4315规程.docx
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4315规程
目录
第一章概况1
第一节工作面位置及井上下关系1
第二节煤层1
第三节煤层顶底板2
第四节地质构造2
第五节水文地质3
第六节影响回采的其它因素4
第七节储量及服务年限4
第二章采煤方法6
第一节巷道布置6
第二节采煤工艺7
第三节设备配置9
第三章顶板管理11
第一节支护设计11
第二节工作面顶板管理15
第三节顺槽及端头顶板管理18
第四节矿压观测20
第四章生产系统22
第一节运输系统22
第二节通防与监控系统23
第三节排水系统31
第四节供电系统31
第五节通讯照明系统43
第五章劳动组织和主要经济技术指标44
第一节劳动组织44
第二节主要经济技术指标44
第六章灾害预防及避灾路线46
第七章安全技术措施51
第一节一般规定51
第二节顶板管理53
第三节防治水58
第四节一通三防管理59
第五节运输管理64
第六节机电管理77
第七节其它86
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
4315工作面布置在430采区西翼,是430西翼采区的首采工作面,该工作面四周均为实炭区,工作面停采线以东距离430采区西翼集中轨道巷56m。
工作面井下标高-395.5~-447.6m。
工作面位置及井上下关系表表一
水平名称
-255m水平
采区名称
430采区
地面标高(m)
+40.0~+39.6
井下标高(m)
-395.5~-447.6
地面的相对
位置
4315工作面切眼相对地面位置位于郭厂村以南149m的农田里,工作面以南距许厂村最近距离109m,停采线以西距许厂村290m,工作面从许厂小学南院墙正下方穿过,地面除许厂小学外,其它均为农田或田间小路。
回采对地面设施的影响
回采时地面受影响的主要建筑物是杨家河河堤及输电高架线路;根据地表岩移观测资料,按照下沉系数0.13,据工作面揭露煤层厚度0.6~3.6m,计算地表最大下沉量0.47m。
预计回采过程中将对许厂小学南院墙造成一定的影响,回采期间要加强地面岩移观测,采取切实可行的措施。
井下位置及相邻关系
4315工作面为430西翼采区的首采面,工作面切眼以南距离A6-10钻孔226m,工作面停采线以东距离430采区西翼集中轨道巷56m,工作面以北、以南、以西均为实炭区。
走向长度(m)
643
倾斜长度(m)
36
面积(m2)
23148
第二节煤层
4315工作面煤层情况详见表二。
煤层厚度(m)
0.6~3.6
2.8
煤层结构
较简单
煤层倾角(°)
-1~+8
+4
开采煤层
3下
硬度
1~3
煤种
气煤
稳定程度
较稳定
煤
层
情
况
该面所采煤层为下二迭统山西组3下煤层。
黑到黑灰色,沥青、玻璃光泽,条带状结构,内生裂隙发育,充填钙质和黄铁矿薄膜;贝壳状、棱角状断口,局部见少量瘤状、椭球状黄铁矿结核,沉积较稳定,结构简单,煤层硬度1~3,煤岩类型为半亮型,以亮煤、暗煤为主,夹少量镜煤条带;属低灰、低硫、特低磷的优质气煤。
从现场两顺槽实际揭露情况看,煤厚变化幅度较大,厚度在0.6~3.6m之间,平均2.8m,可采指数为1。
该面在倾斜方向上煤层倾角-1~+8°,总体上西高东低,北高南低。
煤层情况表表二
第三节煤层顶底板
5314工作面煤层顶底板情况详见表三。
煤层顶底板情况表表三
顶底板
名称
岩石
名称
厚度(m)
岩性描述
老顶
中砂岩
58~39.5
54.0
浅灰~灰白色、微带绿色,厚层状,以石英为主,长石次之,高角度裂隙发育,脆性大,分选性好,粘土泥质胶结,层间夹炭质薄膜,含砂岩包裹体,具水平层理或交错层理,硬度7~9。
直接顶
