12150综采放顶煤设计

112150工作面综采放顶煤设计212150工作面综采放顶煤设计1.工作面概况1.1概述1.1.1工作面位置及井上下关系工作面位置及井上下关系见表1。工作面位置及井上下关系表表1水平名称-150采区名称12地面标高（m）247.92井下标高(m)-204地面相对位置本工作面位于井田东部回采对地面设施的影响工作面所在地表没有其他对开采有影响的大型建筑物井下位置及与四邻关系本工作面位于井田东部12采区下山东翼。其东部为井田边界，南部是12190工作面采空区，西部是12采区轨道、皮带下山，北部是尚未开采的12210工作面。本工作面地面区域内地面有观音堂变电站，但已对变电站进行搬迁。走向长度（m）平均565倾斜长度（m）平均120面积（㎡）678001.1.2设计工作面所采煤层及开采顺序本工作面所采煤层为二1煤，为12采区东翼所开采的第5个工作面，煤层厚度由5.3～10.5m，平均7.6m。1.1.3该工作面计划接替时间该工作面为12050工作面的接替工作面，计划接替时间为2012年3月。1.1.4采煤方法及采煤工艺该工作面采用走向长壁采煤方法，综采放顶煤回采工艺，采用MG-150/368-WD型采煤机双向穿梭割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，滚筒自旋使其截齿将煤破碎。采煤机端头斜切进刀，割三角煤采煤，割煤与移架、推刮板输送机顺序进行，采煤与移刮板输送机间隔距离为9-12m，利用采煤机组滚筒叶片和输送机铲煤板将煤自行装入运输机。详见采煤机进刀示意图331.1.5工作面计划安装时间12150工作面上下顺槽及切眼掘进工程预计于2011年10月完成，于2011年12月份安装。1.2工作面地质概况1.2.1工作面煤层走向、倾向、煤层厚度及变化规律工作面煤层厚度5～11m，平均7.6m，工作面煤层倾角15°，煤层硬度:f≤1。本区段煤层大致呈单斜构造，其产状为：走向56°～52°，倾向为130°～140°，倾角为10°～22°，局部发育有褶曲，工作面煤层情况见表2。煤层情况表表2煤层厚度（m）7.6（平均）煤层结构单一煤层倾角（°）10～22开采煤层二1硬度f=0.5～1煤种无烟煤稳定程度稳定煤层情况描述灰黑色半亮型粉末状无烟煤，主要呈粉状产出1.2.2煤层顶、底板岩性根据钻孔资料（1801、18-3）及周围巷道揭露情况，二1煤直接顶为泥岩或砂质泥岩，老顶为中粒砂岩；直接底为泥岩或砂质泥岩，老底为L7--L8灰岩，详见图1煤岩层柱状图：煤岩柱状厚度岩石名称岩性描述1.100.8627.630.387.63.092.382.150.100.14碳质泥岩中粒砂岩砂质泥岩中粒泥岩硅质泥岩二1煤砂质泥岩泥岩一9煤黑色致密具滑感中夹薄煤线含植物化石灰色含少量白云母片含植物化石碎片灰深灰色成份以石英长石为主层面富含白云母片和炭质深灰色厚层状,层理不清,含植物化石碎片黑色块状深灰色层面含白云母片及炭质产植物化石深灰色以石英为主硅质胶结含泥质条带和白云母片黑色致密性脆具滑面下部岩芯破碎深灰色致密比重较大黑色粉末状砂质泥岩图1：煤岩层柱状图：1.2.3工作面地质变化情况4根据-150大巷、12下山、12190工作面及12150运输巷和平回风巷揭露的资料表明，本区段构造简单，大致呈单斜构造，其产状为：走向220°2～30°，倾向为130°～140°，倾角为10°～25°，依据《任岗井田精查地质勘探报告》和本矿《地震勘探报告》提供资料，本区内无大的断层和褶曲赋存。但是在12150工作面尽头揭露有一条断层，走向120°，倾向30°，落差预计大于60m，断层均不导水，此断层导致工作面内发育有次生小断层。1.2.3.1断层情况及其对回采的影响，见表3断层情况表3断层名称走向/（º）倾向/（º）倾角/（º）性质落差/m对回采的影响F--111020072正4不影响F--24613662正2不影响F--394460正2不影响F--411520557正2.5不影响F--51203060正大于60预留20m煤柱1.2.3.2褶曲情况及其对回采的影响根据12采区西翼工作面采掘情况及该工作面掘进所揭露情况分析，该工作面煤层底板呈一单斜构造，局部倾角较大，在10°～25°之间，由于受东部断层的影响，煤层顶底板局部起伏，对回采造不成大的影响。