82205综采工作面设计说明书.docx
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82205综采工作面设计说明书
家窑煤业有限责任公司
82205工作面设计说明书
矿别:
家窑煤业
单位：
生产技术科
工作面名称:
82205工作面
二◦一七年一月十日
前言2
第一章工作面概况及地质特征2
第一节概况2
第二节地质特征2
第二章采煤方法、设备选型及巷道布置4
第一节采煤方法及设备选型4
第二节工作面巷道布置5
第三章工作面生产能力及生产系统6
第一节工作面生产能力6
第二节生产系统7
第三节机电设备及供电11
第五章技术经济指标42
第六章安全技术措施43
根据《采矿设计手册》、《综采技术手册》及《煤矿安全规程》等有关规定及要求，对82205综采工作面进行设计，该工作面位于我矿+1240m水平一盘区，预计2017年8月15日采出。
第一章工作面概况及地质特征
第一节概况
一、工作面位置及地表概况
本矿井位于煤田南东部，市左云县东南26km，小京庄乡家窑村南，行政区划隶属左云县小京庄乡，经济类型为集体所有制企业，其地理坐标为：
东经112°44’41〃〜112°47’52〃，北纬39°45’57〃〜39°48’18〃。
井田东南距北同蒲铁路40km,并有小峪及峙峰山运煤专用线于宋家庄站与北同蒲铁路相接，宋家庄站至52km,与大秦铁路相连；南至朔州到长303km。
另外北东有同煤集团王村矿至的运煤专线。
井田北东有左（云）〜吴（家窑）公路，往南东与大运咼速公路相接，井田南东有岱（岳）〜马（营）公路与大运也相连，另外井田和周边均有简易公路与以上两条公路相连，交通较方便。
该矿东与峙峰山煤业相邻，西北与整合后的左云县兴煤矿相邻。
南、北无其它煤矿开采。
二、工作面参数
82205工作面为22#煤层综采工作面，本采面北部为已采82203工作面，南部为82207设计采面，西部为22#煤层82204采面。
工作面标高：
1302〜1333.5m
工作面走向长度：
890m工作面长度：
105m
工作面面积：
93450m2
第二节地质特征
一、煤层及顶底板情况
1.煤层情况
本工作面所采煤层为石炭系组中部22#煤层，地质结构复杂，顶板多为中粒砂岩或粗粒砂岩，底板为泥岩，煤层结构简单，含夹矸0~2层，平均煤层
厚度为4.47m,煤层倾角为0~15°，煤的种类为气煤。
本采面在掘进过程中揭露4条断层，最大落差15米，最小落差2米，运输顺槽揭露全岩断层走向长度90多米，对回采影响较大，建议对断层进行探明，决定可采与否。
顶板：
上距18号煤层24.75~65.62米，平均厚41.90米，岩性为粒砂岩或粗粒砂岩。
底板：
下距22#煤层7.25~29.60米，平均厚21.11米，岩性为泥岩。
2.顶底板情况
顶板：
上距18号煤层24.75~65.62米，平均厚41.90米，岩性为粒砂岩或粗粒砂岩。
底板：
下距22#煤层7.25~29.60米，平均厚21.11米，岩性为泥岩。
二、地质构造
根据82205工作面胶带运输顺槽、回风顺槽掘进过程实际揭露情况，
82205工作面地质构造简单，煤层稳定，产状平缓，倾角0~13°。
三、水文地质
根据现有勘探资料及掘进期间涌水状况，82205工作面直接充水因素主要为组碎屑岩裂隙含水岩组，该含水岩组主要以中、厚层状的中、粗砂岩层间裂隙及脉状裂隙含水为主。
且工作面呈南高北低趋势，根据82205工作面
胶带运输顺槽和回风顺槽在掘进时涌水量状况，工作面在开采期间可能受水的影响较小，预计82205工作面回采期间正常涌水量5m3/h,最大涌水量10n3/h。
四邻间不会给工作面回采带来水害威胁。
工作面上部为18#煤层,
历史采掘情况不详，为保证回采期间的安全，必须严格执行探放水制度及制定相应的探放水措施。
四、储量
1、可采储量（890-80）*105*3.0*1.47=375070.5t
2、设计采出煤量计算
按停采线80米，采高3.0米，割煤回采率97%
割煤量：
（890-80）*105*3.0*1.47*97%=363818.4t
3、服务年限
循环产量：
105x3X0.8X1.47X97%=359t
日产量：
359X6=2154t
月产量：
2154X25.5=54927t
可采期：
375070.5-54927=6.8（月）
