21031回采工作面作业规程.docx

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21031回采工作面作业规程

郑煤集团有限责任公司二七分公司

李宅煤业有限公司

采面工作面作业规程

工作面编号：

21031工作面

回采单位：

采煤队

编制单位：

技术部

编制人：

编制时间：

2009年8月20日

投产时间：

目录

第一章、工作面概况

第二章、采面地质及水文地质说明

1、煤层赋存情况

2、煤层顶底板岩性

3、地质构造情况

4、水文地质情况

5、其它地质情况

6、工作面储量及服务年限

第三章、采煤方法及回采工艺

1、采煤方法

2、回采工艺

3、采面顶板控制设计

第四章、顶板管理方法

1、采面支护

2、采空区处理

3、清煤移溜

第五章、运输系统

1、运煤系统

2、运料系统

第六章、一通三防

1、工作面风量计算

2、通风系统

3、洒水降尘及防火系统

4、安全监控系统

第七章、供电系统

第八章、机械设备配备

第九章、采煤工作面循环组织

第十章、工作面主要经济技术指标

第十一章、采面塌陷对地面的影响

第十二章、安全管理措施

1、支护管理

2、顶板管理

3、通风防尘管理

4、防火措施

5、机电设备管理

6、巷道维修

7、防水措施

8、工作面上下尾巷回收措施

9、提高工作面初撑力措施

10、放炮安全技术措施

第十三章、提高煤质及煤炭回收措施

1、提高煤质措施

2、提高煤炭回收率措施

第十四章、工作面避灾路线

1、发生瓦斯、煤尘爆炸时的避灾路线

2、发生火灾时的避灾路线

3、发生水灾时的避灾路线

4、救灾措施

会审人员及意见

1、生产科：

2、安全科：

3、调度室：

4、机电科：

5、通风科：

6、采煤队：

7、职工代表：

会审意见

审批意见

总工程师：

生产矿长：

安全矿长：

21031回采工作面作业规程

第一章工作面概况

1、工作面的位置：

21031工作面位于21采区上部，最高标高+115米，最低标高+62.4米，工作面走向415米，倾向50-65米、面积23862.5平方米。

该采面在21采区上部，南部为已开采的21011工作面，下部为已开采的21051工作面，东临井田边界保护煤柱，西接21采区回风下山。

2、地面相对位置：

该工作面地面位于闫家嘴小学东部，申富嘴村南部，地表无河流、建筑物等；地面标高+190.82~+226.30米。

3、回采对地面的影响：

该工作面上部为林区，距村庄及建筑物相对较远，回采时对地面建筑物及其它设施没有影响。

第二章采面地质及水文地质说明

21031工作面回采地质说明书

概

况

煤（矿）原名称

二1煤层

水平

名称

+70

水平

采区

名称

21采区上部

工作面名称

21031

地面标高（m）

+190.82~+226.30

工作面标高（m）

+62.4-+115

地面

位置

该工作面西部及北部为林区，南部为摩前李村，东部为三李—高庙公路。

井下位置及四邻采掘情况

该工作面北部21051工作面；东部为井田边界，西部为21采区回风下山；南部为井田边界，对21031工作面的回采没有影响。

回采对地面设施影响

由于该面上部为林区，距摩前李村较近，回采时有一定影响。

走向长（m）

415

倾斜长（m）

50-65

面积（㎡）

23862.5

煤层情况

煤（矿）层总厚（m）

1.2-5.0

2.1

煤（层结构（m））

局部有夹矸

煤（矿）层倾角

（度）

3-21

15

可采

指数

1

变异系数（%）54.9

稳定程度

不稳定

1、该工作面煤层为二1煤，黑色、粉末状、光亮型、半金属光泽；煤层最小厚度为1.2m；煤层局部有夹矸。

2、由于受滑动结构影响，该工作面煤层厚度变化无规律、切变化较大。

煤质情况

W

A

V

Q

PC

S

Y

工业牌号

1.13

14.9

11.68

6831

6.037

0

0

三号无烟煤

煤

层

顶

底

板

情

况

顶底板名称

岩石名称

平均厚度m（最小-最大）

岩性特征

老顶

中粒砂岩

（5.57~2.3）

4.37

灰色、中粒，以石英、长石为主、云母次之。

直接顶

砂质泥岩

（6.8~1.6）

3.44

深灰色，含植物化石及云母片。

伪顶

炭质泥岩

（0.2~1.7）

0.7

黑灰色，含植物叶片及根部化石。

直接底

砂质泥岩

（4.0~6.0）

5.0

深灰色，含植物化石及云母片。

老底

L8灰岩

（2.8~2.2）

2.2

深灰色，致密、坚硬，富含动物化石及方解石脉。

直接顶底板物理及力学性质试验

物理性质试验

比重（g/cm3）

容重（g/cm2）

孔隙率%

含水率%

1.46

1.46

1.02

4.7

力学性质试验

泊

松

比

U

抗压强度

抗拉强度

抗剪强度

强性模量

平

均

值

mpa

偏

低

度

%

平

均

值mpa

偏

低

度

%

粘

聚

力

mpa

内

摩

擦

角

平

均

值mpa

偏

底

度

%

55.8

40

5.9

26

9.68

36°20

1.85

55

0.16

地

质

构

造

情

况

概况：

1、根据该面掘进过程中所得地质资料整体分析，该工作面地质构造条件相对较简单，煤底板总体呈单斜构造，其产状为110°~120°＜3°~21°，但局部煤层底板倾角较大，将会对正常回采造成影响。

