一、概況
　　　1.工作面范圍及四鄰采掘情況
　　　該工作面位于西三下山采區(qū)，北鄰2621(3)工作面(2004年8月回采完畢)，南到-615m等高線，西起2631(3)出煤斜巷，東至F4正斷層。西北方2622(3)高普面即將收作（預(yù)計2005年1月）。其下部西翼為11槽2662(1)工作面（預(yù)計2005年1月回采）。對應(yīng)地表為架河北干渠、泥河堤、楊家瓦房、塌陷區(qū)。
　　　該面設(shè)計走向長850m，傾斜寬194m，面積164900m2，可采儲量93.2萬噸。
　　　2. 煤層情況
　　　該面13-1煤層受F4、Fy9正斷層影響，煤層產(chǎn)狀變化較大，13-1煤層產(chǎn)狀為：195～227°∠8～10°，13-1煤厚4.0～4.51m。13-2與13-1煤層間距0.58～2.68m，層間距變化較大，13-2煤厚0.5～1.34m。

　　5. 水文地質(zhì)情況

　　該面主要充水水源為2621(3)老空區(qū)積水及頂板砂巖裂隙水,2621(3)老空區(qū)積水最大水頭高度為14m，最大積水量：Q=44200m3。預(yù)計最大涌水量：50m3/h，正常涌水量：5m3/h。

　　6. 其它

　　13-1煤層瓦斯自然含量為8～11m3/t，煤層具有爆炸危險性，爆炸指數(shù)為37～40%;煤層具有自燃發(fā)火性，發(fā)火期為3~6個月;地溫29～30℃，地壓一般。

　　二、工作面巷道布置及支護設(shè)計

　　1.工作面巷道布置

　　在西三下山采區(qū)，我礦采用高抽巷及本煤層消突等瓦斯綜合治理方法已經(jīng)成功回采了2622(3)、2621(3)兩個綜放面。根據(jù)礦井生產(chǎn)接替安排，2631(3)將作為1541(3)的接替工作面，預(yù)計于06年4月開始回采，12月收作。該面將采用同樣的開采方式。

　　2004年我礦在2322(3)綜放面開展了上風巷外錯式布置實驗研究，并取得了成功，為類似條件下的巷道布置和煤炭開采積累了經(jīng)驗。為充分應(yīng)用這一研究成果，并拓展研究的內(nèi)涵和應(yīng)用范圍，我們將繼續(xù)在2631(3)綜放面開展上風巷外錯式布置實驗研究，將2631(3)上風巷布置在上階段2621(3)采空區(qū)，并研究不同地質(zhì)條件下的防火、防水及瓦斯綜合治理技術(shù)。

　　上風巷：在2621(3)下順槽出煤斜巷內(nèi)，距離b51測點9m處作為上風巷開窩中，這樣上風巷與2621(3)下順槽凈煤垛為2m，實際外錯距離為9m(以巷中計)，然后按136°方位向東施工862.1m至切眼位置。

　　下順槽：先在西三西煤下上距離Wm10測點57m處開窩，按120°方位向東施工73m聯(lián)巷，并施工出煤斜巷，然后改向按136°方位向東施工850m至切眼位置。為防止瓦斯突出，在下順槽掘進施工過程中，每隔40m施工一對幫部鉆場，用于預(yù)抽瓦斯，鉆場規(guī)格4.0m×2m，錨網(wǎng)支護。

　　切眼：設(shè)計長度191.2m(平距)，方位48°，距離F4正斷層20m。

　　出煤斜巷：在西三皮帶機下山內(nèi)，距離16P24點34.9m(平距)處開窩，按195°30′方位，16°30′傾角向煤層方向施工79.4m與下順槽貫通。

　　高抽巷：在2621(3)下順槽外口開窩，按2621(3)出煤斜巷相同方位向前施工，距b51點5m處開始按25°上坡施工24m斜巷變平，變平后施工8.2m平巷，在距離變平點1.2m處改向按136°方位、7°上坡施工75m預(yù)計可見15煤層，然后沿15煤層、按136°方位施工730m(平距)，再按15°下坡施工35m停。這樣高抽巷與2631(3)上風巷平距為27m，與2621(3)下順槽平距20 m;與13-2煤層頂板法距平均22m，停頭位置與切眼法距11m。

　　2. 巷道支護與斷面選擇

　　上風巷為外錯式布置，沿2621(3)采空區(qū)掘進，預(yù)計頂板破碎，巷道壓力較小，因而采用4#U型鋼棚支護;下順槽和切眼均為煤層實體掘進，根據(jù)地質(zhì)資料和已揭露巷道現(xiàn)場情況，煤層頂板較穩(wěn)定，宜用錨梁網(wǎng)支護。

　?、?上風巷巷道斷面及支護：

　　上風巷主要用途是回采進料和回風，斷面規(guī)格為4.33×3.0m，掘進斷面為12.6 m2，凈斷面為10.9m2，其中外 口30m車場采用5#U型鋼棚支護，斷面規(guī)格為5.03×3.2m，掘進斷面為14.9 m2，凈斷面為13.2m2。

　?、?下順槽巷道斷面及錨桿支護初步設(shè)計：

　　下順槽主要用途是回采運煤和進風，巷道斷面規(guī)格設(shè)計為4.6×2.8m(中高)，凈斷面為11.88m2，可滿足生產(chǎn)要求。

　　① 頂板支護

　　頂板支護結(jié)構(gòu)：錨索+錨桿+12#槽鋼梁+金屬網(wǎng)。

　　根據(jù)該區(qū)域13-1煤層頂板結(jié)構(gòu)，其直接頂為泥巖、13-2煤及砂質(zhì)泥巖，其中 13-1與13-2之間夾矸平均厚0.8m，由西往東夾矸逐漸變薄，13-2平均厚0.9m，砂質(zhì)泥巖厚0~8.5m，老頂為細砂巖，平均厚度5.4m。因此初步設(shè)計掘進跟13-2頂板，錨索長度取4.4m，錨桿長度取2.5m，根據(jù)實際觀測情況再行調(diào)整。

