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1、永煤集团公司永华能源一矿2201综采工作面设计编号：综 2201-1 号设计人员：年月日生产科长：年月日总工程师：年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 19 页 - - - - - - - - - 2 第一章工作面简介2201 工作面原为炮采工作面，根据生产形势需要，现变更为综采综放工作面。本工作面开采二1煤层，工作面内煤层平均厚度为4.2m，综采切眼以东剩余可采储量为96 万吨，本工作面服务年限为21 个月；本工作面走向长度为1070m，倾斜长度为 15
2、0m，采用走向长壁全部垮落法回采。在二1煤层底板约 10m的 L7灰岩中下部掘进 2201轨道集中巷及2201 皮带集中巷，集中巷每隔150m 掘石门（联巷）揭煤。工作面支架型号为 ZF2200/16/24，采高为 2.2m；采煤机为 MG132/320-WD 双滚筒采煤机，前后刮板输送机长度均为150m；2201 轨道集中巷为进风巷及材料运输巷道， 2201皮带集中巷为回风巷及煤炭运输巷。截止 2010年 5 月底， 2201轨道集中巷已掘进1450m， 剩余 390m；2201皮带集中巷已掘进 1310m， 剩余 510m； 2201工作面已回采 420m。名师资料总结 - - -精品资料
3、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 19 页 - - - - - - - - - 3 第二章地质概况一、采区内煤层赋存情况2201 综采工作面地面标高为328.2m448.7m，地面为雷坡农田。 本工作面内有 7209号钻孔， 见煤标高为 68.19m， 煤厚为 5.2m。工作面地面南部为雷坡村，北部为尚未开采的2203 工作面，东部为井田边界，西部为双塔农田。根据工作面及其附近钻孔资料可知，二1煤层赋存于山西组下部的大占砂岩之下， 煤层底板下距 L7灰岩顶 10m左右，煤层顶板上距田家沟砂
4、岩底 71.21m，二1煤层结构简单，局部含矸12 层，夹矸多为泥岩、炭质泥岩。煤层产状：走向近东西，向北倾斜，倾角1220，平均倾角15。煤层沿走向和倾向方向，具有短距离增厚变薄，具有典型的“鸡窝”状特征。局部不可采，煤层赋存基本稳定。二、煤质1、煤质的物理性质二1煤层为黑色、条痕灰黑色，粉状及鳞片状产出，属半亮型煤。由于后期构造作用影响， 煤层原生结构均受到破坏， 呈现为层间挤压、揉搓地构造煤，具擦痕及摩擦镜面。二1煤层的平均视密度为1.5t/m3，孔隙度为 712% 。 静止角 27 度， 摩擦角 35.7 度， 散煤容重 0.954t/m3。2、煤层的化学性质属于低中灰分、低硫、中磷、
5、高热值无烟煤。根据有关化验结果平均分析，二1煤平均灰分 16.79%，含硫 0.53%，含砷 0.014% ，挥发份 3.86, 发热量 28.3MJ/kg 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 19 页 - - - - - - - - - 4 三、瓦斯及煤尘矿区范围内煤层由于受嵩山断层的影响，赋存条件较差，浅部煤层露头也是瓦斯逸散的主要通道， 浅部瓦斯含量较小，深部相对较高，根据 2009年度矿井瓦斯等级鉴定， 相对瓦斯涌出量 0.25m3/ ，绝对瓦斯涌出
6、量 0.21m3/min ，为低瓦斯矿井。根据煤炭科学研究总院重庆分院提供的煤炭自燃倾向鉴定报告和煤尘爆炸性鉴定报告，二1煤层自燃倾向等级为三类，属不易自燃煤层，煤尘爆炸指数为4.91%，无爆炸危险性。四、水文地质1、主要含水层：本工作面内主要含水层有上寒武统灰岩含水层，该层平均厚度260m ，溶洞、溶隙发育，单位涌水量0.000611.437L/s.m 。奥陶系灰岩含水层， 主要为中奥陶统马家沟组石灰岩，该含水层的富水性极不均一，最小涌水量0.0061L/s.m ，属岩溶裂隙承压水，距二1煤层底板 5060m 。石灰系太原组灰岩含水层，主要有太原组上段、下段灰岩组成灰岩厚度一般在10m左右，
