2127综采工作面开采设计说明书

2127综采工作面开采设计说明书1工作面地质概况2127工作面位于吕家屯村南约1公里处。井下位置位于F19断层和主暗斜井延伸之间，西2123工作面650M，工作面运输巷紧靠近矿区边界线。该工作面周围无采动情况，工作面南侧有两条巷道，即二水平轨道下山和皮带下山。2工作面地质及水文地质情况21地质构造情况由于邢东矿下水平钻孔稀少，所以在2003年初在下水平搞了三维地震勘探，从首采区的地震资料来看可靠性不大，下水平地震资料可靠性怎样有待揭露验证。工作面涉及的断层共3条，以下列表说明构造名称走向倾向倾角性质落差（M）可靠程度SF73012067正017M不可靠F2213012059正H煤厚不可靠F227016059正045M可靠22工作面回采对地面建筑物的影响2127工作面大部分储量在大色庄村庄保护煤柱内，通过矿与唐山研究院合作，计算得2127工作面在不同长度下回采完毕后对村庄的影响如下表所示倾斜MM/M水平变形MM/M纵向（东西）横向（南北）开采顺序2127工作面开采宽度最大下沉MM纵向（东西）横向（南北）拉伸压缩拉伸压缩宽155M300080061080062宽130M200050040060040宽120M170040040050035宽100M1104N430120（M3/MIN）式中Q掘掘进工作面需要风量，M3/MIN；N掘进工作面同时工作的最多人数，为30人；4每人每分钟供风量不少于4M3/MIN；4）岩巷掘进按一次爆破所需炸药量计算Q掘25A259225（M3/MIN）式中Q掘掘进工作面需要风量，M3/MIN；25每千克炸药爆破后，需要供给的风量为25M3/（MINKG）；A一次爆破炸药最大用量，为9KG。5）局部通风机选型根据上述掘进工作面需要风量计算,局扇采用1台吸风量Q扇250M3/MIN的230KW的对旋风机（单级运转）。6）按风速进行验算15S掘Q掘240S掘式中S掘掘进工作面的断面积，140M2；即15140Q掘240140210Q掘3360，M3/MIN掘进工作面采用230KW的对旋风机能满足风量和风速的要求。（2）局部通风机的安设2127运料巷、2127运输巷供风均安设230KW的对旋风机（单级运转），并各备用1台230KW的对旋风机，主、备风机实行“双风机、双电源”，风机电源自动转换，均选用800MM柔性风筒，风机安在轨道下山临时水仓以上顶板完好处，距回风口不小于20米。（3）掘进风流线路鲜风流2127运料巷掘进时新鲜风流副井760轨道大巷副暗斜井980车场二水平轨道下山（经局扇压入）2127运料巷掘进头2127运输巷掘进时新鲜风流副井760轨道大巷副暗斜井980车场二水平轨道下山（经局扇压入）2127运输巷掘进头乏风2127运料巷乏风风流2127运料巷二水平皮带下山主暗斜井皮带大巷主井2127运输巷乏风风流2127运输巷二水平皮带下山主暗斜井皮带大巷主井、（4）掘进监测系统掘进期间在2127机电硐室处安设监测分站，分别在2127运料巷及运输巷安设迎头甲烷及回风甲烷。832回采通风系统Q采Q基本K采高K采面长K温5901510100885（M3/MIN）式中Q采采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；Q基本不同采煤方式工作面所需的基本风量，M3/MIN；Q基本60工作面控顶距工作面实际采高70适宜风速（不小于1M/S）603738701606（M3/MIN）K采高采煤工作面采高调整系数，采高大于25M取15；K采面长采煤工作面长度调整系数，采长为80150M取10；K温采煤工作面温度调整系数，采煤工作面空气温度为1820，取100。2）低瓦斯矿井的采煤工作面按瓦斯涌出量计算Q采100Q采KCH410012119143（M3/MIN）式中Q采采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；Q采采煤工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量，12M3/MIN；KCH4采煤工作面瓦斯涌出不均衡通风系数，（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值，为119）。