修稿)新河矿业公司3301工作面回采方案.doc

新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 1 目目 录录 第一章 矿井概况 1 第二章 方案设计编制依据 1 第三章 工作面概况 2 第一节 工作面位置 周边关系及开采情况 2 第二节 地形地物及回采对地面设施影响 2 第三节 采煤工作面参数 开采技术条件及煤层赋存情况 2 第四节 工作面储量情况 4 第四章 地质构造情况 5 第五章 水文地质及水害评价 6 第六章 防水煤 岩 柱的计算与留设 7 第七章 工作面巷道布置 7 第一节 顺槽 切眼 停采线等位置的确定与依据 7 第二节 巷道断面形状 几何参数及支护形式 7 第八章 采煤方法及工作面装备 10 第一节 采煤方法 10 第二节 工作面主要设备配套及技术特征 14 第九章 工作面生产系统 20 第一节 煤炭运输系统 20 第二节 辅助运输系统 21 第三节 供水系统 21 第四节 排水系统 26 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 2 第五节 通风系统 27 第六节 瓦斯防治 29 第七节 安全监控系统 30 第八节 防灭火系统 31 第九节 供电系统 35 第十节 通讯照明系统 46 第十一节 矿压观测 47 第十二节 避灾路线 49 第十章 三下 开采 50 第十一章 安全技术措施 54 第一节 通风 综合防尘 防治瓦斯措施 54 第二节 防治煤炭自然发火措施 55 第三节 防治水措施 56 第四节 落煤和防止煤壁片帮措施 56 第五节 工作面初采和收尾措施 58 第六节 顶板管理 59 第七节 高温热害防治措施 60 第八节 机电运输措施 60 第九节 工作面安装回撤设备措施 66 第十节 其它安全措施 76 第十一章 附件 76 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 1 第一章 矿井概况 原山东里能新河矿业有限公司行政区划属济宁市嘉祥县嘉祥镇 其前身 为山东省嘉祥县新挑河煤矿 原隶属山东省黄岗 集团 总公司 2000 年 11 月 黄岗 集团 总公司将新挑河煤矿所有权转让给山东省鲁宁监狱 嘉祥县人民政府 嘉政字 2000 19 号 文 并更名为山东新河煤矿 由 山东里能新河矿业有限公司开发建设 2008 年 12 月 10 日正式转让给淄博 矿业集团有限责任公司 现更名为山东新河矿业有限公司 山东新河矿业有限公司矿井位于山东唐口煤业有限公司的浅部 东 南 北三面均与其相邻 设计生产能力 30 万 t a 设计开采 3 煤层 采用一对 立井 多水平开拓方式 矿井通风采用中央并列式通风方式 副井进风 主 井回风 井口标高均为 38 8m 井底车场标高 240m 一水平标高 400m 之 间由两条暗斜井连接 设计采用综采放顶煤采煤工艺 全部陷落法管理顶板 后退式开采 第二章 方案设计编制依据 一 采区设计说明书及批准时间一 采区设计说明书及批准时间 采区设计说明书名称为 山东新河矿业有限公司 3 煤层 330 采区建筑物 下压煤开采方案设计 和 山东新河矿业有限公司 330 采区开采设计 批 准时间为 2010 年 8 月和 2011 年 1 月 二 地质说明书及批准时间二 地质说明书及批准时间 工作面地质说明书名称为 山东新河矿业有限公司 330 采区 3301 工作 面回采地质说明书 批准时间为 2011 年 3 月 三 矿压观测资料三 矿压观测资料 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 2 新河矿业公司首采区 3101 工作面地表岩移观测技术报告 2004 年 10 月 3301 工作面综采放顶煤开采设计方案编制以 330 采区设计 330 采区地 质说明书 3301 采煤工作面地质说明书为依据 3301 工作面综采放顶煤开 采必须保证工作面安全生产 符合 煤矿安全规程 和 煤矿设计规范 及 煤矿安全技术操作规程 的有关规定 最大限度回收煤炭资源 提高煤炭 回采率 实现安全高效开采 第三章 工作面概况 第一节 工作面位置 周边关系及开采情况 3301 工作面位于 3100 工作面东南 在 400 轨道大巷西部 工作面北部 有已经回采完毕的 3101 3102 3103 和 3104 工作面采空区 其他无开采情 况 第二节 地形地物及回采对地面设施影响 一 地面位置一 地面位置 3301 工作面地面位于工业广场东南部 坡刘庄南部 西李庄西北部 距西李庄 105m 地面以农田为主 有零星分布的机井 二 回采对地面设施影响二 回采对地面设施影响 按照 山东新河矿业有限公司 3 煤层 330 采区建筑物下压煤开采方案设 计 规定要求 3301 工作面采宽 40m 留宽 60m 设计工作面回采率 80 限制煤层实际开采厚度 5 0m 3301 工作面回采后 西李庄 西杨庄小学的 倾斜 水平变形 曲率最大值分别为 3 0mm m 1 1mm m 0 035 10 3 m 均在 规程 规定的 级损害范围内 属于轻微损坏 简单维修处理后基本 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 3 能满足居住要求 第三节 采煤工作面参数 开采技术条件及煤层赋存情况 一 工作面参数一 工作面参数 3301 工作面分为里段和外段两部分 工作面走向设计总长度约为 350m 倾斜设计长度为 32 5m 二 煤层赋存情况二 煤层赋存情况 3301 