采煤工作面采煤工艺课程设计方案.pdf
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1、1 / 40 第一章概述 一、采煤工作面位置及开采范围 1、工作面位置及井上下关系 该采煤工作面位于一水平一采区,开采3 号煤层。采煤工 作面东以开采边界为界,西与1205 工作面相邻,本工作面编号 为 6116 。 工作面位置及井上下关系表 水平名称3 号煤层采区名称F6103 综采面 地面标高 +1123.5 +1244.9m 井下标高+916.0 +950.0m 回采对地面 设施的影响 本面地表附近有二处民房及一座庙宇需要搬迁。 井下位置及 与四邻关系 工作面西连6 煤辅助运输大巷,东靠1 号向斜和 F38 号大断层, 南、北均是未采区。 走向长度 /m 873.3 倾斜长度 /m 23
2、9.5 面积 /m 2 209160 2、开采范围 东为6116 工作面回风巷,北距采区边界10m 为界,西为 6116工作面运输巷,南以采区回风大巷为界。始采线为本工作 面开切眼,终采线为距回风大巷20M 停采线,工作面沿倾斜方 向上山推进,推进长度为1032M,工作面长度为160M。 二、采煤工作面与相邻煤层及相邻已采采区的关系 1、与相邻煤层的关系 2 / 40 本煤层上无可采煤层,本煤层编号为3 号煤层,位于山西 组下部,层位稳定,下距9 号煤层47.6M 。3 号煤层平均厚度 为 6M;9 号煤层位于太原组上段下部,煤层平均厚度为3M,煤 层稳定,属于可采,目前尚未开采,对本工作面没
3、有影响。 2、与相邻已采采区的关系 本工作面为本矿第一个采煤工作面,相邻无采空区。 三、采煤工作面与地面相对位置的关系 工作面地面为农田,没有需要保护的建筑物和构筑物,回 采后将造成地面开裂、下陷,要及时充填,以防地面雨水灌入 井下。 第二章地质简况 一、煤层赋存情况 该工作面北高南低,呈东西走向。煤层呈一单斜构造, 煤层平均倾角为16。煤层较稳定。该煤层为黑色,块状,玻 璃光泽,中宽条带状结构,以亮煤为主,境煤次之,夹暗煤 及丝炭条状,为光亮型煤,煤质为贫煤,容重为1.3t/m 3 . 。 二、围岩的性质及其对采煤的影响 工作面煤层伪顶为0.2M 厚的碳质页岩,黑色不稳定,一 般随着煤层而掉
4、落;直接顶为8.4M 厚左右的泥质细沙岩,碳质 页岩互层,随着工作面推进而垮落;老顶为8.6M 厚的灰色泥质 页岩,砂页岩互层。直接底为灰色砂质泥岩,细砂岩互层,坚 硬,厚度一般在4.2M 左右,对开采无影响。 3 / 40 附图 1 本工作面煤层综合柱状图。 三、地质构造及水文地质情况 本工作面没有构造,煤层赋存条件简单,稳定。 1、工作面水文地质条件 本工作面直接充水水源为上部砂岩裂隙含水层,6煤顶板至玄 武岩底板地层厚度为18.5-63M ,含砂岩 1-4 层,第一层砂岩 /30=7.3月 第四章巷道布置与生产系统 5 / 40 第一节巷道布置 一、巷道设计及布置 1、采区设计、采区巷道
5、布置简况 工作面两条顺槽及切眼均沿煤层底板布置,两条顺槽相互平 行。进风顺槽(辅运顺槽 通过联络巷直接与6#中央辅运大巷相 联,构成工作面的辅助运输系统;回风顺槽 主运顺槽)与6 # 煤 回风大巷相联,构成工作面的回风系统;主运顺槽通过顺槽溜煤 眼与 6 #层中央主运大巷相联搭接,构成工作面的运煤系统。 2、支护形式 全 断 面共布 置锚 杆 14根 ,顶 板布 置 6 根 规 格为 18 2400mm 的等强杆体高强度无纵筋左旋螺纹钢锚杆;两帮各布置 4 根规格为 18 2000mm的等强杆体高强度无纵筋右旋螺纹钢 锚杆 备用规格为 18 2000mm锚固端头带左螺旋麻花的等强 杆体高强度无
6、纵筋右旋螺纹钢锚杆)。 2、锚杆支护附件 顶板:选用W 钢带配合钢筋塑料网 在顶板围岩状况较差时 可用钢筋网代替)护顶。 W 钢 带 规格 : 厚度 为3mm ,宽度 为250mm, 长度 为 5300mm。 钢筋塑料网规格:8 股钢筋,网孔规格为50mm 50mm , 网片尺寸为: 2400 mm13000mm。 钢筋网规格:钢筋直径为6.5mm ,网孔规格为100mm 100mm ,网片尺寸为: 2600mm1200mm。 6 / 40 两帮:顶板和两帮使用整体钢筋塑料网支护。 二、采煤工艺 一)采煤工艺 方法选择: 6116工作面采煤方法采用倾斜长壁后退式全部 垮落综合机械化放顶采煤法。
