1502综放面设计说明书.docx

1、1502综放面设计说明书正行煤业有限公司1502 综 放 工 作 面 设 计 说 明 书审 批：总 工 程 师：生 产 副 总：安 全 副 总：瓦 斯 副 总：机 电 副 总：总 经 理 助 理：审 校： 王 华 胜设 计： 蒋 长 义日 期： 2011 . 5会审意见： 1502综放工作面设计说明书一、工作面位置、范围、面积1502综放工作面井下位于矿井下山北翼，以东为1501综放工作面采空区，以西为未采掘新区，以南为下山保护煤柱，以北为边界煤柱。工作面标高10701150m。地表为山坡、沟谷地形。地面标高1320+1374m，埋深190304m，平均埋深250m。工作面走向长1330m，倾

2、斜长130140m，面积为181960m2，煤厚6.2m，地质储量为160万吨。工作面设计采高2.4m，放顶煤3.8m，回采率93%，可采储量为149万吨。二、地质构造1、构造据目前巷道揭露本工作面范围构造较简单，整体呈一单斜构造，局部有小褶曲，运输巷在450 m位置揭露一陷落柱（呈近似椭圆状，直径9060m）。2、煤层本区煤层赋存较稳定，走向035，倾向北西，倾角517，平均11，陷落柱附近煤岩层产状异常倾角达35。煤层为复杂结构，含夹矸13层，结构1.52（0.5）4.3（0.4）0.5，夹矸为泥质粉砂岩，平均厚6.2m。三、水文地质情况及探水措施本区水文地质条件相对较复杂：1、本区东侧1

3、501工作面回采，初次来压后工作面出水，最大涌水量0.6m3/min ，之后正常涌水量0.3m3/min，回采后采空区低洼处积水影响该工作面材料巷掘进和生产。2、本工作面靠近边界有250m临矿（平王矿）越界巷道，详细资料与积水情况不清，很可能有积水、积气影响生产。掘进采取措施：巷道在掘进施工过程中，严格执行边钻探边掘措施，尤其是材料巷加强探测1501采空区积水、积气措施，严格执行不探不掘措施。在预测临矿（平王矿）越界巷道位置外推100 m，作为探放小窑老空警戒位置，严格按防治水管理规定进行钻探和施工。综上所述，工作面掘进过程中，采取先探后掘措施，确保安全生产。回采过程中采空区有顶板出水现象，老

4、顶来压及低洼处水量增大，生产中要配备相应的排水设施。预计最大涌水量1m3/min，正常涌水量0.5m3/min。四、煤层及顶底板特征1、煤层：煤层厚度5.117.22m，平均厚6.2m。煤层结构复杂，一般含13层夹矸，单层夹矸最大厚度可达0.50m。表1 煤质情况表煤种工业牌号硬度发热量灰份挥发分活性炭硫份贫煤PM1-326.78MJ/Kg19.55%13.69%78.06%2.19%2、顶底板特征： 见煤层柱壮图五、瓦斯 煤尘和自燃发火情况上部1501工作面回采过程中，最大瓦斯涌出量为6.4 m3/min。 煤尘具有爆炸性，爆炸指数为11.54%。煤层属容易自燃煤层，发火期为36个月。六、工

5、作面设计及巷道布置1、工作面布置根据本区地质情况，结合综放工作面工艺特点，设计本工作面上下巷道平行布置，材料巷与1501工作面空区净煤柱外段350 m 为15 m和里段985 m 为25 m，开切巷至边界保护煤柱（20 m），与运输巷夹角90。2、巷道布置（1）、材料巷：工程量11508m，截止4月底剩余工程量407 m，其中材料巷走向剩余363m，钻场和水窝44 m。开口皮带机头30 m，宽高=4.63.2m，29U箍支护；巷道沿顶至沿底段50 m，宽高=43.0m，29U箍支护；沿底段1310m：外段450m，净宽净高=42.4m，掘进皮带机头30m，宽高=4.52.4m；里段860m，净

6、宽净高=4.52.4m。水窝：3个：长宽高443m，距开切巷50 m一个；巷道中间29点处一个；外已有两个畜水池：长宽深3.532m和一个水窝。本煤层钻场：从停采线以里30m位置以里，每隔50m一个，净规格：长宽高442.4m，共施工22个，已施工13个，合计工程量88m，剩余36 m。回风巷：工程量22m，净规格：宽高32.7m,29U箍支护。（2）、运输巷：工程量1510m（其中水窝28 m），净规格：宽高=4.52.4m，截止截止4月底剩余工程量659 m，其中水窝14 m。巷道开口沿15#顶施工35m后，按-10施工17m摸到15#煤底板之后，沿15煤底施工至开切巷位置，过陷落柱段21

