综采工作面设计.docx

1、综采工作面设计XX煤业化工集团孙家岔XX矿业公司30201综采工作面设计编制单位：生产技术部编 制： 二一六年四月十日第一节 工作面概况矿井30201工作面位于302盘区东部，为302盘区首采工作面，工作面地表高程X围为+1155m+1215m，工作面标高为+1085m+1103m，煤层埋深厚度52130m，平均埋深89m。工作面X围内分布有1号地质钻孔，邻近有5-7钻孔，预计上覆基岩厚度5098m，松散层厚度032m。，走向平均坡度缺乏-1,北临井田北部边界限，西临30202工作面(未形成)，南临3-1煤辅助运输巷，东临原301盘区30112工作面采空区。30201工作面均采用“刀把子回采。

2、30201工作面切眼开口在30201回风顺槽2344米处，切眼走向长度以178米推进402米时，正常回采。30201工作面位于辅运大巷4800米处。矩形断面，工作面主运顺槽长2250m宽5.6m，高3m，净断面16.8m2。工作面辅助运输顺槽长2250m，宽5.2m，高3m，净断面15.6m2。工作面回风顺槽长2250m，宽5.2m，高3m，净断面15.6m2。三巷均采用锚杆、锚索联合支护，工作面倾向长295m，走向长约2250m 。可采煤层为3-1煤层。3-1煤层厚度2.203.16m，平均厚度2.88m。30201可采储量213.7万t。此工作面对应的地表从井上下对照图上看出，工作面回采过

3、程中主要对地面的坟墓及水塔存在影响，地面道路为简易土路，可以通过采后修复的方法进展治理。第二节 地貌概况30201工作面地表主要为风积沙丘地貌，整体地势南高北低，西高东低，工作面地势南部相对较平缓，工作面整体X围内被车尔沟主沟及其3条支沟侵蚀严重，沟深最深达35m，沟底有基岩出露，工作面X围内地表多为沙地或农耕地，植被覆盖率差。 工作面主运顺槽距切眼100mX围内上覆有坟4座，工作面南部地表有1座水塔，工作面地表X围内有3条简易小路，无电力线、通讯线路等。 工作面地表高程X围为+1155m+1215m，工作面标高为+1085m+1103m，煤层埋深厚度52130m，平均埋深89m。工作面X围内

4、分布有1号地质钻孔，邻近有5-7钻孔，预计上覆基岩厚度5098m，松散层厚度032m。第三节 煤层与围岩性质一、煤层性质30201工作面所采煤层为XX组第三段3-1煤层，该面煤层厚度2.71m3.0m，平均2.86m，属中厚煤层,倾角13，平均1，属缓倾斜煤层。夹矸12层，一般1层。煤类以不粘煤(BN31)为主,块状、沥青光泽、条痕为褐黑色、棱角状、参差状断口、条带状构造、内生裂隙发育，属半暗半亮型煤。二、围岩性质1.顶板：直接顶为粉砂岩，厚度2.96米，灰色，有水平互层理，小型交织层理，变形层理，含钙。老顶为细粒砂岩，厚度9.70米， 灰色，成分以石英为主，次为长石及暗色岩屑，含云母，泥质胶

5、结，有平行层理和脉状层理。2.底板直接底为粉砂岩，厚度10.62米，灰色，具水平层理，含大量植物化石，夹有煤屑及煤包体，底部含钙。 老底为细粒砂岩，厚度7.70米， 灰白色，微波状斜波层理，顶部夹深灰色粉砂岩薄层。第四节 水文地质一、水文地质条件 1.含隔水层特征直接充水含水层为3-1煤顶板砂岩含水层为承压水，顶板含水层段主要为中细粒砂岩、粉砂岩，厚27.0741.93m，平均厚34.54m，砂岩厚2.8028.37m，平均厚16.91m.其主要含水层为3-1煤层顶板砂岩，岩性为浅灰色中细粒长石石英砂岩(局部为粗粒)，泥质胶结、裂隙不发育，砂岩厚028.37m，平均厚11.94m。该段渗透性差

6、，富水性极弱。据抽水试验：单位涌水量0.00109l/sm水7-6，渗透系数0.0096m/d，水位标高1127.73m，具承压性，矿化度0.725g/l，属HCO3Na型水。2.相邻区域涌、积水情况东部为30112工作面采空区，30112工作面回采期间最大涌水量为34m3/h，正常涌水量为812m3/h。工作面北部上覆为2-2上煤层20103工作面采空区，根据我矿在30201工作面各顺槽及切眼对采空区施工钻孔，钻孔内有少量漏风，其中切眼2段钻孔内涌水较大，切眼1段有少量积水涌出，水量均匀，目前正处于疏放中。工作面0-1800mX围内上覆分布有2-2上煤火烧区，经施工疏放钻孔验证，仅回风顺槽1

