15101综采工作面作业规程.docx
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15101综采工作面作业规程
15101综采工作面
作业规程
工作面名称：
15101综采工作面
编制人：
施工负责人：
总工程师：
矿长：
批准日期：
201年月日
执行日期：
201年月0日
目 录
第一章概况-1-
第一节工作面位置及井上下关系-1-
第二节煤层-1-
第三节煤层顶底板-2-
第四节地质构造-2-
第五节水文地质-3-
第六节影响回采的其他因素-3-
第七节储量及服务年限-4-
第二章采煤方法-5-
第一节巷道布置-5-
第二节采煤工艺-9-
第三节设备配置-10-
第三章顶板控制-14-
第一节支护设计-14-
第二节工作面顶板控制-16-
第三节运输顺槽、回风顺槽及端头顶板控制-20-
第四节矿压观测-22-
第四章生产系统-24-
第一节运输-24-
第二节“一通三防”与安全监控-25-
第三节排水系统-38-
第四节供电系统-39-
第五节通信、信号、照明-58-
第六节压风自救、供水施救系统-59-
第五章劳动组织和主要技术经济指标-61-
第一节劳动组织-61-
第二节作业循环-61-
第三节主要经济技术指标-62-
第六章煤质管理-63-
第七章安全技术措施-64-
第一节一般规定-64-
第二节顶板-64-
第三节防治水-67-
第四节工作面顶板预裂爆破-68-
第五节“一通三防”及安全监控-68-
第六节运输-71-
第七节机电-74-
第八节其他-80-
第八章灾害应急措施及避灾路线-81-
第一节灾害应急措施-81-
第二节避灾路线-84-
附图：
附图一15101综采工作面地层综合柱状图
附图二15101综采工作面实测平、剖面图
附图三15101综采工作面端部斜切进刀割煤示意图
附图四15101综采工作面设备布置示意图
附图五15101综采工作面坚硬顶板预裂爆破图表
附图六15101综采工作面支护示意图
附图七15101综采工作面运输系统示意图
附图八15101综采工作面通风系统示意图
附图九15101综采工作面防尘系统示意图
附图十15101综采工作面防灭火系统示意图
附图十一15101综采工作面监测监控系统示意图
附图十二15101综采工作面排水系统示意图
附图十三15101综采工作面供电系统图
附图十四15101综采工作面通讯系统示意图
附图十五15101综采工作面压风系统示意图
附图十六15101综采工作面正规循环作业图表
附图十七15101综采工作面避灾路线示意图
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
15101工作面为15号煤层首采面，工作面两侧均为实体煤，工作面停采线距辅助运输巷30m。
具体情况详见表1-1。
表1-115101回采工作面位置及井上下关系表
水平名称
+560
采区名称
一采区
地面标高（m）
+634～+701
工作面标高
+560～+624m
地面相对位置
15101回采工作面相对应的地面为山地沟谷，覆盖层厚度约为36-135米，地面无任何建筑物，对开采无任何影响。
回采对地面设施的影响
无
井下位置与四邻关系
15105回采工作面位于井田的西南部，采区水仓的东部，北为矿井三条大巷，南部为井田边界，东南为实体煤
走向长
120m
倾斜长
864m
面积
103680m2
第二节煤层
15101综采工作面煤层情况见表1-2。
表1-215101综采工作面煤层情况表
开采煤层
15号
煤层倾角
3～18°
煤层结构
比较稳定
煤层厚度
0.9～3.6m
平均厚度
2.25m
稳定性
较稳定
煤层夹矸
