22112综采工作面拆除设计09108.docx

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22112综采工作面拆除设计09108

第一章概况

1.1地质条件简介

22112工作面位于垞城煤矿-420~-600水平北一下山采区,上至-500m水平,下至-650m水平;南至工业广场保护煤柱线;北至22106工作面,走向长332m,倾斜长162m,工作面上方是12104采空区,正上方是12112采空区;下方是1422采空区,正下方是-600北大巷、煤仓及甩道,大倾角皮带机运输道和运输材料道主下山;地面是农田水渠,无其它重要建筑物。

该面为夏桥系2煤。

根据控制情况,2煤层赋存不甚稳定,煤层厚度0.6~4.3m,平均厚度2.45m,结构复杂,局部有夹矸。

煤层倾角26°~36°,平均28°。

煤层顶底板:

直接顶为砂泥岩,黑灰色,含砂细少,厚0.8~2.5m;老顶为砂岩,深灰色,细粒坚硬,厚0.91m;直接底为砂泥岩,中、下部含砂不均,见植物化石,厚4.24m;老底为砂岩,深灰色坚硬,含砂较多,厚1.87m。

 

水文情况:

2煤老顶为细粒砂岩,裂隙发育不均,局部裂隙发育处富水性较强,掘进期间有滴、淋水现象。

底板砂岩裂隙较发育,上方是12104采空区,有一定积水,虽然在掘22112材料道时,已经疏放过1千多立方米老塘水,但12104老塘内还有部分残余积水。

正上方是12112采空区,在掘1422材料道时,已经疏放过多次,下方是1422采空区,有一定的积水。

瓦斯、煤尘、自燃情况:

本区为低瓦斯区域,煤层自燃发火期3~6个月,煤尘爆炸指数大于30%,有易燃易爆危险性。

地温:

本区采取恒温带深度30米,温度16.6度,本面温度23~24度左右。

1.2工作面状况

现工作面拆除ZY4000/13/28B型液压支架119架。

MG180/435-W型采煤机一台,SGZ-764/400刮板运输机一部及其配套设备,乳化液泵站一台。

1.3拆除方案概述

一、工作面拆除方法:

从下向上拆除,即从溜头向溜尾方向拆除。

1、拆除顺序:

首先拆除煤机,工作面溜子,各种供电电缆、开关、水管等,最后拆除工作面的支架。

2、使用掩护支架和临时掩护棚加强拆除点的支护,掩护支架随支架拆除进度及时向前挪移;支架抽出后老塘侧采用半圆木扶临时掩护棚,一梁三柱,间距0.8m,特殊区段另外采取加强支护措施加固。

3、拆除支架时,采用单体支柱顶和回头轮拉被拆支架。

回头轮的固定,要利用邻架前梁的机械孔作为滑轮的生根点,使用完好的40T溜子锚链、蛤蟆卡穿螺丝戴满丝帽联接,挂回头轮,然后用拆架回柱机绳穿回头轮挂在被拆除支架的底座上,回柱机绳与被拆支架底座的联接也必须使用完好的40T溜子锚链用连接环穿螺丝戴满丝帽联接,挂在底座的机械孔内,必须挂牢固,降架同时开动回柱机抽架,支架前梁距煤帮500mm时,由调向回柱机将支架调向,由牵引支架的回柱机将支架运至装车点,通过爬车器装车。

如果抽架困难时,可用单体配合或用调向回柱机配合使支架抽出,依次向上拆除。

第二章通风防尘系统

2.1通风系统

1.风量计算

根据徐矿司[2005]164号,关于印发《徐州矿务集团有限公司矿井风量计算细则(试行)》的通知,22112工作面拆除的风量按巷道供风计算:

Q基本=60×V采1×S采max×70%=60×1×7.32×70%=308m3/min

式中:

Q基本——工作面拆除所需的基本风量,m3/min。

式中:

V采1——工作面风速,取V采1≥1.0m/s;

S采max——采煤工作面最大控顶距净断面积,7.32m2

22112工作面拆除期间需要风量为308m3/min。

2.通风路线

新鲜风流→新副井→-600m新副井石门→-600m北大巷→22112皮带机道→22112面→22112材料道→-555车场→-600m~-420m轨道上山→北一回风上山→-75m北翼回风道→东风井→地面。

