采煤工作面设计规范.docx

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采煤工作面设计规范

采煤工作面设计规范

一、范围

1、本规范规定了采煤工作面设计的程序、依据、技术内容、设计说明书编写的格式。

2、本规范适用于综采工作面、综采放顶煤工作面、水采工作面的设计。

二、设计程序

1、采煤工作面设计由矿生产技术部门按采煤工作面衔接安排，确定工作面设计或项目设计负责人。

2、由矿总工程师组织有关科（部）室，根据采区设计研究确定采煤工作面设计的具体原则。

3、设计负责人根据设计指令下达设计通知单，通知有关单位提供相关基础资料或者通知各专业根据相关基础资料进行专业设计。

4、设计负责人或者各专业根据确定的设计原则及收集的相关资料进行采煤工作面设计。

5、编制采煤工作面设计说明书。

6、由矿总工程师组织有关单位负责人对采煤工作面设计进行审查。

经修改通过后报送长治公司进行审核备案。

三、设计依据

1、长治公司批准的采区设计。

2、矿总工程师批准的掘进地质说明书。

3、采面位置、范围，井上、下关系及四邻采面的地质情况。

包括煤层赋存情况、水文地质、瓦斯及二氧化碳等有害气体赋存情况与涌出特征，煤层爆炸倾向，煤层自燃发火倾向及分类情况。

4、采面内煤层顶底板岩性特征、岩移特点及上、下煤层间及夹矸关系；邻近工作面同一煤层的矿压观测资料。

5、邻近工作面及边界小窑采空区、积水情况资料。

6、编制内容必须符合《矿产资源法》、《矿山安全法》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》、《煤炭工业小型矿井设计规范》等国家有关安全生产的法律法规、技术标准和规范的要求。

7、采煤工作面设计的编制必须以经集团、公司和政府有关部门批准的设计文件（矿井设计、矿井改扩建设计、水平延深设计、区域设计等）和经审批的采区地质说明书为依据。

四、工作面设计内容

1、工作面所处位置及编号，所采煤层位置（编号），巷道布置、巷道断面，支护形式及支护材料的选择计算，掘进设备。

2、工作面几何尺寸、位置、边界、煤柱，邻近工作面开采情况，采动对地面的影响预测及采取的相应措施，工作面储量计算及回采率。

3、采煤方法、生产工艺、顶板管理、设备选型、生产能力及其确定的依据、可采期及工作制度。

4、根据煤层赋存条件、顶底板岩性和矿压资料，确定液压支架选型设计和顶板管理方法。

5、通风、运输、供电、注浆、供排水、综合防尘、煤层注水、防灭火、瓦斯抽放、钻场钻孔、防治水、通讯照明和监测监控等系统的设施选型、布置和能力配套的设计，并附各种系统图及相关图纸。

6、综合防尘、防火、防瓦斯、煤尘爆炸的隔爆设施、措施及灌浆系统的确定。

7、防治瓦斯、煤层突出、火灾、透水及其它危险现象的安全技术措施。

8、采煤工作面主要技术经济指标。

9、六大系统（监测监控系统、井下人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、通讯联络系统、紧急避险系统包括避难硐室和救生舱）设计。

