复综采工作面改造方案.docx
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复综采工作面改造方案
一矿13091综采工作面改造方案
的汇报材料
编制日期:
2011、5、11
一矿13091综采工作面改造方案
的汇报材料
根据平禹煤电公司发展的要求,为一矿尽早真正实现百万吨矿井,降低成本,扭转经营被动局面,经矿井研究决定,一矿将首先在三采区沿二1煤布置第一个综采工作面,即13901综采工作面,同时,为改变矿井当前生产局面,优化生产布局,确保综采工作面按期投产,矿也拟定了对一矿原来通风.供电,运输等生产系统进行改造的方案,现简单汇报如下:
一、13091工作面地质概况
(一)工作面位置
13091工作面的地面相应位置在徐庄村以东,龙屯村以北,郭贾庄村以北,新工业广场以西,地面海拔标高为+142m~+133m。
采面四邻情况:
北部13071采面,南部为未开采区域,西至三采区下山保护煤柱,东到新工业广场煤柱。
(二)煤层顶.底板情况
煤层底板由深灰色粉砂岩,中粒砂岩及砂质泥岩互层组成,直接底为深灰色泥岩及粉砂岩,老底为中细粒砂岩及石灰岩,砂质泥岩互层。
顶板为深灰色泥岩和炭质泥岩中粒砂岩组成,伪顶厚约0.1~0.3米的炭质泥岩,直接顶为2m厚砂质泥岩,直接顶上部为1.3~2m厚的二3煤。
(根据3102钻孔资料)
(三)煤层情况
煤层主要为半亮型煤,玻璃光泽,亮煤为主,暗煤次之,性脆松软,易呈粉末状。
容重1.34t/m3,煤种以贫瘦煤为主,煤层硬度系数f<0.5。
煤层的走向为106°~286°,煤层倾角为18°~27°,平均倾角为22°,煤层较为稳定。
煤层厚度为5.3米~7.9米,平均为5.8米,夹矸0.3~1.0m属典型的三软煤层,回采过程中容易片帮,煤墙不易管理.
(四)瓦斯:
本区域瓦斯含量较小,相对瓦斯涌出量小于0.5m3/t,属低瓦斯区域。
(五)煤尘:
煤尘具有爆炸性,二1煤的煤尘爆炸指数为16.82%~25.04%,故生产中应采取有效的预防措施,加强防尘工作,以保证安全生产。
(六)煤的自然性:
二1煤层具有自然倾向性煤层,自燃发火期为18个月。
(七)水文地质条件
二1煤层顶板砂岩裂隙承压含水层,以中、粗粒砂岩为主,钙质胶结。
裂隙发育,补给条件差,以静储量为主,是富水性弱的裂隙承压水。
二1煤层底板灰岩岩溶裂隙承压含水层,以灰岩水为主,岩溶裂隙发育,含水丰富,补给区广,静水储量大,是矿井安全生产威胁较大的含水水源。
二1煤层的主要充水因素是太原组石灰岩富水性弱的裂隙----岩溶承压水,决定矿井突水危险的是寒武系灰岩富水性弱----强的岩溶----裂隙承压水,当寒武系灰岩水和太原组下段灰岩水产生水力联系时威胁最大。
现东大巷-200m_水平,经实测寒灰水的水压最大值可达3.4Mpa,而13091工作面标高在-225~-300m之间,则-300m水平的水压值预算为4.4Mpa。
采面正常涌水量:
13091采面掘进期间正常涌水量和最大涌水量分别为5m3/h和10m3/h,回采期间正常涌水量和最大涌水量分别为20m3/h和40m3/h。
按照三采区地质说明书及集团公司的批复,13091工作面回采前必须采用底板加固措施。
13091风巷口向里525m至600m处为地面瞬变电磁物探异常区,首先对采面进行物探。
回采前在13091风机巷布置钻场20个,钻孔100个对13091采面进行加固,预计钻孔工程量9000米,预计注浆量10000吨,预计需费用约600万元左右。
(八)储量
计算公式
Q=S*H*γ
式中:
Q----储量,万t;
S----块段面积(斜面积),m2;
H----块段煤层平均厚度,m;
γ---容重,t/m3。
容重二1煤取1.34t/m3。
储量计算结果:
经计算:
13091采面工业储量为134.1万吨;
除去三采区下山煤住后剩余储量126.1万吨;
考虑采面地损系数按邻区地损系数0.05%,厚煤层综采采面回采率取93%,采面实际可采储量为111.8万吨(按一次采全厚)。
二、工作面巷道布置(见附图)
三、采煤工艺的选择
根据该工作面煤层赋存地质条件,结合当前国内综采工艺,提出四种方案。
方案1综放工作面,采高2.5m,放煤2.8~5.4m(现郑煤集团裴沟矿、超化矿均采用),优缺点:
产量高,成本低,但回采率低、煤质较差。
方案2综采一次采全高,采高4~6m,(现新龙公司梁北矿采用)优缺点:
产量高,成本低,回采率高,煤质好,但采面容易出现片帮冒顶事故,安全无保证。
方案3轻放综采工作面,采高2米,其余放煤(现禹州枣园矿采用),优缺点:
成本最低,回采简单安全,但产量较低,回采率低,煤质较差。
方案4普通综采工作面,分层回采,一次采高2.8~3m(现平煤集团公司内部矿井多数采用),优缺点:
回采简单安全,煤质好,回采率高,但产量较低,成本最高。
关于一矿13091综采工作面我们暂时建议采用第三种方案,但由于我们没有经验,还需到有关兄弟单位进行调查研究,并经专家论证后再定.
