5204工作面作业规程415解析文档格式.docx
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H=8.0m∠40°
预计断层走向影响最大范围为150m。
其次为5-2042巷断层F65:
H=4.0m∠40°
,预计断层走向影响最大范围为50m。
二、陷落柱
工作面掘进期间没有揭露陷落柱,无影响。
三、褶曲
工作面发育小型向斜,位于5-204工作面中部,在工作面内延伸约220m,轴向为北东,两翼基本对称,倾角约3-5°
,影响工作面回采走向长约180m。
四、风氧化、冲刷情况
5-2042在掘进期间揭露风氧化带,风氧化长度为100m,主要为顶板泥岩和煤层局部风化,其中风化煤层厚1-2m,均厚1.5m,顶板风化泥岩厚2-4m,均厚3m,回采期间煤层及顶板较为破碎,对回采产生一定影响。
第六节水文地质
水文地质情况:
影响工作面含水层有两个,主要含水层为5上#煤层顶板砂岩(薄层灰岩)含水层和5上#煤层底板下奥陶系石灰岩裂隙含水层。
工作面直接充水含水层为顶板砂岩(薄层灰岩)含水层,含水层岩石裂隙、孔隙较为发育,实测正常涌水量为15m3/h,最大涌水量为30m3/h,水化学类型为HCO3—Ca·
Na型,属弱—中等富水性含水层,对工作面回采影响不大,不受水害威胁。
工作面标高为1269m-1334m,高于奥灰静水位标高+1266.42m,回采不带压。
回采期间,预计工作面正常涌水量为15m3/h,最大涌水量为30m3/h。
第七节影响回采的其他因素
本矿井为瓦斯矿井,根据《霍州煤电集团晋北煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》预计:
5-204综采工作面在回采期间工作面最大绝对瓦斯涌出量为1.33m3/min。
5#上煤煤尘具有爆炸性。
5-204综采工作面开采的5#上煤煤层属II类自燃煤层,自燃发火期为6个月。
第8节储量及服务年限
工作面储量及服务年限(见下表):
序号
走向
长(m)
倾向长(m)
面积(㎡)
煤厚
(m)
容重(T/m3)
工业储量(T)
回采率(%)
可采储量(T)
可采期
(月)
合计:
407
160
合计43142
4.7
1.35
合计413186
95
合计392526
2.9
第2章采煤方法
第一节巷道布置
一、巷道布置方式:
工作面正、副巷均沿煤层走向布置,切巷沿煤层倾向布置。
二、巷道特征(见下表):
巷道名称
断面形状
支护形式
上宽
下宽
高
断面尺寸(㎡)
长度m
合计m
用途
5-2041巷
梯形
架棚
3.2m
4.7m
3.5m
13.96m2
408
进风运煤
5-2042巷
557
回风运料
5-204切巷
矩形
锚网梁+W钢带
8m
28m2
工作面
附图3-1:
5-2041巷断面示意图
附图3-2:
5-2042巷断面示意图
第二节采煤方法和采煤工艺
1、名称:
走向长壁一次性采全高的采煤方法。
2、采空区处理方法:
采用全部垮落法。
三、采高的确定:
根据煤层厚度、采煤机、支架的参数,5-204工作面平均采高确定为4.7m。
工作面遇特殊情况如:
初采初放、过断层等地质构造时,工作面采高范围为3.5m-4.7m。
四、回采工艺
1、割煤方式:
工作面割煤是采用MG—500/1140—GWD型双滚筒采煤机进行截割。
2、装煤方式:
装煤是通过采煤机螺旋滚筒叶片上的螺旋面进行转载,将煤壁上切割下的煤运出,再利用滚筒上的螺旋叶片将煤装在可弯曲刮板输送机溜槽内运走。
3、运煤方式:
滚筒将煤装在SGZ—1000/1400型刮板输送机溜槽上,运至SZZ1000/375转载机经一部SSJ120/120/2×
220可伸缩带式输送机运煤至溜煤眼经皮带大巷皮带运走。
4、支护方式:
工作面选用ZY11000/24.5/50型两柱支撑掩护式液压支架支护顶板,两巷采用液压单体柱支护。
5、采空区处理方式:
采空区采用全部垮落法处理顶板。
