潘一矿采区巷道布置设计

潘一矿采区巷道布置设计

第1章采区概况

潘一矿是淮南矿业集团主力矿井之一，1983年投产，设计生产能力3.0M t/a，经过技术改造，2005年核定生产能力4.0M t/a，矿井可采和局部可采煤层13层。其中13—1煤层是矿井目前的主采煤层，平均厚度4.5米。煤层结构复杂，顶底版一般为泥岩或沙子泥岩，遇水易泥化。矿井投产以来，先后采用普通综采和综采放顶煤工艺开采13—1煤层

。由于普通综采采高较低，13—1煤层不能一次采全高，开采效率低，难以实现高产高效，综采放顶煤开采虽然可以一次采全高，但煤炭灰分较大，不能适应煤炭市场需求，且放顶煤开采影响工作面推进进度，制约生产能力的提高，另外综采放顶煤开采采空区留有余

第一节煤系及煤层

石炭、二叠系为本区煤系地层，共有可采煤层14层，总厚度为27.67m。自上而下分别为1、3、4-1、4-2、5-2、6-1、7-1、8、11-2、13-1、16-1、16-2、17-1及18煤，其中13-1煤层为本采区主要可采煤层。

第二节采取内地质构造

该采取根据地质勘探和邻近采区揭露的资料看，无较大的断层和明显的褶曲构造，对井下开采无明显的影响，构造尚属简单。

第三节煤层要素及顶底板特征

所开采的C组13-1煤层：平均厚度4.49m，煤的密度为1.34t/

m3。为较稳定煤层，无夹矸，煤质中硬，结构简单，高瓦斯。

顶底板特征见下表：

顶板名称岩石名称厚度

（m）

岩性特征

伪顶页岩0.15灰黑色，多植物化石，局

部赋存

直接顶粉砂岩 2 - 4粉粒砂岩，不稳定

基本顶中细砂岩 6 - 10灰-灰白色细砂岩粒，较厚

第四节采煤方法和采煤工艺及劳动组织

根据煤层赋存条件，在13-1煤层中，本采区采用后退式走向长壁一次采全高综合机械化采煤方法回采。初放期间采高为3m以内，正常回采期间为3.5-4.5m.工作面最大控顶距3.5m，最小控顶距2.3m,面积为13.5m2,三角煤根据情况采用炮采或丢弃方式处理。工作面总体沿走向推进。

采煤工艺及劳动组织见下表：

工艺流程斜切进刀→打三角煤→割煤→移架→推溜→斜切

进刀

进刀方式端头斜切进刀，双向割煤，煤机往返一次进两刀

劳动组织采用“三八”制作业，中班检修，早、夜班生产

第2章采区及巷道布置

第1节采区形式及工作面划分

根据采区的走向长度和产量要求及采区的基本情况，将采区设计

为采取上山在后面（即井底车场一侧）的单翼开采形式。将采区五个区段，每个工作面推进长度为1500m,区段斜长为180m,护巷煤柱宽为15m。

第2节采区车场形式及采区上下山布置

根据采区的基本情况和生产需求，采区的井底车场采用立井折返式井底车场，上部和中部均采用单甩顶板绕道式车场，下部车场为顶板绕道式下部车场。井底车场设在采区东部。

由于该采区开采煤层自然发火期为3-6个月，时间较短，上山不宜布置在煤层中，所以本采区沿煤层倾斜方向在煤层底板中布置两条上山，两条上山相距20m。

第3节采区主要巷道断面的确定

一、大巷和上山断面的确定

根据煤层赋存条件和生产运输的要求运输大巷和上山均布置在煤层底板的岩层中。运输大巷的标高为-530m，为双轨运输大巷，高3.8m，宽4.5m，巷道净断面为19.19m2。两上山布置在同一水平，高3.7m，宽4.0m，巷道净断面为17.1m2。运输大巷和上山均采用锚喷支护，若遇到地质构造异常带必须加强支护，采用锚架喷联合支护方式，以保证巷道的服务年限。（运输大巷的断面图见附页1）

二、顺槽断面的确定

顺槽布置在岩层中，每50-100m布置一个，为矩形断面，高

2.5m，

宽4.5m，净断面11.25m2。顺槽采用锚网锁支护，左右两侧锚杆长1.8m，顶锚长2.0m，锚锁6m。顺槽的巷道断面图如下：

顺槽断面图

第4节1213（3）工作面的巷道布置

1213（3）工作面为本采区的第三个工作面，工作面净长

180m，

工作面回采长度1500m，标高为-430～-470m。1213（3）工作面井下位置：西至采区边界煤柱，东至采区轨道上山收作线，南至1212（3）工作面运输顺槽，北到1214（3）工作面回风顺槽。1213（3）工作面地面无需保护物，地面标高+22.5～+25.3m。

