110902采煤工作面設計說明書

1、110902采煤工作面設計說明書目 錄前 言 1第一章 工作面概況及地質(zhì)特征 1第一節(jié) 概況 1第二節(jié) 地質(zhì)特征 2第二章 采煤方法、設備選型及巷道布置 4第一節(jié) 采煤方法及設備選型 4第二節(jié) 工作面巷道布置 6第三章 工作面生產(chǎn)能力及生產(chǎn)系統(tǒng) 8第一節(jié) 工作面生產(chǎn)能力 8第二節(jié) 生產(chǎn)系統(tǒng) 9第三節(jié) 機電設備及供電系統(tǒng) 17第四章 技術經(jīng)濟指標 36第五章 存在問題及安全技術措施 37附件 38前 言根據(jù)采礦設計手冊、綜采技術手冊及煤礦安全規(guī)程等有關規(guī)定及要求，對110902綜采工作面進行設計，該工作面位于我礦+535m水平采區(qū)南翼，是新安煤礦的第二個采煤工作面，預計2011年7月20日方出。

2、第一章 工作面概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 概況一、工作面位置及地表概況110902綜采工作面位于我礦+535m水平采區(qū)，該面是我礦首個綜采工作面；地面位置：位于工業(yè)廣場主副井以西800m南側2500m的范圍內(nèi)。井下位置及四鄰采掘情況：東側為與設計的1205工作面；西側為井田邊界；北側為設計的1208工作面及礦井三大運輸系統(tǒng)；南側為井田邊界。二、工作面參數(shù)工作面地面標高+1250+1450m，工作面標高+330+530m。工作面走向平均長2362m，傾斜長中-中154m。第二節(jié) 地質(zhì)特征一、煤層及頂?shù)装迩闆r1.煤層情況煤層的物理性質(zhì)：黑色，條痕為褐黑色，瀝青光澤，斷口多為參差狀。煤層結構及平均厚度：結

3、構為1.543.2（0.5）0.6（0.6）1.0；平均煤層厚度為3.0m。煤層傾角： 46，平均5。2.頂?shù)装迩闆r老頂：中細粒砂巖，平均厚度7.5m，灰白色成分以石英和風化長石為主，含炭屑、白云母、黃鐵礦，泥質(zhì)膠結，局部鈣質(zhì)膠結，層理不發(fā)育。直接頂：泥巖或砂質(zhì)泥巖，平均厚度2.7m，灰色，性脆、顯層理、局部夾煤線0.2m。直接底：砂質(zhì)泥巖，平均厚度3.8m，灰色，成分為泥質(zhì)，夾較多的細砂巖條帶，層理發(fā)育，含有植物化石碎片。老底：為砂巖、泥巖、砂泥巖的無序組合，巖相變化較大。3.工作面礦壓情況根據(jù)周邊新窯、新柏的礦壓數(shù)據(jù)，預計110902工作面初次來壓步距20米，周期來壓步距15米。二、地質(zhì)構

4、造該面處于安口-新窯向斜的起伏端，橫跨向斜的軸部，預計小斷層相對較為發(fā)育。三、水文地質(zhì)由于該面為仰采工作工作面，加之處于向斜的軸部，匯水條件豐富，預計頂板砂巖水涌出量為315 m3/h。四、儲量工業(yè)儲量：25001503.01.33cos101435464（ t ）可采儲量：119622097%93%=1294932（ t ）五、瓦斯、煤塵、自燃情況1.瓦斯：瓦斯涌出量低，約0.16m3/t2.煤塵：具爆炸性危險3.自燃：燃點在308347，自燃發(fā)火期為3個月4.地溫：2025.地壓：壓力大、顯現(xiàn)明顯六、存在問題及建議1.頂板巖層裂隙發(fā)育、破碎易冒、松軟，施工過程中應加強工程質(zhì)量和頂板管理；根

