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第一章概述
第一节工作面位置及井上下关系
中能煤业1301综采工作面位置及井上下关系见表1-1-1。
表1-1-11301综采工作面位置及井上下关系表
水平名称
+505m
采区名称
一采区
地面标高
+954m-+962m
井下标高
+570.350m-+630.634m
地面相对位置
本工作面为我矿首采工作面，北邻井田边界，南邻南张村，西邻地面工业场地，东邻北张村。
回采对地面设施的影响
工作面回采后将会对北张村以西耕地和北张村水泥路、南张沥青路地表造成不同程度沉陷，同时会对地面石板厂房屋造成一定程度的破坏。
井下位置及与四邻关系
北邻Fd12：
10m正断层、Fd19：
8m正断层，南接设计1302工作面运输顺槽，西接一采区皮带巷，东接北张村保护煤柱边界。
走向长度/m
938.21
倾斜长度/m
213.3
面积/㎡
194016
第二节煤层
1301综采工作面煤层情况见表1-2-1。
表1-2-11301综采工作面煤层情况表
煤层厚度/m
5.49
煤层
结构
距煤层底板0.6m夹一层0.28m泥岩或炭质泥岩
煤层倾角/（°
）
-4～10
开采煤层
3号
硬度
2～3
煤种
贫煤、贫瘦煤
煤层稳定程度
稳定
煤层情况描述
低中灰-中灰分、特低硫、高热值-特高热值、较高软化温度之贫煤、贫瘦煤。
第三节煤层顶底板
1301综采工作面地质综合柱状图如图1-3-1，煤层顶底板情况见表1-3-1。
图1-3-11301综采工作面地质综合柱状图
表1-3-11301综采工作面煤层顶底板情况表
顶板名称
岩石名称
厚度/m
岩性特征
基本顶
中-细粒砂岩
5.86
岩相变化大，深灰色，以各种粒度砂岩为主，成份以石英为主，长石次之，为半坚硬岩-坚硬岩。
直接顶
砂质泥岩、泥
岩、局部为粉砂岩
2.97
岩相变化大，泥岩为灰-灰黑色，中厚-厚层状，为软岩；
砂质泥岩为灰灰黑色，中厚-厚层状，为软化性岩石；
粉砂岩为灰黑色，中厚层状，为软岩-半坚硬岩。
含少量植物叶化石ƒ=5.6。
直接底
泥岩、砂质泥岩
0.7
灰黑色，含植物根部化石，为软岩ƒ=4.3。
基本底
细粒砂岩
3.36
灰色薄层状，以各种粒度砂岩为主具波状，透镜状及脉状层理。
为半坚硬-坚硬岩。
第四节地质构造
对1301综采工作面回采有影响的断层情况见表1-4-1。
表1-4-1对1301综采工作面回采有影响的断层情况表
断层
名称
走向（°
倾角/（°
性质
落差/m
对回采的影响
F1
45°
52°
正断层
1.8
无出水，需加强顶板、巷帮管理，对回采进度有一定影响。
F2
44°
70°
0.8
F3
43°
40°
1.2
F4
22°
55°
1
Fd12
57°
10
在巷道掘进过程中经钻探此断层位于巷道外帮18m处，需加强顶板、巷帮管理，注意裂隙水。
Fd19
75°
60°
8
需加强顶板、巷帮管理。
第五节水文地质
1301工作面在回采过程中的生产用水、裂隙水会对回采工作造成一定的影响，因此，在回采过程中必须加强涌水观测、分析。
做好防排水工作，制定防治水害的措施。
第六节影响回采的其他因素
影响回采的其他因素见表1-6-1。
表1-6-1对1301综采工作面回采有影响的其他因素情况表
瓦斯
绝对涌出量2.56m³
/min，相对涌出量0.42m³
/t，要加强瓦斯管理。
煤尘爆炸指数
煤尘爆炸指数为14.6％，具有爆炸性，应采取防尘措施。
煤的自燃倾向性
煤层自燃等级为
级,属不易自燃煤层。
地温危害
无地热异常，属地温正常区。
地压
工作面南侧靠近设计1302工作面，工作面矿压显现明显，需加强巷道支护并派专人观测。
第七节储量及服务年限
1301工作面运巷长1060m，风巷长1074m,工作面长213.3m，可采长度938.21m，可采面积194016㎡。
一、工作面储量计算
根据工作面开采范围和煤层参数，计算工作面的工业储量，即
ZG=Shγ
式中ZG—工作面工业储量，t；
