2204回采工作面作业规程lwm.docx
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2204回采工作面作业规程lwm
山西翼城首旺煤业有限责任公司
作业规程
编号：
首煤【2017】HG—01号
工作面名称：
2204回采工作面
编制人：
石栋梁
施工负责人：
康国锋
批准日期：
年月日
执行日期：
自工作面回采之日起
会审人员签字
职务
会审意见
签字
时间
矿长
总工程师
安全副矿长
生产副矿长
机电副矿长
技术副矿长
通风科科长兼矿长助理
生产技术科
地测防治水科
调度室
安全科
监控室
机电科
施工单位
编制
目录
第一章概况1
第一节编写依据1
第二节工作面位置及井上下关系1
第三节煤层2
第四节煤层顶底板2
第五节地质构造4
第六节水文地质4
第七节影响回采的其他因素5
第八节储量及服务年限5
第二章采煤方法7
第一节巷道布置7
第二节采煤工艺7
第三节设备配置7
第三章顶板控制17
第一节支护设计17
第二节工作面顶板管理20
第三节运输顺槽、回风顺槽超前支护及两端头顶板控制22
第四节矿压观测25
第四章生产系统27
第一节运输系统27
第二节一通三防28
第三节排水34
第四节供电35
第五节通讯联络及照明系统35
第六节压风、供水施救系统42
第七节安全监控及井下作业人员管理系统43
第八节紧急避险系统45
第五章劳动组织及主要技术经济指标47
第一节劳动组织47
第二节作业循环形式48
第三节主要技术经济指标48
第六章煤质管理49
第七章安全技术措施50
第一节一般规定50
第二节顶板51
第三节防治水62
第四节“一通三防”与安全监控65
第五节运输70
第六节机电80
第七节紧急避险措施92
第八节仪器仪表维修、保养措施94
第九节其他94
第八章工作面安全管理制度95
第九章灾害应急措施及避灾路线98
第十章2204回采工作面作业规程安全风险评估103
第十一章各工种岗位描述及手指口述103
第一章概况
第一节编写依据
一、《生产矿井地质报告》
二、《山西翼城首旺煤业有限责任公司2号煤层二采区设计说明书》
三、《山西翼城首旺煤业有限责任公司2号煤层承压开采设计说明书》
四、《山西翼城首旺煤业有限责任公司2号煤层承压开采水文地质报告》
五、《山西翼城首旺煤业有限责任公司2号煤层回采巷道支护设计》
六、《山西翼城首旺煤业有限责任公司2号煤层工作面端头支护技术研究》
七、《煤矿安全规程》及有关安全生产的法律法规、方针政策
八、《煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法》
九、2204工作面回采地质说明书
十、2204综采工作面探放水设计及安全技术措施
十一、2204回采工作面设计
十二、以往矿压观测资料
第二节工作面位置及井上下关系
一、工作面的位置
2204工作面西部为2203工作面采空区，北部紧邻DF3断层保安煤柱，东南为2205回风顺槽，南部紧邻二采区运输巷保安煤柱。
运输顺槽长1416m,回风顺槽长1555m，倾向长度116m，面积为169611.2m2，工作面煤层底板标高为462—590m,地表对应标高805—888m,埋藏深度为234—343m。
二、地面相对位置
工作面地表东临乔联坡，其他区域无村庄分布，大部为黄土覆盖，植被发育稀少，为丘陵区，多为荒坡和梯田；无民居、厂房、高压供电铁塔等建筑物。
三、回采对地面的影响
回采可能引起地表局部裂缝、塌陷，地测人员应及时测量、调查、汇报，公司要及时组织充填、平整。
四、回采对矿井的影响
在雨季，地表水可能会通过塌陷形成的裂缝、局部低洼处渗入井下，矿井涌水量会相应增大。
