煤业15101综采工作面作业规程.docx
- 文档编号:24403086
- 上传时间:2023-05-27
- 格式:DOCX
- 页数:141
- 大小:278.21KB
煤业15101综采工作面作业规程.docx
《煤业15101综采工作面作业规程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《煤业15101综采工作面作业规程.docx(141页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
煤业15101综采工作面作业规程
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
一、工作面的位置
15101综采工作面位于15#煤层一采区,所采煤层为15#煤。
东侧为原小河煤矿老窑破坏区;北侧为15102、15103工作面,15103工作面顺槽正在掘进;南侧为集中胶带下山、管道下山、集中回风下山;西侧为胶带大巷、辅运大巷、回风大巷。
煤层底板标高766--792m,地面标高1085-1134.5m,工作面倾斜长度460米,可采长度415.9m,走向长度145.1m,平均采高5.22m。
二、地面相对位置
地面位置:
北侧为周南村,南侧为仙泉煤业主井工业场地和风井工业场地,地面标高1085-1134.5m。
三、回采对地面的影响
从井上下对照图上看,北侧为周南村,南侧为仙泉煤业主井工业场地和风井工业场地,均在保护煤柱线内,回采对其没有影响。
四、工作面四邻情况
东侧为原小河煤矿采空破坏区;北侧为15102、15103工作面,15103工作面顺槽正在掘进;南侧为集中胶带下山、管道下山、集中回风下山,已掘;西侧为胶带大巷、辅运大巷、回风大巷,已掘。
工作面位置及井上下关系见表1
表1工作面位置及井上下关系表
工作面名称
15101工作面
采(盘)区名称
一采区
地面标高
1085-1134.5m
井下标高
766-792m
地面相对位置
北侧为周南村,南侧为仙泉煤业主井工业场地和风井工业场地。
回采对地面
设施的影响
北侧为周南村,南侧为仙泉煤业主井工业场地和风井工业场地,均在保护煤柱线内,回采对其没有影响。
井下位置
及四邻关系
东侧为原小河煤矿采空破坏区;北侧为15102、15103工作面,15103工作面顺槽正在掘进;南侧为集中胶带下山、管道下山、集中回风下山,已掘;西侧为胶带大巷、辅运大巷、回风大巷,已掘。
走向长度/m
145.1
倾斜长度/m
415.9
平均采高/m
5.22
附图1:
15101综采工作面井上下对照图
第二节煤层
一、煤层厚度
本工作面煤层为3.7—7.15m,平均厚度为5.22m。
工作面煤层稳定可采,煤层结构简单-复杂,含1-4层夹矸。
二、煤层产状
煤层倾角0°—12°,平均倾角为7°。
三、煤层特性
本工作面15#煤层稳定可采,煤层结构简单-复杂,含1-4层夹矸,煤层硬度为0.55—0.57。
煤层为黑色—灰黑色,半亮—光亮型煤,似金属光泽,条带状结构,粒状、阶梯状断口为主,贝壳状次之,条痕为灰黑色,裂隙较发育,常见黄铁矿充填。
对回采无影响。
四、其他
本工作面15号煤层为低灰—中灰、中硫—中高硫、特低磷—中磷、中发热量—特高发热量的贫煤(PM)。
工作面煤层情况见表2。
表2煤层情况表
煤层厚度/m
3.7—7.15
平均5.22
煤层结构/m
含1-4层夹矸/5.22
煤层倾角/(°)
0-12
平均7
开采煤层
15#
硬度
0.4-1.3
煤种
贫煤
稳定程度
稳定
煤层
描述情况
本工作面15#煤层稳定可采,煤层结构简单-复杂,含1-4层夹矸,煤层硬度为0.55—0.57。
煤层为黑色—灰黑色,半亮—光亮型煤,似金属光泽,条带状结构,粒状、阶梯状断口为主,贝壳状次之。
