1502工作面综采放顶煤作业规程.docx
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1502工作面综采放顶煤作业规程
靖远煤业有限责任公司
掘进作业规程
矿 名:
红会一矿
工作面名称:
1502综采放顶煤工作面
编制日期:
二○○五年十二月十三日
编审人员签名
编审人员
会 审 人 员
专 业
签 名
单 位
签 名
地 质
杨兴学
生
产
部
采掘
吴克福
采 掘
宋汉伟
胡建明
机电
师瑞祥
通 灭
陈凯前
地测
杨兴学
机 运
师瑞祥
通灭
陈凯前
审 核
李文宝
安监部
陈学荣
绘图
曹秀萍
区队代表
王继妥唐文山
打字
批 准
周发堂
矿有关技术领导
刘亮堂
矿 长
周志声
矿有关行政领导
周志声
编制说明
一、编审过程:
本《作业规程》由区队技术人员编制后,矿组织地质、采掘、通灭、机运各专业人员进行审核。
2005年12月20日由矿总工程师组织矿有关技术领导、行政领导、各业务科室及采区技术负责人参加,对该规程进行了专题会议会审,并对会审提出的合理意见编入了规程。
二、编制所依据的文件资料
⑴红会一矿1502工作面地质说明书
⑵1502(网下)综放工作面巷道布置平、剖面图
⑶1502综放工作面设计说明书
⑷靖远煤业有限责任公司掘进作业规程(样本)
目录
一、地质说明书………………………………………………………1
二、巷道断面及支护设计……………………………………………6
三、施工方式及设备配备……………………………………………10
四、掘进工艺程序及工艺要求说明…………………………………14
五、劳动组织及技术经济指标………………………………………22
六、安全生产系统……………………………………………………29
七、安全技术措施……………………………………………………33
一、地质说明书
⒈工程概况
⑴工程名称
1502综采放顶煤工作面回采巷道。
⑵位置关系
该工作面地面对应位置位于红会公园东南方向约840米处,地表为黄土丘陵和砂地,无被保护的建筑物及设施,地面标高1826~1873米。
井下位于一号井1500二石门底板巷以南,1500运输大巷以东。
东部与1504综放工作面相邻(工作面初期工程已掘进完工);南部与1604-N工作面相邻(小窑破坏后采用巷柱式开采方法于2002年5月15日采完);西部与1209工作面相邻(1997年12月25日采完一分层);北部与1501、1503综放工作面相邻(1501工作面于2001年3月16日采完,1503工作面于2002年4月26日采完);1502工作面于1999年3月28日采完一分层。
工作面标高1499~1523米。
工作面两道及切眼除在断层位置局部留有底煤外,基本沿煤层底板布置。
机道布置在东部,与1504工作面机道净煤柱8.0m,机道长度869.6m;回风巷布置在工作面西部,长度932.5m;切眼布置在南部,长度为175.1m。
为了对工作面顶煤的综合弱化,工作面沿走向布置两条爆破巷,一号爆破巷距机道上帮47m,二号爆破巷距回风巷下帮43.5m,一、二号爆破巷间距为81m,爆破巷与工作面回采时支架顶梁隔离层厚度为3.0m。
在工作面北部布置边界联络巷189.2m与1500二石门煤仓及1500北一材上贯通,以形成工作面掘进运煤系统及回采时通风运料系统。
总工程量为4421.0m。
⑶用途
为1502综采放顶煤工作面回采时通风、行人、运料、运煤、供电、供排水及顶煤弱化等服务。
⑷服务年限
巷道服务年限2年。
⑸巷道方位、坡度、工程量
巷道名称
方 位
坡 度
工程量(m)
机道
158°43′00″
沿煤层底板
869.6
回风巷
158°43′00″
沿煤层底板
