ZF203工作面开采设计

1、铜川市耀州区照金矿业有限公司ZF203综采放顶煤工作面开采设计 工作面生产能力：170万T/a 工 作 面 长 度：150m 工 作 面 位 置：二采区西翼铜川市耀州区照金矿业有限公司二一五年十月二十八日ZF203综放工作面设计说明书编制、审核人员情况 编制人员姓 名单 位职 称编制人员签字白 辉通风副总工程师王俊亮地测副总工程师刘佩营采掘副总工程师薛四康机电副总工程师高耀奇生产科助 工刘炳康机电科科工程师王柱锋通风科工程师尹耀辉地测科 助 工 审核人员姓 名职 务职 称审核人员签字刘义民总工程师工程师刘 沛生产矿长工程师党军盈安全矿长工程师王军平机电矿长工程师 目 录第一章 工作面概况1第一

2、节 工作面概况1第二节 地质构造1第三节 煤层及煤质2第四节 煤层顶底板情况3第五节 水文地质5第六节 瓦斯、煤尘及煤层自燃5第七节 储量6第八节 存在问题及建议6第二章 工作面巷道布置6第一节 工作面巷道布置6第二节 巷道断面及支护7第三章 设备选型及布置13第一节 工作面主要设备选型及能力验算13第二节 工作面支架16第四章 安全生产系统18第一节 运输系统18第二节 供排水系统18第三节 压风系统20第四节 通讯联络、照明系统20第五节 供液系统21第五章 供电系统21第一节 工作面设备配置21第二节 工作面供电系统22第三节 工作面配电设计22第六章 采煤方法37第一节 采煤方法37第

3、二节 工作面生产能力38第三节 回采工艺40第四节 顶板管理46第五节 劳动组织和主要经济技术指标49第七章 一通三防51第一节 通风系统51第二节 风量配置51第三节 瓦斯治理52第四节 安全监测监控56第五节 综合防灭火57第六节 综合防尘59第八章 矿井“六大系统”60第一节 监测监控系统60第二节 人员定位系统63第三节 通信联络系统64第四节 紧急避险系统65第五节 压风自救与供水施救系统65第九章 安全技术措施68第一节 一般规定68第二节 顶板管理71第三节 通风及瓦斯监测71第四节 运输管理71第五节 机电管理75第六节 防治水87第七节 煤壁片帮、破大块措施88附图1、ZF2

4、03工作面平面位置图2、ZF203工作面巷道布置示意图3、供水系统图4、排水系统图5、通信联络系统图6、供电系统图7、超前支护示意图8、通风系统图9、瓦斯抽放系统布置图10、安全监测监控系统图11、防灭火设施布置图12、避灾路线图13、压风自救系统图14、运输系统示意图第一章 工作面概况第一节 工作面概况煤层名称4-2号位 置二采区西翼采区名称二采区工作面名称 ZF203地面标高(m)+1640+1802工作面底板 标高(m)+1102+1111地面位置本区位于碾子坪以东，石门乡以南，庙沟以西，草沟以北。井下位置及 四 邻采掘情况本工作面位于二采区下山西翼，回风顺槽设计长1351米、运输顺槽设

5、计长度均1351米、切眼设计长150米。工作面东为二采区区段回风下山、运输下山、轨道下山，南为202工作面，西为井田边界线，北为未采动区。回采对地面设施影响工作面位于丘陵沟壑地带，地面无建筑物和其它设施，回采过程中对地面设施无影响。走向长度(m)1351工作面长度（ m ）150.0面积(m2)202650第二节 地质构造ZF203工作面巷道位于井田向斜构造的北翼，构造简单-中等，地层较平缓，从东向西煤层底板等高线逐渐抬高，节理构造及斜交状层理会给采掘工作带来一定的影响，详见下表。根据202工作面掘进、回采作业揭露的资料：本工作面位于向斜构造北翼，回风顺槽与运输顺槽高程差9米，回风较高。该向斜

6、走向北东南西，倾向北西。地层平缓，煤层赋存状况沿走向由东向西逐渐抬高。构造名称 走 向 倾向 倾 角 性 质 对采掘作业的影响程度向 斜北东南西北西 36º简单-中等中等第三节 煤层及煤质一、煤层煤层厚度(m) 69.7稳定程度煤 层倾 角36°平均7.9稳定近水平煤层走向北东南西，倾向北西，最小厚度6m，最大厚度9.7m。巷道布置于煤层中下部，设计巷道留底煤0.5m。煤层不含夹矸层，属稳定的结构简单的煤层。煤层以黑色亮煤为主、夹暗煤及镜煤条带、沥青光泽、阶梯状断口，内外生裂隙较为发育。煤层层理呈现垂直或接近垂直状态，与水平面夹角在70°- 90°之间。