3）低瓦斯矿井的采煤工作面按二氧化碳涌出量计算Q采（100/15）Q采KCO2（100/15）0610140（M3/MIN）式中Q采采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；Q采采煤工作面回风巷风流中二氧化碳的平均绝对涌出量，06M3/MIN；KCO2采煤工作面二氧化碳涌出不均衡通风系数，（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量与月平均日二氧化碳绝对涌出量的比值，为101）。4）按工作面温度选择适宜的风速进行计算Q采60V采S采6010126756（M3/MIN）式中Q采采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；V采采煤工作面风速，（根据采煤工作面空气温度20）取10M/S；S采采煤工作面的平均断面积，为126M2。5）按采煤工作面同时作业人数计算Q采4N41664（M3/MIN）式中Q采采煤工作面实际需要风量，M3/MIN；N采煤作面同时工作的最多人数，为16人；4每人每分钟供风量不少于4M3/MIN。综上所述，采煤工作面风量取最大值为909M3/MIN。6）按风速进行验算15SQ采240S，M3/MIN即15126Q采240126189Q采3024，M3/MIN采煤工作面的风量满足风量和风速的要求，即Q采885M3/MIN。（2）备用工作面的需要风量备用工作面应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50。1）备用工作面按瓦斯涌出量计算Q备100Q备KCH410002512932（M3/MIN）式中Q备备用工作面实际需要风量，M3/MIN；Q备备用工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量，025M3/MIN；KCH4备用工作面瓦斯涌出不均衡通风系数，（正常条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值，为129）。2）备用工作面按二氧化碳涌出量计算Q备（100/15）Q备KCO2（100/15）0310220（M3/MIN）式中Q备备用工作面实际需要风量，M3/MIN；Q备备用工作面回风巷风流中二氧化碳的平均绝对涌出量，03M3/MIN；KCO2备用工作面二氧化碳涌出不均衡通风系数，（正常条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量与月平均日二氧化碳绝对涌出量的比值，为102）。3）按备用工作面温度选择适宜的风速进行计算Q备60V备S备60189534（M3/MIN）式中Q备备用工作面实际需要风量，M3/MIN；V备备用工作面风速，（根据备用工作面空气温度20）取1M/S；S备备用工作面的平均断面积，为89M2。4）按备用工作面风量不得低于采煤工作面实际需要风量的50进行计算Q备1/2Q采1/2909455（M3/MIN）故备用工作面风量Q备534M3/MIN。（3）回采风流线路（新风）副井760轨道大巷副暗斜井980车场二水平轨道下山2127运料巷2127面工作面（乏风）2127运输巷二水平皮带下山主暗斜井皮带大巷主井（4）通风防尘设施防尘水管、水幕、防爆水袋、架间喷雾、转载点喷雾、机组内外喷雾、机组负压降尘装置、瓦斯检测仪、自动报警仪等。（5）工作面监测系统回采期间在工作面机电硐室处安设监测分站，在2127运料巷距离工作面5米处安设迎头甲烷，在2127运输巷距离回风口1015米处安设回风甲烷。在运料巷进风处安设风速传感器，在2127运输巷距离回风口1015米处安设温度及一氧化碳传感器。84供水系统841排水路线及水源掘进供水地面井筒760轨道巷副暗斜井980车场（大巷）二水平皮带下山2127各掘进头回采供水地面井筒760轨道巷副暗斜井980车场（大巷）二水平轨道下山2127运料车场2127工作面水源安置在地面842工作面所需水量预计根据2127工作面巷道工程量及所用设备分析，2127工作面所需水量预计50M3/H，其中皮带输送机10M3/H、工作面转载机和溜子10M3/H、采煤机20M3/H、喷雾10M3/H。843供水设备选型冷却水通过供水管直接输送到用水设备，喷雾通过喷雾泵输送；根据生产需要，选用BRW20/45型喷雾泵。844供水管路敷设及用量根据供水能力需要，供水管路采用78MM供水管，供水管路准备2000米。85排水系统851排水路线根据2127地质平面图及矿主、副暗斜井实际揭露情况，在低洼处做水窝安设水泵，分别为2127运输巷皮带下山980车场二水平水仓回风斜井轨道大巷井底水仓地面。