综采工作面设计(共96页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上窗体顶端窗体底端窗体顶端窗体底端第一章 概 况第一节 工作面位置及井上下关系煤层名称3煤水平名称采 区 名 称首采区工 作 面名 称1301工作面地面标高(m)+41.0工 作 面标 高 (m)-468-594地面位置 该面位于工业广场东北701600m,从小屯村下穿过,开切眼位于小屯村以北650米。地面除小屯村外全部为农田,无其它建筑,在工作面正上方偏西80米有一排水沟,别无河流水体。井下位置及四邻采掘关系 该工作面是矿井的首采面,井下位于首采区胶带机下山以北,倾斜上方相距200285米的实炭区是F21支2断层,落差是040米的F13断层,倾斜下方为实炭区。回采对地
2、面设施的影响该工作面回采后地面沉降将会对小屯村民房造成不同程度的斑裂,特别是处于沉盆地拐点附近及老旧民房损坏程度会较大。全部回采后地表下沉量将达到1米以上。由于该工作面是矿井首采面,没有岩移资料,对地面设施的影响程度预计不准确。走 向 长( m )1750倾 斜 长( m )150储量(万吨)53.14回采长度(m)1175回采面积(m2)。工作面位置及井上下关系表 表1第二节 煤层本工作面设计开采煤层为3上层煤,通过地质资料分析和现场巷道、切眼掘进证实,该工作面范围内,煤层赋存稳定,煤厚变化不大,煤层平均厚度为7.2m,煤层以亮煤为主,少量镜煤和暗煤,玻璃光泽,煤岩类型为半亮、半暗型煤。具体
3、情况如表二所示。煤层情况表 表2煤层总厚(m)1.73.6煤层结构煤层倾角(度)8-112.39.5开采煤层3上硬度3煤种气 煤稳定程度稳定煤层情况描述该面煤3为气煤,总煤厚6.28.2m,平均7.2m,分上、下分层开采,上分层设计采高为3.6m,煤层结构复杂,中下部含一层炭质泥岩夹矸,平均厚约1.8m,煤层倾角在811之间,平均10,煤层普式硬度系数f=1.8。煤3为低灰至中灰、特低硫、特低磷、高挥发份及发热量,富油、中等粘结性的气煤。第三节 煤层顶底板煤层顶底板表 表3附图一:3111工作面地层综合柱状图(1:500)顶底板名称岩石名称厚 度(m)特 征基 本 顶粗、细砂岩8.6浅灰灰白色
4、,以石英长石为主,钙质胶结。 直 接 顶粉 砂 岩4.25深灰色,上部含少量泥质成份。伪 顶直 接 底泥 岩1.1灰色,泥质结构,块状,含少量植物碎片化石。老 底粉砂岩 细砂岩7.5深灰色,含丰富的植物根化石,具磨擦镜面,含大量泥质条带。第四节 地质构造一、断层情况以及对回采影响:该面煤岩层基本构造形态为一小背斜(张庄背斜),背斜西翼走向105,倾向15,煤岩层倾角平均10;背斜东翼走向168,倾向78,煤岩层倾角平均10;根据巷道的实际揭露资料,工作面内构造比较简单,除面北部的巷道揭露断层情况表 表4DF12和西部的F29断层外,只在工作面切眼上部揭露一条落差1m的正断层f1,对工作面的正常
5、回采影响不大,另根据物探资料,在工作面中部有一条落差03m的正断层,对工作面的正常回采有一定的影响,在回采过程中预计还会揭露个别小断层。巷道揭露及物探探明的断层情况详见下表:构造名称走向()倾向()倾角()性质落差(m)对回采的影响程度F29727816216870正断层014有较大影响DF12115117252775正断层08有影响DF81415160正断层03有影响f15914960正断层1.0影响不大f28217265正断层1.0影响不大f36715765正断层2.6影响不大二、褶曲情况及对回采影响根据现有地质资料,本面基本上无褶曲影响。三、其它因素对回采影响根据现场工作面掘进巷道实际观
