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砂岩
1.9
灰色中粒砂岩
附图2-131009工作面煤层柱状图
三、地质构造
本工作面为单斜构造,煤层稳定,构造发育,工作面高差达29米。
31009工作面断层情况如下表：
构造名称
走向（°
）
倾向（°
倾角（°
性质
落差（m）
对回采的影响程度
F1
323
233
80
正断层
9.5
对综采影响较大
F2
20
110
38
0.6
对综采影响不大
F3
180
90
51
0.4
F4
217
127
69
1.3
F5
183
273
65
0.7
F6
203
293
47
F7
187
277
48
2.5
F8
205
295
60
1.2
F9
70
340
56
1.8
F10
208
113
77
0.3
位于停采线外，对综采影响不大
F11
178
88
85
0.5
F12
17
287
63
位于停采线外，对综采影响较大
煤岩层节理：
煤岩层节理
节理组
走向
（°
倾向
倾角
走向玫瑰图
10#煤层
4
275
55
01234
节理走向玫瑰图
24
358
268
4、水文地质
1、水文情况
31009工作面的水文地质较复杂，涌水量主要来自K2、K3和K4石灰岩裂隙溶洞含水层以及上覆2#煤采空区积水和切眼外侧F3断层。
采空区距10#煤层垂距平均为98m，面积约为9千m2，采空区积水约为8千m3，工作面初次放顶后这些积水将会顺着岩层裂隙及断层面进入31009工作面。
预计在回采期间正常涌水量为10m3/h，最大涌水量可达20-30m3/h。
因此必须对工作面提前进行探放水。
工作面附近无老窑。
但由于受K2、K3和K4石灰岩裂隙溶洞含水层以及上覆2#煤采空区积水的影响，在工作面进行探放水及回采前，必须提前做好水仓，配备好相应的排水设施系统。
2、涌水情况
该工作面正常涌水量为0.17m3/min，最大涌水量0.5m3/min。
五、瓦斯、煤尘
31009工作面煤岩尘具有爆炸性，其爆炸指数为11.008Mpa*m/s；
工作面煤层具有自燃性，煤层自燃发火期为4-6个月。
31009工作面为低瓦斯工作面，相对涌出量为3.182m3/t。
6、储量
走向长
m
倾斜长m
斜面积
千m2
煤厚
容重t/m3
工业储量
万t
回采率
%
可采储量
474
173
81.991
3.11
1.45
36.97
95
28.75
附：
由于受断层影响，地质损失：
1.69万吨；
落煤损失：
1.52万吨；
煤柱损失：
5.01万吨。
合计：
8.23万吨
第3章可采储量及可采期
1、可采储量＝474×
173×
3.61×
1.45×
95%
≈40.7万t
2、可采期=可采储量/平均日产
=40.7万t/4644.9t
≈97d
第四章巷道布置与生产系统
第一节巷道布置
31009工作面位于集中轨道巷西南部，31009运输巷外侧为已回采的31004工作面，主要巷道有：
集中回风巷、集中皮带巷、集中轨道巷，三条巷道相互平行。
31009工作面东北侧为材料巷，西北侧为运输巷，东南侧为切割巷，工作面由东南向西北推进。
材巷与二采轨道巷连通，运输巷与集中回风巷构成回风系统，在31009运输巷与集中皮带巷交叉处为溜煤眼。
距材巷口50m处布置一个油脂硐室，规格：
深×
宽×
高=5m×
2.4m×
2.5m。
停采线位置为：
材料巷与运输巷绕道前20m。
附图4-131009工作面巷道布置示意图
附图4-231009材料巷断面图
附图4-331009运输巷断面图
巷道断面特征表
单位
材料巷
运输巷
断面形状
矩形
断面积
m2
掘
14.52
净
12.60
宽度
mm
4400
4200
高
3300
3000
支护材料
顶
全锚树脂锚杆、金属网、钢带、锚索、槽钢托梁
帮
玻璃钢树脂锚杆、金属网、钢带
第2节生产系统
1、运输系统
1、运煤系统
31009工作面运出的煤经31009运输巷破碎机、转载机、胶带输送机运至运输巷和集中运输巷交叉处的溜煤眼，再到315煤库，+560集中运输大巷，再经主斜井强力皮带运至地面煤场。
运煤路线：
31009工作面→
31009运输巷→集中运输巷→315煤库→+560集中运输大巷→主斜井强力皮带→地面煤场