S—工作面面积，㎡；
H—工作面煤层平均厚度（采高），m；
γ—煤层的密度，t/m³
。
工业储量=194016×
5.49×
1.42=1512510吨
根据工作面的工业储量和规定的回采率计算可采储量，即，
ZK=（ZG－P）C
式中ZK—工作面可采储量，t；
P—工作面永久煤柱损失，t；
C—工作面回采率，薄煤层≥97％、中厚煤层≥95％、厚煤层≥93％。
可采储量=（1512510－0）×
93％=1406634吨
二、工作面服务年限计算
工作面服务年限=可采储量设计月产量×
112
或
工作面服务年限=可采推进长度设计月推进长度×
工作面服务年限=938.21÷
144÷
12=0.543年
第二章采煤方法
第一节巷道布置
本工作面风、运两巷均沿底板掘进，沿倾向布置，运巷长1060米，风巷长1074米，切眼长213.3米，沿走向布置，工作面标高为+570.350—+631.634，巷道支护：
运巷为锚网——锚索联合支护，断面呈矩形，宽×
高=4.8×
3.1m（净尺）；
风巷为锚网——锚索联合支护断面呈矩形，宽×
高=4.2×
切眼为锚网——锚索联合支护，断面呈矩形，宽×
高=7.5×
3.1m（净尺）。
1301综采工作面巷道布置如图2-1-1所示。
图2-1-11301综采工作面巷道布置示意图
第二节采煤工艺
一、采煤方法
工作面煤层平均厚度为5.49m，底板为泥岩、砂质泥岩。
为方便管理，采高定为（3.0±
0.1）m，但最大不大于3.1m。
工作面采用单一倾斜长壁后退式低位放顶煤采煤法，综合机械化开采，全部垮落法管理顶板。
1301综采工作面设备布置如图2-2-1所示。
图2-2-11301综采工作面设备布置示意图
二、工艺流程
机组割煤—跟机移架—推前溜—放顶煤—拉后溜—清煤。
（一）进刀方式
工作面采用端部斜切进刀方式,以机头进刀为例。
1、如（a）图所示采煤机割透机头时，采煤机后30m处，大溜推向煤墙，做好采煤机进刀和推移机头的工作。
2、如（b）图所示让采煤机反向牵引，沿溜方面弯曲段切入煤墙，使采煤机进入下刀工艺，同时将机头顶向煤墙，使大溜成一条直线。
3、如（c）图所示让采煤机反向牵引，再次割透机头，割掉三角煤，进入下一循环。
4、如（d）图所示机组割煤时，采用前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤的方式。
（二）割煤顺序
采煤机在工作面由机头—机尾，机尾—机头往复运行，逐架顺序割煤。
（三）移架方式
工作面移架时，采取及时支护方式，本架手动操作，从端头或端尾跟机移架。
（四）推前溜及拉后溜的方式
工作面要依次推前溜、拉后溜，保证推拉前后溜弯曲段不少于15节，逐步将前后溜推拉成一条直线。
（五）放煤方式
在机组割完一刀煤,将支架移出后,采用多人分段单轮放煤方式,通过收尾梁使顶煤落入后溜中,直到见矸后,伸出尾梁,打彻插板。
三、工艺详细说明及要求
（一）割煤
工作面采用MG300/730-WD电牵引采煤机，随着采煤机螺旋滚筒不断旋转割煤（前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤），完成割煤工序，采煤机滚筒直径1.8m，割煤高度3.0±
0.1m，采煤机割煤时，应遵循以下规定：
1、采煤机司机要严格遵守《煤矿安全技术操作规程》。
2、机组严禁在无冷却水、喷雾不完好的情况下开机。
3、机组开机时，必须严格执行喊话、点动、再开机的作业程序，严禁随意开机。
4、采煤机司机割煤时，必须精力集中，相互配合，严防割前梁、护帮板，尤其在斜切进刀时，司机要时刻注意。
5、机组在割煤过程中，司机一定要掌握好负荷与速度的关系，严禁开快车，应将机组的平均速度控制在3m/min范围内。
6、机组司机在操作采煤机割煤时，应随时注意煤墙的软硬变化及机组的运行状态，若出现异常，立即摘开离合器，闭锁大溜，进行检查，处理后方可重新开机。