五、瓦斯、煤尘、自燃情况
本面属低瓦斯工作面，瓦斯涌出量很小，但煤层自燃发火倾向为H级，属于自燃煤层，自然发火期最短为62天。
所以应有严格的预防煤层自燃措施。
本工作面所采22#煤，属于煤尘爆炸性危险煤层。
在回采时要求防尘防爆设施齐全，加强洒水除尘和通风管理工作，并制定严格的防尘防爆措施，回采结束后采用黄泥灌浆处理采空区。
六、存在问题及建议
1、为了确保生产正常进行，在生产过程中随时注意工作面地质构造变化,发现问题及时与公司生产技术科联系，以便及时采取有效措施。
2、根据回采时的情况，82205工作面回采时可能会受到煤层自燃、有害气体超标等威胁，要求综采队在回采时加强注意，发现异常及时向公司调度指挥中心汇报，以便及时采取有效措施。
第二章采煤方法、设备选型及巷道布置
第一节采煤方法及设备选型
1、米煤方法
根据82205工作面煤层赋存情况，结合周边矿井实际情况以及矿井现代化发展的趋势，采用走向长壁采煤法，顶板采用全部垮落法管理。
2、采煤机的选型
根据工作面倾斜长度为105m采高初步确定为3.0m，煤层普氏系数
f=2-3，采用MG400/930-W双滚筒采煤机。
3、液压支架的选型
1、液压支架的选型
根据本面煤层的赋存条件、地质构造特征，为保证选用适用的支架，使得综采各项工艺参数充分发挥，确保工作面实现高产高效，进行工作面支架选型。
A、根据工作面自然条件，顶板为四类，煤层厚度平均为4.47m,煤层倾角为0°-15°等赋存条件，初步选用支架为掩护式支架。
支架的支护强
度0.92Mpa,取支架支护强度为0.92Mpa。
B、支架工作阻力的确定：
支架工作阻力：
Q=Zb（l+c）（Kn）
式中：
Z——选定支护强度，取0.92Mpa;
b支架中心距，取1.5m;
c――顶梁前端至煤壁距离，取0.2m;
l顶梁长度，取4.0m。
Q=Zb（l+c）
=920X1.5X（4+0.2）=5796KN
C支架初撑力的确定
由于82205工作面顶板较不稳定，故确定支架的初撑力不小于工作阻力的80%即为5040KN。
D液压支架的高度计算
（1）支架的最大支撑高度
考虑到顶板有伪顶冒落或局部冒落，支架的最大支撑高度应是煤层最
大开采厚度再加200-300mm即：
hma）=Hnax+（200-300）mmHmax煤层开采的最大咼度，mH。
=3000+300
=3300mm
（2）支架的最小支撑高度
支架的最小支撑高度为最小开采高度减去（250-350）
hmin=Hnin-（250-350）mmHmin煤层开采的最小咼度，mm
=2500-350
=2150mm
根据以上参数，选用ZF6400/17/32型放顶煤液压支架和ZFG6400/20/32型放顶过渡液压支架。
2.工作面配套设备选型
工作面运输机：
根据本面所选支架与运输机、支架控顶距与运输机的配合以及采煤机与运输机的配合须达到尺寸合理与操作灵活方便的要求，再考虑到工作面的运输能力须大于生产能力，本面运输机均选用SGZ-764/400型双中链刮板运输机。
3•运输道运输设备选型
SZZ764/200机一部、PCM16破碎机一部、DSJ100/63/125胶带输送机。
第二节工作面巷道布置
一、回风顺槽
1.布置：
全煤巷跟顶定向布置，全长890m
2.支护及断面：
巷道净断面不小于12m2,掘进断面：
宽*高
=3500mm*3000mm®板采用锚网、锚索、联合支护，顶部锚杆采用左旋无纵筋螺纹钢锚杆©20*2000mm锚杆间排距800mm*800mm锚索居中双排布置，间排距2000mm*2000mr锚索6300mm顶网为①6.5钢筋网，规格为:
2000mnK1000mm巷道靠回采侧锚杆采用树脂锚杆①18*1800，杆体为
全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体，间排距为1000*1000mm托盘为
©125*37.5mm帮网为尼龙网，规格为：
3000mm<50000mm另一侧为左旋无纵筋螺纹钢锚杆©20*2000mm,间排距为1000口口*1000厲"帮网为①6.5钢筋网，规格为:
2000mm<1000mm
3.用途：
担负本工作面的回风、材料及设备运输、防尘管路等任务。
二、运输顺槽
1.布置：
全煤巷跟顶定向布置，全长890m
2.支护及断面：
巷道断面为矩形。
