3113作业规程终.docx
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3113作业规程终
目录
第一章概况2
第一节工作面位置及井上下关系2
第二节煤层2
第三节煤层顶底板3
第四节地质构造3
第五节水文地质3
第六节影响回采的其它因素3
第七节储量及服务年限3
第二章采煤方法3
第一节巷道布置3
第二节采煤工艺5
第三节设备配置6
第三章顶板管理8
第一节支护设计8
第二节工作面顶板管理9
第三节两巷及端头顶板管理11
第四节矿压观测12
第四章生产系统13
第一节运输系统13
第二节“一通三防”与安全监控14
第三节排水系统18
第四节供电系统19
第五节通讯、照明系统20
第五章劳动组织和主要经济技术指标20
第一节劳动组织20
第二节主要经济技术指标21
附:
主要经济技术指标表表七21
第六章煤质管理21
第七章安全技术措施23
第一节一般措施23
第二节顶板管理25
第二节防治水26
第三节“一通三防”与安全监控27
第五节运输管理29
第六节机电设备33
第七节其他42
第八章灾害预防及避灾路线44
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
3113综放工作面是31采区第七个工作面。
具体位置及井上下关系如下所示。
工作面位置及井上下关系表一
工作面名称
3113工作面
地面标高(m)
+33.18m~+34.62m
工作面
标高(m)
-811.9~-900.6
地面位置
西焦村西侧200~590m,湖东大堤斜穿工作面北部,中部有一中型养殖场,南部有一小型养殖场,其余为人造农田和池塘。
井下位置
及四邻
采掘情况
井下东距3111采空区140米,北为F2-2断层及煤层露头带,西侧靠FX2断层为未开采区域,南至井田边界保护煤柱。
回采对地面设施影响
采用宽煤柱条带开采,回采后对地面村庄影响较小,能够保证村庄居民房屋在Ⅰ级轻微损坏范围内。
走向(m)
510
倾斜长(m)
63.6
面积(m2)
32436
第二节煤层
3113综放工作面煤层及煤质情况如下所示。
煤层及煤质情况表表二
煤
层
情
况
煤(矿)层总厚(m)
2.6~9.9
煤层结构(m)
煤层倾角(度)
0°~23°
7.59
简单
南翼10°
北翼4°
可采指数
1
变异系数(%)
19
稳定程度
稳定
该面煤层赋存稳定,结构简单,总体形态为宽缓向斜,向斜轴部靠近工作面北部,轴向NW,两翼倾角3~23°,平均10°。
煤
质
情
况
Mad
(%)
Ad
(%)
Vdaf
(%)
Fed
(%)
St.d
(%)
Pd
(%)
Y
(%)
工业牌号
2.57
15.25
41.63
51.60
1.03
0.017
10.8
QM
煤的工业牌号为气煤。
煤的组分以镜质组为主,属高挥发分、低灰、中磷、低硫、中等强粘结性煤。
第三节煤层顶底板
煤层顶底板情况表表三
顶板名称
岩石名称
厚度
(m)
岩性特征
直接顶
砂泥岩
30.6
浅灰色,裂隙发育,性脆易碎,松软易冒落,硬度系数4~6。
伪顶
泥岩
0~0.25
局部沉积,灰黑松软,含碳质和植物化石碎片。
直接底
泥岩
砂泥岩
0.87
灰、浅灰色,松软易碎,薄层状,泥质结构至粉砂泥质结构,富含植物根部化石。
老底
细、粉砂岩
6.55
深灰、灰白色,中等硬度,易破碎,泥质胶结,含少量植物化石和菱铁矿结核,水平层理发育,夹泥质条带。
硬度系数5~7。
第四节地质构造
地质构造情况表表四
该面总体为向斜构造,切眼紧靠F3109-3断层,断层落差10~20米。
皮带巷基本平行与Fx2断层掘进,掘进期间压力较大,巷道局部冒顶,因此回采期间可能压力显现明显。
