矿井采煤工作面设计说明书Word格式文档下载.docx

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设计长度191.2m（平距），方位48°

，距离F4正断层20m。

　　出煤斜巷：

在西三皮带机下山内，距离16P24点34.9m（平距）处开窝，按195°

30′方位，16°

30′倾角向煤层方向施工79.4m与下顺槽贯通。

　　高抽巷：

在2621（3）下顺槽外口开窝，按2621（3）出煤斜巷相同方位向前施工，距b51点5m处开始按25°

上坡施工24m斜巷变平，变平后施工8.2m平巷，在距离变平点1.2m处改向按136°

方位、7°

上坡施工75m预计可见15煤层，然后沿15煤层、按136°

方位施工730m（平距），再按15°

下坡施工35m停。

这样高抽巷与2631（3）上风巷平距为27m，与2621（3）下顺槽平距20m;

与13-2煤层顶板法距平均22m，停头位置与切眼法距11m。

　　2.巷道支护与断面选择

　　上风巷为外错式布置，沿2621（3）采空区掘进，预计顶板破碎，巷道压力较小，因而采用4#U型钢棚支护;

下顺槽和切眼均为煤层实体掘进，根据地质资料和已揭露巷道现场情况，煤层顶板较稳定，宜用锚梁网支护。

　　⑴上风巷巷道断面及支护：

　　上风巷主要用途是回采进料和回风，断面规格为4.33×

3.0m，掘进断面为12.6m2，净断面为10.9m2，其中外口30m车场采用5#U型钢棚支护，断面规格为5.03×

3.2m，掘进断面为14.9m2，净断面为13.2m2。

　　⑵下顺槽巷道断面及锚杆支护初步设计：

　　下顺槽主要用途是回采运煤和进风，巷道断面规格设计为4.6×

2.8m（中高），净断面为11.88m2，可满足生产要求。

　　①顶板支护

　　顶板支护结构：

锚索+锚杆+12#槽钢梁+金属网。

　　根据该区域13-1煤层顶板结构，其直接顶为泥岩、13-2煤及砂质泥岩，其中13-1与13-2之间夹矸平均厚0.8m，由西往东夹矸逐渐变薄，13-2平均厚0.9m，砂质泥岩厚0~8.5m，老顶为细砂岩，平均厚度5.4m。

因此初步设计掘进跟13-2顶板，锚索长度取4.4m，锚杆长度取2.5m，根据实际观测情况再行调整。

　　巷道断面内共布置4根锚索，2根锚杆，安装时，槽钢梁压紧金属网，锚杆、锚索穿过槽钢梁中孔眼。

　　②巷帮支护

　　巷帮支护结构：

锚杆+钢筋梯子梁+金属网。

　　巷道上、下帮各布置4根锚杆，锚杆规格为直径×

长度=φ20×

2500mm，锚杆间排距，上帮：

800×

800mm，下帮：

700×

800mm，矩形布置。

安装时，钢筋梯子梁垂直巷道顶底板，并压紧金属网，锚杆压紧梯子梁。

　　③支护主要技术参数

　　断面形状：

矩形

　　巷道掘进断面：

宽×

高=4.8m×

2.8m（中高）=13.44m2（掘）=12.42m2（净）

　　顶板锚索：

φ15.24×

4400mm

　　顶板锚杆：

φ20×

2500mm

　　锚索锚固长度：

1600mm

　　锚索间排距：

850×

800mm

　　巷帮锚杆：

　　锚杆锚固长度：

　　锚杆间排距：

顶板：

4250×

800mm;

上帮：

下帮：

　　顶板槽钢梁：

12#槽钢，长度4600mm;

托板：

平托板140×

90×

10钢板

　　巷帮梯子梁：

φ16mm圆钢焊接，长×

宽=2800×

60mm;

废旧U棚钢板

　　顶板金属网：

长×

宽=5000×

950mm，采用10#铁丝编织，网孔为50×

50mm菱形。

　　巷帮金属网：

宽=3000×

　　锚索锚固力：

≥200kN

　　锚杆锚固力：

≥100kN

　　锚杆破断力：

≥150kN

　　树脂锚固剂粘结强度：

≥4MPa

　　锚索安装预紧力：

100kN

　　锚杆安装扭矩：

250Nm

　　⑶、切眼：

　　切眼采用锚梁网索支护，顶板布置3根锚杆，1根锚索，两帮均打4根锚杆，参数如下：

　　巷道断面：

高=3.2×

2.8m=8.96m2（掘）=8.10m2（净）

　　锚杆：

2000mm;

