21020采煤工作面作业规程12年.docx
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21020采煤工作面作业规程12年
郑州煤炭工业集团
洋旗煤炭有限责任公司
回采工作面作业规程
工程名称：
21020回采工作面
施工单位：
采煤二队
负责人：
唐战标
编制人：
杜升旭
编制时间：
2013年10月9日
目录
第一章工作面概况、回采工作面位置及范围
第二章彩棉地质及水文说明
第一节煤层赋存特性
第二节地质构造
第三节水文地质
第三章采煤方法
第一节回采巷道布置
第二节回采工艺
第三节通风系统
第四节压风自救系统
第五节供电系统
第六节运输系统
第七节综合降尘及防灭火系统
第八节防排水系统
第九节监测监控系统
第十节照明、通讯系统
第四章劳动组织及正规循环作业图表
第一节劳动组织
第二节正规循环作业图
第五章主要技术经济指标
第六章安全技术措施
第一节现场管理制度
第二节安全技术措施
第三节避灾线路
附:
顶底板综合柱状图、巷道布置平面图、通风系统图、瓦斯监控系统图、避灾路线图、供电系统图、支架布置平面图、支护断面图、正规循环作业图、运输系统图、防尘系统图、排水系统图、通讯图、地质剖面图
作业规程会审记录
工作面名称
会审日期
会审地点
主持人
参加会审人员：
生产科
通风科
安全科
机电科
地测科
生产矿长
机电矿长
安全矿长
总工程师
会审意见:
第一章工作面概况、回采工作面位置及范围
工作面位置及井上下关系
工作面位置：
21020工作面位于21采区西翼，西至井田边界保护煤柱，南为11040工作面采空区，北为21040准备工作面，东至21轨道下山保护煤柱，该工作面走向长度890m，采煤方法为走向长壁后退式回采，工作面斜长100—120m，地面标高482—495m，工作面标高+5—+62.0m，煤层平均倾角为23度，工业储量10.46万吨，可采储量8.79万吨，瓦斯等级为低沼。
地面对应位置：
位于曹村北坡，西为三元村，东为马池矿区，南为本矿矿区，北为丘陵山脊。
该工作面距地表距为433—477m，地表为丘岭山地，冲沟发育，无建筑物。
第二章采面地质及水文说明
第一节煤层赋存特性
一3煤层呈黑色、块状、金属光泽，含夹矸。
根据21020下顺槽掘进探明煤层情况，该煤层赋存稳定,可采厚度0.8m，容重1.37t/m3
第二节地质构造
从上、下巷掘进探明情况看，采面范围内属单斜构造，偶见一些小型褶曲，对回采带来不利影响。
第三节水文地质
1、水文地质构造
从上下巷掘进探明情况看采面范围内无大的地质构造，但会有一些小型褶曲会对回采带来不利影响。
2、水文地质情况
21020回采工作面南部为11040采空区，因为一3煤采空区不存在积水，因此上部不受水害威胁；工作面下部和东部都为实体巷道，都经物探掘进无水体存在。
只是从上部采空区有少量水涌出，预计正常涌水量为1m3/h，最大涌水量为3m3/h，对回采无影响。
项目
单位
指标
项目
单位
指标
走向长度
m
890
煤层全厚
m
0.8
倾斜长度
m
100-120
上下巷标高
m
62/5
煤层倾角
度
23
容量
吨/m³
1.37
地质储量
万t
10.46
可采储量
万吨
8.79
采取回采率
%
85
瓦斯等级
低沼
煤层硬度
f
1-2
可采期
a
1.46
自燃发火倾向
不自易自燃
正常涌水量
t/h
1
煤尘爆炸性
有
最大涌水量
t/h
3
（煤层柱状图及工作面示意图附后）
第三章采煤方法
第一节回采巷道布置
21020工作面上、下巷沿煤层走向布置，长度890m，坡度＋1°，切眼沿倾向布置长度100-120m。
上巷回风，标高＋62；下巷进风兼做运输、行人用，标高＋5m。