　　巷道斷面內(nèi)共布置4根錨索，2根錨桿，安裝時，槽鋼梁壓緊金屬網(wǎng)，錨桿、錨索穿過槽鋼梁中孔眼。

　?、?巷幫支護

　　巷幫支護結(jié)構(gòu)：錨桿+鋼筋梯子梁+金屬網(wǎng)。

　　巷道上、下幫各布置4根錨桿，錨桿規(guī)格為直徑×長度=φ20×2500mm，錨桿間排距，上幫：800×800mm，下幫：700×800mm，矩形布置。安裝時，鋼筋梯子梁垂直巷道頂?shù)装?，并壓緊金屬網(wǎng)，錨桿壓緊梯子梁。

　?、?支護主要技術(shù)參數(shù)

　　斷面形狀：矩形

　　巷道掘進斷面：寬×高=4.8m×2.8 m(中高)=13.44 m2(掘)= 12.42m2(凈)

　　頂板錨索：φ15.24×4400mm

　　頂板錨桿：φ20×2500mm

　　錨索錨固長度：1600mm

　　錨索間排距：850×800mm

　　巷幫錨桿：φ20×2500mm

　　錨桿錨固長度：800mm

　　錨桿間排距：頂板：4250×800mm;上幫：800×800mm;下幫：700×800mm

　　頂板槽鋼梁：12#槽鋼，長度4600mm;托板：平托板140×90×10鋼板

　　巷幫梯子梁：φ16mm圓鋼焊接，長×寬=2800×60mm;托板：廢舊U棚鋼板

　　頂板金屬網(wǎng)：長×寬=5000×950mm，采用10#鐵絲編織，網(wǎng)孔為50×50mm菱形。

　　巷幫金屬網(wǎng)：長×寬=3000×950mm，采用10#鐵絲編織，網(wǎng)孔為50×50mm菱形。

　　錨索錨固力：≥200kN

　　錨桿錨固力：≥100kN

　　錨桿破斷力：≥150kN

　　樹脂錨固劑粘結(jié)強度：≥4MPa

　　錨索安裝預(yù)緊力：100kN

　　錨桿安裝扭矩：250Nm

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　　切眼采用錨梁網(wǎng)索支護，頂板布置3根錨桿，1根錨索，兩幫均打4根錨桿，參數(shù)如下：

　　巷道斷面：寬×高=3.2×2.8 m=8.96 m2(掘)=8.10 m2(凈)

　　錨桿：φ20×2000 mm;

　　錨索：φ15.24×4400 mm，沿巷中交錯布置;

　　錨桿間排距：頂板900×800m、巷幫800×800m;

　　錨桿藥卷：Z2350(每孔2根)，錨索藥卷：Z2350(每孔4根);

　　頂板用12#槽鋼梁長：3.0m ，托板：平托板140×90×10鋼板;

　　巷幫用梯子梁長2.6m;托板：廢舊U棚鋼板;

　　頂板金屬網(wǎng)：長×寬=3400×950mm，采用10#鐵絲編制，網(wǎng)孔為50×50mm菱形;

　　巷幫金屬網(wǎng)：2900×950mm，采用10#鐵絲編制，網(wǎng)孔為50×50mm菱形;

　　錨桿孔深：2000mm;

　　錨索孔深：4200mm;

　　錨桿錨固長度：800mm;

　　錨索錨固長度：1600mm;

　　頂板錨桿錨固力：≥100 KN

　　錨索錨固力：≥200KN;

　　巷幫錨桿錨固力：≥80KN。

　?、?、運煤斜巷：

　　運煤斜巷作用是出煤和進風，為巖層巷道，巷道斷面為4.0m×3.2m的半圓拱，掘進斷面11.8m2，凈斷面10.8m2。采用錨網(wǎng)支護：

　　錨桿規(guī)格：φ20×2000mm，間排距：700×700mm;

　　10#鐵絲網(wǎng)，規(guī)格按實際需要定;

　　錨桿孔深：2000mm;

　　錨桿錨固長度：800mm;

　　錨桿錨固力：≥120 KN

　?、?、高抽巷：

　　高抽作用是抽放回采工作面瓦斯，為巖層巷道，巷道斷面為2.6m×2.6m的半圓拱，掘進斷面6.0m2，凈斷面5.4m2。采用錨網(wǎng)支護：

　　錨桿規(guī)格：φ16×1600mm，間排距：700×700mm;

　　10#鐵絲網(wǎng)，規(guī)格按實際需要定;

　　錨桿孔深：1600mm;

　　錨桿錨固長度：800mm;

　　錨桿錨固力：≥120 KN

　　三、工作面生產(chǎn)能力

　　1. 采煤方法：

　　區(qū)內(nèi)后退式走向長壁放頂煤全部跨落綜合機械化采煤法。

　　2. 工作制度;

　　工作面年工作日為350天。工作制度為“三·八”作業(yè)制，即兩班采煤一班準備。

　　3. 生產(chǎn)能力：

　　本工作面設(shè)計平均采高4.3m，工作面斜長194m，按每天7個循環(huán)，循環(huán)進尺0.6m，正規(guī)循環(huán)率0.85，工作面回采率0.8。

