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33415设计说明书正文

33415综采工作面设计说明书

生产技术科

2014年1月

33415综采工作面设计说明书

会审签字表

总工程师：

安全矿长：

生产矿长：

机电矿长：

生产副总：

掘进副总：

机电副总：

运输副总：

通风副总：

地测副总：

安全副总：

安监处：

调度室：

机电科：

运输科：

通风区：

地测科：

信息中心：

煤质中心：

劳人科：

计划科：

供应科：

技术科：

审核：

组队：

编制：

综采工作面设计说明书会审记录

规程名称：

《33415综采工作面设计说明书》会审时间：

2013.

会审地点：

调度会议室主持人：

姜新刚

参加人：

会审意见：

（以上意见已在设计中修改）

附图：

图2-133415工作面煤层柱状预想图

图3-133415工作面巷道平面布置图

图3-233415材巷断面图

图3-333415运巷断面图

图3-433415运巷转载机处断面图

图3-533415运巷溜子机头搭接平面图

图3-6-133415专用瓦斯抽采巷断面图（0-1000m）

图3-6-233415专用瓦斯抽采巷断面图（1000-1922m）

图3-733415切割巷断面图

图3-833415材料硐室断面图

图3-933415油脂硐室断面图

图6-133415工作面设备布置平面图

图8-133415工作面生产系统平面图

图9-133415工作面回采通风布置图

图12-133415工作面管路系统布置平面图

图16-133415工作面瓦斯管路布置平面图

图16-233415工作面掘进期间瓦斯钻孔布置图

图16-333415工作面顶板裂隙孔抽采布置图

图16-533415运巷钻场顶板钻孔平面布置示意图图

图16-633415工作面区域预抽布置图

图21-133415工作面“六大系统”布置图

附件1、《33415掘进设计地质说明书》

附件2、《33415工作面采后地表影响预评价报告》

附件3：

《33415工作面供电规程》

第一章概述

一、地面位置

33415工作面位于岭上村以南、冯新村以北，地表标高696—954米，地形复杂，大部分为黄土覆盖，沟谷纵横，其中多为坡地。

有两条低压线，一条高压线，一条后坪至小河沟季节性河流，两条山间公路及多数山间水泥路横穿整个工作面，横跨工作面的中部，在设计切割巷有少量零星房屋，其次，在工作面面内有三个设计瓦斯抽采井。

在33415运巷X=4153240.07一线的东侧48.72m处有一地质钻孔S10：

X=4153240.07，Y=19482295.975（该坐标经孔斜换算所得），封孔层位为9#煤下17.51m，根据资料显示该钻孔的封孔质量为合格。

二、井下位置

33415工作面位于三采区前进方向的南翼，东邻33413、西邻33417两工作面尚未采掘，南部为聚财塔大断层。

第二章地质概况

一、煤层赋存

33415工作面所掘3、4#煤层为山西组下段顶部煤层，该煤层区内稳定，结构中等至复杂，含二—四层厚约0.02—0.2米的深灰—黑色碳质泥岩、泥岩夹矸层。

区内煤层倾角0—10°，平均5°，33415工作面顶板为灰黑色砂质泥岩；底板为灰黑色泥岩。

（参考S10钻孔）

二、围岩特征

煤层顶底板情况

顶底板

名称

岩石

名称

厚度

（m）

岩性特征

老顶

细砂岩

4.0

深灰色细粒砂岩，石英为主矿物，坚硬，裂隙发育。

直接顶

砂质

泥岩

2.97

灰黑色砂质泥岩，性脆，中厚层状，半坚硬，含植物根茎叶化石及菱铁矿结核。

伪顶

—

直接底

泥岩

6.26

灰黑色泥岩，块状，裂隙发育，可见菱铁质结核，含植物化石。

老底

细砂岩

6.8

灰黑色砂质泥岩，含云母碎片，半坚硬，含植物根茎化石。

附图133415工作面煤层柱状预想图

三、地质构造

33415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—南西，局部发育有短轴褶曲，倾角是0—10°。

根据33411工作面收集的地质资料分析，在33415工作面的掘进中可能揭露F28正断层（N170°H=1.8m∠36°）和受到F1聚财塔大断层的影响。

F28正断层已经横穿了33401、33403、33405、33407和33411工作面，延伸距离长，影响范围大，从发育趋势上推断，在33415工作面的掘进中可能会揭露该断层。