工作面为 330 采区首采工作面 工作面揭露煤层为二迭系山西组 的 3 煤层 黑色 条痕黑褐色 以亮煤为主 含暗煤和丝炭 玻璃光泽 内 生裂隙发育 呈粉末状 块状 属半亮型煤 煤质为气煤 中等硬度 下距 三灰平均 16 0m 三灰地层附近发育 FH1 滑脱构造 地层 包括 3 煤层 部 分被缺失 3 煤距三灰间距缩小为 16 15m 偶含一层夹矸 厚 0 0 22m 夹矸岩性为泥岩 结构简单 3 煤层顶板一般为泥岩或砂质泥岩 局部为中 细砂岩 底板一般为泥岩 3 煤层受顺层剪切作用的影响 局部形成层滑构 造 使煤层变薄且破坏煤层结构 3 煤层煤质特征表 Mad Ag Vdaf 全硫 St d 磷 PD 软化温度 ST 焦油产 量 Tar d 发热量 Qnet d MJ Kg 煤 类 2 4914 2537 210 320 012132411 6727 37QM 三 开采技术条件三 开采技术条件 1 3301 工作面煤层赋存条件较稳定 属简单结构 煤厚 2 2 10 8m 平均 6 5m 3301 工作面煤层受 DF49 断层影响 倾角变化较大 工作面里段 煤层倾角 12 24 煤层平均倾角 18 工作面外段煤层倾角 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 4 8 16 煤层平均倾角 12 硬度为 1 5 适合综合机械化开采 保证 矿井稳产高产 提供了有利的条件 2 3301 工作面煤层煤质属为气煤 特低灰分 高挥发分 特低磷 中 等 强粘结性煤 3 煤层为特低硫煤 山西组煤层的洗精煤 可做良好的配 焦用煤 工业用途广 经济价值高 3 3301 工作面埋藏较浅 煤层地质储量约 10 1 万 t 煤层厚度大 为 矿井高产稳产奠定了资源基础 4 3301 工作面地质构造简单 断层控制程度较高 煤层属较稳定类型 煤层顶底板岩性与邻近采区工作面相类似 水文地质条件简单 地温属正常 区 5 3301 工作面回采 3 煤层煤尘具有爆炸性 爆炸指数为 36 83 煤层 具有自然发火倾向 自然发火期为 3 6 个月 最短自然发火期为 39 天 6 本矿属低瓦斯矿井 瓦斯绝对涌出量为 0 69m3 min 相对涌出量为 1 84 m3 t 二氧化碳绝对涌出量为 1 29 m3 min 相对涌出量为 3 43 m3 t 无高瓦斯区和瓦斯涌出异常区 总之 3301 工作面煤层较稳定 埋藏较浅 水文地质条件简单 以上 条件均有利于 3301 工作面安全回采 煤层顶底板情况表 顶底板名称顶底板名称岩石名称岩石名称 厚度厚度 m m 岩岩 性性 特特 征征 老 顶中粒砂岩 10 4 浅绿灰色 成分主要为石英 次为长石 含暗色及绿色 矿物 分选较差 次棱角状 泥质基底式胶结 具斜层 理 局部夹细煤线 岩芯破碎严重 裂隙发育 有的被 方解石充填 直 接 顶粉 砂 岩 6 56 深灰色 断口参差状 具斜层理 含植物碎屑化石 有 错动滑面 上部夹细砂薄层 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 5 伪 顶泥 岩 0 1 黑褐色 断口平坦 含炭质 直 接 底细粒砂岩 3 12 深灰色 以石英为主 次为长石 含暗色矿物 泥质胶 结 具斜层理 老 底粉 砂 岩 3 86 黑灰色 断口参差状 具斜层理 见动物搅动构造 有 错动滑面 附图一 附图一 33013301综采工作面煤岩层综合柱状图综采工作面煤岩层综合柱状图 第四节 工作面储量情况 3301 工作面属建筑物下采煤 必须严格按照 山东新河矿业有限公司 3 煤层 330 采区建筑物下压煤开采方案设计 规定要求开采 采宽 40m 采 宽均包括两侧顺槽宽度 留宽 60m 设计工作面回采率 80 限制煤层实际 开采厚度 5 0m 以保证地面建筑物的损坏等级在设计允许范围内 但自开 切眼始 20m 范围内采厚须严格控制不得超过 2 0m 以保证第四系防水煤岩 柱的充足和完整 3301 工作面储量情况表 块段号 及级别 工作面长 m 工作面 宽 m 面积 m2 煤层厚 m 视密度 t m3 资源储量 万t 回采率 储量 万t 111b 120406387 41 370 7260 2 111b 21624052766 61 375 0703 5 111b 31594051686 11 374 4763 3 储 量 计 算 合计合计 10 110 17 7 第四章 地质构造情况 一 地层产状及变化一 地层产状及变化 3301 工作面位于 DF49 断层 产状 倾向 300 40 H 0 25m 下盘 开采煤层为二迭系山西组的 3 煤 3 煤层赋存较稳定 煤层倾向为 87 为 一单斜构造 伪顶为 0 1m 厚黑褐色泥岩和 6 5m 厚粉砂岩 夹砂质泥岩薄层 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 6 底板为 1 1m 厚泥岩 二 断层情况二 断层情况 3301 工作面地质构造简单 胶带顺槽掘进至 53 点西 32m 处揭露 F3301 1 正断层 产状 290 45 H 2m 向工作面内延伸 在切眼掘进至 56 点 南 20m 时揭露 F3301 2 正断层 产状 353 48 H 3m 该断层对工作面 影响较小 56 点北 2 6m 揭露的 F3301 2 正断层 产状 68 48 H 8m 位于工作面北侧 对工作面无影响 3301 胶带顺槽补充巷 71 点南 35 8m 揭 露 F3301 4 正断层 产状 68 48 H 6 5m 位于停采线外 对工作面 无影响 三 