炮采普采工作面采煤工艺及安全操作文档格式.docx
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采煤工作面的炮眼布置包括有炮眼布置方式、炮眼深度、角度和炮眼间的距离等内容。
合理炮眼布置一般根据煤层的厚度、煤质的软硬、煤层的层理与节理以及煤层顶底板的情况来确定。
(1)采煤工作面的炮眼布置方式。
在正常情况下,当煤层厚度在1.0m以下或煤质松软的中厚煤层中,可沿工作面中间打一排向下倾斜的炮眼,称为单排眼。
炮眼与工作面煤壁的夹角为65°
-75°
。
当煤层厚度在1.0m-1.5m时,煤质中硬的中厚煤层中,可靠近顶、底板沿工作面打两排眼称为双排眼。
如上、下两眼互相错开,又称三花眼。
当煤层厚度大于1.5m时,且煤质较硬的中厚煤层,沿工作面打三排眼,且上、中、下三排眼互相错开,称为五花眼。
综上所述,采煤工作面的炮眼,可归纳为底眼、中间眼、顶眼三种。
底眼位于采煤工作面下部,靠近底板。
它的作用是将下部的煤沿底板首先抛出,起掏槽眼的作用,为中间眼和顶眼的爆破创造条件。
底眼在垂直面上有俯角,俯角为10°
-15°
,眼底距底板约0.2m,以下留底煤且不破碎底板为原则。
中间眼(又称腰眼)位于煤层顶板与底眼之间。
其作用是进一步扩大底眼掏槽,保证顶眼与顶板震动极小时将煤崩落。
顶眼位于采煤工作面上部,靠近顶板。
它的作用是将煤层沿顶板崩落而不留下顶煤。
顶眼在垂直面上有仰角,一般为5°
-10°
眼底距顶板0.1m-0.5m,视煤质软硬及煤的粘顶情况而顶。
以下不破碎顶板的完整性为原则,如顶板不稳定时,则顶眼平行于顶板。
(2)炮眼角度与间距。
垂直面上,顶眼一般有仰角,底眼有俯角,仰角或俯角的大小视顶板稳定性及煤质软硬情况而定。
炮眼与煤壁在水平面上的角度(水平角)一般为65-75°
煤质较软时取大值,煤质较硬时取小值。
由于绝大多数炮眼都是在一个自由卖弄的条件下爆破,所以炮眼的水平角都不能过大,否则将降低炮眼利用率,使煤体得不到充分的爆破;
但炮眼的水平角也不能太小,否则爆破时将大量的煤块抛向采空区,易崩倒工作面支架,造成煤炭资源损失,不利于安全生产。
机械化采煤时,因煤质坚硬而需要放震动炮松动煤体时,炮眼水平角可更大些。
炮眼的间距,可根据煤的硬度和块度要求而定。
在正常情况下,炮眼的间距与深度之比,应限制在3:
5左右。
因此,采煤工作面炮眼间距一般为1.0m-1.2m。
顶眼与顶板距离,在一次采全高一般为0.3-0.5m;
在分层开采采顶层煤时一般为0.3m-0.5m,采中、底层煤时以0.4-0.6m为宜。
底眼一般应高出刮板输送机槽0.2m。
(3)炮眼深度。
采煤工作面炮眼深度取决于一次推进(循环)进度和炮眼角度。
炮采工作面一般多采用小进度,一次推进(循环)进度为1.0-1.2m,炮眼深度要大于循环进度0.2。
小进度可使每个眼装药量少,可实行一次多放炮,能较好地实现爆破装煤,顶板受震动小,悬顶面积小,有利于顶板管理。
为了保证爆破落煤的安全,对装药的外部环境应严格要求。
3、采煤工作面装药时的安全要求(十不装药)
(1)采煤工作面及上、下出口的支护达不到工程质量要求,不得装药;
(2)采煤工作面风量不足,不得装药;
(3)炮眼参数不符合作业规程要求,不得装药;
