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307设计说明书

第一章概述

一、地面位置

33407工作面位于郭家山村以南、斯文庄村之北，地表标高710—930米，地形复杂，大部分为黄土覆盖，沟谷纵横，其中多为坡地，有一条山间公路贯穿整个工作面；一条季节性河流横跨工作面的中部。

在33407工作面周围分布有四个钻孔。

在33407工作面的中部有一地质钻孔S9：

（X=4154233.77，Y=19483257.85，H=717.08米），封孔层位为：

9#煤下29.30m；在工作面的西侧有两个钻孔：

①水文钻孔MS2：

（X=4154998.29，Y=37483113.06，H=841.98米）封孔层位为石炭系太原组下段岩层；②地质钻孔S11：

（X=4153505.39，Y=19483089.70，H=895.68米）,封孔层位为石炭系太原组底部。

在工作面北部有一地质钻孔S6（X=4155154.69，Y=19483208.42，H=862.35米），封孔层位为奥陶系上部岩层5.76米，据资料显示以上四个钻孔的封孔质量均为合格。

二、井下位置

33407工作面位于三采区前进方向的南翼，东侧为33405工作面正在掘进，尚未形成回采工作面；西侧尚未采掘。

第二章地质概况

一、煤层赋存

33407工作面（3+4）#煤层为山西组下段顶部煤层，煤层总厚3.82m，该煤层区内稳定，结构复杂，含两层厚为0.15—0.4米左右的灰—黑灰色泥岩夹矸层，区内煤层倾角0—12°，平均6°。

二、围岩特征

煤层顶底板情况

名称

岩石名称

厚度（米）

岩性特征

老顶

砂质泥岩及砂岩

19.00

灰黑色砂质泥岩，含砂不均，半坚硬，含少量植物化石，裂隙发育，抗压强度33.2Mpa，抗拉强度0.58Mpa。

；浅灰色的细粒砂岩坚硬，层面含云母及炭屑，具裂隙，含植物化石，抗压强度41.8Mpa，抗拉强度1.27Mpa。

直接顶

砂质泥岩

15.53

灰黑色砂质泥岩，含砂不均，夹粉砂岩长带，水平层理，含植物化石。

抗压强度33.3Mpa，抗拉强度0.31Mpa。

伪顶

—

—

—

直接底

砂质泥岩

5.65

灰黑色砂质泥岩，斜交裂隙发育，未充填，半坚硬，含植物化石。

抗压强度33.3Mpa，抗拉强度0.31Mpa。

老底

K3砂岩

12.00

浅灰色细粒砂岩，石英为主矿物，分选中等，钙质胶结，脉状层理，岩石完整。

抗压强度46.2Mpa，抗拉强度2.2Mpa。

三、地质构造

33407工作面总体位于一单斜构造之上，地层东高西低，地层倾向西南，倾角是0—6°，局部发育有短轴褶曲。

根据相邻工作面收集的地质资料分析，在33407工作面的掘进、回采中可能受到F28正断层：

N180°∠38°H=2.5米和F1聚财塔大断层：

N180°∠82°H=103米的影响。

F28正断层已经横穿了33401、33403和33405工作面，延伸距离长，影响范围大，从发育趋势上推断，在33407工作面的掘进中很可能会揭露该断层。

另外，由于我矿井田南部为聚财塔大断层，从井田南部部署的工作面收集的地质资料分析，在从距聚财塔大断层约1500米的范围开始，地层就会受到该断层的影响，煤（岩）裂隙发育，顶板的压力增大，因此可以推断从33407切割巷以北1000米范围开始将会受到该断层的影响。

四、水文地质情况

本次所采煤层为二叠系山西组下段顶部的（3+4）#合并层煤，直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，间接充水含水层为太原组灰岩承压含水层和奥陶系灰岩承压含水层；工作面掘进受到的水患威胁主要为钻孔水和构造水。

