綜採工作面設計

前言***x煤礦2023年投產，設計能力30萬t/a，一對立井開拓，2023年礦井核定生產能力為18萬t/a。《石橋煤礦

三、四採區設計》由寧陽縣煤炭局於2023年11月【2004】31號批准,《綜合機械化放頂煤可行性研究及方案設計》、由寧陽縣煤炭局於2023年5月【2014】42號批准, 由泰安市煤炭局於2023年6月【2014】155號批准。《石橋煤四採區修改設計說明書》由寧陽縣煤炭局於2023年11月【2004】31號準,3412綜採工作面是四採區第乙個綜採面，為保證採面安全生產,生產系統合理可靠，最大限度地提高採面經濟效益、煤炭資源**率，石橋煤礦編制了四採區3412綜採工作面設計。

第一章編制採煤工作面設計的依據與設計指導思想

一、編制依據

1、《xx煤礦

三、四採區設計》

2、《綜合機械化放頂煤可行性研究及方案設計》

3、《xx 煤四採區修改設計說明書》

4、《煤炭工業礦井設計規範》

5、《煤礦安全規程》

二、設計指導思想

指導思想：認真貫徹國家有關煤礦的方針、政策和法律、法規，嚴格執行煤礦的有關規程、規範和規定，從現有實際情況出發，充分利用現有生產系統和技術裝備，合理布置生產系統，確保安全生產，穩步提公升採面生產能力，實現最大限度**煤炭資源，達到安全可靠、技術可行、效益良好的目的。

第二章工作面概況

一、工作面位置、周邊關係及開採情況

3412工作面井上位置位於東外環西173公尺～東外環東80公尺，石橋煤礦運煤公路南500公尺～628公尺，地面為農田、無建築物，地面標高+63～64公尺。井下位置：井下位於-580軌道下山東180公尺～500公尺，3406工作面東69公尺～389公尺，具體如表一所示

工作面位置及井上、下關係表表一

二、地形地物

3412工作面井上為農田、水泥路，無房屋等建築物，無河流、水塘、水渠等水源。

三、工作面引數、開採技術條件及煤層賦存特徵

一、3412工作面開採的煤層為山西組3層煤的上分層，即3上煤，煤層厚度2.4～6.09之間，平均4.

2公尺，結構一般，隅含夾矸，夾矸為灰白色泥質粉砂岩，厚度為0～0.5公尺。

該煤層為半暗型煤，以亮煤、暗煤為主，含少量鏡煤及絲炭條帶，為條帶狀結構，層狀結構，階梯狀、貝殼狀斷口，裂隙較發育。

煤層走向為120°～270°，傾向為210°～180°，傾角為最小為5°，最大為21°，平均為13°。

四、儲量及服務年限

一、儲量：

工業儲量38400×4.2×1.35t/m3=21.8萬噸。

可採儲量：21.8萬噸×93%=20.3萬噸。。

二、工作面服務年限

服務年限=可採儲量/設計月產量

=20.3萬噸/2.25萬噸

=9（月)

五、煤層

本工作面開採的煤層為3上煤層，該工作面煤層賦存較穩定，且大部分可採，煤層厚度在2.4～6.09公尺之間，平均4.2公尺,區域性煤層傾角略大，隅含夾矸，具體情況如表二所示：

煤層特徵表表二

六、煤層頂底板

本工作面開採的為3上煤層，頂底板都較穩定，直接頂為灰色、灰白色細砂岩互層，厚度為1.3公尺，老頂為灰白色中沙岩，硬度較大，頂板垮落較為容易。直接底板為深灰色細砂岩 0.

2～0.5公尺，老底為灰白色、厚層狀中沙岩，硬度較大。具體情況見表三:

煤層頂底板特徵表表三

第三章地質構造及鑽孔情況

一、斷層情況及對回採影響

3412工作面構造整體近似為向南傾斜的單斜構造，工作面內有一斷層f48，南部200公尺外有f2-1斷層，東部80公尺外有f16斷層，對工作面無影響，具體如下表四

斷層情況表表四

二、褶曲情況以及對回採的影響

巷道掘進揭露無褶曲。

三、其他因素對回採的影響（陷落柱、火成岩等）

無火成岩侵入、陷落柱等其他地質影響。

四、鑽孔情況：無鑽孔。

第四章水文地質

一、湧水量

正常湧水量：0.5m3/h最大湧水量：3m3/h

工作面水量主要為井下液壓水及工作面防塵水。預計積水量為0.5m3/h以下，積水隨煤運輸一起排出。

二、含水層（頂底部）分析

1、煤層頂板

煤層頂板的中砂岩偶含水，預計湧水量為0.1～0.5m3/h,對開採無影響。

2、煤層底板

3上煤底板不含水。

3、三灰

根據四採區-580軌道下山、-630偏口現場揭露來看、此區域的三灰含少量三灰水，隨掘進深度的增加水量逐漸減少，最後基本無水

4、奧灰

根據寧陽井田地質資料提供該區域奧灰富水性較差，3煤至奧灰間的地層厚度正常情況下，平均190m左右，對3煤開採起了良好的隔水作用。四採區404鑽孔3上煤底板標高-603.64公尺。

終孔-811.45公尺，ts=0.03<0.

