织金县苦李树煤矿10701回采工作面方案设计说明书.docx

1、织金县苦李树煤矿10701回采工作面方案设计说明书织金县苦李树煤矿10701回采工作面方案设计说 明 书 二一五年十一月十日第六节 排水系统 15第七节 运输系统 15第八节 通信 16第六节 运输管理 30第一章 概 况苦李树煤矿为年设计生产能力9万吨/年的生产矿井，采用平硐开拓，中央并列抽出式通风，现开采一采区+1942m水平（10701运输巷）。矿井主要通风机功率为275kw，总进风量达2400m3/min；瓦斯抽放泵功率为110kw（高、低负压同等功率，主管直径315mm，支管直径200mm）。 现有采掘工作面：10604采面及10702回采备用工作面，10703运输巷掘进工作面。 1

2、0701采面布置于7号煤进风下山以西的7号煤层，其运输巷标高+1942m，计划走向长540米，倾斜100米（视具体情况），预计储量为12.92万吨。第二章 施工技术条件第一节 地质概况10701采面位于7号煤进风下山以西的7号煤层，回采标高+1942.2+1974m。7号煤距6号煤层间距20米，煤层顶板以细砂岩、泥质粉砂岩为主，稳定性较好。岩石物理力学分析结果表明：干容重2.653.03t/m3重平均2.78t/m3；吸水率0.033.23，平均1.13；含水量0.012.78，平均0.96；孔隙率0.0911.01，平均3.33；抗压强度15.3150.36Mpa，平均28.17Mpa；抗拉

3、强度3.0142.09Mpa，平均7.94Mpa。底板为泥岩，遇水易底鼓。10701回风巷上部为技术改造巷和7号煤回风大巷，此两巷以上为7号煤层采空区。第二节 水文情况一、地层含水层主要为碳酸盐岩类岩溶水，其次是碎屑岩类裂隙水，松散岩类孔隙水仅零星分布于低洼地带，现叙述如下：1、松散岩类孔隙水赋存于第四系（Q）中，岩性为残、坡积成因的粘土、亚粘土、砂土等，分布于矿区低凹地段，厚度小于10m，属松散岩类孔隙水，由于其分布面积小，厚度较薄，含水较弱，故无大的水文地质意义。2、基岩裂隙水基岩裂隙水主要赋存于三叠系下统大冶组第一段（T1d1）及吴家坪组第一段 (P3w1) 之泥页岩细至粉砂岩、粘土岩中

4、，现分叙如下：1）三叠系下统大冶组第一段（T1d1）弱含水层岩组岩性为灰黄至褐黄色泥岩、钙质粘土岩，时夹灰至灰黄色薄层泥质粉砂岩，局部夹泥灰岩透镜。厚约1530m。分布于矿区西部。根据区域及邻区水文地质资料，含碎屑岩类风化裂隙水，富水性弱。泉流量丰季平均为0.682L/S, 枯季平均为0.043L/S。为相对隔水层。2）二叠系上统吴家坪第一段(P3w1）弱含水层岩组岩性为灰色薄层至中厚层细至粉砂岩、粘土岩夹炭质页岩和煤线，偶夹透镜状灰至深灰色中至厚层燧石灰岩。厚约5065m。根据区域水文地质资料，含碎屑岩类构造与风化裂隙水，富水性弱，为相对隔水层。泉流量丰季平均为11.971L/S, 枯季平均

5、为1.83L/S。为相对隔水层。二、地表水体情况相对应地表位置为山区，东高西低，地面标高为2110.0m1296.8m，无河流、湖泊、水库等水体三、充水因素分析充水的直接来源是10701回风巷上部地表渗透水。 第三节 其它施工技术条件根据2013年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，本矿井瓦斯绝对涌出量为6.47 m3/min，瓦斯相对涌出量29.77 m3/t；二氧化碳绝对涌出量1.64m3/min，二氧化碳相对涌出量7.55 m3/t。根据贵州省煤炭管理局文件，黔煤生产字【2008】712号，关于毕节地区煤炭局的批复，苦李树煤矿7号煤层+1990以浅无突出危险性。矿井一采区有两层煤可采，即6号煤

