煤矿开采说明书.docx
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煤矿开采说明书
设计说明书
目录
前言
第一章概述
第一节采煤工作面位置及开采范围
1.1.1位置
1.1.2开采范围
第二节采煤工作面与相邻煤层及相邻已采采区的关系
1.2.1与相邻煤层的关系
1.2.2与相邻已采采区的关系
第三节采煤工作面与地面相对位置的关系
第二章地质概述
第一节煤层赋存情况
第二节围岩的性质及其对采煤的影响
第三节地质构造及水文采煤的影响
第四节瓦斯、煤尘和自然发火情况
第三章可采储量及可采期
第一节可采储量计算
第二节可采煤计算
第四章采煤工艺
第一节采煤工艺的选择
第二节采煤工艺
4.2.1破煤
4.2.2装煤
4.2.3运煤
4.2.4工作面支护
4.2.5采空区处理
第五章生产技术管理
第一节循环方式
第二节作业形式
第三节工序安排
第四节劳动组织
第五节循环图表
第六节工人出勤表
第七节采煤工作面技术经济指标
第六章安全技术措施
前言
本次设计采煤工作面采煤工艺课程设计1101。
基本条件为：
该该采煤工作面位于一一采区，开采二1煤层。
该采煤工作面走向长度1000m,倾斜长度180m，煤层走向为NE15°，煤层平均厚度6m，煤层倾角8°，煤的视密度1.45t/m³，工作面绝对瓦斯涌出量7.2m³/min，正常涌水量20m³/h，煤尘无爆炸性，煤质中硬。
确定采煤工艺，应首先详细了解煤层赋存条件，并对实习矿井目前使用的采煤工艺进行认真分析，作出简要的评估。
对于近距煤层群采区，可由指导教师指定其中一层煤进行采煤工艺设计。
还有就是确定循环方式、作业形式、工序安排及劳动组织、编制循环作业图表、采煤工作面主要技术经济指标标。
还要说明采煤工作面主要设备的安全操作和保养措施，安全制度，综合防尘措施，遇灾害时的紧急处理及避灾路线等等。
第一章
第一节采煤工作面位置及开采范围
1.1.1位置
该采煤工作面位于ⅠⅠ，开采Ⅱ煤层。
位于1101采区工作面。
1.2.1开采范围
工作面长为180m,沿走向方向的推进长度为1000m
第二节采煤工作面与相邻煤层及相邻已采采区的关系
1.2.1与相邻煤层的关系
该工作面为该矿井的第一个工作面，所以对本工作面无影响，煤层的平均厚度为6m。
1.2.2与相邻已采采区的关系
该工作采区为该矿井的第一个采区，所以不存在采空区内的积水和瓦斯。
第三节采煤工作面与地面相对位置的关系
采煤工作面开采范围与地面相对位置的范围内无建筑物、水体、铁路。
第二章地质概况
第一节煤层赋存情况
该采煤工作面走向长度1000m,倾斜长度180m，煤层走向为NE15°，煤层平均厚度6m，煤层倾角8°，煤的视密度1.45t/m³，工作面绝对瓦斯涌出量7.2m³/min，正常涌水量20m³/h，煤尘无爆炸性，煤质中硬。
第二节围岩的性质及其对采煤的影响
没有伪顶，直接顶为4m的细砂岩，岩性强度中等。
基本顶为6m的中粒砂岩，岩性强度较强。
围岩对采煤及顶板控制的影响是在煤巷掘进过程中，有时会发生煤巷冒顶，引起顶板的大面积冒落，导致掘进头停产，影响了工作面的布置，延长了采掘衔接，不但使生产成本增加，安全生产也受到威胁。
第三节地质构造及水文地质情况
地质构造：
该采煤工作面地质结构简单，对正常采煤影响不大。
水文地质情况：
工作面正常涌水量为20m³/h。
第四节瓦斯、煤尘和自然发火情况
该采区的瓦斯绝地涌出量为7.2m³／min，煤层无自然发火期，煤尘无爆炸性。
附：
综合柱状图，见附图1
第三章可采储量级可采期
计算出本采煤工作面开采范围内的可采储量及可采期
第一节可采储量计算：
Z=LSmγk式中L——采煤工作面长度，MS——采煤工作面走向长度。
MM——采高,Mγ——煤层实体密度，T/M3K——工作面采出率。
Z=1000×180×6×1.45×0.85=133.11万t
第二节可采期计算：
=
=
=1.9016万t/a式中T——采煤工作面可采期，αZ——采煤工作面可采储量，万tA——工作面生产能力，万t/α
第四章采煤工艺
第一节采煤工艺的选择
