11031工作面设计说明书郑煤集团宏达煤业有限责任公司二0一0年十一月11031工作面设计说明书一、概况1、工作面位臵11031工作面位于本井田西翼（即原裴沟矿13014工作面），东为11采区皮带下山，南为11051工作面（目前正在开采），西为井田西部边界保护煤柱，北为11011工作面（因煤层薄不可采），该工作面设计走向长579米，倾斜长102米，面积59085m2;工作面标高+60～+15米，地面标高+201.57～+208.9米。
2、煤层赋存情况11031工作面开采煤层为二叠系，山西组二1煤层。
二1煤层黑色、粉末状、光亮型、半金属光泽；该工作面为在采空区内复采，原裴沟矿在此已开采四个分层，其剩余煤层最小厚度为1.1m，最大厚度为2.6m，平均厚度为1.9m；煤层厚度变化较大，无夹矸，煤层底板总体产状大致为 262°；倾角12～18°；该工作面煤层底板起伏变化较大，造成煤层厚薄不均。
3、煤层顶底板情况老顶：中粒砂岩，厚2.3米～15.2米，平均厚7.0米，灰色，中粒、以石英、长石为主，云母次之。
直接顶：砂质泥岩及泥岩，厚0.8～17.5米，平均厚7.28米，深灰色～灰黑色，局部仅有薄层的炭质泥岩，含丰富的植物叶部和根部化石。
直接底：砂质泥岩，局部夹薄层炭质泥岩，厚1.5～14.0米，平均厚3.23米，深灰色，含丰富的植物叶部和根部化石。
老底：L8灰岩，顶部有1～2层灰黑色菱铁质泥岩，厚约0.3米，致密坚硬，局部相变为L9灰岩，夹有薄层状泥岩、砂质泥岩，含植物叶部化石，下部为深灰色灰岩，L8灰岩厚0.68～6m，局部有小溶洞，含少量个体较小的蜓蝌类化石及方解石脉。
4、储量：该工作面设计为走向长壁式（伪倾斜）开采，可采走向长493米，平均倾斜宽102米，面积50286平方米，平均煤厚1.9米，煤的容重1.4t/m3，工业储量13.38万吨，回采率按85％计算，可采储量为11.37万吨。
5、水文地质情况地质：1）根据风井、11051上副巷、11011下副巷施工实揭地质资料和原裴沟矿老巷资料及11031工作面煤层底板等高线形态总体分析，该工作面地质条件相对较复杂，褶曲、断裂构造较发育，就煤层底板倾角而言，工作面上部煤层底板倾角较大，同时底板起伏变化无规律，由此造成煤厚变化大，厚薄分布不均。
2）据已揭地质资料分析，该工作面上付巷（11011下切眼附近）有二条落差10米左右的正断层，其产状为东南西北向，局部使煤层断失，给掘进及回采带来一定的影响。
3）工作面西部（上段）有一条小背斜，走向270～280°，造成煤层底板起伏变化较大，给掘进和回采带来一定的影响。
水文:11031工作面位于裴沟矿原13采区东翼，从现有资料看，该区段裴沟矿已开采4个分层，顶板砂岩含水层水已得到充分释放，但该区域因-110水平突水被淹多年，虽然在11051（首采）工作面掘进和回采过程中，对其顶板及老空水进行释放,但局部仍存在老空和老巷积水。
预计最大涌水量为10m3/h,正常涌水量为5m3/h。
1）地表水：该工作面对应地表水体为靠近工业广场西边的一条小溪，属季节性小河沟。
夏季流量为20～30 m3/h，冬季流量为10～15 m3/h。
2）农用井：经调查上覆无农用吃水井，无奥灰水水井，根据目前裴沟矿水文地质钻孔观测，奥灰水水位稳定在+107m左右。
3）顶板水：因在采空区内复采，顶板砂岩含水层已破坏，在裴沟矿开采过程中其顶板水已得到充分疏放，但在掘进和回采过程中仍会有顶板滴、淋水现象，对正常掘进影响不大。