五、采煤工作面设计说明书的编制

设计说明书包括封面、会审签字表、会审记录表、章节目录、章节内容及附图。

概述

1、工作面的井上下位置及对地表的影响、盖山厚度和四邻关系、主要大巷的关系。

2、工作面周围开采状况。

3、工作面所采煤层及开采顺序。

4、该工作面计划接替时间及安装时间。

5、该工作面采用何种方式开采（如综采、综放、高档普采、炮采），走向长壁、倾向长壁。

6、其它特殊说明（如小煤矿采空区及废旧巷道、硐室等）

第一章工作面概况

第一节工作面情况

1、煤层、水平、采区、工作面名称，工作面标高；

2、地面位置，地面标高；

3、描述回采对地面的影响情况；

4、井下位置及四邻采掘情况；

5、工作面几何尺寸：

走向长、倾向长、面积；

第二节煤层情况

1、煤层总厚：

工作面范围内煤层的最大、最小、平均厚度及变化情况；

2、煤层产状：

描述工作面范围内煤层的走向、倾向、倾角、及变化情况。

3、描述煤层的稳定性、结构（夹矸）、层理、节理、硬度等情况，以及对回采的影响。

4、描述煤层的可采指数、变异系数；

5、对煤的特性进行描述。

第三节煤质情况

描述煤种及煤质的各种指标。

第四节煤层顶底板情况

1、煤层顶板（伪顶、直接顶、老顶）：

描述煤层顶板的岩性、硬度、物理力学性质、层理、节理、厚度、顶板分类等情况及其变化情况。

2、煤层底板：

（直接底、老底）：

描述煤层底板的岩性、硬度、物理力学性质、节理、层理、厚度、底板分类、底板情况及其变化情况。

3、绘制工作面综合柱状图，能够直接反映出煤层结构、厚度、夹矸和直接底、老底以及不低于8倍采高的煤层顶板岩性、厚度、间距等。

第五节地质构造情况

1、断层：

描述对回采有影响的断层产状，在工作面的具体位置及其对回采影响的具体程度。

2、褶曲：

描述对回采有影响的褶皱产状，在工作面的具体位置及对回采的影响程度。

3、其他因素：

描述陷落柱、火成岩、冲刷带等其他因素对回采的影响程度。

4、按比例绘制工作面的运输巷、回风巷、开切眼的布置图。

第六节水文地质情况

1、含水层的分析：

描述对回采有影响的含水层厚度、涌水量、涌水形式、补给关系及对回采的影响情况。

2、其他水源的分析：

描述老空水、地表水、注浆水、钻孔和构造水等情况及对回采程度的影响。

3、为防止溃沙、溃泥、透水事故等，开采急倾斜煤层、特厚煤层时，还应对开采后的上部垮落层的情况进行预计、描述。

4、工作面的涌水量：

描述采煤工作面的最大与最小涌水量及正常涌水量。

第七节其它地质情况

1、矿井瓦斯等级；

2、工作面瓦斯情况；

3、煤尘爆炸指数；

4、煤层开采后煤的自燃发火期及煤层自燃分类；

5、地温、地压情况。

第八节储量计算及服务年限

1、计算的地质储量，根据规定的采出率计算可采储量；

2、应用下列的公式之一进行工作面服务年限的计算：

（1）工作面的服务年限=可采推进长度/设计的月推进长度；

（2）工作面的服务年限=可采储量/设计月产量；

3、工作面储量表（包括工作面长度、可采长度、回采面积、采高、容重、地质储量、可采储量、回采率）。

4、工作面倾斜、可采走向长度及可采推进长度、采高及其确定依据。