2、工作面上副巷附近地质条件相对复杂，揭露两条断层，由于断层影响，次地段顶板水将会影响工作面的生产。

构造名称

走向

倾向

倾角

性质

落差（m）

对回采影响程度

断层

F1

120°

30°

58°

正断层

0~3.0m

顶板水增大

F2

145°

55°

65°

正断层

0~3.5m

顶板水增大

水文地质情况及防治水措施

影响工作面正常回采的水文地质因素主要包括以下几个方面：

1、底板水：

由于底板灰岩水位低于工作面标高，预计底板水对正常回采影响不大。

2、顶板水：

该面附近已有回采结束的其它工作面，顶板水得以部分疏放，预计回采过程中仍会有淋水、涌水现象。

但对正常回采不会有大的影响。

3、老空水：

该工作面附近无老空区域。

4、断层水：

受断层影响，构造区域顶板水会有所增大，对正常回采不会有大的影响。

5、钻孔水：

该工作面附近无钻孔。

6、地表水：

经调查，该工作面没有奥陶系灰岩含水层取水井，居民用水均为第三、四系潜水，回采时不受地表水影响。

影响回采的其它地质情况

最大涌水量

20（m3/h）

正常涌水量

5（m3/h）

瓦斯

瓦斯绝对涌出量为0.08~0.09m3/t.daf

煤（矿）尘

无煤尘爆炸性

煤的自燃

煤尘属Ⅲ类不易自燃煤层。

地温

+20℃左右。

地压

正常

普氏硬度（f）

煤层

类矸

直接顶

直接底

1.0

1.0

2.5

2.5

储

量

计

算

块

段

号

走向长（m）

倾斜长（m）

斜面积（㎡）

煤厚（m）

容重t/m3

工业

储量

（t）

回采率（%）

可采

储量

（t）

415

50-65

23862.5

2.1

1.46

73162.4

85

58529.9

问

题

及

建

议

1、回采过程中，应沿底回采，并将顶煤放净，提高煤炭资源回收率。

2、过断层及煤层较薄区域，应避免大面积打底，防止底板水参出。

3、应提前作好排水设施的安装工作，避免因顶板水涌出时大量积水而影响生产。

4、回采中，若遇特殊地质情况，及时与地测防治水服务站联系。

附

图

1、21031工作面煤层底板等高线图

2、21031工作面上副巷实测地质剖面图

3、21031工作面下副巷实测地质剖面图

4、21031工作面切巷实测地质剖面图

5、瓦斯、煤尘及煤层自燃情况

该工作面的瓦斯绝对涌出量为0.08～0.09m3/t.daf；无煤尘爆炸性；煤尘属Ⅲ类不易自燃煤层；地温+20℃左右；地压正常。

6、工作面储量及服务年限

工作面的工业储量7.316万吨，可采长度300米，回采率85%，可采储量5.85万吨。

面的服务年限Ｔ＝Ｚ可采（ＡＸＫ）

＝300/45米/7.93吨

＝6.7个月

第一章采煤方法及回采工艺

1、采煤方法

本工作面采用走向长壁炮采一次采全高回采，全部跨落法管理顶板。