粉、细砂岩互层
1.45~0.0
0.9
灰~深灰色,以粉砂岩为主,夹薄层细砂岩,具波状层理,呈连续状或断续状。
含少量炭化镜煤植物化石碎片,在下部含少量瘤状、椭球状、透镜状黄铁矿结核,硬度3~7。
直接底
粉砂岩、泥岩互层
3.84~0.77
2.0
灰~黑灰色,参差状断口,块状构造,含大量植物根部化石,顺层面有黄铁矿或薄膜,硬度1~3。
老底
粉、细砂岩互层
14.5~12.0
13.0
以细砂岩为主,局部为细、粉砂岩互层,硬度3~7。
第四节地质构造
一、断层情况以及对回采的影响
该区域构造类型简单,主要表现为断层。
工作面两顺槽实际揭露7条断层,其中影响回采的断层共4条,即F1、F2~F2’、F3~F3’、F4~F4’,落差依次为1.2m,2.2m~2.3m、2.1m~1.1m、1.3m~2.0m,根据实际揭露情况分析,预计断层对工作面回采影响较小。
具体地质情况见表四。
构造名称
走 向
(轴向)
(°)
倾 向
(°)
倾 角
(翼倾角)
(°)
性质
落差
(幅度)
(m)
影响程度
F1
185
275
60
正断层
1.2
较小
F2~F2’
191~165
281~255
57~62
正断层
2.2~2.3
较小
F3~F3’
184~197
274~287
56~85
正断层
2.1~1.1
较小
F4~F4’
186~209
276~299
34~64
正断层
1.3~2.0
较小
地质情况一览表表四
二、其它因素对回采的影响
根据地质资料及相邻工作面开采情况分析,4315工作面范围内没有陷落柱、火成岩侵入等其它因素。
第五节水文地质
一、含水层分析
该区域水文地质条件简单,对工作面有影响的含水层为3下煤层顶板砂岩含水层。
根据430采区及530采区已掘实际情况及钻探情况分析,3下煤层顶板砂岩含水层属于补给条件差,富水性中等的裂隙承压直接充水含水层,该含水层厚度大,裂隙发育,以静储量为主,分布不均一。
3下煤层顶板砂岩含水层主要指煤层老顶中粒砂岩,该砂岩浅灰-灰白色、微带绿色,厚层状,平均54.0m,以石英为主,长石次之,高角度裂隙发育,富水性强,是开采3下煤层的直接充水含水层。
根据4315工作面两顺槽实际揭露情况分析,实测巷道涌水量8m3/h,预计基本不受3下煤层顶板砂岩含水影响。
二、工作面涌水量预计
据530采区已回采结束的5303工作面实测最大涌水量为40m3/h,正常涌水量为15m3/h分析,按比拟法计算:
40m3/h(5303工作面最大涌水量)÷44274m2(5303工作面回采面积)×23148m2(4315工作面回采面积)
即4315工作面最大涌水量约为20m3/h,正常涌水量约为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
瓦斯:
本矿井田属低瓦斯矿井,根据2009年4302工作面皮带顺槽瓦斯鉴定结果,CH4相对涌出量0.09m3/t,绝对涌出量0.32m3/min;CO2相对涌出量0.40m3/t,绝对涌出量1.47m3/min。
煤尘爆炸指数:
煤尘具有爆炸性,爆炸指数为41.27%。
煤的自燃倾向性:
煤层属自燃煤层,根据煤科总院抚顺分院鉴定结果,一般自然发火期在3~6个月,最短自然发火期20±3天。
地温危害:
本区属地温正常区,现地温在24℃左右。
二、冲击地压和应力集中区
根据工作面开采深度及相邻工作面的开采情况分析,4315工作面为浅部开采,无冲击地压的危害。
但工作面断层地段为应力集中区,在推进过程中要加强顶板管理,确保安全回采。
三、存在问题及建议
1、工作面回采期间要按沿走向每隔10~30米和倾斜每隔10~15米探测一个探煤厚点。
每个探煤厚点,应取得采厚、剩余煤厚、夹石层厚等数据,并形成台帐报送地测科及相关部门。
