22综采工作面作业规程.docx
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22综采工作面作业规程
22综采工作面作业规程
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第一部分工作面地质概况
第一节工作面位置
一、工作面位置
1、25021A工作面分三个块段,总面积84829.5m2;本工作面为山西组二1煤层,25021A工作面位于矿井井田南翼二水平五采区;地面标高+177.7m~+210.4m,埋藏深度454.5m~522.5m。
2、工作面地表位置及地面设施
25021A工作面地表位置,距中贺驼西部160m,地表无建筑物。
3、井下位置及四邻关系
25021工作面南以设计停采线为界与25021采空区相邻,西以上顺槽为界与红11断层相邻,北以切眼为界与贺驼矿边界相邻,东以下顺槽为界与红12断层相邻。
二1煤底板标高-277m~-312m。
第二节工作面煤层情况
一、赋存情况
工作面煤层产状:
前段走向NW330°~350°,倾向NE60°~80°,倾角∠5°~9°,后段走向NW310°~3400,倾向NE40°~70°,倾角∠4°~8°。
根据上、下顺槽、配风巷煤厚探测情况分析,上顺槽前段、后段及配风巷中段煤厚为2-4m。
工作面煤厚平均8.0m。
煤层结构为:
5.8m(0.3m)2.2m。
煤层结构较复杂,含夹矸2~3层。
其中煤层下部0.3m左右的夹矸比较稳定,距煤底2.2m。
工作面分三个块段:
第一块梯形面积16737.5m2,第二块面积21472m2,第三块46620m2。
工业储量:
总工业储量:
261274.8.3吨。
可采储量:
256049.3吨。
二、煤质情况
山西组二1煤层煤质牌号为瘦煤,属优质动力煤,以亮煤为主,玻璃光泽,易破碎,硬度0.8~1.5,平均灰分12.5%,平均水分1.3%,挥发份13.87~18.94%,,胶质层厚K=8~29.5mm,y=0~5.5mm,全硫含量为0.32%,容重平均1.4t/m3,收到基底位发热量为29.2MJ\Kg。
三、顶、底板情况
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。
直接顶:
黑色砂质泥岩,层面含大量植物茎部化石及白云母星碎片,厚3m,普氏硬度系数f=6.37。
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10m,普氏硬度系数f=10.5。
直接底:
黑色砂质泥岩,含砂量由上而下逐渐增多,厚2m。
老底:
灰色中粒砂岩,上部为细粒,向下逐渐为中粒,含较多暗色矿物及白云母碎片,具有斜层理,厚5m,普氏硬度系数f=8.53。
煤层综合柱状图见附图一。
第三节地质构造
一、地质构造
该工作面地质条件较为复杂,为单斜构造。
据上顺槽掘进时揭露,工作面前段回采时紧靠上顺槽过25021A-9、25021A-10断层,落差分别为H=3m、H=7m,回采需破岩0.5m~2.4m高,对回采影响较大。
据上、下顺槽及配风巷掘进时揭露,工作面后段回采时紧靠上顺槽过红11-2断层、落差H=2.2m,回采时需破岩0.5~2.2m高;紧靠配风巷过25021A-1断层、落差H=3m,回采时需破岩0.5~2.4m高;紧靠下顺槽过25021A-2、25021A-3断层、落差分别为H=3m、H=2.2m,回采时需破岩0.5~2.4m高,断层均向工作面内部延伸,断层带附近煤体酥软,对工作面回采影响较大,回采过程中需加强工作面顶板管理,回采期间应制定相应专项安全技术措施,并严格按照过断层专项措施进行施工。
(详见断层统计表1-1)
二、水文地质
