m~mC巷道煤柱回收设计说明书(正式版)

1、第一章 工作面地质概况第一节 地面相对位置及临近采区开采情况煤层名称C13水平名称-232采区名称-232mC13工作面名称C13巷道煤柱回收工作面地面标高（m）+22工作面标高（m）-232m-240m 地面位置及建筑物地面对应位置为原谢二矿工广，无主要建筑物。井下位置及四邻采掘关系施工段位于主斜井勘探线附近，附近区域已回采完毕。回采对地面设施影响无走向长(m)30倾斜长120面积（m2）3600第二节 煤层及原大矿回采概况煤层情况 煤（矿）层总厚（m）原生5煤层倾角（°）最大22°最小18°剩余5平均20°煤层结构简单阶段 采高3m稳定 程度稳定煤质

2、情况MA(%)QFCSY工业编号7.828.98517946.840.831741原大矿回采概况回采时间：无采煤方法：无顶板管理办法：无采后掘巷道支护形式：无块段内原开拓巷道支护形式：无有无水、火灾害记录：其它：第三节 C13煤层顶底板及柱状图岩石名称顶板名称厚度（m）稳定性及破碎程度柱状图砂岩老顶2.04.0浅灰色中粒见附图 细砂岩直接顶2.04.0灰色泥岩伪顶0.3深灰色灰色泥岩直接底0.20.8浅灰色下为C12煤第四节 构造情况断层名称走向倾向倾角（°）性质落差导水性对回采的影响程度第五节 构造简单应力分析本段掘进巷道主要开采原谢二矿采区煤柱，回采范围内无较大的构造第六节 水文

3、地质概况1、涌水量分析：最大涌水量m3/h最小涌水量m3/h平均涌水量m3/h0.1002、充水性分析：断层水：无老空区水：无钻孔水：无灰岩水：无灌浆水：局部有少量灌浆水地表水：无其它：无第七节 影响安全回采的其它地质情况瓦斯根据周边C13掘进工作面瓦斯浓度0.3%计算，本工作面预计供风100m3/min，得出瓦斯绝对涌出量100×0.3/100=0.3m3/minCO2根据周边C13掘进工作面CO2情况，预计本掘进工作面为0.2%煤层爆炸指数C13煤层具有爆炸危险性煤的自燃倾向性自燃倾向性类地温地温22第八节 块段内及周边高温点及发火可能性分析块段内目前未发现高温点，C13煤层具有

4、自然发火可能性，自然发火期36个月。第九节 安全开采建议1、加强日常的通风以及防火的日常监测，发现工作面内有高温点要及时采用灌浆等方法进行处理。建立健全工作面排水系统，发现有出水征兆时要及时汇报并做好工作面的防排水工作。2、该工作面回采时若采用倾斜长壁采煤法，工作面仰角较大，要加强工作面顶板管理，备足应急抢险材料，加强工作面测压工作。第二章 采煤方法一. 采煤方法：根据地质资料可知：本工作面煤厚为5m，倾角20°，直接顶为砂岩，直接底为泥岩，设计采用倾斜长壁采煤法，后退式开采，全部垮落法管理顶板。二. 本工作面长度的确定：1) 从本工作面所处地段的地质条件看，相对简单，影响本工作面面

5、长的主要因素是我矿原-270mC13采煤工作面以及-240mC13采煤工作面。2) 从本工作面所处地段的系统状况来看，具有完善的通风、运输及辅助系统，且各系统状况良好,宜于布置倾斜长壁工作面；3) 从我矿目前的工作面管理水平来看，具备回采该工作面的管理能力；结合以上3种因素，设计本工作面的面长为40m。三. 本工作面倾斜长度的确定：1. 从地质条件来看，本工作面所处地段的地质条件相对简单，本工作面走向长度主要受到影响。2. 影响本工作面走向长度的主要因素是-220mC13采煤工作面保护煤柱。3. 从采掘时要求的各系统来考虑，通风能力、运输能力、辅助运输能力、设备能力、供电能力、供电能力等各方面

