2802工作面设计.docx
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2802工作面设计
綦江区成远煤业公司紫龙煤矿
采煤工作面设计
工作面名称：
2802工作面
矿长：
年月日
技术负责：
年月日
生产矿长：
年月日
机电矿长：
年月日
安全矿长：
年月日
生产副总：
年月日
安全副总：
年月日
机电副总：
年月日
培训主管：
年月日
队长：
年月日
编制：
冉龙蛟
二○一二年三月
目录
第一章概述……………………………………………………………………………4
一工作面位置与基本参数……………………………………………………․․4
二地质…………………………………………………………………………․․․5
三其它…………………………………………………………………………․․․5
第二章巷道布置……………………………………………………………………․․․5
一工作面开采方向及布置原则………………………………………………․․5
二运输巷与主要巷道的相互位置关系……………………………………․․․․․6
三两巷与开切眼的长度、规格、支护、掘进、用途………………………․6
第三章工作面主要技术参数………………………………………………………․․7
第四章工作面支护选型及设备技术特征………………………………………․․․․8
一选型原则…………………………………………………………………․․․․․8
二支护密度校核………………………………………………………………․․8
三乳化液泵站……………………………………………………․․․․․․․․․․․․․․․․․․9
第五章设备布置……………………………………………………………………10
一液压支柱布置方式，数量、要求………………………………………․․․10
二运输巷布置要求……………………………………………………………11
第六章运输系统………………………………………………………………․․․․․․․11
一运煤系统………………………………………………………………․․․․․․․11
二运料系统…………………………………………………………․․․․․․․․․․․․․11
第七章通风系统…………………………………………………………․․․․․․․․․․․․․11
一风量确定………………………………………………………………․․․․․․․11
二主要通风设施………………………………………………………………13
第八章供排水系统…………………………………………………………․․․․․․․․․․13
一水源、供水方式及管路……………………………………………………13
二排水方式……………………………………………………․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․13
第九章除尘方式及设施布置要求…………………………………………………13
第十章隔爆设施选择及布置要求…………………………………………………14第十一章供电系统…………………………………………………………․․․․․․․․․14
第十二章监控、监测系统…………………………………………………………․14
第十三章工作面主要经济技术指标………………………………………………15
第十四章避灾线路…………………………………………………………․․․․․․․․․․․15
第十五章附图…………………………………………………………․․․․․․․․․․․․․․․․․16
第一章概述
一、工作面位置及基本参数
1、2802工作面位于1石门、1802采面以东，与1802采面相邻。
+873水平以上为2801采面采空区，2802开切眼以东煤层尖灭带，煤层完全消失直到原二石门处，以西为一采区第三块工作面，现尚未布置为原生煤体。
2、该采区工作面主要采的煤层为M8-2，该采区内的煤层开采顺序为M6-1、M7-2、M8、M8-2。
作面沿走向布置，采用采区前进式，区内后退式开采，开采标高从+839水平到+873水平，开采斜长60米，开切眼方位角140〫，运输、回风巷的方位角50〫。
开切眼设计有效宽断面为3.6m2（开切眼采用矩形断面宽为2m、高1.8m）运输和回风巷的有效面积为4.1m2（采用梯形巷道上宽1.6m、下宽2.5m、高2m）。
该采区内主要采用DZ28-300/100单体液压支柱配DJB-1000铰接顶梁支护工作面，使用煤矿三级含水炸药爆破落煤。
该工作面预计在五月中旬接替1802工作面。
2802开切眼相邻位置关系图，见附图.
