采煤工艺设计.docx

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采煤工艺设计

第一章概况

第一节工作面位置及井上下关系

15305工作面为长城矿业公司三井第一个使用整体顶梁组合悬移液压支架支护的炮采工作面。

位于三井主采区东侧，工作面上部为15306工作面，下部为15304工作面，切眼北部为采面技术边界。

与工作面对应的地表为荒山坡。

地表无河流及其它永久性水体，雨季降雨沿沟谷排泄，地面无受保护的水体和建筑物。

工作面位置及井上下关系见表1。

表1工作面位置及井上下关系表

煤层名称

5#煤

采区名称

153采区

地面相对位置

与工作面对应的地表为荒山坡，地表无河流及其它永久性水体，雨季降雨沿沟谷排泄

回采对地面设施的影响

地面无受保护的水体和建筑物

井下位置及

与四邻关系

位于三井主采区东侧，工作面上部为15306工作面，下部为15304工作面，切眼北部为采面技术边界

走向长度/m

160

倾斜长/m

50

面积/m2

8000

第二节煤层

5号煤层为矿井主要可采煤层。

5号煤层埋藏深度一般为330m左右，煤层厚度2.7m，倾角0～25°，比重1.35吨/米3，结构简单，赋存较稳定，井田南部较厚，北部较薄，厚度变化较少。

工作面煤层情况见表2。

表2煤层情况表

平均煤厚/m

2.7

煤层结构

简单

煤层倾角/（O）

0-25

14

开采煤层

5号煤层

比重（t/m3）

1.35

赋存情况

较稳定

煤层情况描述

5号煤层埋藏深度一般为330m左右，煤层厚度4～6m，平均5m，倾角0～25°，比重1.35吨/³，结构简单，赋存较稳定，井田南部较厚，北部较薄，厚度变化较少

第三节煤层顶底板

15305工作面位于三井主采区东侧，工作面上部为15306工作面，下部为15304工作面，切眼北部为采面技术边界。

据15304面回采情况看：

伪顶顶板为炭质泥岩，厚度1～4m，非常破碎；

直接顶板岩性为灰色泥岩，夹粉砂岩薄层，含植物化石，厚度5.21～28.12m，平均20.34m；

底板为灰色泥岩，厚度1.91～27.828.4m，一般为8.4m左右。

工作面煤层顶底板情况见表3。

表3煤层顶底板情况表

顶底板名称

岩石类别

厚度

岩性

直接顶

泥岩

5.21～28.12m

灰色,夹粉砂岩薄层，含植物化石

20.34m

伪顶

炭质泥岩

1～4m

炭质，非常破碎

底板

泥岩

1.91～27.828.4m

灰色

8.4m

第四节地质构造

地质构造：

本工作面四周均有5＃煤层已掘出巷道，地质资料清楚，无断层、褶曲等构造。

第五节水文地质

水文地质情况：

区内水文地质条件简单，除煤层内在水分外，无其它水源。

第六节影响回采的其他因素

根据《地质说明书》提供的资料，在工作面煤层瓦斯相对涌出量为4.41m³/t，瓦斯绝对涌出量为1.17m³/min；属低瓦斯矿井。

煤尘具有强爆炸性。

煤层自然发火期为3～6个月，属易自燃煤层。

详见表4。

表4影响回采的其他因素

瓦斯等有害气体、煤尘及煤层自燃发火情况

瓦斯

相对涌出量为4.41m³/t，绝对涌出量为1.17m³/min，

属低瓦斯矿井

煤尘

强爆炸性

煤的自燃性倾向

易自燃，自然发火期为3～6个月

地温

无地温异常

地压

无地压异常

第七节储量及服务年限

一、储量

工业储量=倾斜长×走向长×煤层厚度×容重=160×50×2.7×1.35=29160（t）

可采储量=工业储量×煤炭回收率=29160×0.95=27702（t）

二、工作面服务年限

设计月产量：

T月==8656（t）

服务时间：

A=Zk/T月=27702/8656=3.2月

第二章采煤方法

该工作面煤层平均厚度为2.7m，煤层倾角一般为0°-25°左右，直接顶板为灰色泥岩，采用走向长壁采煤法采煤。

第一节巷道布置

一、采区巷道布置

表2.1巷道特征表

项目名称

净宽

（m）

净高

（m）

净断面（m2）

支护

形式

断面

形状

长度

（m）

020302运输顺槽

3.2

2.4

7.68

锚喷支护

矩形

330

020302回风顺槽

3.2

2.4

7.68

锚喷支护

矩形

330

第二节采煤工艺

一、采煤工艺

本工作面采用走向长壁采煤方法，见顶见底一次采全高，循环进尺1.0m。

人工爆破落煤、人工攉煤、刮板输送机运煤、人工回柱放顶用全部垮落法管理顶板。

二、落煤

（一）、落煤方式：

采用MQS-45L2型手持式风煤钻打眼，人工打眼，爆破落煤。

（二）、炮眼布置图及爆破说明

1．炮眼布置（见附图2—1）

附图2-1

..

