2146综采作业规程1讲解.docx
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2146综采作业规程1讲解
恒泰煤炭有限公司碾盘梁煤矿一井
2146综采工作面
作
业
规
程
工作面名称:
2146综采工作面
施工负责人:
编制人:
编制日期:
2016年7月1日
前言
1．在本综采工作面施工的所有作业人员、区队管理人员，必须掌握并严格遵守本《综采工作面作业规程》。
2．凡本规程未涉及到的施工工艺、方法、材料、设备以及其他未提及的内容皆视为禁止内容，任何人不得违反。
确需采用本规程未涉及到的施工工艺、方法、材料、设备等，必须编写补充措施。
3．凡从事本规程所涉及作业的工作人员，必须根据工种、岗位等经过具备资质的培训部门培训，取得资格证（操作证），否则不得从事相关工作。
同时，作业人员必须具备煤矿安全生产相关知识、熟悉有关安全生产规章制度和所从事工种的安全操作规程，掌握本岗位的安全操作技能，了解本职工作所存在的危险因素、防范措施以及事故应急措施，否则不得上岗。
4．各工种作业人员必须持有效资格证（操作证）上岗。
工作中严格执行《煤矿安全规程》中的相关规定，严格按照《煤矿工人技术操作规程》规定进行操作，严格执行矿、公司等上级有关安全作业的相关规定。
上述具体内容详见《煤矿安全规程》、《煤矿工人技术操作规程》以及相关文件。
5．本规程仅适用于2146本综采工作面直接联系并提及的工程。
6．编写本规程时涉及到《煤矿安全规程》、《煤矿工人技术操作规程》中多项条款，以及上级有关安全作业的相关规定，传达作业规程时，要求准备上述资料，具体内容一并传达。
7．本规程编写所依据的地质、矿压等资料均为预计资料，随着施工进展，上述资料数据出现新变化时，要求及时补充施工措施。
同时，对采煤过程中揭露断层等其它地质变化必须另行补充措施。
8．本规程的传达学习一律以作业人员的签字、考试为准。
9．本综采工程结束，经过矿相关部门竣工验收合格之后，本综采作业规程自行废止。
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
2146工作面是一次采全高的综采工作面。
本面开采延安组4-1煤。
工作面走向长810m，倾斜长256m，平均采高6.1m，可采储量164万吨。
4-1下煤地面标高1370～1420m之间。
具体位置及井上下关系如表一所示。
工作面位置及井上下关系表
水平名称
第一水平
采区名称
4-1采区
地面标高
1370～1420
标高
1186m
地面
相对位置
矿井北邻鄂尔多斯市东胜区万利镇永利煤矿，东邻东胜市塔拉壕乡武媚牛煤矿，矿区西部为鄂尔多斯市蒙泰煤焦有限责任公司范家村煤矿，东南为东胜塔拉壕棋盘井联办一矿，南部为碾盘梁煤矿二井。
回采对地面设施的影响
回采后，山体略有下沉、地表产生裂隙。
井下位置及与相邻关系
北邻2144采空区，东邻恒泰煤业一号井边界，西邻4-1辅运大巷，南邻恒泰煤炭一号井井田边界。
走向长度
810m
倾斜长度
256m
面积
207360m²
第二节煤层
本工作面设计开采煤层为4-1下煤，通过地质资料分析，具体情况如二所示：
煤层情况表
煤层编号
4-1
煤层厚度
5.78m-6.86m
6.28m
稳定程度
稳定
走向
倾向
200-210°
倾角
1-2°
硬度
2
煤种
长焰煤
结构
结构简单，不含夹矸
煤层情况
描述
位于延安组二岩段（J1－2y2）的中部，4煤组的上部，为井田内全区发育的主要可采煤层之一。
煤层厚度在井田内变化不大，煤层结构简单，不含夹矸。
层位稳定，对比可靠，属全区可采的稳定煤层。
煤层顶板以泥岩、砂质泥岩为主，局部为粉砂岩，顶底板岩性基本相同。
第三节煤层顶底板
煤层顶底板情况表
项目
煤层
顶板
