1207工作面設計說明書

目         錄

前  言 1
第一章   工作面概況及地質特征 1
第一節(jié)  概況 1
第二節(jié)  地質特征 2
第二章   采煤方法、設備選型及巷道布置 4
第一節(jié)   采煤方法及設備選型 4
第二節(jié)    工作面巷道布置 6
第三章   工作面生產能力及生產系統(tǒng) 8
第一節(jié)   工作面生產能力 8
第二節(jié)   生產系統(tǒng) 9
第三節(jié)   機電設備及供電系統(tǒng) 17
第四章 技術經濟指標 36
第五章  存在問題及安全技術措施 37
附件 38

 
前  言

根據《采礦設計手冊》、《綜采技術手冊》及《煤礦安全規(guī)程》等有關規(guī)定及要求，對1207綜采工作面進行設計，該工作面位于我礦+535m水平采區(qū)南翼，是新安煤礦的第二個采煤工作面，預計2011年7月20日方出。

第一章   工作面概況及地質特征

第一節(jié)  概況

一、工作面位置及地表概況
1207綜采工作面位于我礦+535m水平采區(qū)，該面是我礦首個綜采工作面；地面位置：位于工業(yè)廣場主副井以西800m南側2500m的范圍內。井下位置及四鄰采掘情況：東側為與設計的1205工作面；西側為井田邊界；北側為設計的1208工作面及礦井三大運輸系統(tǒng)；南側為井田邊界。
二、工作面參數
工作面地面標高+1250～+1450m，工作面標高+330～+530m。工作面走向平均長2362m，傾斜長中-中154m。

第二節(jié)  地質特征

一、煤層及頂底板情況
1.煤層情況
①煤層的物理性質：黑色，條痕為褐黑色，瀝青光澤，斷口多為參差狀。
②煤層結構及平均厚度：結構為1.54～3.2（0.5）0.6（0.6）1.0；平均煤層厚度為3.0m。
③煤層傾角： 4～6°，平均5°。
2.頂底板情況
①老頂：中～細粒砂巖，平均厚度7.5m，灰白色成分以石英和風化長石為主，含炭屑、白云母、黃鐵礦，泥質膠結，局部鈣質膠結，層理不發(fā)育。
②直接頂：泥巖或砂質泥巖，平均厚度2.7m，灰色，性脆、顯層理、局部夾煤線0.2m。
③直接底：砂質泥巖，平均厚度3.8m，灰色，成分為泥質，夾較多的細砂巖條帶，層理發(fā)育，含有植物化石碎片。
④老底：為砂巖、泥巖、砂泥巖的無序組合，巖相變化較大。
3.工作面礦壓情況
根據周邊新窯、新柏的礦壓數據，預計1207工作面初次來壓步距20米，周期來壓步距15米。
二、地質構造
該面處于安口-新窯向斜的起伏端，橫跨向斜的軸部，預計小斷層相對較為發(fā)育。
三、水文地質
由于該面為仰采工作工作面，加之處于向斜的軸部，匯水條件豐富，預計頂板砂巖水涌出量為3～15 m3/h。
四、儲量
工業(yè)儲量：2500×150×3.0×1.33×cos10°＝1435464（ t ）
可采儲量：1196220×97%×93%=1294932（ t ）
五、瓦斯、煤塵、自燃情況
1.瓦斯：瓦斯涌出量低，約0.16m3/t
2.煤塵：具爆炸性危險
3.自燃：燃點在308～347℃，自燃發(fā)火期為3個月
4.地溫：20℃±2℃
5.地壓：壓力大、顯現明顯
六、存在問題及建議
1.頂板巖層裂隙發(fā)育、破碎易冒、松軟，施工過程中應加強工程質量和頂板管理；根據地質條件的變化適時采取相應的支護措施。
2.回采時，圍巖出水和生產用水易于在回采工作下溜頭積聚，建議在工作面下出口處安裝排量較大的可移動式水泵進行排水。
3.由于煤的揮發(fā)分產率高、灰分產率低、氧化程度高、易形成煤塵，在回采和掘進施工過程中應加強“一通三防”和除塵工作。
4、由于工作面回采時采用仰采，必須切實加強工作面的護幫措施。
5、由于底板比壓值較小，采取措施防止支架鉆底。
第二章   采煤方法、設備選型及巷道布置

