2313綜采工作面設(shè)計說明書分解

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)邯礦集團亨健公司2313綜采工作面設(shè)計說明書亨健公司2007年2月23日第一章概況概況煤層名稱2#煤層水平名稱－190水平采區(qū)名稱203采區(qū)工作面名稱2313地面標高175~210m工作面標高地面位置工作面位于張莊村西北300—700米，地表為梯田，有少量基巖出露，地勢西高東低，本區(qū)有一條通往農(nóng)田的大路自西向東在本面中部，無建筑物保護。井下位置及四鄰采掘情況本面位于203采區(qū)北翼，北鄰邯礦集團陶一礦，西鄰F18－2斷層，東鄰張莊村保護煤柱。走向長（m）1370—1080傾斜長(m)85－120面積(m2)1225100煤層情況煤層總厚(m)4.1-4.5煤層結(jié)構(gòu)(m)煤(巖)層傾角(度)5°-8°4.36°本面煤層一般厚度為4.3米，為簡單結(jié)構(gòu)煤層，在煤層中下部普遍有一層粉砂巖夾矸厚0.1-0.15米，煤層主要由亮煤和鏡煤組成，其次為暗煤和絲炭，高發(fā)熱量，低硫，低磷。煤層頂?shù)装迩闆r頂?shù)装迕Q巖石名稱厚度（m）巖性特征老頂中砂巖0-20直接頂細砂巖0—6灰色，有層理，含植物化石。f=4～6偽頂直接底粉砂巖0.5—2.0灰黑色，含炭質(zhì)及植物化石。f=4～6老底細砂巖2.0深灰色，石英長石為主，層狀結(jié)構(gòu)。f=8工作面概況2313綜采工作面基本概況：第二節(jié)地質(zhì)及水文地質(zhì)情況本工作面有一向東傾斜的單一構(gòu)造，煤巖層傾向E800，傾角5°—8°，一般6°，工作面構(gòu)造以斷層為主，從2305、2303、2301三個已采工作面揭露情況看，落差一般在0.5－3米，根據(jù)地震資料在本面中部還可能存在一個落差4米的斷層。構(gòu)造名稱F2313C，走向°，傾向°，傾角65°，性質(zhì)為正斷層，落差5米，對回采有一定影響。2#煤頂板砂巖為一含水層，在回采過程中局部可能出現(xiàn)滴水或淋水，一般涌水量<5m3/h，最大10m3/h，2#煤底板下受底板承壓水威脅，底板有出水可能，最大突水量可能達到80m3/h。本面絕對瓦斯涌出量為3.0m3/min，煤塵不爆炸。煤的自燃等級為三類不易自燃煤層。本面走向長1370～1080米，傾向長85～120米，斜面積為㎡,煤厚4.3米，容重為1.65t/m3，工業(yè)儲量為520千噸，回采率底層為93％全采部分為85%，可采儲量為487千噸。第二章巷道布置一、巷道布置情況：本面上回風巷、上運輸巷沿2#煤層頂板走向掘進，下回風巷、下運輸巷和切眼沿2#煤層底板掘進，切眼一掘一擴，兩次成巷。頂層巷道采用錨梁網(wǎng)加錨索聯(lián)合支護，底層巷道采用工字鋼支護。二、工作面風巷：本面為上行風，下巷為進風巷,上巷為回風巷。三、工作面運輸巷：下巷為運輸巷，主要負責運煤、運料等。四、工作面切眼：切眼沿煤層走向掘進，一掘一擴，兩次成巷。初采時切眼長度85米，工作面拐彎后，長度達到120米，切眼安裝時斷面規(guī)格為5.4×2.4米。第三章采煤工藝一、采煤方法：本工作面呈鐮刀形布置，刀頭沿傾向布置，為底層工作面，煤厚2.2；刀把為全煤厚沿走向布置的工作面，煤厚為4.3米，根據(jù)《安全規(guī)程》規(guī)定，底層工作面不采用綜合機械化放頂煤采煤法，頂層工作面采用綜合機械化放頂煤采煤法。選用ZFB2400/16/24（F7）液壓支架，底層一次采全高傾向長臂后退式綜合機械化采煤法，全煤厚部分采用放頂煤綜合機械化采煤法。二、回采工藝：本面采用單一煤層走向長臂后退式全部垮落法的綜合機械化采煤。落煤選用MG160/375-W型雙滾筒采煤機，雙向割煤，工作面采用SGZ630/264型可彎曲輸送機運輸。