10417综采工作面作业规程Word文档下载推荐.docx
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煤层情况表
煤层总厚(m)
1.0~3.0
2
煤层
结构
简单
煤层倾角(度)
8~12
10
开采煤层
10-2、煤
硬度
中
煤种
贫煤
稳定程度
较稳定
煤层情况描述
附图Ⅰ:
回采工作面地层综合柱状图
第三节煤层顶底板
煤层顶底板情况表
顶底板名称
岩石名称
厚度(m)
特征
老顶
细砂岩
26.6
浅灰~灰色,长石石英砂岩,弱含水
直接顶
火成岩
3.5
为10-1煤受岩侵蚀变为的火成岩和天然焦
直接底
砂质页岩
15.0
灰黑色、致密较坚硬。
老底
6.6
浅灰~灰色,长石石英砂岩,泥质胶结中细粒结构、垂直裂隙发育,弱含水。
附图Ⅱ:
回采工作面实测平剖面及煤层底板等高线图
第四节地质构造
1、地层的产状及变化
10417工作面煤层走向为92°
25″,倾向2°
25″,倾角10°
,煤层产状较稳定,工作面外段为10-1煤受岩浆侵蚀变成的天然焦,厚度1.0m左右,10-2煤沉缺;
工作面里段10-1煤未受岩浆侵蚀,10-1、2煤中间夹矸变薄或尖灭,煤层连成一体,总厚度3.0m左右。
皮带道和出口沿煤层伪倾斜上山掘进,伪倾角为3~5°
。
该面走向长度390m,倾斜长度39m。
2、岩浆岩的发育情况
矿井范围内岩浆对10煤层的侵入活动比较强烈,主要生成于中生代燕山运动的后期,岩性主要为中性的闪长岩和基性的辉长岩、辉绿岩,以顺层的岩床沿裂隙侵入方式为主,因而侵入的面积大,范围广,规律性差,致使矿井内煤层大部分面积受岩浆侵蚀严重不可采。
10417工作面顶板为10-1煤受侵蚀严重形成的火成岩,大部分受岩浆侵蚀较轻变为天然焦和焦与煤层的混合体。
第五节水文地质
一、水文地质概况
1、煤层顶板含水层:
煤层顶板以上3.5m左右是老顶细砂岩,为弱含水层,在回采过程中,工作面后方因压力作用造成顶板下沉垮落,局部含水丰富的砂岩水顺裂隙渗出,但对工作面回采影响较小。
2、煤层底板含水层:
(1)徐上砂岩含水层:
煤层底板以下15m左右为砂岩含水层,弱含水、局部裂隙含水较丰富,对工作面回采不产生威胁。
(2)徐灰含水层:
根据10417回采工作面钻探资料分析,徐家庄石灰岩在10煤层底板以下约30.8m,发育有一~四层,局部富水性强,在正常的地质条件下,与奥灰无明显的水力联系,对奥灰水起到一定的阻隔作用。
徐灰水为威胁10煤层开采的含水层,若10煤煤层底板隔水层有裂隙发育,会对10层煤回采有一定的威胁。
(3)徐下砂岩含水层:
只有奥40#揭露一层5.0m厚,奥39#、奥43#、奥44#均未见到,为弱含水层,局部裂隙含水较丰富,对工作面回采不产生威胁。
(4)奥灰含水层:
奥陶系灰岩是煤系地层的基底,总厚度820m左右,有广阔的地表露头,浅部含水丰富,是本区工农业用水的主要水源。
深部富水性趋向减小,岩溶裂隙发育,局部富水性强。
根据10417工作面附近钻探资料分析,奥灰在10煤层底板以下约80.5m;
奥灰是高承压含水层,若10煤煤层底板隔水层有裂隙发育,会对10层煤安全开采威胁较大。
3、隔水层厚度及其变化
(1)10煤与徐灰的隔水层
该区10煤与徐灰间的隔水层厚度相对较大,平均29.5m。
上部为隔水性能较好的粘土页岩或砂质页岩,平均厚度15.0m;
中部为徐上砂岩(细砂岩)平均厚度6.6m;
下部为隔水性能好的页岩或砂质页岩,平均厚度7.2m。
软岩层厚度占总厚度的78%,硬岩层占22%。