工作面两顺槽和切眼实揭落差0~40米断层7条,此外,面内部可能发育隐伏小型断层。
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
F3109-3
240
150
50
正
6-15
较小
F3113-4
235
145
30
正
2
较大
F311-3
184
274
70-80
正
2-8
严重
Fx2
182
272
70
正
10
较大
F3113-2
170
260
60
正
0-3
严重
F3113-1
160
250
60-70
正
2-4
较大
F2-2
245
155
70
正
40
一般
第五节水文地质
本工作面水文地质情况:
1.本工作面煤层埋藏较深,水文地质类型属裂隙类简单-中等型,分析认为,对工作面回采有影响的含水层主要有:
3下煤顶板砂岩、侏罗系底砾岩、三灰,其中,三灰水通过超前疏降,对工作面影响较小,基本已排除受其威胁的可能,其它含水层富水情况,通过开采前期六个工作面证实,各含水层水力联系较差,富水不均一,且均以静储量为主,水量小,易疏降,具有初揭水量较大,但很快减小的特点。
2.根据已回采工作面出水情况类比,预计本工作面突水可能性较小,但因其上部各含水层具有赋水不均一性特点,不排除局部有较大出水的可能。
初次放顶时,涌水可能较大,预计工作面正常涌水量为20m3/h,最大涌水量为40m3/h。
3.工作面西侧距FX2断层较近,回采期间不排除受采动影响应力变化导致FX2断层出水。
第六节影响回采的其它因素
地质部门工作面回采的建议:
1.顶板砂岩易冒落,要切实抓好工作面初次放顶工作。
2.工作面回采时要合理控制回采层位,加强放顶煤管理,提高资源回收率。
3.抓好该面防排水工作,确保排水畅通,要及时清挖积水窝,严格落实各项防治水措施。
4.工作面断层影响严重地段,应制定专门回采补充措施。
5.做好煤体注水工作,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。
6.加强地质观测,发现地质异常及时汇报。
其它影响回采因素参数表表四
瓦斯
低瓦斯矿井。
煤尘
煤层有爆炸危险。
煤尘爆炸指数为41.63%
煤的自燃
煤层自燃等级鉴定为Ⅲ类。
地温
煤系地层平均地温梯度2.93度。
地压
属地压正常区,因煤层埋藏较深,矿山压力较大,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
2.0
4~6
2~3
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材料道内帮、皮带机道内帮、切眼内帮和预计停采线所包围的独立块段。
走向长63.6米,倾斜长510米。
2.计算参数面积:
32436m3 煤层厚度:
7.59m
容重:
1.37t/m3回采率:
85%
3.储量计算
工业储量=337279(t)
可采储量=工业储量×85%=286687(t)
二、采煤工作面服务年限
工作面的服务年限=可采推进长度/月设计推进长度
=510/(0.6×2×2)=213天=7个月
注:
未考虑过断层等其他因素的影响
附:
图一地层柱状图
图二工作面位置及巷道布置图
第二章采煤方法
第一节巷道布置
一、采区巷道布置概况
3113工作面为-700水平的首采区第七个工作面,巷道沿底板布置,煤层厚7.59米,采用综采放顶煤工艺。
二、工作面顺槽
1.支护形式:
轨道顺槽沿煤层底板布置,沿巷中敷设轨道。
巷道采用锚网带、锚索联合支护方式。