掘进断面：
宽*高=4600mm*3000mm顶板采用锚网、锚索、联合支护，顶部锚杆采用左旋无纵筋螺纹钢锚杆©20*2000mm锚杆间排距800*800mm托盘采用Q235钢，规格为
150*150*10mm。
锚索居中双排布置，间排距2000*2000mm锚索©15.24*6300mm,托板规格为300*300*12mm顶网为①6.5钢筋网，规格为:
2000mm<1000mm巷道靠回采侧锚杆采用树脂锚杆①18*1800，杆体为
全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体，间排距为1000*1000mm托盘为©125*37.5mm帮网是尼龙网，规格为3000*50000;另一侧为左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距为1000*1000mm,帮网为①6.5钢筋网，规格为:
2000mmx1000mm
3.用途：
担负工作面煤炭运输、进风、防尘管路、排水管路及生产电
缆敷设等任务。
三、切眼
1.布置：
全煤巷跟顶定向布置，上下分别与运输顺槽、回风顺槽，中-
中长105m
2.支护及断面：
顶板采用锚网、锚索联合支护，巷道断面为矩形：
宽*
高=7500mm*3000mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆©20*2000mm锚杆间排距
800mm*800mm锚索每排四根布置，间排距2000*2000mm规格©15.24*6300mm金属网规格①6.5*2000mm*1000mm因切眼断面较大，中间增加两排单点液压支柱支护增强支护强度。
3.用途：
装备采煤机、综放支架及工作面运输机等设备。
第三章工作面生产能力及生产系统
第一节工作面生产能力
本工作面采用“三八”制循环作业：
两班生产，一班检修。
每个生产班以完成一次采装运支为一循环，一日6个循环。
回采工艺顺序根据工作
面顶板情况分两种：
当顶板较完整时，工艺顺序为：
割煤-移架-移溜；当顶板较破碎时，工艺顺序为：
移架-割煤-移溜。
煤机割煤高度3.0m：
一、产量（生产能力）
1.循环产量：
Q循环二工作面净长x煤厚x截深x煤容重x循环进刀数x工作面回采率
=105x3x0.8x1.47x1x0.97=359t
2.日产量：
Q日=Q循环x日循环数
=359x6=2154t
3.月产量：
Q月二日产量x月平均生产天数
=2154x25.5=54927t
二、可采期
1.日进尺：
L日二截深x每循环进刀数x日循环数
=0.8x1x6=4.8m
2.可采期：
T可采二设计可采走向长—日进尺
=810-4.8=169天
第二节生产系统
一、运输系统
（一）运煤系统：
工作面-82205运输顺槽-漏煤眼-22#南翼集中胶带大巷t主斜井t地面。
1、工作面刮板输送机运输能力核算
1）SGZ-764/400刮板输送机输送能力Q为800t/h，采煤机的生产能力Q:
Q=60BHrVC
=60X0.8x3.0x1.47x3=635T/hv800t/h
符合要求。
2）电机功率校验
K-Ki-K2・cosp+sinfS）+2q0wfcosp]Lv
论=1000^
经计算N0=246kwv400kw,符合要求。
2、工作面机运输能力核算
SZZ764/200机运输能力为1200t/h，大于刮板输送机运输能力，符合设计要求。
3、运输道胶带输送机能力核算
DSJ100/63/125，铺设长度890米，输送能力为630t/h，满足生产要求。
（二）轨道运输系统
进料路线：
地面—副斜井—井底车场—22#煤层辅运大巷—二号中部车场—甩车场—辅助运输巷—52205回风顺槽—工作面。
回料路线：
与进料线路相反。
二、通风系统
新鲜风流路线：
地面-副斜井-井底车场-22#煤层辅运大巷-二号中部车场-22205运输顺槽-工作面。
泛风风流路线：
工作面-52205回风顺槽-回风绕道-22#煤层集中回风大巷—总回风大巷—回风斜井—地面。
通风能力计算：
刀Q采=0采+0准
式中：
Q采回采工作面实际需要的风量，mVmin;
Q准准备工作面的风量，m/min，按回采工作面实际需要风量的50%考虑。
采煤工作面实际需要的风量，按瓦斯涌出量和工作面的气温、风速与人数等分别进行计算，取最大值。
