采面放頂煤設(shè)計解析課件

烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦42-43號煤層?xùn)|翼+500綜采工作面放頂煤開采設(shè)計制作人：張偉2015.9.41烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦42-43號煤層?xùn)|翼+500綜采工1、《關(guān)于加強(qiáng)煤礦放頂煤開采安全管理工作的通知》（安監(jiān)總煤行〔2008〕130號）。2、《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦設(shè)計手冊》、《煤礦總工程師技術(shù)手冊》。3、新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一五六煤田地質(zhì)勘探隊編制的《新疆烏魯木齊市東山區(qū)（自治區(qū)監(jiān)獄管理局）蘆草溝煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報告》。4、2008年3月中煤國際工程集團(tuán)武漢設(shè)計研究院編制《新疆烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦采煤方法改造設(shè)計說明書》。5、2013年5月新疆科源礦業(yè)設(shè)計研究院有限責(zé)任公司編制的《烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦采區(qū)巷道布置優(yōu)化方案》。6、42-43號煤層?xùn)|翼+510、+521工作面開采時積累的技術(shù)資料和42-43號煤層西翼+510工作面開采時積累的技術(shù)資料。7、42-43號煤層?xùn)|翼+500綜采工作面放頂煤開采設(shè)計回采地質(zhì)說明書及《陳興遠(yuǎn)煤礦2011年瓦斯等級報告》。8、礦井的初步設(shè)計、延深設(shè)計等相關(guān)文件設(shè)計編制依據(jù)、原則及要求烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦21、《關(guān)于加強(qiáng)煤礦放頂煤開采安全管理工作的通知》（安監(jiān)總煤行二、礦井概況

新疆烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦位于烏魯木齊市米東區(qū)，西北距米泉市13km，西距烏魯木齊市34km，行政區(qū)劃屬烏魯木齊市管轄。井田中心地理坐標(biāo)：東經(jīng)87°44′36.5″，北緯43°54′10.5″。井田內(nèi)有瀝青公路與烏奇公路相通，井田以西2km有通往烏魯木齊火車西站至鐵廠溝露天礦和石化總廠的鐵路專線，交通十分便利。礦井建于1958年，1978年改造規(guī)模為年產(chǎn)9萬t/a，“十五”期間，該礦井被列為新疆煤炭工業(yè)“十五”結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃保留礦井。現(xiàn)礦井已完成60萬t/a規(guī)模技術(shù)改造，2010年自治區(qū)煤炭工作管理局年核定生產(chǎn)能力60萬t/a。該礦井目前運輸水平為+432m水平,回風(fēng)水平為+560m水平。開采上限為+777m，開采下限為+432m。礦井共劃分兩個采區(qū)，45號煤層為一個采區(qū)，42-43號煤層為一個采區(qū)。在42-43號煤與45號煤層中間布置一條軌道上山，兩采區(qū)共用一條軌道上山。分別在42-43號煤層頂板巖層及45號煤層底板巖層布置回風(fēng)上山。分別在42-43號煤層和45號煤層中布置采區(qū)煤倉，用于采區(qū)煤炭運輸。開拓方式為立井開拓，采用立井上山中央兩翼分段開采布局，水平分段綜采放頂煤采煤方法。一采一備兩掘。。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦3二、礦井概況新疆烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦位于烏魯三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況1、提升系統(tǒng)主立井：布置在42-43號煤層底板巖石中，位于回風(fēng)立井往北84m處，井口標(biāo)高+777.72m，運輸水平標(biāo)高+432m。主立井?dāng)嗝鏋閳A形，凈直徑4.0m，凈斷面12.6m2。主立井主要擔(dān)負(fù)提煤并兼作進(jìn)風(fēng)井任務(wù)。提升機(jī)為2JK-3.0×1.5/20型雙滾筒纏繞式提升機(jī)，電動機(jī)規(guī)格：YR4502-8800kw。提升容器：一對G3型6t底卸式箕斗，鋼絲繩：18×7+NF型，直徑34mm。副立井：布置在井田中部45號煤層中，為輔助提升立井，斷面為圓形，采用混凝土澆筑，井口標(biāo)高+782.59m，落底標(biāo)高為+432m，垂深350.59m，至+560m水平提升高度為223m，至+432m水平提升高度為351m。副立井凈直徑4.0m，凈斷面12.6m2。擔(dān)負(fù)礦井矸石、材料、人員等輔助提升任務(wù)，并兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口。井筒內(nèi)裝備1t單層單車標(biāo)準(zhǔn)罐籠一個，并設(shè)梯子間、敷設(shè)管路、電纜等。提升機(jī)為JK-2.5×2.3/20型單滾筒礦用提升機(jī)，配套電動機(jī)為YR5001-10，功率為400kw。提升容器為CLS-1/6型1t單層單車罐籠，每次選用MGC1.1-6A型翻斗式礦車1輛或提升人員12人。鋼絲繩為18×7+FC型，直徑為31mm。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦4三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況1、提升系統(tǒng)烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況