7、割煤过程中，机组司机应随时注意煤墙片帮及顶板变化情况，如发现问题及时采取措施，采煤机割过后，紧跟前滚筒，及时伸出伸缩梁并打出护帮板，对工作面所暴露的顶板进行临时支护。
8、机组在运行状态中，严禁机组司机搬运机身与电缆槽之间的炭块等物，在机组附近进行破炭工作时，必须切断机组电源，打开隔离，闭锁大溜，将护帮板逼紧煤墙，专人监护顶板，方可作业。
9、机组割煤时，应注意机组履带的张紧及拖拉情况，防止损坏电缆、水管。
10、机组司机要随时注意机载瓦检仪显示的瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过1%，瓦检仪发出报警信号时，则立即停止采煤机，及时通知班组长，待瓦斯浓度降至1%以下后，方可开机。
11、严格控制采高在3.0±
0.1m范围内，不准有飘刀、啃底、超高现象发生。
12、机组在斜切进刀时，机组司机必须放慢牵引速度，控制牵引速度在1m/min以内。
13、由于工作面长，前溜负荷大，当机组经中部槽往机尾割煤时，要放慢牵引速度，控制煤量，避免因负荷大造成压死溜。
（二）装煤
1、机组滚筒旋转时，煤体被截齿破落，并由螺旋叶片装入运输机，少量煤在顶溜时由铲煤板装入前溜中。
2、支架与前溜之间的浮煤及支架与支架间的浮煤，由清煤工清入前溜中，其操作注意事项：
（1）清煤工必须等前溜推出去、支架停止动作以后开始清煤。
（2）清煤工作业时，必须随时注意煤墙及顶板情况，保证支架护帮板全部逼紧煤墙，确认支护可靠后方可作业。
（3）清煤工必须面向机组运行方向，随时注意前溜的运行状况，以防止前溜涌出大炭或其它物件伤人。
（4）清煤工作业时，与支架动作地点距离不少于10m。
（三）运煤
工作面采煤机割下的煤由刮板输送机运至端头卸载，经转载机由皮带运出。
（四）移架
本工作面采用ZF5400/17/32型支架，操作方式为手动本架操作，追机作业，顺序移架，移架步距0.8m，移架滞后采煤机后滚筒5m进行，及时支护顶板，如顶煤破碎或片帮严重时，可采用超前移架，及时打出护帮板等支护方式管理顶板，严防冒顶。
移出的支架要符合以下规定：
1、工作面支架前梁接顶严密。
2、工作面必须挂线移架，移出的支架要排成一条直线，50m拉线其偏差不得超过±
50mm，中心距1.5m，偏差不超过±
100mm。
3、支架顶梁与顶板平行支设，其最大仰俯角小于±
7°
4、相邻支架间不得有明显错差（不超过顶梁侧护板高的2/3），支架不挤、不咬，架间空隙不超过200mm。
5、支架工在操作支架时，除注意顶板、煤墙状况外，还必须注意支架尾梁、插板与后溜的相对位置，以免移出架后，插板绊后溜刮板及链。
6、移架前，必须检查后溜是否收回，否则不予移架。
7、移架时，必须保证后溜不随支架前移。
（五）推前溜
推移前溜滞后采煤机后滚筒20m进行，推移时要过渡平稳、自然，不得出现急弯，严禁停机推溜，推溜时要顺序作业，推移时必须将溜推成一条直线，同时符合以下规定：
1、工作面必须有3-4组的支架推移顶同时动作来完成顶溜的推移工作。
2、弯曲段溜槽不少于15节。
3、推前溜到位后，支架工将支架推移手把复零位，以免发生高压管崩破伤人或顶坏前溜。
4、若工作面坡度较大，或机头、尾长度不合适时，采取单向顶溜或进行采斜调整机头（尾）伸入巷道内长度。
（六）放煤
根据本面支护的特点，及切眼尺寸支护情况，在支架的尾梁全部离开锚网支护顶板处，开始放煤，考虑外部运输能力，采用采放交替作业方式。
1、步距及放煤顺序
本面采用多人分段单轮放煤法，按架号依次进行，一架放完后再进行下一架，直到顶煤放完为止。
2、初次放顶煤
工作面回采初期顶煤比较完整，放煤困难，为提高初次放煤回收率及尽快达到放煤标准采取以下措施：
（1）放慢割煤速度，增加顶煤空顶时间。
（2）反复升降支架，迫使顶煤与直接顶离层，使顶煤破碎，从而通过后尾梁滚入后溜中。
（3）在反复升降支架时，必须密切注意支架前梁上部顶板状况，升起架后必须保证支架前梁接顶严密，初撑力达到要求，防止出现冒顶事故。
3、正常放煤
放煤操作：
收回插板，操作尾梁千斤顶，使尾梁收到适当位置，保证放出的煤流入后溜中，若大炭堵住，则可多次反复伸收尾梁使大炭破碎，放煤结束后，升起尾梁，伸出插板。