顶板锚杆顶部采用锚网带加锚索双层网支护,帮部采用锚网加木托盘支护,支护材料为巷道顶部采用螺纹钢锚杆、φ6.5钢筋加工的钢筋网,钢带采用长度为3.3米的异型钢带,锚索采用φ15.24mm×6.5m钢绞线锚索,锚固剂为φ28快速树脂药卷;巷帮采用Φ16圆钢锚杆,另外加垫长400毫米、宽200毫米的木托板,网采用宽2.5米的高压双抗塑料网,锚固剂为Φ23树脂药卷。
2.巷道净断面:
3113皮带巷,3113材料道(导10点后)巷道净宽为3.4m,净高2.6m,净断面积8.5m2。
3113材料道其余部分(导10点至切眼)巷道断面为:
净宽为3m,净高2.6m,净断面积7.8m2
3.管路敷设
1)注浆与惰性气体管路的敷设
沿3113工作面材料道外帮敷设一路Φ108无缝钢管直至材料道最低点位置,作为注浆与压注惰性气体共用管路,并在3113通道开门点留设阀门作为控制,在闸阀外侧设三通一个,以便观测气体的纯度(当氮气浓度低于97%时,不得向采空区压注,并立即通知制氮机司机停止向井下供气)。
自材料道最低点位置向工作面切眼敷设Φ51无缝钢管作为压注惰性气体专用管路。
管路直至切眼位置,管路开口处以90度角拐向外帮,从而扩大气体的扩散面积,管口以方木垫底后用菱形网覆盖,菱形网上方以木垛进行保护,防止出口被垮落的顶板碎矸堵塞。
所有管路必须按线敷设,离底板不得小于500mm。
2)防尘注水管路的敷设
为保证工作面及两巷防尘、煤体注水、注凝胶等的用水量,沿3113材料道外帮敷设一路Φ108无缝钢管作为防尘高压水管,并保证水压不小于2Mpa,管路每隔不大于50米的位置留设三通阀门一处,作为防尘喷雾、洒水灭尘以及超前煤体注水用水。
沿3113皮带巷外帮敷设一路Φ51无缝钢管作为高压水管,每隔不大于50米位置留设三通阀门一处,作为防尘喷雾、洒水灭尘用水。
3)高压风管的敷设
为保证两巷打设艾格劳尼密闭等的需要,各需敷设一路高压风管,材料道沿里帮敷设,皮带巷沿外帮敷设,留设Φ19高压球阀,因推采需要在回撤两巷高压风管路时,必须保证管路前端离工作面的距离不大于50m。
4)排水管路的敷设
为保证排水系统完善,在工作面两巷最低点水仓向外,各敷设一路直径108mm的塑料管作为排水管。
4.巷道用途。
材料道:
主要用于工作面的进风、材料供应、行人等。
皮带巷:
主要用于工作面的回风、行人,并靠皮带巷内帮摆放转载机、带式输送机。
四、采煤工作面切眼
1.支护形式:
切眼位于3113工作面的最里部,沿煤层底板布置,顶部采用锚网带加锚索支护,帮部采用锚网加木托盘支护,支护材料为巷道顶部采用φ20*2000的螺纹钢锚杆、φ6.5钢筋加工的钢筋网,钢带采用长度为3.3米的异型钢带,锚索采用φ15.24mm钢绞线锚索,锚固剂为φ28快速树脂药卷;巷道外帮采用Φ16*2000的圆钢锚杆,另外加垫长400毫米、宽200毫米、厚50毫米的木托板,网采用宽2.5米的高压双抗塑料网,锚固剂为Φ23水泥药卷。
巷道内帮采用L=1600mm的竹锚杆,另外加垫长400毫米、宽200毫米、厚50毫米的木托板,网采用宽2.5米的高压双抗塑料网。
2.巷道净断面。
巷道净宽5.8m,净高2.5m,净断面积14.5㎡。
附图三:
工作面位置及巷道布置图
第二节采煤工艺
一、采煤工艺
3113综放工作面采用轻型支架综采放顶煤工艺。
1.工艺顺序:
采煤机割煤→移架→推移前部刮板输送机→进刀→端头作业→放顶煤→拉后部刮板输送机
2.落煤:
MWG160/375-W双滚筒采煤机割煤,采高2.2~2.5m,割煤深度为0.6m。
3.装煤:
采煤机螺旋滚筒配合SGZ—630/220刮板输送机铲煤板装煤。
4.运煤:
工作面靠近煤壁及老塘各安设一部SGZ—630/220刮板输送机分别运送煤机截割落煤和老塘侧放落的顶煤;运输巷采用1部SZZ--764/160型转载机,1部DSJ100/63/2×75A可伸缩带式输送机。
