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正文
第一章工作面概况
第一节工作面位置及井上下位置
一、井下位置及四邻采掘情况
该面对应的地表位置为康洼村,骆驼脖村,南阎公路(S247)、果天公路(318省道)其余皆为农田和旷野,回采时对村庄及公路影响较大,应抓紧搬迁。
煤层名称:
2-3煤
水平名称:
一水平
采区名称:
东三采区
工作面名称:
13210工作面
地面标高:
+625~+656m
工作面标高:
+12~+61m
二、工作面巷道布置
工作面采用走向长壁式布置,下巷标高+12~+45m,上巷标高+45~+61m。
工作面可采走向长度970m,工作面切眼长185m,煤层倾角8°~12°。
工作面上下巷内均铺设600mm轨距30Kg/m的轨道。
三、工作面地面位置及回采对地面的影响
该面对应地表标高为+625~+656m,地表位置位于康洼村以北8m,骆驼脖村东南190m,南阎公路(S247)、果天公路(318省道)、从该面上部穿过,其余皆为农田和旷野,回采对村庄影响较大。
第二节煤层结构产状
一、煤层情况
2--3煤,黑色,呈块状和粉末状,煤岩成分以暗煤为主加亮煤条状,沥青光泽,属半暗型煤,裂隙发育,裂隙被方解石脉充填。
该面储量利用厚度平均10.9m,含夹矸3--4层,夹矸岩性为灰黑色泥岩,不稳定,累厚0.4~1.1m左右。
煤层总厚
9.2-12(m)
煤层结构
煤层倾角
(°)
可采指数
变异系数
(%)
稳定程度
10.9
复杂
8°-12°
1
2.5
较稳定
第三节煤层顶底板
顶板情况:
灰黑色、黑色泥岩,粉砂质泥岩,具隐蔽水平层理,含少量动、植物化石碎片,致密坚硬。
含云母碎片及FeS2结核。
底板情况:
煤层直接底为灰色泥岩,平均厚度1.5m,老底为灰色、黑灰色细砂岩、粉砂岩互层,平均厚12.5,主要成分为石英、长石。
第四节地质构造
该面地质构造条件较简单,煤层整体呈一向南东倾斜的单斜构造。
第五节水文地质
该面位于东三采区东翼,北侧为已开采的2-3(13190)综放工作面,
西、南部为未开采的2-3煤实体。
该面水文地质条件简单,但工作面北部为2-3(13190)综放工作面采空区,掘进时已对采空区水进行了探放,回采时,还应敷设好排水管路,接好排水设备,以免回采时采空区未放净的水涌出,影响生产。
另外回采时个别地段可能会出现顶板滴水和淋水现象,应加强对顶部裂隙水的观测。
第六节影响回采的其它地质因素及回采建议
一、影响回采的其它地质因素
瓦斯:
根据耿村煤矿瓦斯地质图,13210工作面绝对瓦斯涌出量为28m3/min,回采时上巷瓦斯浓度小于0.4%,上隅角小于0.4%。
煤尘:
煤尘具有爆炸危险性。
地温:
无明显地温危害。
地压:
该面顶压、侧压个别地段显现明显,应加强管理,底压无显示。
煤层的自燃发火倾向性:
煤层易自燃,自燃发火期为一个月。
二、回采作业建议
1、加强通风管理和瓦斯抽放工作,严防瓦斯聚集。
2、加强放顶煤管理,提高资源回收率。
3、做好防灭火工作,防止煤层自燃发火。
4、应加强支护管理,预防巷道变形、冒顶。
5、建议回采过程中,加强探煤厚工作,区队严格按层位回采,将接近底板煤质较差的煤留在工作面下部,以确保煤质。
第七节储量及服务年限
可采走向长
(m)
倾斜长(m)
斜面积(m2)
煤厚(m)
容重
(t/m3)
工业储量(万吨)
回采率(%)
采出储量(万吨)
970
185
179450
10.9
1.40
273.8
83
227.3
矿专门制定有探煤厚管理办法,每周安排两次探煤厚工作,遇地质构造带时增加探煤次数,对煤厚工作进行精确掌握。
