目         錄

前  言 1
第一章   工作面概況及地質(zhì)特征 1
第一節(jié)  概況 1
第二節(jié)  地質(zhì)特征 2
第二章   采煤方法、設(shè)備選型及巷道布置 4
第一節(jié)   采煤方法及設(shè)備選型 4
第二節(jié)    工作面巷道布置 6
第三章   工作面生產(chǎn)能力及生產(chǎn)系統(tǒng) 8
第一節(jié)   工作面生產(chǎn)能力 8
第二節(jié)   生產(chǎn)系統(tǒng) 9
第三節(jié)   機電設(shè)備及供電系統(tǒng) 17
第四章 技術(shù)經(jīng)濟指標 36
第五章  存在問題及安全技術(shù)措施 37
附件 38

 
前  言

根據(jù)《采礦設(shè)計手冊》、《綜采技術(shù)手冊》及《煤礦安全規(guī)程》等有關(guān)規(guī)定及要求，對1207綜采工作面進行設(shè)計，該工作面位于我礦+535m水平采區(qū)南翼，是新安煤礦的第二個采煤工作面，預(yù)計2011年7月20日方出。

第一章   工作面概況及地質(zhì)特征

第一節(jié)  概況

一、工作面位置及地表概況
1207綜采工作面位于我礦+535m水平采區(qū)，該面是我礦首個綜采工作面；地面位置：位于工業(yè)廣場主副井以西800m南側(cè)2500m的范圍內(nèi)。井下位置及四鄰采掘情況：東側(cè)為與設(shè)計的1205工作面；西側(cè)為井田邊界；北側(cè)為設(shè)計的1208工作面及礦井三大運輸系統(tǒng)；南側(cè)為井田邊界。
二、工作面參數(shù)
工作面地面標高+1250～+1450m，工作面標高+330～+530m。工作面走向平均長2362m，傾斜長中-中154m。

第二節(jié)  地質(zhì)特征

一、煤層及頂?shù)装迩闆r
1.煤層情況
①煤層的物理性質(zhì)：黑色，條痕為褐黑色，瀝青光澤，斷口多為參差狀。
②煤層結(jié)構(gòu)及平均厚度：結(jié)構(gòu)為1.54～3.2（0.5）0.6（0.6）1.0；平均煤層厚度為3.0m。
③煤層傾角： 4～6°，平均5°。
2.頂?shù)装迩闆r
①老頂：中～細粒砂巖，平均厚度7.5m，灰白色成分以石英和風(fēng)化長石為主，含炭屑、白云母、黃鐵礦，泥質(zhì)膠結(jié)，局部鈣質(zhì)膠結(jié)，層理不發(fā)育。
②直接頂：泥巖或砂質(zhì)泥巖，平均厚度2.7m，灰色，性脆、顯層理、局部夾煤線0.2m。
③直接底：砂質(zhì)泥巖，平均厚度3.8m，灰色，成分為泥質(zhì)，夾較多的細砂巖條帶，層理發(fā)育，含有植物化石碎片。
④老底：為砂巖、泥巖、砂泥巖的無序組合，巖相變化較大。
3.工作面礦壓情況
根據(jù)周邊新窯、新柏的礦壓數(shù)據(jù)，預(yù)計1207工作面初次來壓步距20米，周期來壓步距15米。
二、地質(zhì)構(gòu)造
該面處于安口-新窯向斜的起伏端，橫跨向斜的軸部，預(yù)計小斷層相對較為發(fā)育。
三、水文地質(zhì)
由于該面為仰采工作工作面，加之處于向斜的軸部，匯水條件豐富，預(yù)計頂板砂巖水涌出量為3～15 m3/h。
四、儲量
工業(yè)儲量：2500×150×3.0×1.33×cos10°＝1435464（ t ）
可采儲量：1196220×97%×93%=1294932（ t ）
五、瓦斯、煤塵、自燃情況
1.瓦斯：瓦斯涌出量低，約0.16m3/t
2.煤塵：具爆炸性危險
3.自燃：燃點在308～347℃，自燃發(fā)火期為3個月
4.地溫：20℃±2℃
5.地壓：壓力大、顯現(xiàn)明顯
六、存在問題及建議
1.頂板巖層裂隙發(fā)育、破碎易冒、松軟，施工過程中應(yīng)加強工程質(zhì)量和頂板管理；根據(jù)地質(zhì)條件的變化適時采取相應(yīng)的支護措施。
2.回采時，圍巖出水和生產(chǎn)用水易于在回采工作下溜頭積聚，建議在工作面下出口處安裝排量較大的可移動式水泵進行排水。
3.由于煤的揮發(fā)分產(chǎn)率高、灰分產(chǎn)率低、氧化程度高、易形成煤塵，在回采和掘進施工過程中應(yīng)加強“一通三防”和除塵工作。
4、由于工作面回采時采用仰采，必須切實加強工作面的護幫措施。
5、由于底板比壓值較小，采取措施防止支架鉆底。
第二章   采煤方法、設(shè)備選型及巷道布置

