50104工作面设计说明书

50104工作面设计说 明 书贯屯煤矿二O一七年三月七日目 录第一章 工作面概况4第二章 回采工艺选择8第三章 工作面巷道布置9第四章 巷道断面及支护设计10第五章 “一通三防”系统工程设计12第一节 通风系统设计12第二节 瓦斯防治工程设计14第三节 瓦斯监控系统设计14第四节 防尘供水系统设计15第六章 防治水工程设计16第一节 水源分析与治理方案16第二节 防治水巷道工程设计18第三节 排水系统设计19第七章 巷道施工组织设计19第八章 主要设备选型与配置20第九章 供电设计20第十章 工作面生产系统与避灾路线21第一节 生产系统说明21第二节 生产系统分析22第三节 避灾路线说明23第十一章 其它要说明的问题24第一章 工作面概况一、工作面位置该工作面位于矿井东翼501盘区，北至子油52(5)、二进沟水库保安煤柱，南至东翼辅助运输大巷，东以50104辅助运输巷煤柱为界（未准备），西至50103综采工作面辅运巷煤柱。运输顺槽长度2592m，回风顺槽走向长度2363mm。工作面开采段走向长2285m，倾向宽度260m，开采面积594100m2。井下标高为1021.61024.5m。二、地面相对位置区内沟谷纵横，地形复杂，沟谷呈树枝状分布，形成黄土梁、峁、沟相间地形。部分为农用耕田，地面无民用建筑物、公路、水体、开采对地面设施无影响，地面标高12231376m ，煤层底板标高1025m1028m，煤层埋深在200m348m。 三、煤层赋存情况本工作面设计开采煤层为5号层煤，通过已掘巷道揭露地质资料分析，该工作面范围内，辅运大巷开口处为推断无煤区，预计掘进260m 左右揭露5#煤层，其余部分煤层赋存稳定，煤厚变化不大，煤层厚度1.92.1m，平均2.0m，5#煤层一般含13层夹矸，单层夹矸厚度一般厚0.100.30m，夹矸岩性以泥岩、粉砂岩为主，为简单结构煤层，煤层倾角13°，综上所述：5#煤层在本工作面内层位稳定、大部可采、厚度变化较小、结构简单、煤层单一、属稳定型煤层。 四、顶底板情况 5#煤层：煤层伪顶厚度一般厚0.100.30m，以泥岩、粉砂岩为主随采随落；5号煤层直接顶板在区内主要以粉砂岩为主，局部为泥岩。厚度0.84.0m，上覆6煤层，厚度0.4m，6#煤层顶板为油页岩。岩石饱和抗压强度一般为3.0454.34MPa，平均19.09MPa，软化系数0.150.76，属软岩较坚硬岩石，但其中油页岩易崩解为不坚固岩石（）。5号煤层底板以泥质粉砂岩和泥岩为主，个别底板为细粒砂岩和中粒砂岩，岩石饱和抗压强度一般为5.7438.18MPa，平均18.12MPa，软化系数0.160.72，属软岩较坚硬岩石。五、地质构造与水文地质情况地质构造情况工作面整体为NW向单斜构造，煤岩层产状为320°340°1°3°，工作面构造简单，根据勘探和施工揭露资料分析，风巷和机巷施工过程中要穿过无煤区。施工50204运输顺槽中将遇到F1、F2断层，产状分别为：F1：340°70°H=02m、F:135°75°H=1.6.0m、受断层影响，机巷施工过程中将会发育小断层，断层附近煤岩层顺层滑动现象明显，岩石破碎，受断层影响，局部地段煤层变薄。施工单位在过程中一定要加强顶板管理，做好过断层期间的一切准备工作。表1：已探明断层构造情况一览表构造名称走向(°)倾向(°)倾角(°)性质落差（m）对采掘影响程度F1NE32040正02在掘进方向煤层下降，防止冒顶事故的发生。F2NE13575正1.6在掘进方向煤层下降，防止冒顶事故的发生。水文地质情况一、50104工作面运切眼补给水源主要来自以下几个方面。1、裂隙导水层。2、侏罗纪潜水含水层，三叠系瓦窑堡组承压含水层。3、大气降水。二、涌水量地质报告提供贯屯煤矿第一水平最大涌水量为：710.93 m3/h，本矿生产过程中统计最大涌水量为96 m3/h。该工作面水文地质条件简单，矿井水主要来自瓦窑堡组煤层上部的砂岩裂隙承压水，多以淋出，涌出的方式充入巷道，水量较小， F1、F2断层裂隙水。东北部距二道沟水库可能通过地下裂隙方式涌入工作面，含水层水在揭露初期水量稍大，持续很短时间后，水量剧减，说明矿井水主要为导水裂隙带影响范围内含水层的净储量，且补给条件差。矿井煤层稳定，地层平缓，构造简单，水文地质条件属中等类型。为确保巷道安全施工，坚持“先探后采，不探不采”的防治水原则，回采时加强两巷排水工作。六、其它开采技术条件 1、煤层：煤尘具有爆炸危险性。 2、煤的自燃：有自燃倾向。 3、瓦斯等级：为低瓦斯工作面，绝对CH4涌出量为4.18m3/min,相对CH4涌出量为1.56m3/t，绝对CO2涌出量为1 m3/min，相对CO2涌出量为0.35m3/t。七、储量，运输顺槽长度2592m，回风顺槽走向长度2363m，开采段走向长2285m，倾向宽度260m，开采面积594100m2。煤层厚度2.0米，容重1.35t/m3，回采率95%，储量计算如下： 回采煤气量：2285×260×2.0×1.35×95%=152.4(万t)第二章 回采工艺选择一、回采工艺选择50104工作面煤层较稳定，煤层平均厚度2.0m，本着积极推广新技术、新工艺、新装备和现代化管理技术的原则，力求实现矿井的高产高效、优质低耗，50104工作面采用综合机械化开采工艺，支架选择ZY6200/13.5/28型液压支架，一次采全高。