由于我矿井田南部为聚财塔大断层，33415工作面在掘进至距该断层1000米范围可能会出现煤（岩）裂隙发育，顶板压力增大现象。

另外，在巷道的掘进过程中可能发育有隐伏构造，会对安全生产造成影响。

施工单位在掘进时，应严格执行“有掘必探”的方针，不得盲目揭露构造，如有异常及时汇报调度室，确保安全后方可继续向前掘进。

四、水文地质情况

本次所掘煤层为二叠系山西组下段顶部的3、4#合并煤层，直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，间接充水含水层为其下的太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层、奥陶系中统灰岩岩溶裂隙承压含水层、构造导水和钻孔水。

3、4#煤层顶底板砂岩含水层包括顶板S砂岩及底板K3砂岩，富水性较弱，主要以淋水方式进入工作面，涌水量较小，一般不会给回采造成影响。

太原组灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层均位于3、4#煤底板之下，煤层底板标高358—432米，太原组灰岩含水层静止水位标高约505米，其水位标高高出煤层底板约73—147米，隔水层厚度为28.1米（根据S10钻孔资料），突水系数为0.036—0.062MPa/m；奥灰水静止水位标高约795米，其水位标高高出煤层底板约363—437米，隔水层厚度为143米（根据MS1钻孔资料），突水系数为0.035—0.041MPa/m。

综上所述，太灰水的突水系数值T＜0.1MPa，奥灰水的突水系数值T＜0.1MPa，因此在正常区域一般不会造成突水事故的发生.但在构造发育地段，因太灰水的突水系数值0.06MPa＜T，奥灰水的突水系数值T＜0.06MPa，有可能造成太灰水水害事故的发生，故在掘进过程中必须积极探查区内的隐伏构造，如有异常立即向有关部门汇报，以便及时采取措施。

构造导水：

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、破碎，极易成为沟通地下水的通道。

b、在距33415切割巷南约514米处发育有聚财塔大断层，该断层落差在100—132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，可能成为导通太灰水与奥灰水的通道。

钻孔水：

在33415工作面内及附近共有三个瓦斯抽采井（靠近运巷的FXS—025、FXS—042、FXS—067瓦斯抽采井尚未施工），该瓦斯抽采井设计距离巷道较近，压裂施工可能会在煤层的顶、底板形成垂直方向上的裂缝，并有可能沟通煤层上覆或下伏的含水层，增大矿井涌水量，对工作面掘进及回采有一定的威胁；在33415运巷X=4153240.07一线的东侧48.72m处，33415切割巷X=4153217.514一线的北侧22.6m处有一地质钻孔S10：

X=4153240.07，Y=19482295.975（该坐标经孔斜换算所得），该孔终孔层位为石炭系太原组底部（C3t），终孔深度为367.4米，该钻孔留设的防水煤柱为44米（按太灰水位标高取505，煤厚取3.87米，水压取1.41Mpa）,即S10钻孔的防水煤柱留设是以该孔为圆心，以R=44米为半径的圆，施工队组在掘进过程中应严格执行“有掘必探”的防治水原则，在掘进接近这个钻孔时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。

综上所述，因此工作面在掘进过程中要严格执行“物探先行，钻探跟进，化探验证，先钻后掘”的防治水原则，不得盲目揭露构造，在掘进接近钻孔及瓦斯抽采井时必须通过钻探或物探手段查明其导水情况，不得盲目揭露构造，如有异常及时向矿调度汇报。

工作面正常涌水量10m³/h，最大涌水量50m³/h。

五、问题及建议

1、33415运巷可能在X=4153401，抽采巷可能在X=4153397，材巷可能在X=4153426可能要揭露F28断层，在掘到上述位置前必须通过钻探或物探手段查明构造情况，确保安全后方可继续向前掘进。

2、33415工作面掘至离切割巷500米范围时，为保证掘进的安全，必须通过钻探、物探等手段查明构造情况（聚财塔大断层）及富水性，确保安全后方可继续向前掘进。

3、由于S10钻孔到33415切割巷的距离小于其保安煤柱范围，因此33415切割巷在掘进到S10钻孔前50米范围时，必须通过钻探、物探等综合手段查明S10钻孔的导水性，同时派专人密切注意工作面顶底板的水情，确认安全方可继续向前掘进，如有异常及时向矿调度汇报。

