目 录第一章 工作面概况1第一节 开采范围1第二节 煤层赋存状况1第三节 煤层顶底板岩性2第四节 地质构造2第五节 水文地质2第六节 瓦斯、煤尘、自燃特征3第七节 储量3第八节 生产能力及服务年限3第二章 回采工艺、支护设计、设备选型5第一节 回采工艺5第二节 支护设计5第三节 设备选型7第三章 工作面巷道布置、断面和支护设计12第一节 巷道布置12第二节 工作面巷道布置基本参数设计12第三节 巷道布置参数说明13第四节 巷道轨道线路设计14第五节 巷道断面设计15第六节 巷道支护设计18第四章 通风系统设计25第五章 瓦斯治理设计28第六章 安全监控系统设计29第七章 防尘、防灭火系统设计32第一节 防尘系统设计32第二节 防灭火系统设计33第八章 生产系统37第九章 供电系统设计39第一节 工作面设备负荷统计39第二节 供电概况39第三节 变压器容量选择40第四节 高压电缆选择41第五节 低压电缆选择45第六节 移变容量校验46第七节 低压电缆校验46第八节 开关选型及整定47第九节 保护接地要求53第十节 工作面电缆配备表54第十章 防治水设计55第一节 工作面概况55第二节 地质构造55第三节 水文地质特征56第四节 工作面涌水量预算56第五节 排水系统设计及防治水措施56第十一章 避灾路线60第十二章 安全技术措施61第一节 工作面防灭火措施61第二节 防顶板事故措施62第三节 防尘措施63第四节 机电运输安全措施64第五节 机电管理措施64第一章 工作面概况第一节 开采范围XX工作面位于井田22盘区，切眼靠近22盘区地面三维地震勘探（依据2015年1月由陕西省煤田地质局物探测量队提交的22盘区补充勘探三维地震报告）圈定的22盘区煤层沉积缺失带边界；工作面机、风两巷均为未开采区域，高位巷布置在XX风巷内错13m。工作面机风两巷设计留设顶煤8-10m，高位巷原则上跟煤层顶板施工；工作面停采线设计留设至北翼辅运大巷100m保护煤柱线位置。工作面起止标高680800m，工作面平均倾向宽175，设计走向长1435m（切眼至设计停采线；此处切眼位置暂定全煤厚4m位置处，后期可依据煤质、构造等情况再综合评定切眼位置）；本工作面周边均为未开采区域。井上下对照：地面主要为山地、沟壑、陡坡等地貌，地面标高约1254.4-1382.2m；树木茂密，草本、灌木植被较为发育；有一条水系从切眼附近穿过，有一条生产路及大路在工作面中部。工作面机巷中部外侧80m-250m范围内有约16间民房、窑洞等建筑物，工作面回采前需完成地面搬迁工作。地面钻孔：该区域有2个勘探钻孔K1-4、X3-4位于工作面内，风巷外侧50m处有1个K2-7勘探钻孔；工作面回采前计划施工工作面“两带”水文长观孔2-4个，目前前期勘探钻孔对掘进工作无影响。第二节 煤层赋存状况3煤: 黑色，沥青光泽，参差状，贝壳状断口，条带状结构，煤芯多为煤块，以半暗型煤为主；依据周边巷道实际揭露煤层厚度及K1-4（10.53m）、X3-4（13m）、K2-7（煤厚为20.55m，位于面外，本次不参与计算）钻孔分析，最大煤厚为16.6m（利用北翼辅运大巷BF22点前40处探煤厚18.7m与X3-4钻孔内插收作线附近煤厚），最小煤厚4m（预计切眼停掘位置处煤厚），平均煤厚M=11m。受背、向斜构造影响，煤层产状变化较大，倾向在69250330之间，工作面风巷倾角111，机巷倾角114；平均为7左右。煤厚变异系数=7.6%, 可采性指数km =1，煤层综合评定为稳定煤层。第三节 煤层顶底板岩性老顶：粗粒砂岩为主，灰白色，粗粒砂状结构，成分为石英、长石及暗色矿物，次棱角状，局部夹紫色泥岩薄层，富含黄铁矿结核；岩性较为稳定，平均厚度6.7m。底板：直接底板为炭质泥岩：黑色，染手，易碎，含炭屑及镜煤条带；老底为泥岩及铝质泥岩：灰褐色，团块状，含铝土质及植物根系化石，其下为灰褐色铝质泥岩，层面光滑，有滑感，局部夹浅灰色细砂岩条带。第四节 地质构造工作面总体受花园阳坡向斜控制，处于向斜西翼，依据22盘区补充勘探三维地震勘探报告资料分析，受背、向斜构造影响，煤层产状变化较大，倾向在69250330之间，工作面风巷倾角111，机巷倾角114；平均为7左右。工作面内有一个B1背斜和一个X1向斜贯穿，褶曲附近次生构造较为发育，局部煤层可能会出现不连续性，掘进期间需加强巷道内顶底煤厚度探查。第五节 水文地质本工作面掘进期间水文地质条件较为简单，工作面直接充水水源为上覆延安组煤层顶板砂岩裂隙水。1、类比周边已掘巷道涌水量情况，预计顶板砂岩裂隙水正常涌水量约3-5mh。靠近工作面里段因整体煤层变薄，锚索锚固段将进入顶板岩石中，锚索孔可能会出现大面积淋水。2、位于工作面内的K1-4、X3-4勘探钻孔，分别距离机巷最小距离55m、距离机巷最小距离63m；根据北湾-太阳寺井田勘探地质报告资料分析，该孔封孔质量合格；掘进期间仍需关注其是否有水文异常。