　　則，

　　工作面的生產(chǎn)能力為：

　　A=350×7×0.6×4.3×194×1.42×0.85×0.8

　　=1184090 (t/a)

　　工作面月推進度為：

　　L月=7×0.6×30×0.85=107m

　　服務(wù)年限：

　　T=850/107=7.9 (月)

　　四、工作面生產(chǎn)系統(tǒng)

　　1. 運煤系統(tǒng)：

　　工作面出煤→2631(3)下順槽→出煤斜巷→西三13-1底板皮帶機下山→西三煤倉→西三大巷→西二大巷→井底車場→東卸煤坑→主井。

　　2. 運料系統(tǒng)：

　　地面→副井→井底車場→西二大巷→西三大巷→西三13-1底板軌道下山→第二中部車場→2622(3)下順槽聯(lián)巷 →2631(3)上風巷→工作面。

　　3.通風系統(tǒng)：

　　⑴ 掘進工作面局部通風系統(tǒng)及通風方式

　　2631(3)上風巷及切眼：

　　新鮮風：地面→主、副井→井底車場→西二大巷→西三大巷→西三13-1底板皮帶機下山→2621(3)出煤斜巷局扇→2631(3)上風巷掘進工作面;

　　乏風：掘進工作面→2631(3)上風巷→西三13-1西煤下山→西三風橋→西翼-530m總回風巷(或西三13-1西煤下山→西三13-1東煤下山→西三~西二13-1底板回風大巷→西二軌道上山→西二回風石門)→西二-380m總回風巷→中央風井。

　　2631(3)下順槽：

　　新鮮風：地面→主、副井→井底車場→西二大巷→西三大巷→西三13-1底板皮帶機下山→出煤斜巷→2631(3)下順槽掘進工作面;

　　乏風：掘進工作面→2631(3)下順槽→西三13-1西煤下山→西三風橋→西翼-530m總回風巷(或西三13-1西煤下山→西三13-1東煤下山→西三~西二13-1底板回風大巷→西二軌道上山→西二回風石門)→西二-380m總回風巷→中央風井。

　　掘進工作面的通風方式為壓入式通風。

　?、?回采工作面通風系統(tǒng)及通風方式

　　新鮮風：地面→主、副井→井底車場→西二大巷→西三大巷→西三13-1底板皮帶機下山→2631(3)運煤斜巷→2631(3)下順槽→工作面;

　　乏風：工作面→2631(3)上風巷→西三13-1西煤下山→西三風橋→西翼-530m總回風巷(或西三13-1西煤下山→西三13-1東煤下山→西三~西二13-1底板回風大巷→西二軌道上山→西二回風石門)→西二-380m總回風巷→中央風井。

　　2631(3)回采工作面采用后退式U型上行通風方式。

　　五.局部通風設(shè)計

　　(一)工作面風量計算

　　1、按瓦斯涌出量計算：

　　Q采=100×q通×(1-K抽放率)÷C

　　=100×26×(1-0.6)÷0.8

　　=1300m3/min

　　2、按工作面溫度計算：

　　Q采=60×V采×S采=60min×2.0s/min×9.2 m 2=1104m3/min

　　3、按人數(shù)計算：

　　Q采=4×N=4×130=520m3/min

　　4、按風速驗算：

　　15×S采≤Q采≤240×S采

　　15×9.8≤Q采≤240×9.8

　　147≤Q采≤ 2352 m3/min

　　從以上計算可以看出，該工作面回采期間需風量為1300m3/min。

　　(二)掘進期間風量計算

　　1上風巷及切眼需風量計算：

　　(1)掘進工作面需要風量計算

　?、?按瓦斯涌出量計算

　　Q1=100q瓦掘×K掘通×(1-K抽放率)

　　=100×2.8×1.5×(1-0.4)

　　=252m3/min

　　② 按最多人數(shù)計算：

　　Q2=4N=4×30=120 m3/min

　?、?按風速驗算：15×S≤Q≤240×S

　　163.5 m3/min≤Q≤2616 m3/min

　　根據(jù)以上計算，2631(3)上風巷及切眼局部通風設(shè)計迎頭需風量為252m3/min。

　　(2)局扇選型：

　?、?Qf=Q×q=252×1.3=328m3 /min

　?、?局扇風壓的確定：

　　根據(jù)有關(guān)資料，當風筒直徑為800mm，節(jié)長為10m時，風筒的摩擦系數(shù)α=0.002Ns2/m4,⊿Rj=1.96Ns2/m8,ζb=1.3,ρ=1.2kg/m3;

　　R=αLU/S3 +n⊿Rj +ζbρ/(2s2)

　　=0.002×1080×3.14×0.8/0.5023+108×1.96+1.3*1.2/(2*0.5022 )

　　=257.67Ns2/m8

　　H=R*Q*Qf+hr

　　6500=257.67×Q12×1.3/3600+1.2×Q12 /(2×0.502×3600)

　　Q1=264m3 /min>252m3 /min

　　經(jīng)以上計算可以看出，2631(3)上風巷及切眼在掘進期間可選用一臺KDF型功率為2×30kw的局扇與φ=800mm的風筒向迎頭供風。

　　2 下風巷需風量計算

　　(1)掘進工作面需要風量計算

　?、?按瓦斯涌出量計算

　　Q1=100q瓦掘×K掘通×(1-K抽放率)

　　=100×3×1.5×(1-0.4)

