采煤工作面作业规程编制-综采机械化采煤工作面作业规程.pdf
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1、综采机械化采煤工作面 作业规程第,一节概述.一.工作面位置及井上下关系西山煤电集团镇城底矿己一 13310综采工作面工程概况见表 31表3己一13310综条工作面概况1 内容说明号采煤工作面范 围 该煤工作面东西走向长1288m,南北倾斜宽176叫采煤工作面位置该米煤工作面位于己二扩大米区东部,东至第 九勘探线东270nl左右,西至己二扩大轨道下山,南邻已开米过的己一13290米煤,作面,北至尚 未开米的己一13330米煤_L作面采煤工作面与领 近煤层及采区关 系采煤工作面与地 面相对位置3本采煤工作面南为已开采过的己一13290采煤工 作面,北为尚未开采过的己一13330采煤工作面。下部为1
2、6、17煤层,未开采4本工作面标高一422.794-519.981m,地面标高+75m,埋藏深度为497.794594.981m二.煤层j己一13310综采工作面煤层情况 见表3-2表32煤层情况表走向 N65W倾向N250E倾角/(。)平均H煤层厚2.83.9/3.33 度/m煤层 稳定程度 稳定结构硬度 f=0.250,91 煤种 焦煤 水 2.0%灰分 12.5%分煤层其 煤层埋藏比较稳定,结构简单,倾角10。13。,工作他情况 面中部煤层较薄,倾角较大,没有大的褶曲、断层等影 描述响开采的地质构造三.煤层顶底板煤层顶底板情况见表33,煤岩层综合 柱状图如图31所小。表33煤层顶底板情况
3、表顶底板岩石名称厚度 特征的名称/m基本顶细砂岩及砂质 泥岩19.3细砂岩及砂质泥岩互层,质硬,裂 隙发育直接顶细砂岩及砂质 泥岩6.6粉砂岩与细砂岩及砂质泥岩与砂质 泥岩互层,层理明显,中硬,裂隙 发育直接底泥岩及砂质泥U-I 石6.3泥岩及砂质泥岩互层,质软,遇水 膨胀基本底砂质泥岩及粉 砂岩11砂质泥岩及粉砂岩互层,中硬图31煤岩层综合柱状图地层 系统累计 厚度/m厚度/m最小最大/平均岩层名称岩性特征叠云 山西 组上统上石 盒子12.79.216/12.7细砂岩及砂质泥岩上部:灰色细砂岩及砂质泥岩互层下部:灰至泥灰色砂质泥岩,含植物根部化石及大羽羊齿19.32.88.6/6.6细砂岩及
4、砂质泥岩上部:灰色细至中粒石英砂岩,质硬,含少量黑色矿物和 白云母片下部:深灰色砂质泥岩,含海豆芽化石200.50.9/0.7戊8煤层戊8煤层,黑色块状26.63.89/6.6细砂岩及砂质泥岩上部:灰色砂质泥岩,为戊8煤层的底板,含植物根部化石 中部:粉砂岩与细砂岩互层下部:灰色砂泥岩,含植物化石,为戊9、10煤层顶板29.92.83.9/3.33戊9、10煤层戊9、10煤层,顶部为块状,中部为末状煤,下部为块煤,黑色,半亮至半暗煤,在煤层底部又不稳定夹肝36.24.58.0/0.45泥岩及砂质泥岩上部:泥岩,深灰色,薄层状,含植物化石 下部:灰色至深灰色砂质泥岩,含植物化石36.70.250
5、.75/0.45戊n煤层戊n煤层,黑色块状47.78.214/11.0砂质泥岩与粉砂岩互层上部:砂质泥岩,灰色,质密,含磷木化石,具鳞状结构 下中部:粉砂岩夹灰质泥岩四.地质结构工作面煤层呈单一倾斜结构,没有影响 回采的褶曲、陷落柱、岩浆侵入体等。但 工作面附近有多条落差不大的断层,主要 地质结构见表34表3 4主要地质结构表序号性质位置产状对回采的影响1正断层F3,风巷1809号里24mH=O.lmZ41影响不大2正断层F3风巷3113号里3册H=O.9mZ45影响不大3正断层F3J风巷3121号里19U1H=O.4mZ53影响不大4正断层F3.风巷3125号里6nH=2.5mZ29有响5正
