一、设计目的
设计目的是为了掘进25042综放工作面，形成各大生产系统，科学合理的回采煤炭资源，创造出良好的经济效益。 二、设计依据及设计原则 1、设计依据
（1）《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国矿山安全生产法》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》。
（2）生产技术部提供的25042综放工作面地质条件说明书，二五采区地质平面图，机运科提供的供电设计，通防科提供的一通三防设计等。 （3）其它有关资料。 2、设计原则
（1）充分利用现有的井巷工程及有关设施 （2）生产适当集中，高产高效，回收率高 （3）便于瓦斯抽放及防灭火 （4）合理布置通风、运输系统 （5）良好的经济效益
（6）合理配备、尽量避免长距离单头掘进。
第二章 工作面地质概况
一、工作面概况
1、工作面位置、范围与四邻地表的关系
25042工作面井下位于我矿二水平五采区南部，该工作面东以下顺槽为界与4F50、红13断层相邻，南以设计停采线为界与2504边切眼相邻，西以上顺槽为界与红12断层、25021工作面相邻，北
1
以切眼为界与我矿井田边界相邻。
2、工作面储量
25042综放工作面平均长为146m，推进长度985m，面积143810m2
工作面平均煤厚按5m计算，地质储量万100.67t，回收率按85％计算，可采储量85.57万t。 3、工作面埋藏深度
地面标高为＋202.3m～＋212.2m之间，二
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煤层底板标高在
-225m～-326m，该工作面煤层埋藏深度为437.5m～528.5m。 二、工作面地质构造
该工作面为单斜构造，地质条件复杂，断层较多。
该工作面上顺槽掘进过25041-20断层、落差H=1m、25041-21断层、落差H=0.8m、红12-1断层、落差H=4m、红12-2断层、落差H=0.8m、红12-3断层、落差H=2m、红12-4断层、落差H=1m、红12-5断层、落差H=2m、红12-6断层、落差H=1m、25041-22断层、落差H=3m、25041-23断层、落差H=2m、25041-10断层、落差H=1m、红13-4断层、落差H=11m、25041-31断层、落差H=1m、25041-32断层、落差H=2.2m、25041-39断层、落差H=2.5m。
该工作面下顺槽掘进过红13-2断层、落差H=3.5m、25041-9断层、落差H=1.5m、红13-4断层、落差H=7m、红12-2断层、落差H=5m。
中切眼过红13-2断层、落差H=3.5m、红13-4断层、落差H=11m. 联络巷过红12-1断层、落差H=1m。
红13-4断层分3次完成落差较大横穿整个工作面，断层向工作面内、外部延伸，并有增大趋势，对掘进带来较大影响。 三、开采技术条件
1、煤层顶底板的岩性、厚度及物理力学性质
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伪 顶：黑色泥岩，层面含大量植物茎部化石及白云母星，随采随落，厚0.3m～0.5m，平均0.4m。（已冒落）
直接顶：黑色砂质泥岩，层面含大量植物茎部化石及白云母碎片，厚4.8m,普氏硬度系数ｆ=6.37。（已垮落）
老 顶：灰色中粒砂岩，以石英为主，暗黑色矿物次之，具斜层理，钙质胶结，平均厚8.0m，普氏硬度系数ｆ=10.5。（部分已断裂、已垮落）
直接底：黑色砂质泥岩，含砂量由上而下逐渐增多，厚2.0m。 老 底：深灰色中细粒砂岩，，中间夹薄层黑色泥岩及黑色泥质包裹体，层面含白云母碎片，平均厚2.0m，普氏硬度系数ｆ=•8.53。 四、工作面瓦斯涌出量 1、工作面瓦斯涌出量
据一分层工作面瓦斯涌出情况，预计该工作面掘进期间瓦斯涌出量为1～3m3/min。 2、煤尘与自燃
煤尘爆炸指数16.34％，最短自然发火期119天。 3、工作面地温
本工作面地温24.6°C。 五、水文地质
1、主要含水层与隔水层的岩性，厚度及富水性
主要充水含水层为山西组砂岩含水层和太原群八层灰岩含水层，隔水层为二1煤直接顶底板砂质泥岩隔水层。 2、顶板砂岩含水层（组）
山西组顶板Ｓ10层砂岩含水层（组）为本工作面掘进时的直接充水含水层，也是本工作面的主要充水因素，顶板砂岩含水层（组）位
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于二1煤直接顶上部，厚8.0m。根据我矿历年开采情况及矿井地质报告中提供证明二1煤层顶板砂岩含水层为弱含水层，属承压裂隙水，水量较小，易于疏干。 3、底板砂岩含水层
山西组底板Ｓ9层砂岩含水层（组）是二1煤层掘进期间的间接充水含水层，位于二1煤层直接底下部，平均厚度2m ,根据历年开采证明该含水层赋水性差，一般对掘进无影响。 4、C3L8灰岩含水层
太原群八层灰岩含水层为二
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煤层掘进期间的间接充水含水
层，位于煤层下35m～40m，层厚平均4.5m，属岩容裂隙水。补给条件不好，一般是通过断层或其它构造向工作面渗水。据井下巷道揭露没有较大构造，故此C3L8灰岩水不会给本工作面掘进带来影响。 5、二1 煤直接顶、底板砂质泥岩隔水层