　　=270m3/min

　　② 按最多人數(shù)計算：

　　Q2=4N=4×30=120 m3/min

　?、?按風速驗算：15×S≤Q≤240×S

　　164m3/min≤Q≤2623 m3/min

　　根據(jù)以上計算，2631(3)下風巷局部通風設(shè)計迎頭需風量為270m3/min。

　　(2)局扇選型：

　?、?Qf=Q×q=270×1.3=351m3 /min

　　② 局扇風壓的確定：

　　根據(jù)有關(guān)資料，當風筒直徑為800mm，節(jié)長為10m時，風筒的摩擦系數(shù)α=0.002Ns2/m4,⊿Rj=1.96Ns2/m8,ζb=1.3,ρ=1.2kg/m3;

　　R=αLU/S3 +n⊿Rj +ζbρ/(2s2)

　　=0.002×1200×3.14×0.8/0.5023+120×1.96+1.3*1.2/(2*0.5022 )

　　=285.95Ns2/m8

　　H=R*Q*Qf+hr

　　6500=285.95×Q12×1.3/3600+1.2×Q12 /(2×0.502×3600)

　　Q1=251m3 /min

　　3240=285.95×Q22×1.3/3600+1.2×Q22 /(2×0.502×3600)

　　Q2=177m3 /min

　　Q1+ Q2=428 m3 /min >270m3 /min

　　經(jīng)以上計算可以看出，2631(3)下風巷在掘進期間可選用一臺KDF型功率為2×30kw的局扇與φ=800mm的風筒和一臺2BKJ62-2型功率為28kw的局扇與φ=800mm的風筒共同向迎頭供風。

　　六、工作面瓦斯綜合治理設(shè)計

　　根據(jù)該面的瓦斯涌出資料分析，其瓦斯涌出主要來源于13-1本煤層，瓦斯含量為8~11m3/t，由于該面將用綜采放頂煤開采，預(yù)計在回采期間其絕對瓦斯涌出量將達到23~27m3/min。為了有效的防治該面在回采過程中瓦斯對安全生產(chǎn)的威脅，決定在該面采用施工頂板高位瓦斯抽放巷、順層鉆孔抽放等瓦斯綜合治理措施。

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　　1、高抽巷瓦斯抽放

　?、?高抽巷層位的選擇

　　我礦實際探測冒落帶、裂隙帶發(fā)育最大高度與采高的關(guān)系式：

　　H冒max=(3~5)M=(3~5)×5=15~25m

　　根據(jù)2631(3)工作面頂板巖性及冒落帶發(fā)育高度以及有關(guān)頂板鉆孔抽放資料，結(jié)合13-1煤層走向變化情況，決定高抽巷布置在距13-2煤層頂板向上平均為28m的層位中。

　?、?高抽巷的施工

　　在2622(3)下順槽提料斜巷上口開窩，按225°30′方位，0°傾角向南施工17m的平巷;再在距“二52′”測點12m處改向按115°方位、19°傾角施工40m斜巷;然后改向按135°45′方位、3‰下坡向東施工903m平巷，再按15°下坡施工36m斜巷停頭。這樣高抽巷與2631(3)上風巷平距為20m，與13-2煤層頂板法距平均28m，停頭位置與切眼法距10m。高抽巷外口斜巷段的支護方式為5#U型棚;平巷段的支護方式為錨網(wǎng)支護，錨網(wǎng)斷面規(guī)格為2.6m×2.6m;里口斜巷段的支護方式為錨網(wǎng)支護，斷面規(guī)格為2.6m×2.6m。這樣高抽巷與2631(3)上風巷的垂直距離平均為28m，水平距離平均為20m，布置在冒落帶的上部、裂隙帶的下部。

　　2、順層鉆孔瓦斯抽放：

　　⑴ 順層鉆孔的施工

　　從切眼開始80m為第一預(yù)抽區(qū)(工作面預(yù)抽區(qū))，在工作面開切眼沿走向方向施工順層長鉆孔，鉆孔間距3m，孔深80m，上、下兩側(cè)由于受風巷和機巷的卸壓作用，在距上、下風巷15m的范圍內(nèi)可以不布置鉆孔，因此共設(shè)計鉆孔55個;在2631(3)上、下風巷距工作面開切眼80~300m(走向長220m)為第二預(yù)抽區(qū)(密鉆孔預(yù)抽區(qū))，分別從上、下風巷沿工作面傾向方向，各施工55個抽放鉆孔，鉆孔間距4m，其中上風巷孔深100m，下風巷孔深100m;在2631(3)上、下風巷距工作面開切眼300~600m(走向長300m)為第三預(yù)抽區(qū)，分別從上、下風巷沿工作面傾向方向，各施工60個抽放鉆孔，鉆孔間距5m，其中上風巷孔深100m，下風巷孔深100m;在2631(3)上、下風巷距工作面開切眼600m~停采線(走向長220m)為第四預(yù)抽區(qū)，分別從上、下風巷沿工作面傾向方向，各施工37個抽放鉆孔，鉆孔間距6m，其中上風巷孔深100m，下風巷孔深100m。

　?、?順層鉆孔的封孔

　　在2631(3)工作面第一預(yù)抽區(qū)的順層瓦斯抽放鉆孔中，采用聚氨酯進行封孔。封孔時每孔下2吋的抗靜電硬質(zhì)塑料管8m作為孔內(nèi)套管，封孔深度為4m;在2631(3)工作面上下風巷第二、三、四預(yù)抽區(qū)的順層瓦斯抽放鉆孔中，采用KFB注漿泵配合水泥砂漿進行封孔。封孔時每孔下2吋的抗靜電硬質(zhì)塑料管8m作為孔內(nèi)套管，封孔深度為6m。