矸石计量由矿煤质科专门落实,每月计算工作面实际含矸率进行扣除,以此来确定回收率,计算相对准确。
工作面工业储量:
970×185×10.9×1.4≈273.84万吨
工作面可采储量:
970×185×10.9×1.4×0.83≈227.29万吨
工作面月产量:
66×185×10.9×1.4×0.83=15.5万吨
工作面的服务年限=(可采推进长度/设计月推进长度)
=(970÷66)月=14.7月
附图1-1工作面平面布置示意图
附图1-2综合柱状图
图1-1工作面平面布置示意图
图1-2综合柱状图
第二章采煤方法
第一节巷道布置
(2-3)13210工作面位于东三采区东翼,东三采区现有沿煤层倾向设置的四条下山巷道,由东向西依次为:
强力皮带下山,东区缆车轨道下山,东区专回下山。
本工作面切眼沿煤层倾斜布置,采用走向长壁后退式综采放顶煤开采方法进行回采。
一、下巷
该工作面下巷与轨道下山相连,用于运料、调配车辆。
皮带机头通过煤仓与强力皮带巷相连。
下巷走向长度为1099m,断面为半圆拱型,净宽6m,净高4.65m,净断面积24.8m2;,均采用锚网索36U型钢棚复合支护,棚距0.6m,锚杆间距0.7×0.7m,规格Φ22mm×2.25m,材质为左旋式高强度螺纹钢锚杆,装一节Z2350型树脂药卷,铺设机制菱形钢网。
锚索每组按4-5-4根循环布置,排距1.5m,锚索间距1.2m,锚索采用中Φ17.8mm×8m的钢绞绳,每根用Z2350型树脂药卷5支,托梁为0.6m长12#工字钢或U型钢。
二、上巷
上巷通过13210专用回风巷与东专用回风下山相连进行回风。
上巷口通过两道风门与(2-3)煤轨道下山相连,用于运料、行人。
上巷走向长度为1110m,上巷支护方式与下巷相同,均采用半圆拱形巷道锚网索+36U型钢棚复合支护。
第二节采煤工艺
一、采煤方法
采用走向长壁后退式采煤方法、综采放顶煤回采工艺,一次采全高,自然垮落法管理顶板。
二、生产工艺
1、工艺流程
准备→采煤机割煤→移架→跑空机→放顶煤→推前溜→拉后溜→准备。
放煤采用两刀一放自上而下隔一架一放多轮循环顺序的放煤工艺流程。
2、工艺说明
(1)落煤:
工作面采用采煤机下行单向割煤方式,即采煤机开始上行至离机尾15~20m处斜切进刀割煤至机尾,返回时移前部输送机至煤壁,工作面呈一直线,采煤机下行切入煤壁割煤至机头后空机返回至离机尾15~20m处再度斜切进刀进行下一循环作业。
(2)移架:
在采煤机落煤后,距后滚筒3~5m及时追机移架,移架滞后采煤机最大距离不大于15架,移架前,认真观察现场、支架各部及顶板状况,结合现场实际进行移架操作,移架过程坚持使用带压擦顶移架方式,尽量减小支架下降高度,移架后支架必须及时伸出伸缩梁,有效控制顶板,保持顶板完整和全封闭顶板管理。
(3)放顶煤:
在采煤机跑空机或停机状态下,由专职放煤工采用自下而上隔一架放一架顺序进行多轮均匀放煤工作,顶煤未放净不得进行拉后溜作业,更不能进行下一循环割煤。
(4)推前溜:
采煤机返回跑空机15架以上时,从第5架推至15架后贴近煤壁,保证足够0.6m截深要求依次上行,距采煤机不少于5m间距,弯曲长度大于15m。
(5)拉后溜:
工作面放顶煤作业见矸关闭之后,由跟班队长(或验收员)同意方可进行拉后溜工作,拉后溜应从机头顺序上行至机尾,中途停止作业要及时停止下方10架拉后溜操作手柄恢复零位。
(6)准备:
准备工作由班队长验收员检查各工序工作状况,达到具备下一循环作业条件。
三、生产方式
1、采用在机尾斜切进刀方式,即在机尾15~20m段移前部输送机渐近煤壁,采煤机上行割煤至机尾,进刀深度保持0.6m。
2、采煤机采用液压无级调速方式,牵引速度0~6m/min,运行中应保持在1~3m/min范围内,机采截深0.6m,采高应稳定在2.7~2.9m,采用上行跑空机下行割煤方式。
