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综采放顶煤工作面作业规程

第一章概况

第一节工作面位置及井上下关系

表1-1工作面位置及井上下关系表

煤层名称

大煤

水平名称

-240

采区名称

东南区

工作面名称

08201

地面标高（m）

143.9~155.7

工作面标高（m）

-235.2~-324.4

地面位置

工作面在羊牛薛铁路两侧，瓦斯罐及牤牛河东南，二坑矸石山以南。

井下位置

及四邻

采掘情况

工作面北部以FYR11断层及其分支断层F201-12为界，东南部以F201-11断层为界，东北部以8237（中层）采空区为界,西南部以F201-9断层为界。

回采对地

面设施影响

工作面回采对羊牛薛铁路线及铁路桥有一定影响。

走向长（m）

195~242

倾斜长（m）

62~116

面积（m2）

17459

221

79

第二节煤层

表1-2煤层情况表

煤（矿）层总厚（m）

5.3～6.1

煤层结构（m）

煤层倾角

（°）

17°～23°

5.8

0.6（0.05）2.7~3.0（0.5~5）0.7~1.1（0~0.14）1.3~1.4

18°

煤层情况描述

该工作面煤层为二叠系山西组2号煤（大煤），煤厚5.3～6.1m，平均厚度5.8m，其结构复杂，普遍含三层夹石，其中顶夹石及底夹石较稳定，中夹石不稳定。

顶夹石厚0.05m，为炭质粉砂岩，距顶板0.6m。

中夹石厚度（0.5～5m），底夹石厚（0～0.14m），为炭质粉砂岩，距底板1.3～1.4m。

M

（水分）

A

（灰分）

V

（挥发份）

Q

（热量）

FC

（固定碳）

S

（硫）

Y

胶质层指数

工业牌号

0.2

22

21

6000

57

0.4

60

JM（焦煤）

第三节煤质情况

表1-3煤质情况表

第四节煤层顶底板

表1-4煤层顶底板情况表

顶板名称

岩石名称

厚度（m）

岩性特征

老顶

中粒砂岩

11.0

以浅灰色石英为主泥硅质胶结，含碳线

直接顶

细粒砂岩

5.00

深灰色，植物化石丰富，质地较软

直接底

砂质页岩

2.00

深灰色，含泥质及碳质，植物化石丰富

老底

细粒砂岩

8.00

黑色细粒粉砂岩，组织较细，植化石极少，含钙质、矽质结核

第五节地质构造

表1-5地质构造情况表

地

质

构

造

情

况

概述：

该工作面煤层走向为N17°E～N23°E，倾角17°～23°，平均倾角18°。

依据已揭露资料，本工作面断层结构较发育，估计回采过程中将揭露12条断层，其中F201-11、F201-12、FYR11为该工作面边界断层。

（详见08201工作面回采地质图及下表。

）

结构名称

走向

倾向

倾角

性质

落差（m）

对回采

影响程度

FYR11

N42°E

SW

55-62°

正

23-55

小

F201-1

N16°E

NW

70°

正

1.5

小

F201-2

N15°E

SE

60°

正

1.0

小

F201-3

N19.5°E

NW

70°

正

2.5

小

F201-4

N19.5°E

NW

70°

正

0.7

小

F201-5

N9-19°E

NW

70°

正

2.8-3.0

小

F201-6

N19.5°E

NW

70°

正

0.4

小

F201-7

N19.5°E

NW

70°

正

0.5

小

F201-8

N60°E

NW

55°

正

0.5-12

较小

F201-9

N67°E

NW

45°

正

5.0

小

F201-10

N76°E

NW

77°

正

1.0

较小

F201-11

N53°E

SE

60°

正

5.0

小

F201-12

N69°E

NW

60°

正

21

小

第六节水文地质

1、该工作面水文地质条件比较简单，回采过程中不受水害威胁。

2、工作面水害隐患关键来自大煤顶板砂岩水,估计工作面回采期间正常涌水量0.1m3/min，最大涌水量在0.3m3/min，涌水形式为顶板垮落后砂岩水流入,通常不会对正常开采造成影响。