2、运料系统
材料巷安设3部JD-40型调度绞车；
运输巷安设2部JD-25调度绞车及1部JH-11.4回柱绞车；
绞车位置见设备布置图
小型材料运输路线：
副立井→井底车场→暗斜井→+560集中运输大巷→集中轨道巷→二采区轨道巷→31009材料巷→31009工作面
副立井→井底车场→暗斜井→+560集中运输大巷→集中轨道巷→31009辅助巷→31009运输巷→31009工作面
大型材料运输路线：
崔新风井→集中轨道巷→二采区轨道巷→31009材料巷→31009工作面
3、行人路线
地面→人行斜井（乘坐猴车）→轨道石门→+560集中运输大巷（乘坐猴车）→人行暗斜巷（乘坐猴车）→集中轨道巷→二采区轨道巷→31009材料巷→31009工作面
地面→人行斜井（乘坐猴车）→轨道石门→+560集中运输大巷（乘坐猴车）→人行暗斜巷（乘坐猴车）→集中轨道巷→31009辅助巷→31009运输巷→31009工作面
以上为可逆路线。
工作面行人要走输送机和挡煤板与液压支架立柱之间的过道，机头、机尾处绕行机头、机尾与煤柱之间，若因工作面刮板输送机前（后）窜导致安全出口不畅或无安全出口时，要积极组织摆机头（尾），行人时要停机过人。
过转载机时要走行人过桥，破碎机至工作面输送机机头必须设置封闭式钢筋护栏，且牢固可靠。
附图4-431009工作面生产系统示意图
2、排水系统
在材料巷和运输巷中各安设一趟四寸排水管路，并在31009材料巷和运输巷低凹处根据实际情况布置水仓。
工作面最大涌水量为0.5m3/min，排水设备必须大于0.5m3/min。
材料巷和运输巷各施工一个较大的水仓，各安设一台55KW主排水泵，其它低洼地点安设潜水泵，并有备用水泵，必要时配备泥浆泵，及时将两巷积水排掉，满足生产需要。
排水路线：
31009材料巷→二采区轨道巷→集中轨道巷→采区水仓→管子道→崔新风井→地面
3、供电系统
（一）、供电系统布置
设备列车布置在材巷中，由移动变电站、真空开关、组合开关、乳化液泵站和喷雾泵站组成。
乳化液泵站由两泵一箱组成，其中1#泵为工作泵，2#泵为备用泵，喷雾泵供液压支架喷雾和采煤机内外喷雾及冷却用水。
按工作面推进方向，由里向外设备布置顺序为：
电缆车、控制台、乳化液泵箱、2#乳化液泵、1#乳化液泵、喷雾泵、备用开关、2#QBZ-400开关、1#QBZ-400开关、照明信号综保、组合开关、2#移变、1#移变、电缆架子车。
随着工作面的推进，设备列车由回柱绞车牵引向外逐渐移动，以实现高压供电需要。
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
采煤机
MG300/700-WD
部
2
液压支架
ZZ4000/19/40
架
115
3
端头液压支架
ZZ4000/17/35
9
过渡、排头、排尾架
超前支架
ZT2×
3200/18/35
11
超前支护
5
刮板输送机
SGZ-764/800
6
乳化液泵
BRW400/31.5
套
7
乳化液箱
RX3000
台
8
带式输送机
DSJ1080/2×
160
破碎机
PCM160
10
绞车
JD-25
单体液压支柱
根
170
12
喷雾泵
BPW315/6.3
13
喷雾泵水箱
3000L
14
刮板转载机
SZZ-800/315
15
水泵
IS100-65-200
15kW
16
自移式皮带机尾
ZY2700
1、根据设计要求及实际情况，31009材巷、运巷的水泵、绞车由新区中央变电所内的馈电（BKD20-400/660V）供电，皮带由采区变电所内的高开BGP9L-6供运巷移变供电。
材料巷与运输巷660V电源由中央变电所内馈电经二采轨道巷，集中轨道巷进入31009材运两巷，其主要担负材巷、水泵、绞车等设备的负荷。
材料巷6KV电源由中央变电所内BGP9L-6高压配电装置引出，经二采轨道巷、31009材料巷，到两台KBSGZY-1600/6、BSGZY-1250/6移变处。
其主要担负乳化液泵、喷雾泵及采煤机、刮板运输机等设备的负荷。
2、变压器选择
a）变压器容量计算公式：
式中：
——变压器计算容量，
；
——需用系数；
——供电设备额定功率之和，
——加权平均功率因数，0.7
b）所以：
1#变压器：
1#变压器容量为：
1600
