51103工作面作业规程正新详解.docx

1、51103工作面作业规程正新详解第一章 概 况第一节 工作面位置及井上下关系邢台煤矿210水平采煤工作面位置及井上下关系，见(表 1)。表1 工作面位置及井上下关系煤层名称5号煤水平名称-210 采区名称11采区工作面名称51103地面标高（m）+85工作面标高(m)-60-140地面相对位置西风井西南方1100m处。回采对地面设施的影响 工作面回采时对农田及南沙河河道无影响。井下位置及相邻关系东至f511-13断层，南至F12断层防水煤柱线，西至采空区，北至51100运输上山。走向长度/m402418倾斜长度/m7585面积/ m3280041080 第二节 煤 层采煤工作面开采煤层情况见（

2、表2）。表2 煤 层 情 况 表煤层厚度/m1.52煤层结构简单煤层倾角/（）8161.812可采指数0.94煤 种1/3焦煤稳定程度较稳定煤层变化情况本区域所采煤层为5号煤，属稳定可采中厚煤层,沥青光泽,煤岩类型为光亮型，煤质类型为1/3焦煤，煤层结构简单，无夹矸。煤层最大厚度2m，最小1.5m，平均厚度1.8m。本工作面内煤层为单斜结构。煤质情况WAVQFCSY工业牌号1.1115.7535.6288355.150.88271/3JM第三节 煤 层 顶 底 板开采煤层顶底板情况见（表3）。表3 煤 层 顶 底 板 情 况 表层顶底板情况顶板名称岩石名称厚度(m)岩 性 特 征老 顶细 砂

3、岩2.3灰白色，磨圆度中等，钙质胶结，缓波状层理，致密。2.032.57直 接 顶粉 砂 岩5.6灰黑色，致密坚硬，磨圆度中等，水平层理，含植物化石。3.67.6伪 顶直 接 底粉 砂 岩3.48深灰色，含植物化石，含云母片，块状构造。1.55.8老 底细 砂 岩3.5灰色，泥质胶结，分选性中等，致密坚硬，水平层理。1.25.8附图1：51103综采工作面综合柱状图第四节 地质构造一、断层情况及对回采的影响根据物探及钻探资料分析，影响本工作面回采的主要构造为断层。工作面进行了坑透探测，探测结果工作面内有三个异常区，通过钻探验证，1#、2#异常区均为断层影响（断层为掘进期间揭露的 f1105-1

4、 及 f1103-5断层在工作面内延伸），3#异常区通过煤层钻，钻探验证无断层影响。本工作面施工122个煤层钻，共进尺3778.2m，钻孔终孔均未见岩石，同时工作面内未发现有大于10m陷落柱构造。现将工作面及其有关的断层情况简述如下：（见表4）表4 断 层 情 况 表构造名称走向倾向倾角性质落差对掘进影响程度f511-321758570正0.8影响大f511-32-15014059正0.8影响大f511-32-24931969正1影响大3DF28817865正3.2影响大f1105-312721734正1.4影响大f1105-18617670正1.6影响大f1103-56415465正8影响大

5、f1103-75214253正0.9影响大f1103-84413436正0.6影响大二、褶曲情况及其对回采的影响煤层为一单斜构造，对回采无影响。三、其他因素对回采的影响（陷落柱、火成岩等）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（顶部和底部）分析51103综采工作面位于51100采区，西部紧邻51105采空区。根据邻近51105工作面开采资料分析，51103综采工作面水文地质条件相对较复杂，煤层上距底砾含水层19.8-62.37m，野青灰岩水层7.83-8.69m，下距大青灰岩含水层62.39-71.51m。底砾、野青灰岩含水层富水性较弱，且工作面在就进过程中已

6、对底砾进行疏放，所以底砾将不会对工作面回采造成影响。51103综采工作面5煤底板局部砂岩水较丰富，大青含水层十分富水且水量较大，根据计算工作面安全隔水厚度为23.33m远小于5煤到大青的距离，而且51103综采工作面实施了一系列的防治水措施，包括掘进前的物探和钻探，以及工作面圈定后又进行综合物探并对物探异常区的底板实施钻探验证与注浆加固，排除了异常，故51103回采将不会受到大青、本溪、奥灰水的威胁。（详见51103综采工作面专门水文地质情况报告51103综采工作面地面位置处于襄湖岛水域范围内。该工作面附近的上覆2#煤层的71102、71106、71101等工作面及紧邻的51105、51109