3、工作面采用采煤机落煤,落煤由采煤机滚筒螺旋叶片旋入前部刮板输送机,放顶煤由支架尾部放入后部刮板输送机,在下端头共同并入转载机,转入胶带输送机运出至煤仓。
4、顶板控制方式采用支撑掩护式液压支架控制,支架移架后顶板在放顶煤后自动垮落,充填老塘空间。
5、工作面煤层平均厚度10.9m,其中机采2.8m,其它由放顶煤采全高,放煤步距1.2m,每刀煤实施逢单(或逢双)多轮均匀放煤工作,一般情况下坚持割煤不放煤,跑空机小流量放煤,采煤机停止后实施大流量放煤工作,放煤结束拉后溜作业结束后,工作面才能进行下一循环割煤移架工作。
6、生产推进后,随顶板及煤体的自行垮落即可进行正常的放顶煤作业,工作面收尾阶段距停采线30m处开始进行抬溜工作,15m处结束放顶煤作业,沿顶板推进。
7、工作面正规循环生产能力
W=LSHγC=185×0.6×10.9×1.4×0.83≈1406(t)
式中:
W─工作面正规循环生产能力,t;
L─工作面平均长度,m
S─工作面循环进度,m
h─工作面设计采高,m
γ─煤的视密度,t/m3
C─工作面采出率,%
第三节设备配置
1、ZFG7200/21/30型排头支架
型式四柱反四连杆放顶煤过渡支架
高度2100~3000mm
中心距1600mm
宽度1520~1690mm
初撑力6184KNP=31.5MPa
工作阻力7200KNP=31.5MPa
底板比压(前端)<1MPa(摩擦系数f=0.2)
适用煤层倾角<15°
泵站压力31.5MPa
操纵方式本架操作
支架重量24800kg
2、ZF7000/18/28型放顶煤液压支架
型式四柱支撑掩护式支架
高度1800~2800mm
中心距1500mm
宽度1430~1600mm
初撑力5649~5764KN
工作阻力6925-7064KN
支护强度1.03~1.05MPa
前端底板比压0.87~1.8MPa
泵站压力31.5MPa
运输尺寸6700×1450×1880mm
操纵方式本架操作
重量18.77t
3、MG300/730型采煤机
采高范围1.8~3.5m
适应煤层倾角≤40°
适应煤层硬度f≤4
总装机功率2×300+2×55+20=730KW
机身高度1470mm
供电电压3300V
牵引方式机载式交流变频调速、齿轮一销排无链牵引
牵引速度0~13.9m/min
滚筒直径Ф1800mm
卧底量300mm
截深600mm
4、SGZ800/800型刮板运输机
电机YBSD-400/200-4/8G
电压3300V
电流248.5/125A
转速1480/735r/min
重量3500kg
运输能力1500t/h
刮板链型及规格2-Ф34×126-C
传动比1:
33.147
5、SZZ800/375型转载机
电机YBSD-400/200-4/8G
电压3300V
电流87.1/57.9A
转速1480/735r/min
重量3500kg
运输能力1800t/h
刮板链规格2-Ф34×126-C
传动比24.225
6、PCM250破碎机
电机YBSS-250G
功率250kw
电压3300V
电流53.8A
转速1483转/min
破碎能力2200t/h
最大块度800×800mm
重量2000kg
7、KBSGZY-2500/3300型移动变电站
额定容量2500KVA
额定电压高压:
6000V±5%低压:
30V
空载损耗W3350
负载损耗W8000
短路阻抗%5.61
空载电流%0.6
耐温等级H
外形尺寸(长*宽*高)5680×1260×1685
8、BRW400/3.15型乳化液泵站
流量400L/min
压力31.5MPa
电机功率250kw