6、察,工作面没有陷落柱和火成岩侵入。附图二:1、3111工作面煤层底板等高线平面图(1:1000)2、3111工作面皮带顺槽下帮、轨道顺槽上帮、切眼西帮巷道素描图(1:500)第五节 水文地质情况一、含水层分析影响回采的含水层主要有3煤顶、底板砂岩裂隙含水层和3煤底板三灰岩溶裂隙含水层。1、3煤顶、底板砂岩裂隙含水层根据副井实测资料,3煤顶板砂岩含水层累计厚度为29.1m,分为两段:第一段位于3煤以上4.6m,厚度为15.6m;第二段位于煤3以上26.15m,厚度为8.9m。3煤底板砂岩含水层厚36.18m。根据地质报告资料,单位涌水量0.02270.0483 L/s.m,富水性弱,另据3115
7、面顶板音频电透视资料,顶板砂岩50m范围内裂隙水有富水性不均一的特点,3115面回采前顶板砂岩水单孔水量19.6 m3/h,回采期间未出现顶板砂岩水涌水现象,-750m水平以上顶板砂岩水基本疏干,在3115面中部施工2个顶板砂岩放水孔,单孔水量均小于1.5 m3/h。水压4.0MPa,3煤顶板砂岩水单孔涌水量0.5 m3/h。计算-750m水平以下顶板砂岩水水量如下: 1.366K(2S-M)M-h2 Q=-=1822m3/d=76m3/h LgR/r上式中各参数取值如下: K=0.05544m/d; S=400m; M=36m;h=0; r=F/3.14 = 18800/3.14 =77(m
8、);R=10S K +r = 10400 0.05544 +77 = 1018.8(m)2三灰含水层三灰含水层厚度3.27.35m,平均6.25m,上距3煤51.13m,属岩溶裂隙含水层,据精查地质报告,单位涌水量q=0.01210.1338 L/s.m,经钻探证实,三灰含水层具有水压高(最高水压6.7 MPa)、富水性弱且不均一的特点,一采区内三灰单孔水量为125 m3/h,易疏干。3115面回采期间三灰未有出水现象。该面施工的三灰观测孔单孔水量2.5 m3/h,水压4.5 MPa。三灰“突水系数”计算:Ts=P/(M-Cp)=0.135 MPa/m上式中各参数取值如下:P=5.54 MPa
9、;M=51.13m;Cp=10m;二、其它水源分析工作面东侧250m为F10断层,落差大于180m,3煤顶底板砂岩含水层及三灰与F10断层下盘十下灰及奥灰含水层间距缩小有对口的可能。根据精查地质报告中L4-11、L4-12钻孔抽水试验资料,在浅部为含水微弱的阻水断层。该面切眼距F10断层250m,远大于100m的防水煤柱,F10断层不会对该面的回采造成影响。三、涌水量该面正常涌水量为钻孔放水及生产用水计10m3/h,最大涌水量为顶板砂岩水、三灰水及生产用水之和为116m3/h。第六节 影响回采的其他因素一、影响回采的其它地质情况 影响回采的地质情况表 表5瓦 斯0.871m3/t,属低瓦斯煤层
10、。CO20.140 m3/t 煤尘爆炸指数具有爆炸危险性,煤尘爆炸指数无资料煤的自燃倾向性易自燃,发火期为3-6月。地温危害无资料。冲击地压危害无资料。二、冲击地压和应力集中区: 1由于目前尚无可靠地压资料,要注意初压、周压及回采期间加强工作面及两巷支护管理,特别是构造发育地段。 2该工作面回采过程中应做好探煤厚工作。 3该面位于张庄村、方道沟、王庄、赵庙、郝垓村保护煤柱内,建议做好村庄搬迁工作;并在该面推采期间搞好地表沉降观测,发现情况及时汇报有关部门。第七节 储量及服务年限一、储量工业储量:t 回采率:95 可采储量:t二、采煤工作面服务年限工作面服务年限可采推进长度月设计推进长度1175
11、(30.830)16.4个月第二章 采煤方法第一节 巷道布置一、采区设计、采区巷道布置概况一采区是梁宝寺煤矿建井投产第一个采区,该一采区位于工业场地西南,采区东西走向长3.6KM,南北倾斜宽约2.4KM,面积8.64KM2,含煤1层,煤层倾角2O12O,一般10O以下,煤层厚度1.075.94M,采区地质储量2441.4万吨,工业储量1548.6万吨,可采储量1161.4万吨,采区东翼构造较复杂,西翼构造稍简单,采区地面村庄11个,采区3上煤层以中厚为主,局部较薄,断层走向以东西为主,宽缓褶曲发育,适宜综采生产。根据采区煤层赋存特点及构造特征,采区巷道布置采用走向长壁采煤法的采区巷道系统布置。
