2303首采工作面開采設(shè)計(jì)方案(三)(更新版)

　　

【正文】 放落的大塊煤落在輸送機(jī)上要及時(shí)用人工或機(jī)械的方式進(jìn)行破碎，以免在工作面端頭因輸送機(jī)的過煤高度產(chǎn)生阻煤現(xiàn)象。在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)堅(jiān)持探索適合本礦井的最合理的放煤作業(yè)方式，并不斷改進(jìn)，以現(xiàn)實(shí)礦井安全高效生產(chǎn)的目的。間隔放煤對橢球理論的附合性較好，放煤間距與橢球體的短軸距離接近，則放煤效果也好。單輪、間隔、多口放煤先放5…，見矸關(guān)門，一次放完再放6…。在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)堅(jiān)持探索適合本礦井的最合理的放煤步距，并不斷改進(jìn)，以現(xiàn)實(shí)礦井安全高效生產(chǎn)的目的。見圖424；⑶ 放煤步距合適時(shí)，放煤效果較好。三、采放比綜采放頂煤采煤工藝實(shí)現(xiàn)安全高效最主要的是在保證安全生產(chǎn)的前提下，以較低的能源動(dòng)力消耗，采出合適的煤量，并能保證頂煤能夠順利放出和回收。一、割煤高度割煤高度的確定主要由以下三個(gè)方面考慮：有利于選型采煤機(jī)有合適的割煤高度和速度，提高采煤效率；能滿足工作面通風(fēng)要求；工作面有合理的作業(yè)空間。根據(jù)設(shè)備安裝需要，切眼凈寬6500mm，凈高2800mm。二、工作面巷道主要斷面參數(shù)膠帶順槽2303膠帶順槽采用矩形斷面，斷面凈寬3400mm，凈高2600mm，采用錨網(wǎng)索支護(hù)+鋼筋梯；局部過斷層及破碎段采用架工字鋼棚支護(hù)。代入數(shù)據(jù)可得。二、煤層賦存條件及結(jié)構(gòu)二采區(qū)開采的2325號煤層全區(qū)可采，大部分結(jié)構(gòu)簡單，夾矸1～6層，～，屬較穩(wěn)定的厚煤層。根據(jù)煤層的頂?shù)装迩闆r，開采時(shí)有利于頂板的隨采隨冒。根據(jù)地質(zhì)資料，2325號煤層為半堅(jiān)硬，強(qiáng)度不大，因此預(yù)計(jì)二采區(qū)頂煤將會(huì)順利破壞而冒落。第五節(jié)　冒放性分析一、頂煤的冒放性分析頂煤冒放性是確定放頂煤工藝開采成功與否的關(guān)鍵性因素，放頂煤開采成功與否就是頂煤能否順利放出，因此放頂煤采煤法的前提是頂煤應(yīng)具有較好的冒放性。三、煤層埋深根據(jù)本礦井煤層賦存深度，煤層埋深約為100～250m，2303工作面大部分煤層埋藏較深。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，該工作面最大日產(chǎn)量可達(dá)3524t，工作面頂煤回收率在80％，％左右。⑶井筒及工業(yè)場地煤柱井筒及工業(yè)場地煤柱按巖層移動(dòng)角留設(shè)。從測試結(jié)果表明，可采煤層頂、底板均為軟弱巖石，穩(wěn)固性差，其裂隙發(fā)育，易沿裂隙產(chǎn)生開裂或側(cè)向脹裂。本次設(shè)計(jì)以調(diào)查報(bào)告預(yù)計(jì)的涌水量作為設(shè)計(jì)依據(jù)。二、煤塵爆炸性井田內(nèi)可采煤層均取樣進(jìn)行了煤塵爆炸性試驗(yàn)，經(jīng)過化驗(yàn)測試，火焰長度300～400mm，抑爆巖粉量75～85%，各煤塵均有爆炸性。本區(qū)礦井未曾發(fā)生大的水患事故，但在未來礦井的開發(fā)建設(shè)，應(yīng)保持足夠重視，特別是未來的冒落區(qū)、火燒區(qū)，沖溝通過區(qū)段，給予高度重視，以防洪水，與老硐和舊礦的積水潰入礦坑，在生產(chǎn)中加強(qiáng)管理，避免水患事故發(fā)生。