4、放煤要求及注意事项
（1）本工作面要求一采一放，放煤时固定由放煤工分段作业。
（2）工作面移架后，后溜正常运转，方可进行放煤工作。
（3）放煤范围除去过渡架外所有的低位放顶煤支架。
（4）放煤时，必须密切注意放煤口涌出的煤流及矸石状况，严防大块矸石入溜。
（5）正常放煤应架架二次见矸停放，既要保证煤质，同时保证顶煤回收率。
加强现场监督检查，最大限度提高顶煤回收率。
（6）放煤人员进行伸出插板的作业，必须注意插板伸出状况与后溜相对位置关系，严禁出现插板绊后溜刮板或链。
（7）放煤人员操作时应站在架间支护完整处操作手把。
（8）后溜司机要随时观察后溜煤量和电机负荷，及时发出“放”、“停”信号，防止后溜断链或压溜。
（9）放煤结束后，必须及时将插板伸出进行挡矸，以免大块矸石进入后溜损坏设备。
（七）拉后溜
1、拉后溜必须滞后放煤点后进行。
2、拉后溜时，其弯曲过渡段不得小于15节，不能出现急弯。
3、拉溜完毕，手把复“0”位，后溜成一条直线。
4、严禁停机时进行拉后溜作业。
5、拉后溜时必须依次前移，不准分段或改变方向。
四、有关要求
（一）防止大溜上窜下滑的措施和处理方法
1、由于工作面，端头（尾）支护方式为无端头（尾）架支护，在回采过程中，必须严格控制大溜及过渡架在巷道中的位置，确保安全出口达标。
2、在正常回采前，必须在风运巷找好基准点，随时测量大溜机头（尾）的长短，根据测量结果通过单向顶溜的方式进行调整。
3、若上述调整未能凑效，则采取机头（尾）甩刀的方式，使工作面成伪斜（角度控制在2°
-6°
），配合单向顶溜和摆架来调整大溜机头（尾）的长度。
（二）割煤期间各转载点，机组内、外喷雾要正常使用且保证喷嘴完好，水压及喷洒效果正常。
机组割过煤后，其回风侧跟机必须保证5组支架间喷雾正常使用，以降低落煤过程中产生的粉尘。
采煤机正常割煤时，内喷雾压力不得小于2MPa，外喷雾压力不得小于1.5MPa，喷雾流量应与机型相匹配。
如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于4MPa。
无水或喷雾装置损坏时必须停机。
五、工作面生产能力
1301工作面采用倾斜长壁方式布置，使用低位放顶煤一次采全高综合机械化采煤方法，顶板管理为全部跨落法。
工作面煤层平均厚度5.49米，其中采煤机滚筒割煤3.0±
0.1米，放煤厚度2.49米，滚筒截深0.8米，采煤机割煤一刀，放煤一轮为一正规循环，其循环进度0.8米，工作面长度213.3米，放煤区段长202.8米，底煤回收率95%，顶煤回收率91%。
循环割煤产量：
Q1=L1×
m1×
b×
r×
R1=213.3×
3.0×
0.8×
1.42×
0.95=690.58t
循环放煤产量：
Q2=L2×
m2×
b×
R2=202.8×
2.49×
0.91=522.02t
循环产量：
Q=Q1+Q2=1212.6t
其中：
L1、L2：
分别为工作面长度，放煤区段长度。
m1、m2：
分别为割煤高度，放煤高度。
R1、R2：
分别为底煤回收率，顶煤回收率。
r:
煤体容量，取1.42。
b:
滚筒截深。
第三节设备配置
工作面主要设备参数表见表2-3-1
表2-3-11301综采工作面主要设备参数表
序号
设备名称
数量
型号
功率
安装地点
采煤机
MG300/730-WD
730kw
切眼
2
过渡支架
7
ZFG6500/19/33
3
中间支架
138
ZF5400/17/32
4
前溜
SGZ830/630
2×
315kw
5
后溜
SGZ764/500
250kw
6
转载机
SZZ830/250
1301运输顺槽
破碎机
PLM1500
160kw
皮带输送机
DSJ120/120/2×
250
9
乳化液泵
BRW315/31.5
200kw
电气列车
喷雾泵
BPW320/10M
75kw
11
移动变电站
KBSGZY2-T-1600/6
12
组合开关
