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总工
目录
第一章概况6
第一节工作面位置及井上下关系6
第二节煤层7
第三节煤层顶底板7
第四节地质构造8
第五节水文地质8
第六节影响回采的其它因素8
第七节储量及可采期9
第二章采煤方法9
第一节巷道布置9
第二节采煤工艺10
第三节设备布置11
第三章顶板管理15
第一节支护设计15
第二节工作面的顶板管理16
第三节两顺槽及端头的顶板管理18
第四节矿压观测20
第四章生产系统21
第一节运输系统21
第二节通防与监控系统22
第三节排水系统26
第四节供电系统26
第五节通讯照明系统29
第五章劳动组织和主要经济技术指标29
第一节劳动组织29
第二节主要经济技术指标表31
第六章灾害预防及避灾路线32
第七章安全技术措施33
第一节一般规定33
第二节顶板管理36
第三节煤质管理40
第四节油脂管理40
第五节防治水41
第六节爆破管理41
第七节通防及安全监测45
第八节运输管理48
第九节设备管理58
第十节其它75
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
5101综采工作面为矿井二水平一采区第一个回采工作面,四周均未开采。
其具体位置及井上下关系如表一所示。
工作面位置及井上下关系表表一
煤层名称
5层煤
采区名称
二水平一采区
地面标高
+1312.6m~+1360.5m
井下标高
+1255.5m~+1270.0m
地面的相对位置
地面位于工业广场东南方丘陵地带,无建筑物、河流,地面标高+1336.6m左右。
回采对地面
设施的影响
工作面地面位于工业广场东南方丘陵地带,无建筑物、河流,地面标高+1312.6~+1360.5m。
,煤层埋深70~100m,平均85m,埋深较浅,开采后地面部分区域将形成斑裂区域,开采时要按设计要求留足开采范围内的保护煤柱并应提前作好斑裂区域处理措施。
井下位置及
与相邻关系
5101工作面为5层煤层第一个回采工作面,北为二水平5煤主运大巷,西为原尚未回采的504回采面,南、东为井田边界,为杨家梁矿井田范围。
走向长度(m)
980
倾斜长度(m)
150
面积(m2)
147000
(附图1:
5101综采工作面井上、下对照图)
第二节煤层
该工作面设计开采煤层为5层煤,通过地质资料分析,该工作面范围内,煤层沉积稳定,煤层总厚在1.7~2.4m之间,平均厚度2.05m。
具体情况如表二所示。
煤层情况表表二
煤层总厚(m)
煤层结构
结构简单
煤层倾角(度)
开采煤层
5号
硬度
中
煤种
不粘
稳定程度
稳定
煤层情况描述
5层煤黑色,条痕黑褐色,光泽暗淡,见沥青光泽的镜煤、亮煤条带状结构。
第三节煤层顶底板
煤层顶底板情况表
表三
顶底板名称
岩石名称
厚度(m)
特征
老顶
粉砂岩
8.24
浅灰色,中夹薄层细砂岩,水平波状层理发育,致密硬型
直接顶
砂岩
1.01
浅灰色粉砂岩~细砂岩,局部见薄层泥岩,泥质结构,含炭化植物茎杆化石。
5号
2.05
黑色,条痕呈黑褐色,煤岩组分,以亮煤、镜煤为主,条带状,为半亮型煤。
直接底
砂质页岩
0.3
粉砂岩,深灰色,含炭质,中夹云母碎片及煤线。
老底
细粒砂岩
4.02
灰色,水平波状层理发育,沿层理面可见云母片与炭质平行排列
第四节地质构造
矿井位于东胜煤田东南部,基本构造形态与东胜煤田一致,总体为一向南西倾斜的单斜构造,倾向210°
~230°
,倾角1~3°
,井田内无较大断层及褶皱,井田中部东西向发育有一条正断层(断距H=18~20m),走向约103°
左右,沿倾向和走向有小褶皱等构造。
地质构造简单。
第五节水文地质
一、工作面上水文地质条件较简单,含水层主要有:
(1)松散岩类孔隙水含水岩组
该含水岩组岩性主要为冲洪积砂砾石、风积沙。
冲洪积砂砾石主要分布在井田内各沟谷中,风积沙主要分布在井田的南端。
该含水岩组一般富水性较弱,水位、水量受降水影响较大。
一般在雨季水量明显增加,旱季锐减,个别泉、井甚至干涸。
(2)碎屑岩类孔隙、裂隙潜水~承压水含水岩组
由于本井田受新生代以来的剥蚀,延安组上部地层大面积被剥蚀,现仅存延安组中下部及延长组地层。
因此,井田内仅存的碎屑岩类含水岩组为延安组和延长组。
单位涌水量q=0.000431~0.00241L/s·
m。
6、矿井涌水量
预计该矿井最大涌水量为13m3/h,正常涌水量8m3/h。
第六节影响回采的其它因素
