351综采工作面作业规程.docx
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351综采工作面作业规程
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
351综采工作面位于350采区轨道上山西翼下部,西为煤层变薄带,南为352面采空区,北为实炭区。
垂直下方110m左右为796面采空区里端,无积水,垂直上方无可采煤层。
其具体位置及井上下关系如下表所示。
工作面位置及井上下关系表
水平名称
-550m
采区名称
350采区
地面标高
128.8~142.3m
井下标高
-520.9~-611.1m
地面位置
工作面位于我公司进风立井以北约2112m处。
回采对地面
设施的影响
工作面位于我公司进风立井以北约2112m处垂直下方,地面多为可耕农田,工作面距地表垂深649.7~753.4m,垂深间距大,预计回采对地面无影响。
井下位置及四
邻采掘情况
井下位于350采区轨道上山西翼下部,西为煤层变薄带,南为352面采空区,北为实炭区。
垂直下方110m左右为796面采空区里端,无积水,垂直上方无可采煤层。
走向长度(m)
583
倾斜长度(m)
84
面积(m2)
49288
第二节煤层
该工作面开采煤层为3煤层,据工作面上下出口实际揭露,煤层沉积较稳定。
黑色,半光亮型煤,呈块状或粉末状。
煤层平均厚度1.2m。
具体情况如表二所示。
煤层情况表
煤层厚度(m)
0.7~1.5
1.2
煤层
结构
简单
煤层倾角(°)
开采煤层
3煤
硬度
中
煤种
贫
稳定程度
较稳定
煤层情况描述
工作面内煤层沉积较稳定。
黑色,半光亮型煤,呈块状或粉末状。
附图1:
351综采工作面地层综合柱状图
第三节煤层顶底板
煤层顶底板情况表
顶底板名称
岩石名称
厚度(m)
特征
老顶
细砂岩
31.2
灰白色石英长石为主,局部地段含水丰富。
直接顶
砂质页岩
4.85
灰黑色致密,含植物茎叶化石和硫化铁晶体
伪顶
页岩
0.25~0.4
伪顶上方煤线0.1~0.2m。
直接底
粘土页岩
1.18
灰黑色,致密,含植物化石和硫化铁晶体。
老底
砂质页岩
22.2
灰黑色致密,较坚硬。
第四节地质构造
一、断层情况以及对回采的影响
据工作面出口、皮带道及切眼实际揭露资料分析,工作面内3煤层沉积较稳定,厚度较大,地质构造简单。
出口揭露一条断层,F1落差1.0m;皮带道内揭露2条断层,F2落差1.5m,F3落差1.0m,对回采影响较大;该工作面个别地段顶板破碎,压力大,对顶板控制影响较大。
.断层情况
断层名称
断层性质
落差
走向
倾向
倾角
对回采的影响程度
F1
正断层
1.0
119°
209°
60°
较大
F2
正断层
1.5
90°16′
0°16′
65°
较大
F3
正断层
1.0
194°4′
104°4′
60°
较大
附图2:
351综采工作面平剖面图及煤层底板等高线图
第五节水文地质情况及防治水措施
1、水文地质情况:
该面水文地质条件较简单,老顶细砂岩裂隙发育,含水丰富,但经过352面、354面、356面、358面、358上面回采后大部分已被疏放,顶板砂岩水对该面回采影响较小,在回采过程中遇构造、顶板破碎或裂隙发育地段将会出现少量淋水,对回采有一定影响。
2、防治水措施:
及时清捞水沟,保证水流畅通。
3、涌水量:
预计该面正常涌水量为6m3/h,最大涌水量18m3/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(见下表)。
瓦斯
绝对涌出量:
CH4=0.80m3/min,相对涌出量:
CH4=2.34m3/t
二氧化碳
绝对涌出量:
CO2=0.21m3/min,相对涌出量:
CO2=0.61m3/t
煤尘
本煤层的煤尘不具有爆炸性
煤的自燃倾向性
Ⅲ类不易自燃
地温
23℃
地压
第七节储量及服务年限
一、储量
1、计算参数:
煤层平均厚度1.2m,容重1.52t/m3,斜面积49288m2,工作面回采率参考值为97%。
2、计算结果:
工业储量:
8.99万吨
可采储量:
8.72万吨
二、工作面服务年限
服务年限=可采储量/设计月产量
=87200/(30×561.78)
≈5.2(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
350采区是2000年4月设计,为双翼采区。
采区平均走向长度为1000m,倾斜长度为900m,采区面积:
9.368万m2,地质储量105万吨,可采储量72万吨。
采区巷道布置:
采区皮带上山为采区主上山,全长900m,底部布置一条长460m的七反三皮带道与790二节顶部煤仓搭接。
主要为采区运煤、回风、行人、敷设水管电缆等服务。
采区轨道上山为采区副上山,全长900m,布置在皮带上山东侧30m,底部布置一条长450m的七反三轨道上山790轨道下山连接,主要为采区提矸、运料、进风、行人等服务。
上山间由横贯连接。
采区风道上山为采区副上山,全长680m,布置在皮带上山西侧25m,为采区回风等服务。
二、工作面上出口
工作面上出口为采煤工作面运料、进风、行人、敷设管线的安全出口。
此巷道与350轨道上山相通,该巷道采用矩形锚网索支护,净宽为2.6m,净高为2.1m,净断面为5.46m2。
三、工作面皮带道
工作面皮带道为采煤工作面运煤、行人、回风、排水、敷设管线服务。
此巷道与350皮带下山相通。
该巷道采用矩形锚网索支护,净宽为2.6m,净高为2.1m,净断面为5.46m2。
四、工作面切眼及停采线位置
㈠、工作面切眼:
切眼沿煤层伪顶以上煤线顶板起底掘进,与两出口基本垂直布置。
初掘时,采用矩形锚网支护,净宽为2.6m,净高为1.5m,净断面为3.9m2。
刷大后,净宽为:
5.0m,净高为1.5m,净断面为7.5m2。
㈡、停采线位置:
自切眼开始由里向外推至580m处停采撤出。
五、工作面峒室
自工作面切眼向外每隔40m布置物料码放峒室一个,峒室宽2m,深2m,高2m。
第二节采煤工艺
一、采煤工艺
工作面采用走向长壁后退式采煤法、综合机械化采煤,一次性采全高,全部垮落法管理顶板。
工作面采用MG100/238-WD型采煤机割煤,ZY2400/07/14型掩护式液压支架支护,考虑采煤机割煤高度、煤质及支架的合理支撑高度,确定工作面的割煤岩高度平均为1.2m。
沿煤层底板回采,割平顶底板,不留底煤,随工作面煤层及可采页岩厚度变化及时调整采高,必须多回收煤炭资源。
二、采高的确定,落煤方式、装运煤方式
㈠、采高的确定:
351综采工作面煤层厚度在0.7-1.5m之间,平均为1.2m,煤层以上为0.25-0.4m可采页岩,伪顶上方有0.1-0.2m厚的小碳。
考虑采煤机割煤高度、煤质及支架的合理支撑高度,确定该面采高为0.9-1.3m,平均采高为1.2m,根据现场煤层情况,遇煤层变薄段割顶,一次性采全高。
㈡、工作面采煤机采用端部自开缺口,斜切进刀贴机的方式,进刀深度0.63m。
㈢、装落煤方式及要求
1、工作面放震动炮
工作面个别地点遇断层、底鼓、压梁或顶板页岩变硬,机组负荷加大且机刀磨损严重,有时机组无法正常通过,给工作面回采和设备管理造成困难,需采用震动炮超前处理。
⑴、采用风钻或者湿式煤电钻打眼。
⑵、炮眼采用单排眼排列方式,打眼深度0.8m,眼距0.8~1.2m。
少装药(不超过150g),一次爆破距离不得超过20m,炮眼封泥量不得小于0.4m。
⑶、装放炮与打眼的距离不得小于50m,在装放炮地点附近50m范围内不得从事其他任何工作。
