潘一矿煤矿采区巷道布置设计.doc

潘一矿采区巷道布置设计第一章 采区概况 潘一矿是淮南矿业集团主力矿井之一，1983年投产，设计生产能力3.0Mt/a ，经过技术改造，2005年核定生产能力4.0 Mt/a ，矿井可采和局部可采煤层13层。其中131煤层是矿井目前的主采煤层，平均厚度4.5米。 煤层结构复杂，顶底版一般为泥岩或沙子泥岩，遇水易泥化。 矿井投产以来，先后采用普通综采和综采放顶煤工艺开采131煤层 。由于普通综采采高较低，131 煤层不能一次采全高，开采效率低，难以实现高产高效，综采放顶煤开采虽然可以一次采全高，但煤炭灰分较大，不能适应煤炭市场需求，且放顶煤开采影响工作面推进进度，制约生产能力的提高，另外综采放顶煤开采采空区留有余第一节 煤系及煤层 石炭、二叠系为本区煤系地层，共有可采煤层14层，总厚度为27.67m。自上而下分别为1、3、4-1、4-2、5-2、6-1、7-1、8、11-2、13-1、16-1、16-2、17-1及18煤，其中13-1煤层为本采区主要可采煤层。第二节 采取内地质构造该采取根据地质勘探和邻近采区揭露的资料看，无较大的断层和明显的褶曲构造，对井下开采无明显的影响，构造尚属简单。第三节 煤层要素及顶底板特征所开采的C组13-1煤层：平均厚度4.49m，煤的密度为1.34t/ m3。为较稳定煤层，无夹矸，煤质中硬，结构简单，高瓦斯。顶底板特征见下表：顶板名称岩石名称厚度（m）岩 性 特 征伪 顶页 岩0.15灰黑色，多植物化石，局部赋存直接顶 粉砂岩2 - 4粉粒砂岩，不稳定基本顶中细砂岩 6 - 10灰-灰白色细砂岩粒，较厚第四节 采煤方法和采煤工艺及劳动组织 根据煤层赋存条件，在13-1煤层中，本采区采用后退式走向长壁一次采全高综合机械化采煤方法回采。初放期间采高为3m以内，正常回采期间为3.5-4.5m.工作面最大控顶距3.5m，最小控顶距2.3m,面积为13.5m2,三角煤根据情况采用炮采或丢弃方式处理。工作面总体沿走向推进。 采煤工艺及劳动组织见下表：工艺流程斜切进刀打三角煤割煤移架推溜斜切进刀进刀方式端头斜切进刀，双向割煤，煤机往返一次进两刀劳动组织采用“三八”制作业，中班检修，早、夜班生产第二章 采区及巷道布置第一节 采区形式及工作面划分根据采区的走向长度和产量要求及采区的基本情况，将采区设计为采取上山在后面（即井底车场一侧）的单翼开采形式。将采区五个区段，每个工作面推进长度为1500m,区段斜长为180m,护巷煤柱宽为15m。第二节 采区车场形式及采区上下山布置根据采区的基本情况和生产需求，采区的井底车场采用立井折返式井底车场，上部和中部均采用单甩顶板绕道式车场，下部车场为顶板绕道式下部车场。井底车场设在采区东部。由于该采区开采煤层自然发火期为3-6个月，时间较短，上山不宜布置在煤层中，所以本采区沿煤层倾斜方向在煤层底板中布置两条上山，两条上山相距20m。第三节 采区主要巷道断面的确定一、大巷和上山断面的确定 根据煤层赋存条件和生产运输的要求运输大巷和上山均布置在煤层底板的岩层中。运输大巷的标高为-530m，为双轨运输大巷，高3.8m，宽4.5m，巷道净断面为19.19m2。两上山布置在同一水平，高3.7m，宽4.0m，巷道净断面为17.1m2。运输大巷和上山均采用锚喷支护，若遇到地质构造异常带必须加强支护，采用锚架喷联合支护方式，以保证巷道的 服务年限。（运输大巷的断面图见附页1） 二、顺槽断面的确定 顺槽布置在岩层中，每50-100m布置一个，为矩形断面，高2.5m，宽4.5m，净断面11.25m2。顺槽采用锚网锁支护，左右两侧锚杆长1.8m，顶锚长2.0m，锚锁6m。顺槽的巷道断面图如下： 顺槽断面图 第四节 1213（3）工作面的巷道布置1213（3）工作面为本采区的第三个工作面，工作面净长180m，工作面回采长度1500m，标高为-430-470m。1213（3）工作面井下位置：西至采区边界煤柱，东至采区轨道上山收作线，南至1212（3）工作面运输顺槽，北到1214（3）工作面回风顺槽。