底板
岩性
抗压强度（MPa）
普氏系数
级别
岩性
抗压强度（MPa）
普氏系数
级别
4-1下煤
粉砂岩
泥岩
6.1-7.7
0.62-0.79
软弱
细粒砂岩粉砂岩
泥岩
17.4
36.3
10.4
1.78
3.70
1.06
软弱～半坚硬
工作面地层综合柱状图
第四节地质构造
我矿井田构造形态与东胜煤田总体构造形态相一致，为一向南西倾斜的单斜构造，倾向200°～210°，倾角2°～3°，区内无断裂和较大的褶曲构造，但发育有宽缓的波状起伏，亦无岩浆岩侵入，地质构造属简单类型。
工作面回采范围内在皮带顺槽掘进过程中共揭露1条断层，断层落差0.4～1.1m，在向南部延伸过程中尖灭，回风顺槽没有揭露，回采时将造成影响不大。
详情见下表。
一、断层情况及对回采的影响
表4断层情况表
构造名称
走向
倾向
倾角
性质
落差
对回采的影响程度
F2146-2断层
55
127
62
正
1.1m
影响不大
二、褶曲情况及其对工作面的影响
该工作面范围内基本没有对回采形成的褶曲存在。
三、其他因素对回采的影响
该工作面范围内没有陷落柱、火成岩等存在
第五节水文地质
一、含水层
该工作面回采过程中主要水害为顶部3-1上煤采空区积水，在回采过程中顶板水主要以滴淋水的形式出现。
二、相邻采空区积水情况
本面北邻2144工作面采空区，其动态涌水主要依靠运输顺槽尾部泄水巷自留排泄，目前此处动态涌水量5m3/h左右；南部和东部均为井田保护煤柱，西邻4-1辅运大巷，并且本工作面底板标高均高于2144工作面，所以本面回采不受采空区积水威胁。
三、其他水源分析
该工作面上方地表沟谷发育，在回采后地表产生大量裂隙，在雨季洪水可能通过地表裂隙进入井下，因此在此期间必须加强观测和地表裂隙的填堵。
四、涌水量预计
经过测量计算，矿井涌水量不大，这与含水层富水型微弱是相符的，但掘至哈什拉川附近时，井下涌水量可能会稍大，工作面正常涌水量5m3/h，最大涌水量为25m3/h。
第六节影响回采的其它因素
一、影响回采的其他地质情况
表5影响回采的其他地质情况表
瓦斯
绝对瓦斯涌出量1.07m³/min,相对瓦斯涌出量0.31m³/min
CO2
绝对二氧化碳涌出量2.14m³/min，相对二氧化碳涌出量0.62m³/min
煤尘爆炸指数
有煤尘爆炸性
煤的自然倾向性
Ⅰ级容易自燃
地温危害
无
冲击地压危害
无
二、地质部门建议
4-1煤层顶板的稳定性较差。
建议开采时应加强煤层顶板的维护与管理，采取防治措施，以保证煤矿的安全生产。
第七节储量及服务年限
一、储量：
本面设计回采率为93%。
工业储量=810×256m×6.2×1.3
=167.1（万吨）
可采储量=167.1×93%=155.4（万吨）
2、采煤工作面服务年限
每日按3.5个循环，日进2.8m，产量计算如下：
日产量:
256×2.8×1.3×6×93％≈5200t
月产量:
23×5200t＝119600t
月进尺:
2.8×23≈64.4m
可采期:
810÷64.4≈12.5个月
在实际工作中，可增加日进尺，提高工作面单产。
三、作业制度
作业制度为“三八”制，即每天两个生产班正常生产，检修班半个班生产半个班检修，每班工作8小时。
第二章采煤方法
第一节巷道布置
一、采区设计、采区巷道布置概况
该采区是碾盘梁煤矿由内蒙古自治区煤矿设计研究院2011年设计，内蒙古自治区煤炭工业局审批后并于2012年投入生产的。
4-1煤层构造形态与东胜煤田总体构造形态相一致，为一向南西倾斜的单斜构造，采区西部分别布置了4-1辅运巷、4-1主运巷、4-1回风巷。
2146工作面为单一走向长壁后退式布置，皮带顺槽、回风顺槽分别由联络巷与4-1辅运巷、4-1回风巷沟通。
二、2146皮带顺槽
2146综采工作面沿回采方向左侧顺槽为皮带顺槽,沿煤层底板布置。