二、地质
1、工作面煤层走向为东西走向，倾向为南北倾向，倾向角为324〫，倾角为35〫～36〫煤厚2m～2.5m。
2、煤层顶板为砂岩、页岩、砂质泥岩，含大量黄铁矿晶粒。
底板为泥岩、砂质泥岩、粘土岩。
3、因该块采区为开采保护层后的复采煤层，因此瓦斯涌出量比较小，工作面绝对瓦斯涌出量在0.3m3/min左右。
经重庆地矿产研究院检验，煤层具有爆炸性，自然性属Ⅰ类容易自然，自然发火期在三个月左右。
在巷道布置和开采时采取措施防止自然发火的发生
4、矿井所在区域地表无大的水体，仅以大气降雨为主要补给水源。
整个矿井充水含水层出露面积虽大，但地表排泄条件良好，地表水补给条件一般，含水层富水性强，矿井涌水量年平均<180m3/h，最大<300m3/h，现采掘工程一般不受水害威胁。
矿井水文地质类型为中等，2802采区内因长期的排放老塘基本无水，煤层也无其他裂隙水涌入，煤层经本无水，但在生产过程中也应严格执行探放水措施，做到“有掘必探、先探后掘”。
三其它
瓦斯：
掘进期间每班应注意瓦斯的变化防止煤与瓦斯突出，严格执行防突措施。
水文：
严格执行探放水措施。
第二章巷道布置
一、工作面开采方向及布置原则
1、开采方向
2802采区内的2802工作面开采方向自东向西，往一石门方向推进，在+839水平布置运输巷，在一石门以东10m处开设一回风石门使2802运输巷、开切眼掘进的回风进回风石门进入东总回风系统，在+873水平开回风巷，此处开设回风巷与12#层中石门相连使回风巷掘进的回风经12#层中石门进入东总回风系统与1802采煤工作面的进风分开，各自形成独立的通风系统符合《煤矿安全规程》规定的两个突出头面必须有独立的通风系统的规定。
2、布置原则
在+839水平开设运输巷是因为与1石门的6#层一上山（溜煤）在同一水平方便煤炭的运输，开设回风石门是为了形成独立的通风系统。
在+873水平开设回风巷：
一是在该水平有12#层中石门与东总回风系统相连方便形成独立的通风系统，另一点考虑是+873水平开回风巷是该点距2801运输巷采空区有10m的隔离煤柱，这10m的隔离煤柱可以起到减小采空区的漏风量，防止采空区自然的作用。
二、运输巷与主要巷道的相互位置关系。
2802运输巷与1石门相连，+839水平12#层运输巷与1石门相连，以1石门为界，往东为东总回风系统，为+839水平以上的主要回风系统之一，往西为+839水平以上主要的进风、行人、运料通道。
2802运输巷又与1802通风上山相连，这条上山既用作现1802的进风、行人、运料通道，又可作为2802的联络上山，以后方便工作面人员的上下。
三、两巷与开切眼的长度、规格、支护、掘进、用途。
运输巷的长度110m、回风巷长度115m、开切眼长度60m。
两巷采用“11#”工字钢架厢支护，形状采用梯形，上宽1.6m、下宽2.5m、高2m有效断面在4.1m2，支架间的间距采用0.8米一架，梁头长度1.6米，在梁头的两端5cm处，采用电焊焊接一个防滑器，阻止厢柱因侧压过大而使厢柱脱落，下宽2.5米，净高2米，厢柱呈76°角支护，同一支架的厢柱架设时必须正对架设。
排材直径不得小于5cm，排才间距不得大于15cm，笆片搭接处的重叠长度不得少于20cm，杠背两帮和顶棚时必须充填严实，严禁空帮空顶。
距碛头20m范围内的支架必须使用金属扣撑连接支架，最低要求梁头一根，两帮各一根，现场还可以根据放炮时的实际情况，增加扣撑的密度，但不得低于最低要求；运输巷必须使用6米长的前探梁，每根前探梁的抱箍不得少于4个，每次放炮前要对两根前探梁的抱箍经行禁固，每次放炮后要先运动抱箍一架厢的距离安设梁头后，对前探梁的抱箍经行紧固，再杠背顶棚，掏煤架设两帮的厢柱。
严禁在空顶下作业，在移动抱箍时梁头底下严禁有其他无关的人员和经行其他作业。
前探梁移动后要保持平直。
开切眼采用DZ28-300/100型液压单体支柱配DJB-1000型铰接顶梁支护巷道顶板，保证“三柱两梁”迎山角保证3〫～5〫，柱窝不少于20cm，支柱每排，每列成一条直线，与设计支护中心线≯±100mm
两巷和开切眼在掘进时采用炮掘，炸药使用不少于3级的煤矿含水炸药，在爆破中严格使用水炮泥
运输巷主要作为该工作面的进风、行人和运料；回风巷主要作为工作面的回风、辅助行人通道；开切眼作为形成工作面的主要巷道。