条痕为灰黑色,裂隙较发育,常见黄铁矿充填。
对回采无影响。
第三节煤层顶底板
一、煤层顶板
直接顶:
K2灰岩,局部为泥岩,厚度1.95-9.26m,平均厚7.08m左右,K2灰岩抗压强度38.2-76.9MPa,平均为51.9MPa,抗拉强度2.85-4.68MPa,平均为4.01MPa,抗剪强度4.76-6.49MPa,平均为5.82MPa;属中等坚硬—坚硬岩石顶板。
有时有薄层泥岩、砂质泥岩伪顶,厚度为0~0.40m。
二、煤层底板
直接底:
铝土泥岩、砂质泥岩、泥岩,厚度0.90~7.10m,平均厚度2.82m左右,抗压强度8.3-11.2MPa,平均为9.7MPa,抗拉强度0.53-1.22MPa,平均为0.98MPa,抗剪强度1.94-3.22MPa,平均为2.94MPa,属软弱岩石底板。
工作面煤层顶底板情况见表3。
表3煤层顶底板情况
顶、底板名称
岩石名称
厚度/m
岩性特征
基本顶
K2灰岩
1.95-9.26(7.08)
灰黑色、黑灰色,隐晶质结构,含生物碎屑,见缝合线构造和方解石脉,溶洞、溶隙发育。
厚度大,层位稳定,极易识别,不易垮落
直接顶
伪顶
泥岩、砂质泥岩
0-0.4
局部区域存在,易脱落
直接底
铝土泥岩、砂质泥岩、泥岩
0.9-7.1(2.82)
灰黑色,厚度变化大,属软质岩,宜管理
基本底
附图2:
15101综采工作面地层综合柱状图
第四节地质构造
一、构造
1、根据15#煤层一采区补充勘探地质报告和顺槽巷道揭露情况分析,15101工作面无褶曲发育。
2、影响15101综采工作面回采的断层有1条,描述如下:
15101综采工作面运输顺槽、回风顺槽分别掘进至315m、263m时揭露1条F3正断层,断层落差为3-10m,可靠程度高,位于井田中部,走向近南北向,断层面倾向西,倾角70°,顺槽处揭露断层落差为2-4m。
二、其它
1、根据15#煤层一采区地面电法勘探报告和15#煤层一采区补充勘探地质报告,15101工作面东侧为原小河煤矿采空破坏区,回采时要加强顶板管理、瓦斯管理,要制定因原小河煤矿采空破坏区可能出现的老空区积水的防治水措施。
2、煤层结构变化情况:
巷道顶板裂隙、节理处均有不同程度的破碎、离层、塌矸冒顶,巷帮煤层裂隙、节理处易片帮。
回采期间必须加强支护,及时超前拉架,防止片帮、冒顶。
回采中出现异常情况,要及时加强探测并汇报相关职能部门。
工作面构造情况见表4。
表4构造情况表
地
质
构
造
情
况
构造名称
走向(°)
倾向(°)
倾角(°)
落差
(m)
揭露位置
对回采影响程度
正断层F3
近南北向
断层面倾向西
70
2-4m
15101综采工作面运输顺槽、回风顺槽分别掘进至315m、263m时
较小
附图3:
15101综采工作面进回风顺槽和切眼地质剖面图
第五节水文地质
一、含水层分析
15101综采工作面水文地质条件相对简单,15#煤层涌水来源主要是煤层顶板灰岩裂隙水,15号煤层的主要充水含水层为K2、K3、K4灰岩含水层,K2、K3、K4石灰岩岩溶及裂隙发育,补给条件好,富水性中等。
由于煤层顶板灰岩水赋存不均一,顺槽巷道掘进中均表现不同程度、不同地段淋水,淋水点以锚索(杆)孔、顶板裂隙为主,集中出水点较少,大部分地段顶板淋水随着巷道向前掘进并逐渐疏干,少部分地段顶板淋水疏干时间较长。
顺槽巷掘进过程中总涌水量5-15m3/h。
二、其他水源分析
1、15101综采工作面揭露F3断层,在回采到断层影响区域内,可能出现涌水异常,应加强观测。
三、工作面涌水量预测
15101综采工作面回采期间正常涌水量10-30m3/h,随着工作面向前回采顶板垮落,15号煤层导水裂隙带会沟通K2、K3、K4石灰岩岩溶裂隙含水层,预测最大涌水量50m3/h。
第六节影响回采的其他因素
一、影响回采的其他地质情况
(一)瓦斯与二氧化碳
