13107综采工作面设计说明书

1 13107 综采工作面设计说明书 第一章 工作面参数及巷道布置 第一节 工作面巷道布置 根据工作面所处地理位置、周边地质构造矿井 3#煤层工作面回采的经验，结合综采设备选型情况，确定工作面的参数为：可采走向长度为300采倾斜长度为 116m，巷道掘进沿 3#煤直接顶砂质泥岩施工，工作面巷道布置如下： 1、 进风顺槽：布置在工作面的西侧，沿 3#煤层掘进，设计巷道总长378 米。 2、回风顺槽：布置在工作面的东侧，沿 3#煤层掘进，设计巷道总长300 米。 3、切眼：布置在工作面的北侧，与工作面皮带巷及轨 道巷垂直，切眼长 116m。 4、绞车硐：根据运输、安装设备的实际需要，以及巷道的情况布置绞车硐，绞车硐深 3m，绞车硐的总工程量为 4 3=12m。 5、油脂库和乳化泵站硐室：在距进风顺槽口往西 55煤柱帮侧打一个深 5m 的乳化泵站硐室，间距 13m 打一个深 5m 的硐室作为油脂库，总工程量为 10m。 6、备件库：在进风顺槽内煤柱帮侧利用原硐室作为备件库深 5m。 第二节 巷道断面的选择 一、巷道高度的选择 2 巷道高度以通过最高设备为依据进行计算。 H h 移 a S m） 式中， H 巷道的净高度； H 移 移动变压器高度 （包括平板车），取 a 轨道、轨枕的高度，取 S 安全间隙，取 考虑到巷道挤压变形影响，为满足通风的要求，皮带巷、轨道巷、切眼的高度取 二、巷道宽度的确定 1、进风顺槽 根据煤矿安全规程第 22 条的规定，巷道从道渣面起 高度，运输巷一侧必须留有 人行道，另一侧必须留有 安全间隙，即： B p C 清煤 C 运输 m） 式中： B 进风顺槽的宽度； 进风顺槽行人侧人行道宽度，取 p 皮带巷运输设备宽度，为 C 清煤 安全间隙，取 C 运输 安全间隙，取 根据该区 3#煤工作面开采情况经验，为满足通风的要求， 13107 进风顺槽采用矩形断面，上宽 宽 满足运料、运煤的要求。 2、回风顺槽 根据煤矿安全规程第 22 条的规定，巷道从道渣面起 高度，运输巷一侧必须留有 人行道，另一侧必须留有 安全间隙，即： B C m） 3 式中： B 回风顺槽的宽度； 回风顺槽中运输设备宽度最大，为 人行道宽度，取 C 清煤 安全间隙，取 C 运输 安全间隙，取 根据该区 3#煤工作面开采情况经验，为满足通风的要求， 13107 回风顺槽采用矩形断面，上宽 宽 时能满足行人回风的要求。 3、切眼宽度的确定 切眼是可弯曲刮板输送机、采煤机的场所。 根据该区 3#煤工作面切眼掘进及安装的现场经验，该切眼采 用矩形断面，宽度确定为 6m。能同时满足安装及通风的要求。 根据以上计算，巷道断面参数选择如下：见附表 2、进风顺槽：采用梯形断面，净宽 高 断面 10 2、 回风顺槽：采用梯形断面，净宽 高 断面面积 9 3、切 眼：采用梯形断面，净宽 高 断面 15 4、油脂库和备件库、绞车硐、移变硐：采用矩形断面，宽 巷道同高，采用不燃支护。 巷道特征表 序号 巷道名称 煤岩 净断面 ( ) 支护形式 工程量 (m) 1 进风顺槽 半煤 10 锚杆 +金属网 378 2 回风顺槽 半煤 9 锚杆 +金属网 300 3 切眼 半煤 15 锚杆 +金属网 116 4 第三节 巷道支护参数的确定 一、巷道支护形式 工作面顶板为砂质泥岩。顺槽采用端锚支护，顶部采用金属螺纹钢锚杆 22风巷间排距 900 800风巷间排距 800 800属平焊网为 2000 1000回 采面煤帮侧采用玻璃钢锚杆，规格20护煤柱煤帮采用金属螺纹钢锚杆，规格 20板下 500设，间距 1000眼采用全锚支护，顶部采用螺纹钢锚杆22排距 800 800详见断面支护图） 二、巷道支护参数的计算 锚杆参数验算： 1、按悬吊理论计算 （ 1）锚杆长度： L=h =h =软弱岩层的厚度 取 1=锚杆锚固段长度 取 2=锚杆外露长度 取 2）锚杆杆体直径： d= t)1 2 = 100 490） 1 2=16mm d=锚杆杆体直径 ,=设计的锚固力， t=杆体材料抗拉强度， 3）锚杆间排距： a=(Q/ 2 =【 100/(2 4 1 2=2m a=锚杆间、排距， m Q=锚杆设计锚固力 ,5 k=锚杆安全系数，一般取 2 r=岩石重力密度 取 过以上计算，采用 22属螺纹钢锚杆，进风顺槽 900800风顺槽 800 800排距完全符合设计要求。 