二、工作面支护设计强度计算1、冒落带高度计算Hi=M/(Kp-1)式中：Hi冒落带高度，m;M工作面最大采高，m；50104工作面最大采高2.7m。Kp岩层冒落碎胀系数。一般取1.251.5，破碎顶板取较小值，完整顶板取较大值。取最小值1.25。Hi=M/(Kp-1)= 2.7/(1.25-1)=10.8m2、 计算支护强度根据垮落带高度计算支护强度Pt= HK×k×cos=10.8×24.5×cos9=261.34KN/m2式中：Pt-工作面支护强度，KN/m2；HK-垮落带高度(m)； k顶板平均容重，24.5 KN/m3；煤层倾角，取9。所选支架支护强度为6200 KN/m3，大于261.34KN/m2，满足支护要求。支架的确定根据煤层厚度及采场压力大小, 并结合其他5煤层综采工作面支架选型，上提段选择ZY6200/13.5/28型掩护式液压支架，其顶梁长度4.370m，中心距1.5m，高度1.352.8m，初撑力5066KN，工作阻力6200KN，支护强度0.8Mpa，对底板比压1.74Mpa，泵站压力31.5Mpa。综上所述，ZY6200/13.5/28支架的初撑力、工作阻力、采高方面满足本面生产的需要，选择该架型是合适的。第3章 工作面巷道布置 本工作面巷道布置较为简单，由皮带顺槽、辅运顺槽、回风顺槽、切眼四部分组成。一、皮带顺槽布置50104胶带运输巷开门点从辅助运输顺槽79m处按方位角270°掘进24.2m，留设净煤柱20m，按方位角179°5725”施工50104胶带运输巷机头段后，退出掘进机按方位角359°5725”继续施工50104胶带运输顺槽，全长约2600m。二、回风巷布置利用现50103工作面辅助运输巷作为50104工作面回风，方位359°5725”，全长2559m。二、辅运巷布置50104辅助运输顺槽从PF5点向东17.706m处拨门，按359°5725”方位，沿煤层顶板掘进，全长2310m。（开门口82m内为回撤通道）三、切眼布置工作面切眼位于50104综采面北部，沿5号层煤布置，矩形断面，采用锚网带支护，切眼净高2600 mm，净宽6500 mm。切眼上、下口分别与104胶带运输巷、104回风顺槽相连，与机巷成90°夹角，切眼全长260m。四、设备列车硐室和设备配件及油脂库布置胶带运输巷机头部向里413m处扩宽600mm施工油脂及设备配件硐室，长20米，巷宽4800mm；继续施工设备列车硐室75m，胶带顺槽扩宽300mm，巷宽4500mm；之后每隔450m施工一组油脂及设备配件和设备列车硐室（详见50104工作面设计图）第四章 巷道断面及支护设计巷道断面设计主要考虑通风、运输、行人、掘进工艺及设备安装、巷道变形，以及煤层顶底板条件等因素，结合贯屯煤矿50104工作面煤层顶底板条件及其他综采工作面巷道布置经验进行巷道断面设计，并符合煤矿安全规程第22条、第23条规定。由于工作面回风顺槽已形成，在此只对上皮带运输顺槽、辅运顺槽、切眼进行设计。一、皮带运输顺槽皮带运输顺槽采用金属焊接网+高强锚杆+锚索+钢带+树脂锚杆+塑料网联合支护。支护形式，矩形断面，净宽×中高=4000×2600mm，净断面10.4m2。 1、顶板每排布置5根锚杆，均采用材质为22×2400mm的20 MnSi左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆，配规格为：长×宽×厚=150×150×10mm的碟形钢托盘，压3900mm 的钢带及6.0mm钢筋焊接网（网格为100×100mm）支护；每排打设5根锚杆呈矩型布置，锚杆间、排距为900×800mm，中间3根锚杆按90°垂直于巷道顶板打设，两肩角锚杆距巷帮不大于300mm，并呈75°角向外打设，每根锚杆采用2支MSKZ2360型锚固剂进行锚固，锚杆拉拔力80KN。 2、顶板锚索采用规格为：17.8×8300mm钢绞线，每排打设3根锚索呈矩型布置，锚索间排距1700×1600mm，中间1根锚索按90°垂直于巷道顶板打设，两肩角锚索距巷帮不大于400mm，并呈75°角向外打设，锚索托盘采用300×300×16mm的平板钢托盘；每根锚索采用3支MSKZ2360型锚固剂进行锚固，锚索拉拔力100KN。 3、顶板钢筋网规格：4200×900mm，钢筋网采用直径6mm钢筋、网孔100×100mm的钢筋焊接网；相邻两片钢筋焊接网及塑料网要压茬搭接100mm，每间隔200mm用14#铁丝绑扎一道。4、巷道两帮均采用18×1500mm玻璃钢锚杆与配套锚杆托盘压加钢丝的塑料网支护（塑料网格为50×50mm），左右两帮均布置2套锚杆，间排距为1500×1500mm，巷道两帮最上一根锚杆距顶板距离不大于300mm，并按仰角15°打设；帮部最下一根锚杆按俯角20°打设；帮部每根锚杆均采用1支MSCK2360型锚固剂进行锚固，锚杆拉拔力30KN。5、如巷道顶板破碎或过