最新《9101回采工作面作业规程》.docx
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最新《9101回采工作面作业规程》
第一章概况
第一节工作面位置及井上下位置关系
4101综采工作面是中煤担水沟煤矿首采工作面,工作面由东向西布置,平均走向长976米,(切眼内帮至停采线)面斜长250米。
可采储量为1597466.4t。
具体位置及井上下关系如下所述。
工作面位置及井上下关系
工作面名称
4101工作面
地面标(m)
+1241.8m
工作面标高(m)
+1028~+949m
地面位置
4101工作面地面对应是山体,无建筑物和其他设施。
井下位置及四邻采掘情况
4101工作面东面与主斜井煤仓4#煤采区变电所相邻;西为未开采的井田,南与登空区相邻;北与4煤回风大巷相邻。
采煤对地面设施影响
4101综采面位于担水沟煤业井田中部,采用综采全高采煤,采后对地面影响不大,地面无建筑物和其他设施。
平均走向长度
976m
面斜长m
250
面积m2
241163.4
第二节煤层
4101综采工作面煤层及煤质情况如下所述。
煤层情况
煤层厚度
(m)
1.0-6.6m
煤层结构
煤层倾角
(度)
15°~23°
4.8
简单
18°
可采指数
1
变异系数(%)
12.5
稳定程度
较稳定
煤层
情况
描述
4-1号煤层赋存于太原组顶部,煤层厚度1.00~6.60m,平均煤厚4.8m,该煤层属全区稳定可采煤层。
煤层一般含夹矸0~2层,夹矸厚度0.05~1.10m,岩性多为高岭岩、炭质泥岩和砂质泥岩,结构较简单。
该煤层直接顶为K3砂岩,局部为泥岩、砂质泥岩,有时有炭质泥岩伪顶。
底板一般为含植物根化石的细砂岩,局部为砂质泥岩。
第三节煤层顶底板
顶、底板名称
岩石名称
厚度m
岩性特征
直接顶
中细粒砂岩或泥岩、砂质泥岩
5.59-22.40
4#煤层直接顶板为中细粒砂岩或泥岩、砂质泥岩,厚度5.59-22.40m,局部裂隙发育,为半坚硬岩石,属中等坚硬顶板,顶板不易冒落。
局部区域顶板有0.02-0.05m炭质泥岩伪顶,易垮落,需加强支护管理。
伪顶
泥岩
0.02~0.05
局部沉积,灰黑松软,含碳质和植物化石碎片。
直接底
泥岩
局部细砂岩
4.25
底板为泥岩、局部为细砂岩,厚度4.25m左右,质散。
老底
砂质泥岩和粉砂岩
1.5-5.2
深灰色粉砂岩、细砂岩碳质泥岩,泥质胶接,
附工作面综合柱状图
柱状图
岩石名称
岩层图例
厚度
岩性特征描述
砂岩
K3
………
………
………
………
5.59-22.4
11.7
上部为灰白色粗砂岩,
底为一层灰白深灰色中粗砂岩石英砂岩,分选较差,定位K3
4-1煤
七
煤
3.55-6.24
4.8
褐-黑色,沥青-玻璃光泽,致密坚硬。
中砂岩
4-2煤
。
。
。
。
。
。
。
。
。
1.5-5.2
4.25
深灰色粉砂岩,细砂岩
七
煤
·····
·····
泥岩
0.03-1.74
0.89
黑色砂质泥岩
中砂岩
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
第四节地质构造
工作面内有10条正断层和一陷落柱,断层最小落差0.75米,最大断层落差23米,大断层由切眼内帮沿胶带顺槽方向向东约490米处,陷落柱由开切眼内帮沿回风顺槽方向向东约297米。
工作面内无冲刷带和褶曲。
4号煤层之上为灰白色-中粒砂岩(K3)局部相变为粉砂岩。
4号煤层具厚度大,结构复杂,夹多层高岭石夹矸,具高灰低硫的特点。
断层、陷落柱具体位置详见平面图。
地质构造情况
构造
名称
走向
(度)
倾向
(度)
倾角
(度)
性质
落差
(米)
对回采的