第二章巷道布置

第一节采区巷道布置

采区轨道巷、胶带巷、回风巷布置方式及其布置的位置、设施情况，与矿井大巷如何形成的生产系统。

第二节工作面巷道布置

1、工作面巷道布置的原则及依据，与邻近采空区煤柱情况；断面规格、支护形式、长度、掘进方式及其主要用途、掘进设备。

设计工程量及支护材料的选择计算和支护材料消耗情况。

2、切眼布置形式、长度、断面规格及支护要求。

3、溜煤眼个数及设置原则及用途，溜煤眼位置及与运输巷道相互关系。

4、联络巷个数、布置原则及用途，并说明联络巷的主要技术特征。

5、其它硐室规格、位置及用途。

6、开采急倾斜煤层时，需要对区段平巷、溜煤眼、行人眼、运料眼以及联络平巷等巷道的断面、支护方式、位置、用途进行描述。

7、采用水力采煤时，应对多水力运输石门、回风石门、回采垛的尺寸、快段巷道（采煤头、溜煤道）以及煤水硐室的布置进行描述。

8、高瓦斯、煤与瓦斯突出的条件下采用排放瓦斯的专用巷道、抽放瓦斯的专用巷道，需要对排放瓦斯尾巷、抽放瓦斯尾巷专用巷道进行描述。

9、按比例绘制工作面及巷道布置的平、剖面图，能够反映出井上下的对照情况，构造情况，工作面周边的巷道、工程情况。

10、制定“巷道断面特征表”。

第三章采煤方法及生产工艺

第一节采煤方法

根据煤层赋存情况及地质条件确定工作面的采煤方法。

第二节生产工艺

1、描述生产工艺。

2、描述采高、循环进度等。

3、描述落、装、运煤、顶板控制方式。

4、采用放顶煤工艺，应对采放比、放煤步距、放煤方式、端头顶煤回收方式、初次放（顶）煤及收顶的放顶工艺等内容进行描述。

5、采用分层开采工艺的，应确定分层厚度等内容。

6、采用上下面同时回采（对拉、顺拉）工艺的、应明确上下面的位置关系和错距。

7、采用柔性掩护支架开采急倾斜煤层时，需明确：

（1）支架的角度结构、组成、宽度，支架垫层数和厚度，点柱等；

（2）工作面安全出口及两巷的管理要求；

（3）扩巷方法、扩巷支护要求；

（4）支架的安装和管理要求（点柱的之设角度、排列方式和支护密度）；

（5）回柱放顶的具体规定；

（6）支架下放的方式和要求；

（7）落煤方式和架内爆破规定；

（8）架外放煤方式；

（9）支架的拆除方式；

（10）收做。

8、采用倒台阶方式开采急倾斜煤层时，需要对各台阶长度、相互之间的错距等做出明确规定。

9、采用水力采煤应注意以下几点：

（1）明确落煤方式（开式、闭式、半闭式）；

（2）根据煤层顶板的稳定程度选择落垛方式及煤垛参数；

（3）根据煤的硬度选择合理的水压；

（4）明确水枪的安设位置、安设要求、水压要求等内容以及水枪的撤出方式、线路等。

10、采煤机割煤，应叙述采煤机的进刀方式、进刀长度、进刀深度、割煤方式、牵引方式、牵引速度、绘制进刀方式示意图。

11、采用爆破落煤的应做到以下要求：

（1）进行炮眼布置设计。

描述炮眼布置的具体要求，绘制炮眼布置三视图（正、平、剖）；

（2）应填写爆破说明书。

包括工作面的采高、打眼范围，每个循环炮眼的名称、编号、个数、位置、深度、角度，实用炸药、雷管品种，装药量、装药方式、封泥长度、水炮泥个数、连线方法、起爆顺序、炮眼总长度、循环用药、雷管量等内容。