7、0m，净规格：宽高=4.63.2m，29U箍支护。水窝：长宽高443m，共设计7个，分别为距工作面100 m一个，200 m一个，向外每隔250 m一个。钻场和已做水窝重新整改达到标准。设备列车硐室：两个间距480 m，净规格：长宽高5062.4m，采用工字钢对棚、水泥背板支护帮顶。（3）、高抽巷：工程量1421m，其中联巷30 m，联巷净规格：宽高=2.42.4m，圆木支护，坡度+29；高抽巷净规格：宽高=21.8m，沿14#煤顶板施工至开切巷。外段从运料车场H点前13m处开口施工，方位35上山施工摸14#煤顶板后，沿14#煤顶板施工与里段贯通。（4）、开切巷：工程量131.5m（131.5

8、2），净规格：宽高=6.52.4m，方位125,采用锚网索配液压点柱支护。开切巷绞车窝，净规格：长宽高=3.542.4m；开切巷卡轨车尾轮窝，长宽高=53.52.4m。3、支护：（1）、材料巷、运输巷沿15#煤层底板施工，采用煤巷锚网索支护：锚索：巷宽4m间排距1.6m，巷宽4.5m间距1.6m、排距0.8m；锚固剂选用Z2860树脂药三卷，配20020016mm的铁托板，锚索为：17.87300mm的钢绞线（锚索长度视地区条件，锚索打入稳定岩层不少于2.5m），锚索顺巷交错布置。锚杆：间排距为800800mm，顶板中间顶锚杆要垂直顶板，两边顶锚杆向邦倾斜20的夹角，顶锚杆为222400mm高

9、强度左旋20SiMn钢螺纹钢锚杆，顶板配和巷道同宽4.0m（4.5m）300mm的W钢带；顶铺金属菱形网，搭接0.1m，宽1000mm，网孔5050mm，网长5000mm（两帮下垂），铁托盘为1501506mm。帮锚杆：采用181800mm高强度圆钢锚杆，帮锚杆铁托板和煤帮之间加一30020050mm的木托板，每根锚杆选用Z2860树脂药卷一卷端锚。顶锚杆拧紧力矩150N.m, 帮锚杆拧紧力矩90N.m, 顶锚索预紧力200KN。（2）、采用U29箍支护，U箍间排距800mm，用水泥背板背牢，水泥背板以里加铺69001500mm，网孔为150150mm金属网，搭接0.1m。运料车场最后喷C20

10、砼，喷厚150mm。（3）、高抽巷沿14#煤顶板施工，采用锚网支护：帮锚杆：采用161600mm高强度圆钢锚杆，帮铺金属网，搭接0.1m，宽1000mm，网孔100100mm，网长1500mm，铁托盘为1501506mm，每根锚杆选用Z2860树脂药卷一卷端锚。帮锚杆拧紧力矩90N.m。 4、施工顺序安排一组人员先施工1502运输巷1502高抽巷外段。另一组队伍施工1502材料巷1502开切巷1502高抽巷里段。七、工作面主要设计参数名称走向倾向煤层倾角回采倾角面积储量回采率15021330m136m51704181960m2160万t93%表2 工作面主要设计参数表八、设计回采率15#煤厚平

11、均6.2m，采高2.4m，放顶煤4.6m，回采时，采取不丢煤，严格综放工艺操作，上下端头使用端头支护等方法，提高回采率93，底板不丢煤。九、采煤方法及回采工艺1、采煤方法：走向长壁后退式综放型放顶煤机械化采煤法，采高2.4m，其余放顶煤。2、回采工艺：（1）、落煤工艺：采用MG150/375-W型双滚动采煤机，一次采全高。 （2）、装煤方式：采用螺旋滚筒和铲煤板装煤，后部刮板输送机运顶煤，前后两部刮板输送机平行运煤集中外运。（3）、运煤方式：工作面内用SGZ630/264双链刮板输送机运煤，溜子道采用SGW-620/40溜子、DSJ100/63/275皮带机运煤。（4）、进刀方式：采煤机在工作

