煤矿采煤工作面设计说明书

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1、XX 煤矿采煤工作面设计说明书112022 工作面概况1.112 采区所处井田位置、采区边界及邻区情况，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：12062120321204212012120221.212022 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（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1.5m。工作面上 履地貌、地物

2、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。1.3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 6.00m。二1煤层顶板为砂质泥岩和泥岩，底板为砂岩。煤层厚度02.0m，平均1.5m，煤层走 向 270273，倾向 03，平均倾角 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

3、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1.38 t/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92.5%，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7.5%，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，次为碳酸盐矿物，呈脉状或团粒状分布，硫化

4、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0.25m3/min，最小 为 0.1m3/min，平均为 0.15m3/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

5、火期为812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10.94%，煤尘爆炸指数为 17.03%。鉴定结论：有煤尘爆炸性。1.4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0.l-o.8m，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6.00m，岩石级别 为45级，普氏硬度系数23，岩石内磨擦角32 38,垂直抗压强度为40.9MPa，随工 作面推进而自动垮落。3）、二1 煤层

6、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。平均厚度13.24m左右，普氏硬度系数811,内磨擦角 82 5384 48，容重2.73吨/m3,垂直抗压强度为82.5MPa，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0.5-2.0m，质软。5）、二1煤层直接底板：砂岩，平均厚3.0m，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9.40m，质坚性脆。1.5 工作面储量12022工作面设计走向长度500m，倾斜长度80m，面积为

7、40000m2，煤层平均厚度 1.5m。工业储量：40000X1.5X1.38=8.28 万 t;可采储量：37600X 1.5X 1.38=7.78 万 t。工作面可采期：工作面生产能力为0.8万t/月，服务时间为9个月 2012/04/12/124958.shtml 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。1.7 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1 1 1 . 1 4m ;该含水组单位涌水量0.009621.863L/s.m，渗透系数 0.15675.85m/d，水

8、位标高+229.25+428.62m。（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13.63m，该组 单位涌水量0.00210.00491L/s.m，渗透系数0.03620.222m/d，水位标高+407.31m。（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9.40m;该组单位涌水量0.3530.664L/s.m，渗透系数2.939.44m/d，水位标高 +268.989+299.86m。（4）二1 煤顶板砂岩孔隙裂隙承压含水层系指二1煤以上60m范围内的中、粗

9、粒砂岩含水层，厚度2.4558.23m, 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 0.00620. 018L/s.m，渗透系数 0.0140.2974m/d，水位标高+320.86+371.81m。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

10、）、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

11、，最大涌水量为8m3/h。1.8 其他因素矿井区域内地温梯度约为0.22。2.62 C/100m,平均1.23 C/100m,该工作面地 温、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2.1 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n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3

12、0m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、联巷均采用工字钢对棚支护， 净断面均为6.1 。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）。采用11#矿工钢支护，规格为2.6X2.4m，掘进断面7.2m2，净断面6.1m2。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。，平均坡度-3。采用11#矿工钢支护2.6X2.4m，扩修断面7.2m2，净面6.1m2。该巷 道担负12022工作

13、面回采期间的运煤、进风、行人等任务。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。2.2 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 DZ22012/04/12/124958_2.shtml2-30/100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 mm，额定工作阻力250kN,额定工作压力29.5Mpa，初撑 力115157kN。顶梁选用FBD2400/300C型钢梁。并配有XRB2B-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

14、梁五柱支护形式，棚间距为06m，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6.0m。老顶为细-中粒大占砂岩，厚度13.24m。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的多。因此，支护强度设计 从这三个时

15、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：Pl二MALAYA/2L 小=(6X10X 2.5)/(2X 2.4)=31.25t/m2式中：Pl支架支护强度t/m2MA直接顶厚度 6mYA直接顶平均容重 2.5t/m3LA直接顶初次垮落步距 10mL 小最小控顶距 2.4mB、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=6X2.5X3.4/2.4=21.25t/m2式中：A直接顶作用力t/m2MA直接顶厚度 6mYe直接顶容重 2.5t/m2L最大控顶距 3.4mL 小-最小控顶距 2.4mP2=A+MBYBCB/4ktL 小=21.25+(13.24X2.5X15)/4X2.5X2.4 =(21.25+496.5)/24=21.57(t/m)式中：P2支架支护强度t/m2A直接顶作用力21.25t/m2MB老顶厚度 13.24mYB老顶容重 2.5t/m3kt岩重分配系数kt=2.5L 小-最小控顶距 2.4mCB老顶初次来压步距15mC、周期来压