1按瓦斯涌出量计算
IOOQch4
Q采K采通
C60
式中：
Q采――采煤工作面需要的风量，m/s；
Qch4――采煤工作面的瓦斯绝对涌出量，0.50m3/min;
C――采煤工作面回风流中允许的最大瓦斯含量，1%
K采通――采煤工作面的通风系数，取1.5。
Q采=（100x0.50）/（1X60）Xl.5=1.25m3/s
2按二氧化碳涌出量计算
Q采=（100Xqco2xT日）/（CX60X1440）xK采通
式中：
Q采一一采煤工作面需要的风量，m/s；
qco2――采煤工作面的二氧化碳含量，0.62m3/t;（参见表6.1-1）T日一一采煤工作面日产量，3575t;
C——采煤工作面回风流中允许的最大二氧化碳含量，1.5%;
K采通一一采煤工作面的通风系数，取1.5。
Q采=（100X0.62X3575）/（1.5x60X1440）X1.5〜2.57m'/s
3按工作面温度计算
Q采=VXSXKi
式中：
q采—工作面供风量，m/s；
V――工作面适宜风速，依据《煤矿通风能力核定办法》回采工作面温度与风速的对应关系详见表6.2-1,取1.5m/s;
S――回采工作面平均有效通风断面，取12.0m2;
K――工作面长度系数回采工作面长度调整系数见表6.2-2，取1.0。
回采工作面温度与风速的对应关系
表6.2-1
回采工作面空气温度（C）
采煤工作面风速（m/s）
<18
0.3〜0.8
18〜20
0.8〜1.0
20〜23
1.0〜1.5
23〜26
1.5〜1.8
26〜28
1.8〜2.5
28〜30
2.5〜3.0
回采工作面长度调整系数
表6.2-2
回采工作面长度（m）
80〜150
150〜200
>200
长度调整系数（K长）
1.0
1.0〜1.3
1.3〜1.5
Q采=1.6X12.0x1.0=19.2m3/s
4按人数计算
Q采4Nc
式中：
4――每人每分钟供给的风量不得小于4m；
Nc――工作面同时工作的最多人数，取21人。
33
Q采=4X2仁84m/min=1.4m/s
5按工作面最大过风断面校核
3
CK4X12=48.0m/s
QA0.25X12=3.0m7s
经上述计算，确定回采工作面需风量为20nVs,
三、防尘系统
（1）防尘水线路：
井上消防水池-主斜井-22#煤层集中皮带大巷-辅助运输巷-22205运输顺槽-工作面；
（2）防尘供水能力核算
供水量计算
序号
设备名称或地点
单位
数量
耗水量（m/h）
备注
1
采煤机清水泵
台
1
2
2
乳化液泵
台
1
1
3
净化水幕
组:
2
1.4
4个喷头
4
点
J
个
3
1.4
5
支架移架喷雾
组
72
0.2
正常使用
2组
6
两道防尘
个
2
1.4
根据以计算，工作面回采时供水量为11.8m3/h,
（3）防尘管路选择
根据综采工作面有关规定，工作面两道采用均采用©108管路供水。
供水能力校验：
Dn=〔4Xq/（3600XVX3.14）/1000
式中：
错误!
未找到引用源。
一管路径，mm
q—设计流量，取15mVh;
v—流速，取2m/s。
经计算，错误！
未找到引用源。
=51.5mm<108mrp符合要求。
并每隔50、100米设置一个三通阀门。
（4）隔爆设施
在52205回风顺槽、22205运输顺槽的70米和450米处，各设一组隔爆水槽，排距:
1.67m，间距:
0.1m，共12排，每排4个，水量:
12*4*60=2880升。
隔爆水槽吊挂要求：
1）水袋吊挂要整齐。
吊挂时每排4个；
2）注水量要充足，达到水槽的设计容量；
3）水袋应设在巷道的直线段，与巷道的交叉口、转弯处距离不小于50m
4）水袋挂钩位置要对正，相对布置（钩尖与钩尖相对），钩尖角度60度左右。
a）水棚的结构与选型
隔爆水棚选用塑料水袋，其容积为60L。
b）水棚的计算与布置
1总水量
G=gs=20（X13.8=2760m3
G=gs=20CK10.5=2100m3
式中：
G――总水量，L;
s巷道断面积，m,取12m2;
g每m所需水量，L/m2,主要巷道为一般400L/m2,其它巷道一般为
200L/m2。
2每架水棚量
Gn=G*n=60X4=240L/m2
式中：
错误!
未找到引用源。
一一每架水棚水量，L;
错误!
未找到引用源。
一一每个水槽的水量，60L/个；错误!