我国煤田地质条件的复杂性，决定了煤矿技术装备是多层次的，在一个相对长的时期内必将是综采、普采、炮采三种工艺方式并存。
就目前煤矿地下开采技术发展趋势看，综采是采煤工艺的重点发展方向，它具有高产、高效、安全、低耗以及劳动条件好、劳动强度小的优点。
但是综采设备价格昂贵，综采生产优势的发挥有懒于全矿井良好的生产系统、较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。
第二节采煤工艺
采煤工作面的工艺过程，包括破煤、装煤、运煤、支护、和采空区处理等工序。
4.2.1破煤
该工作面使用MG160/390-WD型双滚筒采煤机双向割煤，滚筒截深0.6m，往返一次进两刀，采煤机司机应随时调整滚筒高度，保证采高2.1-2.3m，保证不超高、不割底。
采用工作面端部斜切进刀割三角煤双向割煤方式，根据采煤机机械特征，采煤机进刀段长度应不小于30m，工作面上部进刀段为12～36#支架，下部进刀段为110～79#支架。
进刀方式如下图所示：
工作面端部割三角煤斜切进刀
（a）起始（b）斜切并移直输送机（c）割三角煤（d）开始正常割煤
1-综采面双滚筒采煤机；2-刮板输送机
①当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，图（a）；
②调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止。
然后将输送机移直，图（b）；
③再调换两个滚筒上下位置，重新返回割煤至输送机机头处，图（c）；
④将三角煤割掉、煤壁割直后，再次调换上下滚筒，返程正常割煤，图（d）；
4.2.2装煤
滚筒式采煤机的工作面，采煤机在割煤的同时，约90%的煤靠挡煤板及螺旋叶片将煤推向输送机，完成装煤工序。
其余少量浮煤由安装在输送机上的铲煤板的移输送机时铲入输送机内，或由人工清理。
4.2.3运煤
1.采煤工作面的运输方式
工作面煤装入SGZ-630／264型刮板输送机（前溜），顶煤放入SGZ-630／400型后部刮板输送机输送到转载机→破碎机→顺槽皮带→采区皮带→井底煤仓→主斜井皮带→栈桥皮带→地面煤场。
2.采煤工作面输送机的选择
采煤机割煤、装煤配合工作面刮板输送机装运煤，经转载机和胶带顺槽胶带输送机运出。
4.2.4工作面支护
采用及时支护方式,本架操作,先降后移,带压擦顶移架支护顶板。
一般情况下，移架滞后采煤机后滚筒3～5架追机作业。
顶板破碎时,可滞后前滚筒1～2架追机移架或拉超前架,及时支护顶板。
移架步距0.8m。
移架顺序为：
1、采煤机割透上（下）端煤壁，移架至4#（117#）架并及时将1～3#（120～118#）液压支架的伸缩梁伸出护顶；采煤机上行吃刀，开始移1～3#（120～118#）液压支架，移架的顺序为：
先移2#（119#）架，再移1#（120#）架，最后移3#（118#）架；采煤机上（下）行割完三角煤后下（上）行，紧跟采煤机后滚筒3架自4#（117#）架开始向下（上）移架。
2、在采煤机割煤时，超前采煤机前滚筒
3架将护帮板收回。
推溜方式
推溜在移架后依次进行，滞后移架10～15m。
推移弯曲段不小于18m（10节溜槽），溜槽水平弯曲角度小于1°，垂直弯曲角度小于3°，推移步距0.8m，推溜由一端向另一端逐节推移。
4.2.5采空区处理
采空区处理方法有全部垮落法、充填法、煤柱支撑法、缓慢下沉法等。
其中全部垮落法应用最广。
全部垮落法是通过回柱放顶、移架使工作面控顶距范围以外的顶板岩层有计划地垮落下来，基本上填满采空区，同时维护好控顶距范围内的顶板，使其保持完整稳定。
特殊条件下顶板支护，工作面顶板破碎或过地质构造时，采煤机司机必须与拉架工密切配合，减慢截割速度，割煤与拉架间距不得超过5m，拉架时采取带压擦顶前移支架的方法。
工作面出现断层时，若其落差小于1.0m，采取调低支架留设顶底煤的方法通过，工作面支架形式不变。
若落差大于1.0m，采取放震动炮配合机组截割的方法通过,并另编制专项安全技术措施。
第五章生产技术管理
第一节循环方式
循环方式为一刀一循环，循环进度为0.6m，班循环2刀，日循环6刀，即三个生产班每班割二刀煤，放顶煤二次，检修班进行一次设备检修.