(一)、主要含水层与隔水层的岩性、厚度及富水性
主要含水层为山西组砂岩含水层和太原群八层灰岩,隔水层为二1煤直接顶、底板砂质泥岩隔水层。
现将各含水层、隔水层简述如下:
1、顶板砂岩含水层(组)
山西组顶板S10砂岩含水层(组)为本工作面回采的直接充水含水层,S10砂岩含水层位于二1煤层直接顶上部,厚10m,也是本工作面的主要充水因素。
根据我矿历来来开采情况及矿井地质报告中提供证明,S10砂岩含水层为弱含水层,属承压裂隙水,水量较小,易于疏干。
2、底板砂岩含水层
山西组底板S9砂岩含水层(组)是二1煤层回采期间的间接充水含水层,位于二1煤层直接底下部,厚5m,根据历年开采证明该含水层赋水性差,一般对回采无影响。
3、C3L8石灰石岩含水层
太原群八层灰岩含水层为二1煤层回采期间的间接充水含水层,位于二1煤下35m~40m,层厚平均4.5m,属岩溶裂隙水,补给条件差。
一般是通过断层或其它构造向工作面淋水。
本工作面井巷工程设计无揭露C3L8石灰石岩,故不会给工作面回采带来影响。
4、二1煤直接顶、底板砂质泥岩隔水层
二1煤顶至S10砂岩隔水层主要由砂质泥岩、泥岩组成,平均厚3.3m,有一定的隔水作用。
二1煤底至S9砂岩隔水层,主要有砂质泥岩平均厚度2m,较微密,应为良好的隔水层,但该隔水层层发育不均,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。
(二)、本工作面主要充水因素(含水层、断层及其它)
二1煤层顶板砂岩水是二1煤采掘活动中最主要的长期充水源。
在回采期间,一般都有不同程度的顶板滴水,但水量较小,一般不会造成大的影响。
C3L8石灰石岩含水层由于距二1煤层间距较大,本工作面无大的构造出现,故对本工作面不会造成影响。
根据地质资料分析本工作面无老空水,断层为不导水断层。
预计工作面最大涌水量为2~4m3/h,本工作面无水害威胁。
三、瓦斯煤尘与自燃发火期
预计本工作面瓦斯涌出量为5~8m3/min,煤尘爆炸指数16.34%,最短自燃发火期119天,地温23.3~24.4℃。
断层构造名称
走向
倾向
倾角
落差
性质
对回采影响程度
25021A-1
NE10-30°
SE100-12°
60°
3m
正
较大影响
25021A-2
NE40°
NW310°
60°
3m
正
较大影响
25021A-3
NE30°
NW300°
58°
2.2m
正
较大影响
25021A-4
NW315°
SW225°
61°
1.2m
正
较小影响
25021A-5
NE32°
NW302°
63°
0.5m
正
较小影响
25021A-6
NE6°
NW274°
58°
0.5m
正
较小影响
25021A-7
NE6°
NW274°
57°
1.2m
正
较小影响
25021A-8
NW290°
SW200°
62°
1.2m
正
较小影响
25021A-9
NE30°
SE120°
58°
3m
正
较大影响
25021A-10
NE30°
SE120°
58°
7m
正
较大影响
25021A-11
NE30°
NW300°
67°
1m
正
较小影响
25021A-12
NE45°
SE135°
60°
3m
正
较大影响
25021A-13
NE15°
NW285°
70°
0.5m
正
较小影响
25021A-14
NE15°
NW285°
71°
0.5m
正
较小影响
25021A-15
NE15°
NW285°
69°
1.3m
正
较小影响
25021A-16
NE15°
SE105°
70°
0.5m
正
较小影响
25021A-17
NE20°
NW290°
59°
9m
正
较小影响
红11-1
NE20°
NW290°
56°
6m
正
较小影响
红11-2