12、面端头斜切进刀，双向割煤，一刀放一次顶煤。 3、顶板管理方式：（1）、采用ZF3200/16/26综放支架支护工作面顶板,采用全部垮落法管理顶板。（2）、支护方式：液压支架采用及时支护方式。（3）、移架方式：采用分段追机作业，带压擦顶移架方式。移架步距0.5m。移架一般滞后机组后滚筒5m10m，间距大于10m时停止割煤。移架跟上后再开机割煤。顶板破碎时，随机组前滚筒割煤随移架，割一架移一架，移架后要立即升紧支架。煤壁片帮处，机组割煤前必须移超前架。 4、支护强度设计（1）、支护强度和工作阻力： a、估算顶板所需的支护强度： q=K1HP 10-5 式中：q：顶板所需支护强度（MPa） K1：作

13、用于支架上的顶板岩石厚度系数，实际取K1=6 P：岩石密度，一般取2.5103kg/m3。采高H=2.4m 则q=62.42.510310-5 =0.36（MPa） b、支架支撑顶板的有效工作阻力： Q2=qF103 式中： Q2：支架支撑顶板的有效工作阻力（KN） q：为估算顶板所需的支护强度 F：每架支架的支护面积 F=S(L+C） S：支架宽度S=1.5m L：支架顶梁长L=2.9m C：梁两端距C=0.34m 则F=1.5(2.9+0.34)=4.86(m) Q=0.364.86103=1750KN) 可见支架支护强度（0.48-0.54MPa）大于顶板所需支护强度（0.36MPa），

14、支架工作阻力（3200KN）大于支架支撑顶板有效工作阻力（1750KN）。 （2）、接触比压验算： 15号煤底板为泥岩，普氏硬度f=2-5，允许比压值一般1.96-2.16MPa，大于支架对底板比压（1.33MPa）。 （3）、支架调高范围： 工作面采高要求2.4m，支架调高范围（1.6m-2.6m）符合要求。 （4）、移架力和推溜力： 一般要求移架力F1=150KN300KN 推溜力F2=100KN150KN 对于ZF230016/26型综放支架 移架力F1=D/4P=308.1KN 式中：D：前推移千斤顶缸径150mm P：泵站压力取P=31.4MPa 推溜力F2=(d/40)P 其中d：

15、后推溜千斤顶内径d=70mm F2=(3.1470)/4031.4=172.5KN 可见，拉架力和推溜力符合要求。 （5）、工作面选用ZF2300-16/26型综放支架密排支护顶板选型合理。十、生产能力和服务年限1、生产能力：按日平均推进2m,煤厚6.2m,回采率93%，容重1.4t/m3。A=LCHR=13626.21.4293%=2227（t/d）2、服务年限N=KZ/I=0.9516010493%(222730)=20（月）十一、断面设计 根据我矿生产情况，结合煤矿安全规程要求，在满足通风、运煤、运料、行人、巷道变形等因素综合考虑，确定巷道断面。其形状及其技术特征详见设计图。十二、掘进工

16、艺运料车场和高抽巷采用钻爆法施工，其它巷道采用掘进机、皮带运输跟头出煤，11.4KW和25KW的绞车搞运料。十三、生产系统1、 设备选型： 表3 工作面设备一览表名称数量项目数据特征备注采煤机1型号MG150/375-W无链牵引截深630毫米 采高1.62.6米滚筒直径1.4*0.63米功率375千瓦牵引速度06米/分钟电压1140/660伏牵引力0-350千牛前刮板输送机1型号SGZ630/264中双链链速1.03米/秒电机功率132千瓦*2电压660/1140运输能力450吨/时中部槽尺寸1500*630*252（长*宽*高）后溜1同前溜同前溜同上转载机1型号 SZZ764/132边双链链

17、速1.33米/秒电机功率132千瓦电压660/1140伏运输能力800吨/小时中部槽尺寸1500*764*180(长*宽*高)转载溜子1型号SGB-620/40边双链链速0.86米/秒电机功率40千瓦电压660/1140伏运输能力150吨/小时中部槽尺寸1500*620*180(长*宽*高)顺槽皮带机1型号DSJ100/63/275带速1.9米/秒电机功率75千瓦*2运输能力630吨/小时电压660伏带宽1000毫米 乳化液泵2型号MRBZ-200/31.5C 两泵一箱工作压力31.5兆帕额定流量200升/分钟电机功率110千瓦电压660伏1140伏回柱绞车2型号JHMB-14上下巷各一台牵引

18、力100-140千牛绳速0.09-0.14米/秒电机功率18.5千瓦电压380/660伏2、供电系统：由地面井口变电所输出10000伏高压电缆通向井底高压硐室，由高压硐室通向工作面移变，由移变通向工作面为1140伏。3、出煤系统：工作面1502工作面运输巷皮带上山煤仓主斜井地面。4、运料系统：地面副井井底车场轨道下山1502工作面材料巷工作面。5、出料系统：工作面1502运输巷1502设备巷轨道下山井底车场副井地面。6、通风系统：新风：副井井底车场皮带下山1502运输巷工作面乏风：工作面1502材料巷辅助下山上段总回风上山回风立井地面。7、供风、水系统（防尘、消防、供液用水线路）：地面风水管主