四、巷道支护形式
根据一矿地质条件,二1煤层为典型的三软煤层,顶板破碎,巷道压力相对较大,采用锚网支护相当困难,采面两巷支护我们采用29U型钢支护,对于综采支架组装间和切眼巷道支护选择有必要作进一步调查,并请有关专家论证后确定.
五、生产系统
1、运煤系统
1)巷道改造:
现在一矿三采区出煤系统基本上采用的是出水前的老系统,运输能力大概是3万t/月,远不能满足综采机械化生产的需求,另外现在我矿技改区明斜井已经到位,运输大巷正在施工过程中,要实现三采区综采工作面正常生产,在保持原三采区运输系统存在的同时,必须对三采区运输系统进行改造,提前安装明斜井形成新的出煤系统,经比较提出两个方案。
方案1、在三采区皮下联巷口向上53米处向西开口,以302°方位,+21°上山作皮带运输联巷与明斜井贯通,工程量100米。
工作面出煤经采面机巷——三采区皮带上山——联络巷——明斜井——地面。
此方案转载皮带容易搭接,老出煤系统可兼做三采区出煤系统,或分矸.但工程量相对较大,斜巷坡度大,须安装大倾角皮带.
方案2、将现三采区皮带上山按原方位+16°上山掘进35.8米,然后按N:
172°方位,+12°上山掘进48.8米,与技改皮带大巷贯通。
工作面出煤经采面机巷——三采区皮带上山——联络巷——技改皮带运大巷——明斜井——地面。
此方案工程量相对较小,巷道坡度较小,但转载皮带加角小,皮带搭接不易,另外三采区煤仓利用不便.
以上方案均是利用明斜井系统出煤,原三采区出煤系统作为辅助出煤系统。
经比较建议采用方案1较好。
2)设备改造
三采区皮带上山现为3部SPJ-650吊挂式皮带机,带宽650㎜,配套电机2×30KW,带防逆转装置。
大巷运输运输采用架线式电机车,1吨矿车串车运输的方式,不能满足综采面出煤后运输能力,且13091机巷初期掘进时,新皮带机若不能及时到位,仍需要使用SPJ-650型吊挂式皮带机进行跟踪掘进。
故需对三采区皮带上山、13091机巷皮带机进行改造,满足综采面出煤的需要。
13091机巷在掘进期间就采用固定式800mm皮带机运输,800㎜皮带功率为4×37KW,带速1.6m/s,电压等级1140v/660v,每部长度450m;在综采面安装期间,将三采区650mm更换为一部固定式皮带机,运输长度650m,配套功率4×132KW,带宽1000㎜,带速2m/s,电压等级1140v/660v,具有防逆转功能,联络巷安装一部固定式皮带机与明斜井皮带机搭接,运输长度为100m,配套功率为2×132KW,带宽1000㎜,带速2m/s,具有防逆转功能。
2、通风系统
目前矿井通风系统回风巷失修严重,断面小,造成矿井风量紧张,负压较高。
现矿井负压达到3900~4000Mpa,主石门进风量3400m3/min,其中三采区风量为1017m3/min。
全矿风量比较紧张,在一定程度上制约着生产,特别是三采区皮带下山因风量不够和生产过于集中而不能开工,针对当前矿井实际情况,围绕13091采面按时投产,矿井采取以下措施:
1)加快13061采面机.风巷和三采区轨道下山掘进速度,争取13061采面在2007年6月上旬准时贯通,在13061采面贯通后及时抓好13091机巷开工工作;另外,加快一采区轨道上山的扩修工作,减小负压,增加三采区的风量,确保在13091机巷开工前将三采区风量提升到1300m3/min以上.
2)对矿井通风系统进行改造,分别利用一、二采区皮带上山运输系统,沿二1煤层靠近西总回风施工一条并联回风巷,工程量为1000m,预计2008年1月上旬贯通,同时将矿井负压降至3500Mpa。
到2008年12月11032采面回采结束时,矿井一,二采区均可形成并联回风网络,全矿通风负压降至3000Mpa以下,矿井有效风量达到4500m3/min以上.
3)对三采区总回风部分扩修,同时调整三采区风路,明斜井进风,在综采面投产前保证三采区有效风量达到1800m3/min,综采面配风达到1000m3/min以上,确保综采面有足够的风量.
