煤矿工作面采煤工艺设计

1、煤矿工作面采煤工艺设计运料系统：副斜井一副斜井井底车场-南运输巷一一采区运输巷-110102运料绕道-110102回风顺梢一工作面110102工作面运料设备4.2.2 排水系统工作面-110101运输顺梢排水点一一采区运输巷排水点-南轨道巷一中央水仓一地面110102回风顺梢一采区轨道巷南轨道巷中央水仓一地面4.2.3 供电系统4.2.4 通风系统工作面风量、风速计算：1、按瓦斯涌出量计算：Q=100qk式中：Q工作面实际需要风量，m3/min。100单位瓦斯涌出量配风量，按回风流瓦斯浓度不超过1%，取100计算。q一工作面瓦斯绝对涌出量4.25m3/mink工作面瓦斯涌出不均匀的各用风量系数

2、，取k=1.21.5，取k=1.5Q=100X4.25x1.5=637m3/min2、按二氧化碳涌出量计算：Q=100qk/1.5式中：Q工作面实际需要风量，m3/min。100单位瓦斯涌出量配风量，按回风流瓦斯浓度不超过1%，取100计算。q一工作面二氧化碳绝对涌出量5.12m3/mink一工作面二氧化碳涌出不均匀的各用风量系数，取k=1.21.5,取k=1.5Q=100X5.12x1.5/1.5=5213/min3、按工作面适宜风速计算Q=60VS=60XVX加1_小)H/2式中：Q工作面实际需要风量。V一工作面平均风速。H一工作面采高，取2mL大最大控顶断面面积;取4.05m2L小最小控

3、顶断面面积;取3.45m2Q=60X1.5(4.05+3.45)x2/2=657m3/min工作面平均风速按人员舒适条件取1.5m/s。4、按工作面每班工作最多人数计算：Q=4N式中：Q工作面实际需要风量，m3/minN一工作面同时工作的最多人数Q=4X32=128m3/min经过上述计算，工作面配风量取最大值6573/min。风速符合规定能满足要求。为保证采掘接替正常，在生产工作面接近结束时，必须准备成接替工作面。接替工作面所需风量取生产工作面所需风量的50%。则回采工作面需总风量Z2Q11麻=657X(1+50%)=985.5(m3/min)取986m3/min。取Z2Q11款=986m3

4、/min。5、按工作面风速验算：(1)按最低风速进行验算：V小=、采+但求X60)m/s式中：V小工作面最低风速，m/sQ采工作面配风量，取986m3/minL大最大控顶断面面积;取4.045m2H一工作面采高，取2mV小=986+(2X4.045x60)=1.97m/s>0.25im规定(2)按最高风速进行验算：V大=、采+但浏1)><60)m/s式中：V大工作面最高风速，m/sQ采工作面配风量，取986m3/minL小最大控顶断面面积;取3.445m2H一工作面采高，取2mV大=986+(2X3.445X60)=2.3imHP面所选支架合理，满足支护要求。3、工作面需要支

5、架数量N=K?P?ba/P=1.2x357x120X4.05/3920=54式中：P支架承受单位面积的荷载，kN/m2;K为支架承受荷载不均匀系数，1.2;a工作面长，150m;b最大控顶距，4.05m;P工支架工作阻力，3920kN;工作面实际支架安装中心距为1.5m,实际支架安装架数为150+1.5=100架，满足支护要求。支架特征为：支撑高度：1600-2800mm支架宽度：1428mm支架中心距：1500mm支架初撑力：3680KN支架工作阻力:3920KN端面距：340mm移架步距：800mm支架额定支护强度：0.729-0.745Mpa泵站压力：31.5Mpa支架对底板的比压：1.