3、工作面存在多处低洼处，易积水，可造成巷道堵塞，无法通风和行人。

为确保工作面正常开采,在工作面运料巷低洼处备泵排水，排水能力大于0.5m3/min。

4、奥陶系灰岩含水层在煤系地层底部，该含水层多年最高水位为+125米。

依据周围钻孔资料，本工作面煤层距下伏奥陶系灰岩含水层顶面152m，开采最低标高为-324.4m。

隔水层底板承受水压为4.49Mpa。

突水系数0.040,开采本煤层不受该含水层威胁。

5、本工作面水文地质条件和相邻8215、东南区Ⅱ块、东南区Ⅲ块、8237等工作面水文地质条件基础一致，经过临近工作面安全开采,说明08201回采工作面煤层底板隔水层能够满足《煤矿防治水要求》要求。

第七节影响回采其它原因

一、影响回采其它地质情况

表1-6影响回采其它地质情况表

最大涌水量

0.3（m3/min）

正常涌水量

0.1（m3/min）

绝对瓦斯涌出量

据通风区提供，回采时瓦斯涌出量为3.5m3/min

煤（矿）尘

含有爆炸性

煤自燃

Ⅲ类不易自燃

地温

18℃

地压

7.5～10.5MPa

二、地质部门提议

1、为提升煤炭回收率，在回采过程加强资源回收管理。

2、该工作面回采期间加强顶板支护管理及“一通三防”管理工作。

3、该工作面在推采至运料巷40点前15m，溜子道57前10m之前，工作面顶层已回采，施工单位需加强回采过程中顶板支护工作。

第八节储量预算

表1-7储量预算情况表

走向长

（m）

倾斜长

（m）

开采面积

（m2）

煤

厚

（m）

容重

（t/m3）

工业

储量

（t）

回采

率

（%）

可采

储量

（t）

221

79

17459

5.8

1.4

141767

95

134678

第二章采煤方法

第一节巷道布置

一、工作面巷道部署情况及支护形式

1、08201工作面停采线以外采取U36型钢可缩性支架支护，巷道断面为：

净宽×净高=4.0×3.0m。

停采线以里运料巷、溜子道及且眼内均采取U25型钢可缩性支架支护，巷道断面为：

净宽×净高=4.0×3.0m，支架间距为600mm，支架间搭接500mm，搭接处使用2副卡缆进行固定，卡缆螺母扭矩150N•m；巷道全断面铺设双抗塑料网，（岩巷铺设金属菱形网），网边搭接100mm，每200mm用尼龙绳（岩巷使用14#铅丝）绑扎一道；巷道使用直径大于60mm、长度900mm圆棍裱背顶帮，圆棍间距200mm（岩巷300mm），要求裱背到底，帮空顶空处要使用底梁背实。

。

2、相邻支架间使用金属支拉杆进行联锁。

金属支拉杆采取直径18mm圆钢制成，支架各节搭接处各使用一个，累计3个。

第二节采煤工艺

一、采煤方法

采取走向长壁综采放顶煤采煤法。

二、采煤高度、采放比叙

1、采高：

采煤机割煤高度2.0～2.2m，放煤高度3.8～3.6m，采放比1:

1.9～1:

1.6。

三、采煤工艺

1、工艺步骤

安全确定→下端头斜切进刀→追机伸伸缩梁→放护帮板→机组上行返空刀→上行割煤→追机伸伸缩梁→放护帮板→顶移前部输送机→移架→放顶煤→拉后部输送机

2、工序说明

（1）落煤方法：

工作面采取MGY150/375-W型无链牵引采煤机割底煤，支架尾梁上下摆动，插板伸缩放顶煤。

（2）装煤方法：

采煤机螺旋滚筒和前部输送机铲煤板装底煤，后部输送机装自然落下顶煤。

（3）运煤方法：

工作面前后部刮板输送机选择SGZ-630/220型刮板输送机运煤，机巷使用SGB-630/150型刮板输送机和DSJ-800型胶带输送机交替配合将煤运至东南区煤仓。

