煤矿综采设计大纲版Word下载.docx
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即采用综采或是综放回采工艺。
第二节工作面支护设计
一、依据参考工作面初选支架
说明参考工作面名称及使用的支架型号。
参考面应为本矿或邻矿同一煤层类似条件的综采（放）工作面，且实践表明，参考面使用的架型是成功的。
二、支架支护强度计算
综采一次采全高回采工艺，按下列公式计算支架支护强度。
（一）计算冒落带高度
∑Hi=M/（Kp-1）
∑Hi：
冒落带高度,m;
M：
工作面最大采高，m；
Kp：
岩层冒落碎胀系数。
一般取1.25~1.5，破碎顶板取较小值，完整顶板取较大值。
有实测值，取实测值。
（二）计算支护强度
P=K*∑Hi*γ*cosα*10-6
P：
计算支护强度，Mpa;
γ：
冒落带岩层加权平均容重，N/m3；
α：
煤层倾角，度；
K:
老顶来压增载系数，一般取2.0。
三、支架的确定
若初选支架与参考面支架的架型相同，则不必进行支护强度验算，认为初选支架合理。
若初选支架与参考面支架的架型不同，要比较初选支架与参考面支架的支护强度大小。
当初选支架的支护强度大于或等于参考面支架的支护强度时，初选支架合理；
否则，初选支架不合理，要满足支护强度要求，重新选择支架型号。
确定支架型号还要结合煤层赋存条件与所选支架的其它主要技术特征参数。
由于综采放顶煤工作面的支架支护强度计算复杂，综放工作面的支架按参考工作面的支架选择。
对上述比较分析及确定的支架型号作出说明。
第三章工作面巷道布置
1、综采面巷道布置设计，要考虑到工作面具备投产条件，即工作面形成健全、正规、完善的安全生产系统时的巷道布置。
若在整个工作面推进长度上，工作面存在分阶段或分期形成安全生产系统的（即有超前生产系统的情况），其它阶段或期间的巷道工程也要进行巷道布置设计。
另外，若整个工作面存在里段或外段为炮采工艺的情况，且炮采工作面不是独立布置的，要进行包括炮采面在内的整个工作面巷道布置设计，做到巷道布置统一设计。
对于存在超前生产系统情况的，要在设计说明书中作出相应的巷道布置说明。
2、需要在巷道施工过程中或工作面巷道竣工后，在揭露、探查的基础上，才能进行的巷道设计，或者补充的巷道设计，另行编制相关工程设计，不列入综采工作面设计阶段的内容。
第一节巷道布置
一、基本巷道布置方式
说明工作面巷道布置方式以及布置方式选择所考虑的因素或依据。
巷道布置方式是指采用机、风巷“两巷布置方式”，还是机、风、轨道巷“三巷布置方式”，或者是机、风、轨、岩石集中巷“四巷布置方式”等。
根据设计工作面的地质条件、生产技术条件和生产需要，确定布置方式。
二、一通三防与防治水巷道（硐室）工程设计
具体内容要求分别见第五章、第六章，并分别在对应的章节内进行设计说明。
三、联络巷道
说明与工作面基本巷道、一通三防与防治水巷道工程相联络的各类联络巷道的布置情况。
四、其它巷道布置设计
“其它巷道”主要指：
除工作面机巷、风巷、切眼、轨道巷、岩石集中巷以及一通三防与防治水巷道（硐室）工程以外，为解决安全生产问题，专门布置的特殊用途巷道（如探巷、措施巷等）、综采支架组装硐室、绞车窝等。
并提出下列要求：
1、支架组装硐室：
组装硐室位置根据进架巷道的条件选择，条件较好时，可考虑在工作面收作线以外，既作为组装硐室，又作为拆除硐室。