陷落柱三 陷落柱 3301 工作面未揭露陷落柱 3301 工作面构造情况一览表 构 造 名 称 走 向倾 向倾 角性 质落差 m 对 掘 进 影 响 程 度 DF4921030040 正0 25较小 F3301 120029045 正 2 较小 F3301 222031040 正 3 较小 F3301 326335348 正 8 无 F3301 41586848 正 6 5 无 褶 曲 名 称轴 部 位 置轴 向 度 两 翼 倾 角 第五章 水文地质及水害评价 3301工作面水文地质简单 回采波及的主要含水层是3煤层顶板砂岩含 水层 平均厚度30m 3煤层下部直接 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 7 充水含水层为底板砂岩和三灰 三灰含水层厚2 2 7 5m 平均厚度 4 58m 400m水平三灰已降至含水层底板 3煤底板砂岩或粉砂岩富水性弱 对回采影响较小 3煤顶底板砂岩含水层均以静储量为主 补给条件差 仅 在工作面推进一段距离 顶板跨落直接揭露砂岩含水层及扰动波及底板砂岩 含水层时会造成水量较大 且可能具有一定的压力 恶化生产作业条件 但 随揭露面积的增大 疏干时间的增长 水量逐渐减少至消失 对安全生产不 会造成大的威胁 根据两顺槽掘进过程中揭露的断层情况分析 均属不含导水断层 对回 采不构成威胁 预计最大涌水量100 m3 h 正常涌水量40 m3 h 第六章 防水煤 岩 柱的计算与留设 3301工作面北面为断层DF49 断层落差为0 25m 西面为3煤露头 断 层防水煤 岩 柱按照鲁煤安装字 2002 38号文留设50m煤柱 3301工作面距离第四系下组含水层较远 间距大于170m 且第四系下组 含水层底部多为粘土和砂质粘土 3煤层顶板直接充水含水层及底板直接充 水含水层 由岩性 层厚 漏水钻孔层位统计得知 主要充水层应来自3煤 层顶板砂岩 3煤层距三灰含水层21 80 39 40m 平均40 47m 因此3301工 作面不受承压水水害威胁 不需留设防水煤柱 第七章 工作面巷道布置 第一节 顺槽 切眼 停采线等位置的确定与依据 3301工作面北面为断层DF49 断层落差为0 25m 西面为3煤露头 断 层防水煤 岩 柱按照鲁煤安装字 2002 38号文留设50m煤柱 顺槽及切 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 8 眼位置均布置在断层防水煤 岩 柱以外 3301工作面停采线位置的确定及依据 3301工作面停采线位置根据新河矿井初步设计和开采设计规范的要求进 行选择 停采线定为 400轨道大巷巷道30m保护煤柱外侧 第二节 巷道断面形状 几何参数及支护形式 一 采区设计 采区巷道布置概况一 采区设计 采区巷道布置概况 330采区是集团公司设计院设计 集团公司以淄矿集团公司生字 2011 19号文批准 并于当年投入生产的 330采区地面位置位于济 菏公路北部 工业广场南部 东至杨庄 常马庄村东边界 地势平坦 地面有杨庄 李庄 常马三个村庄 地面标高平均 35 7m 井下位置西到3煤防水岩柱线 南到 FH1断层保护煤柱线 北部和130采区相邻 至杨庄李庄保护煤柱线 东部 以嘉祥支三断层为界 采区走向长度为1000m 1200m 倾斜宽500m 900m 面积为0 66k 开采标高由 220 560m 330采区巷道为集中平巷布置方式 一条胶带大巷 担负煤炭运输 兼 回风 一条轨道大巷 担负采区材料 人员和设备运输 兼进风 两条大巷 同时兼作430采区的开拓大巷 二 工作面胶带顺槽二 工作面胶带顺槽 3301 工作面北侧顺槽为胶带顺槽 设计长度为 380m 里段为 220m 外 段为 160m 沿煤层底板布置 平均坡度约为 16 3301 胶带顺槽主要用于回风 运煤和行人 胶带顺槽内靠工作面侧敷 设胶带运输机 并布置 57mm 的防尘管路 57mm 的供风管路 束管监测 管路 57mm 的注浆等各一路管线 安装刮板输送机和胶带输送机等设备 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 9 3301工作面胶带顺槽采用矩形断面 巷道规格为 净宽 净高 4000mm 2600mm 荒宽 荒高 4200mm 2700mm 掘进断面 11 34m2 净 断面 10 4m2 永久支护采用锚网索联合支护 岩性不好或过地质构造的区 域为锚网索喷支护 巷道顶部采用锚网索配合钢带作为永久支护 锚杆压设 钢带 锚索采用点锚索 巷道帮部采用锚网配合钢带作为永久支护 锚杆 压设钢带 锚杆采用 20 2200mm全螺纹钢锚杆 间排距800 800mm 锚 杆托盘规格150 150 10mm 每根锚杆使用2支K2850树脂锚固剂 金属网由 4mm冷拔钢丝制作 网孔规格50 50mm 金属网的连接使用12 双股铁丝进 行捆扎 扎扣间距不大于200mm 网片搭接长度不小于100mm 钢带截面 80 4mm 顶板钢带规格4200 80mm 6孔 两帮钢带规格2700 80mm 4孔 锚索采用 17 8mm低松弛预应力钢绞线截制 锚索长不小于6300mm 锚索 长度必须确保锚入稳定岩层不小于1m 间排距1600 800mm 锚索托盘规格 400 400 20mm 每条锚索线采用1支K2350锚固剂和2支Z2350锚固剂锚固 其中K2350锚固剂在上部 Z2350锚固剂在下部 锚索与锚杆五花布置 三 工作面轨道顺槽三 工作面轨道顺槽 3301工作面南侧顺槽为轨道顺槽 设计长度为320m 里段长度为190m 