6、断层F3风巷3125号里1701H=O.8mZ46有一7响6正断层F3风巷3146号里86U1H=O.4mZ39影响不大7正断层F3J开切眼3149号上10H1H=O.5mZ30有一7响8逆断层F3F开切眼3149号下UU1H=O.8mZ41有一7响9正断层F3/机巷31234号外6U1H=O.lmZ7影响不大1。正断层F3严机巷3n4号外1D1H=O.3mZ60影响不大正断层F3F机巷3114号外28U1H=O.2mZ30影响不大12正断层F3严机巷3114号外441DH=O.3mZ70影响不大13 正断层F3J3机巷3114号外56U1H=0.2mZ80影响不大五.水文地质及其他:令该采煤
7、工作面水文地滴淋现象质条件简 单,煤层顶板为细粒砂岩和中粗粒砂岩,含 水层厚13.9m,裂隙较发育,但富水程度较低。由于上部采煤工作面的回采,煤层顶板砂岩 含水层多被疏放或疏干,在回采过程中,煤 层顶板有短暂的滴淋现象,一般不会造成大 的水害威胁,预计正常涌水量23m3/h,最大 涌水量5m3/h.采煤工作面范围内有910和107地质砖孔,在回采至钻孔附近时要注意 防范钻孔水,发现水情及时汇报,确保安全 生产。六.影响回采的其他因素令 采煤工作面开采煤层为自然煤层,自然 发火期46个月。煤尘具有爆炸性,煤层爆 炸性指数为25.9%26.7%o工作面为高瓦斯 区域,瓦昕相对涌出量14m3/t,绝
8、对涌出量 17.28n)3/niin,但无瓦斯突出危险。因此,生 产中一定要加强“一通三防”的工作。根据相邻工作面的开采情况,本工作面 没有冲击地压等影响开采的其他因素,但 初期来压和周期来压对回采有一定的影响。第二节采煤方法一.采煤工作面巷道布置采煤工作面巷道布置如图32所示32工作面巷道布置示意图32工作面巷道布置示意图二.采煤工艺()采煤方法 工作面煤层厚度在2.83.9之间,平均3.33m,底板为砂质泥岩,遇水易膨胀。为 方便管理,采高定为(3.3+0.2)m,但最 大不大于3.5m。工作面采用单一走向长壁 后退式采煤法,综合机械化采煤法,全部 陷落法管理顶板。工作面设备布置如图3 3
9、所示。图3-3采煤工作面设备布置示意图图3-3求“某工作面殳备在注示意图泵立占尹U车/库九w宜巷(回风巷)阡关列车 才多动变电以占=Tj 轿r送才(2 I CJIX乙1 331 0工作面口 3产压支架专载机带式的送机?乏弱于巷(进风巷)二.工艺流程采煤工作面在准备班打瓦斯释放钻孔并 注水,经预测符合规定时,采煤机割煤一 输送机运煤一移架一推输送机。1.割煤采煤机MG 200/475w型双滚筒采煤机双 向割煤,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤。采用端头斜切进刀,进刀方式如图34所 示。其割煤顺序如下。进力方式如4所示3(a)来肆为L起出台乂犬Z 3L 年才仁|I I 1 I I I(c)4t M#3进
10、7后和三I/产洋4 J、/I J _ill 也-为/Iynzj 衣炽才 11 II(d)突厚机正常割喋图3-4ilt刀方式急图其割煤顺序如下:(1)当采煤机运行到工作面上端时,停止牵引,下滚筒下降割底煤,上滚筒升起割顶煤。令(2)采煤机上行切入煤壁,当割煤进深满600mm,I端头进刀长度不小于25m时,移架,推移输送机。(3)采煤机下行返刀割三角煤。(4)割煤至上切口后返向上牵引,正常割煤至机:尾。令(5)进刀时,前滚筒必须沿顶割煤,不许留顶煤。工作面上缺口及采煤工作面地质条件发生 变化,局部地段需要钻眼爆破落煤时,按以 下规则执行:(1)打眼、装药必须严格按照炮眼布置示意图和爆破设计说明书作