19、皮带斜井1502运输巷工作面8、避灾路线 ：火灾：工作面1502运输巷轨道下山井底车场皮带斜井地面。水灾：工作面1502材料巷轨道下山皮带斜井地面。9、排水系统：工作面1502运输巷水仓地面。10、通讯系统：地面皮带斜井井底车场轨道下山1502材料巷。地面皮带斜井井底车场轨道下山1502运输巷。十四、风量确定A：回采风 量确定：1、按工作面最多人数确定Q=4NK=4501.35=270m3/min式中N人数，取50，K风量备用系数，取1.35。2、适宜风速计算：Q=60SV=60HBV=602.43.50.8=403m3/ min式中H采高，支撑支架取2.4mB工作面宽度，平均3.5mV适宜风

20、速，取0.8m/min3、按瓦斯涌出量计算：Q=100qk=10081.6=1280m3/min式中q瓦斯绝对涌出量，取8m3/min（取1501工作面最大值）。k不均衡系数，取1.6。矿井为抽出式通风，工作面供风通过计算，最大：Q=100 qk，正常工作面回采瓦斯最大绝对涌出量，取8m3/min，工作面增加提前预抽，正常确定风量为900m3/min。B:掘进工作面风量确定1、按适意风速计算Q=60SV=60120.6=432m/min2、按瓦斯涌出量计算Q=100qk=1002.81.5=420m3/min3、按炸药量计算Q=25A=2513.5=337m3/min根据风量计算，确定配风量为

21、432m3/min ，使用22*2kw局扇，0.8m风筒，能够满足掘进施工要求。十五、掘进工程量和工期1、工作面工程量（见附表 ）工作面工程量表4 巷道名称煤岩规格工程量日进天数1运输巷煤4.52.41482m6.02472材料巷煤4.52.41412m8.01773运料车场煤4.63.270m2.5284高抽巷半岩2.01.81391m9.01555切眼煤6.52.4131.5m3.044合计剩余2651m3692、施工工期：1502综放面运输巷2009年11月掘进，预计2011年7月工作面形成生产安装系统，9月高抽巷施工结束。十六、主要安全技术措施和设计中存在的问题及建议（一）防治水 1、

22、为保证本面的正常掘进，必须坚持“有掘必探、先探后掘，不探不掘”的原则。对1501采空区低洼处积水、平王煤矿积水必须提前探放，确保安全生产。 2、掘进过程中，在巷道低洼处，及时安设排水设施，建立临时排水系统，保证巷道水能及时排出。（二）顶板管理1、回采期间顶板管理：（1）采用全部垮落法管理顶板，随支架前移自行垮落。（2）控顶及放顶步距：最大控顶距6.7米，最小控顶距6.2米，放顶步距0.5米。2、掘进期间的顶板管理（采用煤巷锚网支护）：（1）开工前由班组长由外向里对巷道质量进行检查确保无危险后，方可开工。（2）若煤质松软，顶板完整性差时，应立即补打锚索，临时支护采用前探梁，前探梁与顶板之间用板粱

23、背紧。（3）锚网施工，顶板破碎，适当缩小锚杆（锚索）间排距，支护紧跟迎头。（4）施工时，要严格执行锚杆、锚索锚固力检查制度，达不到要求的必须及时补打。（5）设专人负责锚杆（锚索）预紧工作，确保锚杆（锚索）预紧力合格，锚固力合格，不合格时必须重打。（6）每50m安设一组顶板离层仪，并按规定进行观测，若发现后路巷道顶帮移近量增大过快，支护构件破坏等情况时，应立即撤出异常地点所有人员并及时汇报矿调度室和区队值班人员，并由外向里进行加固整修。3、工作面上下端头支护及要求（1）在工作面上、下两巷分别用HDJA1000型单楔铰接金属顶梁、DZ25型系列单体支柱，自煤壁往外，双排超前支护均不低于25米，一梁

