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1、XX煤矿采煤工作面设计说明书1 12022工作面概况 12采区所处井田位置、采区边界及邻区情况12采区位于井田南部，其边界范围为，北以+200m二1煤层底板等高线为界，南至二1煤层露头，西以纬线为界，东至井田边界。采区走向长1400m，倾斜宽410m，煤层倾角平均，倾斜面积630796m2。该采区各系统于2010年6月份全部形成，具备安全生产条件，采区工作面接替顺序为：1206212032120421201212022 12022工作面位置及参数12022工作面为复采工作面，位于12采区上部东翼，上(南)至矿井边界保护煤柱，下(北)为已经回采结束的12042工作面，西为12采区皮带巷保护煤柱(
2、30m)，东至矿区边界。12022工作面设计走向长500m，倾斜80m，面积为40000m2，煤层平均厚度。工作面上履地貌、地物标高+423+512m，井下标高+277+339m。12022工作面上部为复耕农田，没有建筑、公路及其它重要的设施，但工作面距离地表较近，在回采后地表可能会出现裂缝或局部塌陷，在工作面回采过程中要经常检查，发现裂缝或塌陷区及时使用黄土进行夯实充填，防止地面雨水倒灌进矿井。 煤层赋存特征二1煤层位于下二叠统山西组下部，全区发育，结构简单，层位稳定。煤层距其上的大占砂岩平均。二1煤层顶板为砂质泥岩和泥岩，底板为砂岩。煤层厚度0，平均，煤层走向270273，倾向03，平均倾
3、角25，表现为单斜构造。1.3.1煤质特征：1)、物理性质二1煤为灰黑至黑色，条痕色为灰至棕黑色，呈粉沫状，半亮至全亮型，金刚、似金属光泽，具贝壳状、参差状断口，性脆易碎。视密度m3。二1煤层以粉煤为主，宏观煤岩组份不清。显微煤岩类型以亮煤、丝炭为主。有机显微煤岩组份含量%，以镜质组为主，有少量半镜质组和惰质组。镜质组多为基质镜质体、均质镜质体，多呈条带状结构，为煤中其它组份的胶结体，木煤、木质镜质体少见;半镜质组中可见到糜棱状构造，惰质组含量不多，主要为半丝基质体和丝质体，常破碎为弧状和星状，偶见丝质浑圆体和微粒体。无机组份含量%，以粘土矿物为主，呈团块状单独产出或粒状镶嵌在基质镜质体中，次
4、为碳酸盐矿物，呈脉状或团粒状分布，硫化物主要为黄铁矿，多呈脉状充填于裂隙中。1.3.2 瓦斯及煤尘等1)、瓦斯：根据矿井瓦斯地质图，该工作面位于无突出危险区。经过开采后大量的瓦斯已经释放，本工作面按一般工作面进行管理。根据12042工作面瓦斯涌出量推算，12022工作面瓦斯涌出量最大为 m3/min，最小为min，平均为min。2)、煤层的自燃发火：根据煤炭科学研究总院重庆分院2007年6月29日对本矿所做的煤炭自燃倾向等级鉴定，鉴定结论：本矿井二1煤层属于三类，不易自燃煤层。矿井在正常的生产过程中未发生过煤层自然发火现象，在生产历史上无高温自燃现象，据白坪井田区域资料，二1煤层自燃发火期为8
5、12个月，在以后的矿井生产中要对煤层的自燃加以预防。3)、煤尘：煤炭科学研究总院重庆分院2007年6月29日对本矿所做的煤尘爆炸性鉴定报告，爆炸性试验火焰长度10mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量%，煤尘爆炸指数为%。鉴定结论：有煤尘爆炸性。 煤层的顶底板情况1)、二1煤层伪顶：炭质泥岩，仅局部可见，不发育，一般厚，随采随落，不易维护。2)、二1煤层直接顶：砂质泥岩和泥岩，有局部为细粒砂岩，平均厚，岩石级别为45级，普氏硬度系数23， 岩石内磨擦角3238，垂直抗压强度为，随工作面推进而自动垮落。3)、二1煤层老顶：是灰白色、含云母特多的细至中粒长石石英砂岩，层面含大量白云母片及炭质面，俗称大占砂岩