　?、?抽放系統(tǒng)的建立：

　　根據(jù)我礦現(xiàn)有的瓦斯抽放系統(tǒng)狀況，決定2631(3)工作面瓦斯抽放系統(tǒng)采用地面抽放與井下抽放系統(tǒng)互為切換的形式。具體為利用兩臺2BE1-303型移動瓦斯抽放泵抽放，并與地面永久抽放系統(tǒng)中央風井系統(tǒng)兩臺2BEF72型瓦斯抽放泵互為切換進行抽放。

　　1、抽放管路的選型

　　預(yù)計該面在回采期間其絕對瓦斯涌出量將達到23~27m3/min，瓦斯抽放率按60%計算，則該面的瓦斯抽放量為14~16m3/min。抽放瓦斯?jié)舛劝?0%計算，則抽放系統(tǒng)混合氣體流量為46.7~53.3m3/min，取混合氣體流量為53m3/min ，則管路直徑D為：

　　D = 0.1457 (Q/U)1/2

　　= 0.1457 (53/15)1/2

　　=0.27m

　　式中：D——抽放管路內(nèi)徑，mm

　　Q——混合氣體流量，m3/min

　　U——氣體流速，取15m/s

　　根據(jù)以上計算，考慮到增加高抽巷的瓦斯抽放量及有利于瓦斯抽放系統(tǒng)的切換，2631(3)高抽巷抽放選用一路直徑300mm的抽放管路，2631(3)上、下風巷順層鉆孔抽放各選用一路直徑200mm的抽放管路。

　　2、抽放管路的鋪設(shè)

　　在2631(3)上、下風巷各安設(shè)一路直徑200mm 的瓦斯管，管路每隔20m撥一個4英寸的三通;在2631(3)高抽巷安設(shè)一路直徑300mm的焊接管，管路接至高抽巷平巷段向里10m，并且抽放口周圍5m必須架設(shè)木垛，管路抽放孔要吊在高抽巷的巷道頂板處，管路接好后，在高抽巷外口砌筑封閉墻，封閉墻墻垛用瓦石砌筑，墻垛厚度不得小于800mm，墻四周要掏槽，并要使幫、頂接實，墻面要抹平不漏風。2631(3)上、下風巷直徑200mm的抽放管路在2622(3)下順槽聯(lián)巷與西三13槽西煤下山交岔處與直徑300mm的抽放干管合茬，直徑300mm的抽放干管經(jīng)西三西煤下山接至西三大巷抽放泵站與兩臺2BE1—303型瓦斯泵合茬，出氣端兩路直徑250mm管路接至西三風橋下口，建立2631(3)工作面高抽巷及順層鉆孔瓦斯抽放系統(tǒng)，泵站進氣端管路連接方式采用與永久系統(tǒng)互為切換的方式。所有瓦斯抽放管路在安設(shè)時必須吊掛平直，接頭嚴密不漏氣，高度起伏變化處必須設(shè)置放水三通。

　　七、工作面防突設(shè)計

　　根據(jù)順層鉆孔抽放情況，當鉆孔控制區(qū)域煤層瓦斯預(yù)抽率達到30%以上后，并經(jīng)論證為無突出危險區(qū)域時，方可認為達到了區(qū)域性消除煤層突出危險的目的。但該區(qū)域在回采時應(yīng)對采面連續(xù)進行不少于兩個循環(huán)的檢驗性工作面突出預(yù)測。

　　1、突出危險性預(yù)測

　　該工作面突出危險性預(yù)測方法采用鉆孔鉆屑指標法和瓦斯涌出初速度法。

　　具體方法為：沿采煤工作面每隔10~15 m布置一個預(yù)測鉆孔(工作面上、下出口段15m除外)，預(yù)測孔平行于工作面推進方向，直徑為42 mm，孔深為10 m，預(yù)測孔每打1 m由防突員測定一次每米鉆屑量，每打2m由防突員測定一次鉆孔瓦斯涌出初速度。

　　工作面預(yù)測循環(huán)為：工作面開工即開始進行預(yù)測，預(yù)測超前距為2m，推進8m后再進行一次預(yù)測，以后每推進50m再連續(xù)進行不少于兩個循環(huán)的檢驗性工作面突出預(yù)測。如出現(xiàn)構(gòu)造或瓦斯涌出異常，應(yīng)加強預(yù)測。

　　突出臨界值指標按照《細則》表12、13為：Smax=6 kg/m, qmax=4L/min,當工作面預(yù)測指標S≥Smax或q≥qmax時，確定本工作面有突出危險性，必須采取防治突出措施，否則工作面預(yù)測為無突出危險工作面。

　　2、工作面防突措施

　　當工作面預(yù)測為突出危險工作面時，必須采取防突措施，具體為施工本煤層走向卸壓鉆孔，即沿工作面走向方向、每隔2m施工Ф75mm、孔深12m的卸壓排放鉆孔，經(jīng)排放后再進行效果檢驗。

　　3、工作面防突措施效果檢驗

　　該工作面采取防突措施后必須進行效果檢驗，檢驗超前距為2 m，經(jīng)檢驗有效后方可進行回采，其效果檢驗方法同預(yù)測方法。

　　工作面經(jīng)檢驗有效后可進尺8m，若有突出危險時，嚴禁回采，必須重新采取防突措施，直至檢驗有效為止。

　　4、工作面回采期間安全防護措施

　　⑴ 必須在本面建立獨立可靠的通風系統(tǒng)，并確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

　　⑵ 按該面通風系統(tǒng)要求分別安設(shè)并維護好正反向風門，確保發(fā)生突出時逆流瓦斯不至于進入新鮮風流中去，風門的施工質(zhì)量必須符合質(zhì)量標準化要求。

　?、?工作面回采期間必須保證該面進回風系統(tǒng)的通風斷面，確保該面通風系統(tǒng)暢通無阻，否則必須停止回采，組織人員進行修護。

　　⑷ 工作面正?；夭善陂g，必須在上、下順槽距工作面每隔100m左右地點施工一個避難硐室，硐室的位置應(yīng)隨工作面的推進向后挪移，硐室設(shè)置必須符合下列要求。

　?、?該面回采時必須每小班安設(shè)一名責任心強、經(jīng)驗豐富且具有防突專業(yè)知識的專職測氣員，隨時檢查該面瓦斯，發(fā)現(xiàn)異常及有突出預(yù)兆時，及時斷電、撤人，并向調(diào)度所匯報。

　?、?工作面投產(chǎn)前，必須在下述地點分別安設(shè)一臺瓦斯自動報警斷電儀：

　　T1：上風巷距工作面≤10m.