7、工作面均处于水域下方，但在开采时水域积水并未下渗入工作面对开采带来水害威胁，后期观测时未有地表水渗入现象，同时考虑2#煤、5#煤形成年代的先后顺序及煤层埋深情况，5#煤在开采时更不会受到地面水域的影响。因此在51103综采工作面开采中，地面襄湖岛水域不会下渗入工作面对开采带来水害威胁。综上，51103综采工作面回采中主要受5煤局部顶底板煤系砂岩水和野青含水层的威胁，预计掘进中正常涌水量为28m/h，最大涌水量为34m/h。二、涌水量预计正常涌水量： 正常回采时涌水量为28m3/ h。最大涌水量： 工作面最大涌水量为34m3/ h。三、防治水措施1、各水窝处安装三台排水能力100 m3/h的潜水

8、泵，一台工作、一台备用，一台应急水泵。2、两巷铺设水槽，及时清挖水槽，保证水槽无淤泥、无杂物，完善排水系统，及时清挖泵窝及沉淀池，保证排水能力。3、回采中加强水文地质观测，出现水害预警及时汇报第六节 影响回采的其他因素一、 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 斯绝对涌出量(预计): 0.25m/min。二氧化碳绝对涌出量(预计)：0.75m/min煤尘爆炸指数煤尘无爆炸性。煤层自燃倾向性该煤层为类不易自燃煤层。地温危害1719，地温梯度无明显变化。地压危害无冲击地压影响。二、 冲击地压和应力集中区51103综采工作面没有冲击地压存在；应力集中区主要在各断层附近，需加强顶板管

9、理。三、 地质部门的建议因该工作面为冲积层下回采工作面，要及时观测顶板及围岩的变化、巷道支护的变形情况，发现顶板破碎严重时，须及时加强支护。第七节 储量及服务年限一、储量工作面工业储量：79704万吨。工作面可采储量：采出率取95%，工作面可采储量为75718万吨。二、工作面服务年限工作面服务年限=开采推进长度/设计月推进长度=410（m）/90(m)4.6月第二章 采 煤 方 法本工作面采用走向长壁后退式采煤方法，全部垮落法管理采空区,该工作面为综采工作面。第一节 巷道布置一、采区设计、采区巷道布置情况该工作面位于邢台矿-210水平十一采区。二、工作面运料巷51103运料巷平行于51105运

10、输巷布置，运料巷由出煤通道反勾，按设计方位角000000掘进与51100轨道上山沟通，从51100运输上山上方通过，在51100轨道上山31#点前3.5m与轨道上山贯通。贯通后按设计方位角1800000沿5#煤顶正掘，采用锚网锚索联合支护，规格4.02.4m，顶板破碎时，改为3.02.6m工字钢，长度510.8m，主要用于回风、运料、行人。三、运料巷出煤通道的布置开口位置在51100运输上山74#点后4.5m，按设计方位角1350000沿5#煤顶掘进，采用锚网锚索联合支护，规格4.02.4m，顶板破碎时，改为3.02.6m工字钢。四、工作面运输巷51103运输巷平行运料巷布置，按照设计方位角0

11、00000沿5#煤顶反掘运输巷，采用锚网锚索联合支护，规格4.02.2m，顶板破碎时，改为3.02.6m工字钢，长度511.6m，主要用于进风、运煤、行人。五、采煤面开切眼51103切眼沿15m基岩线布置，切眼长度80m，规格4.02.4m锚网支护，后扩为5.52.4m锚网支护。切眼共安装54个支架，其中ZY3200/13/26型支架52架，ZYG3200/10/19型过渡支架2架。 附图2：51103综采工作面煤层底板等高线图 第二节 采煤工艺一、采煤工艺本工作面采用倾斜长壁后退式采煤方法，全部垮落法管理采空区，该工作面为使用综采支架的综采工作面。1、工艺顺序：双滚筒采煤机割煤刮板输送机运煤

12、液压支架支护顶板推移刮板输送机。2、落煤方式：该工作面使用MG2*160/710-WD型双滚筒电牵引采煤机，一次截深0.5m。3、采煤机进刀方式：工作面采用端头斜切割三角煤进刀方式，双向割煤，往返一次进两刀，采煤与移溜间距1215m。4、装煤方式：采用采煤机滚筒的螺旋叶片配合SGZ730/264刮板运输机铲煤板自行装煤。5、工作面运煤方式：使用SGZ730/264中双链刮板运输机运煤，溜槽为全封底式结构。6、支架的工作方式：采用及时和超前支护，即割煤移架推溜割煤移架推溜，移架采用追机作业，分段依次顺序式移架，一般移架要滞后采煤机后滚筒1215m。支护使用ZY3200/13/26（切眼安装52架

13、，随工作面推进进行加支架工作）、ZYG3200/10/19（2架）液压支架。移架方式为邻架操作，即：机头方向架操作机尾架，支护方式为及时支护。7、回采工艺过程端部斜切进刀：采煤机骑溜向机头（尾）方向割煤并自行将割下的煤装入工作面溜子，向机头（尾）追机移架、推溜，当采煤机割透机头（尾）后，换向朝机尾（头）方向运行，在溜子的弯曲段实现斜切进刀，当机身完全进入切割后的煤壁时，将机头（尾）段的溜子推成直线，采煤机反向向机头（尾）割三角煤，割透机头（尾）后，换向朝机尾（头）方向运行，进行正常割煤，如此往复循环，工作面不断向前推进。8、支架的操作方式：操作方式为邻架操作，机头架操作机尾架。9、支架的操作顺