6、通过计算都适宜走向长壁采煤法，详细计算见以后各章节。综合以上3点，确定工作面可采倾斜长度为50m四、可采储量：工作面可采储量50m×40m×5m×1.4×85（回采率）11900t。五、煤柱的留设1) 根据巷道实际使用以及后期延伸开拓来看，本巷道与-220mC13工作面平顺槽留设10m保护煤柱。第三章 巷道布置和支护设计一、巷道布置：在工作面的面长、走向长度和采煤方法确定以后，结合本工作面周围的系统现状，我们对本工作面巷道布置详见采掘工程平面布置图。二、支护设计：根据现有地质资料，结合我矿目前煤巷的支护技术水平，本工作面煤巷支护设计除开切眼外全部采用梯形

7、工字钢棚支护，开切眼直接采用单体液压支柱配型钢梁联合支护，各巷道具体断面如下：一. 顺槽：梯形工字钢支护，规格为2.2m×2.2m×2.2m，净断面=4.7m2；二. 风巷、联巷：木棚支护，规格为2.2m×2.2m×2.2m，净断面=4.7m2；三. 开切眼：单体液压支柱配型钢梁联合支护，宽×高=2m×2m，净断面积=4m2。第四章 工作面设备选型与配套工作面支架选用2.4m型钢梁134根和DZ2230/100型单体液压支柱333根联合支护顶板，工作面备用型钢梁30根，备用单体液压支柱50根。工作面安装SGB420/30型链板机一部；

8、顺槽运输设备选用SGB420/40型链板机1部，顺槽根据涌水量情况布置2.5kw水泵供排水用。一. 单体液压支柱强度验算及支护密度设计1. 顶板压力预计Q=M×K× R 式中 Q预计顶板来压强度(t/m2) M采高 (m) K增载系数，一般取 48，基本顶级别越高K值越大。 R顶板岩石平均容重 (t/m2),取2.5t/m3经计算：Q=2×7×2.5=35 (t/m2)2. 工作面所选支柱型号及工作阻力 工作面选用DZ22-30/100型单体支柱，其最大工作阻力P为30t/根。3. 支护密度设计Z=Q/（P×r） 式中 Q意义同上 Z支护密度

9、(根/）； P支柱最大工作阻力 (t/根)； r安全系数 （根据顶板条件及相似条件工作面情况选定）,一般选0.8； Z=Q/（P×r）=35/（30×0.8）=1.45 根/ 4. 确定排柱距根据工作面每次开帮距离为1000mm，确定工作面排距为1000mm，相应可确定柱距：1/Z×B1/1.45×10.68，经计算，确定柱距为600mm。5. 工作面支架强度验算工作面设计支护强度为Z×P=1.45×30=43.5 t/m2Q（35 t/m2），因此设计支护强度符合要求。二. 运输设备的选择：1. 顺槽均选用SGB420/40型链板机

10、，每小时额定运煤能力为80t，按每天正常生产时间10小时计算，每天运煤能力为800t,大于工作面设计生产能力476t，因此运输设备选型满足工作面生产能力需要。第五章 工作面生产能力一. 生产能力1. 可采储量=50m×40m×5m×1.4×85（回采率）11900t2. 工作面产量日产：40m（面长）×2m（日推进度）×5（煤厚）×1.4（容重）×85（回采率）=476吨月产：476×30=14280(吨)50m（倾斜长）/2m(日推进度)/30天=0.83(月)总回采时间0.83（月）二. 工程量本工作

11、面巷道属原先采区巷道，无需重新掘进三、工期回采前主要是对切眼进行替棚以及调整运输系统，工作面需要安装半个月。第六章 各系统能力设计一、通风系统1、掘进通风系统本工作面巷道使用原来采区巷道，通风系统已完善，不需要重新掘进，故掘进通风系统略。2、回采时的通风系统 因为该面上下阶段已经回采完毕，本采区主要回采残留煤垛，区域内瓦斯基本已经释放，而且根据我矿目前通风系统，所以该面回采时考虑下行通风。进风：立井-127m正石门-127m-232m进风下山工作面顺槽工作面。回风：工作面工作面风巷-220m-180m进风上山-267mC13系统-180m平巷C13总回风道-127m副石门斜井3、回采时需风量计

