二采区开拓设计说明书正文.docx
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二采区开拓设计说明书正文
寿阳县天泰煤业有限责任公司
(8+9#煤)四盘区开拓方案
设计说明书
编制:
单位:
审核:
科长:
总工程师:
寿阳县天泰煤业有限责任公司
2009年9月
1.盘区概况
四盘区位于我公司井田的东北部,其中9411是四盘区首个回采工作面,本盘区内大部分地区八、九号煤合并,在盘区东部两层煤分开,盘区西部为三采区东翼采空区,东部、北部均为边界保护煤柱,南部为原煤实体。
地面有工业广场和李子沟、金鸡垴、瓦窑沟三个村庄,均留设有保护煤柱不受生产影响。
2.盘区地质情况
2.1盘区地质构造
本工作面煤层波状起伏,倾角一般为8°左右,预计在掘进中有中、小断层发育,确定断层6条,未确定断层7条。
对掘进有较大影响,陷落柱5个,一般直径都小于30m,个别直径大于30m,本区范围内8、9号煤基本合并,中间夹有0.2~0.4m砂质页岩,东部两层煤分开。
顶板不易管理,在掘进过程中应及时支设临时支护。
2.2煤层赋存情况、顶底板岩性
本盘区煤层赋存稳定,煤层以块状为主、粉沫状次之,煤层透气性差,该面煤层总体呈单斜状,煤层产状:
走向40~90°,倾角6~10°,平均煤厚4.0m,最大厚度5.2m,最小厚度3.1m,(详见表1和表2)。
表1煤层特征表
指标
参数
备注
煤层厚度(最小~最大/平均)/m
3.1~5.2/4.0m
煤层倾角(最大~最小/平均)(°)
6~10°/8°
煤层硬度f
<3
煤层层理(发育程度)
发育
煤层节理(发育程度)
发育
自然发火期/d
有自燃发火倾向
绝对瓦斯涌出量/(m3/min)
5.71
2005年鉴定结果
相对瓦斯涌出量/(m3/t)
15.56
2005年鉴定结果
煤尘爆炸指数/%
21.43%
表2煤层顶底板情况表
顶底板名称
岩石类别
硬度
厚度
岩性
顶板
老顶
细砂岩
8
6.0
灰色、坚硬
直接顶
中细砂岩
8
2.6
灰色、含云母、节理发育
伪顶
灰质页岩
4
1.1
含云母、性脆、破碎
底板
直接底
中性岩
6
6.27
深灰色、黑色矿物
老底
砂页岩
8
4.91
含植物化石
表3综合柱状图
地层
厚度
地层柱状
岩性
新
生
界
18.93
由上更新统黄土和全新统松散层组成
上石盒子组
100~150
P2S
以黄绿色、紫12色砂质泥岩、砂岩组成
下石盒子组
144
P1X
中上部为灰、灰白色、深灰色、砂岩、砂质泥岩、泥岩五层、底部为灰白色、灰色中、细粒砂岩,以石英、长石为主,胶结坚硬,局部含黄铁矿。
山西组
60.37
1
2
3
4
5
6
顶部为黑色泥岩,砂质泥岩含云母,中上部为灰色、深灰色砂岩,水平及波状层理,含灰色、黑色泥岩,粘土泥岩及1、2、3、4、5、6号薄煤6层,底部为灰色细砂岩,中细粒砂岩,以石英为主。
太
原
组
上段
下段
120.38
C3t
8上
8
9
自K4灰岩顶到K7砂岩底灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩及粉矿岩、中粗粒砂岩含8、9号、7号三层煤,8、9号可采。
11
13
13人
15
15下
16
自K1底到K2下灰岩底,中上部为黑色、泥灰岩、泥岩等,中、细砂岩以石英为主,波状层理,主要可采煤15、15下呈碎块状、粉状、亮煤为主,底部为灰色粗、中细砂岩等。
