采煤设计.docx
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采煤设计
目录
第一章地质概况2
第一节煤层赋存情况2
第二节围岩的性质及其对采煤的影响3
第三节地质构造及水文地质情况3
第四节瓦斯、煤层和自然发火情况4
第二章采煤工艺4
第一节采煤方法4
第二节采煤工艺5
1）采煤设备5
2）工作面端头支护6
3）采空区处理6
4）装煤6
5）推溜6
6）采煤方法7
7）移架7
第三章生产技术管理8
第一节循环方式8
第二节劳动组织8
第四章安全技术措施9
第一节施工管理制度：
9
第二节防止大冒顶事故的措施：
9
第三节预防局部冒顶事故的措施：
10
第四节工作面局部漏冒顶事故的处理：
10
第五节破碎顶板管理及安全技术措施：
11
第六节工作面通过地质构造区安全技术措施：
11
第七节通风管理：
11
第八节施工工艺的安全措施：
12
（一）打眼放炮12
（二）联网：
13
（三）移溜：
14
（四）材料运输：
14
第一章地质概况
第一节煤层赋存情况
位于龙潭组中段上部，煤层采用厚度变化不大，局部有突然增厚或变薄现象，平均为3.17m，属于中厚煤层。
煤层平均倾角11度。
中部厚度较大，向东及向西厚度逐渐变小，无夹石，顶底板为砂岩和砂质页岩，顶板中等稳定。
采出率是指工业储量中，设计或实际采出的那一部分储量，约占工业储量的比例，以百分数表示，厚煤层可取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%。
本设计条件下17号煤层取80%，采区的采出率为：
（采区工业储量－开采损失）/采区工业储量×100％；采区的工业储量为2834.57万t；开采损失主要有：
工作面的落煤损失为工业储量的3％～7％，该采区取4％，所以落煤损失为113.38万t；采区内煤柱的损失为101.1万t。
所以总的开采损失为214.48万t。
所以采区的采出率为：
（2834.57－214.48）/2834.57×100％＝92％满足设计要求。
结合采区内的地质构造情况和煤层的赋存条件等多种因素，设计采区年生产能力为120万t。
生产能力的基础是采煤工作面的生产能力，而采煤工作面的产量取决于煤层的厚度、工作面长度及推进度。
本设计的工业储量为：
Q工＝1317.20+1517.37=2834.57万t。
服务年限为：
T=采区工业储量×采区回采率／采区生产能力（年）=21.7年
第二节围岩的性质及其对采煤的影响
顶底板为砂岩和砂质页岩，顶板中等稳定，所以开采时应采用合理的支护方式和有效的安全措施防止片帮冒顶事故的发生。
第三节地质构造及水文地质情况
本采区内总体为一单斜构造。
区内以正断层为主，逆断层次之，整体属于中等构造。
采区位于盘南背东翼西端.地层走向自西向东为30°～-40°，-100°～-60°,倾向南及南东,倾角10°-3°（西陡东缓）,东部撤开,向北凸起的弧形,整体为单斜构造.构造以断裂为主,发育NNE和NWW向两组断裂,其中,F7断层与F25-F6断层之间的三角地带,断层稀少,且对含煤地层影响不大。
25断层以西,断层发育,特别是F25-F6断层上盘,F11-F12断层之间,井田次级褶曲不明显,规模很小。
井田内偶有一些地质构造，但均属小构造，对矿井的正常生产没有影响。
但在井田的上部，也就是煤层的露头处有一些小的煤矿，因此水文地质相对要复杂点。
井田内主要发育北东向及北西向断层，中部有少量弧形断层发育，多属正断层。
由于含煤地层大多为塑、柔性岩石，断层破碎带发育宽度小，且被泥质物充填，因此，其地下水的赋存与运移受到限制精查钻孔穿过断层的71处，均未发现涌、漏水现象，水位变化正常，仅详查时1104孔穿过F11断层时发生漏水。
本区断层富水性弱，导水性差。
第四节瓦斯、煤层和自然发火情况