电压1140/660
重量4000kg
泵箱容积2000L
9、SSJ-1200/2×160皮带输送机
输送能力900t/h
带速2.5m/s
电动机功率2×160Kw
带宽1200mm
附图2-1工作面主要设备一览表
附图2-2斜切进刀示意图
附图2-3上、下巷断面示意图
工作面主要设备一览表
序号
名 称
型号
单位
数量
使用地点
1
液压支架
ZF7000/18/28
架
119
工作面
2
排头支架
ZFG7200/21/30
架
7
工作面
3
前后部溜子
SGZ800/800
套
2
工作面
4
转载机
SZZ800/375
套
1
下巷
5
破碎机
PCM250
台
1
下巷
6
皮带
SSJ-1200/2×160
套
1
下巷
7
采煤机
MG300/730
台
1
工作面
8
乳化液泵
BRW400/31.5
台
2
下巷
9
回柱绞车
JH—11.4
台
2
上、下巷
10
移动变电站
KBSGZY-2500/3300
台
2
下巷
11
移动变电站
KBSGZY-1600/1140
台
1
下巷
12
启动器
QJZ-700/3300-4
台
4
下巷
13
启动器
QJZ-4×315/1140
台
1
下巷
14
信号照明保护
XZB—2.5/127
台
3
上、下巷
15
煤钻保护
MZB—2.5/127
台
2
上、下巷
图2-2斜切进刀示意图
A采煤机在机尾斜切进刀B采煤机下行割煤、推机尾溜子
C采煤机上行跑空机、推溜D采煤机上行割机尾三角煤
图2-3上、下巷断面示意图
第三章顶板控制
第一节工作面顶板控制
工作面布置119架ZF7000/18/28放顶煤液压支架,机头3架与机尾4架ZFG7200/21/30型排头液压支架,支架中心距分别为1.5m、1.6m,最大控顶距5.35m,最小控顶距4.65m,自行垮落式顶板管理方式,空顶距离小于340mm,伞檐不大于200mm。
第二节支架验算
一、顶板岩性分析
由于放顶煤工作面采高较大,待顶板完全压实后,弯曲下沉带将涉及地面,正常放煤时,工作面煤层厚度最大达12m,平均厚度10.9m,则松动椭球体高度H:
H=2.22h
松动球体最大高度:
2.22×12=26.64m
二、支护工作阻力验算
工作面一般采出2.8m底层煤,放出8.1m厚的顶部煤体后,形成高度为26.64m的松动椭球体,松动椭球体高度以上的岩层暂时不发生离层和断裂。
支架顶梁承受工作空间控顶距面积以上高度为26.64m煤岩的重量,则每平方米控顶面积平均载荷P为:
P=(h-h1)T1+(H-h)T2
式中:
h—煤层平均厚度为10.9m
h1—机采底分层厚度,为2.8m
T1—煤层容重为1.4t/m3
H—松动椭球体高度为26.64m
T2—岩体容重为2.50t/m3
则正常情况下每平方米支架载荷为:
P=(10.9-2.8)×1.4+(26.64-10.9)×2.50=50.69(T)
该支架支护面积6.45m2,则承受压力为:
6.45×50.69×9.8=3204.11KN
ZF7000/18/28放顶煤支架额定工作阻力为7000KN,远大于3204.11KN,满足支撑要求。
三、底板比压
根据省研究所组织对我矿底板比压测试资料,我矿2-3煤岩底比压值为7.45MPa,2-3煤底板比压为5.385MPa,则该面底板临界压力F岩=3.5×1.25×7.45×106=32594KN
F煤=3.5×1.25×5.385×106=23559KN
均大于支架工作阻力7000KN和7200KN,故该支架满足底板比压要求。
第三节乳化液泵站
一、泵站的型号及数量
采用两台BRW400/31.5型乳化液泵(南京六合生产)
二、泵站的设置位置及供液管路
