潘一的矿采区巷道布置设计.docx

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潘一的矿采区巷道布置设计

潘一de矿采区巷道布置设计

第一章采区概况

潘一矿是淮南矿业集团主力矿井之一，1983年投产，设计生产能力3.0Mt/a，经过技术改造，2005年核定生产能力4.0Mt/a，矿井可采和局部可采煤层13层。

其中13—1煤层是矿井目前的主采煤层，平均厚度4.5米。

煤层结构复杂，顶底版一般为泥岩或沙子泥岩，遇水易泥化。

矿井投产以来，先后采用普通综采和综采放顶煤工艺开采13—1煤层。

由于普通综采采高较低，13—1煤层不能一次采全高，开采效率低，难以实现高产高效，综采放顶煤开采虽然可以一次采全高，但煤炭灰分较大，不能适应煤炭市场需求，且放顶煤开采影响工作面推进进度，制约生产能力的提高，另外综采放顶煤开采采空区留有余

第一节煤系及煤层

石炭、二叠系为本区煤系地层，共有可采煤层14层，总厚度为27.67m。

自上而下分别为1、3、4-1、4-2、5-2、6-1、7-1、8、11-2、13-1、16-1、16-2、17-1及18煤，其中13-1煤层为本采区主要可采煤层。

第二节采取内地质构造

该采取根据地质勘探和邻近采区揭露的资料看，无较大的断层和明显的褶曲构造，对井下开采无明显的影响，构造尚属简单。

第三节煤层要素及顶底板特征

所开采的C组13-1煤层：

平均厚度4.49m，煤的密度为1.34t/m3。

为较稳定煤层，无夹矸，煤质中硬，结构简单，高瓦斯。

顶底板特征见下表：

顶板名称

岩石名称

厚度（m）

岩性特征

伪顶

页岩

0.15

灰黑色，多植物化石，局部赋存

直接顶

粉砂岩

2-4

粉粒砂岩，不稳定

基本顶

中细砂岩

6-10

灰-灰白色细砂岩粒，较厚

第四节采煤方法和采煤工艺及劳动组织

根据煤层赋存条件，在13-1煤层中，本采区采用后退式走向长壁一次采全高综合机械化采煤方法回采。

初放期间采高为3m以内，正常回采期间为3.5-4.5m.工作面最大控顶距3.5m，最小控顶距2.3m,面积为13.5m2,三角煤根据情况采用炮采或丢弃方式处理。

工作面总体沿走向推进。

采煤工艺及劳动组织见下表：

工艺流程

斜切进刀→打三角煤→割煤→移架→推溜→斜切进刀

进刀方式

端头斜切进刀，双向割煤，煤机往返一次进两刀

劳动组织

采用“三八”制作业，中班检修，早、夜班生产

第二章采区及巷道布置

第一节采区形式及工作面划分

根据采区的走向长度和产量要求及采区的基本情况，将采区设计

为采取上山在后面（即井底车场一侧）的单翼开采形式。

将采区五个区段，每个工作面推进长度为1500m,区段斜长为180m,护巷煤柱宽为15m。

第二节采区车场形式及采区上下山布置

根据采区的基本情况和生产需求，采区的井底车场采用立井折返式井底车场，上部和中部均采用单甩顶板绕道式车场，下部车场为顶板绕道式下部车场。

井底车场设在采区东部。

由于该采区开采煤层自然发火期为3-6个月，时间较短，上山不宜布置在煤层中，所以本采区沿煤层倾斜方向在煤层底板中布置两条上山，两条上山相距20m。

第三节采区主要巷道断面的确定

一、大巷和上山断面的确定

根据煤层赋存条件和生产运输的要求运输大巷和上山均布置在

煤层底板的岩层中。

运输大巷的标高为-530m，为双轨运输大巷，高3.8m，宽4.5m，巷道净断面为19.19m2。

两上山布置在同一水平，高3.7m，宽4.0m，巷道净断面为17.1m2。

运输大巷和上山均采用锚喷支护，若遇到地质构造异常带必须加强支护，采用锚架喷联合支护方式，以保证巷道的服务年限。

（运输大巷的断面图见附页1）

二、顺槽断面的确定

顺槽布置在岩层中，每50-100m布置一个，为矩形断面，高2.5m，

宽4.5m，净断面11.25m2。

顺槽采用锚网锁支护，左右两侧锚杆长1.8m，顶锚长2.0m，锚锁6m。

顺槽的巷道断面图如下：

顺槽断面图

第四节1213（3）工作面的巷道布置

1213（3）工作面为本采区的第三个工作面，工作面净长180m，

工作面回采长度1500m，标高为-430～-470m。

1213（3）工作面井下位置：

西至采区边界煤柱，东至采区轨道上山收作线，南至1212（3）工作面运输顺槽，北到1214（3）工作面回风顺槽。

1213（3）工作面地面无需保护物，地面标高+22.5～+25.3m。