皮带顺槽采用矩形断面，锚网索梯支护。
净宽5.4m,净高3.7m,断面积19.98m2，主要用于该工作面的进风和运煤。
运输顺槽内布置有规格：
Φ108mm的供水管路，排水管路、Φ54mm的压风管路和注氮管路，并设置转载机和胶带输送机。
三、2146回风顺槽
2146综采工作面沿推采方向左侧顺槽为回风顺槽,沿煤层底板布置。
回风顺槽采用矩形断面，锚网索梯支护，净宽4.2m,净高3.6m,断面积15.12m2。
主要用于该工作面的回风和运料。
回风顺槽内布置有规格：
Φ54mm的供水管路、排水管路和Φ54mm的压风管路及束管监测管路等管线。
并在靠近工作面100米处设有移动电站一处，安设乳化泵站等设备。
四、采煤面切眼
2146切眼设计全长256m,切眼一个坡度；基本保持与巷道底板平整。
切眼净断面：
宽*高=9.2m×3.6m
5、联络巷
本面共有联络巷2条，皮带顺槽1条，回风顺槽1条，分别与4-1辅运巷和4-1回风巷沟通。
2146工作面巷道布置示意图
第二节采煤工艺
一、采煤工艺
1、该工作面采用单一走向长壁后退式综合机械化采煤法，全部垮落法管理顶板。
本工作面煤层厚度平均6.28m，煤机可采高度3.2-6.1m，支架高度2.8-6.3m，工作面有效采高控制在6.1m；煤机滚筒截深为0.8m，确定循环进尺为0.8m，煤机割煤高度6.0m，一次采全高，煤厚大于采高时，沿顶撇底。
2、回采工艺
双滚筒采煤机双向割煤，在工作面端部斜切进刀，往返一次进两刀，螺旋滚筒配合刮板输送机铲煤板装煤，刮板输送机运煤；支撑掩护式液压支架支护顶板，全部垮落法处理采空区。
3、工序安排
煤机上（下）行：
割煤→移架→推溜。
在外部运输条件允许的前提下，适当加快煤机运行速度，提高工作面生产能力。
4、落煤方法
1）采煤机的进刀
采煤机的进刀采用端部自开缺口、斜切进刀的方式，斜切进刀段长度为35m，进刀深度0.8m。
具体操作如下：
（1）采煤机向下（上）割透端头煤壁后，距煤机10架正常移架推溜，使得刮板运输机弯曲段不少于15m，将两个滚筒的上下位置调换，向上（下）进刀，通过15m的弯曲段至35m处，使得采煤机达到正常截割深度（即0.8m）。
按要求推移刮板运输机至平直状态。
（2）将两个滚筒的上下位置调换，向下（上）割三角煤至割透端头煤壁。
（3）割完三角煤以后，将两个滚筒的上下位置调换，采煤机空机返回，进入正常割煤状态。
a）返向沿输送机弯曲段运行，上行割顶煤切入煤壁，直至完全进入输送机直线段
b）推移输送机机头及弯曲段成一直线；
c）采煤机返向下行沿顶板割三角煤直至工作面下端部；
d）进刀完毕,上行正式割煤，至斜切进刀终点位置时，滚筒沿顶板割煤
2）采煤机正常切割。
采煤机向上（下）割煤，直至割透上（下）端头煤壁。
采煤机正常割煤采用前滚筒在上部、后滚筒在下部的方式。
二、工作面正规循环生产能力
W=L·S·h·γ·c=256×0.8×6.0×1.3×0.93=1486t
式中：
W―工作面正规循环生产能力，t
L―工作面平均长度，m
S―工作面循环进尺，m
h―工作面设计采高，m
γ―煤的密度,t/m³
c―工作面回采率，%
第三节设备配置
一、采煤机
采煤机选用MG900/2210-GWD型，功率2210KW,采高3.2～6.1m，额定电压3300V,截深0.8m，牵引速度：
0～11.5m/min。
项目
参数
项目
参数
项目
参数
采高范围
3.2-6.2m
滚筒截深
800mm
牵引速度
0-11.5-23m
灭尘方式
内外喷雾
滚筒直径
3.20m
牵引力
1000-500KN
煤层倾角
≤25º
最大重量
20t
供电电压
3300V
整机重量
130t
装机功率
2×900+2×110+40+150（KW）
MG900/2210-GWD型采煤机技术参数