6、。平均厚度左右，普氏硬度系数811，内磨擦角82538448，容重吨/m3，垂直抗压强度为，由于其厚度大，回采后一般不直接垮落，往往滞后一段时间垮落4)、二1煤层伪底：炭质泥岩和砂质泥岩，厚度，质软。5)、二1煤层直接底板：砂岩，平均厚，层理比较明显，开采时经常遇到基底不平现象。6)、二1煤层老底：为石炭系太原组的L7-8灰岩，平均总厚为，质坚性脆。 工作面储量12022工作面设计走向长度500m，倾斜长度80m，面积为40000m2，煤层平均厚度。工业储量：40000=万t;可采储量：37600=万t。工作面可采期：工作面生产能力为万t/月，服务时间为9个月本文来自: 中国煤矿安全生产网 详
7、细出处参考：2012/04/12质构造该工作面为单斜构造，没有大的断层及褶曲等其它构造，对工作面回采没有影响。 水文地质特征1)、主要含水层(1)上寒武统和中奥陶统灰岩岩溶裂隙承压含水组主要岩性为白云质灰岩，溶洞发育，揭露最大厚度;该含水组单位涌水量，渗透系数d，水位标高+。(2)太原组下段灰岩岩溶裂隙承压含水层该含水层为二1煤层间接充水含水层。为L1L4石灰岩，石灰岩平均厚，该组单位涌水量，渗透系数d，水位标高+。(3)太原组上段灰岩岩溶裂隙承压含水层该层为二1煤底板直接充水含水层。由L7灰岩及以上太原组组成，以L7灰岩为主，一般;该组单位涌水量，渗透系数d，水位标高+。(4)二1煤顶板砂岩
8、孔隙裂隙承压含水层系指二1煤以上60m范围内的中、粗粒砂岩含水层，厚度，一般20m，其中以大占砂岩和香炭砂岩为主，岩芯破碎，含弱孔隙裂隙承压水，钻孔抽水单位涌水量，渗透系数d，水位标高+。反映其迳流条件不好，富水性弱的特点。该层为二1煤直接顶板含水层，正常情况，不会对开采二1煤造成威胁。该采面位于矿井上部，顶、底板无大的水害威胁。2)、老窑、老空水该采面巷道在老空区掘进，经11采区揭露，采空区顶板并未锈结，涌水流向深部，采空区内不会有大面积积水，但局部可能有少量积水，存在老空水的威胁。严格按照探放水设计进行探放水。3)、断裂构造影响本工作面区域内无断裂构造。4)、水文地质条件及涌水量由白坪井田
9、水文地质资料得知，马池矿位于白坪井田西部，二1煤顶板砂岩含水层富水性弱，水文地质条件简单;二1煤底板太原组上段灰岩含水层为灰岩裂隙水，水文地质条件简单，本井田处在水文地质条件简单地段。以邻近12042采煤工作面开采时涌水量为依据，推算12022工作面涌水量：12042工作面正常涌水量为5m3/h，最大涌水量为8m3/h;12042工作面位于12022工作面下部，根据正常情况推算，下部12042工作面的涌水量要大于上部12022工作面的涌水量，考虑综合因素，12022工作面正常涌水量为5m3/h，最大涌水量为8m3/h。 其他因素矿井区域内地温梯度约为C/100m，平均C/100m，该工作面地温