6、1-1.4Mpa乳化液泵站：1、泵站选型、数量：1）、乳化液泵压力的确定：Pb=4P1/Z兀D2=29.6MPa式中Pb乳化液泵的压力，Pa;P1液压支架的初撑力，2382kN;Z一架液压支架立柱根数，4;D支架立柱的缸体内径，0.16m。泵站压力取31.5Mpa。2）、泵站流量的确定：根据支架要求泵站流量：180L/min。3）、泵站电机功率的确定计算公式为：N=PQ/61.2刀=97.5kW式中：N泵站功率，kW;P泵站的额定压力，31.5Mpa;Q泵站流量，180L/min;泵站效率，95%o经计算，支架供液系统最低流量应不低于180L,设计选定乳化液泵站型号为BRW250/31.5,配

7、套y箱为RX200/16A容积1600L>2、泵站设置位置：泵站安设在110102运输顺槽距一采区运输巷30m的位置，顶板完好无淋水，且底板平整的地方。3、乳化液泵站管理：（1）开启液泵时，应首先检查各部件有无损伤，各联接螺栓是否紧固，润滑油油位要适当，各种保护是否齐全可靠。(2)泵启动后，要注意监听泵的运转状况，如有异常要立即停泵处理，严禁带病运转，严禁反向运转。(3)开泵时，必须得到呼叫停泵人的命令后方可开泵。开泵时，必须向工作面发出开泵信号再等5秒后再启动。(4)检修泵时，必须把泵的开关打到零位并闭锁。(5)适当调整泵的倾角，使泵处于水平状态。(6)加强液压系统的清洁卫生，泵箱过滤

8、器定期清洗。(7)乳化液泵站压力调定为31.5MPa,乳化液采用自动配比方式，配比浓度为4%5%,班班由泵站工现场用糖量计进行检查，同时要做好泵站的日常维护及清理工作，使泵站安全、稳定运行。(8)乳化液泵站工作压力由包机组长负责，每周测定一次，工作压力不符合要求时，要查明原因立即处理。正常时期的顶板支护形式：采用追机移架的方式对顶板进行支护。在采煤机割煤后，先移输送机，再移支架。支护要求：1、工作面应达到动态的质量标准化要求，确保“三直、一平、两畅通”。2、工作面顶板漏顶时，要及时用木料接顶，保证支架接顶严实。3、工作面支架严禁歪斜、咬架和挤架;否则要及时调整。工作面特殊时期的顶板控制：（一）

9、来压及停采前的顶板控制1、工作面基本顶初次来压前，必须编制专门的安全技术措施。2、工作面基本顶初次来压和周期来压期间，应加强来压的预测预报。3、工作面支架、单体液压支柱初撑力要达标。正副两巷超前支范围内的液压支柱不得低于6.5Mpa，确保整体支护强度，预防冒顶。4、加强上、下端头顶板控制，打好封口住。（二）顶板破碎时的顶板控制在顶板破碎的地段，为了有效的防止顶板冒落、控制煤壁片帮，必须带压移架。当工作面片帮严重时，应超前采煤机移架，及时支护顶板。运输顺槽、回风顺槽超前支护：运输顺槽、回风顺槽超前工作面煤壁线10m范围内采用两排一梁四柱支护，10m30m范围内采用一排一梁四柱支护，形式为单体液压

10、支柱配合铰接顶梁配合竹笆、菱形网封顶支护。过前、后机头处采用两根3.6m型兀梁交替迈步支护。两巷挑棚内所有支护必须穿鞋”，且柱鞋必须拴上钢丝绳或链条。并保证此范围内的巷道高度不低于1.8m。运输顺槽超前支护：距工作面煤壁10m-30m范围内，架棚时在距梁头0.1m紧靠巷帮支设一排单体柱，另一排在人行侧距转载机0.1m-0.2m处打一排单体柱组成一梁三柱，保证行人侧距离不小于0.7m;距工作面煤壁10m范围内，另在工作面侧距转载机0.1m-0.2m处打一排单体柱。组成一梁四柱，转载机两侧的柱不得影响转载机的推拉，所有单体柱要用联柱绳联好，单体柱初撑力不小于90kN。随循环推进，将影响割煤的工作面

11、侧单体柱逐根回掉，单体柱回收距前溜机头大架不超过2.4m。拉端头架前将影响拉架的单体柱回掉，煤柱侧一排单体柱一直延伸到端头架顶梁尾部。最后一排切顶柱柱距不大于0.4m,端头架和煤柱距离超过1.2m时，要靠端头架增加一排单体柱，但是必须保证安全出口不小于0.7m,顶板压力大时，要在切顶线处及时加密补打点柱。回风顺槽超前支护:距工作面煤壁10m-30m范围内，架棚时在距梁头0.1m紧靠巷帮支设两排单体柱，另一排在人行侧距转载机0.1m-0.2m处打一排单体柱组成一梁三柱，在距工作面煤壁10m范围内，工作面侧距煤帮柱0.8m范围处打一排单体柱，组成一梁四柱。所有单体柱要用联柱绳联锁，所有单体柱初撑力