7、700-1800m及主运顺槽400-500mX围内钻孔有较大涌水，目前水量较小。3.面内及周围钻孔工作面分布有1号钻孔，相邻X围分布有5-7钻孔，封孔质量均合格。4.涌水形式分析预计回采期间涌水形式为煤帮渗水、顶板淋水、采空区涌水，以采空区涌水为主。二、回采期间涌水量预计方法及预计涌水量1.采用大井法计算涌水量： 辅助公式：0式中: K 为渗透系数; h0为动水位高度; r0 为系统半径;R0 为影响半径;H 为含水层厚度; Q 为正常涌水量；M为煤层厚度。2.工作面涌水量计算工作面最低标高为 1085m, 3-1煤层顶板含水层为承压水含水层,S = 34.54m , H =34.54m K

8、= 0.0096m /d;r0 =677m R =34mR0 = r0 + R =711m。将有关数据代入上述公式得:Q= 124m3 /d= 5.2 m3 /h。 3.涌水量确定工作面上覆2-2上煤层采空区内积水分布情况不清，现有钻孔无法准确分析采空区内积水情况，综合考虑确定工作面正常涌水量10m3/h，最大涌水量35m3/h。第五节影响采掘的其它地质因素一、瓦斯煤层中瓦斯、二氧化碳大局部为零，氮气含量分布不均，最高为100。最低为86.87，本煤层属二氧化碳氮气带。二、煤尘井田内可采煤层煤尘爆炸样的火焰长度均大于40mm,抑制岩粉用量4075，均有爆炸危险。在掘进过程中应限制风速，加强综合

9、防尘工作，防止煤尘爆炸事故发生。煤的容重为1.27t/ m3. 三、煤的自燃性煤层具有自燃发火的倾向，煤的自燃发火期为3个月左右。第六节 巷道布置及掘进安排巷道采用矩形断面。30201三条巷道坐标分别为：主运顺槽开口坐标为：X=4331969.1004, Y=37438412.932 方位为：3345032；30201辅运顺槽开口坐标为：X=4331958.526 Y=37438390.278 方位为：3345032；30201回风顺槽开口坐标为：X=4332096.298, Y=37438685.441 方位为：3345032。主运断面尺寸为长宽5.6m3m=16.80m2,辅运和回风顺槽断

10、面尺寸为长宽5.2m3m=15.6m2，巷道均采用锚杆、锚索联合支护，掘进方式采用综掘机掘进。根据巷道围岩特性及效劳时间，井下回采工作面运输巷、回风巷及开切眼采用顶部锚杆支护，开切眼宽度较大可根据情况增加锚索。附：30201工作面巷道断面尺寸及支护方式见表巷道断面联巷和倒车硐室对照表序号巷 道名 称围岩类别支护方式断面形状净尺寸mm断面积m2宽高净掘130201工作面主运顺槽煤锚杆锚索矩形5600300015.6816.8230201工作面回风顺槽煤锚杆锚索矩形5200300014.5615.6330201工作面辅运顺槽煤锚杆锚索矩形5200300014.5615.6430201工作面开切眼煤

11、锚杆 锚索钢带矩形7600300021.2822.8530201工作面主、辅顺槽联巷煤锚杆 锚索矩形5200300014.5615.6630201工作面回撤通道煤锚杆 锚索锚网矩形主5400辅52003000主15.12辅14.56主16.2辅15.6730201顺槽倒车硐室煤锚杆 锚索钢带矩形5200300014.5615.6830201绕车道煤锚杆 锚索锚网矩形5200300014.5615.6930201顺槽机头硐室煤锚杆 锚索矩形5600300015.6816.81030201回风风桥岩石锚杆 锚索矩形5200200010.410.4第七节 工作面布置及参数要求一、工作面的几何参数30

12、201工作面的回风为30112工作面的辅运顺槽，该顺槽已形成，走向长度为2354米，倾斜长度为295m,主运顺槽宽度为5.6m,回风顺槽和辅运顺槽掘宽为5.2m。掘高依据煤层的厚度，约为2.8米。二、巷道的布置1.主运顺槽30201工作面主运顺槽设计长度4787米，开口位置位于辅运大巷4800m。开口坐标为X=4331969.1004, Y=37438412.932 方位为：3345032；巷道沿煤层底板掘进，工程量为2250m。设备列车胶带输送机设在此巷。作为工作面的进风巷。2.辅运顺槽30201工作面辅运顺槽设计长度为1250m,开口位于辅运大巷4812m。开口坐标为X=4331958.5