否则，在进架巷道的近切眼段选择合适位置。
组装硐室位置的确定，还有考虑巷道坡度、支护条件、便于支架运输等因素。
组装硐室的长度、宽度与高度按支架组装行车及组装要求确定。
2、绞车窝：
切眼上口安装用绞车窝，根据切眼上口车场形式及轨道线路布置设计，条件允许，尽量用甩车场，便于设备进入切眼，有利于安全管理。
绞车窝的位置，一般按切眼的老塘侧进支架、铺设轨道布置。
3、支架组装硐室、错车场及绞车窝的设计，可根据风巷、切眼的掘进施工揭露情况，在工作面安装前再进行设计或调整，可不作为综采工作面设计阶段的内容。
根据工作面的具体情况以及安全生产要求，说明其它巷道的设计布置情况。
第二节工作面巷道布置基本参数设计
一、工作面推进方向与推进长度设计
（一）推进方向
1、推进方向的设计依据
（1）工作面机巷或风巷与相邻区段采空区是否沿空布置；
（2）依据断层构造及不可采边界分布情况；
（3）煤层走向情况、工作面仰俯采情况、工作面回采倾角；
（4）依据工作面疏排水需要；
（5）其它因素，如防水煤柱线等。
2、推进方向说明
说明设计工作面的推进方向（工作面机、风巷施工方位）与仰俯采情况等。
（二）推进长度与切眼位置
说明推进长度与切眼的位置及确定的依据。
根据确定的推进方向，主要考虑断层与构造情况、采区边界、不可采或采空区边界等因素，确定工作面的推进长度与切眼位置。
一般情况下，按照切眼与机巷成90~98°
角布置来确定切眼的方位。
有工作面延长对接或缩短情况的，要对相关情况作出说明。
二、机巷与风巷布置
（一）机、风巷的长度
根据已确定工作面推进方向、推进长度与切眼的位置，同时结合工作面巷道布置方式（见本章第一节、一、），以及原有区段巷道情况，说明工作面的机、风巷布置长度。
有超前生产系统情况的，要说明各分期的机、风巷布置长度。
（二）机、风巷的位置
说明机、风巷的位置。
依据工作面推进方向与长度、工作面长度以及其它相关因素确定。
一般情况下，工作面机、风巷应平行布置或分段平行布置，使工作面等长回采。
机巷或风巷为沿采空区布置的，要说明其与采空区的空间位置关系，必要时，以剖面图说明。
三、工作面（切眼）长度确定
依据以下因素确定，并进行说明。
有工作面延长对接情况的，还要说明外段切眼的长度。
1、要考虑煤层条件。
如：
断层构造分布、煤层倾角、煤层硬度、顶底板类别等。
工作面断层较多或者大倾角回采、放顶煤开采或破碎顶板情况下，工作面长度不宜大，以利于快速推进；
2、要考虑开采技术条件。
瓦斯含量、防治水要求、煤层自然发火期等主要因素。
工作面瓦斯含量高或者防治水难度大、煤层自然发火期短情况下，工作面长度的选择要结合一通三防与防治水的要求确定；
3、要考虑采用的采煤工艺。
一般情况下，综放工作面不宜大于150米，综采工作面长度可较长；
4、要考虑采煤工作面装备配置情况。
重点考虑工作面刮板输送机的最大铺设长度、现有成套综采支架的数量，来选择工作面长；
5、要按照采煤工作面等长或分段等长布置的原则，来选择工作面长。
根据淮北矿区的煤层赋存条件和生产技术条件，结合多年的生产技术管理经验，一般情况下，原则上，综采面以150~180米为宜，综放面以120~150米为宜。
若上述煤层条件或开采技术条件复杂、困难，不利于快速回采，则工作面不宜较长，反之，工作面可相对较长。
总之，必须结合设计工作面的具体条件，根据对以上各影响因素的分析，合理地确定工作面长度。