5.采放比:
根据煤层厚度及工作面控制采高,采放比为1:
2.3。
6.放煤步距:
⑴初次放煤步距:
实际生产中以顶煤初次能够放下的推进距离作为初次放煤步距,根据其他工作面开采经验,预计初次放煤步距为15米。
⑵循环放煤步距为1.2米。
二、采煤方法
1.采煤机的进刀
采煤机的进刀采用中部自开缺口、斜切留三角煤进刀的方式,斜切进刀段长度为25m,进刀深度0.6m。
具体操作如下:
(1)采煤机向下(上)斜切进刀切入煤壁规定截深后,将工作面输送机按自上(下)而下(上)的顺序推向煤壁,成一条直线。
(2)采煤机向下(上)割透端头煤壁后,将两个滚筒的上下位置调换,返机向上(下)割掉进刀时所留三角煤,并正常割煤至上(下)端头;工作面输送机按照自下(上)而上(下)的顺序推移,并使得刮板输送机的弯曲段为15米。
(3)采煤机割透上(下)端头后,将两个滚筒的上下位置调换,向下(上)斜切进刀并割透下(上)端头煤壁。
2.采煤机正常切割
采煤机以3.0m/min的速度向上(下)割煤,直至割透上(下)端头煤壁。
采煤机正常割煤采用前滚筒在上部、后滚筒在下部的方式。
3.放煤
放煤采用割两刀一放煤,放煤步距选用1.2m。
采用工艺。
即:
割煤、放顶煤平行作业,在采煤机向上(下)或向下(上)割煤时,将支架移出10架后,开始顺序单轮逐架放煤,通过尾梁使顶煤落入后部刮板输送机中,直到老塘见矸石,收起尾梁,伸出插板。
放煤时要严格按工序流程操作,密切注意放煤口涌出煤流状况,发现大块煤堵塞放煤口时,要反复升降尾梁使之
破碎。
(附图四:
采煤机进刀示意图)
三、采煤工作面正规循环生产能力
工作面每天2个循环,每循环进尺1.2m,割煤高度2.3m,放煤高度5.29m,割煤时回收率95%,放煤时回收率80%,则
日割煤量=63.6×2.3×1.2×2×0.95×1.37≈457吨
日放煤量=63.6×5.29×1.2×2×0.8×1.37≈885吨
日产量=457+865=1342吨
月产量=1342×29=38918吨≈3.89万吨(除去一天月度检修时间)
第三节设备配置
一、采煤机
采煤机选用MWG160/375-W双滚筒采煤机,其主要技术参数如下:
采高:
1.4---3.0m
电机功率:
2×160KW
截深:
600mm
牵引速度:
O---6m/min
滚筒直径φ1600mm
滚筒线速度3.84m/min
滚筒转速45.75r/min
二、液压支架的主要技术特征:
1.基本支架型号为ZF3700/17/28
支撑高度:
1.7---2.8m
支撑宽度:
1430---160Omm
初撑力:
3196KN
工作阻力:
3700KN
支护强度:
0.72~0.74MPa
放顶煤尾梁长度:
1.25m
过煤高度:
50Omm
底板比压:
1.7MPa
2.过渡支架型号为ZFG3700/17/28BA
支撑高度:
1.9-3.5m
支撑宽度:
1420-1570mm
初撑力:
2226~3196KN
工作阻力:
370OKN
支护强度:
0.65~0.72MPa
放顶煤尾梁长度:
1.25m
前梁初撑力:
97.52KN
前梁工作阻力:
119.71KN
三、运输设备
1.刮板运输机有两部,型号为SGZ—630/220(中双链)
电机功率:
2×11OKW
运输能力:
400t/h
中间槽尺寸:
1500×630×252mm
2.桥式转载机一部,其型号为SZZ--764/160,设计长度60m,其它技术参数为
电机功率:
160KW
运输能力:
900t/h
链速:
1.28m/s
中间槽尺寸:
150O×830×270mm
3.破碎机一部,型号为PCM110,技术参数为