二1煤顶至Ｓ10层砂岩之间主要由砂质泥岩，泥岩组成，平均厚度5.2m，有一定的隔水作用，二1煤底至S9层砂岩之间隔水层为砂岩泥岩,平均厚约2m，较微密，应为良好的隔水层，但该岩层发育不均，个别地段沉积较薄，其隔水性受到破坏，故不作为良好的隔水层。
6、本工作面主要充水因素
二1煤层顶板Ｓ10砂岩水是二1煤掘进过程中最主要的长期充水水源，在巷掘进期间，一般都有不同程度的顶板滴水或淋水，但水量不大,一般不会对掘进造成较大影响。
C3L8灰岩含水层由于距二1煤间距较大，本工作面掘进，准备巷道和地质构造未揭露该含水层，故此C3L8灰岩水不会给本工作面掘进带来大的影响。
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采空区积水：经一分层采空区分析，该工作面四探巷附近、（红12-3、红12-4）断层附近、25041中切眼上、下段采空区及采空区附近、25041下顺槽（1）和该工作面后段采空区，局部有积水，该工作面掘进时距采空区间隔0～2.5m，巷道掘进与采空区相透，积水对工作面安全掘进带来较大影响，为确保安全施工，应制定探放水设计及措施。 7、 预计工作面的最大涌水量
据25041工作面的涌水情况，预计本工作面掘进最大涌水量为2～4m3/h。
第三章 巷道布置及支护形式
一、巷道布置及支护形式:
工作面平均推进长度985m。 25042综放工作面平均长为146m。
具体巷道布置见《25042综放工作面设计图》。 二、上、下顺槽及切眼支护形式：
（1）25042工作面上、下顺槽采用宽×高＝4.582m×3.02mU29型钢棚支护，铺单层金属菱形网，背木18块,拉杆3根,棚距600mm。
（2）25042开切眼采用梁×腿＝3.0m×2.6m的11＃矿用工字钢梯形棚支护（支架顶梁一端带铰接头，向推进方向）,每棚背木18块，撑杆6根，铺单层塑料网加菱形网,棚距500mm。
（3）切眼采用专用顶梁，顶梁长3.0m，棚梁水平，不得瓴肩架设，塑料网长度6m， 6分钢丝绳，半圆背木，荆笆片及木锚杆联合支护。切眼掘进时，在回采侧打木锚杆，其规格为L=1.6mφ38mm，木垫板紧贴煤壁。
第四章 工作面生产能力的确定
一、工作面生产能力(工作面日产量)
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A=NLSMγC
式中：L――工作面长度，m； S――截深，m；
M－－采高，m；（放顶煤开采时，为每次采放总厚度）
γ――煤的视密度，m； C――工作面回采率，m；
N――采煤机进刀数；（放顶煤开采时N为日采放总进尺） A=146×0.6×5.8×1.4×0.85×4＝2418t 二、工作面生产能力及其服务时间见下表：
工作地质储量万t 可采储量万t 面日产 t 工作面月产 万t 7.0 工作面 长度（m） 推进长度采高 回收容重 率 3服务时间 （月） 13 （m） （m） 985 2.4 % t/m 85 146 1.4 100.67 85.57 2418 第五章 生产系统及回采工艺
一、生产系统 1、工作面生产系统 （1）运煤系统
工作面→25042下顺槽→溜煤眼→南翼四部带巷→南翼3＃煤仓→南翼三部皮带→南翼二部皮带巷→南翼一部皮带→皮带石门→2＃煤仓
（2）运料系统
副井→-51井底车场→新轨道→-250运输石门→-250南翼运输巷→25021上顺槽横川→25021边切眼→25042上顺槽→料场
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（3）通风系统
-250南翼轨道巷→25042下顺槽→工作面→25042上顺槽→回风横川→南翼回风巷→边界回风巷→南翼总回风巷→赵荒风井→地面 （4）供水系统
南翼运输巷清水管路→25042上、下顺槽→工作面各用水地点 （5）、供电系统：
南翼1＃变电所→-250南翼轨道巷→移动变电站→工作面各用电地点
（6）注浆系统
-250南翼轨道巷注浆管路→25021上顺槽横川→25021边切眼→25042上顺槽→工作面 （7）避灾路线 ①瓦斯、火灾
工作面→下顺槽→南翼四部皮带巷→南翼三部皮带巷→－250南翼运输巷→－250运输石门→新轨道→中车场→猴车道→－51井底车场→付井→地面。 ②水灾
工作面→上顺槽→25021边切眼→25021上顺槽横川→-250南翼轨道巷→-250运输石门→新轨道→井底车场→副井→地面 二、工作面回采工艺
1、工作面设备选型：工作面内主要设备包括采煤机械、液压支架、刮板输送机和端头支护设备。 2、工作面落煤、装煤和运煤
工作面落煤、装煤均使用采煤机来完成，采煤机割煤高度2.3m，工作面采用SGD-630/220型刮板运输机运煤。具体参数为：（1）电动
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机型号：YSB-110；功率：2×110kw；（2）运输能力：400～500t/h（3）出厂长度：150m（4）链速：1.04m/s（5）减速机型号：6GS(Ⅱ)-110（6）联轴器：YOS－450（7）外形尺寸：长×宽×高＝1500×630×220；质量：100T。 2、采煤机进刀方式