根据15101综采工作面回采地质说明书中所述,预计15101工作面绝对瓦斯涌出量为4.54m3/min,二氧化碳绝对涌出量2.35m3/min。
(二)煤尘爆炸指数
本工作面煤尘具有爆炸性。
(三)煤的自燃倾向性
本工作面煤层自燃倾向性等级为II级,属自燃煤层。
(四)地温危害
本工作面地温15-17℃,对正常回采无影响。
(五)冲击地压危害
本工作面无冲击地压危害。
影响工作面回采的其它地质情况见表5。
表5影响回采的其他地质情况表
瓦斯
绝对瓦斯涌出量为4.54m3/min
CO2
绝对二氧化碳涌出量为2.35m3/min
煤尘爆炸指数
具有爆炸性
煤的自燃倾向性
煤层自燃倾向性等级为II级,属自燃煤层
地温危害
无
冲击地压危害
无
二、地质部门的建议
1、15101综采工作面顶板灰岩裂隙水灰弱化顶板岩石强度,同时局部地段煤质较软,煤层易片帮,建议回采期间要及时超前拉架,加强顶板支护,发现顶板破碎、煤壁片帮等异常,严格按作业规程要求及时加强支护。
2、随着工作面向前回采顶板垮落,15#煤层导水裂隙带会沟通K2、K3、K4石灰岩岩溶裂隙含水层,15101综采工作面回采期间涌水可能增大,要配备强力的排水设备(水泵、管路、水仓),加强排水。
3、受掘进过程中揭露地质构造(断层、节理、裂隙、煤层分叉等)影响,接近这些地质构造时,工作面回采前方可能存在隐伏性断层、节理、裂隙、牵引褶曲、煤层产状急剧变化、工作面淋水增大等异常现象,回采期间煤层顶板及煤壁压力大,裂隙发育处顶板易破碎、塌顶,煤质软硬发育不均,容易片帮。
4、15101煤层局部发育有1层夹矸,夹矸厚约0.8-1.5m。
建议回采期间要及时超前拉架,加强顶板支护。
第七节储量及服务年限
一、储量
(一)工作面工业储量
工作面倾斜长度415.9m,走向长度145.1m,平均采高5.22m。
W工=LShγ=415.9×145.1×5.22×1.45=456767.12(吨)
式中W工----工作面工业储量,t;
L----工作面倾斜长度,m;
S----工作面走向长度,m;
h----工作面平均采高,m;
γ----煤的容重,1.45t/m3;
经计算可得工业储量为:
456767.12吨。
(二)工作面可采储量
本工作面煤层为厚煤层,回采率取值93%,
W=W工c=456767.12×93%=424793.42(吨)
式中W----工作面可采储量,t;
W工----工作面工业储量,t;
c----工作面回采率,%;
经计算可得可采储量为:
424793.42吨
二、工作面服务年限
1、每循环进度:
0.8米
2、循环产量:
817.11吨
循环产量=工作面长度×采高×循环进度×煤的容重×回采率
=145.1×5.22×0.8×1.45×93%=817.11(吨)
3、日产量:
3268.44吨
日产量=循环产量×日循环个数
=817.11×4=3268.44(吨)
4、月产量:
91516.32吨
月产量=日产量×28
=3268.44×28=91516.32(吨)
5、服务期限:
4.6个月
服务期限=可采储量÷月产量
=424793.42÷91516.32≈4.6(月)
第二章采煤方法
本工作面采用倾斜长壁一次采全高后退式自然垮落综合机械化采煤法。
第一节巷道布置
一、采(盘)区巷道布置概况
本工作面位于15#煤层一采区,工作面采用两巷布置,采用一进一回通风方式,其中15101运输顺槽为进风、运煤巷,15101回风顺槽为回风巷、辅运巷。
二、回采巷道及切眼
工作面巷道采用矩形断面,支护采用树脂加长锚固锚杆组合支护系统,并进行锚索补强,巷道全断面挂网。
各断面技术参数及支护形式详见《15101首采工作面平断面图及工程量表》及其相关变更图纸。
15101运输顺槽:
巷道断面为矩形,掘进宽度为4900mm,高为4100mm,掘进断面积为20.09m2,净宽为4700mm,净高为4000mm,净断面积为18.8m2,采用树脂加长锚固锚网索联合支护。