第六节 瓦斯、煤尘、自燃特征根据K2-7钻孔瓦斯煤样试验成果资料，3煤层自燃瓦斯成分指标为：CH4为15.43%、CO2为3.52%、N2为81.05% ，3煤瓦斯含量为0.9(ml/g).daf。依据X3-4钻孔3煤层测试数据分析类易自燃煤层，有爆炸性。第七节 储量1、储量边界的确定：西以工作面切眼，南以工作面机巷为边界，北以工作面风巷为边界，东以工作面预计停采线为边界。2、储量块段平面积：S总=251069m 2 3、煤层平均厚度：M=11m4、煤层平均倾角：=75、煤层容重：d=1.41t/m（据K5-3钻孔资料）6、地质储量：Q地质= S总/cosadM =392.33万吨7、可采储量：Q可采= Q地质85333.48万吨块段级别平面积（m2）倾角（）容重（t/m）斜面积（m2）煤厚m地质储量( t )回采率(%)可采储量( t )XXA25106971.41252955113923324853334825第八节 生产能力及服务年限XX工作面地质构造简单，煤层赋存稳定，生产条件较好，为充分发挥机械化效能，设计采用综采放顶煤回采工艺，工作面设计生产能力为404万t/a。 每循环产量：Q=lsmrc/循环其中：l-工作面长度（175m） s-截深（0.8m） m-平均可采煤厚（11m） r-煤容重(1.38t/m)c-工作面回采率(0.8)Q=1750.8111.380.8=1700.16 年生产能力: A=QNDR其中: N-日循环次数(8次) D-年工作日(330天) R-正规循环率(0.9)A=1700.1683300.9=404万t服务年限：T=(Z/A)12其 中: Z-可采储量(333万t)T=（333/404）12=10(月)第二章 回采工艺、支护设计、设备选型第一节 回采工艺XX工作面所在的3煤层为22盘区可采煤层，煤厚4m16.6m，平均11m，属厚特厚煤层，以特厚煤层为主。煤层结构简单。XX工作面所在的3煤层顶板分为伪顶、直接顶、老顶三种。老顶为粗粒砂岩为主，灰白色，粗粒砂状结构，成分为石英、长石及暗色矿物，次棱角状，局部夹紫色泥岩薄层，富含黄铁矿结核；岩性较为稳定，平均厚度6.7m。针对XX工作面所在的煤层及顶板状况，本着高产高效的原则，依据目前的开采技术条件以及现有综采放顶煤技术和管理水平，选择综采放顶煤工艺。第二节 支护设计一、依据参考工作面初选支架XX综采工作面主要设备选型： 液压支架：ZF16000/21/38 二、支架支护强度计算（一）载荷估算方法估算支架工作阻力1、按冒落带高度计算Hi=M/(Kp-1)=36mHi冒落带高度（m）M最大采高（m），取9 Kp ：岩层冒落碎胀系数，一般取1.251.5，取1.252、根据冒落带高度进行支护强度估算P= KHi cos10-3 =1.53625103 cos1510-3 =1303 KN/P ：支护强度，KN/ ：冒落带岩层加权平均容重（N/ m），取25103：煤层倾角（），取15 K: 老顶来压增载系数，取1.5（二）根据实测统计法1、I级老顶的额定支护强度下限按公式计算Ph=72.3 hm+4.5 Lp+78.9Bc -10.24N-62.1=896 KN/；式中：Ph支护强度，KN/hm工作面煤层采高（m），取8Lp老顶周压步距（m），取25；按矿大分析结论数据选取Bc最大控顶距（m），取最大6.38N直接顶厚度与采高之比；直接顶厚度取6.23，采高取最大8根据以上支护参数计算，工作面支护强度取1238 KN/。2、液压支架额定阻力已知支护强度，则必需的液压支架额定阻力按下式计算:QsPhBCSC/KS12386.381.7514559kN/架式中：Qs液压支架额定阻力（kN/架） SC液压支架中心距（m），取1.5（三）支架选择液压支架ZF16000/21/38支护强度为约1.59MPa，支撑高度为2.13.8m，初撑力为12824 kN，工作阻力为 16000 kN，满足回采要求。第三节 设备选型根据3煤地质情况，设备选型如下：1、支架XX工作面所在的3煤层为22盘区可采煤层，煤厚4m16.6m，平均11m，属厚特厚煤层，以特厚煤层为主。结合煤层及顶、底板条件，设计支架高度为2.13.8m。液压支架选用ZF16000/21/38，支护强度为约1.59Mpa，支撑高度为2.13.8m，初撑力为12824 kN，工作阻力为 16000 kN，满足回采要求。该支架基本技术参数为：型 号： ZF16000/21/38初 撑 力： 12824kN（P=31.5MPa）工作阻力： 16000kN（P=39.3MPa）支护强度： 1.59MPa宽 度： 1.66 1.86m中 心 距： 1750mm底板比压： 3.45MPa(平均)支撑高度： 21003800mm 适应煤层倾角： 15（包括走向、倾向）工作面额定供液压力： 37.5MPa操纵方式： 手动本架控制拉移步距： 900mm立 柱： 双伸缩支架重量： 42.6吨2、采煤机3煤层为稳定煤层，煤厚1.1525.91m ，平均14.09m。一般1018m，以单一煤层为