3、备用风机

工作面拆除期间通风工区必须准备一台局部通风机及相应附属设备,并检查完好情,确保在工作面拆除期间迎头供风不足的情况下及时使用局扇供风。

2.2防尘系统

地面蓄水池→-260m人行车场蓄水池(4寸)→-260m北大巷(4寸)→千米皮带机道(4寸)→-600m北大巷(4寸)→22112皮带机道(4寸)→22112工作面下出口(4寸)→22112工作面。

地面蓄水池→-260m人行车场蓄水池(4寸)→-260m北大巷(4寸)→千米皮带机道(4寸)→-600m北大巷(4寸)→-600m~-420m轨道上山→22112材料道(4寸)→22112工作面上出口(4寸)→22112工作面。

第三章供电系统

3.1供电系统说明书

3.1.1供电系统路线

22112两道电源:

35KV变电所→新副井井筒→-600井下中央变电所→-600北一采区变电所→22112两道

22112供电用两台变压器容量分别为315KVA,电压等级为6/0.69KV。

瓦斯电闭锁是通过闭锁-600北一采区变电所内的馈电开关即可实现。

3.1.2设备负荷统计表

序号

设备

电动机

总容量

安装地点

名称

型号

台数

型号

台数

容量

KW

1

22112材料道及外围

调度绞车

JD-40

1

DSB-40

1

40

40

3

22112材料道及外围

调度绞车

JD-11.4

3

YBJ-11.4-4

3

11.4

34.2

4

22112材料道及外围

回柱绞车

JH-14

2

YB200L-8

3

15

30

5

22112材料道及外围

回柱绞车

JH-20

5

YB200L2-6

5

22

110

6

22112材料道及外围

潜水泵

1

7.5

7.5

7

22112材料道及外围

临时泵

XRB-80

1

YB225S-4

1

37

37

合计

258.7KW

3.1.3变压器容量选择与整定:

1.变压器容量选择:

电机总容量:

式中:

—全部由计算的变压器供电的设备的容量;

—需用系数=全部设备的同时系数×负载系数。

同时系数是指全部设备中同时开动的比率;负载系数是指上述同时开动设备的平均负荷率。

COSΦ—由变压器供电的用电设备的功率因数的加权平均值,取0.75

—需用系数

—负荷系数取0.65

—同时系数取0.50

—电动机的平均效率取0.92

—供电线路的效率取0.92

所有设备总容量

故可以选择原有的:

KBSG-315/6型干式变压器进行供电,其额定容量为

;变压器的额定电压为

2.变压器的整定:

由①式和②式可得:

根据变压器情况,取变压器过载整定

变压器短路整定:

取最大电机的起动电流与其他电机的额定电流和。

最大电动机的起动电流为额定电流的4~7倍(取7倍)。

即:

由上述①式可得出:

所以变压器的短路整定:

根据变压器情况,取变压器短路整定

所以有:

3.1.4馈电开关的选择与整定:

与变压器的整定方法相同,可得22112运输巷馈电开关的整定为:

3.1.5电缆选择:

通过上述计算的电流及两道的短路保护参数调整,两道及外围均选择70mm2矿用橡套阻燃电缆可以满足供电要求,其型号为MY0.38/0.63×70+1×25。

六、短路保护校验:

通过电缆换算及所选变压器,查表求得短路电流(各短路点详见《7311安装供电系统图》)如下:

D短路点

D1

D2

I2d短路电流

1352A

747A

Iz过流整定

500A

600A

I2d/Iz校验值

2.7

2.1

各点的校验值都大于1.5,符合安全要求。

第四章拆除准备

4.1巷道要求

该面拆除支架运输的巷道,支护必须完好,净宽不低于2.8m,净高不低于2.2m,为了便于摘挂钩,面上口必须落好里外各6m以上的平台,抬棚三角门拐弯曲率半径不小于6m,不能满足的巷道必须向一帮或两帮扩帮卧底,以保证支架顺利通过。

4.2工作面要求

1、工作面注浆加固:

具体要求及参数见附录1《22112综采工作面注浆加固设计》。

2、铺网:

铺网前要求将工作面采直,支架全部接触顶板,达到三直一平、两畅通,架子调正,采高控制在2.4m,并将架内浮煤矸清理干净,该面沿走向距停采线9m开始铺网(金属菱形网),铺至停采线,金属网规格5m×1.1m,第一块网为单层,其余均为单层错茬铺设成双层,金属网倾斜铺设,走向搭接100mm,倾斜搭接100mm,搭接处每隔200mm,用16#铁丝两股扎牢。

3、喂网:

以煤机割煤喂网为主,每隔600mm为一铺网循环,金属网在煤机割煤前要超前吊挂好,金属网要提前联接好,并有防止煤机撕坏网的措施,移架喂网时,沿走向用8cm~10cm、长1.2m的剖木、枇子托网移架,施工人员在进入煤帮侧铺网联网时,必须严格执行敲帮问顶及先检查后工作制度,提前制定好专门措施,并有专人监护顶板,发现问题及时处理。

施工人员必须站稳,不得站在溜子上,如果必须站在溜子上施工时,必须打好闭锁(提前试好闭锁是否灵敏)并设专人看护。

如遇条件差顶帮难控制时,以扩棚铺网为主。

3、开始铺第一块网时,沿倾斜方向打一排锚杆配合梯子梁固定金属网,锚杆采用树脂等强锚杆,锚杆直径20mm,长2m,间距1.5m。

如顶板破碎或掉顶处无法打锚杆时可使用半圆木托网以确保喂网顺利。

4、铺钢丝绳:

当采用煤机割煤喂网时,网和钢丝绳一齐铺设。

要求钢丝绳和顶网之间每隔200mm用16#铁丝双股扎牢。

铺设时,钢丝绳必须捋直,可打锚杆固定钢丝绳或将钢丝绳两端固定在直径不小于18cm的圆木柱上,该柱的顶底都要有柱窝,带有75°的迎山角,钢丝绳用起吊能力为5吨的手拉葫芦拉紧,上端头用U型卡三只将钢丝绳绕木柱两周后卡紧;如果巷道上下端头打锚杆,则可将钢丝绳固定在锚杆上,用U型卡将钢丝绳卡紧。

钢丝绳铺设时,须将钢丝绳拉直扎牢。

从铺设第一根钢丝绳开始,每隔0.8m,再铺设一根,共铺设8根钢丝绳。

5、钢丝绳要求:

选用7分至1寸的旧钢丝绳,要求外观完好,断丝不超过15%,每道钢丝绳的长度为220m。

6、扩大棚:

当工作面铺网至后尾梁老塘底板见网时,开始扩大棚,扩大棚方法为倾斜拉茬分段进行。

具体视现场情况由施工单位补充专项安全技术措施后施工。

7、工作面上端头单体支柱段停面时保持最大控顶距5m,沿切顶线处迎老塘打一排倾向架棚,架棚一梁三柱、首尾相接。

替棚时采用11#工字钢(L≥3.0m)支护,棚距1.0m,一梁四柱。

靠老塘侧每排两架单体支架及倾斜架棚保留,以维护顶板及行人通道,不得出现单橛棚。

8、工作面综采支架段顶板支护采用扶棚支护,每架扶两棚走向棚,一梁二柱,棚距750mm,棚子规格为棚梁直径不低于18cm,长3.0m的圆木,棚腿直径不低于18cm,长2.4m的圆木,棚梁在支架上的搭接为300mm,并在顶梁网的下部。

煤帮用8块枇子、大笆片腰严背实,顶用枇子10根,枇子规格为小头直径大于5cm,长度1.2m。

顶铺双层金属网至肩窝,金属网必须铺设严密,倾斜铺设,扩大棚的棚梁与棚腿之间必须用扒角子钉牢,大棚扩好后,紧挨圆木拉线打上DZ-25单体支柱,清理煤帮及架内浮煤,要求净高为2.2m,从支架至煤帮(包括架内)全部清理干净,棚与棚之间钉好拉条,打好撑棍。

具体布置见《支架拆除支护图》)。

9、上下出口支护:

工作面上出口采用锚网梁与扶棚双重支护,锚杆采用树脂等强锚杆,直径22㎜,长2.2米,间距0.75m×0.75m。

锚索直径18.9毫米,长6.25米,间距1.5m×1.5m。

上出口的抬棚规格(如有变化以现场会确定为准),抬棚梁净长为5.5m,抬棚腿根据现场选取适应长度,抬棚扶对棚,插梁成对穿,计12根,长度5m,可根据现场实际情况调整,用卡子与插梁卡牢,固定成整体。