7、该含水层一般富水性较弱， 且不均匀，该层距二1煤底板砂岩界一般10m左右，属二1煤层底板直接充水层。二叠系山西组砂岩含水层，以大占砂岩和香炭砂岩为主，裂隙不发育，平均厚度30m左右，为二1煤顶板直接充水层。2、主要隔水层本区主要隔水层有石炭系本溪组铝质岩、铝质泥岩隔水层，该层平均厚度 9.08m，层位稳定，岩性致密，隔水条件良好，正常情况下名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 19 页 - - - - - - - - - 5 可以阻止奥陶系灰岩水和寒武系灰岩水进
8、入矿井，但该区有铝窑开采，遭到破坏，可能失去隔水作用。二1煤层底板隔水层，该层主要由砂质泥岩、泥岩组成，厚度一般10m左右，厚度较稳定。二1煤顶板隔水层，该层主要由泥岩、砂质泥岩等组成，透水性极差总厚度一般在 30m左右。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 19 页 - - - - - - - - - 6 第三章工作面设计在 2201 轨道集中巷 750m 处巷道北帮，以方位角351 1444掘进 5#石门，揭煤后继续沿煤层底板以原方位角掘进综采工作面切眼，切
9、眼长 150m；在 2201皮带集中巷 740m处巷道北帮以坡度 +15 掘进 5#联巷，揭煤后以方位角753338 掘进 50m 与综采切眼贯通，形成通风系统。在2201 轨道集中巷 870m 处以方位角 3511444掘进 6#石门，揭煤后以方位角254 331掘进2201 综采工作面上顺槽 6#段， 掘进 120m后与综采切眼贯通；在 2201皮带集中巷 940m处巷道北帮以坡度 +15掘进 6#联巷，揭煤后以方位角254 331掘进2201 综采工作面下顺槽6#段，掘进 150m 后与综采切眼贯通。在 2201 皮带集中巷 6#联巷以东每隔150m 以坡度+15掘进联巷，揭煤后向西掘进
10、综采面下顺槽；在2201轨道集中巷 6#石门以东每隔 150m 掘进石门，揭煤后向西掘进工作面上顺槽。一、巷道断面设计（一） 2201 皮带集中巷断面设计2201 皮带集中巷断面为矩形， 净宽为 3000mm， 净高为 2400mm，净断面为 7.2m2；巷道采用锚网喷浆支护，喷厚为100mm。 （断面设计见图 1 所示）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 19 页 - - - - - - - - - 7 图 1 2201 皮带集中巷断面（二） 2201 轨道
11、集中巷断面设计巷道断面为梯形，净宽为3000mm，净高为 2400mm，净断面为7.2m2；巷道采用喷浆支护，喷厚为100mm。 （见图 2 所示）图 2 2201 轨道集中巷断面名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 19 页 - - - - - - - - - 8 （三） 2201 综采面上下顺槽断面设计2201 上下顺槽 均采用净口 4.2m 的 36U 型钢支护，棚距为中见中0.5m；巷道上部为半圆拱，下部为梯形，半圆拱半径为2.1m。巷道设计净宽（拱基线
12、处） 4.2m，下宽 4.4m，净高 3m，柱窝深 0.2m，内扎角 85，巷道净断面11.1m2；掘进宽度（拱基线处）4.6m，掘进高度 3.4m，掘进断面积 12.3 m2。详见 2201 综采工作面上下顺槽巷道断面图。3mU 型 钢加 强 柱压风 管消 防降 尘 管排 水管风 筒电缆背 木塑编 网刮板 输 送 机图 3 2201 上下顺槽巷道断面图（四） 2201 综采面切眼断面及扩帮后断面设计切眼掘进时支护采用3.6m型钢梁和DW18-300/100 型单体液压支柱二梁八柱对棚支护，棚距为中见中0.6m。切眼断面为矩形，净高 2.5m，净宽 3.2m，巷道净面积 8m2，掘进宽度 3.