2.3煤质
2.4盘区水文地质特征
本面地表为黄土丘陵地貌,黄土冲沟发育,多为“V”字型沟谷,地表大部分为起伏较大的农田。
黄土沟仅在雨季局部有少量积水,面积较小,白马河自井田西北部向东流经井田北部边界,留设有保护煤柱,预计地表水对盘区正常掘进影响不大,本面煤层形态简单,8、9号煤层顶底板均为不含水层,可能在断层发育地段出现局部淋水或少量涌水现象,应加强盘区顶帮管理。
预计最大涌水量为15m3/h,正常涌水量6m3/h,掘进队在低洼处应配备一定能力的排水设备。
2.5盘区瓦斯、煤尘、自燃发火情况
(1)瓦斯:
相对瓦斯涌出量15.56m³/t,绝对瓦斯涌出量5.71m³/min,为高瓦斯矿井。
(2)煤尘:
爆炸指数21.43%,有爆炸性。
(3)煤层:
有自燃发火情况
2.6盘区防水煤柱的留设及储量计算
留设有白马河防水煤柱。
储量计算范围:
四盘区专用回风巷至井田东部边界,四盘区北部井田边界至四盘区9411工作面进风巷。
煤层厚度4.0m,煤层倾角8°,煤层容重1.3t/m³。
计算储量为1009万吨,开采储量为757万吨。
3.盘区生产能力及服务年限
本盘区范围内为8、9#煤合并层,根据三维地震勘探的结果,在四盘区1.8km2的范围内发育落差大于5m的断层6条,陷落柱5个,对以后的采掘安排造成重大影响。
按正常生产安排一个综放工作面,两个掘进头考虑(准备时为三个掘进工作面),盘区生产能力暂定为45万吨/年,如果取储量不均衡系数的1.4,盘区服务年限为:
24年。
4.盘区开拓与开采
4.1盘区巷道布置方案
盘区巷道沿8#煤(8+9#煤合并层)顶板布置,沿煤层倾向预测揭露三条断层(H>5m)岩巷工程量较大。
四盘区系统沿煤层倾向布置三条上山由西向东依次为专用回风上山、运料上山、运输上山。
工作面以倾斜或伪倾斜长壁布置为主。
4.2开拓方案
为更好的适应综采、综掘,三条上山沿采空区煤柱(原路家河煤矿开采)由南向北延伸至井田边界,盘区呈单翼布置,设计工作面走向长度达1400m左右。
专用回风上山直接与四盘区回风巷相连,四盘区运料巷通过盘区下部车场与运料上山相连形成盘区运料系统,运输上山皮带机头与四盘区运输巷皮带机尾搭接将煤炭直接运至8、9#煤2#煤仓形成盘区运输系统。
四盘区通风系统为“两进一回”(盘区运输上山、运料上山为进风巷,盘区专用回风上山为回风巷)。
4.3盘区尺寸的确定
盘区南北长990m、东西长1700m,盘区内工作面斜长的确定,由于地质构造复杂,对工作面的布置影响较大,工作面的倾斜长度以100—150m为宜,9409、9407工作面按自然构造划分设计工作面长度100m,9405、9403工作面长度150m。
本设计确定盘区的开采顺序为先易后难,由远及近,首采面定在9403工作面。
4.4盘区巷道规格及支护方式
巷道规格及支护方式一览表
序号
巷道名称
坡度
长度(m)
规格(m)
支护方式
1
盘区专用回风上山
5—8°
990
4.0×3.0矩形
锚喷
2
盘区运料上山
5—8°
990
4.0×3.0矩形
锚喷
3
盘区运输上山
5—8°
890
4.0×3.0矩形
锚喷
4
横贯及联络巷
0°
60
3.6×3.0矩形
锚喷
5
中部车场
0°
50
3.6×3.0矩形
锚网
6
工作面进风巷
5—8°
1300
4.0×3.0矩形
锚网
7
工作面回风巷
5—8°
1300
4.0×3.0矩形
锚网
