15201面开采设计方案

15201工作面综合机械化开采设计方案-1-目录一、工作面概况……………………………………………………2二、15201面使用综采的可行性分析……………………………3三、开采方案………………………………………………………3四、工作面的设备选型……………………………………………9五、综采支架安装标准…………………………………………14六、工作面通风系统…………………………………………14七、拟定供电方案…………………………………………18八、工作面安装运输设计…………………………………………32九、采煤方法及采煤工艺…………………………………………36十、劳动组织及主要经济技术指标………………………………38十一、主要安全技术措施………………………………………3915201工作面综合机械化开采设计方案-2-一、工作面概况（1）概况:工作面位于946水平，南翼二采区十五层煤残采区内。东临F1（h=20m）正断层，西临首采区回风巷断层，南临以往工作面采空区，北部未开采，上覆九层煤未开采。工作面分为两个块段，分别为：Ⅰ块段走向长126米，倾斜宽为136米；Ⅱ块段走向长300米，平均142米。工作面标高为：+960～+980米。(2)煤层情况:15#煤层稳定，结构简单，含1～2层夹肝，煤层露头位于井田北部；平均煤厚5.58米，从东向西煤层走向为156～162度，倾向为66～72度，煤层倾角为3～15度，平均倾角为8度。属于近水平煤层。煤层瓦斯含量低，为低瓦斯矿井，15#煤层自燃倾向为Ⅱ类，属于自燃煤层，自燃发火期为10个月，煤尘具有爆炸性；目前未发生过煤层自燃现象，无火区。（3）煤层顶底板情况煤层顶板为K2石灰岩，平均厚6.9米。抗压强度66.22Mpa。含有0.17m的泥岩伪顶；底板为深灰色泥岩、细砂岩，层理发育，抗压强度分别为24.95MPa，平均厚度为2.38米。（4）地质构造：工作面地质构造简单，开采范围内未揭露断层（5）储量：附表（表二）：6、水文地质情况（1）本工作面水文地质条件简单，裂隙发育地段有少量淋水。（2）15201工作面开采期间，预计有老空积水已基本探放干净，在低洼区段还存有积水。建议工作面在回采期间加强水文观测，并建立健全排水设施。取本工作面的正常涌水量为0.04m3/min。最大涌水量按正常涌水量的2倍计算：最大涌水量为0.08m3/min。二、15201工作面使用综采的可行性分析十五层煤是南窑沟矿的主采煤层，煤层赋存条件好，煤层稳定、结构简单，地质构造以断层为主；放顶煤一次性采全高以煤层厚度5.0～12米为宜，15#煤层厚度稳定，在5.35～5.74米，平均在5.58米，符合放顶煤一次采全高开采条件，因此适合综合机械化采煤，无论在技术上还是在经济上考虑都是合理可行的。三、开采方案1、15201工作面为一个残采面，工作面布置不规则，开采范围内共穿采9～11条巷道，随着开采，需要对穿采巷道内的顶板进行维护；同时加强对老巷内瓦斯等有害气体检测。2、根据运输巷现在的支护情况检查，需要对运输巷进行加强维护，采用木点柱、工储量情况块段号走向长（m）倾斜长（m）斜面积（m2）煤厚（m）容重（t/m3）工业储量（t）回采率（％）可采储量（t）ⅠⅢ136126171365.71.4514162990127466.1Ⅱ300142426005.71.453520899031688015201工作面综合机械化开采设计方案-3-字钢棚或支打锚杆该巷的皮带机撤到一帮，进行铺设轨道、安装绞车，为进支架做准备。3、回风巷支护状况较差，维修工作量比较大，需要铺设溜槽或皮带进行运输，按照由里向外的方式逐米向前修复。4、在修复期间，将首采区的南部轨道巷与15201工作面运输巷使用综掘机掘透，为工作面进设备做准备。5、15201工作面安装期间运输系统主要通过基建副井→轨道大巷→首采区轨道巷→15201工作面轨道顺槽→15201工作面。