（4）移架采取本架操作，超前采煤机前滚筒3～5架收护帮板，滞后采煤机后滚筒1～3架伸出伸缩梁和护帮板。

带压擦顶移架，边收伸缩梁边移架，移架步距0.5m。

（5）推前部输送机滞后机组15m，从采煤工作面一端向另一端次序进行。

移前部刮板输送机由本架操作，并确保部刮板输送机子弯曲长度大于15m。

推移刮板输送机完成后确保输送机平、直、稳。

（6）放顶煤：

放顶煤操作采取双轮次序放煤即第一人先从下向上放煤，另一人滞后第一人3-4架放煤，放顶煤步距0.5m，顶煤由顶板压力、轻放支架反复支撑、尾梁上下摆动、插板伸缩综合方法松动放煤。

工作面放煤见矸为止，放煤完成，伸出尾梁、插板挡住矸石。

（7）拉后部输送机：

拉后部输送机由工作面一端向另一端依次进行，且滞后放顶煤大于15m，操作时要注意架和刮板输送机槽连接部位，预防错槽和掉链事故。

2、安全确定内容

①“人”：

精神状态；疲惫程度；是否熟悉规程方法，掌握岗位操作技能；应知应会；岗位操作程序和标准；实施岗位联保互保制度；持证上岗情况等。

②“机”：

管辖范围内机械、设备运转情况、多种保护齐和安全设施齐全完好情况等。

③“物”：

材料码放规范、符合要求，材料合格；工具符合标准、齐全；轨道、道岔、矿车等符合标准；劳动保护用具正常配置情况等。

④“环”：

支护是否牢靠、符合标准；工作地点环境符合标准，没有隐患；操作岗位环境符合标准，没有隐患；设备、设施运转是否正常、安全保护是否有效、施工后路及安全出口是否通畅、临时支护是否到位、顶板是否完整、通风设施是否可靠等。

⑤“管”：

“手指口述”安全确定和岗位隐患排查（A副卡）操作程序管理实施是否到位、是否有效、制度落实等情况。

⑥对新情况、新改变、新技术。

如瓦斯和一氧化碳等气体异常、过断层等情况进行排查确定。

3安全确定程序

①、开工前安全确定：

现场交接班必需交清工作安全关键，班组长组织全组职员进行单岗检验确定不少于20分钟，充足查找事故隐患并立即处理，切实做到不安全不生产。

并向跟班人员进行汇报开工前安全确定情况，由跟班人员向值班室汇报情况，经值班人员许可下达命令后方可开工作业。

②、班中安全确定：

由跟班人员及班组长通知现场人员开始进行安全确定，如有安全隐患必需立即处理，确定完成以后由跟班人员向值班人员及调度室进行汇报确定情况，汇报完成经区值班领导许可后方可继续开工作业。

③、收工前安全确定：

交班前把岗位存在问题处理完成，利用10分钟交清工作及安全关键，最终跟班人员向区值班人员汇报工作任务完成及安全确定情况后方可收工。

④现场施工人员安全确定必需实施到位，对本岗位“人、机、物、环、管”进行确定。

作业现场有没有隐患、质量标准化、新改变、新情况等进行安全再确定，以确保本岗位作业现场零隐患。

五、工作面正规循环生产力

W=L×S×h×γ×C=79×0.5×5.8×1.4×95%=304.7（t）

式中：

W—工作面正规生产能力t；L—工作面长度79m；

S—工作面循环进尺0.5m；h—工作面采高5.8m；

γ—煤容重1.4t/m3；c—回采率95%；

第三节设备配置

一、设备配置

工作面所用采煤设备为MGY150/375-W型机组落煤，工作面前部采取和支架配套SGZ-630/220刮板输送机，后部采取SGZ-630/220型刮板输送机，顺槽采取SGB-630/150型刮板输送机和DSJ-800型胶带输送机相互接替方法运煤。