另外,上下两头打上木垛,具体位置见支护图,可根据现场条件确定支设。

拆除支架前必须对出口向外3m范围内、材料道及三角门进行改造,按措施进行卧底改棚,保证支架顺利运出。

4.3绞车及安全设施的安装

(见图4-122112综采工作面拆除运输设备图)

4.3.1绞车安装的要求

工作面拆除运输前,按照《22112综采工作面拆除运输设备图》安装运输设备,使用前需对绞车进行全面检查,地角螺丝全面紧固一遍。

1、绞车、回柱机安装地点周围的支护,必须坚实有劲,安全可靠,底板平整,地方宽敞,便于操作,净高不低于2.0m。

绞车安装地点严禁有淋水及杂物、浮煤堆积。

2、绞车本身必须完好,各种零部件齐全、紧固、有效。

护绳板上紧,位置正确,制动闸灵活可靠,闸皮磨损不超限,不老化。

拉杆螺丝有背帽,闸把、闸皮无断裂和显著变形,闸把应稍高于水平位置,操作手把应有闭锁装置。

3、绞车最突出部分距轨道边必须保持0.5m以上的安全间距。

4、各种控制按钮必须在绞车司机手可及操作方便之处,信号齐全、灵敏可靠。

5、各种绞车按规定型号、长度盘好钢丝绳,做到排列整齐、固定牢固。

按照巷道长度钢丝绳在滚筒上至少留有三圈以上的余绳,钩头插接长度大于3.5个捻距。

6、绞车安装前必须先浇注绞车基础,JD-11.4电绞基础规格1000mm×1000mm×800mm(长×宽×深),JD-40电绞基础规格2000mm×1800mm×1200mm(长×宽×深),JH-20T回绞基础规格2500mm×1200mm×1200mm(长×宽×深),JH-20T回绞基础规格2500mm×1200mm×1200mm(长×宽×深),使用地角螺丝(JD-11.44×20;JD-556×24;JH-20T6×24,JH-30T6×24)。

浇注基础时水泥:

黄沙:

大石子按1:

2:

3拌匀浇注。

螺帽、弹簧垫圈齐全紧固。

经24小时的保养期后再使用,使用前必须对电绞地角螺丝进行二次紧固,保证牢固可靠。

7、使用回柱绞车(工作面拖运设备)时,回柱绞车用单体支柱打四压两迎,压柱垂直顶底板、迎柱与顶板成75°~65°度夹角,单体的初撑力不低于50kN/棵,单体用2′带护套钢丝绳拴好防倒。

整个运输系统形成后必须经过相关部门验收合格后,发放斜巷运行许可证,方可运行。

4.3.2安全设施安装要求

一、安装要求:

要保证安装的安全设施齐全,并且灵敏可靠。

(1)柔性钢丝绳安全门:

⑴安全门规格:

高度不得低于1.8m,宽度不得低于1.6m,连锁安全门长度5.5~6.0m。

柔性钢丝绳安全门属常闭式安全门。

⑵柔性钢丝绳安全门结构:

用Φ21.5mm的钢丝绳与型号相符的元宝卡6个制作而成,安全门的四角必须用2.2米Φ20mm的锚杆加固,每角钢丝绳穿过用角钢制作的连接环,安全门安装时,两根钢丝绳绳头必须从轨道下穿过,并且两边分别用三个元宝卡在卡在钢丝绳上,且两块轨枕之间轨道不得有接头。

⑶柔性钢丝绳安全门限位:

安全门锚链限位是通过两边元宝卡子限位的最高的元宝卡子不得低于500m;限位后安全门距轨道面400mm。

(2)道档:

斜巷上部须安装道挡,安装时必须使用4块压板和一块增强板两处固定在轨道上,手把、压绳板、销子等零部件必须齐全,道挡下必须清洁。

(3)警示“红灯”安装位置要与绞车、巷道相对应,并且安在明显的位置。

二、按规定安装使用好各种安全设施,具体安装位置如下:

(1)工作面切眼不订道,不设安全设施。

(2)材料道斜上山(20°上山):