一、影响回采的其它地质情况(表四)
瓦斯
矿井绝对瓦斯涌出量0.80m3/min,相对瓦斯涌出量为3.20m3/t;
二氧化碳绝对涌出量1.067m3/min,二氧化碳相对涌出量为4.268m3/t。
煤尘爆炸性
井田煤尘具有爆炸性,煤的自燃倾向性为Ⅰ级(容易自燃)。
煤的自燃倾向性
煤层属不易~易自燃煤层自燃,自燃发火期在40~60天。
地温危害
由于煤层埋藏较浅,地温随深度增加幅度较小,平均地温梯度为1.2℃/100m左右,本区属地温正常区,无高温异常。
冲击地压危害
地表一次性垮落,对工作面可能形成压力。
第七节储量及可采期
一、工作面储量(表五)
块段名称或代码
煤层特征
块段储量(万t)
回采率(%)
回采煤量
备注
厚度
夹石
容重
1.35
19.1
95
18.1
二、采煤工作面可采期
1、工作面的可采期=可采储量/设计月产量
=346275/40306
=8.6个月
注:
设计月产量见工作面主要经济技术指标表。
第二章采煤方法
第一节巷道布置
一、矿井设计、盘区巷道布置概况
忠华煤矿原为一生产矿井并于2008年12月通过由鄂尔多斯市煤炭工业局组织的忠华煤矿改扩建工程项目竣工验收。
为进一步提高矿井井下的机械化作业水平和煤炭资源回收率,对回采工艺进行优化升级。
本矿于2010年月申请并通过了扩建可行性研究报告以确定对矿井进行技术改造。
并委托内蒙古煤炭设计研究院于2011年1月完成设计,同年开工建设。
矿井设计延伸二水平有主、副、回风三个斜井,其中主、副斜井井筒平行布置,风井利用原回风斜井。
在矿井井田中部沿延伸井筒方向布置二水平运输、回风及辅助运输三条大巷,并在其右侧布置第一采区。
本工作面位于一采区最东侧,属一采区首采工作面。
2012年11月份矿井通风、运输、供电、供排水各大生产系统基本形成,首采工作面贯通。
矿井资源储量为2495万t,可采储量可采储量为1910万t,工作面采用倾斜长壁布置。
二、工作面辅运(回风)顺槽
工作面运输(回风)顺槽为采煤工作面运煤、运料、回风、行人、敷设供排水管线的安全出口。
该巷道采用矩形锚网支护,净宽为4.0m、净高为2.1m,净断面为8.4m2。
三、工作面运输顺槽
工作面辅运顺槽为采煤工作面运料(设备)、行人、进风、敷设供排水管线的安全出口。
该巷道采用锚网支护,净宽4.0m,净高为2.3m,净断面为9.2m2。
四、工作面切眼及停采线位置
1、工作面切眼
切眼沿5层煤掘进,与两出口垂直布置,净宽为6.2m,净高为2.3m。
净断面为14.26m2
2、停采线位置:
自切眼开始由里向外推采至980米时停采撤出。
五、工作面峒室
自工作面切眼向外辅运顺槽内在400m处布置物料码放峒室一个,峒室长3m,深4m,高2.3m。
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MG180/420-WD采煤机割煤,中间采用102架ZY5200/14/27型掩护式液压支架、两端头各采用2架ZYG5200/14/27过渡支架支护顶板,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2.05m。
沿煤层底板回采,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2:
5101综采工作面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、端部贴机的方式,进刀深度0.60米。
具体操作如下:
⑴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
⑴ 落煤
采用MG180/420-WD可调高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。
⑵ 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。
⑶ 运煤
工作面刮板运输机将煤运到刮板转载机,再由转载机与皮带运输机搭接将煤运出。
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:
伞檐沿工作面长度超过1米时,其最大突出部分不超过200mm,伞檐长度在1米以下时,其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。
三、采煤工作面正规循环生产能力