932.5
切眼
248°43′00″
沿煤层底板
175.1
爆破巷
158°43′00″
1638.8
一、二号联络巷
248°43′00″
181.2
0#材上联巷及平车场
41.4
边界联络巷
276°02′17″
188.2
中间巷
248°43′00″
189.2
钻机硐室
205
合计
4421
(表1)
附:
1502工作面设计平剖面图(图1)
⒉煤岩层及其特征
工作面东部宽度46m、长830m范围内属1502-1与1504工作面煤柱,煤层厚度15.0m-17.5m,平均16.3m,其余区域属1502-1 网下,网下剩余煤层厚度7.35-12.77m,平均10.06m。
工作面总体平均煤层厚度11.70m,煤层普氏硬度系数f=2.5-2.8,容重1.35t/m3。
煤岩层情况明细表 (表2)
顶底板名称
岩石名称
厚度(m)
岩性描述
老顶
含砾粗砂岩
22.96
灰白色,成分为石英、长石,砾径2~6mm,最大可达60mm,中夹薄层粉砂岩,含煤屑,分选性差,坚硬。
直接顶
粉砂岩
4.19
灰-深灰色,下部炭质较高,局部含铝质,层面含植物化石碎片。
伪顶
/
/
煤层
一层煤
11.7
黑色,以块状为主,夹有沫状,煤岩类型以半亮型为主,顶底部为暗煤,有次生裂隙,裂隙内被方解石充填,具黄铁矿薄膜。
直接底
粉砂岩
5.11
灰黑色,局部含炭质较高,致密,不显层理。
含植物化石碎片,具少量裂隙。
老底
细粒砂岩
8.8
灰绿-灰白色,主要成分为石英,次为长石,具小裂隙,致密,坚硬。
具缓波状层理,中夹薄层炭质粉砂岩。
⒊构造、瓦斯、水文地质情况及防治要求
⑴地质构造情况
工作面位于马家宽沟向斜西翼,煤(岩)层呈单斜状赋存,产状:
130°~165°NE∠5°~10°,地质构造较简单。
工作面所属区域共发育14条断层,其中:
F5-3、F5-5、F1-2、F5-13、F1-12、F1-2′六条断层在工作面外围,对工作面掘进无影响。
F1-3′、F1-3、F5-2、F1-13、F1-4、F5-1、F5-1′、F5-15八条断层与工作面走向斜交,对工作面施工有一定的影响。
F1-3′号逆断层位于机道与二石门交叉点向南11.0m处,与工作面走向成55°相交;F1-3号正断层位于机道与二石门交叉点向南50.0m处,与工作面走向成47°相交,向工作面内延伸约13m被F5-2号断层截割;F5-2号正断层位于机道与二石门交叉点向南28m处,与工作面走向成45°相交,向工作面内延伸230m尖灭;F1-13号逆断层位于机道与二石门交叉点向南86m,回风巷与边界联巷交叉点向南268m处,与工作面走向成35°相交;F1-4号正断层位于切眼上口向北285m处,与工作面走向成40°相交,向工作面内延伸约140m尖灭;F5-1号断层位于切眼下口向北170m、向西93m处,与工作面走向成10°相交;F5-1′号正断层位于切眼下口向北95m、向西59m处,与工作面走向成10°相交;F5-15号正断层位于切眼下口向北58m处,与工作面走向成50°相交,向工作面内延伸55m被F5-1′断层截割。
⑵瓦斯
CH4绝对涌出量4.33m3/min,相对涌出量2.39m3/t;CO2绝对涌出量5.07m3/min,相对涌出量2.79m3/t。
煤层自然发火期为3~6个月,属易自燃煤层,煤尘爆炸指数为26.29%,具有爆炸性。
工作面地质构造表 (表3)
构造名称
走向
倾向
倾角
性质
落差
(m)
对采掘
影响
F5-3断层
42°
NW
76°
正
1.0~2.0
无影响
F5-5断层
18°
SE
86°
正
2.0~3.0
无影响
F1-2断层
95°
NE
84°
正
0~10.0
无影响
F1-2′断层
102°
NE