0.1～0.35m
可采指数
0．67
可采性
全部可采
煤层的物理性质
黑色，块状一短柱状，亮煤为主夹镜煤条带，条带状结构层状构造，煤层比较稳定。
第三节煤层顶底板
15101综采工作面煤层顶底板情况见表1-3。
表1-315107回采工作面煤层顶底板情况表
名称
岩石类别
平均厚度（m）
岩性特征
老顶
K2灰岩
8.26-10
根据钻孔柱状K2灰岩，深灰色，含生物碎屑和火遂石团块，泥晶结构。
直接顶
泥岩
0.43
黑灰色，泥质结构，块状构造，参差装断口，见植物化石碎片。
直接顶
煤
4.12
黑色，条痕褐色，弱沥青光泽，阶梯状断口，中条带状结构，层状结构，暗煤为主，亮煤次之，见镜煤条带及透镜体，层暗淡型煤，性脆。
与下伏岩层呈明显接触。
直接底
砂岩泥岩
4.23
黑灰色，泥质结构，块状构造，参差状断口，半坚硬。
15107回采工作面所开采的15号煤层，比较稳定，平均厚度为4.12m。
煤层中常夹0～1层矸石,厚度约为0～0.24m，局部地方矸石层尖灭。
煤层伪顶平均厚度为0.43m，随采随落。
无直接顶，基本顶为石灰岩平均厚6.52m，抗拉、抗压、抗剪强度大，岩性坚硬。
按照缓倾斜煤层采煤工作面顶底板分类标准（MT554-1996）基本顶分级属Ⅲ级顶板，代表基本顶矿压显现强烈。
底板为砂质泥岩，平均厚4.23m，按分类标准属Ⅱ类底板，即松软类底板。
详见附图一：
15107回采工作面地层综合柱状图。
第四节地质构造
在15107回采工作面回风顺槽距切眼255m处有一正断层，倾向南，倾角约83°，东西走向角度约16°，落差约3.7m。
在15107回采工作面运输顺槽距切眼289m和296m处有两条正断层，倾向南，倾角分别约为48°和74°，东西走向角度分别约为3°和5°，落差分别为2.2m和2m。
根据掘进工作面揭露断层情况显示：
两顺槽发现的三处断层为一条断层，命名为F5断层。
该断层穿过15107回风顺槽后在工作面中部分岔，变为两条断层穿过15107运输顺槽，然后继续向西延伸至F4断层。
揭露的断层贯穿在15107工作面回采区域中距开切眼255～296m的范围内，当工作面回采到断层处时另行制定过断层专项安全技术措施。
第五节水文地质
15107工作面所处区域上部为3号煤层老窑区，在回采之前应编制探放水设计对老空水进行探放。
根据K2灰岩含水情况，和两顺槽掘进时的涌水情况来看，工作面涌水量较小，最大涌水量为15～20m3/h，正常涌水量为2m3/h，工作面巷道掘出时，仅向斜轴部断层顶板出现少量淋水，工作面回采期间依靠原煤拖带，可直接将涌水处理干净，向斜轴部处相对低洼，该处应设置临时水仓增设水泵排除积水。
第六节影响回采的其他因素
一、瓦斯
根据山西省煤炭工业厅文件晋煤发［2013］305号《关于晋城市2012年度矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》，山西煤炭运销集团裕兴煤业有限公司的矿井绝对瓦斯涌出量为1.97m3/min，相对瓦斯涌出量为1.98m3/t，15101工作面绝对瓦斯涌出量为0.59m3/min，东翼回风开拓巷绝对瓦斯涌出量为0.14m3/min，属瓦斯矿井。
二、煤尘爆炸性
根据2014年1月26日由山西省煤炭工业厅综合测试中心签发的《煤芯样煤自燃倾向性、煤尘爆炸性检测报告》得知：
山西煤炭运销集团裕兴煤业有限公司15号煤层煤尘爆炸性测试结果为15号煤层无煤尘爆炸性。
三、煤自燃倾向性
根据2014年1月26日由山西省煤炭工业厅综合测试中心签发的《煤芯样煤自燃倾向性、煤尘爆炸性检测报告》得知：
山西煤炭运销集团裕兴煤业有限公司15号煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类，自燃倾向性性质为自燃。