　　T2：上風巷距第一匯風點前10~15m.

　　T3：下順槽距工作面5m.

　　斷電濃度：T1 、T2均≥0.8%，T3≥0.5%

　　斷電范圍：T1斷工作面及其進、回風巷內(nèi)全部非本安型電氣設(shè)備電源;T2斷工作面及其回風巷內(nèi)全部非本安型電氣設(shè)備電源;T3斷進風巷內(nèi)全部非本安型電氣設(shè)備電源。

　　復(fù)電濃度：T1、T2均<0.8%，T3<0.5%，且只準人工復(fù)電。

　?、?生產(chǎn)單位每小班必須安排專職電工檢查、檢修該面的電氣設(shè)備，嚴禁失爆、失保，機電管理科必須經(jīng)常組織人員對該面電氣設(shè)備及其回風影響區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備進行監(jiān)督、檢查。

　　⑻ 工作面回采前必須建立健全綜合防塵系統(tǒng)，上、下風巷按要求安裝好隔爆設(shè)施，生產(chǎn)單位及通風區(qū)做好各自分管范圍內(nèi)的綜合防塵工作，杜絕煤塵積聚。

　　⑼ 若工作面遇特殊情況需放炮時，必須采用遠距離放炮作業(yè)，放炮地點設(shè)在進風側(cè)150m外的避難硐室內(nèi)，回風系統(tǒng)必須停電撤人，放炮30 min后方可進入工作面驗炮檢查，詳細要求另編放炮措施。

　?、?本面嚴禁使用風鎬等對煤體有激勵作用的工具。

　?、?進入本面的所有人員必須熟悉避災(zāi)撤退路線，隨身配帶隔離式自救器，并能熟練使用。

　　八、安全技術(shù)措施

　　1.火災(zāi)預(yù)防

　　⑴ 上、下風巷的清水管必須接到工作面，并確保供水，每50米撥一個三通。

　?、?通風部門要加強自然發(fā)火預(yù)測預(yù)報工作，定期檢查上隅角的CO、CO2及溫度，發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效措施進行處理，通風區(qū)要做好該面的隨采隨灌工作。

　　⑶ 對上、下風巷各高冒地點采取有效措施進行處理，防止自燃發(fā)火。通風區(qū)要經(jīng)常檢查上、下風巷高冒處的CO、CO2及溫度，發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效措施處理，防止自燃發(fā)火。

　　⑷ 提高煤炭回收率，減少老塘遺煤量，降低煤炭自燃隱患。

　?、?通風部門要加強該采區(qū)通風系統(tǒng)的維護，確保通風系統(tǒng)穩(wěn)定。

　　⑹ 加強工作面上、下隅角的充填，減少老塘漏風。嚴格放炮作業(yè)管理，放炮作業(yè)必須執(zhí)行“一炮三檢”和“三人聯(lián)鎖”制度，堅持用水炮泥，嚴禁放明炮糊炮。

　　⑺ 加強皮帶機的管理，必須使用阻燃輸送帶，并經(jīng)常清理皮帶機下的浮煤，皮帶機各托輥必須轉(zhuǎn)動靈活，巷道環(huán)境必須清理干凈。

　?、?皮帶機頭、泵站、移動變電站等要害部位滅火設(shè)施要齊全，所有下井人員要熟悉滅火器材的使用方法和存放地點。

　　⑼ 各液壓聯(lián)軸節(jié)的易熔保護塞必須符合規(guī)定，嚴禁用其它物品代替易熔塞，油介質(zhì)聯(lián)軸節(jié)不得用水代替透平油。

　?、?對容易引起外因火災(zāi)的電源及各種開關(guān)電纜，整定值要符合規(guī)定，確保準確無誤，嚴禁電氣設(shè)備失保、失爆。

　　2.水災(zāi)預(yù)防

　?、?采掘工作面必須警惕水患的發(fā)生，做到有疑必探，先探后掘。

　?、?注意觀察工作面頂板砂巖水對采掘工作面的影響。當采掘工作面頂板和煤壁出現(xiàn)淋水，且有增大趨勢時，應(yīng)及時通知調(diào)度和有關(guān)單位，并編制專門的探放水措施，報礦總總工程師批準后執(zhí)行。

　?、?采掘工作面遇到斷層應(yīng)摸清斷層的導(dǎo)水性、富水性及其水力聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)疑問及時編制防突水措施，報總工程師批準。所有人員應(yīng)熟知災(zāi)害預(yù)兆及避災(zāi)路線，保持各安全出口暢通。

　　3 瓦斯、煤塵預(yù)防

　?、?加強瓦斯監(jiān)測與檢測，采掘工作面按《規(guī)程》規(guī)定安設(shè)瓦斯監(jiān)測裝置和瓦斯超限自動斷電裝置。局扇實行“三專兩閉鎖”，嚴格執(zhí)行瓦斯巡回檢查制度。