24、一柱支设。（2）、上端头支护形式a、上端头选用2架大尾梁支架支护顶板，支架安装至运料巷下帮。最大控顶距6.7m，最小控顶距6.2m。b、上端头使13路HDJS1000金属双楔梁铰接顶梁棚子抬住运料巷替茬下帮十字梁下端头，一梁一柱连续支护，跨机尾处不能打支柱时，插齐双楔。c、端头支架顶梁外沿与两巷替茬十字梁棚子间距大于0.5m时，每0.5m顺走向使一梁一柱双楔梁棚子，柱距0.5m，排距1.0m。为有利于放顶截梁，金属双楔顶梁圆肖、尖肖尖橛均朝倾斜上方使用。 d、工作面端头支架与金属双楔顶梁间必须背1.5m以上板梁，板梁间距0.2 m0.3 m，一头担在金属双楔顶梁上，一头担在端头支架上，防止端头

25、支架拉架后，空帮流砟。e、上端头替茬范围放顶与端头支架尾梁放齐，最大可滞后端头支架尾梁0.51 m。 （3）、下端头支护形式a、下端头采用2架大尾梁支架支护：最大控顶距6.7m，最小控顶距6.2m。 b、下端头替茬范围放顶可滞后端头支架尾梁0.51m。 c、下端头使12路HDJS1000金属双楔铰接顶梁棚子抬住溜子道替茬上帮型梁内侧，一梁一柱连续支护，跨机头处不能打支柱时，插齐双楔。d、端头支架顶梁外沿与下巷替茬型梁棚子间距大于0.5m时，每0.5m顺走向使一梁一柱双楔梁棚子，柱距0.5m，排距1.0m。为有利于放顶截梁，金属双楔顶梁圆肖、尖肖尖橛均朝倾斜上方使用。工作面上、下端头支护，与工作

26、面支护相同。（三）、通风、瓦斯、防灭火管理（1）、加强通风管理:加强通风管理包括通风设施完好与维护、工作面风量、瓦斯、气体和温度日常检测。（2）、加强安全监测监控日常管理工作:安设瓦斯、温度和一氧化碳传感器,全过程进行安全监测监控。（3）、加强瓦斯抽放工作：在材料巷施工钻场，布置本煤层抽放钻孔，提前抽采，降低瓦斯浓度；回采期间利用高抽巷抽采瓦斯。（详见附图）（4）、加强工作面放煤工作，压实和封堵采空区漏风通道:采取工作面每推进5米，在上、下端头（后部煤溜往后1.0米处）建密闭墙，挡风帐以减少向采空区漏风供氧。（5）、采取喷洒氯化镁、注氮措施防治采空区自燃发火。（6）、采取工作面温度、CO浓度监

27、控措施。（7）、每班队长、带班长、电工必须携带便携式瓦斯检测仪上岗作业。（8）、加强粉尘管理定期洒水降尘，安设好隔爆设施。（9）、巷道内不准堆放棉丝、煤油、机油等易燃物品。（10）、作业人员必须人人熟知避灾路线。（11）、巷道中每隔50m设置洒水支管和阀门。（12）、配电点、风机开关处备有2个灭火器和1个砂箱。（13）、井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶内。用过的棉纱、布头和纸，也必须放在盖严的铁桶内，并由专人定期送到地面处理，不得乱放乱扔。严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。（14）、如工作面或巷道内着火时，根据着火情况，应首先采用直接灭火方法，如用灭火器、用水扑灭等，

28、在直接灭火过程中，一般不得改变火区的风流方向。直接灭火不能取得有效灭火效果时，为防止火势发展，应采取封闭隔绝灭火；封闭火区前，必须根据火区的瓦斯、一氧化碳等气体变化情况，慎重决定通风方法和封闭程序。（四）、机电运输管理（1）、机电设备必须确保完好，不完好不得使用，杜绝失爆。（2）、巷道内开关上架，“五小”上牌，电缆吊挂整齐，电机，减速机上无煤尘。（3）、停电检修和检查设备时，须有专人看守馈电开关，并且挂牌注明“有人工作，禁止送电，年月日时”，检修前电工必须先用电笔检查电放电，确保无危险后方可工作。检修电工通知送电，看守人员方可送电，严禁其他人私自送电。（4）、操作各种设备要按要求进行。（5）、各种设备要及时注油，认真维护。（6）、严禁在输送机槽内行走，更不准乘坐刮板输送机。（7）、采煤工作面的刮板输送机，必须沿着输送机安设能发出停止或开动的信号装置，发出信号点的间距不得超过12米。开机前先发出信号，后点动试车，待观察没有异常情况时再正式开机。（8）、移动刮板输送机的液压装置必须完整可靠移动刮板输送机时，必须有防止冒顶、片帮伤人和损坏设备的安全措施。十七、工作面主要技术经济指标 1502工作面主要技术经济指标表1走 向 长13302倾 斜 长1363采 高74可采储量万吨16