四、地温和地压
根据地质报告，井田内地层恒温带深度为30～60m，温度为12℃左右，平均地温梯度为0.8～1.9℃/100m。
按恒温带深度为45m，15107回采工作面最大深度为160m计算，地温为14.2℃，处于正常状态,对生产活动影响不大。
15107回采工作面无冲击地压危险。
第七节储量及服务年限
一、储量
工业储量＝顺槽长度（m）×煤层厚度（m）×切眼长度（m）×煤的容重（t/m3）＝930×4.12×196×1.51＝1134（Kt）；
设计可采储量＝工业储量（Kt）×回采率（%）＝1134×93%＝1054.62（Kt）。
二、服务年限
正规循环作业方式采用“三八”制，两采一准，两班生产，一班检修。
生产班每班推进两个循环，每日推进四个循环，检修班全班检修。
循环进尺0.6m，采高平均4m。
产量及服务年限计算如下：
循环产量＝切眼长度（m）×采高（m）×循环进尺（m）×煤的容重（t/m3）＝196×4×0.6×1.51＝710.304（t）；
日产量＝循环产量（t）×日循环数＝710.304×4＝2841.216（t）；
月产量＝日产量（t）×每月平均生产天数＝2841.216×30＝85236.48（t）；
工作面服务年限＝设计可采储量/月产量＝1054.62/85.236＝12.373，取整为13个月。
第二章采煤方法
15101综采工作面采用走向长壁综合机械化采煤法。
第一节巷道布置
一、采区巷道
采区平行布置三条大巷，由南向北分别为辅助大巷、皮带大巷及回风大巷，两侧各留30m煤柱。
辅助大巷担负采区采掘工作面运料、进风和行人的任务。
皮带大巷铺设胶带输送机等设备，担负采区采掘工作面的运煤、进风和行人的任务。
回风大巷担负采区采掘工作面的回风和行人任务，15101综采工作面位于采区南翼。
二、工作面巷道
15101综采工作面巷道采用“U”型布置方式，包括15101运输顺槽、15101回风顺槽和15101切眼。
1、15101运输顺槽
（1）巷道规格：
沿煤层顶板掘进，矩形断面，掘宽4.2m，掘高2.65m，掘进断面积11.13m2。
（2）支护形式：
采用锚网支护。
顶板采用Φ20×2000mm螺纹钢锚杆，每排4根，间距1200mm，排距1200mm，金属网尺寸为2200×1300mm；两帮采用Φ20×1800mm锚杆，每排3根，内帮采用玻璃钢锚杆，外帮采用螺纹钢锚杆，间、排距1200mm，金属网尺寸为2200×1300mm。
运输顺槽扩宽段顶板加一根锚杆，距已打锚杆间距1100mm，并在扩宽段巷道中心线处打1根锚索，间距3m。
（3）位置：
工作面西侧，长度为876m。
（4）巷道设施：
巷道中安装胶带输送机，靠内帮一侧铺设。
安全出口安设转载机。
外帮一侧敷设压风管路，静压水管路，排水管路，全部采用管钩吊挂；人行道靠近工作面布置有设备列车，安装有移动变电站、乳化泵站等设备。
（5）巷道用途：
该巷道担负15101工作面的进风、运煤、行人等。
2、15101回风顺槽
（1）巷道规格：
沿煤层顶板掘进，矩形断面，掘宽4.2m，掘高2.65m，掘进断面积11.13m2。
（2）支护形式：
采用锚网支护。
顶板采用Φ20×2200mm螺纹钢锚杆，每排4根，间、排距1200mm，金属网尺寸为2200×1300mm；两帮采用Φ20×1800mm锚杆，每排3根，内帮采用玻璃钢锚杆，外帮采用螺纹钢锚杆，间、排距1200mm，金属网尺寸为2200×1300mm。
（3）位置：
工作面东侧，长度为876m。
（4）巷道设施：
巷道外侧敷设一趟压风管路，一趟静压水管路，一趟排水管路，全部采用管钩吊挂，安装排水设备；在工作面内侧敷设动力电缆、信号电缆、通讯电缆、监控电缆等。