(4)炮眼异常,如炮眼缩小、塌孔、变形或有裂隙,不得装药;
(5)炮眼若打到断层处,有出水现象和温度高低明显变化时,不得装药;
(6)采煤工作面的煤壁伞檐突出0.5m时,不得砖窑;
(7)炮眼没有清楚粉尘,没有使用水泡泥或水泡泥的质量、数量不够,不得装药;
(8)采煤工作面煤、岩尘超过规定时,不得装药;
(9)装药前,必须检查瓦斯,如果附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时,不得装药;
(10)煤帮破碎或在放炮地点20m以内有未清除的煤堆时,不得装药。
4、装药操作时的安全要求
(1)应先清除炮眼内的煤、岩粉,并用炮棍探明炮眼深度、角度。
按作业规程规定要求,确定炮眼装药量。
(2)按炮眼装药量,先将药卷一个接一个地送进眼口,然后一手拉住雷管脚线,另一手操作炮棍,把药卷轻轻推进眼底。
推进药卷时,不得猛力冲击,以防雷管脚线损坏,确保炮眼内的药卷间彼此密接。
(3)对仰角大的炮眼装药时,将药卷一个接一个地送进眼口,最后装1段-2段泡泥随药卷仪器推进眼底,并用炮棍轻轻压一下,以防去掉炮棍后药卷掉出来。
(4)对有水的俯角炮眼装药时,必须把一定数量带有防水套的药卷一次送入炮眼内,其外口必须立即封炮泥,并要求随装随放。
(5)炮眼内药卷安置顺序符合作业规程规定的爆破方向,药卷和雷管的骤能穴朝向爆破方向,即:
正向起爆的药卷要一致朝向炮眼底,反向起爆的药卷要一致朝向炮眼口。
(6)不准出现盖药和垫药。
在有瓦斯煤尘爆炸危险的工作面,都必须采用正向起爆,不能采用反向起爆。
(7)装药和填装泡泥工作最好是单人操作,也可以2人操作。
装填工作须按先底眼后中间眼再顶眼的顺序进行。
每装好一个眼后,随即将脚线端部扭结,盘放在眼口。
(8)填装泡泥时须用一只手拉住雷管脚线,另一只手持炮棍送泡泥。
开始进入一二节泡泥要轻轻捣,再送进水泡泥,而后送进泡泥,依次轻轻捣实,不得使劲冲击。
(9)填装泡泥长度必须符合安全规定要求。
(10)炮眼装药时,必须先检查后装药,详见“十不装药”的要求。
5、放炮时的安全要求
为确保放炮工作的安全,有下列情况之一者,不准放炮。
(1)采煤工作面工具未收拾好,机电设备、电缆未加保护,不准放炮。
(2)工作面未检查瓦斯浓度或放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达1%时,不准放炮。
(3)在有煤尘爆炸危险的采煤工作面,放炮地点附近20m以内未经清扫煤尘和洒水降尘,不准放炮。
(4)工作面风量不足,而又未改善通风状况以前,不准放炮。
(5)工作面上、下安全出口不安全畅通,工作面顶板、支架不完整,煤壁片帮、有伞檐等不安全隐患而又未处理时,不准放炮。
(6)放炮母线长度不够又未挂好,不准放炮。
(7)不执行一次装药、一次起爆(在采煤工作面可以采用分组装药,但一组装药必须一次起爆),不准放炮。
(8)放炮器不防爆或有故障,一个采煤工作面同时使用2台以上(含2台)放炮器,不准放炮。
(9)工作面人员没有撤离到警戒线以外的顶板、支架完好的安全地点,不清点人数,未设好警戒岗哨,不准放炮。
(10)不发出三声放炮信号,不准放炮。
(二)装煤
放炮崩落的煤一部分因爆破崩入刮板输送机外,其余的煤由人工装载。
