旗山煤矿14101规程.docx
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旗山煤矿14101规程
目录
第一章地质与矿压观测资料1
1.1地质说明书1
1.2矿压观测资料及支护设计3
1.2.1矿压观测资料3
1.2.2巷道布置7
第二章采煤方法和回采工艺8
2.1采煤方法8
2.1.1采煤方法的选择8
2.1.2采高的确定8
2.2回采工艺8
2.2.1落煤8
2.2.2放煤9
2.2.3装煤9
2.2.4运煤9
2.2.5工作面支护10
2.2.6顶板管理13
第三章循环作业、劳动组织及主要技术经济指标14
3.1循环作业14
3.1.1循环方式14
3.1.2作业形式14
3.2劳动组织14
3.2.1劳动组织形式14
3.2.2劳动组织和出勤14
3.3主要技术经济指标15
第四章主要生产系统16
4.1材料运输系统16
4.1.1工作面材料运输路线16
4.1.2老料回收路线16
4.2运煤系统16
4.3排水系统16
4.4供电系统16
4.4.1概述16
4.4.2动力变压器的选择17
4.4.3电缆的选择18
4.4.4电压损失校验19
4.4.5系统短路电流计算和保护装置的整定21
4.4.6机电安全管理24
4.5通风防尘25
4.5.1工作面配风量计算26
4.5.2通风路线27
4.5.3粉尘防治27
4.5.4瓦斯防治28
4.6冲击地压33
4.6.1总则33
4.6.2监测方法33
4.6.3重点监测区域35
4.6.4冲击地压防范措施35
4.6.5解危措施35
4.7压风自救39
4.7.1概述39
4.7.2压风自救系统安装的相关要求39
4.7.3压风自救系统管理39
第五章主要安全技术措施41
5.1一般规定41
5.2顶板管理41
5.2.114101工作面责任区域内巷道巡查、找掉、维护41
5.2.2工作面试生产42
5.2.3工作面预防冒顶和片帮及处理措施42
5.2.4超前支护及两道回料42
5.2.5过地质构造带43
5.3生产管理43
5.3.1工作面生产过程中的安全技术关键43
5.3.2针对以上安全技术关键措施44
5.4运输管理62
第六章煤质管理63
6.1煤质要求63
6.2煤质管理措施63
6.3保证煤炭回收率的措施63
第七章避灾路线及应急预案64
7.1工作面水灾避灾路线64
7.2火灾事故和瓦斯、煤尘爆炸避灾路线64
7.3冲击地压事故避灾路线64
7.4发生重大事故时的应急预案64
7.4.1顶板64
7.4.2水灾事故65
7.4.3火灾事故65
7.4.4瓦斯、煤尘爆炸事故65
7.4.5冲击地压65
附图69
第一章地质与矿压观测资料
1.1地质说明书
表1-1地质说明书单位:
m
概
况
工作面名称
14101工作面
所属水平
-850m
采区名称
-850m东一采区
煤层名称
下石盒子组1、3煤
地面标高
+31.9m
工作面标高
-788m~-865m
地面位置
徐州市贾汪区大吴镇大蔡庄东北侧。
井下位置
及四邻采
掘情况
X:
3803390~3803844;Y:
20537930~20538678
该面南为13311采空区,西为13206及13208面采空区,北为14101老运道老硐,煤柱为5m,老硐保险峒位置煤柱厚度仅为2m。
回采对地面
设施的影响
回采期间对大蔡庄、二零六国道将造成塌陷影响。
走向长
运输道:
414m
材料道:
409m
倾向长
115m
平面积(m2)
44550
411.5m
煤
层
走向
N105°~135°
煤层总厚
3.6~6.4m
可采指数
1
倾向
N15°~45°E
5.5m
倾角
10°~19°
煤层结构
简单
稳定程度
稳定
15°
煤
质
Mad
Ad
Vdaf
St,d
Qb,ad(MJ/Kg)
煤岩类型
牌号
2.1
24.5
37.8
0.4
24.44
半光亮
气煤
说明
各项煤质指标采用2002年矿井地质报告。
煤
层
顶
底
板
类别
岩石名称
厚度m
岩层特征
顶
板
老顶
细粒砂岩
及泥岩
22.7
砂岩:
灰白色细粒砂岩,成分以石英长石为主分选好泥质胶结,沿层理含黑色矿物。
直接顶