4）底板水：根据附近已回采工作面水文地质资料分析，该区域煤层底板水已被裴沟矿开采疏放，目前裴沟矿在-300水平开采，L7～L8灰岩含水层已得到充分疏放；L1～4灰岩水经本矿钻探揭露，该含水层涌水量在10～70m3/h之间，水压为+56米。
但是在掘进过程中局部仍会有底板渗水现象，因此应尽量少打底，以防底板水涌出。
5）断层水：11031工作面北部距F22断层较近，根据裴沟矿21采区老轨道(煤)下山和皮带（煤）下山等实际揭露地质资料分析，该断层属压缩非导水性断层，11051工作面掘进过程中所揭露的2条次生小断层均属非导水性断层，预计断层水对正常掘进和回采无威胁。
6）老空水：因原裴沟矿-110水平突水，该区域被淹，其采空区内局部积存有老空水，在11051上、下副巷掘进和回采过程中已对采空区及老巷进行探放水，并放出老空水10000m3左右，因此在掘进时应坚持“有掘必探”“物探先行、打钻验证”的原则，谨防老空水突出。
7）钻孔水：该工作面中部有一个A8/CK36地质钻孔（无钻孔资料），其终孔深度、层位及封孔质量不详。
因因该区段已开采四个分层，预计在掘进和回采过程中受钻孔水影响不大。
8）报废小煤窑积水：该工作面有2个报废小煤窑，其中一个位于该工作面西段（距工作面切巷89米，距上副巷18米处），另一个位于工作面东部（A8/CK36钻孔以东53米处），其开采范围及充填情况不详。
6、瓦斯：根据相邻工作面揭露的情况推测，该工作面回采时预计绝对瓦斯涌出量为1.89～2.5 m3/min。
在采空区内开采因煤层薄瓦斯相对较小。
7、煤尘：因煤质松软易碎，煤尘较大，煤尘爆炸性指数14.99％，属弱爆炸性煤尘，煤层自燃倾向性等级为Ⅲ类（不易自燃）。
地温为20℃左右，无热害影响。
二、巷道布臵方式该工作面采用走向长壁（伪倾斜）式采煤方法回采，炮采放顶煤、一次采全高，全部垮落法管理顶板。
工作面上、下付巷均沿煤层底板伪倾斜布臵。
工作面上付巷选用7m2U型钢支护，下付巷选用9m2U型钢支护，切巷采用2.4ｍπ型钢梁配2.2m单体液压柱支护。
（详见该面设计平面、断面图）。
三、工作面生产系统系统1、运煤系统：工作面→11031下付巷→11031辅助运输斜巷→上仓皮带运输斜巷→1#煤仓→主井装载硐室→主井至地面煤场。
2、运料系统：①平地料场→副井→井底车场→+56水平大巷→轨道下山→11051上付巷→11031下副巷（人力运输）→工作面；②平地料场→副井→井底车场→+56水平大巷→上仓皮带巷（人力运输）→11011上付巷→11011中联巷→11031上副巷→工作面。
3、通风系统：（1）新鲜风流：副井（主井）→井底车场→+56水平大巷→皮带下山→11031下副巷进风联巷→11031下副巷→工作面。
（2）乏风流：工作面→11031上付巷→11011中联巷→11011上副巷→回风联巷→风井至地面。
4、工作面设计风量计算煤层瓦斯绝对涌出量按1.89～2.5m3/min，工作面最多人数60人/班，计算参数如下：（1）按瓦斯涌出量计算QW=100×q×k m3/min=100×2.5×1.5=375m3/min式中：k-工作面瓦斯涌出量均衡系数，取1.5。
q-工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min，取最大值2.5m3/min。
（2）按人数计算QW=4NK m3/min=4×60×1.2=288m3/min式中：4-每人应供给的最小风量，m3/minN -工作面人数。