附： 13107 工作面平面布置图及断面支护图 6 第三章 巷道工程量及准备期 一、巷道工程量 1、巷道总长 掘进巷道总长进风顺槽 +回风顺槽 +切眼 378 300 116 794(m) 2、硐室总长 硐室总长绞车硐 +乳化泵站硐室油脂 +备件库 +避难硐室 3 4 5 5 5 27(m) 3、总工程量 总工程量巷道总长 +硐室总长 821(m) 二、工作面准备工期 1、巷道掘进期 13107 工作面进风顺槽、回风顺槽，两条巷道均未开始施工，采用炮掘施工， 2011年 7 月 15号至 10 月 23号施工完毕。 2、工作面安装工期 工作面的安装 工期按一个月考虑。 13107 工作面准备工期为 7 第四章 采煤方法及生产系统 第一节 采煤工艺的选择及设备的选型 一、采煤工艺的选择 13107 工作面采用走向长壁后退式采煤方法采煤，全部垮落方法管理顶板，机械化采煤工艺回采。 采煤工艺流程： 采煤机割煤（装煤）刮板运输机运煤拉架移溜采空区处理 _ 、割煤 采煤机在机头、 机尾斜切进刀，自开缺口，采煤机双向割煤，往返一次进两刀，循环进尺 、移架 距 采煤机后滚筒 10 15m 进行移架，遇断层等地质构造或出现片帮时，必须紧跟前滚筒移架。 、移刮板输送机 距采煤机后滚筒 15 20m 进行推移刮板输送机 , 刮板输送机的弯曲段不小于 20m。 、移转载机 每割一个循环，移一次转载机。 5、端头（超前）支护 (1)超前支护的形式是在原有巷道支护基础上，梁一梁两柱棚式支护，柱距 距 (2)工作面支护采用液压支架。 二、主要机电设备的选型 所有机电设备及其设施的安装必须按煤矿安全规程机电质量标 8 准化标准煤矿机 电安装工程质量标准进行安装和调试。 附 13107设备安装 明 细表 ： 工作面 设备 配套表 序号 名称 规格型号 单位 数量 备 注 1 采煤机 75 1 240 支架 1/25 架 80 3 刮板输送机 20 部 1 4 转载机 730/75 台 1 功率 75 扩音电话 10 6 支架灯 35W/127V 盏 10 7 回柱绞车 4 22 排污泵 2 胶带输送机 40 部 1 运输能力 400T/h 10 移动变电站 0/ 1 11 移动变电站 0/ 1 12 洒水管 3 普通管 米 816 13 压风管 3 普通管 米 816 14 供水管 3 普通管 米 816 15 排水管 3 普通管 米 816 16 供液管 51 6 无缝钢管 米 508 17 回液管 2 普通管 米 508 18 煤电钻综保 4 台 2 600/133 19 照明信号综保 4 台 2 660/133 20 注水泵 5D 2/150 台 1 111 电缆架 自制 个 6 22 乳化液泵 2 125660/1140 两用 23 乳化液箱 1 24 喷雾泵 5 个 1 305 过滤器 1 26 开关架 自制 个 5 27 28 9 附表： 13107工作面 电气设备 明 细表 序号 名 称 规 格型 号 单 位 数 量 1 移 动变电 站 0/ 1 2 移 动变电 站 0/ 1 3 集控台 1 4 照明 综 保 660/133 台 2 5 煤 电钻综 保 660/133 台 2 6 馈电开关 60(1140) 台 2 7 馈电开关 60(1140) 台 1 8 真空磁力 启动 器 60 台 6 9 真空磁力 启动 器 60 台 5 10 真空磁力 启动 器 140(660) 台 4 11 真空磁力 启动 器 140 台 2 12 真空磁力 启动 器 140 台 2 第二节 工作面生产能力及生产组织 一、作业形式 采用“三八”制作业，两班出煤，一班检修，每班工作八小时。 