第一章二采區(qū)概況現(xiàn)礦井開采區(qū)域為礦井二采區(qū)〔南翼〕，開采水平為+578水平，即二采區(qū)運輸巷、二采區(qū)軌道巷，二采區(qū)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)已形成。生產(chǎn)系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)如下：一、通風系統(tǒng)1、進風：副斜井、主斜井、行人斜井→井底車場→西南軌道巷→西南軌道斜巷→3#聯(lián)絡(luò)巷→二采區(qū)運輸巷副斜井、主斜井、行人斜井→井底車場→北翼運輸大巷→北翼軌道大巷→西南運輸巷→西南運輸斜巷→二采區(qū)運輸巷2、回風：二采區(qū)軌道巷→總回風巷→回風立井→地面二、運輸系統(tǒng)1、運煤路線由工作面運輸順槽皮帶轉(zhuǎn)載至二采區(qū)運輸巷內(nèi)帶式輸送機，二采區(qū)運輸巷內(nèi)鋪設(shè)有DTL120/100型帶式輸送機。運煤路線：二采區(qū)運輸巷→西南運輸斜巷→西南運輸巷→二采區(qū)溜煤眼→上倉皮帶斜巷→主斜井→皮帶棧橋→地面煤場2、運料路線經(jīng)二采區(qū)軌道巷SQ-80/110B單軌無極繩連續(xù)牽引車將物料運至2204回風順槽繞道口再經(jīng)調(diào)度絞車進入設(shè)計工作面回風順槽。二采區(qū)軌道巷內(nèi)鋪設(shè)有30Kg/m軌道。運料路線：地面料場→副斜井→井底車場→西南軌道巷→西南軌道斜巷→二采區(qū)軌道巷上車場→二采區(qū)軌道巷→2204回風順槽繞道口。三、供電系統(tǒng)在二采區(qū)運輸巷、軌道巷之間布置有1號變電所、2號變電所、3號變電所及采區(qū)水泵房變電所。設(shè)計工作面距離2號變電所最近，采取就近供電原那么供電，電源取自2#變電所，供電電壓等級為1140v。四、排水系統(tǒng)在二采區(qū)運輸巷右側(cè)有排水溝，二采區(qū)各個采掘工作面排水均通過順槽排水管路或排水溝流進二采區(qū)水倉或運輸巷內(nèi)的排水點，排水點安裝了相匹配的排水設(shè)備。設(shè)計工作面排水也經(jīng)此路線排水。五、壓風、供水施救系統(tǒng)根據(jù)《2號煤層二采區(qū)設(shè)計說明書》及二采區(qū)運輸、軌道兩條開拓大巷中布置的壓風、供水管路及自救裝置，設(shè)計工作面壓風、供水管路及自救裝置自開拓大巷中引入如下：距工作面25—40m范圍內(nèi)的運輸順槽和回風順槽各設(shè)置1處自救站，自救站安裝18個壓風、供水自救裝置?；仫L、運輸順槽每隔400m設(shè)置1處自救站，每個安裝6個壓風、供水自救裝置，以上自救裝置要隨著工作面的回采不斷向后移設(shè)。供水管路：皮帶順槽每隔50m設(shè)一個三通及閘閥，軌道順槽每隔100m設(shè)一個三通及閘閥。六、平安監(jiān)控及井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)礦井現(xiàn)使用的平安監(jiān)控系統(tǒng)型號為KJ70N，該系統(tǒng)實現(xiàn)了雙機熱備、聯(lián)網(wǎng)上傳功能。設(shè)計工作面按照AQ1029—2007標準配備甲烷傳感器、風速傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、粉塵傳感器、二氧化碳傳感器等各類傳感器。監(jiān)控員每班不少于2人實行24小時輪崗值班，井下維檢員每班保證1—2人實行“三八〞工作制，保證平安監(jiān)控系統(tǒng)24小時正常運行。七、緊急避險系統(tǒng)二采區(qū)設(shè)計的工作面緊急避險系統(tǒng)均由西南運輸大巷與二采區(qū)運輸巷轉(zhuǎn)彎處構(gòu)筑的井下永久避難硐室承當，永久避難硐室額定避險人數(shù)為100人，額定避險時間為96h，硐室內(nèi)有滿足避難人員生存的必要生活物品。該永久避難硐室主要為二采區(qū)作業(yè)人員〔包括2204采煤工作面作業(yè)人員〕在發(fā)生事故時提供避難場所。避難硐室內(nèi)配置有防護密閉系統(tǒng)、氣幕噴淋系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、空氣凈化及除濕系統(tǒng)、降溫系統(tǒng)、生活保障系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、電力照明系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等。當井下發(fā)生災(zāi)害事故，人員未能及時撤離，可進入緊急避難硐室避險。第二章工作面概況及地質(zhì)條件第一節(jié)工作面概況一、工作面井上下位置、四鄰關(guān)系：1、工作面井上、下位置：2204工作面上覆地表為丘陵荒坡、梯田，地面標高805-888m,埋藏深度為234-343m。工作面地表東鄰近喬聯(lián)坡大部黃土覆蓋，植被發(fā)育稀少，多為丘陵、梯田和溝壑。2、工作面四鄰關(guān)系：2204工作面西部為2203采空區(qū)，北部鄰近DF3斷層保安煤柱，東為2205回風巷，南部緊鄰二采區(qū)運輸巷保安煤柱。第二節(jié)地質(zhì)條件一、煤層及頂?shù)装迩闆r1、煤層情況〔1〕煤層的物理性質(zhì)：黑色、金剛光澤，節(jié)理、層理發(fā)育，斷面平整，線粒狀結(jié)構(gòu)或?qū)訝顦?gòu)造?！?〕煤層結(jié)構(gòu)及平均厚度：—2.0m左右，夾矸下煤厚0.7m左右。煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦存穩(wěn)定，厚度、結(jié)構(gòu)變化很小。〔3〕煤層傾角：傾角2-10°左右。2、頂?shù)装迩闆r〔1〕偽頂：工作面?zhèn)雾?，厚?.1-0.32m，巖性為黑色、黑灰色碳質(zhì)泥巖或灰色泥巖，松軟易冒落?！?〕直接頂：為中砂巖，深灰色含云母，斜波狀層理，含泥巖包裹體，裂隙發(fā)育。厚3.60m〔依據(jù)L28號鉆孔〕。莫氏硬度為2-3度之間，屬軟弱-半堅硬巖石〔依據(jù)2號煤層二采區(qū)設(shè)計〕?！?〕老頂：粉砂巖，黑灰色、含云母、質(zhì)均勻、交錯層理，局部裂隙發(fā)育。厚度7.00m。莫氏硬度為3-4度之間，屬堅硬巖石。〔4〕底板：細砂巖，灰白色，含云母、緩波層理狀，層面富碳化物，含泥巖包裹體及方解石脈，厚度2.91m。3、工作面礦壓情況根據(jù)2202、2203綜采工作面以往礦壓觀測數(shù)據(jù)，預計2204綜采工作面初次來壓步距為15米，直接頂隨采隨落。二、地質(zhì)構(gòu)造2204工作面位于連馬河背斜軸部東側(cè)，工作面內(nèi)大部煤巖層傾向偏東，傾角2-10°左右。三、水文地質(zhì)1、地表水及頂?shù)装搴畬庸ぷ髅娴乇頍o水體分布。頂板K8、K9砂巖含水層由碎屑巖類的中、細砂巖組成，巖石裂隙不發(fā)育。底板直接含水層〔K7砂巖含水層〕裂隙不發(fā)育，為弱富水性含水層，底板間接含水層K2、K3承壓含水層為極強富水性含水層，最初承壓水位標高為603ｍ左右，高于煤層底板標高〔最低462m〕，工作面巷道回采屬于帶壓開采區(qū)域。2、隔水層煤層頂板以上各含水層之間隔水層主要由具有可塑性的泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，一般厚度2米至數(shù)米不等，可起到良好的層間隔水作用。2＃煤底板下至K2、K3承壓含水層之間的隔水層主要由泥巖、泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖等組成，總厚度約47米左右，是預防承壓水突水的良好有效隔水層。阻隔奧陶系承壓含水層的隔水層主要由中石炭統(tǒng)本溪組的細膩，不透水鋁質(zhì)泥巖等組成，厚度17.30-28.85m,平均23.52m，系一較好的隔水層。3、采空積水、褶曲、斷層等充水因素影響采空積水：2204工作面臨近區(qū)域為2203采空區(qū)，回采過程中受采空區(qū)水害影響。由于回采是上山推進，工作面涌水會流向采空區(qū)。4、回采前探放水措施2204工作面在回采前應(yīng)對該工作面進行物探透視，并進行整體工作面鉆探驗證。確認無水害危險方可回采通過。5、預計工作面回采過程中最大涌水量煤層頂板上K8、K9砂巖含水層和底板下K3含水層承壓水作用下，造成工作面在回采過程中的頂板滴〔淋〕水或底板滲水。2204工作面回采時正常涌水量約為40-70m3/h，初采期間最大涌水量150m3/h。四、工作面儲量及效勞年限1、工作面儲量ZG＝LSMρ+Z三角煤＝1352×116××1.4+90×59××1.4＝657460T式中：ZG——工業(yè)儲量，TL——工作面走向長度，mS——工作面傾向長度，mM——工作面采高，mρ——32、效勞年限T＝Zk/A/H＝657460÷2864÷23≈式中：T——工作面可采期，月A——工作面日生產(chǎn)能力，噸/日H——每月按平均生產(chǎn)23天計算可采期取其最大值為10月。五、瓦斯、煤塵、煤層自然情況3/min，為瓦斯礦井。煤塵無爆炸性；自燃發(fā)火傾向為Ⅲ級；地溫保持在正常值內(nèi)，一般為14—17℃；無沖擊地壓。第三章工作面設(shè)計根據(jù)第一章礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)概況，第二章煤層地質(zhì)條件、厚度、傾角、瓦斯涌出量、自然發(fā)火傾向和礦山壓力等因素，經(jīng)綜合分析，進行工作面設(shè)計。第一節(jié)采煤方法、巷道布置及設(shè)備選型一、采煤方法根據(jù)2204工作面煤層賦存情況，開采方式為后退仰斜式開采，采用傾斜長壁綜合機械化采煤方法，一次采全高，全部垮落法管理采空區(qū)頂板。二、巷道布置1、回風巷〔1〕布置：全煤巷沿煤層頂板定向掘進，掘進方位角37°，巷道長度受北部DF3斷層影響，預計長1416m〔2204切眼至2203運輸順槽聯(lián)絡(luò)巷口〕?！?〕支護及斷面：巷道支護方式為錨網(wǎng)索聯(lián)合支護，巷道凈斷面根據(jù)實際情況另行研究確定，確定后編制專項作業(yè)規(guī)程?！?〕用途：擔負本工作面的回風、材料及設(shè)備運輸、鋪設(shè)監(jiān)測線纜及排水管路等任務(wù)。2、運輸巷〔1〕布置：全煤巷沿煤層頂板定向掘進，掘進方位角37°，巷道長度受北部DF3斷層影響，預計長1462m〔2204切眼至2203運輸順槽聯(lián)絡(luò)巷口〕?！?〕支護及斷面：巷道支護方式為錨網(wǎng)索聯(lián)合支護。2204回風巷道斷面為矩形，寬4.5m，高3m；2204運輸。巷道斷面支護參數(shù)根據(jù)實際情況另行研究確定，確定后編制專項作業(yè)規(guī)程。〔3〕用途：擔負工作面煤炭運輸、進風、防塵管路及生產(chǎn)電纜敷設(shè)等任務(wù)。3、2204工作面泄水貫眼〔1〕布置：全煤巷、沿煤層頂板布置，位于2204運輸巷與2205回風巷之間，全長30米。〔2〕支護及斷面：支護方式為錨網(wǎng)索聯(lián)合支護，巷道斷面根生產(chǎn)實際需要研究確定，單獨編制?！?