22綜采工作面設(shè)計(jì)說明書

1、HNCC永煤集團(tuán)公司永華能源一礦2201綜采工作面設(shè)計(jì)編號(hào)：綜2201-1號(hào)設(shè)計(jì)人員：年月日生產(chǎn)科長(zhǎng)：年月日總工程師：年月日第一章工作面簡(jiǎn)介2201工作面原為炮采工作面，根據(jù)生產(chǎn)形勢(shì)需要，現(xiàn)變更為綜 采綜放工作面。本工作面開采二i煤層，工作面內(nèi)煤層平均厚度為4.2m,綜采切眼以東剩余可采儲(chǔ)量為 96萬(wàn)噸，本工作面服務(wù)年限為 21個(gè)月；本工作面走向長(zhǎng)度為1070m，傾斜長(zhǎng)度為150m,采用走向 長(zhǎng)壁全部垮落法回采。在二1煤層底板約10m的L7灰?guī)r中下部掘進(jìn)2201軌道集中巷及 2201皮帶集中巷，集中巷每隔150m掘石門（聯(lián)巷）揭煤。工作面支 架型號(hào)為ZF2200/16/24,采高為2.2m;采

2、煤機(jī)為 MG132/320-WD雙 滾筒采煤機(jī)，前后刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度均為 150m; 2201軌道集中巷為進(jìn) 風(fēng)巷及材料運(yùn)輸巷道，2201皮帶集中巷為回風(fēng)巷及煤炭運(yùn)輸巷。截止2010年5月底，2201軌道集中巷已掘進(jìn)1450m，剩余390m; 2201皮帶集中巷已掘進(jìn)1310m，剩余510m;2201工作面已回采420m。11第二章地質(zhì)概況一、采區(qū)內(nèi)煤層賦存情況2201綜采工作面地面標(biāo)高為+ 328.2m+ 448.7m,地面為雷坡 農(nóng)田。本工作面內(nèi)有7209號(hào)鉆孔，見煤標(biāo)高為68.19m,煤厚為5.2m。 工作面地面南部為雷坡村，北部為尚未開采的 2203工作面，東部為 井田邊界，西部為雙塔農(nóng)

3、田。根據(jù)工作面及其附近鉆孔資料可知，二 i煤層賦存于山西組下部 的大占砂巖之下，煤層底板下距L7灰?guī)r頂10m左右，煤層頂板上距田 家溝砂巖底71.21m,二i煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含研12層，夾研多 為泥巖、炭質(zhì)泥巖。煤層產(chǎn)狀：走向近東西，向北傾斜，傾角1220° ,平均傾角15°。煤層沿走向和傾向方向，具有短距離增厚變 薄，具有典型的“雞窩”狀特征。局部不可采，煤層賦存基本穩(wěn)定。二、煤質(zhì)1、煤質(zhì)的物理性質(zhì)二1煤層為黑色、條痕灰黑色，粉狀及鱗片狀產(chǎn)出，屬半亮型煤。 由于后期構(gòu)造作用影響，煤層原生結(jié)構(gòu)均受到破壞，呈現(xiàn)為層間擠壓、 揉搓地構(gòu)造煤，具擦痕及摩擦鏡面。二1煤層的平均視密

4、度為1.5t/m3, 孔隙度為712%靜止角27度，摩擦角35.7度，散煤容重0.954t/m 3。2、煤層的化學(xué)性質(zhì)屬于低中灰分、低硫、中磷、高熱值無煙煤。根據(jù)有關(guān)化驗(yàn)結(jié)果 平均分析，二1煤平均灰分16.79%,含硫0.53%,含碑0.014%,揮發(fā) 份 3.86 % ,發(fā)熱量 28.3MJ/kg 。三、瓦斯及煤塵礦區(qū)范圍內(nèi)煤層由于受嵩山斷層的影響，賦存條件較差，淺部煤 層露頭也是瓦斯逸散的主要通道，淺部瓦斯含量較小，深部相對(duì)較高， 根據(jù)2009年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定，相對(duì)瓦斯涌出量0.25m3/ t ,絕對(duì) 瓦斯涌出量0.21m3/min ,為低瓦斯礦井。根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院提供的煤

5、炭自燃傾向鑒定報(bào)告和 煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，二i煤層自燃傾向等級(jí)為三類，屬不易自燃煤 層，煤塵爆炸指數(shù)為4.91%,無爆炸危險(xiǎn)性。四、水文地質(zhì)1、主要含水層：本工作面內(nèi)主要含水層有上寒武統(tǒng)灰?guī)r含水層，該層平均厚度260nl溶洞、溶隙發(fā)育，單位涌水量 0.000611.437L/s.m。奧陶系 灰?guī)r含水層，主要為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r，該含水層的富水性極 不均一，最小涌水量0.0061L/s.m ,屬巖溶裂隙承壓水，距二i煤層 底板5060m石灰系太原組灰?guī)r含水層，主要有太原組上段、下段灰?guī)r組成灰?guī)r厚度一般在10m左右，該含水層一般富水性較弱，且不 均勻，該層距二1煤底板砂巖界一般10m左右，屬二

