩石，尤其是伪顶的抗压强度小且节理、裂隙发育，如暴露面积过大或时间过长就会发生塌蹦。3、工作面地质构造：本工作面无大的断层及褶曲构造，煤层节理裂隙发育。在工作面掘进过程中，发现数条落差小于2米的正断层。4、水文地质：111，就其本身的孔隙—裂隙的富水性较弱。但是，受区域构造等因素的影响，特别是回采工作面受上部及邻近煤矿多年采空区的影响，隔水岩层的隔水性明显破坏，裂隙连通等情况，使岩体的富水性随裂隙发育增强。加之头屯河渗入第四系砂砾石含水层及火烧区后，使积水通过煤层裂隙大量涌入上部采空区及巷道，使工作面在回采过程中，正常的涌水量相应增大，预计涌水量最大为1.5m3/min,正常涌水量为1m3/min。由于采面仰斜开采，预计回采过程中对回采工作影响不大。第三章回采方案根据新版《煤矿安全规程》以及集团公司2006年12月27日召开的《煤矿采掘接续专业会议》精神决定，现正在开采的W(9---15)101工作面将实行分层开采，首先对其上部进行开采，将采放比控制在1:3内。回采方案如下：一、方案一：爬坡分层开采一）、方案说明及巷道布置：该方案回采是利用现工作面生产系统，将工作面逐步爬升到预定层位进行回采。新布置的上分层工作面的上、下顺槽距目前W(9---15)101工作面上、下顺槽的水平距离为6米，全部内错。预爬坡位置距现工作面预留190米的距离。工作面上、下顺槽长400米。在下分层工作面爬坡之前，必须在下分层上、下顺槽之间掘进一条通风联络巷68米。其中轨道顺槽布置在距煤层底板16.5米的生炭层中，巷道顶板为无烟煤(俗称大煤)，皮带顺槽布置在距煤层底板19米的无烟煤中，底板为第一层生炭，这样能够相对变缓工作面回采时的坡度，工作面联络巷垂直W(9---15)101工作面上下顺槽，距离W(9---15)101工作面皮带顺槽三通口30米。工作面巷道总工程量为934米。施工轨道顺槽时先以8。坡度施工上爬升高14米，到达预定层位后走平200米，然后以8。下坡施工100米，使新老轨道顺槽相平接；施工皮带顺槽时先以6。下坡下降8米，而后走平212米，最后以8。下坡施工103米，使新老皮带顺槽相平接。上下顺槽均采用锚网锚索支护，矩形断面；上顺槽为回风巷，即轨道顺槽，巷道净宽3.8米，净高2.9米，掘进面积12m2;巷道内铺设供电、防尘、瓦斯抽放等管路；下顺槽为皮带运输巷，为进风巷，其巷道净宽3.8米，净高2.9米，掘进面积12m2.敷设有防尘、排水、信号、照明、注氮等管线。该分层工作面斜长为60米，走向长400米，平均开采厚度为12米，地质储量为37.4万吨，以回采率70%计算，回采煤量为26.2万吨。二）、施工工期：该方案施工工期为4个月，其中掘进3.5个月，安装回撤0.5个月。三）、设备配备、布置及管理：1、支架：工作面配备ZFSB5400-18/35型基本架28架，ZFG5800-20/35型过渡支架3架，ZFSB4400-17/30基本支架9架。主要技术参数如下：型号ZFSB5400-18/35ZFG5800-20/35支撑高度1800—3500mm2000—3500mm支撑宽度1430—1600mm1430—1600mm初撑力4350KN5216KN工作阻力5400KN5800KN支护强度0.76Mpa0.81MPa尾梁长1250mm1250mm尾梁摆头角60°60°插板伸出长度750mm750mm最低外形尺寸6850×1430×17006850×1430×2000过煤高度1000mm1000mm2、工作面刮板输送机：工作面前部刮板输送机为SGZ-800/400型中双链可弯曲刮板输送机，后部刮板输送机为SGZ-830/400中双链可弯曲刮板输送机。其技术参数如下：型号SGZ-830/400SGZ-800/400链速1.3m/s1.1m/s中部槽尺寸长×宽×高=1500×830×3111500×800×303电机型号YBSD-400/200YBSD-400/200电机功率400/200KW400/200KW运输能力1500t/h1200t/h3、采煤机：采用MG400/920-QWD型可调高双滚筒无链牵引采煤机，其技术参数如下：截深0.8m电机功率920KW采高2—4m外形尺寸13400×1573×1450mm牵引速度8.7-14.5m/min摇臂长2500mm滚筒直径2.0m总重47t4、皮带输送机：采用SSJ-1200/2×250型皮带输送机两部，其主要技术参数如下：型号SSJ-1200/2×250带宽1200mm输送长度1500m电机功率250KW带速3.5m/s运输能力1400T/h5、转载机、破碎机：采用SZZ-800/400型桥式转载机和PCM160型锤式破碎机。