13、8m，掘进高度2.8m，掘进断面积 10.64m2。详见图 4 2201 综采切眼掘进时支护断面图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 19 页 - - - - - - - - - 9 250028001800500200160030 01 20 08 001 20032 0038 00电 缆风 筒排 水 管消 防 管200压 风 管图 4 2201 综采切眼掘进时支护断面图支架安装前需扩帮刷大断面，刷帮后巷道净宽6m，净高 2.5m，净断面为 15 m2，
14、掘进宽度 6.6m， 掘进高度 2.8m， 掘进断面为 18.48 m2。详见图 5 2201 综采切眼刷帮后支护断面图。2500280012008001 20016001 20060006600300排 水 管消 防 管压 风 管图 5 2201 综采切眼刷帮后支护断面图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 19 页 - - - - - - - - - 10 第四章回采工艺设计工作面长 150m，按采煤机牵引速度3m/min 计算，割一刀需时 50 分钟，采煤
15、机的开机率0.30. 45 之间，日循环 4 刀，两班生产一班检修，所以实际开机率为0.32，循环进度为0.6m，日循环进度为 2.4m，即工作面推进速度为2.4m/天，每月按 25 天计，月推进度为 60m/月，每年按 300天计，年推进度为 720m/年。采煤机主要技术参数见表 1。一、采煤机的工作方式1）采煤机的工作方式由于采区内煤层赋存稳定倾角较缓所以采用采煤机双向割煤，追机作业，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，在工作面端头斜切进刀，上行下行均割煤，往返一次进两刀；采煤机过后移架，后推移刮板输送机，两工序分别滞后采煤机后滚筒510m和 1015m。2）进刀方式采用割三角煤工作面端部斜切进刀
16、方式（见图6）进刀过程如下：a.当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处留有一段下部煤（见图a） ；b.调换滚筒位置，前滚筒降下，后滚筒升起，并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止，然后将输送机移直（图b） ；c.再调换两个滚筒上、 下位置，重新返回割煤至输送机机头处 （见名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 19 页 - - - - - - - - - 11 图书馆 c） ；d.将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上、下滚筒
17、，返程正常割煤（见 d） 。(a)(b)(c)(d)AAAAAAAA12211212A -AA -AA -AA -A图 6 工作面端部割三角煤斜切进刀3）回采工艺a.回采工艺流程：采煤机割煤移架推前部运输机放顶煤移后部运输机b.装运煤：装煤：在采煤机截煤的同时， 利用滚筒螺旋龄片和弧型挡煤板自动将煤装入刮板运输机；余煤由产煤板随移溜铲入刮板运输机；c.移架方式：移架采用滞后煤机后滚筒35 架追机顺序移架，移架步距为600mm，追机移架速度赶不上煤机运行时，必须停采煤机移架；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心
18、整理 - - - - - - - 第 11 页，共 19 页 - - - - - - - - - 12 d.移运输机：移运输机应滞后煤机不少于10m， 沿移架方向逐架顺序移动刮板运输机。二、工作面运煤工作面运煤方式：工作面倾角小，采下的煤由刮板输送机经转载机和胶带输送机把工作面的煤运至地面煤堆。表 1 MG132/320-WD采煤机技术参数表项目技术特征单位型号MG132/320-WD 滚筒直径1400 mm 截深600 mm 滚筒转速46 r/min 采高范围14002500 mm 工作面倾角35煤质硬度3 f 总装机功率325 Kw 摇臂回转中心距5800 mm 过煤高度328 mm 卧底
19、量（中部）212 mm 牵引形式一拖二机载交流变频调速牵引速度07 m/min 额定牵引力313 KN 整机重量22 T 工作面运煤机械A刮板输送机选型原则：目前使用的刮板链有三种：边双链、中单链和中双链。本工作面刮板链选用中双链。 刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力，一般取 1.2倍。输送机中部槽的结构选用闭底式。B刮板输送机选型：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 19 页 - - - - - - - - - 13 根据以上原则，以及与采煤机
20、的配套原则，使用SGZ630/320型刮板输送机，其技术特证见表2 表 2 SGZ630/320 型刮板输送机特征表项目技术特征单位型号SGZ 630/320 运输能力450 t/h 设计长度200 m 出厂长度150 m 电动机型号YBS-160 功率160 Kw 电压1140/660 v 中部槽规格1500630252 mm 刮板间距920 mm 刮板链型式中双链制造厂家永成煤电集团公司机电制修厂三、工作面支护1工作面内的支护支护方式工作面的支护选用支撑掩护式支架， 完成对工作面的支撑、 护帮、支架前移，以及推移工作面刮板输送机等一套动作。支架选型原则：支架选型应符合以下几个原则A支护强度