4、在掘进时，严格执行“有掘必钻，先探后掘”的防治水方针，密切注意工作面顶底板情况，如有异常及时汇报调度室，采取相应措施。

5、安排布置排水能力不小于50m³/小时的排水设施，以满足工作面的正常使用。

6、33415工作面在回采期间必须对地面的河流、山间公路、高压线、地表房屋等地表设施进行定期监测、维护等工作，须编制切实可行的地质灾害防治应急预案，在消除了所有地质灾害隐患后方可进行回采。

7、33415工作面回采前须事先将煤层开采影响的范围、时间等报告县政府、乡政府和有关部门，同时公告，并在相关地段设立明显的警示标志。

回采期间直至地表稳定前，必须设立专业地形变监测点，安排专人定期监测、巡测公路的变形情况和路两侧的边坡稳定性情况，发现险情必须及时处理，确保车辆、行人正常通行和安全，不造成人员伤亡。

8、必须加强对瓦斯抽采井的地面管理工作，防止雨水倒灌井下，以免造成事故的发生，工作面在揭露瓦斯抽采井前必须利用综合勘探手段查明其瓦斯抽采井的积水情况，确保安全后方可进行施工。

施工时，队组必须派专人密切观察瓦斯抽采井周围水情水害情况，如有异常情况及时汇报矿调度室。

六、其它

影响回采的其

它地质情况

绝对瓦斯涌出量

25m³/min

煤（矿）尘爆炸指数

30.8%—40.9%

煤的自燃倾向等级

Ⅲ类（不易自燃）

地温

14—16℃

地压

—

附件1、《33415掘进设计地质说明书》

附件2、《33415工作面采后地表影响预评价报告》

第三章巷道布置及巷道参数

一、巷道布置

三采区采用下山布置方式，主要布置有五条开拓大巷,分别为三采轨道下山、三采胶带下山、三采回风下山、三采辅助回风下山。

这四条巷道均沿煤层东西倾向布置，且相互平行，它们与白家焉主斜井、白家焉副立井、白家焉进风立井、郭家山副立井和郭家山回风井构成生产系统。

33415工作面位于三采大巷南翼，设计西侧为33415运巷和33415专用瓦斯抽采巷，东侧为33415材巷，南侧为33415切割巷，工作面由南向北推进。

其中33415材巷通过33410抽采巷风桥、33410抽采联巷、33410运联巷与三采轨道巷相连；33415运巷通过33412运巷风桥、33412运联巷与三采轨道巷相连，在33412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；33415工作面通过33415材巷、33415切割巷、33415运巷、33415运巷回风联巷与三采回风下山相连构成33415工作面通风系统；33415专用抽采巷通过33415抽采回风联巷与三采回风下山相连。

其中33415运巷、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。

33415工作面初采时期，施工四个联巷，第一联巷顺33415切割巷施工，与33415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。

掘进施工组织方案：

33415运巷（33415抽采巷）—33415切割巷—33415联巷。

根据郭家山工业工场保安煤柱确定33415综采工作面停采线坐标为X=4847.000。

33415运巷安设单轨吊供运输物料；在33415材、运及专用抽采巷，根据巷道实际坡度情况，在低洼处布置容水量不小于18m³的水仓（预计每条巷道3个），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33415材巷中部布置一个油脂硐室。

在距抽采巷开口50m处布置材料硐室。

二、巷道参数及支护材料表

1、运巷巷道宽度的确定

为满足于回采期间铺SSJ-1200/2×315皮带及单轨吊运输需要，故运巷宽度确定如下：

已知：

SSJ-1200/2×315胶带输送机宽B1=1800mm，胶带输送机中心至吊梁中心距A1=1800mm（皮带机头处扩帮）；胶带输送机中心至巷中b=1000mm回采前期运输支架要求（支架宽度1450mm），SSJ-1200/2×315胶带输送机与巷帮支护距离a=500mm，单轨吊中至巷帮C=1600mm，单轨吊中至巷中D=800mm；

