115综采工作面设计说明书.docx
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115综采工作面设计说明书
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
115-105工作面是一次采全高综采工作面。
本面开采二叠系山西组5-1#煤层。
工作面走向长150m,倾斜长1200m,平均采煤厚度2.59m,可采储量675990吨。
工作面标高+725~745m。
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
水平名称
1077
采区名称
一采区东翼
地面标高
+1365~+1391m
井下标高
+1090~1110m
地面的相对
位置
位于大峪河以北山梁上,本区地面多为低山丘陵,地表均被黄土覆盖,冲沟发育。
回采对地面设施的影响
回采造成地面裂隙,塌陷等。
井下位置及与相邻关系
此工作面南为F3断层,东为小峪煤矿矿界,北为实体煤,西为运输大巷、轨道巷和回风巷。
走向长度
150m
倾斜长度
1200m
面积
180000m2
第二节煤层与煤质
本工作面设计开采煤层为5-1#煤,通过地质资料分析,具体情况:
所开采二叠系山西组5-1#煤层,煤厚1.23~3.97m,平均为2.59m,属稳定可采煤层。
煤层倾角0~3o。
煤质情况表二
A
V
S
Y
工业牌号
26.29%
38.06%
0.44%
11
QM
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
顶板
中砂岩
5.0
白色长石、石英砂岩
底板
中细砂岩
2.0~3
矿泥岩胶结物
附图1-1:
115-105工作面地层综合柱状图(见图)
第四节地质构造
概况:
本工作面走向北东,倾向北西的单斜构造区,根据上分层及掘进资料,工作面有三条小断层。
第五节水文地质
(一)115-105工作面水文地质概况:
本工作面水文地质条件简单,主要充水含水层均为富水性弱的含水层,由于上部煤层已回采,对本工作面回采影响最大的是上部采空区积水。
在回采前首先进行探放水工作,确认上部采空区无积水时方可进行回采工作。
上部煤层采空区内有积水,在掘进过程中部分已探放,预计剩余积水量100~300m3,因此在回采过程中在两巷及工作面低凹处,淋水较大应加强探放水。
(二)涌水量预计
预计本面最大涌水量10m3/h,正常涌水量5m3/h。
(三)防治水措施
1、建立畅通的排水系统,在两顺槽分别安装一路Φ89mm排水管路,各水仓处分别安装一台排水能力分别不低于30m3/h、扬程50m的水泵。
2、做好清淤工作,每班设专人及时清理巷道中淤煤,确保两巷畅通。
3、一旦发生水淹巷道事故,要按既定避水灾路线撤人,同时向调度室和有关领导汇报。
4、加强矿压观测和水文地质观测,做好预测预报。
第六节影响回采的其它因素
本矿井为低瓦斯矿井,煤尘有爆炸危险性,自燃等级Ⅰ,属容易自燃煤层。
在回采过程中需加强“一通三防”工作,采取综合预防煤层自燃发火的措施,确保安全生产。
第七节巷道布置
1、巷道支护形式:
根据本工作面所施工巷道穿越的煤(岩)层和围岩情况,结合我矿掘进支护经验,确定本工作面所掘巷道全部采用锚杆加金属网支护,锚索做加强支护。
锚杆间排距为700mmΧ700mm,顶板锚杆支护每排7根,锚杆长度为2000mm,锚杆直径为16mm的园钢,顶板和两帮铺菱形金属网,联网距不大于250mm,锚索排距为3000mm,沿巷道中心线布置,锚索直径为15.4mm,锚深6000mm。
外露300mm。
两帮支护采用锚网支护,每帮支护锚杆3排,间排距700mmΧ700mm
2、铺网:
金属网用12#铅丝编制的50*50mm菱形网,规格为长*宽=3200*1000mm(3500*1000mm),铺网时要网与网对接,用14#铅丝双股对折,将相邻的两片网联接起来,联网距不超过250mm,联网必须扭够三圈。