外段长度为130m 沿煤层底板布置 平距坡度约为17 3301工作面轨道顺槽主要用于工作面的进风 运料和行人 靠工作面一 侧铺设铁路 铁路规格为22kg m 轨距600mm 并布置有 57mm的供水管路 和 57mm供风管路各一趟 在原3301轨道顺槽22 上山顶车场设一支架组装 硐室 硐室长度7m 净宽3m 净高4500mm 在原3301轨道顺槽22 上山顶车 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 10 场设有设备列车硐室 并有移动配电站 乳化泵站等设备 3301工作面轨道顺槽采用矩形断面 巷道规格为 净宽 净高 3500mm 2800mm 荒宽 荒高 3700mm 2900mm 掘进断面 10 73m2 净 断面 9 8m2 永久支护采用锚网索联合支护 岩性不好或过地质构造的区 域为锚网索喷支护 巷道顶部采用锚网索配合钢带作为永久支护 锚杆压设 钢带 锚索采用点锚索 巷道帮部采用锚网配合钢带作为永久支护 锚杆 压设钢带 锚杆采用 20 2200mm全螺纹钢锚杆 间排距800 800mm 锚 杆托盘规格150 150 10mm 每根锚杆使用2支K2850树脂锚固剂 金属网由 4mm冷拔钢丝制作 网孔规格50 50mm 金属网的连接使用12 双股铁丝进 行捆扎 扎扣间距不大于200mm 网片搭接长度不小于100mm 钢带截面 80 4mm 顶板钢带规格3700 80mm 5孔 两帮钢带规格2900 80mm 4孔 锚索采用 17 8mm低松弛预应力钢绞线截制 锚索长不小于6300mm 锚索 长度必须确保锚入稳定岩层不小于1m 间排距1600 800mm 锚索托盘规格 400 400 20mm 每条锚索线采用1支K2350锚固剂和2支Z2350锚固剂锚固 其中K2350锚固剂在上部 Z2350锚固剂在下部 锚索与锚杆五花布置 四 工作面切眼四 工作面切眼 切眼沿煤层底板布置 平均坡度约为12 长度为32 5m 矩形断面 锚 网索支护 规格为 净宽 净高 6000mm 2600mm 断面积15 6m2 支护方 式与两顺槽支护方式相同 为了节约煤炭资源 提高资源回收率 延长矿井服务年限 尽量利用机械 化采煤减轻工人的体力劳动 根据采面的地质特征等实际条件 以及 山东 新河矿业有限公司3煤层330采区建筑物下压煤开采方案设计 要求 决定工 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 11 作面切眼长度为32 5m 平距 附图二 附图二 33013301工作面工作面巷道平面布置 巷道平面布置 1 1 及断面图 及断面图 2 2 3 3 附图三 附图三 3 3301301工作面工作面轨道顺槽 胶带顺槽地质剖面图轨道顺槽 胶带顺槽地质剖面图 第八章 采煤方法及工作面装备 第一节 采煤方法 一 采煤方法的选择一 采煤方法的选择 根据 山东新河矿业有限公司3煤层330采区建筑物下压煤开采方案设计 的内容要求 本采区采煤方法选择为采区条带法开采 DF46断层以北采宽 40m 留宽60m 其余采宽40m 留宽50m 采宽均包括工作面两侧顺槽宽度 采出厚度5 0m 3301工作面为采宽40m 留宽60m 采出厚度5 0m 二 采煤工艺选择二 采煤工艺选择 针对3煤层条带式采煤方法 设计对回采工艺提出两个方案 方案 综采轻型放顶煤工艺 方案 综采分层 金属网假顶 开采工艺 近几年 我国厚煤层综放技术发展迅速 并日趋成熟 综放设备 工艺 及配套安全措施逐步完善 有关政策 法规日益健全 众多单产超百万吨的 综放工作面不断涌现 充分显示了综放开采技术的优越性和旺盛的生命力 综采分层 金属网假顶 开采 亦是一种技术经验成熟的开采方法 安全条 件好 工人劳动强度低 经分析比较 暂推荐采用方案 即综采放顶煤开采 其理由简述如下 1 综采轻型放顶煤工艺对煤层厚度的适应性较强 本工作面回采的3下 层赋存稳定 倾角一般12 18 赋存相对较平缓 开采区厚度为 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 12 2 2 10 8m 均厚6 5m 地质构造较简单 工作面推进长度较大 适宜采用 轻型综放 临近条件相似的葛亭矿及我矿3101 3102 3103 3104工作面采 用综采放顶煤开采取得了巨大成功 已充分证明了3层煤具有良好的可放性 为本矿井综放开采提供了成熟的经验 2 综采轻型放顶煤工艺回采工作面顶板管理简单 3 集团公司内部多对矿井采用放顶煤技术进行生产 对该技术已很熟 悉 并有许多成功的经验 4 综采放顶煤开采在技术上 经济上比分层开采有明显的优势 1 综采放顶煤开采的机采厚度只是煤层厚度的一部分 因此对于煤 层厚度变化大或区域内小断层较多的块段有较大的适应性 2 采区巷道布置简化 大幅度降低巷道掘进工程量 同时缓和了采 掘接续紧张程度 3 避免了对采空区重复供氧 减少了漏风通道 缩短了开采周期 减少了煤层自然发火的几率 有利于防止煤层自然发火 4 减少了工作面设备的搬家次数 提高了设备的利用率 降低了回 采工作面设备的搬家费用 5 回采工作面顶煤是利用地压落煤 依靠自重放煤 是一种电能消 耗低的采煤工艺 6 材料消耗省 避免了分层开采需要的铺设金属网弊端 7 生产人员少 成本低 鉴于综采轻型放顶煤工艺有以上优点 设计采用的采煤工艺为综采轻型 放顶煤工艺 即 3301工作面采用伪倾斜短壁后退式综采轻型放顶煤采煤法 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 