2、運輸系統(tǒng)

采煤工作面（1臺SGZ730/110型前部刮板輸送機(jī)和1臺SGZ-730/160型后部刮板輸送機(jī)）→工作面運輸順槽（1臺SZZ-730/110型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、1臺PLM1000型破碎機(jī)、1臺DSJ-1000/60/2×55型可伸縮膠帶運輸機(jī)）→+500北采區(qū)煤倉→+432m水平中央石門皮帶輸送機(jī)→主井井底煤倉→主井提升箕斗提升至地面。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦5三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況2、運輸系統(tǒng)烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況3、通風(fēng)系統(tǒng)

礦井的通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式。主、副立井及行人走巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。礦井主要風(fēng)機(jī)為兩臺FBCZ-№16B型，其中一臺工作、一臺備用。配套電機(jī)為YBFe280M-6型、55kw、380V。通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量25-58m3/s，風(fēng)壓130-850Pa。通風(fēng)方式為機(jī)械抽出式通風(fēng)。礦井準(zhǔn)備布置2個掘進(jìn)工作面，每個掘進(jìn)工作面配備兩臺FBD№5/2×11型同等能力的局部軸流式對旋局部風(fēng)機(jī)，一臺運行，一臺備用，技術(shù)參數(shù)為：Q=200-450m3/min，H=330-2892Pa，功率2×11kW。風(fēng)筒直徑Φ＝800mm。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦6三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況3、通風(fēng)系統(tǒng)烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況

4、排水系統(tǒng)

礦井采用一級排水，礦井在+432m水平設(shè)礦井中央水泵房和主副水倉，上部水平涌水經(jīng)+432m軌道上山流入+432m水平，經(jīng)+432m水平水溝流至+432m水平水倉，然后經(jīng)主立井管子道排至地面。礦井在+432m水平設(shè)中央水泵房，選用D280-65*6型水泵3臺，其中1臺工作、1臺檢修、1臺備用。排水量為250m3/h正常和最大涌水時均為一泵一管運行、且滿足20h排出礦井24h最大涌水量的要求。排水管路：選無縫鋼管φ245。主、副水倉容量分別為1300m3、1000m3烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦7三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況4、排水系統(tǒng)烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況5、供電系統(tǒng)

目前我礦雙回路電源線路都以電纜形式引自堿紅變電所，變電所主變?yōu)?2×12500kVA)35/6.3kV變壓器，線路電壓：6kV，電纜型號：YJV22-6/10，導(dǎo)線截面：70mm2，線路長度：0.55km。在礦井地面工業(yè)區(qū)場地內(nèi)建有一座6kV地面變電所。變電所內(nèi)6kV高壓配電室內(nèi)設(shè)置GZKY-12XGN2型戶內(nèi)鎧裝金屬封閉開關(guān)柜12臺，XGN2型戶內(nèi)鎧裝金屬封閉開關(guān)柜1臺，高壓靜電電容器柜2套，每套容量為160kvar；主接線采用單母線分段方式，繼電保護(hù)采用微機(jī)綜合保護(hù)裝置，設(shè)備單列布置。地面變電所安裝了兩臺變壓器，分別為一臺S9-400/6、400kVA、6/0.4kV型和一臺SJL9-320/6、320kVA、6/0.4kV型電力變壓器，這兩臺變壓器采用分列運行、同時使用的供電方式。井下中央變電所雙回路引自地面變電所，變電所內(nèi)高壓為9臺BGP9L-6型礦用隔爆型高壓真空配電裝置；低壓選用KBZ型低壓隔爆真空饋電開關(guān)，變電所安裝2臺變壓器，一臺為KBSGZY-400/66/0.69kV400kVA變壓器，一臺為KBSGZY-315/66/0.69kV315kVA變壓器；南采區(qū)為一臺KBSGZY-1000/66/0.69kV1000kVA變壓器，北采區(qū)為一臺KBSGZY-800/66/0.69kV800kVA變壓器，一臺KBSGZY-315/6315KVA變壓器。采區(qū)低壓開關(guān)選用QBZ型磁力起動器，ZBZ－4.0型礦用隔爆照明信號綜合裝置。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦8三、現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)情況烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦8四、采區(qū)概況