第一節(jié)   采煤方法及設(shè)備選型

 1、采煤方法
 根據(jù)1207工作面煤層賦存情況，結(jié)合周邊礦井實際情況以及礦井現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢，采用綜合機械化采煤，全部垮落法管理頂板。
 2、采煤機的選型
根據(jù)工作面傾斜長度為150m，采高初步確定為3.0m，煤層普氏系數(shù)f=2-3，采用MG300/920-WD雙滾筒采煤機。
3、液壓支架的選型
①、液壓支架的選型
根據(jù)本面煤層的賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造特征，為保證選用適用的支架，使得綜采各項工藝參數(shù)充分發(fā)揮，確保工作面實現(xiàn)高產(chǎn)高效，進行工作面支架選型。
A、根據(jù)工作面自然條件，頂板為四類，煤層厚度為2.2-3.5m，煤層傾角為0°-15°等賦存條件，初步選用支架為掩護式支架。支架的支護強度≥1000kpa，取支架支護強度為1000Kpa。
B、支架工作阻力的確定：
支架工作阻力：     Q=Zb（l+c）   （Kn）
式中： Z——選定支護強度，取1000kpa；
       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4.0m。
Q=Zb（l+c）
=1000×1.5×(4+0.2)
=6300KN
C、支架初撐力的確定
由于1207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5040 KN。
D、液壓支架的高度計算
（1）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）mm   Hmax——煤層開采的最大高度，mm。
=3000+300
=3300 mm
（2）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）mm   Hmin——煤層開采的最小高度，mm。
=2500-350
=2150 mm
根據(jù)以上參數(shù)，選用ZY6400/18/37支撐掩護式支架。
②.工作面配套設(shè)備選型
工作面運輸機：根據(jù)本面所選支架與運輸機、支架控頂距與運輸機的配合以及采煤機與運輸機的配合須達到尺寸合理與操作靈活方便的要求，再考慮到工作面的運輸能力須大于生產(chǎn)能力，本面運輸機均選用SGZ-764/400型雙中鏈刮板運輸機。
 ③.運輸?shù)肋\輸設(shè)備選型
SZZ764/160轉(zhuǎn)載機一部、PCM110破碎機一部、STJ-1000/2*250膠帶輸送機二部。

第二節(jié)    工作面巷道布置

一、聯(lián)絡(luò)巷（二個）
1.布置：全煤巷、跟頂形式布置。聯(lián)絡(luò)巷與工作面運輸?shù)?、材料道?lián)接，全長160m。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于9m2，其支護方式另行研究確定，單獨編制。
3.用途:聯(lián)絡(luò)巷擔(dān)負本工作面掘進期間的進風(fēng)、運煤、防塵、排水管路及生產(chǎn)電纜敷設(shè)。
二、材料道
1.布置：全煤巷跟頂定向布置，全長2336m。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：擔(dān)負本工作面的回風(fēng)、材料及設(shè)備運輸、防塵管路等任務(wù)。
三、運輸?shù)?br /> 1.布置：全煤巷跟頂定向布置，全長2388m。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：擔(dān)負工作面煤炭運輸、進風(fēng)、防塵管路、排水管路及生產(chǎn)電纜敷設(shè)等任務(wù)。
四、切眼
1.布置：全煤巷跟頂定向布置，上下分別與材料道、運輸?shù)缆?lián)接，中-中長154m。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于21m2，其中巷道高度不小于3.0m，寬度不小于7.0m，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：裝備采煤機、綜放支架及工作面運輸機等設(shè)備。
五、油脂庫及配件硐室（包括消防器材庫）
1.布置：全煤巷布置于材料道上幫，從切眼向外每隔200m布置一組。油脂庫與配件硐室間距中-中12m，長度均為4m。共80米
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，周圍5米范圍內(nèi)巷道采用不可燃材料進行封閉，其支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：油脂庫用于存放油脂及消防器材；配件硐室用于存放機電設(shè)備常用及易損配件。
六、集中膠帶機道延長
1.布置：沿集中膠帶機道向西按6度上山掘進至井田邊界，長度為70米。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其斷面形式及支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：擔(dān)負本1207、1208工作面掘進期間的進風(fēng)、運煤、防塵、排水管路及生產(chǎn)電纜敷設(shè)等。
七、回風(fēng)上山
1.布置：沿+535回風(fēng)石門向西按10度上山掘進+550水平，落平掘進至井田邊界，總長度為244米（不含硐室）。
2.支護及斷面：巷道凈斷面不小于12m2，其斷面形式及支護方式另行研究確定后，單獨編制。
3.用途：擔(dān)負本1207、1208工作面掘進及回采期間的回風(fēng)、軌道運輸?shù)取?/p>