11、业。炮眼布置如 图35所示,爆破设计说明书见表35.(2)使用煤矿安全许用三级乳化炸药和毫秒延期电雷管。(3)采用正向装药,装药后用水炮泥、黄泥捣实封满炮眼,串联方式正向起爆。表35爆破设计说明书炮眼布置循环指标 项目上 下|项目|说明眼距/m0.80.8眼数/个9|顶距/m0.5药量/kg4.5底距/m0.4雷管/发9仰角()n炮泥/kg3俯角()11水袋/个9水平角(。)80858085炮眼形式双排二花眼装药(g.眼A200400400600联线方式串联封泥(mm.眼T)|封满|1封满|联炮个数,小于10个水袋(个。眼力142雷管毫秒延期电雷管孔径/mm42广2火药三级乳化炸药雷管/段34
12、孔深/mm120012003-5炮眼布置示意图图3-5炮眼布置示意图2.装药 采煤机螺旋滚筒与产煤班相互结合,在采煤机运行和推移采煤机过程中完成装煤工作。3.运煤采煤工作面选用SG Z764/500W S型刮板 输送机运煤,PCMH0破碎机碎煤,运输 巷采用SZZ764/200型刮板输送机和1.0m 宽阻燃带式输送机运煤。4.移架 采煤机割煤后要及时移架,移架工作由支架的推移千斤顶和护帮板千斤顶来完 成。5.推移采煤工作面输送机 使用液压支架推拉千斤顶推移输送机,弯曲段长度距后滚筒不得低于15m.(三)工作面生产能力 该工作面地质条件简单,煤层赋存稳定,按照正规循环作业,工作面每天割煤4刀,日
13、生产能力为Q=nLShrC 式中Q一工作面生产能力,t/d;n一日循环个数,4个;L一工作面长度,176%令 S一循环进度,0.6m;令 h工作面采高,3.3m;令 r一煤层的密度,1.31t/m3s C一工作面回采率,95%;令令 由式中(31)可得:Q=4X176X0.6X3.3X1.31X0.95=1735t/d第三节顶板控制令一.支护设计与顶板控制(一)顶板岩性分析令 采煤工作面直接顶为砂质泥岩,厚度7m。根据普氏岩石分级法确定为IV类。按顶板的坚硬程度、稳定程度及对工作面 矿压影响程度分,直接顶为H类中等稳定顶板。基本顶为砂 岩,属n级顶板,基本顶来压明显。根据已采的工作面情况,当煤
14、层被采后,直接顶呈悬臂梁状态,能悬落一定时间,随 支架前移,能够顺利垮落,直接顶初次垮落步距为1015m,垮落岩石充填采空区高度大于煤层采高。当直接顶跨落后,基本顶悬落一定距离后呈周期性断裂下沉,其作用力主要作 用在前方煤壁上和采空区直接顶垮落岩石上,只有少部分作 用力通过直接顶作用于支架上,其初次来压步距为1525m,周期来压步距为1020%因此,支架主要支撑直接顶自重,在周期来压期间支撑基本顶通过直接顶作用于支架上的部分 作用力,其合力一般按48倍采高计算直接顶岩石自重。(二)支架选型及验算3 1.支架适应性验算3 1)每组支架工作时顶板载荷3 根据顶板岩性分析每组支架的基本顶周期来压 时
15、所承受的顶板载荷为令 Q=KhS令式中一 K 顶板厚度系数,一般取采高 的48倍,取8;令 h一采高,根据采煤工作面煤层厚度取3.3m;s S一顶梁面积,3.65x1.5m2 r一岩石重力密度,取2.5x9.8KN/m3由式可得Q=8X 3.3X 3.65X 1.5X 2,5X 9.8=3541.23KN令 根据计算和己采工作面情况,选取ZY5600/20/40液压支架,工作阻力为P=5600KN,工作阻力PQ,此支架满足承 载要求。2)底板比压验算ZY5600/20/40支架参数见表36.支I架对底板比压为0.282.94MPa.己煤I层底板允许比压为3.14.5MPa,因此 支架对底板适应