12、沿采区中部布置一组(三条)上山,分别为轨道、胶带运输机及专用回风上山。上山间距35m,上山两侧各留70m煤柱,考虑到辅助运输要求,轨道上山沿3煤层底板布置,胶带运输上山及回风上山沿煤层布置。沿走向布置工作面顺槽,顺槽与上山之间采用中部车场、联络斜巷等方式联络。二、工作面轨道顺槽、运输顺槽:3111工作面轨道顺槽(进风巷)、皮带顺槽(回风巷)均沿走向布置、沿煤层顶板掘进;两巷均采用锚杆配合锚索支护方式,矩形断面,两巷净宽均为4m,净高均为3m,巷道净断面积12.0m2。顶部锚杆采用18螺纹钢树脂锚杆长度2100mm,间排距为0.8m0.8m,帮部锚杆间排距为0.8m0.85m,顶板每间隔2.5m
13、打一组锚索,排距1.2m,锚索采用15.4钢绞线锚索,长度6000mm,锚固剂采用Z2350型锚固剂。皮带顺槽巷道局部遇断层破碎带等地质构造处在缩小锚杆间排距同时又间套工字钢架棚支护提高支护强度。两巷使用钢筋体采用12钢筋加工,钢筋网采用6mm钢筋冷拔焊接加工而成经纬网,规格2300900mm和1600900mm两种,网孔规格为8080mm。3111工作面轨顺巷道内布置有108防尘管路一趟,该巷用于工作面进风和运料。并在距工作面80m处巷道下帮靠工作面侧设置移动变电站、泵站列车等设备。皮带顺槽内布置有108防尘管路、注浆管路一趟及束管监测管路等管线,巷道用于工作面回风和运煤,配备设备有转载机、
14、胶带运输机等。轨道顺槽以北位置掘进一条为生产期间专用的泄水巷道,以排放砂岩含水层涌水满足生产需要。三、采煤面切眼切眼位于轨道顺槽、运输顺槽最低部,沿煤层顶板推进,初掘时为矩形断面,与两顺槽施工断面、支护型式相同,刷大部分宽3m、锚网配合锚索支护。切眼净宽7m,净高3m,断面积21。四、联络巷联络巷为全岩施工,见煤后穿煤层施工,找煤层顶板后沿煤层顶板施工,采用拱形锚喷及梯形工字钢棚支护,架棚距500mm,上净宽2960mm,下净宽4100mm,净高3000mm,净断面积10.6m2,两帮及顶部采用6mm钢筋网护顶帮,其规格500720mm,网孔规格为8070mm。五、峒室及其它巷道布置在该面切眼
15、中部布置采煤机组装峒室,深1.5m,长15m,高2.8m,采用锚杆配合锚索支护顶板,其锚杆、锚索间排距与切眼施工方法形式相同。 附图三:工作面位置及巷道布置图:第二节 采煤工艺一、采煤工艺该工作面采用走向长壁采煤法。使用双滚筒采煤机割煤,采高3.6m,后退式回采,全部垮落法管理顶板,割煤深度0.8m,循环进尺0.8m。采煤机上(下)行割煤,追机移架,即割煤移架中部斜切进刀推移运输机。二、采煤方法:1、采煤机进刀方式:本工作面采用中部斜切进刀。操作过程为:采煤机割煤至工作面左端头时,其后输送机移至煤壁,反向割煤至工作面右端,移直输送机,采煤机自工作面中部开始割煤至工作面左端,工作面右半端输送机移
16、近煤壁,恢复初始状态。附图四:采煤机进刀方式示意图。2、采煤机正常切割:采煤机正常割煤长度60m,割煤速度3.1m/min,采用前滚筒在上部,后滚筒在下部的方式。3、落、装、运煤方式:本面采用MGTY400930-3.3D型双滚筒电牵引采煤机割煤。割煤前沿工作面方向联好塑料网,并将网吊起。割煤时采煤机滚筒配合工作面运输机前移装煤,运输机运煤至转载机和胶带运输机。4、移架、推移运输机移架:采用及时拉架方式,追机作业,正常情况下,移架滞后采煤机后滚筒不超过6架;顶板破碎及片帮时可及时拉架或将伸缩梁伸出及采取拉超前架方法来控制顶板,拉架步距0.8,并按照先移架、后移运输机的顺序进行。推移运输机:移架