 
第三章   工作面生產(chǎn)能力及生產(chǎn)系統(tǒng)

第一節(jié)   工作面生產(chǎn)能力

本工作面采用“三八”制循環(huán)作業(yè)：兩班半生產(chǎn)，半班檢修。每個生產(chǎn)班以完成一次采裝運支為一循環(huán)，一日7個循環(huán)?；夭晒に図樞蚋鶕?jù)工作面頂板情況分兩種：當(dāng)頂板較完整時，工藝順序為：割煤→移架→移溜；當(dāng)頂板較破碎時，工藝順序為：移架→割煤→移溜。煤機割煤高度3.0m，于是：
一、產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）
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
    =150×3.0×0.6×1.33×1×0.9×0.90=291(噸)
2.日產(chǎn)量：
Q日 =Q循環(huán)×日循環(huán)數(shù)
   =291×7=2037（噸）
3.月產(chǎn)量：
Q月 =日產(chǎn)量×月平均生產(chǎn)天數(shù)
   =2037×30=6.11（萬噸）
二、可采期
1.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
   =0.6×1×7×0.9=3.78（m）
2.可采期：
T可采 =設(shè)計可采走向長÷日進尺
    =2362÷3.78=625（天）

第二節(jié)   生產(chǎn)系統(tǒng)
一、運輸系統(tǒng)
（一）運煤系統(tǒng)：工作面煤炭→1207運輸?shù)?rarr;集中膠帶機道→集中膠帶機上山→井底煤倉→裝載機道→主井→原煤皮帶廊→地面。
1、工作面刮板輸送機運輸能力核算
1）SGZ-764/400刮板輸送機輸送能力Q為800t/h，采煤機的生產(chǎn)能力Qc:
Qc=60BHγVc
=60×0.6×3.0×1.33×4=576T/h＜800t/h
符合要求。
2）電機功率校驗
 

2、工作面轉(zhuǎn)載機運輸能力核算
SZZ764/160轉(zhuǎn)載機運輸能力為1100t/h，大于刮板輸送機運輸能力，符合設(shè)計要求。
3、運輸?shù)滥z帶輸送機能力核算
STJ-1000/2*125，鋪設(shè)長度1200米，輸送能力為600t/h，共二部，滿足生產(chǎn)要求。
（二）軌道運輸系統(tǒng)
進料路線：地面→副井→+535主石門→+535回風(fēng)石門→回風(fēng)上山→1207材料道→工作面。到工作面運輸?shù)赖牟牧辖?jīng)外聯(lián)絡(luò)進入運輸?shù)馈?br /> 回料路線：與進料線路相反。
二、通風(fēng)系統(tǒng)
新鮮風(fēng)流路線：地面新風(fēng)→副井→+535主石門→集中膠帶機巷→1207運輸?shù)?rarr;工作面。
泛風(fēng)風(fēng)流路線：工作面回風(fēng)→工作面材料道→回風(fēng)上山→+535回風(fēng)石門→總回風(fēng)上山→總回風(fēng)石門→風(fēng)井→地面。
通風(fēng)能力計算：
(1)采煤工作面按氣象條件確定需要風(fēng)量，其計算公式為：
 

式中： ----采煤工作面需要風(fēng)量，m³/min
----不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m3/min；
---采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)，取1.5；
—采煤工作面傾斜長度調(diào)整系數(shù)，取1.3；
----采煤工作面溫度調(diào)整系數(shù)，取1.4；
= %
式中： —采煤工作面適宜風(fēng)速，從防塵角度考慮，取V采=1m/s;
---采煤工作面最大控頂時斷面積，㎡。
= 采煤面最大控頂距*工作面實際采高-輸送機、支架（支柱）、梁子所占的面積（㎡）
 