1213（3）工作面运输顺槽为锚梁网支护，在断层破碎段附近及顶板淋水带采用“U”型棚支护，矩形断面，巷道设计中高为2.3m，宽4.5m，断面面积10.4m2。运输顺槽用于运煤、进风及辅助运输。

1213（3）工作面轨道顺槽为锚梁网支护，在断层破碎段附近及顶板淋水带采用“U”型棚支护，矩形断面，巷道设计中高为2.5m，宽4.5m，断面面积12.5m2。运输顺槽用于进风及辅助运输。

1213（3）工作面切眼为锚梁网支护，矩形断面，巷道设计中高为4.0m，宽为4.5m，断面面积18 m2。扩面后宽7.0m。

第3章综采工作面的布置

第1节综采工作面的机电设备

工作面主要设备见下表：

工作面设备明细表

1采煤机MG610/1400-WD台

2刮板输送机SGZC-800/400台

3转载机SGZ-730/160组

4液压支架BY3600-25/50台

5破碎机PLM-3000/h台

6皮带机SSJ-1200/3×355台

7乳化液泵MRB-125/320台

8绞车JH2-14台

9移动变电站KSGZY-630/6台

第2节部分机电设备的主要参数

（1）液压支架

分类端头支架、中间支架

采高范围 2.5 - 5.0 m

两支架的移架步距 0.8 m

初撑力 5583 KN

支护强度 0.86 Mpa

支架支护宽度 1.43-1.60 m

（2）采煤机

采高范围 2.1 -4.5m装机功率1400 KW

截割功率2×610 KW牵引功率2×75 KW

滚筒转速35.2 r/min牵引速度10 -18 m/min 电压等级 3.3 KW卧底量396 – 496 mm 适应倾角<16°– 30°截割硬度 f < 5

滚筒直径2000 mm截深0.8 m

（3）刮板机

名称侧卸式双中心链刮板输送机

板链中心链2×直径34×126加强链

刮板间距756 mm 锻造刮板，中心距 20 mm

电压等级 3.3 KW破断力1810 KN

输送量2500t/h链速 1.80 m/s

电机功率400 KW长度40 m

（4）皮带机

运量1600t/h带宽1200 mm

带速 3.15 m/s铺设长度1650 m

电压等级1140 v功率3×355 KW

胶带型号PVG 11 级（2000s）

倾角3°-5°平均4°，向上运行

托辊直径直径159mm ，储带长度100 m

拉紧装置液压绞车自动张紧

（5）破碎机

能力3000 t/h锤头冲击速度22 m/s

电机功率250 KW电机转速1470 r/min

最大输入块度长不限，宽×高为 1000 mm×1000 mm

排料粒度300 mm 以下

传动方式电动机+液力耦合器+齿轮减速器

破碎锤头数量448 r/min破碎主轴转速8 个

第3节综采工作面布置图

（综采工作面布置图见附页2。）

第4章掘进顺序及采区系统

第1节掘进顺序

掘进顺序为：在采区走向长度的东部，由运输大巷4掘进采区石门7和采区下部车场8（与此同时从回风大巷掘进采区上部的回风石门15），由此沿煤层底板的岩层向上掘进采区运输上山6和轨道上山5，两条上山相距20m。两条上山5和6掘至采区上部边界后，再掘采区上部车场14，与采区回风石门15贯通，然后在第一区段下部，从轨道上山、运输上山开掘采区中部车场9′，用双巷掘进的方法向煤层开掘第一区段运输平巷12′和第二区段回风平巷11′。两巷道12′和11′之间的倾斜距离一般为8-15m，即为区段煤柱宽

度。回风平巷11′超前于运输平巷12′约100-150m，并沿走向每隔80-100m掘一条联络巷10′。与此同时，在采区上部边界，从上部车场14向煤层开始开掘第一区段的回风平巷13′。在采区边界沿煤层倾斜方向掘进一条巷道联通运输平巷12′和回风平巷11′，这条巷道称为开切眼，形成开采前的采煤工作面。在掘进巷道的同时，还应掘进采区煤仓20、采区变电所18、绞车房17等巷道。

第2节 采区主要系统（以1213（3）工作面为例）

一、通风系统

新鲜风流 → 运输大巷4 → 采取运输石门7 → 下部车场8 →

轨道上山5 → 中部车场9 → 区段轨道平巷11 →（联络巷）区段运输平巷12 → 采煤工作面（污风）→ 区段回风平巷13 → 中部车场→ 运输上山6 →采区回风石门15 → 风井16（排出地面）