7、往井田边界靠近，煤层逐渐变薄。二、煤质 4-2煤层是中硬性煤层，条痕色为褐黑色，沥青光泽，阶梯状、参差状断口，呈条带状、线理状结构，层状、块状构造。内外生裂隙较发育，并被泥岩充填，视密度算术平均值为1.38t/m3。 4-2煤层半亮型煤、半暗型煤为主。丝炭含量较高是该煤层易自燃的主要因素。4-2煤层变质程度较低，属变质阶段的低变质烟煤，即长焰煤不粘结煤范畴，煤质特征详见表1-1。表1-1 煤质特征表序号指标范围平均1水 分Mad()6.4710.398.02灰 分Ad ()14.3333.0421.223挥发分Vdaf ()35.3439.5037.144硫 分St,d()0.292.610.

8、95磷 分Pd()0.0080.0810.0426发热量（kcal/kg）461056005100第四节 煤层顶底板情况顶、底板岩石名称厚度（m）岩性特征老 顶细砂岩、粉砂岩20.0灰色、紫红、浅黄、紫杂色，易碎泥质胶结，不显层理，上部富含黄铁矿结核，夹薄层细砂岩。直接顶砂质泥岩、泥岩、粉砂岩14.12泥岩：灰黑色，水平纹理，含植物化石碎片及黄铁矿结核，夹薄层炭泥岩，易吸水发生底鼓。粉砂岩：浅灰色，缓波状层理，泥质胶结，含少量植物化石碎片，夹薄层泥岩。直接底炭质泥岩、泥岩12.53炭质泥岩，黑色，水平层理，硬度小，易碎，中夹煤线。下部灰色泥岩，水平层理，较硬，易吸水发生底鼓。附图 ZF203工

9、作面4-2煤层柱状图第五节 水文地质1、 含水层：延安组和直罗组为矿井的主要充水水源。延安组含水层是矿井的直接充水含水层，属于煤系地层的含水层，矿井进行巷道掘进时，此水通过顶板裂隙以淋水形式进入巷道，在回采时此含水层可通过采动裂隙进入工作面，成为工作面涌水的来源。直罗组砂岩含水层位于延安组含水层之上，也是矿井的直接含水层，主要通过冒裂带裂隙进入工作面。我矿导水裂缝带的高度约为120米。2、充水因素：煤层顶板上覆含水层，顶板涌水；202采空区积水。3、煤层揭露及相邻工作面情况：根据相邻202工作面揭露情况，巷道掘进过程中出现顶板淋水现象。推采到230米时因为顶板垮落导通煤层上覆含水层而在工作面采

10、空区涌水，最大涌水量为120/h，正常涌水量为60/h。4、预测和措施：煤层上覆岩层裂隙水补给充足，顶板淋水对掘进作业有一定影响，202采空区积水对掘进、回采作业具有安全威胁。措施：留设满足安全规范的隔离煤柱；在掘进过程中严格执行探放水措施；在203运输顺槽、回风顺槽配置完善的排水设施。第六节 瓦斯、煤尘及煤层自燃瓦斯矿井：绝对涌出量9.37 m3/min，相对涌出量2.18m3/t ；综放工作面：绝对涌出量7.7 m3/min，相对涌出量1.6m3/t煤尘煤尘爆炸指数: 55、煤尘有爆炸性自燃倾向性容易自燃，自然发火期: 36个月，最短为18天地温15.6820.95,地温梯度:1.23/1

11、00m第七节 储量块段走向( m )倾斜( m )斜面积(m2)煤厚(m)容重(t/m3)地质储量（t）回采率（）可采储量(t ) 203工作面1351150.02026507.91.382161262931932974按生产能力170万吨/年计算，该工作面服务期限为：13.8个月第八节 存在问题及建议1、由于存在上覆含水层涌水，故在回采时应严格执行探放水安全技术措施，做好探放水工作；因有岩层裂隙水存在，掘进过程中应充分做好排水准备工作，在巷道低洼处布置水仓，安设排水设备，建立完善的排水系统。2、203工作面回风顺槽布置在靠近202工作面采空区一侧，掘进过程中会出现压力集中，加之煤层节理发育，