泥岩
10.9
灰色泥岩:
泥质结构,致密状,断口平坦,节理发育。
底
板
直接底
泥岩
1.1
灰黑色泥岩,含植物根系化石。
老底
泥岩
1.8
深灰色泥岩,含植物化石。
地
质
构
造
构造形态
该面处于不牢河向斜西翼,总体形态为单斜构造。
断
层
名称
性质
倾向(°)
倾角(°)
落差(m)
控制情况
影响程度
1
正
NE57
45
1.7~1.9
14101风道揭露
收作线外
2
正
NW60
50
3.0
14101风道揭露
收作线外
3
正
SE60
70
1.8
14101风道揭露
收作线外
4
正
NW60
80
1.5
14101风道揭露
收作线外
5
正
NW86
50
2.5
14101风道揭露
收作线外
6
正
NW83
70
3.0
14101风道揭露
收作线外
7
正
N45E
35
2.5
14101风道揭露
有影响
8
正
N25
40
0.4
14101切眼揭露
影响小
9
正
SE63
40
0.4
14101运道揭露
影响小
10
正
SW84
70
2.4
14101运道揭露
有影响
11
正
N80
55-90
4.5
14101运道揭露
有影响
12
正
NW61
40-85
14
14101老运道揭露
收作线外
13
正
NW66
50-90
4.5
与风道3m断层为同一条
收作线外
14
正
SE66
50
1.0
14101运道揭露
收作线外
15
正
SE66
45
2.5
14101运道揭露
收作线外
水文
地质
充水
因素
该面回采时充水因素主要为老顶砂岩裂隙水演化成的老塘水及防尘水。
措施
运输道整体外高内低,需建立与预计最大涌水量相匹配的排水系统。
最大涌水量(m3/h)
30
正常涌水量(m3/h)
12
影响
回采
的其
它地
质因
素
地温
矿井平均地温梯度1.97°C/100m,本面采深达-865m预计地温将偏高。
地压
该工作面上为13311面采空区,煤层埋深最大为-865m压力较大
瓦斯
矿井为低瓦斯矿井,瓦斯相对涌出量3.64~4.44m3/d.t
煤尘
煤尘爆炸指数39.87%,具有爆炸危险。
(2005年重庆煤研所鉴定)
煤的自燃
自然发火倾向性等级为Ⅲ级,不易自燃。
(2005年重庆煤研所鉴定)
硬度(f)
煤层
Ⅰ~Ⅱ
夹矸
Ⅱ
直接顶
Ⅱ~Ⅲ
直接底
≈Ⅱ
储
量
预
算
块段
编号
平面积
(m2)
倾角
(°)
斜面积
(m2)
平均
厚度
(m)
容重
(t/m3)
工业储量
(万t)
回收率(%)
可采储量(万t)
1
44550
15
46121
5.5
1.4
35.5
93
33.0
问题
及
建议
1、3煤具冲击倾向,本面采深达-862,回采期间制定措施预防冲击地压;2、回采前,运输道应建立与预计涌水量相当的排水系统;3、运输道1、3煤夹矸不稳定,局部厚达1.3m,回采期间需根据实际情况定下切位置;4、保持运输道排水系统及备用泵完好,及时排水。
附图
14101工作面巷道平面布置图、巷道剖面图、井上下对照图及综合柱状图。
1.2矿压观测资料及支护设计
1.2.1矿压观测资料
(一)根据我矿下石盒子组1、3层煤矿压资料,预计本工作面的矿压资料如下
1、直接顶
初次跨落步距:
8~15m
2、老顶
(1)初次来压步距:
26~35m
(2)周期来压步距:
7~12m
(3)支架平均工作阻力:
3000kN
3、煤壁前方支承压力
(1)影响范围:
52m
(2)高峰区:
5~22m
4、顶板分类
(1)直接顶:
Ⅱ类
(2)老顶:
I级
(二)支护控制设计
根据矿压理论,工作面顶板的压力强度可按4~8倍采高的上覆岩层的重量近似计算。
取8倍采高的上覆岩层的重量计算顶板压力强度:
P=8γH
=8×2.7×103×6.4
=0.14MPa
式中:
H—工作面采高,按最大煤厚6.4m计算;
γ—工作面顶板岩层容重,2.7×103Kg/m3
ZF3000/15/26A型放顶煤液压支架的额定工作阻力为2853KN,支护强度(P0)为0.5~0.52MPa。
易知0.5MPa>0.14MPa,支架支护理论强度可以满足支护要求。
(三)冲击倾向性
表1-2-850m东一采区1、3煤冲击倾向鉴定结果
煤层
采区