2、工作面在推进过程中要及时清理好水沟并在工作面低洼区域安设水泵及配套设施(安设水泵排水量不得低于30m3/h),并随工作面推采前移,及时将工作面涌水排出,确保安全回采。
3、加强对回采区域地面建(构)筑物的岩移观测工作,为今后村庄建(构)筑物下开采提供技术依据。
第七节储量及服务年限
一、工作面储量
该工作面倾向长度为36m,走向长度为643m,平均煤厚为2.8m,煤层容重1.35t/m3,计算工作面基础储量为8.7万t。
根据煤炭资源回收率规定,工作面回采率按95%计算,计算得可采储量8.3万t。
详见表五。
储量计算表五
走向长度
(m)
游标值
倾向长度
(m)
常数
斜
面积
(m2)
煤
厚
(m)
容
重
(t/m3)
基础
储量
(万t)
回采率
(%)
可采
储量
(万t)
643
36
23148
2.8
1.35
8.7
95
8.3
二、工作面服务年限
工作面的服务年限=可采推进长度/月设计推进长度
=640/(17.6×30×80%)
=1.5个月
17.6—日推进距离(m),(每天机割22刀,每刀推进0.8m,三班生产);
30—平均每月生产天数;
80%—正规循环率。
第二章采煤方法
第一节巷道布置
一、采区设计、采区巷道布置概况
根据2002年7月批准的《430采区设计说明书》,4315工作面位于430西翼采区,轨道顺槽与430采区西翼集中轨道巷相通,皮带顺槽与430采区西翼集中皮带巷相通。
二、工作面轨道顺槽
4315工作面轨道顺槽,走向长度953m,沿3下煤层顶板布置,矩形断面,净宽4.0m,净高2.8m,净断面积11.2m2。
顶板采用规格为Φ18×2400mm的20MnSi高强度全螺纹钢锚杆支护,每排锚杆排布置5棵锚杆,锚杆间排距为900×900mm;两帮采用规格为Φ18×1800mm的20MnSi高强度全螺纹钢锚杆支护,每帮布置3棵每排布置6棵锚杆,锚杆间排距为1000×900mm;顶板使用T型钢带每隔三排锚杆排打设一排锚索排,锚索排打设两条钢绞线(间距1800mm),钢绞线布置在T型钢带锚索专用孔内,钢绞线使用Φ15.24mm低松弛预应力左旋钢绞线,其长度不低于5000mm,并且锚入顶板硬岩石1000mm以上。
该顺槽主要用于本工作面的进风和运料。
轨道顺槽内远离工作面一帮布置三排管路,分别为φ100mm的供水管路,φ100mm排水管路和φ50mm的供风管路各一路,在靠近工作面的一帮设有移动变电站、乳化泵站等设备。
三、工作面皮带顺槽
4315工作面皮带顺槽,走向长度1149m,沿3下煤层顶板布置,矩形断面,净宽4.0m,净高2.8m,净断面积11.2m2。
顶板采用规格为Φ18×2400mm的20MnSi高强度全螺纹钢锚杆支护,每排锚杆排布置5棵锚杆,锚杆间排距为900×900mm;两帮采用规格为Φ18×1800mm的20MnSi高强度全螺纹钢锚杆支护,每帮布置3棵每排布置6棵锚杆,锚杆间排距为1000×900mm;顶板使用T型钢带每隔三排锚杆排打设一排锚索排,锚索排打设两条钢绞线(间距1800mm),钢绞线布置在T型钢带锚索专用孔内,钢绞线使用Φ15.24mm低松弛预应力左旋钢绞线,其长度不低于5000mm,并且锚入顶板硬岩石1000mm以上。
该顺槽主要用于本工作面的运煤和回风。
皮带顺槽内远离工作面一帮布置φ100mm的供水(防尘)管路、φ50mm的排水管路以及两路束管监测管路等,在靠近工作面侧设置转载机和胶带运输机。
四、工作面切眼
4315工作面切眼,倾斜长度37m。
沿3下煤层顶板布置,矩形断面,净宽6.5m,净高2.8m,净断面积18.2m2。
顶板采用Φ18×2400mm的20MnSi高强度全螺纹钢锚杆支护,每排布置7条,锚杆间排距为700×800mm;两帮采用Φ18×1800mm的20MnSi高强度全螺纹钢锚杆支护,每排布置3条,锚杆间排距为1000×800mm。