12、应加强支护工作。3、掘进工作面位于丘陵沟壑地带，沟谷纵横，地形起伏较大，煤层最大埋深691m（1802m 1111m），最小埋深约520m（1640m 1120m），掘进过程中，矿山压力现象明显，在采掘作业中要做好水文、工程地质情况记录。4、完善水害和地质灾害应急预案，组织职工学习并进行演练，增强职工避灾抢险安全知识和能力。5、根据202运顺剖面图推测，203回顺沿层位在300370米、590840米两段为低洼段，掘进时在该段应适当调整留底煤厚度，以消除或减缓该洼槽。4、4-2煤层自燃发火期为36个月，属容易自燃煤层，需编制防止煤层自燃的安全技术措施。第二章 工作面巷道布置第一节 工作面巷道布

13、置 该工作面由三条巷道组成，即工作面运输顺槽（1351m）、工作面回风顺槽（1351m）、切眼（150m），根据该区域煤层底板等高线的情况，将运输顺槽布置在工作面北侧，回风顺槽布置在工作面南侧，这样的布置使工作面符合上行通风的要求（见图2）。工作面运输顺槽通过联络巷与采区皮带下山巷道搭接，承担工作面的原煤运输，为工作面进风巷道，同时作为安全出口；回风顺槽位于运输顺槽南侧，承担工作面的材料运输任务，是工作面的第二个安全出口，该巷道与采区回风下山巷道直接连接。 泵站位于运输顺槽700m处，临时避难硐室位于运输顺槽800m处。第二节 巷道断面及支护一、巷道断面1、巷道断面选取巷道断面根据煤矿安全规程

14、、采矿工程设计规范及我矿采掘机械化要求（设备外型尺寸和巷道安全间隙）进行设计。ZF203综采工作面巷道断面特征见表2-1表2-1 ZF203综采工作面巷道断面表 巷道 名称 技术参数 支护形式 备 注运输顺槽B=5200mmH=3200mm锚杆M18×1900mm、间排距900mm,金属网,顶板锚索补强。煤柱侧锚索补强支护。安全出口、原煤运输、进风回风顺槽B=4200mmH=3200mm锚杆M18×1900mm、间排距900mm、金属网、锚索补强安全出口、辅助运输、回风 切 眼B=8000mmH=3200mm锚杆M18×1900mm、间排距900mm×7

15、50mm,金属网及钢筋网、锚索补强。安装设备7图1 ZF203工作面位置图472、巷道断面验算1）巷道宽度验算ZF203综采工作面运输皮带机头处设备的最大宽度为2570mm，设计净宽度5200mm，非行人侧宽度800mm，皮带机头段及上、下顺槽净断面人行道侧宽均L2=1m，运输设备距巷帮支护之间的距离L3=0.8m，运输顺槽内安装设备的最大宽度L1=2.57m，与巷帮的距离不小于0.5m，均符合煤矿安全规程中关于综合机械化矿井运输巷安全间隙之规定，并满足工作面运输需要。L=L1+L2+L3 =2.57+1.0+0.8 =4.37m巷道最大变形量为0.8m。203回顺巷道净宽为4.2m203运顺

16、巷道净宽为5.2mZF203运输顺槽巷道净宽满足设备运输及行人需要。2）巷道高度验算从设备运输方面考虑，工作面设备运输以支架运输高度最高，中间支架高H1=2.0m，两端头过渡架高度2.0m;平板车高H2=0.3m;轨道面到巷道底板的高度H3=0.1m;运输安全间距H0=0.2m,则运输支架巷道高H为 H=H0+H1+H2+H3 =0.2+2.0+0.3+0.1 =2.6mZF203切眼、上顺槽、下顺槽巷道净高均为3.2m，大于2.6m，满足支架运输需要。从采用综合机械化掘进方面考虑，目前采用EBZ-160型综掘机掘进，掘进机高1.5m，掘进采用1000mm的风筒通风，风筒与掘进机间的安全间隙为

17、0.2m。因此，巷道净高3.2m，净宽度4.25.2m，满足要求。3）用风速进行巷道断面验算依据工作面配风量验算 式中：Q工作面配风量，1300m3/min； S巷道断面积， m2；顺槽断面： 切眼断面：经验算，风速在0.25m/sv4m/s,符合煤矿安全规程第101条的规定。通过以上验算，ZF203工作面设计巷道断面可以满足掘进、运输、通风等的需要，并符合煤矿安全规程规定，巷道断面设计合理。3、工作面面间煤柱验算按照老空积水区下采掘时防隔水煤柱的留设（煤矿防治水规定附录三第五条）式中：L：为煤柱留设的宽度，m；K：为安全系数，一般取值2-5，结合矿井情况，取3；M：为煤层厚度或采高，取值9.