概念：
循环方式就是循环进度和每昼夜循环数的总称。
（1）循环进度：
循环进度是采煤工作面完成一个循环后向前的推进距离。
L=n×b
式中L——循环进度；
n——每循环落煤次数；
b——落煤次数。
落煤进度的确定：
顶板稳定性、工作面运输能力、工作面支架排距、采煤机械的技术特征。
每循环落煤次数的确定：
顶板冒落步距、经济合理性。
（2）昼夜循环数目
昼夜循环数目的多少决定于循环周期（时间）的长短，它直接决定着采煤工作面的日产量、效率和其它技术经济指标。
第二节作业形式
作业形式采用“三八”制，每天两班半生产，半班检修，每班8个小时，八点班前半班检修，后半班生产。
第三节工序安排
工序安排的方法：
（1）根据工序之间的关系和各自需要的时间，找出起主导作用并且占用工时最多的矛盾线，以及主要矛盾线上的主要工序。
一般采煤工作为主要工序。
（2）找出次要矛盾线：
如支护线、回柱放顶线、作缺口线等。
各次要矛盾线内部各工序之间，一般也是顺序关系。
而各矛盾线之间，则是平行关系。
（3）根据工序之间的制约关系和各自需要的工作时间，确定各矛盾线之间、各工序之间在时间和空间上的配合关系。
最后，用简单明了的符号绘成工艺流程图（箭头图），把一个循环的整个采煤工艺过程明确地表示出来，见下图。
采煤工艺流程图
第四节劳动组织
（1）采煤工作面的人员配备
采煤工作面中的人员，根据工作情况的不同，有“人数可变工种”的工人和“人数固定工种”的工人。
人数可变工种：
指那些与工作面长度和日循环数（或产量）的变化有直接关系的工种，如装煤、清理顶底煤、挂梁、支柱、移溜、铺网、回柱放顶工等。
（2）劳动组织形式确定
长壁工作面中的劳动组织形式：
分段作业、追机作业、分段接力追机作业。
劳动组织配备表
工种班次
一班
二班
三班
检修班
合计
帮长
2
2
2
2
8
采煤机司机
2
2
1
5
刮板机司机
1
1
1
3
转载机司机
1
1
1
3
胶带机司机
1
1
1
3
支架工
2
2
1
5
放煤工
2
2
1
5
泵工
1
1
1
1
4
电站工
1
1
1
1
4
浮煤清理工
3
3
2
8
端头维护工
2
2
2
2
8
防尘工
1
1
1
3
修理工
8
8
运料工
8
8
地面装料工
1
1
1
1
4
验收员
1
1
1
1
4
管理人员
1
1
1
1
4
合计
87
第五节循环图表
第六节工人出勤表
对应于循环作业图，工作面人员的配备，用工人出勤表来表示。
在工人出勤表里，应该表明各工种每班应出勤人数，每个工种工人工作时间及每循环的总人数。
工种班次
一班
二班
三班
检修班
合计
帮长
2
2
2
2
8
采煤机司机
2
2
1
5
刮板机司机
1
1
1
3
转载机司机
1
1
1
3
胶带机司机
1
1
1
3
支架工
2
2
1
5
放煤工
2
2
1
5
泵工
1
1
1
1
4
电站工
1
1
1
1
4
浮煤清理工
3
3
2
8
端头维护工
2
2
2
2
8
防尘工
1
1
1
3
修理工
8
8
运料工
8
8
地面装料工
1
1
1
1
4
验收员
1
1
1
1
4
管理人员
1
1
1
1
4
合计
87
工人出勤表
第七节采煤工作面技术经济指标
主要内容：
①采煤工作面的地质条件：
煤厚（总厚度及可采厚度）、倾角、密度等。
②采煤工作面的技术条件：
工作面长度、采高、循环进度、支架布置方式、移架方式、采空区处理方法等。
③采煤工作面装备条件：
支架型号、采煤机型号等。
④循环工作组织：
循环方式、昼夜出勤人数等。
