11回风大巷煤柱顶分层工作面作业规程初稿zhengwen.docx
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11回风大巷煤柱顶分层工作面作业规程初稿zhengwen
第一章概况
工作面概况:
该工作面位于11采区上部,北为露头保护煤柱,南邻F43断层,西为11采区变电所,东邻1111二阶段采空区。
开采水平-66m,地面标高+114m,工作面标高为-34m~-68m。
地面均为农田,农田内有一直径60m蓄水池需搬迁。
该工作面所采煤层为二1煤层,厚度2.0m~4.9m,平均3.5m。
走向长275m,倾斜长22m~90m,平均47m,面积13000m²,顶分层采高2.2m,工业储量约4.3万吨,可采储量约4.05万吨,顶分层可采期为5个月左右。
煤层无自然倾向性,煤尘无爆炸性,无地温影响,无地压影响。
煤层走向N55°E、煤层倾向S35°E,煤层倾角18°~25°,平均21°,煤质为低灰、低磷、低硫、高发热量优质无烟煤。
地质情况:
回采工作面煤层结构简单,为一单斜煤层,工作面内无断层和褶曲构造。
下顺槽下帮有一条F43断层,该断层摆动较大,倾角75°,落差1~4.5m,属压扭性断层,密闭良好不导水。
瓦斯地质情况:
该工作面煤层内瓦斯含量较小,绝对瓦斯涌出量为0.2~1m3/min,相对涌出量为2~3m3/t。
水文地质情况:
该工作面水文地质条件较为简单,L8灰岩厚6-10m,L8灰岩顶到二1煤底30~42m,隔水层以中粒砂岩和泥岩为主,隔水性较好,由副井底长观孔数据(1.08Mpa)确认L8灰岩水位标高+50,推测工作面水压在0.84~1.18Mpa之间,经计算突水系数为0.045Mpa/m,在断层构造带附近,接近突水临界值。
煤层顶底板情况:
老顶以中粗粒砂岩为主,厚度约10.8m,呈深灰色、块状、坚硬;直接顶以泥岩为主,厚度0~0.8m,呈深灰色、块状;伪顶以炭泥质岩为主,厚度0~0.2m,呈深黑色、薄层,含植物叶部化石;直接底以泥岩为主,厚度为1.29m,呈深灰色、薄层状;老底以粉砂岩为主,厚度4.1m,呈黑灰色、薄层状。
根据物探资料,在回采期间,上顺槽切眼以外242~256m段为低阻区,应加强底板水情观测,如有异常,应立即停止回采,把人员撤到安全地点,采取措施,进行处理。
第一节工作面位置及井上下关系
工作面位置及井上下关系表(表一)
水平名称
-66m
采区名称
11采区
地面标高
+114m
井下标高
-34m~-68m
地面的相对位置
矸石山东北约200m,均为农田。
回采对地面设施的影响
农田内有一直径60m蓄水池需搬迁
井下位置及相邻关系
该工作面位于11采区上部,北为露头保护煤柱,南邻F43断层,西为11采区变电所,东邻1111二阶段采空区,现周围无采掘活动。
走向长度(m)
275
倾斜长度(m)
22~90
面积(m2)
13000
第二节煤层
煤层情况表(表二)
煤层厚度(m)
(2.0~4.9)
平均3.5
煤层结构
简单
煤层倾角(度)
平均21
开采煤层硬度(f)
0.5~1.5
煤种
无烟煤
稳定程度
稳定
煤层情况描述
11回风大巷煤柱顶分层工作面煤层赋存稳定,煤层厚度变化较大,平均煤厚为3.5m。
煤层结构简单,为一单斜煤层,走向N55°E、倾向S35°E,平均倾角210。
第三节煤层顶底板
工作面地层综合柱状图
第四节地质构造
一、断层情况以及对回采的影响:
该回采工作面内无断层,下顺槽下帮有一条F43断层,该断层摆动较大,倾角75°,落差1~4.5m,属压扭性断层,密闭良好不导水,对回采影响不大。
二、褶曲情况以及对回采的影响:
该回采工作面内无褶曲。
三、其他因素对回采的影响(陷落柱、火成岩等):
无影响.