　　锚索：

4400mm，沿巷中交错布置;

顶板900×

800m、巷帮800×

800m;

　　锚杆药卷：

Z2350（每孔2根），锚索药卷：

Z2350（每孔4根）;

　　顶板用12#槽钢梁长：

3.0m，托板：

10钢板;

　　巷帮用梯子梁长2.6m;

废旧U棚钢板;

宽=3400×

950mm，采用10#铁丝编制，网孔为50×

50mm菱形;

2900×

　　锚杆孔深：

2000mm;

　　锚索孔深：

4200mm;

1600mm;

　　顶板锚杆锚固力：

≥100KN

≥200KN;

　　巷帮锚杆锚固力：

≥80KN。

　　⑷、运煤斜巷：

　　运煤斜巷作用是出煤和进风，为岩层巷道，巷道断面为4.0m×

3.2m的半圆拱，掘进断面11.8m2，净断面10.8m2。

采用锚网支护：

　　锚杆规格：

2000mm，间排距：

700mm;

　　10#铁丝网，规格按实际需要定;

≥120KN

　　⑸、高抽巷：

　　高抽作用是抽放

-

回采工作面瓦斯，为岩层巷道，巷道断面为2.6m×

2.6m的半圆拱，掘进断面6.0m2，净断面5.4m2。

φ16×

1600mm，间排距：

　　三、工作面生产能力

　　1.采煤方法：

　　区内后退式走向长壁放顶煤全部跨落综合机械化采煤法。

　　2.工作制度;

　　工作面年工作日为350天。

工作制度为“三·

八”作业制，即两班采煤一班准备。

　　3.生产能力：

　　本工作面设计平均采高4.3m，工作面斜长194m，按每天7个循环，循环进尺0.6m，正规循环率0.85，工作面回采率0.8。

　　则，

　　工作面的生产能力为：

　　A=350×

7×

0.6×

4.3×

194×

1.42×

0.85×

0.8

　　=1184090（t/a）

　　工作面月推进度为：

　　L月=7×

30×

0.85=107m

　　服务年限：

　　T=850/107=7.9（月）

　　四、工作面生产系统

　　1.运煤系统：

　　工作面出煤→2631（3）下顺槽→出煤斜巷→西三13-1底板皮带机下山→西三煤仓→西三大巷→西二大巷→井底车场→东卸煤坑→主井。

　　2.运料系统：

　　地面→副井→井底车场→西二大巷→西三大巷→西三13-1底板轨道下山→第二中部车场→2622（3）下顺槽联巷→2631（3）上风巷→工作面。

　　3.通风系统：

　　⑴掘进工作面局部通风系统及通风方式

　　2631（3）上风巷及切眼：

　　新鲜风：

地面→主、副井→井底车场→西二大巷→西三大巷→西三13-1底板皮带机下山→2621（3）出煤斜巷局扇→2631（3）上风巷掘进工作面;

　　乏风：

掘进工作面→2631（3）上风巷→西三13-1西煤下山→西三风桥→西翼-530m总回风巷（或西三13-1西煤下山→西三13-1东煤下山→西三~西二13-1底板回风大巷→西二轨道上山→西二回风石门）→西二-380m总回风巷→中央风井。

　　2631（3）下顺槽：

地面→主、副井→井底车场→西二大巷→西三大巷→西三13-1底板皮带机下山→出煤斜巷→2631（3）下顺槽掘进工作面;

掘进工作面→2631（3）下顺槽→西三13-1西煤下山→西三风桥→西翼-530m总回风巷（或西三13-1西煤下山→西三13-1东煤下山→西三~西二13-1底板回风大巷→西二轨道上山→西二回风石门）→西二-380m总回风巷→中央风井。

　　掘进工作面的通风方式为压入式通风。

　　⑵回采工作面通风系统及通风方式

地面→主、副井→井底车场→西二大巷→西三大巷→西三13-1底板皮带机下山→2631（3）运煤斜巷→2631（3）下顺槽→工作面;