在装载前应首先检查端面空顶范围及煤壁,若发现问题,处理后在攉煤。
人工装载劳动强度大、效率低,应设法增加爆破装煤比列。
(三)运煤
采煤工作面的运输方式主要根据落煤方式及煤层倾角来确定。
倾斜工作面可采用铁溜槽或搪瓷溜槽,缓倾斜工作面主要采用刮板输送机。
推移刮板输送机时,可根据工作面具体情况,采用逐节推、间隔推或几节同时推,但在弯曲段不能出现急弯。
在推移刮板输送机时应注意随时调整推移步距,保持刮板输送机的平直状态,减小其运行阻力,预防卡(掉)链事故的发生。
推移刮板输送机时输送机正常运行,此时若发现运行阻力增大或卡链时,要及时停机检查,找出原因并处理好后方可再推移。
(四)支架
炮采工作面常用金属支柱或木支柱。
顶板完整时用点柱。
一般常用三、四排或四、五排控顶、人工架设。
其操作及安全措施见本章第二节、第三节、第四节。
(五)回柱放顶
回柱放顶是采煤工作面生产中一项重要工序。
为保证采煤工作面的安全及足够的工作空间,应减小放顶步距。
回单排柱比回双排柱虽然增加了回柱次数及准备工作量,但支柱承压时间短,放顶后顶板活动量小,操作安全。
其具体要求、操作安全措施见本章第五节。
二、采煤工作面循环作业图表和劳动组织
为使采煤工作面按计划、有节奏地持续稳产稳高,需要充分发挥人的能动作用,使采面空间、工作时间和设备得以充分利用,因此要合理组织劳动生产,采用正规循环作业。
采煤工作面循环作业,就是完成一个采煤工艺并周而复始的采煤过程。
通常随工作面推进,按规定步距回一次支柱,则标志着完成一个“循环”。
正规循环作业,系指按工作面生产过程配套的工种及定员,一昼夜内,遵循一定采煤工艺顺序,保证质量,按时完成既定任务,并周而复始地进行采煤作业。
为了便于管理生产,正规循环作业常用循环图表来表示,它包括循环作业图、技术经济指标图、劳动组织表和工作面布置图。
其作业方式有:
三班采准平行作业;
两班半出煤,半班准备;
两班出煤,一班准备。
第二节炮采、普采工作面的支护材料及使用
在地下采煤时,为了维护采煤工作面的有效使用空间,防止顶板冒落,保证安全生产,必须合理选择支护材料。
普采、炮采工作面支护材料和支护设备有:
木材、金属顶梁、摩擦式金属支柱、单体液压支柱、液压切顶支柱等。
一、木支护
目前,我国仍有一些中小型煤矿使用木材作为采煤工作面的支护材料。
木支护的优点是支柱制作简单,并具有一定的支撑能力和可缩性,顶板来压时还有响动,起到警示信号作用;
木支护的缺点是支设劳动强度大,支柱复用率低。
(一)木支护的种类
1、点柱
支护成排支设,垂直于顶底板。
平行于工作面支护的支柱叫排,排距依循环进度而定,一般为0.8m-1.2m;
垂直工作面支设的支柱叫行,行距也叫柱距,柱距一般为0.6m-1.1m,均匀地分布在工作面内支撑顶板。
顶板比较松软或破碎时,应在顶板与支柱间“戴帽”,支柱与底板间垫柱鞋。
2、木棚子
木棚子是用较长的圆木或半圆木作顶梁,梁下有2根-3根木支柱形成一梁两柱或一梁三柱。
采煤工作面采用木棚子支护时,其形式有:
顺山棚子和横板棚子。
木棚子支护时,棚腿必须砍口,棚腿与棚梁间要接触严密,不要加楔子。
3、木垛
木垛由矩形或圆形的坑木组成,用圆木时最好将相对两个面削平以使木垛平稳。
木垛形式有正方形、长方形、三角形三种。