13、26 Y=37438390.278 方位为：3345032；主要用于工作面的辅助运输及进风巷道。3.回风顺槽 30201工作面的回风为30112工作面的辅运顺槽，该顺槽已形成，走向长度为2354米。 4.切眼待工作面顺槽施工到位后以方位为：3345032施工，断面为矩形宽7.6m高3m形成切眼。附：工作面设计平面图30201工作面平面图5.回撤通道30201工作面辅回撤通道开口位于主运顺槽100米处，宽5.2米，矩形断面，X=4332081.597 Y=37438360.096 方位为：645032掘至回风顺槽。主回撤通道开口位于30201主运顺槽125米处，宽5.4米，X=4332186.5

14、02 Y=37438642.266 方位为：2245032矩形断面，掘至回风顺槽。在两回撤通道之间平均位置65米掘3个联巷方位为：3345032。两巷均采用锚杆、锚索、锚网联合支护。6.联络巷30201辅运和主运联巷从100米开场每400米掘一个。掘宽5.2米，掘高3米，断面15.6 m2 米。主要用于方便两联巷的运输和通行。第八节 工作面支护及设备选型一、工作面的支护1.液压支架30201工作面配备ZY10000/20/40型掩护式，工作面顶板来压时支架最大工作阻力在37507880 kN之间，平均工作阻力为34005600 kN，来压持续时间12d。液压支架工作阻力的计算 根据P=6-8m

15、cos a吨/m2式中：P直接顶及老顶来压时的支护强度，吨/m2； 6-8采高位数； M采高为3.25m；直接顶岩石容重，取2.5吨/m3； a煤层倾角0-5。支撑高度：17003200mm支护强度：1.11MPa工作阻力：8700kN初撑力：6412kN支架中心距：1750mmP=83.252.50.99=64.35/ m2根据以上资料，我矿液压支架选型为ZY10000/20/40型两柱掩护式液压支架。根据刮板输送机的溜槽长度确定支架的架间中心距为1.75m，300m长的工作面需液压支架173架，其中根本架164、排头过渡支架ZYG10000/20/40型2架机头机尾各一架，端头支架ZYT1

16、0000/20/40型7架，机头3架，机尾4架。 2.端头超前支护由于顺槽巷道顶板采用锚杆支护，稳定性较好，工作面主运、回风顺槽均采用ZYT10000/20/40型超前支架支护，随工作面的推采随采随移。附：工作面支架布置平、剖面示意图 30201工作面支护设计平剖面示意图 3.设备选型及参数各设备的技术特征及配备如下：采煤机：MG750/17601910-WD技术参数工程参数单位1.最大计算生产能力 2500t/h2.采高 1.803.76m3.装机功率 2750+2110+40kW4.供电电压 3300v5.滚筒直径2240mm6.截深 865mm7.牵引力 1000500kN8.最大牵引速

17、度 22m/min9.灭尘方式 内外喷雾10.拖电缆方式 自动拖缆11.主机外形尺寸 1584115451549mm12.主机重量 85t13.最大不可拆卸尺寸 307012001000 mm14.最大不可拆卸重量 7.0t011 m/min的截割牵引速度满足生产要求的5m/min。在11m/min的牵引速度下，采煤机的割煤能力60110.8653.41.270.972391 t/h。二、输送机1.SGZ1000/2100型输送机。2.技术参数型号SGZ1000/2100型输送机标准长度310m输 送 量2200t/h装机功率2700kW刮板链速1.41m/s电动机功率：3700kW； 电压：

18、1140或3300V刮板链型式：中双链；圆环链规格：48150-紧凑链；链条中心距：280mm中部槽型式：整体铸焊；规格长内宽高：17501000370mm；槽间联接型：2900kN哑铃卸载方式穿插侧卸紧链方式液压马达及伸缩机尾辅助紧链其 它双速三、机1.型号：SZZ1200/400型机；2.技术参数型号SZZ1200/400型机设计长度 50m输送量3000t/h电动机型号：YBSD-400/200-4/8；功率：400/200KW；电压：1140V；转速：1486/743 r/min减速器形式：圆锥圆柱行星三级齿轮减速；传动比：22.94:1链速1.78 m/s刮板链规格2-38137C紧

19、链方式液压紧链和伸缩机头架辅助紧链爬坡角度10四、破碎机1.型号:PLM4000型破碎机2.技术参数型号PCM200型传动方式液力偶合器减速器传动破碎能力4000t/h4000t/h排料粒度400/350/300/250mm400/350/300/250mm输入块度长度不限12001200mm12001350mm电机功率400kW400kW电机转速1487r/min1470r/min破碎主轴转速418r/min418r/min破碎锤头数88三角带规格650TWVFE(85-100)37L外形尺寸长宽高385036371715mm1549.51090802mm五、液压支架1.型号:ZY10000

