复综采工作面改造方案

一矿13091综采工作面改造方案
的汇报材料
编制日期：2011、5、11
一矿13091综采工作面改造方案
的汇报材料
根据平禹煤电公司发展的要求，为一矿尽早真正实现百万吨矿井，降低成本，扭转经营被动局面，经矿井研究决定，一矿将首先在三采区沿二1煤布置第一个综采工作面，即13901综采工作面,同时,为改变矿井当前生产局面,优化生产布局,确保综采工作面按期投产,矿也拟定了对一矿原来通风.供电,运输等生产系统进行改造的方案,现简单汇报如下：
一、13091工作面地质概况
（一）工作面位置
13091工作面的地面相应位置在徐庄村以东，龙屯村以北，郭贾庄村以北，新工业广场以西，地面海拔标高为+142m～+133m。

采面四邻情况：北部13071采面，南部为未开采区域，西至三采区下山保护煤柱，东到新工业广场煤柱。

(二)煤层顶.底板情况
煤层底板由深灰色粉砂岩，中粒砂岩及砂质泥岩互层组成，直接底为深灰色泥岩及粉砂岩，老底为中细粒砂岩及石灰岩，砂质泥岩互层。

顶板为深灰色泥岩和炭质泥岩中粒砂岩组成，伪顶厚约
0.1～0.3米的炭质泥岩，直接顶为2m厚砂质泥岩，直接顶上部为
1.3～2m厚的二3煤。

（根据3102钻孔资料）
(三)煤层情况
煤层主要为半亮型煤，玻璃光泽，亮煤为主，暗煤次之，性脆
松软，易呈粉末状。

容重1.34t/m3，煤种以贫瘦煤为主，煤层硬度
系数f<0.5。

煤层的走向为106°～286°，煤层倾角为18°～27°，平均倾角为22°，煤层较为稳定。

煤层厚度为5.3米～7.9米，平
均为5.8米，夹矸0.3～1.0m属典型的三软煤层,回采过程中容易片帮,煤墙不易管理.
（四）瓦斯：
本区域瓦斯含量较小，相对瓦斯涌出量小于0.5m3/t,属低瓦斯
区域。

（五）煤尘：
煤尘具有爆炸性，二1煤的煤尘爆炸指数为16.82%～25.04%，故生产中应采取有效的预防措施，加强防尘工作,以保证安全生产。

（六）煤的自然性：
二1煤层具有自然倾向性煤层，自燃发火期为18个月。

(七)水文地质条件
1○二1煤层顶板砂岩裂隙承压含水层，以中、粗粒砂岩为主，
钙质胶结。

裂隙发育，补给条件差，以静储量为主，是富水性弱的
裂隙承压水。

2○二1煤层底板灰岩岩溶裂隙承压含水层，以灰岩水为主，岩
溶裂隙发育，含水丰富，补给区广，静水储量大，是矿井安全生产
威胁较大的含水水源。

3○二1煤层的主要充水因素是太原组石灰岩富水性弱的裂隙----岩溶承压水，决定矿井突水危险的是寒武系灰岩富水性弱----强的
岩溶----裂隙承压水，当寒武系灰岩水和太原组下段灰岩水产生水
力联系时威胁最大。

○4现东大巷-200m水平，经实测寒灰水的水压最大值可达
3.4Mpa，而13091工作面标高在-225～-300m之间，则-300m水平的水压值预算为
4.4Mpa。

○5采面正常涌水量：
13091采面掘进期间正常涌水量和最大涌水量分别为5m3/h和10m3/h,回采期间正常涌水量和最大涌水量分别为20m3/h和
40m3/h。

按照三采区地质说明书及集团公司的批复，13091工作面回采前必须采用底板加固措施。

13091风巷口向里525m至600m处为地面瞬变电磁物探异常区，首先对采面进行物探。

回采前在13091风机巷布置钻场20个，钻孔100个对13091采面进行加固，预计钻孔工程量9000米，预计注浆量10000吨，预计需费用约600万元左右。

（八）储量
○1计算公式
Q=S*H*γ
式中：Q----储量，万t；
S----块段面积（斜面积），m2；
H----块段煤层平均厚度，m；
γ---容重，t/m3。

○2容重二1煤取1.34t/m3。

○5储量计算结果：
经计算：13091采面工业储量为134.1万吨；
除去三采区下山煤住后剩余储量126.1万吨；
考虑采面地损系数按邻区地损系数0.05%，厚煤层综采
采面回采率取93%，采面实际可采储量为111.8万吨
（按一次采全厚）。