工作面每天10个循环,每循环进尺0.63米,煤层累厚1.8米。
工作面日生产能力:
Q=HRMG=2.05×
1.35×
150×
3.6=1494t。
式中:
Q—日生产能力,t/d
H—采高,m
R—容重,t/m3
M—面长,m
G—日进度,日进度=循环数×
循环进度=6×
0.6=6.3m
第三节设备布置
一、液压支架
工作面配置ZY5200/14/27型掩护式液压支架,液压支架的有关主要技术特征如下:
型号:
ZY5200/14/27型
制造厂家:
山东新煤机械装备股份有限公司
支撑高度:
1400~2700mm
移架步距:
600mm
额定初撑力:
3876KN
工作阻力:
5200KN
支护强度:
0.85MPa
支架中心距:
1500mm
支架对底板比压:
平均1.6MPa
适应走向倾角:
±
15°
适应倾向倾角:
≤20°
操纵方式:
邻架手动
重量:
14000Kg
二、采煤机:
型号:
MG180/420-WD双滚筒采煤机
制造厂家:
无锡盛达机械制造有限公司
采高:
1400-3200mm
截深:
630mm
滚筒直径:
Φ1400mm
适应倾角:
≥350
机身高度:
1180mm
卧底量:
145mm
牵引速度:
0~7.5m/min
最大牵引力:
380KN
截割电机:
2×
180KW
牵引电机:
22KW
泵电机:
16KW
供电电压:
1140V
卷缆方法:
自动拖缆
牵引形式:
齿轮销排式电牵引
防尘方法:
内、外喷雾
机器总重:
31t
三、运煤设备选型
工作面采用SGZ630/264型刮板输送机,皮带道采用一部SZB730/75型转载机、一部PLM500型破碎机和一部皮带运输机联合运输。
1、刮板运输机
工作面刮板运输机:
SGZ630/264
运输能力:
500t/h
刮板链速:
1.07m/s
刮板间距:
920mm
中间槽尺寸(长×
宽×
高):
1500×
590×
252mm
电机功率:
132KW
电压等级:
1140V、50HZ
紧链方式:
闸盘紧链
2、转载机
SZB730/75型刮板转载机
制造厂家:
550t/h
减速比:
15.76
1.3m/s
圆环链规格:
Φ18×
64-C
刮板链型式:
边双链
702×
190mm
出厂长度:
35m
75KW
电压:
1140/660V
闸盘紧链和伸缩机头辅助紧链
3、破碎机
PLM500型
1140/660V
破碎能力:
500T/h
破碎箱宽度:
1014mm
出口粒度:
<300mm
破碎轴速度:
7.55m/s
90KW
500t/h
进/出口粒度:
500×
500/≤300mm
4、皮带机
DSJ-100/40/2×
55型伸缩带式输送机
200t/h
55KW
1140/660V
带宽:
1000mm
带速:
2.0m/s
5、其它设备
①BRW200/31.5型乳化液泵站2套,乳化液泵站的工作压力31.5MPa,流量200L/min,功率为132kW,电机转速1485r/min,电压660V/1140V,重量2280kg,采用两泵一箱,乳化液供液箱型号:
XR200/16,公称压力:
31.5MPa,公称流量:
200L/min,公称容量:
1600L,工作介质:
乳化液,重量:
960kg,外形尺寸:
2656mm×
982mm×
1215mm,制造厂家:
山东新煤机械装备股份有限公司。
②BPW250/6.3型喷雾泵站2套,公称压力6.3MPa,公称流量250L/min,功率为37kW,电压660V/1140V,电机转速1485r/min,重量1025kg,外形尺寸:
755mm×
885mm×
370mm,采用二泵一箱(过滤器),清水供液箱型号:
16MPa,公称流量:
250L/min,公称容量:
中性水,重量:
585kg,外形尺寸:
2712mm×
1310mm,制造厂家:
。
③慢速绞车(设备列车牵引绞车及松放绞车)
JH-14型,2台
18.5KW
660V
平均净拉力:
140KN
外形尺寸:
2060mm×
680mm×
935mm
容绳量:
130m
钢丝绳直径:
Φ21.5mm
徐州矿山设备制造有限公司
④移动变电站
KBSGZY-630/10/1.2型
容量:
630KVA,2台
江苏省盐城威达变压器制造有限公司
附图3:
5101综采工作面主要机电设备布置图
第三章顶板管理
第一节支护设计
一、工作面的支护设计
1、支护强度:
Pt=8×
9.81×
h×
r=8×
2.2×
