综合采矿工作面设计指南.docx

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1、HNUU永煤集团企业永华能源一矿2201综采工作面设计编号：综2201-1号设计人员：年月日生产科长：年月日总工程师：年月日第一章工作面简介2201工作面原为炮采工作面，根据生产形势需要，现变更为综采综放工作面。本工作面开采二I煤层，工作面内煤层平均厚度为4.2m,综采切眼以东剩余可采储量为96万吨，本工作面服务年限为21个月；本工作面走向长度为1070m,倾斜长度为150m,采用走向长壁所有垮落法回采。在二】煤层底板约IOmWL7灰岩中下部掘进2201轨道集中巷及2201皮带集中巷，集中巷每隔15Om掘石门（联巷）揭煤。工作面支架型号为ZF2200/16/24,采高为2.2m；采煤机为MG1

2、32/320-WD双滚筒采煤机，前后刮板输送机长度均为150m；2201轨道集中巷为进风巷及材料运送巷道，2201皮带集中巷为回风巷及煤炭运送巷。截止2023年5月底,2201轨道集中巷已掘进145Om,剩余390m；2201皮带集中巷已掘进131Om,剩余510m；2201工作面已回采420m。第二章地质概况一、采区内煤层赋存状况2201综采工作面地面标高为+328.2m+448.7m,地面为雷坡农田。本工作面内有7209号钻孔,见煤标高为一68.19m,煤厚为5.2m。工作面地面南部为雷坡村，北部为尚未开采的2203工作面，东部为井田边界，西部为双塔农田。根据工作面及其附近钻孔资料可知，二

3、I煤层赋存于山西组下部的J大占砂岩之下，煤层底板下距L,灰岩顶IOnI左右，煤层顶板上距田家沟砂岩底71.21m,二I煤层构造简朴，局部含砰12层，夹肝多为泥岩、炭质泥岩。煤层产状：走向近东西，向北倾斜，倾角12-20,平均倾角15。煤层沿走向和倾向方向，具有短距离增厚变薄，具有经典的“鸡窝”状特性。局部不可采，煤层赋存基本稳定。二、煤质1、煤质的物理性质二I煤层为黑色、条痕灰黑色，粉状及鳞片状产出，属半亮型煤。由于后期构造作用影响，煤层原生构造均受到破坏，展现为层间挤压、揉搓地构造煤,具擦痕及摩擦镜面。二I煤层的平均视密度为1.5tm3,孔隙度为712%。静止角27度,摩擦角35.7度,散煤

4、容重0.954tm3o2、煤层的化学性质属于低中灰分、低硫、中磷、高热值无烟煤。根据有关化验成果平均分析，二I煤平均灰分16.79%,含硫0.53%,含种0.014%,挥发份3.86%,发热量28.3町kgo三、瓦斯及煤尘矿区范围内煤层由于受嵩山断层的影响，赋存条件较差，浅部煤层露头也是瓦斯逸散的重要通道，浅部瓦斯含量较小，深部相对较高,根据2023年度矿井瓦斯等级鉴定，相对瓦斯涌出量0.25m7t,绝对瓦斯涌出量021k1nin,为低瓦斯矿井。根据煤炭科学研究总院重庆分院提供的煤炭自燃倾向鉴定汇报和煤尘爆炸性鉴定汇报，二I煤层自燃倾向等级为三类，属不易自燃煤层，煤尘爆炸指数为4.9现，无爆炸

5、危险性。四、水文地质1、重要含水层：本工作面内重要含水层有上寒武统灰岩含水层，该层平均厚度260m,溶洞、溶隙发育，单位涌水量0.00061L437Ls.m0奥陶系灰岩含水层，重要为中奥陶统马家沟组石灰岩，该含水层的富水性极不均一，最小涌水量0.0061Lsm,属岩溶裂隙承压水，距二煤层底板5060m。石灰系太原组灰岩含水层，重要有太原组上段、下段灰岩构成灰岩厚度一般在IOm左右，该含水层一般富水性较弱，且不均匀，该层距二煤底板砂岩界一般IOln左右，属二I煤层底板直接充水层。二叠系山西组砂岩含水层，以大占砂岩和香炭砂岩为主，裂隙不发育，平均厚度30m左右，为二I煤顶板直接充水层。2、重要隔水