QBZ-1600/1140（660）-8
13
调速起动器
QJT250/1140（660）
14
皮带机头
15
变频调速装置
ZJT1-200/1140
第三章顶板控制
第一节支护设计与顶板控制
一、顶板岩性分析
采煤工作面直接顶为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩，厚度2.97m。
按顶板坚硬程度、稳定程度及对工作面矿压影响程度分，直接顶为V类不稳定岩层。
基本顶为中细粒砂岩，属Ⅲ类顶板，基本顶来压不明显。
初次来压步距为30-50m，周期来压步距15-25m。
矿压参数见表3-1-1。
表3-1-1矿压参数表
项目
数据
顶底板条件
直接顶厚度/m
基本顶厚度/m
9.5
直接底厚度/m
直接顶初次跨落步距/m
8-10
初次来压
来压步距/m
30-50
来压显现程度
不明显
周期来压
15-25
底板容许比压/MPa
直接顶类（级）别
V
基本顶类（级）别
Ⅲ
巷道超前影响范围/m
20
二、支架选型及验算
根据周边矿井工作面回采经验及现有设备进行1301工作面设备配套选型。
预选ZF5400/17/32型放顶煤液压支架，支撑高度1.7-3.2m，支护强度0.76MPa。
工作面支护强度计算
根据矿井的煤层地质条件，按倍数岩重法计算液压支架的支护强度，公式如下：
P＝1000·
N·
M·
γ·
9.8·
10-6
式中：
P——支架支护强度，MPa；
M——煤层采高，设计取M＝3.0m；
γ——顶板岩石容重，2.6t/m³
；
N——岩重倍数，按中等稳定以下顶板考虑，取6～8。
P＝1000×
（6～8）×
2.6×
9.8×
＝0.46MPa～0.61MPa＜选型支架的支护强度0.76MPa
支架工作阻力的确定
F＝1000P·
A·
（L+C）
F——支架工作阻力，KN；
P——支架支护强度，MPa，设计取0.7；
A——支架中心距，A=1.5m；
L——支架顶梁及前梁长，L=4.28；
C——梁端距，c=0.2～0.35m，取c=0.3m；
则：
F=1000×
0.70×
1.5×
（4.28+0.3）＝4809KN＜选型支架的工作阻力5400KN
经选型计算ZF5400/17/32型放顶煤液压支架工作阻力5400KN，支护强度0.78MPa，最小支承高度1.7m，最大支承高度3.2m，符合我公司综采工作面支护强度要求。
ZF5400/17/32支架参数见表3-1-1。
表3-1-11301综采工作面中间支架参数表
参数
架数（架）
掩护梁长（mm）
2055
支撑高度（m）
1.7-3.2
初撑力（KN）
3504（p=25.2MPa）
质量（t）
19.8
工作阻力（KN）
5400（p=35.9MPa）
底座长（mm）
2935
底板比压（MPa）
顶梁长（mm）
3015
支护强度（MPa）
0.76
1301工作面所需过渡支架及性能：
端头尾架采用ZFG6500/19/33型液压支架，共7组，其主要性能如下：
工作阻力：
6500KN
支护强度：
0.76MPa
支护高度：
1.9-3.3m
三、ZF5400/17/32型液压支架的最大、最小控顶距，如图3-1-1所示。
（一）最大控顶距H大=4280+340+800=5420mm
（二）最小控顶距H小=4280+340=4620mm
顶梁及前梁长：
4280mm
滚筒截深：
800mm
梁端距：
340mm
图3-1-11301综采工作面支架最大、最小控顶距示意图
四、采煤工作面所需支护材料及备用物料的位置、数量及管理方法见表3-1-2、3-1-3。
备用材料位置正常回采时设在回风巷距采煤工作面不超过100-150m处、巷道较宽的地方。
备用物料管理的方法按下列执行：
（一）所有单体液压支柱、大板梁在备用地点分别码放整齐，且迎风方向应摆放整齐，分别按类悬挂标示牌，不准混淆。
具体由运料组负责。
（二）其他物料必须
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