三、工藝流程：采煤機自下缺口上行割煤，追機滯后采煤機后滾筒1～2架及時伸出支架伸縮梁支護新暴露頂板，追機滯后采煤機后滾筒2～4架進行移架，滯后移架10米開始推移刮板輸送機，采煤機割透上缺口后，退出缺口20米斜切進刀完成一個正規(guī)循環(huán)，循環(huán)進度0.5米。第四章主要設(shè)備選型設(shè)計一、液壓支架選型設(shè)計：2313工作面頂板采用液壓支架控制頂板，支護設(shè)計即為液壓支架的選型設(shè)計。（一）、礦壓參數(shù)：（見下表）預(yù)計本工作面礦壓參數(shù)參考表序號項目單位本面預(yù)計1頂?shù)装鍡l件直接頂厚度m5基本頂厚度m17直接底厚度m22直接頂初次垮落步距m103初次來壓來壓步距m16最大平均支護強度KN/㎡310最大平均頂?shù)装逡平縨0.09來壓顯現(xiàn)程度來壓不明顯4周期來壓來壓步距m12最大平均支護強度KN/㎡350最大平均頂?shù)装逡平縨0.06來壓顯現(xiàn)程度來壓不明顯5平時最大平均支護強度KN/㎡350最大平均頂?shù)装逡平縨0.086直接頂懸頂情況m107底板容許比壓MPa2.38直接頂類型類29基本頂級別級II10巷道超前影響范圍m20（二）、選擇支護材料根據(jù)同煤層工作面礦壓觀測數(shù)據(jù)及ZFB2400/16/24（F7）型液壓支架特征可知，該支架對本地區(qū)煤層及頂?shù)装鍡l件是基本適應(yīng)的。(見下表)ZFB2400/16/24（F7）型液壓支架特征表項目內(nèi)容單位規(guī)格適用條件煤層厚度m2.1~3.6煤層傾角(°)15～20頂板直接頂類2基本頂級II底板要求底板平整，抗壓強度不低于3.2MPa。地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造簡單，不影響支架過斷層?？傮w特征支架高度m2.1～4.2工作阻力KN5200初撐力KN4364對底板最大比壓MPa1.99由上述可知，ZFB2400/16/24（F7）型液壓支架是適合我礦2313工作面條件的，故選用。（見附圖1-1、1-2）二、采煤機、刮板輸送機選型根據(jù)有關(guān)廠家的提供，結(jié)合我礦實際情況，由集團公司、亨健公司、集團公司通方機械制造廠、張家口煤機廠、西安煤機廠等有關(guān)人員在一起進行三機配套選型，最后決定選用SGZ630/264型刮板輸送機，MG160/375-W型采煤機。（見附圖1-3、1-4）三、乳化液泵站：（一）、泵站選型、數(shù)量1、本工作面的乳化液泵站選型根據(jù)相鄰回采工作面的泵站壓力從運巷到工作面的壓力損失實測和結(jié)合本面實際情況，對照采煤工作面質(zhì)量標準，確定2313綜采工作面選用1臺WRB-200/31.5型泵站，備用1臺，壓力最小值為30MPa，額定值為31.5MPa。流量為400L/min。2、泵站位置2313綜采工作面液壓泵站位置：初采時放置在北翼軌道巷，采到北翼軌道巷后，液壓泵站放在下聯(lián)巷內(nèi)。四、設(shè)備配置：工作面機械設(shè)備配備見下表：2313綜采工作面機械設(shè)備配備表使用地點設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量單位備注工作面采煤機MG160/375-W1臺液壓支架ZFB2400/16/24（F7）80架ZPT2800/16/24HDT（F38）6架刮板輸送機SGZ630/2641部SGZ630/1501部下運巷乳化液泵WRB-200/31.51臺備用1臺絞車25KW2部11.4KW1部刮板輸送機SGW-40T1部皮帶運輸機SPJ-804部噴霧泵XPB-250-5.51臺備用1臺移動站KBSGZY-1000/61臺水泵2臺第五章生產(chǎn)系統(tǒng)第一節(jié)運輸系統(tǒng)一、設(shè)備、物料的運輸:工作面生產(chǎn)過程中的設(shè)備和物料運輸采用絞車運輸。二、運煤方式:運煤設(shè)備采用刮板輸送機和皮帶輸送機運輸。