76°
正
0~2.0
无影响
F1-3′断层
104°
NE
73°
逆
3.0~5.0
较大
F5-2断层
24°
NW
86°
正
0~4.5
较大
F1-3断层
110°
NE
60°
正
4.0
较大
F1-13断层
32°
SE
60°
逆
1.0~2.0
较小
F1-4断层
20°
SE
80°
正
0~1.5
较小
F1-12断层
179°
SW
60°
逆
2.5
无影响
F5-1断层
8°
NW
67°
正
1.0~1.5
较小
F5-1′断层
10°
NW
62°
正
0.5~1.0
较小
F5—13断层
45°
NW
62°
正
1.0
无影响
F5—15断层
30°
SE
80°
正
1.0~2.0
较小
⑶水文地质情况及防治要求
工作面主要水害为工作面内及其附近小煤窑空棚、空巷内的灌浆积水。
a.1502-1综采工作面灌浆土方量9.0371万m3,脱水量27.1113万m3;
b.1209-1综采工作面灌浆土方量21.8876万m3,脱水量65.0000万m3;
c.1501综放工作面灌浆土方量4.2414万m3,脱水量12.7242万m3;
d.1501综放工作面灌浆土方量6.0627万m3,脱水量18.1881万m3;
e.1604-Ⅳ残采工作面灌浆土方量2.5740万m3,脱水量7.7220万m3。
f.工作面煤层最大涌水量0.80m3/min,正常涌水量0.24m3/min
根据1504工作面掘进过程中揭露的小窑空棚、空巷情况分析,该工作面切眼向北约550m的范围内可能遭到小窑的不同程度的破坏,掘进至小窑破坏区域时,必须“先探后掘”,防止与小窑贯通后造成透水事故。
⒋附:
综合柱状图(图2)
二、巷道断面及支护设计
⒈巷道断面永久布置图
附:
工作面机道、回风巷(边界联络巷、中间巷)、切眼、爆破巷及爆破联络巷巷道断面永久布置图(图3、图4)
⒉支护设计及支护材料的规格、质量要求
⑴支护参数设计依据
按北京科技大学开发的煤巷锚网支护人工智能专家系统中的组合梁第二理论进行设计。
巷道原始条件:
煤层抗压强度17MPa,抗拉强度1.52MPa,内摩擦角31°,内聚力4.7MPa,煤容重1.35t/m3,散体结构,潮湿或涌水,煤层普氏系数2.5~2.8,埋深327~350m,岩石初次垮落步距15m。
根据上述条件及巷道的断面形状、宽度、高度并结合工作面机道与1504机道留设窄小煤柱(净煤柱8m)的实际情况,计算各巷道参数如下:
a.机道:
帮顶部均采用ф20×2100-450mm的钢筋锚杆支护,锚杆间排距700×800mm,机道中心线处按4m的间距打注ф15.24×7000-1500mm的树脂锚固剂锚索加强支护。
b.回风巷、中间巷及边界联络巷:
顶部采用ф20×1800-450mm的钢筋锚杆,帮部采用ф16×1600-300mm的钢筋锚杆支护,锚杆间排距700×800mm。
c.切眼:
顶部正中3根采用ф20×2600-450mm的钢筋锚杆,其余8根为ф20×2100-450mm的钢筋锚杆,帮部采用ф16×1600-300mm的钢筋锚杆支护,锚杆间排距为700×800mm。
在切眼中心线左右各1m处按3m的间距打注2排ф15.24×7000-1500mm的树脂锚固剂锚索加强支护。
d.爆破巷及爆破联络巷:
全断面采用ф16×1600-300mm的钢筋锚杆,锚杆间排距为700×800mm。
⑵支护材料的规格、质量要求
钢筋锚杆材质A3(Q235)号圆钢,分别为Ф20×2600-450mm、
Ф20×2100-450m、Ф20×1800-450mm、Ф16×1600-300mm。
钢垫板规格为:
长×宽×厚=180×120×8mm。
木托板规格为:
长×宽×厚=300×200×50mm。
氯化镁复合托板规格为;长×宽×厚=300×200×50mm。
水泥药卷规格为:
Ф35×230mm。
锚索托梁规格为:
长0.6米的矿用12#槽钢。
树脂锚固剂规格为:
Ф23×500mm。
网片规格为800×4000mm的12#铅丝菱形金属网片,网孔规格70×70mm。
附:
工作面机道、回风巷(中间巷、边界联络巷)、切眼、爆破巷及爆破联络巷巷道支护图(图5、图6、图7、图8)及支护材料消耗表。
⒊中腰线位置及标放要求,工程质量要求
⑴中腰线位置及标放要求
施工中线为巷道中心线,腰线距巷道底板1.0米(沿煤层底板巷道除外)。
巷道开口前测量组必须标放一组中(腰)线,工作面炮掘头每施工20米及时实测并标定。
工作面机掘头即:
机道、回风巷、中间巷、切眼、边界联络巷采用激光指向仪定向,每30-50米实测效正一次,掘进时严格按巷道设计中腰线施工。
⑵工程质量要求
①巷道的净宽、净高必须以中腰线为标准达到设计要求,误差控制在-50~200mm之间。
②锚杆孔深度误差控制在0~50mm之间。
③锚杆间排距误差控制在-100~100mm之间。
④锚杆外露托板长度≤50mm。
⑤锚杆安装角度与巷道轮廓线夹角不得小于75°,裂隙层理发育处,适当调整锚杆安装角度,尽量垂直裂隙层理面。
⑥锚杆螺母必须用力矩板手拧紧,其扭力矩不得小于140N.M。
⑦所掘巷道煤壁必须修理平整。
网片铺设时,必须拉展铺平,头对头、边对边,用14#镀锌铁丝联接,逢孔必联,一扣压一扣。
⑧锚杆安装工艺必须符合设计要求。
杆体送入锚杆眼过程中,如发现有扭弯、螺纹损坏等情况时不得使用。
⑨为确保锚杆安装质量,必须派专人定期对锚杆进行锚固力测试,对打注不符合设计要求的锚杆必须及时进行整改,严禁使用质量不合格的药卷、锚杆、托板等支护材料。
⒋巷道断面施工布置图
机道、回风巷、切眼、边界联络巷及中间巷为矩形断面,爆破巷及爆破联络巷为半圆拱形断面。
为了便于集中排水,使水自流至巷道最低处所掘临时水窝内,在巷道掘进过程中在右帮底角掘直角梯形水沟,水沟规格为:
上宽350mm,下宽250mm,深350mm。
附:
工作面机道、回风巷(中间巷、边界联络巷)、切眼、爆破巷及爆破联络巷施工断面布置图(图9、图10)
⒌巷道断面特征表
巷道断面特征表 (表4)
巷道
名称
掘进断面
净断面
断面形状
面积
(m2)
宽度(m)
高
(m)
墙高(m)
面积
(m2)
宽度(m)
高
(m)
墙高(m)
机道
13.5
4.5
3.0
12.47
4.3
2.9
矩形
回风巷、中间巷、边界联络巷
9.0
3.0
3.0
8.12
2.8
2.9
矩形
切眼
20.88
7.2
2.9
19.60
7.0
2.8
矩形
爆破巷及联络巷
6.16
2.8
2.5
1.1
5.51
2.6
2.4
1.1
半圆拱
三、施工方式及设备配备
⒈掘进方式、支护方式、运输方式、通风方式
⑴掘进方式
工作面机道、回风巷(中间巷、边界联络巷)、切眼采用ELMB-75A型综掘机掘进,机掘总工程量2354.6米。
工作面一、二号爆破巷及爆破联络巷采用光面爆破的方式掘进,炮掘总工程量2066.4米。
⑵支护方式
巷道支护方式为锚网索或锚网支护,在小窑破坏区、爆破巷及爆破联络巷顶煤较薄处采取锚网架棚联合支护或架棚支护。
⑶运输方式
机掘工作面采用转载机、SGB-420/30刮板输送机及STJ-44型可伸缩性皮带输送机运输。
炮掘工作面通过人工攉煤到SGB-420/30刮板输送机上,转运到后巷STJ-44型可伸缩性皮带输送机运输。
⑷通风方式
该工作面巷道掘进均采用局扇压入式通风。
①机掘工作面风量计算
a.按瓦斯涌出量计算
QcH4=100q瓦K
式中:
QcH4-掘进工作面实际需要风量,m3/min;
100-单位瓦斯涌出量配风量,以回风流瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳浓度不超过1.5%的换算值;
q瓦-掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量,0.73m3/min;
K-掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数,取1.6;
QCH4=100×0.73×1.6=117(m3/min)
b.按工作人员数量计算
Q=4N
Q-掘进工作面实际需要风量,m3/min;
4-每人每分钟应供给的最低风量,m3/min;
N-掘进工作面同时工作的最多人数,26人;
Q=4×26=104(m3/min)
C.按最低风速进行验算
Q风≥60VS
式中V-掘进工作面允许的最低风速,0.25m/S
S-掘进巷道净断面m2(机道为12.47m2,切眼净断面10.03m2)
机道Q风≥60×0.25×12.47=187(m3/min)
切眼Q风≥60×0.25×9.8=147(m3/min)
通过以上计算,确定机道的最低风量为187m3/min,切眼的最低风量为147m3/min。
②炮掘工作面风量计算
a.按瓦斯涌出量计算
Qch4=100q瓦K
=100×0.73×1.6=117(m3/min)
b.按炸药消耗量计算
Q炸=25A
式中A-掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量,9.45kg。
Q炸=25×9.45=236m3/min)
C.按工作人员数量计算
Q=4N
Q-掘进工作面实际需要风量,m3/min;
4-每人每分钟应供给的最低风量,m3/min;
N-掘进工作面同时工作的最多人数,24人;
Q=4×24=96(m3/min)
d.按最低风速进行验算
Q风≥60VS=60×0.25×5.51=83(m3/min)
通过以上计算,确定爆破巷及爆破联络巷的风量为236m3/min。
③局扇的选型
根据风量计算,1502机掘工作面所需最大风量为187m3/min,选择一台JBT-52型(11kw)局扇可满足工作面的供风量。
炮掘工作面所需最大风量为236m3/min,选择一台JBT-62型(28kw)的局扇可满足工作面的供风量。
⒉配备设备的型号及其主要技术特征
⑴容量计算
按工作面掘进设备装备情况,工作面设备总容量为
W=W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7+W8+W9+W10+W11+W12+W13+W14+W15+W16+W17
=11+28+30+44+30+4+1.2×2+45+75+25+30×3+4+1.2×2
=390.8(KW)
⑵附:
机掘工作面,炮掘工作面设备配备一览表(表5、表6)
1502机掘工作面设备配备一览表(表5)
设备名称
型 号
数量(台)
用 途
移变
KSGZY-500/0.69
1
掘进工作面供电
11kw风机
JBT-52型
1
机掘面供风
皮带输送机
STJ-44
1
运输掘进煤
刮板运输机
SGB-420/30
2
运输掘进煤
煤电钻
MZ-1.2
3
打眼(一台备用)
潜水泵
BQK-15/20A 4KW
2
机掘工作面抽水(一台备用)
综掘机
ELMB-75A型
1
机道、回风巷、切眼掘进
馈电开关
DW80-200
1
风机总配电开关
馈电开关
DW80-350
1
机掘面配电开关
低开
QC83-120Z
1
机掘面风机开关
低开
QC83-80N