故巷道基本净宽：

B2=a＋B1/2+b＋D+C=500+1800/2+1000+800+1600=4800mm

锚杆支护及巷道收缩预留尺寸A=200mm

设计掘宽B=B2+A=4800+200=5000mm

表3-2-1运巷巷道断面参数表

项目

单位

设计长度1946m

断面积

㎡

掘

净

17.76

宽

掘

5000

净

4800

高

掘

3800

净

3700

净周长

支护形式

锚网、锚索

表3-2-2运巷主要支护材料规格消耗表

项目

规格

指标

总耗

单位

数量

单位

数量

螺纹钢锚杆

φ20×L2400mm

根/m

根

11676

螺纹钢锚杆

φ20×L2000mm

根/m

根

15568

锚索

Φ17.8mm×L6400mm及锚具

套/m

套

3892

锚固剂

K2355型

支/m

支

31136

Z2355型

支/m

支

19460

锚索托板

400×400×16mm（φ24）

根/m

根

3892

W钢带

BHW-280-4.5-2900-900-4mm

根/m

根

1946

BHW-280-4.5-2000-900-3mm

根/m

根

1946

W型护板

400×280×3mm

块

15568

金属网

1.02×11.8m

卷/m

卷

1946

轨道

I140E型专用轨道

m/m

1946

2、瓦斯抽采巷巷道宽度的确定

由于瓦斯抽采巷回采期间不铺皮带，只在掘进期间铺设SSJ800/90型皮带（1100mm宽），故宽度确定如下：

已知：

SSJ800/90胶带输送机宽1100mm，单轨吊运输设备宽取1300mm

胶带输送机中至单轨吊中心距A1=1340mm（皮带机头处扩帮）

单轨吊一侧人行道,宽取c=500mm，皮带帮一侧安全距离宽a=300mm

瓦斯管宽d=460mm

故巷道基本净宽

B1=a＋A1＋c+d=（300+1100/2）+1340+1300/2+500+460=3800mm

取预留可缩尺寸b1=200mm

设计毛宽B=B1＋b1=3800+200=4000mm

根据巷道用途、围岩性质及服务年限，综合考虑满足运输、通风、行人、巷道围岩变形预留量、大型设备运输及安装要求，本着安全、经济、合理的原则，瓦斯抽采巷设计巷道断面形状为矩形，参数见下表:

表3-2-3瓦斯抽采巷巷道断面参数表

项目

单位

1879m

断面积

㎡

掘

净

12.92

宽

掘

4000

净

3800

高

掘

3500

净

3400

净周长

14.8

支护形式

锚网、锚索

表3-2-4瓦斯抽采巷主要支护材料规格消耗表

项目

规格

指标

总耗

单位

数量

单位

数量

螺纹钢锚杆

φ22×L2500mm

根/m

根

9395

螺纹钢锚杆

φ20×L2000mm

根/m

根

15032

锚索

φ21.6mm×L6400mm及锚具

套/m

1.5

套

2819

锚固剂

K2355型

支/m

14.5

支

27246

Z2355型

支/m

支

15032

锚索托板

400×400×16mm

块/m

1.5

块

2819

w钢带

BHW-280-4.5-1900-850-3

块/m

根

3758

BHW-280-3-2000-900-3

块/m

根

3758

金属网

1.1×10m

卷/m

卷

1879

W型护板

400×280×3mm

块/m

块

3758

附图3-133415工作面巷道布置图

附图3-233415材巷断面图

附图3-333415运巷断面图

附图3-433415运巷转载机处断面图

附图3-533415工作面溜子机头搭接平面图

附图3-633415专用瓦斯抽采巷断面图

附图3-733415切割巷断面图

附图3-833415油脂硐室断面图

附图3-933415材料硐室断面图

第四章工作面主要参数

一、工作面长度

可采走向长度1670m，倾向长201（196.5）m。

二、采高确定

33415工作面主采（3+4）#煤层，煤层均厚3.87m，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3.87m。