1.2.4影响工作面回采的其他因素（瓦斯情况、煤尘爆炸指数及煤层开采后发火期）影响回采的其它地质情况（表5）影响回采的其它地质情况表表5瓦斯根据《任岗井田精查地质勘探报告》及我矿2010年度瓦斯等级鉴定报告知，我矿瓦斯相对涌出量为5.47m3/t，绝对瓦斯涌出量为5.18m3/min，，属低沼矿井，但在生产过程中应严格标准，做好瓦斯灾害的预防工作，确保生产安全。CO22010年度瓦斯等级鉴定报告知，二氧化碳绝对涌出量为52.38m3/min，二氧化碳相对涌出量为2.57m3/t。煤尘爆炸指数2010年9月洛阳矿山机械检测检验中心对12采区煤样取样进行煤尘爆炸性检验知，煤尘无爆炸危险性，但在回采时，要做好防尘工作。煤的自燃倾向性地质报告提供本矿煤层具有自燃发火倾向，自燃发火期为5--6个月，但2010年9月对12采区煤样进行自燃等级检验，《洛阳矿山机械检测检验中心煤炭自燃倾向等级鉴定报告》鉴定结果知，自燃等级为三级，不易自燃。在回采期间采空区处理采用全部垮落法管理。地温危害无冲击地压危害无1.2.5工作面水文地质情况（煤层上覆主要含水层，对开采的影响，预计涌水量）1.2.5.1含水层（顶部和底部）分析1、顶板水：根据12下山及本工作面上、下付巷掘进提供资料知，该工作面顶板砂岩含水层较弱，对工作面回采影响不大，预计回采时局部会出现顶板浸水现象，随着工作面推采，水一般会从采空区流出。2、底板水：《任岗井田精查地质勘探报告》提供资料表明，本井田属于水文地质条件简单的矿床中的第二种情况：直接充水含水层单位涌水量小于0.1升/秒·米。我矿自建矿以来的开拓工程资料表明，本井田内煤层底板中的七八灰岩含水性极差，自开采以来无发现底板突水现象，以此推断在现在开采区域内的承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受实际水头值，该区域底板水对正常回采不会造成太大影响。1.2.5.2、其他水源的分析老空水：本工作面下部为12190工作面采空区，局部积存的老空水在工作面掘进过程中已放出，对工作面的回采没有大的影响。断层水：工作面掘进时揭露的断层无水涌出，因此在回采时，不会受到断层6水影响。但为了确保回采安全，仍需在回采过程中加强采面水量情况监测，若有异常及时报告调度室，便于及时采取措施进行处理。1.2.5.3涌水量：见水文地质情况表4水文地质情况表表4充水因素工作面无水害威胁预计最大涌水量/(m3/h)5m3/h河流冲刷带无正常涌水量/(m3/h)1m3/h岩浆侵入体、陷落柱无回采影响工作面无重大充水因素及水害威胁1.3储量及服务年限1.3.1储量（一）工作面地质储量工作面倾斜长度平均为565m，可采走向长度平均为120m，煤厚平均为7.6m，容重为1.38吨/米3，平均倾角为16º，工作面回采率按93%计算：回采面积：565×120÷COS16º≈70532（平方米）地质储量：70532×7.6×1.38≈73.97（万吨）（二）工作面可采储量可采储量：73.97×0.93≈68.8（万吨）1.3.2工作面服务年限由于本矿井设计两个工作面满足矿井生产能力,采用综采放顶煤后一个工作面达设计生产能力,可采期为:68.8÷30×12≈28（月）2编制的依据及要求2.1设计有关数据是依据《采矿工程设计手册》进行编制的。2.2《煤炭生产技术管理基础工作若干规定》中华人民共和国煤炭工业部煤生字[1997]第237号。2.3《煤炭安全质量标准化标准及考核评级办法》（试行）河南省煤炭工业7管理2007版2.4《煤矿安全技术基础管理》煤炭工业出版社2003版2.5《综合机械化采煤暂行管理办法》（84）煤生字第640号2.6《高档普采机械化管理办法》（84）煤生字第812号2.7《关于加强采区设计方案、采区设计、回采和掘进作业规程技术管理的规定》（86）煤生字第633号2.8《煤矿安全规程》2011年版2.9《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号。