⑤生产与经济成果：
每循环产量；每昼夜出勤量；工作面月产量；采煤工效率；坑木、金属支柱、炸药、雷管等材料的消耗；采煤工作面吨煤成本等。
序号
项目
单位
指标
备注
1
工作面长
m
160
平均
2
工作面推进长度
m
1420
平均
3
煤层倾角
度
9.5
平均
4
煤容重
t/m3
1.6
5
煤硬度
2.3
6
煤厚
m
3.5
7
割煤高度
M
3.5
8
回采率
%
80
9
工业储量
万吨
43600
10
设计采出煤量
万吨
28830
11
日产量
t
7272.73
12
月产量
t
218181.9
主要技术经济指标图
第六章安全技术措施
一般规定
1、全体职工必须牢固树立“安全第一”的思想，严格执行“三大规程”，严禁“三违”。
2、凡是参加本工作面作业的人员必须学习本规程，学习完毕并经考试合格后方准上岗作业，特殊工种持证上岗，否则一律不准参加本工作面的作业。
3、严格执行安全责任制，各上岗人员必须对本岗位、本业务范围内的安全负责。
4、各工种无论在何地作业，首先要对作业场所进行安全状况和施工条件的检查，发现安全隐患立即处理，严禁盲目作业。
5、操作机电设备时必须由经过考试合格、取得特种作业资格证的人员担任，严格按照操作规程操作。
6、严格执行现场交接班制度，交班时本班出现的问题还没有处理完时要向下班交待清楚。
接班后，班组长要对作业环境进行一遍认真地检查，确认安全后，方可准许工人作业。
7、在作业过程中，所有人员必须听从指挥（违章指挥除外），集中精力，严守岗位，作好自保、互保和联保工作，以确保整个作业过程的安全。
8、每个作业人员必须经常检查作业地点附近的顶板、煤壁和支护等情况，当发现有不安全隐患时，必须立即采取措施进行处理。
消除隐患后，方可进行作业。
9、生产期间，闲杂人员不得进入工作面，外来人员必须在专人带领下方可进入工作面。
一瓦斯管理
1、工作面轨道顺槽所安装的甲烷传感器，通风队必须定期进行调试、校正，确保其准确、可靠。
2、班长、机组司机、机电维护工随身携带便携式瓦斯检测仪。
班长的便携仪悬挂在下隅角距顶板不超过300mm，距帮不小于200mm,距切顶线不大于500mm的地方。
3、加强通风管理，通风队要根据工作面实际需要，合理调节风量，确保安全生产。
4、爱护通风设施，严禁矿车碰撞风门，严禁同时将两道风门打开，风门前后5m范围内禁止堆放物料。
风门损坏或漏风，应立即修复或更换。
5、轨道顺槽要经常清挖，巷高要满足通风要求，确保有足够的通风断面。
6、轨道顺槽材料与设备存放不得超过巷道断面的1/10，回风口以里单道不得存放空重车辆，四股道不得同时存放车辆。
7、必须有专人经常检查瓦斯和二氧化碳浓度，每班至少3次；本班未进行工作的采煤工作面，瓦斯和二氧化碳应每班至少检查1次；可能涌出或积聚瓦斯或二氧化碳的硐室和巷道的瓦斯或二氧化碳应每班至少检查1次。
严禁弄虚作假，杜绝空班漏检，严禁瓦斯超限作业。
8、瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并认真填写瓦斯检查班报。
每次检查结果必须记入瓦斯检查班报手册和检查地点的记录牌上，并通知现场工作人员。
瓦斯浓度超过《煤矿规程》有关条文的规定时，瓦斯检查工有权责令现场人员停止工作，并撤到安全地点。