循环进度： 环产量： Q 循 =采长采高截深容量 =116 14(吨 )，每班完成两个正规循环。 日产量： Q 日 =214 4=856（吨） 月产量： Q 月 =24000（吨） 二、劳动组织 10 采用专业工种与综合工种相结合的追机作业方式。以正规循环作业为前提，出煤班按工种和工序以采机为中心，追机作业；检修班五大工种包机组负责设备检修、维护、保养及大型设备的更换，并且按要求搞好两顺槽超前维护。 三、技术经济指标 附：技术经济指标表 经济技术指标表 序号 项目 单位 指 标 备注 1 走向长度 m 300 388 2 工作面长度 M 116 3 煤层厚度 m 4 煤层倾角 度 5 5 回采率 % 95 6 循环进尺 米 7 循产 /日产 /月产 吨 214/856/24000 8 月循环率 % 83 9 工作面效率 T/I 10 全员效率 T/I 32 11 坑木消耗 吨 6 12 截齿消耗 个 /万吨 100 13 乳化液消耗 吨 200 14 齿轮油消耗 吨 150 15 黄油消耗 吨 50 16 可采期 个 /月 17 日出勤率 人 85 18 在册人数 人 111 第三节 生产系统 一、采煤方法及回采工艺 本工作面采用倾斜长壁后退式 综合机械化采煤方法，采空区采用全部垮落法管理。主要工艺流程： 11 采煤机割煤（装煤）刮板运输机运煤拉架移溜采空区处理 二、运输系统 1、运煤系统：工作面 13107进风顺槽二部皮带采区煤仓一部皮带井底煤仓箕斗提升 2、运料系统：地面副斜井集中轨道巷 13107运输平巷 13107进风顺槽工作面及材料使用地点 第五章 通风系统及配风量 一、瓦斯 因 13107工作面 属 3#煤，根据相邻已采 3#煤层 13105 工作面瓦斯涌出量情况为， 绝对瓦斯涌出量为 工作面的绝对瓦斯涌出量和 相对瓦斯涌出量预计 与 13105 工作面 相近 ，作面产量按 856 吨 /日， 相对瓦斯涌出量为 t。 二、煤尘爆炸指数、煤的自燃倾向性 3#煤煤尘具有爆炸性。煤的自燃倾向性为 类不易 自燃 煤层 。 三、通风系统： 新鲜风流： 主立井集中轨道巷 13107运输平巷 13107进风巷 13107工作面 副斜井集中运输巷 13107运输平巷 13107进风巷 13107工作面 乏风风流： 13107 工作面 13107 回风巷 13107 回风联络巷第五联络巷总回风巷回风 立井地面 附 ： 13107 工作面通风系统图 四、 13107 综采工作面风量、风速计算： 1、按井下适宜的气候条件配风： Q 基本 =60 L M 70% V 12 Q 采 = Q 基本 K 采高 K 采面长 K 温 式中： 采煤工作面需要风量， m3/ 基本 不同采煤方式工作面所需的基本风量； m3/ 平均控顶距，最大控顶距 L 大 =小控顶距 L 小 = 均（ 2 工作面采高 取 工作面气温 18 20， 相应风速为 s； K 采 高 回采工作面采高调整系数，采高 采面长 回采工作面长度调整系数，面长 116m，取 温 回采工作面温度与对应风速调整系数，温度 18取 ： Q 基本 =60 70% 64m3/ 采 =364 1=400m3/、按瓦斯涌出量计算： Q 采 =100 中： 采煤工作面实际需要风量， m3/ 瓦斯绝对涌出量，该工作面绝对涌出量为 工作面瓦斯涌出不均衡系数 取 ： Q 采 =100 578m3/3、按人数计算： 按工作面同时作业人数计算，每人供风量不少于 4m3/ 采 =4 N 式中： 4 以人数为单位的供风标准，即对每人每分钟供给 4N 工作面同时作业人数， 取 50人 得： Q 采 =4 50 200 m3/13 4、按工作面温度选择适宜风速进行计算 Q 采 =60 V 采 S 采（ m3/ 其中： 采煤工作面适宜风速， m/s（取 