顶板全部使用异型钢带,顶板每隔两排锚杆排打设三组锚钉,锚钉间距1600mm,布置在两锚杆排中间,钢绞线垂直顶板布置。
钢绞线使用Φ15.24mm低松弛预应力左旋钢绞线,其长度不低于5000mm,并且锚入顶板硬岩石1000mm以上。
工作面切眼与两顺槽成80°的夹角,轨道顺槽超前皮带顺槽6.4m,开面时需及时进行调面将工作面调至与两顺槽垂直。
五、硐室及其它巷道
在工作面切眼,靠近轨道顺槽端布置采煤机组装硐室,长度15m,宽度1.5m,高度2.8m,采用锚网索支护。
在工作面切眼两端头各布置一个绞车窝硐室,用于工作面安装时绞车的安置,宽度3.0m,高度2.8m,深3.0m,采用锚网支护。
六、停采线位置的确定
地面位置:
停采线以西距许厂村290m。
井下位置:
位于4315轨道顺槽517#导线点以外43.2m,皮带顺槽501#导线点以外36.4m,工作面停采线以东距离430采区西翼集中轨道巷56m。
第二节采煤工艺
一、采煤工艺
4315工作面采用综合机械化走向短壁后退式一次采全高采煤法回采,全部垮落法管理顶板。
工艺流程:
割煤→移架→推移刮板运输机。
1、采高确定:
根据设备技术参数以及煤层厚度变化情况,为尽可能多的回收煤炭资源,确定工作面采高为2.6~3.5m,平均采高为2.8m。
推进过程中若煤层厚度变厚超过支架最大支撑高度时,要及时抬刀撇底煤,沿煤层顶板推进,保证支架能有效支撑顶板。
2、落煤方式:
使用MG400/930-WD型双滚筒采煤机双向截割煤体,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤。
3、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。
4、运煤:
刮板运输机将煤运到皮带顺槽桥式转载机,再由转载机与皮带顺槽胶带运输机搭接将煤运出。
二、落煤方法
1、采煤机的进刀
采煤机的进刀采用端部自开缺口、斜切进刀的方式,斜切进刀段长度为30m,进刀深度0.8m。
具体操作如下:
⑴采煤机向上(下)割透端头煤壁后,推移刮板运输机,使得刮板运输机弯曲段为15m。
⑵将采煤机反向,向下(上)进刀,通过15m的弯曲段至30m处,使得采煤机达到正常截割深度(即0.8m),按要求将推移刮板运输机至平直状态。
⑶采煤机继续割煤到下(上)端头,至割透端头煤壁。
⑷将两个滚筒的上下位置调换,向上(下)采煤机进入正常割煤状态。
2、采煤机正常截割
采煤机正常割煤时,前滚筒割顶煤、后滚筒割底煤,采煤机以3m/min的速度向上(下)割煤,直至割透上(下)端头煤壁。
三、工作面正规循环生产能力
工作面每天完成22个循环,每循环进尺0.8m,平均割煤高度2.8m,煤炭回采率95%。
平均每月生产天数为30天,煤的密度为1.35t/m3。
每循环产量:
W=L×S×H×R×C
=36×0.8×3.1×1.35×0.95
=114.5t
式中:
W---工作面一个循环生产能力,t;
L---工作面长度,m;
S---工作面循环进尺,m;
H---工作面设计采高,m;
R---煤的容重,t/m3;
C---煤炭回采率,%;
设计生产计划为每天三个生产班生产,早班割6刀,中班和夜班每班割8刀,其中早班12点半至14点半检修,一天完成22个循环,可得出:
日产量=22W=22×114.5t=2519t
月产量=2519t×30=75570t
工作面月推进=0.8×22×30=528m
第三节设备配置
一、采煤机
型号:
MG400/930-WD电牵引采煤机
采高:
2.0~3.8m截深:
800mm
装机功率:
930kW供电电压:
3300V