5、據(jù)地質(zhì)條件的變化適時采取相應的支護措施。2.回采時，圍巖出水和生產(chǎn)用水易于在回采工作下溜頭積聚，建議在工作面下出口處安裝排量較大的可移動式水泵進行排水。3.由于煤的揮發(fā)分產(chǎn)率高、灰分產(chǎn)率低、氧化程度高、易形成煤塵，在回采和掘進施工過程中應加強“一通三防”和除塵工作。4、由于工作面回采時采用仰采，必須切實加強工作面的護幫措施。5、由于底板比壓值較小，采取措施防止支架鉆底。第二章 采煤方法、設備選型及巷道布置第一節(jié) 采煤方法及設備選型1、采煤方法根據(jù)110902工作面煤層賦存情況，結合周邊礦井實際情況以及礦井現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢，采用綜合機械化采煤，全部垮落法管理頂板。2、采煤機的選型根據(jù)工作面傾斜長

6、度為150m，采高初步確定為3.0m，煤層普氏系數(shù)f=2-3，采用MG300/920-WD雙滾筒采煤機。3、液壓支架的選型、液壓支架的選型根據(jù)本面煤層的賦存條件、地質(zhì)構造特征，為保證選用適用的支架，使得綜采各項工藝參數(shù)充分發(fā)揮，確保工作面實現(xiàn)高產(chǎn)高效，進行工作面支架選型。A、根據(jù)工作面自然條件，頂板為四類，煤層厚度為2.2-3.5m，煤層傾角為0-15等賦存條件，初步選用支架為掩護式支架。支架的支護強度1000kpa，取支架支護強度為1000Kpa。B、支架工作阻力的確定：支架工作阻力： Q=Zb（l+c） （Kn）式中： Z選定支護強度，取1000kpa；b支架中心距，取1.5m；c頂梁前端

7、至煤壁距離，取0.2m；l頂梁長度，取4.0m。Q=Zb（l+c）=10001.5(4+0.2)=6300KNC、支架初撐力的確定由于110902工作面頂板以軟巖頂板為主，頂板較不穩(wěn)定，故確定支架的初撐力不小于工作阻力的80%，即為5040 KN。D、液壓支架的高度計算（1）支架的最大支撐高度考慮到頂板有偽頂冒落或局部冒落，支架的最大支撐高度應是煤層最大開采厚度再加200-300mm，即：hmax=Hmax+（200-300）mm Hmax煤層開采的最大高度，mm。=3000+300=3300 mm（2）支架的最小支撐高度支架的最小支撐高度為最小開采高度減去（250-350）hmin=Hmin

8、-（250-350）mm Hmin煤層開采的最小高度，mm。=2500-350=2150 mm根據(jù)以上參數(shù)，選用ZY6400/18/37支撐掩護式支架。.工作面配套設備選型工作面運輸機：根據(jù)本面所選支架與運輸機、支架控頂距與運輸機的配合以及采煤機與運輸機的配合須達到尺寸合理與操作靈活方便的要求，再考慮到工作面的運輸能力須大于生產(chǎn)能力，本面運輸機均選用SGZ-764/400型雙中鏈刮板運輸機。.運輸?shù)肋\輸設備選型SZZ764/160轉載機一部、PCM110破碎機一部、STJ-1000/2*250膠帶輸送機二部。第二節(jié) 工作面巷道布置一、聯(lián)絡巷（二個）1.布置：全煤巷、跟頂形式布置。聯(lián)絡巷與工作面

9、運輸?shù)馈⒉牧系缆?lián)接，全長160m。2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于9m2，其支護方式另行研究確定，單獨編制。3.用途:聯(lián)絡巷擔負本工作面掘進期間的進風、運煤、防塵、排水管路及生產(chǎn)電纜敷設。二、材料道1.布置：全煤巷跟頂定向布置，全長2336m。2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。3.用途：擔負本工作面的回風、材料及設備運輸、防塵管路等任務。三、運輸?shù)?.布置：全煤巷跟頂定向布置，全長2388m。2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。3.用途：擔負工作面煤炭運輸、進風、防塵管路、排水管路及生產(chǎn)電纜敷設等任務。四、切