四、机巷、风巷、切眼以外的巷道长度确定
分别说明下列巷道的布置长度及布置依据。
主要包括：
轨道巷、岩石集中巷、一通三防与防治水巷道（硐室）以及“其它巷道”（本章第一节、四、所指巷道）等。
分别按其功能需要，结合已有巷道情况及工作面条件等，确定其布置的长度。
第三节巷道布置参数说明
一、设计巷道布置主要参数一览表
序号
巷道名称
开窝点座标
巷道施工方位（°
）
巷道设计坡度（°
巷道设计平距（m）
巷道施工层位岩性
备注
二、有关说明
对上表没有含盖的巷道布置情况,再进行其他必要的补充说明。
并将上述各项设计参数对应表示在“工作面设计平面、剖面、断面图”上。
第四节巷道轨道线路设计
一、设计依据
说明设计巷道的轨道线路参数选择依据。
根据巷道断面布置及巷道各类辅助运输要求进行设计。
二、轨道线路设计参数
说明轨道线路设计参数。
内容包括轨道的布置（轨道中心线与巷道中心线的尺寸关系）、轨型、轨距、道岔型号、轨枕规格、轨枕间距、拉杆附件等。
三、轨道线路设计主要技术要求
说明轨道线路设计的主要技术要求。
其铺设要求、平面弯道半径及竖曲线半径等要满足运输要求。
风巷、切眼或进支架等大件巷道的轨道线路，要尽量减少道岔数量或采用标准道岔，以保证轨道线路质量。
当工作面风巷或进架巷道长度大于800米时，一般要布置错车场。
错车场的位置以方便安装和生产使用确定，其岔道长度以满足错车要求确定。
可在工作面安装前，根据巷道坡度、断面与支护条件等确定其位置、长度、断面规格，采用断面二次刷大的，要编制支护设计，制定施工措施。
第四章巷道断面与支护设计
根据综采面巷道布置设计，要对设计内容深度要求之内的所有设计巷道、硐室，进行断面设计与支护设计。
第一节巷道断面设计
一、机巷断面设计
（一）按工作面进风量计算
根据工作面通风设计要求，计算巷道所需断面积（要考虑设备安装后的巷道净断面积）。
计算巷道断面S按下式计算：
S=Q/（v*60）
Q：
工作面需风量,m3/min;
工作面需风量依据《煤矿生产能力核定标准》第八章第二十九条及《集团公司风量计算细则》选取。
v:
机巷风速，m/s，取经济风速2.5~3.0m/s。
（二）按机巷设备布置计算
根据机巷设备安装需要，计算巷道断面宽度与高度。
1、计算机巷宽度Bjs按下式计算：
Bjs=Bs+Bp+Bj+By+Bx
Bs:
机巷胶带输送机与上帮间隙mm；
Bp:
机巷胶带输送机外形宽度，mm；
Bj:
机巷胶带输送机与开关电缆车的间隙（行人通道），mm，一般取700mm；
By:
移动变电站或其它最宽设备的宽度，mm；
Bx:
移动变电站或其它最宽设备与下帮的间隙，mm。
2、计算机巷高度Hjs按下式计算：
Hjs=Hs+Hj+Hq
Hs:
取机巷最高设备的高度，mm;
Hs取值时，既要考虑胶带输送机侧的最高设备高度，又要考虑下帮轨道侧的最高设备高度。
一般情况下，输送机侧取转载机或破碎机高度，轨道侧要按照设备布置情况确定，应取移动变电站、开关电缆车、乳化液泵箱、喷雾泵箱或其它设备中的一个最高设备的高度。
Hj:
取机巷最高设备的高度距顶板支护体下缘的间隙，mm。
需要说明的是：
除矩形巷道外，均要考虑巷道形状对Bjs、Hjs计算的影响。
一般是胶带机偏上帮布置，移变、开关电缆车偏下帮布置。
计算机巷Bjs、Hjs，要以机巷设备的最宽、最高突出面或点，结合巷道形状及最宽、最高突出面或点所处的巷道位置来计算Bjs、Hjs。