3、切眼:
切眼一次成巷,切眼采用锚杆+金属网支护方式,锚杆支护的间排距为900mmΧ900mm,两帮支护3排。
第八节储量
储量:
本面设计回采率为95%。
总可采储量=680684Χ95%=614317(吨)
第二章采煤设计
第一节采煤工艺
一、采煤工艺
1、采煤方法:
单一倾斜长壁后退式综合机械化采煤法,全部垮落法管理顶板。
本工作面煤层厚度平均2.59m,支架高度1.7~3.5m,煤机滚筒截深为0.8m,确定循环进尺为0.8m,煤机割煤高度2.59m,一次采全高,煤厚小于采高时,沿顶破底。
2、回采工艺
1、采煤机斜切进刀方式割煤→拉架→推溜→清煤
主要工艺介绍
割煤:
割煤使用MG-300/700-WD型双滚筒采煤机。
割煤方式:
双向割煤,采高2.59米,截深0.8米。
进刀方式:
端头斜切进刀,进刀距离不少于30米。
左端头斜切进刀
A、机组割透左端头煤壁后,对调上、下滚筒,割掉该处的煤台阶,然后沿溜子弯曲段,牵引机组逐渐斜切进入煤壁,当机组两个滚筒截深全部达到0.8米,顺次拉架,推移前部溜,停机。
B、推移前部溜子机头,依次拉排头架,拉后部溜子机头,拉转载机。
C、对调上、下滚筒,返刀割三角煤,机组割透煤壁后,对调上、下滚筒,割掉该处煤台阶,然后返空刀,停机,顺次拉架。
D、推移前部溜机头,依次拉排头架,拉后部溜机头,拉转载机,至此,进刀完毕,之后,正常割煤。
右端头斜切进刀
A、机组割透右端头煤壁后,对调上、下滚筒,割掉该处的煤台阶,然后沿溜子弯曲段,牵引机组逐渐斜切进入煤壁,当机组两个滚筒截深全部达到0.8米,顺次拉架,推移前部溜,停机。
B、推移前部溜机尾,依次拉排尾架,拉后部溜机尾。
C、对调上、下滚筒,返刀割三角煤,机组割透煤壁后,对调上、下滚筒,割掉该处煤台阶,然后返空刀,顺次拉架,停机。
D、推移前部溜机尾,依次拉排尾架,拉后部溜机尾,至此进刀完毕之后,正常割煤。
插图二:
综采工作面斜切进刀示意图
拉架
割煤后,距机组后滚筒4-6架进行拉架,操作方式为本架操作,顺序追机拉架,拉架步距为0.8米。
推溜
滞后拉架4-6架,即可推溜,顺序追机推溜,推溜步距为0.8米,推溜距采煤机的距离不小于12米,最大不超过40米,推溜时,必须保证工作面溜子能正常运行,严禁出现急弯,溜子弯曲段不小于10个支架,推移机头,机尾时,必须停机。
清煤
滞后割煤机3-5架开始清浮煤,清理后的工作面2m2范围内的浮煤厚度不得超过30mm。
附图:
采煤机进刀示意图。
二、提高回采率的措施
1、严格按采高要求采煤,采高误差不得超过±100mm,上部要沿2#煤顶板推进。
2、当遇地质变化致使煤层变薄时,在该段要沿顶板采煤,煤层厚度不足2.59m时,可适当降低采高,不得破顶破底(最低采高不得低于1.8m)。
3、定期清理上下顺槽、机头机尾出口及工作面支架内的浮煤,并把浮煤装入运输机。
4、工作面必须采到设计停采线位置,及时停采,严禁在工作面私自留设顶底煤。
5、遇特殊地质构造需改变工艺时,要执行有关临时补充措施。
三、提高煤质的措施
1、采煤机司机根据煤层赋存情况掌握好采高,沿煤层顶底板割煤,严禁割顶、割底。
割出的顶底板要平整,并及时移架防止发生漏冒顶影响煤质。
2、当发生冒顶或漏顶事故时,要及时停止工作面运输机和采煤机,采取措施管理顶板。
有大块矸石时,各转载环节要及时停机打碎拣出,不得混入煤流中运出。
3、不准把两巷构木、废旧钢丝绳、网、棉纱、废旧零件等废旧物品混入煤中运出。
4、大块石头必须及时捡出扔到落山,严禁大石头上皮带。
5、采煤机和各转载点的喷雾要做到开水开机,停机停水,煤量水分过大时适当降低喷雾量,以防煤中水分超标。
6、防尘用水应保持喷雾方式,停止生产后,防尘用水要立即关闭。
支架液压管路及工作面供水管路出现漏液、漏水现象要及时处理。
两巷及工作面积水由专用排水管路排出,不得排入煤流中。