瓦斯含量及其变化规律瓦斯含量由上部向下部煤层增大，瓦斯梯度：
煤层埋藏深度每增加28.05m，其瓦斯含量增加1ml/g·r；瓦斯增长率：
煤层埋藏深度每增加100m，瓦斯含量增加3.56ml/g·r。
瓦斯含量的变化规律为不同煤层随埋藏深度的增加瓦斯含量增加，主要在浅部至中深部规律较为明显。
同一煤层瓦斯含量与埋藏深度的关系较为明显，瓦斯含量的等值线与底板等高线的走势基本一致，即由浅入深瓦斯含量增大。
并且本矿井的瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井。
采区范围内煤层火焰长度5-70mm，岩粉量为30-75%，均具有煤层爆炸危险性。
根据工业分析结果，计算煤尘爆炸性指数为19.88%。
计算结果与煤尘爆炸性试验结果相符，证明煤尘具有爆炸危险性。
第二章采煤工艺
第一节采煤方法
本采区主要开采17号煤层。
根据矿井开拓布置和阶段西翼煤层倾角较大等煤层赋存条件，阶段不宜布置倾斜条带开采。
因此，在中部布置三条上山，形成双翼开采，两翼工作面走向长壁布置方式。
在煤层比较稳定，构造不太复杂的大型矿井及特大型矿井的回采工作面，可采用综合机械化采煤工艺。
所以由于本采区的煤层比较稳定，煤层的倾角较缓，所以决定采用综合机械化采煤。
第二节采煤工艺
1）采煤设备
回采面的落煤工序采用的是MG300/700-WD型的采煤机，该类型的采煤机的主要参数为：
采高
2.0-4.0m
煤层倾角
≤20
滚筒转速
r/min38.3
调速方式
机载交流变频调速
牵引方式
齿轮销轨式
牵引力
KN550/302
牵引速度
m/min0-6.4/10.8
重量t
46
牵引功率
kw2×40
采煤机生产能力
1059t/h
运煤的中心问题是采面刮板运输机的选型问题，在选择运输机的问题上应考虑刮板运输机的能力应略大于采煤机的生产能力；同时还应考虑其结构形式应与采煤机的结构形式相配套。
因此选用型号为工作面可弯曲刮板输送机选用SGZ630/320型，其主要参数为：
运输能力
450t/h
设计长度
200m
链速
1.04m/s
电机功率
2×160kw
刮板间距
920mm
刮板链型式
中双链
该采煤工作面所采用的是综合机械化采煤，所以所采用的支架为掩护式或支掩式液压支架。
液压支架采用ZY3500-14/32型,主要参数为:
支撑高度
1.4-3.2m
支撑宽度
1.43-1.6m
初撑力
2430KN
工作阻力
3693-3284KN
支护强度
0.59-0.69Mpa
伸缩梁行程
600mm
2）工作面端头支护
工作面端头是指工作面与两巷的交接处。
端头处的悬顶面积大，时间长，机械设备多，又是进出材料和人员的交通口，所以必须采取措施加强支护。
特别是工作面端头处的顶板事故约占工作事故的1/4～1/3，搞好工作面两端头处的支护管理是十分重要的。
确定端头支护方式时，主要考虑端头悬顶面积的大小、顶板压力的大小及其稳定性、回采巷道原用支护方式，工作面与两巷的连接特点，工作面生产工艺特点，端头设备布置形式等因素。
综合考虑各因素，选用单体液压支柱+铰接顶梁对工作面两端头加强支护。
3）采空区处理
为了维护好回采空间，保证生产正常进行和作业人员及设备的安全，除对采煤工作面进行支护外，还必须处理采空区。
目前采用的采空区处理方法主要是全部跨落法，即随着工作面的推进，放顶后使顶板跨落，充满采空区。
对于坚硬难冒顶板，可用煤柱支柱法处理采空区，但由于留设煤柱给下层开采及本层开采多次搬家，以及资源采出率等缺陷，因此，采用跨落法处理顶板。
4）装煤
采煤机割煤时，大部分煤靠滚筒旋转时在叶片作用下装入大溜，剩余的少量浮煤在推溜时靠铲煤板装入运输机运出。
5）推溜
移架后15～20m，开始推溜，其工序是：
操作推溜手把，输送机出现弯曲段，逐步使弯曲向前移动，从而将大溜推进煤墙
6）采煤方法