7、 正常生产工艺流程:进刀煤机割煤移架第一轮放煤 返刀扫底 同时第二轮放煤)推前溜拉后溜清理。 1、割煤工序 正常割煤工序为采煤机前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,采煤 机为单向割煤,每割一刀煤,支架溜子推移一个步距0.8m ,完 成一次循环,往返一次割一刀煤。 2、进刀方式 本 工 作 面 采 用 机 头 机 尾 割 三 角 煤 端 部 斜 切 进 刀 , 截 深 0.8m ,采煤机割到端头后,将前滚筒降下来,返回进行斜切进 刀,同时液压支架滞后采煤机后滚筒4-6架开始移架,如遇到特 殊情况可以追机移架,或超前移架;直到走完弯曲段进入溜子的 直线段,然后沿着溜子向机尾方向依次将溜子推直;采煤机升起
8、左滚筒沿溜子向机头方向运行割三角煤;割完三角煤采煤机割煤 返回,然后进行正常割煤,完成采煤机的进刀。 3、移架工序 移架为依次顺序移架,一般情况液压支架滞后采煤机后滚筒 7 / 40 4-6架的距离依次跟机移架;特殊情况,例如老顶来压、顶板破 碎,应追机带压擦顶移架,支架滞后前滚筒1-2架。移架步距 0.8m 。 4、放煤方式 放煤由两名专职放煤工负责,采用采、放平行作业、一采一 放双轮顺序放煤方式;初次放煤在工作面顶板初次来压后进行, 停采线前 30m 停止放煤。机头五架机尾五架不放顶煤。由两名专 职放煤工按照135 架、134 架、 133 架8 架、7 架、6 架 依 次间隔递减)开始放
9、煤,第一轮放出顶煤的1/3 ,第二轮放到见 矸关门。由于工作面较长,放煤工必须根据后溜中的煤量控制放 煤速度,工作面同时放煤点严禁超过两处,防止压死后溜。 5、推溜工序 煤机返空刀扫底时,必须保证滞后采煤机不少于15m 约 9 节溜槽)的弯曲段距离。推溜步距0.8m 。 6、层位控制 严格沿煤底板回采,使工作面层位控制合理。如遇煤层底板 有较大起伏的情况可依据情况,以工作面平直为原则适当调整层 位。 附图 2 为工作面巷道布置平面图及巷道断面图。 第二节生产系统 一、运输系统 采煤工作面用采煤机破煤后,用SGZ 630/220前刮板运 输机将煤运到运输顺槽,用SGB 620/40型刮板输送机转
10、载到 8 / 40 SPJ650/22胶带输送机上运送到采区运输大巷运至采区煤仓 煤仓容量为500 吨),利用水平大巷皮带运至井底煤仓用箕斗 提至地面。 放顶煤落煤后用SGB 630/150C后刮板运输机将煤运到运 输顺槽,通过转载机转载到顺槽皮带运输。 材料运输:地面材料装罐车后通过副井井筒罐笼运至井底 车场,通过水平辅运大巷运至采区辅运大巷,利用回风顺槽运 至工作面。 二、排水系统 本工作面因为是沿倾斜下山回采,工作面涌水通过两顺槽 排入采区水仓,最后排至井底水仓。 三、供电系统 采区变电所KBSG 200/6引出一趟660V 电源供监控分 站。 移变 KBSGZY 1000/6/1140
11、引二趟 1140V 电源,一趟 供液压泵站两台乳化液泵,另一趟供运输顺槽皮带、刮板运输 机和工作面供前后煤溜及采煤机用电。 本工作面所有用电设备的负荷列表统计,见下表。 6116 采煤工作面用电负荷统计表 设备名称规格型号使用地点 数 量 规定容量 /kw 备 注 采煤机4MG 200 工作面1 200KW 前输送机SGZ630/220 工作面割煤1 110KW 后输送机SGB 工作面放顶1 75KW 9 / 40 630/150C 煤 乳化液泵BRW200/31.5 2 125KW 胶带输送 机 SPJ650/22 运输顺槽1 22KW 双速绞车JSDB13 采面2 13 KW 调度绞车JD