⑶地下水與地表水及含水層的水力聯(lián)系①地下水與地表水的水力聯(lián)系區(qū)內(nèi)無常年流動(dòng)的地表水流，但大氣降水、融雪水可形成暫時(shí)性地表水流補(bǔ)給地下水，由于區(qū)內(nèi)地勢均有起伏，不利于地表水的匯集和形成，地下水與地表水之間水力聯(lián)系不密切。⑵含煤地層水文地質(zhì)條件通過抽水試驗(yàn)工作，對含煤系地層水文地質(zhì)條件及富水性進(jìn)行確定，含煤地層水文地質(zhì)條件簡單，富水性弱，含煤系煤組地段中。③火燒區(qū)含水層本區(qū)煤層有不同程度火燒，其燒變巖鉆孔垂深在19～80m內(nèi)。西鄰的庫勒薩依溝為季節(jié)性沖溝，豐水季節(jié)時(shí)具流水，流量受控于大氣降水，枯水期居多。⑷元素分析各煤層原煤元素含量均以干燥無灰基碳元素（Cdaf）含量為主要成份，%～%之間，其次為干燥無灰基氧加硫元素（Odaf+Sdaf）含量，%～%之間，氫元素（Hdaf）%～%之間，氮元素（Ndaf）少量，%～%之間。（二）煤質(zhì)物理性質(zhì)和煤巖特征區(qū)內(nèi)煤層顏色均呈黑及褐黑色，深褐色條痕，煤層為半堅(jiān)硬（煤芯破碎不能測試硬度），具均一狀條帶狀結(jié)構(gòu)，多呈瀝青光澤及玻璃光澤，呈貝殼狀及平坦?fàn)顢嗫冢严都肮?jié)理發(fā)育。礦區(qū)西界外發(fā)育有f2平移斷層，沿庫勒薩依溝展布，為一高角度平移斷層，本區(qū)地層相對北移上盤，平移斷距100m左右，對區(qū)內(nèi)煤層影響不大。地表無出露。二、采區(qū)地質(zhì)概況（一）地層區(qū)內(nèi)地表大面積為第四系所覆蓋。井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)根據(jù)本礦井的開拓布置，設(shè)計(jì)在井底設(shè)置1個(gè)永久避難硐室，工作面上下順槽各設(shè)置1個(gè)臨時(shí)避難硐室，永久避難硐室總?cè)萘繛?6人，容量大于最大班下井人數(shù)。在礦井工業(yè)廣場內(nèi)北側(cè)設(shè)一座35kV變電所，變電所為半室內(nèi)布置，主變壓器布置在室外，其余設(shè)備為室內(nèi)布置。41′46″，裝備JK2。41′46″，裝備JK2，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升和主進(jìn)風(fēng)任務(wù)。副斜井落底標(biāo)高為+730m，故礦井水平標(biāo)高為+730m。五、排水系統(tǒng)礦井井下采用集中式排水，在一采區(qū)下部+680m水平建主排水泵房，礦井水經(jīng)敷設(shè)在軌道下山、采區(qū)軌道運(yùn)輸石門及副斜井中的排水管排至地面。當(dāng)一臺主變故障時(shí)，另一臺主變能帶動(dòng)全部負(fù)荷。礦井供水施救系統(tǒng)本礦井設(shè)計(jì)在井下設(shè)置有供水施救系統(tǒng)，發(fā)生事故緊急避難時(shí)的水源由井下消防灑水管供給，在災(zāi)變期間通過閥門切換由生活供水系統(tǒng)接入井下消防灑水管路，保證在礦難時(shí)有滿足生活飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的潔凈水供給緊急避難時(shí)做飲用水水源。上部為一套灰綠、灰、灰褐色的粉砂巖、泥巖及細(xì)砂巖，夾炭質(zhì)泥巖薄層及薄煤線；粉砂巖及細(xì)砂巖中含菱鐵質(zhì)，局部含灰色粗砂巖及砂礫巖層。區(qū)內(nèi)廣泛分布，為淺黃色，上部為風(fēng)成亞砂土為主，具可塑性和吸水性，下部為沖洪積松散砂礫石層，分選差，次棱角狀，透水性好。