工作面→2631（3）上风巷→西三13-1西煤下山→西三风桥→西翼-530m总回风巷（或西三13-1西煤下山→西三13-1东煤下山→西三~西二13-1底板回风大巷→西二轨道上山→西二回风石门）→西二-380m总回风巷→中央风井。

　　2631（3）回采工作面采用后退式U型上行通风方式。

　　五.局部通风设计

（一）工作面风量计算

　　1、按瓦斯涌出量计算：

　　Q采=100×

q通×

（1-K抽放率）÷

C

　　=100×

26×

（1-0.6）÷

　　=1300m3/min

　　2、按工作面温度计算：

　　Q采=60×

V采×

S采=60min×

2.0s/min×

9.2m2=1104m3/min

　　3、按人数计算：

　　Q采=4×

N=4×

130=520m3/min

　　4、按风速验算：

　　15×

S采≤Q采≤240×

S采

9.8≤Q采≤240×

9.8

　　147≤Q采≤2352m3/min

　　从以上计算可以看出，该工作面回采期间需风量为1300m3/min。

（二）掘进期间风量计算

　　1上风巷及切眼需风量计算：

（1）掘进工作面需要风量计算

　　①按瓦斯涌出量计算

　　Q1=100q瓦掘×

K掘通×

（1-K抽放率）

2.8×

1.5×

（1-0.4）

　　=252m3/min

　　②按最多人数计算：

　　Q2=4N=4×

30=120m3/min

　　③按风速验算：

15×

S≤Q≤240×

S

　　163.5m3/min≤Q≤2616m3/min

　　根据以上计算，2631（3）上风巷及切眼局部通风设计迎头需风量为252m3/min。

（2）局扇选型：

　　①Qf=Q×

q=252×

1.3=328m3/min

　　②局扇风压的确定：

　　根据有关资料，当风筒直径为800mm，节长为10m时，风筒的摩擦系数α=0.002Ns2/m4,⊿Rj=1.96Ns2/m8,ζb=1.3,ρ=1.2kg/m3;

　　R=αLU/S3+n⊿Rj+ζbρ/（2s2）

　　=0.002×

1080×

3.14×

0.8/0.5023+108×

1.96+1.3*1.2/（2*0.5022）

　　=257.67Ns2/m8

　　H=R*Q*Qf+hr

　　6500=257.67×

Q12×

1.3/3600+1.2×

Q12/（2×

0.502×

3600）

　　Q1=264m3/min>

252m3/min

　　经以上计算可以看出，2631（3）上风巷及切眼在掘进期间可选用一台KDF型功率为2×

30kw的局扇与φ=800mm的风筒向迎头供风。

　　2下风巷需风量计算

3×

　　=270m3/min

　　164m3/min≤Q≤2623m3/min

　　根据以上计算，2631（3）下风巷局部通风设计迎头需风量为270m3/min。

q=270×

1.3=351m3/min

1200×

0.8/0.5023+120×

　　=285.95Ns2/m8

　　6500=285.95×

0.502&

time

s;

　　Q1=251m3/min

　　3240=285.95×

Q22×

Q22/（2×

　　Q2=177m3/min

　　Q1+Q2=428m3/min>

270m3/min

　　经以上计算可以看出，2631（3）下风巷在掘进期间可选用一台KDF型功率为2×

30kw的局扇与φ=800mm的风筒和一台2BKJ62-2型功率为28kw的局扇与φ=800mm的风筒共同向迎头供风。

　　六、工作面瓦斯综合治理设计

　　根据该面的瓦斯涌出资料分析，其瓦斯涌出主要来源于13-1本煤层，瓦斯含量为8~11m3/t，由于该面将用综采放顶煤开采，预计在回采期间其绝对瓦斯涌出量将达到23~27m3/min。

