一、采煤工作面位臵及开采范围煤1、位臵工作面名称为2301(上)综采工作面,该工作面所在位臵为岳城矿一水平西翼二盘区。
2、开采范围2301(上)综采工作面北为寺河矿矿界,南为西翼集中三条大巷,东为主、副井保护煤柱,西为未采区。
二、采煤工作面与相邻已采采区的关系本工作面为西翼第一个工作面,四周均为未采区。
三、采煤工作面与地面相对位臵的关系本工作面与地面对应位臵的范围内无建筑物、水体、铁路。
一、煤层赋存情况本工作面开采二叠系下统山西组3号煤,以黑色、半亮型煤层为主,中部含有一层0.11m厚的夹矸,内生裂隙不太发育,参差状及贝壳状断口。
煤的容重1.45吨/m3,煤层倾角0~6°,平均为2.7°,沿回采方向呈一向斜,煤质普氏硬度为1.5。
二、围岩的性质及其对采煤的影响老顶:炭质、砂质泥岩,厚7.7m,灰黑色,岩层稳定完整;下部为0.2~0.7 m厚的炭质页岩,灰黑色,片状破坏。
直接顶:炭质泥岩,厚5.8m,灰黑色,硬度高,完整性好,致密坚硬,岩性较脆,层理间的黏结力差。
伪顶:炭质泥岩,厚0.5m,灰黑色,层理发育,层理间的黏结力较差,呈片状,易破碎。
直接底:细粒砂岩,厚7.5m,灰色,以波状层理为主,含炭屑,上部夹薄层粉砂岩。
老底:粉砂岩,厚3.21m,灰黑色,以水平层理为主,菱铁质结核,夹薄层泥岩。
煤层顶板存在约0.5米厚的伪顶,易破碎,回采过程中易冒落,给采煤带来一定影响,需加强顶板管理。
插图一:煤层综合柱状图三、地质构造及水文地质情况本工作面为一向斜构造,对回采的影响程度不大。
本工作面水文地质条件简单,主要充水源来自3#煤上覆岩层层间裂隙水,预计最大涌水量为0.5m3/min,正常涌水量为0.01-0.25 m3/min。
四、瓦斯、煤尘和自然发火情况本工作面绝对瓦斯涌出量2.1m3/min;二氧化碳绝对涌出量1.1 m3/min;煤尘、煤的自燃情况:煤尘无爆炸性,煤层不易自燃;地压、地温:本工作面地压为15-25MPa,地温预计为12℃-16℃。
第三章可采储量及可采期1、可采储量计算:Z=LSmγK②式中 L—采煤工作面长度,m;S—采煤工作面走向长度,m;m—采高,m;γ—煤层实体密度,t/m³;K—工作面采出率。
经计算 Z=176×411×2.9×1.45×0.95=288964.24 吨2、可采期计算:T=Z/A式中 L—采煤工作面可采期,d;Z—采煤工作面可采储量,万t;A—工作面生产能力,t/d。
经计算 T=288964.24÷2530.8=115 天第四章巷道布臵与生产系统第一节巷道布臵本工作面采用走向长壁法布臵巷道,进、回风巷及切眼均沿3#煤煤层顶板掘进,工作面采用大“U”套小“U”形式共布臵四条巷道,两条顺槽全部为进风巷(22011巷和23013巷),大“U”为两条回风巷(23012巷和23014巷)。
掘进时采用双巷布臵,每隔50m掘一个联络横川。
工作面进、回风巷均为矩形断面(巷道断面参数详见插表一),采用锚网梁组合支护、锚索补强的形式,具体如下:插表一巷道技术特征顶板支护:锚杆杆体为φ20mm左螺旋无纵筋螺纹钢筋,长2.4m,杆尾螺纹为M22,钢筋托梁采用φ14mm的钢筋焊接而成,外宽80mm,长度3.5~3.8m,托盘为配套的高强度拱形托盘。
金属网为10#铅丝编织成的宽1.1m,长3.8~4m菱形网,网孔规格为50×50mm。
锚索索体为高强度低松弛钢绞线,长度6.3m,公称直径15.24mm。
巷帮支护:锚杆采用φ18×2000mm的圆钢锚杆,托盘为配套的高强度拱形托盘且安装400×200×50mm的木托盘。
金属网为10#铅丝编织成的1100×3000mm菱形网,网孔规格为50×50mm。
插图二:工作面巷道布臵平面图第二节生产系统一、运输系统1、运煤系统工作面刮板运输机→23011巷转载机、破碎机→23011巷皮带输送机→溜煤眼→西翼主皮带输送机→井底煤仓→主斜井皮带输送机→地面。
2、运料系统地面→副斜井→井底车场→联络巷→西翼轨道巷→23011巷;地面→副斜井→井底车场→联络巷→西翼轨道巷→23013巷→工作面。
插图三:运输系统图二、排水系统2301(上)综采工作面整体呈一向斜,涌水量在正常情况下为0.01-0.25m3/h,最大涌水量为0.5m3/h,涌水量较小,在顺槽巷道安设专用的排水管路,备用排水泵。
排水路线:工作面→23011巷、23013巷→西翼轨道巷→西翼水仓→中央水仓→地面插图四:排水系统图三、通风防尘系统1、确定风量根据晋煤集通字[2007]116号文件《晋城煤业集团矿井风量计算方法》规定,工作面风量计算如下:(1)按瓦斯涌出量计算Q采=100×qCH4×K CH4⑤式中:qCH4——回采工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量m3/min,取33.6。
K CH4——回采工作面瓦斯涌出不均衡通风系数取1.4。
则:Q采=100×33.6×1.25=4704m3/min(2)按工作面温度计算Q采=60×V×S×K采式中:Q采——工作面配风量;m3/minV ——工作面断面平均风速,工作面温度为20-23℃,因此取1.5m/sS=(L小+L大)/2×H×K面式中:S——工作面净过风断面积,m2;H——工作面平均采高,2.9m;L大——工作面最大控顶距,5.090m;L小——工作面最小控顶距,4.490m;K面——有效断面系数,取0.9。