12、不小于90kN。靠煤柱侧两排单体柱一直延伸至后溜机尾最后两排单体柱。随循环推进，将影响割煤的工作面侧单体柱逐根回掉，单体柱回收距前溜机尾大架不大于2.4m,煤柱侧单体柱回收到与排尾架掩护梁中部相齐，当排尾架与煤柱间空间超过1m时，应在排尾架与煤柱间增打点柱，点柱距煤柱不小于0.7m，且单体柱必须离开溜子机尾和支架0.1-0.2m,支护强度不够时，应及时加密点柱，但必须保证安全出口宽度大于0.7m。顶板压力大时，要在切顶线处及时加密补打点柱。工作面端头支护：1 、机头机尾为3架过渡支架，配合两道走向棚维护端头。端头支架与钱接顶梁间距不大于0.2m,过顶采用圆木、塘柴和笆片封顶。在两头向里各5架，

13、在移架时从两端头向里依次铺设铅丝菱形网，网下用半圆木过顶封闭，半圆木沿工作面走向布置，长度在1.8m,间距0.2m,半圆木后端搭接在支架上，搭接长度不低于0.6m,前端顶住煤壁，然后向前移支架。2 、在工作面安装时，考虑到9#煤的运输问题（同11#煤共同用皮带运输系统），转载机安设在运输顺槽的下帮，因此需从下帮开安全出口。1、从破碎机到第一架端头支架中间（约8m长段）向下帮扩1.2m,倾向方向用HDC3200型兀型顶梁过顶，间距1.2m,下面用1.2m较接顶梁打走向棚，倾向兀型顶梁过顶时，打设在该走向棚和机头迈步走向棚上方，并伸入第一架端头支架上0.3m。2、在转载机和破碎机前移后，该安全出口

14、紧跟向前施工，依次循环。扩帮时，用风镐配合手镐施工，随扩随支，严禁空顶作业。3 、在破碎机后2m和端头支架前的转载机上，架设过桥，以便人员通过，过桥下表面距转载机上表面不低于0.4m,以便煤通过。支护材料的规格数量及管理：所有备用支护材料全部码放在副巷距工作面150-200m处，不得有淤泥、积水，且保证顶板完好，材料按类堆放整齐，不超过巷道断面的1/3，不影响通风及行人，所有支护材料必须进行挂牌管理。工作面支护质量及顶板动态监测：110102工作面从1#开始每一架安装两支直读式压力表，监测支架立柱的初撑力情况，每班工人在操作支架时都必须将支架升紧，保证支架的初撑力。每班验收员对支架的初撑力情况

15、进行测量记录。工作面每隔十架安装一块圆图式自记仪，一个圆班更换一次记录纸片。此项工作由生产班验收员负责。现场管理措施：直读式压力表，工作面每推进一个循环，观察记录一次，由每班验收员负责监测，及时观测支架初撑力进行记录，以上资料由施工队技术员及时收集，并上报技术部备案。6生产技术管理6.1 循环方式1、Ddl=LXMXHXYXK式中：L=工作面长度150mM=采高2.0m;放顶煤4.57mH=采煤机截深0.6mY萃重1.35t/m3K=回采率95%放顶煤80%D循=150X2X0.6x1.35X95%+150X4.57x0.6x1.35x65%=592t1.1 、日循环数：暂定为3个。每个生产小

16、班完成2个循环，圆班共完成6个循环。1.2 作业形式采用“四六工作制”作业，作业形式为：三班生产，一班检修。1.3 劳动组织和人员配备1.4 经济技术指标7 .采煤方法图的设计与绘制具体见附图8 .安全技术措施8.1 工程质量要求：1 、每班配备专职验收员，严格按照安全质量精细化验收制度严格把关验收。2 、工作面工程质量保持“三直、一平、两畅通”，巷道做到无杂物、无积水，回收物料及备用材料要码放整齐。“三直”：工作面输送机直、支架直、煤壁直。“一平”：工作面刮板输送机平。两畅通：皮带巷、轨道巷及两端头安全出口畅通无阻，安全出口宽度不小于0.7m,高度不低于1.8m。3、液压支架实行编号管理，两