1213（3）工作面运输顺槽为锚梁网支护，在断层破碎段附近及顶板淋水带采用“U”型棚支护，矩形断面，巷道设计中高为2.3m，宽4.5m，断面面积10.4m2。

运输顺槽用于运煤、进风及辅助运输。

1213（3）工作面轨道顺槽为锚梁网支护，在断层破碎段附近及顶板淋水带采用“U”型棚支护，矩形断面，巷道设计中高为2.5m，宽4.5m，断面面积12.5m2。

运输顺槽用于进风及辅助运输。

1213（3）工作面切眼为锚梁网支护，矩形断面，巷道设计中高为4.0m，宽为4.5m，断面面积18m2。

扩面后宽7.0m。

第三章综采工作面的布置

第一节综采工作面的机电设备

工作面主要设备见下表：

工作面设备明细表

1

采煤机

MG610/1400-WD

台

2

刮板输送机

SGZC-800/400

台

3

转载机

SGZ-730/160

组

4

液压支架

BY3600-25/50

台

5

破碎机

PLM-3000/h

台

6

皮带机

SSJ-1200/3×355

台

7

乳化液泵

MRB-125/320

台

8

绞车

JH2-14

台

9

移动变电站

KSGZY-630/6

台

第二节部分机电设备的主要参数

（1）液压支架

分类

端头支架、中间支架

采高范围

2.5-5.0m

两支架的移架步距

0.8m

初撑力

5583KN

支护强度

0.86Mpa

支架支护宽度

1.43-1.60m

（2）采煤机

采高范围

2.1-4.5m

装机功率

1400KW

截割功率

2×610KW

牵引功率

2×75KW

滚筒转速

35.2r/min

牵引速度

10-18m/min

电压等级

3.3KW

卧底量

396–496mm

适应倾角

<16°–30°

截割硬度

f<5

滚筒直径

2000mm

截深

0.8m

（3）刮板机

名称

侧卸式双中心链刮板输送机

板链

中心链2×直径34×126加强链

刮板间距

756mm锻造刮板，中心距20mm

电压等级

3.3KW

破断力

1810KN

输送量

2500t/h

链速

1.80m/s

电机功率

400KW

长度

40m

（4）皮带机

运量

1600t/h

带宽

1200mm

带速

3.15m/s

铺设长度

1650m

电压等级

1140v

功率

3×355KW

胶带型号

PVG11级（2000s）

倾角

3°-5°平均4°，向上运行

托辊直径

直径159mm，储带长度100m

拉紧装置

液压绞车自动张紧

（5）破碎机

能力

3000t/h

锤头冲击速度

22m/s

电机功率

250KW

电机转速

1470r/min

最大输入块度

长不限，宽×高为1000mm×1000mm

排料粒度

300mm以下

传动方式

电动机+液力耦合器+齿轮减速器

破碎锤头数量

448r/min

破碎主轴转速

8个

第三节综采工作面布置图

（综采工作面布置图见附页2。

）

第四章掘进顺序及采区系统

第一节掘进顺序

掘进顺序为：

在采区走向长度的东部，由运输大巷4掘进采区石

门7和采区下部车场8（与此同时从回风大巷掘进采区上部的回风石门15），由此沿煤层底板的岩层向上掘进采区运输上山6和轨道上山5，两条上山相距20m。

两条上山5和6掘至采区上部边界后，再掘采区上部车场14，与采区回风石门15贯通，然后在第一区段下部，从轨道上山、运输上山开掘采区中部车场9′，用双巷掘进的方法向煤层开掘第一区段运输平巷12′和第二区段回风平巷11′。

两巷道12′和11′之间的倾斜距离一般为8-15m，即为区段煤柱宽度。

回风平巷11′超前于运输平巷12′约100-150m，并沿走向每隔80-100m掘一条联络巷10′。

与此同时，在采区上部边界，从上部车场14向煤层开始开掘第一区段的回风平巷13′。

在采区边界沿煤层倾斜方向掘进一条巷道联通运输平巷12′和回风平巷11′，这条巷道称为开切眼，形成开采前的采煤工作面。

在掘进巷道的同时，还应掘进采区煤仓20、采区变电所18、绞车房17等巷道。

第二节采区主要系统（以1213（3）工作面为例）

一、通风系统

新鲜风流→运输大巷4→采取运输石门7→下部车场8→

轨道上山5→中部车场9→区段轨道平巷11→（联络巷）区段运输平巷12→采煤工作面（污风）→区段回风平巷13→中部车场→运输上山6→采区回风石门15→风井16（排出地面）