1213（3）工作面地面无需保护物，地面标高+22.5+25.3m。1213（3）工作面运输顺槽为锚梁网支护，在断层破碎段附近及顶板淋水带采用“U”型棚支护，矩形断面，巷道设计中高为2.3m，宽4.5m，断面面积10.4m2。运输顺槽用于运煤、进风及辅助运输。1213（3）工作面轨道顺槽为锚梁网支护，在断层破碎段附近及顶板淋水带采用“U”型棚支护，矩形断面，巷道设计中高为2.5m，宽4.5m，断面面积12.5m2。运输顺槽用于进风及辅助运输。1213（3）工作面切眼为锚梁网支护，矩形断面，巷道设计中高为4.0m，宽为4.5m，断面面积18 m2。扩面后宽7.0m。第三章 综采工作面的布置第一节 综采工作面的机电设备工作面主要设备见下表：工 作 面 设 备 明 细 表1采煤机MG610/1400-WD台2刮板输送机SGZC-800/400台3转载机SGZ-730/160组4液压支架BY3600-25/50台5破碎机PLM-3000/h台6皮带机SSJ-1200/3355台7乳化液泵MRB-125/320台8绞车JH2-14台9移动变电站KSGZY-630/6台第二节 部分机电设备的主要参数 （1）液压支架分 类端头支架、中间支架采 高 范 围2.5 - 5.0 m两 支 架 的 移 架 步 距 0.8 m初 撑 力 5583 KN支 护 强 度 0.86 Mpa支 架 支 护 宽 度 1.43-1.60 m（2）采煤机采 高 范 围2.1 -4.5m装 机 功 率 1400 KW截 割 功 率2610 KW牵 引 功 率 275 KW 滚 筒 转 速35.2 r/min牵 引 速 度 10 -18 m/min电 压 等 级3.3 KW卧 底 量 396 496 mm适 应 倾 角 16 30截 割 硬 度 f 5滚 筒 直 径 2000 mm截 深 0.8 m（3）刮板机名 称侧卸式双中心链刮板输送机板 链中心链2直径34126加强链刮 板 间 距756 mm 锻造刮板，中心距 20 mm电 压 等 级 3.3 KW破断力 1810 KN输 送 量 2500t/h链速 1.80 m/s电 机 功 率 400 KW长度 40 m（4）皮带机运 量 1600t/h带 宽 1200 mm带 速 3.15 m/s铺 设 长 度 1650 m电 压 等 级 1140 v功 率3355 KW胶 带 型 号 PVG 11 级 （2000s）倾 角 3-5平均4，向上运行托 辊 直 径 直径159mm ， 储带长度100 m拉 紧 装 置 液压绞车自动张紧（5）破碎机能力3000 t/h锤头冲击速度22 m/s电机功率 250 KW电机转速 1470 r/min最大输入块度 长不限，宽高为 1000 mm1000 mm排料粒度 300 mm 以下传动方式 电动机+液力耦合器+齿轮减速器破碎锤头数量 448 r/min破碎主轴转速 8 个第三节 综采工作面布置图（综采工作面布置图见附页2。）第四章 掘进顺序及采区系统第一节 掘进顺序掘进顺序为：在采区走向长度的东部，由运输大巷4掘进采区石门7和采区下部车场8（与此同时从回风大巷掘进采区上部的回风石门15），由此沿煤层底板的岩层向上掘进采区 运输上山6和轨道上山5，两条上山相距20m。两条上山5和6掘至采区上部边界后，再掘采区上部车场14，与采区回风石门15贯通，然后在第一区段下部，从轨道上山、运输上山开掘采区中部车场9，用双巷掘进的方法向煤层开掘第一区段运输平巷12和第二区段回风平巷11。两巷道12和11之间的倾斜距离一般为8-15m，即为区段煤柱宽度。回风平巷11超前于运输平巷12约100-150m，并沿走向每隔80-100m掘一条联络巷10。与此同时，在采区上部边界，从上部车场14向煤层开始开掘第一区段的回风平巷13。在采区边界沿煤层倾斜方向掘进一条巷道联通运输平巷12和回风平巷11，这条巷道称为开切眼，形成开采前的采煤工作面。