06。四採區437鑽孔3上煤底板標高-564.76公尺。終孔-660.64公尺。ts=0.027<0.06。

根據以上情況分析待掘巷道不受頂板、三灰、奧灰水影響。

5、相鄰採掘活動分析

3406工作面位於3412西69～389公尺、3406工作面標高-596～--645公尺、採面生產時揭示無水，根據3406洩水孔觀察、3406工作面無水，3408工作面位於3412工作面北10 ～130公尺、3408工作面標高-572.1～-589.1公尺、3408工作面在進、回風巷掘進時揭示頂底板有少量砂岩水、水量在0.

01m3/h～0.05m3/h,水隨貨一起運出

根據以上情況分析3412工作面不受3406採空區積水和3408工作面影響

三、其它水源分析

防塵水：工作面基本為俯採，防塵水與煤一起運出，不受防塵水影響。

第五章工作面巷道布置

一、順槽、切眼、停採線等位置的確定

上順槽位置：以3410進風巷測量點q5點為起點，至h8結束。

下順槽位置：以3412運輸巷測量點da6點為起點,至t5點結束。

切眼位置：在下順槽t5點為開門中以真方位0度掘進與上順槽貫通後形成採煤工作面。

停採線位置確定在工作面推至下順槽回風出口位置前10公尺處停。

二、巷道斷面形狀、幾何引數及支護形式

採煤工作面上、下順槽，均沿煤層底板布置，下順槽主要用於回風、運煤，上順槽主要用於進風。順槽、切眼均採用工字鋼、鐵絲網、木背板支護, 斷面形狀為梯形。

上順槽淨寬上2.0m，淨寬下4.6m，淨高2.3m s荒=6.6㎡ s淨=4.68㎡、

下順槽淨寬上2.8m，淨寬下3.65m，淨高2.4m s荒=9.2㎡ s淨=7.74㎡、

附：上、下順槽及切眼斷面圖

上順槽斷面圖：

下順槽、切眼斷面圖：

第六章採煤方法及工作面裝備

一、採煤方法、生產工藝

本礦井所採煤層均為緩傾斜煤層。本區所採3上煤平均厚為4.2m，符合綜採放頂條件，決定四採區3412採面採用綜採放頂煤採煤方法，按走向長壁布置，採用全部垮落法管理頂板。

採煤工藝

雙滾筒採煤機割煤，採高2.0公尺±o.l，迴圈進度為0.6公尺。

液壓支架尾梁插板伸縮、公升降尾梁放頂煤，放煤高度2.17公尺、採放比為1:1.09。採取一採一放，雙輪迴圈順序折返放煤工藝，放頂煤步距為0.6公尺。

落煤方法

1、採煤機的進刀

採煤機的進刀採用端部自開缺口、斜切進刀的方式，斜切進刀段長度以採煤機前滾筒為準不少於23m，進刀深度0.6m。具體操作如下：

1）採煤機向下（上）割透端頭煤壁後，向上（下）推移刮板運輸機，使得刮板運輸機彎曲段為15m後，翻轉煤機擋煤板，將兩個滾筒的上下位置調換，向上（下）進刀，通過15m的彎曲段至35m處，使得採煤機達到正常截割深度（即0.6m）。按要求推移刮板運輸機至平直狀態。

2）翻轉採煤機擋煤板，將兩個滾筒的上下位置調換，向下（上）割三角煤至割透端頭煤壁。

3）割完三角煤以後，翻轉採煤機擋煤板，將兩個滾筒的上下位置調換，採煤機進入正常割煤狀態。

2、採煤機正常割煤

正常割煤長度為120m，採煤機以2.5m/min的速度向上（下）割煤，直至割透上（下）端頭煤壁。採煤機正常割煤採用前滾筒在上部、後滾筒在下部的方式。

3、放煤

放煤工藝採用一採一放頂煤,放煤步距0.6公尺，雙輪迴圈順序折返放煤工藝。工作面後部輸送機在每個迴圈放煤後按照自下而上的順序及時拉移，拉移步距為0.6m。

二、工作面裝備

1、液壓支架支護強度驗算

理論支護強度的計算

q=n×h×f×z×9.8

=8×2.0×4.94×2.6×9.8

=2014kn

式中： q:要求的支架工作阻力，kn;

n:採高的倍數，一般取6～8，這裡取8；

h:工作面採高，2.0m。

f:支架的支護面積，4.94m2；

z:煤層頂板岩石容重，2.6t/m3。

由於工作面液壓支架工作阻力為3200kn,故所選液壓支架工作阻力滿足要求。

2、支護裝置選擇

3412綜放工作面選用85架zf3200/16/25型液壓基本支架，5架zfg3600/17/27過渡液壓支架作為端頭支架進行支護。

綜採工作面設計

綜採工作面探放水設計

31343綜採工作面

綜採工作面安裝組織設計

綜採工作面設計

綜採工作面探放水設計

31343綜採工作面

綜採工作面安裝組織設計

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