可采煤層主要特征表表11煤層編號煤厚兩極值平均（點(diǎn)）夾矸層穩(wěn)定性間距兩極值平均（點(diǎn)）面積可采比（%）可采性22—（5）較穩(wěn)定—（9）100全區(qū)分布2325—（9）16較穩(wěn)定100全區(qū)分布—（9）26—（9）02較穩(wěn)定100全區(qū)分布22號煤層全區(qū)可采，全區(qū)5個(gè)孔均有控制，651孔火燒，廢平硐有見煤點(diǎn)，煤層厚度變化較大，～，無夾矸，屬層位穩(wěn)定的中厚煤層。顯微煤巖類型為微鏡惰煤。氯：原煤干燥基氯（Cld）%之間，屬低氯煤。本區(qū)屬北暖溫帶大陸性干旱氣候，受伊犁盆地天山南北氣候的復(fù)合影響，雨季在七、八月份，具蒸發(fā)量大，降水量少，當(dāng)大氣降水豐沛時(shí)，由北向南形成短暫水體，多匯集在沖溝，排泄出礦區(qū)，其中西側(cè)的庫勒薩依溝為最大排泄通道。該含水層基本分布庫勒薩依溝以東階地上，基本與第四系含水層相溝通，地下水位趨于一致。八道灣組地層粗碎屑巖較多，接受以覆蓋層為轉(zhuǎn)換的孔隙水滲透，但由于底部較厚的泥巖類相對隔水層的存在，不易產(chǎn)生越流補(bǔ)給。八道灣組和第四系兩含水層（隔水層），分別與以緩傾斜地層狀態(tài)呈不整合接觸，巖性以泥質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖為主，膠結(jié)好，完整堅(jiān)硬，相對隔水層的厚度較大，本身富水性較弱，第四系含水層通過破碎裂隙、孔隙、風(fēng)化面進(jìn)行補(bǔ)給地下水。因此，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，但是由于局部地段受斷層、火燒區(qū)、塌陷區(qū)及地表水流等因素的影響，水文地質(zhì)條件略顯復(fù)雜，故礦區(qū)水文地質(zhì)條件綜合為中等的孔隙裂隙水類型。自燃試驗(yàn)測試成果見表23。底板為粉砂巖，為半堅(jiān)硬巖層，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，致密、性脆。各類永久煤柱⑴井田邊界煤柱本井田煤系主要含水層富水性較弱，水文地質(zhì)條件中等。、下山移動(dòng)角β=、走向移動(dòng)角δ=70176。三、采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限。一、采煤高度分析采放比影響著頂煤冒落充分松散與否的空間條件，實(shí)踐證明采放比在1：1左右時(shí)有利于頂煤的冒放和回收率的提高。根據(jù)礦井掘進(jìn)實(shí)際揭露情況背部最大坡度為21176。煤層埋藏深度煤層賦存深度（H）直接影響著原巖應(yīng)力（rH）大小，同時(shí)也影響著回采工作面四周圍巖內(nèi)支撐壓力峰值（krH）的大小。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，2325號煤層結(jié)構(gòu)簡單，局部含1～6層夾矸，夾矸厚度和硬度都比較小。二、工作面頂煤冒放性評述通過原小煤礦已開采工作面實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)分析，同時(shí)類比本礦井周邊小型礦井的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，井下采用綜采放頂煤一次采全高開采的工作面頂煤放落情況看，當(dāng)頂煤初次垮落時(shí)，在距煤壁水平距離約6m以外范圍的頂煤全部垮落，基本不存在滯后現(xiàn)象；當(dāng)直接頂發(fā)生初次垮落時(shí)，頂煤基本是隨采隨冒，不存在滯后垮落；當(dāng)基本頂發(fā)生初次垮落時(shí)及其之后，頂煤冒落狀況依然良好，基本不存在滯后垮落的情況。