采煤机选用4MG200-W1型，生产能力为756t/h,具体参数为：（1）采高：1.2～2.6m；（2）适用于煤质硬度范围（坚固性系数）：f＝2～4（kg/cm3）；（3）煤层倾角：0～35度；（4）截深：630～800mm；（5）滚筒直径：1.1、1.25、1.4、1.8m；（6）牵引方式：液压、双牵引、无链；（7）牵引力：2×225kN；（8）牵引速度：0～0.6m/min；（9）牵引形式：齿销；（10）滚筒中心距：8370mm；（11）机面高度：950mm；（12）卧底量：230、305、380、480mm；（13）电动机，功率：375w；台数：1；电压：1140v；(13)耗水量/水压：320Ｌ∕min；2.5Ｐ（14）喷雾灭尘方式：内、外喷雾方式（15）控顶距：2484mm（16）总重：35t。
采煤机进刀方式为中部斜切进刀。 3、放煤步距
工作面为一采一放，采放平行作业；放顶步距为0.6m。 4、工作面支护
工作面支护采用ZFH3200-14.4/26型支架支护。具体参数为：（1）支架的高度为：1440～2600mm（2）工作阻力P= 3200Pa；初撑力 P＝2800KN，中心距1500mm；支架宽度1436～1600mm；底板比压1.1Pa,泵站压力30MPa，支护强度0.56Mpa，适应煤层倾角≤20°；工作面上、下端头采用HDJS1-1200型双楔梁配合DZ－2.5型单体液压支柱进行支护。
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工作面移架方式为顺序移架。 5、顶板管理：
工作面采用ZFH3200-14.4／26型液压支架支护，采用全部垮落法管理顶板。
工作面具体设备如下表所示： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 名称 移动变电站 移动变电站 移动变电站 真空馈电开关 真空馈电开关 馈电开关 馈电开关 真空磁力启动器 真空磁力启动器 真空磁力启动器 真空磁力启动器 可逆启动器 照明信号综保 采煤机 运输机 运输机 皮带机 乳化液泵站 型号 KSGZY-500/0.7 KSGZY-500/1.2 KSGZY-1000/1.2 BKDZ-630/1.2 KBZ-400/1140、660 DW80-350/660 DW80-200/660 QJZ-300/1140 QCZ83-225/660 QCZ83-120/660 QCZ83-80/660 QCZ83-120(80)N/660 BXZ-2.5/660 MG-375 SGD-630/220 SGD630/110 DPJ800/40×2 MBR-125 数量 1 1 1 4 4 3 3 6 3 1 1 4 2 1 1 1 3 1 备注 工作面 工作面 下顺槽 下顺槽 9
19 20 21
调度绞车 回柱绞车 液压支架 JD-25 JH-14 ZFH3200-14.4/26 2 2 96 上顺槽 上、下顺槽 工作面 三、工作面设备、及工程量
1、工作面设备：采煤机为4MG200-W1型，生产能力为756t/h,工作面采用ZFH3200-14.4/26型支架支护。
工作面运输机均为SGD-630/220，运输能力450t/h。下顺槽皮
带运输机为DSP-1063/1000型，运输能力为630t/h。
附：工作面机械设备参数表1
2、工作面煤（岩）巷工程量、施工周期
总工程量：1265米，煤巷单进100m/月，两个头同时掘进，施工周期为6.3个月 四、采煤工艺
25042工作面采用综采放顶煤工艺开采。 五、工作面风量计算
根据工作面生产情况，预计25042工作面回采时，绝对瓦斯涌出量为6—10m3/min。
工作面配风量按下面公式计算： Q＝Qg•K/1%
式中：Qg：瓦斯绝对涌出量为10m3/min K：瓦斯涌出不均衡系数，取1.35 Q＝Qg•K/1%＝1350m3/min
工作面上顺槽通风断面为S=11.08m2,风速V＝Q／60S=2.03m3/s。符合
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《煤矿安全规程》第101条规定。
所以工作面风量取以上计算的最大值为1350 m3/min。工作面生产期间通风区应根据实际瓦斯涌出量调配风量。 六、劳动组织
（1）作业方式
工作面采用“三八”工作制，两班生产，一班检修，日割煤4刀。
（2）劳动组织
全队在册186人，三个生产班3×43＝129人，检修班42人，勤杂工（含材、核、办）4人，干部11人。 七、主要经济技术指标 （1）工作面长度：146m； （2）推进长度： 985m； （3）采 高： 2.3m； （4）煤层倾角： 7°――13°； （5）顶板管理： 全部垮落法；
（6）采煤机型号：4MG200－W1型双滚筒无链牵引采煤机； (7) 液压支架：ZFH3200-14.4/26；
（8）支护方式： 采用ZFH3200-14.4/26型支架支护； （9）作业方式： 两采一准； （10）循环产量：604.5吨； （11）日循环数： 4个； （12）日推进度：2.4m； (13) 日产煤量: 2418吨； (14) 工作面月产:7万吨； (15) 可采储量: 85.57万吨