Hq:
机巷起伏对巷高选取的影响值，mm。
由于转载机的桥部爬高段长而高，对机巷的坡度起伏变化适应性差，所以，Hq的取值要根据机巷坡度起伏变化情况选取，当机巷坡度一致或起伏处的竖曲线弯道半径能满足转载机的拉移要求时，Hq可不考虑，否则，要以满足转载机拉移的要求考虑一定的富裕高度。
机巷高度与宽度的计算选取时，要符合规程、技术管理规定的要求。
巷道的宽度、高度和各类间隙、人行道宽度等必须满足《煤矿安全规程》第21条、第22条规定要求。
（三）按巷道变形计算
根据生产经验或矿压观测资料，确定巷道顶底板及两帮变形量。
在上述计算的基础上，考虑两帮变形量Bb、顶底板变形量Hb。
则巷道宽度B与巷道高度H分别为：
B=Bjs+Bb
H=Hjs+Hb
（四）按支护条件选择
若巷道支护条件正常，则巷道高度与宽度为上述计算确定的高度B与宽度H；
若巷道支护条件复杂困难，则巷道高度与宽度应在上述计算确定的高度B与宽度H的基础上，再适当考虑一定的变形富裕量。
（五）机巷断面的优化确定
1、按巷道高度与宽度满足上述各项要求，进行选取确定。
2、若机巷布置移动变电站或开关电缆车，则巷道高度与宽度按上述计算结果确定为B、H；
若工作面布置有轨道巷或岩石集中（轨道）巷，机巷不布置移动变电站或开关电缆车，或仅布置开关电缆车，则上述计算的巷道高度与宽度可相应减小，减小量根据具体条件而定。
3、根据上述计算的B、H值，计算巷道断面积S′。
当S′大于或等于S时，巷道高度与宽度确定为B、H；
当S′小于S时，上述确定的B或H值要适当增大，使S′大于或等于S。
4、再根据机巷的支护条件、支护方式与断面形状等因素，确定机巷的宽度与高度。
对上述分析、计算和确定的结果进行说明
二、风巷断面设计
（一）按工作面回风量计算
根据工作面回风量计算风巷断面，方法基本同“一、机巷断面设计”的相应部分。
（二）根据设备运输需要计算
根据运输设备的最大件几何尺寸，计算风巷宽度与高度。
一要考虑综采支架是否解体运输、采煤机以及其它设备不可解体的最大件尺寸，确定运输最大件几何尺寸。
二要考虑风巷的形状与轨道中心线位置及运输设备至两帮和顶板的间隙。
然后，计算风巷的高度和宽度。
（三）按钻机施工要求计算
若在风巷施工瓦斯抽放顺层钻孔，选择风巷宽度时，要满足钻机施工要求。
（四）按巷道变形计算
计算方法基本同“一、机巷断面设计”的相应部分。
（五）按支护条件选择
（六）风巷断面确定
根据以上计算，校核、优化、确定风巷的高度、宽度和断面。
确定方法与“一、机巷断面设计”部分类同。
并对分析、计算和确定的结果进行说明
三、切眼断面设计
（一）按设备安装要求计算
1、切眼宽度
根据工作面综采液压支架的外形规格确定，其计算宽度Bq按下式计算。
Bq=Bd+Bqj
Bd:
为支架最小运输高度时的平面对角线长度，mm；
Bqj:
为支架最小运输高度时的平面对角线外缘与煤壁及采空区的两侧间隙之和，mm，一般取500~800mm。
2、切眼高度
根据煤层厚度、采高、支架安装高度、采煤工艺（综采或综放）等因素确定。
其轨道面以上的计算高度Hq按下式计算。
Hq=Hp+Hz+Hj
Hp:
切眼安装用平板车高度，mm；
Hz：
综采液压支架的最小运输高度，mm；
Hj：
综采液压支架装平板车后，支架顶梁上平面距顶板支护体下缘突出面（点）的间隙，mm。
Hj一般取200~500mm,切眼坡度起伏较小时，间隙Hj可取较小值，反之，Hj应取较大值。