之間，屬緩傾斜～傾斜煤層，煤層淺部傾角大，隨著深度的增加煤層傾角逐漸變緩。形成工作面正常生產(chǎn)所需的運(yùn)輸、通風(fēng)、行人以及檢修等系統(tǒng)。軌道順槽2303軌道順槽采用矩形斷面，斷面凈寬3400mm，凈高2700mm，采用錨網(wǎng)索支護(hù)+鋼筋梯；局部過斷層及破碎段采用架工字鋼棚支護(hù)。工作面主要巷道斷面特征表表31序號巷道名稱斷面形狀斷面尺寸(mm)支護(hù)方式掘進(jìn)斷面（m2）凈寬凈高1膠帶順槽矩形34002600錨網(wǎng)索+鋼筋梯2軌道順槽矩形34002700錨網(wǎng)索+鋼筋梯3開切眼矩形65002800錨網(wǎng)索+鋼筋梯+支柱第四章 綜采放頂煤工藝參數(shù)第一節(jié) 采放比根據(jù)煤礦安全規(guī)程第六十八條：采用放頂煤開采時(shí)，采放比大于1：3的嚴(yán)禁采用放頂煤開采。，23～，根劇我礦23～：采用放頂煤開采時(shí)，采放比大于1：3的嚴(yán)禁采用放頂煤開采工藝外，且降低了工作面的安全性，跟降低了頂煤的回采率。一、橢球體假說目前綜采放頂煤理論多是依據(jù)放礦理論解釋放頂煤工藝的。因此確定放煤步距的原則是：放出范圍內(nèi)的煤充分破碎，采出率高，含矸率低；所以，放煤步距不能大，也不能小；放煤步距過大則會(huì)在采空區(qū)側(cè)有大量的煤放不出來，過小則使后方矸石混入煤中，以為已經(jīng)放完煤了，反而降低了采出率。第三節(jié)　放煤方式一、放煤方式目前綜采放頂煤工作面的放煤方式很多，有多輪、分段、順序、等量放煤；單輪、多口、順序、不等量放煤；多輪、間隔、等量放煤；單輪、間隔、多口放煤等。多輪順序放煤多輪順序放煤就是通過多次小量的放煤，使得頂煤按放出的煤量均勻下降，把頂部矸石擋在煤體之外，從而達(dá)到提高放煤率的效果。四、放煤方式的確定由以上論述可以看出，間隔放煤比順序放煤優(yōu)點(diǎn)較多，因此，設(shè)計(jì)本礦井采用單輪間隔放煤方式。嚴(yán)禁在工作面內(nèi)采用炸藥爆破方法處理頂煤、頂板及卡在放煤口的大塊煤（矸）。在井下回采工作面實(shí)際開采過程中，應(yīng)根據(jù)綜放工作面實(shí)驗(yàn)段的放頂煤難易程度以及頂煤采出率高低情況，調(diào)整是否對頂煤進(jìn)行弱化處理。P=（1939+250+471+155/）=按實(shí)測統(tǒng)計(jì)法計(jì)算綜放支架工作阻力P＝（325）S式中：P——支架承受的荷載，kN；S——支架支護(hù)的頂板面積，按8m2計(jì)；M——煤層開采最大高度。我礦需根據(jù)設(shè)計(jì)要求考慮購進(jìn)支撐最大高度為5000mm最小高度為4550mm和滿足工作面阻力的液壓支架和相配套的端頭支架。則P==。（1）工作面前部刮板運(yùn)輸機(jī)應(yīng)具有的運(yùn)輸能力按下式計(jì)算：Qc = KcKmKyQm式中：Qc —刮板輸送機(jī)應(yīng)具有的運(yùn)輸能力，t/h；Kc —采煤機(jī)截割速度不均衡系數(shù)，；Qm —采煤機(jī)平均落煤能力，；Km —采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)同向運(yùn)動(dòng)時(shí)的修正系數(shù)，；Ky —運(yùn)輸方向及傾角系數(shù)，則：Qc =＜450t/h；（2）工作面后部刮板運(yùn)輸機(jī)應(yīng)具有的運(yùn)輸能力按下式計(jì)算：Qc=Qyf（1b）/[D（NM）tK ]式中：Qc— 后部運(yùn)輸機(jī)最小生產(chǎn)能力，t/h；Qy — 要求的工作面年產(chǎn)量，；D — 年生產(chǎn)天數(shù)，330d；f — 能力富裕系數(shù)，；b —工作面采高占煤厚的比例，按最大采放比1：，N — 日作業(yè)班數(shù)，3班；M — 每日檢修班數(shù)，1班；t — 每班工作時(shí)數(shù)，8h；K — 開機(jī)率。則轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)量應(yīng)為：Qz=（+）= ，（3）結(jié)論：。根據(jù)工作面噴霧降塵及設(shè)備冷卻的需要，工作面噴霧泵站為BPW250/，電機(jī)功率30kW，～2Mpa，供采煤機(jī)外噴霧、架前后噴霧、前后輸送機(jī)及采煤機(jī)冷卻。綜放工作面年推進(jìn)度:330=五、工作面生產(chǎn)能力工作面采煤機(jī)割煤能力按下式計(jì)算：A割=L1S限產(chǎn)制度的主要內(nèi)容包括：（1）每個(gè)生產(chǎn)班推進(jìn)一個(gè)循環(huán)（）；（2）。采煤機(jī)割煤至下端頭后，左滾筒下降，采煤機(jī)上行清理浮煤。即在采煤機(jī)正常割煤的情況下，滯后采煤機(jī)前滾筒1～2架先將支架的護(hù)幫板挑起，臨時(shí)支護(hù)頂板，等滯后采煤機(jī)后滾筒3～5時(shí)再進(jìn)行移架。2)為了減少輸送機(jī)在彎曲段的磨損，提高其壽命，在推輸送機(jī)時(shí)，必須保持采煤機(jī)之后的彎曲段長度不得小于15m。根據(jù)工作面已訂購設(shè)備，工作面配套有ZFG4400/17/30型過渡支架，工作面上下端頭分別設(shè)過渡液壓支架3架。一梁四柱，嚴(yán)禁出現(xiàn)懸臂梁。根據(jù)本礦區(qū)煤層開采條件以及其他類似礦井超前實(shí)際支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，考慮到初次來壓強(qiáng)度較大，相應(yīng)支護(hù)距離要長，按照實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)工作面上、下端頭取超前支護(hù)距離為20m。第七章 主要生產(chǎn)系統(tǒng)第一節(jié) 運(yùn)輸系統(tǒng)一、采煤工作面主運(yùn)輸系統(tǒng)工作面運(yùn)輸系統(tǒng)綜放工作面內(nèi)鋪設(shè)有前刮板輸送機(jī)與后刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸順槽中鋪設(shè)有轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)及可伸縮膠帶輸送機(jī)。主要輔助運(yùn)輸設(shè)備材料、設(shè)備運(yùn)輸均選用SQ80/75WY型無極繩絞車 、JSDB10雙速絞車配合平板車、礦車等。通風(fēng)機(jī)附近設(shè)有10kV變電所，電源引自地面副井變電所，以雙回路電纜供電，其中一回工作，一回備用。當(dāng)井下需要反風(fēng)時(shí)，通過風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)返風(fēng)。①按瓦斯涌出量計(jì)算Q采=100qK采通式中：Q采—采煤面實(shí)際需風(fēng)量，m3／min；q—采煤工作面絕對瓦斯涌出量和絕對二氧化碳涌出量，m3／min；根據(jù)礦井瓦斯鑒定結(jié)果，：絕對瓦斯涌出量q=（900000/330）/（2460）=K采通—工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)。礦井備用電源引自35kV達(dá)達(dá)木圖變電站，線路全長