6、15201工作面运输顺槽现已放出，并布置4部皮带运输机，修复、整改期间利用原有的设备进行运煤，运输巷修复完，将皮带撤到一帮，采用绞车运输设备，对工作面进行安装。7、15201工作面运输巷修复期间，对该面的切眼126米进行掘进，切眼到位后，再掘进轨道顺槽72米，轨道顺槽到位后，再掘进142米斜盘与运输顺槽掘透，使Ⅰ块段工作面形成一个完整的通风、运输系统。Ⅰ块段工作面开采期间，对Ⅱ块段工作面进行准备，利用原2#穿采巷道46米作为Ⅱ块段工作的切眼，再掘进84米斜盘，斜盘到位后，向南掘进50贯眼，与原巷道4#巷道掘透，探查一下该巷道是否可以修复利用，否则后退重新布置一条轨道顺槽，与首采区轨道巷沟通，形成Ⅱ块段工作面运输、通风系统。8、Ⅰ块段工作面平均走向长126米，平均倾斜长度136米，切眼长110米，斜盘长142米，采取在切眼内安装74个综放支架，工作面推进60米后，然后采用调采工作面下头方式开采，随着调采下头，随着延长运输机、增加支架，工作面推采斜盘过程中预计需增加支架21个。15201工作面Ⅰ块段放出后，预计8月投产。可采储量12.74万吨，工作面安装前，需要对切眼刷大，规格为：刷大后切眼高度不小于2.4米，宽度不小于6.0米。四、工作面的设备选型（一）、液压支架选型原则:综放工作面支架架型是否与工作面煤层地质条件相适应，是综放工作面安全生产的关键。主要考虑以下几个方面：1、15201工作面煤层厚度为5.35～5.74米，平均厚度5.58米,含1～2层夹矸，结构简单，煤层厚度变化不大。2、该矿的煤层倾角平缓,3～15º，属于近水平煤层。3、顶板为K2石灰岩，厚度为5.8～8.45米，平均厚度在6.9米，有0～1.26米的灰黑色泥岩伪顶；底板为深灰色泥岩，局部含少量细粉砂岩，厚度为1.8～3.85米，平均在2.38米。根据初步设计选用支撑掩护式放顶煤液压支架。（1）支架支撑高度的确定：Hmax≥Mmax+0.20Hmin≦Mmin-0.2015201工作面综合机械化开采设计方案-4-式中：Hmax、Hmin——支架最大、最小高度，m。Mmax、Mmin——工作面最大、最小采高，取平均采高2.2m。则：支架最大高度：Hmax≥2.20+0.20=2.40m支架最小高度：Hmin≥2.20-0.20=2.0m（2）液压支架支护强度的计算a、根据回归经验公式：qH=9.768KM0.21γ2式中：Qh——支护强度，MpaK——备用系数煤层最大高度，取5.74m.γ2——顶板岩石容重，取26000N/m3qH=9.768KM0.21γ2=9.768×1.3×5.740.21×26000=476534N/m2=0.48MPa根据实测数据回归计算放顶煤支架的支护强度为0.48MPa。根据估算法确定支架支护强度g=Kd（g冒+g顶）g——支架支护强度动载系数取1.5。冒落带自重应力，g冒=r1hh=M/δ-1=2.20/1.25-1=8.80r1——上覆岩层容重，26000N/m2δ——岩石初期碎胀系数，1.25；M—工作面采高，2.20m，g冒=8.8×26000=228800N/m2g顶=Md×r2=3.54×1.45×1000×9.8=50303N/m2g顶—顶煤自重应力，Md—放顶煤最大厚度，3.54m。g=1.5（228800+50303）=279103N/m2=0.28MPa根据估算法计算支架支护强度为0.28MPa15201工作面综合机械化开采设计方案-5-通过上述两种方法计算，取其最大者为0.48MPa，即要求所选液压支架支护强度应不低于0.48MPa的顶板载荷。（3）液压支架选型根据支架支护高度和支护强度要求计算结果，设计中间选用ZF3200/15/24型放顶煤液压支架，端头选用ZF3800/16/28型放顶煤液压支架，技术参数如下：1-1表1-1液压支架技术特征表型号工作阻力（KN）初撑力（KN）支护高度(mm)支架中心距(mm)支护强度泵站压力MPa最大不可拆件重量（t）ZF3200/15/242934～33661500/240015000.56～0.6431.53.30ZF3800/16/2838001600/280015000.63～0.6731.54.00(4)其它辅助设备工作面回风顺槽配备BRW200/31.5X4A型乳化液泵1台，X10RX型乳化液箱1个，PB-250/63型喷雾泵站1套，MYZ-150型注水钻1台，KBZ-100/150型注水泵1台。