（5）巷道用途：
该巷道担负工作面回风、运料、行人等。
3、15101切眼
（1）巷道规格：
沿煤层顶板掘进，矩形断面，掘宽7m，掘高3.65m，掘进断面积25.55m2。
（2）支护形式：
采用锚网索支护。
顶板采用Φ20×2200mm螺纹钢锚杆，每排6根，间距1200mm，排距1200mm，金属网尺寸为2200×1300mm；顶板锚索采用Φ17.8×6300mm的7股钢绞线锚索，每排3根，间、排距为2400mm；两帮采用Φ20×1800mm锚杆，每排3根，间、排距1200mm，金属网尺寸为2200×1300mm。
回采区侧煤帮采用玻璃钢锚杆，采空区侧煤帮采用螺纹钢锚杆。
（3）位置：
巷道位于辅助大巷南侧930m处，与工作面两顺槽垂直，长度为120m。
（4）巷道设施：
布置采煤机、刮板输送机及液压支架等设备。
（5）巷道用途：
安装采煤设备和支护设备，然后开始回采的巷道，切眼与工作面两顺槽形成回采工作面的全风压通风系统。
三、工作面其他辅助巷道及硐室
为满足工作面巷道掘进时的通风需要及工作面搬家设备运输的需求。
所掘的辅助巷道有：
15107回风顺槽联络巷
（1）巷道规格：
沿煤层顶板掘进，矩形断面，掘宽4.2m，掘高3.65m，掘进断面积15.33m2。
（2）支护形式：
采用锚网支护。
顶板采用Φ20×2200mm螺纹钢锚杆，每排4根，间、排距1200mm，金属网尺寸为2200×1300mm；两帮采用Φ20×1800mm螺纹钢锚杆，每排3根，间、排距1200mm，金属网尺寸为2200×1300mm。
（3）位置：
开口位置在G11导线点东17m，掘进方位角47°，长度为28m。
（4）巷道设施：
巷道中铺设30kg/m的矿用轨道。
（5）巷道用途：
该巷道担负15107工作面安装、生产期间的材料、设备运输任务。
详见附图二：
15107回采工作面实测平、剖面图。
第二节采煤工艺
一、采煤工艺简述
15107回采工作面采用综合机械化一次采全高采煤工艺。
采煤机割煤、装煤，刮板输送机运煤，液压支架支护顶板，采空区的处理采用全部垮落法。
采高平均4m，循环进尺0.6m。
二、采煤工艺流程
收支架护帮梁→采煤机割煤、装煤，刮板输送机运煤→伸支架护帮梁支护顶板→收回护帮板、降柱→液压控制移架、升柱、支护顶板→伸支架护帮梁逼帮→推移刮板输送机→清理浮煤
1、采煤机进刀
采煤机进刀采用端部斜切进刀割三角煤的方式，斜切进刀段长度不小于36m，即不少于24架支架，进刀深度0.6m。
具体操作如下：
①当采煤机割至工作面机头（机尾）时，其后的刮板输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤；②调换滚筒位置，前滚筒降下，后滚筒升起并沿输送机弯曲段反向割入煤壁，直至输送机直线段为止。
然后将输送机移直；③再调换两个滚筒的上下位置，重新返回割煤至输送机机头（机尾）处；④将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上下滚筒，返程正常割煤。
详见附图三：
15107回采工作面端部斜切进刀割煤示意图。
2、割煤运煤
开始割煤后，采煤机前滚筒（前进方向滚筒）割顶煤，后滚筒割底煤，依靠后滚筒的转动自行装煤，剩余的煤由铲板在推溜时自行装入前部输送机。
割煤时严格控制采高（3850～4340mm）、底煤必须割平且不留底煤，将煤壁割成直线。
3、移支架（擦顶移架）
移架时，以能使支架前移为宜，顶梁下降量控制在200mm以内，防止咬架。
移架后，工作面支架要呈一线，并控制端面距不大于300mm，局部片帮地段端面距超过300mm要在顶梁上挑木梁护顶。