9、12011工作面按高瓦斯区管理，轨道顺槽瓦斯浓度超过1.0％或二氧化碳浓度超过1.5％时，必须停止工作，撤出人员，采取措施进行处理；工作面及其他作业地点的风流中，电动机或开关安设地点附近20m以内的风流中瓦斯浓度达到1.5％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理；工作面及其他巷道内，体积大于0.5m3的空间内，积聚的瓦斯浓度达到2.0％时附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。
采煤机上的瓦斯电闭锁必须灵活管用。
10、必须保证综采工作面电气设备的隔爆性能良好，供电网络必须有完善的检漏电功能。
11、巷道内必须按规定安设压风自救装置，每组压风自救装置应可供5～8个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.3m3/min；以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置：
（1）巷道内每隔50m。
（2）距回采工作面25～40m的巷道内。
（3）爆破地点。
（4）撤离人员与警戒人员所在的位置。
（5）风门以里的绞车房、中转车场、硐室及有人定点工作的地点。
12、必须加强压风自救管理，及时维修移动，保持清洁、完好无损。
13、采煤工作面远距离放炮规定执行。
采煤工作面爆破地点到工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定，但不得小于100m。
远距离爆破时，回风系统必须停电、撤人。
爆破后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定，但不得少于30min。
14、该地区施工的所有人员及到本地区参观、学习、检查、指导工作的人员都必须随身携带隔离式自救器。
15、当发生瓦斯事故时，灾区回风侧人员要迅速佩戴好自救器，就近撤到安全地点，灾区进风侧人员也要迅速佩戴好自救器，在班组长的带领下，按照避灾路线撤到安全地点。
二防尘管理
1、防尘管路水量、水压满足要求，吊挂平直，毎节用8#双股铁丝吊挂不少于两道。
2、采煤机作业时，必须使用内外喷雾，内喷雾压力不得小于2MPa，外喷雾压力不得低于1.5MPa，当内喷雾不能正常使用时，外喷雾压力不得低于4MPa。
无水或喷雾装置损坏时必须停机。
3、防尘水幕必须按规定安设，采煤作业时必须及时开启，雾化全断面。
4、运输设备转载点必须安装防尘喷雾，开机前必须先打开喷雾。
移架时开启同步喷雾。
5、防尘设施由区队指定专人维护和管理并挂牌，不准随意拆除。
6、定期对巷道粉尘进行清扫，不得出现厚度超过2mm，长度连续超过5m的粉尘堆积。
进入涉尘作业人员必须佩戴防尘口罩，做好个人防护。
三防灭火
1、所有入井人员严禁携带烟草、易燃品及点火物品。
2、巷道内应设置防灭火管路（可与防尘管路共用）。
3、在设备列车和油脂存放处，胶带输送机机头等地点必须备有两个灭火器、砂箱不小于0.3m³等灭火器材，胶带司机必须熟悉灭火器材的使用方法。
4、严禁砸、碰、摔等损坏井下电气设备的行为，保持电气设备完好，保护装置齐全、灵活、可靠，严禁电气设备带病运行。
5、电气设备不应超过额定值运行。
井下防爆电气设备在入井前由指定的电气设备防爆检查员检查其安全性能，取得合格证后方可入井。
6、井下严禁带电检修、搬迁电气设备，移动式应使用分相屏蔽不延燃橡套电缆。
7、用水灭火时，灭火人员应站在上风侧，并保证正常通风。
电气设备着火时应首先切断电源，在切断电源前，只准使用不导电的灭火器材进行灭火，油类火灾，只能用砂子或化学灭火器灭火。