表1-2乳化液泵技术特征表型号额定流量（L/min）额定压力（MPa）泵箱容量(L)电机功率(KW)电压等级(V)BRW200/31.5X4A20031.51600125660/380表1-3喷雾泵技术特征表型号额定压力（MPa）额定流量（L/min）电机功率(KW)电压等级(V)PB-250/636.325037660/380表1-4采煤机技术特征表型号采高（m）装机功率（KW）滚筒直径（m）截深（mm）牵引速度（m/min）机面高度（mm）重量（t）最大不可拆件重量（t）6MG2001.40～2.502001.406000～6.0115021.04.015201工作面综合机械化开采设计方案-6-表1-5工作面刮板输送机技术特征表型号铺设长度（m）输送能力（t/h）刮板链速（m/s）中部槽（长×宽×高）（mm）电机功率(KW)电压等级(V)备注SGZ630/2001204501.01500×630×2222×1101140/660表1-6工作面刮板转载机技术特征表型号出厂长度（m）输送能力（t/h）电机功率(KW)电压等级(V)备注SGD630/7531450751140/660表1-7工作面破碎机机技术特征表型号破碎能力（t/h）最大给料尺寸（mm）最大排料尺寸（mm）电机功率(KW)电压等级(V)备注LPS500500700×600300751140/660表1-8工作面破碎机机技术特征表型号输送能力（t/h）输送长度（m）带速（m/s）带宽（mm）电机功率(KW)电压等级(V)备注DSJ800/75×24008002.080075×21140/66015201工作面综合机械化开采设计方案-7-表三：系统安装需用机械设备序号设备名称设备型号使用数量(部或台)规格备注1采煤机6MG20012溜子SGZ-630/22013液压支架ZF3200/15/24784端头支架ZF3800/16/2865单体液压支柱DW28-25/100606悬浮式支柱或木支柱607Π型顶梁L=10001208可弯曲刮板输送机SGZ-630/22029破碎机LPS500110刮板转载机SZD-630/75111可伸缩带式输送机DSJ800/75×212乳化泵BRW200/31.5X4A213乳化液箱X10RX114喷雾泵站PB-250/63115注水泵KBZ-100/150116注水钻MYZ-150117回柱机JH-1421825KW绞车JD-25219回柱机JH-8120潜水泵3五、工作面上下平巷超前支护需要的支护材料1、上下平巷支护距离不小于30米，各需要单体：60棵，计120棵；丁梁120根。开采之前，按照规程备齐各类支护材料。单体采用悬浮式支柱支撑高度在2、工作面需要备用柱梁各50。五、综采支架安装标准１、支架直，支架成一条直线，偏差小于0.05m。２、支架正，支架与底板垂直，歪斜度小于5º。３、顶梁平，最大仰角小于7º，相邻支架错差不超过主顶梁侧护板的2/3。４、间距均匀，支架中心距1.5±0.1m。５、升的紧，支架初撑力不小于24MPa,端面距不大于0.34m。６、溜子直，偏差小于0.05m，弯曲段15m,弯曲角度小于3～5º。７、溜子平，上下弯曲小于3º。８、与转载机搭接合理，底链不拉回头煤，。９、泵站完好，压力不低于30兆帕，支架各管路连接牢固，插件、销等配件齐全。10、无挤架、咬架现象；符合综采工作面支架质量标准，防倒防滑设施齐全。11、排头支架按规定安设齐全。12、上全支架防滑设施。15201工作面综合机械化开采设计方案-8-六、通风系统（