12、11.4 采区运输大 巷 1 11.4 KW 四、通风防尘系统 1、确定风量 6116 工作面风量计算: 根据“一通三防”管理规定中矿井风量计算细则所提供的 采煤工作面的风量计算公式: 按瓦斯涌出量的计算: Q采=100Q瓦K=1000.56 1.6=89.6m 3 /min 式中 : Q采采煤工作面实际需要风量; K工作面通风系数取1.6 ; Q瓦工作面瓦斯绝对涌出量,参照D1204 工作面实测值 和上年度瓦斯等级签定取0.56m 3 /min 。 按工作面风速计算: Q采=60VS=6019.24 554.4m 3 /min ) 其中: V工作面平均风速m/s 取 1。 10 / 40 注
13、:“一通三防”管理规定矿井通风量计算细则取 值。 S工作面平均面积9.24m 2 平均控项距4.2 采高 2.2=9.24m 2 按工作面人数计算: Q采=4N=420=80m 3/min N采煤工作面同时工作的最多人数取20 按风速验算15SQ采240S 根据计算及风速验算本工作面供风量取值554.4m 3 /min , 满足需要。 2、通风防尘系统 1)通风: 新鲜风流: 地面主副井井底车场水平运输大巷采区运输大巷 回采工作面运输顺槽 乏风流: 回采工作面回采工作面回风顺槽采区回风大巷总回 风巷回风井主扇风机地面 2)综合防尘: 1、在运输顺槽各转载点设置灭尘喷头:皮带机头、转载 机、煤溜
14、机头,保证其完好并正常使用。 2、在风巷安设6 道净化水幕,保证生产期间开启,使用正 11 / 40 常,满足净化风流的要求。 3、采煤机割煤时,其内、外喷雾必须保证使用,必须随时 更换损坏的喷嘴和被堵塞的喷咀,严禁在内外喷雾不完好或不 使用时开启机组割煤。 4、工作面支架装备有移架,放煤喷雾,当工作面支架进行 降柱、移架或放煤作业时,其喷雾系统应同步开启,保证降 尘。 5、工作面煤尘冲洗必须班班进行,超前维护段50m内班班 冲洗,风巷超前维护段往外50 100m 每日冲洗一遍,100m 以外每周冲洗一次,保证煤尘堆积厚度不超规定厚度 2mm ,长 度 5m)。 五、管路系统 供水系统: 1、
15、从采区运输大巷静压水管引一1.5 寸钢管至1240 工作 面运输巷供采煤机、支架喷雾、煤溜机头、皮带机头、转载机 头、隔爆水棚、巷道净化水幕及消防用水。 2、从采区运输巷静压水管引一趟1.5 寸钢管至D1204 工 作面回风巷用作消防、喷雾洒水及煤层注水。 六、照明及通讯系统 1、照明:机头,机尾,综采支架每隔两架有防爆照明灯进 行照明 2、通讯系统:使用KTH型矿用本安型电话3 台,分别安置 在皮带机头、转载机头、工作面前端头,通过地面TC 416 12 / 40 型 48 门数字程控交换机,与井上下各主要地点构成通讯联络 网。 第五章采煤工艺 第一节采煤工艺的选择 根据 6116 采煤工作
16、面的煤层赋存情况和该矿的设备装备及 职工的技术素质,采用倾斜长壁低位放顶煤一次采全厚综合机 械化采煤方法,顶板管理为全部垮落法。工作面煤层平均厚度 3m,其中采煤机滚筒割煤2.2 0.1m ,放煤厚度3.8m ,滚筒截 深 0.8m 。采煤机割煤一刀,放煤一轮为一正规循环,其循环进 度 0.8m 。工作面长度110m,放煤区段长102m。这样有利用提 高机械化水平,增加产量,降低吨煤成本,有利于工作面的资 源回收及顶板控制,保证安全生产。 附图 3 为采煤工作面平面及剖面图 第二节采煤工艺 一、破煤 1、采用滚筒采煤机落煤: 工作面采用4MG 200型双摇臂割煤机,依靠驱动轮与齿 轮的啮合沿工
17、作面移动。随着采煤机螺旋滚筒不断旋转割煤前 滚筒割顶煤,后滚筒割底煤),从而完成了割煤工序,采煤机 滚筒直径1.4m ,割煤高度2.2 0.1m ,采煤时,应遵循以下规 定: 13 / 40 严格执行采煤机司机技术操作规程及岗位标准。 严 格 控 制采 高 在2.2 0.1m范 围 内, 不 准 有 飘刀 挖 底,超高现象发生。 采煤机司机割煤时,必须精力集中,相互配合,严防滚 筒碰到支架前梁,尤其在斜切进刀时,司机要时刻注意。 机组司机在操作采煤机割煤时,应随时注意煤墙的软硬 变化及机组的运行状态,若出现异常,立即停机,将隔离开关 打到零位,摘开离合器,闭锁大溜,进行检查,处理后方可重 新开