1m/s） S 采 采煤工作面有效断面积，取 10入数值： Q 采 =60 V 采 S 采 =60 1 10 =600m3/作面风量应取以上三种风量计算的最大值，应取 600m3/据相邻其他工作面开采过程中瓦斯涌出及处理情况，当工作面风量为 900m3/理瓦斯效果最好，因此确定该工作面计划配风 1000m3/ 5、按风速进行验算 60 S Q 采 60 4 S 式中： S 工作面平均断面积， S ： 60 143m3/0 4 2280m3/ 采 =900m3/50 Q 采 2402 根据上述计算该工作面所需风量确定为 900m3/、工作面能力核定 （ 1） 根据 Q 采计算出工作面最大配风时所能稀释的安全值以下的瓦斯绝对量 q 采 按照 1440QT q 瓦瓦 算出采面的日产量。其中： Q 瓦 =q 采 q 瓦 =t(参照上半年工作面的相对瓦斯涌出量 ) 14 瓦瓦T =1000t 式中： t; Q 瓦 m3/ q 瓦 m3/t （ 2）瓦斯验算 工作面瓦斯验算 C= Q 风量 =900(工作面风量 )= 符合规定 采区回风巷的瓦斯验算 C= Q 风量 =1100(采区总回风量 )= 合规定 （ 3）结论 13107 工作面总配风量为 900m3/以保证工作面安全生产。 7、通风系统示意图附后。 五、 13107 进风巷掘进工作面风量分 配 13107 进风巷施工采用炮掘，掘进工作面风机选型及所需风量计算如下： 1、掘进工作面配风量计算： 掘进工作面瓦斯涌出量计算： Q=100 q K 式中 : q 瓦斯平均绝对涌出量，根据下部 12107 工作面掘进时瓦斯涌出情况分析，绝对瓦斯涌出量为 K 瓦斯涌出量不均衡系数，即工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与其平均值之比，通常机掘工作面取 掘工作面取 里取 得： Q=100 2=108m3/15 人数计算： Q=4 N 式中： 4 以人数为单位的供风标准，即对每人每分钟供给 4N 工作面同时工作的人数，取 N 为 30 人。 得： Q=4 30=120m3/良好气候条件计算： Q=60 S 式中： 创造良好的劳动气候条件最低风速，取 s S 掘进巷道的净断面，取 10 得： Q=60 10=150m3/稀释、排除巷道跑烟计算： Q 掘 = 3 （ T 掘进巷道通风时，排除炮烟时间，一般取 20 30 分钟。 S 掘进巷道的净端面，取 10 一次爆破的炸药量取 L 巷道排烟长度， 100m； 得： Q 掘 = 3 =61 m3/据上述工作面配风计算取其中最大值作为掘进工作面最低需风量为Q 掘 150m3/、局扇的选型： Q 掘实 = Q 吸（ 1 %） =170（ 1 2%） =157m3/中： 进工作面实际供风量 170m3/16 L：风筒的最长供风距离 400m %：风筒百米漏风率 取 2% 因为 Q 掘实 13107 回风顺槽掘进工作面采用二台局部通风机工作 (一用一备 )，该局部通风机吸风量为 165率为 2满足该掘进作业面供风需求。 3、按局扇的配风计算： Q=N Q 循 式中： N 需安设局扇的台数，取 1 Q 局 选择 11扇的吸入风量 150 250 m3/取170m3/ 循 防止产生循环风所需的风量，即保证局扇吸入口至掘进工作面回风口之间的风速不低于 s，巷道断面面积取 9Q 循 =60 9=135m3/： Q=170+135=305m3/、风速验算： 根据规程规定，煤巷掘进工作面风速不低于 s 和最大允许不超过风速 4m/s 的要求进行验算，工作面断面积取 10 低 =60 10=150m3/ 高 =60 4 10 2400m3/ 低 格 开关整定短路电流验算单 2011 年 8 月 27 日 编号 2#馈电 型号 140 使用单位 安装地点 填表人 负荷情况 最大电机起动电流 A 其它电机额定电流之和 电流合计 开关整定值 过负荷 60 短路保护 需用系数 00 最远点短路电流验算 短路点 短路点总阻抗 2结论 电阻 电抗 59 合格 备注 短路校验 = 合格 十一绘制供电系统图和机电设备布置图 见附图。 