1、采區(qū)地質(zhì)概況

井田位于八道灣向斜南翼，區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為單斜構(gòu)造，地層傾向南，傾角86～89°，地層倒轉(zhuǎn)，未發(fā)現(xiàn)斷層，構(gòu)造簡單。含煤地層部分隱伏于第四系沖積層之下。海拔+760～+876m，平均標(biāo)高+820m左右，比高一般50～100m，形成本區(qū)低山丘陵的地貌景觀。井田內(nèi)主要出露地層為侏羅系下統(tǒng)三工河組一部分，中統(tǒng)西山窯組一部分及第四系，42-43號煤層屬中統(tǒng)西山窯組（J2x）主要出露于井田北部，為主要含煤地層，巖性一般由灰色、深灰色細(xì)砂巖、粉砂巖組成，含泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層。42－43號煤層直接頂板粉砂巖，單軸抗壓強(qiáng)度R＝58.6Mpa，軟化系數(shù)K＝0.58，穩(wěn)定性差。42－43號煤層直接底板粉砂巖R＝0.75Mpa，τt＝2.4MPa，Rw＝1.4Mpa，軟化系數(shù)K=0.01，穩(wěn)定性差。42-43號煤層，塊狀，裂隙、節(jié)理發(fā)育，單軸抗壓強(qiáng)度R＝4.4Mpa，τt＝0.03Mpa，Rw＝0.6Mpa，軟化系數(shù)K＝0.31，顯示42－43煤層穩(wěn)定性差。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦9四、采區(qū)概況1、采區(qū)地質(zhì)概況烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤四、采區(qū)概況2、采區(qū)生產(chǎn)布局

根據(jù)國家關(guān)于煤炭安全生產(chǎn)的方針政策和對礦井采煤機(jī)械化程度的要求；以及我礦整體裝備水平，各礦采煤實踐經(jīng)驗，結(jié)合我礦的實際情況確定42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面采用水平分段綜合機(jī)械化放頂煤采煤方法。42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面設(shè)計走向長度466m,(主副井連接線以東456.5m)兩巷沿煤層走向順煤層頂、底板平行布置。42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面皮帶巷兼回風(fēng)巷（北巷），用于安裝雙鏈刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮膠帶運輸機(jī)及照明設(shè)施等。巷道為錨網(wǎng)、錨索、鋼帶聯(lián)合支護(hù)。42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面軌道巷兼進(jìn)風(fēng)巷（南巷），鋪設(shè)正規(guī)軌道，用于布置移動變電站、乳化液泵站等設(shè)備，也作為供電電纜及供水管路的安裝巷道。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦10四、采區(qū)概況2、采區(qū)生產(chǎn)布局烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤五、工作面概況

1、工作面位置、周邊關(guān)系及開采情況

42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面位于42-43號煤層中，南北兩巷分別布置在42-43號煤層頂、底板。該煤層西翼+510m水平以上為采空區(qū)，采用綜采放頂煤方法回采完畢，回采之后地面塌陷區(qū)已塌實，不存在懸頂情況。42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面以南90.35米為45號煤層，45號煤層在此+500m—+537m尚未回采完畢，根據(jù)以往的開采經(jīng)驗此煤層對本回采工作面無影響。42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面以南以北84米為井田邊界。開切巷以東30米為井田邊界（留設(shè)30米井田邊界保護(hù)煤柱），停采線位于主副井連接線以東110m（此110m為井底車場保護(hù)煤柱）根據(jù)以上情況來看、+500綜采工作面在回采過程中上部不會出現(xiàn)大面積懸頂及水、火、瓦斯超限情況，根據(jù)此工作面煤的軟化系數(shù)，頂板能夠隨著采動的影響隨采隨冒。(具體情況見+510采掘情況工程平面圖)烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦11五、工作面概況1、工作面位置、周邊關(guān)系及開采情況烏魯五、工作面概況2、工作面參數(shù)