2、回采工艺

工艺：

破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理

流程：

运料、打眼、放炮、移主梁、擢煤站柱、移付梁、移镏、清煤

（1）煤的破落

采用手镐配合爆破落煤

（2）煤的装载

爆破自装和人工装煤

（3）煤的运输

工作面下副巷铺设一部胶带运输机，切巷及下副巷均采用镏子运输，直接上皮带。

运输巷方向：

煤炭运输：

工作面→下副巷刮板运输机→下副巷胶带运输机→21运输巷胶带运输机→三号胶带机→主斜井皮带机→煤仓→煤场。

材料运输：

副斜井→车场→东运输巷→21运输下山→21031下付巷→工作面

3、采面顶板控制设计

（1）顶底板条件及岩性

该工作面顶板为直接顶，直接顶为砂质泥岩，厚3.44m，伪顶为炭质泥岩，厚0.7m，直接底为砂质泥岩，厚5m，老底为L7—L8灰岩，厚2.2m。

（2）支架布置方式

采面支架为DZ22/30—100型单体液压支柱，配合2.4mπ型钢支护，采用走向对棚支护形式，竹笆椽子护顶，最大控顶距3.4m,最小控顶距离2.4m，机头和机尾出口处最大控顶距5m，最小控顶距4m，放顶步距均为1m，全部采用对棚支护，每对棚5根柱，分主、付棚，主棚下一梁三柱，付棚下一梁二柱，严禁不成对或独梁使用。

（3）支扩强度的确定

①、“支”的准则

要求支架在工作过程中能够支撑住顶板所施加的压力，由于该工作面顶板为砂质泥岩，工作面移梁放顶后，顶板冒落，来压明显，故工作面支护主要是对上部直接顶、老顶的控制，直接顶初次垮落和老顶初次垮落期间，支柱所受的压力比平时大得多，故支护强度设计应满足其要求。

A、直接顶初次垮落期间，要让其安全地切落在老塘内，支架应至少能承担起直接重量的1/2，则采场支护强度为：

P1≥Mzrzlz/2Lk=19.62×2.5×6/（2×2.4）=61.3（t/m²）

式中：

P1——支架支护强度t/m²

Mz——直接顶厚度，m

Rz——直接顶容重，取2.5t/m2

Lz——直接顶初次垮落步距，取6m

B、支护密度的确定

由于使用及维修条件不同,单体柱实际最大工作阻力往往低于额定工作阻力,现取其额定工作阻力的80%,即实际工作阻力为24t/根，则支护密度为：

N=P/P0=61.3/24=2.55（根/m2）

棚距：

L≤5/（Lk.n）=5/（3.4×2.55）=0.576m

式中：

Lk——最大控顶距，3.4m

排距：

1.0m

②、“护”底准则

一方面要求采场支架能控制住工作空间的顶板，使其不漏顶、不冒落；另一方面要求控制住底板，使支柱不钻底，努力提高支护系统的刚度，即一方面要护顶，另一方面要护底。

A、护顶：

根据护顶准则，所选柱距应保证不因竹笆和椽子的强度不足而引起频繁的局部冒顶，竹笆和椽子的强度应能托住两棚间松散岩体的重量，考虑到支护材料的强度和规格取柱距为0.55m，最小实际支护密度为2.67根/m2。