6、层和7号煤层。10701运输巷标高为+1942m，低于鉴定标高，故本采面按煤与瓦斯突出矿井设计及管理。根据六枝工矿（集团）恒达勘察有限公司实验室所作的织金县苦李树煤矿煤尘爆炸性鉴定报告表，本矿井7号煤层煤尘无爆炸性，按煤尘无爆炸性设计及管理。 根据六枝工矿（集团）恒达勘察有限公司实验室所作的织金县苦李树煤矿煤炭自燃倾向性鉴定报告表，7号煤层为三类，即不易自燃煤层，按煤层不易自燃设计及管理。第三章 施工方案 第一节 巷道布置及施工顺序10701回采工作面走向长计划540米，所需施工巷道有：10701运输巷专用回风巷、10701运输巷专用回风底板绕道、10701运输巷、10701回风巷、10701

7、回风巷专用回风底板绕道、10701切眼（附：巷道布置图），具体施工顺序为：一、10701运输巷我矿10701运输巷在7号煤进风下山变平点标高+1942m处开口，以方位角：50、倾角：沿7号煤层底板施工。该巷道掘20米后，再掘进10701运输巷专用回风巷。该巷道预计总长530米，采用工字钢梯形棚支护，为机轨合一巷道，断面6.5，用于10701采面进风、行人及运输用。棚距0.7米。 二、10701运输巷专用回风巷该巷道在10701运输巷掘进18米后开口，以方位角：304沿7号煤层施工煤巷30米后，然后按倾角42进入顶板掘进10701运输巷专用回风顶板绕道26米，最后转平按倾角0掘进30米，与7号煤

8、层回风大巷贯通。该巷道总工程量86米，采用工字钢梯形棚支护，断面为梯形，巷道规格：上净宽2.0米，下净宽3.0米，净高2.0米，棚距0.7米。（附：巷道断面图）。10701运输巷专用回风巷（底板绕道）断面图（1：50） 三、10701回风巷该巷道在7号煤进风下山开口，距离技术改造巷17.5米处为中，以方位角：43沿7号煤层施工。该巷道预计总长550米，采用工字钢梯形棚支护，净断面6.0，用于10701采面回风、行人用。 该巷道采用工字钢梯形棚支护，断面为梯形，巷道规格：上净宽2.0米，下净宽3.0米，净高2.0米，棚距0.7米。10701回风巷断面图（1：50）四、10701回风巷专用底板绕道

9、联络巷该巷道在10701回风巷掘进37米后开口，以方位角：304，坡度34进入7号煤层顶板施工10701回风巷专用顶板绕道18米，然后转平按方位角：304，坡度0掘进10701回风巷专用顶板绕道15米，与7号煤回风大巷贯通。该巷道总工程量33米，采用工字钢梯形棚支护，断面为梯形，巷道规格：上净宽2.0米，下净宽3.0米，净高2.0米，棚距0.7米。 五、10701切眼10701运输巷到位后改方位施工10701切眼，即以方位角：320沿7号煤层施工110米与10701回风巷贯通。 该巷道采用单体液压支柱配铰接顶梁支护，总工程量110米。切眼断面为矩形，其规格为：净宽3.0m，净高1.8m（原则上

10、跟煤层施工）。支护方式为单体柱配铰接顶梁（附：巷道断面图）。10701切眼断面图（1：50） 第二节 施工机械设备配备炮掘工作面配备气腿式凿岩机、煤电钻、局扇、锚杆钻机及刮板输送机等设备。第四章 主要生产系统第一节 通风系统一、通风方式采用压入式通风，用215kw对旋式轴流局部通风机送风。供风距离600m。二、风量计算1、按瓦斯涌出量计算：Q=100qk=1000.61.4 =84m3/min式中：Q掘进工作面实际需要风量，m3/min;100单位瓦斯涌出量，以回风流瓦斯浓度不超过0.8的换算值;q掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，0.6m3/min;（根据掘进工作面瓦斯涌出量最大值计算，经实测）k

11、掘进工作面的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.4。2、按炸药量计算：Q=25A=257.8=195m3/min式中：Q掘进工作面实际需要风量，m3/min;25每千克炸药不低于25m3的配风量;A掘进工作面一次爆破的最大炸药量，kg;3、按人数计算：Q=4n=492=72m3/min式中：Q掘进工作面实际需要风量，m3/min;4每人每分钟不低于4m3/min的配风量;n掘进工作面同时工作的最多人数。4、确定掘进工作面实际需要风量：确定掘进工作面实际需要风量：190m3/min。5、掘进工作面风量、风速测算：（1）根据巷道断面积和掘进工作面实际需要风量，验算煤巷风速为：V=Q/S=190/(