14、序：降架移架调架升架。 附图3：51103综采工作面正规循环图表二、工作面正规循环生产能力（一）每刀煤量W=LSHcW =800.51.81.80.95=123.12t式中L工作面平均长度，；S采煤机截深，；H工作面采高，；煤的密度，；c工作面煤炭回收率，0.95。（二）日循环数根据工作面情况，确定日循环数为6个（三）日产量 123.126=738.72（四）月产量 738.723022161.6第三节 设备选型1、采煤机选型:表6 MG2*160/710-WD型电磁调速电牵引采煤机参数型号MG2*160/710-WD（1.14KV）一、适用煤层1最大采高2.56m2煤层倾角403煤质硬度硬或

15、中硬（1.5f4）二、整机主要参数1机面高度853mm2滚筒直径1250mm3最大采高2569mm4下切量346mm5过煤高度310mm6装机功率22160+230+7.5KW7摇臂摆动中心距6450mm8截深630mm三、电动机截割电机牵引电机调高泵电机1功率160KW30KW7.5KW2电压1140V380V1140V3转速1470r/min0-2432r/min1470r/min4冷却水量25L/min20L/min10L/min5冷却水压1.5MPa1.5MPa1.5MPa四、牵引1型式交流滑差调速、电机驱动齿轮销轨式无链牵引2牵引力400240kN3牵引速度07.612.6m/min

16、五、截割1摇臂长度2200mm2摇臂摆角-11.9+33.43滚筒直径1250mm4滚筒线速度3.28m/s 5滚筒转速57r/min六、调高泵箱1工作压力18MPa2控制油压力2MPa3泵理论排量10ml/r4工作转速1470r/min5滚筒全行程升起时间30.7s（按系统容积效率90%计）6滚筒全行程下降时间21s（按系统容积效率90%计）七、操纵方式1中部手控开停机、停运输机、调速换向2两端电控停机、调速换向、调高3无线遥控停机、调速换向、调高八、主电缆1拖缆方式自动拖缆2主电缆规格两根MCP-0.66/1.14-370+116+463标称外径62.24最大外径65九、冷却和喷雾1冷却各

17、电机、电控箱、摇臂、调高油箱分别冷却2喷雾内外喷雾3供水压力3.0MPa4供水流量200L/min5供水管直径25mm接头K1标准十、机器重量1机器重量29t（1）理论生产率 Qt=60HBVg =601.80.531.8 =291.6t/h式中 Qt理论生产率，t/h； H采高，1.8m； B截深，0.5m； Vg给定工作面条件下可能的最大牵引速度，取3m/min； 煤的密度，取1.8t/m；51103薄煤工作面日计划生产738.72t/T，按每天10h（开机率62.5%）生产时间计算，采煤机每天生产2916t738.72t，故所选的采煤机适用于该工作面。（2）采煤机装机功率按采煤机单位能耗

18、法计算功率为：N=Kb60BHVmaxHwN=1.4600.51.831.3=294.84KW式中：Kb-破岩能力系数，取1.4 Hw-能耗系数，一般为1.1-1.4Kwh/m,取1.3 Vmax-给定工作面条件下可能的最大牵引速度，取3m/min；该工作面设计采用的采煤机功率为710KW294.84KW，故符合要求。（3）采煤机截割强度与煤层硬度校验：该采煤机适应硬或中硬煤层，所选采煤机适合该煤层。2、刮板输送机选型：表7 刮板输送机参数表型号SGZ730/264序号项目参数单位1供货长度130m2输送能力550t/h3装机功率2132kw4刮板链速1m/s5电动机型号YBKYSS-65/1

19、32-8/4 额定功率132 KW额定电压1140 V6中部槽规格（长宽高）1500690263mm联接型式哑铃销联接强度1800kN7刮板链链规格（mm）2692型式中双链链中心距120 mm8卸载方式短卸工作面采煤机生产能力为291.6t/h，所选刮板输送机运输能力为550t/h，满足生产要求。3、转载机及皮带选型：表8 SZZ764/132型转载机参数表序号项目参数1设计/出厂长度42m2输送量900 t/h3刮板链刮板链速度1.3 m/s刮板链型式中双链刮板链中心距120 mm刮板间距736 mm4圆环链规格2692-C5中部槽规格（长内宽高）1500 mm764 mm222 mm6与