4、密集支柱
密集支柱是由直径大致相等、沿工作面靠采空区侧加密布置支柱,其作用是加强切顶。
密集支柱的排数根据顶板压力、采空区选定及基本柱距决定,可用一排或两排。
分组支设的密集支柱叫分组密集,每组密集之间相隔0.8-1.2m作安全出口。
5、丛柱
丛柱是由一组紧挨着成丛状的支柱组成。
每组丛柱数量为3-6棵,丛柱间距为4-10m。
丛柱有很大的刚性,支撑能力大,但易造成集中压力,圆木需用量大,又难回收,只在特殊情况下使用。
(二)木棚子的架设操作
(1)先把柱窝为位置找好,其位置必须符合作业规程规定的质量标准。
(2)挖好柱窝,柱子不能打在浮煤、浮矸上。
(3)量柱子。
木柱高度等于顶板至柱窝底处高度减去棚梁和梁板厚度,选择符合要求的柱子。
(4)立柱。
要大头朝上,其位置要与相邻的柱子横竖成直线,柱根用煤堆好,防止倒柱砸人。
(5)上棚梁。
棚梁的宽度一定要不柱子的直径大,梁的拱面向上。
上梁时,双手托梁放在棚柱上,随即在棚梁上边放好楔子,然后人站在棚子上方,找正位置,用锤由斜上方向下打紧打牢。
之子打紧后,在敲打时会发出清脆的声音。
(6)背顶。
背顶长度要大于两架棚子的距离,一般要大出200mm背板(或串杆)应成双数且均匀排列。
(7)木柱和木梁应为鸭嘴式接触。
(8)楔子要打在梁和背板之间,柱肩上要背实打紧。
严禁把楔子打在梁柱接口内。
(9)顺山棚子要平行于工作面架设:
①顺山棚子排与排之间棚梁接头处要对接严密,两架棚梁之间不得留有空隙,以免发生抽顶。
②顺山棚子必须一梁两柱或一梁三柱。
在一般条件下,不准彼此搭接借以少打一根柱子。
特殊情况下,可按作业规程规定执行。
③顺山棚子之间不准加点柱,特殊情况如柱距不够宽时,可增加支护密度。
④楔子必须加在柱顶处梁上,不准在一颗柱顶梁上加两块或两块以上木楔。
⑤棚梁上除楔子外,还应插好小板,以防顶板掉碴。
小板应背紧,其数量应为双数,并受力均匀。
(10)横板棚子(与工作面垂直)及连锁棚子:
①棚板棚子的棚梁必须垂直工作面,不准歪斜,以免来压时被扫倒。
②横板棚梁上与柱顶之间不准垫楔子,柱顶梁上必须背实。
③连锁式棚子,柱顶背岩石后,尽量将棚梁头的临时楔子回掉,以房子受压时顶梁折断。
④使用圆坑木做梁时,必须把梁与柱接触部分削平,柱腿必须使用鸭嘴式,鸭嘴柱与横梁间不得有空隙,不得打楔子。
一般木材的强度如表1-1
表1-1木材强度表
木材名称抗压强度/MPa抗拉强度/MPa抗弯强度/MPa
黑松43.1249.9868.89
落叶松62.3468.2180.95
马尾松29.78987.06
垂柳28.878.57
樟木31.2665.078.82
黄松56.849829.60
白松36.2651.4510.00
栗木34.6058.6057.04
桧木50.6756.1578.70
二、摩擦式金属支柱的类型及使用
(一)摩擦式支柱的类型
目前,煤矿使用比较多的摩擦式金属支柱有两种类型。
一种是微增阻支柱。
它的活柱斜度小于1:
500。
微增阻支柱在工作过程中支柱工作阻力增加缓慢,如图1-3所示。
曲线1是微增阻摩擦支柱特性曲线,它的工作阻力开始增长较快,当达到初工作阻力后,随支柱下缩而压力增加缓慢,它的可缩量比急增阻支柱大。
另一种是急增阻支柱。
它的活柱斜度为1:
300。
急增阻支柱工作时,随着活柱的压缩,工作阻力急剧增加,支柱可缩量小,其特性如图1-3中曲线2。
(二)摩擦式金属支柱的选择
金属支柱型号选择主要依据工作面煤层厚度、采高、顶板岩性等因素来确定。
HZJA型支柱是急增阻金属支柱,它适用于顶板下沉量小于100mm,采高在1.3m以下的缓斜采煤工作面。
HZWA型支柱是微增阻金属支柱,它的适用条件是:
(1)煤层倾角小于25°
,倾角在25-30°
时采取安全措施后也可使用;
(2)采高在1.3-2.4m,当采高不大于2.7m、顶板压力不特别大时也可使用;
(3)顶板不宜过软,顶板最终下沉量小于400mm。
金属支柱高度可由式(1-1)、式(1-2)确定。
支柱最大高度
H1=M1-b(1-1)
支柱最小高度
H2=M2-h-b-a(1-2)
式中M1--煤层最大采高,mm;
M2--煤层最小采高,mm;
h--顶板最小下沉量平均值,mm;
a--支柱的卸载安全高度,一般取50mm。
(三)采煤工作面金属支架的架设
(1)工作面使用金属支柱时,必须与金属铰接顶梁配套。
特殊情况下按作业规程执行。
(2)摩擦式金属支柱若有顶盖丢失、柱体弯曲、楔组错位、锁箍变形和弹簧失效,不得使用。
(3)金属顶梁如果变形,焊缝开裂,不得使用。
(4)挂金属铰接顶梁的操作要求:
①工作地点顶板暴露出来后,要立即挂金属铰接顶梁护顶,即一人把梁竖起,接头朝上,其接端插到原支架顶梁的梁耳内,另一个人把圆销子插进去;
②用手把顶梁托向顶板,迅速在顶梁铰接口处插上水平销。
顶梁要垂直煤壁,并把梁调直、调平后,用锤子轻轻打紧,使顶梁受力而悬起,悬起的顶梁与顶板之间要留有一定空隙,便于插顶;
③按作业规程规定,在顶梁上均匀布置串杆,梁头和柱肩要垫实;
④顶板破碎和再生顶板,串杆顶上必须用竹巴背严,空顶要刹实;
⑤持锤打紧水平销,使顶梁和顶板间接紧。
如果顶板压力较大时,顶梁下需打上临时柱,防止把梁压下来造成事故。
(5)架设摩擦金属支柱的操作要求:
①架设支柱时,必须两人操作;
②先找柱窝,同时找好排距、柱距和迎山角位置,将支柱竖起来,柱锁水平楔小头转向煤壁,以便回柱;
③由一人抽出活柱至所需顶梁位置,并卡在梁牙上,另一人立即打紧柱锁水平楔;
④使升柱器挂在柱锁上,其U型夹套在活柱上,并打紧升柱器夹紧活柱后,松开柱锁水平楔;
⑤操作升柱器手把,使活柱上升达到支柱撑紧为止,支柱顶盖必须与顶梁相吻合,以防偏心承载;
⑥持锤打紧锁上的水平楔,并先轻后重逐渐打紧,把柱子打成一个整体响声为止;
⑦打紧水平锁、升柱楔和水平楔时,周围不准站人,以免用劲过猛,打偏锤伤人。
打紧或打松及升柱时,要一手扶柱锁,另一手持锤或升柱器,不要手持活柱芯子,以免活柱突然下降把手挤伤。
三、单体液压支柱的类型与安全操作
(一)单体液压支柱的类型
单体液压支柱按升柱时工作循环方式分为外注式和内注式两个类型。
1、外注式单体液压支柱
额定工作阻力245-294kN。
其主要特点:
工作介质(乳化液)由远距离的液压泵站通过液压管路,经专用的注液枪注入缸内。
回柱时,柱内乳化液需排出柱体,每支设一根支柱需注入一次乳化液。
外注式单体液压支柱的主要优点是:
三用阀一体组装,零部件少,结构简单;
初撑力靠泵站压力获得,可靠性高;