12、描述采煤工作面施工工艺流程，简要说明从准备、采、运、支、回到整理流程。

必要时绘制工艺流程图。

13、用下列公式进行工作面正规循环生产能力的计算：

W=LSHRC

式中：

W—工作面正规循环生产能力，吨；

L—工作面长度，米；

S—工作面循环进尺，米；

H—工作面设计采高，米；

R—煤的实体密度，吨/立方米

C—工作面采出率，%。

第三节顶板管理

一、工作面顶板控制方式

（1）确定工作面回采时顶板控制方式。

描述控制方法、控制距离、放顶要求、支柱支设要求、伞檐规定、铺网要求、护顶方式及要求等。

（2）确定工作面正常回采时特殊支护形式。

描述密集支柱、抬棚、戗柱（棚）、丛柱、木垛、贴帮支柱的支设及临时支护、挡矸等要求。

（3）确定各工序之间平行作业的顺序和安全距离，回柱放顶的方法，放顶区内支柱（架）、特殊支护等的回撤方式。

（4）描述顶底板变化、地质构、应力集中区等特殊地段以及其他因素时的顶板控制方法和要求。

（5）采用水砂充填或矸石充填控制顶板时，需要明确充填的工艺要求、材料来源、材质要求、工序衔接等内容。

（6）采用放顶煤工艺或采煤工作面倾角较大时，需要描述增加支架（柱）稳定性、防止倒架（柱）的方式。

（7）采用水采工艺时，需要描述护枪方式和撤退路线的维护；倾角超过15°时还要描述采空区挡矸点柱的支设方式。

（8）采用人工顶板分层开采工艺时，需要描述造假顶方式、要求、材料以及在回采中防止顶板冒漏的方法等内容。

（9）采用强制放顶工艺的，应进行人工强制放顶设计。

（10）采用放顶煤工艺需要对顶煤进行弱化的，应描述顶煤弱化的措施。

（11）如果工作面有伪顶、复合顶板时，应确定其控制方式。

1、支架的布置和间距说明并附图

2、最大、最小控顶距和放顶步距

3、支架规格质量要求

二、运输顺槽、回风顺槽及端头顶板控制

1、描述工作面运输巷、回风巷超前支护的方式、距离。

2、描述端头支护方式、支护质量要求，以及与其他工序之间的衔接关系。

3、描述安全出口的几何尺寸等。

4、确定各类支护材料的正常使用数量、规格、确定各类备用支护材料的数量、规格、存放地点、管理方法。

5、绘制工作面开切眼、运输巷、回风巷及端头支护示意图（平面、剖面图），反映出工作面、超前、端头支护和工作面运输巷、回风巷正常支护等情况。

第四节煤质管理

严格按照长治公司及矿下发的关于加强煤质管理方面的文件精神进行煤质管理工作，并做好以下各项工作：

①工作面过断层时，要制定专项措施，确保煤质符合有关要求；

②加强对杂物的管理，严禁棉纱、铁轨、木板、皮带等各种杂物进入煤流，采煤机割到两端头前必须提前清理干净杂物；

③对工作面涌水量较大时，采取综合措施，确保煤流水分不超限；

④工作面过断层时要严格控制采高，尽量减少出矸量；

⑤及时移架、护帮，杜绝面前漏矸、冒顶。

第四章工作面设备选型与设备布置

第一节工作面设备选型及技术特征

1、液压支架

选型原则：

综采工作面选择的液压支架架型，必须与工作面直接顶的类别、老顶的级别、底板岩石的抗压强度适应，与工作面生产工艺特点相适应，与工作面采高及通风要求相适应。

选型依据：

采区、工作面地质说明书，必须将所选工作面的煤层、顶底板及采区、工作面的地质条件全面查清、探明。

验算工作阻力、支护强度、底板比压，确定支架类型：

（1）工作阻力验算

P＝N×H×F×Z×Q×9.8

式中：

P-要求的支架工作阻力，kN；

N-采高的倍数，一般取6-8，这里取8；

H-工作面采高，m；

F-支架的支护面积，m2；

Z-煤层顶板岩石容重，t/m3；

Q-动载系数，1.3。

（2）支护强度验算

P＝8×Z×H×9.8×10-3。

式中：

P—要求的支架工作阻力，kN；

H—工作面采高，m；

Z—煤层顶板岩石容重，t/m3。

（3）支架底板比压验算

（4）支架类型

支架类型主要分为三类：

掩护式、支撑掩护式、支撑式。

2、液压支架（单体液压支柱）、端头支架、过渡支架技术特征；

3、采煤机技术特征；

4、工作面运输机（综放工作面包括后运输机）技术特征；

5、顺槽转载机（综放工作面包括破碎机）技术特征；

6、顺槽胶带运输机技术特征；

7、乳化液泵站技术特征；

8、喷雾泵站技术特征。

9、超前支护支架技术特征。

第二节设备布置

1、液压支架（单体液压支柱）布置方式及数量、支护长度及配合布置尺寸（单体液压支柱间排距、兀梁的配合尺寸，端头及两巷超前支护长度、间排距及要求）。

2、工作面运输机铺设总长度及配合尺寸。

3、运输巷内设备布置、设备型号、数量及运输长度和设备安装要求。

4、轨道巷设备布置、设备型号及设备主要技术参数。

5、供电站及设备列车布置。

第五章工作面生产系统

第一节运输系统

1、煤炭运输系统。

2、辅助运输系统。

进架（梁、柱）、出架（梁、柱）和材料运输及设备、人员运输路线、设施及运输能力。

第二节供水系统

供水设备、管路及设施选择和布置，描述供水路线。

绘制供水系统图。

第三节排水系统

根据地质条件，预计工作面正常涌水量和最大涌水量，排水设备、管路及设施选择和布置，描述排水路线。

设计工作面小水仓及排水沟。

绘制排水系统图。

第六章工作面一通三防

第一节通风系统

1、风量计算原则及风量确定；

2、通风路线，包括工作面进、回风路线；