13 采用MG 150 375型双滚筒采煤机割煤 采高2 3m 割煤深度为0 5m 液 压支架尾梁摆动 插板伸缩放顶煤 放煤高度2 7m 采出煤厚5 0m 采放比 为1 1 13 放煤采用 两刀一放 双轮顺序放煤 放煤步距1 0m 工作面自 开切眼始20m范围内采高须严格控制不得超过2 0m 推进20m后初次放顶煤 距停采线10m时停止放顶煤 工作面上下端头各一架不放顶煤 3301工作面里段与外段的接续 采用工作面旋转连续回采的方式进行 具体方案另行编制说明 三 回采工艺三 回采工艺 一 采煤机的进刀 一 采煤机的进刀 采煤机的进刀采用端部自开缺口 斜切进刀的方式 采取单向割煤 即 往返一次割一刀 斜切进刀段长度30m 截深0 5m 具体操作如下 1 采煤机向上割透端头煤壁后 依次推移刮板输送机 采煤机后方刮 板输送机弯曲段不小于20m 2 将两个滚筒的上下位置调换 向下进刀 采煤机达到正常截割深度 后进刀完毕 推移刮板输送机至平直状态 3 将两个滚筒的上下位置调换 向上割三角煤至割透端头煤壁 4 割完三角煤以后 将两个滚筒的上下位置调换 采煤机空机返回 进入正常割煤状态 附图四 采煤机进刀示意图 二 采煤机正常割煤 二 采煤机正常割煤 采煤机由上向下 下行割煤 直至割透下端头煤壁 采煤机正常割煤采 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 14 用前滚筒割顶煤 后滚筒割底煤的方式 三 放煤 三 放煤 根据130采区采区已采综放工作面放顶煤情况 并结合3301工作面现场实 际条件 暂确定3301工作面放煤方法采用 两刀一放 双轮顺序放煤方式 放煤步距1 0m 即 采煤机割完两刀煤后 开始进行第一轮放煤 上端头一 架过渡架 下端头一架不放煤 放煤从下端头开始 第一轮放煤量控制在 1 3 第二轮间隔第一轮6 10 5m 第二轮放煤时 将第一轮未放下的大块 煤破碎并放净 若现场放煤效果不好 可根据实际情况调整放煤方法 四 限厚 四 限厚5m5m回采的具体措施回采的具体措施 根据 山东新河矿业有限公司3煤层330采区建筑物下压煤开采方案设计 的内容要求 自开切眼始20m范围内采厚须严格控制不得超过2 0m 3301工 作面回采限厚为5m 为确保严格执行限厚开采的要求 结合现场煤层厚度情 况制定具体限厚回采措施及考核制度 1 工作面自开切眼始20m范围内采厚须严格控制不得超过2 0m 严格控 制工作面采高 控制好初始放顶煤的位置 在顺槽提前标出放顶煤的位置 待工作面推到此位置时 工作面采高执行2 3m 并开始放顶煤 2 安装核子秤 在3301工作面运输联络巷的皮带上安装核子秤 对工 作面回采煤量进行在线连续计量 计算出3301工作面采厚5m时的单个循环的 放煤量 把此数据作为一上限标准 每循环放煤量必须做好记录 由区队跟 班队长 队长签字 报考核管理办公室留存 当工作面单个循环出煤量达到 上限标准时 立即通知工作面停止放煤作业 3 成立专门考核管理机构 成立以矿长为组长 生产副矿长 总工程 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 15 师为副组长 各相关科室负责人为成员的限厚开采管理领导小组 办公室设 在地测科 地测副总工程师兼办公室主任 具体负责工作面限厚开采考核管 理工作 3 制定严格考核管理制度 矿上制定下发严格的限厚开采管理奖惩制 度 限厚开采管理领导小组具体负责工作面限厚开采监督管理和制度的落实 当区队出现违规回采情况时 对工作面立即下达停产通知 并按照制度对区 队班子成员进行扣罚 四 采煤工作面正规循环生产能力四 采煤工作面正规循环生产能力 工作面倾斜长度32 5m 每天生产6个循环 循环进尺1 0m 日进6 0m 采出厚度5 0m 煤容重1 38t m3 工作面倾角12 设计回采率80 正规循 环率85 循环产量 32 5 cos12 5 1 0 1 38 0 8 183t 日产量 183 6 0 85 933t 月产量 933 30 27990t 第二节 工作面主要设备配套及技术特征 根据国内外采煤工作面综放机械化的发展趋势 参考葛亭煤矿综采工作 面设备配备情况 结合330采区煤层赋存条件 并考虑设备先进行 适应性 和经济性 同时兼顾设备租赁和维修的方便性 按照 新河矿业公司3301综 放工作面三机设备配套报告 内容 3301工作面设备选型如下 一 采煤机一 采煤机 采煤机选用MG 150 375型采煤机 其主要技术参数如下 采高范围 1 4 2 8m 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 16 适应煤层倾角 35 滚筒直径 1400mm 装机功率 2 150 75 375kW 截 深 600mm 牵引力 400kN 牵引速度 0 7 7m min 机器重量 30t 二 液压支架二 液压支架 一 基本支架型号为ZF4200 16 26型 支撑高度 1 6 2 6m 支撑宽度 1 43 1 6m 额定初撑力 3196kN 工作阻力 4200kN 支护强度 0 82 0 84MPa 支架中心距 1 5m 适应煤层倾角 35 加防倒防滑设施 底板比压 1 9MPa 平均 推移千斤顶行程 700mm 护帮千斤顶行程 390mm 二 过渡支架型号为ZFG4200 16 26 支撑高度 1 6 2 6m 支撑宽度 1 45 1 62m 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 17 支护强度 0 