根据煤层情况，采用往返一次割一刀割煤方式和割三角煤进刀方式。
如下图所示：
7）移架
工作面采用及时移架方式，即先移架后移溜。
采煤机割煤后，紧跟后滚筒开始移架，顶板不完整或片帮严重时，可采用超前移架及时打出防片帮等支护方式管理顶板。
移架方式如下图所示：
第三章生产技术管理
第一节循环方式
工作面循环方式为多循环，该工作面采用往返一次割一刀割煤方式和割三角煤进刀方式。
作业形式为两班半采煤半班准备，综采工作面循环作业图后附表3。
第二节劳动组织
1、采用三八制作业：
即两班生产、一班检修准备。
采煤机司机、做缺口工、溜子司机、电钳工、泵站司机、检修准备人员为专业工种,其余人员为综合工种,在工作面分段追机作业。
将工作面分成若干小段,每段配合相应人员,负责本段联网,移梁支柱,清煤帮、移溜、放顶等工序。
附劳动组织图表如下：
工作面劳动组织表
序号
班数
工种
一
二
三
合计
1
班长
2
2
2
6
2
采煤机司机
1
1
1
3
3
输送机司机
1
1
1
3
4
转载机司机
1
1
1
3
5
胶带机司机
1
1
1
3
6
移架工
3
3
3
9
7
放煤工
2
2
2
6
8
推（拉）溜工
3
3
3
9
9
超前维护工
3
3
3
9
10
电器修理工
1
1
1
3
11
运料工
5
5
12
安全质检员
1
1
1
3
13
清架工
2
2
2
6
14
送饭工
1
1
1
3
15
油泵工
1
1
1
3
16
检修工
5
5
合计
23
23
33
79
备注
书记员1人，区长3人，技术员1人，材经办3人，计8人。
日出勤人数：
87人。
日工休人员：
31人。
组织正常循环作业人数为118人。
第四章安全技术措施
第一节施工管理制度：
各岗位、各工种均必须接受技术培训学习才准上岗，特殊岗位职工必须持证上岗。
除执行本规程外，所有施工人员还必须执行,《煤矿安全规程》、《煤矿工人技术操作规程》及本矿有关安全生产的制度、规定。
当工作面地质及生产条件遇变化、特殊施工或规程不适应实际情况及作业方式，工艺改变时，要由施工队及时修改规程或制订安全技术补充措施，报总工程师批准后实施。
实行严格的交接班制和质量标准化验收制度，做到在现场交清生产进度、安全隐患、质量问题，做到无隐患再施工，工程质量达标才验收。
所有施工管理及操作工人均必须做到反“三违”，服从矿安检员、瓦检员及有关职能管理人员的监督和指令。
第二节防止大冒顶事故的措施：
1、弄清工作面顶底板岩性，煤层硬度，地质构造，节理裂隙和水文地质等情况，遇有地质变化情况，及时向技术部汇报，组织人员查看，制定措施。
2、认真执行本规定中确定的支护方式，顶板管理方法，特殊支护措施，以及初采和收尾时的安全措施。
3、坚持矿压观测，掌握顶板活动和来压规律。
4、加强工作面顶板的支护管理，尤其要在工作面过断层，老巷时要制定有效的安全措施。
第三节预防局部冒顶事故的措施：
保证工作面及时支护，顶板破碎时要进行超前支护。
保证上下端头“四对八梁”支护和两巷超前支护质量。
要防止放炮崩倒支架。
保证支柱初撑力，防止顶板离层。
回柱放顶时，要做到先支后回，老山顶板容易冒落时，应先打临时支柱后再回柱。
第四节工作面局部漏冒顶事故的处理：
第一步，及时有效地控制冒顶范围，加强对冒落区周围顶板的支护，控制冒落区的发展，可以采取增加支护密度等方法。
第二步，清理局部冒落区，然后采取对冒落区的支护措施，主要是构顶法，构顶时必须使“井”字木垛及构木与顶板背紧构实，构顶时从两头向中间进行。
每构实0.8m支好一对支架.构顶时严格执行敲帮顶制度,并有专人观察顶板,发现问题及时撤离人员。
第五节破碎顶板管理及安全技术措施：
为了防止破碎顶板工作面在机道上方发生冒项事故，采取掏梁窝超前支护，可以通过缩小工作面组距的方法，煤帮漏顶处，顶梁与顶板之间要用构木或道板垫平。