第二节回采工艺
一、采煤方法：
工作面采煤方法为走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。
1、顶板类型
老顶分类为A类，一3煤顶板没有伪顶，顶板为4m厚的灰岩。
2、支柱选型
工作面采用单体液压支柱，选用DZ型0.6-30/100,DZ型0.8-30/100、DZ1.0-30/100和DZ1.5-30/100四种类型。
二、回采工艺
1、工作面支护及工艺流程
工作面回采时采用放炮落煤，人工装煤，溜煤槽运煤，通过溜煤眼进入下巷装车运出；工作面支护形式采用单体柱配点帽。
工作面工艺流程为：
敲帮问顶→打眼放炮→临时支护→铺溜煤槽→永久支护→采空区处理。
最大控顶距4.0m，最小控顶距3.0m，采高0.80m。
放顶步距1.0m。
2、顶板支护
支护工艺流程：
临时支护——铺槽运煤——永久支护——采空区处理
3、顶板管理方法
采用全部垮落法管理顶板，老塘侧一排加打丛柱和切顶柱。
4、控顶距与放顶步距
工作面支护采用单体柱配点帽。
最大控顶距4.0m，最小控顶距3.0m，放顶步距1.0m。
5、特殊支护
1）、端头支护：
工作面回风巷安全出口采用保安煤柱加超前棚支护，超前棚采用单体液压支柱配工字钢进行支护，煤壁侧不少于20m,另一侧不少于10m。
2）、超前支护：
由于下巷要沿空留巷，故下巷采用穿小巷法保巷，每隔10m开一个切眼，保护煤柱规格为10*10m,切眼内采用两排柱三排行进行支护，排拒1.0m,柱距0.8m。
3）、尾巷回收
为防止上隅角瓦斯积聚，要求回风巷与放顶线回齐或超前切顶线0.5m，尾巷内采用工字钢配合单体柱支护，回收时老塘挡好，防止窜矸伤人。
4）、丛柱：
工作面在回采过程中，沿工作面倾向每3m在其切顶方向线上打一丛柱，每组4根，间距为0.2m。
5）、密集柱：
在工作面舍帮沿切顶线，在倾斜方向上每0.2m打一根
支柱，把采区顶板切断，使采空区顶板跨落，以保证采面推进的安全。
三、顶板支护设计
（一）采空区处理
采用缓慢垮落法处理采空区。
（二）控顶距与放顶步距
该工作面控顶距最大4m最小3m，放顶步距1m。
（见工作面支护断面图）
（三）顶板支护设计
根据相邻工作面观测结果分析，该工作面老顶初次垮落步距为10～15m，老顶的周期来压步距为8～10m。
1、工作面支护设计
⑴、煤层顶底板岩性及分类
①、煤层顶、底板岩性（见综合柱状图）
②、顶底板结构
老底←煤层→老顶
⑵、顶板分类
老顶为石灰岩，厚度4m。
直接底为石灰岩，厚度2.8m。
2、采场控制设计：
工作面的顶板控制设计从支、护、稳三方面考虑。
⑴、支
要求支架在工作过程中能够支撑住顶板所施加的压力。
老顶初次来压及周期来压期间支架所受压力比平时大。
因此，支护强度设计从这两个时期计算取最大值。
①、老顶初次来压期间
要求支架在不被压死的情况下，P2能承担起老顶重量的1/4及全部直接顶的作用力。
P2=A+MBYBCB/4ktL小A=（4×2.5×4）/3=13t/m²
=13+（4×2.5×20）/4×2×3
=21.3t/m2
式中：
P2----支架支护强度t/m2
MB----老顶厚度7.7m
YB----老顶容重2.5t/m3
kt----岩重分配系数kt=5.1
L小---最小控顶距3m
CB----老顶初次来压步距20m
式中A----直接顶作用力t/m²
A=MzYzL/L小
Mz----直接顶垮落厚度4m
L----最大控顶距3.5m
Kt----岩重分配系数，受直接顶厚度与采高之比N（N=3.5/2.0=1.75）Kt取1.75
②、顶板周期来压期间
在此期间，要求支架承担起直接顶，并能承担部分老顶的作用力，以减缓老顶的来压速度，合理的支护强度为：