第五节水文地质
一、工作面涌水量
正常涌水量:
0.1m3/min
最大涌水量:
0.4m3/min
二、含水层分析:
主要含水层为L8灰岩,厚度6-10m,其顶界面距工作面煤层底板30~42m,隔水层岩性主要是中粒砂岩和泥岩为主,隔水性较好,由副井底长观孔数据(1.08Mpa)确认L8灰岩水位标高+50,推测工作面水压在0.84~1.18Mpa之间,经计算突水系数为0.045Mpa/m,预计该工作面不会突水。
三、其它水源分析:
无其他水源。
第六节影响回采的其它因素
影响回采的其它地质情况表(表五)
瓦斯
绝对涌出量为0.2~1m3/min
相对涌出量为2~3m3/t
CO2
0.1~0.3
煤尘煤炸指数
煤尘无爆炸性
煤的自燃倾向性
无自然倾向
地温危害
无危害
冲击地压危害
无危害
二、冲击地压和应力集中区:
无
三、地质部门建议:
1、初采期间应控制好顶板,制定初次采煤、初次放顶措施。
2、下顺槽紧贴断层,如局部压力增大,应加强对下顺槽支护。
3、工作面内有4条废巷,其中1条为11采区回风大巷(料石砌碹)为走向巷道,回采期间,必须将大巷填实后方能向前推进;1条为四贯风(矿工钢支架),回采期间采取直接通过的方式推进;1条为三贯风(料石砌碹),回采期间,应探明距废巷距离,制定专项措施;1条为探煤巷(料石砌碹)位于工作面下部,回采期间探明距废巷碹顶距离,并制定专项措施。
4、局部薄煤层,应控制采高。
第七节储量及服务年限
一、储量
工作面工业储量:
据公式工业储量:
4.3万吨
W1=L×Q×h×r
式中:
[W1]:
4.3万吨;
[L]:
工作面走向可采长度:
275m;
[Q]:
工作面倾向可采长度:
47m;
[h]:
工作面分层开采,顶分层采高2.2m;
[γ]:
煤容重:
1.5t/m3 ;
工作面可采储量:
据公式可采储量:
4.05万吨
W2=W1×C
式中:
[W2]:
可采储量:
4.05万吨;
[W1]:
工业储量:
4.3万吨;
[c]:
工作面回采率:
95%;
二、工作面服务年限:
5个月
工作面服务年限=(可采推进长度/设计月推进长度)/12
=(275/54)/12=0.42年≈5个月
第二章采煤方法
采煤方法:
工作面采用走向长壁倾斜分层布置,全部垮落法处理采空区,爆破落煤,可弯曲刮板运输机运煤,单体液压支柱配合铰接顶梁支护顶板,齐梁直线柱布置。
支护型式为“三梁四柱”,采高2.2m。
最大控顶距3.6m,最小控顶距2.4m。
第一节巷道布置
一、采面巷道布置概况
该工作面为顶分层工作面,上、下顺槽及开切眼均沿煤层顶板布置,采用矿工钢梯形断面支护,断面积5.5㎡;上顺槽巷道上帮扎角距为1000mm,下帮扎角距为200mm,下顺槽巷道上帮扎角距均为800mm,下帮扎角距均为300mm,开切眼两帮扎角距均为500mm;高度1.9m。
二、工作面运输巷:
下顺槽长度310m。
三、工作面回风巷:
上顺槽长度305m。
四、工作面切眼:
长度22m。
五、联络巷:
无
六、溜煤眼:
无
七、硐室及其它巷道:
无
附图:
工作面位置及巷道布置图
第二节采煤工艺
一、采煤工艺:
该工作面为炮采工作面,边采边准,昼夜1个半循环,循环进度1.2m。
工艺流程为:
打眼放炮→挂梁攉煤→支柱→推移刮板运输机→回柱放顶→打眼放炮。
打眼放炮应为:
打眼→装药→放炮
二、炮眼布置及爆破图表
炮眼布置方式:
五花眼布置
1、炮眼布置图:
2、爆破图表
炮眼名称
眼深
m
角度
距顶
m
距底
m
眼数
个
炸药
雷管
万吨耗
封泥长度
水平
垂直
每孔kg
计
kg
每孔个
计个
炸药
kg
雷管个
顶眼
1.3
75
+10
0.5
1.7