2、装药结构示意图（见附图2—2）图2—2

（1）连线方法：

串联

（2）爆破顺序：

由下向上进行爆破。

图2—3

（3）炮眼特征

表2—2

名称

眼距

位置

角度

眼深（米）

利用率（%）

每眼装药量（g）

总装药量（Kg）

距底（米）

距顶（米）

仰俯（度）

水平（度）

顶眼

1.0

0.8

0.2

90

80

1.1

90

300

14.7

底眼

1.0

0.25

0.75

75

80

1.1

90

300

15.3

（4）、爆破说明

①本矿井为低瓦斯矿井，爆破材料使用煤矿许用Ⅱ级抗水乳化炸药，毫秒延期电雷管，使用煤矿用电容式发爆器引爆。

②炮眼布置采用图2-4所示，眼深1.2米，眼距1.0米，炮眼角度75○－85○，炮眼利用率90%，进尺1.0米。

③顶眼装药量0.3kg，底眼装药量0.3kg，正向装药，封泥长度不小于0.5米，并使用水炮泥。

④联线方式为串联，一次起爆15炮。

分组装药，分组爆破，必须一次装药，一次爆破，严禁一次装药，分次爆破。

⑤爆破安全距离不低于35m，爆破母线长度不得小于50m。

三、装运煤

工作面放炮后，由人工移溜用铁锹将爆落的煤装入刮板输送机，由刮板输送机运出；运输巷采用刮板输送机和皮带输送机运煤。

四、工作面支护及采空区处理

（一）、工作面支护

见第三章

（二）、采空区

工作面采空区采用全部垮落法处理。

六、采煤工作面正规循环生产能力

W=L×s×h×r×c=50×1.0×2.7×1.35×95%=173t

式中：

W——工作面正规生产能力，t

L——工作面平均长度，50m

S——循环进度，1.0m

h——工作面设计采高，2.7m

r——煤的密度，1.35t/m3

c——回采率，95%

第3节配套设备

一、配套设备见下表

设备名称

规格型号

数量

备注

皮带运输机

DTL-200/3

1部

带宽200cm

30t/h

刮板输送机

SGD280/11

1部

1200×280×125

30t/h

真空智能起动器

QBZ-315

2台

真空馈电开关

BKDZ-630

1台

馈　电

DWBQ-350

2台

综　保

BBJT4-2

1台

煤电钻

MQS-45L2

3台

第三章顶板管理

第一节支护设计

一、顶板管理方式

根据本工作面顶板特征，工作面顶板采用单体支柱和铰接顶梁支护，两巷采用锚喷支护，超前采用单体支柱支护，采空区采用全部垮落法管理顶板。

二、工作面基本情况

（一）、工作面主要参数　　（表3-1）

煤层厚（m）

采高（m）

倾角

面长（m）

走向（m）

煤层号

2.7

2.7

0～25

160

50

5

（二）、单体支柱工作面的支护设计

1.合理支护强度的计算

①依据参考面选取的最大平均支护强度

Pc＝xt/m2

式中：

Pc――最大平均支护强度（参考面）

②经验计算支护强度

Pj＝8hr＝8×2.7×x＝24.9t/m2

式中：

Pj――最大平均支护强度（经验计算值）

h――采高取1.2m

r――顶板岩石容重取xt/m3

③确定工作面支护强度：