三、储量

储量计算

走向长

（m）

倾斜长

（m）

面积

（m²）

煤厚

（m）

容重

（t/m3）

工业

储量

（t）

回采率

（%）

可采

储量

（t）

1644.5

196.5

323144.25

3.67

1.39

1648456

1566033

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0.7m。

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6.3m，月正规循环率为90%。

3、循环产量、日产量和月产量

循环产量=196.5×0.7×3.67×1.39×95%=666.6t

日产量=666.6×9=5999.4t

月产量=5999.4×30×90%=161983.8t

4、可采期

工作面储量=196.5×1644.5×3.67×1.39×95%=156.6万t

可采期=156.6万t/5999.4t=261d

第五章采煤方法

一、采煤方法

33415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、DX100单轨吊技术参数表

附表6-2

3、2PLF120/150煤用分级破碎机参数表

附表6-3

3、采煤机主要技术参数表

附表6-4

4、工作面刮板输输机主要技术参数表

附表6-5

5、顺槽转载机主要技术参数表

附表6-6

6、顺槽胶带输送机主要技术参数

附表6-7

7、材巷超前支架主要技术参数表

附表6-8

8、运巷端头支架主要技术参数表

附表6-9

二、综采设备布置

1、运输巷内设备布置及设备型号

运输巷内铺设两部SSJ-1200/2×315型胶带输送机，其中头部皮带长1000m，二部皮带长约1000m。

在33415运巷1000米处布置一台KBSGZY—1000/6（660V）移变1为运巷水泵供电，33412运巷风桥处布置一台KBSGZY—1000/6（1140V）移变2，为运巷头部皮带供电；运巷1000米处布置一台KBSGZY—1000/6（1140V）移变3为二部皮带供电；

2、材料巷内设备布置及设备型号

在33415材巷700米处布置一台KBSGZY—1000/6（660V）移变4给材巷绞车、水泵等供电；离工作面切割巷100m的位置布置设备列车，设备列车顺序从里往外：

操作台、乳化液泵箱、乳化液泵（两台，一台备用）、喷雾泵、组合开关、软启动（三台）、移变（两台）。

两台设备列车移变均为KBSGZY—1600/6（1140V），为煤机、喷雾泵、乳化液泵、破碎机、转载机、刮板输送机供电。

分别在材运两巷500米处、1000米处、1500米处布置一台综保ZXZ-10，都分两头带。

500米处综保带0-500米、500-1000米处照明。

1500米处综保带1000-1500米处、1500-2000米处照明。

1000米处综保负责带巷道内信号（0-1000米，1000-2000米），信号干线电缆截面不小于2.5平方。

附图6-133415工作面设备平面布置图

附件3：

《33415工作面供电规程》

第七章顶板管理

一、液压支架

33415工作面煤层采高3.67m，结构中等至复杂，含2～4层厚约0.02～0.2米的深灰—黑色碳质泥岩、泥岩夹矸层。

采用综合机械化采煤，采用全部垮落法管理顶板，工作面及上端头共选用ZZ6000－20/42型液压支架控制顶板，下端头采用ZTZ14400-23/48型端头液压支架，共135架。

一、支架选型

33415工作面所采3、4#煤层均厚3.67m，全区稳定，结构复杂，岩性多为泥岩，采用综合机械化采煤。

工作面安装ZZ6000-20/42型支撑掩护式液压支架；下端头采用ZTZ14400-23/48型端头液压支架，共135架。

材巷超前支护采用ZT2×3200/22/45型超前支护支架（共4组，每组两架）配合棚板，支护超前支护段的顶板。

二、支护阻力和支护强度验算

1、支护强度验算

Ρ1=nMr9.8

式中：

Ρ1—工作面顶板支护需要的支护强度，MPa；

n—顶板跨落高度为采高的倍数，一般为4-8倍，这里取最大值8倍；

m—工作面采高，取m=3.9m；

r—顶板岩石容重，经查阅资料，岩石容重取最大值；

砂岩D=2.28t/m³、砂质泥岩D=2.07t/m³，r=2.28t/m³；

9.8—重力加速度，9.8N/kg；

则Ρ1=8×3.9×2.28×9.8=697.1（N/m²）≈0.697MPa；

ZZ6000-20/42型支撑掩护式液压支架支护强度为0.89MPa>0.697MPa；ZTZ14400-23/48型端头液压支架支护强度为1.5MPa>0.697MPa；ZT2×3200/22/45型超前支护支架支护强度为1.19MPa>0.697MPa。

因此ZZ6000-20/42型支撑掩护式液压支架、ZT2×3200/22/45型超前支护支架、ZTZ14400-23/48型端头液压支架能够满足本工作面支护强度要求。

2、支护阻力验算

Ρ2=（n+

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