二、工作面巷道布置（见附图）
三、采煤工艺的选择
根据该工作面煤层赋存地质条件，结合当前国内综采工艺，提出四种方案。

方案1综放工作面，采高2.5m，放煤2.8～5.4m（现郑煤集团裴沟矿、超化矿均采用），优缺点：产量高，成本低，但回采率低、煤质较差。

方案2综采一次采全高，采高4～6m，（现新龙公司梁北矿采用）优缺点：产量高，成本低，回采率高，煤质好，但采面容易出现片帮冒顶事故，安全无保证。

方案3轻放综采工作面，采高2米，其余放煤（现禹州枣园矿采用），优缺点：成本最低，回采简单安全，但产量较低，回采率低，煤质较差。

方案4普通综采工作面，分层回采，一次采高2.8～3m（现平煤集团公司内部矿井多数采用），优缺点：回采简单安全，煤质好，
回采率高，但产量较低，成本最高。

关于一矿13091综采工作面我们暂时建议采用第三种方案,但由于我们没有经验,还需到有关兄弟单位进行调查研究,并经专家论证后再定.
四、巷道支护形式
根据一矿地质条件，二1煤层为典型的三软煤层,顶板破碎,巷道压力相对较大,采用锚网支护相当困难,采面两巷支护我们采用
29U型钢支护,对于综采支架组装间和切眼巷道支护选择有必要作进一步调查,并请有关专家论证后确定.
五、生产系统
1、运煤系统
1）巷道改造：现在一矿三采区出煤系统基本上采用的是出水前的老系统，运输能力大概是3万t/月,远不能满足综采机械化生产的需求，另外现在我矿技改区明斜井已经到位，运输大巷正在施工过程中，要实现三采区综采工作面正常生产,在保持原三采区运输系统存在的同时，必须对三采区运输系统进行改造，提前安装明斜井形成新的出煤系统,经比较提出两个方案。

方案1、在三采区皮下联巷口向上53米处向西开口，以302°方位，+21°上山作皮带运输联巷与明斜井贯通，工程量100米。

工作面出煤经采面机巷——三采区皮带上山——联络巷——明斜井——地面。

此方案转载皮带容易搭接,老出煤系统可兼做三采区出煤系统,或分矸.但工程量相对较大,斜巷坡度大,须安装大倾角皮带.
方案2、将现三采区皮带上山按原方位+16°上山掘进35.8米，然后按N：172°方位，+12°上山掘进48.8米，与技改皮带大巷贯通。

工作面出煤经采面机巷——三采区皮带上山——联络巷——技改皮带运大巷——明斜井——地面。

此方案工程量相对较小,巷道坡度较小,但转载皮带加角小,皮带搭接不易,另外三采区煤仓利用不便.
以上方案均是利用明斜井系统出煤，原三采区出煤系统作为辅助出煤系统。

经比较建议采用方案1较好。

2）设备改造
三采区皮带上山现为3部SPJ-650吊挂式皮带机，带宽650㎜，配套电机2×30KW，带防逆转装置。

大巷运输运输采用架线式电机车，1吨矿车串车运输的方式，不能满足综采面出煤后运输能力，
且13091机巷初期掘进时，新皮带机若不能及时到位，仍需要使用SPJ-650型吊挂式皮带机进行跟踪掘进。

故需对三采区皮带上山、13091机巷皮带机进行改造，满足综采面出煤的需要。

13091机巷在掘进期间就采用固定式800mm皮带机运输，800㎜皮带功率为4×37KW，带速1.6m/s，电压等级1140v/660v，每部长度450m;在综采面安装期间，将三采区650mm更换为一部固定式皮
带机，运输长度650m，配套功率4×132KW，带宽1000㎜，带速
2m/s，电压等级1140v/660v，具有防逆转功能，联络巷安装一部固定式皮带机与明斜井皮带机搭接，运输长度为100m，配套功率为
2×132KW，带宽1000㎜，带速2m/s，具有防逆转功能。

2、通风系统
目前矿井通风系统回风巷失修严重，断面小，造成矿井风量紧张，负压较高。

现矿井负压达到3900～4000Mpa,主石门进风量3400m3/min，其中三采区风量为1017m3/min。

全矿风量比较紧张,在一定程度上制约着生产，特别是三采区皮带下山因风量不够和生产过于集中而不能开工,针对当前矿井实际情况，围绕13091采面按时投产，矿井采取以下措施：
1）加快13061采面机.风巷和三采区轨道下山掘进速度,争取13061采面在2007年6月上旬准时贯通，在13061采面贯通后及时抓好13091机巷开工工作;另外,加快一采区轨道上山的扩修工作,减小负压,增加三采区的风量,确保在13091机巷开工前将三采区风量提升到1300m3/min以上.
2）对矿井通风系统进行改造，分别利用一、二采区皮带上山运输系统,沿二1煤层靠近西总回风施工一条并联回风巷，工程量为1000m，预计2008年1月上旬贯通，同时将矿井负压降至3500 Mpa。

到2008年12月11032采面回采结束时,矿井一,二采区均可形成并联回风网络,全矿通风负压降至3000Mpa以下,矿井有效风量达到4500m3/min以上.
3）对三采区总回风部分扩修，同时调整三采区风路，明斜井进风，在综采面投产前保证三采区有效风量达到1800m3/min，综采面配风达到1000m3/min以上,确保综采面有足够的风量.
3、运料系统
1）工作面安装所需液压支架、皮带机、采煤机等设备在地面拆
开后，从明斜井运至设备道，经东大巷、三采区平石门、轨道下山
运至采面风巷，再运至工作面。