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(16) 可采期: 13个月； (17) 日出勤工数:120个
(18) 工 效: 平均为19.5吨/工 (19) 乳化液消耗:300Kg/万吨 (20) 坑木消耗: 4m3/万吨 (21) 工作面风量:1350m3/min
第六章 安全技术措施
综放工作面开采、瓦斯、煤尘和煤炭自燃问题尚未彻底解决，因此25042工作面根据2010年改版的《煤矿安全规程》中有关规定，制定防瓦斯、防煤尘、防煤炭自燃安全技术措施。 一、防瓦斯措施
1、工作面回风流中瓦斯浓度超过1%或二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作、撤出人员。
2、工作面塘口和上顺槽配备瓦斯检测报警断电装置。 3、采煤机上应安设机载式断电仪，采煤机司机必须携带便携式瓦斯报警仪，当其附近20m内瓦斯浓度达到1%时报警，达到1.5%时必须停止工作,切断采煤机电源。
4、工作面上、下尾巴必须及时放顶，条件允许的情况下上尾巴可超前放一排，防止瓦斯积聚。
5、工作面生产时设置专职瓦斯检查员，严格负责检查瓦斯，严禁瓦斯超限作业。
6、工作面上、下顺槽要定期指派专人进行清理，确保巷道断面，保证风流畅通。
7、工作面机电设备及电缆必须防爆。 8、下井人员必须佩戴自救器。
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9、通风区定期测定工作面风量，生产过程中要根据实际瓦斯涌出量适当调配风量。 二、防煤尘措施
1、工作面回采前，必须按照设计施工注水钻孔，在上、下顺槽进行静压注水。
2、各运煤转载点必须安设喷雾，并设专人管理。
3、上、下顺槽在距工作面50m、100m处设置全断面净化水幕，并保证正确使用。
4、采煤机内外喷雾齐全，割煤前必须先开喷雾,并保证正常使用。 5、煤仓上口安设喷雾，煤仓不得放空。 6、工作面上下顺槽按规定要求设隔爆水袋。 7、工作面上下顺槽要定期洗尘，每1―3天洗尘一次。 8、支架应安设前后喷雾，保证每架都有，做到放煤前打开，不放煤时关闭,喷雾压力不低于0.8MPa。 9、通风区定期对工作面检测煤尘。 10、施工单位人员加强个人防护。
11、检修班按设计要求对煤壁进行高压注水。 12、工作面电气设备和电缆必须防爆。 三、防煤炭自燃措施
1、施工单位要适当提高工作面的推进速度（每月不小于30m），并提高回收率，减少采空区丢煤量。
2、工作面回采期间，注浆方式为随采随注。
3、过横川时通风区要及时在横川打密闭，减少工作面向采空 区漏风。
4、工作面所用机电设备严禁出现失爆现象，皮带和电缆必须阻
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燃。
5、下顺槽皮带机头和变电站附近10m范围内巷道采用不燃支 护。
6、工作面和上、下顺槽杜绝一切火源。
7、通风区必须保证每周测定工作面塘口有害气体成份、温度并制表汇报各业务科室及施工单位。
8、工作面每推进10m―15m要在上下尾巴全断面打一密闭墻，减少向采空区漏风。
9、工作面回采结束后应按规定及时封闭。 四、提高回收率的管理规定
1、工作面回采前，矿必须成立工作面回收率管理小组。 2、地测部门必须按规定进行探煤厚，每月对工作面动用储 量、采出量进行考核，对回收率进行跟踪考核，制定管理办法，保证回收率达到85%以上。
3、施工单位应在工作面投产前，制定放顶煤回收率的奖罚制度。 4、工作面初采时，要适当放一部分顶煤，减少煤炭损失，提高回收率。
5、工作面收尾时，尽可能少丢煤，减少煤炭损失，提高回收率。 6、工作面生产期间过断层时，要适当破底。
7、在工作面转载皮带安装核子秤，严格出煤计量，准确计 算回收率。
8、施工单位必须安排专人，清扫支架间浮煤，减少煤炭损失。 五、其它安全技术措施
1、工作面上、下顺槽超前支护不少于20m，超前替棚10m，采用三梁四柱支护，超前支护采用靠煤壁侧打一行绞接梁抬棚。
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2、工作面过断层、橫川，要制定专项安全技术措施。
3、进行大型机电设备更换、拆除时，要制定专项安全技术措施。
4、工作面上下顺槽要派专人维护清理，防止片帮、冒顶，保证上下顺槽畅通。
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中 泰 矿 业
25042综放工作面设计说明书
编 制： 审 核：
地 质： 科 长： 分管副总： 总 工：
中泰矿业生产技术部 二０一0年一月五日
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目 录