⑷、工作面应一次装药一次起爆;采用分组装药时,一组装药必须一次起爆,组与组之间的炮眼间距不得小于5m。
一个工作面严禁使用2台发炮器同时进行爆破。
⑸、严禁运煤机运送大块矸石。
大于0.15m以上的矸石必须进行破碎,否则不得过机组。
⑹放炮地点距机组不得少于30m,并用旧皮带保护好机组和电缆,以防损坏机组和电缆。
超前处理爆破时,要用挡皮将爆破地点及上下5m范围内的支架活柱、仪表及管线保护好,以防损坏。
⑺、工作面爆破后若顶板破碎压力大、面前合理空顶距离超过0.4m或有溜壁征兆时要及时拉架,并保证架子高度,以便机组顺利通过。
⑻、工作面所有人员要随时观察工作地点的顶板、支架、煤壁片帮情况,如发现支架活柱下缩较快安全阀漏液严重或其它异常情况时,要在支架下及时支设木柱或单柱,加强控制顶板。
跟班队长、班长、安监员要盯在现场,采取措施进行处理。
⑼、每次爆破后机组割煤前,由班长、跟班队长和安监员,对爆破地点要认真进行巡视,发现拒爆立即处理。
⑽、超前处理完毕控制好顶板后方可割煤。
2、进刀具体操作如下:
采煤机端头斜切进刀(图6:
采煤机端头斜切进刀示意图)
①开始:
机组由上往下进行割煤,下行割煤时,上滚筒割底煤,下滚筒割顶煤。
割透后停机,推移工作面刮板输送机距机组10m时停止推移。
②进刀:
机组在输送机机尾处向上割煤,割至刮板输送机弯曲处以上(沿溜子过渡段逐渐切入煤壁)达到规定截深后停止割煤。
③移机尾:
将刮板输送机从弯曲处向下推移,使机尾和弯曲段刮板输送机逐步移成直线。
④机组下割:
机组下行割煤,与下出口割透后停止。
⑤机组上割:
机组向上割煤,上滚筒割顶煤,下滚筒割底煤。
同时按规定距离追机推移刮板输送机。
⑥无论机组上行还是下行割煤,移架距机组后滚筒4.5~7.5m(3~5个支架),移溜滞后机组后滚筒12~15m(8~10个支架)。
⑦采煤机正常工作时,割煤速度小于3m/min,空机行走速度小于6m/min。
在工作面上头进刀同样使用该方式。
(2)割煤
①落煤
采用MG100/238-WD型双滚筒采煤机沿底板双向割煤,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤和扫浮煤,一刀一个循环。
②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。
③运煤
工作面刮板运输机将煤运到皮带道刮板运输机,再由皮带道刮板运输机与SSJ800/2×55型皮带机搭接将煤运出。
3、质量要求:
割煤时,必须做到顶、底板平直,不留底煤,无台阶。
伞檐:
伞檐长度超过1m时,其最大突出部分不超过150mm,伞檐长度在1m以下时,伞檐最大突出部分不超过200mm,掉顶高度<100mm,煤壁齐直,采高均匀。
严格掌握好机头、机尾高度和运输机的水平角度(即两平一直),并与两巷顺平以确保设备的平稳运转。
机道梁端至煤壁的顶板冒落高度不大于300mm,工作面支架前梁接顶严密。
三、移溜方式
工作面在移架后顺序推溜,滞后采煤机后滚筒4.5m(3架)开始移溜,其弯曲段长度不得小于15m,弯曲段要均匀过渡,推移步距为0.63m。
推溜质量要求:
1、推溜必须沿采煤机前进方向依次进行,不准采用从两端向中间推移的方式。
2、推溜时,应在运输机运转时推移(推机头、机尾时除外)。
3、推溜后,溜子必须保证平、直、稳;溜头与转载机搭接合理,底链不拉回头煤。
4、移机头、机尾前,应首先将周围浮煤、浮矸等杂物清理干净,各种连接装置牢固可靠,电缆、管线悬挂好,按照先支后回的原则,改好支柱,确认无前移障碍时停运输机进行推移工作。
5、推移机头、机尾时,要有专人指挥,专人操作,动作协调一致。
机头、机尾推不动时,应停止操作,查明原因并及时进行处理后在进行推移工作。