2127运料巷轨道下山980车场二水平水仓回风斜井轨道大巷井底水仓地面。2127运输巷（运料巷）部分段为下山掘进，所以掘进过程中要求水泵及排水管路跟头掘进，保证排水能力不低于100M3/H。852工作面涌水量预计根据2123工作面掘进及回采阶段涌水量大小，分析2127工作面水文地质条件，预计该工作面掘进正常涌水量10M3/H，最大涌水量50M3/H。853排水设备的选型及管路直径的选取经过计算，排水能力不低于200M3/H，选用排水设备选用MD85457，排水管路直径为108MM两趟。854排水管路敷设及用量经计算，2127运输巷长度为894米，运料巷长度为658米，因此直径108MM的排水管路用量为3104米。铺设高度要求巷底以上10米。86供电系统861工作面机电设备概况2127工作面高压分别由980采区变电所副暗延伸供到工作面移动变电站，移动变电站降压后供至工作面各用电设备。2127工作面使用MG500/1130WD型采煤机落煤，工作面运输机采用SGZ800/500，转载机选SZZ800/200型，破碎机选PCM160型，皮带采用DSP1080/1000型皮带。工作面主体支护设备是ZY500025/50型液压支架，端头使用ZY480025/50A型端头支架支护，上下巷20米内使用型单体超前支护；供液方式为三泵两箱（其中一套备用），乳化液泵型号为BRW200/315，供液管为2寸壁厚4MM无缝钢管，回液管为2寸壁厚2MM无缝钢管。运输巷至主暗延伸方向左侧铺设道轨，右侧铺设皮带机。工作面巷道低洼处使用风泵排水；有两套备用水泵防水。用80泵通过2寸管向机组提供降尘水；机组、溜子等电机冷却水、运输巷防火用水由3寸水管提供。运料巷设一趟3寸水管作为防火降尘管路。工作面运料巷、运输巷各设一趟3寸风管和4寸排水管。862负荷统计主要综采设备负荷统计名称型号数量功率KW电压V额定电流IEA启动电流IQA采煤机MG500/1130WD1113033003001080破碎机PCM1601160114010055525刮板机SGZ800/50012125/250114098/1509536/825转载机SZZ800/2001100/200114064/1225381/796皮带机DSP1080/1000321601140115690乳化泵BRW200/31533125660144936喷雾泵MRB125/351456604863402回柱车JM142218566023100调度车JD25882566031120合计3300V1130KW1140V1180KW；660V657KW注额定电流、启动电流项中“”表示多电机同时启动、运行；乳化泵最多运行3台。863供电设备选型（1）选择变压器1选择二次电压为1200伏的变压器S1340（KVA）COSPNKX70134S所需变压器容量；PN各用电设备功率之和；KX需用系数,综采工作面为07；COS平均功率因素，综采工作面为07考虑到供电距离长，压降大，结合我矿变压器实际情况，决定选择两台KSGBY1000/12型移动变电站，其主要参数为功率1000KVA、变比6/12、。2选择二次电压为0伏的变压器S（KVA）COSPNKX7014选择两台KSGBY00/069型移动变电站，其主要参数为功率00KVA，变比6/69，、3300W。（2）拟定供电系统见“2127工作面供电系统图”（3）选择电缆1）选择机组、破碎机电缆1移变300Z组合开关电缆IGIE机组IE（破碎机）21235224910053971A选95MM电缆两趟并联，型号为UPQ1140395125，其允许载流量为IR2260520A3971A机组线IG213AJCOSUEPKX2310801437KX为需用系数；COSJ为加权功率因数；选择UCPQ114039515036机组线，IR260A破碎机电机线IGIE1005A选择UPQ1140350116电缆，IR173A。2选择工作面溜子、转载机电缆2移变300Z开关电缆IGIE溜子IE转载机21509122542333A选择UPQ1140395125电缆两趟并联，IR2260520A机头、机尾电机线IG98/1509A选择UPQ1140350116电缆两趟，IR173A3选择皮带机、绞车电缆选择两部皮带机的电缆IG184A，选择UP1000370125电缆，IR215A，考虑到采区电缆最小机械强度的要求，电缆最小截面积不得小于16MM2,张紧小车电机线选用16平方线。