3、主要的通风设施；

第二节防治瓦斯

1、瓦斯检查。

明确瓦斯检查有关规定，描述与工作面有直接关系的瓦斯检查地点的设置、每班检查次数，检查、汇报签字规定，以及瓦斯超限处理、撤人、回复生产的规定内容。

2、明确瓦斯监测的有关规定，描述与工作面有直接关系的瓦斯监测设备安置地点、断电瓦斯浓度、复电瓦斯浓度、断电范围、以及瓦斯报警和恢复生产的规定内容。

3、瓦斯监测。

描述监测、监控系统，瓦斯、一氧化碳、风速、温度等传感器的安装位置及数量。

4、描述瓦斯抽放系统，钻场、钻孔参数的确定，采取的抽放形式、设备，抽放系统路线图。

第三节防治自燃发火

1、描述回采期间综合的灭火方式（注浆、注氮、阻化剂、凝胶、均压），并确定相关参数和工艺。

2、确定检测系统，描述检测仪器的安装、传感器的安设地点、检测要求、自燃发火期的标志气体、预报制度、以及超限气体撤人等内容。

3、明确特殊期间的防灭火要求，包括工作面临近结束、停止正常生产，以及其他意外情况下的防灭火规定及措施。

第四节综合防尘

确定综合防尘系统，描述防尘供水管路系统，除尘方式，隔绝瓦斯、煤尘爆炸方式等内容。

1、明确除尘供水系统，包括除尘管路系统设置、供水参数、除尘设施设置位置等内容。

2、明确除尘方式，包括工作面范围内各类除尘方式（煤尘注水、采煤机内外喷雾、支架间喷雾、转载点喷雾、湿式打眼、装煤洒水、个体防护、工作面运输巷、回风巷净化水雾和冲刷工作面运输巷和回风巷等方式）。

3、明确隔绝瓦斯、煤尘爆炸方式、包括隔爆设施安设、水量、管理要求。

第五节一通三防系统相关图纸

绘制通风系统图、瓦斯抽放图、综合防尘图、注浆系统图、注氮系统图、消防管路图、安全检测监控系统布置图，有的可以合并绘制或单独绘制。

第七章工作面供电设计

第一节工作面供电系统设计

1、选择供电方式、电压等级、电器设备、计算电力负荷。

2、进行电缆选型计算和电器保护整定计算等。

3、绘制供电系统示意图。

明确供、用电设备情况，电缆种类、长度、截面和“三大保护”等情况。

第二节通讯、照明系统

1、描述工作面与地面调度室及井下车场、变电所、硐室等要害场所直接联系的通信设施、电话位置。

2、描述工作面、转载点等主要场所的照明系统设置情况。

绘制通信照明系统图。

第八章劳动组织及主要技术经济指标

第一节劳动组织

1、描述作业方式。

根据工艺流程和劳动组织，合理安排各个工序、尽量做到平行作业、提高工时利用率。

2、描述劳动组织作业，说明劳动力配备情况，编制劳动组织表。

第二节作业循环

绘制正规作业循环图。

第三节主要技术经济指标

填写经济指标表，应明确相关的安全、生产、经济指标。

第九章矿压观测

1、确定矿压观测内容。

应包括日常支柱（架）支护质量动态监测、巷道变形离层观测、顶板活动规律分析等内容。

2、描述矿压观测方法，说明工作面和巷道中矿压观测仪器、仪表的选型和安设位置，观测方式、观测时段。

第十章六大系统

1、描述六大系统，即监测监控系统、井下人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、通讯联络系统、紧急避险系统包括避难硐室和救生舱。

2、描述各系统的设备、设施选择及规格型号和数量。

第十一章安全技术措施

1、对各个环节提出针对性的安全技术措施。

2、过地质构造和地质变化带提前制定专项技术措施。

3、其它专项安全技术措施。

第十二章灾害应急措施及避灾路线

1、制定发生冒顶、瓦斯、煤尘爆炸、火灾和透水等危险事故的应急措施。

2、确定发生灾害时的自救方式、组织抢救方法和安全撤离路线。

3、绘制工作面避灾路线示意图。

4、探放水设计。

第十三章其它有关内容

第十四章特殊说明

第十五章附图

1、工作面巷道布置平面图、剖面图、断面图；2、煤层综合柱状图；3、井上下对照图；4、水文地质图；5、工作面设备布置图；6、通风系统图；7、综合防尘系统图；8、供、排水系统图；9、供电系统图；10、通讯系统图；11、监测监控系统图；12、压风系统图；13、生产系统图；14、工作面及两巷超前支护布置图；15、液压系统图；16、防灭火、注浆系统图；17、瓦斯抽放系统图；18、避灾路线图。

说明：

1、设计说明书装订顺序：

封面、会审签字表、会审记录、章节目录、附图目录、章节内容、各类附图。

2、封面式样、会审签字表、会审记录表见附件。

山西煤炭运销集团长治有限公司

××煤业××工作面设计说明书

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审核人：

总工程师：

批准时间：

设计会审签字栏

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部门及职务

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生产技术科

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通风科

机电科

队长

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设计会审记录

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