P3=A+MCYCCC/4ktL小
式中:
则P3=13+（4×2.5×10）/（4×2×3）
=15.84t/m²
取以上最大值，合理的支护强度应为：
P=P1=26t/m2
③、工作面支护密度G（根/m²）
G=P/Fn
式中:
F----支柱工作阻力128t/根
取额定工作阻力的80%为128t/根
n----支柱工作阻力利用系数0.85
P----最大支护强度取26t/m²
则G=P/Fn=26/（128×0.85）=0.24根/m²
实际支护密度为：
Gs=4/3=1.3根/m²
G>Gs,工作面支护强度可满足安全生产需要。
⑵、护
①、护帮顶:
由于一3煤煤质坚硬，顶板为石灰岩，因此采用单体柱配合点帽支护。
②、护底：
护底要求支柱对底板的压强小于底板的比压，否则支柱下要站铁鞋，该工作面直接底为石灰岩，抗压强度为29Mpa,支架工作阻力在1600KN时对底板最大比压为8.8Mpa，可满足支护要求，因此不需要穿铁鞋。
⑶、稳
要求支架具有抵抗来自层面方向推力的能力，为防止老顶板推垮冒顶事故的发生，须提高支柱的初撑力。
P初=hr（cosα+sinα/f）/G实
式中：
P初----支柱初撑力KN/根
h-----复合岩层厚度根据跨落高度取2.5m
r-----复合岩层密度2.0t/m³
α-----煤层倾角23°
G实------支护密度1.3根/m2
f------软硬岩层之间摩擦系数取0.5
则：
P初=2.5×2.0×〔（cos23°+sin23°）/0.5〕/1.3
=5.4t/m2
=54kN
通过计算，同时结合《郑煤集团生字[2003]第8号》文规定，中排柱初撑力保持在55KN以上，煤墙及老塘柱初撑力保持在30KN以上，可以防止推垮型冒顶事故的发生。
故我们只要保持液压管路末端压力不低于18MPa，即可满足要求。
（四）顶板管理
1、加强质量管理，严格按质量标准验收、检查、评级和考核。
2、加强回采工作面初次放顶的现场领导：
工作面初次放顶期间成立“初次放顶领导小组”，负责组织和领导初次放顶期间的全面工作（初次放顶期间指顶板缓慢下降与底板接触这段时间）。
3、提高工作面支架的钢度，提高整体抗压能力，提高工作面支架钢度，必须做到以下几点：
（1）保证支护有足够的密度，不低于设计。
（2）保证支柱的初撑力中排巷不低于要求值90KN、煤墙及老塘侧不低于30KN，注液压力大于12Mpa，使其工作支柱的合格率达到80%以上，确保顶板来压时有足够的抗压强度。
（3）清净浮煤，使支柱直接接触底板，遇到煤层变薄，支柱打不上时，必须卧底支护，要根据煤层厚度，选用合适的柱子，不准用短支柱代替长支柱，要下垫木鞋，上戴木楔，严禁用木支柱代替液压支柱。
（4）合理地架设支柱，使支柱应山有力，应山角为3～5°，并且支柱底应有麻面（柱窝）。
4、工作面推进4～5m时，在第四排对柱上加打丛柱，在切顶线两柱之间加密集柱，支柱要站正，不准向煤墙倾斜。
5、工作面选用有经验、责任心强的一名老工人专职观察顶板，当工作面悬顶面积较大时，如伴有闷雷声、顶板裂隙加大、煤壁片帮、信号柱断裂或工作面单体柱安全阀开启率增多，表明有大面积来压，应立即发出信号，吹哨子或打信号，撤出工作面人员，并及时向调度室值班领导汇报以采取措施，待来压稳定，处理好现场不安全隐患后，人员方可进入工作面组织生产。
6、成立矿压观测小组
组长：
唐占彪成员：
采队支柱工
在此期间必须做到：
要求人员组织到位，培训到位，观察仪器落实到每个成员负责跟一班。
矿压观测人员每班测出的数据，由生产科负责整理，及时向安全矿长和总工汇报，以便采取相应对策。
观测人员要不定期对采面支柱进行抽查，发现初撑力低的，有权让现场作业人员进行二次补液，否则不得作业。