山西组的砂岩裂隙水是影响掘进的主要因素，工作面掘进过程中要密切监测顶板淋头水。

太原组砂岩及灰岩位于3、4#煤之下，其静止水位标高约530米，富水性较弱，横向联通性较差，预计对工作面掘进影响不大。

奥灰水是本区最重要的水患威胁，其静止水位标高约790米，高出3、4#煤层约315—375米，故在掘进过程中应密切关注工作面的顶底板水情，同时积极探查区内的隐伏构造，有异常立即向有关部门汇报，以便及时采取措施，杜绝水患。

钻孔水：

在33407工作面中部有1个地质钻孔S9；在33407工作面外部有3个钻孔（33407抽采巷的西侧有地质钻孔S11、水文钻孔MS2和工作面北部有一地质钻孔S6）。

工作面在掘进接近钻孔时都必须通过钻探或物探手段查明钻孔导水情况，保证安全的情况下方可继续向前掘进。

构造水：

a、F28正断层延伸距离长，影响范围大，在断层带附近地层比较薄弱，极易成为沟通地下水的通道。

b、在距33407设计切割巷南约210米处发育有聚财塔大断层，该断层落差在103—120米，根据相邻工作面在掘进和回采时收集的地质资料分析，在靠近该断层约1000米的范围内，构造应力比较集中，顶、底板破碎，煤（岩）层裂隙节理发育，可能伴生、派生次一级小构造，从而成为导通太灰水与奥灰水的通道。

33407正常涌水量20m3/h，最大涌水量60m3/h。

五、其它

影响

回采

的其

它地

质情

况

瓦斯

25m3/min

煤尘

30.8%—40．9%

煤的自燃倾向性

三类（不易自燃）

地温

14—16ºC

地压

第三章巷道布置

三采区采用下山布置方式，主要布置有四条开拓大巷,分别为三采轨道下山、三采胶带下山、三采辅助回风巷、三采回风下山。

这四条巷道均沿煤层东西走向布置，且相互平行，它们与主斜井、副立井、进风立井、郭家山副立井和郭家山回风井构成生产系统。

33407工作面位于三采大巷南翼，设计西侧为33407运巷和33407专用瓦斯抽采巷，东侧为33407材巷，南侧为33407切割巷，工作面由南向北推进。

其中33407材巷通过33405专用抽采巷风桥与三采轨道下山相连；33407运巷通过33406运巷风桥与三采轨道下山相连，在33406运巷风桥与三采胶带下山交叉处为溜煤眼，形成工作面的出煤系统；33407工作面通过33407材巷、33407切割巷、33407运巷、33407运巷回风联巷与三采回风下山相连构成33407工作面回风系统；33407专用瓦斯抽采巷，通过33407抽采回风联巷与三采回风下山相连。

其中33407运、专用抽采巷在掘进期间每隔500～600米，施工一条联巷，保证掘进期间的通风、供电等。

33407工作面初采时期，施工三个联巷，第一联巷顺33407切割巷施工，与33407专用瓦斯抽采巷连通；然后每隔20m各施工一个联巷，保证初采顺利。

33407综采工作面停采线与三采回风巷相距548m，停采线坐标X=4662。

33407材巷安设无级绳绞车运输，枕木间距700㎜；33407运巷安设单轨吊供运输物料；在33407材、运及专用抽采巷，根据33405运巷实际坡度情况，分别在距巷道口740米、1440米、1680米处各布置一个容水量不小于60m3的水仓，一用一备，水仓有沉淀池且水仓口要砖石密闭；在距材、运巷开口100m处布置油脂硐室，并且在33407材巷中部布置一个油脂硐室。