12、算（1）按人数计算:Q采=4N=4×50=200m3/minN工作面同时工作的人数,取50人（2）按工作面温度计算Q采=60×V采×S采 m3/min式中：S采采煤工作面的平均断面积。长壁工作面按最大和最小控顶断面积的平均值计算，m2 S采=(3.4+2.4)÷2×2=5.8 m2 V采采煤工作面风速，取1，其取值应符合下表的要求： 采煤工作面空气温度与风速对应表采煤工作面空气温度，采煤工作面风速 V采，m/s150.30.515180.50.818200.81.020231.01.523261.52.026282.0.5 Q采=60×

13、;1×5.8=348 m3/min（3）按瓦斯涌出量计算根据原-270mC13工作面回采期间瓦斯浓度在0.20.3之间，取0.3计算；根据以往回采经验该面配风预计为400m3/min,经计算预计该面瓦斯绝对涌出量为1.2m3min。Q采= 100×q 瓦采×K采通×（1K抽放率）/c m3/min= 100 ×1.2×1.8×0.8÷1=172.8m3/min式中： q 瓦采采煤工作面的绝对瓦斯涌出量 m3/min K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数，它是各个采煤工作面绝对瓦斯涌出量的最大值与其平均值之比。炮采工作

14、面可取K采通=1.62.0；本次计算取1.8。K抽放率采煤工作面的瓦斯抽放率，%C回风流中允许瓦斯浓度%，一般取0.8。（4）按风速计算按风速进行验算：Q取上述三者的最大值，则回采时配风量为348m3/min,则： 按最低风速验算,工作面最低风量为0.25×60×S采 m3/min式中S采工作面平均断面积，m2 Q=348 m3/min>0.25×60×5.8=87 m3/min 符合要求按最高风速验算,工作面最大风量为4×60×S采 m3/minQ=348 m3/min<4×60×5.8=1392m3

15、/min 符合要求经验算,工作面回采时配风量为350m3/min，符合<<煤矿安全规程>>的规定。注：该面实际供风量由通风队可根据现场实测瓦斯涌出量适当调整，必须做到以风定产。二、 监控系统监控设备布置：工作面共设计安设监控传感器7个，其中：工作面上隅角处安设瓦斯传感器To；工作面下隅角处安设瓦斯传感器To，在工作面下出口距离10m安设瓦斯传感器T1，在工作面顺槽距第一风流交汇点向顺槽内10m 15m处安设瓦斯传感器T2；在T2位置安设CO传感器、温度传感器和风速传感器。三、 运输系统回采期间：采煤工作面顺槽-127m-232m进风下山-127m斜石门-127m正石门立

16、井煤仓。辅助运输（下料、出矸）系统工作面风巷-206m-232m轨道上山-206m平石门-206m-127mB10回风上山-127m副石门斜井地面。设备选型顺槽回采期间铺设SGB420/40链板机，用于回采期间出煤。风巷回采期间安设一部11.4kw绞车用于下料、出矸。四、防火、防尘系统设计灌浆材质：黄土灌浆系统：地面灌浆站斜井-127m副石门-127m-232m进风下山-206m平石门-206m-232m轨道下山工作面风巷工作面1、灌浆方法工作面随采随灌，灌洒结合，浆液浓度：水土比为5：1。在灌洒浆过程中应安专人间断地去下顺槽观察控制好灌浆量，使浆水既能湿透，又不至造成下顺槽被淹或淤塞。否则立

17、即停浆或减少浆量。2、防尘系统1、供水路线顺槽供水路线：斜井-127m副石门-206m-127mB10回风上山-206m石门-206m-232m轨道下山工作面。2、灭尘方法风巷、顺槽及工作面洒水灭尘，各转载点喷雾灭尘。五、排水系统工作面临时水仓-206m水仓地面。排水设备：利用-206m水仓的3台MD25-50×7型水泵，流量25m3/h，扬程350m，电动机功率55KW，一台工作，一台备用、一台检修。掘进及回采期间工作面如有少量出水，在风巷和顺槽低洼处设临时水仓将水泵至-206m水仓。六、压风系统斜井-127m副石门-206m-127mB10回风上山-206m石门-206m-232