三、運煤路線：初采時：工作面—2313下回風巷—北翼皮帶巷—-190煤倉采過北翼軌道巷后：工作面—2313運輸巷—溜煤眼—大皮帶巷—-40煤倉四、運料路線：主井—-40上車場—軌道暗斜井—2313上聯(lián)巷—2313回風巷—工作面。（見附圖2-1）五、工作面安裝工作面安裝期間所有的設(shè)備、支架運輸路線：主斜井→井底車場→-40東巷上車場→軌道暗斜井→南翼軌道巷→-190北冀回風巷→切眼由于該工作面長度為85～120m，除切眼的60組支架安裝外，還需在2313上回風巷安裝24組支架。工作面的安裝見安裝示意圖。（見附圖2-2）第二節(jié)排水系統(tǒng)一、設(shè)備選型：根據(jù)預(yù)測2313工作面涌水情況：正常涌水量10m2/h，最大涌水量為50m2/h。初采時在工作面下頭設(shè)一處水窩（1號排水點，標高-194m），1號排水點安設(shè)2301集中運輸巷下部用型kw離心泵，敷設(shè)4寸鐵管1趟排水到-190水倉；2號排水點安設(shè)在世界上313上回風巷用型kw潛水泵，敷設(shè)4寸鋼管1趟排水管到-40水平水倉。二、排水路線：工作面（1號點）－2301集中運輸巷－203北翼軌道下山－南翼軌道巷－-190水倉。（見附圖3）工作面（2號點）－2313上回風巷－聯(lián)絡(luò)巷－皮帶暗斜井－-40運輸大巷—-40水倉。第三節(jié)供電系統(tǒng)2313工作面機組泵站1140V供電計算一、功率P=200+375=575KW。KX=0.4+0.6*375/575=0.85COSΦ選0.75式中：割煤機Pe=375KW，泵站200KW。移動站容量的選擇Ｓb=EQ=1020KVA，移動站的工作電流Ｉg=二、按允許電壓損失選擇電纜（干線）的供電距離（1）選擇702電纜并聯(lián)其Iɡ==,小于Ｉy=260A,選擇合格。（2）移動站內(nèi)部電壓損失查表Rb=0.0101歐，Xb=0.0661歐，Sin?=cos?=0.75ΔVB=×490×（0.0101*0.75+0.0661×0.66）=43.3V（3）按允許電壓損失選擇干線的供電距離ΔVɡ=ΔVy-ΔVB=117-43.3=73.7V。依公式：ΔVɡ=EQ得Ig=Ig==476.8m.所以，在允許電壓損失117V范圍內(nèi)，其供電距小于476.8米，即可滿足網(wǎng)絡(luò)內(nèi)采煤機電機的正常起動。根據(jù)實際距離選擇二路702一電纜660m并聯(lián)向機組供電（并聯(lián)后實際距離330米小于476.8米。其電壓損失ΔVɡ===51V故電壓總損失實際為ΔV=ΔVB+ΔVɡ=43.3+51=94.3V<117V合格。三、二相短路電流和繼電整定（1）移動站至組合端的供電距離為702-380米，I并=190mIh=138.7米，查表Id=4711A（2）四組合至割煤機最遠點的二相短路電流，其供電距離為702-280米并聯(lián)，I并=140米，Ih:102.2米。I：138.7+102.2=240m，查表Id=3684A（3）繼電整定機組工作電流Ig== 乳化泵工作電流Ig==131A移動站800A開關(guān)的整定IZ=458.3×5+131=2422.5AIZ=3000AI過=(458.3+131)×1.2=707.1AI過=750A割煤機在四組合上的整定IZ=458.3×5=2291.5AIZ=2400AI過：458.3×1.2=549AI過=600A乳化泵400A開關(guān)的整定IZ=131×6=786IZ=1000AI過=131×1.2=157.2AI過=160A四、校驗靈敏座可靠性K1=>1.5K2=>1.52313工作面供電設(shè)計計算（溜子部分1140V）一、功率P=200+200+40×2=480KWcos?選0.7Kx=0.4×0.6移動站容量選擇Sb=Sb=所以選630KVA移動站Ve1200V供電。二、電纜的選擇和二相短路電流（1）移動站工作電流Ig=A（2）移動站向六組合供電的干線工作電流Pe=480KWIg=故選二路MCP702-380m電纜并聯(lián)向六組合供電。