附图3-133407工作面巷道布置平面布置图

附图3-2-133407材巷断面图

附图3-2-233407材巷设备列车处断面图

附图3-3-133407运巷断面图

附图3-3-233407运巷转载机处断面图

附图3-3-333407工作面溜子机头搭接平面图

附图3-433407专用瓦斯抽采巷断面图

附图3-533407绞车房断面图

附图3-633407切割巷断面图

附图3-733407油脂硐室断面图

第四章工作面主要参数

一、工作面长度

可采走向长度1418.5m，倾向长度201m（中-中），实体长196.4m。

二、采高确定

33407工作面主采（3+4）#煤层，煤层均厚3.82m，工作面沿顶底板割煤，不得留顶底煤。

根据煤层厚度及配套的采煤机、液压支架及资源回收要求，确定平均采高为3.82m。

三、储量

走向长

（米）

实体长

（米）

斜面积

（米2）

煤厚

（米）

容重

（t/m3）

工业

储量

（t）

回采

率

（%）

可采

储量

（t）

1418.5

196.4

278593.4

3.82

1.39

1479275.2

95

1405311.5

四、日进度及可采期

1、循环进度

根据工作面所配套的回采机械设备、支架型号，确定循环进度为0.6m。

2、循环方式

工作面实行“四六制”生产方式，三班生产，一班检修。

每班3个循环，每日9循环，日推进5.4m。

3、循环产量、日产量和月产量

循环产量=196.4×0.6×3.82×1.39×95%=594t

日产量=594×9=5346t

月产量=5346×30=160380t

4、可采期

工作面储量=1418.5×196.4×3.82×1.39×95%=141万t

可采期=141万t/5346t=264d

第五章采煤方法

一、采煤方法

33407工作面采用一次采全高走向长壁后退式综合机械化采煤。

二、回采工艺

割煤→拉架→移溜→拉端头支架和移机头机尾→移转载机→超前支护、端头支护和巷道回收→清理浮煤

三、劳动组织

附表5-1。

第六章综采设备选型及设备布置

一、按我矿工作面现有设备配备选型。

1、液压支架主要技术参数表

附表6-1。

2、巷道自移超前支护支架主要技术参数表

附表6-2。

3、采煤机主要技术参数表

附表6-3。

4、工作面运输机主要技术参数表

附表6-4。

5、顺槽转载机主要技术参数表

附表6-5。

6、顺槽胶带输送机主要技术参数

附表6-6。

二、综采设备布置

1、运输巷内设备布置及设备型号

运输巷内铺设二部SSJ-1200/2×315型胶带输送机。

2、材巷设备布置及设备特征

在材巷设备列车处布置两台KBSGZY-1600/6型移变担负乳化泵、喷雾泵及工作面煤机、刮板运输机等设备的负荷。

按工作面推进方向，由里向外设备顺序为：

电缆单轨吊、电缆车、控制台、乳化液箱、2#乳化泵、1#乳化泵、喷雾泵、备用开关、组全开关、转载机开关、破碎机开关、工作面刮板运输机开关、2#移变、1#移变。

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，满足综采工作面供电需要。

附图6-133407工作面设备平面布置图

第七章顶板管理

一、液压支架

工作面及两端头均采用ZZ6000-20/42型液压支架支护顶板，共134架。

工作面最大控顶距5.26m，最小控顶距4.66m。

二、端头支护

机头端头采用沿走向支设π型钢梁迈步联锁棚支护。

在机头端头支架的正前方巷道中支设两对，距煤壁帮0.3米支设一对，在转载机行人侧支设一对（梁采用3.6m长π型钢梁，支柱型号与巷高或采高相匹配。

每对联锁棚π型钢梁互相平行，错距0.6m，迈步距1.2m，π型钢梁一梁三柱支护）。

在机头端头支架侧面，转载机与煤柱帮之间，其距离在小于1000mm时紧贴转载机支设一排戴帽点柱（柱帽规格：

400×200×50㎜），柱距800㎜。

当大于1000mm时支设一梁二柱倾向棚,棚距为800㎜。

梁的规格：

1.8mπ型钢梁，支柱型号与巷高或采高相匹配。

沿端头支架切顶线支设一排切顶挡矸戗柱，柱距600mm。

机尾端头采用ZT系列巷道自移超前支护ZT2×3000/20/42。

三、超前支护

材巷超前支护采用ZT系列巷道自移超前支护ZT2×3000/20/42。

运巷超前支护采用倾向棚,棚距1.2m；距煤壁10m内，一梁三柱支设，支设一梁三柱时在距两梁头0.3m处各支设一根支柱，另一根支柱，紧贴转载机边缘支设，梁采用4.0m长π型钢梁。

