工作面设计说明书

第一章工作面简况

第一节工作面简况

地面位置: 14031工作面对应地表为前柿杭村。井下位置: 14031工作面东为14011工作面采空区，南为Fz14断层保护煤柱，西为14扩大区运输巷，北为14采区轨道下山。

该工作面地面标高+311.5m～+315.7m，工作面标高+81m～+113m。该工作面主采二1煤层，走向长330m，倾斜长100m，面积33000㎡；煤层倾角5°～16°，平均倾角10°；煤层厚度0～4.6m，平均煤厚2.2m。工业储量8.02万吨，可采储量6.85万吨。

14031工作面沿倾斜方向布置，后退式俯斜开采，全部垮落法管理顶板。

14031工作面主采二1煤层，煤呈灰黑色，粉末状，半亮型，原生构造受滑动构造的影响而遭受破坏，层理不清，滑面及磨擦镜面发育，强度较低，煤层结构简单且煤层赋存较稳定，但煤厚两极值变化大，工作面下部煤层较上部煤层厚。

根据本矿14011工作面回采及14031工作面掘进情况分析，该工作面顶板砂岩含水层含水性较强，对工作面回采有较大影响。预计回采时局部会出现顶板淋水现象，正常涌水量为3m³/h，最大涌水量为10m³/h。因此，工作面在回采期间必须加强顶板和两巷水路管理，确保巷道在掘进、回采期间水路畅通，加强水情观测，根据需要及时进行探放水。

14031工作面设计工程量：上副巷308m，下副巷利用原14扩大区前期回风巷，切巷113m；设计总工程量：420m。工作面设计可采长度300m，切巷平均长度97m。

14031工作面上下副巷为拱形断面，采用U25型钢可缩性支架支护，支架间距600mm<中-中）。

瓦斯含量以通风科提供的依据(瓦斯绝对涌出量平均1.2m³/min >为准。因此，14031工作面按无突出危险采煤工作面进行管理。

第二节采区简况

14采区为双翼下山采区，位于尤氏井田的西部，该采区下部以后告F4断层为界，上部以二1煤+157m等高线为界，沿煤层走向布置走向长壁工作面。

14采区的二1煤层赋存比较稳定，煤层倾角平均8°，煤层平均厚度 2.75m左右。煤层构造比较简单，未见夹矸，水文地质勘探类型为二类二型，即以顶板裂隙孔隙水充水为主的水文地质条件中等的矿床类型。根据煤层赋存条件，考虑该矿生产实践和管理水平，设计采用走向长壁后退式采煤法，炮采采煤工艺，全部垮落法管理顶板。

14采区运煤路线为：工作面落煤经工作面刮板运输机→运输顺槽刮板输送机、胶带输送机→运输下山胶带输送机→上仓皮带斜巷→主井煤仓→箕斗装载硐室→主井箕斗→地面。

14采区通风路线为：新鲜风流自主井<部分来自副井）→运

输大巷→运输下山→运输顺槽→工作面→轨道顺槽→轨道下山→采区回风巷→回风大巷→风井→地面。

14采区排水路线为：工作面出水→运输顺槽→采区下山→自流至采区水仓→采区泵房水泵→采区轨道下山排水管→排至运输大巷→自流至井底水仓→井底泵房主排水泵→排至地面进行处理。

14采区避火<避瓦斯爆炸）路线为：工作面→运输顺槽→运输下山→运输大巷→副井<或主井安全出口）→地面。

14采区避水路线为：工作面→轨道顺槽→中部车场→轨道下山<或运输下山）→运输大巷<或回风大巷）→副井<或主井、风井安全出口）→地面。

14采区共布置6个工作面，工作面平均长度为120m，采区工作面接替顺序为：14021工作面→14011工作面→14061工作面→14031工作面→14051工作面→14071工作面。

14采区炮采工作面的生产能力：

Ａ＝采高×工作面长度×年推进度×容重×工作面采出率＝2.75m×120m×660m×1.35×0.95＝27.933万t/a

第二章巷道布置方式及支护形式选择、支护设计

第一节巷道布置及支护形式选择

14031工作面掘进巷道包括上副巷、切巷。14031上副巷以200º方位角掘进，下副巷利用原14扩大区回风巷，在掘进过程中根据实际地质情况进行调整。

14031工作面采用原有DZ22型单体液压支柱配合ADC－2240型л型钢梁支护顶板，人工回柱放顶。上副巷、下副巷及进回风联巷及绕巷支护形式为拱形断面，支护材料为U25型钢，棚距600mm<中—中）。14031工作面停采线位于14采区轨道下山40m处。

第二节工作面支护设计

1、顶板管理方法

采用全部垮落法处理采空区。

2、控顶距与放顶步距

该工作面最大控顶距 3.6m，最小控顶距 2.8m，放顶步距0.8m。

3、特殊支护

上、下副巷超前支护总长度20m。超前替棚采用2.5m单体柱配合3mπ型钢梁替棚,替棚长度不少于10m；替棚段使用1m 的铰接梁配合单体柱打双抬棚；其外10m采用2.5m单体柱配合3m长直径不少于200mm的坑木打单抬棚。

4、顶板支护设计

⑴相邻工作面矿压观测结果：

根据相邻工作面观测结果分析，该工作面直接顶初次跨落步距为1m，老顶初次垮落步距为8～15m，老顶的周期来压步距为8～12m。

顶板结构：顶煤----直接顶----老顶

⑵采场控制设计

①直接顶初次跨落期间

直接顶初次跨落期间要把直接顶安全地切在采空区，在此期间支架至少应承担起直接顶初次垮落步距一半的重量，合理的支护强度为：

P1=MALAYA/2L小=(13.4×1×2.5>/<2×2.8）=5.98t/㎡

式中：P1----支架支护强度 t/㎡

MA ----直接顶厚度 13.4m

YA ----直接顶平均容重 2.5t/m³

LA ----直接顶初次垮落步距 1m

L小 ----最小控顶距 2.8m

②老顶初次来压期间

要求支架在不被压死的情况下，P2能承担起老顶重量的1/4及全部直接顶的作用力。

P2=A+MBYBCB/4ktL小

式中 A----直接顶作用力 t/m²

A=MzYzL/L小

Mz----直接顶垮落厚度4.2m

Yz----直接顶平均容重 2.5t/ m³

L----最大控顶距3.6m

L小---最小控顶距 2.8m

A=<4.2×2.5×3.6）/2.8 =13.5t/m²