五、回采工艺流程:
5-204工作面采用液压支架支护,双滚筒采煤机破煤、装煤。
由刮板输送机、转载机、皮带输送机运煤作为运输系统。
其简化流程为:
端头斜切进刀→破煤、装煤→运煤→移架(端头维护)→推移刮板输送机→清煤→推移转载机;
六、采煤工艺说明及要求:
1、破煤、装煤:
采用MG500/1140-GWD型电牵引采煤机破煤并装煤,采煤机在距机头(机尾)55m范围内采用端头斜切进刀,双向割煤,平均采高为4.7m,截深为0.8m。
装煤采用采煤机的螺旋叶片向刮板输送机随采随装。
2、采煤机进刀方式
本工作面采用端头斜切进刀,以采煤机从机尾段进刀为例。
(1)当采煤机从机头返回机尾,同时溜子滞后机组后滚筒11架从机头方向依次推移。
(2)调换采煤机滚筒位置,沿溜子弯曲段向机头方向逐渐切入煤壁,使前后两滚筒均达到800mm截深,同时推移刮板输送机使其成为一条直线。
(3)调换采煤机滚筒上下位置,然后返刀向机尾方向割透三角煤。
(4)调换采煤机滚筒上下位置,采煤机空返刀至进刀位置,向机头方向进入正常割煤状态。
刮板输送机用于进刀的弯曲段长度根据现场生产经验取11架(19.25m),采煤机长度为17.5m。
因此端头斜切进刀距离确定为:
D=2L采+L弯
公式中:
D——进刀距离,m;
L采——机身长度,最大长度为17.5m;
L弯——运输机弯曲段长度,取19.25m;
以上数据打入公式中,得
D=2×
17.5+19.25=55m
因此端头斜切进刀距离为55m。
附图4:
进刀方式示意图
3、运煤:
工作面采用SGZ1000/1400型中双链可弯曲刮板输送机运煤,一部SZZ1000/375转载机、一部SSJ120/120/2×
220可伸缩带式输送机运煤。
4、移架:
(1)移架采用本架操作顺序移架,进行追机作业。
采煤机割过煤后,支架即可降架前移,降架时尽量使顶梁与底座保持平行,降架高度不宜太大,一般保证在100mm-200mm之间即可。
降架后即可移架,做到尽快支护已暴露的顶板,以免冒顶发生。
正常情况下,移架距采煤机后滚筒不大于3—5架,否则必须停机移架。
其操作步骤如下:
采煤后→收伸缩梁→降架→收侧护板→移架→升架→伸侧护板→操作防倒装置→伸护帮板→推溜
(2)采煤机割煤前,将前滚筒前方3—5架支架的护帮板收回,并随着采煤机向前割煤逐架收回,距采煤机后滚筒3—5架支架的距离开始降架拉架,到位后及时扳动升柱手把,使支架接顶严实,并及时将护帮板支护到位。
(3)顶板破碎时,必须停机拉架或擦顶移架;
支架初撑后,适当调整平衡油缸,使支架顶梁前端上翘,增加支架顶梁前端的支撑力,以减缓新暴露顶板的下沉和破碎,片帮严重时(超过800mm),采取超前支护及时打开护帮板、打出伸缩梁的方式即先拉架支护后割煤再推溜;
顶板不平时,要在支架顶梁上加垫板梁,确保支架顶梁接顶严实。
(4)移完支架后,操作手把打回零位。
移架距采煤机后滚筒大于10m时,必须停机移架,决不允许空顶作业。
(5)移架后,支架支护必须符合下列要求:
①ZY(G)11000/24.5/50型支架初撑力不低于规定值(7308KN)的80%,即5847KN(24MPa)。
②移过的支架成直线,其偏差不超±
50mm;
中心距1.75m,其偏差不超100mm。
③支架接顶严实,顶梁平整,其最大仰、俯角小于7°
。
④相邻支架不挤不咬,架间间隙小于200mm。
⑤支架端面距不大于340mm,超过340mm时,及时打出伸缩梁。
⑥支架顶梁错差高度不大于支架侧护板的2/3。
⑦支架活柱伸缩量控制在300-2400mm之间。
5、推溜
采煤机割过煤后,在距后滚筒11架以外即可顺序移溜,移溜时必须多架同时操作,溜子不得出现急弯或弯度过大,并符合下列要求:
(1)移溜前认真检查推移梁与溜槽的连接情况,并将煤帮的矸石、杂物清理后方可进行移溜。
(2)移溜必须是同一方向,即从机头向机尾或从机尾向机头方向顺序移溜,严禁从机头、机尾向中间同时移溜。
(3)移溜期间保证弯曲段长度不小于11架(19.25m),弯曲度不大于3°