距煤壁10～30m，支设一梁二柱，支设一梁二柱时在距两梁头0.3m处各支设一根支柱。

第八章运输系统

一、煤流运输路线

33407工作面运出的煤经33407运巷转载机、胶带输送机运至33406运巷风桥溜煤眼，由三采皮带转至3#煤库，再经南胶带、二采胶带、主斜井转运至地面。

二、材料、设备运送路线

材巷安设一部无级绳绞车，供运输支架和物料；运巷安设单轨吊供运输物料。

运巷运料路线：

郭家山副立井→郭家山副立井井底车场→三采轨道下山→33406运联巷→33407运巷

材巷运料路线：

郭家山副立井→郭家山副立井井底车场→三采轨道下山→33406材联巷→33407材巷

附图8-133407工作面生产系统平面布置图

第九章通风系统

一、通风方式

矿井采用抽出式负压通风方式。

回采期间，工作面采用“U”型通风方式；33407材巷进风，33407运巷回风，另在运巷一侧布置专用瓦斯抽采巷，采用局扇供风。

初采期间，工作面采用“两进一回”通风方式，33407材巷为主进风，33407运巷为辅助进风，33407专用抽采巷回风。

二、风量计算

（一）回采期间工作面风量计算：

1）Q采=100×Q沼气×KCH4×KC备

式中：

Q采——回采工作面实际需要的总风量，m3/min；

Q沼气——回采工作面回风流中瓦斯平均绝对涌出量，m3/min；根据33403工作面实际情况，工作面实际瓦斯涌出量为26m3/min，抽放率按45%计算，预计抽放量为11.7m3/min；

KCH4——瓦斯涌出不均衡系数。

取1.3-1.6。

实测数据为1.32。

K备——风量备用系数，取1.2-1.25。

故：

Q采回=100×14.3×1.32×1.2=2265m3/min

根据计算数据33407工作面的风量为2300m3/min。

故确定材料巷进风量2300m3/min，故回采工作面所需总风量为2300m3/min，在工作面回采期间，可根据工作面实际瓦斯涌出情况，工作面供风量进行核算，配备风量。

2）按工作面同时工作最多人数计算

Q工作面=4NK=4×60×1.5=360m3/min

Q工作面---工作面全风压供风量，m3/min

N---工作面同时工作的最多人数

K---人员不均衡系数，取1.5

专用瓦斯抽采巷风量计算：

1、风量计算及局扇选型

〈1〉按工作面瓦斯涌出量计算需用风量：

Q工作面=100×q沼×k工作面=100×（1－50%）×9.0×1.5=675m3/min

Q工作面---工作面全风压供风量，m3/min

Q工作面---工作面减去抽放量的沼气绝对涌出量，按50%的抽放量计算Q沼=（1－50%）×9.0m3/min。

K工作面---工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数，取1.5

〈2〉按工作面允许最低风速计算需用风量

Q工作面=60SV=60×13.2×0.25=198m3/min

Q工作面---工作面全风压供风量，m3/min

S---巷道净断面积m2

V---最低风速，取0.25m/s

〈3〉风机选型

根据以上数据及双柳高瓦斯矿井通风具体情况和集团公司《一通三防实施细则》有关要求，局扇实际供风量应大于675m3/min，故采用双风机双电源对旋式风机，主风机及备用风机均选用FBDN0.8/2×55KW型风机，供风量为590—980m3/min，风筒选用φ800mmPVC软质风筒。

〈5〉风速验算

以所取风量进行风速验算：

V=Q工作面/（60S）

V---风速，m/s

Q工作面---经计算确定的掘进工作面所需风量，m3/min

S---掘进巷道净断面，m2

V小=Q工作面/（60S）=590/（60×13.2）=0.74m/s

V大=Q工作面/（60S）=980/（60×13.3）=1.22m/s

经验算，因0.25m/s＜0.74～1.22m/s＜4m/s，故选型合理。

〈6〉局扇位置

33407瓦斯抽采巷局扇安装在33406专用抽采巷风桥的全风压新鲜风流中。

（二）初采期间工作面风量计算：

Q采＝{（aQ瓦/X）×K瓦×K备＋b〔（1－η）Q瓦/1.0％｝×K备×K瓦

式中Q采－采煤工作面的配风量，m3/min；

a－预计开采煤层瓦斯涌出量的比率，％，取40%；

b－预计邻近层瓦斯涌出的比率，％，取60%；

Q瓦－采煤工作面瓦斯涌出量，m3/min，根据33403工作面实测，取26m3/min；

η－采煤工作面邻近层和本煤层瓦斯抽出率，％，取50％；

K瓦－预计工作面瓦斯涌出不均衡系数，取1.39；

K备－采煤工作面风量备用系数,取1.1；

X－采煤工作面回风巷瓦斯浓度，取1％；

1.0％－专用抽采巷允许最大瓦斯浓度；

故:

Q采＝（40%×26/1%）×1.39×1.1＋60%〔（1－50%）×26/1.0%〕×1.39×1.1＝1590+1192=2782m3/min

故确定材料巷进风量1800m3/min，运输巷进风量900m3/min，故回采工作面所需总风量为3200m3/min,其中包括对尾巷进行局扇供风的风量500m3/min。

4、风速验算

（一）材巷风速验算

V材=Q/60S=1800/（60×13.2）m/s=2.27m/s，符合规程风速规定范围0.25m/s＜V材＜4m/s

（二）运巷风速验算

V运=Q/60S=900/（60×13.2）m/s=1.1m/s，符合规程风速规定范围0.25m/s＜V运＜4m/s

（三）专用抽采巷风速验算

V抽=Q/60S=3200/（60×13.2）m/s=4.04m/s，符合规程风速规定范围0.25m/s＜V抽＜5m/s

三、工作面进回风路线

回采期间：

新鲜风流：

地面→郭家山副立井→三采轨道下山→33406材联巷→33405专用抽采巷风桥→33407材巷→33407工作面

地面→郭家山副立井→三采轨道下山→33406运联巷（局扇）→33407专用瓦斯抽采巷

污浊风流：

33407工作面→33407运巷→33407运巷回风联巷→三采回风下山→郭家山风井→地面

33407专用瓦斯抽采巷→33407抽采回风联巷→三采回风下山→郭家山风井→地面

初采期间：

新鲜风流：

地面→郭家山副立井→三采轨道下山→33406材联巷→33405专用抽采巷风桥→33407材巷→33407工作面

地面→郭家山副立井→三采轨道下山→33406运联巷→33407运巷→33407工作面

污浊风流：

33407工作面→33407横贯→33407专用瓦斯抽采巷→33407抽采回风联巷→三采回风下山→郭家山风井→地面

四、防火门

根据集团公司要求,需在33407运、材巷交叉口以里5m处，各布置一个防火封闭门。

附图9-133407工作面初采通风系统平面布置图

附图9-233407工作面回采通风系统平面布置图

第一十章排水系统

在33407材、运及专用瓦斯抽采巷低凹处根据实际情况布置水仓，排水管为四寸管且各安设两台75KW水泵，一用一备，水泵型号为IS100-65-315Z。

在33407材、运及专用瓦斯抽采巷各个低凹处安设若干台水泵，并且要有备用水泵，必要时配备泥浆泵。

排水路线：

33407材巷→33405专用抽采巷风桥→33406材联巷→三采轨道下山→三采水仓→地面

33407运巷→33406运巷风桥→33406运联巷→三采轨道下山→三采水仓→地面

33407瓦斯抽采巷→33407抽采联巷→33407运巷→33406运巷风桥→三采轨道下山→三采水仓→地面

第十一章防治水

一、防治水目的

太原组灰岩岩溶裂隙水是本工作面主要水患威胁，必须坚持“有掘必探、有疑必钻”的原则，从而达到以下目的：

1、为了查清是否存在影响安全生产的隐伏断层、陷落柱等地质构造体。

2、消除区内存在的水患威胁。

二、防治水设计

33407工作面在掘进和回采前先进行物探，如有物探异常区时再进行钻探验证。

（1）物探目的

为落实好“有掘必探、先探后掘（采）”和集团公司提出的“无预报揭露地质构造就是事故”及对地质构造变化全面进行预测预报的总体要求，推行“物探先行、钻探验证”的综合防治水措施，查明在33407工作面掘进（回采）过程中的地质构造及水患因素，从而达到消除水患的目的。