第三节煤层
一、煤层厚度
本工作面开采煤层为2#煤层，根据对两顺槽掘进揭露煤层测量，煤层高度平均为2.9m，煤层上部暗煤，下部亮煤，中部含有一层粉砂岩夹矸，厚度0.15-0.35m左右，夹矸以上煤厚1.7-2.0m左右，夹矸以下煤厚0.7m左右，煤层结构较为简单，赋存较为稳定，厚度、结构变化很小。
2、煤层产状
工作面位于连马河背斜轴部东侧，工作面内大部煤岩层倾向偏东，倾角2-10°左右。
三、煤种、煤质
据山西煤矿设备安全技术检测中心2015年9月提交的检验报告，本矿2#原煤工业分析指标为：
水分0.74%，灰分21.28%,挥发分17.64%,全硫0.41%，为低硫、低灰优质贫煤。
第四节煤层顶底板
一、煤层顶板
顶板名称
岩石名称
厚度（m）
岩性特征
老顶
粉砂岩
7
黑灰色、含云母、质均匀、交错层理，局部裂隙发育
直接顶
中砂岩
3.6
深灰色含云母，斜波状层理，含泥岩包裹体，裂隙发育
伪顶
碳质泥岩
0.1—0.32
黑色、黑灰色碳质泥岩或灰色泥岩，松软易冒落。
顶板泥岩极限抗压强度21.1—54.8MPa，抗拉强度1.2—1.3MPa，凝聚力C值1.34MPa，内摩擦角42.4°，莫氏硬度为2—3度之间。
属软弱—半坚硬岩石。
2、煤层底板：
底板名称
岩石名称
厚度（m）
岩性特征
直接底
细砂岩
2.91
灰白色，含云母、缓波层理状，层面富碳化物，含泥岩包裹体及方解石脉
底板泥岩极限抗压强度18.5—54.2MPa，抗拉强度0.8—1.0MPa，凝聚力C值5.4MPa，内摩擦角5.6°，莫氏硬度为2—4度之间。
属半坚硬岩石。
煤层柱状示意图：
第五节地质构造
一、断层
根据2204工作面两顺槽在掘进过程中揭露情况，预测工作面内存在一处煤层变薄带，2204回风顺槽（2203运输联络巷口）往里约168m处延伸至2204运输顺槽约367m处；2204运输顺槽距开口1008m处有一断层落差2m，倾角50°，走向N7°E，倾向N86°W。
二、根据两顺槽巷道揭露，工作面内未发现陷落柱、火成岩侵入体、河流冲刷带等地质构造。
第六节水文地质
一、地表水及顶底板含水层
工作面地表无水体分布。
顶板K8、K9砂岩含水层由碎屑岩类的中、细砂岩组成，岩石裂隙不发育。
底板直接含水层（K7砂岩含水层）裂隙不发育，为弱富水性含水层，底板间接含水层K2、K3承压含水层为极强富水性含水层，最初承压水位标高为603ｍ左右，高于煤层底板标高（最低462m），工作面巷道回采属于带压开采区域。
二、隔水层
煤层顶板以上各含水层之间隔水层主要由具有可塑性的泥岩、砂质泥岩组成，一般厚度2米至数米不等，可起到良好的层间隔水作用。
2＃煤底板下至K2、K3承压含水层之间的隔水层主要由泥岩、泥灰岩、砂质泥岩等组成，总厚度约47米左右，是预防承压水突水的良好有效隔水层。
阻隔奥陶系承压含水层的隔水层主要由中石炭统本溪组的细腻，不透水铝质泥岩等组成，厚度17.30-28.85m,平均23.52m，系一较好的隔水层。
三、采空积水、褶曲、断层等充水因素影响
采空积水：
2204工作面临近区域为2203采空区，回采过程中受采空区水害影响。
由于回采是上山推进，工作面涌水会流向采空区。
断层导水作用：
2204运输顺槽距开口1008m处有一断层落差2m，倾角50°，走向N7°E，倾向N86°W，回采接近断层处注意观察顶底板是否有淋水、渗水现象。
四、回采前探放水措施
2204工作面在回采前应对该工作面进行物探透视，并进行整体工作面钻探验证。
确认无水害危险方可回采通过。
五、预计工作面回采过程中最大涌水量
煤层顶板上K8、K9砂岩含水层和底板下K3含水层承压水作用下，造成工作面在回采过程中的顶板滴（淋）水或底板渗水。