,以防溜子脱节、损坏溜槽。
(4)每次移溜必须移够一个步距,若因机道有台阶、矸石块等障碍物造成溜子移不动时,应进行返工或人工清理。
(5)移工作溜子机头、机尾时,要由专人指挥,专人操作,推移工作溜子机头或机尾时,必须先将过渡槽处的浮煤杂物清理干净,保证机头、机尾与过渡槽坡度相随,以防机头、机尾飘链,损坏过渡槽,移机头或机尾不允许用绞车牵引。
严禁使用单体支柱顶电机或减速器。
(6)推移后的工作溜子必须成一直线,其偏差不超±
100mm,最大弯度不超过3°
,并保证溜子平、直、稳符合生产要求。
推移后的工作溜子要做到机头、机尾和机身平直,电动机和减速器轴的水平度符合要求,机头与转载机搭接合理,工作溜子机头应超出转载机200mm—300mm。
(7)工作溜子出现弯曲后,必须及时进行回刀处理,保持溜子平直。
(8)工作溜子移到位后,及时将支架各操作手把恢复到零位。
(9)工作面机头、机尾必须保证安全出口高度不低于2.2m,宽度不小于0.8m,人员不得随意跨越工作溜子机头、机尾,任何人不得蹬工作溜子,不准坐、靠在挡煤板上。
转载机机尾必须加盖护罩防止人员跨越转载机时受伤。
6、采空区处理
(1)5-204综采工作面采用全部跨落法管理顶板,随着工作面推进,每循环老山顶板垮落一次。
(2)在过渡支架切顶线前拆卸一排垫片,待过渡支架拉过后,使顶板自然垮落。
(3)如在上、下隅角段顶板难以垮落,老山侧悬顶面积大于2×
5㎡或冒落不充分时,必须制定专项措施进行强制放顶。
7、清煤
推溜后,及时将架间浮煤清理干净并上溜运走,保证2m2内浮煤厚度小于30mm,且无大块煤矸。
8、推移转载机
转载机的移设由转载机自移机构自动前移。
机身两侧安装有支撑千斤顶(千斤顶下安有滑轮装置),在转载机过渡段凹槽处安设有两个伸缩千斤顶,在转载机机身两侧,安装有跑道装置。
当推转载机时,端头工操作手把将支撑千斤顶全部伸出,保证转载机机尾段架空,然后利用伸缩千斤顶缓慢打出,从而带动转载机前进。
转载机推到位后,缓慢收回支撑千斤顶,使转载机落在底板上,跑道离开底板,将伸缩千斤顶收回,将跑道前移。
待跑道移出后,将支撑千斤顶打出,将跑道落地,从而完成推移转载机的全部过程。
推移转载机时,必须专人操作转载机液压系统,专人监护。
在推移转载机过程中,转载机司机必须看护好小跑车运行状态,一旦发现问题,停止推移转载机,待处理好后再继续作业。
9、设备自移列车
(1)该设备由100m单轨吊配合12组液压刹车(每个电缆车上2组刹车,两台负荷中心与托缆架前面共6组刹车),两个推拉油缸,3个电缆车、两台负荷中心组成。
从工作面往外依次是后油缸、1#电缆车、1#负荷中心、2#负荷中心、前油缸、2#电缆车、3#电缆车。
2#、3#电缆车与托缆架为第一组,两台负荷中心与1#电缆车为第二组。
(2)操作液压阀手把A(液压阀在1#电缆车上放置),使第二组处于刹车状态,同时第一组刹车分离。
操作液压阀手把B使前后油缸同时动作(前油缸伸,后油缸收),当油缸到位后,反向操作液压阀手把A,使第一组处于刹车状态,同时第二组刹车分离。
反向操作液压阀手把B使前后油缸同时动作(前油缸收,后油缸伸),当前后油缸行程不一致时,操作液压阀手把C补液,使前后油缸行程一致。
往复操作,实现设备列车自移。
(3)相关要求及注意事项:
①操作前,首先(副队长)检查单轨吊梁的完好情况及各部位螺丝的紧固连接情况,然后检查连接螺丝是否紧固到位,经确认无误后,方可开始操作。
②每天由检修班认真检修,检修前,由机电队长安排专人在负荷中心往前80-100m的位置放置警戒,闲杂人员不得进入。
③设备自移列车安装必须符合车辆运行要求,吊挂要垂直于棚梁,负荷中心下搭“#”字形道木垫实。
并定期检查螺栓紧固、各联接件销子完好情况。
④操作过程中,观察设备、电缆是否有多余现象,严禁强行拖拉造成事故。
⑤操作期间,操作人员要严格按步骤进行操作。
⑥在有坡度巷道中运行时,要在下行方向单轨吊梁3米处,安装卡轨器,防止跑车。