6、1煤層底板直接 充水層。二疊系山西組砂巖含水層，以大占砂巖和香炭砂巖為主，裂 隙不發(fā)育，平均厚度30m左右，為二1煤頂板直接充水層。2、主要隔水層本區(qū)主要隔水層有石炭系本溪組鋁質(zhì)巖、鋁質(zhì)泥巖隔水層，該層 平均厚度9.08m,層位穩(wěn)定，巖性致密，隔水條件良好，正常情況下可以阻止奧陶系灰?guī)r水和寒武系灰?guī)r水進(jìn)入礦井，但該區(qū)有鋁窯開采，遭到破壞，可能失去隔水作用。二 1煤層底板隔水層，該層主要 由砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，厚度一般 10mfe右，厚度較穩(wěn)定。二i煤頂 板隔水層，該層主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖等組成，透水性極差總厚度一 般在30"右。第三章工作面設(shè)計(jì)在2201軌道集中巷750m處巷道北幫，

7、以方位角 351° 14' 44 掘進(jìn)5#石門，揭煤后繼續(xù)沿煤層底板以原方位角掘進(jìn)綜采工作面切 眼，切眼長(zhǎng)150m;在2201皮帶集中巷740m處巷道北幫以坡度+15 掘進(jìn)5#聯(lián)巷，揭煤后以方位角 75° 33' 38'掘進(jìn)50m與綜采切眼貫 通，形成通風(fēng)系統(tǒng)。在2201軌道集中巷870m處以方位角351° 14' 44掘進(jìn)6跖門，揭煤后以方位角254。3' 31掘進(jìn)2201綜采工作面 上順梢6#段，掘進(jìn)120m后與綜采切眼貫通；在2201皮帶集中巷940m 處巷道北幫以坡度+15掘進(jìn)6#聯(lián)巷，揭煤后以方位角254。3

8、9; 31 掘進(jìn)2201綜采工作面下順梢6#段，掘進(jìn)150m后與綜采切眼貫通。在2201皮帶集中巷6#聯(lián)巷以東每隔150m以坡度+15°掘進(jìn)聯(lián) 巷，揭煤后向西掘進(jìn)綜采面下順梢；在 2201軌道集中巷6#石門以東 每隔150m掘進(jìn)石門，揭煤后向西掘進(jìn)工作面上順梢。一、巷道斷面設(shè)計(jì)（一）2201皮帶集中巷斷面設(shè)計(jì)2201皮帶集中巷斷面為矩形，凈寬為3000mm,凈高為2400mm, 凈斷面為7.2m2;巷道采用錨網(wǎng)噴漿支護(hù)，噴厚為 100mm。（斷面設(shè) 計(jì)見圖1所示）圖1 2201皮帶集中巷斷面（二）2201軌道集中巷斷面設(shè)計(jì)巷道斷面為梯形，凈寬為 3000mm,凈高為2400mm,凈斷

9、面為7.2m2;巷道采用噴漿支護(hù)，噴厚為100mm。（見圖2所示）圖22201軌道集中巷斷面（三）2201綜采面上下順梢斷面設(shè)計(jì)2201上下順梢均采用凈口 4.2m的36U型鋼支護(hù)，棚距為中見中0.5m;巷道上部為半圓拱，下部為梯形，半圓拱半徑為2.1m。巷道設(shè)計(jì)凈寬（拱基線處）4.2m,下寬4.4m,凈高3m,柱窩深0.2m,內(nèi) 扎角85° ,巷道凈斷面11.1m2;掘進(jìn)寬度（拱基線處）4.6m,掘進(jìn) 高度3.4m,掘進(jìn)斷面積12.3 m2。詳見2201綜采工作面上下順梢巷道 斷面圖。圖3 2201上下順槽巷道斷面圖（四）2201綜采面切眼斷面及擴(kuò)幫后斷面設(shè)計(jì)切眼掘進(jìn)時(shí)支護(hù)采用 3

10、.6m兀型鋼梁和 DW18-300/100型單體液壓支柱二梁八柱對(duì)棚支護(hù)，棚距為中見中0.6m。切眼斷面為矩形，凈高2.5m,凈寬3.2m,巷道凈面積8m2,掘進(jìn)寬度3.8m,掘進(jìn)高度2.8m,掘進(jìn)斷面積10.64m2。詳見圖4 2201綜采切眼掘進(jìn)時(shí)支護(hù)斷面圖T-UO6100820002圖4 2201綜采切眼掘進(jìn)時(shí)支護(hù)斷面圖支架安裝前需擴(kuò)幫刷大斷面，刷幫后巷道凈寬 6m,凈高2.5m, 凈斷面為15 m2,掘進(jìn)寬度6.6m,掘進(jìn)高度2.8m,掘進(jìn)斷面為18.48 m2 詳見圖5 2201綜采切眼刷幫后支護(hù)斷面圖。圖5 2201綜采切眼刷幫后支護(hù)斷面圖第四章回采工藝設(shè)計(jì)工作面長(zhǎng)150m,按采煤