6、层本区重要隔水层有石炭系本溪组铝质岩、铝质泥岩隔水层，该层平均厚度9.08m,层位稳定，岩性致密，隔水条件良好，正常状况下可以制止奥陶系灰岩水和寒武系灰岩水进入矿井，但该区有铝窑开采，遭到破坏，也许失去隔水作用。二I煤层底板隔水层，该层重要由砂质泥岩、泥岩构成，厚度一般IOnI左右，厚度较稳定。二I煤顶板隔水层，该层重要由泥岩、砂质泥岩等构成，透水性极差总厚度一般在30m左右。第三章工作面设计在2201轨道集中巷75Om处巷道北帮，以方位角351014,44掘进5#石门，揭煤后继续沿煤层底板以原方位角掘进综采工作面切眼，切眼长150m；在2201皮带集中巷74Om处巷道北帮以坡度+15。掘进5

7、#联巷，揭煤后以方位角753338掘进50m与综采切眼贯穿，形成通风系统。在2201轨道集中巷870m处以方位角3511444掘进6#石门，揭煤后以方位角254331掘进2201综采工作面上顺槽6#段,掘进120m后与综采切眼贯穿;在2201皮带集中巷940m处巷道北帮以坡度+15掘进6#联巷，揭煤后以方位角254331掘进2201综采工作面下顺槽6#段，掘进150m后与综采切眼贯穿。在2201皮带集中巷6#联巷以东每隔15Om以坡度+15。掘进联巷，揭煤后向西掘进综采面下顺槽；在2201轨道集中巷6#石门以东每隔15Om掘进石门，揭煤后向西掘进工作面上顺槽。一、巷道断面设计（一）2201皮带

8、集中巷断面设计2201皮带集中巷断面为矩形，净宽为3000mm,净高为2400mm,净断面为7.2m2；巷道采用锚网喷浆支护，喷厚为100mm。（断面设计见图1所示）图12201皮带集中巷断面（二）2201轨道集中巷断面设计巷道断面为梯形，净宽为3000mm,净高为2400mm,净断面为7.2m2；巷道采用喷浆支护，喷厚为100mm。（见图2所示）图22201轨道集中巷断面（三）2201综采面上下顺槽断面设计2201上下顺槽均采用净口4.2m的36U型钢支护，棚距为中见中0.5m；巷道上部为半圆拱，下部为梯形，半圆拱半径为2.1mo巷道设计净宽（拱基线处）4.2m,下宽4.4m,净高3m,柱窝

9、深0.2m,内扎角85,巷道净断面11.1m2；掘进宽度（拱基线处）4.6m,掘进高度3.4m,掘进断面积12.3m2o详见2201综采工作面上下顺槽巷道断面图。图32201上下顺槽巷道断面图（四）2201综采面切眼断面及扩帮后断面设计切眼掘进时支护采用3.6m冗型钢梁和DW18-300/100型单体液压支柱二梁八柱对棚支护，棚距为中见中0.6m。切眼断面为矩形，净高2.5m,净宽3.2m,巷道净面积8?,掘进宽度3.8m,掘进高度2.8m,掘进断面积10.64m2详见图42201综采切眼掘进时支护断面图。图42201综采切眼掘进时支护断面图支架安装前需扩帮刷大断面，刷帮后巷道净宽6m,净高2

10、.5m,净断面为15m2,掘进宽度6.6m,掘进高度2.8m,掘进断面为18.48m2o详见图52201综采切眼刷帮后支护断面图。图52201综采切眼刷帮后支护断面图第四章回采工艺设计工作面长150m,按采煤机牵引速度3mmin计算，割一刀需时50分钟，采煤机的开机率0.30.45之间，日循环4刀，两班生产一班检修，因此实际开机率为0.32,循环进度为0.6m,日循环进度为2.4m,即工作面推进速度为2.4m天，每月按25天计，月推进度为60m月，每年按300天计，年推进度为720m年。采煤机重要技术参数见表1。一、采煤机的工作方式1）采煤机的工作方式由于采区内煤层赋存稳定倾角较缓因此采用采煤