6、完成机头、机尾的推移工作后,将支架的操作手把打回“0”位。
四、采煤工作面正规循环生产能力v
工作面每天6个循环,每循环进尺0.63m,平均采高1.2m。
工作面日生产能力:
Q=HRMGC=1.2×1.52×84×3.78×97%
=561.78t
式中:
Q—日生产能力,t/d;H—平均采高,1.2m;R—容重,1.52t/m3;M—面长,84m;G—日进度,3.78m,C—回采率97%
第三节设备布置
一、液压支架
工作面配置ZY2400/07/14型掩护式液压支架,液压支架的有关主要技术特征如下:
型式:
两柱掩护式液压支架
支撑高度:
700~1400mm
支架中心距:
1500mm
支撑宽度(顶梁)1440mm
工作阻力:
2005~2305kN,(P=38.2MPa)
支护强度:
0.42~0.47MPa
支架对底板比压:
1.5MPa(f=0.2)(底座前端)
操纵方式:
手动邻架控制
重量:
约5.5t
整体运输尺寸:
3886×1440×700mm(长×宽×高)
泵站压力:
31.4MPa
适应倾角度:
≤20°
二、采煤机
采煤机主要技术性能:
采煤机型号:
MG100/238-WD型
截割电机功率:
2×100kW供电电压:
1140V
滚筒直径:
0.75m截深:
0.63m
滚筒转数:
81.6r/min喷雾除尘方式:
内外喷雾
牵引电机功率:
2×15kW供电电压:
380V
泵站电机功率:
2×4kW供电电压:
1140V
行走方式:
摆线轮-销轨无链牵引、交流变频调速
行走速度:
0—10m/min行走牵引力:
162-270kN
制造厂家:
天地科技股份有限公司上海公司
三、运煤设备选型
351综采工作面采用SGZ-630/132型刮板运输机,皮带道采用两部40T溜子和一部SSJ800型可伸缩带式输送机联合运输。
㈠、工作面刮板运输机主要技术性能
型号:
SGZ-630/132型(S-输送机,G-刮板,Z-中双链,630-中部槽宽度,132-功率)
1、输送量:
250t/h
2、刮板链速:
1.1m/s
3、电动机:
型号:
YBSS-132-4;功率:
132kW;电压:
1140/660V。
4、刮板链:
圆环链规格:
¢22×86-C;破断负荷:
610kN;型式:
中双链
5、制造厂家:
矿机集团有限公司
㈡、可伸缩带式输送机主要技术性能
1、型号:
SSJ-800
2、输送量:
300~450t/h
3、带速:
1.0~2.5m/s
4、胶带规格:
800mm
5、电动机功率:
2×55kW
㈢、刮板运输机主要技术性能
型号:
SGB—620/40T
(1)输送量:
150t/h
(2)链速:
0.86m/s
(3)电动机
功率:
40kW
电压:
660V
转数:
1470r/min
(4)刮板链型式:
边双链
(附图10:
351综采工作面排水系统、运输系统及设备配备图)
第三章顶板管理
第一节支护设计
一、工作面的支护设计
1、参考3煤层353工作面矿压观测资料,选择本工作面矿压参数。
见下表
序号
项目
单位
同煤层实测
本面选取或预计
1
顶
底
板
条
件
直接顶厚度
m
2.0
2.0
老顶厚度
m
3.6
3.6
直接底厚度
m
22.5
22.5
2
直接顶初次垮落步距
m
8~12
8~12
3
初
次
来
压
来压步距
m
30
30
最大平均支护强度
kN/m2
324
324
最大平均顶底板移近量
mm
80
80
来压显现程度
较明显
较明显
4
周
期
来
压
来压步距
m
12
12
最大平均支护强度
kN/m2
324
324
最大平均顶底板移近量
mm
80
80
来压显现程度
较明显
较明显
5
平
时
最大平均支护强度
kN/m2