〕用途：擔負工作面回采期間的排水任務(wù)。4、風橋〔兩個〕〔1〕布置：風橋跨巷施工〔跨二采區(qū)運輸大巷〕，施工方法另行研究確定，單獨編制?！?〕支護及斷面：巷道支護方式為錨網(wǎng)索+噴漿聯(lián)合支護，巷道斷面根據(jù)安裝風門及其他需要確定?！?〕用途：擔負巷道掘進及回采期間的運料、回風等任務(wù)。5、切眼〔1〕布置：全煤巷沿頂定向掘進，方位角127°19′，全長116米，上下分別于回風巷、材料巷相聯(lián)接?！?〕支護及斷面：巷道支護方式為錨網(wǎng)索聯(lián)合支護，巷道斷面根據(jù)安裝要求，另行研究確定后，單獨編制?！?〕用途：裝備采煤機、液壓支架及工作面輸送機等設(shè)備。6、絞車及材料硐室〔1〕布置：全煤巷布置在巷道非工作幫，具體位置根據(jù)生產(chǎn)實際需要確定。〔2〕支護及斷面：硐室斷面根據(jù)安裝絞車及放置材料的不同，根據(jù)實際情況另行研究確定支護方式及斷面大小，單獨編制。〔3〕用途：絞車硐室用于安裝絞車，保證掘進和回采期間的正常運輸；材料硐室用于放置工作面?zhèn)溆貌牧稀?、水倉〔1〕布置：具體位置根據(jù)生產(chǎn)實際需要確定?！?〕支護及規(guī)格：水倉支護及規(guī)格根據(jù)生產(chǎn)實際需要確定，施工方法另行研究確定，單獨編制?！?〕用途：水倉用于擔負掘進期間的排水任務(wù)。三、設(shè)備選型1、采煤機選型依據(jù)礦井生產(chǎn)能力120萬t/年，2204綜采工作面長度為116米，采高初步確定為2.9米，煤層硬度f=2，采用型號為MG300/700—WD雙滾筒采煤機。2、工作面刮板輸送機選型工作面刮板運輸機選型需滿足三個方面要求：刮板輸送機運輸能力應(yīng)不低于采煤機最大割煤能力，保證將采煤機采落的煤全部運出；外形尺寸和牽引方式與采煤機相匹配；長度與工作面長度相一致。Qc=Kc×Qm式中：Qc----刮板輸送機運輸能力Kc----采煤機與刮板機同向運行時修正系數(shù)，1.20；Qm----采煤機最大割煤能力，757t/h那么Qc=908t/h綜合以上原那么，礦井現(xiàn)有SGZ-764/630型可彎曲刮板輸送機，可滿足生產(chǎn)需要。3、工作面轉(zhuǎn)載機選型工作面轉(zhuǎn)載機的轉(zhuǎn)載能力要與工作面的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并與工作面刮板輸送機和可伸縮帶式輸送機相配套，根據(jù)公式計算:Qz=Kz×Qc式中：Qz----轉(zhuǎn)載機輸送能力，t/h；Kz----轉(zhuǎn)載機富裕系數(shù)，1.10；Qc----刮板輸送機能力，908t/h。那么Qc×908=999t/h綜合以上原那么,礦井現(xiàn)有SZZ-764/200型刮板轉(zhuǎn)載機，可以滿足生產(chǎn)需要。4、可伸縮帶式輸送機帶式輸送機要與工作面推進長度相適應(yīng)，每小時運煤量與工作面生產(chǎn)能力相匹配。B=式中：B----帶式輸送機寬度K----貨載截面系數(shù)，β=25°，K=400；3；C----運輸機傾角系數(shù)，α=0-10°時，取C=1.綜合以上原那么，礦井現(xiàn)有DSJ-100型可伸縮帶式輸送機，可滿足生產(chǎn)需要。5、液壓支架的選型〔1〕、根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造特征，為保證選用適宜的支架，使得綜采各項工藝參數(shù)充分發(fā)揮，確保工作面高產(chǎn)高效，進行工作面支架選型。A、根據(jù)工作面頂板強度、煤層厚度和煤層傾角等賦存條件，初步選用支架為支撐掩護式支架。按最大采高計算，冒落帶巖層重量估算法P=〔6—8〕×γ/1000式中：γ——3；P——支架單位面積上的載荷，MPa；M——煤層開采厚度，3m；〔6—8〕——工作面支架應(yīng)該支護的上覆巖層厚度為采高的6—8倍，應(yīng)根據(jù)具體情況合理選取。開采煤層較薄、頂板條件好、周期來壓不明顯時，應(yīng)選用低倍數(shù)；反之那么采用高倍數(shù)。那么：P=〔6—8〕×γ/1000=〔6～8〕××××/1000ZZ4800/18/38型支撐掩護式液壓支架支護強度為0.75MPa，大于按6—8倍采高計算的0.515～0.686MPa，所以現(xiàn)有支架能滿足生產(chǎn)要求。B、支架工作阻力確實定：支架工作阻力：Q=Zb〔l+c〕〔Kn〕式中：Z——選定支護強度，取515kpa；b——支架中心距，取1.5m；c——頂梁前端至煤壁距離，取0.2m；l——頂梁長度，取4.5m。Q=Zb〔l+c〕=515××(4.5+0.2)=3800KNC、支架初撐力確實定由于2204工作面頂板以軟巖頂板為主，頂板較不穩(wěn)定，故確定支架的初撐力不小于工作阻力的80%，即為3014.4KN。D、液壓支架的高度計算依據(jù)2204回采工作面附近鉆孔和2203回采工作面回采地質(zhì)條件揭示，2204回采工作面煤層厚度為2.5m-3m。〔2〕支架的最大支撐高度考慮到頂板有偽頂冒落或局部冒落，支架的最大支撐高度應(yīng)是煤層最大開采厚度再加200-300mm，即：hmax=Hmax+〔200-300〕mmHmax——煤層開采的最大高度，mm。=2900+300=3200mm〔3〕支架的最小支撐高度支架的最小支撐高度為最小開采高度減去〔250-350〕hmin=Hmin-〔250-350〕mmHmin——煤層開采的最小高度，mm。=2500-350=2150mm根據(jù)以上參數(shù)，礦井現(xiàn)有ZZ4800/18/38支撐掩護式支架，可以滿足生產(chǎn)需要。