　?、?防止發(fā)生局部瓦斯積聚，發(fā)生積聚，必須編制瓦斯排放安全技術(shù)措施，報總工程師批準執(zhí)行。

　?、?加強通風管理，確保系統(tǒng)完善，風流穩(wěn)定。

　　⑷ 必須采取綜合防塵措施，建立完善的防塵灑水系統(tǒng)，各產(chǎn)生粉塵地點，必須采取噴露灑水、設(shè)置凈化噴露等有效的防塵措施。各巷道必須定期灑水滅塵。

　　⑸ 工作面風速必須嚴格控制，防止煤塵飛揚。

　　⑹ 嚴防撞擊、摩擦、靜電火花的產(chǎn)生。

　?、?主要進回風巷道、工作面上下風巷都應(yīng)設(shè)置水棚或巖粉棚。其數(shù)量按《規(guī)程》及其執(zhí)行說明有關(guān)規(guī)定設(shè)置。

　　4 煤與瓦斯突出預(yù)防

　?、?井下所有工作人員都必須熟知煤與瓦斯突出及其防治的基本知識，當發(fā)現(xiàn)有突出預(yù)兆時瓦斯檢查人員有權(quán)停止作業(yè)，協(xié)助班隊長立即組織人員按避災(zāi)路線撤出，并及時報告礦調(diào)度所。

　?、?煤層巷道掘進，采取先抽放瓦斯后掘進或采取其它有效防止煤與瓦斯突出措施，并經(jīng)效果檢驗確認無突出危險后，方可掘進。

　?、?在煤層中掘進或回采前，應(yīng)根據(jù)煤層的突出危險性和具體條件，按《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定編制防止突出的安全技術(shù)措施報礦總工程師批準后執(zhí)行。

　　當采掘工作面靠近或處于斷層、破碎帶或煤層變薄區(qū)等特殊地質(zhì)地段，必須認真檢查預(yù)防突出措施的實際效果。如未能達到預(yù)期效果，應(yīng)及時采取補救措施。

　　5 其它

　　⑴ 各采掘工作面在掘進和回采前，應(yīng)在作業(yè)規(guī)程內(nèi)明確規(guī)定水、火、瓦斯、煤塵、煤與瓦斯突出等預(yù)兆、防治方法以及避災(zāi)路線。

　?、?各采掘工作面應(yīng)保持其安全出口暢通無阻，防止巷道冒頂堵人。各采掘工作面作業(yè)規(guī)程內(nèi)應(yīng)明確規(guī)定防止巷道大面積冒落堵人的安全措施。

　　九、機械設(shè)備選型設(shè)計

　　1. 工作面刮板機選型、驗算

　?、?工作面參數(shù)：

　　運輸長度 L= 194 (m)，運輸角度 a= -9(°)，運輸量 Qq= 800(t/h)。

　?、?刮板機型號：

　　SGZ-764/630，輸送量 Q= 1100t/h，鏈速 V= 1.17m/s，功率 N= 2*315kw。設(shè)計長度 200m。

　　刮板鏈：中雙鏈 Ф30×108，鏈條總破斷力 Sp= 2260KN。

　　⑶ 輸送能力驗算：

　　Q=3600FΨγv=3600*0.36*0.57*0.9*1.1=962t/h

　　式中：Q――――――刮板機輸送能力，t/h

　　F――――――中部槽斷面積，m2

　　Ψ――――――中部槽裝滿系數(shù)

　　γ――――――煤的松散密度

　　v―――――――刮板機鏈速

　　故選用SGZ-764/630型刮板輸送機能滿足運煤要求。

　　2. 順槽轉(zhuǎn)載機選型、驗算

　　⑴ 參數(shù)：

　　運輸長度 L= 40(m)，運輸角度 a= 0(°)，運輸量 Qq= 800(t/h)。

　　⑵ 選用轉(zhuǎn)載機參數(shù)：

　　型號：SZZ-800/200 ，輸送量 Q= 1800t/h，設(shè)計長度 45m 鏈速 V= 1.83m/s，

　　功率 N= 200kw。刮板鏈：中雙鏈Ф34×126，鏈條總破斷力 Sp= 145000kg。

　?、?驗算結(jié)果：

　　根據(jù)選用轉(zhuǎn)載機的性能參數(shù)得知，選用SZZ— 800/200型轉(zhuǎn)載機能滿足使用要求。

　　3. 破碎機選型、驗算

　?、?選用破碎機參數(shù)：

　　型號：PCM200 ，破碎能力Q= 2000t/h，最大輸入塊度800*800mm，出料粒度300(250，200，150)，電機功率 N= 200kw。

　　⑵ 驗算結(jié)果：

　　根據(jù)選用破碎機的性能參數(shù)得知，選用PCM200型轉(zhuǎn)載機能滿足使用要求。

　　4. 順槽皮帶機選型、驗算

　　長度850米，選用SSJ-1200/2*200型伸縮帶式輸送機一部

　?、?皮帶機參數(shù)：

　　輸送量：1200t/h

　　帶速： 3.15m/s

　　帶寬： 1200mm

　　電機功率：2*200kw

　　輸送長度：2000m

　?、戚斔湍芰︱炈悖?/p>

　　Q=3600KCB2γv=3600*0.12*0.9*1.22*0.9*3.15=1587t/h

　　式中：Q―――――輸送能力，t/h

　　K―――――斷面系數(shù)

　　C―――――傾角系數(shù)