42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面設(shè)計走向長度為466m（主副井連接線以東456.5m）扣除工業(yè)廣場保護(hù)煤柱110m，走向可采長度為346.5m，采高10m，平均煤厚51m，容重1.25t/m3。開切巷：距主副井連接線以東456.5m，垂直于南北巷，開切巷長度51m，采用錨網(wǎng)、錨索、單體、鉸接頂梁支護(hù)方式，用于安裝液壓支架、前部刮板輸送機(jī)和采煤機(jī)。凈斷面：S凈＝21.60㎡。(向東)42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面皮帶巷兼回巷（北巷）：為皮帶巷兼回風(fēng)巷，用于安裝中雙鏈刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮膠帶運輸機(jī)及照明設(shè)施等。巷道為錨網(wǎng)、錨索、鋼帶聯(lián)合支護(hù)，巷道凈斷面為S凈=14.40㎡42-43號煤層?xùn)|翼+500采煤工作面軌道巷兼進(jìn)風(fēng)巷（南巷）：為軌道和進(jìn)風(fēng)巷，鋪設(shè)正規(guī)軌道，用于布置移動變電站、乳化液泵站等設(shè)備，也作為供電電纜及供水管路的安裝巷道。巷道為錨網(wǎng)、鋼帶、錨索支護(hù)巷道，巷道凈斷面為S凈=12.60㎡。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦12五、工作面概況2、工作面參數(shù)烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤五、工作面概況

3、掘進(jìn)方式及巷道支護(hù)

兩順槽采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)的方式：+500開切巷長51m，采用錨網(wǎng)、錨索、單體、鉸接頂梁支護(hù)方式，巷道寬8m，高2.7m，凈斷面：S凈＝21.6㎡，掘進(jìn)方式為綜掘工作面。+500工作面軌道巷為進(jìn)風(fēng)巷（南巷），斷面為矩形，寬4.2m,高3.0m，采用錨桿、錨網(wǎng)、錨索、鋼帶支護(hù)。錨桿間排距為600mm×600mm，頂板錨索間排距為1500mm×2500mm，每排4根錨索。+500工作面運輸巷為回風(fēng)巷（北巷），斷面為矩形，寬4.5m、高3.2m，采用錨桿、錨網(wǎng)、錨索、鋼帶支護(hù)。錨桿間排距為600mm×600mm，頂板錨索間排距為1500mm×2500mm，每排4根錨索，北幫頂板每2.5m打一根錨索。錨索為直徑Φ22毫米、長度9米的鋼絞線。頂板錨桿3支錨固劑，幫錨桿2支錨固劑，錨索線錨固劑4支，錨固劑型號為CK2335。+500工作面軌道巷及運輸巷均采用“Ω”型和Ф8mm鋼筋鋼帶支護(hù)。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦13五、工作面概況3、掘進(jìn)方式及巷道支護(hù)烏魯木齊五、工作面概況

4、采煤方法及工作面裝備

本工作面采用綜合機(jī)械化放頂煤開采，運輸巷超前支護(hù)：距工作面前7m采用端頭支架進(jìn)行超前支護(hù)，后13m采用雙排單體配鉸接梁支護(hù)；單體排距2.5m，柱距1.0m。軌道巷超前支護(hù)：軌道巷采用超前液壓支架支護(hù)。。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦14五、工作面概況4、采煤方法及工作面裝備烏魯木五、工作面概況5.工作面頂板控制

工作面安裝共安裝31副液壓支架，其中ZFG4800/18/30型支撐掩護(hù)式過渡液壓支架4架，ZF4200/17/28型基本液壓支架24架，端頭安裝ZT14400/31/32的端頭支架1組，ZFX10400/21/32型超前液壓支架2組，最大控頂距5.1m，最小控頂距4.6m。工作面選用支架工作阻力＞3800KN，支護(hù)強(qiáng)度＞0.49MPa，初撐力≥27MPa，滿足要求。烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦15五、工作面概況5.工作面頂板控制烏魯木齊市五、工作面概況6、工作面生產(chǎn)能力及循環(huán)方式

1.工作面正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)能力Q＝G·r·（L1·h1·c1＋L2·h2·c2）＝1.2×1.25×(45×2.8×0.95＋51×7.2×0.75）＝592.6t式中：Q——循環(huán)產(chǎn)量，t；G——循環(huán)進(jìn)尺，1.2m；r——煤的容重，1.25t/m3；L1——工作面開幫長度，45m；L2——工作面放頂煤長度，51m；h1——開幫高度，2.8m；h2——放頂煤高度，7.2m；烏魯木齊市米東區(qū)陳興遠(yuǎn)煤礦16五、工作面概況6、工作面生產(chǎn)能力及循環(huán)方式烏魯木齊市五、工作面概況c1——工作面開幫回采率，取95%；c2——工作面放頂煤回采率，取75％。工作面綜合回采率為：（2.8×0.95＋7.2×0.75）/10＝80.6％。2.日生產(chǎn)能力592.6×4×0.806=1910（t）3.月產(chǎn)量1910×26.5＝50615（t）4.工作面生產(chǎn)能力設(shè)計采用“兩采一準(zhǔn)”的工作方式，每日4