18、m轨道下山工作面。压风设备：利用矿井现有ESC-1007螺杆式空气压缩机作为风源。七、隔爆系统在工作面机巷巷口以内不小于5m处，风巷与-220mC13工作面顺槽三岔门以内不小于5m处分别设置防火门基础，基础要求分别嵌入两帮200mm，底部基础深不少于300mm（必须见硬底），厚500mm，在-220mC13工作面机巷、-180m平巷处备风机、以及防火墙构筑所需用的瓦石、黄沙、水泥等材料，并悬挂“防火材料、严禁他用”的提示牌。八、供电系统：一、概述:根据-232mC13煤柱回收采煤工作面规程设计巷道布置图，计划将主提第7部皮带机向上缩短55m，安装1部刮板机为顺槽刮板机，切眼安装1部刮板机。-1

19、27m变电硐室供电，电压等级660V，总负荷80kw。二、设备布置一览表：序号设备名称型号长度需用开关KBD200QBZ200QS81-80QBZ-801顺槽刮板机SGB420/4055m11012切眼刮板机SGB420/4045m0001三、供电变压器容量选择-127m变电硐室1#干式变压器KBSG500/6/690,3#馈开KBZ-400, 电缆为原有线路MY3×50mm2，负荷为80kw。1#变压器容量校核：SB=422.1KVA<500KVA因此，1#变压器额定容量大于实际装机容量，能满足需求。四、供电系统干线选择：供电干线电缆选择：Ie=153.1A<50mm2

20、电缆长期运行载流量五、开关整定1、最末端短路电流计算：计算说明：、系统电抗折算为20.9m 50mm2电缆换算长度；、校验结合说明书；、查表法d1点、LH=20.9+0.73×10+4+550+130+1.91×30+20×3.01877.6m d2点、LH=20.9+0.73×10+4+550+130+1.37×180+1.91×701098m 2、3#馈电开关整定：开关型号KBZ-200，Ie=200A,Ue=660V,调档范围过载0.31倍，短路110倍额定电流；用途：-220m 2部皮带机、2部刮板机、-232m2部刮板机总电

21、源开关；负荷统计：Pmax=40KW,启动电流IQe=43×6=258A,P=175kw。过载整定：根据公式：取120A,0.6档。短路整定：根据公式:IdIQe+KXIe=258+55×1.15321A取400A，2档。校验：依据公式K=1.67>1.5经校验整定符合要求。六、QBZ-200开关整定QBZ-200: 负荷80kw，Ie1.15×8092A七、QBZ-80开关整定负荷40kw，Ie1.15×4046A,取43A九、QBZ-200开关做为瓦斯电闭锁断电开关，断电器监控部门负责。第七章 安全技术措施1、由于该面属于下行通风采煤工作面，因

22、此在掘进及回采作业规程中必须制订具体的通风及瓦斯防治措施，并按照本设计及作业规程中的有关规定严格执行。2、在掘进和回采前，应在作业规程中明确规定水、火、瓦斯、煤尘等灾害预防措施，所有工作人员应牢记相应灾害发生前的预兆、防治方法以及避灾路线。3、采掘工作面应保持有畅通无阻的安全出口，防止巷道冒顶堵（埋）人，各采掘工作面作业规程中必须编制顶板管理的安全技术措施。4、加强工作面火灾预测、预报工作，使其经常化、制度化，做到防患于未然。5、监控设备断、复电瓦斯浓度和断电范围掘进期间：报警浓度T1、T20.8%CH4断电浓度T1、T20.8%CH4复电浓度T1、T20.8%CH4，断电范围T1、T2掘进工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。复电方式：人工复电回采期间：报警浓度T1、T2、T0 、T00.8%CH4断电浓度T1、T2、T0 、T00.8%CH4；复电浓度T1、T2、T0 、T00.8%CH4，断电范围T1、T2、T0 、T0工作面及其进回