2127综采工作面开采设计说明书1 工作面地质概况2127工作面位于吕家屯村南约1公里处。

井下位置：位于F19断层和主暗斜井延伸之间，西2123工作面650m，工作面运输巷紧靠近矿区边界线。

该工作面周围无采动情况，工作面南侧有两条巷道，即二水平轨道下山和皮带下山。

2 工作面地质及水文地质情况2.1 地质构造情况：由于邢东矿下水平钻孔稀少，所以在2003年初在下水平搞了三维地震勘探，从首采区的地震资料来看可靠性不大，下水平地震资料可靠性怎样？有待揭露验证。

工作面涉及的断层共3条，以下列表说明：2.2 工作面回采对地面建筑物的影响2127工作面大部分储量在大色庄村庄保护煤柱内，通过矿与唐山研究院合作，计算得2127工作面在不同长度下回采完毕后对村庄的影响如下表所示：说明：⑴从水平变形来看，各个方案对大色村的影响均小于规程所指的Ⅰ级破坏。

⑵Ⅰ级破坏：水平变形≤2.0mm/m；倾斜变形≤3.0mm/m；曲率变形≤0.2×10-3。

⑶表中《2100及2300开采》是指2127、2125、2126及2321、2322、2323六个工作面全部开采对大色村影响的初步计算结果。

（此时的2127面宽度约155m）结论：2127工作面宽度可以取为150m，对大色村的地表破坏小于Ⅰ级破坏，因此可以正常回采，不用迁村。

2.3 煤层赋存及地质构造2#煤层结构简单,厚度稳定(构造影响除外),煤层厚度来源于相关钻孔煤厚资料和主暗斜井算术平均值。

2#煤为深黑色,玻璃光泽,块状构造,节理发育,参差状断口,主要由亮煤组成,并夹有镜煤暗煤条带,属半光亮型煤.具有三低一高之特点,即灰份低,磷份低,硫份低,发热量高等特点,其煤种为气肥煤类。

煤层顶底板情况：2.4 水文地质简介2127工作面是二水平一采区第四个生产工作面，采深大，水压大，开采标高下限达到-1200多米。

工作面水文地质条件简单，2#煤顶板砂岩水尚未得到疏放，在掘进过程中主要受到2#煤顶板砂岩水的影响。

当掘进到断层附近时，顶板裂隙发育，将出现大的淋水。

掘进过程中，应预防顶板砂岩水。

另外，应重点预防巷道揭露大的隐伏导含水构造（陷落柱等）导通奥灰水，发生突水事故。

掘进过程中采取以下防治水措施：⑴运料巷开口前，在二水平皮带下山向2127工作面设计区域进行瞬变电磁侧向探测。

⑵工作面掘进前要施工好一临时水仓，要求排水能力不低于200m3/h。

⑶两巷在掘进过程中要连续进行直流电法超前探测，并留设62m超前距离。

⑷运料巷在施工过程中必须对运输巷掘进区域进行分段的侧向瞬变电磁三个角度的探测，以查明探测范围内是否存在异常区域。

⑸两巷施工过程中在巷道两帮均要连续施工底板超前钻，对巷道的掘进区域进行无缝隙覆盖，超前距离及帮距均留设62m。

⑹由于该工作面运料、输巷为下山掘进，在掘进过程中均要铺设一趟φ108mm排水管路，随掘随铺，距迎头不得超过30m，在迎头安装2台流量50m3/h的水泵，水泵及排水管路跟头掘进，并在后路备1台同型号的应急泵及配套管件。

出现洼斗时及时挖泵窝，安装两台排水能力不低于50m3/h的水泵，用φ108mm高压胶管与排水管路相连。

并在现场备一台相同型号的水泵及配套管件。

⑺当切眼掘出后，应采用瞬变电磁技术侧向三个角度探测F19导水断层位置，以便及时修改防水煤柱。

⑻施工单位在施工措施和操作规程中明确具体防治水措施。

⑼发现出水情况，要及时采取水样送检化验，判断水源。

2.5 瓦斯、煤尘及煤层自燃倾向性瓦斯：邢东井田各可采煤层的实际瓦斯含量都不大，无论是同一煤层的深部和浅部，还是上下不同的煤层瓦斯含量差值也不大，甲烷含量变化于0.11～6.67m3/t之间，属低沼气矿井。