十二主要参考依据 煤炭工业出版社 1995 年版煤矿电工手册 (修订本 ) (简称手册 )第二分册 煤炭工业部 1998年制定煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则(简称细则 ) 煤炭工业部 1992 年制定煤矿安全规程 (简称规程 ) 煤炭工业部 1994 年制定煤炭工业矿井设计规范 (简称规范 ) 60 第七章 主要技术经济指标 序号 项目 单位 指 标 备注 1 走向长度 m 3002 工作面长度 M 116 3 煤层厚度 m 4 煤层倾角 度 5 5 回采率 % 95 6 循环进尺 米 7 循产 /日产 /月产 吨 214/856/24000 8 月循环率 % 83 9 工作面效率 T/I 45 10 全员效率 T/I 32 11 坑木消耗 吨 6 12 截齿消耗 个 /万吨 100 13 乳化液消耗 吨 200 14 齿轮油消耗 吨 150 15 黄油消耗 吨 50 16 可采期 个 /月 17 日出勤率 人 18 在册人数 人 61 第八章 安全技术措施 第一节 顶板管理措施 1、该工作面煤层顶板裂隙和煤层节理发育，掘进过程中要加强两帮及顶板的管理，防止片帮及冒顶事故发生。 2、在掘进过程中每 50m 安设顶板离层仪，安排专人观察记录监控顶板的变化，确保施工安全。 第二节 一通三防的技术措施 1、加强通风管理，巷道贯通前，必须检查两巷的瓦斯浓度，必须在瓦斯浓度降到 1%以下时方可贯通。 2、掘进期间严禁无计划停风、停电，因故停风停电时，必须及时撤出所有人员，切断电源，恢复供电前，必须根据工作面瓦斯情况逐级进行瓦斯排放后，由瓦斯检查员检查瓦斯，只有当瓦斯浓度小于 1%时 ，方可恢复供电。 3、轨道巷、皮带巷设风流净化水幕，水幕要随工作面的前移而前移。 4、皮带巷每隔 50m、轨道巷每隔 100 5、工作面采机司机、移架工等工种人员必须戴防尘口罩，采煤机、支架工以及运输各转载点必须设置安好的喷雾装置。 6、油脂备件库和皮带头前后 20m 要采用不燃性材料支护。 7、采煤工作面回采结束 后及时拆除设备，进行封闭。 8、要采取煤层注水等措施降低煤尘的产生。 9、工作面监测设施严格执行通风安全监测装置使用管理规范中的有关规定。防止自然发火及瓦斯涌出的安全技术措施 10、采煤工作面不得留顶煤，浮煤要及时清理干净。 11、采空区不得丢弃棉纱、油脂等易燃品。 62 12、加强采煤工作面、上隅角的通风瓦斯管理。 13、加强监测监控管理，按规定调试传感器，严格执行临界值停产的规定。 14、认真做好防止自然发火的预测预报工作，定期取样送公司化验气样，做好超前防范工作。 15、若工作面出现瓦斯涌出异常现象，立 即切断电源、撤出人员、查明原因、采取措施进行处理。 16、加强机电设备的管理，防止电气开关及皮带摩擦发火，配齐配备各类消防器材。 第三节 安全管理措施 （一）所有安全设施齐全有效： 1、 工作面输送机、顺槽转载机必须有（安设）接链装置并完好。 2、工作面输送机机头、机尾及胶带输送机机尾要安设防护罩。 3、行人横跨运输机、转载机及胶带输送机的地点，必须设置牢固的行人过桥。 4、固定绞车有牢固的地锚、移动绞车有牢固的压（戗）柱。 5、轨道线路的铺设符合运输相关安全规定。 6、各换钩地点按要求设置车场。 7、斜坡 运输中 ,按规定设置了 ” 一坡三挡 ” 安全设施。 8、胶带输送机机头储仓段，行人侧要有防护网。 9、机械设备的外露旋转部位按规定加装防护罩。 10、支架要垂直顶底板，歪斜 5，工作面倾角 15时，支架应设防倒防滑装置。 11、油脂库、胶带输送机头设置沙箱和灭火器。 12、所有喷雾设施、隔爆设施齐全完好。 （二）、安全警示牌板的设置： 63 1、