5204工作面作业规程415解析.docx
《5204工作面作业规程415解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5204工作面作业规程415解析.docx（104页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
5204工作面作业规程415解析
第一章概况
第1节编制依据
一、《煤矿安全规程》、《煤矿岗位技术操作规程》、《岗位责任制》。
二、经批准的采区设计、工作面设计。
三、经批准的工作面地质说明书、技术装备选型。
四、经批准的生产接替计划。
五、其他依据、上级有关规定。
第二节工作面位置及井上下关系
5-204工作面开采层位为石炭系太原组下段顶部5#煤层，工作面标高最高1334、最低1269，5-204右翼为5-203采空区（采空区内局部存在积水、瓦斯等有害气体），5-204左翼为5-205设计工作面，为实体煤，西南方向与三条大巷相接。
工作面相对地表位置为牛泥村东南方向800m处，地表之上主要以黄土覆盖，无村庄、农作物、建筑物等其它设施。
地表地形主要为“V”字型沟谷，深度为10-60m。
工作面盖山厚度为104-208m，基岩厚31-67m，黄土层厚73-141m。
回采对地面设施影响：
根据相邻回采面地表塌陷及回填情况，预计回采对地表破坏较大，地表塌陷高度在0.3-1.0m之间，裂缝宽度最大处达到0.3-0.5m，回采后需及时治理。
附图1：
5-204工作面平面布置示意图
第3节工作面参数及煤层赋存情况
1、采煤工作面几何尺寸：
走向长度：
407m、倾斜长度：
160m
工作面煤层倾角：
6°、面积：
43142㎡。
2、煤层厚度：
煤层厚度2.5-6.0m,平均厚4.7m，其中夹石层厚0.8—2.3m。
3、煤层产状：
5上-204工作面煤层厚度变化较小，变化规律明显，结构简单，为稳定可采煤层，煤层可采系数为90%，变异系数为25%。
第4节煤层顶底板
一、煤层顶板：
5-204工作面煤层为5＃煤，煤层结构复杂，局部含一层夹矸。
5＃煤层直接顶板泥岩厚6.0-17.0m，深灰色，质软；岩石普氏硬度为3.0，属中硬—坚硬岩石。
该层岩层破碎，稳定性差。
二、煤层底板：
工作面底板为泥岩，直接底板泥岩厚1.0-1.6m，灰黑色，致密、平坦状断口，硬度为普氏硬度为2.5，属软弱—中硬岩石。
附图：
工作面综合柱状图
第五节地质构造
地质构造情况：
一、断裂构造（断层）
工作面掘进期间共揭露断层20条，其中5-2041巷揭露断层3条，1-4m之间的断层2条，小于1m的断层1条；5-2042巷揭露断层5条，1-2m之间的断层2条，2-4m之间的断层3条；5-204二切巷揭露断层9条，小于2m的断层3条，2-4m之间的断层5条，4-8m之间的断层1条。
以上断层对回采面回采影响最大为5-204二切巷断层F111:
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
408
进风运煤
5-2042巷
梯形
架棚
3.2m
4.7m
3.5m
13.96m2
557
557
回风运料
5-204切巷
矩形
锚网梁+W钢带
8m
8m
3.5m
28m2
160
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；
式中：
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
机面高度：
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。
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；
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）1750×1000×352
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。
DSJ120/200/2×250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
升级会员 