2.5=431.6(KN/m2)
式中:
Pt—工作面合理的支护强度(KN/m2)
h—采高(最大采高)
r—顶板岩石容重(t/m3),一般可取2.5t/m3。
2、支架最大支护阻力为:
P0=P·
S
P0=431.6×
4.978×
1.5
=3223.1(KN)
S=Lmax×
L0
Lmax—工作面顶板最大控顶距
L0—支架支护宽度
根据工作面支护设计,选择ZY5200/14/27型掩护液压支架的工作阻力为5200KN,因此能满足该煤层顶板压力的要求。
二、乳化液泵及喷雾泵站
乳化泵站选用型BRW200/31.5型乳化液泵两台,其中一台备用,选用RX200/16A乳化液箱一个,输液管路选用高压胶管,耐压45MPa以上。
喷雾泵站选用型BPW250/6.3型喷雾泵站两台,其中一台备用,选用KPX315/20型喷雾泵箱一个
1、乳化液泵
BRW200/31.5型,2台
公称压力:
31.5Mpa(可调)
公称流量:
200L/min
125KW
660/1140V
2600kg
外形尺寸:
2345×
980×
1040mm
2、乳化液箱
RX200/16A型,1个
31.5MPa
公称容积:
1600L
2656×
902×
1215mm
880kg
3、喷雾泵
BPW250/6.3型,2台
6.3Mpa
250L/min
37KW
660/1140V
1600kg
2080×
880×
1070mm
4、喷雾泵箱
KPX315/20型1个
3000L
16Mpa
315L/min
2652×
1300kg
三、泵站的位置
两泵站安设在辅运(进风)顺槽距离采煤面20~150m的移动设备列车上。
四、泵站使用规定
要保证乳化液泵站的压力大于30Mpa以上,乳化液浓度在3%—5%之间。
要加强泵的维修和保养,杜绝系统的窜漏液。
第二节工作面的顶板管理
本工作面中部配置99架ZY5200/14/27型掩护式液压支架,两端头各配置3架ZYG5200/14/27型掩护式过渡液压支架,对工作面顶板实行全支护法管理。
一、正常工作时期顶板支护方式
采用及时拉架的方式对顶板进行支护。
在采煤机割煤后,先移支架,再移运输机,即割煤→移架→推溜;
正常移架滞后采煤机后滚筒3~5架,不得超过6架,顶板破碎处可紧跟采煤机前滚筒停机移架或拉超前架及时支护顶板,移架步距为0.63m。
移架质量要求:
采用邻架操作方式,移架要做到少降快拉,防止出现漏顶现象;
移架后,必须保证支架齐直,其偏差不大于±
50mm,保证支架垂直于刮板运输机,其夹角控制在<
±
5°
,保证支架垂直于顶底板,其歪斜误差控制在<
;
支架中心距控制在1500±
100mm以内;
支架端面距最大值≤340mm,前梁要接顶严密;
支架顶梁要与顶板平行,其最大仰角<
7°
,相邻支架不得出现错差。
若出现错差,其高度不得超过侧护板高度的2/3。
工作面支架初撑力不少于25.2MPa。
二、与其他工序平行作业的安全距离
[1]“移架”工序距采煤机后滚筒4.5m(3架)~9m(6架);
[2]推溜滞后采煤机后滚筒12m(8架)~15m(10架);
三、特殊时期的顶板管理
1、工作面初次来压、周期来压时顶板管理
⑴工作面初次来压前,要派专人掌握可靠的矿压显现数据,制定专项初次放顶措施并成立初次放顶安全管理小组。
⑵、要切实加强综采工作面顶板来压的观测预报工作
①综采工作面顶板来压的观测预报依据
因工作面为矿井首采工作面无矿压观测资料,在生产过程中要加强矿山压力观测,为今后的安全生产提供可靠的依据。
A、对于上下两出口的超前支护,工作面要配备压出式单体液压支柱测力器2台,其中一台备用。
B、对于面上液压支架,必须按一架一表的标准配齐压力表。
②现场观测和预报
区队要派专人负责24小时监测。
要求两出口超前支护单体液压支柱的初撑力不小于11.5Mpa,液压支架立柱的初撑力不小于25.2Mpa,并对支架和支柱及时进行二次注液,特别是初次放顶和过断层期间,发现异常情况及时汇报调度室,由安全生产技术部门进行分析,采取相应措施。
⑶、加强支护材料的准备
①DZ2.5型、DZ2.8型单体液压支柱各10棵。
②小头直径不小于160mm,长度为1800~2200mm的圆木柱20棵。
③200mm×
200mm×
(1200~1500mm)的方木或规格相差不多的枕木20块,并备足一定数量的木楔和柱帽(规格300mm×
150mm×
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