影响程度
F1
320
50
60
正断层
1.2
影响较大
F2
287
171
73
正断层
4
影响较大
F3
304
214
69
正断层
3.5
影响较大
F4
301
135
60
正断层
23
影响较大
F5
302
125
56
正断层
0.75
影响较小
F6
293
137
67
正断层
3.5
影响较大
F7
293
113
67
正断层
1.5
影响较大
F8
288
129
72
正断层
6.5
影响较大
F9
295
131
60
正断层
2.0
影响较大
F10
300
76
60
正断层
3.2
影响较大
附皮带顺槽地质素描图
第五节水文地质
一、涌水量
正常涌水量:
2m3/h(采煤面)
预计最大涌水量:
15m3/h.(采煤面)
二、含水层因素分析
4-1号煤层直接充水含水层为山西组砂岩风化裂隙含水层,属弱富水含水层。
矿井开采的充水因素中主要考虑来自底板奥灰水。
开采4-1号煤时水文地质条件简单,对矿井开采影响较大的是奥灰水。
开采前必须打放水孔,做到有疑必探,先放后采,保证工作面回采过程中无水患之忧。
巷道低洼处有积水,采煤时必须安泵排放。
抓好该面防排水工作,确保排水畅通,严格落实各项防治水措施。
三、其他水源的分析
井田内4-1号煤层分布有大片采空区和古空区,存有不同程度积水,4-1号煤层存在1处积水区,总积水量为0.15万m3;
四、影响采煤的其他因素
影响采煤的其它因素
瓦斯
低瓦斯矿井
煤尘
煤层有爆炸危险
煤的自燃
4-1属长焰煤具有自然性,自然期小于4个月
地温
地温正常,煤系地层平均地温梯度2.93度
地压
属地压正常区,构造复杂处压力显现明显
普氏
硬度
煤层
夹矸
直接顶
直接底
2-3
3
5
7
五、地质部门的建议
1、工作面断层影响严重地段,应制定专门回采补充措施。
2、加强瓦斯、煤尘、气温的监测工作,一旦发现有超标或异常现象,立即采取措施处理,确保回采安全。
3、加强地质观测,发现地质异常及时汇报。
4、回采时在巷道矿压显现地段要加强支护,防止顶板事故。
第七节储量及服务年限
一、储量
1、计算范围:
计算范围为本工作面回风顺槽内帮、皮带顺槽内帮、切眼内帮和停采线所包围的独立块段。
平均走向长976米,(切眼内帮至停采线)面倾斜长250米。
2、储量计算:
储量计算
段号
平均走向长(m)
面斜长(m)
面积(m2)
煤厚(m)
容重(t/m3)
工业储量(t)
可采率(%)
可采储量(t)
976
250
241163.4
4.8
1.38
1597466.4
93
1485644
二、工作面服务年限
P=Z/(A*K)
P—工作面服务年限
Z—可采储量1485644t
A—每天产量A=4.8*250*4*1.38*0.93*0.9=5544.3t
K—备用系数,取1.3
P=Z/A=1485644/(5544.3*1.3)=206天≈7个月
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
4101工作面布置在一水平,4-1煤中,整个工作面由东向西布置,平均走向长为976米,面斜长250米,其中胶带顺槽切眼内帮至停采线968米,回风顺槽由开切眼内帮至停采线984米,工业储量为159万吨。
皮带顺槽零米处与4煤集辅巷相联,北面是皮带顺槽,南面是回风顺槽。
工作面南高北低。
两巷高差79m,平均倾角18°采区巷道布置见工程面布置图。
二、工作面顺槽支护形式:
1、工作面运输巷
皮带顺槽沿煤层顶板布置。
巷道采用锚网加锚索支护方式。
皮带顺槽,净宽为5.2m,净高3.1m,净断面积16.12m2,
2、工作面回风巷
回风顺槽沿煤层顶板布置,巷道采用锚网加锚索支护方式。
回风顺槽:
净宽为5.0m,净高3.1m,净断面15.5m2
3、工作面切眼
采煤工作面切眼位于4101工作面的最里部,沿煤层顶板布置,顶部采用锚网加锚索支护,帮部采用锚网支护,4101切眼,净宽8m,净高3.3m,净断面积25.4m2。
切眼工作面采煤配备设备情况:
中部采用型号为ZY9200/22/46型掩护式液压支架,中部支架139架,;两端过渡支架采用ZYG9200/22/46型掩护式液压支架,共6架,排头3架,排尾3架。
整个切眼共布置145架。
另外两巷超前支护单体支柱共60根,配合一字铰接梁。
第二节采煤工艺
一、采煤方法
1、采煤机进刀
采煤机进刀采用端部自开缺口,单向割煤,斜切进刀方式,斜切进刀段长度为30m,进刀深度0.8m。
往返一次进刀,要求沿顶板割煤,一次采全高。
具体操作如下:
(1)采煤机向上(下)割透端头煤壁后,向上(下)推移刮板运输机,使刮板运输机弯曲段为15m后,将两个滚筒上下位置调换,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)。
按要求推移刮板运输机至平直状态。
(2)将两个滚筒的上下位置调换,向下(上)割三角煤至割透端头煤壁。
(3)割完三角煤以后,将两个滚筒的上下位置调换,采煤机空机返回。
(4)采煤机进入正常割煤状态。
割煤要保证工作面平、直,当工作面出现伞檐长度超过1m时,其最大突出部分不超过200㎜,伞檐长度在1m以下时,其最大突出部分不超过250㎜。
遇顶板破碎及地质条件变化时,煤机要慢速牵引,煤机司机与支架工要密切配合好。
附图:
采煤机进刀示意图。
二、采煤工艺
4101综采工作面采用一次采全高综采工艺,工作面顶板管理方法为全部垮落法。
采用走向长壁后退式采煤法。
割煤机采用MG500/1180-WD双滚筒采煤机割煤,采高2.3~4.5m,割煤深度为0.8m。
装煤:
采煤机螺旋滚筒配合SGZ1000/1050型刮板输送机铲煤板装煤。
运煤:
回采工作面可弯曲刮板输送机SGZ1000/2×525型,顺槽可伸缩胶带输送机选用SSJ1200/2×315。
工艺顺序:
尾部进刀→采煤机割煤→移架→返刀→推溜子→进入下一循环
2、采煤机正常割煤
采煤机以4.19m/min的速度向下(上)割煤,直至割透下(上)端头煤壁。
采煤机正常割煤采用前滚筒割顶煤、后滚筒割底煤的方式。
三、采煤工作面正规循环生产能力
工作面每天3个循环,其中一班为半班检修半班生产。
每天进尺为4米,割煤高度为4.5m,月工作平均天数30天,正规循环率90%,采煤率为93%,则
日割煤量=250×4×4.5×0.93×1.38≈5775吨
月产量=5775×30×90%=15.6万吨
第三节设备配置
一、采煤机选型
1、采煤机应具有的生产能力:
式中:
Qh——工作面设备所需最小生产能力,t/h;
Qy——要求的工作面年产量,0.9Mt/a;
D——年生产天数,330d;
F——能力富裕系数,1.3;
N——日作业班数,3班;
M——每日检修班数,1班;
T——每班工作时数,8h;
K——开机率,0.6。
则:
t/h
2、采煤机装机功率:
装机功率包括截割电动机、牵引电动机、破碎电动机、液压泵电动机、机载增压喷雾泵电动机等电动机功率总和。
装机功率由下式估算:
P=Q×Hw
式中:
P——装机功率,kW;
Q——采煤机生产率,369.3t/h;
Hw——比能耗,一般0.6~0.7,取0.7。
经计算采煤机的装机功率为258.5kW。
3、确定滚筒直径:
一水平4-1号煤层采高为2.2~4.5m,滚筒直径一般按最大采高的0.5倍考虑,滚筒直径取2.5m。
根据以上分析、计算结果,参照国内高产高效矿井回采工作面装备情况,设计选用MG500/1180-WD型采煤机。