在掘进巷道的同时，还应掘进采区煤仓20、采区变电所18、绞车房17等巷道。第二节 采区主要系统（以1213（3）工作面为例） 一、通风系统新鲜风流 运输大巷4 采取运输石门7 下部车场8 轨道上山5 中部车场9 区段轨道平巷11 （联络巷）区段运输平巷12 采煤工作面（污风） 区段回风平巷13 中部车场 运输上山6 采区回风石门15 风井16（排出地面） 二、运煤系统采煤工作面 运输平巷12 运输上山6（带式和刮板运输机） 采区煤仓20 采区运输石门7 大巷4 井底车场（装车运出） 三、运料系统材料和设备 下部车场8 轨道上山5 中部车场 区段回风平巷13 工作面四、排矸系统矸石 各平巷 中部车场9 轨道上山5 采区下部车场8 采区运输石门7 运出第五章 采区通风风量的计算 第一节 采煤工作面所需风量（按下列因素分别计算，取其最大值） 一、按瓦斯涌出量计算： Q采 = 100qk/c = 2000m3/min Q采 采煤工作面所需要风量，m3/min q 工作面通风排出的瓦斯量，工作面平均瓦斯绝对涌出量35 m3/min，其中抽采25 m3/min，风排为10 m3/min。 k 瓦斯涌出不均衡系数，综采面取1.6 c 工作面正常生产时工作面及回风流中允许的最大瓦斯浓度，c取0.8% 二、按工作面人员数量计算 Q采 = 4n采 = 360 m3/min Q采 采煤工作面所需要风量，m3/min 4 每人每分钟应供给的最低风量，m3/min n采 采煤工作面同时工作的最多人数，取90个 三、按轨道顺槽进风量计算 Q轨顺 = 60VS =480 m3/min V 要求风速不小于0.25 m3/min，取0.5 m3/min S 工作面有效通风断面，m2四、按工作面进风流温度计算 Q采 = 60v采S采k采 = 1900.8 m3/min v采 工作面的风速（直接进风流的温度查表取值），m/s S采 工作面有效通风断面，根据工作呢的空顶距和采高求得 k采 工作面的长度风量系数（本采区工作面长度为180m，查表得，k取1.2）五、根据风速验算 Q采= 2000m3/min 604S采 = 2840 m3/minQ采= 2000m3/min 600.25S采 = 90 m3/min 根据以上计算，所以，工作面的风量应不小于2000m3/min。 第二节 局部通风根据计算，掘进时轨道顺槽和运输顺槽的需风量约为550 m3/min，所以应选取吸风量不小于600 m3/min的局部通风机进行局部通风。第六章 瓦斯第一节 瓦斯参数和来源分析一、瓦斯参数根据地质勘探钻孔的测定资料、地质精查报告和潘一矿井13-1煤层瓦斯地质图分析，1213（3）工作面煤层的瓦斯含量为4-6m3/t。本采区在掘进时瓦斯绝对涌出量为2.5-4.5m3/min，工作面回采期间瓦斯绝对涌出量为30.5-45.2m3/min，瓦斯相对涌出量为2-5.7m3/t，平均为4.45m3/t。二、 瓦斯来源分析回采期间，工作面瓦斯主要来源为本煤层煤体释放的瓦斯，本采空区涌出的瓦斯及1213（3）工作面等临近层向老空区涌出的瓦斯。 第二节 瓦斯抽采一、 钻孔抽采设计1213（3）综采工作面日生产量为2740吨，预计瓦斯相对用出量为35 m3/min.工作面瓦斯治理设计为风排和抽排，其中抽排采用顶板倾向钻孔，倾向钻孔和底抽巷（后期）抽放三种方式，预计共能抽放工作面相对瓦斯涌出量的70%。 二工作面上隅角埋管抽采工作面回采期间，采空区任有部分瓦斯被漏风带到工作面上隅角，为防止上隅角瓦斯超限和瓦斯积聚，采用上隅角管理抽采措施，即在工作面轨道顺槽设置一路管路专门抽采工作面上隅角，管路距上隅角距离不超过10米，软管随着工作面的推进随时往外回撤。第七章 安全预防措施第一节 防火措施一、 本工作面煤层自然发火倾向性及其火灾隐患分析 13-1煤层有自然发火危险，一般发火期为3-6个月 当回采工作面遇见断层等地质构造时，推进速度势必会减慢，增加发火期自然可能性。 工作面顶板在采区冒落也为工作面回采期间