根据10417回采工作面钻探资料分析,10煤至徐灰间的隔水层厚度与整个评价区基本一致,为30.8m,上部为隔水性能较好的页岩或砂质页岩,平均厚度17.5m;
中部为徐上砂岩(细砂岩)平均厚度8.4m,下部为隔水性能好的页岩或砂质页岩,平均厚度4.9m。
软岩层厚度占总厚度的73%,硬岩层占27%。
(2)奥灰与徐灰间的隔水层
奥灰与徐灰间的隔水层在整个评价区全部为隔水性能良好的杂色页岩或粘土页岩,平均厚度16.7m。
根据10417回采工作面钻探资料分析,奥灰与徐灰间的隔水层厚度平均为24.4m,比整个评价区厚7.7m。
(3)奥灰与10煤层的隔水层
奥灰与10煤层间的隔水层在整个评价区为71.5m。
根据10417回采工作面钻探资料分析,奥灰与10煤层间的隔水层平均厚度为80.5m,比整个评价区厚9.0m。
4、受老空水及其它水体的影响程度
老空水:
工作面东南平距77m处垂直上方70m左右为7煤层7712采空区,有积水,已按规定留设防水隔离煤柱(见下方防水煤岩柱计算),工作面回采过程中,不受老空水威胁。
二、水文地质勘探情况
(一)、物探情况
利用西安煤科院研制的DZ-Ⅱ型井下直流电法仪,采用“三极”和“四极”方式对10417回采工作面出口和皮带道进行了直流电法探查,物探点间距25m,探测深度75m。
共布置了28个物探点,其中出口布置了14个物探点,皮带道布置了14个物探点,控制巷道距离700m,基本覆盖了整个工作面。
对物探数据进行分析处理,形成巷道底板低阻异常剖面图和工作面底板以下15m、35m、65m水平切面图,物探结果显示:
1、出口视电阻率低阻异常剖面图
从整体上看,出口巷道底板岩层视电阻率普遍较高。
只有巷道中部8~10号物探点奥灰段(60~75m)底板视电阻率相对较低,出现低阻异常区,这段奥灰的赋水的可能性较大。
总体来看10417出口底板赋水性较差,局部含水较丰富。
2、皮带道视电阻率低阻异常剖面图
从整体上看,皮带道底板岩层视电阻率里普遍较高,表现为高阻异常。
徐灰段(25~35m)视电阻率在2号物探点出现低阻区,这段徐灰的赋水的可能性较大。
奥灰段(60m以下)视电阻率表现为高阻异常,奥灰的赋水性较差。
总体来看皮带道底板徐奥视电阻率相对较高,徐奥灰的赋水性较差。
3、工作面底板以下15m水平视电阻率低阻异常平图
工作面底板以下15m(砂岩段)视电阻率较高,砂岩含水性差。
4、工作面底板以下35m水平视电阻率低阻异常平图
工作面底板以下35m(徐灰段)视电阻率普遍较高。
出口3~6号点和皮带道3~4号点表现出低阻异常,低阻异常区连成一块,这一段出口与皮带道底板徐灰含水丰富。
当工作面回采到这个地段时,应加强对工作面底板的观测,一但出水,立即采取10417工作面回采期间防治水专项安全技术措施。
5、工作面底板以下65m水平视电阻率低阻异常平图
工作面底板以下65m(奥灰段)视电阻率较高,出口2号点局部表现出低阻异常,与皮带道2~6号点低阻异常区连通,这一段底板奥灰富水丰富,变现异常。
当工作面回采到这个地段时,应加强对工作面底板的观测,一旦出水,立即采取10417工作面回采期间防治水专项安全技术措施。
(二)、钻探情况
根据直流电法探查情况,在10417回采工作面周围设计并施工了奥灰钻孔4个,为奥39#、奥40#、奥43#、奥44#,经过对钻探资料分析:
实际揭露徐灰一~四层,总厚度24~29.9m,平均26.88m,涌水量0~0.98m3/h,水量较小,说明徐灰在该工作面范围内富水性弱。
实际揭露奥灰厚度22.4~58.5m,见水深度12.35~19m,涌水量0.6~1.12m3/h,通过钻探证明奥灰顶面富水性较弱,相对增加了隔水层厚度。