10、眼1.布置：全煤巷跟頂定向布置，上下分別與材料道、運輸?shù)缆?lián)接，中-中長154m。2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于21m2，其中巷道高度不小于3.0m，寬度不小于7.0m，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。3.用途：裝備采煤機、綜放支架及工作面運輸機等設備。五、油脂庫及配件硐室（包括消防器材庫）1.布置：全煤巷布置于材料道上幫，從切眼向外每隔200m布置一組。油脂庫與配件硐室間距中-中12m，長度均為4m。共80米2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，周圍5米范圍內(nèi)巷道采用不可燃材料進行封閉，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。3.用途：油脂庫用于存放油脂及消防器材；配件硐室用于存放機電設

11、備常用及易損配件。六、集中膠帶機道延長1.布置：沿集中膠帶機道向西按6度上山掘進至井田邊界，長度為70米。2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其斷面形式及支護方式另行研究確定后，單獨編制。3.用途：擔負本110902、1208工作面掘進期間的進風、運煤、防塵、排水管路及生產(chǎn)電纜敷設等。七、回風上山1.布置：沿+535回風石門向西按10度上山掘進+550水平，落平掘進至井田邊界，總長度為244米（不含硐室）。2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其斷面形式及支護方式另行研究確定后，單獨編制。3.用途：擔負本110902、1208工作面掘進及回采期間的回風、軌道運輸?shù)?。第三?工作面生產(chǎn)

12、能力及生產(chǎn)系統(tǒng)工作面生產(chǎn)能力本工作面采用“三八”制循環(huán)作業(yè)：兩班半生產(chǎn)，半班檢修。每個生產(chǎn)班以完成一次采裝運支為一循環(huán)，一日7個循環(huán)。回采工藝順序根據(jù)工作面頂板情況分兩種：當頂板較完整時，工藝順序為：割煤移架移溜；當頂板較破碎時，工藝順序為：移架割煤移溜。煤機割煤高度3.0m，于是：一、產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）1.循環(huán)產(chǎn)量：Q循環(huán)=工作面凈長煤厚截深煤容重循環(huán)進刀數(shù)工作面回采率循環(huán)率=1503.00.61.3310.90.90=291(噸)2.日產(chǎn)量：Q日 =Q循環(huán)日循環(huán)數(shù)=2917=2037（噸）3.月產(chǎn)量：Q月 =日產(chǎn)量月平均生產(chǎn)天數(shù)=203730=6.11（萬噸）二、可采期1.日進尺：L日 =截

13、深每循環(huán)進刀數(shù)日循環(huán)數(shù)循環(huán)率=0.6170.9=3.78（m）2.可采期：T可采 =設計可采走向長日進尺=23623.78=625（天）第二節(jié) 生產(chǎn)系統(tǒng)一、運輸系統(tǒng)（一）運煤系統(tǒng)：工作面煤炭110902運輸?shù)兰心z帶機道集中膠帶機上山井底煤倉裝載機道主井原煤皮帶廊地面。1、工作面刮板輸送機運輸能力核算1）SGZ-764/400刮板輸送機輸送能力Q為800t/h，采煤機的生產(chǎn)能力Qc:Qc=60BHVc=600.63.01.334=576T/h800t/h符合要求。2）電機功率校驗2、工作面轉載機運輸能力核算SZZ764/160轉載機運輸能力為1100t/h，大于刮板輸送機運輸能力，符合設計要求