预计2204工作面回采时正常涌水量约为40-70m3/h，初采期间最大涌水量150m3/h。
第七节影响回采的其他因素
一、瓦斯
煤层埋藏深度是瓦斯含量变化的主导因素，地质构造仅在局部影响煤层瓦斯赋存，对整个井田的影响范围较小。
2204工作面正常回采过程中的瓦斯浓度为0.04％，随着回采进度加快瓦斯浓度会随之增大但基本维持在0.04—0.06％之间。
施工物探验证孔等钻孔时，要检测钻孔内瓦斯含量，采取安全措施。
二、煤尘、煤层自燃倾向
1、煤尘：
井田2号煤层煤尘无爆炸性，生产过程中应按规定设置隔爆装置和设施，注意洒水防尘，以杜绝煤尘爆炸事故的发生。
2、煤的自燃：
井田2号煤层为不易自燃煤层。
三、地温、地压
井下未发现地温异常现象，地温梯度为1-2℃/100m，属地温正常区，本区无冲击地压。
第八节储量及服务年限
一、工业储量
ZG＝LSMρ+Z三角煤＝1352×116×2.9×1.4+
×2.9×1.4＝657625T
式中：
ZG——工业储量，T
L——工作面走向长度，m
S——工作面倾向长度，m
M——工作面采高，m
ρ——煤的容重，1.4T/m3
二、可采储量计算
Zk＝（ZG－Z三角煤）C
＝（657625－20887）×95%＝604901T
式中：
Zk——可采储量，T
ZG——工业储量，T
C——工作面回采率,95％
三、可采期计算
可采期=可采推进长度/月设计推进长度=1396/165≈8.5
可采期取其最大值为9月。
附图：
2204工作面资源/储量估算表
2204工作面资源/储量估算表
工作面长（m）
切眼长（m）
面积（m2）
煤层厚（m）
视密度（t/m3）
资源/储量（t）
1352—1440
1396
116
161936
2.9
1.4
657460
第二章采煤方法
根据该工作面的自然条件与工作面设计，采用倾斜长壁综合机械化采煤方法，一次采全高，全部垮落法管理采空区顶板。
第一节巷道布置
一、工作面一进一回布置：
一条运输顺槽、一条回风顺槽。
运输顺槽方位角为37°，回风顺槽方位角为37°，开切眼方位角为127°，均布置在2#煤层中。
回风顺槽由切眼向外147.5m、运输顺槽由切眼向外167.1米处存在空巷，方位角135°。
二、工作面运输顺槽、回风顺槽均采用锚网索联合支护，运输顺槽巷道断面为矩形,宽4.8m，高3m；回风顺槽巷道断面为矩形,宽4.5m，高3m；切眼采用锚网梁索配工字钢棚联合支护，巷道断面为矩形，宽6.5m，高2.9m。
空巷巷道断面为矩形，宽3.6m，高3m。
运输顺槽用于进风、运煤、行人。
顺槽内敷设有2吋供水管路、2吋压风管路、动力电缆、照明电缆、瓦斯监测监控线缆和矿压观测系统线缆，铺设转载机和胶带输送机。
回风顺槽用于运料、行人、回风。
顺槽内布置有2吋供水管路、2吋压风管路、瓦斯监测监控线缆。
切眼用于安装采煤、支护等设备。
第二节采煤工艺
一、采煤工艺
采用综合机械化采煤，一次采全高采煤工艺。
工作面配备MG300/700—WD型双滚筒采煤机双向穿梭割煤、装煤，SGZ764/630型刮板输送机、SZZ764/200型转载机转载运煤，采用ZZ4800/18/38型支撑掩护式液压支架支护顶板，全部垮落法管理采空区顶板。
工艺流程：
进刀→（收回护帮板）割煤→装煤、运煤（伸出伸缩梁）→（收回伸缩梁）移架（伸出护帮板）→移输送机
1、进刀：
采用采煤机端部斜切进刀，进刀段长度30m，进刀深度800mm。
如下：
（1）每循环完毕后，自上（下）而下（上）推移刮板输送机，刮板输送机弯曲长度不小于15m，调换两滚筒上下位置，向上（下）进刀割煤，通过弯曲段至35m处，达到正常截深（即800mm）后，推直刮板输送机。
（2）调换两滚筒上下位置，向下（上）割完端头三角煤。