18、7m；P：为水头压力，取值1.4，MPa；KP：为煤的抗拉强度，MPa；（我矿取值0.15MPa）经计算L=24.4m,取202与203工作面净煤柱宽度L=30m。二、巷道层位布置由于煤层底板为炭质泥岩、泥岩，遇水膨胀，为增强巷道比压，203综采工作面运输顺槽、回风顺槽及切眼在掘进施工时留设0.5m底煤，运输顺槽、回风顺槽在停采线前后20米底煤厚度增加至1.0m，以便工作面搬家。三、巷道支护方式1、巷道支护形式ZF203运输顺槽、回风顺槽设计采用锚网索支护，切眼分次成巷，顶板完整时采用全锚网索梁支护。支护材料：锚网索支护：采用M18×1900mm左旋螺纹钢锚杆，锚杆之间采用梯子梁（1

19、2圆钢制作）连接；顶、帮部铺设菱形铁丝网（停采线内使用钢筋网）；锚索采用17.8×6500mm（顶）、17.8×4500mm（帮）钢绞线，托梁采用12圆钢制作的梯子梁，锚固剂采用CK2360中速树脂药卷和K2360快速树脂药卷。支护参数：锚网索支护：锚杆间排距900×900mm，锚索间排距1100×1800mm。当巷道开口、遇地质变化等情况时，根据实际情况，缩小支护参数或补打帮、顶锚索加强支护。2、巷道支护参数验算1）锚杆支护参数计算（1）按经验公式进行计算锚杆长度：式中： L锚杆长度，m； W巷道或硐室跨度，8.0m； N围岩影响系数（围岩类别按煤矿井

20、巷工程锚杆、喷浆、喷射混凝土支护设计试行规范中的围岩分类见表2-2表2-2 围岩影响系数表围岩类别较稳定中等稳定较不稳定不稳定围岩影响系数N0.91.01.11.2故设计锚杆长度为1.9m，满足要求。锚杆间排距：M0.5L 即M0.5×1.9=0.95m设计锚杆间排距900×900mm，满足要求。锚杆直径：即故采用18×1900mm钢筋锚杆，满足要求。（2）按悬吊理论计算锚杆长度： 式中：k安全系数，取1.5； H软岩层厚度，m；（一般为0.31.0m，取0.3m） l1 锚杆锚固段长度，取0.9m； l2 锚杆外露长度，根据锚杆规范规定，有托板的不大于0.10m

21、。故 L=1.5×0.3+0.9+0.1=1.45m设计锚杆长度1.9m，满足要求。锚杆间距：式中：岩体容重，平均取25kN/m3 ； K安全系数，一般取1.51.8； H锚杆有效长度，取1.5m； Q锚杆锚固力，根据现场测定，取70kN；故设计间排距900×900mm，满足要求。2、锚索支护参数计算锚索长度：式中：L1锚索外露长度，取300mm； L2锚索自由端长度，老顶作为锚索的锚固点，锚索自由端长度按3200mm计算； L3锚索锚固长度，取1500mm；故锚索长度L=300+3200+1500=5000mm设计锚索采用17.8×6500mm钢绞线，长度650

22、0mm，满足要求。四、掘进施工ZF203工作面为ZF202工作面的接续面。安排两个掘进队进行施工，采用2台EBZ-160型综掘机掘进。该工作面计划施工工期为4个月。1、工作面运输顺槽运输顺槽沿煤层底板留设0.5m底煤布置，全长1351m，巷道形状为矩形，高3.2m，宽5.2m，断面积16.64m2。锚网、锚索复合支护，锚杆为M18×1900mm的高强锚杆，锚杆间排距为900mm；锚索为17.8的低松弛度钢绞线制成，长度为6500mm，在顶板上布置三排锚索，间距1800mm。运输顺槽为进风、煤炭运输、安全出口。运输顺槽内布置有50供水及消防洒水管路、80注氮管路、50压风管路、乳化液供

23、回液管路，监测监控线、电源电缆，转载机和胶带输送机。2、工作面回风顺槽回风顺槽沿煤层底板留设0.5m底煤布置,全长1351m，巷道形状为矩形，宽4.2m，高3.2m，断面13.44m2。锚网、锚索复合支护，锚杆为M18×1900mm的高强锚杆，锚杆间排距为900mm；锚索为17.8的低松弛度钢绞线制成，长度为6500mm，在顶板上布置两排锚索，间距1800mm。回风顺槽用途为回风、辅助运输、安全出口。回风顺槽内布置有315瓦斯抽放管、50消防洒水管路、50压风管路、监测监控线路及轨道（用于材料运输）。3、切眼切眼沿煤层底板留设0.5m底煤布置，长150m、宽8.0m、高3.2m，断面