B、护底；在采面保证支护质量的前提条件是支柱不钻底，因此要求支柱对底板的压强小于底板的比压，由于该面部分底板较松软，故需穿鞋，鞋的规格为：

Φ≥200P0/πq=20024/（3.14×4.5）=260.7mm

式中；P0——支柱实际额定额定阻力，24吨/根；

Q——底板比压，4.5MPa

鞋的底面积应大于0.053m2，因工作面为放顶煤工作面，用铁鞋难于管理，且不便于操作及回收，故工作面支柱穿200×300×60mm的木鞋，木鞋的底面积实际为0.06m2

③、“稳”的准则

要求支架具有抵抗来自层面方向推力的能力，一旦顶板要沿层面方向运动，支架能抵抗得住，不至于被推倒，为防止工作面推垮型冒顶事故的发生，最有效的措施就是提高支柱的初撑力，控制顶板初期离层，增大软硬岩层间的摩擦力，工作面所需最低支柱初撑力为：

P初=hr（cosα+1/fsinα）/n=2.0×2.5（cos20°+1/0.3sin20°）/2.67=3.895吨/根

式中：

h——下部岩层厚度；

r——下部顶板容重；

α——煤层倾角；

n——支护密度；

f——软硬岩层间摩擦系数。

P初=3.895吨/根≈38.2KN/根

按照《郑煤集团公司炮采工作面规定》、《质量标准化实施细则》第四条第四项规定：

取工作面支柱初撑力≥55KN。

本工作面的支护方式为：

∏型钢梁配合单体液压支柱支护，最大控顶距3.2m，最小控顶距2.2m，排距1m，棚距0.6m.

第四章、顶板管理办法

1、采面支护

工作面采用DZ22—30/100型单体液压支柱配合∏型梁支护，矩形断面支护，每对棚5根柱子，支柱夹在梁端头，柱中距梁端头保持0.2m，支柱初撑力达到55KN，支柱迎山角7~8度，迎山距2.3~3.5㎝。

工作面上安全出口的支护：

采用DZ22—30/100型单体液压支柱配合6对∏型钢梁支护，每对棚6根柱子，柱中距梁端头保持0.2m，棚距0.6m，支柱初撑力达到55KN，安全出口长度3.0米，宽3.4米，高1.6米。

下安全出口的支护：

采用DZ22-30/100型单体液压支柱配合6对∏型钢梁支柱，每对棚6根柱子，柱中距梁端头保持0.2m，棚距0.6米，支柱初撑力达到55KN，安全出口长度3.0米，宽3.4米，高1.6米。

上下付巷超前支护：

采用DZ22—30/100型单体液压支柱配合∏行钢梁超前支护，每根梁3根柱子，柱中距梁端头保持0.2m；超前自放顶线向前10米内打双抬棚，靠工作面上帮打不少于10米的单抬棚，超前替棚5~8米；超前支护内高1.6米，行人宽不少于0.7米，支柱初撑力达到50KN。