滚筒直径:
2000mm摇臂摆动中心距:
7600mm
牵引方式:
电牵引牵引机构形式:
齿轮销排
牵引速度:
0~13.9m/min最大牵引力:
680kN
滚筒转速:
28r/min机器总重:
64t
二、液压支架
本工作面共选用28架支架支护工作面顶板,其中选用ZFS5600/17/35B型中间支架共22架;皮顺端头选用ZFG4800/17/35型过渡支架4架,轨顺端头选用ZFG4800/17/35型过渡支架2架,共6架。
其主要技术特征:
中间支架过渡支架
型号:
ZFS5600/17/35BZFG4800/17/35
支撑高度:
1.7~3.5m1.7~3.5m
支撑宽度:
1420~1590mm1430~1600mm
初撑力:
4986kN(31.4MPa)3946kN(31.4MPa)
工作阻力:
5600kN(34.9MPa)4800kN(38.2MPa)
支护强度:
0.77MPa0.7MPa
底板比压:
1.96MPa1.67MPa
支架中心距:
1500mm1500mm
数 量:
22架6架
三、运输设备
1、刮板运输机
型号:
SGZ-800/375
电机功率:
375kW
运输能力:
1500t/h
链速:
1.31m/s
中间槽尺寸:
1500×800×308mm
2、转载机
型号:
SZZ-1000/400
电机功率:
400kW
运输能力:
2200t/h
链速:
1.83m/s
3、破碎机
型号:
PCM200
破碎能力:
1200t/h
电机功率:
200kW
4、带式运输机
可伸缩带
型号:
SSJ-1200/250
电机功率:
250kW
运输能力:
1200t/h
带宽:
1200mm
带速:
3.5m/s
长 度:
800m
四、泵站
乳化泵选用两台MRB-250/31.5型乳化泵,喷雾泵选用两台KBP-250/10清水泵。
乳化泵喷雾泵
型号:
MRB-250/31.5KBP-250/10
公称流量:
250L/min250L/min
公称压力:
31.5MPa10MPa
电机功率:
160kW55kW
数量:
2台2台
第三章顶板管理
第一节支护设计
一、工作面液压支架支护强度验算
1、经验计算支护强度
Pt=khrg
=8×2.8×2.4×9.81
=527.4(kN/m2)
式中:
Pt:
工作面合理的支护强度;
k:
工作面支架应该支护的上覆岩层厚度与采高之比,取4~8;本工作面取8;
h:
平均采煤高度,取2.8m;
r:
顶板岩石容重,取2.4t/m3;
g:
常数,取9.81。
2、参考同煤层矿压观测资料
表七所示为同采区的4306工作面的矿压观测资料,可知最大平均支护强度等于342kN/m2;4306工作面初次来压步距为27.2m,周期来压步距为16.3m。
4315工作面与4306工作面同处在430采区,地质采矿条件相似,预计本工作面的初次来压步距为25~30m,周期来压步距为14~19m。
在工作面从切眼向外推进35m的过程中,要加强工作面的顶板管理和支架支护质量的监测,保证支架完好,杜绝串漏液现象的发生。
3、选择工作面支护强度
527.4kN/m2>342kN/m2,因此工作面支架的支护强度应大于527.4kN/m2=0.5274Pa。
4、支护设备选择
根据以上计算,工作面选用支架的支护强度要大于0.5274Pa。
因此,4315工作面选用支护强度为0.77MPa的ZFS5600/17/35B型支架和支护强度为0.7MPa的ZFG4800/17/35型支架能满足支护强度的要求,根据工作面条件与支架适应条件对照表八可以看出,选用ZFS5600/17/35B型和ZYG4800/17/35型支架,能够满足顶板管理支护强度需要。
二、两顺槽超前支架支护强度验算