12、5.060)=0.7m/s0.25 m/s式中： V巷道风速，m/s;Q巷道 风量，m3/min;S巷道净断面，m2;（2）根据煤矿安全规程中第一百零一条规定：掘进中的煤巷、半煤巷最低允许风速为0.25m/s，最高允许4m/s，以上计算出的巷道风速为0.52m/s，符合煤矿安全规程规定。三、设备选型及局部通风机的安装地点 根据以上计算，选用FBD-N0：5.6/215局部通风机两台，风量230280m3/min，采用600mm的抗静电阻燃柔性风筒导风。局扇通风机必须实现双风机、双电源、自动切换和风电、瓦斯电闭锁的控制方式，一台工作，一台备用。局部安装在全风压新鲜风流中、距回风口至少10米处，局

13、扇安设高度离巷道底板不低于0.3m。10701运输巷（包括切眼）局扇安装在7号煤层进下山距回风巷入口约15米处，10701回风巷局扇安装在7号煤运输下山与7号煤层进下山联络巷内。（附：通风系统示意图）。4、通风线路 1、10701运输巷（包括10701运输巷专用回风巷）主平硐（新鲜风流）进风行人大巷进风运输下山技术改造巷7号煤进风下山导风筒（经过防突风门）10701运输巷（导风筒）掘进工作面掘进工作面（乏风）10701运输巷（10701运输巷专用回风巷）7号煤进风下山与7号煤运输下山二联巷6#煤进风上山10604运输巷10604采面10604回风巷10604回风石门7号煤回风大巷风井地面。或者

14、（10701运输巷专用回风巷已贯通7号煤回风大巷）：掘进工作面（乏风）10701运输巷10701运输巷专用回风巷10701运输巷专用回风底板绕道7号煤回风大巷总回风巷地面。 2、10701回风巷（包括10701回风巷专用回风底板绕道）主平硐（新鲜风流）7号煤运输下山7号煤进风下山与7号煤运输下山一联巷导风筒（经过风门）7号煤进风下山（导风筒）10701回风巷（导风筒）10701回风巷掘进工作面掘进工作面（乏风）10701回风巷（10701运输巷专用回风巷）7号煤进风下山7号煤进风下山与7号煤运输下山二联巷6#煤进风上山10604运输巷10604采面10604回风巷10604回风石门7号煤回风大

15、巷总回风巷地面。或者（10701回风巷专用回风绕道 已贯通7号煤回风大巷）：掘进工作面（乏风）10701回风巷10701回风巷专用回风底板绕道10701运输巷专用回风底板绕道7号煤回风大巷总回风巷（风井）地面。附：通风系统示意图 第二节 抽采系统一、区域防突措施10701运输巷标高为+1942m，低于鉴定标高，故本采面按煤与瓦斯突出矿井设计及管理。区域防突措施有两种，一是开采保护层，二是预抽煤层瓦斯，根据我矿具体实际情况，选择开采保护层区域性防突措施。（一）、开采保护层区域防突措施1、保护层的确定及有效范围全区可采煤层6层，编号分别为6号、7号、16号、30号、32号、35号。一采区仅有6号、

16、7号两层煤，6号煤层不突出，我矿把6号煤层作为保护层先开采。保护层与被保护层之间的有效垂直距离见表3-13。表3-13 保护层与被保护层之间的有效垂直距离名称上保护层(m)下保护层(m)缓斜及倾斜煤层50100根据地质资料,我矿煤层倾角=22，为缓倾斜煤层。根据煤层赋存条件、装备水平，并结合矿区范围进行分析，从中可以发现，6、7号煤层间距较小，平均为20m， 30与32号煤层之间层间距为21m，32与35号煤层间距平均为22m。初期6煤层作为7煤层的保护层进行开采。一采区开采时，当6号煤层在区段范围内回采完毕，同区段内7号煤层的突出危险则得到解放，消除突出危险，由于提供的资料可靠性不高，实际操

17、作中必须检验保护层的实际保护效果，必须采取防治突出的补充措施。2、保护层作用的有效范围的确定1）倾斜解放范围的确定。解放层开采以后，岩层沿斜方向的移动是沿着最大下沉角0方向发展的，因此倾斜方向的解放范围，按卸压角划定。卸压角的大小应采用矿井实测数据，如无实测数据，参照设计资料确定。图3-9 沿倾斜保护范围从图3-9中可知，上伏6号煤层开采后，对同区段标高的下伏7号煤层起到保护作用。但在未保护范围内进行采掘活动时，必须采取“四位一体”的防突措施。2）走向解放范围：正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，并不得小于100m。图3-10 沿