10、、地压均无异常。2 巷道布置方式及支护形式的选择、工作面顶板支护设计 工作面巷道布置工作面上、下付巷通过车场与副斜井连接，车场长度均为30m。由于12022下付巷前300m巷道为沿空掘进，等12042工作面回采结束后进行掘进;先施工掘进12022上付巷与切眼。12022上、下付巷均采用工字钢对棚支护，切眼采用单体柱配型钢梁支护。切眼位于12022上付巷505m位置，向下掘进与12042下付巷贯通形成工作面。工作面停采线位于12采区皮带巷东30m处。工作面上、下付巷回风巷与车场中间各设置两道正反向风门，12022上付巷回风绕巷与12012上付巷连接处设置两道正反向风门。运输巷、回风巷、联巷均采用
11、工字钢对棚支护，净断面均为。运输巷主要担负工作面煤、矸运输、进风和行人;回风巷担负工作面运料、回风和行人;联巷担负工作面行人、运料等任务。(具体见工作面设计图)。 12022上付巷12022上付巷开口坐标：x=3800111，y=，顶板标高+。设计巷道沿煤层底板掘进，走向方位角930，平均坡度-20 42。采用11矿工钢支护，规格为，掘进断面 m2，净断面。该巷道担负12022工作面回采期间的运输材料、回风、行人等任务。 12022下付巷12022下付巷开口坐标：x=3800185，y=，顶板标高+。12022下付巷外段300 m顺着原来12042上付巷沿空掘巷，该巷道里段195m掘进方位角9
12、3，平均坡度-3。采用11矿工钢支护，扩修断面 m2，净面。该巷道担负12022工作面回采期间的运煤、进风、行人等任务。 12022工作面切眼设计工作面切眼从12022上付巷505m处向下沿煤层顶板掘进，方位角00，坡度-260 ，切眼长度为80m。 顶板管理根据煤层赋存条件及顶底板岩层情况，顶板管理方式采用全部跨落法。支架选用DZ2本文来自: 中国煤矿安全生产网 详细出处参考：2012/04/12单体液压支柱，本支柱可适用于炮采工作面。其主要技术参数为：支护高度17002200，额定工作阻力250kN，额定工作压力，初撑力115157kN。顶梁选用FBD2400/300C型钢梁。并配有XRB
13、2B-150/200型乳化液泵站为采面的单体液压支柱供液。工作面采用二梁五柱支护形式，棚间距为，该支护形式能够满足安全生产需要(经下面验算得出结果)。2.2.1 顶板支护设计直接顶为泥岩和砂质泥岩，厚度为。老顶为细-中粒大占砂岩，厚度。根据12042复采工作面顶板观测，直接顶初次垮落步距为10m，老顶初次来压步距为15m，周期来压步距为6m，属二类中等较稳定顶板。局部顶板为原顶板垮落后胶结再生顶板。采场控制设计：该工作面顶板控制设计从“支、护、稳”三方面考虑设计。(1)“支”：就是要求支架在其工作过程中能够支撑住顶板所施加的压力。在直接顶初次垮落、老顶初次来压及周期来压期间支柱所受压力比平时大
14、的多。因此，支护强度设计从这三个时期计算取最大值。A、直接顶初次垮落期间直接顶初次跨落期间要把直接顶安全地切在采空区，在此期间支架至少应承担起直接顶初次垮落步距一半的重量，合理的支护强度为：P1=MALAYA/2L小 =(610/(2=m2式中：P1支架支护强度 t/m2MA -直接顶厚度 6mYA -直接顶平均容重 m3LA -直接顶初次垮落步距 10mL小 -最小控顶距 B、老顶初次来压期间要求支柱在不被压死的情况下，P2能承担起老顶重量的1/4及全部直接顶的作用力。A= MeYeL/L小=6= m2式中：A -直接顶作用力 t/m2MA -直接顶厚度 6mYe -直接顶容重 m2L- 最大控顶距 L小 -最小控顶距 P2=A+MBYBCB/4ktL小=+15)/4=+/24=(t/m)式中：P2 -支架支护强度 t/m2A -直接顶作用力 m2MB -老顶厚度 YB -老顶容重 m3kt -岩重分配系数 k