第一節(jié)   采煤方法及設備選型

 1、采煤方法
 根據1207工作面煤層賦存情況，結合周邊礦井實際情況以及礦井現代化發(fā)展的趨勢，采用綜合機械化采煤，全部垮落法管理頂板。
 2、采煤機的選型
根據工作面傾斜長度為150m，采高初步確定為3.0m，煤層普氏系數f=2-3，采用MG300/920-WD雙滾筒采煤機。
3、液壓支架的選型
①、液壓支架的選型
根據本面煤層的賦存條件、地質構造特征，為保證選用適用的支架，使得綜采各項工藝參數充分發(fā)揮，確保工作面實現高產高效，進行工作面支架選型。
A、根據工作面自然條件，頂板為四類，煤層厚度為2.2-3.5m，煤層傾角為0°-15°等賦存條件，初步選用支架為掩護式支架。支架的支護強度≥1000kpa，取支架支護強度為1000Kpa。
B、支架工作阻力的確定：
支架工作阻力：     Q=Zb（l+c）   （Kn）
式中： Z——選定支護強度，取1000kpa；
       b——支架中心距，取1.5m；
c——頂梁前端至煤壁距離，取0.2m；
l——頂梁長度，取4.0m。
Q=Zb（l+c）
=1000×1.5×(4+0.2)
=6300KN
C、支架初撐力的確定
由于1207工作面頂板以軟巖頂板為主，頂板較不穩(wěn)定，故確定支架的初撐力不小于工作阻力的80%，即為5040 KN。
D、液壓支架的高度計算
（1）支架的最大支撐高度
考慮到頂板有偽頂冒落或局部冒落，支架的最大支撐高度應是煤層最大開采厚度再加200-300mm，即：
hmax=Hmax+（200-300）mm   Hmax——煤層開采的最大高度，mm。
=3000+300
=3300 mm
（2）支架的最小支撐高度
支架的最小支撐高度為最小開采高度減去（250-350）
hmin=Hmin-（250-350）mm   Hmin——煤層開采的最小高度，mm。
=2500-350
=2150 mm
根據以上參數，選用ZY6400/18/37支撐掩護式支架。
②.工作面配套設備選型
工作面運輸機：根據本面所選支架與運輸機、支架控頂距與運輸機的配合以及采煤機與運輸機的配合須達到尺寸合理與操作靈活方便的要求，再考慮到工作面的運輸能力須大于生產能力，本面運輸機均選用SGZ-764/400型雙中鏈刮板運輸機。
 ③.運輸道運輸設備選型
SZZ764/160轉載機一部、PCM110破碎機一部、STJ-1000/2*250膠帶輸送機二部。

第二節(jié)    工作面巷道布置

一、聯(lián)絡巷（二個）
1.布置：全煤巷、跟頂形式布置。聯(lián)絡巷與工作面運輸道、材料道聯(lián)接，全長160m。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于9m2，其支護方式另行研究確定，單獨編制。
3.用途:聯(lián)絡巷擔負本工作面掘進期間的進風、運煤、防塵、排水管路及生產電纜敷設。
二、材料道
1.布置：全煤巷跟頂定向布置，全長2336m。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：擔負本工作面的回風、材料及設備運輸、防塵管路等任務。
三、運輸道
1.布置：全煤巷跟頂定向布置，全長2388m。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：擔負工作面煤炭運輸、進風、防塵管路、排水管路及生產電纜敷設等任務。
四、切眼
1.布置：全煤巷跟頂定向布置，上下分別與材料道、運輸道聯(lián)接，中-中長154m。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于21m2，其中巷道高度不小于3.0m，寬度不小于7.0m，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：裝備采煤機、綜放支架及工作面運輸機等設備。
五、油脂庫及配件硐室（包括消防器材庫）
1.布置：全煤巷布置于材料道上幫，從切眼向外每隔200m布置一組。油脂庫與配件硐室間距中-中12m，長度均為4m。共80米
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，周圍5米范圍內巷道采用不可燃材料進行封閉，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：油脂庫用于存放油脂及消防器材；配件硐室用于存放機電設備常用及易損配件。
六、集中膠帶機道延長
1.布置：沿集中膠帶機道向西按6度上山掘進至井田邊界，長度為70米。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其斷面形式及支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：擔負本1207、1208工作面掘進期間的進風、運煤、防塵、排水管路及生產電纜敷設等。
七、回風上山
1.布置：沿+535回風石門向西按10度上山掘進+550水平，落平掘進至井田邊界，總長度為244米（不含硐室）。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其斷面形式及支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：擔負本1207、1208工作面掘進及回采期間的回風、軌道運輸等。