20、皮带机搭接长度12.4m7爬坡角度128爬坡高度1.25m9爬坡长度6.5m10架桥段直线长度12.7m所选转载机型号为SZZ764/132，输送能力900t/h；皮带型号为DSJ-100/36/2*45，输送能力为360t/h，通过比较均大于工作面生产能力291.6 t/h，满足工作面生产要求。表9 51103综采工作面机械设备配备表使用地点设备名称规格型号数量单位备注工作面采 煤 机MG2*160/710-AWD1台液压支架ZY3200/13/2652架 随工作面推进加支架ZY3200/10/192架刮板运输机SGZ730/2641台运输巷皮 带 机DSJ-100/63/2*451 台转

21、载 机SZZ764/132 1台水 泵DQS100-35-22N3台 水 泵DQS30-30-5.5N2台回 柱 绞 车 JH14B 1台运料巷无极绳绞车KWGP-90/600J1部回 柱 绞 车JHMB141台水 泵DQS100-35-22N3台附图4：51103综采工作面机电设备布置示意图。第三章 顶 板 控 制第一节 支护设计一、液压支架选型设计工作面顶板采用液压支架控制，支护设计即为液压支架的选型设计。1、经验计算支护强度：Pt=9.81hk=9.811.82.5kN/m6 =264.87kN/m式中：Pt工作面合理支护强度，N/m ；h采高，m；顶板岩石重力密度，t/m,取2.5t/

22、m；k工作面支护的上覆岩层与采高之比，选取6；2、参考同煤层，最大平均支护强度320KN/m 。3、选择工作面支护强度：264.87 KN/m2320 KN/m ，因此工作面支护强度应大于320 KN/m。4、矿压参数参考临近工作面本煤层矿压观测资料，填制矿压参数表：表10 同煤层矿压观测选择或预计本工作面矿压参数参考表序号项目单位同煤层实例本面选取或预计1顶底板条件老顶厚度m0.63.42.57直接顶厚度m2.65.87.6直接底厚度m3.55.75.82直接顶初次垮落步距m883初次来压来压步距m1920最大平均支护强度KN/m320320最大平均顶底板移近量m0.080.1来压显现程度来

23、压不明显来压明显4周期来压来压步距m3-77最大平均支护强度KN/m450450最大平均顶底板移近量m0.060.07来压显现程度来压不明显来压明显5平时最大平均支护强度KN/m300300最大平均顶底板移近量m0.050.0556直接顶悬顶情况m15.4237底板容许比压MPa688直接顶类型类119基本顶类型级10巷道超前影响范围m15205、待选择液压支架技术特征表11 ZY3200/13/26型掩护支架技术特征表序号项目参数单位备注1支架支架高度1300-2600mm相邻架间中心距1500mm宽度1430-1600mm初撑力2616KN工作阻力3200KN38.5 Mpa支护强度0.5

24、3-0.62Mpa底板比压1.5-1.8Mpa泵站压力31.5Mpa重量12.1t2立柱（2根）一级缸径/柱径230/220mm二级缸径/柱径180/160mm行程1237（638+599）mm初撑力1308KN工作阻力1600KN38.5 Mpa3平衡千斤顶（2根）缸径/杆径140/85mm行程395mm初撑力485KN上/下腔工作阻力539/340KN35 Mpa4推移千斤顶（1根）缸径/杆径140/85mm推力/拉力306/485KN行程650mm5侧推千斤顶（3根）缸径/杆径80/45mm推力/拉力158/108KN行程170mm6护帮千斤顶（1根）缸径/杆径80/60mm推力/拉力1

25、58/69KN行程380mm工作阻力275KN35Mpa7抬底千斤顶（1根）缸径/杆径100/70mm推力/拉力247/127KN行程230mm8底调千斤顶（1根）缸径/杆径110/85mm推力/拉力299/121KN行程250mm6、支架选型ZY3200/13/26型和ZY3200/10/19型综采支架支护强度验算：支架的工作阻力：F1=3200KN。支架在最大控顶距时的支护面积：S1=4.041.5=6.06m。支架的最小支护强度为：P1= F1/ S1=3200/6.06=528KN/m。由上述验算可知：ZY3200/13/26型综采支架的最小支护强度P1=528KN/m大于Pt=264.87KN/m,大于初次来压和周期来压支护强度。通过对比验算，ZY3200/13/26型和ZY3200/10/19型综采掩护支架支护强度与底板比压值能够满足要求。7、选择支护材料根据我矿邻近工作面矿压观测数据及ZY3200/13/26型掩护支架特征可知，该支架对我矿5#煤及顶底板条件是适应的，故本面选用这种型号支架控制顶板。二、超前支护单体支护强度计算1、估算支护强度计算Pr=9.81hk =9.812.42.54 =235.44KN/式中：h巷道高度，取2.4m 顶板岩石的容重，2.5t/mk上覆岩层与巷道高度之比，一般为4