47
0.2
9.4
1
47
505.05
2525.3
0.7
腰眼
1.2
0
0
1.1
1.1
47
0.2
9.4
1
47
505.05
2525.3
0.6
底眼
1.3
75
-5
1.7
0.5
47
0.4
18.8
1
47
1010.1
2525.3
0.6
合计
141
0.8
37.6
3
141
2020.2
7575.9
1.9
3、简要说明:
1、每孔必须装一个水泡泥,剩余部分用黄土按规定装。
2、必须正向装药,串联放炮,采用毫秒雷管爆破。
3、炮眼布置、装药量按采高2.2m和每循环炮眼的100%计算,局部变动时由放炮员和班组长共同商议后确定。
4、一次拉炮距离不得超过5m。
5、爆破使用3段毫秒电雷管(1段:
灰红;2段:
灰黄;3段:
灰蓝)
6、最后一段的延期时间不得超过130ms。
三、装运煤
工作面放炮后,由人工将崩落的煤装入刮板运输机,由工作面运至下顺槽,由下顺槽至进风斜巷,在11采区运输大巷装车点装车。
四、工作面支护及采空区处理
1、支护形式:
单体液压支柱配合金属铰接顶梁,齐梁直线布置,最大控顶距3.6m(三梁四柱),最小控顶距2.4m(二梁四柱)。
2、支护质量和裱褙要求
⑴支护质量
①工作面支柱实行编号管理。
②支柱打成一条直线,排距:
煤壁侧800mm、老塘侧1200mm、偏差均不得超过±100mm;柱距500mm,柱距偏差不得超过100mm;梁端头距煤壁不得大于200mm。
新暴露的顶板要及时支护。
③支柱支设迎山有力,迎山角3º~5º,工作面不准有空载柱。
④支柱钻底量不得大于100mm,除煤壁侧支柱外,支柱要穿柱鞋,工作面支柱初撑力不得小于11.4Mpa(90KN),煤墙帮柱初撑力不得小于6.5Mpa(50KN),放顶后重新支设在老巷侧的支柱,初撑力不得小于3.8Mpa(30KN),达不到规定要进行二次补注液;在工作面推移刮板运输机时,拐弯段运输机旁支柱作为临时点柱支护,此段支柱初撑力不得小于3.8Mpa(30KN)。
运输机移到位后,重新栽好的支柱初撑力不得小于11.4Mpa(90KN)。
⑤工作面配齐水平销,挂梁后水平销要打紧打牢,禁止将水平销立插,正常情况下的插入方向是小头朝工作面上方,禁止用木楔或其它材料代替水平销。
⑥煤层变化时,可以适当调整采高,但支柱不得超高使用(活柱伸出量不得超过600mm);需要降低采高时,活柱伸出量不得小于200mm。
⑦损坏的顶梁和失效的支柱,要立即更换。
⑧工作面顶梁挂设平直,梁小头垂直指向煤壁,梁与梁之间互相平行,褙顶材料均匀排列。
⑨煤壁采用棚棚背帮管理,所有支柱应拴齐拴牢防倒链。
⑩临时支柱的位置应不妨碍架设基本支柱,基本支柱未架设好不准回撤临时支柱。
⑵褙顶要求
①塑料网规格为:
1300×2400mm
②塑料网沿倾向搭接长度为100+50mm、沿走向搭接长度为100+50mm,并用联网绳联接牢固;顶板破碎时要增加双层网,两棚之间荆棍不得少于4根,间隔不大于300mm,顶板破碎时可增加到5根,间隔不大于200mm。
五、采空区处理
工作面采空区采用全部垮落法处理,回柱放顶分段长度不得小于15米。
六、工作面正规循环生产能力
W=L×S×h×r×c
式中:
W:
正规循环生产能力:
176.8t
L:
工作面斜长:
47m;
S:
正规循环推进长度:
1.2m;
h:
采高:
2.2m;
r:
煤的视密度:
1.5t/m3;
c:
工作面采出率:
95%;
第三节设备配置
设备配备情况:
设备名称
规格型号
单位
数量
主要技术参数
备注
30型刮板运输机
SGB420/30
部
1
功率(kw):
30
电压(v):
660
额定电流(A):