升柱速度是内注式液压支柱的3-4倍,能提高支柱的支设效率;
使用同一规格的支柱,外注式支柱自重减轻了5kg,减轻了工人劳动轻度。
其主要缺点是:
液压管路系统较复杂;
乳化液不能回收复用,增加了成本,且乳化液流失在工作面底板上,使底板岩面膨胀变软,影响支护效果。
2、内注式单体液压支柱
额定工作阻力为245kN。
工作介质为乳化油。
由内注式支柱本身的手摇泵升柱,初撑力大小由人力操作手柄来决定,降柱靠支柱的活柱自重进行。
目前,在我国普遍推广使用是是外注式单体液压支柱。
(二)单体液压支柱的使用范围
的采煤工作面。
若煤层倾角在25-35°
之间,采取安全措施后也可使用。
(2)煤层底板不宜过软,支柱压入底板的深度按《采煤工作面质量标准》规定小于100mm,否则应采取加大底座或穿铁柱鞋的措施。
(3)综采工作面端头支护和临时点柱。
(4)一般薄及中厚煤层可使用单体液压支柱。
(三)单体液压支柱的安全使用
(1)采煤工作面必须经常配备10%左右的备用支柱,立着存放于工作面附近的安全、干燥、清洁的地点,支柱的卸载手把处于“关闭”位置。
(2)采煤工作面严禁使用失效的单体液压支柱。
(3)单体液压支柱工作面中,不得混合使用不同类型或不同性能的支柱。
确因地质条件的变化必须使用时,必须制定安全措施。
及时是使用同一类型的单体液压支柱,为保证单体液压支柱工作特性的一致,操作应注意以下几点:
①柱帽规格一致,柱鞋规格一致,不得带“病”使用,防止造成支柱对顶板实际支撑能力的差异;
②顶梁上必须加护顶插板时,木板规格应保持一致,架设规格也必须保持一致;
③支柱架设前必须清理底板的浮煤浮矸。
(4)单体液压支柱入井前必须逐根进行压力试验,并编号登记造册。
(5)采煤工作面回采结束后或使用时间超过8个月或在井下贮存3个月以上的单体液压支柱必须升井检修。
检修好的支柱必须进行压力试验,合格后方可使用。
(6)为保证支柱有足够的初撑力,并且不小于50kN,升柱注液一定时间后方可停止操作。
支柱必须有防倒、防滑措施,严禁将支柱架设在浮煤浮矸上。
(7)采煤工作面放炮时,必须采取防止损坏单体液压支柱的有效措施。
对崩倒、碰倒、损坏的支柱必须立即恢复或更换。
严禁在控顶区域内提前摘柱。
底板松软时必须穿柱鞋。
(8)严格按照支护设计的规格控制柱距、排距、控顶距,保证横成排、竖成线。
(四)使用单体液压支柱应注意的问题
(1)支柱在操作前均应按最大行程进行升柱、降柱至少两个循环,以排出缸体内的空气。
(2)支柱架设前检查零部件是否齐全,柱体有无弯曲、缺件、漏液等现象,不合格的支柱不得使用。
(3)支柱支设前还必须检查乳化液泵站及液压管路系统。
(4)支柱支设时应根据煤层倾角大小,设一定量迎山角,其范围为0-9°
(5)单体液压支柱支设的最大高度应小于支柱设计最大高度0.1;
支设的最小高度大于支柱设计最小高度0.2m。
(6)支柱与输送机应有适当距离,以防采煤机撞倒支柱。
(7)支柱顶盖四爪应卡在顶梁槽内,不允许顶在顶梁上或顶梁接头处。
(8)禁止用锤、镐等物体猛击支柱的任何部分,搬运支柱时不许碰撞,以免损坏支柱
(9)放顶时回出的支柱应支撑在作业规程规定的位置,并全
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