16、。表36综采支架参数项目参数项目参数架数/架118掩护梁长/mm2350支撑高度/m2.04.0初撑力/KN5064运输尺寸(mxmxni)6.0 x1.43x2.0工作阻力/KN5600支架对角长/m6.12底板比压/MPa0.282.94质量/t19.103支架强度/MPa前端0.860.98底座长/mm2550适应倾角(0)20顶梁长/mm3650立柱液压仃程/mm10202.初撑力根据采煤工作面安全质量标准化 标准要求,液压支架初撑力P。不低于 设计值的80%,所以支架的初撑力为Po=5O64x8O%=4O51KN(三)控顶距 采煤工作面随工作面推进支架前移顶板自行垮落填充采空区。工作
17、面最大控顶距 与最小控顶距如图36所不从图36可以看出令(1)最大控顶距为3650+340+600=4590mm(2)最小控顶距为3650+340=3990mm(3)放顶步距为600mm36ZY5600支架控顶距示意图3-6ZY5600/20/40支架校顶克示意困25LL(a)打短(b)R卜校触采煤工作面所需支护材料见表37.名称规格数量名称规格数量液压支架ZY5600/20/40H8架单体液压支 柱DZ2250棵单体液压支 柱DZ35100棵较接顶梁HDJA1200300棵单体液压支 柱DZ28250棵钱接顶梁(双销)HDJA1200100棵单体液压支 柱DZ25250棵表3-8采煤工作面备
18、用材料名称规格数量/根名称规格数量/根圆木 018OOmmx3OOOni 100半圆木l/2018OOmmx24O 0mm500柱鞋 300mmx300mmx300mm 1000两平面(方木)160mmx160mmx16 0mm0。3 备用材料位置正常回采时设在回风巷距采煤工 作面不超过100150m处,巷道较宽的地方。s 备用材料管理的方法按下列执行:3(1)所有单体液压支柱、较接顶梁在备用地点 分别码放整齐,金属较接顶梁剁成方形,单体液 压支柱分类放于巷道下帮,长度不超过15 m.单 体液压支柱手提环内用旧绳串联并用绳卡栓牢,分别按类悬挂标示牌,不准混淆。具体由运料组 负责。令(2)采煤工
19、作面存放或使用柱梁必须用012.5mm,钢丝绳打绳卡牢固拴结。(3)其他物料必须分别码放,并悬挂标示牌(4)每班清点各种物料数量写清型号、位置、填写验收单,及时汇报值班人员。二.工作面两端及端头顶板管理(一)两巷超前支护形式工作面超前支护如图37和图38所示(a)巷棚前巷道断面CbJ费棚前巷道断面fa)替棚前巷道断面CbJ誉棚前巷道断面4 0 0 01.支护形式采用HDJA1200型金属较接顶梁配合DZ一 35型单体液压支柱架设走向托棚进行支护。回 风巷拱形棚支护段使用DZ35型单体液压支柱 沿巷道中心线打单排点柱。两巷在U型梁中间 用直径180mmx2200nim圆木配合DZ35型单体液 压
20、支柱套棚子,长度保持在20nl.距煤壁向外保 持在10m。替棚后加打双排或三排超前支护,用HJDA1200mm一排超前支护,用HJDA一 1200mm较接顶梁配合DZ35型单体液压支柱打 托棚。2.支护长度运输机巷受桥式转载机机身长度限 制,自煤壁向外20m,大双排托棚。0 风巷自煤壁向外50m,打三排托棚。3.架设要求(1)两巷超前支护要打成直线,直线偏差不超过土 100mm,三用阀注液孔朝向采空区侧,手提把朝向工作 面推进方向。(2)回风巷超前支护距上帮1.5m架设一排,距下帮1m 架设一排,中间打一排。机巷超前支护打在转载机中 部槽两侧距两帮各1.0m,有不低于0.8m,宽人行道,无浮煤