34
启动电流(A):
238
22型刮板运输机
SGB420/22
部
8
功率(kw):
22
电压(v):
660
额定电流(A):
25.5
启动电流(A):
178.5
工作面设备布置示意图
第三章顶板控制
第一节支护设计
支架形式
齐梁直线柱
顶板管理方法
全部垮落法
顶梁型号
DJB1200/300
最大控顶距
3600mm
金属柱型号
DW25
最小控顶距
2400mm
柱距(中-中)
500mm
放顶步距
1200mm
排距(中-中)
800mm(靠煤壁侧)
1200mm(靠老塘侧)
戗度
60~90mm/m
迎山距(角)
280~320mm/m(3~5°)
回柱方式
金属链配合单体柱
一、工作面的支护设计
迎山距按煤层倾角21°、迎山角按3~5°计算,局部煤层倾角变化时,迎山距可根据倾角大小增大或减小,也可用半圆仪直接在柱上挂。
附图:
工作面一昼夜每班开工前施工图
1.参考本煤矿及邻矿同煤层矿压观测资料,选择本工作面矿压参数。
(见表六)
同煤层矿压观测选择或预计本工作面矿压参数参考表(表六)
序号
项目
单位
同煤层实测
本面选取或预计
1
顶
底
板
条
件
直接顶厚度
m
0~0.8
0~0.8
基本顶厚度
m
10.8
10.8
直接底厚度
m
1.29
1.29
2
直接顶初次垮落步距
m
3-5m
3-5m
3
初
次
来
压
来压步距
m
15~20
15
最大平均支护强度
kN/m2
345
345
最大平均顶底板移近量
mm
65
65
来压显现程度
明显
明显
4
周
期
来
压
来压步距
m
10
10
最大平均支护强度
kN/m2
345
345
最大平均顶底板移近量
mm
35
35
来压显现程度
不明显
不明显
5
平
时
最大平均支护强度
kN/m2
345
345
最大平均顶底板移近量
mm
25
25
6
直接顶悬顶情况
m
无
无
7
底板容许比压
MPa
4
4
8
直接顶类型
类
2
2
9
基本顶级别
级
I
I
10
巷道超前影响范围
m
20
20
2.合理支护强度计算
据公式经验计算支护强度:
(1)Pt=8×9.81×h×r
式中:
[Pt]:
345kN/m2 ;
[h]:
采高:
2.2m ;
[r]:
顶板岩石容重:
2kN/m2 ;
②选取"同煤层矿压观测选择或预计本工作面矿压参数参考表"中最大平均支护强度。
据公式
(2)在表6中的最大平均支护强度和计算公式
(1)的计算结果中取最大值:
(2)P=Pmax
式中:
P:
支护强度:
345 KN/m2;
Pmax:
两种计算的支护强度最大值:
345KN/m2;
3.支柱实际支撑能力计算:
据公式支架实际支撑能力计算:
(3)Pt=Kg×Kz×Kb×Kh×Ka×R
式中:
Pt:
支柱实际支撑能力:
222kN;
Kg:
工作系数:
1;
Kz:
增阻系数:
0.9 ;
Kb:
不均匀系数:
1.1 ;
Kh:
采高系数:
1;
Ka:
倾角系数:
0.9 ;
R:
支柱额定工作阻力:
250 kN;
4.工作面合理支护密度计算:
据公式工作面合理支柱密度计算:
(4)n=Pt/Rt
式中:
n:
工作面合理支柱密度:
1.55根/m2;
Pt:
工作面合理支护强度:
345 kN/m2;
Rt:
支柱实际支撑能力:
222kN/根;
5.确定排距、柱距:
排距:
1.2m 柱距:
0.5m
6.选择合理的控顶距:
最大控顶距3.6m,最小控顶距2.4m。
7、柱鞋直径计算:
(5)¢=200
式中:
¢:
柱鞋直径:
300mm
Rt:
支柱实际支撑能力:
222kN/根:
Q:
底板比压:
31.6KN(4MPa)