I并702-190mIh:138.7m，查表Id2=4711A（3）工作面溜子P=200KW有工作電流。Ig=選一路502-280m的六組合向其供電。138.7m280mIh:138.7+280=418m,查表Id=2546A(4)工作面溜子P=110KW×2的工作電流Ig=選一路502-240m252-40m向其供電I=702-138.7m502-240m252-40mIh=76mIh:138.7+240+76=454.7m，查表Id=2178A（5）平巷溜子40KW×2的工作電流Ig=三、繼電器整定和校驗可靠性（1）移動站800A開關(guān)的整定IZ=131×2×6+52=1624AIZ=2000AI過=（31×2+52）×1.2=376.8AI過=400A校驗K=>1.5（2）工作面溜子P=200KW在六組合上的整定IZ=131×6=786AIZ=1000AI過=131×1.2=157.2AI過=180A校驗K=>1.5（3）工作面溜子P=110×2×在六組合上的整定IZ=144×6×=864AIZ=1000AI過=144×1.2=172.8AI過=200A校驗K=>1.5合格（4）平巷溜子部P=40×2在六組合上的整定IZ=52×6=312AIZ=600AI過=52×1.2=62.4AI過=70A四、電壓損失（1）移動站內(nèi)部電壓損失，查表Rb=0.0167歐Xb=0.1246歐cos?選0.7ΔVB==507×(0.0116+0.088)=50.5V(2)總負荷200×2+40×2在干線702-380m（并聯(lián)）上產(chǎn)生的電壓損失ΔVg=（3）負荷200KW溜子在最遠支線502-280m上產(chǎn)生的電壓損失ΔVZ=ΣΔV=ΔVB+ΔVg+ΔV2=50.5+19.19+18.1=87.8V<117V合格。所以經(jīng)計算供電系統(tǒng)的電壓損失87.8V小于允許電壓損失117V，故滿足電機的起動需求。2210工作面供電設(shè)計計算（６６０Ｖ供電部分溜子皮帶）一、總功率P=40+40×2+110+110+45+45=430KW（Kx=0.4+0.6cos?選0.7）式中：聯(lián)巷溜子40KW下運巷皮帶40KW×2，下巷排水泵110KW二臺，45KW泵二臺。移動站容量的選擇：Sb=,選500KVA，Ve=660V移動站供電。二、電纜的選擇和二相短路電流（1）溜子40KW，皮帶40KW×2線路的工作電流Ig=,選702-200mmMY電纜向其供電。二相短路電流I702-200mIh=146m,查表I2d=3916A.（2）溜子40KW的工作電流Ig=（3）皮帶40KW×2的工作電流Ig=選352-50m向其供電，Ig：90A<Iy:153AIh702-146m352-50mIh:68.5mI：146+68.5=215m，查表I2d=2838A.三、繼電器整定和校驗（1）總饋電的整定IZ=90×6+45=585AIZ=800AI過=（90+45）×1.2=162AI過=180A，校驗K1=（2）二段保護饋電（控皮帶40KW×2）的整定IZ=90×6=540AIZ=700AI過=90×1.2=108AI過=120A，校驗K2=K3=合格四、電壓損失的驗算（1）移動站內(nèi)部電壓損失：Ig=ΔVB=（2）ΔVg=(電纜702-200m上)（3）ΔV2=(電纜352-50m上)所以ΔV=17+7.5+2.5=27V<63V滿足需求。660V供電排水泵線路功率P=110×2+45×2=310KW（Kx=0.3+0.7）二、干線的工作電流Ig=,所以選702-200m的電纜向其供電。Ih:146m查表I2d=3916A(1)110KW水泵的Ig=(2)45KW水泵的Ig=,選352-300m電纜向其供電。I：702-146m352-300mIh:411mI:411+146=557m，查表I2d=1266A.