为了有效的防治该面在回采过程中瓦斯对安全生产的威胁，决定在该面采用施工顶板高位瓦斯抽放巷、顺层钻孔抽放等瓦斯综合治理措施。

　　㈠、抽放方法的实施

　　1、高抽巷瓦斯抽放

　　⑴高抽巷层位的选择

　　我矿实际探测冒落带、裂隙带发育最大高度与采高的关系式：

　　H冒max=（3~5）M=（3~5）×

5=15~25m

　　根据2631（3）工作面顶板岩性及冒落带发育高度以及有关顶板钻孔抽放资料，结合13-1煤层走向变化情况，决定高抽巷布置在距13-2煤层顶板向上平均为28m的层位中。

　　⑵高抽巷的施工

　　在2622（3）下顺槽提料斜巷上口开窝，按225°

30′方位，0°

倾角向南施工17m的平巷;

再在距“二52′”测点12m处改向按115°

方位、19°

倾角施工40m斜巷;

然后改向按135°

45′方位、3‰下坡向东施工903m平巷，再按15°

下坡施工36m斜巷停头。

这样高抽巷与2631（3）上风巷平距为20m，与13-2煤层顶板法距平均28m，停头位置与切眼法距10m。

高抽巷外口斜巷段的支护方式为5#U型棚;

平巷段的支护方式为锚网支护，锚网断面规格为2.6m×

2.6m;

里口斜巷段的支护方式为锚网支护，断面规格为2.6m×

2.6m。

这样高抽巷与2631（3）上风巷的垂直距离平均为28m，水平距离平均为20m，布置在冒落带的上部、裂隙带的下部。

　　2、顺层钻孔瓦斯抽放：

　　⑴顺层钻孔的施工

　　从切眼开始80m为第一预抽区（工作面预抽区），在工作面开切眼沿走向方向施工顺层长钻孔，钻孔间距3m，孔深80m，上、下两侧由于受风巷和机巷的卸压作用，在距上、下风巷15m的范围内可以不布置钻孔，因此共设计钻孔55个;

在2631（3）上、下风巷距工作面开切眼80~300m（走向长220m）为第二预抽区（密钻孔预抽区），分别从上、下风巷沿工作面倾向方向，各施工55个抽放钻孔，钻孔间距4m，其中上风巷孔深100m，下风巷孔深100m;

在2631（3）上、下风巷距工作面开切眼300~600m（走向长300m）为第三预抽区，分别从上、下风巷沿工作面倾向方向，各施工60个抽放钻孔，钻孔间距5m，其中上风巷孔深100m，下风巷孔深100m;

在2631（3）上、下风巷距工作面开切眼600m~停采线（走向长220m）为第四预抽区，分别从上、下风巷沿工作面倾向方向，各施工37个抽放钻孔，钻孔间距6m，其中上风巷孔深100m，下风巷孔深100m。

　　⑵顺层钻孔的封孔

　　在2631（3）工作面第一预抽区的顺层瓦斯抽放钻孔中，采用聚氨酯进行封孔。

封孔时每孔下2吋的抗静电硬质塑料管8m作为孔内套管，封孔深度为4m;

在2631（3）工作面上下风巷第二、三、四预抽区的顺层瓦斯抽放钻孔中，采用KFB注浆泵配合水泥砂浆进行封孔。

封孔时每孔下2吋的抗静电硬质塑料管8m作为孔内套管，封孔深度为6m。

　　㈡抽放系统的建立：

　　根据我矿现有的瓦斯抽放系统状况，决定2631（3）工作面瓦斯抽放系统采用地面抽放与井下抽放系统互为切换的形式。

具体为利用两台2BE1-303型移动瓦斯抽放泵抽放，并与地面永久抽放系统中央风井系统两台2BEF72型瓦斯抽放泵互为切换进行抽放。

　　1、抽放管路的选型

　　预计该面在回采期间其绝对瓦斯涌出量将达到23~27m3/min，瓦斯抽放率按60%计算，则该面的瓦斯抽放量为14~16m3/min。

抽放瓦斯浓度按30%计算，则抽放系统混合气体流量为46.7~53.3m3/min，取混合气体流量为53m3/min，则管路直径D为：

　　D=0.1457（Q/U）1/2

　　=0.1457（53/15）1/2

　　=0.27m

　　式中：

D——抽放管路内径，mm

　　Q——混合气体流量，m3/min

　　U——气体流速，取15m/s

　　根据以上计算，考虑到增加高抽巷的瓦斯抽放量及有利于瓦斯抽放系统的切换，2631（3）高抽巷抽放选用一路直径300mm的抽放管路，2631（3）上、下风巷顺层钻孔抽放各选用一路直径200mm的抽放管路。