单轴抗压强度(Mpa)
弹性能指数
弹性能量指数
动态破坏时间(S)
结果
1、3
-850m东一采区
32.14
11.82
7.91
50.5
强冲击倾向
(四)14101采煤工作面综合指数法冲击危险程度划分结果
考虑地质因素、开采技术因素影响,运用综合指数法对14101工作面进行冲击地压危险状态整体定性。
1、以砂岩为标准的顶板岩层厚度特征参数
以定义砂岩的强度系数和弱面系数为1.0,则煤系地层各岩层的强度比和弱面递减系数见表1-3。
表1-3煤系地层岩层的强度比和弱面系数比
岩层
砂岩
泥岩
页岩
煤
采空区冒矸
强度比
1.0
0.82
0.58
0.34
0.2
弱面递减系数比
1.0
0.62
0.29
0.31
0.04
根据14101工作面的煤岩层综合柱状图,得出顶板上方100m范围内岩层分层情况得出顶板厚度特征参数值Lst见表1-4。
表1-4顶板厚度特征参数值Lst计算
序号
岩性
弱面递减系数ri
各分层厚度hi/m
各分层特征参数hiri
1
泥岩
0.62
0.65
0.4
2
1煤
0.31
1.8
0.55
3
泥岩
0.62
10.98
6.8
4
细粒砂岩
1.0
7.39
7.39
5
泥岩
0.62
15.34
9.51
6
砂质泥岩
0.62
6.76
4.18
7
细粒砂岩
1
2.3
2.3
8
砂质泥岩
0.62
8.72
5.4
9
泥岩
0.62
4.58
2.84
10
细粒砂岩
1
4.74
4.74
11
砂质泥岩
0.62
8.60
5.33
12
细粒砂岩
1
18.07
18.07
13
砂质泥岩
0.62
12.35
5.33
14
砂质泥岩
0.62
10.3
6.39
顶板岩层厚度特征参数Lst=Σhiri
102.28
79.23
顶板厚度特征参数值为:
Lst=Σhiri=79.23>50,14101工作面顶板岩层对冲击地压的发生有促进作用。
2、地质条件影响冲击地压危险状态的因素及指数见表1-5
序号
因素
危险状态的影响因素
影响因素
的定义
冲击地压危险指数
冲击地压危险指数最大值
1410工作面影响因素
危险状态指数
1
W1
发生冲击地压
该煤层未发生过冲击地压
-2
3
该煤层未发生过冲击地压
-2
该煤层发生过冲击地压
0
采用同种作业方式在该煤层多次发生过冲击地压
3
2
W2
开采深度
<500m
0
2
开采深度为787~867m,>700m
2
500~700m
1
>700m
2
3
W3
顶板中坚硬(Rc≥60Mpa)厚层岩层距煤层的距离
>100m
0
3
顶板中坚硬厚岩层距煤层的距离<50m
3
100~50m
1
<50m
3
4
W4
开采区域内构造应力集中
>10%正常
1
3
有断层、火成岩侵入区,构造应力集中
2
>20%正常
2
>30%正常
3
5
W5
顶板岩层厚度特征参数Lst,/m
<50
0
2
顶板厚度特征参数值为:
Lst=Σhiri=79.23>50
2
≥50
2
6
W6
煤的抗压强度
Rc≤16MPa
0
2
煤层普氏硬度为2~3,抗压强度>16MPa
2
Rc>16MPa
2
7
W7
煤的冲击能量指数WET
WET<2
0
4
为安全起见,冲击能量指数WET取1、2号煤样的大值6.93
4
2≤WET<5
2
WET≥5
4
各项指数
∑Wimax
19
∑Wi
13
Wt1
0.68
表1-5地质条件影响冲击地压危险状态的因素及指数
=(-2+2+3+2+2+2+4)/(3+2+3+3+2+2+4)=0.68
式中:
Wt1—地质因素确定的冲击地压危险指数;
Wi—第i个地质因素的评估指数;
Wimax—第i个地质因素的指数最大值;
n1—地质因素的数目。
3、开采技术因素影响冲击地压危险状态的因素及指数见表1-6
表1-6开采技术因素影响冲击地压危险状态的因素及指数
序号
因素
危险状态的影响因素
影响因素的定义
冲击地压危险指数
14101工作面影响因素
危险状态指数
1
W1
工作面距残留区或停采线的垂直距离
>60m
0
14101工作面距13311采空区残留煤柱的垂直距离>60m
0
60~30m
2
<30m
3
2
W2
未卸压的厚煤层