（3）调换两滚筒上下位置，采煤机空机上（下）行至35m处，进入正常割煤状态。
采煤机端部斜切进刀示意图：
2、割煤：
采用采煤机双向穿梭割煤，工作时，超前前滚筒1—3架收回支架护帮板，右滚筒顺时针旋转，左滚筒逆时针旋转，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤。
采煤机牵引方式为销轨式无链牵引，采煤机往返一次为两个循环，循环进度为800mm,平均采高2.9m。
3、装、运煤：
采用采煤机组滚筒装煤，工作面刮板输送机运煤，经转载机转载至顺槽皮带。
滞后采煤机机组前滚筒1—3架伸出支架伸缩梁。
4、移架：
采用跟机移架支护方式，本架操作，逐架前移支护顶板。
移架前，先将支架伸缩梁、护帮板收回；移架时，先降后移，带压擦顶前移，支架移到位后，先升前柱后升后柱再将护帮板伸出，持续供液3—5秒，使顶梁与顶板严密接触，达到初撑力。
移架滞后采煤机3—5架追机作业（顶板破碎时，紧跟采煤机移架）。
5、移输送机：
移架后，滞后15—20m依次推移运输机，推移弯曲段不得小于15m，推移步距800mm。
推移时必须保证输送机的平、直、稳，推移时必须同时操作多个推移油缸（不少于3个），刮板输送机不得出现急弯或弯度过大，并符合下列要求：
（1）推移前认真检查推移杆与刮板机的连接情况。
（2）推移必须按同一方向依次推移，严禁两头向中间推移。
（3）推移后必须保证刮板输送机平、直、稳，最大弯度不大于3°。
（4）推移工作面刮板输送机与移架应保持不低于15m的距离，弯曲段不小于15m，以防刮板输送机脱节。
（5）推移机头、机尾时，要由专人指挥协调，专人操作。
（6）推移后的刮板输送机要做到机头、机尾和机身平直，电动机和减速器轴的水平度符合要求，机头与转载刮板输送机搭接合理。
（7）刮板输送机出现弯曲后，必须进行返刀处理，保持刮板输送机平直。
（8）刮板输送机推移到位后，各操作手把必须打到“零”位。
二、采高、循环进尺
根据回采工作面两顺槽掘进时揭露煤层厚度及工作面三机配套尺寸，确定工作面最大采高为3.5m，最小采高为2m；局部煤厚超过3.5m时，沿顶留底煤回采，严禁液压支架超高使用。
工作面正规循环进尺为800mm。
三、工作面正规循环生产能力的计算
W=LShγc
=116×0.8×2.9×1.4×95%
=357.9t
式中：
W—工作面正规循环生产能力，t
L—工作面平均长度，116m
S—工作面循环进尺，0.8m
h—工作面设计采高，2.9m
γ—煤的容重，1.4t/m3
c—工作面回采率，95%
第三节设备配置
一、工作面采煤机
（1）采高的选择
采煤机的采高应与煤层厚度的变化范围相适应，根据2204工作面两顺槽掘进揭露煤层测量，煤层高度平均为2.9m，确定采煤机的采高为2.9m。
（2）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。
2号煤层采高为2.9m，所以双滚筒采煤机的滚筒直径大于或等于1.5m即可满足使用要求，根据采煤机滚筒直径系列，取滚筒直径D=1.8m。
（3）采煤机截深
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，综合考虑采煤机的截深，同一采区采煤机截深为0.8m。
（4）工作面日循环数
工作面日循环数可用下式计算：
式中：
Qr—工作面日产量，全年产量为1.0Mt/a，去除掘进产量，按330d计算，Qr＝2727t；
Kl—工作面正规循环率，K＝0.9；
L—工作面长度，L＝116m；
H—工作面煤层厚度，H＝2.9m；
B—循环进尺，B＝0.8m；
r—煤的容重，r＝1.4t/m3；