第三章工作面主要技术参数
1、工作面呈东西走向，倾角35〫～36〫，倾斜长度60m，可推进长度100m，煤层的厚度在2m-2.5m，顶板完好，因此确定采高为2m。
2、工作面储量
工业储量：
走向长度×倾斜长度×采高×1.45=19140t
可采储量：
走向长度×倾斜长度×采高×1.45×回采率（90%）=17226t
3、工作面服务年限
工作面的服务年限=（可采推进长度÷设计月推进长度）÷正规循环率
=100÷30÷85%=3.9（月）
4、工作制度
采用“三八”作业循环（见图）
第四章工作面支护选型及设备技术特征
一、选型原则和依据
矿压计算：
工作面压力估算：
P=（4～8）mr式中：
m——工作面采高2m
=（4～8）×2×2.5r——上覆岩石容重2.5T/m³
=20～40T/m²取平均值30T/m²
二、支护密度校核：
1、工作面理论要求支护密度：
G理=P/NF
=30/（0.85×60）
=0.58根/m²
式中：
G理——理论要求支护密度
N——支柱工作阻力实际利用系数，取0.85
F——支柱额定工作阻力60T/根
2、实际支护密度：
最大控顶距一行的基本支柱数为4根。
最小控顶距一行的基本支柱数为3根
最大控顶距一行的面积为S大=3.0×1.0=3m²。
最小控顶距一行的面积为S小=2×1.0=2m²。
则有实际支护密度：
G实大=4/3=1.33根/m²
G实小=2/3=0.67根/m²
通过以上计算，可以看出G实大>G实小>G理，所选支护形式符合要求。
进出两巷的断头支柱采用两梁四柱经行加固，单体支柱和梁头为工作面所用的单体、梁头。
三、乳化液泵站
采区配备两台BRW40/20乳乳化液泵配备一台RX40/4型乳化液箱
主要技术参数表
型号
XRB40/20
进液压力
MPa
常压
公称压力
MPa
20
公称流量
L/min
40
曲轴转速
r/min
547
柱塞直径
mm
25
柱塞行程
mm
50
电机功率
kW
15
电机转速
r/min
1470
工作介质
乳化液（含3%～5%乳化油的中性水混合液）
外形尺寸
泵L×B×H（mm）
664×600×335
泵带电机、底拖
L×B×H（mm）
1380×664×650
乳化液箱主要技术参数
（1）工作室容积：
400升
（2）蓄能器容积：
4升
（3）蓄能器充气压力：
泵调定工作压力的54%
（4）卸压阀的调压范围：
10～35兆帕
（5）卸压阀的恢复工作压力：
调定压力的60%左右
（6）工作液介质：
含3%～5%乳化油的中性水混合液。
（7）外形尺寸：
1520×7520×970（mm）
第五章设备布置
一、液压支柱布置方式、数量、要求
工作面液压支柱沿倾斜方向布置，采用“两梁三柱、三四排控顶”，工作面总的需要单体液压支柱为：
（斜长/柱距×每排数量+密集数量）×1.1
【60/0.8×4+（60/0.8-1）×2】×1.1=492根≈500根
梁头的数量：
按两梁三柱的原则约为250根，工作面柱距为0.8m、排距1.0m、最大控顶距3m，最小空顶距2m，两巷不少于20m的双排超前支护，两巷出口处采用两梁四柱加强支护
二、运输巷布置要求
该工作面主要采用人力推车运输，所以在施工过程中应严格按照规程中的施工要求经行施工
第六章运输系统
一、运煤系统
工作面煤→2802运输巷→+893水平1石门溜煤上山处→+686水平6#层东1#上山→—+686主平硐→+686地面
二、运料系统
+839主平硐→+839水平12#层运输巷→+839水平1石门→2802运输巷→2802工作面
第七章通风系统
一、风量的确定
1、通风方式
2802工作面采用“U”型通风。
2、通风线路
新风→+839主平硐→—+839水平12#层运输巷→+839水平1石门→2802运输巷→2802工作面→2802回风巷→+873水平12#层中石门→东总回风→东抽风井外地面
3、工作面风量计算
（1）按瓦斯涌出量计算
Q采=100×Q绝×K=100×0.4×3=120m3/min
式中：
Q采—工作面实际需风量，m3/min
Q绝—回采工作面绝对瓦斯涌出量取0.4m3/min
K—回采工作面瓦斯涌出不均衡系数取3
（2）按最多人数计算