　　B----------輸送帶寬

　　γ――――――煤的松散密度

　　v―――――――輸送帶運行速度

　　故選用SSJ-1200/2*200型伸縮帶式輸送機能滿足使用要求。

　　5. 運輸斜巷刮板機選型

　　⑴ 工作面參數(shù)：

　　運量Q=900t/h

　　運輸長度L=80m

　　運輸角度α=-16°

　?、?選用刮板機參數(shù)：

　　型號：SGZ-730/400-WK V=0.95m/s

　　輸送量Q=900t/h

　　鏈速V=.95m/s

　　功率N=400KW

　　刮板鏈：中雙鏈26*92

　　刮板鏈單重q0=40kg/m

　　鏈條總破斷力Sp=170000Kg

　　⑶ 計算結(jié)果：

　　S1=300kg

　　S2=2258kg

　　S3=2416.06kg

　　S4=10971kg

　　計算功率N=K*K1*K2*[q*(wcosA+sinA)+2q0w1cosA]*L*V/(1000*n)=164Kw

　　空載功率N=33Kw

　　式中：

　　K----功率備用系數(shù)，K=1.2

　　K1----刮板機鏈繞過鏈輪時的附加阻力系數(shù)，K1=1.1

　　K2----輸送機水平彎曲時的附加阻力系數(shù)，K2=1.1

　　w----貨載在溜槽中運行阻力系數(shù)，w=0.7

　　w1----刮板鏈在溜槽中運行阻力系數(shù)，w1=0.35

　　n----傳動效率，n=0.864

　　6. 工作面采煤機選型

　　工作面參數(shù)：13槽綜放采煤，采高2.6米，緩傾斜煤層。

　　因此，選用MG300/700-WD型采煤機一臺，主要技術(shù)參數(shù)如下：

　　采高范圍 2.0-4.0m

　　煤層硬度 硬或中硬

　　適應(yīng)傾角 ≤16°

　　截深 630mm

　　截割功率 2*300Kw

　　供電電壓 1140v

　　滾筒直徑 1800mm

　　臥底量 316mm

　　牽引與調(diào)速方式 交流變頻調(diào)速齒輪銷軌式無鏈牽引

　　配套輸送機寬度 764mm

　　噴霧方式 內(nèi)外噴霧

　　整機重量 45t

　　從以上技術(shù)參數(shù)可知，選用MG-300/700-WD型電牽引雙滾筒采煤機能滿足使用要求。

　　7. 工作面支架選型

　　工作面參數(shù)：13槽綜放采煤，采高2.6米，緩傾斜煤層。

　　支護強度核算：

　　Q=MKR=2.6*8*2.5*9.8*10-3=0.51(MPa)

　　式中：Q-------------預(yù)計支護強度

　　K-------------增載系數(shù)，取8

　　M-------------采高為2.6米

　　R--------------頂板巖石容重，取2.5t/m3

　　根據(jù)計算，選用ZF5200-17/28型液壓支架，其中支護強度為0.67MPa>0.51MPa，滿足強度要求。

　　ZF5200-17/28H型液壓支架主要技術(shù)參數(shù)如下：

　　支撐高度： 1.7~2.8m

　　工作阻力： 5200KN

　　初撐力： 4000KN

　　支護強度： 0.67MPa

　　支架重量： 16.8t

　　因此，根據(jù)工作面長度和采高的需要，選用ZF5200-17/28H型液壓支架130架。

　　8. 泵站設(shè)備選型

　　選用RB400/31.5型乳化液泵站二臺，主要技術(shù)參數(shù)如下：

　　公稱壓力： 31.5MP

　　流量： 400L/min

　　電機功率： 250KW

　　由工作面三機配套設(shè)備選型可知，采煤機、液壓支架、鏈板機三者配套，所選設(shè)備設(shè)計生產(chǎn)能力大于實際生產(chǎn)能力，符合要求。

　　十、供電設(shè)計

　?、?變壓器的選擇

　　1. 660V系統(tǒng)

　　ΣP=18.5+17+18.5+4×11.4+20=119.6KW

　　取Kx=0.6 COSφ=0.7

　　Sb=Σpe×Kx/COSφ=119.6×0.6/0.7=102.5<500KVA

　　故可選用變比為6/0.69,KBSGZY630-6/0.69移動變電站一臺。

　　2、1140V系統(tǒng)

　　ΣP=2×200+2×200+2×2×315+2×250+2×200=2960KW

　　取Kx=0.7 COSφ=0.7

　　Sb=Σpe*Kx/COSφ=2960×0.7/0.7=2960<1250×3KVA

　　故可選用變比為6/1.14,KBSGZY1250-6/1.14移動變電站3臺。

　　3、3300V系統(tǒng)

　　ΣP=700KW

　　取Kx=1 COSφ=0.7

　　Sb=Σpe*Kx/COSφ=700×1/0.7=1000<1600KVA

　　故可選用變比為6/3.4,KBSGZY1600-6/3.4移動變電站一臺。

　?、?電纜的選擇

　　

　　3、3300V系統(tǒng)

　　煤機電纜的選擇

　　ΣP=700KW

　　I=Ig=700×0.22=154

　　故煤機電纜可選用UCPQ-G-3300-3*70+1*50-4*6電纜295m。

　?、?開關(guān)的選擇

　　1、上風巷控絞車的開關(guān)選用QC83-80N型開關(guān)，

　　2、1140V磁力起動器開關(guān)選用QJZ-300(400)、QJZ—2*400真空開關(guān)

　　3、1140V饋電選用DKZB-400型、KBZ-500型。

　　4、660V系統(tǒng)饋電選用DW80-350(200)系列

　　5、660V磁力起動器開關(guān)選用QJZ-80(120)真空開關(guān)

　　6、3300V饋電選用KE3002型

　?、?短路保護裝置的整定計算(附表)