二、运煤系统

采煤工作面→运输平巷12→运输上山6（带式和刮板运输

机）→采区煤仓20→采区运输石门7→大巷4→井底车场（装车运出）

三、运料系统

材料和设备→下部车场8→轨道上山5→中部车场→区

段回风平巷13→工作面

四、排矸系统

矸石→各平巷→中部车场9→轨道上山5→采区下部车

场8→采区运输石门7→运出

第五章采区通风风量的计算

第一节采煤工作面所需风量（按下列因素分别计算，取其最大值）

一、按瓦斯涌出量计算：

Q采=100qk/c

=2000m3/min

Q采—采煤工作面所需要风量，m3/min

q—工作面通风排出的瓦斯量，工作面平均瓦斯绝对涌出量35m3/min，其中抽采25m3/min，风排为10m3/min。

k—瓦斯涌出不均衡系数，综采面取1.6

c—工作面正常生产时工作面及回风流中允许的最大瓦斯浓度，c取0.8%

二、按工作面人员数量计算

Q采=4×n采

=360m3/min

Q采—采煤工作面所需要风量，m3/min

4—每人每分钟应供给的最低风量，m3/min

n采—采煤工作面同时工作的最多人数，取90个

三、按轨道顺槽进风量计算

Q轨顺=60VS

=480m3/min

V—要求风速不小于0.25m3/min，取0.5m3/min

S—工作面有效通风断面，m2

四、按工作面进风流温度计算

Q采=60×v采×S采k采

=1900.8m3/min

v采—工作面的风速（直接进风流的温度查表取值），m/s

S采—工作面有效通风断面，根据工作呢的空顶距和采高求得

k采—工作面的长度风量系数（本采区工作面长度为180m，查表得，k取1.2）

五、根据风速验算

Q采=2000m3/min≤60×4×S采=2840m3/min

Q采=2000m3/min≥60×0.25×S采=90m3/min

根据以上计算，所以，工作面的风量应不小于2000m3/min。

第二节局部通风

根据计算，掘进时轨道顺槽和运输顺槽的需风量约为550m3/min，所以应选取吸风量不小于600m3/min的局部通风机进行局部通风。

第六章瓦斯

第一节瓦斯参数和来源分析

一、瓦斯参数

根据地质勘探钻孔的测定资料、地质精查报告和潘一矿井13-1煤层瓦斯地质图分析，1213（3）工作面煤层的瓦斯含量为4-6m3/t。

本采区在掘进时瓦斯绝对涌出量为2.5-4.5m3/min，工作面回采期间瓦斯绝对涌出量为30.5-45.2m3/min，瓦斯相对涌出量为2-5.7m3/t，平均为4.45m3/t。

二、瓦斯来源分析

回采期间，工作面瓦斯主要来源为本煤层煤体释放的瓦斯，本采

空区涌出的瓦斯及1213（3）工作面等临近层向老空区涌出的瓦斯。

第二节瓦斯抽采

一、钻孔抽采设计

1213（3）综采工作面日生产量为2740吨，预计瓦斯相对用出量为35m3/min.工作面瓦斯治理设计为风排和抽排，其中抽排采用顶板倾向钻孔，倾向钻孔和底抽巷（后期）抽放三种方式，预计共能抽放工作面相对瓦斯涌出量的70%。

二．工作面上隅角埋管抽采

工作面回采期间，采空区任有部分瓦斯被漏风带到工作面上隅角，为防止上隅角瓦斯超限和瓦斯积聚，采用上隅角管理抽采措施，即在工作面轨道顺槽设置一路管路专门抽采工作面上隅角，管路距上隅角距离不超过10米，软管随着工作面的推进随时往外回撤。

第七章安全预防措施

第一节防火措施

一、本工作面煤层自然发火倾向性及其火灾隐患分析

113-1煤层有自然发火危险，一般发火期为3-6个月

2当回采工作面遇见断层等地质构造时，推进速度势必会减慢，增加发火期自然可能性。

3工作面顶板在采区冒落也为工作面回采期间的自然患源，所以必须加强防灭火预测预报和防灭火措施，根据采煤工作面防治自然发火的经验，采空区采用灌浆，注氮两科防灭火措施。

二．火灾防治

1.认真做好矿井火灾预测预报工作

2.防止外因火灾

3.内因火灾的预防

4.火灾时期通风

5.火灾处理

三．预防矿尘事故措施

1.综合防尘

2.防止爆炸性鉴定

3.防止煤层引燃

4.隔绝煤层爆炸

四．矿井水害防治措施

（一）地面防治水

1.慎重选择井筒位置

2.河流改道

3.铺整河底

4.填堵通道

5.挖沟排（截）洪

6.排除积水

7.加强雨季前的防汛工作

第二节井下防治水

1.做好矿井水文观测与水文地质工作

2.井下探水

3.放水

4.截水