162
162
最大平均顶底板移近量
mm
56
56
6
直接顶悬顶情况
m
0.5
0.5
7
底板容许比压
MPa
33.96
33.96
8
直接顶类型
类
2类
2类
9
老顶级别
级
Ⅱ
Ⅱ
10
巷道超前影响范围
m
13
13
预计工作面矿压参数参考表
2、合理支护强度的计算
①采用经验公式计算:
Pt=8×9.81×h×r=8×9.81×1.2×2.5=235.44(kN/m2)
式中:
Pt—工作面合理的支护强度(kN/m2)
h—采高
r—顶板岩石容重(t/m3),一般可取2.5t/m3。
②选取“预计工作面矿压参数参考表”中最大平均支护强度为324kN/m2。
大于经验公式中计算支护强度235.44kN/m2,因此,能够满足要求。
工作面条件与支架适应条件对照表
工作面条件
支架适应条件
采高
1.2m
0.7~1.4m
倾角
11°
≤20°
煤厚
平均1.2m
0.7~1.4m
煤硬度
中
底板比压
33.96MPa
前端值小于1.1MPa
支护强度
235.44kN/m2
580~610kN/m2
顶板种类
2类
2类
二、乳化液泵站
乳化泵站选用型WRB200/31.5型乳化液泵两台,其中一台备用,选用R×200/16A乳化液箱一个。
输液管路选用高压胶管,耐压45MPa以上。
1、乳化液泵
型号:
WRB-200/31.5,2台
制造厂家:
无锡采煤机械厂
公称压力:
31.5MPa(可调)
公称流量:
200L/min
电机功率:
125kW
电压:
660V
空体重量:
2600kg
外形尺寸:
2300×980×1040mm
2、乳化液箱
型号:
1个
制造厂家:
无锡采煤机械厂
公称容积:
1600L
乳化油储存室容积:
25L
外形尺寸:
2652×902×1356mm
三、泵站的位置
移动泵站安设在工作面上出口距离采煤面50m—100m的位置。
四、泵站使用规定
要保证泵站的压力大于30MPa以上,乳化液浓度在3%—5%之间。
要加强泵的维修和保养,杜绝系统的窜漏液。
第二节工作面的顶板管理
根据同煤层工作面矿压观测资料,其老顶来压明显,直接顶为二类二级顶板,预计351综采工作面顶板来压时,最大支护强度324kN/m2。
本工作面安装时配置56架ZY2400/07/14型掩护式液压支架,对工作面顶板实行全支护法管理。
(随工作面外推,根据工作面刮板运输机与转载机的合理搭接间隙及工作面面长合理调整支架数量)
一、正常工作时顶板支护方式
1、采用及时拉架的方式对顶板进行支护
在采煤机割煤后,先移支架,再移运输机,即割煤→移架→推溜;正常移架滞后采煤机后滚筒4.5m(3架)~7.5m(5架),不得超过9m(6架)。
移架时两人配合作业,一人拉架,一人监护,一次只能移一个支架。
推移循环溜子时必须将面前清理干净并将底板顺平,如果出现推移困难,应立即停止供液,查明原因采取措施处理完毕后,方可推移。
移溜时操作人员不准站在两支架中间和支架连杆上,也不准将身体探入电缆架上方,以防支架挤伤和电缆架鼓起伤人。
顶板破碎处可紧跟采煤机前滚筒停机移架或拉超前架及时支护顶板,移架步距为0.63m。
2、移架质量要求
采用邻架操作方式(第一架设操作台在上出口操作),第一架操作第二架,第二架操作第三架,由上而下依次类推。
移架要做到少降快拉,防止出现漏顶现象;移架后,必须保证支架齐直,其偏差不大于±50mm;保证支架垂直于运输机,其夹角控制在<±5°;保证支架垂直于顶底板,其歪斜误差控制在<±5°,支架中心距控制在1500±100mm以内;支架端面距最大值≤340mm,前梁要接顶严密;支架顶梁要与顶板平行,其最大仰角<7°;相邻支架不得出现错差,若出现错差,其高度不得超过侧护板高度的2/3。
支架不挤、不咬,架间空隙不超过规定(小于200mm)。