24、25.6m2。锚杆为M18×1900mm的高强锚杆，锚杆间距为900mm，排距为750mm；锚索为17.8的低松弛度钢绞线制成，长度以使锚固段处于稳定煤岩层为准，有6500mm和11500mm两种长度，在顶板上以6排与3排间隔布置，间距750mm。切眼用途为安装设备。4、泵站和硐室ZF203工作面走向长1351m，泵站布置在运输顺槽700米处，站室内有乳化泵、移动变电站及控制开关。制氮泵站设置在二采区区段轨道上山，地面设固定瓦斯抽放泵站。第三章 设备选型及布置第一节 工作面主要设备选型及能力验算ZF203工作面设计生产能力为14万吨/月，工作面劳动组织形式为“两采一准”，日作业时间为

25、16小时。一、采煤机结合在此前工作面使用的情况，ZF203工作面拟继续使用MG300/700-WD1型交流电牵引采煤机，该机的技术特征见表3-1。表3-1 采煤机技术特征表型 号MG300/700-WD1电压等级（V）1140截 高（m）1.83.7总装机功率（kw）700截 深（m）0.8截割电机功率（kw）2×300滚筒直径（m）2.0行走电机功率（kw）2×40滚筒转速（r/min）39.67调高电机功率（kw）18.5牵引速度（m/min）07.2812调速方式交流变频牵引力（KN）580/350配套水管38配套电缆MYP-0.66/1.14/3×70+1

26、×25+4×4（两根） 采煤机生产能力验算： Qm=60·QC·L·(1+i)2i·Lm/k·T1·L·C2Td·QC /(B·H·)=481.8t 式中：QC采煤机日产量，3232t； L工作面长度，135m； i采煤机割煤速度VC与空刀牵引速度Vk之比，取0.61； Lm 采煤机两滚筒中心距，11.24m； K采煤机平均日开机率，取0.8； T1工作面日采煤时间，840min； C 工作面回采率，0.93； Td采煤机返向时间，2 min； B 采煤机截深，0.8m； H

27、采煤机采高，3.5m； 煤容重，1.38t/m3二、前、后刮板输送机 ZF203工作面的运输设备选为SGZ764/500型刮板输送机，该机的主要技术特征见表3-2表3-2 刮板输送机机技术特征表型号SGZ764/2×250圆环链规格2×30×108长度150m刮板链破断负荷1000kN运量800t/h减速机速比36.737：1中部槽规格1500×764×275mm减速机型号J×200中部槽型式铸造焊底冷却形式水冷中部槽间联接形式哑铃销润滑方式自循环润滑连接强度3000KN电动机型号YBS-250/125-4/8Y刮板链型式中双链电动机

28、转速1480r/min刮板链速0.99m/s电动机电压1140V刮板间距1104mm电动机功率500kW前后刮板输送机运输能力验算：Qg =3600·F··· =3600×0.16×0.9×1.1×0.99 =565t/h式中：F刮板输送机的荷载面积，； 装满系数，0.650.9，取,0.9；荷载的密度，t/m3；链速，m/s;按照工作面设计生产能力（15.0万吨/月）及劳动组织形式（“两采一准”，日工作时间16小时）计算，所需前后刮板输送机的最大运输能力为443t/h，实际选配设备的计算结果为565t/h，满足工

29、作面生产要求。三、转载机 ZF203工作面的转载设备选为SZZ800/250型中双链刮板转载机，该机的主要技术特征见表3-3。表3-3 刮板输送机机技术特征表型号SZZ800/250圆环链规格2×34×126长度47m刮板链破断负荷1450kN运量1800t/h减速机速比24.167：1中部槽规格1750×800×728mm减速机型号J×200中部槽型式铸造焊底冷却形式水冷连接强度3000KN电动机型号YBSD-250/125-4/8Y刮板链型式中双链电动机转速1484r/min刮板链速1.54m/s电动机电压660/1140V刮板间距756m

30、m电动机功率250kW紧链形式闸盘链条微调伸缩机头刮板转载机运顺能力验算：Qz =3600·F··· =3600×0.20×0.8×1.1×1.54 =1098t/h式中：F刮板输送机的荷载面积，0.20； 装满系数，0.650.9，取,0.9；荷载的密度，t/m3；链速，m/s;四、胶带输送机 ZF203工作面的转载设备选为DSJ100/80/2×200型矿用可伸缩胶带输送机，该机的主要技术特征见表3-4。表3-4 胶带输送机机技术特征表型号DSJ100/80/2×200电动机型号YB2-31