泵站两泵一箱设置在下巷口车场处,采用远距离供液方式,主进回液管路分别采用两路Φ38(Φ51)高压软管,进回液管路分别在工作面上下端头各连接一趟,形成环形供回液系统。
三、泵站使用规定
1、两泵一箱保持水平位置,工作性能要稳定可靠,定期清洗泵箱及过滤器和泵体内油污。
2、乳化液配比前后要使用折光仪进行乳化液检测,检测数值要准确无误,配液水质要清澈正常,保持配比浓度在3~5%之间。
3、有可靠开停机联系方式,每班固定一名专职泵工,其它人不得擅自进行操作。
4、泵站工作压力应稳定在31.5MPa,两台泵不可长时间同时工作,不得出现吸空和乳化液溢出现象,压力表显示准确,铅封完整。
5、每班至少进行一次供液管路巡查工作要,及时汇报处理各类漏液现象,工作中出现液位异常下降情况应及时汇报有关人员进行处理。
6、乳化液泵工必须持证上岗,非检修操作人员不得随意调整泵站工作压力。
第四节上、下巷超前支护及端头顶板控制
一、工作面端头支护形式及规格
1、上、下端头要始终保持安全出口高度不低于2.2m,行人侧宽度不小于0.8m,符合规程规定。
单体柱直径100mm初撑力在90KN以上。
2、上端头支护:
采用巷道超前液压支架与最后一架排头架共同支护,保持端头顶板稳定;巷道超前液压支架上帮6架,下帮5架,随同采面的推进一同前移。
3、下端头支护:
由巷道超前液压支架配合固定小抬棚与第一架排头支架相辅支护顶板,始终保持顶板稳定,巷道支架上帮布置2架,下帮布置3架,随同采面的推进一同前移,保证下端头支护安全可靠。
二、工作面超前支护形式及规格
1、上、下巷超前支护距离不低于100米,支护形式:
超前支护使用ZP2×4000/23/50型巷道超前支护液压自移支架和液压抬棚支架。
液压自移支架上巷安装11架,支护长度40m;下巷安装5架,支护长度16m。
上、下巷超前支护液压支架沿巷道走向安装两路。
上巷安装位置为距上巷上、下帮各1.5m,间距(中-中)2.3m。
下巷安装位置沿转载机位置打设,间距2.3m。
液压抬棚支架安装位置为自移支架以外,安装长度上巷不低于60m,下巷不低于85m,安装位置为巷道中间打设一路。
下巷若打不上液压抬棚时用花边梁配合单体柱支护。
2、上端头的下帮、下端头的上帮煤壁锚杆、锚盘以及金属网必须超前不少于3米进行回收,在指定地点码放整齐,及时运出。
3、采煤机进入机头机尾5米范围时采煤司机要发出信号,采面、端头人员距煤墙20m以外,撤至安全地点。
主司机要集中精力,做好自身防护,严防遗漏锚杆弹出伤人。
4、正常情况下,每日需4m坑木14根,荆笆130块,背木260根。
为此,备用支护材料不得少于荆笆200块,背木400根4m坑木20根,半圆木20块,钎椽50根及适量大头楔垫板,并在距上端头200m范围内码放整齐,挂牌标注。
三、上下巷替棚及其他作业
1、上、下巷替棚作业采用5~6m圆木在原钢棚间扩足空间后采用贴帮柱打牢,然后拆除U型钢卡具、拉杆,再撤除U型钢梁、钢腿,抬至指定位置放稳、绑牢。
2、上下巷替棚在巷道支架外5m范围内进行;加打两路抬棚协助巷道支架进行支护,确保替棚下顶板稳定。
替棚时巷道支架跟不上的情况下,木梁下抬棚数量不低于4路,顶板破碎时,抬棚打5路。
3、上、下端头回柱放顶应在后部机头(机尾)过后进行,机尾处及时打设土袋墙封闭老塘空间,确保埋管抽放效果。
4、工作面两端距上、下端头10架范围内移架作业完成,待顶板稳定后,上、下端头方可进行撤柱、移抬棚和放顶等作业。
5、下端头各项作业停止后方可进行降小抬棚、推移转载机工作,转载机推移紧链前停止转载机以及胶带输送机的运行,并打上转载机和胶带输送机的闭锁,推移转载机的信号传清后,转载机推移装置附近所有作业人员必须停止一切工作,撤至安全地点,推移转载机由跟班队长亲自指挥,保证顺利推移,推移到位后,保证各项设施不受损害。