破碎能力:
1000t/h
电机功率:
110KW
4.可伸缩带式输送机一部,型号为DSJ100/63/2×75A,技术参数为
电机功率:
2×75KW
运输能力:
630t/h
带宽:
1000mm
带速:
1.9m/s
四、乳化泵两台,型号为BRW200/31.5,技术参数为:
公称流量:
200L/min
公称压力:
31.5MPa
电机功率;125KW
附图五:
3113综放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
Pt=K×h1×γ1×s×f+(H-h2)×γ2×s×f
=4×6.45×2.3×4.8×1.1+(7.59-2.3)×1.37×4.8×1.1=351.6t
注:
K—上部岩体相当采厚倍数,一般为4~8,取4;
H—煤层厚度,取7.59m
h1—采厚取7.59×0.85=6.45m
h2—割煤高度取2.3m
γ1—岩石密度取2.3t/m3
γ2—煤体密度取1.37t/m3
s—支架顶梁面积取3.23m×1.54m=4.8m2
f—载荷不稳系数取1.1
2.选择工作面支护强度
3113综放工作面选用基本液压支架ZF3700/17/28型低位放顶煤支架,工作阻力为370t,351.6t<370t,满足要求。
二、乳化液泵站
1、泵站及管路选型、数量
乳化泵两台,型号为BRW200/31.5,乳化液箱一台,型号为RX-1500。
输液管选用高压胶管,耐压45MPa以上。
主要技术参数如下:
公称流量:
200L/min
公称压力:
31.5MPa
电机功率;125KW
2.泵站设置位置
泵站安设在轨道顺槽距离采煤工作面100米的位置。
3.泵站的使用规定
1)泄载阀整定值为31.5MPa,严禁随意调整安全阀的整定值。
2)使用乳化液自动配比装置,乳化液浓度保持在3%~5%之间,并经常用折射仪检查配比浓度。
3)要加强泵站设备、管路的维修和保养,保持液压系统完好,杜绝跑、冒、滴、漏、窜液现象。
第二节工作面顶板管理
根据已开采的相邻工作面矿压观测资料,其煤层顶板为老顶来压明显,直接顶不稳定的二类二级顶板。
本工作面的顶板管理采用全部垮落法。
工作面配置40架低位放顶煤液压支架,上下端头各配置2架放顶煤过渡支架,共44架支架,对工作面顶板实行全支护管理。
一、正常工作时期顶板支护方式:
采用追机移架的方式对顶板进行及时支护。
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;采用带压移架的方式移架。
正常移架要滞后采煤机滚筒3—5架,不得超过6架。
顶板破碎时要紧跟前滚筒移架或人工操作超前移架,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。
移架步距0.6m。
1.移架顺序为:
5)采煤机向下(上)端正常割煤时,滞后煤机后滚筒3--5架移架(顶板破碎时可紧跟前滚筒移架)。
6)采煤机割煤并移架后,及时将支架的伸缩梁伸出护顶。
7)采煤机进刀,向上(下)正常割煤时,自下(上)而上(下)滞后煤机后滚筒3~5架移架(顶板破碎时可紧跟前滚筒移架)。
8)在采煤机割煤时,超前采煤机前滚筒3架将护帮板收回,并滞后采煤机前滚筒3架,顺序将护帮板挑起。
控顶距最小3.43m,最大4.03m(见附图六)
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24MPa。
3)采煤机割煤后,要及时移架,移架与采煤机后滚筒的距离一般不超过3~5架,防止长时间空顶。
4)工作面出现冒顶时,要及时用木料接顶,并支好支架。