　　2、抽放管路的铺设

　　在2631（3）上、下风巷各安设一路直径200mm的瓦斯管，管路每隔20m拨一个4英寸的三通;

在2631（3）高抽巷安设一路直径300mm的焊接管，管路接至高抽巷平巷段向里10m，并且抽放口周围5m必须架设木垛，管路抽放孔要吊在高抽巷的巷道顶板处，管路接好后，在高抽巷外口砌筑封闭墙，封闭墙墙垛用瓦石砌筑，墙垛厚度不得小于800mm，墙四周要掏槽，并要使帮、顶接实，墙面要抹平不漏风。

2631（3）上、下风巷直径200mm的抽放管路在2622（3）下顺槽联巷与西三13槽西煤下山交岔处与直径300mm的抽放干管合茬，直径300mm的抽放干管经西三西煤下山接至西三大巷抽放泵站与两台2BE1—303型瓦斯泵合茬，出气端两路直径250mm管路接至西三风桥下口，建立2631（3）工作面高抽巷及顺层钻孔瓦斯抽放系统，泵站进气端管路连接方式采用与永久系统互为切换的方式。

所有瓦斯抽放管路在安设时必须吊挂平直，接头严密不漏气，高度起伏变化处必须设置放水三通。

　　七、工作面防突设计

　　根据顺层钻孔抽放情况，当钻孔控制区域煤层瓦斯预抽率达到30%以上后，并经论证为无突出危险区域时，方可认为达到了区域性消除煤层突出危险的目的。

但该区域在回采时应对采面连续进行不少于两个循环的检验性工作面突出预测。

　　1、突出危险性预测

　　该工作面突出危险性预测方法采用钻孔钻屑指标法和瓦斯涌出初速度法。

　　具体方法为：

沿采煤工作面每隔10~15m布置一个预测钻孔（工作面上、下出口段15m除外），预测孔平行于工作面推进方向，直径为42mm，孔深为10m，预测孔每打1m由防突员测定一次每米钻屑量，每打2m由防突员测定一次钻孔瓦斯涌出初速度。

　　工作面预测循环为：

工作面开工即开始进行预测，预测超前距为2m，推进8m后再进行一次预测，以后每推进50m再连续进行不少于两个循环的检验性工作面突出预测。

如出现构造或瓦斯涌出异常，应加强预测。

　　突出临界值指标按照《细则》表12、13为：

Smax=6kg/m,qmax=4L/min,当工作面预测指标S≥Smax或q≥qmax时，确定本工作面有突出危险性，必须采取防治突出措施，否则工作面预测为无突出危险工作面。

　　2、工作面防突措施

　　当工作面预测为突出危险工作面时，必须采取防突措施，具体为施工本煤层走向卸压钻孔，即沿工作面走向方向、每隔2m施工Ф75mm、孔深12m的卸压排放钻孔，经排放后再进行效果检验。

　　3、工作面防突措施效果检验

　　该工作面采取防突措施后必须进行效果检验，检验超前距为2m，经检验有效后方可进行回采，其效果检验方法同预测方法。

　　工作面经检验有效后可进尺8m，若有突出危险时，严禁回采，必须重新采取防突措施，直至检验有效为止。

　　4、工作面回采期间安全防护措施

　　⑴必须在本面建立独立可靠的通风系统，并确保系统稳定可靠。

　　⑵按该面通风系统要求分别安设并维护好正反向风门，确保发生突出时逆流瓦斯不至于进入新鲜风流中去，风门的施工质量必须符合质量标准化要求。

　　⑶工作面回采期间必须保证该面进回风系统的通风断面，确保该面通风系统畅通无阻，否则必须停止回采，组织人员进行修护。

　　⑷工作面正常回采期间，必须在上、下顺槽距工作面每隔100m左右地点施工一个避难硐室，硐室的位置应随工作面的推进向后挪移，硐室设置必须符合下列要求。

　　⑸该面回采时必须每小班安设一名责任心强、经验丰富且具有防突专业知识的专职测气员，随时检查该面瓦斯，发现异常及有突出预兆时，及时断