（3）按工作面气温计算QW=60VSK m3/min=60×1×（5.8+3.6）/2×1.1=310.2m3/min式中：V-为使工作面有相应的气候条件，不同气温时适应的风速，m/s，取V=1m/s；S-工作面平均断面积，m2。
k-工作面长度系数，取1.1。
（4）按炸药使用量计算QW=25A=25×4（0.45＋0.3）＝75 m3/min式中：A-采煤工作面一次使用最大炸药量，Kg.（5）按工作面极限允许风速验算《规程》规定，工作面最低风速为0.25m/s，最高风速为4m/s，故工作面最低风量为Qmin=15S=15×5.8=87m3/min，最高风量为Qmax=240×5.8=1392m3/min，取以上计算最大值QW=375m3/min，因Qmax＞QW＞Qmin。
故工作面风量符合规定。
经以上计算、验算该工作面配风量最大为QW=375m3/min，但考虑其它多种因素，为确保矿井安全生产，故将工作面配风量调整到400m3/min。
5、供电系统详见供电系统图6、洒水降尘及防火系统为了给工作面创造一个良好的生产环境，在工作面上、下副巷均安装2吋注浆防尘水管，每隔50米设一个三通阀门供洒水降尘用，并设臵水幕，在各运输机机头处安装喷雾降尘设施。
洒水降尘及防火系统：地面静压水池→通过副井→井底车场→+56水平大巷→上仓皮带运输巷→11031上、下副巷至水幕及各转载点。
（详见洒水防尘系统示意图）7、排水系统因工作面可能有少量顶、底板及空区水涌出，根据地测部提供涌水量：正常情况下工作面涌水量5m3／h,最大涌水量10 m3／h，设计在上、下副巷最低处各做一水仓，铺设排水管路，各安装两台QBK30/100型排水泵（一备一用）装管排出，局部地段铺设水槽，对工作面流出的水进行归沟管理。
8、瓦斯监控系统11031工作面瓦斯监控系统(详见瓦斯监控系统示意图)⑴工作面安装三个甲烷传感器(T1、T2、T0)，监测分站安装在进风联巷内，并与平地瓦斯监测系统实现联网；甲烷传感器T1安装上副巷距工作面5m处，T2安装在11031上副巷距回风联巷口 10m处，T0安装在工作面上隅角。
⑵控制区域：要求瓦斯电闭锁在瓦斯超限时能自动切断工作面及回风巷道内全部非本质安全型电气设备。
⑶当瓦斯监控系统出现故障时，相关业务部门必须及时处理。
处理故障时，要加强人工检查瓦斯，消除瓦斯聚积现象。
跟班队长、班长必须随身携带便携仪，上隅角按规定悬挂瓦斯便携仪，以便随时检测瓦斯浓度。
四、采煤工艺及设备选择1、工作面采用走向长壁（伪倾斜）式采煤方法，炮采放顶煤、一次采全高，全部垮落法管理顶板。
2、回采工艺：工序：破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理、放顶煤；流程：打眼→煤壁注水→打眼→装药→放炮→稳主梁→攉煤站柱→移付梁→放顶煤→清煤移溜。
（1）煤的破落：采用人工打眼，爆破落煤方式；（2）煤的装载：除爆破自装部分煤外，主要为人工装煤。
（3）煤的运输：工作面选用SGB620/80型可弯曲刮板输送机，下付巷选用SGB620/40型刮板输送机，刮板输送机前面搭接DSJ65/25/37-A 型皮带运输机。
（4）工作面支护：选用DW-22型单体液压支柱配合2.4米п型钢梁对棚（二梁五柱）支护。
（5）采空区处理：采用全部垮落法，人工回柱放顶。
（6）放顶煤：采用分段间隔多轮次进行，放煤步距1.0ｍ，放煤口的位臵在溜子沿以上0.3～0.5ｍ处，规格0.3×0.3ｍ。
放煤口间距1.2ｍ，每排巷同时可开2～4个放煤口，且在不同作业段内，每轮次放出煤量的三分之一，三轮放完，直至顶板均衡垮落。