为更好的使用锚网支护工艺提高机械化进度保证施工安全区内工作面顺槽采用沿8#煤煤层顶板布置,综采放顶煤工艺开采。
(1)盘区巷道的放工及施工顺序
盘区巷道的施工,本区内预测揭露断层的机率较大,支护上以锚网、锚喷支护为主,在过特殊构造地段时采用U型钢作为加强支护(如托顶煤不易采用锚网支护时)。
过断层段岩石巷道采用人工打眼爆破,掘进机出矸;煤层中施工的巷道采用掘进机直接割煤锚喷支护,跟煤顶时采用锚网支护遇有特殊地段顶板破碎时可加打锚索予以加固。
在巷道施工先后顺序上我们认为应该坚持先探后掘的原则,接近预测断层、矿界边缘煤柱前超前打探眼,探清断层及采空区水、瓦斯等情况,尽而为下一步施工的安全提供技术保证。
决定先施工盘区运输上山作为一条探巷为,探清主要地质构造的赋存情况及采空区位置,为盘区运料上山、盘区专用回风上山及工作面布置提供可靠的依据。
4.5采煤方法及采煤机械的选择
盘区的采煤方法采用走向长壁后退式采煤法,采煤工艺为综采放顶煤。
采煤机械的选择,利用我矿现有采煤艺的配套设备:
综采放顶煤工作面配套设备表表1
名称
数量
项目
技术特征
备注
采煤机
1
型号
MG150/350-WD
无链电牵引
截深
630mm
采高
1.5~2.95m
滚筒直径
1600mm
牵引速度
0~5.5m/min
牵引力
385KN
摇臂长度
1853mm
前部输送机
1
型号
SGZ630/220
中双链
链速
1m/s
电机功率
2×110KW
电压
1140V
运输能力
450t/h
中部槽尺寸
1500×590×283mm
后部输送机
1
型号
SGZ630/220
中双链
链速
1m/s
电机功率
2×110KW
电压
1140V
运输能力
450t/h
中部槽尺寸
1500×590×283mm
综采放顶煤工作面配套设备表表2
名称
数量
项目
技术特征
备注
乳化液泵
2
型号
BKW200/31.5
备用一台
工作压力
31.5MPa
额定流量
200L/min
电机功率
125KW
电压
1140V
喷雾泵
2
型号
XPB-250/5.5
一台做备用
电机功率
37KW
额定流量
80L/min
5.盘区通区
5.1盘区通风系数
四盘区通风系统采用了三条上山即盘区专用回风上山、盘区运料上山、盘区运输上山,属“两进一回”通风系统比较简单,适应高瓦斯矿井管理。
盘区同时生产工作面和用风硐室:
一个综放工作面、两个掘进工作面、六条联络巷、一个绞车硐室。
5.2盘区风量计算
(1)回采面风量计算(按瓦斯涌出量)
Q采=100qCH4×K通=100×4.6×1.6=736m3/min
式中qCH4——绝对瓦斯涌出量4.6m3/min,
K通——系数1.6
(2)掘进工作面风量计算
Q掘≥15×S掘=15×12=180m3/min
式中Q掘——掘进工作面用风量,m3/min
15——工作面最低风速,15m/min
S——掘进断面积,m2
(3)硐室风量计算
根据我公司具体情况,一个绞车硐室、六条联络巷配风量取30m3/min,故Q硐=7×30=210m3/min
(4)盘区供风量计算
Q盘区=1.15(Q采+Q掘+Q硐)
=1.15(736+180+210)
=1295m3/min
取1300m3/min
5.3盘区通风阻力计算及风速校验
见附表
5.4盘区通风系统评价
经计算:
四盘区布置一个综放工作面、两个掘进工作面等处均按要求配风量为1300m3/min,四盘区通风阻力为Pa,小于主扇负压Pa;经验算,可满足本采区一个综放工作面、两个掘进工作面布置要求。