第五节综采放顶煤工作面考核标准
一、综采放顶煤工作面质量标准及相关要求:
1、液压支架实行拉线管理,50m拉线前后误差不大于50mm,架间距离偏差不大于100mm,保持工作面“三直一平两畅通”。
2、工作面采高应稳定在2.8m,采取追机带压擦顶移架方式,间距超过15m时,停止割煤等待移架,升架时应超时补液3至5秒,保证支架足够初撑力。
3、支架前空顶距离应不大于340mm,伞檐小于200mm,片帮造成空顶距大于600mm时,经验收员同意采取超前移架或插钢钎、绞顶等方法,进行可靠顶板控制。
4、及时调整歪斜,下扎支架,保持支架接顶严实、平整,机头与机尾过渡架由上、下端头工作人员负责移架管理,确保上、下端头顶板控制稳定。
5、泵站供液压力应达到30MPa,移架过程中不得有三处以上同时进行移架操作。
二、两巷文明生产标准:
1、综采放顶煤工作面上下巷要及时进行落底和清理,巷道高度超前支护以里必须保持2.5米。
2、巷道内照明每10米一盏灯,吊挂于巷道正中,高度为2.2米,灯线拉设为直角成线,管理规范。
超前支护段高度不得低于2.2米。
3、电缆用镀锌拉线、花兰螺栓拉直,用坡度尺找准水平线,高度不低于2.2米,镀锌拉线每1米固定一个点,电缆钩每1米一组,用小绳卡子固定在镀锌拉线上,电缆钩横竖要直成线。
4、风水管路吊挂高度保持原有高度,超前支护段不低于1.6米,风管为3寸,水管为4寸,按照顺序依次排列,风管为黄色、水管为绿色,注浆管为红色、氮气管为黑色、排水管为天蓝色,用镀锌拉线、管卡固定,管卡为3米一组,吊挂平直,用坡度尺找准水平线。
刷漆编码、注明走向、管理人、负责人。
5、临时道铺设道木间距为中间中800mm,上巷为油枕、下巷为普通道木,枕木铺设两侧成线,道木头100mm处为道木编号中心,道接口间隙不超过5mm,内错不超过2mm,构件齐全。
枕木、道轨编号管理。
6、风筒吊挂高度不低于2.5米,必须封环必挂,吊挂平直,以坡度尺找水平线为准,风筒接口反口压边,宽度100mm,并有编号、风筒管理人、负责人。
7、材料码放有角有棱,上下左右一条线,加木条摆放,宽度不超过1米,高度不超过1.2米,标志牌吊挂在物料上方,填写清楚且于实际相符。
8、防尘设施必须加正规防尘帘,挂牌管理。
9、各种牌板按规定进行吊挂,规范管理。
10、巷道内无杂物、积水、淤泥,无超过核桃大碴(煤)块。
11、按规定里程牌每50米吊挂一个,吊挂在巷道行人侧,高度不低于2.2米。
巷内每30米一个垃圾袋并编号管理。
12、上下巷皮带铺设要平直、无跑偏现象,皮带架下无浮煤渣块。
第四章生产系统
第一节运输系统
一、运输设备及装运、转载方式
工作面采用MG300/730采煤机落煤并旋入前部SGZ800/800中心双链刮板机中(放顶煤由后部同型号刮板机)载入下端头SZZ800/375型顺槽桥式转载机中,转载于SSJ-1200/2×160胶带输送机直接运入煤仓中,煤仓容量600t左右。
其中前、后部SGZ800/800刮板运输机运量合计为3000t/h,SZZ800/375型顺槽桥式转载机运量为1800t/h,PCM250破碎机破碎能力为2200t/h。
SSJ-1200/2×160皮带输送机运输能力900t/h。
工作面运输能力根据最小设备环节核定。
A=Q运K1t
式中A——日运输量
Q运——额定皮带输送机运输能力
K1——输送机装载不均匀系数,取0.8
T——日运行时间,取12h
A=900×0.8×12=8640t/d
经分析得知,该综采工作面日运
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