升架时，支架必须接顶严密。
（1）操作方式：
工作面支架为本架手动操作。
移架推溜步距均与循环进度保持一致，即600mm。
（2）作业范围：
收缩支架护帮梁应超前机组3个架进行，移架滞后采煤机后滚筒不得超过5个架，推溜作业滞后移架作业5个架开始进行。
4、推移刮板输送机
工作面刮板输送机滞后采煤机后滚筒跟机分段推入，保证输送机呈一直线，弯曲段长度不得小于15m，不得出现急弯，以防出现溜槽错口。
5、清理浮煤
清煤作业滞后推溜作业4个架开始进行，清煤作业人员必须面向机尾，在作业过程中要随时注意观察溜槽运行情况，防止溜槽拉过大块煤、矸或溜槽里的煤涌出挡煤板将人挤伤或砸伤。
清煤作业人员需将支架底座前及两侧的浮煤清入溜槽，矸石必须经架间空隙甩入采空区。
三、工作面正规循环生产能力
最大采高4.4m，工作面煤层平均厚度为4m，所有支架拉移一次为一循环,循环进尺0.6m。
工作面正规循环生产能力＝工作面长度（m）×循环进尺（m）×采高（m）×煤的容重（t/m3）＝196×0.6×4×1.51＝710.304（t）
第三节设备配置
一、15107工作面设备明细表
表2-1设备明细表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
安装位置
1
采煤机组
MG300/700-WD
台
1
切眼
2
液压支架
ZZ6800/20.5/45
架
128
切眼
3
过渡支架
ZZGD6800/20.5/45
架
6
切眼
4
超前支架组
ZCZ15000/25/45
架
4
两顺槽分别安装2组
5
锚固支架
ZZM7500/24/45
架
1
回风顺槽
6
刮板输送机
SGZ830/630
部
1
切眼，200米
7
转载机
SZZ764/160
部
1
运输顺槽，60米
8
破碎机
MCP110
台
1
运输顺槽
9
胶带输送机
DSJ100/63/2×160
部
1
运输顺槽，904米
10
乳化泵
BRW315/31.5
台
2
运输顺槽设备列车
11
喷雾泵站
BPW320/10M
台
2
运输顺槽设备列车
12
注氮装置
DN200/6
套
1
运输顺槽设备列车
13
六组合开关
QBZ-1200/1140（660）-6
台
2
运输顺槽胶带机尾
14
馈电
KBZ-400/1140（660）
台
4
运输顺槽、无极绳绞车硐室
15
软启动开关
QJR-400/1140（660）
台
2
运输顺槽胶带机头
16
照明信号综保
ZBZ-4.0/1140（660）
台
4
运输、回风顺槽
17
真空磁力开关
QBZ-30N/1140（660）
台
1
运输顺槽胶带机头
18
真空磁力开关
QBZ-80N/1140（660）
台
1
运输顺槽胶带机头
19
真空磁力开关
QBZ-120N/1140（660）
台
1
无极绳绞车硐室
20
真空磁力开关
QJZJ-400/1140（660）
台
2
运输顺槽设备列车
21
移动变电站
KBSGZY-1000/10/1.2
台
1
运输顺槽设备列车
22
移动变电站
KBSGZY-2000/10/1.2
台
1
运输顺槽设备列车
23
煤层注水泵
2BZ-125/20
台
1
回风顺槽
24
封孔泵
BFK-8/2.4
台
1
回风顺槽
25
防灭火阻化泵
BH-40/2.5
台
1
运输顺槽设备列车
26
无极绳绞车
JWB-75RJ
台
1
15107无极绳绞车硐室
27
液压钻机
ZYW-1200
台
1
运输、回风顺槽
28
调度绞车
JD-1.6
台
1
运输顺槽
29
本布罗
KJ50-X-D
台
1
运输顺槽胶带机尾
30
排水泵
D125-25×3
台
4
运输顺槽、回风顺槽