82 0 87MPa 工作阻力 4200kN 推移千斤顶行程 700mm 三 运输设备三 运输设备 一 前 后部刮板运输机型号为SGZ 630 264 中双链 运输能力 450t h 刮板链速 0 93m s 中间槽尺寸 长 宽 高 1500 630 252mm 总 功 率 2 132kW 电 动 机 型号 KBY550 132A 电压等级 1140V 二 可伸缩带式输送机一部 型号为SSJ 1000 2 75 技术参数 电机功率 2 75kW 运输能力 1000t h 带 宽 1000mm 带 速 1 8m s 三 刮板输送机四部 运输能力 t h 刮板链速 m s 中间槽尺寸 长 宽 高 mm 总 功 率 kW 电 动 机 型号 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 18 四 乳化液泵站 乳化泵选用MRB125 31 5C型两台 配备一台X10RX型乳化液箱 输液管 路选用高压胶管 耐压35MPa 进口压力 常压 公称流量 125L min 公称压力 31 5MPa 电机功率 75kW 电机转速 1480r min 电压 660V 附图五 附图五 33013301工作面工作面设备布置示意图设备布置示意图 四 支架选择设计四 支架选择设计 一 支护强度确定 一 支护强度确定 通过理论计算结果表明支架支护强度为 0 44 0 8MPa 即支护强度下 限应不低于 0 44MPa 根据煤层地质条件相近矿井综放工作面支护实际强度情况 新河矿支架 的支护强度选择应不低于 0 5MPa 二 支架中心距 二 支架中心距 考虑到支架运输和现有矿井提升能力 结合现有设备的安装维修 为了 便于综机设备管理 将支架中心距确定为 1 5m 三 支架工作阻力 三 支架工作阻力 工作面支护强度确定以后 支架工作阻力数值主要取决于支护顶板的控 顶面积 支架 控顶面积主要与工作面 三机 配套设备的断面纵向尺寸有关 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 19 工作面 三机 配套设备的 断面纵向尺寸在采煤机 刮板输送机定型配套后 才能准确地确定 计算参考设备型号基本相 同的机型配套断面进行 额定工作阻力 F F P S B c L n 式中 Q 液压支架额定工作阻力 kN 架 p 支护强度 取 0 5 0 8kN m B c 控顶距 取 3 1m L 支架中心距 取 1 5m n 支架效率 取 0 96 将上述各数据代入计算 得 P 0 5 0 8 3 1 1 5 0 96 2422 3875kN 四 支架移架步距确定 四 支架移架步距确定 在顶板条件允许的情况下 增大截深可有效地提高每一循环的产量 提 高生产率 但对于不稳定煤层工作面而言 截深过大 将造成对架前顶板的 支护能力减小 采煤机过后的非支护时间加长 对控制煤壁 架前顶煤不利 根据大倾角综放工作面已有开采经验和目前综机设备配套能力 工作面截深 确定为0 5m 比较合适 为了满足工作面 0 5m 截深 支架移架步距确定为 0 5m 五 支架选择 五 支架选择 目前集团公司现有综采设备中可以适应新河煤矿大倾角综放工作面的 支架主要有两种 一是准备大修的 ZFB2800 16 24 型单摆杆放顶煤支 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 20 架 再就是正在使用的 ZF4200 16 26 型正四连杆放顶煤支架 相对来说 上述两种支架无论是架型还是工作阻力 中心距和支护强度等技术参数都比 较符合新河煤矿煤层赋存特点 为此 首先需要对上述两种支架进行比较分 析 优选一种最优方案 通过对两种架型在大修内容与改造所需费用上的综合比较 ZFB2800 16 24型支架改造工程量大 费用较高 而ZF4200 16 26型支架的 改造工程量小 费用较低 故本工作面选用ZF4200 16 26型支架 第九章 工作面生产系统 第一节 煤炭运输系统 一 运输设备及运输方式一 运输设备及运输方式 采煤机割装底煤和前部运输机配合装运底煤 利用支架尾梁和插板配合 操作 使支架上方的顶煤破碎垮落 在插板缩回后利用自重自动溜入后部运 输机的溜槽中运出 插板完成大块煤的破碎并通过尾梁上下摆动破坏支架上 方由大块煤形成的临时拱式结构 然后通过刮板输送机 胶带输送机将煤运 出 二 移刮板运输机方式二 移刮板运输机方式 采用推移前部运输机和拉移后部运输机的方式 推前部运输机步距 0 5m 拉后部运输机步距0 5m 弯曲段长度不小于15m 推拉顺序为自下而 上单向拉移 一 推移前部运输机 一 推移前部运输机 1 采煤机向下端头正常割煤 割透下端头煤壁后空机返回 2 随着采煤机空机返回而在采煤机下方随着从下端头向上端头方向推 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 21 移前部运输机 推溜滞后采煤机后滚筒最少为6个架 最多不得超过8个架 不含8个架 其弯曲段长度不得小于15m 弯曲段要均匀过渡 二 拉移后部输送机 二 拉移后部输送机 工作面后部运输机在支架前移后处于放煤位置 待循环放煤工序结束后 将 后部运输机滞后放煤口5 10架 为一个拉移步距 三 煤的运输路线三 煤的运输路线 3301工作面 3301工作面胶带顺槽 3301工作胶带运输联络巷 330采 区煤仓 400胶带大巷 胶带暗斜井 主井底煤仓 主井箕斗 地面 第二节 辅助运输系统 一 辅助运输设备及运输方式一 辅助运输设备及运输方式 工作面需用的材料 