11、機(jī)牽引速度3m/min計(jì)算，割一刀需 時(shí)50分鐘，采煤機(jī)的開機(jī)率0.30.45之間，日循環(huán)4刀，兩班生 產(chǎn)一班檢修，所以實(shí)際開機(jī)率為 0.32,循環(huán)進(jìn)度為0.6m,日循環(huán)進(jìn) 度為2.4m,即工作面寸t進(jìn)速度為2.4m/天，每月按25天計(jì)，月推進(jìn) 度為60m/月，每年按300天計(jì)，年推進(jìn)度為720m/年。采煤機(jī)主要技 術(shù)參數(shù)見表1。一、采煤機(jī)的工作方式1）采煤機(jī)的工作方式由于采區(qū)內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定傾角較緩所以采用采煤機(jī)雙向割煤，追機(jī)作業(yè)，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，在工作面端頭斜切進(jìn)刀，上 行下行均割煤，往返一次進(jìn)兩刀；采煤機(jī)過后移架，后推移刮板輸送 機(jī)，兩工序分別滯后采煤機(jī)后滾筒 570m和101

12、5m。2）進(jìn)刀方式采用割三角煤工作面端部斜切進(jìn)刀方式（見圖 6）進(jìn)刀過程如下：a.當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的輸送機(jī)梢已移近煤壁，采 煤機(jī)機(jī)身處留有一段下部煤（見圖 a）;b.調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下，后滾筒升起，并沿輸送機(jī)彎曲段 返向割入煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止，然后將輸送機(jī)移直（圖 b）;c.再調(diào)換兩個(gè)滾筒上、下位置，重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處（見圖書館c）;d.將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒，返程正常 割煤（見d）。(d)2圖6工作面端部割三角煤斜切進(jìn)刀3）回采工藝a.回采工藝流程：采煤機(jī)割煤一一移架一一推前部運(yùn)輸機(jī)一一放頂煤一一移后部運(yùn)輸機(jī)b.裝運(yùn)煤：裝煤：在采煤機(jī)

13、截煤的同時(shí)，利用滾筒螺旋齡片和弧型擋煤板自 動(dòng)將煤裝入刮板運(yùn)輸機(jī)；余煤由產(chǎn)煤板隨移溜鏟入刮板運(yùn)輸機(jī)；c.移架方式：移架采用滯后煤機(jī)后滾筒 35架追機(jī)順序移架，移架步距為600mm,追機(jī)移架速度趕不上煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須停采煤機(jī)移架；d.移運(yùn)輸機(jī):移運(yùn)輸機(jī)應(yīng)滯后煤機(jī)不少于10m,沿移架方向逐架順序移動(dòng)刮板 運(yùn)輸機(jī)。二、工作面運(yùn)煤工作面運(yùn)煤方式：工作面傾角小，采下的煤由刮板輸送機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶輸送機(jī)把工作面的煤運(yùn)至地面煤堆。表1MG132/320-WD采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目技術(shù)特征單位型號(hào)MG132/320-WD滾筒直徑1400mm截深600mm滾筒轉(zhuǎn)速46r/min米局范圍14002500mm工作面傾

14、角<35°煤質(zhì)硬度<3f總裝機(jī)功率325Kw搖臂回轉(zhuǎn)中心距5800mm過煤局度1328mm臥底量（中部）212mm牽引形式一拖一機(jī)載交流受頻調(diào)速牽引速度107m/min額定牽引力313KN整機(jī)重量22T工作面運(yùn)煤機(jī)械A(chǔ).刮板輸送機(jī)選型原則：目前使用的刮板鏈有三種：邊雙鏈、中單鏈和中雙鏈。本工作面 刮板鏈選用中雙鏈。刮板輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)大于采煤機(jī)的最大生產(chǎn) 能力，一般取1.2倍。輸送機(jī)中部梢的結(jié)構(gòu)選用閉底式。B.刮板輸送機(jī)選型：根據(jù)以上原則，以及與采煤機(jī)的配套原則，使用SGZ630/320型刮板輸送機(jī)，具技術(shù)特證見表 2表2SGZ630/320型刮板輸送機(jī)特征表項(xiàng)目技術(shù)特