14、。3、運輸?shù)滥z帶輸送機能力核算STJ-1000/2*125，鋪設長度1200米，輸送能力為600t/h，共二部，滿足生產(chǎn)要求。（二）軌道運輸系統(tǒng)進料路線：地面副井+535主石門+535回風石門回風上山110902材料道工作面。到工作面運輸?shù)赖牟牧辖?jīng)外聯(lián)絡進入運輸?shù)馈；亓下肪€：與進料線路相反。二、通風系統(tǒng)新鮮風流路線：地面新風副井+535主石門集中膠帶機巷110902運輸?shù)拦ぷ髅?。泛風風流路線：工作面回風工作面材料道回風上山+535回風石門總回風上山總回風石門風井地面。通風能力計算：(1)采煤工作面按氣象條件確定需要風量，其計算公式為：式中： -采煤工作面需要風量，m;/min-不同采煤方式工作

15、面所需的基本風量，m3/min；-采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)，取1.5；采煤工作面傾斜長度調(diào)整系數(shù)，取1.3；-采煤工作面溫度調(diào)整系數(shù)，取1.4；= %式中： 采煤工作面適宜風速，從防塵角度考慮，取V采=1m/s;-采煤工作面最大控頂時斷面積，。= 采煤面最大控頂距*工作面實際采高-輸送機、支架（支柱）、梁子所占的面積（）按上述要求比較可得出該采煤工作面所需要供風量為1283.1（m3/min）考慮以上因素，該工作面配風為1283.1m3/min。工作面配風應當考慮溫度、采高的變化，以當月月度供風計劃為其所需要配風標準。初次放定期間風量可提高到1500m3/min左右。三、防塵系統(tǒng)（1）防塵水線路

16、：地面防塵水池+800緩沖水池+800總回風石門總回風上山煤倉上口施工道集中膠帶機上山集中膠帶機道110902運輸?shù)溃?10902材料道）110902工作面（2）防塵供水能力核算c）隔爆水棚加強架設要求水槽在巷道中安裝方式呈橫向吊掛式布置；水槽邊緣與巷壁、支架、頂板、構筑物之間垂直距離不得小于100mm，距頂梁（頂板）的垂直距離不小于1.0m；同一排（列）中水槽之間最小間隙不小于100mm；在傾向巷道中，安裝水棚時，棚子與棚子之間應用鉛絲拉緊，以免水槽晃動，并應調(diào)整水槽棚與支架連接構件，使槽面保持水平；每周至少檢查一次隔爆設施的安裝地點、數(shù)量、水量及安裝質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題應立即解決。四、防滅水及注

17、漿系統(tǒng)本工作面由于采用的是仰采工藝，生產(chǎn)用水及回采造成的淋水全部向工作面積聚，不設立專門的灌漿滅火系統(tǒng)，必要時采用防塵水控制煤炭自燃。在油脂庫等防火重點區(qū)域全部配置二個干粉滅火器，并同時設置砂箱。五、排水系統(tǒng)工作面的兩道清理干凈，不得堆存雜物，并且在工作面上下出口處準備好排水設備及排水管路。（1）排水路線：工作面及兩道水集中膠帶機道+535軌道石門中央水倉副井地面。（2）排水能力計算根據(jù)地質(zhì)說明書，工作面回采時最大涌水量為15m3/h，揚程H=50米，采用接力排水方式進行。選用QSBK7.5潛水泵進行排水。（3）排水管路選擇根據(jù)常用情況，選用50無縫鋼管進行排水，必要時將供水管路改為排水管路。

18、六、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)礦井安裝KJ90NB瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)一套，對工作面進行實時監(jiān)控，瓦斯傳感器分別安裝在工作面上隅角、110902材料道外口、110902運輸?shù)劳饪凇缶瘽舛?%，斷電濃度為1%（上隅角斷電濃度為1.5%）。斷電范圍為工作面內(nèi)及兩道有有電器設備。七、通訊系統(tǒng)工作面內(nèi)部采用通訊系統(tǒng)，與外部采用KTJ7礦用調(diào)度系統(tǒng)進行通訊。八、其它根據(jù)國家關于加強“三條生命線”建設的有關規(guī)定，工作面兩道安裝50壓風管路，并每隔50米設置一個瓦蘢，全長共計4724米。3、高壓開關的選擇高壓開關的形式應符合煤礦安全規(guī)程中規(guī)定的設備選用的有關要求，以及在國標礦山電力裝置設計規(guī)范中的有關規(guī)定。由于這3臺配電裝