二、采煤机选用MG500/1180-WD双滚筒采煤机,其主要技术参数如下:
采高
截割功率
截深
滚筒直径
驱动方式
牵引速度
2.2~4.6
2×500KW
800mm
φ2500mm
交流电牵引
0~8m
适应煤层倾角
总装机功率
供电电压
≤25°
1180kW
3300V
三、液压支架的主要技术特征:
基本支架的主要技术特征
架型
掩护式液压支架
型号
ZY9200/22/46
支架高度
2200~4600
支架宽度
1650~1850
支架中心距
1750mm
支架初撑力
7140kN(31.5Mpa)
支架工作阻力
9200KN;(40.6Mpa)
支护强度
1.10~1.14Mpa
对底板平均比压
2.6~2.7Mpa
推溜步距
800mm
推溜力/拉架力:
504kN/989kN
支架运输尺寸长×宽×高
7050×15.650×2200mm
支架质量
32000Kg
采高
3.5~4.3m
操作方式
手动本架
适应煤层倾角
≤40°(加防倒防滑装置)
泵站额定压力
31.5Mpa
过渡支架的主要技术特征
架型
两柱掩护式过渡液压支架
型号
ZYG9200/22/46
支架高度
2200~4600
支架宽度
1650~1850
支架中心距
1750mm
支架初撑力
7140kN(31.5Mpa)
支架工作阻力
9200KN;(40.6Mpa)
支护强度
0.91~0.93Mpa
对底板平均比压
2.6~2.7Mpa
推溜步距
800mm
推溜力/拉架力:
504kN/989kN
支架运输尺寸长×宽×高
7800×1650×2200mm
支架质量
33000Kg
支架正常工作高度
3.5~4.3m
适应煤层倾角
≤40°(加防倒防滑装置)
泵站额定压力
31.5Mpa
四、运输设备
1.刮板输送机主要技术参数
型号
SGZ1000/1050
电机功率
2×525KW
运输能力
2000t/h
中间槽尺寸
1750×1000×632mm
2.桥式转载机主要技术参数
型号
SZZ1000/400
电机功率
400KW
运输能力
3000t/h
中间槽尺寸
1750×1100×830mm
链速
1.28m/s
3.破碎机主要技术参数
型号
PCM250
电机功率
250KW
破碎能力
3000t/h
破碎机锤头冲击速度
20m/s
传动形式
V带传动
4.可伸缩带式输送机主要技术参数
型号
SDJ-150/63/2×315
电机功率
2×315KW
带宽
1200mm
带速
2.1m/s
五、乳化泵主要技术参数
型号
BRW400/31.5
公称压力
31.5Mpa
电机功率
250KW
公称流量
400L/min
附图:
4101综采工作面设备布置示意图
第三章顶板管理
第一节支护设计
一、液压支架支护强度验算
1、经验计算支护强度
P=(6~8)×9.8×H×γ×10-3
式中:
H——采高,取最大采高4.5m;
γ——为顶板岩石容重,取γ=2.5t/m3;
则:
P=(6~8)×9.8×4.5×2.5×10-3
=0.6468~0.8624MPa,取0.9MPa。
支架工作阻力的确定:
F=A(L+C)P
式中:
A——支架中心距,m;
L——支架顶梁长,m;
C——梁端距,C=0.2~0.35m,取C=0.3m;
则:
F=1.75×(4.12+0.3)×0.9
=6.96MN=6960kN
4101综采工作面选用基本液压支架ZY9200/22/46型掩护式支架,工作阻力为9200KN,6960KN<9200KN,根据支护强度的计算,结合本矿井煤层顶底板情况和煤层赋存条件,4-1号煤综采工作面选用ZY9200/22/46型支撑掩护式液压支架满足工作面支护要求。