11、机双向割煤，追机作业，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，在工作面端头斜切进刀，上行下行均割煤，来回一次进两刀；采煤机过后移架，后推移刮板输送机，两工序分别滞后采煤机后滚筒510m和1015m02）进刀方式采用割三角煤工作面端部斜切进刀方式（见图6）进刀过程如下：a.当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处留有一段下部煤（见图a）；b.调换滚筒位置，前滚筒降下，后滚筒升起，并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止，然后将输送机移直（图b）；C.再调换两个滚筒上、下位置，重新返回割煤至输送机机头处（见图书馆C）；d.将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上、下滚筒，返程正常

12、3）回采工艺a.回采工艺流程：采煤机割煤一一移架一一推前部运送机一一放顶煤一一移后部运送机b.装运煤：装煤：在采煤机截煤的同步，运用滚筒螺旋龄片和弧型挡煤板自动将煤装入刮板运送机；余煤由产煤板随移溜铲入刮板运送机；C,移架方式:移架采用滞后煤机后滚筒35架追机次序移架，移架步距为600mm,追机移架速度赶不上煤机运行时，必须停采煤机移架；d.移运送机：移运送机应滞后煤机不少于10m,沿移架方向逐架次序移动刮板运送机。二、工作面运煤工作面运煤方式：工作面倾角小，采下的煤由刮板输送机经转载机和胶带输送机把工作面的煤运至地面煤堆。表1MG132/320-WD采煤机技术参数表项目技术特性单位型号MG1

13、32/320-WD滚筒直径1400mm截深600nun滚筒转速46r/min采高范围14002500mm工作面倾角35o煤质硬度3f总装机功率325Kw摇臂回转中心距5800mm过煤高度328nun卧底量（中部）212mm牵引形式一拖二机载交流变频调速牵引速度07m/min额定牵引力313KN整机重量22T工作面运煤机械A.刮板输送机选型原则：目前使用的刮板链有三种：边双链、中单链和中双链。本工作面刮板链选用中双链。刮板输送机的输送能力应不小于采煤机的最大生产能力，一般取1.2倍。输送机中部槽日勺构造选用闭底式。B.刮板输送机选型：根据以上原则，以及与采煤机的配套原则，使用SGZ-630/32

14、0型刮板输送机，其技术特证见表2表2SGZ-630/320型刮板输送机特性表项目技术特性单位型号SGZ-630/320运送能力450t/h设计长度200m出厂长度150m型号YBS-160电动机功率160Kw电压1140/660V中部槽规格1500630X252mm刮板间距920nun刮板链型式中双链制造厂家永成煤电集团企业机电制修厂三、工作面支护1.工作面内的）支护支护方式工作面的支护选用支撑掩护式支架，完毕对工作面的支撑、护帮、支架前移，以及推移工作面刮板输送机等一套动作。支架选型原则：支架选型应符合如下几种原则A.支护强度与工作面矿压相适应B.支架构造与煤层赋存条件相合用C.支护断面与通风规定相合用D.液压支架与采煤机、输送机等设备相匹配液压支架的选择：本顶板基顶来压周期不明显，有移位现象，具有较大的剪切阻力,压力大且顶板破碎，介于以上原因应选用支撑掩护式支架。由公式：P=KLarlinhliLikiCosaK动压函数取1.61.a支架宽度L25m架rli跨落带中第1层基顶分层及附加岩层容重取25KNm3hli跨落带中第十层基顶分层及附加岩层厚度41.lki跨落带中第I层基顶分层的岩地长度，IOma煤层倾角，16P=1.61.2525410Cos16=1538（KN）根据三机选型配套原则，选择ZF2200/16/24型液压支架，其工作阻力为2200KN,经计算，P不