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来压及停采前的顶板管理
1.工作面初次放顶、初次来压前必须编制专门安全技术措施。
2.工作面初次来压和周期来压期间,应加强来压的预测预报。
3.工作面支架初承力不低于24MPa,轨道巷、运输巷所有单体支柱初撑力不低于6.5MPa;特别注意工作面中部、两端头支架的初撑力及支架状态,确保整体支护强度,预防冒顶。
4.加强上下端头顶板管理,要提高支护质量,适当加大支护密度,两端头支架上方必须铺网,铺网使用3.5×1.2米的菱形网,网与网之间的压茬,走向、倾向压茬均不低于200毫米,用双股14#扎丝拧紧,扎距不大于200毫米。
必须确保端头支架联网与巷道搭接0.5米以上,防止出现端头冒顶。
㈡过断层及顶板破碎时的顶板管理
该面总体为向斜构造,切眼紧靠F3109-3断层,断层落差10~20米。
皮带巷基本平行与Fx2断层掘进,掘进期间压力较大,巷道局部冒顶,因此回采期间可能压力显现明显。
工作面两顺槽和切眼实揭落差0~40米断层7条,此外,面内部可能发育隐伏小型断层。
对回采造成一定程度的影响,必须加强过断层或顶板破碎带的顶板控制工作,届时必须编写有针对性的补充措施。
当工作面局部地段片帮深度超过0.6米时,可采用超前采煤机移架,及时支护顶板;在顶板破碎的地段,为了有效地防止顶板冒落、控制煤壁片帮,移架方式应采用带压超前移架的方法维护顶板。
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十字梁、一字梁支护;
2)工作面两顺槽均选用HDJB-1200型一字铰接顶梁和HDJB-1000×600的十字铰接顶梁。
因条件限制1200型一字梁无法使用时,可以选用800型一字铰接顶梁配合使用,但必须保证安全出口宽度,且不影响转载机正常拉移。
3)两顺槽沿工作面推进方向共打三排,一梁一柱,间距均为1米;材料道排距为1.2米;皮带巷转载机道宽度为1.2米,人行道宽度为0.9米。
2.支护质量控制标准
1)支柱纵横成线,偏差小于±l00mm。
2)支柱应打到实底,并做到迎山有力(迎山角度为2°左右)。
单体液压支柱初撑力不小于6.5MP;
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,注液孔朝向老塘;
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。
工作面上下端头采用一字与十字铰接顶梁配合单体液压支柱架设,铰接顶梁之间要用圆柱销联好并保持平直;
2.上、下端头切顶线应支设两排密集支柱,一字梁一梁两柱,第一排(即靠近采空区一排)柱距为0.6米;第二排十字梁两侧留0.7米的行人间距。
在两端头第一排密集分别支设不少于两棵单体的戗柱;两排密集间的距离为1米。
当材料道端头支架距材料道外帮小于1.8米,大于1.2米时,支架与巷道外帮可只支设一字梁,单棚必须保持一梁两柱,当距离小于1.2米时沿走向方向支设一排走向方向一字交接顶梁或十字梁;正常情况下,端头支架与端头支护的距离不得大于0.5米,否则应根据现场情况增加支护。
44#端头支架与材料道外帮的距离小于0.8米时,可不再增加单体作端头支护。
3.下端头靠采空区侧的一排密集距1#端头支架后尾梁末端的距离最大不得超过3米;上端头密集不超过44#架后尾梁。
三、支护材料使用数量、备用数量
1.支护材料使用数量
1)一般情况下,工作面两巷超前支护20米,共需单体液压支柱120棵,一字铰接顶梁80根,十字铰接顶梁40根。
工作面两端头共需单体支柱36棵,十字铰接顶梁12根,一字铰接顶梁24根;工作面两巷切顶线处密集、戗柱