（二）按切眼变形计算
根据经验，预计切眼顶底板和两帮变形量，计算方法同“一、机巷断面设计”的相应部分。
（三）切眼断面确定
根据切眼的支护方式、形状（梯形、矩形）、变形量以及上述计算的宽度Bq和高度Hq，确定切眼的宽度和高度。
四、煤层轨道巷、岩石集中巷、联络巷及其它巷道断面设计
（一）煤层轨道巷断面设计
1、断面设计依据
从下列因素分析说明断面设计的依据。
（1）轨道巷是否作为相邻区段工作面进风或回风；
（2）轨道巷是否作为相邻区段工作面进支架、进料巷道；
（3）轨道巷是否作为排水巷道，要求巷道自流排水时，要按腰线布置，作为其它功能时，可定向布置；
（4）轨道巷是否作为施工瓦斯抽放顺层钻孔或其它用途。
若作为施工瓦斯抽放钻孔巷道，要按钻机施工要求，选择轨道巷的断面参数；
（5）轨道巷是否作为其它用途；
（6）轨道巷的支护条件、支护方式与断面形状。
2、断面确定
根据轨道巷布置的目的与功能，依据支护条件确定其形状，然后再确定其断面、宽度和高度，确定方法与“一、机巷断面设计”部分类同。
并对分析、计算和确定的结果进行说明。
（二）岩石集中巷断面设计
从其布置的下列目的与功能，说明设计依据。
（1）是否安设胶带输送机；
（2）是否作为施工瓦斯抽放钻孔、疏放水钻孔巷道；
（3）是否作为本区段或下区段工作面进支架、进料巷；
（4）是否为机轨合一巷布置；
（5）是否作为本区段或下区段工作面的主要进、回风巷道；
（6）是否考虑其它用途等。
根据以上因素分析，结合其岩性支护条件，确定其形状、断面、宽度和高度。
确定方法与“一、机巷断面设计”部分类同。
（三）煤层（岩石）联络巷断面设计
依据与其连通的相关巷道的布置目的与功能，结合岩性支护条件，确定其形状、断面、宽度和高度。
说明断面设计依据和计算、确定结果。
（四）其它巷道断面设计
本处所指的其它巷道，包括“第三章、第一节、四、”设计的其它巷道和第五章、第六章设计的一通三防和防治水巷道（硐室）工程。
分别按其布置的目的与功能，结合岩性支护条件，确定其形状、断面、宽度和高度，确定方法与“一、机巷断面设计”的部分类同。
五、设计巷道断面参数一览表
断面形状
断面规格（净高×
净宽）
掘进断面积（m2）
净断面积（m2）
对于用表格不便说明的情况，要作出必要的补充说明。
如锚杆支护的直角梯形巷道，要说明其巷宽、上下帮高度以及巷道中高。
第二节巷道支护设计
一、巷道支护形式设计
（一）设计巷道支护条件说明
1、巷道的围岩条件
说明围岩类别（煤巷或岩巷）、顶底板岩性与结构（不少于4倍巷高的顶底板岩性分析）、顶底板类型、煤的硬度、是否有淋水。
工作面巷道方向断层构造情况、区域内同类巷道矿压显现特点等。
2、巷道的空间与时间条件
说明设计巷道是否为沿空布置（煤柱留设宽度）、相邻采空区回采结束时间，是否位于应力集中区，是否会受到其它采动影响，以及设计巷道的服务时间等。
3、巷道功能与断面条件
说明设计巷道的主要功能和断面大小对支护条件的影响。
如机轨合一巷、综采面切眼、支架组装硐室、错车场等断面较大的巷道，其支护难度加大。
（二）巷道支护方式设计
作为巷道的基本支护，巷道的支护方式可分为三大类：
架棚支护、锚杆支护和复合支护。
架棚支护方式又分为木棚、工字钢棚、单体液压支柱棚与U型钢棚等方式；
按支护等级高低，锚杆支护方式又分为单一锚杆支护、锚杆-钢带-金属网支护、锚杆-锚索联合支护、锚杆-钢带-金属网-锚索联合支护等种类；