8、三梁四柱,柱距为0.5m支柱密度为:
(6)M=(L÷H+1)×R÷(L×B)
=(47÷0.5+1)×4÷(47×3.6)=2.24根/m²
式中:
M—支护密度,根/m²
H—棚距,0.5m;
R—最大控顶距时每排支柱为三梁四柱,取4;
B—最大控顶距;取3.6m
L—工作面斜长。
取47m
支柱密度验算:
2.24根/m2÷1.55根/m2=1.4(倍)
根据以上计算:
工作面合理支柱密度为1.55根/m2,采用的三梁四柱支护形式的支柱密度为2.24根/m2,是合理支柱密度的1.4倍。
故采用三梁四柱支护能满足工作面要求。
二、乳化液泵站
(一)泵站选型、数量:
乳化液箱一个,型号:
XRXTA
液压泵两台,型号:
BRW80/20,一台工作一台备用
(二)泵站设置位置:
11采区运输大巷西段。
(三)泵站使用规定:
1、泵站出液压力不得低于18MPa。
2、泵站司机必须经过专业培训,考试合格后,且做到持证上岗。
3、乳化液在现场按规定配制,配制要使用专用容器,经过滤后才能送入乳化液水箱内。
4、配制必须使用静压过滤水,严禁使用污水。
5、配制浓度为2%~3%,使用仪表测试。
6、泵站司机要严格按《操作规程》操作,严格交接班制度,设备实行挂牌管理。
7、定期对泵站进行检查,发现问题及时处理。
8、泵站必须完好,符合标准规定。
9、乳化液采用m-10#。
(四)、工作面液压系统管理:
1、机电维修工必须经常检查整个液压系统,发现问题及时处理,认真做好交接班。
2、注液枪使用后要挂到老巷,管子不得挤、压、埋、绕,严禁被拖拉在槽里。
3、机电维修工要备有适量的液压系统配件,发现管路漏液等问题,要及时处理,确保系统完好。
4、各摊作业人员,要认真检查液压枪状况,发现漏液、损坏应及时修复,严禁用液压枪在其他器物上敲打。
5、液压枪倒入新巷后,及时规范吊挂,不用时要统一缠绕在老巷侧并码放整齐。
6、工作面枪管要根据需要及时调整,两段交叉使用不得小于1m。
7、严禁用注液枪洒水和对人开枪。
8、液压管路班班应由机电维修工检修,严禁挤压、切割。
接头零件密封必须齐全完好,严禁滴漏。
第二节工作面顶板控制
一、正常工作时期顶板支护方式:
工作面采用单体液压支柱配合铰接顶梁支护,最大控顶距为3.6m,三梁四柱,最小控顶距为2.4m,二梁四柱。
二、正常工作时期的特殊支护形式:
工作面机头采用四对八根3.6mπ型钢梁支护;上端头使用单体液压支柱配合3.6mπ型钢梁支护,迈步支设在上顺槽工字钢棚下帮梁爪两侧;下端头使用单体液压支柱配合3.6mπ型钢梁支护,迈步支设在下顺槽工字钢棚上帮梁爪两侧,一梁四柱。
三、回柱放顶及与其他工序平行作业的安全距离:
工作面推移刮板运输机弯曲距离为10~15m;放顶与采煤距离不得小于15m。
(一) 回柱放顶
采用人工方法进行回柱放顶,工作面达到最大控顶距3.6m(三排)时,即进行回柱放顶。
(二)放顶顺序:
开口→打开口柱→打水平销→卸载→拉柱→回收铰接顶梁。
(三)操作方法
1、准备工作
①备齐回柱工具(卸载手把、大锤、水平销、金属链等)。
②认真检查从煤壁到老塘顶板支护状况,失修支架及时修复。
③清理维护好退路,打好开茬柱,并连续打紧3~5棚水平销。
2、技术要求
①回柱顺序由下向上,从采空区向煤壁侧逐棚回收,严禁提前摘梁取柱或进入采空区作业。
②分段时,尽可能将顶板破碎段分为一组,拉柱点应在顶板条件较好、支护较可靠的安全地带,并注意先修棚后回柱;如回柱地点顶板破碎,需先进行修复,确认安全后,方可回柱。
③正常回柱放顶,分段长度不小于15m,采煤与放顶的安全距离不得小于15m。
④回柱放顶为三人一组,先检查老塘侧联网情况,如网断开应及时补联好。