NW344°
SW254°
55°
2.2m
正
较大影响
红12
NE10°
NW280°
55°
20m
正
较小影响
25021A综采工作面断层统计表
第二部分采煤方法及回采工艺
第一节采煤方法
一、工作面巷道布置平面示意图(见附图2-1)
二、采煤方法
25021A工作面采用倾斜长壁分层综合机械化采煤法,采用全部垮落法来管理顶板。
三、工作面采高确定
本工作面采用ZFH3200—14.4/26型液压支架支护,根据液压支架的支撑高度,采高确定为2.3m±0.1m。
第二节回采工艺
一、回采工艺流程
煤机割煤、装煤→推伸缩梁→移架→煤机返刀至中部进刀→自中推溜及机尾(机头)→煤机割煤、装煤→推伸缩梁→移架→煤机返刀至中部进刀→自中推溜及机头(机尾)(见附图2-2正规循环图)。
二、落煤方式:
机械破煤落煤。
三、装煤方式:
采煤机前行割煤,空刀返回将浮煤装入运输机,剩余浮煤用人工清入运输机。
四、运煤方式
工作面采用SGD-630/220型刮板运输机运输煤炭,把煤运入机巷各部运输机。
五、支护形式
1、本工作面采用ZFH3200—14.4/26型液压支架支护,共安装116台支架,上下机头支护采用长度4mπ型钢梁配合DZ2.5-25/100型单体液压支柱支护,π型钢梁成对使用4对8根钢梁支护(根据上下缺口长度重新调整),齐梁直线柱,一梁四根基本柱,随采煤交替迈步前移,对棚棚距600mm,移梁后及时打好煤壁侧贴帮柱和老塘侧戗柱,支柱初撑力达到50KN以上;另在上下机头靠顺槽侧各架设一对4mπ型钢梁抬住顺槽棚梁,一梁四柱成对使用与机头大棚相同,随工作面推进交替前移,该梁距机头第一架大棚距不得大于0.6m。
2、支护与移架
采煤机割煤后,跟机及时把支架的伸缩前梁推出去,跟机作业距离1.5m,并及时移架,支护距割煤超过5m时,应停止采煤机割煤,待顶板支护好后再割煤,移架采取带压擦顶移架;移架时验收员必须挂线并按线移架,移架移成一条直线,误差不得超过±50mm,保证支架的中心距为1.5m,偏差不得超过±100mm;支架顶梁与顶板平行支设其最大仰俯角<7º;相邻支架不能有明显错差(不超过顶梁护板高的2/3),支架不挤架、不咬架,架间空隙不超过规定(<200mm),工作面不得丢伞檐煤。
凡在距采煤机滚筒上下3m以内作业前,必须首先切断采煤机电源,打开采煤机隔离开关和离合器,并将工作面运输机停电闭锁后,再进行作业,不经施工负责人同意严禁任何人员擅自送电开机。
3、端头回柱放顶方法:
采用人工回柱放顶,边移梁边放顶。
4、上下尾巴要及时与切顶线放齐,下尾巴滞后切顶线不超过1.5m。
六、移溜方式
采用机械配合人工移槽。
七、设备及工具配备
1、采煤机型号:
MG150/380-WD(2-1)
序号
名称
单位
数量
备注
1
滚筒直径
m
1.6
2
生产能力
T/h
806.4
3
截深
m
0.63
4
采高
m
1.4~3
5
牵引力
KN
500/370
6
牵引速度
m/min
采煤时0~6.5
调动时0~11
2、工具配备表(2-2)
序号
工具名称
型号及规格
配备数量
说明
1
铁锨
张
40
2
手镐
把
30
3
大锤
8磅
10把
带铜顶
4
注液枪
带枪管6米
10套
整套配带截止阀
5
放液器
L型
10把
6
倒链滑轮
5吨、3吨
5吨3个、3吨2个
3、工作面材料存放(表2-3)
材料
数量
规格
存放地点
单体柱
50根
DZ2.5-25/100
上顺槽料场,码放整齐,挂牌管理
π型梁
3.5m5根
4m20根
3.5m,4m
上顺槽料场,码放整齐,挂牌管理
圆木
20根
Φ16cm
上顺槽料场,码放整齐,挂牌管理
板梁
40根
16cm,长2m
上顺槽料场,码放整齐,挂牌管理
金属网
50卷
长×宽=1.6m×1.2m