15、征單位型號(hào)SGZ-630/320運(yùn)輸能力450t/h設(shè)計(jì)長(zhǎng)度200m出廠長(zhǎng)度150m電動(dòng)機(jī)型號(hào)YBS-160功率160Kw電壓1140/660v中部槽規(guī)格1500X630X252mm刮板間距920mm刮板鏈型式中雙鏈制造廠家永成煤電集團(tuán)公司機(jī)電制修廠三、工作面支護(hù)1 .工作面內(nèi)的支護(hù)支護(hù)方式工作面的支護(hù)選用支撐掩護(hù)式支架，完成對(duì)工作面的支撐、護(hù)幫、 支架前移，以及推移工作面刮板輸送機(jī)等一套動(dòng)作。支架選型原則：支架選型應(yīng)符合以下幾個(gè)原則A.支護(hù)強(qiáng)度與工作面礦壓相適應(yīng)B.支架結(jié)構(gòu)與煤層賦存條件相適用C.支護(hù)斷面與通風(fēng)要求相適用D.液壓支架與采煤機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備相匹配液壓支架的選擇：本頂板基頂來壓周

16、期不明顯，有移位現(xiàn)象，具有較大的剪切阻力， 壓力大且頂板破碎，介于以上因素應(yīng)選用支撐掩護(hù)式支架。由公式：P=K - La 2 rlinhli Liki CosaK 動(dòng)壓函數(shù)取1.6La支架寬度1.25m膘rli 跨落帶中第1層基頂分層及附加巖層容重取25KN/m3hli 跨落帶中第十層基頂分層及附加巖層厚度4Llki 跨落帶中第I層基頂分層的巖地長(zhǎng)度，10ma煤層傾角，16° P=1.6M.25 玄5>4X10XCos16 =1538 （KN）根據(jù)三機(jī)選型配套原則，選擇 ZF2200/16/24型液壓支架，其工作阻力為2200KN,經(jīng)計(jì)算，P不大于支架額定工作阻力的70%,初撐

17、力也滿足要求，技術(shù)特征參數(shù)見表 3表3液壓支架（中間架）技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目技術(shù)特征單位型號(hào)ZF2200/16/24伸縮行程700mm額定工作阻力2200KN (35.6MPa初1940 KN (31.5MP支護(hù)強(qiáng)度0.507 （平均）MPa底板比壓1.45 （平均）MPa支架中心距1250mm高度16002400mm支架寬度12201295mm推移行程700 （移架有效步距600）mm支架重量8.4 (約)T泵站壓力31.5MPa適用傾角<30°2、工作面端頭支護(hù)支護(hù)方式：由于工作面的上、下出口處懸頂面積大，機(jī)械設(shè)備多，又是材料 和人員出入的交通口，所以必須加強(qiáng)支護(hù)。過度支架選型：

18、過度支架用于工作面兩端刮板輸送機(jī)機(jī)頭及機(jī)尾圍護(hù)。技術(shù)參數(shù) 見表4表4液壓支架（過度架）技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目技術(shù)特征單位型號(hào)ZFG2200/16/24伸縮行程700mm額定工作阻力2200KN (35.6MP0)初1940 KN (31.5MP0支護(hù)強(qiáng)度0.447 （平均）MPa底板比壓1.45 （平均）MPa支架中心距1250mm高度16002400mm支架寬度12201295mm推移行程700 （移架有效步距600）mm支架重量8.4 (約)T泵站壓力31.5MPa適用傾角<30°端頭支護(hù)及超前支護(hù)：工作面超前段使用3.6m長(zhǎng)的兀型梁替換U型鋼棚，支護(hù)方式為 一梁三柱對(duì)棚支護(hù)，棚距

19、為中見中600mm。沿順梢方向使用2.4m長(zhǎng) 的兀型梁打3列抬棚，抬棚一梁三柱支護(hù)。支架支護(hù)阻力計(jì)算時(shí)取 2.4m為一個(gè)計(jì)算單元，如圖7所示：圖7工作面上下順槽超前支護(hù)支護(hù)面積為3.6X2.4=8.64 itf,單體柱共計(jì)33根采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：pt =9.81H 丫 k式中pt工作面合理的工作強(qiáng)度，kN/ m2 ；H-一采高，取4.2m; 頂板巖石視密度，t/m3,取2.5 t/m 3;8。k工作面支柱應(yīng)該支護(hù)的上覆巖層厚度與采高之比，一般 為48,應(yīng)根據(jù)具體情況合理選取。開采煤層較薄、頂板條件較好、 周期來壓不明顯時(shí)，選取低倍數(shù)；反之應(yīng)選取高倍數(shù)。計(jì)算時(shí)取則pt =9.81 X 4.2 X 2.5 乂 8=824.04kN/ m2則每根單體柱載荷為 824.04 X 8.64 +33=215.75kN。根據(jù)上述計(jì)算，選用型號(hào)為 DW28-250/100單體液壓支柱。第五章勞動(dòng)組織、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指