（2）物探设计：

掘进过程中的物探采用YD32（A）高分辨电法仪将对巷道每掘进60—80米进行一次高密度或三极超前探测。

回采过程中的物探采用WKT—E无线电坑透仪进行坑透。

（3）物探异常区的钻探验证设计

物探（坑透）结束后，为了保证施工安全，根据物探（坑透）结果，对异常区再进行钻探验证。

1、钻探单孔设计

（1）对坑透异常区钻探验证时，钻机选取SGZ－ⅢB钻机。

根据《煤矿防治水规定》中第九十七条中的规定，钻探时钻孔的终孔孔径不得大于75mm。

（2）止水套管长度不小于6m，使用三寸孔口管。

（3）安装完孔口管后，利用稠的水泥浆将套管封死，待水泥凝固72小时后。

必须进行耐压实验，向孔内压水，当水压达到3.0Mpa并稳定30分钟后孔口管周围不漏水时，方可向前钻进，否则重新注浆封孔。

（4）打钻前必须先安装水闸门后才能钻进。

2、钻孔布置

对异常区钻探验证时，钻孔呈组布设，每组3个钻孔，在水平面内均呈扇形布置，钻孔沿巷道掘进坡度进行施工，钻孔施工参数根据物探异常区的范围来确定。

第十二章消防洒水管路布置

一、供水系统

采用地面蓄水池静压供水，用水地点为33407材、运及33407专用瓦斯抽采巷内降尘水幕、冲洗煤尘、各转载点喷雾洒水、煤层注水、乳化液泵站、采煤机喷雾及支架喷雾等。

33407材巷安设一趟四寸管供水管路，供洒水管、降尘水幕、煤层注水、乳化液泵站和采煤机内外喷雾用。

33407运巷安设一趟四寸管供水管路，供洒水管、支架喷雾、降尘水幕用。

静压水管供水必须满足工作面用水的要求。

33407专用瓦斯抽采巷安设一趟四寸管供水管路，供洒水管、降尘水幕用。

供水路线：

地面静压水池→郭家山副立井→三采轨道下山→33406材联巷→33407材巷

地面静压水池→郭家山副立井→三采轨道下山→33406运联巷→33407运巷

地面静压水池→郭家山副立井→三采轨道下山→33406运联巷→33407运巷风桥→33407抽采联巷→33407专用抽采巷

二、具体布置

1、采煤机安装内外喷雾装置及泵机联锁装置，且喷雾必须覆盖滚筒全断面，并能抑制住工作面粉尘飞扬。

2、工作面每个支架安设一道架间自动喷雾装置，喷头为高效喷头，喷头迎着新鲜风流且齐全有效。

3、两顺槽及瓦斯抽采巷静压水管每隔50m预留三通及阀门，工作面及材、运和专用瓦斯抽采巷组队和通风区要及时进行洒水灭尘，做到无煤尘堆积，上隅角处设阀门，不割煤时关闭阀门，保证风流进入回风巷要进行有效的净化除尘。

4、在工作面材运两巷口往里15米处，距工作面150米处各安设一道风流净化水幕，保证覆盖巷道全断面。

5、工作面要定期进行煤层注水，生产过程中每隔20m～25m注水一次。

附图12—133407工作面管路系统平面布置图

第十三章隔爆设施

在33407材巷，每隔200米设置一组隔爆水袋，共设置9组；在33407运巷，每隔200米，设置一组隔爆水袋，共设置9组；在33407瓦斯抽采巷，每隔200米，设置一组隔爆水袋，共设置9组。

第十四章供电系统

一、变压器

33407工作面顺槽长度为1970m。

据设计要求及实际情况，在33405专用抽采巷风桥布置一台KBSGZY—630/6移变给33405专用抽采风桥绞车、33407材巷无极绳等供电；在33407材巷中部1000m布置一台KBSGZY—630/6移变，给材巷水泵、回柱车等供电，离切割巷90m的位置布置设备列车的两台KBSGZY—1600/6移变。

在33407运巷两部皮带机头附近，各布置一台KBSGZY—1000