 
第三章   工作面生產能力及生產系統(tǒng)

第一節(jié)   工作面生產能力

本工作面采用“三八”制循環(huán)作業(yè)：兩班半生產，半班檢修。每個生產班以完成一次采裝運支為一循環(huán)，一日7個循環(huán)?；夭晒に図樞蚋鶕ぷ髅骓敯迩闆r分兩種：當頂板較完整時，工藝順序為：割煤→移架→移溜；當頂板較破碎時，工藝順序為：移架→割煤→移溜。煤機割煤高度3.0m，于是：
一、產量（生產能力）
1.循環(huán)產量：
Q循環(huán)=工作面凈長×煤厚×截深×煤容重×循環(huán)進刀數×工作面回采率×循環(huán)率
    =150×3.0×0.6×1.33×1×0.9×0.90=291(噸)
2.日產量：
Q日 =Q循環(huán)×日循環(huán)數
   =291×7=2037（噸）
3.月產量：
Q月 =日產量×月平均生產天數
   =2037×30=6.11（萬噸）
二、可采期
1.日進尺：
L日 =截深×每循環(huán)進刀數×日循環(huán)數×循環(huán)率
   =0.6×1×7×0.9=3.78（m）
2.可采期：
T可采 =設計可采走向長÷日進尺
    =2362÷3.78=625（天）

第二節(jié)   生產系統(tǒng)
一、運輸系統(tǒng)
（一）運煤系統(tǒng)：工作面煤炭→1207運輸道→集中膠帶機道→集中膠帶機上山→井底煤倉→裝載機道→主井→原煤皮帶廊→地面。
1、工作面刮板輸送機運輸能力核算
1）SGZ-764/400刮板輸送機輸送能力Q為800t/h，采煤機的生產能力Qc:
Qc=60BHγVc
=60×0.6×3.0×1.33×4=576T/h＜800t/h
符合要求。
2）電機功率校驗
 

2、工作面轉載機運輸能力核算
SZZ764/160轉載機運輸能力為1100t/h，大于刮板輸送機運輸能力，符合設計要求。
3、運輸道膠帶輸送機能力核算
STJ-1000/2*125，鋪設長度1200米，輸送能力為600t/h，共二部，滿足生產要求。
（二）軌道運輸系統(tǒng)
進料路線：地面→副井→+535主石門→+535回風石門→回風上山→1207材料道→工作面。到工作面運輸道的材料經外聯(lián)絡進入運輸道。
回料路線：與進料線路相反。
二、通風系統(tǒng)
新鮮風流路線：地面新風→副井→+535主石門→集中膠帶機巷→1207運輸道→工作面。
泛風風流路線：工作面回風→工作面材料道→回風上山→+535回風石門→總回風上山→總回風石門→風井→地面。
通風能力計算：
(1)采煤工作面按氣象條件確定需要風量，其計算公式為：
 

式中： ----采煤工作面需要風量，m³/min
----不同采煤方式工作面所需的基本風量，m3/min；
---采煤工作面采高調整系數，取1.5；
—采煤工作面傾斜長度調整系數，取1.3；
----采煤工作面溫度調整系數，取1.4；
= %
式中： —采煤工作面適宜風速，從防塵角度考慮，取V采=1m/s;
---采煤工作面最大控頂時斷面積，㎡。
= 采煤面最大控頂距*工作面實際采高-輸送機、支架（支柱）、梁子所占的面積（㎡）
 