18、走向保护范围3、开采保护层区域防突措施应当符合下列要求1）开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯；2）开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层；3）正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，并不得小于100m；4）开采保护层时，采空区内不得留有煤(岩)柱。特殊情况需留煤(岩)柱时，经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤(岩)柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作前，首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。苦李树

19、煤矿一采区现按无突出危险区管理，但我矿在6号煤层作业时，必须进行区域验证，验证无突出危险后，还必须采取安全防护措施方可作业。 一采区开采时，当6号煤层在区段范围内回采完毕，同区段内7号煤层的突出危险则得到解放，消除突出危险。由于7号煤层上邻近层为6号煤层，在10701采面上部范围内为10603采面（6号煤层），10603采面已回采，10701采面的7号煤层的突出危险则得到解放，消除突出危险。（二）预抽煤层瓦斯 由于7号煤层上邻近层为6号煤层，在10701采面上部范围内为10603采面（6号煤层），10603采面已回采，10701采面的7号煤层的突出危险则得到解放，消除突出危险。根据2008年6

20、月11日中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室出具的苦李树煤矿6号煤层、7号煤层、16煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，结果为苦李树煤矿在开采标高+1990米以浅的7号煤层无突出危险性。因此可认为矿井7号煤层已采取了开采保护层的区域防突措施。采用预抽巷道条带煤层瓦斯区域防治突出措施，进一步预抽煤层瓦斯。 顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯应当符合下列要求： 1、顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。本煤层属缓倾斜煤层，因此要求巷道两侧轮廓线外至少各15m（为沿层面的距离）；2、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控

21、制的条带长度不小于60m；3、当煤巷掘进工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果有效范围的前方边界不得小于20m；4、预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽放半径（一般情况下为抽放钻孔直径的50倍，具体视瓦斯实际抽放效果，在此暂定为2.45m，下同）确定。5、预抽瓦斯钻孔封堵必须严密，封孔段长度不得小于8m。6、应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时，应当采取改进封孔的措施，以提高封孔质量。（三）抽采设计1、抽放钻孔设计1）、抽放半径的确定根据防治煤与

22、瓦斯突出规定和织金县苦李树煤矿安全专篇及以往抽放经验，此次抽放半径确定为2.45m，即钻孔终孔间距为4.9m，从理论讲钻孔间距越小抽放效果越好，能达到的预抽率也越高，考虑到钻孔施工工程量、施工成本的因素，不可能无限缩小钻孔间距，所以本次设计确定终孔距为4.9m。2）、抽采设计采用顺层预抽煤巷条带煤层瓦斯方式。7号煤层属缓倾斜煤层，钻孔应控制的条带长度不小于70m，要求钻孔控制巷道外侧的范围为巷道两侧轮廓线外至少各15m（为沿层面的距离）。钻场的规格应根据巷帮瓦斯抽放钻孔布置的要求, 选用钻机的外形尺寸及钻杆长度而定。抽放钻孔设计控制范围：钻孔终孔位置控制范围，巷道上帮控制15米，下帮控制15米

23、。循环抽采设计：10701运输巷、10701运输巷专用回风巷、10701回风巷每循环70米段（其中允许掘进距离为50米，超前距离为20米），本次共设计11个钻孔，所有钻孔均布置在工作面迎头抽放，分一排布置，1至6号孔开口处布置在巷道的中部及右帮向上位置（面向迎头），1号沿巷道中线布置，其方位与巷道方位一致，控制范围为运输巷本身宽度及运输巷轮廓线上帮15米，7至11号孔开口处布置在巷道的左偏下部（面向迎头），控制范围为运输巷轮廓线下帮15米。抽放钻抽放钻孔设计有效抽放半径：75mm的钻孔的有效抽放半径为2.45米； 孔终孔间距设计为4.9米，孔深设计70米，孔径设计75毫米，单一钻场每循环钻孔进

24、尺681.2米。钻孔工程量见瓦斯抽采钻孔设计参数表见表一。钻孔布置煤层中部，钻孔眼口间距0.24-0.3米，开口距底板0.8米。抽放钻孔设计图见附图3 ： 10703运输巷抽放钻孔设计图 表一 预抽钻孔设计参数表序号开孔位置终孔间距（m)设计抽采时间（天）封孔长度（m)与中线的夹角（）倾角（）孔深（m）备注距中线（m)距底板（m)100.84.91080 070钻机型号为TXU150型，钻孔直径均为75mm。现巷道中线方位为2612-0.240.84.99.78+3.8+170.23-0.480.84.99.48+7.6+270.74-0.720.84.998+11.3+371.45-0.96