附工作面支架布置图

2、采空区处理

采空区处理办法：

本工作面采用全部跨落法管理顶板，最大控顶距3.2米，最小控顶距2.2米，放顶部距1米，放顶顺序自上向下或由下向上的顺序逐步进行。

3、清煤移镏

待工作面放完顶后，把浮煤清理干净，清煤后巷高达到1.8米，推镏子时应自上向下推或由下向上推，推镏子槽时，不能停镏子；推镏子机头或机尾时，严禁开动镏子。

移镏的摘柱时间不超过30分钟，长度不超过15米，即：

22棚。

第二章运输系统

1、运煤系统

工作面→下付巷刮板运输机→下付巷胶带运输机→21运输下山胶带运输机→三号胶带机→主斜井皮带机→煤仓→煤场。

2、运料系统

副斜井→车场→三号皮带巷→上付巷→工作面。

运输设备、方式，装载、转载方式及运输线路。

第六章一通三防

1、工作面风量计算

（1）按沼气量涌出量计算

Q沼=100Xka=100X.5X1.5=225m³/min

式中X——采煤工作面风流中沼气的平均绝对涌出量m³/min

Ka——采煤工作面沼气涌出量不均衡系数为1.29——1.7，取1.5

（2）按人数计算

Q人=4N=4X50=200m³/min

式中N——采煤工作面同时工作的最多人数取50人。

（3）按炸药消耗量计算

Q=25A=25X1.5=37.5m³/min

式中A——采煤工作面一次放炮所用最多炸药消耗量，一次放炮长度3米，取1.5kg

（4）风速验算：

工作面风量取225m³/min

风速V1=Q/S1X60=225/3.6X60=1.04m/s

V2=Q/S2X60=225/5.4X60=0.69m/s

其中S1——最小面积2X1.8=3.6m²

S2——最大面积3X1.8=5.4m²

《规程》要求工作面风速为0.25—4m/s，经验算该工作面风速0.69—1.04m/s符合规程要求，如工作面瓦斯增大，该风量不能满足要求时，必须增大风量。

2、通风系统

通风路线：

副井→东翼进风巷→21运输下山→21031工作面下付巷→工作面→工作面回风巷→东翼回风巷→主井→地面。

21回风下山安装2组正反向风门。

附工作面通风系统图

3、洒水降尘及防火系统

洒水降尘系统供水管路的型号为DN57管路，每隔50米设一个三通；工作面每班回采时为下一班回采的巷段注水，降低煤尘，不注水不得回采；且工作面上下两巷的转载点均安装喷雾防尘装置。

回采期间的顶煤放净，老塘侧浮煤清净，如遇高温等自燃发火标志时，及时向调度室、安通部汇报。

工作面收尾前3排巷向老塘侧洒黄土，厚度不少于200mm；工作面回采到停采线位置后，严禁回采，且密闭，时间不能超过45天。

洒水系统：

地面静压水池DN89管路经副斜井→三部皮带巷→21运输下山→21031下付巷→工作面

附工作面洒水降尘及防火系统图

4、安全监控系统

该工作面监控系统从4号监控分站引出监控线在工作面下付巷安装1台智能瓦斯探头，在工作面上隅角、工作面安全出口外5～10米内及回风巷距会风下山15米处分别安装一台智能瓦斯探头。

探头的报警点、断电点设置为0.75%，复电点0.7%，瓦斯断电仪控制工作面回风侧非本质安全性设备。

工作面上隅角悬挂瓦斯便携仪一台检测瓦斯浓度，另外有人工佩戴光学瓦斯监测仪联合检测瓦斯。

附安全监控系统图

第七章供电系统

工作面采用660V单回路供电，供电系统如下：

地面变电所10KV经付斜井到井底变电所，井底变电所660V东运输巷→21031下付巷→工作面。

电气设备配备表如下：

序号

设备名称

型号

单位

数量

备注

1

开关

QBZ—200

台

2

一台备用

2

开关

QBZ—80

台

6

2台备用

3

综合保护

ZXZ8—4

台

2

一台备用

第七章机械设备配备

工作面下付巷配备一架DSJ65/25/37皮带机，一部SGWD30镏子、工作面铺设一部SGWD30镏子，下付巷水仓安装两台QY50—60/7.5水泵，工作面下付巷临时水仓安装两台QY10—60/2-4水泵。