按上述要求比較可得出該采煤工作面所需要供風量為1283.1（m3/min）
考慮以上因素，該工作面配風為1283.1m3/min。工作面配風應當考慮溫度、采高的變化，以當月月度供風計劃為其所需要配風標準。初次放定期間風量可提高到1500m3/min左右。
三、防塵系統(tǒng)
（1）防塵水線路：
地面防塵水池→+800緩沖水池→+800總回風石門→總回風上山→煤倉上口施工道→集中膠帶機上山→集中膠帶機道→1207運輸道（1207材料道）→1207工作面
（2）防塵供水能力核算
 

c）隔爆水棚加強架設要求
①水槽在巷道中安裝方式呈橫向吊掛式布置；
②水槽邊緣與巷壁、支架、頂板、構筑物之間垂直距離不得小于100mm，距頂梁（頂板）的垂直距離不小于1.0m；
③同一排（列）中水槽之間最小間隙不小于100mm；
④在傾向巷道中，安裝水棚時，棚子與棚子之間應用鉛絲拉緊，以免水槽晃動，并應調整水槽棚與支架連接構件，使槽面保持水平；
⑤每周至少檢查一次隔爆設施的安裝地點、數量、水量及安裝質量，發(fā)現問題應立即解決。
四、防滅水及注漿系統(tǒng)
本工作面由于采用的是仰采工藝，生產用水及回采造成的淋水全部向工作面積聚，不設立專門的灌漿滅火系統(tǒng)，必要時采用防塵水控制煤炭自燃。在油脂庫等防火重點區(qū)域全部配置二個干粉滅火器，并同時設置砂箱。
五、排水系統(tǒng)
工作面的兩道清理干凈，不得堆存雜物，并且在工作面上下出口處準備好排水設備及排水管路。
（1）排水路線：
工作面及兩道水→集中膠帶機道→+535軌道石門→中央水倉→副井→地面。
（2）排水能力計算
根據地質說明書，工作面回采時最大涌水量為15m3/h，揚程H=50米，采用接力排水方式進行。選用QSBK7.5潛水泵進行排水。
（3）排水管路選擇
根據常用情況，選用φ50無縫鋼管進行排水，必要時將供水管路改為排水管路。
六、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)
礦井安裝KJ90NB瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)一套，對工作面進行實時監(jiān)控，瓦斯傳感器分別安裝在工作面上隅角、1207材料道外口、1207運輸道外口。報警濃度1%，斷電濃度為1%（上隅角斷電濃度為1.5%）。斷電范圍為工作面內及兩道有有電器設備。
七、通訊系統(tǒng)
工作面內部采用通訊系統(tǒng)，與外部采用KTJ7礦用調度系統(tǒng)進行通訊。
八、其它
根據國家關于加強“三條生命線”建設的有關規(guī)定，工作面兩道安裝φ50壓風管路，并每隔50米設置一個瓦蘢，全長共計4724米。