未找到引用源。
一一每架水棚的水槽个数，取4个；
3水棚架数
n=G/G0=2760/240=12架
式中：
n——水棚架数（取整数），架；
G总水量，L；
错误!
未找到引用源。
一一每个水槽的水量，60L/个；
4水棚区长度
L=nC=12X1.67=20.04m
式中：
l——水棚区长度，m
n――水棚架数，架；
C――水棚间距，m取1.67m;
c）隔爆水袋加强架设要求
1水袋在巷道中安装方式呈横向吊挂式布置；
2水袋边缘与巷壁、支架、顶板、构筑物之间垂直距离不得小于100mm距
顶梁（顶板）的垂直距离不小于1.0m；
3同一排（列）中水袋之间最小间隙不小于100mm
4在倾向巷道中，安装水棚时，棚子与棚子之间应用铅丝拉紧，以免水槽晃动，并应调整水袋棚与支架连接构件，使袋面保持水平；
5每周至少检查一次隔爆设施的安装地点、数量、水量及安装质量，发现问题应立即解决。
三、排水系统
工作面的两道清理干净，不得堆存杂物，并且在工作面上下出口处准备好排水设备及排水管路。
（1）排水路线：
52205回风顺槽-辅助运输巷-二号中部车场-22#煤层辅运大巷-井底车
场-井底水仓-副斜井-地面
22205运输顺槽—辅助运输巷—二号中部车场—22#煤层辅运大巷—井底车场-井底水仓-副斜井-地面
（2）排水能力计算
根据地质说明书，工作面回采时最大涌水量为10m/h，扬程H=50米，采用接力排水方式进行。
选用QSBK7.5潜水泵进行排水。
（3）排水管路选择
根据常用情况，选用©108钢管进行排水，在低洼处设三通阀门。
四、安全监测监控系统
矿井安装KJ90NB瓦斯监控系统一套，对工作面进行实时监控，瓦斯传感器分别安装在工作面上隅角、回风顺槽外口、运输顺槽外口。
报警浓度1%断电浓度为1%（上隅角断电浓度为1.5%）o断电围为工作面及两道有有电器设备。
五、通讯系统
工作面部采用通讯系统，在22205运输顺槽及52205回风顺槽距工作面20m处安设防爆各一部，该可与公司调度直通，同时在22205运输顺槽皮带机头安设一部，以此对两巷设备运行进行控制和了解运行情况。
第三节机电设备及供电
一、机电设备
机电设备表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
液压支架
ZF6400/17/32
架
67
2
液压支架
ZFG6400/20/32
架
5
过渡支架
3
采煤机
MG400/930-WD
台
1
4
工作面运输机
SGZ-764/400
部
1
5
乳化液泵
BRW400/31.5
套
1
6
清水泵
BPW315/10
台
2
7
照明灯
DGC-30W/127N
盏
13
8
胶带运输机
DSJ100/63/125
部
1
9
机
SZZ764/200
部
1
10
破碎机
PCM160
部
1
11
高压开关
BGP23-6
台
3
12
移动变电站
KBSGZY-800/6
台
3
13
移动变电站
KBSGZY-630/6
台
1
14
移动变电站
KBSGZY-315/6
台
1
15
低压组合开关
QJZ-4X315/1140
台
3
16
低压组合开关
QJZ-315/1140
台
2
17
调度电绞
JD-25
部
8
18
回柱机
JH-20
台
2
19
潜水泵
QSBK-7.5
台
4
20
磁力开关
QBZ-80N
台
8
21
磁力开关
QBZ-80
台
4
23
煤电钻综保
ZBZ-2.5Z
台
2
25
低压馈电开关
BKD-400
台
3
26
照明综保
ZBZ-2.5M
台
2
二、82205工作面主要电气设备负荷统计
设备名称
型号
功率（Kw）
电压等
级（V）
使用电
压（V）
其他参数
采煤机
MG400/930-Q
WD
2*400+2*5
0+30
3300
3300
刮板机
SGZ/764/800
2*400
3300
3300
机
SZZ-764/200
200
1140
1140
破碎机
PLM160
160
1140
1140
乳化液泵
BRW-400/31.
5
2*250
1140/6
60
1140
喷雾泵
BPW-315/16
2*125
1140/6
60
1140
皮带输送机
DSJ100/63/1
25
125
1140/6
60
660
皮带涨紧装置
2*7.5
660
660
回柱绞车
JHMB-14
2*18.5
1140/6
60
660
调度绞车
JD-2.5
40
1140/6
60
660
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