二、关键设备

表2-1主要设备表

序号

名称

型号

数量（台）

功率/台

使用地点

备注

1

采煤机

MGY150/375-W

1

375kW

工作面

2

工作面前部刮板输送机

SGZ-630/220

1

110kW

工作面

3

工作面后部刮板输送机

SGZ-630/220

1

110kW

工作面

4

顺槽刮板输送机

SGB-630/150

2

75kW

输送机道

5

顺槽刮板输送机

SGB-630/40

2

75kW

输送机道

6

乳化液泵

MRB-200/31.5G

2

125kW

设备眼

7

胶带输送机

DSJ-800

3

30kW

输送机道

8

胶带输送机

DSJ-800

2

2×30kW

输送机道

9

胶带输送机

STJ-800

3

2×40kW

输送机道

10

矿用调度绞车

JD-1.6

3

25kW

运料巷

三、关键设备参数

表2-2主要设备参数表

名称

型号

电压

功率

关键技术参数

可调高双滚筒无链牵引采煤机

MGY150/375-W

1140V

375KW

滚筒直径：

1.6m；截深：

0.63m；

牵引速度：

0-6m/min；

采高：

1.6-2.6m；牵引力：

0-350KN

工作面刮

板输送机

SGZ-630/220

1140V

110KW

输送能力：

450t/h

刮板链速：

1m/s

中部槽规格：

125×630×263mm

顺槽输送机

SGB-630/150

1140

75kW

输送能力：

250t/h

刮板链速：

0.868m/s

中部槽规格：

1500×630×190mm

胶带输送机

DSJ-800

660

30kW

输送能力：

300t/h

输送带宽度：

800mm

输送带速度：

1.63m/s

胶带输送机

DSJ-800

660

2×30kW

输送能力：

300t/h

输送带宽度：

800mm

输送带速度：

1.63m/s

胶带输送机

DSJ-800

1140

2×40kW

输送能力：

400t/h

输送带宽度：

800mm

输送带速度：

2m/s

乳化泵站

MRB-200/31.5G

1140

125kW

额定流量：

200L/min

额定压力：

31.5MPa

第三章顶板管理

第一节支护设计

一、工作面支护设计

1、采场矿压参数

本工作面矿压参数以技术科提供6299工作面矿压观察资料参数为依据。

项目

单位

同煤层实测

本面选择或估计

顶底板条件

直接顶厚度

m

5.0

5.0

基础顶厚度

m

11.0

11.0

直接底厚度

m

0.8

2.0

首次来压步距

m

46

46

周期来压步距

m

16

16

支护工作阻力

kN

131～152

131～152

顶底板移近量

mm

160

160

支护强度（顶板压力）

MPa

0.25～0.3

0.25～0.3

来压强度

MPa

0.35

0.35

直接顶悬顶情况

m

随采随垮

随采随垮

2、工作面支护设计

采取经验公式计算：

Q＝8×H×r＝8×2.2×2.5×104＝0.44MPa

8-工作面应该支护上覆岩层厚度和采高之比，通常为4～8，取8；

H-采高，取2.2m；

r-顶板岩石容重，通常可取2.5×104N/m3

3、支架选型

依据经验公式计算，顶板来压时最大压力为0.44MPa。

ZFZ/15/23轻型综采放顶煤液压支架,支护强度为0.48～0.54MPa可满足工作面支护要求。

（二）、超前支护计算

依据超前30米顶板压力估算

依据公式：

q＝4/3×γ×a2/f

式中：

r——岩石重力密度，取25kN/m3；

a——巷道跨度1/2；

f——岩石坚固性系数，取7

q＝4/3×25×22÷7＝19kN/m

30米超前压力为：

Q采＝q×30=570kN

应支单体柱数（理论数）为：

选择工作阻力为300kN单体支柱应支单体柱数（理论数）为

N＝570÷300=1.9根

选择DW25－300/100型、DN315－300/100型单体支柱。