20、/20/40型掩护式液压支架2.主要技术参数型号ZY10000/20/40型掩护式液压支架序号工程参 数单位附注1支架型 式掩护式液压支架高 度20004000mm中 心 距1750mm宽 度16601860mm初 撑 力7916kNP=31.5MPa工作阻力10000kNP=42.2MPa支护强度1.04MPa底板比压2.5MPa前端最大适应煤层倾角8DEG泵站压力31.5MPa操纵方式手动控制重 量27200Kg2立柱型 式双伸缩缸径(大/小)360/270mm2个柱径(大/小)340/240mm行程2110mm初 撑 力3205kNP=31.5MPa工作阻力4600kNP=42.7MPa

21、3推移千斤顶型 式双作用到装1个缸径/杆径160/115mm行 程1000mm推 溜 力633kNP=38MPa拉 架 力321kNP=38MPa4平衡千斤顶型 式双作用1个缸径/杆径200/140mm行 程500mm工作阻力推力989kNP=42MPa工作阻力拉力504kNP=42MPa5侧推千斤顶型 式 内进液3个缸径/杆径80/60mm行 程200mm推 力158kNP=31.5MPa拉 力69kNP=31.5MPa6抬底千斤顶型 式内进液1个缸径/杆径140/90mm行 程186kN初撑力推力/拉力386/186P=31.5MPa7护帮千斤顶型 式 普通双作用1个缸径/杆径125/85

22、mm行 程530mm工作阻力推力/拉力386/209P=38MPa六、超前支架1.型号：ZYT10000/20/40型超前支架2.主要技术参数序号工程参 数单位附注1支 架型 式四柱正四连杆支撑式支架高 度最低/最高2000/4000mm宽 度最宽支撑4700mm工作阻力10000kN2立柱型 式双伸缩缸径/杆径210/200mm初撑力1091kN工作阻力1250kNP=36.1MPa数量83推移千斤顶型 式普通双作用缸径/杆径180/105mm行 程1900mm工作阻力推力8022kN工作阻力拉力5292kN4侧翻千斤顶型 式普通双作用缸径/杆径100/70mm数量16推 力247kN拉 力

23、126kN5挑梁千斤顶型 式普通双作用缸径/杆径100/70mm数量8推力/拉力247/126七、顺槽输送机1.型号SSJ1200/32002.主要技术参数名 称参 数型 号DTL1200/150/2220驱动方式机头单点驱动功 率3315kW带 宽1.2 m带 速3.5 m/s运 量1500t/h长 度3000 m八、自移装置1.型号DY1200型自移装置2.主要技术参数适用输送机带宽度1200mm推移液压缸最大推拉力单缸633KN/402KN(推/拉)推称液压缸行程3100mm调高液压缸最大推拉力单缸484KN/307KN(推/拉)调高液压缸行程220mm水平液压缸最大推拉力247KN/1

24、57KN(推/拉)水平液压缸行程87.5mm额定供液压力31.4MPa处形尺寸长宽高103652400950mm机器总重20kg九、阻化多用泵1、型号BE-36-32、主要技术参数名 称参 数最大流量40L/min吸液高度3m3m最高压力3Mpa电 压380v/66v功 率3Kw电机转速1420r/min机体尺寸900450400十、 隔爆型潜污水电泵1、型号BQW65-30-152、主要技术参数名 称参 数流 量60m/h扬 程30m防护等级IP8绝缘等级F级功 率15Kw电 压660v电 流16.5A附：工作面机电设备配备表序号设备名称型号及规格单位数量配置地点1采煤机MG650/1620

25、-WD台1工作面2机SZZ1200/400台1运输顺槽3破碎机PLM4000台1运输顺槽4刮板输送机SGZ1000/2100台1工作面5胶带输送机DSJ120/150/3315台1运输顺槽6根本支架ZY10000/20/40台164工作面7过渡支架ZYG10000/30/40台2工作面端头8端头支架ZYT10000/20/40台7工作面9移动变电站KBSGZY-1000/10台1运输顺槽10移动变电站KBSGZY-2500/10台1运输顺槽11组合开关8SKC92151140V台1运输顺槽12组合开关SKC9215-3300、1140/660v台1运输顺槽13电缆车自制辆1运输顺槽14乳化液泵DRB-315/31.5台3运输顺槽15喷雾泵站BPW400/12.5台2运输顺槽16反冲洗过滤器JMFCGL-50台1运输顺槽17自移机尾ZY2700台1运输顺槽18绞车JH-8台1运输顺槽19绞车JH-20台1运输顺槽20超前支架ZYT10000/20/40台2回风顺槽21超前支架ZYT10000/20/40台2主运顺槽第九节 容量计算一、工作面负荷统计程序设备名称设备型号数量台功率kw电压等级1采煤机MG750/1760-WD1176033002刮板机SGZ1000/21001210033003机SZZ1200/400140011404破碎机PLM40001