6.采区运输
6.1盘区运输方式
盘区运输,一般包括原煤运输和辅助运输。
原煤运输在工作面采用刮板输送机,顺槽内和运输上山内采用皮带输送机;辅助运输在四盘区运输巷采用卡轨车,而在盘区运料上山内,由于断层构造影响巷道坡度起伏较大,我们拟用卡轨车来担负物料、设备和岩巷掘进出矸石等辅助运输。
6.2盘区运输系统
原煤:
回采工作面→运输顺槽→四盘区运输上山→四盘运输巷→9#煤皮带运输巷→8、9#煤煤仓→9#煤皮带运输巷→主斜井→地面
掘进工作面→四盘区运输上山→四盘区运输巷→9#煤皮带运输巷→8、9#煤煤仓→9#煤皮带运输巷→主斜井→地面
材料:
井底车场→9#煤辅助运输巷→四盘区运料巷→四盘区运料上山→用料地点
矸石:
掘进工作面→四盘区运料上山→四盘区运料巷→9#煤辅助运输巷→井底车场
6.3盘区运输设备选型
根据我矿现有运输设备的使用和库存情况,经设备选型计算,采区主要运输设备:
胶带输送机的主要技术参数如下:
型号:
输送量:
t/h
输送长度:
m
带速:
m/s
带宽:
mm
储带长度:
m
电动功率:
2×75kw
传动滚筒直径:
φ630mm
6.4盘区辅助运输设备选型
四盘区运料上山作为盘区辅助运输巷道,运料上山沿煤层掘进,巷道坡度不一致,经选型计算确定以卡轨车来完成盘区的辅助运输任务(我公司主要运料巷道都已采用卡轨车)。
卡轨车的技术参数如下:
牵引方式:
无极绳(液压)
最大牵引力:
t
牵引速度:
m/min
轨距:
600mm
轨型:
15kg/m
卡轨形式:
半卡轨
最大载重:
t
轨道转弯半径:
水平m,竖直m
最大坡度:
度
钢丝绳直径:
21.5mm
运输距离:
m
液压泵站:
7.盘区供电
7.1负荷统计
(1)采区负荷
序号
设备名称
数量
型号
电压等级
功率kw
1
采煤机
2
刮板机
3
轨载机
4
皮带机
5
乳化液泵站
6
回柱车
(2)掘进负荷
序号
设备名称
数量
型号
电压等级
功率kw
1
皮带机
2
掘进机
3
其他负荷
7.2选择变压器
7.3高压开关选择
7.4高压电缆选择
7.5高压开关整定
8.盘区压风、排水、供水
8.1盘区压风
盘区内岩巷施工及煤巷锚网支护打锚杆、锚索过程中动力用高压风由地面空气压缩机供给。
8.2盘区排水
四盘区掘进、回采工作面→四盘区水仓→三盘区水仓→中央水仓→地面
8.3盘区供水
煤层煤尘有爆炸危险,巷道施工与回采期间必须有洒水等综合防尘措施,岩巷施工亦需湿式打眼,需有高压水供给,届时可从地面污水处理厂供给。
9.安全技术措施
9.1防治水
(1)该工作面不受奥灰水威胁,主要的威胁来自于老空水,要加强对周围矿井的调查,在掘进过程中,必须保持“有掘必探,先探后掘”的原则,探90m掘70m,保证安全生产。
(2)在掘至距预计断层40m时,必须进行探测,防止断层导水;根据探测断层落差大小,及时调整巷道坡度。
(3)掘进过程中,在巷道低洼处,及时安设排水设施,建立临时排水系统,保证积水能及时排出。
9.2顶板管理
(1)回采期间顶板管理:
(1采用全部垮落法管理顶板,随支架前移自行垮落。
(2控顶及放顶步距:
最大控顶距3.8m,最小控顶距3.2m,放顶步距0.6m。
(1)掘进期间的顶板管理(采用煤巷锚网支护):
(1开工前由班组长由外向里对巷道质量进行检查,确保无危险后,方可开工。
(2若煤质松软,顶板完整性差时,应立即补打锚杆或锚索,临时支护采用前探梁,前探梁与顶板之间用板木背紧。