xt/m2（选取二者中的大者）

P＝xt/m2

2、设计工作面支护密度

①支柱实际支撑能力计算

Rt＝kg×kz×kb×kh×ka×R＝＝x

式中：

Rt――支柱实际支撑能力

k――支柱阻力影响系数

kg――支柱工作系数取0.99

kz――支柱增阻系数取0.95

kb――支柱不均匀系数取0.9

kh――支柱采高系数取2.7

ka――倾角系数取1.0

R――支柱额定工作阻力取x

②计算工作面支护密度

n1＝P/Rt＝x

式中：

n1――支护密度根/m2

P――工作面支护强度xt/m2

Rt――支柱实际支撑能力xt/m2

③根据直接顶板选择支护密度

根据生产技术条件，同煤层开采经验和直接顶板情况，初步确定柱距：

a＝0.8m，排距：

b＝1.0m，支护密度为n2＝1/ab＝1/1.2×0.8＝0.96根/m2

根据上述计算及选择，确定柱距：

0.8m，排距：

1.0m，选用支护密度n＝0.96根/m2

3、按底板比压验算，确定是否穿鞋

①单根支柱最大支撑力：

Pd＝P/n1＝x/0.96＝xt/根

式中：

Pd――单根支柱最大支撑力

P――工作面支护强度

n――支护密度

②底板允许单根支柱最大支撑力：

Py＝Sd×Pz＝x×0.00785＝xt/根

式中：

Py――底板允许单根支柱最大支撑力

Sd――支柱底面积0.00785m2

Pz――底板允许比压xMPa

如果PdPy，因此需穿铁鞋。

4、柱鞋直径的计算

铁鞋面积S=100×Pd÷Pz=100×x÷x=xcm2

铁鞋的直径D=30cm

因此选取直径为30cm的铁鞋即可满足需要，且DZ31，铰接顶梁为HDJA-1200。

三、乳化液泵站

（一）、泵站选型、数量：

根据我矿现有设备及工作面实际需要，工作面乳化泵采用两台BRW400/31.5×4A型，一台备用，一台正常使用。

为提高采煤机喷雾降尘效果，采用BPW31.5/16型喷雾泵。

（二）、泵站设置位置：

泵站安设在联络巷。

（三）泵站使用规定

1、乳化液泵站司机必须熟悉乳化液泵的性能和构造原理，具备保养、处理故障的基本技能，经过培训、考试合格，取得操作资格证后，方可上岗操作。

2、乳化液泵站应配备两泵一箱，乳化液泵和服化液箱均应水平安装，乳化液箱位置应高于泵体100mm以上。

在正常情况下，一台泵工作，一台备用或检修。

3、泵站要设专人管理，并负责检查和维修泵站及管路系统。

泵站司机必须认真操作，及时操作。

4、必须使用乳化液浓度计，必须保证乳化液浓度始终符合规定要求，配比浓度保持2—3%，严禁以水代油，要对水质定期进行化验测定，保证配液用水清洁，符合规定。

5、司机要按以下要求配合进行检查、检修。

坚持每班擦洗一次油污、脏物；

坚持每天更换一次过滤器网芯；

高低压控制装置的性能，由专管人员每周检查、鉴定一次；

坚持每10天清洗一次过滤器；

乳化液箱至少每月清洗一次；

各种保护装置由专人每月检查一次；

水质每季度化验一次；

过滤应按一定方向每班旋转1—2次。

6、工作时司机要经常检查泵运转情况，发现管路击穿，接头漏液应及时维修或更换，若泵站压力达不到要求应及时调整，使泵站压力始终保持在18Mpa以上。

乳化液位要不低于液化