为完善运料系统需在明斜井工业广
场安装1台20吨的龙门吊，满足卸支架和拆卸支架及装车的需要，同时在井口作一绕道，并安装2台JD-40型绞车，运送大件支架进
入明斜井井筒，同时在明斜井底安装3台稳车绞车把大件运输至现
东大巷，在东大巷运输石门平巷安装3台绞车，在三采区轨道平台
安装28吨稳车，13090风巷安装6台JD-40绞车，把大件送入采面
进行安装，共计约需各类绞车15台。

2）回采过程中所需材料经老副井、主石门、东大巷运至三采区，再运至工作面。

4、排水系统
三采区现正常涌水量为50m3/h，因13091采面贯通后需底板加固,三采区下部水仓必须在2007年12月底以前形成正常排水系统,
最大排水能力在300m3以上.
5、供电系统
三采区供电线路为双回路供电，电压等级6000v，型号为
MYJV22型交联聚氯乙烯护套铠装电缆，直径70㎜2,高压防爆开关容量300A,原三采区变电所供电设计时已充分考虑综采、综掘供电需求，采区变电所可以满足供电要求。

六、工期排队
1、矿建工程：
1）采面工程量:13091风巷工程量1050m、机巷工程量1050m、切眼168m，总工程量2268m。

13091风巷4月底完成
120m，剩余工程量930m，综掘月进度200m，工期4.6个月，2011
年9月中旬至切眼位置，然后掘进13091切眼，切眼到位后进行扩
修组装间,施工钻场,铺道等工作（工期一个半月）。

考虑通风和皮带
下山不到机巷位置等原因，13091机巷在13061采面贯通后开始掘进,于2011年6月初开工，炮掘月进度120m，预计2012年元月底到达切眼位置。

2）三采区下部工程:四月底，三采区轨道下山剩余工程量200米，三采区水仓、泵房、变电所工程量200米，三采区皮带下山剩
余工程量250米。

三采区轨道下山月进度60米，至2011年8月中
旬竣工，然后三采区水仓开工，月进度60米，至2011年11月底竣工；三采区皮带下山2011年9月中旬开工，月进度100米，至2011年11月底竣工。

3）为满足综采面生产的需要，需布置一条联络巷将三采区皮带下山与技改区明斜井贯通，工程量为100米，月进度50米，2011
年7月初开工，2011年9月初竣工。

4）为完善通风系统，增加风量，减少通风阻力,分别以一、二采区皮带上山沿二1煤层对接施工并联总回风巷，工程量为
1000m，其中东段工程量413米，西段工程量587米。

二采区皮带上山4月底剩余工程量367米，二采区皮带上山月进度100米，2011
年6月初开工，2011年9月下旬竣工，然后施工西2总回风巷西段，
月进度100米；西2总回风巷东段考虑东区通风问题，在11043工
作面贯通后开工，于2011年9月下旬开工，月进度100米，至2012年1月底西2总回风巷东西两段贯通。

5）技改区皮带大巷现施工120米，月进80米，到2011年11
月底可完成700米，其余巷道从东副井施工，然后停止施工，在明
斜井运送综采设备。

皮带大巷设备道设计长度175米，10月份开工，月进60米，12月底于东大巷贯通。

6）考虑到13091综采面水文地质比较复杂的情况，对整个工作面采取底板注浆加固，工期约4个月，2012年元月上旬开工，
2012年4月下旬结束。

2、土建工程
为了保证综采工作面生产后煤运至地面可转载至煤场，明斜井
地面储装运系统必须形成。

根据基建部门工程安排,装储运系统设计于2007年6月份完成，预计7月开工，工期8个月，2012年2月
底竣工。

3、安装工程
1）采面综采设备从2011年1月下旬开始向井下运送，工期40天，2012年2月底全部下井。

工作面2012年2月初开始安装，工
期按45天，2012年4月上旬安装结束，期间机巷和三采区皮带下
山及联络巷设备平行安装。

2）明斜井设备安装从2012年3月份开始，工期2个月，2012
年4月底竣工，地面装储运系统设备3月份开始安装，工期1个月，
4月底竣工,2012年5月明斜井开始出煤.
所有设备从4月份开始试运转，并组织有关部门进行验收，2012年5月份13091综采工作面开始试生产.
七、存在问题
1、因二1煤层为三软煤层,切眼及组装间支护方式及支架选型需要通过调查论证后确定.
2、13091采面受地板水危害较大,需进行地板加固,同时,采面长度不易过大,以减少回采时底板破坏深度.
3、因明斜井提前投入运行,技改区皮带运输大巷贯通工期将推迟4个月左右.另外提前使用技改区系统与技改工程验收有关规定相抵触。

4、因老区现有皮带巷、轨道巷断面不能满足设备安装运输的要求，需进行大量改造，耗费人力、物力、财力，对07年的各项指标的完成有一定的影响。

5、综采队人员组建问题.。