第二节工作面顶板管理
本工作面的顶板直接顶为中细粒砂岩或泥岩,其管理采用全部垮落法。
配置139架中部掩护式液压支架,两端头各配置3架过渡支架,过渡支架的顶梁相比基本架加长了800mm,连接头加长150mm。
切眼内部共145架对工作面顶板实行掩护式支护。
运巷和材料巷用单体支柱配合一字铰接梁超前支护20m。
详见支护示意图。
一、正常工作时期顶板支护方式:
采用追机移架的方式及时支护顶板。
在采煤机割煤后,先移支架,再移运输机,即割煤—移架—移运输机。
顶板破碎时要紧跟前滚筒移架或超前移架,并且是带压移架,即当发现片帮严重时,不等采煤机割煤,就进行移架,再进行其它操作,工艺为移架—割煤—移运输机。
1.液压支架支护的控顶距
最小控顶距:
4.599m,最大控顶距:
5.604m
2.支护要求
1)工作面应达到动态的质量标准化要求,确保“三直、二平、一净、二畅通”的质量要求。
2)加强支架的支护强度,确保支护质量,支架初撑力不得小于90KN。
支架移过一个步距之后,应立即升柱,使顶梁紧贴顶板。
3)采煤机割煤后,支架即可降柱前移,以实现及时支护。
防止长时间空顶,造成顶板局部冒落。
4)工作面出现冒顶时,要及时用木料接顶。
5)工作面支架严禁歪斜和咬架、挤架;否则,要及时调整。
二、特殊时期的顶板管理
㈠、来压时的顶板管理
1、工作面初次来压前,派有经验的人员深入现场,掌握可靠的矿压显现数据,并制定专项初次放顶措施,工区要组成初次放顶安全管理小组,由队长、技术员、跟班队长、班长及有经验的老工人组成,每班有小组管理成员跟班指挥,发现不安全因素,立即处理,防止重大事故发生。
2、工作面基本顶初次来压和周期来压期间,应加强来压的预测预报工作。
3、工作面初次来压时,工作面液压支架与端头支柱必须保证支架完好,全部达到初撑力要求,如采面来压,劈帮严重,要超前移架或人工超前支护,保证顶板支护状态完好。
4、及时超前移架,缩小架前端面距和顶板悬露时间。
5、割煤时,要严格控制好割煤高度,采高控制在2.3-4.5m左右;割顶、底板时支架受力均匀,并接顶严密。
6、上、下出口范围内如有变形支柱,要及时改好,改柱子要坚持先打后回的原则,缺柱的要补齐。
7、初次放顶期间,根据顶板来压预兆的情况,在上下出口采取相应措施加强支护,在老塘侧要加打木垛或抬棚或密集点柱,以确保出口的安全。
8、来压期间或停产前,加强支架的检修质量,保证支架的完好。
9、必须严格执行敲帮问顶及找顶制度。
10、老塘回柱和进入煤壁侧作业时,做好护邦护顶措施后另外都要有专人负责观察,有问题要及时处理好后才能正常作业。
11、回老塘内的柱子和梁时,要坚持由下向上,由里向外依次回撤的原则,随回柱,随摘梁,严禁留尾巴梁,回柱必须坚持先打后回原则。
12、回老塘料时,如压力较大或顶板破碎,要打好临时支柱加强支护。
13、回柱时,回撤人员必须站在支护良好的安全地点,保证后路畅通,并跟周围人员打好招呼,待其它人员躲到安全地点后再回柱采液。
回柱时,必须使用长柄专用工具卸载。
14、生产班作业过程中,要及时回料,保证末排支柱不超过支架尾梁,防止毛窝过大,老顶来压时摧垮毛窝支护伤人。
15、回柱时,对要回收利用的木料要提前拴好2米以上的绳爪,待回完支柱后,使用绞车牵引进行回收,严禁进入老塘作业。
绞车位置应该布置在距切眼10-25米处。
16、使用绞车前,人员要站在没有发生崩绳崩柱断绳甩勾抽人的危险三角区以外的安全地点,绞车压戗柱齐全,信号联系准确。
17、初次采顶期间老塘悬顶面积过大,须制定专向安全技术措施
18、工作面初次放顶、初次来压前必须编制专门安全技术措施。
㈡过断层及顶板破碎时的顶板管理
1、过断层及顶板破碎期间,上下出口必须加强支护。