15101回风顺槽:
巷道断面为矩形,掘进宽度为4900mm,高为4100mm,掘进断面积为20.09m2,净宽为4700mm,净高为4000mm,净断面积为18.8m2,采用树脂加长锚固锚网索联合支护。
15101综采工作面切眼:
巷道断面为矩形,掘进宽度为8200mm,高为3700mm,掘进断面积为30.34m2,净宽为8000mm,净高为3600mm,净断面积为28.8m2,采用树脂加长锚固锚网锚索联合支护。
附图4:
15101综采工作面平面布置图
第二节采煤工艺
一、采煤工艺
割煤→移溜→清煤→拉架
1、割煤:
本工作面采用晋煤金鼎煤机公司生产的MG250/630-WD电牵引采煤机,采用双向往返割煤法,即采煤机往返一次为两个循环。
进刀方式:
采用端部斜切进刀,不留三角煤煤柱。
进刀方法:
机组割透机头(机尾)煤壁后,将上滚筒降下割底煤,下滚筒升起割顶煤,采煤机反向沿溜子弯曲段斜切入煤壁。
采煤机机身全部进入直线段且两个滚筒的截深全部达到0.8m后停机。
顺序移溜顶过机头(机尾)后再将支架拉过,并调换上、下滚筒位置向机尾(机头)割煤。
采煤机再次割透机头(机尾)煤壁后,再次调换上、下滚筒位置,向机尾(机头)割煤,开始下一个循环的割煤,割过煤后及时顶机头(机尾),然后再拉架。
当机组割煤距机头(尾)5m时,机组放慢速度,速度保持在1m/分钟左右,机组司机认真观察煤帮锚杆情况,若锚杆因片帮等情况已露出能取出时,必须把机组退出,停下机组并将开关手把打至零位,闭锁工溜(至少临近两个有效的闭锁键)、转载机、破碎机,在有专人观帮观顶的情况下,人员站在挡煤板外用铁钩把锚杆取出。
机组进刀总长度控制在50m。
割煤的质量标准:
割过煤后工作面要保证煤壁平直,无伞檐(长度超过1m,最突出部分不超过200mm;长度在1m以下,最突出部分不超过250mm)。
顶、底板平直,如特殊情况需要,每循环底板与上一个循环底板错差不能超过±50mm。
2、移溜及拉架
本工作面采用两种移溜方式:
双向成组移溜和手动移溜。
本工作面支架采用电液控制系统和手把操作系统,可实现以下两种拉架方式:
双向邻架顺序拉架以及手动拉架。
根据本工作面的地质条件,拉架采用双向邻架顺序拉架,每次移一架;移溜采用双向成组移溜,每组设置为10架。
移溜及拉架质量标准:
支架拉过后必须成一直线,其偏差不得超过±50mm。
架间距要均匀,中心距偏差不超过±100mm。
支架顶梁与顶板平行支设,最大仰俯角<7°,支架倾斜度为±5°,相邻支架间不能有明显错差(不超过顶梁侧护板的2/3),支架不挤不咬,架间距不能大于200mm。
拉架滞后底滚筒3-5架,如果顶板压力过大或有冒顶危险时,应及时追机拉架,以防顶板冒落;如拉架过程中发现顶板破碎或片帮严重应及时拉超前架并打出护帮板;拉架时要保证支架拉到位,ZY11000/25.5/55D型支架梁端距不大于553mm;拉架过程中要及时调整支架形状,如发生倒架咬架等现象,拉架过程中及时利用侧护板进行调整,同时使用板梁或道木在倾倒侧支架底座下进行垫架调整,如调整不好,应制定相应的安全技术措施。
刮板输送机的要求:
刮板输送机在推移后必须保证成一直线,保证刮板输送机平直,不得出现飘溜,凹溜或局部起伏过大等现象。
刮板输送机的机头、机尾的推进度必须保持一致,且必须保持推移步距为0.8m,以确保截深及产量和工程质量。
推移刮板输送机时,必须距采煤机底滚筒大于15m(8—9个架),不得出现急弯,除进刀所需外其它地段不准出现弯曲。
若移溜困难时,不准强推硬过,必须立即查明原因并处理后再移溜。
3、清煤:
清煤作业滞后推移刮板输送机作业4个架开始进行,移过刮板输送机后开始清理工作面刮板输送机与支架底座之间,以及工作面架与架之间的浮煤,清煤作业人员在作业过程中要随时注意观察刮板输送机运行情况,防止刮板输送机拉过大块煤、矸或刮板输送机里的煤涌出挡煤板将人挤伤或砸伤。