C—工作面回采率，C＝95%。
工作面日循环数取8。
（5）采煤机割煤方式
为减少工作面人员工作量，设计采用端部斜切进刀方式，进刀割煤长度30m。
①采煤机计算割煤速度
式中：
Vc—计算割煤速度，m/min；
n—工作面日循环数，n＝8；
L—工作面长度，L＝116m；
Lc—采煤机总长，Lc＝13.5m；
30—进刀割煤长度，m；
Kc—采煤机平均日开机率，K＝0.5；
Tc—工作面日生产时间，Tc＝960min；
Td—采煤机进刀停顿时间，Td＝2min。
②采煤机计算循环时间
式中：
T—采煤机计算循环时间，min；
L—工作面长度，L＝116m；
30—进刀割煤长度，m；
Lc—采煤机总长，LC＝13.5m；
Vc—采煤机计算割煤速度，2.28m/min；
Td—采煤机进刀停顿时间，Td＝2min。
③采煤机最大割煤速度
Vmax＝KVc
式中：
Vmax—采煤机最大割煤速度，m/min；
K—采煤机割煤不均均衡系数，取1.2；
Vc—采煤机计算割煤速度，2.28m/min。
Vmax＝1.2×2.28=2.7m/min
④采煤机最大生产能力
Qmax＝60BHγVmax
Qmax—采煤机最大生产能力，t/h；
B—循环进尺，B＝0.8m；
H—工作面煤层厚度，H＝2.9m；
γ—煤的容重，γ＝1.4t/m3；
Vmax—采煤机最大割煤速度，2.7m/min。
Qmax＝60×0.8×2.9×1.4×2.7=526t/h
根据以上计算，并考虑煤层的硬度及夹矸情况，采煤机利用MG300/700-WD型采煤机，其主要技术参数见表1。
表1采煤机技术特征表
型号
采高（m）
电机功率（kW）
滚筒直径
（m）
截深（mm）
牵引速度
（m/min）
机面高度
（mm）
单件最大重量（t）
MG300/700-WD
2.0-3.5
700
1.8
800
0-7.7-12.8
1565
7
2．工作面刮板输送机
工作面刮板输送机选型需满足三个方面要求：
一是工作面刮板输送机能力要保证将采煤机采落的煤全部运出，并留有一定的富裕，刮板输送机能力应不低于采煤机最大割煤能力。
式中：
QC—刮板输送机能力，t/h；
KC—采煤机与刮板机同向运行时修正系数，1.20；
QM—采煤机最大割煤能力，526t/h。
QC=1.20×526=631t/h
二是外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配。
三是运输机长度与工作面长度相一致。
考虑上述因素及2号煤层含夹矸较多的情况，利用现有1部SGZ-764/630型可弯曲刮板输送机，其主要技术参数见表2。
表2刮板输送机技术特征表
型号
设计长度（m）
输送能力（t/h）
刮板链速（m/s）
中部槽（长×宽×高）
（mm）
电机功率
（kW）
电压等级
（V）
备注
SGZ-764/630
160
1000
1.03
1500×764×222
315×2
1140
3．顺槽转载机
顺槽转载机的转载能力要与工作面的生产能力相适应，并要求与工作面刮板输送机和顺槽可伸缩带式输送机相配套,根据公式计算
式中：
QZ—转载机输送机能力，t/h；
KZ—转载机富余系数，1.10；
QC—刮板输送机能力，631t/h。
QC=1.10×631=694t/h
利用一采区已有1部SZZ764/200型刮板转载机，其主要技术参数见表3。
表3
型号
出厂长度（m）
输送能力
（t/h）
电机功率
（kW）
电压等级
（V）
备注
SZZ764/200
35
1000
200
1140
4．顺槽可伸缩带式输送机
顺槽带式输送机要与工作面推进长度相适应，小时运量应与工作面生产能力相匹配。