观测人员发现支柱工作阻力到额定阻力必须提醒作业人员采取相应措施或撤离工作面，并汇报区队领导和调度室。
矿压数据要定期向有关技术负责人汇报，并根据资料分析，以掌握工作面顶板动态情况。
三班设立专门的矿压人员（具体由采队自己决定），并且建立以采队长为主的矿压监督小组，安检科进行配合。
负责不定期的抽查。
7、顶板管理措施
（1）采煤工作面所有人员必须认真学习《煤矿安全规程》、《操作规程》和《工作面作业规程》。
（2）开工前，认真检查工作面工程质量。
处理各种不安全隐患，为回采做好准备工作。
工作面上班移溜站柱后要对所有支柱实行单柱多次注液，工程质量验收员应随身推带压力表，对工作面支柱初撑力进行测试，确保初撑力达到要求，支柱稳定。
（3）加强采面支柱的初撑力管理，跟班队长、班长亲临现场，搞好放顶二次注液工作，确保单体柱初撑力达到55KN以上，中排巷柱注液后，及时对舍帮、煤墙柱均衡补液，严禁有空载支柱。
（4）工程管理人员及时调整采面柱距，必须应山有力。
保证柱距达到工程计划标准，严禁出现棚距和0.4m以下小棚距，保证棚距均匀，保证工作人员退路畅通。
（5）严格执行敲帮问顶制度，敲帮问顶时，应从有支架的地点开始，由外向里，先顶部后两帮依次进行。
放炮后应及时剔掉顶帮活煤。
严禁空顶作业，每一名职工都必须认真检查自己的工作场所，发现问题及时解决。
（6）加强单体柱管理，采面消灭失效柱，严禁出现空载柱，保证支柱的完好性。
（7）验收员要坚持班班拉线，逐棚验收，消灭不合格的工程。
第三节通风系统
一、通风方式
本工作面采用独立通风。
二、通风路线（详见通风系统图）
工作面新鲜风流：
副斜井→21020下副巷→工作面
工作面乏风风流：
工作面→21020上副巷→21020采面回风绕巷→总回风巷→回风斜井
三、风量计算
1、按人数计算
Q采=4kn=4×46×1.2=220m3/min
式中：
Q采为回采工作面实际需要风量m3/min
N为回采工作面最多工作人数取46人（交接班时）
K为备用可靠性系数取1.2
2、创造良好的气候条件计算
Q采=60VS=60×0.8×4=192m3/min
式中：
Q采为回采工作面所需风量m3/min
V为采面适宜风速
S为采煤工作面平均断面m2
3、按采面瓦斯绝对涌出量计算
Q采=100×q瓦×k采通=100×0.11×1.70m3/min=19m3/min
其中:
Q采为工作面所需要风量m3/min
K采通为采掘工作面瓦斯涌出不均匀备用系数1.4—2.0取1.70.
Q瓦为瓦斯绝对涌出量m3/min
根据计算结果工作面的需用风量取最大值Q=220m3/min
4、风速效验
V=220m3/min÷60min÷3.2m2=1.5m/s
通过验算，工作面风速0.25m＜1.5m/s＜4m/s，符合煤矿安全规程规定。
根据以上验算，只有当工作面上最多人数时所用风量符合规定要求，故采面风量取Q=220m3/min，根据集团公司要求工作面风量不少于250m3/min，因此我们配备给工作面风量不低于250m3/min。
第四节压风自救系统
一、压风系统
1、压风设备
利用地面空压机站LWJ-20/8、115kW空压机，排气量为20m3/min，排气压力0.8MPa，2台空压机，一台工作，一台备用。
2、压风自救系统
21020工作面压风管路：
地面空压机房→主井→21020工作面上下顺槽。
21020工作面从平地空压机房沿井筒铺设的通风管路，经皮带下山压入21020工作面，主管直径φ90mm。
每隔50m设置一个三通阀门，并安装一组压风自救袋，每组安装的数量不得少于5～8个，每个压风自救袋需风量0.1m3/min。
㈠、根据压风自救安装区域工作人员数量，按下式确定供风量：