第二節(jié)工作面生產(chǎn)能力本工作面采用“三八〞制循環(huán)作業(yè)：兩班生產(chǎn)，一班檢修。每個生產(chǎn)班以完成一次采裝運支為一循環(huán)，一日8個循環(huán)。回采工藝順序根據(jù)工作面頂板情況采用及時支護和滯后支護兩種方式，采用端部斜切進刀方式，工作面兩端頭采用中部支架及單體柱配合π型梁進行支護，工作面兩端頭超前支護采用液壓單體支柱配合π型梁支護，超前支護距離不小于20m。一、產(chǎn)量1.循環(huán)產(chǎn)量：Q循環(huán)=工作面凈長×煤厚×截深×煤容重×循環(huán)進刀數(shù)×工作面回采率×循環(huán)率=116××××1××0.9=358噸2.日產(chǎn)量：Q日=Q循環(huán)×日循環(huán)數(shù)=358×8=2864〔噸〕3.月產(chǎn)量：Q月=日產(chǎn)量×月平均生產(chǎn)天數(shù)=2864×23=6.59〔萬噸〕4.日進尺：L日=截深×每循環(huán)進刀數(shù)×日循環(huán)數(shù)×循環(huán)率×1×8×0.9=5.76〔m〕第三節(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)一、運輸系統(tǒng)〔一〕運煤路線：2204工作面→2204運輸順槽→二采區(qū)運輸巷→西南運輸斜巷→西南運輸巷→二采區(qū)溜煤眼→上倉皮帶斜巷→主斜井→皮帶棧橋→地面煤場〔二〕軌道運輸系統(tǒng)根據(jù)2204回風巷地形地質(zhì)條件及巷道長度，在風橋車場處安裝一臺SQ-100/132P型無極繩絞車，保證運料平安，提高運料效率。進料路線：地面料場→副斜井→井底車場→西南軌道巷→西南軌道斜巷→二采區(qū)軌道巷上車場→二采區(qū)軌道巷→2204回風順槽→2204工作面回料路線：與進料線路相反。二、通風系統(tǒng)1、通風方法巷道掘進期間采用局部通風機壓入式通風，工作面形成后采用U型通風方式。2、通風線路新鮮風流路線：副斜井、主斜井、行人斜井→井底車場→西南軌道巷→西南軌道斜巷→3#聯(lián)絡(luò)巷→二采區(qū)運輸巷→2204運輸順槽→2204工作面泛風風流路線：2204工作面→2204回風順槽→2204回風風橋→二采區(qū)軌道巷→總回風巷→回風立井→地面3、通風設(shè)置2204回風巷風橋、2204運輸順槽風橋及繞道施工完成后，在風橋〔繞道〕內(nèi)施工兩道調(diào)節(jié)風門，確保2204回風〔運輸〕巷配風量符合規(guī)程規(guī)定。4、通風能力計算：a、回采工作面實際需要風量計算〔1〕按氣象條件計算Qcf=60×70％×Vcf×Scf×Kch×Kcl=60×70％×1×××3/min式中：Vcf—采煤工作面的風速，按采煤工作面進風流的溫度從表1中選取，m/s；Scf—采煤工作面的平均有效斷面積，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算，m2；Kch—采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)，具體取值見表2；Kcl—采煤工作面長度調(diào)整系數(shù)，具體取值見表3；70%—有效通風斷面系數(shù)；60—為單位換算產(chǎn)生的系數(shù)。表1采煤工作面進風流氣溫與對應(yīng)風速采煤工作面進風流氣溫〔℃〕采煤工作面風速〔m/s〕<2020—23—23—26—表2Kch—采煤工作面采高系數(shù)調(diào)整采高m—系數(shù)Kch表3Kcl—采煤工作面長度調(diào)整系數(shù)采煤工作面長度m長度風量調(diào)整系數(shù)Kcl<1515—80—80—120120—150150—180>180—〔2〕按瓦斯涌出量計算Qcf=125×qcg×Kcg=125××3/min。式中：qcg—3/min。3/min。Kcg—采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，正常生產(chǎn)時連續(xù)觀測1個月，日最大絕對瓦斯涌出量和月平均日絕對瓦斯涌出量的比值；125—按采煤工作面回風流中瓦斯的濃度不應(yīng)超過0.8%的換算系數(shù)。〔3〕按二氧化碳涌出量計算Qcf=83×qcc×Kcc=83××3/minqcc—3/minKcc—采煤工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風量系數(shù),正常生產(chǎn)時連續(xù)觀測1個月，日最大絕對二氧化碳涌出量和月平均日絕對二氧化碳涌出量的比值；83—按采煤工作面回風流中二氧化碳的濃度不應(yīng)超過1.2%的換算系數(shù)?！?〕按炸藥量計算本工作面采用綜合機械化采煤，不用炸藥，故此項不用計算?！?〕按工作面同時工作最多人數(shù)計算：Qcf=4N=4×35=140m3/min式中N—采煤工作面同時工作最多人數(shù)，人；4—每人需風量，m3/min?！?〕按風速進行驗算：a、按最低風速驗算：Qcf≥60×0.25Scb=60××××3/minb、按最大風速驗算：Qcf≤60×4.0Scs=60××××3/min由上計算可知，按氣象條件計算的工作面需風量690.5m3/min為最大，且在依規(guī)程規(guī)定的最低和最高允許風速計算的最小和最大風量范圍內(nèi)，故取690.5m3/min作為本工作面的配風量。