19、置均設于采區(qū)變電所內(nèi)，按煤礦安全規(guī)程中規(guī)定要求，應選隔爆型。額定參數(shù)選擇煤礦井下設計技術規(guī)定中規(guī)定：井下移動變電站，動力變壓器高壓側應有短路，過負荷和無壓釋放保護；供給移動變電站的高壓饋電線還應有電纜監(jiān)視保護。國產(chǎn)千伏級配套產(chǎn)品PB2-6，BGP23-6型高壓防爆配電箱均符合要求；考慮運行維護方便，使用安全可靠，同時實現(xiàn)變電所干式化，真空化；我們選用BGP23-6型高壓防爆配電箱。移動變電站BGP23-6型高壓隔爆配電箱的選擇 配電裝置額定電壓：選定為6000伏 配電裝置額定電流應大于移動變電站的最大長時工作電流。移動變電站額定電流I1=Se2/（ ）=8002/（ 6）=154A計算工作面正

20、常時的最大工作電流Igmax已知: pe=1270(Kw) Ue=6(Kv)Kx=0.4+0.6200/1270=0.49， Cospj=0.7則:Igmax=Kxpe/( UeCOSpj)=0.491270/( 60.7) =86.32A滿足要求（三）保護整定及局部接地1、高壓開關的整定 (為計算方便編號為1#、2#,見供電圖)以下式中:Xz-整定值,Ie-高開的額定電流,Ig-負荷電流（1）過負荷保護的整定1#高開: Ie1=100A 則Xz=Ig/Ie=67.35/100=0.67取整定值:Xz=0.72#高開: Ie2=150A 則 Xz=Ig/Ie=66.8/150=0.445取整定

21、值:Xz=0.53#高開: Ie2=100A 則 Xz=Ig/Ie=64.5/100=0.645取整定值:Xz=0.7（2）短路保護的整定:1#高開:n（Iqe+KxIe）/KbIe=（1034+0.7（188+66+47.1）/5100=2.49取短路保護整定值:Xz=2.82#高開: n（Iqe+KxIe）/KbIe=（796+0.7（122.5+116.8+66.8+134）/5150=1.47取短路保護整定值:Xz=23#高開: n（Iqe+KxIe）/KbIe=（952.9+0.7146.6/5100+0.7(25.52+288+9.82+18）/8.7100=2.36取短路保護整定

22、值:Xz=2.52、低壓開關的整定A）1140V系統(tǒng)低壓開關的整定（1）1#變壓器二次總開關的整定過載整定: Iz =KxIe=0.63(2188+66+47.1)=308.13(A)取Iz=380（A）短路整定:Iz=Iqe+KxIe=1034+0.63(188+66+47.1)=1223.7(A)取Iz=1300（A）（2）2#變壓器二次總開關的整定過載整定: Iz =KxIe=0.558(2122.5+134+66.8)=267.48(A)取Iz=300（A）短路整定: Iz=Iqe+KxIe=796+0.558(122.5+134+66.8)= 976.4（A）取Iz=1000（A）其他啟動器過載整定按其額定電流值整定B)660V系統(tǒng)開關整定660V系統(tǒng)饋電的過載整定詳見供電系統(tǒng)圖，啟動器使用JDB保護，過載整定均按其額定電流值整定C）接地系統(tǒng)供電系統(tǒng)接地保護由局部接地極、接地母線、接地導線和接地引線組成。除兩道各設一局部接地極外，材料道泵站處另設一局部