薄煤层综采工作面设计

薄煤层综采工作面设计

山西益明煤矿有限公司晋昌煤矿主要从事山西组2#煤层，该煤矿整个井区域稳定，煤层倾角一般为2.8，属于近水平煤层。煤层结构比较简单,不含夹矸,顶板为泥岩、砂质泥岩,底板为泥岩。煤层厚1.31～2.34m,平均厚1.58m,为Ⅴ～Ⅵ阶段的焦煤,中低灰、特低硫、低磷,2#煤硬度f=1.5～2.0,属中等硬度煤层,容重13.6kN/m3。矿井采用3个立井无石门开拓,中央并列式通风。2#煤层瓦斯含量较低,属于低瓦斯矿井。煤尘具有爆炸危险性,煤层不易自燃,涌水量小,开采技术条件较好。1投资小、投资小、回收小、投资小、投资小、建设长、短、短、要短、宜早投资小根据矿井开拓方式及大巷情况布置首采区,是立井开拓方式中最简单的方式,其工程量小,投资小,建设工期短,见效快。考虑到井底车场附近2#煤层开采条件较好等因素,故选择将首采区布置在距离井底车场最近的位置。2采区调整方案按照传统的设计规范,采区开拓采用2条大巷既能够形成完善的生产系统,又可节约建设投资。但随着煤矿生产对系统的稳定性、环境的安全性提出更高的要求,巷道的专业功能需要进一步加强,为减少管理环节,创造良好的生产环境,晋昶煤矿首采区采用3条大巷开拓。运输大巷、轨道大巷和回风大巷作为采区准备巷道,3条大巷水平间距30m,其中运输大巷、轨道大巷沿2#煤层底板布置,回风大巷在2#煤层顶板稳定砂岩内布置。在大巷南翼直接布置工作面进行回采。综采工作面巷道垂直大巷采用单巷布置方式,两巷均沿2#煤层底板掘进,运输巷与运输大巷直接搭接,形成采区出煤系统;回风巷与回风大巷直接连接,形成采区回风系统;回风巷通过材料联络巷与轨道大巷沟通,形成采区辅助运输系统。3采区的主要生产系统(1)出煤系统回采工作面→巷道转载机→运输巷→运输大巷→井底煤仓→装载硐室→地面煤仓。(2)辅助运输系统副立井→井底车场→轨道大巷→轨道巷→各用料地点。(3)通风系统主、副立井→井底车场→运输大巷→运输巷→切眼→回风巷→回风大巷→回风立井→地面。(4)排水系统巷道→轨道和运输大巷→井底车场→井底水仓。4采煤法(1)采采效率高,单位面积降低生产成本根据井田开拓布置方式及2#煤层的开采条件,设计提出综采和高档普采2种采煤方法进行比选,综采具有诸多优点,故选用综采。①综采工作面生产能力大,由于综采面采、装、运、支、处各工序全部实行机械化,比普采省时省工,更加安全,且易实现高产高效,使工作人员减少,可提高人均生产工效,大幅降低生产成本,提高企业效益。②综采生产集中,回采工作面个数减少,比普采可节省50%的回采巷道工程量,大大提高采掘比,减少保护煤柱的留设,提高采出率。减少巷道维护工作量,大幅度降低维护费用,也可避免采掘衔接紧张问题。工作面搬家倒面次数减少,可提高设备的利用率,有利于综采设备效能的充分发挥,利于提高矿井的集约化生产程度。③综采与普采相比可节省材料,如坑木、截齿、油脂、回采巷道支护材料等投入减少,可大大降低开采成本。④该矿井2#煤层属不易自燃煤层,给综合机械化开采的生产管理创造了有利条件。综合比较,结合2#煤层的地质条件以及义鸣矿业有限公司在综采设备的使用和生产管理方面丰富的管理经验,晋昶煤矿首采区设计采用综采采煤法。(2)机械化采工作面检测能力根据矿井采用的开拓方案,设计一个采区,一个综采工作面保证矿井90万t/a的设计生产能力。综采工作面采、装、运全部实现机械化。综采工作面采煤机和输送机是采煤工艺中最关键的设备。针对矿井的实际,结合该矿井2#煤层的具体条件及目前国内综采工作面设备配备情况,优先选用性能良好、安全可靠、并能适合矿井具体条件的先进设备(表1)。(3)屋顶的地板控制工作面采用全部垮落法控制顶板,选用支撑掩护式液压支架。(4)工作面生产能力①采煤工作面长度的确定:根据煤层赋存特征和矿井设计规模,结合义鸣矿业有限公司的生产管理水平,设计确定工作面长度为180m。②采煤工作面年推进度:综采工作面三班生产一班检修,采煤机截深为0.6m,每割一刀为一个循环,循环进尺0.6m,每班割5刀。班进尺3m,日进尺9m。综采工作面采用后退式开采,年推进度为2524.5m。③回采工作面生产能力的计算:矿井移交生产及达到设计产量时,在采区布置一个2#煤综采工作面。工作面生产能力A=MlLγC。其中,A为综采工作面年产量,t/a;M为综采工作面采高,1.58m;l为综采工作面长度,180m;L为综采工作面年推进度,2524.5m;γ为煤的容重,13.6kN/m3;C为综采工作面采出率,取0.95。则A=927614t/a,掘进出煤量按5%考虑,则矿井年产量为97.399万t/a,能满足矿井设计年生产能力的要求。(5)采区采出率的提高根据采区巷道布置形式、采煤工作面装备水平及采煤方法和《煤炭工业矿井设计规范》,确定采区采出率取80%,工作面采出率取95%。这样大大提高了采区的开采安全性和经济技术指标,从而达到合理开发利用煤炭资源的目的。工作面回采方向为后退式。5挖掘道路(1)综掘工作面根据回采工作面推进度及各类巷道掘进进度,以保证矿井正常生产时合理的采掘关系为原则,矿井达到设计生产能力时,配备2个综掘工作面。综掘工作面主要配备EBJ-120TP型煤巷掘进机、ZP-1型胶带转载机、SSJ-650/40型掘进胶带输送机、ZMS-12A型湿式煤电钻、EZ2-2.0岩石电钻、MFC-1392/3567型气动锚杆打眼安装机、混凝土喷射机、激光指向仪、局部通风机、调度绞车、小水泵等设备。(2)个回采工作面,2个掘进工作面,2个掘进工作面矿井达到设计生产能力时,共布置1个回采工作面,2个掘进工作面,采掘比1∶2。由于可采煤层为中厚煤层,井下矸石量约为10万t/a。6大型现代化矿井