(3锚网施工,顶板破碎或过断层,适当缩小锚杆间排距,支护紧跟迎头。
(4施工时,要严格执行锚杆、锚索锚固力检查制度,达不到要求的必须及时补打。
(5设专人负责锚杆预紧工作,确保锚杆预紧力合格,锚固力合格,不合格时必须重打。
(6每50m安设一组顶板离层仪,并按规定进行观测,若发现后路巷道顶帮移近量增大过快,支护构件破坏等情况时,应立即撤出异常地点所有人员并及时汇报矿调度室和区队值班人员,并由外向里进行加固整修。
9.3安全出口支架形式及要求
(1)在工作面上、下两巷分别用HDJA—1000型金属铰接顶梁、PDZA22—25/100型系列单体支柱,自煤壁往外,双排超前支护均不低于20m,一梁一柱支设。
(2)工作面上、下端头支护,与工作面支护相同。
(3)工作面上、下出口,为抬棚一梁三柱支护方式,两道梁与上下两侧支护间距不得超过0.5m。
(4)上下安全出口必须加强管理,压力大时要加设抬棚。
(5)抬棚必须铰接使用,支柱初撑力不低于90KN,支柱必须与顶梁拴好,防止倒柱伤人。
9.4通风瓦斯管理
(1)为加强瓦斯管理,必须在工作面设置瓦斯监控设备。
(2)在工作面距煤头5m处的回风侧(风筒对帮)且距顶板不大于0.2m、距巷帮不小于0.3m处设置1枚瓦斯传感器,其断电值为1.5%(CH4)。
在掘进工作面巷道回风口以里10~15m处,距顶板不大于0.2m、距巷帮不小于0.3m处,安装1枚瓦斯传感器,其断电值为1.0%(CH4)。
(3)断电范围:
当巷道内瓦斯超限,切断巷道内全部非本安型电器设备电源;当各测点瓦斯浓度降到1%以下时,方可人工对闭锁开关送电,严禁闭锁开关自动恢复送电。
供给监测设备的电源必须取自风机专供开关的电源侧。
(4)每班队长、带班长、电工必须携带便携式瓦斯检测仪上岗作业。
(5)局扇的安装和使用执行《煤矿安全规程》第128条和129条有关规定,必须使用三专、两闭锁装置。
(6)风筒出口距迎头≤7m,保护好通风设施。
(7)加强粉尘管理定期洒水降尘,安设好隔爆设施。
(8)巷道内不准堆放棉丝、煤油、机油等易燃物品。
(9)作业人员必须人人熟知避灾路线。
9.5工作面防倒防滑
回采过程中必须制定相应的支架、输送机防倒防滑管理措施,严格操作工艺、质量和管理措施,杜绝倒架、滑架事故发生。
(1)支架防倒防滑
(1移架自工作面下部向上移架,以防采空区滚动矸石冲击支架尾部。
(2为防止新移设支架处于初撑力阶段与顶板的磨擦力小可能产生下滑,应采取间隔移架,并使支架保持迎山角3~5°。
(3支架移架方式均采用带压擦顶移架,移架时使用防倒千斤顶和侧护相结合、边调边拉、再使用防倒千斤顶拉升支架,保证支架支护状态良好。
(4要防止输送机下滑牵动支架下滑。
(5要固定好工作面下端头排头支架,工作面排头三架用链条和防滑千斤顶,控制支架调向及下滑。
(2)工作面输送机下滑
(1工作面采用伪斜角推进,据实测确定工作面下端头超前上端头推进伪斜角5~10°之间。
(2严格把握移输送机顺序,采用单向割煤,单向推移输送机的方式,即从下向上顺序推移。
(3用两根单体一头顶住工作面机头,另一头顶在运输巷的下帮,控制工作面输送机下滑。
(4分段安设防滑千斤顶。
每5架或10架安设于支架底座一拉拽锚固千斤顶并与输送机相连。
9.6机电运输管理
(1)机电设备必须确保完好,不完好不得使用,杜绝失爆。
(2)巷道内开关上架,“五小”上牌,电缆吊挂整齐,电机,减速机上无煤尘。