17、巷材料、设备实行挂牌管理，油脂库卫生清洁、干净，必须使用不燃性支护材料，油脂存放整齐并有标志牌。4、“三员两长”上岗执行挂牌管理。“三员”：安全员、瓦斯员、验收员。“两长”：跟班队长、工长。8.2设备检修质量要求：1、建立健全机电岗位责任制度、设备包机制度和设备检修制度，按照、煤矿机电设备完好标准和检修说明书进行检修，搞好日、旬、月检修工作。2、各种机器设备的操作、维修、故障处理必须由经过专门培训，并有特殊工种操作证的人员进行。3、每班都必须保证三大保护齐全、灵敏、可靠，严禁甩掉保护操作机器设备，不得随意调整电气设备的整定值。4、工作面照明通风设施要齐全、完好，供水、供电及时，两巷管线吊挂要整

18、齐。5、 严格执行队制定的现场交接班制度，机电设备执行“三定”原则，即：定人、定岗、定设备，保证台台完好，消灭失爆。6、 检修电气设备时，首先进行电气断电，挂“有人工作，禁止送电”牌，并设专人看守，严格执行“谁停电，谁送电”制度，不准随意送电启动。7、检修采煤机时，首先闭锁电源开关，断开隔离开关，摘开滚筒离合器，并且在采机上闭锁工作面输送机;检修支架、泵站时，必须关闭截止阀或停泵，待压力释放后方可进行作业;处理输送机、转载机大链故障时，必须使用紧链器，方可作业。8、工作面所有开关全部上架，各运输设备的传动部位防护罩必须齐全完好。9、电气设备接地极要齐全、完好。8.3移电气列车安全措施：（一）、

19、电气列车组成部分：电气列车共有13辆车，由内向外依次为：电缆车重：900kg;控制台车重：1000kg;2辆组合开关重2X2300kg;2两泵组车重：2X6490k破箱车重：1380kg过滤器车重：1000kg;加压泵车重：1939kg;2辆移变车重：2X8000kgi缆车重：1000kg;工具车重：800kg。总重量为：41599kg。车辆之间必须采用硬连接，硬连接采用直径62.5mm的无缝钢管或工字钢，销子采用直径30mm的销子并定位闭锁。电气列车首尾车拴一根直径为24.5mm的钢丝绳作为保险绳，绳钩至少用4个绳卡固定稳固。(二)、绞车拉力验算：根据我队所用绞车进行验算：绞车及钢丝绳参数表

20、F绞车牵引力由表得数，取140kNF拉运电气列车钢丝绳受力F，=PsL(sin%+Wscos%)+G(sin%+Wcos%)x9.8+1000=51.49kNL绞车钢丝绳长度(M)Ps每米钢丝绳的质量(kg/m)运输区段内最大坡()G电气列车总重量(41599kg)W车轮滚动摩擦阻力系数(取0.015)Ws钢丝绳摩擦阻力系数(取0.4)注：全部在底板或枕木上运行时，Ws取0.40.6钢丝绳安全系数计算公式M=Q/G(sin%+Wcos%)+PsL(sin%+Wscos%)=6.6式中：Q合格的钢丝绳拉断力总和345(KN)M钢丝绳的安全系数(煤矿安全规程规定：单绳缠绕式不低于6.5)经验算，F

21、>F；同时钢丝绳的安全系数大于煤矿安全规程规定，所以绞车及钢丝绳符合要求。(三)、准备工作：1、拉移电气列车前必须在高压线路停电状况下进行。2、运行作业前必须由工长检查运输所经过的巷道是否支护合格，有无障碍物，轨道质量是否合格及绞车是否完好。发现问题必须先处理后拉移。3、司机必须扎好衣袖，衣着整齐，严防钢丝绳咬住衣服和手套。4、检查信号系统，控制系统是否齐全，灵敏可靠。5、检查绞车制动闸是否完好无损，是否有断裂，保持无油污，闸把操作灵活，施闸后闸把符合规定，拉杆螺丝有背帽，无明显弯曲。6、检查钩头绳卡是否完好，钢丝绳磨损、锈蚀、断股、断丝是否超过规定，有无扭结，硬弯的外伤。钢丝绳在滚筒上