Q1≥Q2
Q2=K1×K2×N×Q3m3/min
Q2=1.2×1.2×50×0.1
Q2=7.2m3/min
式中：
Q1--气源供风能力，m3/min；
Q2--需风量，m3/min
K1--压风管路漏风系数，取1.2；
K2--压风自救安装区域工作人员不均衡系数，取1.2；
N--压风自救安装区域工作最多人数；
Q3--人均压缩空气供给量，每人按0.1m3/min。
㈡、管路要求
1、管路规格：
采面两巷的压风自救管路为直径φ76×4mm焊接钢管。
2、管路敷设牢固平直，接头严密不漏风，气源接口处要有总阀门，便于压风自救的维护。
3、必须在管路上设置水分离器（小风包），保证供风清洁，防止自救袋喷头堵塞。
㈢、自救袋安装
1、工作面上顺槽距上安全出口25～40m范围内设置一组自救袋；工作面下顺槽在采面下出口外25～40m范围内安装一组自救袋，以上两处压风自救袋的数量分别为30个。
工作面上、下顺槽每50m设一组（5～8个）压风自救袋。
2、压风自救袋要安装在地点宽敞、支护良好、没有杂物堆积的人行道侧，人行道宽要保持在0.7m以上。
3、自救袋的安装高度按距底板1.2～1.3m，便于现场人员自救应用。
㈣、系统调试
压风自救管路接好后，在自救袋安装前要进行通气试验，在管路低洼处安装防水阀门，并将管路的杂质及锈蚀粉末吹出，并测量供风量。
自救袋装好后，由安装人员逐个检查，保证使用性能。
㈤、使用管理
1、使用单位指定专人每天对管路、自救袋进行检查，及时处理管路和自救袋存在的漏气、堵塞等问题，保证压风自救系统处于完好状态。
2、压风自救系统的气源总阀门必须处于常开状态，无特殊情况严禁关闭。
3、使用单位要加强职工培训，现场每个施工人员必须熟练掌握压风自救装置的使用方法。
4、通风安全科要认真监督检查压风自救系统的安装和日常管理工作。
第五节供电系统
21020下巷供电电源来自中央变电所2#低压馈电开关，有3x70m㎡电缆线到12010巷口，又由3x25m㎡电缆线到21020下巷里段QBZ-80开关上，供11kw风机用电，本采面无电器设备。
第六节运输系统
1、采面运煤系统：
采面搪瓷槽→21020运输巷矿车→12上车场溜煤囤→主井二级皮带巷煤仓→主井皮带→地面
2、运料系统：
付井→+60车场→21020上付巷→工作面（运输系统图附后）
3、提煤系统
12皮带下山安装一部DTC65-150-3型皮带和主斜井安装两部DSJ100/80/160S型胶带输送机担任提煤任务。
第七节综合降尘及防灭火系统
一、综合防尘
21020工作面煤尘具有爆炸危险性。
㈠、供水系统
21020工作面供水系统：
平地消防水池→副斜井→12皮带下山→21020工作面上、下顺槽（消防降尘系统图附后。
）
㈡、综合防尘设施的配备与安装
1、工作面上、下安全出口以外50m范围内及进、回风口以里50m范围内各设置一道水幕，水幕必须雾化好、全断面封闭、开关方便、灵敏可靠，且坚持正常使用。
2、所有转载点必须设置喷雾降尘设施。
喷雾设施牢固可靠，喷嘴对准产尘源，雾化好，开关方便，灵敏可靠，且坚持正常使用。
3、进、回风巷防尘水管端距安全出口不得大于20m，向里必须配备20m以上的防尘洒水软管。
4、工作面进、回风巷距工作面60～200m范围内，各安装隔爆水袋60个，水量不小于200L/m2。
二、防灭火系统
㈠、防灭火系统管路
地面→副斜井→12皮带下山→21020回采工作面上、下顺槽
㈡、防灭火管理制度
1、井下各种电器设备要消灭失爆现象，杜绝各种火源，防止火灾发生。
2、设备加强检修，减少自身摩擦，当温度超限时停止运行。
3、工作面下隅角老塘垮落不充分时，必须用编织煤袋围实或采用风布将漏风处挡严。