留顶煤或底煤厚度大于1.0m
3
无
3
W3
未卸压一次采全高的煤厚
<3m
0
已经卸压
3~4m
1
>4m
3
4
W4
两侧采空,工作面斜长
>300m
0
两侧未采空,工作面斜长122m
300~150m
2
<150m
4
5
W5
沿采空区掘进巷道
无煤柱或煤柱宽小于3m
0
煤柱宽3~10m
2
煤柱宽10~15m
4
6
W6
接近采空区的距离小于50m
掘进面
2
与13311工作面采空区距离小于50m
3
回采面
3
接近煤柱的距离小于50m
掘进面
1
回采
3
回采面
3
7
W7
掘进头接近老巷的距离小于30m
老巷已充填
1
老巷未充填
2
老巷未充填
2
采面接近老巷的距离小于50m
老巷已充填
1
老巷未充填
2
面接近分叉的距离小于50m
掘进面或回采面
3
8
W8
面接近落差大于3m断层的距离小于50m
接近上盘
1
接近上盘
1
接近下盘
2
9
W9
面接近煤层倾角剧烈变化的皱曲距离小于50m
>15°
2
10
W10
面接近煤层侵蚀或合层部分
掘进面或回采面
2
有合层部分
2
11
W11
开采过上或下解放层,卸压程度
弱
-2
上覆13311工作面已经回采完
-4
中等
-4
强
-8
12
W12
采空区处理方式
充填法
2
垮落法
0
垮落法
0
各项指数
∑Wimax
16
∑Wi
7
Wt1
0.43
=(0+3+3+2+1+2-4)/(3+3+3+3+2+2-2+2)=7/16=0.43
式中:
Wt2—开采技术因素确定的冲击地压危险指数;
Wi—第i个开采技术因素的评估指数;
Wimax—第i个开采技术因素的指数最大值;
n2—开采技术因素的数目。
4、整体定性
14101工作面冲击地压危险状态等级评定综合指数Wt
Wt=max{Wt1,Wt2}=0.68。
0.75>Wt≥0.5,属于中等冲击危险工作面。
1.2.2巷道布置
14101工作面倾向布置,进、回风道及切眼皆跟顶板掘进,巷道采用锚梁网索联合支护。
巷道断面形状为矩形,运输道断面为4.8×2.2m2,材料道断面为3.0×2.4m2,,切眼断面为5.8×2.4m2。
第二章采煤方法和回采工艺
2.1采煤方法
2.1.1采煤方法的选择
该面开采下石盒子组1、3层煤,根据煤层赋存条件,经采前预评估确定该面采用走向长壁综合机械化放顶煤回采工艺,全部垮落法管理顶板。
工作面走向长度为411m,倾向长115m。
2.1.2采高的确定
根据本工作面地质条件,以及所用支架的技术性能,确定工作面的采高为2.2m,工作面煤层平均厚度为5.5m,故放煤高度平均为3.3m,采放比为1:
1.5。
回采过程中,当遇地质构造或局部煤层厚度变化时,可适当调整采高,但必须满足正常的生产要求。
2.2回采工艺
2.2.1落煤
1、工作面采用MG-180/435W型可调高双滚筒采煤机沿工作面双向割煤,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤。
2、采煤机的进刀方式
工作面采用煤机自开缺口,割三角煤端部斜切进刀方式,见图2-1所示。
其过程如下:
(1)当采煤机割至工作面端头时,其后的输送机槽已移近煤壁,采煤机机身处尚有一段下部煤,见图2-1(a)。
(2)调换滚筒位置,前滚筒降下,后滚筒升起,并沿输送机弯曲段返回割入煤壁,直至输送机直线段为止,然后将输送机移直,见图2-1(b)。
(3)再调换两个滚筒上下位置,重新返回割煤至输送机头处,见图2-1(c)。
(4)将三角煤割掉,煤壁割直后,再次调换上下滚筒返程正常割煤,见图2-1(d)。
图2—1工作面端部割三角煤切刀进刀示意图
a—起始;b—斜切并移直输送机;c—割三角煤;d—开始正常割煤;
1—双滚筒采煤机;2—刮板输送机
3、采煤机的主要技术特征
名称
技术参数
名称
技术参数
适应采高(m)
1.4~3.2
电机型号
YBC-180/YBQYS3-75
滚筒直径(mm)
1600
截割功率(kw)
2×180
牵引方式
齿轮销排式液压牵引
防尘方式
内、外喷雾
卧底量(mm)
320
重量(t)
32
牵引速度(m/min)
0~6.0
牵引功率(kw)
75
截深(m)
0.63