31、5L2-4长度1000m电动机功率160kW运量800t/h电动机电压660/1140V胶带宽度1000mm电动机转速1475r/min带速2.5m/s减速机型号M3RSF-23/04储带长度100m减速机速比25：1与转载机搭接长度1356mm冷却形式水冷传动滚筒直径800mm张紧绞车电机型号YBK2-160M-4卸载滚筒直径630mm张紧绞车电机功率11kw改向滚筒直径400mm(机尾)张紧绞车电机电压660/1140v400mm（转向）调速耦合器型号YOTCF-5608托辊直径108mm回柱绞车型号JH-5托辊槽角度30°机头外形尺寸8703×3208×17

32、17mm机尾外形尺寸16445×1656×788mm胶带输送机输送能力验算（物料堆积角按30°计算）：Qj3600·S·V·C· =3600×0.124×2.5×0.9×1.1=1105t    式中Qj输送能力，m3/h；         S截面积，m2，查表得0.124；         C输送

33、倾角系数，0.9；   V带速，2.5m/s 荷载的密度，t/m3；通过验算，QjQzQgQm，运输系统选型符合要求。第二节 工作面支架一、基本支护及支架参数工作面采用四柱支撑掩护式液压支架支护顶板，共布置102台支架，其中运输巷布置1台ZTZ12880/22/35型端头支架，机头、机尾各布置3台ZFG7600/20/35H型过渡支架、95台ZF7600/20/38型中部支架。最大控顶距为5760mm，最小控顶距为4960mm。工作面推进过程中倾斜长度若发生变化，为保证上端头的有效支护和下端头设备的良好搭接，应相应增减支架数量。表3-4 液压支架参数表支架名称放顶

34、煤支架过渡支架端头支架支架型号ZF7600/20/38ZFG7600/20/35HZTZ12880/22/35支架宽度(mm)1430/16001430/16002430/2870工作阻力（KN）7600760012860初撑力（KN）6185618510470支撑高度（mm）2000/38002000/35002200/3500支架重量(T)25.58126.811/支护强度(Mpa)0.991.020.90.45顶梁长度（mm）4530466011880推溜力（KN）360360/移架力（KN）633633/底板比压（MPa）0.771.580.951.15支架中心距（m）15001500

35、二、支护强度计算1、支护强度计算P0= L ·H·=8×3.5×2.4×103=0.672Mpa式中：P0工作面单位面积的顶板压力,Mpa；L 68倍的采高；H采高，取最大采高3.5m；工作面顶板岩层容重容重，2.4×103 N/m3。2、支护强度校核工作面采用液压支架管理顶板，其额定支护强度为0.991.02Mpa，按最小支护强度0.99Mpa进行支护强度校核：C=Pmin / P0=0.99/0.672=1.47>1式中：C支护强度安全系数Pmin支架最小支护强度，MpaP0工作面单位面积的顶板压力，Mpa由以上计算可知，支

36、架的支护强度安全系数C>1，故能满足支护要求。第四章 安全生产系统第一节 运输系统一、原煤运输运输顺槽转载机运输顺槽采煤机落煤工作面前部刮板输送机放顶煤后部刮板输送机 胶带输送机二采区下山胶带输送机二采区胶带输送机采区煤仓。二、材料运输工作面所需材料运输采用1t矿车，通过轨道系统运输至使用地点，其运输路线为：副斜井1220井底车场轨道上山1090车场二采区轨道巷二采区轨道下山回风（运输）顺槽工作面。第二节 供排水系统一、供水系统工作面生产用水引自二采区供水系统敷设的供水管道（108），接入顺槽铺设的供水管道（50），供乳化泵站、喷雾泵站、工作面内消防设施使用。二、排水系统1、工作面积水来

37、源：1）煤层直接充水含水层为侏罗系中统直罗组下部砂岩裂隙含水层和延安组砂岩裂隙含水层，为主要涌水水源。依据201工作面的情况，预计ZF203工作面的最大涌水量为120m3/h；2）工作面喷雾、洒水灭尘、设备冷却也会产生积水，但由于该部分水量不大，且混入煤炭排走，因而不会增加工作面积水。2、排水线路排水路线：工作面临时水仓二采区水仓经二采区轨道巷1090主水仓。随着工作面的推采，设置若干个临时水仓、潜水泵及排水管道组成的排水系统。临时水仓设在巷道低洼处，间距不大于200米、容量不小于30m3（长5m、宽3m、深2.0m），安装2台（其中一用一备）潜水泵，通过在巷道内铺设的排水管道，将涌水排至二采