经计算:S=12.5m2, Q采=60×1.5×12.5=1125m3/min(3)按人数计算Q采=4×N×K式中:Q采——工作面供风量;m3/min;N——工作面交接班期间的最多人数,人 (取65人);4——每人每分供风标准;m3/min;K——矿井通风系数,取1.25。
计算:Q采=4×65×1.25=325 m3/min经过以上几种计算后,取4800m3/min作为回采工作面的需风量,其中23011巷分配2100m3/min;23013巷分配2700m3/min;工作面分配2700m3/min;尾巷分配2100m3/min;23012巷分配2600m3/min;23014巷分配2200m3/min。
(4)按风速进行验算:60×0.25S<Q采<60×4S式中:Q采——工作面实际通风风量,m3/ minS——净过风断面积,m2按工作面风速验算:S=12.5 m2167 m3/min <2700m3/min <3000 m3/min工作面风速为3.6 m/s,符合要求。
按尾巷风速验算:S=13.34m2200 m3/min <2100 m3/min <3202 m3/min工作面风速为2.62m/s,符合要求。
按进、回风巷风速验算:S=13.34m2200 m3/min <2100~2700 m3/min <3202 m3/min风速为2.62~3.37 m/s,符合要求。
经工作面切眼及工作面进、回风巷风速验算,工作面、切眼尾巷及四条顺槽风速均小于巷道最大允许风速4 m/s,大于巷道最小允许风速,符合《煤矿安全规程》规定。
2、通风防尘系统图在进风巷进风巷巷各安三套水幕,回风巷安装6道水幕,各巷道内均匀布臵,其中进风巷距工作面不大于100米处、回风巷道距工作面不大于30米处水幕随工作面推进向前移动(其他逐渐回收)。
水幕喷头平行布臵5—8个,水源来自巷道静压水管。
巷道静压水管进风巷每隔50米,回风巷每隔100米安装一个便头。
插图五:通风防尘系统图四、管路系统1、供液系统工作面供液由2台乳化液泵(型号:RLB—400/31.5)提供,乳化液泵放在23011巷口,通过高压液管向工作面供液。
乳化液配比浓度为3%—5%。
2、供水系统供水路线:地面静压水池→主斜井→西翼轨道巷→23011巷地面静压水池→主斜井→西翼轨道巷→23013巷进风巷供水管每隔50米设一个阀门,回风巷供水管每隔100米设一个阀门,并在各转载点安设喷雾洒水装臵。
3、压风系统压风路线:地面压风机房→主斜井→西翼轨道巷→23011巷/23013巷→工作面;五、照明系统胶带运输巷安装照明灯21盏,每隔30m一盏(随回采推进逐渐回收),由皮带移变供电;各转载点(皮带机头、转载机机头)必须安装照明;工作面安装照明灯23盏,每5架一盏,由负荷中心供电;大样图、23011巷移变泵站处共安装照明灯6盏。
六、供电系统各设备使用情况见下表插图六:供电系统图采煤工作面用电设备负荷统计表第五章采煤工艺第一节采煤工艺的选择本工作面开采二叠系下统山西组3号煤,3#煤层厚度在4.81-6.98m,平均厚度6.11m,中部含有一层0.11m厚的夹矸,。
煤的容重1.45吨/m3,煤层倾角0-4.3°,煤质普氏硬度为1.5。
本工作面采用上分层倾斜长壁自然垮落铺底网后退式综合机械化采煤法。
第二节采煤工艺一、破煤采用MG250/600-WD1型双滚筒采煤机落煤,双向割煤方式,即采煤机在工作面往返一次割两刀煤。
进刀方式采用端部斜切割三角煤进刀。
二、装煤采煤机割煤的同时,约90%的煤靠挡煤板及螺旋叶片将煤推向输送机,完成装煤工序。
其余少量浮煤由安装在输送机上的铲煤板在移输送机时铲入输送机内,或由人工清理。
三、运煤工作面采用SGZ-764/400型刮板输送机,顺槽巷道采用SZB-764/200型转载机、DSP-1080/1000型胶带输送机运煤。
四、工作面支护本工作面共布臵支架119架。
其中,机头布臵ZTZ/9600/17/35型中臵式端头液压支架2架,ZZP4400/16/32型普通液压支架117架。
支架中心距1.5米,均匀布臵。
端头液压支架:型号 ZTZ/9600/17/35 初撑力 7912KN工作阻力 9600KN 支护高度 1700-3500mm支护强度 0.52MPa 中心距 1500mm底板平均比压 0.63MPa 泵站压力 31.5MPa推移步距 800 mm 适应倾角 <10°支护面积 18.25m2普通液压支架:型号 ZZP4400/16/32 初撑力 4000KN 工作阻力 4400KN 支护高度 1600-3200mm 支护强度 0.647MPa 中心距 1500mm 推移步距 600 mm 支护面积 6.78m2 对底板平均比压 1.97Mpa 泵站供液压力 31.5MPa 适应煤层倾角≤15°操作方式本架操作铺网方式架后机械化铺底网网片形式菱形网网卷直径≤500mm 网卷宽度≤1050mm五、采空区处理采空区处理采用全部垮落法。