2.10国家安全监管总局国家煤矿安监局关于发布禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第三批）的通知安监总煤装〔2011〕17号，单体支柱放顶煤（不包括悬移和滑移支架放顶煤）开采工艺自发布之日起1年后禁止使用。2.11开发利用方案是依据煤炭工业部武汉煤炭设计研究院设计的《河南省密县任岗矿井初步设计说明书》及《12采区设计说明书》进行设计的。2.12地质资料是依据《河南省新密煤田任岗井田精查地质勘探报告》、河南省新密市恒泰煤业有限公司《生产矿井地质报告》和地测部门提供的工作面地质说明书所提供的资料：地质说明书批准日期为2011年9月。2.13郑煤[2011]114号关于印发《规范全市地方煤矿采掘工程技术管理暂行规定》的通知。3.巷道布置3.1工作面开采方向及布置原则12150工作面开采方向由东向西后退式进行回采，工作面上下顺槽布置在二1煤层中，施工过程中巷道紧跟煤层底板，巷道方位53°。3.2上下顺槽的布置及与采区主要巷道的相互关系上顺槽从12皮带下山开门，从12轨道下山下部穿过，沿煤层底板掘进，方位53°，12轨道下山与12150工作面上顺槽采用甩车场连接；下顺槽从原12190工作面回风巷绕巷开始沿煤层底板掘进，方位53°，西部与12采区回风下山直接连接，与12皮带下山采用溜煤囤连接，与12轨道下山采用绕巷连接。83.3.1与邻近采空区煤柱情况12150工作面上部是未开采的12210工作面，下部沿12190工作面采空区掘进，无煤柱。3.3.2顺槽断面规格、支护形式、长度、掘进方式及其主要用途。12150工作面上下顺槽采用29U型钢半园拱支护，断面尺寸（宽×高）4.1m×3.2m，巷道净断面面积11.2平方米，掘进断面面积为13.4平方米。上顺槽长度m，采用风镐破煤，主要用于进风、运料。下顺槽长度m，采用掘进机掘进，主要用于运输、回风。3.4切眼布置形式、长度、断面规格及支护要求切眼垂直上下顺槽布置，方位143°，长度120m，断面规格为6×2.4m，采用坑木密口棚支护。3.5溜煤眼个数及与运输巷道相互关系本工作面布置一个溜煤眼与12皮带下山连接，位于12150工作面下顺槽一架皮带头处，溜煤眼深度3.9m。详见图2，工作面巷道布置图。4.工作面主要技术参数4.1工作面倾斜（走向）长度及推进长度12150工作面平均走向长度565m，倾斜长度120m，月计划推进长度30m。4.2采高及其确定依据本工作面采高为2.0m，是依据本矿多年炮采放顶煤采高的经验及支架高度1500—2600mm进行确定的。4.3作业制度本工作面采用三八制进行作业，一班采煤，一班放煤，一班准备。4.4工作面设备选型及技术特征4.4.1选型原则和依据4.4.1.1液压支架选型设计及支护选择的依据伪顶为泥岩0.2～0.5米，随采随落，采面直接顶为砂质泥岩，厚度为1.10米，跨落性好，应加强顶板管理。采面底板为砂质泥岩，厚度6.38米。顶板压力估计Qn=9.768KM0.21R（该公式为中国矿大综采放顶煤理论与实际）9式中：Qn—支架额定支护强度M—煤层最大厚度K—备用系数取1.1R—岩石容重取25KN/m3则：Qn=9.678×1.1×9.60.21×25=0.43Mpa4.4.1.2单体液压支柱炮采我矿自1996年投产以来一直采用走向长壁炮采放放顶煤，单体液压支柱配丌型钢梁对棚支护，两梁5柱，主梁、付梁交替迈步前移，梁长2.2m，荆笆椽子背帮背顶。这种采煤方法虽然带动了矿井开拓布置和巷道布置的重大变革，实现矿井生产的高度集中化，具有资源回收率高，掘进率低，采面单产和回采工效相对较高，初期投资少，配套设备要求低，适应性强等优点，但这种采煤方法人工移梁，人工回柱，工人的劳动强度大，材料消耗量大，顶板压力较大。在开帮时往往出现顶部接茬不严漏顶现象，容易出现