选带各部绞车的电缆线A、带卡轨车电缆选择IG1412（A）JCOSUEPKX2310706341考虑到线路长，压降大，选70平方线UP1000370125，IR215A。卡规车电机线选35平方电缆短节，IR138A制动电机线可用16平方线；11回柱车开关可用16平方电缆。B、带1、2、3部回柱车的电缆选择该电缆线路长，压降大，全部用UP1000370116线IR215（A）；各部回柱车的电机线全部选UP100031616线，IR85（A）。4选择卡轨车电缆IG845A，考虑到供电距离长，选JCOSUEPKX23108063147择UP335110电缆，IR138A5选择两趟乳化液泵电缆IG209AJCOSUEPKX231080632951选择UP1000370125电缆，IR215A。864用电压损失校验电缆（1）校验带机组的电缆1）1移变电压损失UUE2URCOSUXSIN1200710956101483583VURUX59761010SP6106变压器的负荷系数，SB/SEB,SB为变压器的计算容量，SEB为变压器的额定容量。以后计算方法相同。2）移变开关的电压损失UUEPJLJK/21200/202480647645VUE变压器二次额定电压PJ计算功率PJ7064COSPEKXLJ电缆长度，08千米K电缆每“千瓦千米”负荷矩的电压损失，可查表求得。3）求机组线电压损失UPJLJK1200031658047258V机组的功率因数取08，查表得70平方电缆每“千瓦千米”负荷矩的电压损失为0031。4）求总压降U358364525812613（V）L2（2）工作面开关各分开关整定1）带机组开关的整定IZIE2123522492968,整定为300A。短路电流的整定IDZ796512352249969A，整定为980A灵敏度系数校验KI2D/IDZ2740/9802815,满足要求。2）破碎机开关的整定IZIE1005（A）,整定为100A。短路电流的整定IDZ800A，整定为800A灵敏度系数校验KI2D/IDZ3684/8004612,满足要求。（3）2移变低压开关馈电开关的整定（按630真空整定）过负荷整定同1移变，为480A。短路整定IDZ8251509122510985A,整定为1100A。灵敏度系数KI2D/IDZ2740/11002515,满足要求。（4）2移变带各分开关的整定1）带刮板输送机慢速开关的整定过负荷的整定IZIE298196（A）,整定为200A。短路整定IDZIQIE53698634A,整定为650A。灵敏度系数校验KI2D/IDZ3684/6505712,满足要求。2）带刮板输送机机尾快速开关的整定过负荷的整定IZIE1509（A），定为160A。短路整定IDZIQ825A,整定为830灵敏度系数校验KI2D/IDZ2810/8303412,满足要求。3）带转载机慢速分开关的整定过负荷的整定IZIE64（A），定为65A。短路整定IDZIQ413A,整定为420A灵敏度系数校验KI2D/IDZ3766/4209012,满足要求。4）带转载机快速分开关的整定过负荷的整定IZIE1225（A），定为130A。短路整定IDZIQ79625A,整定为800A灵敏度系数校验KI2D/IDZ3766/8004712,满足要求。（5）3移变低压馈电开关的整定（按630真空开关整定）过负荷保护装置按保护变压器过负荷来整定，其整定电流为IZ41869035AUESN其过负荷保护实际整定值为410（A）。短路保护整定值为IDZ119618428235288107005A灵敏度系数校验KI2D/IDZ1061/10700612,满足要求。2）二部皮带开关整定过负荷的整定IZIE184（A），定为200A。短路整定IDZIQ1196A,整定为1200A灵敏度系数校验KI2D/IDZ5800/12004812,满足要求。3）三部开关整定过负荷的整定IZIE184（A），定为200A。短路整定IDZIQ1196A,整定为1200A灵敏度系数校验KI2D/IDZ4200/12003512,满足要求。（6）4移变低压馈电开关的整定（按630真空开关整定）过负荷保护装置按保护变压器过负荷来整定，其整定电流为IZ41869035AUESN其过负荷保护实际整定值为410（A）。短路保护整定值为IDZ11704141584A灵敏度系数校验KI2D/IDZ858/15840512,满足要求。