上顺槽料场,码放整齐,挂牌管理
小芭
20块
1m×0.8m
上顺槽料场,码放整齐,挂牌管理
大芭
20块
2m×0.8m
上顺槽料场,码放整齐,挂牌管理
八、进刀方式
本工作面采用中部斜切进刀法(见附图2-3)。
进刀段为工作面53#架~63#架。
第三部分 生产系统
第一节概述
一、工作面巷道支护形式
上顺槽:
工字钢梯形棚和锚网混合支护,梯形棚支护规格:
梁×腿=3.0m×2.6m,断面面积8.16m2,下顺槽U型棚支护规格为:
宽×高=4.2m×3.1m,面积11.2m²。
上下顺槽:
锚网支护规格:
宽×高=3.4m×2.4m,断面面积8.16m2。
二、工作面设备布置示意图(见附图3-1)
第二节生产系统
一、运煤路线:
25021A工作面→25021下顺槽→25022下顺槽→横川→25041下顺槽→南翼四部皮带巷→南翼三部皮带巷→-250南翼皮带巷→-250皮带石门→二号煤仓(见附图3-2)。
2、运输设备型号、运输能力、台数、安装位置:
设备型号
长度:
m
运输能力
安装地点
SGD-630/220
145~205
450t/h
工作面
SGD-630/220
70
450t/h
下顺槽
SGW-40T
30
350t/h
下顺槽
DPJ-1000
60m~325m
450t/h
下顺槽
二、运料系统
1、运料路线:
地面→副井底→主轨道→-250运输石门→-250南翼运输巷→25022上顺槽→25021上顺槽→料场(见附图3-2)。
2、材料管理
⑴小件物料要求
①必须堆放于上顺槽外帮,实行挂牌管理,上顺槽始终备有φ16cm×2.4m圆木30根。
②离开轨道≥500mm,不得影响行车。
③高度不大于1m,以免发生倒塌。
④堆放整齐,支一层,放一层,且一头对齐。
⑵大型配件:
必须用双股8#铁丝拴系在工字钢腿上,防止倾斜。
如:
减速机、平槽等。
⑶绞车、按钮信号前后10m内,风门前后5m内,严禁堆放任何物料。
三、通风系统
1、通风路线
进风:
副井→副井底→主轨道→-250运输石门→-250南翼运输巷→横川→南翼四部皮带巷→25022下顺槽→25021下顺槽→25021A工作面
回风:
25021A工作面→25021上顺槽→25022上顺槽→横川→-250南翼回风巷→南翼边界回风巷→赵荒新回风道→赵荒风井→地面。
2、通风系统示意图(见附图2-1)
3、风量计算
⑴按瓦斯绝对涌出量计算
其中:
Q——工作面所需风量m3/min
K——备用系数1.2
QCH4——预计瓦斯绝对涌出量5—8m3/min
⑵按工作面温度计算
Q=60VS=60×1.2×6.21=447.12m3/min
其中:
V——采煤工作面平均风速,按空气、温度、湿度的关系,取1.2m/s
S——工作面平均断面积h×L/2=2.3×5.4÷2=6.21m2
⑶按同时工作面最多人数计算:
(工作面交接班时,若上一班未结束,只准下一班工长、班长、验收员与上一班在工作面交接班,其他人员不准进入工作面)。
Q=4N=4×64=256m3/min
其中:
N——工作面交接班时最多人数,取64人。
⑷按同时起爆所用的最多炸药量计算:
Q=25A=25×5=125m3/min
其中:
A——同时起爆的最多炸药量
风速验算:
V=Q/60S=
960÷60÷6.21=2.58m/s
经验算:
0.25m/s<2.58m/s<4m/s符合《煤矿安全规程》第101条规定。
经以上计算最大风量值960m3/min,符合规定,但在实际生产中要根据瓦斯含量、温度、允许风速,及时适当调节工作面风量。
4、瓦斯管理
⑴瓦斯监测监控(传感器)
上顺槽回风位置:
距第一个回风混合点10~15m处,报警浓度1%,断电浓度1%,断电范围:
工作面及其回风流内全部非本质安全型电气设备。
工作面吊挂位置:
距工作面煤壁10~15m,报警浓度1%,断电浓度
1.5%,断电范围:
工作面及进回风巷内非本质安全型电气设备。
上隅角吊挂位置:
报警值为1.0%,断电浓度1.5%,断电范围:
工作面及进回风巷内非本质安全型电气设备。
。
悬挂标准:
①距顶板≤300mm、②距巷道帮≥200mm、③挂牌管理
维护使用:
①采三队负责日常维护,保证不损坏、不丢失;②每日由当班瓦斯检查员负责前移;③严禁碰撞或洒水、糊埋等。
⑵瓦斯管理
①上隅角瓦斯增大时,应采取上端头挂导风帘,加强上隅角通风。
②通风区每班派专职瓦检员对工作面各地点瓦斯情况进行巡回检查,并认真填写《瓦斯管理牌》;瓦斯超过规定值时,工作面作业人员必须服从瓦检员安排。
③工作面瓦斯浓度或电动机及开关附近20米范围内瓦斯浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员,切断电源进行处理;工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时,必须停止作业撤出人员查明原因,采取措施进行处理。
④工作面局部空间大于0.5m3,瓦斯浓度达2%时,必须停止工作,切断电源,撤出人员进行处理。
⑤因瓦斯浓度或CO2浓度超限而被切断电源的电气设备,恢复送电前必须经瓦检员检查电气设备附近20m范围的风流中的瓦斯浓度,只准在瓦斯浓度降到(进风流瓦斯浓度瓦斯浓度0.5%以下,回风流瓦斯浓度1%以下)时,方可复电起动。
⑥煤(岩)与瓦斯突出矿井采煤工作面进风巷的瓦斯报警浓度≥0.5%CH4,断电浓度≥0.5%CH4,复电浓度<0.5%CH4,停电范围:
进风巷全部非本质安全型电气设备。
⑦其它执行《煤矿安全规程》有关瓦斯管理规定。
四、防尘系统
1、供水路线:
由中车场泵房→-250南翼运输巷供水管路→25021A上下顺槽→各用水点(见附图3-2)。
2、防尘设施及措施
⑴、隔爆水袋
①上下顺槽的隔爆水袋吊挂地点距工作面距离为60~200m,挂牌管理,派专人检查维护,每周检查一次,并有记录。
②隔爆水袋水量按《煤矿安全规程》规定,每平方米巷道断面按200L水量计算。
③水袋挂钩位置要对正,每对挂钩位置要相向布置,挂钩角度为600弯钩25mm,上下顺槽水袋处悬挂标志牌。
吊挂地点
巷道断面
容量
(L/个)
水袋个数
排数
排距
吊挂长度
上顺槽
8.16m2
30
55
11排
2m
22m
下顺槽
11.2m2
30
75
15排
1.5m
22.5m
⑵喷雾系统
①各转载点安设喷雾设施,喷嘴离落煤点不大于600mm,迎风流方向450,喷雾直接对准落煤点,且固定牢固,喷雾雾化效果好,并挂牌管理由转载点司机负责维护,做到煤干洒水,煤湿不洒水。
②工作面进风巷安设两道全断面水幕,第一道水幕安设在工作面进风巷口向里10m~15m范围内,第二道水幕安设在工作面进风巷安全出口以外30范围内;工作面回风巷内至少安设三道全断面水幕,第一道水幕安设在工作面回风巷安全出口以外30m范围内,第二道水幕与第一道间距不得大于20m,第三道水幕按设在距工作面回风巷下风侧10m~15m范围内。
水幕迎风喷雾,封住巷道全断面,做到开机打开,停机关闭,并安排专人负责。
③风流净化水幕安装要求:
水幕挂牌管理,责任到人;水幕雾化后应封闭巷道全断面,且雾化效果好;水幕开关阀门按设在人行道侧便于开关的位置,且高度适宜;水幕开关阀门灵敏可靠;水幕要固定巷道顶板上,固定牢固;水幕安装位置距巷道顶板不得超过100mm。
⑶防尘管路:
上下顺槽每隔50m安设一个三通阀门,管路不得出现跑、冒、滴、漏现象,保证阀门开关灵活好用。
⑷洗尘
①生产班出班前负责冲洗工作面、上下顺槽及各转载点20m范围内煤尘。
②检修班负责冲洗上下顺槽全断面煤尘。
五、注浆系统