二、运煤系统

采煤工作面 → 运输平巷12 → 运输上山6（带式和刮板运输机）→ 采区煤仓20 → 采区运输石门7 → 大巷4 → 井底车场（装车运出）

三、运料系统

材料和设备 → 下部车场8 → 轨道上山5 → 中部车场 → 区

段回风平巷13 → 工作面

四、排矸系统

矸石 → 各平巷 → 中部车场9 → 轨道上山5 → 采区下部车

场8 → 采区运输石门7 → 运出

第五章采区通风风量的计算

第一节采煤工作面所需风量（按下列因素分别计算，取其最大值）

一、按瓦斯涌出量计算：

Q采 = 100qk/c

=

2000m3/min

Q采 — 采煤工作面所需要风量，m3/min

q — 工作面通风排出的瓦斯量，工作面平均瓦斯绝对涌出量35

m3/min，其中抽采25 m3/min，风排为10

m3/min。

k — 瓦斯涌出不均衡系数，综采面取1.6

c — 工作面正常生产时工作面及回风流中允许的最大瓦斯浓

度，c取0.8%

二、按工作面人员数量计算

Q采 = 4×n采

360 m3/min

=

Q采 — 采煤工作面所需要风量，m3/min

4 — 每人每分钟应供给的最低风量，m3/min

n采 — 采煤工作面同时工作的最多人数，取90个

三、按轨道顺槽进风量计算

Q轨顺 = 60VS

480 m3/min

=

V — 要求风速不小于0.25 m3/min，取0.5 m3/min

S — 工作面有效通风断面，m2

四、按工作面进风流温度计算

Q采 = 60×v采×S采k采

=

1900.8 m3/min

v采 — 工作面的风速（直接进风流的温度查表取值），m/s

S采 — 工作面有效通风断面，根据工作呢的空顶距和采高求得

k采 — 工作面的长度风量系数（本采区工作面长度为180m，查表得，k取

1.2）

五、根据风速验算

Q采= 2000m3/min ≤ 60×4×S采 = 2840 m3/min

Q采= 2000m3/min ≥ 60×0.25×S采 = 90 m3/min 根据以上计算，所以，工作面的风量应不小于2000m3/min。

第二节局部通风

根据计算，掘进时轨道顺槽和运输顺槽的需风量约为550

m3/min，所以应选取吸风量不小于600 m3/min的局部通风机进行局部通风。

第6章瓦斯

第一节瓦斯参数和来源分析

一、瓦斯参数

根据地质勘探钻孔的测定资料、地质精查报告和潘一矿井13-1煤层瓦斯地质图分析，1213（3）工作面煤层的瓦斯含量为4-

6m3/t。本采区在掘进时瓦斯绝对涌出量为2.5-4.5m3/min，工作面回采期间瓦斯绝对涌出量为30.5-45.2m3/min，瓦斯相对涌出量为2-5.7m3/t，平均为4.45m3/t。

2、瓦斯来源分析

回采期间，工作面瓦斯主要来源为本煤层煤体释放的瓦斯，本采

空区涌出的瓦斯及1213（3）工作面等临近层向老空区涌出的瓦斯。

第二节瓦斯抽采

一、钻孔抽采设计

1213（3）综采工作面日生产量为2740吨，预计瓦斯相对用出量为35 m3/min.工作面瓦斯治理设计为风排和抽排，其中抽排采用顶板倾向钻孔，倾向钻孔和底抽巷（后期）抽放三种方式，预计共能抽放工作面相对瓦斯涌出量的70%。

二．工作面上隅角埋管抽采

工作面回采期间，采空区任有部分瓦斯被漏风带到工作面上隅

角，为防止上隅角瓦斯超限和瓦斯积聚，采用上隅角管理抽采措施，即在工作面轨道顺槽设置一路管路专门抽采工作面上隅角，管路距上隅角距离不超过10米，软管随着工作面的推进随时往外回撤。

第七章安全预防措施

第一节防火措施

一、本工作面煤层自然发火倾向性及其火灾隐患分析

1 13-1煤层有自然发火危险，一般发火期为3-6个月

2 当回采工作面遇见断层等地质构造时，推进速度势必会减

慢，增加发火期自然可能性。

3 工作面顶板在采区冒落也为工作面回采期间的自然患源，

所以必须加强防灭火预测预报和防灭火措施，根据采煤工

作面防治自然发火的经验，采空区采用灌浆，注氮两科防

灭火措施。

二．火灾防治

1.认真做好矿井火灾预测预报工作

2.防止外因火灾

3.内因火灾的预防

4.火灾时期通风

5.火灾处理

三．预防矿尘事故措施

1.综合防尘

2.防止爆炸性鉴定

3.防止煤层引燃

4.隔绝煤层爆炸

四．矿井水害防治措施

（一）地面防治水

1.慎重选择井筒位置

2.河流改道

3.铺整河底

4.填堵通道

5.挖沟排（截）洪

6.排除积水

7.加强雨季前的防汛工作

第二节井下防治水

1.做好矿井水文观测与水文地质工作

2.井下探水

3.放水

4.截水