按上述要求比較可得出該采煤工作面所需要供風(fēng)量為1283.1（m3/min）
考慮以上因素，該工作面配風(fēng)為1283.1m3/min。工作面配風(fēng)應(yīng)當(dāng)考慮溫度、采高的變化，以當(dāng)月月度供風(fēng)計劃為其所需要配風(fēng)標準。初次放定期間風(fēng)量可提高到1500m3/min左右。
三、防塵系統(tǒng)
（1）防塵水線路：
地面防塵水池→+800緩沖水池→+800總回風(fēng)石門→總回風(fēng)上山→煤倉上口施工道→集中膠帶機上山→集中膠帶機道→1207運輸?shù)溃?207材料道）→1207工作面
（2）防塵供水能力核算
 

c）隔爆水棚加強架設(shè)要求
①水槽在巷道中安裝方式呈橫向吊掛式布置；
②水槽邊緣與巷壁、支架、頂板、構(gòu)筑物之間垂直距離不得小于100mm，距頂梁（頂板）的垂直距離不小于1.0m；
③同一排（列）中水槽之間最小間隙不小于100mm；
④在傾向巷道中，安裝水棚時，棚子與棚子之間應(yīng)用鉛絲拉緊，以免水槽晃動，并應(yīng)調(diào)整水槽棚與支架連接構(gòu)件，使槽面保持水平；
⑤每周至少檢查一次隔爆設(shè)施的安裝地點、數(shù)量、水量及安裝質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即解決。
四、防滅水及注漿系統(tǒng)
本工作面由于采用的是仰采工藝，生產(chǎn)用水及回采造成的淋水全部向工作面積聚，不設(shè)立專門的灌漿滅火系統(tǒng)，必要時采用防塵水控制煤炭自燃。在油脂庫等防火重點區(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)
工作面的兩道清理干凈，不得堆存雜物，并且在工作面上下出口處準備好排水設(shè)備及排水管路。
（1）排水路線：
工作面及兩道水→集中膠帶機道→+535軌道石門→中央水倉→副井→地面。
（2）排水能力計算
根據(jù)地質(zhì)說明書，工作面回采時最大涌水量為15m3/h，揚程H=50米，采用接力排水方式進行。選用QSBK7.5潛水泵進行排水。
（3）排水管路選擇
根據(jù)常用情況，選用φ50無縫鋼管進行排水，必要時將供水管路改為排水管路。
六、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)
礦井安裝KJ90NB瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)一套，對工作面進行實時監(jiān)控，瓦斯傳感器分別安裝在工作面上隅角、1207材料道外口、1207運輸?shù)劳饪?。報警濃?%，斷電濃度為1%（上隅角斷電濃度為1.5%）。斷電范圍為工作面內(nèi)及兩道有有電器設(shè)備。
七、通訊系統(tǒng)
工作面內(nèi)部采用通訊系統(tǒng)，與外部采用KTJ7礦用調(diào)度系統(tǒng)進行通訊。
八、其它
根據(jù)國家關(guān)于加強“三條生命線”建設(shè)的有關(guān)規(guī)定，工作面兩道安裝φ50壓風(fēng)管路，并每隔50米設(shè)置一個瓦蘢，全長共計4724米。