三、防塵系統(tǒng)〔1〕防塵水線路：地面防塵水池→主斜井→皮帶上倉→井底車場→西南軌道大巷→2#聯(lián)絡(luò)巷→西南運輸斜巷→二采區(qū)運輸巷→2204運輸巷地面防塵水池→主斜井→皮帶上倉→井底車場→西南軌道大巷→西南軌道斜巷→二采區(qū)軌道巷→2204回風巷〔2〕防塵供水能力核算供水量計算序號設(shè)備名稱或地點單位數(shù)量耗水量〔m3/h〕備注1采煤機清水泵臺122乳化液泵臺113凈化水幕組24轉(zhuǎn)載點個45支架移架噴霧組806煤機聯(lián)動噴霧組207防塵網(wǎng)道2合計11415根據(jù)以計算，工作面回采時供水量為15m3/h，〔3〕防塵管路選擇根據(jù)綜采工作面有關(guān)規(guī)定，工作面兩道均采用DN50管路供水。供水能力校驗：DN=式中：QUOTEDN—管路內(nèi)徑，mm；q—設(shè)計流量，取15m3/h；v—流速，取2m/s。經(jīng)計算，QUOTEDN=32.7mm＜60mm，符合要求?！?〕隔爆設(shè)施掘進工作面掘進至250m時，距風橋口以里50－75m處安設(shè)第一組隔爆水袋，隨掘進工作面推進每200m安設(shè)一組輔助隔爆水袋。隔爆水棚水袋數(shù)、水袋中心距、水棚總長度、水棚總蓄水量均須符合要求。a〕水棚的結(jié)構(gòu)與選型隔爆水棚選用膠帶水槽，其容積為60L。b〕水棚的計算與布置①總水量G=gs=200×12=2400m3式中：G——總水量，L；s——巷道斷面積，m22；g——每m2所需水量，L/m2，主要巷道為一般400L/m2，其它巷道一般為200L/m2。②每架水棚量Gn=G0×n=60×4=240L/m2式中：QUOTEGn——每架水棚水量，L；QUOTEG0——每個水槽的水量，60L/個；QUOTEn——每架水棚的水槽個數(shù)，取4個；③水棚架數(shù)n=G/G0=2400/200=12架式中：n——水棚架數(shù)〔取整數(shù)〕，架；G——總水量，L；QUOTE——每個水槽的水量，60L/個；④水棚區(qū)長度n——水棚架數(shù)，架；C——水棚間距，m，取2m；c〕隔爆水棚加強架設(shè)要求〔5〕隔爆水袋安設(shè)標準1、隔爆水袋采用6分鋼管、隔爆水袋、水袋掛鉤、10#組合而成。3、掘進工作面掘進至250m時，距風橋口以里50－75m處安設(shè)第一組隔爆水袋，隨掘進工作面推進每200m安設(shè)一組輔助隔爆水袋。4、隔爆水袋應(yīng)安設(shè)在頂板支護完好的直線巷道中。5、綜采工作面：隨著工作面的推進，回撤至距固定水袋60m時，撤除該隔爆水袋。6、主要隔爆水袋容量為400/m3,長度不小于30m；輔助隔爆水袋容量為200/m3，長度不小于20m。隔爆水袋應(yīng)安設(shè)在直線巷道頂板較好的地點，隔爆水袋排間距為2.0m,距頂、幫不大于100mm，高度不小于1.8m。四、防滅火設(shè)備配置在工作面兩巷材料庫等防火重點區(qū)域全部配置二個干粉滅火器，并同時設(shè)置砂箱。五、排水系統(tǒng)1、回采期間排水依據(jù)2204回采工作面地形地勢特征，在2204工作面最低點即工作面下端頭處布置泄水貫眼，2204回采工作面水經(jīng)泄水貫眼排至泄水巷〔2205回風順槽〕排水點水倉，再由水泵排至西南軌道斜巷水溝，然后由水溝自流入中央水倉，泄水貫眼施工位置另行研究確定后，單獨編制?！?〕回采期間排水路線2204運輸巷→2205回風巷→2采區(qū)回風大巷→中央水倉→副井→地面?！?〕排水設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)地質(zhì)報告，2204工作面回采時正常涌水量約為40-70m3/h，初采期間最大涌水量150m3/h，工作面掘進期間采用接力排水方式進行排水。選用MD85-45×6離心水泵進行排水。〔3〕排水管路選擇根據(jù)常用情況，選用兩趟5寸鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯液體管無縫鋼管進行排水，必要時將供水管路改為排水管路。2、掘進期間排水〔1〕掘進期間排水路線：2204回風〔運輸〕巷→臨時水倉→二采區(qū)運輸巷水溝→采區(qū)水倉?！?〕排水設(shè)備：巷道正常掘進時，根據(jù)排水路線，根據(jù)工作面預計涌水量及高差，通過計算選型，在掘進迎頭安裝三臺泵，一臺潛水泵使用、一臺D46-50×4型離心泵備用、一臺潛水泵檢修；每掘進500m，施工設(shè)立臨時水倉，并在水倉處安裝三臺D46-50×4型離心泵，一臺使用一臺備用一臺檢修。D46-50×4型離心泵揚程為200m，流量為46m3/h功率為45kw?！?〕排水管：工作面兩巷掘進期間敷設(shè)兩趟管路，一趟3吋供掘進巷使用，一趟3吋供水倉使用。六、防治水設(shè)計1、工作面充水因素分析〔1〕2204工作面2號煤層頂板主要含水層為K8、K9砂巖含水層；底板有K7、K6砂巖含水層。工作面回采過程中老頂初次來壓及周期來壓，會破壞煤層上方的K8、K9砂巖含水層及底部的K7砂巖含水層，另外2203工作面老空水也會繼續(xù)流入2204工作面，水量約為40m3/h，因此預計2204工作面最大涌水量可達150m3/h，以后隨著工作面向前推進，涌水量會減小到40～70m3/h。因此工作面回采前需要在運輸順槽尾部及局部低洼處向泄水巷開掘巷道，以便來水能及時排放。〔2〕2204工作面2號煤層的間接充水含水層為K3、K2灰?guī)r含水層和奧灰?guī)r溶含水層。太灰水位標高600—603m，奧灰?guī)r溶水位標高599—608m，2204工作面底板標高593—462m，所以2204工作面屬于帶壓開采。