8、胶带司机和修理工要认真负责，严防胶带跑偏而引起摩擦着火。
9、任何人发现工作面着火时，应视火灾的性质、通风和瓦斯情况，立即采取一切可能的方法直接灭火，控制火势，并迅速向调度室汇报。
当火势大难以扑灭时，人员应佩戴自救器按避灾路线迅速撤到安全地点。
顶板初次来压期间顶板管理
为了加强初次来压期间的组织管理工作，搞好工程质量和顶板管理工作，特制定以下管理办法：
1、两巷超前支护的单体支柱一定要达到初撑力，上好防倒绳。
2、跟班队长及班长对工作面、胶带顺槽、轨道顺槽支护及顶板情况进行巡回检查，每2小时检查一次，发现问题及时采取措施。
3、初次来压前，进入工作面人员不得在支架前行走，在超前支护范围内不准有人滞留,工作面尽量减少人员流动。
4、初次来压前，进入机道内检修人员必须将施工处前后10米范围进行敲帮问顶，支架护帮板全部打出，如煤壁较破碎用支架护帮板把道木顶在煤帮以增大护帮面积。
5、初次来压期间，端头维护工及电工要注意安全，发现有片帮、冒顶、倒柱等现象时应提前采取措施，防止损坏设备及影响人身安全。
6、支架工要跟机拉架，即移架滞后采煤机前滚筒2架，片帮严重或冒顶时拉超前架。
7、泵站压力达到额定压力，支架工升架要达到初撑力，接顶达到“严、紧、平”要求。
8、加强工作面设备的维修与管理，以保证设备的正常运转和快速推进。
液压支架的液压系统严禁漏串液现象，杜绝支架自动下降，安全阀灵敏可靠。
9、采煤机割平顶底板，采高控制在3.5m左右，但必须保证煤机能顺利通过。
10、通风队在初次来压前，要严格检查有害气体，防止由于采动压力影响发生气体变化。
11、来压前应及时增加排水设备，要保证来压期间的排水及供电正常。
12、来压前工作面的底板应调成仰斜状态。
13、来压前每班跟班队长应及时向调度室汇报生产、矿压、排水情况。
14、工作面所有人员要带好安全帽，当听到有大的顶板冒落声时要迅速进入支架内并蹲下抱住支架立柱，等顶板冒落稳定后再进行工作。
顶板周期来压期间顶板管理
1、工作面液压支架必须达到初撑力。
2、工作面工程质量必须达到“三直、两平、一净、两畅通”的要求。
3、来压时工作面严格按支架操作的基本要求操作，液压支架梁端距不应大于340mm。
4、来压时要组织快速推进，加快推进速度。
处理冒顶安全措施
1、如果遇顶板破碎、煤壁较软或有冒顶迹象时，要及时拉超前架，必要时要架前挑板或做超前支护，并打逼帮柱。
具体办法为：
选用单体液压支柱做腿，采用3-4m的圆木配合3-4m半圆木做梁。
用圆木架设走向棚，一端用支架前梁进行支撑，一端用单体液压支柱进行支撑，每根梁下不得少于两根单体柱，然后在圆木上架设半圆木，半圆木沿倾向布设，最后升紧前梁和单体柱（圆木直径不小于200mm，半圆木直径不小于160mm）。
2、工作面发生冒顶后，现场班长必须立即清点现场工作人员，并汇报，跟班队长待情况稳定后，根据现场实际采取有效措施进行处理，现场班长要亲自指挥，并派专人观山，一般是从冒顶两头向中间挤着处理，两个头相距不小于5米；冒顶较大时，必须由上往下处理。
3、人员在处理冒顶时，要闭锁工作面输送机，并设专人监护，没有跟班队长允许，任何人不得私自打开闭锁，工作中严格执行“敲帮问顶”制度。
4、处理冒顶挑板时，单体柱要打的迎山有劲，柱头用不小于12#的铅丝拴牢，升柱时，利用支架操作阀进行运距离操作，操作人员要站在斜上方安全地点。
5、要派一名经验丰富的老工人进行专
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