设备等物资 采用1t矿车或平板车运输 通过330 采区轨道上山 3301轨道顺槽运至工作面 二 辅助运输系统路线二 辅助运输系统路线 地面 副井 240井底车场 400轨道暗斜井 400车场 400轨道大 巷 330采区轨道上山底车场 330采区轨道上山 3301工作面轨道顺槽 3301工作面 附图六 附图六 33013301工作工作面运输系统图面运输系统图 第三节 供水系统 一 防尘供水系统一 防尘供水系统 3301工作面轨道顺槽和工作面的防尘用水 通过管路由副井水管 240 井底车场 400轨道暗斜井 400轨道大巷 330采区轨道上山 3301轨道 顺槽 3301工作面的用水 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 22 3301工作面胶带顺槽的防尘用水 通过管路由副井水管 240井底车场 400轨道暗斜井 400轨道大巷 400胶带大巷1 联络巷 400胶带大巷 回风联络巷 3301胶带运输联络巷 3301工作面胶带顺槽 附图七 附图七 33013301工作面工作面防尘供水系统示意图 防尘供水系统示意图 一 采煤工作面用水量计算 一 采煤工作面用水量计算 采煤工作面防尘用水量包括 采煤机用水 支架喷雾 转载点喷雾 净 化水幕 冲刷煤尘用水及其它用水等 1 由3301轨道顺槽管路供水量计算 1 采煤机内外喷雾用水量 Q1 Gq 59 0 02 1 18m3 h 式中 G 工作面平均小时产量 t h q 吨煤喷雾水量 取0 02 m3 t 2 架间喷雾用水量 Q2 0 8m3 h 3 乳化泵站用水 乳化泵站为二泵一箱 每台泵流量为7 5 m3 h 因乳化泵站为循环闭路 用水量Q3 1 2 m3 h 4 前后刮板输送机机尾冷却电机减速器用水量 Q4 8m3 h 5 其它用水量 Q5 0 8m3 h 3301轨道顺槽共计用水量 Q K Qi 1 05 1 18 0 8 1 5 8 0 8 12 9 m3 h 0 00358m3 s K 水量备用系数 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 23 2 由3301胶带顺槽管路供水量计算 1 转载点喷雾用水量 Q1 nQ 4 0 2 0 8m3 h 式中 n 转载点个数 Q 喷嘴的喷雾流量 取0 2 m3 h 2 转载机冷却电机减速器用水量 Q2 4m3 h 3 前后刮板输送机机头冷却电机减速器用水量 Q3 8m3 h 4 其它用水量 Q4 0 8m3 h 3301胶带顺槽共计用水量 Q K Qi 1 05 0 8 4 8 0 8 14 28m3 h 0 00397m3 s 二 二 防尘供水管径计算防尘供水管径计算 1 3301轨道顺槽管路直径 D Q V 1 2 0 00358 3 14 2 0 1 2 0 048m 48mm 式中 D 主管路直径 mm Q 工作面最大用水量 m3 s V 管路经济流速 取V 2 0m s 2 3301胶带顺槽管路直径 D Q V 1 2 0 00397 3 14 2 0 1 2 0 050m 50mm 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 24 式中 D 主管路直径 mm Q 工作面最大用水量 m3 s V 管路经济流速 取V 2 0m s 三 管壁选择 三 管壁选择 由于防尘用水由地面防尘水池提供 3301工作面防尘管路承受最大内压 力及水泵压力 P gh 9 8 103 40 404 4 35Mpa 0 5d d PR PR 1 3 1 4 0 0 5 100 3 45mm 取 4mm 11 35 43 180 35 44 080 式中 防尘管路壁厚 R 许用应力 无缝钢管取80Mpa P 管内水的压强 4 35Mpa d 防尘管的内径 100mm d 附加厚度 钢管为1 2mm 取1mm 因此 3301工作面的防尘管路采用壁厚4mm的无缝钢管 通过以上计算 结合矿井现场实际情况 胶带顺槽供水管路选用 57mm 的水管 每隔50m设一个三通阀门 皮带机头 机尾15m内设置三通阀门 以 便及时降尘 在水管进入顺槽处安装闸门 给防尘水幕和各转载点供水 3301轨道顺槽供水管路选用 57mm的水管 每隔100m设一个三通阀门 在水管进入顺槽处安装闸门 给泵站及工作面喷雾头和除尘水幕供水 二 防尘方式二 防尘方式 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 25 一 采煤机内外喷雾 一 采煤机内外喷雾 要求喷雾嘴完好不堵塞 并要使用水电闭锁装置 割煤时必须喷雾降尘 内喷雾压力不小于2MPa 外喷雾压力不小于1 5MPa 如果内喷雾装置不能正常 喷雾 外喷雾压力不得小于4 MPa 雾化程度要高 特别是外喷雾要能够封闭 截割产尘部位 采煤机要实现开机与喷雾联动 二 采煤机二次负压降尘 二 采煤机二次负压降尘 地面高压水到轨道顺槽后 通过 25mm的高压供水管路与采煤机二次负 压降尘装置构成采煤机二次负压降尘系统 供水管路敷设在电缆槽内 当采 煤机割煤时 启动开关实现二次负压降尘 三 煤层注水 三 煤层注水 根据煤矿安全规程第一百五十四条第二大条第四小条规定 孔隙率小于 4 的煤层不注水 我矿3煤的孔隙率为3 77 因此3301工作面的煤层不采取 注水措施 但必须要加强其它方面的防尘力度 四 架间手动喷雾 自动喷雾和放煤口联动喷雾降尘 四 架间手动喷雾 自动喷雾和放煤口联动喷雾降尘 1 供水采用 25mm的高压胶管 2 动作方式 