38、区水仓。3、排水设备的选型回采作业时：根据水文地质资料，该工作面最大涌水量为120m3/h,正常涌水量为60m3h。运输顺槽最低处标高为+1069.0m，最高处标高为+1100.0m，高差为31m。为保证安全生产，防止水灾事故，在运输顺槽(巷道低洼处)开设两个水仓，并安装潜水泵。1）确定排水泵所必须的排水能力按正常涌水量时按最大涌水量时2）估算水泵扬程：式中：HP水仓至顺槽口垂直高差管道吊挂高度： HP =31m2.0m=33m q管路效率,取0.70。3）预选水泵型式及台数的确定根据以上计算，初选水泵型号为BQW80-80-37，流量：80m3/h,扬程：80m,功率37kw。按照相关规定选

39、用BQW80-80-37型水泵3台。正常涌水时，一台工作，一台备用，最大涌水量时，两台工作。4） 排水管路选择： 0.113m=113mmVp-排水管的经济流速.取2.0 m/s 根据BQW80-80-37型水泵出水口及水量，选择125mm钢管排水。附图4：ZF203工作面供排水系统图第三节 压风系统压风系统从地面压风机房经108钢管经副斜井到二采区轨道下山，经50钢管进入工作面的各用风地点。第四节 通讯联络、照明系统一、通讯系统及有关配置1、ZF203综放工作面顺槽皮带机头、转载机头、工作面下端头、上端头各安装一台KTH106矿用本质安全型自动电话机，直通调度室。2、 工作面上下端头及整个工

40、作面每间隔20架安装一台KXH-127矿用隔爆型语音声光信号装置，共计8部。3、 运输顺槽敷设KT162矿用无线通信系统和KTK113矿用应急广播系统。附图5：ZF203工作面通信联络系统图二、照明系统及有关配置ZF203综放工作面采用矿用防爆照明灯照明，照明灯具间距不大于15m，计11盏；运输顺槽每隔50m处安装一盏隔爆型照明灯具，计27盏。第五节 供液系统工作面供液主要是针对支架的供回液管路的设计，本工作面供液系统如下图所示。第五章 供电系统第一节 工作面设备配置ZF203工作面设备配置及选型参照202工作面，设备配置见表5-1。 表5-1 ZF203工作面设备配置表序号设备名称型号数量（

41、台）功率（kW）电压（kV）合计（kW）安装地点1采煤机MG300/700-WD117001.14700工作面2刮板输送机SGZ-764/50022×2501.141000工作面3转载机SZZ-800/25012501.14250运输巷4破碎机LPM200011601.14160运输巷5乳化泵站WRB22001.14400泵站6喷雾泵WPB275+551.14130泵站7顺槽皮带JSS1000/20011600.66160顺槽8张紧绞车140.664顺槽9调度绞车JD-252250.6650顺槽10潜排水泵BQS80-80-373151.1445顺槽 第二节 工作面供电系统工作面配电

42、点设置在转载机上，移动变电站设在203运顺距下山皮联巷700米处。供电电源来自中央变电所，工作面装机容量为3100KW。ZF203工作面设备配置及选型参照ZF202工作面，设备配置及负荷统计见表5-2。 表5-2 ZF203工作面设备配置表序号设备名称型号数量（台）功率（kW）电压（kV）合计（kW）安装地点1采煤机MG300/700-WD117001.14700工作面2刮板输送机SGZ-764/50022×2501.141000工作面3转载机SZZ-800/25012501.14250运输巷4破碎机LPM200011601.14160运输巷5乳化泵站WRB22000.66400泵站

43、6喷雾泵WPB275+550.66130泵站7顺槽皮带JSS1000/20011600.66400顺槽8张紧绞车140.664顺槽9潜排水泵BQW80-80-373371.1455.5顺槽103099.5供电线路为：二采区变电所移动变电站ZF203运顺配电点。供电电压为1140V。第三节 工作面配电设计一、概述采区从二变电所向工作面配电点供电，ZF203工作面最远供电距离2430米。根据工作面设备配置及负荷统计选择的移动变电站如下： 1、移动变电站 根据工作面装机容量，并考虑设备配置地点，该工作面需移动变压器3台， KBSGZY-1250/2台、KBSGZY-630/1台。2、低压开关见表5-

44、3表5-3 工作面低压开关配置表序号用 途型 号1馈电开关（前溜破碎）KJZ5-500/1140(660)12馈电开关（后溜转载）KJZ5-500/1140(660) 13馈电开关（采煤机）KJZ5-500/1140(660)14馈电开关（喷雾泵）BKDS-300/66015馈电开关（乳化泵）BKDS-300/66016馈电开关（皮带机）BKDS-300/60017采煤机前截割部与行走启动器KJZ5-500/1140(660)18采煤机后截割部启动器 KJZ5-500/1140(660)110前刮板输送机启动器QJZ3-400/1140(660)S111后刮板输送机启动器QJZ3-400/11