三、突水系数计算
(1)计算参数的选取
M--隔水层厚度(m)
10煤与徐灰之间隔水层厚度M1取值30.8m(奥39、奥40、奥43、奥44揭露的平均值);
10煤与奥灰隔水层厚度M2取80.5m(奥39、奥40、奥43、奥44揭露的平均值)。
P--隔水层底板承受的水压
徐灰水位标高取-498.12m(徐114号孔,观测日期2012.02.15),奥灰水位取25.84m(奥12号孔,观测日期2012.02.15)。
工作面底板标高:
-723.5~-754.37m。
则隔水层底板承受的徐灰水压为:
P1={-498.12-(-723.5~-754.37)+30.8}/102=2.50~2.81(MPa)
隔水层底板承受的奥灰水压为:
P2={25.84-(-723.5~-754.37)+80.5}/102=8.14~8.44(MPa)
(2)突水系数计算:
将以上参数带入公式Ts=P/M中,得:
徐灰突水系数Ts1=(2.50~2.81)/30.8=0.08~0.09(MPa/m)
奥灰突水系数Ts2=(8.14~8.44)/80.5=0.101~0.105(MPa/m)。
通过以上分析、计算,该面徐灰突水系数在0.08~0.09MPa/m之间,略低于临界突水系数值0.10(MPa/m),正常情况下对工作面回采没有影响;
奥灰突水系数0.101~0.105MPa/m,略高于临界突水系数值0.10(MPa/m),奥灰水对工作面回采有一定的威胁。
四、涌水量预计
采用面积、水位-降深比拟公式Q=Q0•√F/F0•lgs/lgs0计算
10410面回采面积11799m2,工作面正常涌水量42.0m3/h,最大突水量568.2m3/h,突水后稳定涌水量467.4m3/h,徐灰水位由开采前的-78.72m(徐灰104号孔,2005年11月7日观测),降至目前的-498.12m(徐114号孔,2012年2月15日),降深420.12m。
10417面回采最低标高为-754.37m,回采面积13882m2。
要使-754.37m标高的10-1、2煤底板徐灰突水系数达到0.1MPa/m,则需要将徐灰水位降至-471.01m。
目前徐灰水位-420.12m,则需再降低50.89m。
将上述参数代入面积水位降深比拟公式:
Q正常=42.0×
√13882/11799×
lg50.89/lg420.12=29.6(m3/h)
Q最大=29.6×
13.5=399.6(m3/h)(13.5为不均匀系数,10410面最大涌水量568.2m3/h与正常涌水量42.0m3/h之比)
五、防水煤岩柱的计算与留设
(1)10417工作面与7712采空区之间的保护带宽度计算:
L=H/tanα=70/tan70°
=25.48m
L——保护带宽度,m;
H——10417工作面与7712采空区的垂直间距,m;
α——10417面回采后的塌陷角(取70°
)
经计算:
10417工作面与7712采空区之间的保护带宽度25.48m<77m(7712采空区与10417面之间的实际保护带宽度),可安全回采。
六、结论
根据对10417工作面物探、钻探和底板突水性系数计算情况分析来看,工作面范围内徐灰、奥灰富水性较差,掘进巷道没有断层构造揭露,煤层底板隔水层较完整;
奥灰突水系数0.101~0.105MPa/m,略高于临界突水系数值0.10(MPa/m),有突水的可能性。
七、防治水安全措施
1、目前的排水系统情况
1040采区排至地面要经过三节排水
第一节:
10417临时泵房至1040采区泵房,10415工作面以上涌水通过10415皮带道沿1040东翼轨道水沟自然流至1040水仓;
根据1040采区补充设计在1040东翼辅助下山座底布置水仓泵房,形成1040东翼排水系统;
10417工作面回采期间在1040东翼皮带道辅助下山打临时水仓两个,容量37.5m3。
安设DA1-100型水泵2台,水泵总排水能力54m3/h,安装¢100mm管路2排,管路总排水能力114.6m3/h,综合排水能力108m3/h,10417工作面正常涌水量29.6m3/h,富余78.4m3/h;
若10417工作面出现突水或涌水量一旦增大,将1040东翼皮带道辅助下山作为临时水仓,增大蓄水能力。
第二节:
1040采区泵房至-550m水平泵房,1040水仓容量为1420m3,1040采区正常涌水量59.6m3/h,能够容纳4h采区正常涌水。
泵房安装MD500-57×
6型水泵2台,200D-43×
6型水泵2台,总排水能力1576m3/h,安装¢273mm管路2排,管路总排水能力708m3/h,泵房综合排水能力为708m3/h,现1040采区正常涌水量59.6m3/h,富余648.4m3/h。
第三节:
-550m至-350m水平,即-550泵房,水仓容量6060m3,-550m水平正常涌水521m3/h左右,能够容纳8h水平正常涌水,满足规要求;
泵房安装水泵9台,其中YSB-10A-5型三台(1#、2#、5#),MD50-57×
6型三台(3#、4#、6#),PJ200D×
9型水泵3台(7#、8#、9#),水泵总排水能力2584m3/h。
排水管路五排,其中:
φ273mm二排,φ377mm一排,φ325mm二排,管路总排水能力2999m3/h。
-550m泵房综合排水能力为2584m3/h。
现承担的正常涌水量521m3/h左右,富余2063m3/h。
第四节:
-350m中央泵房,排水直接至地面,水仓容量7460m3,矿井正常涌水量为323.5m3/h左右,水仓容量能够容纳8h矿井正常涌水,满足规定要求;
泵房安装水泵8台,其中MD500-57×
10型4台,200D65×
10型4台,水泵总排水能力1938m3/h。
排水管路4排,管路综合排水能力2581m3/h,其中φ325mm二排,由东风井排至地面;
φ273mm、φ377mm各一排,由延深人车道、提人副井排至地面。
综合排水能力为1938m3/h,现承担的正常涌水量为323.5m3/h左右,富余1614.5m3/h左右。
2、安全措施
(1)建立水位动态观测系统
为10417回采工作面服务的徐灰观测孔有1个
井下徐114号孔,位于10413皮带道绕道。
奥灰观测孔2个
井下奥4号孔,位于790采区回风道内;
井下奥12号孔,位于1040泵房内;
(2)对奥灰水进行疏放
工作面回采期间利用奥灰26号孔对奥灰水进行疏放,最大限度地降低奥灰水位,降低奥突水系数,增加安全开采程度。
(3)加强水情观测
工作面回采期间每班指定专人对工作面底板、周边钻孔水位和工作面涌水量进行水情观测,结合水动态监测系统的变化情况,发现异常立即汇报,对工作面分析原因,及时采取安全措施。
(4)加强水沟、水仓的清捞
工作面回采期间要经常对水沟、水仓进行清捞,保证流水路线畅通并有足够的过水断面和有效水仓容量,保持水仓低水位排水。
(5)确保隔离开采系统有效
1040采区开采过程中保证隔离煤(岩)柱完整有效,并加强防水闸门的管理和维护。
根据《煤矿安全规程》第274条规定,落实水闸门的检查、关闭试验和维护责任制,每半年对水闸门进行一次全面检查和关闭试验,配齐专用工具,保证开采过程中,一旦发生灾害性突水,能及时关闭水闸门。