清煤作业人员需依次将支架底座前至刮板输送机底座后的浮煤清入刮板输送机,矸石必须经架间甩入老塘。
清理后的工作面2㎡范围内的浮煤厚度不超过30mm。
附图5:
采煤机进刀方式示意图
二、工作面正规循环生产能力
正规循环生产能力
W=LShγc=145.1×0.8×5.22×1.45×93%=817.11(吨)
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----工作面循环进尺,m;
h----工作面设计采高,m;
γ----煤的容重,1.45t/m3;
c----工作面回采率,%。
第三节设备配置
工作面主要机械设备性能参数如下:
①MG250/630-WD交流电牵引采煤机技术参数
型号:
MG250/630-WD
总装机功率:
630KW
采高:
3.5~7.5m
滚筒直径:
2000mm
牵引速度:
0~6.1~10.2m/min
②皮带输送机
型号:
DSJ-100/80/160
运量:
800t/h
带速:
2.5m/s
实际驱动功率:
160KW
带宽:
1000mm
输送机长度:
460m
③刮板输送机
型号:
SGZ764/400
运输能力:
600t/h
链速:
1.04m/s
装机功率:
2*200KW
卸载方式:
交叉卸载
长度:
150m
④转载机
型号:
SZZ764/132
运输能力:
1000t/h
链速:
1.24m/s
装机功率:
132KW
长度:
42m
⑤破碎机
型号:
PLM1000
电机功率:
110KW
破碎能力:
1000t/h
外形尺寸(长×宽×高):
3540mm×1815mm×1762mm
⑥支架
a、ZY11000/25.5/55D型液压支架相关技术参数:
支架型号:
ZY11000/25.5/55D
支架形式:
两柱掩护式立柱内径Φ474mm/400mm
支架最大长度:
7.580m
支架中心距:
1.75m
梁端距:
≤0.553m
支护强度:
1.36MPa~1.40MPa
支护面积:
9.82㎡
泵站压力:
31.5MPa
重量:
36吨
最大控顶距:
5.613m
最小控顶距:
4.813m
工作阻力:
11000KN
初撑力:
7917KN
支架拉架步距:
0.8m
对底板比压(前端值):
2.9MPa~9.0MPa
工作面设备配置及主要技术参数见表6。
附图6:
工作面设备布置示意图
表6工作面设备配置及主要技术参数
设备名称
制造公司
数量
主要技术参数
刮板运输机
晋煤金鼎煤机公司
1
型号:
SGZ764/400
生产能力:
600t/h
运输机长度:
150m
总装机功率:
2*200KW
转载机
晋煤金鼎煤机公司
1
型号:
SZZ764/132
生产能力:
1000t/h
运输机长度:
42m
总装机功率:
132KW
破碎机
晋煤金鼎煤机公司
1
型号:
PLM1000
通过能力:
1000t/h
总装机功率:
110KW
胶带输送机
晋煤金鼎煤机公司
1
型号:
DSJ-100/80/160
生产能力:
800t/h
皮带宽度:
1000mm
乳化液泵
浙江中煤机械科技有限公司
3
型号:
BRW400/31.5NB
额定压力:
31.5MPa
额定流量:
400L/min
电机功率:
250kw
喷雾泵
浙江中煤机械科技有限公司
2
型号:
BPW500/16N
额定压力:
16Mpa
额定流量:
500L/min
电机功率:
160KW
采煤机
晋煤金鼎煤机公司
1
型号:
MG250/630-WD
生产能力:
1000t/h
滚筒截深:
800mm
滚筒直径:
2000mm
总装机功率:
630KW
电压等级:
1140V
液压
支架
超前支护架