Q采=4NK=4×8×1.5=48m3/min
式中：
Q采—工作面实际需风量，m3/min
N—回采工作面最多同时作业人数
K—通风系数取1.5
（3）按一次性最多消耗炸药量计算
因该工作面采用风镐落煤，不放炮，故省略该步
（4）风速验算
根据《煤矿安全规程》规定，回采工作，最低风速为0.25m/s，最大风速为4m/s，则工作面配风为：
Q采≥0.25×60×6.0=90m3/min
Q采<4×60×6.0=1440m3/min
经计算该工作面最大需配风量为120m3/min，取150m3/min，在实际生产过程中根据现场需要经行调整。
二、主要的风设施
在工作面形成后取消2802运输巷内的防突风门，保留+873水平（即2802回风巷内的防突风门），在2802回风石门内构筑一组风门
第八章供排水系统
一、水源、供水方式及管路
1、水源由地面水库安设一条D33.3mm的无缝钢管到东风井地面水池，再用D13.32mm的无缝钢管接入2802进、回风巷和工作面，供水方式，全程采用位压供水，无其他外来动力
2、供水线路
地面水库→东风井水池→东风井→2802进、回风巷→工作面
二、排水方式
矿井采用平硐开采，采区产生的水，自流到井外
排水线路：
工作面→2802运输巷→+839水平1石门→+839水平12#层运输巷→+839主平硐→+839水平地面
第九章防尘方式及设施布置要求
采用通风除尘、湿式作业、净化风流、个体防护，推广密闭抽尘、煤层注水等其他一些特殊的除尘、降尘措施。
1、通风除尘
通过计算合理的选择工作面、进、回两巷的风速，能够有效的稀释瓦斯的前提下，合理的控制风速。
使得即能有效的带走掘进和开采时产生的粉尘而又不至落沉二次飞扬。
一般来说掘进工作面的最优风速为0.4m/s～0.7m/s。
2、湿式作业
在掘进过程中采用湿式打眼，开采和掘进时严格使用水炮泥。
掘进清掏煤矸时，先洒水侵润煤体，再清掏浮煤
3、洒水喷雾
进、回两巷内每个50m设置一组防尘喷雾，喷嘴产生的水幕要求能够封闭巷道的全断面。
对下煤点，设置一组喷雾装置。
4、个体防护
井下人员作业时必须佩戴防尘口罩
第十章隔爆设施选择及布置要求
进回两巷安设隔爆水袋，并配备牌板，并有专人管理。
巷道安设隔爆水袋每平方米不少于40L，一般设置双排，如巷道顶部较窄的，可实行间隔安设双排。
水袋装满水后袋与袋之间留有10cm的空隙方便更换水袋和注水
第十一章供电系统
该采区所用电力来至+686主平硐，电压等级660v。
一台防爆电话直通调度室，该采区无照明设备
供电线路：
686水平地面配电房→+686主平硐→+686水平东6#层2上山→+839水平1石门→2802采区用电点
第十二章监控、监测系统
该采区主要配备一套重庆煤科院研制的KJ90NB瓦斯监控系统，开切眼、进、回风巷掘进时各安设两个探头。
工作面形成后安设进风探头、工作面探头、上隅角探头、回风探头、一氧化碳探头。
各探头的报警浓度设定在《作业规程》中具体规定
第十三章工作面主要经济技术指标
主要经济指标
序号
项目
单位
指标
1
工作面走向长
m
110
2
工作面倾斜长
m
60
3
采高
m
2
4
容重
t/m3
1.45
5
回采率
%
90
6
日循环
m
1
7
正规循环
个/月
25
8
日产量
吨
174
9
月产量
吨
4350
10
排材消耗
m3/万吨
10
11
全员工效
吨/工
5.27
12
在册人数
人
33
13
回采面积
㎡
6600
14
可采储量
万吨
1.914
15
煤层倾角
度
32°～35°
16
循环产量
吨
174
第十四章避灾线路
发生顶板、瓦斯、火灾避灾线路：
灾害点→2802运输巷→+839水平1石门→+839水平12#层运输巷→+839平硐→+839水平地面
发生水害避灾线路图：
灾害点→2802运输巷→2802回风石门→东总回风系统→东风井→东风井地面
第十五章附图
1、采区巷道布置平面图、巷道支护断面图
2、煤层综合柱状图
3、工作面设备配置图
4、通风系统图
5、综合防尘图
6、排水系统图
7、供电系统图
8、通讯及监测监控布置图
9、避灾路线图
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