每组支架间安设手动喷雾装置 实现架间手动喷雾 同时 采用自动化控制方式 实现架间自动喷雾 放煤口实现联动喷雾降尘 3 喷嘴布置 每个支架前梁下方设两个喷嘴 放煤口处设两个喷嘴 全面 共安装140个喷嘴 4 喷雾要求 架间喷雾喷嘴迎风喷雾 放煤口喷雾把放煤口呈半包围形 式 罩住放煤口产尘部位 5 采煤机割煤时 下风口20m范围内必须保证有3架以上的喷雾头正常工 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 26 作 并保证雾化效果良好 覆盖全断面 五 转载点的喷雾 五 转载点的喷雾 1 工作面两部运输机机头及四部刮板输送机头各设一组喷雾头 2 3301胶带顺槽胶带输送机机头设一组摩擦自动喷雾装置 3 转载点喷雾要实现自动化 六 顺槽防尘水幕 六 顺槽防尘水幕 在3301胶带顺槽 轨道顺槽中距工作面煤壁不大于30m处 各安设一道净 化水幕 水幕要覆盖全断面且雾化良好 两道水幕均随工作面的推进而向外 移动 七 顺槽煤尘冲刷 七 顺槽煤尘冲刷 对工作面回风顺槽每天冲刷一次 进风顺槽每5天冲刷一次 工作面 支 架阀组 转载点附近及其它部位每班冲刷一次 八 个体防护 八 个体防护 进入工作面和回风侧工作的所有人员必须佩戴防尘口罩 第四节 排水系统 3301工作面为俯采工作面 工作面生产期间的涌水可自流到两顺槽低洼 处通过水泵或风泵排出工作面 回采过程中两顺槽水沟要保持畅通 以便涌 水顺水沟自流至低洼处 根据采区水文地质资料分析 影响3301工作面正常回采的含水层主要是 3煤顶板砂岩含水层 岩性以中砂岩为主 水量以静储量为主 补给条件差 掘进过程中揭露的出水点已处于半疏干状态 回采过程中预计以滴淋水形式 涌水 对安全生产不会造成威胁 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 27 排水路线 胶带顺槽 3301工作面 胶带顺槽 3301胶带运输联络巷 400胶带大 巷1 联络巷 400轨道大巷 400水仓 地面 轨道顺槽 3301工作面 轨道顺槽 330采区轨道上山 400轨道大巷 400水仓 地面 附图八 附图八 33013301工作面工作面排水系统图排水系统图 第五节 通风系统 一 风量计算一 风量计算 1 按瓦斯 二氧化碳 涌出量计算 Q采 100 67 q采 k采通 Q采1 100 0 4 1 5 60m3 min Q采2 67 0 58 1 5 58 29 m3 min 式中 Q采1 Q采2 采煤工作面分别按瓦斯绝对涌出量 二氧化碳绝对涌出量 计算的需要风量 m3 min 100 67 单位瓦斯 二氧化碳 涌出量的配风量 以回风流瓦斯浓 度1 或二氧化碳1 5 的换算值 m3 min q采 采煤工作面瓦斯或 二氧化碳 绝对涌出量 参考2007年度一采 区3104工作面瓦斯鉴定结果 瓦斯和二氧化碳绝对涌出量为0 4 m3 min 0 58 m3 min计算 k采通 采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数 一般机采工作面为 1 2 1 6 取k采通 1 5 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 28 2 按工作面气温条件计算 Q采 60 70 V采 S采 K高 K长 60 0 7 1 5 8 88 1 2 0 9 604 2 m3 min 式中 Q采 按工作面气温条件计算的需要风量 m3 min V采 采煤工作面的平均风速 采煤工作面温度为23 一般为 1 0 1 5 取V 1 5m s S采 采煤工作面的平均断面积 根据所选支架型号 取8 88m2 K高 采煤工作面采高调整系数 取1 2 K长 采煤工作面长度调整系数 取0 9 3 按工作面同时最多工作人员计算 Q采 4 N 4 19 76 m3 min 式中 Q采 按工作面同时工作最多人数计算的需要风量 m3 min N 采煤工作面每班最多工作人数 取19人 根据上述计算 工作面最大需要风量为604 2 m3 min 4 按风速进行验算 1 按最低风速验算 Q采 15 S采 15 12 6 189 m3 min S采 采煤工作面的平均断面积8 88m2 Q采 计算出的工作面的最大需要风量 m3 min 15 煤矿安全规程 规定采煤工作面最低风速 新河矿业有限公司 3301 工作面回采方案 29 2 按最高风速验算 Q采 240 S采 240 12 6 3024 m3 min S采 采煤工作面的平均断面积 8 88m2 240 煤矿安全规程 规定采煤工作面最高风速 通过以上验算可以得出 工作面需要风量为 604 2 m3 min m3 min 符 合 煤矿安全规程 规定的要求 二 通风路线二 通风路线 进风路线 副井 240井底车场 400轨道暗斜井 400车场 400轨 道大巷 330采区轨道上山 3301轨道顺槽 回风路线 3301工作面 3301胶带顺槽 3301胶带运输联络巷 400胶 带大巷回风联络巷 400胶带大巷 胶带暗斜井 总回巷 主井 附图九 附图九 33013301工作面工作面通风系统图通风系统图 第六节 瓦斯防治 一 瓦斯防治一 瓦斯防治 3301工作面设瓦斯检查员巡回检查 每隔3 5小时检查一次 每班至少检 查两次 设备列车处 皮带头每班检查一次 瓦斯检查点分别设在 工作面风流 回风隅角及距工作面煤壁线10m以外 的回风流中 工作面风流瓦斯检查牌板及回风隅角瓦斯检查牌板应设置在工作面风流 回风隅角瓦斯检查点5m以里 回风流瓦斯检查牌应设在