＞1421
故1#变压器满足要求。
2#变压器：
2#变压器容量为：
1250
＞1186
故2#变压器满足要求。
3#变压器：
3#变压器容量为：
500
＞154.4
故3#变压器满足要求。
3、电缆的选择：
高压电缆采用型号为MYPTJ—6/3×
50的电缆；
材巷、运巷660V主干线采用型号为MY—0.66/1.14—3×
70+1×
35的电缆支线采用MY—0.66/1.14—3×
35+1×
16、MY—0.66/1.14—3×
16+1×
10的电缆；
破碎机、转载机采用型号为MYP—0.66/1.14—3×
95+1×
工作面溜子采用型号为UCPQ--0.66/1.14—3×
50+4×
乳化液泵、喷雾泵采用型号为MYP--0.66/1.14—3×
50+1×
25的电缆；
采煤机采用型号为UCPQ--0.66/1.14—3×
照明灯线采用型号为MY—2.5×
4的电缆。
4、运输机械
型号
长度（m）
刮板运输机
转载机
SZZ800/315
50
胶带运输机
DSJ100/80/160
PCM-160
\
（二）、短路电流计算
1、1#变压器二次出口端的短路电流Id计算：
变压器二次电压1200V，容量1600KVA，系统短路容量按50MVA计算。
系统电抗：
XX=0.0288Ω6KV电缆Lg=0.45km
R0=0.412Ω/kmX0=0.075Ω/km
高压电缆电阻、电抗：
Rg=0.412×
0.45=0.1854Ω
Xg=0.075×
0.45=0.03375Ω
变压器电阻、电抗：
Rb=0.0101ΩXb=0.0931Ω
2、破碎机电机处短路电流Id计算：
MYP3×
25型电缆且L=20m的电阻、电抗：
R0=0.491Ω/kmX0=0.081Ω/km
Xz=0.081×
0.02=0.00162Ω
Rz=0.491×
0.02=0.00982Ω
∑R=0.0447+0.00982=0.05452Ω
∑X=0.1282+0.00162=0.12982Ω
3、转载机电机处短路电流Id计算：
50型电缆且L=20m的电阻、电抗：
R0=0.247Ω/kmX0=0.075Ω/km
Xz=0、075×
0.02=0.0015Ω
Rz=0.247×
0.02=0.00494Ω
∑R=0.0447+0.00494=0.04964Ω
∑X=0.1258+0.0015=0.1273Ω
4、工作面刮板输送机后电机处且L=200m短路电流Id计算：
50型电缆的电阻、电抗：
Xz=0.075×
0.2=0.015Ω
0.2=0.0494Ω
∑R=0.0447+0.0494=0.0941Ω
∑X=0.1282+0.015=0.1432Ω
5、工作面刮板输送机前电机处且L=400m短路电流Id计算：
10型电缆的电阻、电抗：
0.4=0.03Ω
0.4=0.0988Ω
∑R=0.0447+0.0988=0.1435Ω
∑X=0.1258+0.03=0.1558Ω
6、2#变压器二次出口端的短路电流Id计算：
变压器二次电压1200V，容量1250KVA，系统短路容量按50MVA计算。
XX=0.0288Ω6KV电缆Lg=0.46km
0.46=0.18952Ω
0.46=0.0345Ω
7、1#乳化液泵站电机处短路电流Id1计算：
0.02=0.00982Ω
8、2#乳化液泵站电机处短路电流Id2计算：
Id1=Id2=4262A
9、喷雾泵电机处短路电流Id计算：
16型电缆且L=30m的电阻、电抗：
R0=0.683Ω/kmX0=0.084Ω/km
Xz=0.084×
0.03=0.00252Ω
Rz=0.683×
0.03=0.02049Ω
∑R=0.0447+0.02049=0.06519Ω
∑X=0.1282+0.00252=0.13072Ω
10、采煤机电机处短路电流Id计算：
10型电缆且L=400m的电阻、电抗：
R0=0.247Ω/kmX0=0.075Ω/km
0.4=0.03Ω
0.4=0.0988Ω
∑R=0.0447+0.0988=0.1435Ω
∑X=0.1282+0.03=0.1582Ω
（三）、低压开关的整定
1#变压器低压系统整定：
1、变压器二次侧总开关1路整定：
（1）、过负荷反时限保护整定：
破碎机：