45、40(660)S 112转载机启动器QJZ3-400/1140(660)S113破碎机启动器QJZ3-400/1140(660)S114乳化泵启动器QJZ-400/660115胶带输送机启动器QJZ-400/6601二、移动变电站容量选择：根据供电系统的拟定原则，拟选择3台移动变电站。1、1号移动变电站选择1号移动变电站拟向采煤机和前刮板输送机供电供电，变压器的容量计算值为式中 需用系数，取=0.85 加权平均功率因数，取0.85。选取1台KBSGZY-1250/10，6000V/1200V，额定容量为1250kVA1200kVA，满足安全供电的要求。2、2号移动变电站的选择2号移动变电站拟向

46、后刮板输送机、乳化泵、喷雾泵、破碎机、转载机、供电，变压器的容量计算值为 式中：需用系数，取=0.85，=0.85选用1台KBSGZY-1250/10型移动变电站，10000V/1200V，额定容量1250kVA1160kVA，满足安全供电要求。3、3号移动变电站的选择3号移动变电站拟向皮带输送机等供电，变压器的容量计算值为式中： =0.87现有KBSGZY-630/10型移动变电站，10000V/1200V，其额定容量630kVA574kVA，满足安全供电要求 。三、供电系统的拟定及高压电缆选择根据综采工作面机电设备的布置情况，各台移动变电站所带的负荷，初步拟定出如附图所示的综采工作面供电系

47、统图。为了节省篇幅，将供电系统的初步计算图与校核计算后的供电系统图绘制在一张图上，即图中的电缆型号、起动器的型等是在校核后选定的，并标注在图上。1、型号的确定，向移动变电站供电的10kV高压电缆选用MYJV22-3×50电缆3路。分别向2台1250KVA移动变电站和1台630KVA移动变电站供电。总负荷电流：需用系数， ； 加权平均功率因数，取0.87； =10000V额定电压。=140.5A2、按经济电流密度初选主截面，其经济截面为：mm2经济电流密度查表，取=2.25A/mm2。最后选高压电缆的长度1.1×2430m=2673 m， 其型号可选现有MYJV22-3

48、15;50 。所用电缆截面偏大，热稳定校验和电压损失校验均能通过时，满足使用要求。3、按长时最大允许负荷电流校验查表得MYJV22-3×50型电缆的长时最大允许负荷电流165A。长时最大负荷电流=140.5A。=140.5A=165A，满足要求。4、按热稳定条件校验电缆截面 mm250mm2，满足热稳定要求。式中 A。考虑电缆入口处发生短路时，其值最大，也就是最不利的情况。5、按允许电压损失校验电缆截面供电系统见图，MYJV22-10/50×3型电缆查表得，时，50mm2 铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为：K=0.429%。按公式：U1=KPL0.429%×2

49、.434×2.43=2.54%式中 每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数，其数值查表电缆输送的有功功率，MWL电缆线路长度，km用同样的方法可求出地面变电所到二采区变电所的总压降：U2=3.75%，则总压降：U=2.54%+3.75%=6.28%<10%。所选MYJV22-10/3×50型高压电缆能够满供电的要求。四、 低压电缆截面的选择1低压电缆型号的确定供电系统见图，选择的低压电缆要符合煤矿安全规程的规定。根据电压等级、使用保户环境、机械的工作情况等确定电缆的型号。向采煤机供电电缆应选双屏蔽型CP型，向喷雾泵、乳化液泵、刮板输送机等供电电缆选MYP型。2. 按长

50、时最大负荷电流与电缆的机械强度初选低压电缆截面长时负荷电流取电动机额定电流，见负荷统计表。也可以用下面公式计算：各电缆截面初选结果列在表4中。表5-4 按电动机额定电流与电缆机械强度要求初选低压电缆截面负荷名称机械强度要求最小截面/mm2长时负荷电流/A长时负荷电流要求的最小截面/mm2初选标准截面/mm2长度（m）采煤机刮板机头高速刮板机头低速转载机（高速）转载机（低速）破碎机1#乳化液泵2#乳化液泵1#喷雾泵2#喷雾泵顺槽皮带1#回柱绞车1#回柱绞车照明355035503550355035501635163516351635163516356166164376153×2104153104138147.6147.67676119.6×22551205050705070505050252510102.51205050705070505050255016162.5800800800800800800504030605520203. 按允许电压损失和起动条件校验电缆主截面煤矿井下供电设计技术规定规定“对距离最远、容量