22、排列是否整齐，有无咬绳和爬绳现象。钢丝绳在滚筒上的固定是否牢靠。7、检查电气列车连接装置是否合格完好。8、必须把设备的接地极起离地面，把绞车钩头与电气列车末端联结好。必须采用U型环连接9、检查绞车的老汉木是否松动，必须保证老汉木的安全可靠。老汉木必须形成“四压两戗”式，并用铁丝连接固定在顶锚杆上。（四）、拉移：1、拉移前必须先检查车辆之间的硬连接及列车与钩头的U型环连接是否可靠，确保无误后方可开始拉移。2、启动绞车，轻轻吃紧绳，将电气列车的阻车装置摘开。3、绞车司机必须听清信号，及时开停。4 、绞车运行接近停车点时应作好停车准备，接到停车信号后立即停车，严禁硬拉。绞车未停止运行前司机不得离开工

23、作岗位。5 、拉移结束后，打好木马，在电气列车与轨道用直径26mm的锚链连上5处，并在列车前后的下坡位置设置木马，防止跑车;电缆盘好，开关、移变的接地极重新安设好。6、拉移电气列车时，必须是电气列车前后各安设一台JM-14型绞车，实行对拉，安设语音信号装置。（五）、安全技术措施及注意事项：I 、绞车司机、信号工、挂钩工必须经过培训，考试合格后持证上岗。2、拉移时，需多人协作配合作业，必须由机电队长跟班现场指挥。3、轨道巷电气列车的移动，由检修班负责按时拉移，拉移前移变必须停电。4、绞车拉移时，绳道内严禁站人，并且下坡方向处严禁站人。5、操作回柱绞车，必须由专职司机操作，作业时，必须听清信号，以

24、防误动作伤人。6、绞车司机操作时，附近有避身硐时，必须站在避身硐里，无避身硐时，在绞车前设置2道木马阻车器。7、所有作业人员必须密切配合，口令一致，严防误动作。8、严禁其它车辆与电控列车连在一块。9、电气设备所用车辆必须符合规定。10、顶板有淋水时，电气设备必须采用安全可靠的防护措施。II 、运行中遇到下列情况之一，应立即停车，采取相应措施进行处理：(1)绞车运行接到停车信号。(2)绞车运行中，突然发现钢丝绳跳动严重或突然停电(3)绞车固定松动。(4)绞车运行中咬绳和爬绳。(5)绞车有异常现象。(6)发现防跑车装置失灵。8.4防瓦斯、煤尘管理措施：1 、严格执行通风瓦斯、综合防尘质量标准化检查

25、标准。2 、工作面设专职瓦检员检查瓦斯，严格执行“五检查五汇报”制度。3、瓦斯传感器由各班工长负责挪移，挪移过程中，要注意保护瓦斯传感器，以防人为损坏或丢失。4、煤层注水不少于5个孔。队组每天认真登记注水量，保证正常注水，确保煤体注水水分达2%以上，煤体注水孔孔深要达到工作面倾向长的2/3以上。5、采煤机内外喷雾保持完好，并能覆盖全滚筒，支架喷雾完好，实现移架自动喷雾。6、各转载点和采煤机的喷雾必须完好，开机前先放开喷雾，后开设备，并要做到随开随停。7、若工作面出现瓦斯涌出异常现象，立即切断电源、撤出人员、查明原因、采取措施进行处理。8、压风自救、供水施救系统要求：在轨道巷距工作面50-100m处安设不少于两组（12人）压风自救装置及不少于一组（6人）供水施救装置，并随工作面推进及时移设，保证完好有效。8.5 防灭火措施：1 、机电设备要消灭失爆，严禁明火或带电作业。2、油脂库、备件库必须安门上锁，并有专人管理。3、采煤机内外喷雾保持畅通完好，无水或喷雾装置损坏时必须停机。破碎机道出口必须全断面封闭并安装喷雾装置。8.6 控制溜子上下窜安全技术措施：1、由跟班队干，验收员具体负责，每班通报工作面机头、机尾超前滞后情况以及溜子窜动趋势，及时调整。2、跟班队干和推溜工班