160kwIe=116.8AIz=116A
转载机：
315kwIe=211AIz=211A
Iz=∑Ie=116.8+211=327.8A
整：
330A
（2）、短路保护动作值整定：
Ie=K∑IeK取8，则：
Iz=8×
（211+116.8）=2622.4A
（3）、校验灵敏度系数：
满足灵敏度要求。
（4）、破碎机开关短路保护整定：
Iz=8Ie=8×
116.8=934A
（5）、灵敏度系数校验：
满足灵敏度要求。
（6）、转载机开关短路保护整定：
Iz=8Ie=8×
211=1688A
（7）灵敏度系数校验：
2、变压器二次侧总开关2路整定：
根据井下实际情况整定为：
工作面机头溜子：
400kwIe=260AIz=240A
工作面机尾溜子：
Iz=∑Ie=260+260=520A
520A
Ie=K∑IeK取6，则：
Iz=6×
（240+240）=2880A
（4）、工作面刮板输送机前电机整定：
Iz=6Ie=6×
240=1440A
（6）、工作面刮板输送机后电机开关整定：
Iz=6Ie=1440A
2#变压器低压系统整定：
1#乳化液泵：
250kwIe=160AIz=160A
2#乳化液泵：
250kwIe=160AIz=160A
喷雾泵：
45kwIe=30AIz=30A
（160+30）=1520A
（4）、乳化液泵开关短路保护整定：
160=1280A
满灵敏度要求。
（6）、喷雾泵开关短路保护整定：
30=240A
（7）、灵敏度系数校验：
采煤机：
700kwIe=350AIz=350A
350=2100A
（3）、校验灵敏度系数：
（4）、采煤机开关短路保护整定：
（5）、灵敏度系数校验：
（6）、由计算查表得：
材料巷最远处短路电流为：
Id
（2）=682A
运输巷最远处短路电流为：
Id
（2）=1965A
控制材料巷低压馈电：
Id
（2）/Iz=690/420=1.6>
1.5
控制运输巷低压馈电：
Id
（2）/Iz=1965/1280=1.54>
（7）、其余QBZ系列磁力真空起动器均为JDB电机综合保护器，其整定值按公式：
Iz≤Ie整定，Ie为各台开关所带实际负荷的额定电流。
附图4-531009工作面设备布置图
附图4-631009工作面供电系统示意图
附表4-1乳化液泵主要技术参数
附表4-2喷雾泵主要技术参数
附表4-3刮板输送机主要技术参数表
附表4-4采煤机主要技术参数表
附表4-5转载机主要技术参数表
附表4-6胶带输送机主要技术参数表
附表4-7破碎机主要技术参数表
4、通风防尘系统
（一）、通风方式
矿井采用抽出式负压通风方式，属中央分列式（中央边界式）通风，本工作面采用一进一回（U型）通风方式，材料巷进风，运输巷回风。
（二）、工作面进回风路线
1、新鲜风流：
地面→行人斜井→轨道石门→+560集中运输大巷→集中轨道巷→二采区轨道巷→31009材料巷→31009工作面
2、污浊风流：
31009工作面→31009运输巷→31004运输巷→集中回风巷→崔新风井→地面
（三）、风量计算
1、按工作面气候条件计算：
Q采=60×
V采×
S采
Q采—采煤工作面需要风量，m3/min；
V采—采煤工作面风速，取0.8m/s；
S采—采煤工作面平均断面积，按最大和最小控顶断面积的平均值计算，m2；
即：
S采=（4.26+4.86）×
3.61/2≈16.5m2
则：
0.8×
16.5=792m3/min
2、按工作面人数计算：
Q采=4N
N—工作面同时工作的最多人数，取N=50人
Q采=4×
50=200m3/min
3、按工作面CH4绝对涌出量计算：
Q采=125/0.8×
q采×
KCH4
q采—回采工作面CH4绝对涌出量，取q采=2.97m3/min
KCH4—CH4涌出不均衡通风系数，取KCH4=1.2
2.97×
1.2=556.8m3/min
取以上三次计算最大值792m3/min，为本工作面所需风量。
4、风速验算：
（1）按最低风速验算工作面的最小风量：
Q采≥60×
0.25×
S
S—平均控顶时有效断面积，S=16.5m2
792m3/min≥247.5m3/min
（2）按最
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