机面高度(mm)
1180
冷却方式
截割电机、牵引电机、泵箱、摇臂分别水冷
摇臂回转(mm)
1681
供电电压(v)
1140
摇臂总摆角(°)
64
表2-1MG-180/435W型采煤机主要技术参数
2.2.2放煤
工作面顶煤在自重和矿山压力的作用下,自行破碎、垮落,在支架后部的放煤口进入工作面后部输送机。
为提高煤炭的回收率,工作面放煤沿倾斜方向采用单轮顺序放煤,沿走向方向采用一采一放的方式放煤。
为加快工作面的推进速度,提高工作效率,放煤与割煤采取平行追机作业,工序为:
割煤—移架—放煤。
放煤滞后于移架10~15m,放煤后及时拉移后部刮板输送机,放煤工应密切注意顶煤的冒落情况,既要尽可能提高煤炭回收率,又要减少矸石进入煤流。
2.2.3装煤
煤机割下的煤一部分直接落入工作面前部输送机,另一部分通过煤机螺旋滚筒与前部输送机的铲煤板联合将煤炭装入工作面前部输送机,顶煤直接由放煤口放入工作面后部输送机。
2.2.4运煤
1、工作面运输设备
工作面采用前后两部SGZ-630/132×2中双链刮板输送机运煤,两部输送机长度均为118m,其主要技术参数见表2-2。
表2-2SGZ-630/264型中双链刮板输送机主要技术参数
出厂长度(m)
180
电压(V)
1140
输送量(t/h)
450
刮板链型式
中双链
刮板链速度(m/s)
0.99
圆环链规格
2-φ26×92-C(扁平链)
电动机型号
KBY550-132A
链间距(mm)
90
功率(kW)
2×132
适应倾角(°)
20
转速(r/min)
1475
中部槽尺寸(mm)
1500×590(外宽)×252
水平弯曲度(°)
±1
中部槽型式
哑铃连接
垂直弯曲度(°)
±3
减速器
JS-132型(圆锥圆柱行星减速器)
紧链形式
闸盘紧链
传动比
30.093:
1
2、运输道运输设备
运输道铺设一部长度为36m的SZZ-730/90型中双链刮板转载机和两部SDJ-150型胶带输送机,长度分别为610m和80m。
(1)SZZ730/90中双链刮板转载机一部(见表2-3)。
表2-3SZZ730/90中双链刮板转载机主要技术参数
长度(m)
36
输送量(t/h)
900
刮板链速(m/s)
1.4
电动机型号
YBS-90
电压(V)
1140
功率(kW)
90
型式
中双链
圆环链规格
φ26×92-C
最小破断负荷(kN)
850
链条中心距(mm)
120
刮板间距(mm)
736
中部槽型式
整体焊接箱式封底结构
爬坡角度(°)
10
与胶带机有效搭接(m)()长度
12
移动方式
配拉移装置
(2)SDJ-150胶带输送机两部(见表2-4)
表2-4运道胶带机选型主要技术参数
序
号
地点
运输长度
m
倾角
°
运输能力要求
t/h
选择设
备型号
带宽
mm
带速
m/s
功率
kW
1
14101运输反坡
80
-10
460
SDJ-150
1000
2.5
150
2
14101运道
610
3
460
SDJ-150
1000
2.5
150
2.2.5工作面支护
1、基本支护
工作面选用ZF3000-15/26B型掩护式液压支架进行支护(支架的主要技术特征见表2-5),两端头安装配套的ZF3000-15/26B型过渡支架,机头2架、机尾2架。
安装完毕时,全面共安装支架80架。
随着回采进行,工作面变长,需要在机尾再安装1架。
待安装的1个支架临时放在材料道中的保险硐内。
表2-5ZF3000-15/26B型放顶煤液压支架的主要技术参数
支架高度(m)
1.5~2.6
支架宽度(m)
1.39~1.56
支架中心距(m)
1.5
支护强度(MPa)
0.50-0.52
初撑力(kN)
2734~2819
对底板比压(MPa)
1.35-1.49(底座前端)
工作阻力(kN)
2853~2989
操作方式
本架(先移架后推销)
泵压(MPa)
28
拉架力(kN)
4
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- 煤矿 14101 规程
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