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》臨界突水系數(shù)計算方法及《2號煤層承壓開采水文地質(zhì)報告》，2204工作面突水系數(shù)值〔依據(jù)井底大巷水文鉆孔最初水位603m，隔水層厚度47m，巷道最低標高462m〕0.039Mpa/m，小于受構(gòu)造破壞塊段突水系數(shù)的臨界值0.06Mpa/m，屬于帶壓開采相對平安區(qū)。但在工作面回采過程中，如果遇到大的斷層及陷落柱等導水地質(zhì)構(gòu)造，將會發(fā)生底板突水，因此回采前必須查清工作面內(nèi)存在的隱伏地質(zhì)構(gòu)造。2、探測方法及鉆探驗證方法為了查清2204工作面內(nèi)存在的隱伏地質(zhì)構(gòu)造，確保工作面平安回采，擬采用兩種物探方法對其工作面構(gòu)造及富水性進行探測，一種是委托山西山地物探公司采取無線電波坑道透視儀對工作面構(gòu)造進行探測，另一種采用YCS20瞬變電磁物探儀對富水性進行探測。針對物探資料異常區(qū)域制定專門的探放水設(shè)計對物探結(jié)果進行驗證。在物探資料正常區(qū)域按照相關(guān)文件規(guī)定要求，設(shè)計每50m施工1個驗證孔對物探結(jié)論進行驗證。下面僅針對物探資料正常區(qū)域施工的驗證孔進行設(shè)計。3、技術(shù)要求〔1〕探水范圍及鉆探設(shè)備探水范圍為2204工作面內(nèi)物探成果驗證。采用ZLJ—400煤礦用坑道鉆機〔或TXU—150煤礦用坑道鉆機、ZYJ—570/180液壓架柱式鉆機〕，TBW50/15泥漿泵，采用42mm鉆桿、60mm或65mm無芯鉆頭鉆進?！?〕鉆孔結(jié)構(gòu)要求采用60mm或65mm無芯鉆頭,鉆至終孔位置〔見圖1單孔設(shè)計〕?！?〕鉆孔個數(shù)、方位、角度與深度鉆探驗證孔設(shè)計在2204工作面回風順槽每50m施工一個鉆探驗證孔，2204回風順槽長1462m，由切眼往外30m處施工第1個鉆探驗證孔，共計施工鉆孔29個。因2204工作面煤壁長度為116m,因掘進過程中靠近2204運輸順槽30m范圍內(nèi)已進行過探測，1至29號孔設(shè)計孔深不少于86m，角度順煤層傾角，方位與工作面垂直。六、壓風、供水施救系統(tǒng)設(shè)計距工作面25—40m范圍內(nèi)的運輸順槽和回風順槽各設(shè)置1處自救站，自救站安裝18個壓風、供水自救裝置?；仫L、運輸順槽每隔400m設(shè)置1處自救站，每個安裝6個壓風、供水自救裝置，以上自救裝置要隨著工作面的回采不斷向后移設(shè)。供水管路：皮帶順槽每隔50m設(shè)一個三通及閘閥，軌道順槽每隔100m設(shè)一個三通及閘閥。七、平安監(jiān)控系統(tǒng)及井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)礦井安裝KJ70平安監(jiān)控系統(tǒng)一套，對工作面進行實時監(jiān)控，監(jiān)控范圍包括：采掘工作面瓦斯、CO濃度、溫度、風速等。1、各種傳感器布置〔1〕甲烷傳感器安裝位置及懸掛標準距該工作面迎頭不大于5m處安裝甲烷傳感器T1，距回風巷口10-15m安裝甲烷傳感器T2；當掘進工作面超過1000m時，在巷道中部安裝中部甲烷傳感器；甲烷傳感器必須垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大于300mm，距巷道側(cè)壁不得小于200mm。〔2〕甲烷傳感器的報警、斷電、復電及斷電范圍工作面甲烷傳感器T1，報警濃度為≥0.8%CH4，斷電濃度為≥1.2%CH4，復電濃度為＜0.8%CH4；工作面甲烷傳感器T2、中部甲烷傳感器，報警濃度為≥0.8%CH4，斷電濃度為≥0.8%CH4，復電濃度為＜0.8%CH4。斷電范圍：工作面及其回風巷內(nèi)全部非本質(zhì)平安型電氣設(shè)備。機載式甲烷斷電儀的報警濃度為≥1.0%CH4，斷電濃度為≥1.5%CH4，斷電范圍為掘進機?！?〕其他傳感器安裝位置及懸掛標準在工作面回風巷口10-15m處安裝溫度傳感器，傳感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板(頂梁)不得大于300mm，距巷道側(cè)壁不得小于200mm；在工作面風筒末端安裝風筒傳感器；在工作面的回風巷測風站內(nèi)安裝風速傳感器；在掘進工作面巷口皮帶機頭下風側(cè)10-15m安裝一氧化碳傳感器；在風機專用開關(guān)負荷側(cè)安裝4個開停傳感器，分別監(jiān)測風機專用開關(guān)主機及備機的工作狀態(tài)。〔4〕其他傳感器的報警設(shè)置工作面回風巷內(nèi)的溫度傳感器設(shè)置報警值為30℃；掘進工作面皮帶機頭下風側(cè)的一氧化碳傳感器報警值為24ppm；工作面回風巷內(nèi)的風速傳感器報警值為小于0.25m/s或大于4m/s；工作面回風巷內(nèi)的風筒傳感器報警值為無風報警；風機專用開關(guān)安裝停電報警傳感器，發(fā)生停電報警后切斷工作面及其回風巷內(nèi)全部非本質(zhì)平安型電氣設(shè)備。2、井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)井下作業(yè)管理系統(tǒng)型號為KJ251A。在該掘進工作面入口30-50m處、150-200m處成對安裝讀卡器，用于監(jiān)測進出工作面的人員。