采面机械设备配备见下表：

序号

设备名称

型号

单位

数量

备注

1

刮板运输机

SGWD30

台

2

3

皮带运输机

DSJ65/25/37

台

1

4

潜水泵

QY10—60/2—4

台

2

一台备用

5

潜水泵

QY50—60/7.5

台

2

第九章采煤工作面循环组织

劳动力组织图表

序号

工种

0点班

8点班

4点班

合计

备注

1

打眼放炮

2

2

2

6

2

采煤

12

12

12

36

3

放顶

4

4

4

12

4

开镏子

3

3

3

9

5

机修

1

1

1

3

6

工程管理

2

2

2

6

7

维修

2

2

2

6

8

带班

2

2

2

6

9

开皮带

2

2

2

6

10

其它

7

7

7

21

合计

37

37

37

111

第十章主要经济技术指标表

序号

项目

单位

数量

备注

1

走向长

m

415

2

倾斜长

m

50~65

3

煤厚

m

2.1

4

倾角

度

16～21

5

容重

t/m3

1.46

6

工业储量

万吨

7.3

7

采高

m

2

煤厚1.2～5

8

可采储量

万吨

5.85

9

回采率

%

85～95

10

循环进度

m

1

11

循环个数

个

1.5/日

12

循环产量

吨

280

13

正规循环率

%

85

14

日产量

吨

420

平均

15

月产量

吨

11760

平均

16

回采工效率

吨/工

8.3

17

采面服务时间

月

6.7

18

炸药消耗

Kg/万吨

537

平均

19

雷管消耗

发/万吨

2385

平均

20

坑木消耗

m3／万吨

6.5

第十一章采面塌陷对地面的影响

该工作面上部为林区，距村庄及建筑物相对较远，回采时对地面建筑物及其它设施没有影响。

第十二章安全技术措施

第一节现场管理制度

一、工作面交接班制度

1、采煤队的跟班队长、组长、工程质量验收员、溜子、皮带司机，必须实行岗位责任制、现场交接班制度在交接班中，上下班交接清楚，做到口交口，手交手，交不清楚不能走，特别是存在的安全隐患必须交清，并共同研究处理方法，验收员做好记录。

2、在交接班中，跟班队长、正付班组长、一起同每一小组进行敲帮问顶，检查工作面支架及顶板情况，发现有支架不合格者，必须修复后才能进行下一步的工作，正常情况下谁施工由谁维修，正常来压造成不合格者，当班及时处理。

3、所有工作面的工作人员，必须严格执行敲帮问顶制度，时刻注意自己工作地点周围的顶板变化情况，发现问题及时处理，如本人不能处理的应及时汇报。

二、工程质量管理制度

1、采面放炮后及时掏梁窝移梁背顶，每棚椽子不少于5根，竹笆2块，护顶严密，不得漏顶，椽子直径不小于40mm，竹笆规格0.5*1.0m。

2、工作面要班班上尺上线，移梁时梁头要与两巷坡度保持一致。

3、工作面支柱必须上下成行，左右成排，打成直线，棚距0.6m，其偏差不大于100mm，排距主棚1.0m，付棚2.0m，其偏差不超过±100mm，舍帮、中排巷支柱支设时，三用阀的单向阀朝向工作面煤壁方向，煤壁柱支设时三用阀的单身阀朝向老塘方向，支柱手把的方向与三用阀单身阀的方向相同，以便支回方便。

4、底板松软时，中排支柱穿300*200*60mm的木鞋，钻底量100mm，柱爪要卡紧梁的牙销，柱要升紧，柱梁接触严密，工作面沿底部分若底板坚硬可不穿鞋，但必须在底板上刨出麻面，单体柱升紧升牢，初撑力不低于55KN。

5、煤壁采平采直，与顶底板垂直。

煤壁不留伞檐，更不许有松动煤块出现，禁止在未采段破坏煤壁。

6、工作面控顶范围内，顶底板移近量不大于200mm，且不出现台阶下沉。

7、机道梁端至煤