第一章 工作面设计目的及原则 ............................................................ 1 一、设计目的.......................................................................................... 1 二、设计依据及设计原则 ..................................................................... 1 第二章 工作面地质概况 ........................................................................ 1 一、工作面概况 ..................................................................................... 1 二、工作面地质构造 ............................................................................. 2 三、开采技术条件 ................................................................................. 2 四、水文地质.......................................................................................... 3 第三章 巷道布置及支护形式 ................................................................ 5 一、巷道布置及支护形式 ..................................................................... 5 二、上、下顺槽及切眼支护形式 ......................................................... 5 第四章 工作面生产能力的确定 ............................................................ 5 一、工作面生产能力(工作面日产量) ................................................. 5 二、工作面生产能力及其服务时间见下表 ......................................... 6 第五章 生产系统及回采工艺 ................................................................ 6 一、生产系统.......................................................................................... 6 二、工作面回采工艺 ............................................................................. 7 三、工作面设备、及工程量 ............................................................... 10 四、采煤工艺........................................................................................ 10 五、工作面风量计算 ........................................................................... 10
六
七、主要经济技术指标 ....................................................................... 11
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第六章 安全技术措施 .......................................................................... 12 一、防瓦斯措施 ................................................................................... 12 二、防煤尘措施 ................................................................................... 13 三、防煤炭自燃措施 ........................................................................... 13 四、提高回收率的管理规定 ............................................................... 14 五、其它安全技术措施 ....................................................................... 14
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