21、与工作面矿压相适应B支架结构与煤层赋存条件相适用C支护断面与通风要求相适用D液压支架与采煤机、输送机等设备相匹配液压支架的选择：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 19 页 - - - - - - - - - 14 本顶板基顶来压周期不明显， 有移位现象，具有较大的剪切阻力，压力大且顶板破碎，介于以上因素应选用支撑掩护式支架。由公式： P=KLarlinhli Liki Cosa K动压函数取1.6 La支架宽度 1.25m/架rli 跨落带中第1 层基顶分
22、层及附加岩层容重取25KN/m3hli跨落带中第十层基顶分层及附加岩层厚度4 Llki 跨落带中第层基顶分层的岩地长度，10m a煤层倾角， 16P=1.6 1.25 25 4 10 Cos16=1538（KN）根据三机选型配套原则，选择ZF2200/16/24 型液压支架，其工作阻力为 2200KN，经计算， P 不大于支架额定工作阻力的70%，初撑力也满足要求，技术特征参数见表3 表 3 液压支架（中间架）技术参数表项目技术特征单位型号ZF2200/16/24 伸缩行程700 mm 额定工作阻力2200KN （35.6MPa ）初撑力1940 KN（31.5MPa ）支护强度0.507（平
23、均）MPa 底板比压1.45（平均）MPa 支架中心距1250 mm 高度16002400 mm 支架宽度12201295 mm 推移行程700（移架有效步距 600）mm 支架重量8.4 （约）T 泵站压力31.5 MPa 适用倾角30名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 19 页 - - - - - - - - - 15 2、工作面端头支护支护方式：由于工作面的上、 下出口处悬顶面积大，机械设备多，又是材料和人员出入的交通口，所以必须加强支护。过度支架选型
24、：过度支架用于工作面两端刮板输送机机头及机尾围护。技术参数见表 4 表 4 液压支架（过度架）技术参数表项目技术特征单位型号ZFG2200/16/24 伸缩行程700 mm 额定工作阻力2200KN （35.6MPa ）初撑力1940 KN（31.5MPa ）支护强度0.447（平均）MPa 底板比压1.45（平均）MPa 支架中心距1250 mm 高度16002400 mm 支架宽度12201295 mm 推移行程700（移架有效步距 600）mm 支架重量8.4 （约）T 泵站压力31.5 MPa 适用倾角30端头支护及超前支护：工作面超前段使用3.6m长的 型梁替换 U 型钢棚，支护方式
25、为一梁三柱对棚支护，棚距为中见中600mm。沿顺槽方向使用2.4m长的型梁打3 列抬棚，抬棚一梁三柱支护。支架支护阻力计算时取2.4m 为一个计算单元，如图7 所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 19 页 - - - - - - - - - 16 图 7 工作面上下顺槽超前支护支护面积为 3.62.4=8.64，单体柱共计 33 根。采用经验公式计算：pt =9.81Hk 式中pt工作面合理的工作强度，kN/；H采高，取 4.2m；顶板岩石视密度， t
26、/m 3，取 2.5 t/m 3；k工作面支柱应该支护的上覆岩层厚度与采高之比，一般为 48，应根据具体情况合理选取。开采煤层较薄、顶板条件较好、周期来压不明显时，选取低倍数；反之应选取高倍数。计算时取8。则pt =9.81 4.2 2.58=824.04kN/则每根单体柱载荷为824.048.6433=215.75kN。根据上述计算，选用型号为DW28-250/100单体液压支柱。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 19 页 - - - - - - - -
27、 - 17 第五章劳动组织、经济技术指标及表循环作业图表一、劳动组织用比较类推法，根据类似工作面的定员和工作面及劳动定额配备对各项工种和人员数目进行确定，具体工种和人员数目见表5 劳动组织表表 5 劳动组织表工种一班二班检修班小记班长2 2 1 7 采煤司机1 1 1 4 刮板机司机1 1 1 4 转载机司机1 1 1 4 胶带机司机1 1 1 4 支架工4 4 12 泵工1 1 1 4 电站工1 1 5 8 浮煤清理工2 2 0 6 端头维护工5 5 8 23 防尘工1 1 0 3 运料工8 8 油脂回铁工1 材料工1 技术员1 1 2 5 验收员4 其它2 2 2 8 合计23 23 40
28、 109 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 19 页 - - - - - - - - - 18 二、经济技术指标表表 6 主要经济技术指标表序号项目单位指标备注1 工作面倾斜长m 150 2 工作面走向长m 1070 3 放顶高度m 4.2 4 煤的容重t/m31.5 5 回采率% 95 6 割煤回采率% 95% 7 放煤回采率% 85% 8 滚筒截深mm 600 （每循环进尺）9 循环产量t 538.6 10 日循环数个4 11 正规循环率% 85 12
29、 日产量t 1767 13 回采工效t/ 工9.7 14 月推进度m 60 15 月产量t 51160 16 可采储量万 t 65 17 可采期天317.6 18 在册人员人182 19 出勤率% 80 二、循环作业及图表采用“三八”制循环作业方式，两班采煤一班检修及准备。每班割煤两刀，每个正规循环割煤四刀。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 19 页 - - - - - - - - - 19 时间班 次工 作 面长 度 （ m ）453015一 班二 班12345678910 11 12 131418 19 2021 22 23 0三 班15 16 17交 接 班检 修推 前 溜 清 理放 煤移 架割 煤图 例0拉 后 溜607590105120135150名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 19 页 - - - - - - - - -