二、液压支架
液压支架：
工作面共安装中间架137架，型号为：
ZY12000/28/63过渡支架6架，型号为：
ZYT12000/25/50D，端头支架7架，型号为：
ZYT12000/25/50D。
工作面液压支架技术参数表
项目
参数
项目
参数
支护高度（m）
2.8～6.3
支架行走布距（mm）
800
中心距（m）
1.75
适用倾角
≤15º
工作阻力（KN）
12000（43.3Mpa）
支护强度（MPa）
1.25-1.3
初撑力（MPa）
31.5（8720KN）
高度（最低/最高）
2800-6300
泵站压力（MPa）
31.5
宽度（最小/最大）
1680-1880
三、运输设备
1、刮板运输机
运输机型号：
SGZ-1250/3×1000
1）电机功率：
2×1000KW
2）运输能力:
4000T/h
3）链速：
1.3m/s
4）长度：
256m
5）中间槽尺寸:
1750×1250×390mm
2、桥式转载机一部，其型号：
SZZ-1350/525，其它技术参数为
1）电机功率:
525KW
2）运输能力:
4000T/h
3）链速:
1.5m/S
4）中间槽尺寸:
架桥3000×1350×600、平段150O×1350×990mm
3、破碎机一部，型号为PML4500，技术参数为
1）破碎能力:
4500t/h
2）电机功率:
525KW
4、可伸缩带式输送机一部，型号为DSJ140/220/2×315，技术参数为
1）电机功率:
2×315KW
2）带宽:
1400mm
3）带速:
3.15m/s
4）带强：
1600KG/cm
四、乳化液泵站
1、泵站及管路选型、数量
乳化泵选用BRW400/31.5型4台,清水泵BPW315/10型3台。
2、泵站设置位置
泵站安设在回风顺槽距离采煤面80～150m的位置。
3、泵站使用规定
要保证泵站压力大于30MPa，乳化液浓度3%～5%或乳化液浓度0.9%～1.5%。
要加强支架与泵站的维修,杜绝液压系统的窜漏液。
乳化泵：
4台乳化液箱：
2
公称流量：
400L/min
公称压力：
31.5MPa
柱塞行程：
64mm
电机功率：
250KW电压：
1.14/0.66KV转速：
1480r/min
柱塞直径：
56mm
柱塞数目：
5
传动比：
2.68
泵头外形尺寸：
（1450×1100×700）mm
曲轴转速：
552r/min
泵组重量：
4000kg
泵头重量（不含电机）：
1800kg
泵组外形尺寸：
（3300×1200×1300）mm
卸载阀调定压力：
31.5MPa
安全阀开启压力：
35MPa
蓄能器充气压力：
19MPa
工作介质：
含3-5％乳化油中性水溶液
配套液箱容积：
3000L
2146综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
一、液压支架选型设计
2146工作面顶板采用液压支架控制顶板，支护设计即为支架的选型设计。
ZY12000/28/63D液压支架技术参数
项目
单位
参数
支架高度
m
2.8～6.3
支架中心距
m
1.75（1680-1880）
适应倾角
＜15°
<15
支架行走步距
m
0.8
泵站工作压力
MPa
31.5
初撑力
MPa
24
工作阻力
KN
12000
二、液压支架支护强度验算
1、经验计算支护强度
P=（6～8）×9.8×M×γ×COSα×10-3
式中：
M--采高，取6.10m；
γ--顶板岩石容重，一般γ=2.5t/m3；
α--煤层倾角。
αmin=1°；
P=（6～8）×9.8×6.1×2.5×0.99×10-3
=0.888～1.184MPa
根据计算结果，现有工作面安装的液压支架满足生产要求。