工作面支架初撑力不少于24.0MPa。
3、机组割煤、移架移溜时面前不准有人。
如有特殊情况需要到面前工作时,必须停机、停溜、停电上锁,并在支架或贴帮支柱掩护下工作。
二、与其它工序平行作业的安全距离
⑴“移架”工序距采煤机后滚筒4.5m(3架)~7.5m(5架)。
⑵推溜滞后采煤机后滚筒12m(8架)~15m(10架)。
三、特殊时期的顶板管理
1、工作面初次来压、周期来压时顶板管理
⑴工作面初次来压前,要派专人掌握可靠的矿压显现数据,制定专项初次放顶措施并成立初次放顶安全管理小组。
⑵、要切实加强综采工作面顶板来压的观测预报工作
①综采工作面顶板来压的观测预报依据
根据同煤层工作面矿压观测数据,确定该面老顶初次来压步距30m;周期来压步距12m。
在生产过程中要加强矿山压力观测,为今后的安全生产提供可靠的依据。
A、对于上下两出口的超前支护,工作面要配备增压式单体液压支柱测力计2台,其中一台备用。
B、对于面上液压支架,必须按一架一表的标准配齐压力表。
②现场观测和预报
区队要派专人负责24小时监测。
要求两出口超前支护单体液压支柱的初撑力不小于11.5MPa,液压支架立柱的初撑力不小于24MPa,并对支架和支柱及时进行二次注液,由跟班安监员对工作面支架载荷进行巡回监测。
每推进一排,对各组支架初撑力和支架工作阻力各进行观察记录一次,观察记录时间为支架初撑后及卸载移架前。
特别是初次来压、周期来压和过断层期间,发现异常情况及时汇报调度室,由安全生产技术部门进行分析,采取相应措施。
⑶、加强支护材料的准备
①DZ1.2或1.4型单体液压支柱各60棵。
②小头直径不小于160mm,长度为1200~1800mm的圆木柱40棵。
③20mm×20mm×(1200~1500mm)的方木或规格相差不多的枕木40块,并备足一定数量的木楔和柱帽。
将以上加强支护材料垛放在上出口较宽的地段或专用材料硐室,以备应急时用。
⑷工作面初次来压时,工作面液压支架必须全部达到初撑力(坚持二次注液制度),保证支护状态完好。
⑸及时拉超前架,缩小架前空顶距和顶板悬露时间,应坚持“少降快移”及时支护。
⑹两端头的支架支撑平稳有力,歪咬架应立即调正。
⑺加强两出口的超前支护工作,出口内超前支护所有单体支柱必须支到实底,要迎山有力并达到初撑力要求。
⑻来压期间,工作面要组织快速推进,加快推进速度。
2、工作面过断层或顶板破碎时顶板管理
⑴工作面过断层或顶板破碎时要及时拉架,要做到“少降快移”,若顶板不平,要用木料填平,支架初撑力要达到要求。
⑵断层落差较大时,支架要打好趄柱,爬台处要适当顺坡,并根据现场情况另行编制措施。
⑶采煤机至此要放慢牵引速度。
⑷如果已发生冒顶,要根据现场情况停止割煤,立即采取措施,在冒顶区内严禁出现咬架现象,并尽量减少空顶时间。
⑸工作面所有人员要随时观察工作地点的顶板、支架、煤壁片帮情况,如发现支架活柱下缩较快、安全阀漏液严重或其它异常情况时,要在支架下及时支设木柱或单柱,加强控制顶板。
跟班队长、班长、安监员要盯在现场,采取措施进行处理。
3、处理冒顶措施
⑴工作人员要首先将冒顶周围的支架加固好,控制其范围不再扩展,处理前,必须备齐备足所需物料,人员操作要精力集中。
⑵处理冒顶时要由外向里逐架进行,由工作面(上)下头开始,采用假顶的方法进行处理,先在支架顶梁上使用两条工字钢,一端担在顶梁上,另一端抗在垠子口,并支设好支柱,然后用木板或大料足顶,顶板控制安全后,随移架推溜,逐步将顶板棚住。
⑶处理冒顶应分组处理,三人一组,两人配合作业,一人观察顶板,并有专人先维护好后退路,确保后退路畅通,方可处理冒顶。
⑷遇顶板冒实,要先通风后
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