17、后顺序推移运输机,自端部每次进刀后向上(下)割炭、跟机推移运输机,推移运输机滞后采煤机后滚筒12-15架,其中弯曲段长度不得小于20m,弯曲段要均匀过渡,推移运输机步距0.8m。三、工作面正规循环生产能力Q循环LSMRC950.83.61.4095363.0t其中:Q1循环每个循环产量,t; L工作面长度,取95m;S工作面每刀截深,0.8m;M-采高,m,取3.6m;R煤的容重,t/m3,取1.40 t/m3;C-工作面回采率,取951、工作面日产量:日产量Q循环936393267t根据工作面长度及本矿生产实际,工作面铺网按每班3个循环组织生产,每日9个循环。2、工作面月产量月产量30326
18、798010t第三节 设备配置一、采煤机选用MG300700AWD1型交流电牵引采煤机一部。主要技术参数:截深:800mm 采高:1600-3200mm牵引速度:0-7.7-12.8m/min 适应角度: 40总装机功率:678.5KW 截割电机功率为:2300KW额定电压:1140V 冷却方式:水冷截割速度:3.1m/min 滚筒直径:1600mm二、液压支架的主要技术特征基本液压支架:型号:ZY4001532型支架 支撑高度:1500-3200mm工作阻力:4000KN 移架步距:800mm初撑力:3090KN三、运输设备1、工作面刮板运输机:一部型号:SZG800800型中双链刮板输送机
19、 链速:1.31m/s电机功率:2400KW 中部槽尺寸:1500800310mm运输能力:1500t/h 电压:1140V冷却方式:水冷2、转载机:一部型号:SZZ800250型中双链转载机 链速:1.54m/s电机功率:250KW 运输能力:1800t/h 电压:1140V冷却方式:水冷 长度:40m3、破碎机:一部型号:PLM2000型 电压1140V 破碎能力:1800t/h电机功率:160KW4、顺槽皮带机:1部型号:SDJ-120/150/3250S 带宽:1.2m带速:3.15m/s 电机功率:250KW2运输能力:1500t/h 电压:1140V5、辅助运输设备选用1.5吨矿车
20、和车盘,牵引设备其3部绞车主要技术参数见下表:表6型 号牵引力(KN)绳 径(mm)容绳量(m)绳长(m)坡 度()提 升重 量绞车固定JDHB-20A200/3124406300418地锚加四压两趄JDHB-20A200/31262243002018地锚加四压两趄SQ-1200/75B8022100095021018地锚加四压两趄附图五:3111工作面设备布置示意图第三章 顶板管理第一节 支护设计一、液压支架所需支护强度计算:1、用估算法确定:PMR(K1)N9.810-33.82.7(1.3-1)2.29.810-30.74(MPa)式中:P支架支护强度M最大采高,取3.8mR煤层顶板岩石
21、容重,取2.7tm3K顶板岩石碎胀系数,取1.3N考虑老顶周期来压不均衡的安全系数,取2.2,2、按经验公式计算:PAMR9.810-383.82.79.810-30.804(MPa)式中:A顶板岩柱相遇采高的倍数,取8。3、选择工作面支护强度:0.74MPa0.804MPa 因此工作面支护强度应大于0.804MPa4、支护设备选择3111综采工作面选用基本架ZZ6200/17/38型支架59组,上下两端头各配置3组ZZG6200/23/35型端头支架。全面共计65组支架,从上端头至下端头一次编号1-65号支架。根据以上计算结果,结合煤层采高,综采面选用ZZ62001738型支撑掩护式液压支架
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