2、根据容重法计算
式中:
P—支架所需工作阻力（kN）
H—采空区顶板垮落高度（取15m）
r—顶板岩石视密度（取2.5t／m3）
Q—动载系数（取1.3）
F—支护面积（取12.9m2）
经计算得:
P＝11126.5kN，即工作面合理工作阻力为11126.5kN，该面选用的支架工作阻力为12000kN，满足要求。
3、支护设备选择
2146回采工作面安装的液压支架，中间架的型号为ZY12000/28/63D，共137架；过渡支架型号为ZYG12000/25/50D和ZYGT12000/25/50D，共6架；端头支架型号为ZYT12000/25/50D，共7架，从皮带顺槽到回风顺槽依次编号为1～150号支架。
根据工作面条件与支架适应条件对照表可以看出，选用ZY12000-28/63D型支架，在满足顶板管理支护强度需要的同时，也能满足底板比压值要求。
通过对比、验算，证明选用ZY120-28/63D型支架能满足要求。
三、乳化液泵站
乳化泵选用BRW400/31.5（GRB400/31.5）型4台。
喷雾泵选用BPW315/10型3台，装备四泵两箱；输液管路选用高压胶管，耐压45MPa以上。
乳化液（喷雾）泵主要技术参数如下：
1.乳化泵
型号：
BRW400/31.5（GRB400/31.5）
公称流量：
400L/min公称压力：
31.5Mpa电机功率：
250kW
2.喷雾泵
型号：
BPW315/10
公称流量：
315L/min公称压力：
10Mpa电机功率：
75kW
3、泵站使用规定
要保证泵站压力不小于30MPa，乳化液浓度3%～5%。
要加强支架与泵站的维修，杜绝系统的窜漏液现象。
第二节工作面顶板管理
根据已开采的2146采区相邻工作面矿压观测资料,其煤层顶板为老顶来压不明显,直接顶不稳定的一类一级顶板。
本工作面的顶板管理采用全部跨落法。
工作面配置150架液压支架,对工作面顶板实行全支护法管理。
采空区顶板随支架前移自行垮落充填。
最大控顶距为9.4米，最小控顶距为8.6米，放顶步距为0.8米。
工作面内采用及时移架支护，即采煤机割过后及时移架打出护帮板，移架在采煤机割过后3-5架进行，超过此距离或发生片帮冒顶时，必须停止割煤。
一、正常工作时期顶板支护方式
采用追机移架的方式对顶板进行及时支护，即割煤→移架→移运输机；采用带压移架的方式移架。
正常移架要滞后采煤机后滚筒3～5架，顶板破碎时要紧跟前滚筒移架或人工操作超前移架，即：
当发现片帮严重时，不等采煤机割煤，就进行移架，再进行其它操作，工艺为移架→割煤→移运输机，移架步距0.8m。
推溜滞后采煤机后滚筒不少于15m，并确保弯曲段长度不小于15m。
（一）移架顺序为：
1、采煤机向下（上）端正常割煤时,滞后煤机后滚筒3～5架移架（顶板破碎时可紧跟前滚筒移架）。
2、采煤机割煤并移架后，及时将支架的伸缩梁及护帮板伸出护好顶、帮。
3、采煤机进刀，向上（下）正常割煤时，自下（上）而上（下）滞后煤机后滚筒3～5架移架（顶板破碎时可紧跟前滚筒移架）。
4、机头（尾）处二架排头架的移架的顺序为:
先移2#（146#）架，后移1#（147#）架，再移3#（148#）架，溜尾支护巷道支架最后拉移。
5、在采煤机割煤时，超前采煤机前滚筒3架将护帮板收回，并滞后采煤机后滚筒3架,顺序将护帮板挑起。
（二）工作面支护要求：
1、工作面应达到动态的质量标准化要求,确保“三直（煤壁直、支架直、运输机直）、二平（顶、底板平）、一净、二畅通（人行道畅通、上下出口畅通）”的质量要求。
2、加强支架的支护强度,确保支护质量,支架初撑力不得小于24MPa。
3、采煤机割煤后，要及时移架，移架与采煤机后滚筒的距离一般不超过10m，防止长时间空顶。
4.工作面出现顶板冒落超过300mm时，要及时用木料接顶，并支好支架。