工作面运输能力为Q=631t/h，取输送机带速V=2.0m/s，则：
式中：
B—带式输送机宽度，m；
K—货载截面系数，β=25°时，K=400；
r—货载散集容重，取1.0t／m3；
c—输送机倾角系数，a=0～10°时，C=1。
利用一采区已有1部DSJ120-100/G3×200型可伸缩带式输送机，主要技术参数见表4。
表4可伸缩带式输送机技术特征表
型号
输送能力
（t/h）
输送长度（m）
带速
（m/s）
带宽
（mm）
电机功率（kW）
电压等级
（V）
DSJ120-100/G3×200
1000
1100
2.0
1200
3×200
660/1140
5．液压支架
2号煤层直接顶板为中砂岩，深灰色含云母，斜波状层理，含泥岩包裹体，裂隙发育。
厚3.60m（依据L28号钻孔）。
顶板泥岩极限抗压强度21.1-54.8MPa,抗拉强度1.2-1.3MPa，凝聚力C值1.34MPa，内摩擦角42.4°，莫氏硬度为2-3度之间。
属软弱-半坚硬岩石（依据2号煤层二采区设计）。
2号煤层地板为细砂岩，厚度2.91m。
底板泥岩极限抗压强度18.5-54.2MPa，抗拉强度0.8-1.0MPa，凝聚力C值5.4MPa，内摩擦角5.6°莫氏硬度为2-4度之间。
属半坚硬岩石。
K7砂岩不稳定，常相变为粉砂岩，裂隙不发育，钻进消耗量小于0.05m3/h为弱富水性含水层。
根据综采液压支架选型原则与当今我国综采液压支架发展现状，并结合2号煤层的开采技术条件，经计算，现有的Z4800/18/38型支撑掩护式液压支架，基本能满足要求。
其主要技术参数见表5。
表5液压支架技术特征表
型号
工作阻力
（kN）
初撑力
（kN）
支护高度
（m）
支架中心距（mm）
支护强度
（MPa）
泵站压力
（MPa）
重量
（t）
ZZ4800/18/38
4800
3956.4
1.8/3.8
1500
0.75
31.5
16
经过计算选型2204工作面设备配备见表6。
表62204工作面设备一览表
序号
名称
型号
数量
功率（kW）
1
液压支架
ZZ4800/18/38
82
2
刮板输送机
SGZ-764/630
1
630
3
采煤机
MG300/700-WD
1
700
4
转载机
SZZ764/200
1
200
5
可伸缩带式运输机
DSJ120-100/G3×200
1
200×3
6
乳化液泵
BRW-200/31.5
2
125
7
乳化液箱
RX
1
8
喷雾降尘泵
BPW500/10
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第三章顶板控制
第一节支护设计
一、支护形式
工作面顶板支护选用ZZ4800/18/38型支撑掩护式液压支架（以下简称支架）顺工作面切眼方向成直线排列，支架中心距为1.5m，伸出支架的侧护板，保持支架间隙。
两端头支护使用中间架进行支护。
两顺槽超前支护采用液压单体支柱配合π型梁架棚支护，超前支护不小于20m。
工作面支护设计，根据最大采高进行设计、验算
按最大采高计算，冒落带岩层重量估算法
P=（6—8）×9.8Mγ/1000
式中：
γ——顶板岩石密度，2.5t/m3；
P——支架单位面积上的载荷，MPa；
M——煤层开采厚度，3.5m；
（6—8）——工作面支架应该支护的上覆岩层厚度为采高的6—8倍，应根据具体情况合理选取。
开采煤层较薄、顶板条件好、周期来压不明显时，应选用低倍数；反之则采用高倍数。
则：
P=（6—8）×9.8Mγ/1000
=（6～8）×9.8×3.5×2.5×/1
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