支柱必须打的迎山有劲,缺柱时要及时补齐,对顺风、退山、歪扭及失效柱子要及时改好,改柱子要严格执行先打后回的原则。
柱子要打在实底上,不见底时要穿好铁鞋或木板鞋,做好防倒措施。
2、过断层及顶板破碎期间,加强对支架的检修和保养,保证支架完好;支架的所有管路系统,要吊挂整齐,不许砸压、挤埋;严禁有跑、冒、滴、漏的现象,更不允许有支架自降现象,确保支架达到初撑力要求。
3、采面距断层4.5-6m时要调整好采高,严格控制采高,严禁不合理的割底或破板,影响煤质。
4、在割煤过程中,司机要精神集中,注意好顶板变化情况,遇到劈帮、顶板碎容易冒顶时,要及时停机断电摘刀,处理好顶板后再割煤。
煤机要采慢速度,以保证及时移架支护顶板。
运转中要随时注意并根据面溜的负荷情况、支架工移架速度等确定煤机牵引速度,发现面溜超负荷或看见面溜司机给出的闪灯信号,要立即停机,以防压溜。
待面溜恢复正常运转后再给牵引割煤。
5.工作面过断层及异常区顶板破碎带时,煤机司机必须密切注意上顶变化情况,及时停机,支架工及时移架,及时支护好顶板。
6、进入煤壁侧作业,必须停机闭溜,防止面溜、煤机误动作伤人,并随时注意煤壁及顶板情况,防止片帮掉矸伤人,严格坚持敲帮问顶制度,确实做到不安全不生产。
7、顶板破碎处必须及时打走向板或倾向板,控制好顶板,加强工程质量管理,支架初撑力必须达到要求,面溜、支架要平直。
8、采面过断层时,可根据顶板情况,可选择顶板局部适量铺网,并且停止采煤。
9、移架前要向周围人员打好招呼,躲开被移支架下方3组以外,以防掉矸子伤人,被移支架上下3组的煤壁范围内有人工作时,不准移架,移架过程中,要注意调整支架,要做到一步三调,防止出现挤架、倒架和支架下滑现象。
移架后必须及时升架,并达到支架的初撑力,支架顶梁要求平直,最大仰俯角不超过7°,不得射天或低头,支架上下架间不能出现台阶现象。
10、控制好煤机漂刀或刹底的幅度,支架端面距不大于340mm。
移架时,支架要下降150~200mm之间,以移动支架为标准,在破碎顶板下,必须带压移架。
严禁相邻两组支架同时前移,间隔距离不得小于5组支架。
11、移端头支架时,必须和上下出口作业人员打好招呼,相互联系好,严禁在上、下机头及老塘内做其它工作或逗留。
12、当工作面发生片帮或冒顶时,作业人员要在可靠的支护下工作,严禁在片帮冒顶下方站人和工作,要清理好后路,保证后路畅通,并设专人观山,发现险情及时撤人。
13、采面过断层时,断层落差超过1.0米时另补安全技术措施。
第三节两巷及端头顶板管理
一、工作面材料、运输巷的超前支护
1.支护要求及支护密度:
1)材料、运输巷超前支护长度不小于20米,采用单体液压支柱配合花边刚梁、一字铰接顶梁支护。
2)工作面两顺槽均选用HDJB-1200型一字铰接顶梁和花边钢梁。
3)两顺槽沿工作面推进方向共打四排,一梁一柱,间距均为1米;排距为1.2米。
2.支护质量控制标准
1)支柱纵横成线,偏差为±l00mm。
2)支柱应打到实底,并做到迎山有力。
单体液压支柱初撑力不小于11.5MPa。
3)支柱均用1分钢丝绳防倒绳拴好,带帽点柱可用8#铁丝拴到顶网上,防止卸载倾倒。
4)所有单体液压支柱三用阀方向一致,注液孔朝向一个方向。
5)单体的实际最大支撑高度应小于设计最大支撑高度0.1米,实际最小支撑高度应大于设计最小支撑高度0.2米,严禁超高,超低使用。
6)两巷单体支柱在巷道顶板松软时必须穿铁鞋,支设单体时工作地点下方严禁有人同时从事其它工作。
二、工作面端头及安全出口的管理
1.工作面上下出口的高度不低于1.8米,宽度不低于0.7米,必须保持上下出口通畅。
工作
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