21、、浮肝及杂物。(3)巷道顶板起伏不平处,金属较接顶梁上必须背半 圆木等刹顶材料,确保顶梁平稳过渡。(4)单体液压支柱柱端要有8号铁丝绑于顶板或顶梁上,另外用油丝绳将单体液压支柱连在一起,防止倾倒砸 人。风、机两巷柱子较接梁分别标号管理,各配专人 负责,严禁与采煤工作面柱子混合使用。(5)加垫柱鞋或道木,防止支柱钻底。(二)工作面超前切口与端头支护工作面上下两卷必须使用单体液压 支柱和钱接顶梁超前支护,距工作面 煤壁10m范围内打双排柱,1020m范围 内在满足需要时可打单排柱。必须满 足距煤壁20m范围内支架完整无缺,巷 道高度不低于1.8m,行人巷道不低于 0.7m的要求。超前切口与端头支护
22、支护如图39木垛1.上切口3 该采煤工作面由于掘进巷道及倾斜角度变化,造成采长的变化,因此,上切口支护形式分为以 下两种:令(1)机尾不做超前切口,支架可以直接支护 机尾顶板。s(2)机尾做超前切口。采用HDJA1200双 销梁配合DZ28型单体液压支柱进行支护,布置 形式为齐梁直线式正悬臂,梁一柱,棚距 500mm,高度2.5m,宽度随采高的增减而增减,采用三、四排控顶,“见四回一”。当上切口宽 度超过1.5m,必须在上出口采空区侧打一木垛,木垛打在回风巷下帮与工作面交接处,支架的第 二排与第三排之间。2.支护质量及要求(1)上切口施工采取人工钻眼爆破的方法,具体要求按爆破图表执行。(2)支
23、护质量:爆破后必须及时沿工作面倾 向铺金属网,网头沿倾向搭接200mm以上,沿 走向搭接100mm以上,每200mm设一扎结点进 行连网扎结,确保一个整体。铺网后要及时 挂梁被顶,顶梁不准上仰下扎,端面距煤壁 不大于100mm。顶梁采用正悬臂架设,单体液 压支柱距梁头端400mm,每棚梁间要用46根 撑木固定,且均匀排列。单体液压支柱要加垫,木柱鞋300mmx300mmx300mm,以防支柱钻底。柱体 三用阀注液孔朝向机巷方向与煤墙平行,手 提环一律垂直煤壁,柱体与顶梁要用8号铁 丝固定牢固。柱体要有与煤层变化相适应的 迎山角,如图310所不 上出口木垛要求顶底想照,迎山有劲,四角对正接顶,并
24、用楔子四角背紧,靠木垛 下方两顶角各打一颗抗山柱。310单体支柱迎角图310单体支柱迎山南(3)端头支护:风、机两巷采用锚 网支护时,上下端头不再使用n型大梁 支护。当两巷采用u型钢棚子。大梁采 用一梁三柱,与支护侧帮板的距离要保 持在250500mni之间,两根大梁间距 lOOmm,并排架设,一前一后,迈步前移。I三.支护质量与顶板动态监测(一)液压支架支护质量标准令(1)支架初撑力不得低于4051KN。(2)支架顶梁与顶板平行支设,接顶严 密,最大仰俯角小于7。,支架移成一条直线,偏差不得大于500mm,中心距偏差不超过J 100mmo(3)相邻支架间不挤、不咬,架间间隙小 于200nin
25、b不能有明显错差。红二单体液压支柱支护质量标准令(1)新设支柱初撑力不得低于90KN.令(2)支柱要打成直线,其偏差不超 过土 10 0 mm;底板松软时必须使用柱鞋,钻底不大于100mm;三用阀注液孔朝向 采空区侧,手提把朝向工作面推进方 向。II(三)顶板动态监测令1.加强工作面支护 在工作面控顶范围内,顶底板移近量不得大 于lOOmm/ni;顶板不得出加台阶下沉,机道端至 煤壁顶板冒落高度不得大于300m;不得留顶煤开 采,必须留顶煤、托夹肝开采时,必须经矿领导 批准并制定安全措施报总工程师批准后实施。令2.顶板动态监测系统令 采用KBJ2004B型液压支架监测系统动态监测工作面顶板。检
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