(3)停电检修和检查设备时,须有专人看守馈电开关,并且挂牌注明“有人工作,禁止送电,×年×月×日×时”,检修前电工必须先用电笔检查电放电,确保无危险后方可工作。
检修电工通知送电,看守人员方可送电,严禁其他人私自送电。
(4)操作各种设备要按要求进行,锚杆机操作手柄左侧严禁站人。
(5)操作锚杆机时,两人配合默契,换钻杆时必须注意不能冲钻杆站立,防止钻杆从眼中滑出伤人,锚杆机要抓牢抓紧,防止锚杆机歪倒伤人。
(6)各种设备要及时注油,认真维护。
(7)严禁在输送机槽内行走,更不准乘坐刮板输送机。
(8)采煤工作面的刮板输送机,必须沿着输送机安设能发出停止或开动的信号装置,发出信号点的间距不得超过12m。
开机前先发出信号,后点动试车,待观察没有异常情况时再正式开机。
(9)移动刮板输送机的液压装置必须完整可靠,移动刮板输送机时,必须有防止冒顶、片帮伤人和损坏设备的安全措施。
9.7防灭火措施
(1)巷道中应每隔50m设置洒水支管和阀门。
(2)配电点、风机开关处备有2个灭火器和1个砂箱。
(3)井下使用的柴油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内,由专人押运送至使用地点,剩余的油必须运回地面,严禁在井下存放。
(4)井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等,必须存放在盖严的铁桶内。
用过的棉纱、布头和纸,也必须放在盖严的铁桶内,并由专人定期送到地面处理,不得乱放乱扔。
严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。
(5)如工作面或巷道内着火时,根据着火情况,应首先采用直接灭火方法,如用灭火器、用水扑灭等,在直接灭火过程中,一般不得改变火区的风流方向。
直接灭火不能取得有效灭火效果时,为防止火势发展,应采取封闭隔绝灭火;封闭火区前,必须根据火区的瓦斯、一氧化碳等气体变化情况,慎重决定通风方法和封闭程序。
10.避灾路线
发生水灾时,所有人员应想尽一切办法向比发生水灾地点水平高的巷道撤退。
回采工作面→回风顺槽→四盘区专用回风上山、四盘区运料上山、四盘区运输上山→四盘区回风巷、四盘区运料巷、四盘区运输巷→9#煤皮带运输巷、9#煤辅助运输巷→主、副斜井→地面
掘进工作面→四盘区专用回风上山、四盘区运料上山、四盘区运输上山→四盘区回风巷、四盘区运料巷、四盘区运输巷→9#煤皮带运输巷、9#煤辅助运输巷→主、副斜井→地面
发生火灾时,所有工作人员应迅速撤至或绕过通风设施进入新鲜风巷道。
回采工作面→进风顺槽→四盘区运料上山、四盘区运输上山→四盘区回风巷、四盘区运输巷→9#煤皮带运输巷、9#煤辅助运输巷→主、副斜井→地面
掘进工作面→四盘区运料上山、四盘区运输上山→四盘区回风巷、四盘区运输巷→9#煤皮带运输巷、9#煤辅助运输巷→主、副斜井→地面
11.主要技术经济指标
盘区的主要技术经济指标如下:
(1)盘区开采范围向东至井田边界、向北至井田边界、向南至9411工作面,东侧为盘区系统巷道。
采区南北长度平均990m、东西长度平均1700m。
(2)盘区生产能力:
45万吨/年
(3)盘区服务年限:
(4)采煤方法:
走向长壁后退式采煤法,综采放顶煤开采工艺。
(5)盘区回收率:
80%以上。
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