织金县苦李树煤矿10701回采工作面方案设计说明书Word格式.docx
《织金县苦李树煤矿10701回采工作面方案设计说明书Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《织金县苦李树煤矿10701回采工作面方案设计说明书Word格式.docx（75页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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50～65m。
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,枯季平均为1.83L/S。
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＋2110.0m～＋1296.8m，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6.47m3/min，瓦斯相对涌出量29.77m3/t；
二氧化碳绝对涌出量1.64m3/min，二氧化碳相对涌出量7.55m3/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<
关于请求审批织金县三塘镇苦李树煤矿6号、7号、16号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告>
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α：
50°
、倾角β：
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α：
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α：
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：
10701回风巷断面图
四、10701回风巷专用底板绕道联络巷
该巷道在10701回风巷掘进37米后开口，以方位角α：
，坡度34º
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α：
，坡度0º
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：
五、10701切眼
10701运输巷到位后改方位施工10701切眼，即以方位角α：
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（原则上跟煤层施工）。
支护方式为单体柱配铰接顶梁（附：
10701切眼断面图
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2×
15kw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=100×
q×
k=100×
0.6×
1.4=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——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=25×
7.8=195m3/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=4×
n=4×
9×
2=72m3/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/（5.0×
60）=0.7m/s＞0.25m/s
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：
5.6/2×
15局部通风机两台，风量230～280m3/min，采用Φ600mm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。
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（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
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、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
<
50
100
根据地质资料,我矿煤层倾角α=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θ0方向发展的，因此倾斜方向的解放范围，按卸压角δ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。
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：
φ75mm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
与中线的夹角（°
）
倾角（°
孔深（m）
备注
距中线
距底板
1
0.8
4.9
10
8
0
70
钻机型号为TXU—150型，钻孔直径均为75mm。
现巷道中线方位为261º
2
-0.24
9.7
+3.8
+1
70.2
3
-0.48
9.4
+7.6
+2
70.7
4
-0.72
9
+11.3
+3
71.4
5
-0.96
8.8
+16.1
+4
55
6
-1.2
8.6
+23.1
+5
38.3
7
+0.24
8.3
-3.8
-1
+0.48
-7.6
-2
+0.72
7.7
-11.3
-3
+0.96
0.9
7.4
-16.1
-4
11
+1.2
-23.1
-5
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：
Ф42mm；
，钻孔直径：
Ф75mm（开孔直径：
Ф89mm；
终孔直径：
≥Ф65mm）；
钻进深度：
75～150m；
电机功率：
5.5kw。
钻孔角度：
0～360°
。
全液压钻机2台：
型号：
ZDY-620型；
65mm；
钻孔直径：
Ф75mm，钻进深度：
100～350m；
15kw。
钻孔倾角：
0～±
90°
（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Φ42mm）。
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
防突专用钻机
ZL-150型
台
瓦斯突出参数仪
WTC
套
瓦斯含量直接测定装置
DGC型
瓦斯压力测定仪
ACW－1
瓦斯放散初速度测定仪
WFC-2
煤坚固性系数测定仪器
MJC
煤电钻
ZM15D（A）
麻花钻杆
Φ42mm
20m
普通压力表（测量瓦斯压力）
0～1Mpa
全液压钻机
ZDY-620
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Φ75mm。
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Φ40mm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Ф150mm支管路连接。
（5）、瓦斯抽放管路采用Ф315mm的PE管作为干管路。
支管采用Ф150mm的PE管。
进入巷道管
升级会员 