18、机。 割煤过程中,机组司机应随时注意煤墙片帮及顶板变化 情况,如发现问题及时采取措施,采煤机割过后,紧跟前滚筒 打出片帮板,对工作面所暴露的顶板进行临时支护。 机组在割煤过程中,司机一定要掌握好负荷与速度的关 系 , 严 禁开 快 车 ,应 将 机 组的 运行 速度 控 制在2m/min范 围 内。 机组在运行状态中,严禁机组司机搬运机身与电缆槽之 间的炭块等物。在机组附近进行破炭工作时,必须停机,切断 机组电源,摘开离合器,闭锁大溜,将片帮板背紧煤墙,专人 监护顶板,方可作业。 严禁机组在无冷却水、喷雾不完好的情况下开机。 机组割煤时,应注意机组履带的涨紧及拖拉情况,防止 损坏电缆、水管。
19、14 / 40 机组司机随身携带便携式瓦斯报警仪,并随时注意瓦斯 浓度,当机组前后及机身20m 范围内,瓦斯浓度超过1% ,则立 即停止采煤机,闭锁大溜,及时通知班长,只有当瓦斯浓度降 至 1% 以下,方可开机。 机组开机时,必须严格执行喊话、点动、再开机的岗标 作业程序进行开机作业,严禁随意开机。 机组在斜切进刀时,机组司机必须放慢牵引速度,控制 牵引速度在1m/min 以内。 2、采煤机的进刀方式为端部斜切进刀法,采煤机在工作 面端头约25m30m 的范围内斜切进入煤壁的进刀方式称为端 部斜切法。当采煤机割煤接近工作面上端,前滑靴移动到输送 机的过渡槽上时,将前滚筒逐渐降低,后滚筒逐步升高
20、,以保 持其正常的截割。 前滚筒进入平巷后,将采煤机稍微后退,并翻转挡煤板, 然后使前滚筒一边转动一边下降到底板,后端滚筒升起,采煤 机开始反向割煤,此时前滚筒把上一刀的底板余煤割净。当采 煤机继续向下割煤即可顺着输送机弯曲段斜切入煤壁,到前后 滚筒完全切入煤壁后距回风平巷一般为25m30m),继续牵 引采煤机。与此同时,将输送机直线段和弯曲段推至煤壁,当 采煤机割至端头后,前滚筒降低至底板,采煤机反向牵引清理 浮煤至弯曲段,这时调高前滚筒,降低牵引速度,割掉端头三 角煤,采煤机至端头后,并调换两滚筒上、下位置,便可开始 15 / 40 第二循环的采煤。 二、装煤 综采工作面的装煤方式 机组滚
21、筒旋转时,煤体被截齿破落,并由螺旋叶片装入 运输机,少量煤在推前溜时由铲煤板装入大溜中。 后溜与支架底座间的浮煤,在放煤结束后,拉后溜作业 前,由放煤工装入后溜。 支架与前溜之间的浮煤及支架间的浮煤,由清煤工人清 入前部大溜中,其操作注意事项; A、清煤工必须等前部大溜推出去,支架停止动作以后开始 清煤。 B、清煤工作业时,必须随时注意煤墙及顶板情况,保证支 架护帮板全部背紧煤墙,确认支护可靠后方可作业。 C、清煤工必须面向机尾,随时注意大溜的运行状况,以防 止大溜涌出大炭或其它物件伤人。 D、清煤工作业时,与支架动作地点距离不少于15m,与采 煤机的距离不少于20m。 三、运煤 1、采煤工作
22、面的运输方式 采煤机构割下的煤,由工作面可弯曲刮板输送机经转载机 和可伸缩带式输送机运到采区运输大巷运至采区煤仓。 2、采煤工作面输送机的选择 根据工作面采煤机型号和运输能力,前输送机选用SGZ 16 / 40 630/220可弯曲刮板运输机运输采煤机落煤后的煤炭,后输送 机选用SGB 630/150C可弯曲刮板运输机运输放顶煤落煤后的 煤炭。 四、工作面支护 1、工作面支架选型 工作面使用支架为ZF2200/16/24B型中间架 87 组) ZFG 2400/16/24排头 尾)架 6 组)放顶煤综采支架,其主要技术 性能见表。 ZF2200/16/24B型支架技术性能表 额定工作阻力220
23、0KN 额定供液压力31.5MPa 额定初撑力1808KN 支架最高 / 最低 高度 2400/1600mm 支架中心距1.2m 支架支护宽度1190 1330 支护面积13.6m 2 对底板平均比压 0.2 0.3MPa 推溜力、拉架 力 121/265KN 操纵方式本架 推溜步距600mm 支架平均支护强 度 0.51 0.56MPa 适应煤层倾角10 2、移架: 本面使用ZF2200/16/24B型放顶煤支架,操作方式为手动 本架操纵,采用单架依次顺序随机移架及时支护的方法管理顶 17 / 40 板。如顶板破碎前滚筒割过后及时移架,严防冒顶,移出的支 架要符合以下规定: 工作面支架前梁接
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