(6)加强排水、供电设备的维修和保养
开采过程中,要加强排水和供电设备的维修保养,保证随时能正常运转并能达到额定排水能力,杜绝因机电设备故障不能将涌水及时排出而造成事故。
(7)制定合理的避水灾路线
巷道门口或转弯处设置明显的路标,保证受灾时人员能够按正确的路标指示方向撤出。
(8)采取合理的回采工艺
采用走向条带式开采,缩短工作面长度,倾斜长度为39m,两工作面之间留有30m煤柱。
加强回采过程中顶板管理,特别是老顶初次来压和周期性来压期间,要避开工作面检修时间,保持工作面连续匀速推采,减小矿压对煤层底板隔水层的破坏程度,降低底板突水的可能性。
(9)严格执行防治水专项措施
10417工作面回采期间一旦发现出水征兆,立即执行《10417工作面回采期间防治水专项安全技术措施》和《10417采煤工作面底板突水紧急处置预案》。
第六节影响回采的其它因素
一、影响回采的其它地质情况
瓦斯
绝对涌出量:
CH4=0.88m3/min,相对涌出量:
CH4=2.57m3/t
二氧化碳
CO2=0.43m3/min,相对涌出量:
CO2=1.27m3/t
煤尘爆炸指数
本层煤煤尘不具备爆炸性。
煤的自燃发火倾向等级
三类不易自燃
地温危害
23~25℃
冲击地压危害
无
第七节储量及服务年限
一、工作面储量
块段名称或代码
面积(㎡)
煤层特征
块段
储量
(万t)
回采率
(%)
回采
煤量
备注
厚度
(m)
夹石
视密度
1
2.0
0.4
1.45
4.03
95
3.83
合计
二、采煤工作面服务年限
1、工作面的服务年限=设计可采储量/设计月产量
=38300/12180
=3.14个月
第二章采煤方法
第一节巷道布置
一、采区设计、采区巷道布置概况
1040采区设计方案是岭子煤矿2000年12月设计,2003年投入生产的。
该采区设计为双翼二节采区,现采区一节生产系统已形成,二节掘进400m后,因10410工作面出水暂不再开拓。
采区可采储量269.7万吨,工作面采用倾斜短壁布置。
10414综采工作面位于1040采区下山东翼。
采区上部布置采区轨道小下山及皮带小下山。
采区轨道下山与轨道小下山相连,主要用途是采区提矸、运料、进风、电缆的敷设,巷道长度800m;
采区皮带下山与皮带小下山相连,主要用途是采区的运煤、回风、行人、敷设排水管路,巷道布置在1040轨道下山的东侧,相距30m的位置,巷道长度800m;
采区风道下山与皮带小下山相连,巷道布置在1040皮带道下山的东侧,中~中相距24m的位置,巷道长度870m。
二、工作面出口
工作面出口为采煤工作面运料、进风、行人、排水、敷设管线的安全出口。
此巷道通过中部车场与轨道下山相通,巷道采用矩形锚网支护为主,净宽为3.2m,净高为2.4m,净断面为7.68m2。
三、工作面皮带道
工作面皮带道为采煤工作面运煤、行人、回风、敷设管线服务。
此巷道与采区皮带下山相通,该巷道采用矩形锚网支护为主,净宽为2.8m,净高为2.3m,净断面为6.44m2。
四、工作面切眼及停采线位置
1、工作面切眼
切眼沿10-2、煤层顶板掘进,与两出口垂直布置。
初掘时,采用矩形锚网支护,净宽为2.6m,净高为2.0m,净断面为5.2m2,刷大后,净宽为5.0m,净高为2.0m。
净断面为10.0m2
2、停采线位置:
自切眼开始由里向外推采至1005导线点时停采撤出。
第二节采煤工艺
一、采煤工艺
工作面采用走向长壁后退式采煤法、综合机械化采煤,一次性采全高,全部垮落法管理顶板。