根据邻近的2123工作面回采时测得数据，绝对瓦斯涌出量1.11m3/min，相对瓦斯涌出量0.43m3/t。

2127工作面之煤层同2123工作面煤层属同一煤层，而赋存深度，相差不大，所以认为2127工作面瓦斯情况同2123工作面是相同的。

虽然邢东矿属低沼气矿井，但是不能掉以轻心，仍要加强瓦斯管理，避免瓦斯爆炸事故发生。

煤尘：煤炭科学研究总院抚顺分院对本采区煤样作了爆炸性试验，从试验数据上分析2#煤层之煤尘具有爆炸的危险性（爆炸指数为36.58％）。

因此掘进及回采时一是加强通风，二是各转载点等地点要及时洒水灭尘。

当采用炮掘时用水炮泥、水钻打眼，迎头50米的地方设置水幕，随掘随移。

工作面回采时使用好架间喷雾,并实施煤层注水。

煤的自燃：据邢东勘探区精查地质报告提供，2#煤属自然发火煤层；又据煤炭科学研究总重庆分院对2123运输巷采样化验结果，2#煤有自燃倾向。

对此我们在掘进及回采施工中应按2#煤有自燃发火倾向考虑，这样有备无患。

根据煤炭自燃发火的三个必要条件即煤炭具有自燃倾向性、有连续供氧条件、热量易于积聚，所以要求在掘进及回采施工中应保持正常通风，巷道经常洒水降温，以免发生煤层自燃发火。

地温：据精查地质报告提供，邢东矿区既无高温区，也无异常区，其地温梯度每百米不足1℃。

但是在二水平皮带下山的掘进施工中，现场作业的职工都感到温度很高，估计是由于巷道断面大，风量小、地温高等原因所致。

所以掘进时要采取加强通风，加强洒水、喷水等降温措施，在确保瓦斯煤尘在限度内同时还要保证温度低于《煤矿安全规程》规定的温度以保证职工的身体健康。

地压：地压大。

它表现在巷道掘出后底鼓；顶板锚索托盘压扁，下沉严重；两帮移近量很大。

3 工作面储量及可采期2127工作面掘进总工程量：1762米，其中，岩巷65米，煤巷1697米。

具体如下：运输巷894米；运料巷658米；运料车场65米；切眼145米。

2127工作面地面标高+54～+55米，主采2#煤层标高-1132～-1256米；走向长672米，倾斜长150米，工作面平均推进长度581米，工作面长度141米(平距)，面积81603m2，煤层厚度3.80-3.91米，平均厚度3.855米，煤层平均倾角12°，可采储量38.6万t；按每月回采8.5万t计算，该工作面可回采4.5个月。

4 巷道布置4.1 保护煤柱的留设根据生产需要，2127工作面采完后，需要在下方布置三水平排水系统，因此不考虑保护煤柱的留设问题。

4.2工作面尺寸的确定根据生产需要，需在2127工作面下方布置三水平排水系统，因此决定先采2127工作面，结合工作面倾角、机电设备等情况确定2127工作面沿倾向布置，走向推进，工作面长度141米(平距)，平均推进长度593米；切眼沿F19断层防水煤柱线布置。

具体如下：2127运料巷掘进时，先从二水平皮带下山开口，沿1°11′方位角掘进538米后到开切眼位置；2127运料车场从二水平轨道下山开口，方位角为94°43′，长度46米，通过曲线与2127运料巷反向掘进贯通；2127运输巷皮带下山开口，沿116°方位角掘进124米后，将方位角改为64°52′,掘进184米后方位角改为1°11′,掘进586m后开切眼，切眼145米，方位角271°11′。