第六节工作面通过地质构造区安全技术措施：
1、工作面地质构造主要是存在中小断层，过断层时要制定专门安全技术措施。
2、工作面过褶曲时，要注意防止岩层带漏冒顶事故发生，同时调整底板坡度不超过15度。
第七节通风管理：
1、保持工作面风量必要规定，瓦斯及有害气体浓度不超过规程规定。
2、工作面停电时，要立即撤人。
3、工人严禁入盲巷、废巷内。
4、上下顺槽定期（至少一周二次）洒水清洗，并按规定设隔爆水袋，转载点设喷雾洒水。
5、严禁同时打开同一组的两个风门，爱护通风设施，防止风流跑漏和短路。
第八节施工工艺的安全措施：
（一）打眼放炮
1、严格按爆破图表要求布置炮眼，打眼一切工作均要在支护可靠的顶板条件下进行。
2、打眼先检查有无瞎炮，确认无瞎炮时，方可打眼，处理瞎炮按《煤矿安全规程》进行。
3、严禁在工作面边打眼边装药，严禁在残眼上打眼。
4、从成束的电雷管中抽取雷管时，不得硬拽雷管脚线，也不能手拉管体，要将成束雷管理顺，拉雷管前端整齐的将雷管抽出，并将脚线扭结。
5、装配引药时，要防止将雷管抽出，折断和损坏脚线绝缘层，要避开电器设备及导电体，严禁在火药箱上装配引药。
6、装配引药数量，以当次工作面放炮数量为限，放多少炮装多少引药，并必须一次用完。
7、当班剩余的火药，雷管必须存箱、上锁，并与下一个班交接清，登记签字，井下工作面火工品多余存量不得超过一个班用量，多余交回火药库。
8、电雷管插入药卷后，应用脚线将药缠住，以使雷管固定在药卷内，并扭结电雷管脚线。
9、装药用木质炮棍轻轻推入，不得冲撞或捣击，封眼用水炮泥及炮土，严禁用煤粉、碴块、易燃物代替。
10、装药的雷管脚线要悬空，严禁雷管脚线、放炮母线同导电体接触。
11、放炮前，班长派责任心强的工作在通往放炮地点的各通道设警戒，警戒距离50m，放炮期间严禁任何人进入警戒区。
12、放炮前班组长要清点人数，确认无误，并检查撤出了警戒区所有人员后才发出放炮命令，联线后联线人员撤出警戒区，发出放炮信号至少等5秒方可放炮，严格执行“一炮三检”“三人联锁”制度。
13、放炮器钥匙要随身携带，不得转交他人，不放炮时，严禁钥匙插在放炮器上，放完炮后，立即取下，并扭结放炮母线。
14、放炮必须用放炮器，严禁用其它电源代替。
15、放炮后，放炮员、带班长必须巡视放炮地点的瓦斯、顶板、支架、瞎炮、残炮等情况，发现问题立即处理，解除隐患，炮烟吹散后方可让其它工人进入工作面。
16、放炮所有工序均在安全支护条件下进行，本段放炮各工序进行时不得同时进行其它工作。
（二）联网：
1、联网要求在采煤各工艺之前进行，工人联网要在顶板和支架可靠的情况下方可进行，有活煤岩，有伞檐，工作面有活柱，活梁，控顶距超过规定等情况先行处理，确认安全后方可进行。
2、联网时溜子必须处于停开状态。
3、联网时联网15m范围内不得同时进行其它工艺（如打眼、装、支回柱、攉煤、移溜等）。
（三）移溜：
1、移溜时，机头、机尾及煤帮不得站人。
2、移溜子机头时，顺槽溜子必须停开，停电闭锁，严禁用顺槽溜子拉、顶机头。
（四）材料运输：
1、运料工每次使用绞车均必须首先检查四压两戗（或地锚）是否齐全可靠。
刹车信号是否齐全，一切完好时，方可挂钩放车。
2、所有料车均必须捆绑牢靠，高度和宽度不超过矿车高度和宽度。
且一律加挂护绳。
3、每次小巷内运输材料车一次只准挂最多三个车（大件铁器一次挂一个车）。
坚持行车不行人，行人不行车制度，在斜巷内只有确认无人，也无人再进入巷内时，方可提升和下放。
因此坡上、下均要在确认坡内无人后再设警哨，行车前和行车时严禁人员进入。
4、下坡点必须安设可靠的挡车器，一坡三档，行车时挡车器打开，行车后马上关闭。
5、绞车司机操作要与把钩工及坡下设立可靠的信号联系，用打点器一停、二上、三下，并必须打回铃。
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