867向工作面移变供电的高压电缆的选择向工作面移变供电电压是6000V，可选UGSP6000型高压电缆，其截面积由以下计算选出（1）向两台1000KVA移变供电的电缆截面IGA23UEP519260可选择UGSP370316/3JS型电缆，IR215A（2）向两台500KVA移变供电的电缆截面IGA3UEP239650可选择UGSP335316/3JS型电缆，IR148A868按允许电压损失校验电缆截面1带2台1000KVA移变电缆电压损失从二水平变电所经副暗斜井、主暗到2123运输巷1000移变处电缆长度710米，UPJLJK13400709010616052652JM214用于工作面拉支架时FJMQGSINFCOSPLGSINFCOS2300098SIN20001COS201658/10098150SIN2002COS2080506（N）653JD25调度绞车校验用于运煤巷FJMQGSINFCOSPLGSINFCOS1000098SIN10001COS108451400/10098SIN1002COS10186867（N）659安全技术措施91顶板管理911掘进施工中顶板管理各巷道掘进要随掘随支，顶帮锚索必须跟头，严格按支护设计和作业规程施工，控制距要在作业规程中明确规定，不合格的材料严禁下井使用。当顶板条件变化时及时改变支护形式，尤其在过断层、顶板破碎区时要缩小锚杆间排距，采用锚杆、锚索联合支护，确保施工安全。912回采工作面中顶板管理回采工作面，下巷采用单体铰接顶梁超前支护20米，对工作面初采、末采、对接、过断层等特殊情况下的开采，必须制定专项施工安全技术措施，以确保安全生产。（1）顶板管理方法依据我矿顶板为级2类，确定采用全部垮落法管理顶板，采空区顶板随支架前移自行跨落充填。支架选型为ZY500025/50型掩护式液压支架。最大控顶距448米，最小控顶距378米，放顶步距07米（机道宽162米）。（2）上下巷超前支护上下巷超前支护的单体要求迎山有力，初撑力不低于90KN，单体用铁丝拴牢，漏液、卸载单体要及时更换。老塘内向外蹿矸时，在机头、机尾支架至煤帮之间，设挡矸帘、道木、穿杆等挡矸。机头、机尾两架移完架后，必须及时伸出护帮板支护顶板。（3）施工中其它顶板管理要求1）煤墙片帮超过06M，掉顶03M以上，必须移超前架，并上大板园木护顶，杜绝空顶作业。2）在工作面遇地质构造时，要根据现场实际情况，适当调整采高，割煤前超前移架，割煤后，重新超前移架，防止掉顶3）处理片帮掉顶事故，必须坚持迅速快捷，有效支护，缩小范围，从外向里，自边缘向中央，循序渐进，逐架进行，另外，现场必须有安全第一责任者统一指挥，且分工明确，各负其责，保证有专人观山，确保退路畅通，各种物料工具齐全。4）按照规定的棚距和柱距进行两巷及超前支护，禁止空顶作业上。92工作面防治水921掘进过程中采取以下防治水措施详见本说明书24922开采过程中采取以下防治水措施1该工作面圈出后，采用综合物探（瞬变电磁、坑透及音频电透视）对工作面内、外以及工作面煤层底板以下75米范围内的导含水构造进行探测。2工作面在回采前，在2127运输巷最低点做一临时水仓，安泵排水，要求排水能力不低于200M3/H，并在工作面运输巷铺设一趟水沟到临时水仓。3当工作面回采过水仓后，在工作面机头出口处，准备水泵及配套设施，当工作面采空区积到工作面位置时，及时安泵排水；水泵及其配套设施随采随移，要求排水能力不低于200M3/H。4在初采初放阶段，应注意观察工作面采空区涌水量情况，特别是老顶跨落时，如果发现采空区水量突然增大，应立即向调度室汇报，情况危急时撤出所有受水威胁地区人员。5回采过程中，施工单位应注意观察工作面煤壁情况，一旦发现煤壁潮湿渗水等出水征兆，及时汇报。6施工单位在施工措施和操作规程中明确具体防治水措施，贯彻到每一位上岗职工。93工作面防尘掘进过程中，必须实行综合防尘，迎头50米，每班洒一遍水，后路巷道每周洒水不少于一次。巷道按要求安设水幕、水袋（此项工作由通风区负责），掘进机内外喷雾以及和转载点喷雾齐全有效，并坚持无水不开机制度，巷道内浮煤及时清理干净，保持巷道清洁，巷道内所有防尘设施由专人看管与维修，保持完好。94工作面防瓦斯1）严格按通风措施要求施工，风机使用双电源，风机电源自动转换，同时加强机电设备管理与维修，防止停风造成瓦斯积聚。2）必须安设局部扇风机风电闭锁和瓦斯电闭锁装置，保证正常使用；杜绝无计划停风，因检修、停电等原因需停风时，必须先撤出人员，恢复通风，严格按煤矿安全规程第138141条规定进行处理，安全