3、高壓開關(guān)的選擇
高壓開關(guān)的形式應(yīng)符合《煤礦安全規(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)計規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定。
由于這3臺配電裝置均設(shè)于采區(qū)變電所內(nèi)，按《煤礦安全規(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；供給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PB2-6，BGP23-6型高壓防爆配電箱均符合要求；考慮運行維護方便，使用安全可靠，同時實現(xiàn)變電所干式化，真空化；我們選用BGP23-6型高壓防爆配電箱。
移動變電站BGP23-6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。
移動變電站額定電流
I1=Se2/（ × ）=800×2/（ ×6）=154A
計算工作面正常時的最大工作電流Igmax
已知: Σpe=1270(Kw) Ue=6(Kv)
Kx=0.4+0.6×200/1270=0.49， CosΦpj=0.7
則:Igmax=Kx×Σpe/( ×Ue×COSΦpj)
=0.49×1270/( ×6×0.7) =86.32A滿足要求
（三）保護整定及局部接地
1、高壓開關(guān)的整定 (為計算方便編號為1#、2#,見供電圖)
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
1#高開: Ie1=100A 則Xz=Ig/Ie=67.35/100=0.67
取整定值:Xz=0.7
2#高開: Ie2=150A 則 Xz=Ig/Ie=66.8/150=0.445
取整定值:Xz=0.5
3#高開: Ie2=100A 則 Xz=Ig/Ie=64.5/100=0.645
取整定值:Xz=0.7
（2）短路保護的整定:
1#高開:n≥（Iqe+Kx∑Ie）/KbIe
=（1034+0.7×（188+66+47.1））/5×100
=2.49
取短路保護整定值:Xz=2.8
2#高開: n≥（Iqe+Kx∑Ie）/KbIe
=（796+0.7×（122.5+116.8+66.8+134））/5×150
=1.47
取短路保護整定值:Xz=2
3#高開: n≥（Iqe+Kx∑Ie）/KbIe
=（952.9+0.7×146.6/5×100
+0.7(25.5×2+28×8+9.8×2+18）/8.7×100
=2.36
取短路保護整定值:Xz=2.5
2、低壓開關(guān)的整定
A）1140V系統(tǒng)低壓開關(guān)的整定
（1）1#變壓器二次總開關(guān)的整定
過載整定: Iz =Kx×∑Ie
=0.63×(2×188+66+47.1)=308.13(A)
取Iz=380（A）
短路整定:Iz=Iqe+KxIe
=1034+0.63(188+66+47.1)=1223.7(A)
取Iz=1300（A）
（2）2#變壓器二次總開關(guān)的整定
過載整定: Iz =Kx×∑Ie
=0.558×(2×122.5+134+66.8)=267.48(A)
取Iz=300（A）
短路整定: Iz=Iqe+Kx∑Ie
=796+0.558×(122.5+134+66.8)= 976.4（A）
取Iz=1000（A）
其他啟動器過載整定按其額定電流值整定
B)660V系統(tǒng)開關(guān)整定
660V系統(tǒng)饋電的過載整定詳見供電系統(tǒng)圖，啟動器使用JDB保護，過載整定均按其額定電流值整定
C）接地系統(tǒng)
供電系統(tǒng)接地保護由局部接地極、接地母線、接地導(dǎo)線和接地引線組成。除兩道各設(shè)一局部接地極外，材料道泵站處另設(shè)一局部接地極，溜子道在一部皮帶機頭設(shè)一局部接地極（局部接地極用直徑35mm，長度1.5m鍍鋅鐵管制成，管上鉆20個直徑不小于5mm的透眼），垂直于地面，埋設(shè)于潮濕地方。輔助接地母線用截面為50mm2鍍鋅鐵線連接，與井下主接地極連成一個總接地網(wǎng)。

第五章 存在問題及安全技術(shù)措施
一、存在問題
1、1207工作面走向長度較長，掘進時遠距離通風(fēng)，必須加強局部通風(fēng)管理，。
2、由于井田內(nèi)無巷道掘進至井田南邊界，加之勘探精度較小，地質(zhì)方面存在較多不確定因素。
3、掘進及回采期間，必須加強對水的控制。
二、主要安全技術(shù)措施
工作面在掘進、回采過程中，可能會遇到水、火、瓦斯、 煤塵、頂板等方面的問題，為確保施工安全必須采取下列安全技術(shù)措施：
1、掘進施工中應(yīng)加強頂板管理，嚴防冒頂。若遇斷層、頂板松散破碎應(yīng)及時縮小循環(huán)進尺，或加打錨索等多種支護形式。并編制具體的安全技術(shù)措施。若發(fā)生冒頂，必須用不燃性材料填實、堵嚴，以防煤炭自燃。
2、施工中應(yīng)嚴格執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的原則。
3、工作面正?；夭蓵r產(chǎn)塵量大，必須采取綜合防塵措施。
4、煤炭發(fā)火期周期僅3個月，回采時應(yīng)加強遺煤回收，嚴格控制采空區(qū)遺煤，采用注漿等防滅火措施。通風(fēng)工區(qū)應(yīng)加強氣體監(jiān)測工作，防止煤炭自燃。回采結(jié)束后應(yīng)盡快進行封閉工作。
5、回采時應(yīng)嚴格控制含矸率，確保煤質(zhì)。

附件
1、關(guān)于呈報1207綜采工作面設(shè)計的報告(1份)；
2、1207綜采工作面設(shè)計說明書(1份)；
3、1207綜采工作面井上下對照圖（1：5000）(1份)；
4、1207綜采工作面地質(zhì)及巷道布置平面布置圖（1：1000）(1份)；
5、1207綜采工作面生產(chǎn)系統(tǒng)圖 (1份)；
6、1207綜采工作面設(shè)備布置圖（1份）；
7、1207綜采工作面供電設(shè)計圖 (1份)；