复合支护方式是指同时采用架棚支护与锚杆支护的支护方式。
1、根据巷道支护条件设计
根据巷道支护条件与经济比较，确定设计巷道的支护方式。
2、采用工程类比法设计
依据设计巷道的支护条件，结合同类巷道成功、有效的支护方法，确定设计巷道的支护方式，并作出说明。
采用工程类比法设计时，要说明所参考的巷道。
还必须认真分析设计巷道与参考巷道的相似性与差异性，结合设计巷道条件，在支护参数设计时要进行适当的调整。
（三）设计巷道形状的确定
依据设计巷道的支护条件、所确定的支护方式以及巷道断面规格要求、巷道矿压显现特点，分别确定其断面形状，并作出说明。
二、巷道支护参数设计
设计方法为理论计算或工程类比法。
采用工程类比法设计时，设计要求同上。
依据已确定的设计巷道支护方式、巷道断面设计及巷道的形状，进行支护参数设计。
（一）架棚巷道支护参数设计
1、支护材料与支护参数
说明架棚巷道采用的支护材料型号、规格。
包括木棚、工字钢或U型钢型号、棚梁与棚腿的长度、U形钢支架各节的长度（弧长）与搭接长度、卡缆规格、过顶背帮材料、棚腿扎角、棚距、支架间连接方式（如拉勾形式）等，全封闭U型钢支护的要说明反拱的腰背要求等。
2、加强支护设计
说明在架棚基本支护基础上，是否设计对棚或支设挑棚、点柱等加强支护措施，并对有关设计参数和技术要求作出说明。
采用单体液压支柱支护的，要说明支柱的型号规格。
（二）巷道锚杆支护参数设计
对采用锚杆支护的设计巷道，分别说明其支护参数选择的依据和参数设计情况。
1、支护材料说明
说明锚杆、锚索的直径和长度、锚固剂型号、钢带型号规格、托盘附件、护表材料（如金属网等）规格等。
2、锚杆支护参数设计
说明顶板、上下帮锚杆布置的数量、锚杆布置方式、株排距、锚杆布置的角度，以及锚杆的锚固方式、锚固剂型号与数量、锚固长度、设计初锚力（安装扭距）、锚固力等参数和技术要求。
3、锚索支护参数设计
说明何种情况下进行锚索补强支护，并说明锚索的布置方式为单排或双排（三花或矩形布置）、锚索间（排）距、锚索的布置角度，以及锚索的锚固方式、锚固剂型号与数量、锚固长度、张拉预紧力（初锚力）等参数和技术要求。
4、加强支护设计
说明在锚杆（索）基本支护基础上，是否设计套棚、点柱等加强支护措施，并对其支护参数和技术要求作出说明。
喷射砼的，要说明砼的配比、喷厚等。
（三）复合支护巷道参数设计
按上述要求，对采用复合支护的巷道进行设计，分别说明其锚杆（索）支护的设计参数和架棚支护的设计参数，并说明两种支护的时间、空间关系。
巷道锚杆支护设计，要严格执行集团公司制定的《树脂锚杆与预应力锚索企业标准》（Q/HBKJ011-2003）、《煤巷锚杆支护设计规范》以及《锚杆支护技术管理规定》的有关要求。
三、设计巷道支护参数一览表
巷道形状
支护形式
支护参数
支护材料规格
第五章“一通三防”系统工程设计
对综采面“一通三防”各系统的巷道与硐室、设备与设施（管路、传输线路、传感器等）进行设计。
在工作面巷道掘进施工过程中或工作面设计巷道竣工后，根据施工揭露情况，调整或补充编制的“一通三防”工程设计，不作为综采工作面设计阶段的设计内容，在以后的有关技术文件中进行设计说明。
第一节通风系统设计
一、掘进期间通
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