7、若遇特殊地质构造致使不可避免破顶底板回采时,在满足生产需要的前提下,严格控制破岩量,以保证煤质。
第三章顶板管理及支护设计
第一节支护设计
一、顶板管理方法:
采用自然跨落法管理采空区顶板,选用ZV5800/17/35L型掩护式液压支架护顶。
二、工作面机头、机尾端头支护:
1、支护方式
工作面和机头、机尾两端头采用ZV5800/17/35型液压支架配合单体支柱支护顶板。
两端头支架与巷道超前维护成对梁支护,一梁三柱支设,单体支柱排距为0.8m,柱距与巷道内超前支护相同,落山侧补支两排,共8根切顶点柱,每循环及时回收,其切顶线滞后工作面切顶线不得超过0.5m。
上下端头因推移输送机不能保证一梁三柱时,最少也应保证一梁二柱,待输送机推移到位后,及时补为一梁三柱。
上下端头单体支护随工作面推进在切顶点柱的掩护下迈步前移,最后再回点柱放顶处理采空区。
2、回采过程时,必须根据该面的生产实践及上、下端头及出口的实际情况,及时地修改、补充加强工作面上下端头及出口支护的相关措施,报请矿总工程师批准,以确保安全生产。
三、两巷超前维护方式:
1、超前支护距离
两巷超前支护距离不小于30m,支护距离从工作面煤壁算起。
但两巷受采动影响矿压显现明显时超前支护长度必须随之加长。
2、超前支护形式
两巷超前支护采用DW35-150/100型单体支柱配用3.2m兀型梁支护,具体形式为:
3.2m兀型梁平行于巷道分两排布置,兀梁梁头对接,兀型梁距两帮均为600mm,柱距为800mm。
装载机机头处可根据实际情况适当调整,以推移转载机时能通过为准。
两巷采用套棚加强支护的铁棚要随超前支护的架设而提前回收,回收时先在所回收梁前后均匀支设Φ180×3000mm的棚板维护顶板,再按两巷回收方法回收铁棚,回收铁棚够架设一架超前支护的距离时,按超前支护架设方法架设齐全超前支护,再循环作业直到超前支护架设长度达到规定要求为止,运输巷超前支护一但受机头大架的影响不能支设三排支护时,最少也应支设一排临时戴帽点柱护顶,以便达到本规程要求的超前支护长度。
在回风巷距工作面5m范围内超前维护由原来的两排增加为3排,回风巷在距原超前支护中间增设一排点柱,用DZ35—150/100型单体液压支柱支设,逐循环迈步移支,运输巷根据实际情况支设,支护方式同回风巷。
附:
工作面支护及两巷超前支护图
3、超前支护工程质量:
(1)单体支柱必须排成直线,且迎山有力。
(2)超前支护的单体柱必须垂直顶、底板,打成一条直线,打在兀型梁与工字钢“十”字交叉处。
(3)单体支柱必须挂好防倒钩,以防倒柱掉梁伤人。
(4)单体支柱必须穿φ300mm铁鞋支设,而且必须加在实底上。
(5)单体支柱初撑力不小于6.5Mpa。
(6)单体支柱的三用阀注液口统一朝向落山方向。
(7)工字钢必须接顶严密,若接顶不严,须用构木等勾严背实,兀型梁与工字钢“十”字交叉处必须加垫构木,以防受力滑移。
(8)超前支护范围内巷道高度不得低于1.8m,并有不小于0.7m宽的人行道。
(9)超前支护范围内无浮煤、杂物和淤泥积水,电缆悬挂整齐。
(10)发现漏液或失效支柱要及时更换。
(11)回收下的单体支柱放在超前支护范围以外待支护地点,且必须摆放整齐。
四、特殊条件下的顶板管理:
Ⅰ、初次来压及周期来压期间顶板管理
1、工作面安装准备形成生产系统后,要对设备逐台进行试运转,对出现的问题及时处理,经有关单位验收合格后开始生产。
2、初采前,必须按规程要求支设好端头和超前维护。
3、初采、初放期间,各有关部门要派专人到现场跟班监督,严把支护质量和工程质量关,发现问题及时处理。
4、来压期间,采高要严格控制好,不得超高。
5、必须保证泵站及支架液压系统无跑冒滴漏现象,泵站压力不小于30MPa,支架初撑力不小于24Mpa。
6、必须加强端头及两巷超前支护,保证安全出口
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