梁端距超过340mm时，要及时拉移支架超前支护，伸出护帮板并打出护帮板。
5.支架要排成一条直线，其偏差不超过±5°，支架不挤、不咬，架间距不超过200mm。
6.工作面支架中心距保持1500±100mm，支架歪斜不超过±5°，支架前梁仰俯角不超过7°。
支架与输送机要保持垂直，偏差小于5°，对顶底板进行有效支撑。
7.支架保持平行，相邻支架不得有明显错茬（不超过顶梁侧护板高的2/3），顶板破碎或片帮时，及时超前移架，并及时伸出插板、护帮板护实煤帮。
二、特殊时期的顶板管理
（一）来压及停采前的顶板管理:
1、工作面老顶初次来压前必须编制专门安全技术措施。
2、工作面老顶初次来压和周期来压期间,应加强来压的预测预报工作,由矿压部门在回风、运输顺槽挂牌标明来压位置。
3、工作面支架以及轨道、运输顺槽所有单体支柱必须达到初撑力,特别注意工作面中部支架的初撑力及支架状态,及时采取措施预防冒顶。
4.加强两端头顶板管理，要提高支护质量，适当加大支护强度，排头支架联网与巷道锚网搭接0.5m以上，防止出现端头冒顶。
5.工作面停采时要编制停采措施，加强顶板管理。
6.基本顶坚硬大面积不垮落，悬顶距离超过35m时，必须制定强制放顶措施和灾害预防措施，以保证初次来压期间的安全生产。
7.工作面回采时（切眼处为煤层顶板）应制定专门措施，适时刹刀，尽快推至煤层底板，减少资源浪费，尽量多回收煤炭资源。
8.工作面为仰斜开采，回采期间根据顺槽坡度及工作面坡度合理控制刹刀幅度及工作面采高，维护好工作面顶板。
（二）过断层及顶板破碎时的顶板管理：
加强过断层及顶板破碎回采时的顶板管理工作。
当工作面局部地段片帮较严重时,可超前采煤机移架,及时支护煤壁；在顶板破碎的地段,为了有效地防止顶板冒落、控制煤壁片帮,应采取及时拉超前架的方法维护顶板。
当工作面顶板出现悬顶、掉矸、空顶、片邦、压力大等严重情况，必须加强临时超前支护，工作人员进入机道进行接顶和进行临时支护时，工作面采煤机、前部刮板输送机等设备，开关要停电打闭锁，并设专人观察顶板和煤壁，护好帮，执行好敲帮问顶制度，确认安全后方可工作，否则，严禁进入。
1、处理顶板条件差时，必须从顶板好的区域逐渐向孬的区域进行维护，严禁空顶作业。
2、进行顶板维护时，首先用长把工具找掉危岩悬矸，进行好临时支护，护好顶帮，严防冒顶、折帮，确认安全后方可进行维护工作。
3、进行顶板维护时，现场要有专人指挥，运料、递料、维护人员分工明确，坚持“有人作业，有专人观察顶板”的原则，维护顶板时，应闪开维护人员在特殊应急情况下，能够及时撤离的通道。
4、进行维护工作时，左右15m不得有与维护工作无关的工作，统一口号，递料、装顶维护等动作，要协调一致，需要动作液压支架时，必须安排专人进行操作，且工作人员要闪开被动作液压支架，躲入安全地点后，才可进行操作。
5、确保顶板维护区域液压支架、单体液压支柱设备完好，液压支架支撑状态良好，不挤、不咬、不歪，达到初撑力；顶板维护后，接顶要严密。
6、当需要维护的顶板处高度较大时，工作人员维护必须使用脚手架，脚手架的搭设要牢固可靠，稳固有力，不影响进行其它工作。
7、采煤机在顶板条件差的区域割煤时，必须放慢割煤速度，当出现顶板漏顶时，要及时返机，必要时必须停机移架或超前移架，且割一架，移一架；移架、割煤时，人员必须在架箱里进行操作。
第三节顺槽及端头顶板控制
一、工作面回风、运输顺槽顶板控制
1、工作面在生产前，两顺槽超前支护均采用DW45-250/110X型单体液压支柱配合DJB1200型铰接顶梁加强支护。
回顺沿巷道走向方向打二排支柱。
运顺沿巷道走向方向在行人侧打二排支柱。
在替换工字钢棚支护顶板，锚网梯巷
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