该斜巷上平台车场,由于两边均是下山,各安装一套联锁柔性钢丝绳安全门,各安装一道道档,斜巷下滑板安装一道柔性钢丝绳安全门。

(3)材料道10°反坡:

该斜巷上平台安装一套道档,上档距变坡点2m。

(4)555车场(向斜材料道10°下山反坡):

用JH-14回绞下放,变坡点上口安装一道道档,上下口各安装一道柔性钢丝绳安全门。

(5)-420~-600北一轨道上山:

下口安装一道柔性安全门。

二甩道安装一套限位保护,安装一套信号。

4.4施工起吊锚杆

1、设备拆除前在刮板运输机及煤机等需要起吊位置的中心线上方按间距1.5m各施工一排锚杆,作为拆除期间起吊设备用。

2、在各绞车安装地点处起吊位置的中心线上方打至少一根起吊锚杆,作为绞车安装及拆除期间起吊设备用。

2、起吊锚杆选用长Φ20×2000mm左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆,锚固剂选用CK-Z-2370型药卷,每孔一卷,有效锚深不少于1600mm,锚固力不低于80kN,起吊锚杆必须经拉拔力试验合格后方可使用。

4.5可视化安装

工作面支架拆除前必须安装摄像头、可视化屏幕、探照灯。

摄像头、探照灯安装在距拆除迎头10~15架之间,可视化屏幕安装在工作面上出口指定位置,安装位置方便回柱机司机通过可视化屏幕观察迎头的回柱机钩头、绳路及支架的运行状况。

设备根据需要随工作面支架拆除逐步后挪。

图4-122112综采工作面拆除运输设备图

 

第五章支架及其它设备运输

5.1支架及其它设备运输路线

(详见图5-122112综采工作面设备运输路线图)

22112切眼→22112斜材料道→22112材料道→22112斜材料道→-550车场→-420~-600北一主下山→-600北大巷→-600主运石门新副井→地面交机电科。

5.2运输前的准备工作

1、对设备所通过的巷道进行全面检查,凡设备通过的巷道高度不够的区域,必须进行挑顶或卧底,对拐弯、变坡点处轨道曲线过渡要均匀圆滑,满足《煤矿安全规程》有关规定。

2、对支架所通过的轨道进行检查、修整,必须达到《煤矿安全规程》轨道铺设要求,确保轨道质量。

5.3大巷运输

5.3.1运输方式

从-420~-600北一主下山下部车场用电瓶车将设备运送到-600主运石门副井口。

支架上井及井口运输管理,地面运输由机电科和运搬工区补充相应技术安全措施。

5.4轨道运输

5.4.1运输方式

使用运输系统内安装的绞车将设备运至-420~-600北一主下山下部车场。

5.4.2主要运输设备运输能力验算

所用公式及其参数意义:

F=(G1+G2)(Sinα±f1Cosα)+MPL(Sinα±f2Cosα)

式中:

F―――运输设备所需的牵引力;

G1―――支架自重,11804kg;

G2―――平板车重量,取600kg;

f1―――车运行摩擦阻力系数,取0.01~0.015;

f2―――钢丝绳运行阻力系数,取0.1~0.15。

MP―――钢丝绳单位长度重量,kg/m;

L―――钢丝绳长度,m;

α―――巷道倾角。

以上利用上式所需电绞及钢丝绳进行验算

1.-420~-600北一主下山:

取值如下:

最大倾角αmax=23.5°;钢丝绳长度L=600m;支架质量G1=11804kg;平板车质量G2=600kg,钢丝绳取1吋,Φ=24.5mm,MP=2.165kg/m,钢丝绳破断力为312kN;7分钢丝绳,滑轮质量及附属设备质量35kg,钢丝绳直径Φ=21.5mm,长度取L2=200m,MP=1.777kg/m,钢丝绳破断力为25330kg(248800N);钩头拉力取60KN,代入公式得:

F=(11804+600+35)×(Sin23.5°+0.015Cos23.5°)+(2.165×600+1.777×200)×(Sin23.5°+0.15Cos23.5°)=59KN

钢丝绳安全系数验算:

n=2×Fmax/F=8.4>6.5,合格。

绞车最小工作拉力验算:

Fmax=F/2=30KN小于绞车最小工作拉力40KN

钩头拉力验算:

不能直接挂在钩头上,只有安装动滑轮提高绞车运输能力才能满足支架运输,必须采取措施加强连接装置,禁止简单挂钩。

绳头必须固定在专用地工基础上并且连接牢靠。

2.22112斜材料道:

根据实测斜材料道最大倾角,巷道倾角按22°计算。

选用倾角α=22°,L=120m,钢丝绳1寸,Φ=24.5mm,MP=2.165kg/m,钢丝绳破断力为32050kg。

安装20T回绞一台,牵引力为20000kg。

F=(11804+600)(Sin22°+0.015Cos22°)+2.165×120(Sin22°+0.15Cos22°)=4953kg

绞车牵引力20000kg>4953kg,合格

安全系数为:

n=32050kg/4953kg=6.5>6.0,合格

3.22112材料道:

根据实测材料道最大倾角在导线点13点前,巷道倾角按10°计算。

选用倾角α=10°,L=370m,钢丝绳6〞,Φ=15.5mm,MP=0.8457kg/m,钢丝绳破断力为15200kg。

安装40Kw绞车一台,牵引力为3000kg。

F=(11804+600)(Sin10°+0.015Cos10°)+0.8457×370(Sin10°+0.15Cos10°)=2438kg

绞车牵引力3000kg>2438kg,合格

安全系数为:

n=15200kg/2438kg=6.2>6.0,合格

4.22112切眼

采用拉旱船方式向上拉运支架,根据实测,取值如下:

最大倾角α=28°,L=200m,钢丝绳1寸,Φ=24.5mm,MP=2.165kg/m。

上口安装JH-20T回柱绞车两台,每台牵引力为20000kg。

F=11804(Sin28°+0.015Cos28°)+2.165×200(Sin28°+0.15Cos28°)=5962.19kg

JH-20T回柱绞牵引力为40000kg>5962.19kg合格

安全系数n=31200×2kg/5962.19kg=10>6.0合格

5、22112老硐口

采用旱船方式由老硐口下口开始将支架拉运到材料道并转向,根据实测,取值如下:

α=28°,钢丝绳L=11m,钢丝绳1吋,Φ=24.5mm,MP=2.165kg/m,支架质量G1=11804kg。

上口安装JH-20T回柱绞车两台,每台牵引力20000kg。

F=11804(sina28°+0.015cos28°)+2.165×50(sina28°+0.15cos28°)=5766.5

JH-20T回柱绞车牵引力为20000kg>5766.5合格

安全系数n=31200×2kg/5766.5kg=10.8>6.0合格

说明:

1、其它辅助牵引设备按现场会审要求布置。

2、使用钢丝绳为标准绳,统一标准型号为6×19(1+6+12)纤维芯,抗拉强度为140kg/mm,截面按设计要求选择。

3、三角门弯道处使用霸绳轮调向时,所有人员必须躲离绳道,撤至保险硐内的安全地点,观察霸绳轮的运行情况,如有变化应及时停车处理。

三角门使用定滑轮调向时,定滑轮与架棚之间采用40T溜子锚链用蛤蟆卡穿螺丝戴满丝帽联接,或采用1寸绳头用马蹬穿螺丝戴满丝帽联接,要求所挂架棚必须正规,完好可靠。

使用定滑轮牵引时,人员必须撤离绳道,躲到保险峒内的安全地点观察滑轮的运行情况,如有变化及时停车处理。

4、勾头与钢丝绳必须配套,且不得小于15T。

5、走勾前必须检查电绞等设备是否完好,确保完好后方可走勾,其钢丝绳必须按规程要求进行检查或更换新的,同时要编制施工的安全技术措施。

6、工作面拆除使用的各种电绞、回绞必须按标准稳固好,需要打基础的必须要打好基础。

图5-122112综采工作面设备运输路线图

 

第六章支架及其它设备拆除

6.1工作面刮板输送机

6.1.1施工工艺

工作面刮板运输机拆除:

掐上链→掐齿条、夹板→拆除机头机尾大件→拆除中部件→掐底链。

6.2工作面支架拆除

6.2.1准备工作

1、工作面的杂物清理干净,剩余部件全部转走。

高度不低于2.0m。

2、

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