4、任何人发现井下火灾时，应视火灾性质、灾区通风和瓦斯情况，立即采取一切可能的方法直接灭火，控制火势，并迅速报告调度室。
调度室在接到井下火灾报告后，应立即按灭火预防和处理计划通知有关人员组织抢救灾区人员和实施灭火工作。
5、值班调度和在现场的区、队、班组长应依照灾害预防和处理计划的规定，将所有可能受火灾威胁地区中的人员撤离，并组织人员灭火。
6、电气设备着火时，应首先切断其电源；在切断电源前，只准使用不导电的灭火器材进行灭火。
7、抢救人员和灭火过程中，必须制定专人检查瓦斯、一氧化碳、煤尘、其它有害气体和风向、风量的变化，还必须采取防止瓦斯、煤尘爆炸和人员中毒的安全措施。
第八节防排水系统
21020运输巷水流到12轨道下山水沟再到12临时水仓。
水泵型号为MD155-32X62台一备一用，电机功率132KW，排到中央泵房，再由型号为MD155-67×8,3台一备一用一检修，电机功率355KW的水泵排到地面。
第九节监测监控系统
1、施工时，在上副巷距回风巷10-15m、距工作面上出口5-10m及工作面上隅角处各安装一台瓦斯传感器（据顶≤200mm，距帮≥300mm），瓦斯传感器断电值为0.8%，报警值为0.75%，复电值﹤0.75%，断电范围：
该回采工作面内及回风巷所有一切电气设备。
在下副巷测风站各安装一台风速传感器、温度传感器，对下副巷风速、温度进行不间断监测。
2、在采面上、下副巷外口各安装一部与调度室直通电话，并在采面上、下出口处各安装一部电话，瓦斯监测、通讯图附后。
3、要求瓦斯电闭锁在瓦斯超限时能自动切断工作面、上下顺槽及回风巷道内全部非本质安全型的电器设备。
4、当瓦斯控制系统出现故障时，相关业务部门必须及时处理。
处理故障时，要加强人工检查瓦斯，消除瓦斯积聚现象，跟班队长必须随身携带便携仪，上隅角按规定悬挂瓦斯便携仪，以便随时检测瓦斯浓度。
5、信号电缆敷设
由监测分站引出一条监测电缆，经12010上顺槽敷设至12010工作面上隅角，距工作面5～10m范围内，接里传感器（T1）；上隅角接传感器（T0），距回风口10-15m处接外传感器（T2）。
甲烷传感器报警点、断电点、复电点及断电范围
传感器
报警点
断电点
复位点
断电范围
传感器T-1
0.8%
0.8%
0.75%
工作面及回风巷道内所有非本质安全型电器设备
传感器T-2
0.8%
0.8%
0.75%
工作面及回风巷道内所有非本质安全型电器设备
传感器T-3
0.8%
0.8%
0.75%
工作面及回风巷道内所有非本质安全型电器设备
第十节通讯照明系统
一、通讯系统
工作面安装一部电话与井上下联系，电话悬挂在距采面50m处巷道行人侧。
二、照明系统
职工自身携带的矿灯照明。
第四章劳动组织及正规循环作业图表
第一节劳动组织
一、循环方式
1、工作面作业方式
采用“三八”制作业，每三班完成一个循环。
2、生产工序
敲帮问顶→打眼放炮→临时支护→铺槽运煤→永久支护→采空区处理。
实行多工种综合工作面。
3、平行作业安排
（1）铺设溜煤槽在接班后半个小时内进行。
（2）分段落煤支柱与分段回柱放顶平行作业。
（3）分段攉煤，平行作业。
（4）铺、移溜煤槽与回柱放顶平行作业，但必须在溜煤槽移到煤墙位置后，进行支柱、回柱、放顶地点距铺移溜煤槽的距离不小于15m。
二、劳动组织
劳动组织一览表
序号
工种
班次
合计
零
八
四
1
队长
1
1
1
3
2
班长
2
2
2
6
3
采煤工
28
28
28
84
4
打眼工
2
2
2
6
5
维修工
1
1
1
3
6
机电工
1
1
1
3
7
验收员
1
1
1
3
8
电话员
1
1
1
3
9
材料员
1
1
1
3
10
安全员
1
1
1
3
11
技术员
1
升级会员 