二、乳化液泵

（一）乳化泵站及管路选型、数量

乳化液泵选择MRB-200/31.5G型，装备两泵一箱，输液管路选择高压胶管，耐压40MPa，一进一回。

（二）乳化液泵站位置：

乳化液泵站在第四部胶带输送机机头往里20m。

（三）乳化液泵站使用要求

1、乳化液泵站压力不低于30MPa，乳化液配比浓度为3～5%。

2、乳化液泵站司机必需熟悉乳化液泵性能及其结构原理，经培训考试合格并持证上岗。

3、液压泵系统必需杜绝跑、冒、滴、漏现象，管线吊挂要整齐。

4、更换乳化液泵液压管或液压管密封件必需停止乳化液泵工作并卸压后进行，严禁带压更换液压件。

5、液压管线必需吊挂整齐，注液枪使用后应盘好线悬挂在人行道两侧支柱上，不得随地乱放。

6、各管路接头必需使用对应型号“U”型卡，严禁使用其它物品替换。

7、乳化液泵站司机必需负责泵站安全运转工作，不得兼任其它工作。

8、坚持开安全泵，开合格泵，坚持泵站工作压力达成标准，乳化液浓度配比达成要求要求，并有现场配比和检验手段。

第二节工作面顶板管理

本工作面采取全部垮落法管理顶板，工作面最大控顶距为5.1m，最小控顶距为4.6m，共安装ZFZ/15/23型轻型综采放顶煤液压支架46架和2架ZF2600/16/24型液压支架作为工作面过分支架。

因为工作面开采后需要调下头推采，故排头架定位在距溜子道上帮5m处，下头使用高级支护方法进行支护（即采取单体液压支柱配合长1.0m双楔金属交接顶梁进行支护）支架具体参数以下：

1、工作面选择ZFZ/15/23型支架，其参数以下：

支护高度：

1500-2300mm

宽度：

1220-1360mm

工作阻力：

1905-2053KN

初撑力：

1407-1592KN

支架中心距：

1250mm

伸缩梁伸缩梁量：

600mm

插板伸缩量：

400mm

侧护板伸出宽度：

140mm

最小外形尺寸：

4200×1500×1200（mm）

自重：

6935kg

2、下端头选择ZF2600/16/24型支架参数以下：

支护高度：

1600～2400mm

宽度：

1400～1570mm

工作阻力：

2396～2706KN

初撑力：

1700～2087KN

支架中心距：

1500mm

伸缩梁伸缩量：

600mm

插板伸缩量：

600mm

侧护板伸出宽度：

170mm

最小外形尺寸：

4200×1600×1400（mm）

自重：

8807kg

一、正常工作时期顶板支护方法

采煤机由工作面一端向另一端割煤后先移输送机，再移支架，即割煤→移输送机→移架；采取带压移架方法移架，正常移架要滞后采煤机滚筒10～12架。

移架次序：

（1）采煤机割煤时，滞后采煤机滚筒10～12架移架，支架移到位置后立即升架，初撑力达成要求要求。

（2）超前采煤机前滚筒3～5架收护帮板，滞后采煤机后滚筒1～3架伸出伸缩梁和护帮板。

（3）机头处三架排头架移架次序为：

先移2号支架，再移3号支架，后移动1号支架。

支护质量要求：

（1）工作面达成动态质量标准化要求，确保“三直、二平、一净、二通畅”质量要求。

（2）工作面支架排成一条直线，其偏差不得超出±50mm，中心距偏差不超出±100mm。

支架初撑力大于24MPa，不漏液、不串液、不卸载。

（3）工作面支架顶梁和顶板平行支设，其最大仰俯角<7°，支架垂直顶底板，歪斜<±5°，支架底座垂直工作面刮板输送机，其偏差<±5。

（4）相邻支架间不能有显著错差（不超出顶梁侧护板高度2/3），支架不挤、不咬，架间空隙不超出要求（<200mm）。

（5）工作面支架前梁接顶严实，机道梁端至煤壁顶板冒落高度小于300mm。

（6）工作面回采过程中要立即移架，端面距最大值≤340mm。

采高控制在作业规程要求范围内。

活柱伸出量最小200mm，最大不超出支架活柱最大行程90％。

二、初采及来压期间顶板管理

（一）、首次开采

（1）本工作面初采时切眼长65m，共部署48架轻型综采放顶煤液压支架支架，开采前跟班区长和机电工长，要分别对工作面工程质量和机电设备进行安全确定，不符合《08201综采放顶煤工作面作业规程》及《煤矿安全质量标准化基础要求及评分方法》要求之处必需立即整改，存在不安全隐患必需采取方法处理，做到不安全不生产。