⑦操作人员及检修人员要时刻注意棚梁的变化情况,防止发生棚梁倾倒现象,必要时,在棚梁上安装防倒器、支设单体支柱。
⑧定期由专人对单轨吊梁、卡子及螺丝扭矩进行检查,紧固。
第三节采煤主要设备配置
工作面设备配置及主要参数:
设备配置:
工作面安装ZY(G)11000/24.5/50液压支架91架;
一台MG500/1140-GWD采煤机;
SGZ1000/1400刮板输送机一部;
SZZ1000/375刮板转载机一部;
ZY2700型自移机尾一部;
DSJ1200/2*220可伸缩胶带输送机一部
主要参数:
SZZ1000/375型刮板转载机输送量为2200t/h,长度40m,刮板链速1.8m/s,
爬坡角度8°
,电动机型号YBSD-375/187.5-4/8(抚顺)功率375/187.5Kw,
转速1485/735r/min电压3300V,减速器冷却形式:
水冷,刮板链为中双链
园环链破断负荷1450kN,链间距200mm,刮板间距756mm,紧链形式为闸盘紧链与伸缩机头辅助紧链。
SGZ1000/1400型刮板输送机:
输送量2500吨/小时,长度160米,刮板链速1.31米/秒,刮板链型式为中双链,链间距220mm,刮板间距876mm中部槽规格为1750×
1000×
352mm,紧链方式:
液压马达紧链、伸缩机尾辅助紧链
ZY11000/24.5/50型两掩护式柱液压支架:
重量:
39.8T,工作阻力为11000KN、最低为2.45m、最高为5.0m。
MG500/1140-GWD型交流电牵引采煤机:
机面高度:
1978mm、截深:
800mm、
截割功率为500KW、总装机功率为1140KW、采高范围:
2.5~5.0m、适应倾角≤16°
、煤质硬度:
f≤5(硬或中硬),最大采高:
4989mm、最大下切量:
576mm。
附图:
采煤机进刀示意图;
工作面设备布置示意图
第3章顶板控制
第1节支护设计要求
一、采煤机选型
1、采煤机选型原则
①适合特定的煤层地质条件,并且采煤机采高,截深,牵引速度等参数选取合理,有较大的实用范围;
②满足工作面开采生产能力要求,采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力10%~20%;
③与液压支架和刮板输送机相匹配。
影响采煤机选型的主要因素是煤层的力学特性,厚度和倾角,工作面生产能力。
2、采煤机性能参数的确定
①采高的选择
采煤机的采高H应与煤层厚度M的变化范围相适应,根据山浪煤矿上5号煤层开采工作面具体地质条件,确定采煤机最小采煤高度不大于3.2米,最大采煤高度5米。
②截深的确定
截深的选取与煤层厚度,煤层软硬,顶板岩性以及支架移架步距有关,综合考虑,山浪煤矿开采工作面取采煤机的截深为800mm。
③滚筒直径的确定
双滚筒采煤机的滚筒直径以大于工作面最大采高的0.5倍为宜。
5#煤层最大采高为4.8m,考虑采煤机摇臂高度,双滚筒采煤机的滚筒直径不小于2.4m即可满足使用要求,建议滚筒直径取为2.5m。
④装机功率确定
采煤机装机功率可以采用比能法进行计算,计算公式如下:
P=QCHW
式中:
P—装机功率,kW;
HW—采煤机吨煤单位能耗,kWh/t。
该工作面采煤机小时最大生产能力为:
QC=60×
H×
b×
v×
γ
=60×
4.8×
0.8×
5.5×
1.3
≈1647t/h,即计算采煤机的小时产量为1647t/h;
H—煤层最大采高,取4.8m;
B—采煤机截深,800mm;
v—采煤机割煤速度,5.5m/min;
γ—煤的容重,1.3t/m3
5#煤层煤质较软,开采1t煤所需能量取为0.6kW.h左右,因此在截深为800mm的情况下,考虑采煤机理论装机总功率应为1647×
0.6=988kW。
在实际生产中,采煤机的装机功率要比正常割煤时所需的功率要多,还要考虑采煤机过地质构造时的破岩能力,这样采煤机的装机容量应考虑富裕系数,取1.2,因而采煤机的总功率为988×