3、运料系统
1)工作面安装所需液压支架、皮带机、采煤机等设备在地面拆开后,从明斜井运至设备道,经东大巷、三采区平石门、轨道下山运至采面风巷,再运至工作面。
为完善运料系统需在明斜井工业广场安装1台20吨的龙门吊,满足卸支架和拆卸支架及装车的需要,同时在井口作一绕道,并安装2台JD-40型绞车,运送大件支架进入明斜井井筒,同时在明斜井底安装3台稳车绞车把大件运输至现东大巷,在东大巷运输石门平巷安装3台绞车,在三采区轨道平台安装28吨稳车,13090风巷安装6台JD-40绞车,把大件送入采面进行安装,共计约需各类绞车15台。
2)回采过程中所需材料经老副井、主石门、东大巷运至三采区,再运至工作面。
4、排水系统
三采区现正常涌水量为50m3/h,因13091采面贯通后需底板加固,三采区下部水仓必须在2007年12月底以前形成正常排水系统,最大排水能力在300m3以上.
5、供电系统
三采区供电线路为双回路供电,电压等级6000v,型号为MYJV22型交联聚氯乙烯护套铠装电缆,直径70㎜2,高压防爆开关容量300A,原三采区变电所供电设计时已充分考虑综采、综掘供电需求,采区变电所可以满足供电要求。
六、工期排队
1、矿建工程:
1)采面工程量:
13091风巷工程量1050m、机巷工程量1050m、切眼168m,总工程量2268m。
13091风巷4月底完成120m,剩余工程量930m,综掘月进度200m,工期4.6个月,2011年9月中旬至切眼位置,然后掘进13091切眼,切眼到位后进行扩修组装间,施工钻场,铺道等工作(工期一个半月)。
考虑通风和皮带下山不到机巷位置等原因,13091机巷在13061采面贯通后开始掘进,于2011年6月初开工,炮掘月进度120m,预计2012年元月底到达切眼位置。
2)三采区下部工程:
四月底,三采区轨道下山剩余工程量200米,三采区水仓、泵房、变电所工程量200米,三采区皮带下山剩余工程量250米。
三采区轨道下山月进度60米,至2011年8月中旬竣工,然后三采区水仓开工,月进度60米,至2011年11月底竣工;三采区皮带下山2011年9月中旬开工,月进度100米,至2011年11月底竣工。
3)为满足综采面生产的需要,需布置一条联络巷将三采区皮带下山与技改区明斜井贯通,工程量为100米,月进度50米,2011年7月初开工,2011年9月初竣工。
4)为完善通风系统,增加风量,减少通风阻力,分别以一、二采区皮带上山沿二1煤层对接施工并联总回风巷,工程量为1000m,其中东段工程量413米,西段工程量587米。
二采区皮带上山4月底剩余工程量367米,二采区皮带上山月进度100米,2011年6月初开工,2011年9月下旬竣工,然后施工西2总回风巷西段,月进度100米;西2总回风巷东段考虑东区通风问题,在11043工作面贯通后开工,于2011年9月下旬开工,月进度100米,至2012年1月底西2总回风巷东西两段贯通。
5)技改区皮带大巷现施工120米,月进80米,到2011年11月底可完成700米,其余巷道从东副井施工,然后停止施工,在明斜井运送综采设备。
皮带大巷设备道设计长度175米,10月份开工,月进60米,12月底于东大巷贯通。
6)考虑到13091综采面水文地质比较复杂的情况,对整个工作面采取底板注浆加固,工期约4个月,2012年元月上旬开工,2012年4月下旬结束。
2、土建工程
为了保证综采工作面生产后煤运至地面可转载至煤场,明斜井地面储装运系统必须形成。
根据基建部门工程安排,装储运系统设计于2007年6月份完成,预计7月开工,工期8个月,2012年2月底竣工。
3、安装工程
1)采面综采设备从2011年1月下旬开始向井下运送,工期40天,2012年2月底全部下井。
工作面2012年2月初开始安装,工期按45天,2012年4月上旬安装结束,期间机巷和三采区皮带下山及联络巷设备平行安装。
2)明斜井设备安装从2012年3月份开始,工期2个月,2012年4月底竣工,地面装储运系统设备3月份开始安装,工期1个月,4月底竣工,2012年5月明斜井开始出煤.
所有设备从4月份开始试运转,并组织有关部门进行验收,2012年5月份13091综采工作面开始试生产.
七、存在问题
1、因二1煤层为三软煤层,切眼及组装间支护方式及支架选型需要通过调查论证后确定.
2、13091采面受地板水危害较大,需进行地板加固,同时,采面长度不易过大,以减少回采时底板破坏深度.
3、因明斜井提前投入运行,技改区皮带运输大巷贯通工期将推迟4个月左右.另外提前使用技改区系统与技改工程验收有关规定相抵触。
4、因老区现有皮带巷、轨道巷断面不能满足设备安装运输的要求,需进行大量改造,耗费人力、物力、财力,对07年的各项指标的完成有一定的影响。
5、综采队人员组建问题.