八、通訊聯(lián)絡(luò)及照明系統(tǒng)1、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)2204采煤工作面的通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)由JSQ—31—512型有線通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、KTL109型無線通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)和KT199型應(yīng)急播送通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)組成，工作面內(nèi)所有通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)隨著回采情況的變化及時跟進安裝。2、信號系統(tǒng)工作面各轉(zhuǎn)載點，均安裝KTC2.3型閉鎖式擴音器組成各轉(zhuǎn)載點之間的聯(lián)系信號；信號裝置安裝位置距轉(zhuǎn)載點不得超過5m；運輸材料的信號使用語音電鈴或聲光信號，確保各種信號裝置齊全、靈敏、可靠。3、照明系統(tǒng)回采工作面照明線路自工作面綜保引出線路安設(shè)照明燈管，回采工作面內(nèi)每隔15m安裝一臺照明燈管，轉(zhuǎn)載點和控制臺分別安裝照明燈管。照明干線電纜沿巷道頂板掛設(shè)并符合電纜吊掛質(zhì)量標準化，井下照明配電裝置必須使用具有短路、過載及漏電保護的綜合保護裝置。九、礦壓觀測系統(tǒng)礦井采用KJ533煤礦頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)針對井下工作面頂板壓力、巷道頂板及圍巖深部松動、離層、脫落以及錨索受力情況變化進行在線監(jiān)測，為礦井平安生產(chǎn)提供技術(shù)數(shù)據(jù)。1、工作面頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)工作面液壓支架載荷測點布置：2204工作面長116米，需安裝液壓支架78架，每5架安裝一臺頂板壓力傳感器〔GPD60〕，共布置15條測線。第一條側(cè)線布置在從機頭起中部支架的第5#架上，第二條測線布置在從機頭起中部支架的第10#架上，第三條測線布置在從機頭起中部支架的第15#架上……以此類推，第十五條測線布置在從機頭起中部支架的第75#架上。每臺頂板壓力傳感器〔GPD60〕的2個測壓孔通過高壓油管分別與支架的前柱與后柱相接〔接對角線前后柱〕，對回采工作面頂板實施在線監(jiān)測。2、巷道頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)工作面兩順槽頂板監(jiān)測：在工作面運輸巷和回風巷掘進過程中在風橋口處安裝一組機械式頂板離層觀測儀，距風橋口80m安裝一臺電子位移傳感器，一臺錨索應(yīng)力傳感器、一個機械式頂板離層儀，巷道再掘進80米安裝一組機械式頂板離層監(jiān)測儀，以此類推，對工作面兩巷道頂板離層及錨索受力情況進行監(jiān)測。第四節(jié)機電設(shè)備及供電一、供電能力計算〔一〕供電系統(tǒng)1、綜采工作面供電系統(tǒng)1〕2#采區(qū)變電所→2205運輸順槽→1600KVA移動變電站→工作面刮板輸送機。說明：由2#變電所10號高壓配電裝置出線，至KBSGZY—1600/6/1.14型移變變壓,移變至KBZ16—630/6/1.14型饋電開關(guān)，饋電開關(guān)再為刮板運輸機機頭、機尾控制開關(guān)供電。2〕2#采區(qū)變電所→2205運輸順槽→2000KVA移動變電站→采煤機、轉(zhuǎn)載機、雙速絞車。說明：由2#變電所10號高壓配電裝置出線，至KBSGZY—2000/6/1.14型移變變壓,移變至KBZ16—630/6/1140型饋電開關(guān)，饋電開關(guān)再為采煤機、轉(zhuǎn)載機、雙速絞車控制開關(guān)供電。2、2205回風順槽供電系統(tǒng)2#采區(qū)變電所→2205回風順槽→2205回風順槽無極繩連續(xù)牽引車、調(diào)度絞車、110KW水泵、潛水泵。說明：由2#變電所7號高壓配電裝置出線，KBSG—630/6/0.69型變壓器變壓，為無極繩連續(xù)牽引車供電，電壓為660V。工作面調(diào)度絞車、潛水泵、110KW水泵2臺由2#變電所8號高壓配電裝置出線，至2205回風巷750米處KBSGZY—1000供電,供電電壓為1140V。另2臺110KW水泵由2#變電所9號高壓配電裝置出線，至KBSGZY—500/6/1.14型變壓器變壓,供電電壓為1140V。3、2205運輸順槽供電系統(tǒng)2#采區(qū)變電所→乳化液泵站1000KVA移動變電站→2205運輸順槽→2205運輸順槽伸縮皮帶、調(diào)度絞車、潛水泵。說明：由2#變電所13號高壓配電裝置出線，至聯(lián)絡(luò)巷KBSGZY—1000/6/1.14型移動變壓器變壓，為2205運輸順槽伸縮皮帶、調(diào)度絞車、潛水泵供電，電壓為1140V。4、2205綜采泵站供電系統(tǒng)2#采區(qū)變電所→聯(lián)絡(luò)巷液壓泵站→液壓泵站乳化液泵、噴霧泵說明：由2#變電所14號高壓配電裝置出線，經(jīng)KBSG—630/6/型變壓器變壓，為液壓泵站乳化液泵、噴霧泵供電，電壓為1140V?！捕彻╇娫O(shè)備的能力及保護計算1、綜采工作面1140V供電系統(tǒng)變壓器的選擇根據(jù)公式：S=Kx×Σpe/COSΦpjCOSΦ總?cè)萘坑嬎悝瞤e＝1552(Kw)×630/1552=0.64S=0.64×1552/0.7=1426.9〔KVA)為保證供電質(zhì)量和實際設(shè)備情況，選編號1#KBSGZY-1600/6移變一臺，編號2#KBSGZY-2000/6移變一臺。