1、计算工作面每组超前支架支护强度
Pt=Ft/S
=(LF测)/S
=(11.05×270)/〔8×(3.14×0.125×0.125)〕
=7.6MPa
式中:
Pt:
4315工作面超前支架立柱合理支护强度;
L:
4315工作面一组超前支架最大长度;
S:
超前支架立柱的受力面积;
F测:
同煤层4306工作面超前支护每米支护强度(kN)实测270kN。
2、4315工作面超前支架立柱初撑力的选择
根据以上计算,工作面ZCZ15000/24/45C型巷道超前支架的初撑力应大于7.6MPa,因此,工作面ZCZ15000/24/45C型巷道超前支架的初撑力定为11.5MPa>7.6MPa,满足支护要求。
本工作面选用ZCZ15000/24/45型超前支护支架对轨道顺槽和皮带顺槽进行支护,其主要技术特征如下:
⑴轨道顺槽超前支护支架组由一架ZZM7500/24/45型锚固支架、一架ZCZ15000/24/45C型前超前支护支架和一架ZCZ15000/24/45B型后超前支护支架组成。
ZCZ15000/24/45C型前超前支架ZCZ15000/24/45B型后超前支架
高度:
2400~4500mm2400~4500mm
长度:
11050mm11050mm
宽度:
2952~3482mm3220mm
初撑力:
12360kN,31.5MPa12360kN,31.5MPa
工作阻力:
15000kN,38.2MPa15000kN,38.2MPa
支护强度:
0.33MPa0.33MPa
平均底板比压:
0.84MPa0.84MPa
操作方式:
本架控制本架控制
数量:
一架一架
ZZM7500/24/45型锚固支架
高度:
2400~4500mm
长度:
3964mm
宽度:
1879mm
初撑力:
6180kN,31.5MPa
工作阻力:
7500kN,38.2MPa
支护强度:
0.5MPa
平均底板比压:
0.9MPa
操作方式:
本架控制
数量:
一架
⑵皮带顺槽超前支护支架组一架ZCZ15000/24/45型前超前支护支架和一架ZCZ15000/24/45A型后超前支护支架组成。
ZCZ15000/24/45前超前支架ZCZ15000/24/45D型后超前支架
高度:
2400~4500mm2400~4500mm
长度:
9970mm9710mm
宽度:
2952~3482mm2952~3482mm
初撑力:
12360kN,31.5MPa12360kN,31.5MPa
工作阻力:
15000kN,38.2MPa15000kN,38.2MPa
支护强度:
0.35MPa0.37MPa
平均底板比压:
0.84MPa1.32MPa
操作方式:
本架控制本架控制
数量:
一架一架
同煤层矿压观测4306工作面支护情况参考表表六
巷道名称
支护方式
支护密度
支护长度
(m)
每米支护
强度(kN)
单体支柱
初撑力(MPa)
皮带顺槽
单体支柱配
合铰接顶梁
三排,一梁一柱
25
270
11.5
轨道顺槽
单体支柱配
合铰接顶梁
三排,一梁一柱
25
270
11.5
同采区矿压观测及预计本工作面矿压参数参考表表七
序号
项目
单位
同煤层实测
本面选取或预计
1
顶底
板条
件
老顶厚度
m
46.9
54.0
直接顶厚度
m
8.0
0.9
直接底厚度
m
2.0
2.0
2
直接顶初次垮落步距
m
20
20
3
初
次
来
压
来压步距
m
27.2
25~30
最大平均支护强度
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- 关 键 词:
- 4315 规程
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