3、高壓開關的選擇
高壓開關的形式應符合《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定的設備選用的有關要求，以及在國標《礦山電力裝置設計規(guī)范》中的有關規(guī)定。
由于這3臺配電裝置均設于采區(qū)變電所內，按《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定要求，應選隔爆型。
額定參數選擇
《煤礦井下設計技術規(guī)定》中規(guī)定：井下移動變電站，動力變壓器高壓側應有短路，過負荷和無壓釋放保護；供給移動變電站的高壓饋電線還應有電纜監(jiān)視保護。國產千伏級配套產品PB2-6，BGP23-6型高壓防爆配電箱均符合要求；考慮運行維護方便，使用安全可靠，同時實現變電所干式化，真空化；我們選用BGP23-6型高壓防爆配電箱。
移動變電站BGP23-6型高壓隔爆配電箱的選擇
① 配電裝置額定電壓：選定為6000伏
② 配電裝置額定電流應大于移動變電站的最大長時工作電流。
移動變電站額定電流
I1=Se2/（ × ）=800×2/（ ×6）=154A
計算工作面正常時的最大工作電流Igmax
已知: Σpe=1270(Kw) Ue=6(Kv)
Kx=0.4+0.6×200/1270=0.49， CosΦpj=0.7
則:Igmax=Kx×Σpe/( ×Ue×COSΦpj)
=0.49×1270/( ×6×0.7) =86.32A滿足要求
（三）保護整定及局部接地
1、高壓開關的整定 (為計算方便編號為1#、2#,見供電圖)
以下式中:Xz---整定值,Ie---高開的額定電流,Ig---負荷電流
（1）過負荷保護的整定
1#高開: Ie1=100A 則Xz=Ig/Ie=67.35/100=0.67
取整定值:Xz=0.7
2#高開: Ie2=150A 則 Xz=Ig/Ie=66.8/150=0.445
取整定值:Xz=0.5
3#高開: Ie2=100A 則 Xz=Ig/Ie=64.5/100=0.645
取整定值:Xz=0.7
（2）短路保護的整定:
1#高開:n≥（Iqe+Kx∑Ie）/KbIe
=（1034+0.7×（188+66+47.1））/5×100
=2.49
取短路保護整定值:Xz=2.8
2#高開: n≥（Iqe+Kx∑Ie）/KbIe
=（796+0.7×（122.5+116.8+66.8+134））/5×150
=1.47
取短路保護整定值:Xz=2
3#高開: n≥（Iqe+Kx∑Ie）/KbIe
=（952.9+0.7×146.6/5×100
+0.7(25.5×2+28×8+9.8×2+18）/8.7×100
=2.36
取短路保護整定值:Xz=2.5
2、低壓開關的整定
A）1140V系統(tǒng)低壓開關的整定
（1）1#變壓器二次總開關的整定
過載整定: Iz =Kx×∑Ie
=0.63×(2×188+66+47.1)=308.13(A)
取Iz=380（A）
短路整定:Iz=Iqe+KxIe
=1034+0.63(188+66+47.1)=1223.7(A)
取Iz=1300（A）
（2）2#變壓器二次總開關的整定
過載整定: Iz =Kx×∑Ie
=0.558×(2×122.5+134+66.8)=267.48(A)
取Iz=300（A）
短路整定: Iz=Iqe+Kx∑Ie
=796+0.558×(122.5+134+66.8)= 976.4（A）
取Iz=1000（A）
其他啟動器過載整定按其額定電流值整定
B)660V系統(tǒng)開關整定
660V系統(tǒng)饋電的過載整定詳見供電系統(tǒng)圖，啟動器使用JDB保護，過載整定均按其額定電流值整定
C）接地系統(tǒng)
供電系統(tǒng)接地保護由局部接地極、接地母線、接地導線和接地引線組成。除兩道各設一局部接地極外，材料道泵站處另設一局部接地極，溜子道在一部皮帶機頭設一局部接地極（局部接地極用直徑35mm，長度1.5m鍍鋅鐵管制成，管上鉆20個直徑不小于5mm的透眼），垂直于地面，埋設于潮濕地方。輔助接地母線用截面為50mm2鍍鋅鐵線連接，與井下主接地極連成一個總接地網。

第五章 存在問題及安全技術措施
一、存在問題
1、1207工作面走向長度較長，掘進時遠距離通風，必須加強局部通風管理，。
2、由于井田內無巷道掘進至井田南邊界，加之勘探精度較小，地質方面存在較多不確定因素。
3、掘進及回采期間，必須加強對水的控制。
二、主要安全技術措施
工作面在掘進、回采過程中，可能會遇到水、火、瓦斯、 煤塵、頂板等方面的問題，為確保施工安全必須采取下列安全技術措施：
1、掘進施工中應加強頂板管理，嚴防冒頂。若遇斷層、頂板松散破碎應及時縮小循環(huán)進尺，或加打錨索等多種支護形式。并編制具體的安全技術措施。若發(fā)生冒頂，必須用不燃性材料填實、堵嚴，以防煤炭自燃。
2、施工中應嚴格執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的原則。
3、工作面正?；夭蓵r產塵量大，必須采取綜合防塵措施。
4、煤炭發(fā)火期周期僅3個月，回采時應加強遺煤回收，嚴格控制采空區(qū)遺煤，采用注漿等防滅火措施。通風工區(qū)應加強氣體監(jiān)測工作，防止煤炭自燃?；夭山Y束后應盡快進行封閉工作。
5、回采時應嚴格控制含矸率，確保煤質。

附件
1、關于呈報1207綜采工作面設計的報告(1份)；
2、1207綜采工作面設計說明書(1份)；
3、1207綜采工作面井上下對照圖（1：5000）(1份)；
4、1207綜采工作面地質及巷道布置平面布置圖（1：1000）(1份)；
5、1207綜采工作面生產系統(tǒng)圖 (1份)；
6、1207綜采工作面設備布置圖（1份）；
7、1207綜采工作面供電設計圖 (1份)；