工作面采用4MG—200型双滚筒采煤机,ZY3600/10/20型掩护式液压支架支护,煤层平均厚度2.0m,考虑采煤机割煤高度和支架的合理支撑高度,确定工作面的割煤高度平均为2.0m。
沿煤层顶板回采,割平顶底板,不留顶、底煤,随工作面煤层厚度变化及时调整采高,必须多回收煤炭资源。
二、落煤方法(附图Ⅵ:
采煤机端头斜切进刀示意图)
1、采煤机进刀采用端部自开缺口、斜切进刀的方式,进刀深度0.63米。
具体操作如下:
采煤机向下(上)割透端头煤壁后,将两个滚筒的上下位置调换,然后向上(下)割煤,通过刮板运输机弯曲段,使得采煤机达到正常截割深度。
然后将两个滚筒的上下位置调换,向下(上)割三角煤至端头煤壁。
割完三角煤后,将两个滚筒的上下位置调换,采煤机空机返回,后部按规定要求推移刮板运输机,机组上(下)行割煤。
2、割煤
(1) 落煤
采用4MG—200型双滚筒采煤机沿底板双向割煤,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤和扫浮煤,一刀一个循环。
(2) 装煤
采煤机滚筒截割装煤和工作面刮板运输机前移配合装煤。
(3) 运煤
工作面刮板运输机将煤运到皮带道刮板运输机,再由皮带道刮板运输机与SSJ800/2×
55型皮带机搭接将煤运出。
(4)工作面放震动炮
工作面个别地点遇断层、底鼓、压梁或顶板页岩变硬,机组负荷加大且机刀磨损严重,有时机组无法正常通过,给工作面回采和设备管理造成困难,需采用震动炮超前处理。
采用风钻或者湿式煤电钻打眼。
炮眼采用单排眼排列方式,打眼深度0.8m,眼距0.8~1.2m。
少装药(不超过150g),一次爆破距离不得超过20m,炮眼封泥量不得小于0.4m。
装放炮与打眼的距离不得小于50m,在装放炮地点附近50m范围内不得从事其他任何工作。
工作面应一次装药一次起爆;
采用分组装药时,一组装药必须一次起爆,组与组之间的炮眼间距不得小于5m。
一个工作面严禁使用2台发炮器同时进行爆破。
严禁运煤机运送大块矸石。
大于0.15m以上的矸石必须进行破碎,否则不得过机组。
放炮地点距机组不得少于30m,并用旧皮带保护好机组和电缆,以防损坏机组和电缆。
超前处理爆破时,要用挡皮将爆破地点及上下5m范围内的支架活柱、仪表及管线保护好,以防损坏。
工作面爆破后若顶板破碎压力大、面前合理空顶距离超过0.4m或有溜壁征兆时要及时拉架,并保证架子高度,以便机组顺利通过。
工作面所有人员要随时观察工作地点的顶板、支架、煤壁片帮情况,如发现支架活柱下缩较快安全阀漏液严重或其它异常情况时,要在支架下及时支设木柱或单柱,加强控制顶板。
跟班队长、班长、安监员要盯在现场,采取措施进行处理。
每次爆破后机组割煤前,由班长、跟班队长和安监员,对爆破地点要认真进行巡视,发现拒爆立即处理。
超前处理完毕控制好顶板后方可割煤。
3、质量要求:
割煤时,必须做到顶、底板平直,不留底煤,无台阶,伞檐:
伞檐长度超过1米时,其最大突出部分不超过200mm,伞檐长度在1米以下时,伞檐最大突出部分不超过250mm,掉顶高度<100mm,煤壁齐直,采高均匀。
严格掌握好机头、机尾高度和运输机的水平角度(即两平一直),并与两巷顺平以确保设备的平稳运转。
机道梁端至煤壁的顶板冒落高度不大于300mm,工作面支架前梁接顶严密。
三、采煤工作面正规循环生产能力
工作面每天6个循环,每循环进尺0.63米,平均采高2.0m。
工作面日生产能力:
Q=HRMG=2.0×
1.45×
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 10417 工作面 作业 规程