（2）轻型综采放顶煤液压支架支架各部件齐全，供回液管路通畅，操作阀接通管线，架间喷雾及信号按要求安装，雾化效果良好，信号灵敏，支架前后立柱按要求安设好压力监测仪表。

（3）工作面上下端头按要求支设好抬棚梁，支柱初撑力不低于90kN（11.5Mpa），工作面前后部输送机机头机尾压点柱齐全。

当支架顶梁和上下端头抬棚梁超出0.5m时必需增加一路金属交接顶梁。

（4）采煤机要各部件齐全，开动停止、信号装置灵敏，防滑装置可靠有效，采煤机内外喷雾雾化效果良好，各油压表显示油压正常。

机电设备全部调试运转、保护灵敏可靠。

（5）认真检验工作面刮板输送机和插帮连接情况，确保销子齐全，螺丝紧固，销排上齐上牢，确保采煤机行走安全。

（6）泵站和支架供回液管线联通好，泵站压力不低于30MPa，首次开采期间支架初撑力不低于24MPa，上下端头支柱初撑力不低于90kN（11.5MPa）。

（7）胶带输送机输送机机架、滚筒、托辊齐全完好，不跑偏，急停开关灵活可靠，胶带输送机保护齐全有效，转载点喷雾齐全有效。

（8）工作面两巷超前煤壁20m范围内根据作业规程要求打好支柱，电缆、风水管按质量标准化要求吊挂整齐，运料巷供水管路每100m留一甩头配足不少于50m软管线，输送机道供水管路每50m留一甩头配足不少于25m软管线，压风自救装置每50m一组。

（9）进、回风巷在距工作面30m～50m必需安设两道自动净化风流水幕和挡尘帘，喷雾和挡尘帘间距0.3m～0.5m且确保水压达成要求要求，喷头数量不少于8个。

水幕要灵敏可靠保持常开，喷嘴迎风、雾化良好防尘帘要封闭全断面，进、回风巷净化水幕随推采逐步外移。

防尘设施水门必需安设在人行道侧。

（10）运料巷按要求备足多种材料。

（11）瓦斯监测装置安装齐全。

（12）开采前首先要对煤帮进行敲帮问顶，用长把工具找下活砟活煤。

敲帮问顶人员要站在倾斜上方支架掩护下，由上向下逐架进行，敲帮问顶时其下方和下端头范围内严禁有些人。

（13）严格控制采高（2.0～2.2m），严禁超高超低开采。

（14）局部顶空或片帮时，立即伸伸缩梁，打开护帮板护帮，空顶或片帮距离大于0.5m时，使用适宜板梁配合单体液压支柱支护顶板。

片帮严重时，要用板梁超前支护，板梁一头担在支架上，另一头建好煤帮柱。

（15）初采期间要加强调架，严禁出现宽架缝、台阶。

（16）工作面人员要在架箱和前立柱之间行走，严禁在支架前立柱和输送机之间或煤壁侧行走。

（17）初采期间一号支架打防倒戗点不少于三根，带戗柱移架，移到位后按先支后回标准，重新打好戗柱。

（18）工作面移输送机和移架时必需严格按正规操作程序由工作面一端向另一端次序依次进行。

（19）工作面支架出切眼后，首次来压前不得将煤放完，以保持支架顶梁及后部尾梁上顶煤和工作面顶板基础接实，以降低煤全部放完后造成顶板对支架冲击。

（20）工作面首次来压前，每架支架准备两根单体支柱，待顶板来压时支设在顶梁柱窝内进行辅助支撑，以提升支架抗压能力及稳定性。

（21）两巷切顶排悬顶不