25、0.84.98.88+16.1+4556-1.20.84.98.68+23.1+538.37+0.240.84.98.38-3.8-170.28+0.480.84.988-7.6-270.79+0.720.84.97.78-11.3-371.410+0.960.94.97.48-16.1-45511+1.214.978-23.1-538.3合计681.2备注：（1）、抽放钻孔开孔间距距巷道中线，左为“+”，右为“-”。 （2）、抽放钻孔方位以巷道中线为参考，偏角，左偏为“-”，右偏为“+”。 （3）、抽放钻孔倾角，仰角为“+”，俯角为“-”。 （4）、当煤层沿走向有起伏时，根据具体的情况对钻孔

26、倾角进行修正。2、施工设备（1）、防突专用钻机配有3台防突专用钻机。钻机型号：ZL-150型；钻杆直径：42mm；，钻孔直径：75mm（开孔直径：89mm；终孔直径：65 mm）；钻进深度：75150m；电机功率：5.5kw。钻孔角度：0360。全液压钻机2台：型号：ZDY -620型；钻杆直径：65mm；钻孔直径：75mm，钻进深度：100350m；电机功率：15kw。钻孔倾角：090。（2）、参数检测仪器仪表配有3台WTC突出危险性参数检测仪，煤电钻ZM15D（A）型2台、麻花钻杆20m（钻孔直径42mm）。瓦斯抽放综合检测仪CJZ70型配备1台，对管道流量、负压、温度、浓度测量。瓦斯含量

27、直接测定装置DGC型1套。（3）、设备设施表序号设备及材料名称型号及规格单位数量备注1防突专用钻机ZL-150型台32瓦斯突出参数仪WTC套33瓦斯含量直接测定装置DGC型套14瓦斯压力测定仪ACW1台25瓦斯放散初速度测定仪WFC-2套16煤坚固性系数测定仪器MJC套17煤电钻ZM15D（A）台28麻花钻杆42mm20m9普通压力表（测量瓦斯压力）01Mpa台810全液压钻机ZDY -620台2 5、施工要求：一）、准备工作（1）、每个钻场安装电话、水管、压风装置。在距离打钻地点25-40的地点安装第1组压风自救装置，自救袋数量不少于4个，每个自救袋压风不少于0.1m3/min。按其标准安装

28、并完善10703运输巷“六大系统”。 （2）、通往施钻地点的电气设备要安装甲烷断电仪。报警浓度0.8%，断电浓度1.5%，复电浓度0.8%。 （3）、搬运钻机时应注意的安全事项：钻机应牢固地固定在材料车上，运输时，必须慢行。钻机在搬运过程中，应防止碰撞而损坏（包括挤压）机械或油管，斜坡提升应编制相应安全措施。散件运输时，保护好油管及螺纹接口，防止泥沙、煤渣进入。需要使用葫芦时，要确认挂钩和起吊钢丝绳是否牢固，且人员要远离钻机一定的安全距离。 （4）、清理水沟。（5）、所有下井人员要配戴隔离式（化学氧）自救器。（6）、加固钻场，并准备好固定钻机的顶柱及其他材料。（7）、检查钻场内的瓦斯浓度，确保

29、在0.8%以下，否则，要采取措施，进行处理。二）、施工要求（1）、由于在煤层中打钻，应采用传统工艺，即水力排屑湿式钻进法。（2）、打钻过程中，要测定瓦斯涌出量，观察孔口涌水情况、喷孔现象等，并做好记录。（3）、钻孔施工采用ZDY-620钻机进行施工钻孔。抽放钻孔直径均采用75mm。为提高钻孔的抽放效果，采用聚氨酯封孔，在煤层中开孔封孔段长度不小于8米；在岩层中开孔时封孔段长度不小于5米。（4）、封孔工艺：钻孔采用直径40mm的PVC管封孔。筛孔管外壁用6mm的钻头打孔，筛孔段长3m。封孔管露出钻孔孔口段不小于200mm，然后利用负压胶管与瓦斯抽放管路的“汇流器”相连。采用聚氨酯和水泥注浆封孔，封孔深度为5m，封孔段长度为5米，每个钻孔采用高压软管与汇流器连接，然后汇流器与巷道内的150mm支管路连接。（5）、瓦斯抽放管路采用 315mm的PE管作为干管路。支管采用150mm的PE管。进入巷道管