1、注浆路线:
南翼运输巷注浆管路→25022上顺槽→25021A上顺槽→工作面采空区(见附图3-2)。
2、注浆路线图见附图。
3、注浆方式:
为采空区上隅角埋管注浆。
4、注浆参数:
水浆比例5:
1,每天注浆时间不少于3小时。
六、排水系统(附图3-2)
1、排水路线:
25021A工作面上、下顺槽排水点→-250南翼运输巷。
2、排水方法:
潜水泵配合排水管路排水。
3、排水设施管理
⑴每天安排专人对排水设备及管路进行检查和维护,发现问题及时处理,保证正常排水。
⑵排水管路不准出现跑、冒、滴、漏等现象,排水设备和管路各连接处,必须密封良好、螺丝紧固齐全。
⑶排水人员必须严格执行现场交接班制度,对当班遗留的问题及时向队值班人员汇报,并向下一班接班人员交代清楚。
⑷在上下顺槽低凹处,淋水地带要做出水泵窝,有关部门根据测量数据安设与排水量相匹配的水泵。
⑸设专人负责维护排水设备及管路和排水工作,保证排水系统正常运行。
⑹工作面停产、检修前要将上下顺槽积水排净,并关闭上下顺槽供水闸门。
七、供电系统
1、供电路线图(见附图3-1)
2、供电线路:
南翼1号变电所→25021A移动变所→工作面各个用电点
3、供电设备表见附表。
第四部分 顶板管理
第一节工作面顶板管理及支护材料需用量
一、工作面顶板管理方法:
全部垮落法,工作面最大控顶距4.1m,最小控顶距3.5m(见附图4-1)。
二、工作面支护设备及技术参数:
本工作面选用支架型号为ZFH3200—14.4/26,共安装116台支架,端头采用4mπ型梁对棚配合DZ2.5-25/100型单体液压支柱支护进行支护顶板。
项目
参数
项目
参数
支架型号
ZFH3200-14.4/26
工作液介质
3%-5%乳化液
支架面积
6.375m2
尾梁长度
1.17m
支架宽度
1.43--1.6m
额定供液压力
30MPa
重量
13.44吨
支架中心距
1.5m
工作阻力
3200KN
操作控制
快速本架操作
底板比压
1.1MPa
初撑力
2844KN
支撑高度
1.44-2.6m
外形尺寸
5500×1500×1500mm
通风面积
6.21m2
尾梁摆角
50
支护强度
0.56MPa
移架步距
0.6m
支护参数校验.
1、采场最大压强:
P=9.8NHR/1000
=9.8×8×2.3×2500÷1000
=450.8KN/m2
P:
采场压强N:
取8,支架载荷取8倍采高岩重计算
H:
煤层采高,取2.3mR:
顶板岩石容重,取2500kg/m3
2、支架的工作阻力:
3200>450.8×6.375=2999KN符合要求
3、支架的初撑力:
2844>450.8×6.375×80%=2399KN符合要求
4、支护强度:
0.56>450.8/1000=0.4704Mpa符合要求
校验结论:
选取ZFH3200-14.4/26型支架能满足工作面顶板支护和安全要求。
三、工作面顶板支护
1、工作面支架布置平面示意图:
(见附图4-2)
工作面支护采用ZFH3200—14.4/26型支架116台,无端头支架,无液压支架支护段采用π型梁配合DZ2.5-25/100液压支柱控制顶板。
2、上下顺槽锚网段超前支护规格及要求:
采用金属铰接顶梁配合DZ2.5-25/100型单体液压支柱支设:
⑴在距工作面煤壁10m范围内,打四排金属连锁抬棚,在距巷道两帮0.3m处各架设一排连锁抬棚;上顺槽在距巷道中心线两侧0.6m处各架设一排金属连锁抬棚;下顺槽在溜子两侧各架一排金属连锁抬棚,一梁一柱必须升紧打牢。
⑵10m-20m范围内,打两排金属连锁抬棚,在距下顺槽上帮300
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- 22 工作面 作业 规程