以上为2127工作面巷道布置简单说明，具体见2127综采工作面巷道布置设计图。

5 巷道规格及支护方式2127工作面运输巷、运料巷、切眼及其它巷道均采用以锚梁网支护为主的支护形式，巷道规格及支护如下:5.1巷道规格（宽×高）2127工作面运输巷巷道规格为5000×3500mm ，2127运输巷开口处及拐弯处在掘进过程中顺便扩出皮带机头硐室及储带仓硐室，机头硐室规格为6000×3500mm ，长度10m ；储带仓硐室规格为5500×3500mm ，长度35m 。

2127工作面运料巷巷道规格为4000×3500mm ，运料车场4500×3500mm 。

2127工作面切眼巷道规格为7000×3500mm ，（其中导巷4000mm ，然后再扩3000mm ）。

2127工作面运料车场巷道规格为4500×3600mm ，半圆拱形巷道。

5.2 巷道支护参数的确定（1）两帮煤体受挤压破坏深度值C ：()29012cos 1000C tg h kc fc B H r K φα-︒••⎪⎪⎭⎫⎝⎛-•••••= K —自然平衡拱角应力集中系数，按矩形断面，K=2.8； r —上覆岩层平均容重，取r=2.4t/m 3；B —固定（残余）支承压力影响系数，按实体煤巷，B=1； fc —煤层普氏系数，取fc=1； H ——巷道埋深，取H=1300m ；⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=101.1211L B ff —顶板普氏系数，取f=4； B —巷道有效跨度，B=5.0m 。

1.867100.51.14211L ＝⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+=顶锚杆实际长度L 顶=L+L 3L 3—锚杆外露长度，取L 3=0.1m 。

L 顶=1.867+0.1=1.967m根据现有锚杆和以往使用经验，设计时取运输巷顶锚杆为φ22×3000mm ，运料巷顶锚杆为φ22×2400mm 。

帮锚杆：L 帮=l 1+Z+l 311211L1+-+++=B B f fl 1—两帮煤体非有效承载区宽度；Z —帮锚杆伸出非有效承载区之外的额定锚固深度，取Z=0.5m ； B —巷道有效跨度，B=5m 。

1.22m 15158141L1=+-+++=L 帮=1.22+0.5+0.1=1.82m根据现有帮锚杆和以往使用经验，运输巷帮锚杆为φ18×2400mm ，运料巷帮锚杆为φ18×2100mm ，同时在帮上打设两排帮锚索加强支护。

2）锚杆间排距确定锚杆间距： D ≤0.5L ，锚杆间距小于所选锚杆长度之半顶间距：0.5×2400=1200mm ；帮间距：运输巷0.5×2400=1200mm ，运料巷0.5×1800=900mm ，设计取顶、帮锚杆间距均为700mm 。

锚杆排距：ba r K Nn ••••=20L0式中：n ——每排锚杆根数；N —设计锚杆锚固力，N 顶=150kN ，N 帮=100kN ； K —安全系数，取K=3；r —上覆岩层平均容重，取r=2.4kN/m 3； a —巷道掘进宽度之半，a 输=2.5m ，a 料=2m ； b —潜在冒落拱高度，b=4.85m 。

运输巷m 92.085.45.24.23202008L0=⨯⨯⨯⨯⨯=运料巷0.86m 85.424.23202006L0=⨯⨯⨯⨯⨯=根据邻近二水平皮带下山的支护状况，设计2127工作面的顶、帮锚杆排距均为800mm 。

3）锚杆锚固参数校核 顶锚杆实际锚固长度L 锚=()()2116mm 2222282823236002222=⨯-⨯⨯⨯⨯=Φ-ΦΦ⨯杆孔卷卷L 顶锚杆最大锚固力P 锚=L 锚×π×φ孔×σ σ—药卷实际黏结强度，取σ=2.08N/mm 2 P 锚=2116×3.14×28×2.08=387kN 顶锚杆破断载荷P 杆：P 杆=π/4×φ杆2×σb σb —顶锚杆破断强度，取σb =534MPa =π/4×222×534=203kN P 锚＞P 杆 ，满足要求。