其技术参数如下：型号SZZ-800/400型号PCM160链速1.2m/s破碎粒度小于400mm电机功率400/200KW电机功率160KW电机型号YBSD400/200-4/8电机型号YDIS-160运输能力1600T/h运输能力1800T/h中部槽尺寸1500×800×303mm外形尺寸6、液压泵站：采用GRB-315/31.5型液压泵两台，并配备WPB-320/63泵箱一个，容积2500L。其主要技术参数如下：型号GRB-315/31.5卸载阀调负压力值31.5Mpa公称压力31.5Mpa电机功率200KW公称流量315L/min尺寸外形3210×1235×1270mm7、转载刮板运输机SGZ800/400一部（10米），用于工作面皮带顺槽煤炭转载运输。8、一台KBSG—1600/10移动变电站设置于工作面甩车场，用于两部顺槽皮带及转载刮板运输机供电。9、设备布置（见附图）工作面共布置40副支架，其中端头支架3架，布置在下端头。乳化液泵站布置在轨道顺槽，离工作面约400米。移变与各种开关以及放电缆的平板车四辆和集中控制台，布置在距前溜机尾60米处的轨道顺槽，上、下顺槽共布置2部对拉绞车，用于工作面设备安装（详见工作面设备布置图）。上下顺槽共安装四台5.5KW水泵，用于抽排积水。制氮机安设副井口，通过直径108mm钢管联接注氮管路至采空区。四）、采煤工艺：（一）、采煤方法：采用走向长壁后退式综采放顶煤工艺。全部垮落法管理顶板。（二）、采放工艺：1、采放高度：该工作面平均煤厚12米，采煤高度3米，放煤高度9米，采放比为1：3。2、放煤步距的确定：采煤机每推进一刀，截深为800mm，采用“三排一放”，即推进三排放一次顶煤，放煤步距为2.4m。3、工艺过程：工作面采用“三排一放”的循环方式，每循环进尺为2.4米，其主要工艺过程为：割煤——移架——推前溜——拉后溜——割煤——移架——推前溜——拉后溜——割煤——移架——推前溜——放煤——拉后溜。转载机和设备列车随工作面推进前移，上下端头超前支护同样前移，保证超前支护距离不小于20米。各工序分述如下：（1）割煤：采煤机以前部溜子为导向在其上行走，采煤机的牵引方式为滚轮——齿轨无链牵引方式，机组电缆和喷雾水管一起布置在前部溜子的电缆槽内，由机组拖拽移动。正常割煤时，机组前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，往返一次割两刀煤，每刀截深800mm，采煤机速度控制在1.5-4.5m/min之间。进刀采用工作面中部斜切进刀，斜切进刀长度为30米左右（详见采煤机斜切进刀方式图）。工作面采高控制在2.8-3.2米之间，割煤时尽量保证顶底板平整，煤壁齐直。（2）移架：采用分组间隔交叉式移架方式，两架为一组。移架工作滞后采煤机后滚筒的距离不得超过十架，由本架操作，追机作业。移动步距为800mm。移架要求：移架时要做到“少降快移”，降架量以能够移动支架为准，最大不超过200mm。移架可分两次，第一次移600mm宽度，尽量移到位，最后再移一次，必须推移够800mm，移架后必须保证支架齐全，其歪斜误差不大于±50mm，支架中心线控制在1500mm±100mm以内，支架顶梁要于顶板平行，其最大仰角小于7°，相邻支架落差高度不得超过侧护板最大宽度的三分之二，并确保达到初撑力，梁端距不超过400mm。当顶板破碎严重时，可紧跟采煤机后滚筒，停机移架，支架初撑力必须达到额定初撑力。（3）推前溜：采用单向推溜，其弯曲段长度不小于15m，推移步距为800mm。要求：必须采用依次顺序进行，严禁相向操作。推溜时应在输送机运转时推移，推机头、机尾可停机。推溜后运输机必须保证平、直、稳，机头与转载机搭接适中，一般情况下，机头链轮轴中心线距转载机溜槽的距离为500-700mm。（4）拉后溜：拉后溜一次拉到位，步距为800mm。拉后溜与推前溜由一人操作，顺序进行，机组割第三刀后，拉后溜工作应在放完顶煤后拉移。（5）放煤：采用多轮顺序放煤方式（具体几轮应视顶部落煤情况而定）。放煤时由一人打开放煤口从工作面一头依次向另一头放煤，放完一遍后，再放一遍，连续放几遍，直到放完为止。放煤要求：从开切眼时就开始放煤工作，放煤时，放煤工要注意观察煤的流动情况，见矸石关门。两人放煤时，联系好信号，控制放煤量，不能把转载机、后溜和皮带压死，另设专人巡视，以防大快堵住输送机而将其压死。放煤原则：在保证煤质的前提下尽量提高回采率。（三）工作面顶煤弱化工艺：1、顶煤采用深孔松动爆破工艺。用两台TU—75型坑道钻分地点在工作面上下顺槽超前工作面40米打眼，眼深30米，孔径70mm。（炮眼布置见附图）2、装药量及装药长度封孔长度：药卷直径为60mm，每卷长500mm，每卷重1.0Kg，选用矿用乳化炸药。采用不偶合装药结构，长孔装药长度为21米。则每孔需21/0.5=42卷，每孔装药量为1.0×42=42Kg。封泥长度为6米，空孔长为3米，用自制的炮泥筒封孔。泥筒长500㎜，直径60㎜，泥筒里装的黄泥较干燥。短孔封泥长度不得小于4米。3、雷管消耗量：每个炮