1#移變供刮板運輸機；2#移變供采煤機、轉(zhuǎn)載機。2、2205回風順槽梭車660V供電系統(tǒng)變壓器的選擇總負荷：Σpe＝110〔Kw〕，其中最大負荷Pmax=110(Kw)需用系數(shù):Kx=那么：S=Kx×Σpe/COSΦpjCOSΦ=0.7×110=110(KVA)選KBSG-630/6干式變變壓器一臺，由2#變電所供電。3、2205回風順槽排水點I回路1140V供電系統(tǒng)變壓器的選擇總負荷：Σpe＝220〔Kw〕，其中最大負荷Pmax=110(Kw)需用系數(shù):Kx=那么：S=Kx×Σpe/COSΦpjCOSΦ=0.8×220=(KVA)選KBSG-500/6干式變變壓器一臺，由2#變電所供電。4、2205回風順槽排水點II回路1140V供電系統(tǒng)變壓器的選擇總負荷：Σpe＝〔Kw〕，其中最大負荷Pmax=110(Kw)需用系數(shù):Kx=0.8那么：S=Kx×Σpe/COSΦpjCOSΦ=0.8×=(KVA)選編號3#KBSGZY-1000/6移動變電站一臺，由2#變電所供電。5、2205運輸順槽1140V供電系統(tǒng)變壓器的選擇根據(jù)公式：S=Kx×Σpe/COSΦpjCOSΦ總?cè)萘坑嬎悝瞤e＝723(Kw)，其中最大負荷Pmax=400(Kw)×400/723=0.73S=0.73×723/0.7=754〔KVA)為保證供電質(zhì)量和實際設(shè)備情況，選編號4#KBSGZY-1000/6移變一臺，供2205運輸順槽伸縮皮帶、絞車。6、綜采泵站1140V供電系統(tǒng)變壓器的選擇根據(jù)公式：S=Kx×Σpe/COSΦpjCOSΦ總?cè)萘坑嬎悝瞤e＝500(Kw)×125/500×500/0.7=392.85〔KVA)選KBSG-630/6干式變變壓器一臺，由2#變電所供電。7、高壓開關(guān)的選擇高壓開關(guān)的形式應(yīng)符合《煤礦平安規(guī)程》中規(guī)定的設(shè)備選用的有關(guān)要求，以及在國標《礦山電力裝置設(shè)計標準》中的有關(guān)規(guī)定。由于這6臺高壓配電裝置均設(shè)于2#采區(qū)變電所內(nèi)，按《煤礦平安規(guī)程》中規(guī)定要求，應(yīng)選隔爆型。額定參數(shù)選擇《煤礦井下設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中規(guī)定：井下移動變電站，動力變壓器高壓側(cè)應(yīng)有短路，過負荷和無壓釋放保護；供應(yīng)移動變電站的高壓饋電線還應(yīng)有電纜監(jiān)視保護。國產(chǎn)千伏級配套產(chǎn)品KBG-250/6Y型高壓防爆配電箱均符合要求；考慮運行維護方便，使用平安可靠；我們選用KBG-250/6Y型高壓防爆配電箱。移動變電站KBG-250/6Y型高壓隔爆配電箱的選擇①配電裝置額定電壓：選定為6000伏②配電裝置額定電流應(yīng)大于移動變電站的最大長時工作電流。計算移動變電站額定電流I1=Se/〔×〕=1600/〔×6〕=154AI2=Se/〔×〕=2000/〔×6〕=192AI3=Se/〔×〕=1000/〔×6〕=96AI4=Se/〔×〕=1000/〔×6〕=96A計算工作面正常工作時的最大工作電流Igmax①1600KVA變壓器負荷:Σpe1=630(Kw)，Ue=6(Kv)×630/630=1，CosΦ那么:Igmax1=Kx×Σpe/(QUOTE×Ue×COSΦpj)=1×630/(QUOTE×6×0.7)=A滿足要求②2000KVA變壓器負荷:Σpe2=922(Kw)，Ue=6(Kv)×200/922=0.53，CosΦ那么:Igmax2=Kx×Σpe/(QUOTE×Ue×COSΦpj)=0.53×922/(QUOTE×6×0.7)=67.2A滿足要求③1000KVA變壓器負荷:Σpe3=(Kw)，Ue=6(Kv)Kx3=0.8，CosΦ那么:Igmax3=Kx×Σpe/(QUOTE×Ue×COSΦpj)=0.8×/(QUOTE×6×0.7)=A滿足要求④1000KVA變壓器負荷::Σpe4=723(Kw)，Ue=6(Kv)Kx4×400/723=0.73，CosΦ那么:Igmax4=Kx×Σpe/(QUOTE×Ue×COSΦpj)=0.73×723/(QUOTE×6×0.7)=A滿足要求〔三〕工作面電纜的選用根據(jù)以上計算，供移變電纜選用MYPTJ-6/103×70+1×25/3+3×型礦用屏蔽監(jiān)視型電纜。移變供開關(guān)列車選用MYP-3×95+1×25型的礦用移動橡套軟電纜。采煤機電纜選用MCPQ-3×95+1×25+4×6型的采煤機專用電纜，轉(zhuǎn)載機及刮板運輸機選用MYP-3×70+1×25型的礦用移動橡套軟電纜。工作面照明選用MYQ-4×1.5型的礦用移動橡套軟電纜?！菜摹潮Ｗo整定及局部接地1、控制移動變電站的高壓真空配電裝置的整定以下式中:Xz---整定值,Ie---高開的額定電流,Ig---負荷電流〔1〕過負荷保護的整定綜采工作面高壓配電裝置PJG-300，Ie=300A,那么Xz=Ig/Ie=/300=0.455〔2〕短路保護的整定:n≥〔Iqe+Kx∑Ie〕/KbIe=〔1300+0.64×〔200+188+66+188+15+116.8+200〕〕/5×300=1.28取短路保護整定值:Xz=1.62、控制綜采泵站及2205回風巷設(shè)備的高開依據(jù)機電科設(shè)備整定表進行整定；饋電的過載整定詳見機電設(shè)備整定表，啟動器過載整定均按其額定電流值