三、整定和校驗（1）總饋電整定：IZ=124×5+124+50.8+50.8=845.6IZ=1000AK1=（2）分饋電整定：Iz=50.8×6+50.8=355.8AIZ=600A，K1=。四、電壓損失（1）ΔVy=17V(前面已計算)（2）ΔVg=(電纜702-200m上)（3）ΔV2=(電纜352-300m上)ΔV=17+19.5+16.0=53.5V<63V滿足需求。2313工作面割煤機起動電壓驗算割煤機電動機為最大最遠，故按機組起動，其它機械正常運轉(zhuǎn)條件下運行驗算。一、求最小起動電壓VQ(查技術(shù)參數(shù)表mQe=,mQ=，依式：VQ=Ve所以，VQ=1140×,割煤機起動時的最低起動電壓為827V小于此值無法起動。二、求最小起動電壓VQ時的起動電流IQ和功率因數(shù)cos?Q，依公式IQ=,故IQ=,(式中：割煤機Ie=458.3A,IeQ=2291A),c0s?選0.52。三、求割煤機丈線702-660m并聯(lián)上的起動電壓損失ΔV2由公式ΔV2=得ΔV2=四、求移動站內(nèi)部起動電壓損失（割煤機正在起動時）ΣPe=200KW(割燈機以外的其它功率即乳化泵功率)ΣIɡ=（式中Kx`=0.7,cos?選0.75）IbQ=ΣIg=95+1662=1757AcosΦbQ=故有cos?bQ=所以，ΔVbQ=五、校驗起動電壓ΣΔVQ=ΔVbQ+ΔV2=186.6+133=319.6VΣΔVQ=319.6<Ve2-0.75VD=1200-0.75×1140=345V合格再校驗：ΣΔVQ=319.6<Ve2-VQ=1200-827=373V合格。2210工作面高壓由中央變電所引入，經(jīng)移動站后供工作面設(shè)備用電。（見附圖5-1、5-2、5-3、5-4）第四節(jié)通風系統(tǒng)通風系統(tǒng)：根據(jù)2313采面巷道布置和生產(chǎn)運輸布置狀況，2313采面采用U型通風方式上行通風。2313采面通風路線如下：（見附圖6）主斜井—-40上車場→軌道暗斜井→2313下聯(lián)巷→2313運輸巷→切眼→2313回風巷→203專用回風巷→主下山→+100回風巷→回風立井。工作面需風量計算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，按回采工作面回風流中瓦斯的濃度不超過1%的要求計算工作面風量Q：Q采=100×q采×KCH4；m3/min式中：Q采——回采工作面實際需要風量，m3/minKCH4——采面瓦斯涌出不均衡通風系數(shù)，取1.6q采——回采工作面回風巷風流中瓦斯的平均絕對涌出量，m3/min；取q采=4m3/min，得Q采=100×4×1.6=560m3/min。按工作面最多人數(shù)計算風量Q以工作面交接班最多人數(shù)N=98人計算，則工作面風量為：Q=4×N=4×98＝392m3/min式中：4——每人每分鐘供給的最小風量；m3/min按工作面溫度選擇適宜的風速進行計算風量Q采2313采面地溫不很高，工作面預(yù)計20℃，為使工作面有良好的氣候，參照風速取V采=1.5m/s。則工作面風量為Q采=60×V采×S采=60×1.5×6=540m3/min。式中S采——采煤工作面的平均斷面積，取6m2V采——采煤工作面風速，取1.5m/s比較上述結(jié)果，預(yù)算最大值Q采=560m3/min。按風速進行驗算：V＝Q采/（60×S采）＝560/(60×6)＝1.56m/s最低允許風速V最低為0.25m/s，最高允許風速V最高為4m/s。V低＜V＜V高，合乎規(guī)定。（附圖1）防塵系統(tǒng)：（見附圖7）2313采面防塵水源為猴車下山平巷鉆孔水源，供水路線為：猴車下山平巷鉆孔水源—皮帶暗斜井—聯(lián)絡(luò)巷—2313上下巷—2313切眼。2313上、下巷均鋪設(shè)防塵灑水管路，2313下巷每隔100m、2313上巷每隔50米設(shè)一個三通閥門，以便沖洗巷道。2313工作面及下巷各轉(zhuǎn)載點必須安裝噴霧灑水裝置。在23