二、主要设备技术参数表（表2-2～表2-9）
表2-2双滚筒采煤机技术参数
型号
MG300/700-WD
截割速度（m/s）
0～8.25
采高（m）
2.5～4.5
滚筒直径（mm）
2240
截深（mm）
600
主机重量（t）
55
截割电机供电电压（V）
1140
拖电缆方式
自动拖缆
装机功率（KW）
2×300＋2×55
灭尘方式
内、外喷雾
表2-3可弯曲刮板输送机技术参数
型号
SGZ830/630
刮板链速（m/s）
1.13
总长度（m）
200
电压（V）
1140
装机功率（KW）
2×315
输送能力（t/h）
1200
中部槽（m）
1.5×0.83×0.315（长/宽/高）
刮板链形式
中双链
表2-4转载机技术参数
型号
SZZ764/160
电压等级（V）
1140/660
长度（m）
58
输送能力（t/h）
1000
电机功率（KW）
160
刮板链速（m/s）
1.3
表2-5锤式破碎机技术参数
型号
PCM110
输入块度（mm）
700×950
破碎能力（t/h）
1000
排出粒度（mm）
300
电压等级（V）
1140/660
电机功率（KW）
110
表2-6可伸缩胶带输送机技术参数
型号
DSJ100/63/2×160
带宽（mm）
1000
输送量（t/h）
630
带速（m/s）
2.5
电压等级（V）
1140/660
电机功率（KW）
2×160
表2-7中间支架技术参数
型号
ZZ6800/20.5/45
支架形式
四柱支撑掩护式
支架高度（m）
2.05～4.5
支架中心距（mm）
1500
额定工作阻力（KN）
6800（40.9MPa）
初撑力（KN）
5232（30MPa）
支护强度（MPa）
0.89
顶梁长度（mm）
4195
护帮梁长度（mm）
1000
移架步距（mm）
600
立柱形式
双伸缩作用
立柱工作阻力（KN）
1700（40.9MPa）
立柱初撑力（KN）
1308（30MPa）
泵站压力（MPa）
31.5
操作方式
集中液压控制,立柱本架操作
表2-8超前支架组技术参数
型号
ZCZ15000/24/45C
支架形式
双列式
工作阻力（KN）
15000
初撑力（KN）
12360
支架高度（m）
2.4～4.5
宽度（mm）
2952～3482
支护长度（m）
12.65
支护强度（MPa）
0.34
泵站压力（MPa）
31.5
立柱行程（mm）
2100
立柱形式
双伸缩作用，8根
立柱工作阻力（KN）
1875
立柱初撑力（KN）
1545（30MPa）
移架步距（mm）
600
操作方式
集中液压控制,立柱本架操作
表2-9锚固支架技术参数
型号
ZZM7500/24/45
立柱形式
双伸缩，8根
工作阻力（KN）
7500（38.2MPa）
初撑力（KN）
6180（30MPa）
支护强度（MPa）
0.34
支架高度（m）
2.4～4.5
宽度（mm）
1822
泵站压力（MPa）
31.5
立柱行程（mm）
2100
立柱工作阻力（KN）
1875
立柱初撑力（KN）
1545（30MPa）
移架步距（mm）
600
操作方式
集中液压控制,立柱本架操作
详见附图四：
15107回采工作面设备布置示意图。
第三章顶板控制
第一节支护设计
15107回采工作面采用ZZ6800/20.5/45型支撑掩护式液压支架支护工作面顶板，用ZZGD6800/20.5/45型过渡支架支护工作面两端头，过渡支架与煤柱间空顶部分用DW45—200/110LX型单体液压支柱加π型梁支护，两顺槽
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