晋煤金鼎煤机公司
12
型号:
ZQL2-3000/27/55W
中间架
晋煤金鼎煤机公司
87
型号:
ZY11000/25.5/55D
第三章顶板控制
第一节支护设计
一、工作面的支护设计
(一)工作面矿压参数
参考本煤矿或者邻煤矿同煤层矿压观测资料,填制本工作面矿压参数表7。
表7同煤层矿压观测选择及本工作面矿压参数预计
成果与预测内容
项目
同煤层
实测
预测15101
工作面
顶底板条件
直接顶厚度(m)
7.08
基本顶厚度(m)
7.08
直接底厚度(m)
2.82
直接顶初次跨落步距(m)
采取强制放顶
来压步距
(m)
老顶初次来压
20~35m
老顶周期来压
5~20m
支架工作阻力
(KN)
老顶初
次来压
时间加权平均工作阻力
∠9000
最大工作阻力
∠10800
来压显现程度
明显
老顶周
期来压
时间加权平均工作阻力
∠6500
最大工作阻力
∠10000
来压显现程度
明显
支架立柱 下缩量
(mm)
老顶初
次来压
循环平均下缩量
∠110
循环最大下缩量
∠220
老顶周
期来压
循环平均下缩量
∠110
循环最大下缩量
∠190
平时
最大平均支护强度(Mpa)
1.12
巷道超前影响范围(m)
显现区
20
剧烈区
5-15
底板容许比压(Mpa)
支架底座对底板比压
3.26
直接顶类型
类
Ⅲ类,稳定
基本顶级别
级
Ⅳb级,强烈
(二)合理支护强度计算
(1)采用经验公式计算,工作面的合理支护强度为:
pt=9.81hγ岩k×10-6
=9.81×5.22×2.5×103×8×10-6
≈1.02
式中pt----经验计算的支护强度,MPa;
h----采高,m;
γ岩----顶板岩石重力密度,Kg/m3,一般取2.5×103Kg/m3;
k----工作面支架应该支护的上覆岩层厚度与采高之比,一般为6~8(新选型支架均应选择8),应根据具体情况合理选取。
(2)选取表7中的加权平均支护强度最大值作为pz=1.12MPa。
(3)选取
(1)的pt和
(2)的pz的中的最大值作为本工作面的合理支护强度P=1.22MPa。
(三)支护强度确定
1、综采工作面选取的液压支架额定工作阻力应符合以下条件:
F≥PS×103=1.12×9.32×103=10438(KN)
式中F----液压支架的额定工作阻力,KN;
P----工作面的合理支护强度,MPa;
S----液压支架的支护面积(最大控顶距×支架宽度),m2。
2、底板比压
综采工作面底板比压应符合以下条件。
P底≥(PS×103+G×9.8)/1000S底
≥2.653(MPa)
式中P底----底板岩石抗压强度,8.3-11.2MPa;
G----液压支架重量,取36t;
S底----液压支架底座面积2.45×1.66m2。
经计算,P底大于2.653MPa。
根据表9的内容对液压支架进行适应性比较,所选择的支架满足支护要求。
表9支架参数对照表
项目
工作面实际条件
支架参数
采高/m
3.7-5.5
2.55-5.5
倾角/(°)
<12
<25
煤厚/m
3.7-7.15
2.55-5.5
支护强度/MPa
1.22
1.36-1.4
底板比压/MPa
3.26
2.9-9.0
顶板类(级)别
Ⅲ类,稳定
三、乳化液泵站
(一)泵站及管路选型
乳化液箱容积应能容纳因采高变化引起的支架所需液量差,且应能容纳全部主进、回液管路的回液量等因素。
本矿煤层变化不大,采高变化引起的支架所需液量差很小。
综上所述,选择BRW400/31.5NB型液压泵和RX400/25B乳化液箱,泵站配备3泵(一用两备)2箱方式工作,具体参数如下:
BRW400/31.5NB型乳化液泵
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤业 15101 工作面 作业 规程