一人回柱放顶,一人观察顶板及支护情况,一人监督。
人员应站在支架牢固的斜上方安全地点作业。
⑤回柱时,用专业回柱液压器具配合金属链,金属链要固定牢固,拉柱、梁、柱鞋时要时刻注意金属链的使用状况,防止金属链断链伤人。
⑥回出的支柱要重新支撑在老塘侧顶梁上,支设整齐,回出的梁和其它物料要分类码放在靠老巷侧,保证行人畅通。
⑦放顶后局部悬顶面积超过(2Х5)m2,必须进行强制放顶,保证采空区冒落充分。
3、安全注意事项
①禁止在顶板破碎、压力大、支护状况不好等地点开口。
②回柱人员必须站在顶板完整、支架完好地点进行操作。
③遇死柱时,先架好临时支护后,采用破底或挑顶的方法回撤,严禁人工徒手回柱。
④回柱过程中要时刻注视顶板及支护状况,发现异常立即停止作业,及时维护。
情况危急时,应立即撤人,待顶板稳定后,按照先支后回的原则进行操作。
⑤当顶板压力较大时,应及时采取增加临时支护措施。
⑥严禁使用其它工具代替卸载手把操作。
⑦特殊地段放顶时,如顶板破碎、压力大等,当班跟班队长、验收员应在现场指挥,确保安全。
四、特殊时期的顶板管理:
(一)来压前的顶板管理:
该采面为顶分层工作面,工作面初次来压和周期来压期间必须采用增加临时支护加强顶板控制,如顺山等;采空区冒落严密,严禁悬顶。
并有验收员负责巡查工作面,加强支柱二次注液,失修支架应及时修复。
(二)过断层及顶板破碎时的顶板管理:
1、该工作面未发现有断层构造。
2、顶板破碎时的顶板管理:
(1)、少打眼、少装药,降低顶眼高度、炮后及时挂梁背顶。
(2)、预掏梁窝,提前挂梁,及时控制顶板。
(3)、搁棚后,及时裱褙煤壁,严禁片帮。
(4)、梁上空顶时,用坑木绞架接顶,背牢背实。
(5)、在铁柱鞋下增加木垫,确保支柱初撑力符合作业规程规定。
(三)应力集中区的顶板管理:
1、应力集中区所有支柱均应穿鞋。
2、增加支护强度,即三梁四柱为三梁五柱。
3、增加特殊支护(顺山)。
4、编制专项措施。
第三节运输巷、回风巷及端头顶板控制
一、工作面进、回风巷的顶板管理:
(一)进、回风巷的超前支护:
工作面煤壁超前20米范围内上、下帮各打一排一梁二柱矿工钢支架顺山棚加强支护。
20~100m范围上顺槽下帮、下顺槽上帮支设一排一梁二柱矿工钢支架顺山棚加强支护。
(二)进、回风巷的加强支护:
1、局部增加抬棚(一梁二柱,矿工钢支架支护)
2、及时修复失修支架,加强顶板及两帮的裱褙,变形柱梁及时更换。
二、工作面安全出口的管理:
(一)支护形式:
工作面下安全口采用长度为3.6m丌型钢梁,呈四对八根,一梁四柱支护,交替迈步前移,超前煤壁一排1.2m提前采出,棚向垂直煤墙,最大控顶距4.8m,最小控顶距3.6m。
工作面上安全口使用1.2m铰接顶梁提前一排采出,最大控顶距4.8m。
上、下安全口斜长3.0~3.5m。
(二)质量要求:
煤墙侧支柱初撑力不得小于6.5Mpa,其余三排支柱初撑力不得小于11.4Mpa;顶、帮裱褙严密;机头上沿距顶梁的距离不得小于1.0m。
(三)与其他工序之间的衔接关系:
上、下安全出口与上、下顺槽相接的高度不得低于1.6m。
(四)长梁支护说明:
1、未采煤前长梁保持并排成对支护。
2、采煤时每对长梁上侧一根向煤壁侧窜1.2m进行支护,迈步前移。
3、放顶时把后面四根逐个与采煤搁好棚的长梁窜齐,保持并排成对。
4、搁棚窜梁时都必须从下往上逐棚进行,并保证其余长梁有效护顶,否则严禁窜梁。
5、长梁在任何情况下都必须保持一梁四柱支护,但移动机头时可一梁三柱,移过机头后及时补柱。
6、放顶窜梁前必须在老巷打好茬口点柱,如顶板破碎放顶容易埋柱梁时,必须在长梁中间打好临时支护。
7、同一对长梁之间的间