1.2=1185kW,取整为1200kW;
通过上述分析,在采煤机截深为800mm的情况下,对采煤机的选型技术参数要求如下:
采高范围3.2~5m,截深800mm,滚筒直径不小于2400mm,装机功率不低于1200kW,采煤牵引速度6m/min以上。
MG500/1200-WD采煤机技术特征参数
采高范围:
2.5~5.0m
2029mm
煤层倾角:
≤16°
煤层硬度:
f≤4.5
供电电压:
3300V
装机功率:
500×
2+55×
2+35+90+20KW
牵引力:
726~450KN
牵引速度0~7.7~12.8m/min
牵引中心距:
6245mm
摇臂回转中心距:
7835mm
滚筒直径:
φ2500mm
滚筒截深:
800mm
最大卧底量:
400mm
过煤高度:
704mm
整机重量:
约78t
二、刮板输送机选型
1、刮板输送机选型原则
综采工作面三机的选型主要从设备配套性,对工作面地质条件的适应性,安全可靠性和经济性等方面。
①刮板输送机的运输能力应大于采煤机的生产能力,一般取1.2倍;
②工作面刮板输送机、转载机、破碎机大修期的过煤量应大于工作面回采煤量;
③刮板输送机应满足与采煤机、液压支架的配套要求;
④转载机要与可伸缩胶带输送机相配套;
⑤刮板输送机的铺设长度满足工作面长度要求。
2、刮板输送机参数确定
①工作面输送机运输能力的确定
按照刮板输送机的运输能力必须满足采煤机割煤能力的要求,必须首先根据采煤机割煤能力来确定实际运输能力。
考虑到片帮煤和工作面输送机运转条件差,并且多变,其实际运输能力应略大于采煤机的生产能力,即Qy=1.2Qc
Qc─采煤机的小时实际生产能力,t/h。
1.3
刮板输送机的运输能力应满足下式:
Qy=1.2Qc
代入参数得Qy=1.2×
1647(t/h)≈1976(t/h)
因此,运输机的运输能力应不小于1976(t/h)。
②工作面刮板输送机长度确定
输送机的铺设长度要能够达到工作面长度,即工作面上只铺设1台输送机,所以所选输送机的出厂长度≥工作面长度的值时符合要求,取实际铺设长度为180米。
③工作面输送机功率的确定
根据上述分析,要求刮板输送机运输能力不小于1976t/h,建议选用型号为SGZ1000/2×
700。
SGZ1000/2×
700型工作面刮板输送机技术特征参数:
型号SGZ1000/2×
700
设计长度250m
输送量2000t/h
装机功率2×
700kW
卸载方式端卸/交叉侧卸
刮板链速1.31m/s
刮板链
型式中双链
圆环链规格42×
146紧凑链
刮板链中心距260mm
刮板间距876mm
中部槽
型式整体铸焊封底式
规格(长×
内槽宽×
高)1750×
352
联接型式哑铃联结
紧链装置
型式液压马达低速紧链
阻链方式机械卡块式
机尾型式可伸缩机尾
三、胶带输送机选型
1、胶带输送机的选型原则
①胶带输送机的输送能力应大于或等于工作面刮板输送机的输送能力;
②胶带输送机的机尾部要与转载机的配套尺寸相适应;
③胶带输送机的输送长度要根据运输巷道的长度、坡度、以及输送机功率等因素综合考虑。
综合考虑取胶带输送机小时运量不小于2000t/h,胶带输送机型号:
DSJ120/200/2×
250。
250技术参数如下:
带宽:
B=1200mm
带速:
v=3.5m/s
运量:
Q=2000t/h
输送距离:
L=1000m
轨距:
1572mm
储带长度:
100m
功率:
N=2×
250kw
电压:
U=660/1140KV
皮带机自移机尾
ZY2700型自移装置(皮带机自移机尾)整机主要技术参数:
(1)型号ZY2700
(1)
适应胶带机胶带宽度(mm)1200
(2)
行程(mm)2700
(3)
滚筒直径(mm)630
(4)
工作压力:
330Mpa
(5)
适用介质:
乳化液
(6)
结构形式:
分体组装式
(7)
移动方式:
与转载机相对互动
四、乳化液泵站选型
1、乳化液泵站选型原则
乳化液泵站输出的流量、压力应满足液压