1
4kw潜水泵开关
综保
BZ80-2.5
2
煤电钻综合保护装置
低开
BQD1-80
2
机掘面30型溜子开关
低开
QC83-225Z
1
机掘面皮带开关
1502炮掘工作面设备配备一览表(表6)
设备名称
型 号
数量(台)
用 途
绞车
JD-25
1
1500一石门零材上提升运料
28KW风机
JBT-62型
1
炮掘面供风
刮板输送机
SGB-420/30
3
运输掘进煤
煤电钻
MZ-1.2
3
打眼(一台备用)
潜水泵
BQK-15/20A 4KW
2
炮掘工作面抽水(一台备用)
馈电开关
DW80-200
1
25kw绞车及炮掘工作面配电开关
低开
BQD1-80
3
炮掘面30型溜子开关
低开
QC83-80N
1
4KW潜水泵开关
综保
BZ80-2.5
2
煤电钻综合保护装置
低开
QC83-120Z
1
炮掘工作面风机开关
低开
QC83-80N
1
绞车开关
四、掘进工艺程序及工艺要求说明
⒈工艺程序
⑴机掘工作面
现场交接班,安全检查,设备检查,延伸中腰线→打探眼→
→敲帮问顶→
→进机组掘进进入下一个循环……→打注帮锚杆→文明生产→现场交接班。
⑵炮掘工作面
现场交接班,安全检查,设备检查,延伸中腰线→打探眼→
→检查气体→装药、联线、放炮→检查气体→敲帮问顶→
→清理浮煤→进入下一循环……→延伸刮板输送机→文明生产→现场交接班。
⒉各工艺内容及要求
⑴编制爆破作业或机械截割说明书
①爆破作业
a.打眼
采用MZ-1.2千瓦手持式煤电钻和1.6m、2.1m麻花钻杆或1.0m长的节式钻杆配合双翼合金钻头进行工作面打眼。
工作面配备3台煤电钻,其中二台工作,一台备用。
b.放炮
全断面共布置27个炮眼,其中掏槽眼4个,辅助眼7个,周边眼11个,底眼5个,炸药采用煤矿许用2#硝铵炸药,雷管采用毫秒延期电雷管1~4段,总延期时间不超过130ms。
掏槽眼(1~4号):
采用四眼垂直楔形掏槽,炮眼水平间距为800mm,竖直间距为600mm,眼底水平间距为200mm,眼深2.0m,装药量3码/眼。
辅助眼(5~11号):
炮眼均匀布置在掏槽眼与周边眼之间,相邻炮眼间距为600mm,眼深1.8m,装药量为2码/眼。
周边眼(12~22号):
炮眼布置在距巷道设计轮廓线100mm处,眼底落在巷道设计轮廓线处,外甩3°,炮眼间距为500mm,眼深1.8m,装药量为2码/眼。
底眼(23~27号):
炮眼布置在距巷道底板100mm处,眼底落在巷道设计轮廓线处,炮眼间距为650mm,眼深1.8m,装药量为3码/眼。
附:
一、二号爆破巷及联络巷炮眼布置示意图(图11)
爆破原始条件表 (表7)
名 称
单位
数 量
名 称
单位
数量
巷道掘进断面
m2
6.16
炮眼数量
个/循环
27
煤质硬度f
2.5~2.8
工作面总装药量
kg/循环
9.45
炮眼深度
m
1.8~2.0
毫秒延期电雷管
发/循环
27
爆破说明书(表8)
炮眼
名称
眼 号
眼深
(m)
炮眼角度
封泥
长度
(m)
装药量
(码/眼)
雷管段别
脚线颜色
联
线方式
水平
垂直
掏槽眼
1~4
2.0
0°
81°
0.5
3
Ⅰ
灰红
串
联
辅助眼
5~11
1.8
0°
90°
0.5
2
Ⅱ
灰黄
周边眼
12~22
1.8
外甩 3°
0.5
2
Ⅲ
灰兰
底 眼
23~27
1.8
下扎 3°
0.5
3
Ⅳ
灰白
合计
27
49.4
63
名 称
单位
数量
名 称
单位
数量
炮眼利用率
%
89
炸药消耗量
Kg/m
5.9
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- 1502 工作面 综采放顶煤 作业 规程