煤柱工作面作业规程.doc
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1、第一章 概 况第一节 工作面位置及井上下关系煤柱工作面位于 水平 区。具体位置及井上下关系见表1。表1 工作面位置及井上下关系表水平名称采区名称地面标高(m)+297.5+315.7工作面标高(m)+85+135地面相对位置相应地表为葛沟村。回采对地面设施的影响回采时对地面村庄有影响,应做好搬迁工作。井下位置及与四邻关系东为F22逆断层,西临已回采的13061工作面和13071工作面采空区,南为已回采的13202工作面和13204工作面采空区,北部为已回采的13203工作面、13201工作面和13209工作面采空区。走向长度(m)3288.568.2倾斜长度(m)211247229面积(m2)
2、15618第二节 煤 层本工作面设计开采煤层为二1煤层,通过地质资料分析煤层赋存情况见表2表2 煤层赋存情况表煤层厚度(m)2.57.85.1煤层结构简朴煤层倾角()89.59开采煤层二1硬度0.3-0.5煤种贫煤稳定限度较稳定煤层煤层情况描述 由于受滑动构造的影响,煤层顶板极破碎,此外,受周边工作面采空区以及原建井处老巷的影响,煤层原始状态遭到破坏,回采时会增长外在灰分。因此,在回采过程中一定要加强媒质管理。第三节 煤 层 顶 底 板工作面顶板为构造顶板,成份混杂,受挤压较破碎,强度较低。直接底为砂质泥岩。具体情况见表3。表3 煤层顶底板情况表顶、底板名称岩石名称厚度(m)岩性特性构造顶板断
3、层泥5.15.85.5灰色灰绿色,成份混杂,受挤压较破碎,强度较低。直 接 底砂质泥岩9.513.710.0灰黑色,层面含大量白云母片,较破碎。老 底L8灰岩2.53.02.8灰色,深灰色,隐晶质结构,含蜓科化石,裂隙发育并充填方解石脉。附图:煤柱工作面煤层综合柱状图。第四节 地 质 构 造1、根据相邻工作面采掘情况及二1煤层底板等高线形态分析,该工作面煤层底板呈一单斜构造,总体产状为25589.5.2、该工作面煤层顶板全为滑动构造直接压煤,较为破碎,强度较低,规定回采过程中加强顶板管理,防止冒顶事故发生;3、该工作面回采过程中将揭13209、13201、13203、13202、13204、(
4、-110)进风巷老巷以及原建井处老巷,将对正常回采导致一定的影响,规定回采过程中要采用切实可行的过老巷专项措施,保证安全生产。第五节 水 文 特 征一、影响该工作面回采的水文地质因素如下:1、底板水:通过13采区以及1#底板疏水巷对该区域L78灰岩水彻底疏放,预计该工作面回采过程中不受底板水的影响;2、顶板水:根据相邻工作面采掘情况分析,该区域顶板砂岩含水层含水性较弱,预计该回采过程中基本不受顶板水的影响,正常涌水量为5m3/h,最大涌水量为10m3/h。3、老空水:相邻的工作面回采时均无涌水,并且北翼皮带、回风下山在掘进时均未发生过涌水现象,由此分析,该工作面回采时不会受到老空水的影响。二、
5、防治水措施:根据上述分析,特制定以下防治水措施:1、在北翼煤柱皮带巷配备一台排水能力不小于20m3/h的污水泵,若有涌水时及时把涌水排出;2、过老巷(空)时,要采用切实可行的安全技术措施,特别要加强工程质量管理,防止冒顶事故发生。3、加强地质及水文地质观测,回采过程中若发现工作面局部有出水征兆时及时向地测部报告,需要探放水时,探放水设计及安全技术措施则另行下发。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4)表4 影响回采的其他地质情况瓦斯绝对涌出量2.0m3/min相对涌出量1.1m3/t二氧化碳0.3m/min煤尘二1煤层煤尘爆炸指数为17.03%,具有爆炸性,应加强防尘工作
6、。煤的自燃有自燃的也许性。地温正常地压正常普氏硬度(f)煤层夹矸直接顶直接底0.3-0.5无2-53-5第七节 储量及服务年限一、储量1、工作面工业储量:走向长倾斜长煤层厚度视密度=(68.22295.11.35)t=107529 t2、工作面可采储量:工业储量采出率=107529t85%=91400 t本工作面采出率参考值为85%,可采储量为91400 t二、工作面服务年限可采储量/设计月产量=91400t(20230t/月)=4.5月第二章 采 煤 方 法第一节 巷 道 布 置一、采区巷道布置概况13扩大区布置有北翼煤柱运送下山及北翼煤柱回风下山两条下山,运送下山作为采区进风、运煤。回风下
7、山作为采区总回风巷。二、工作面两巷布置在运送下山布置煤柱工作面。煤柱工作面运送巷、轨道巷均采用2.8m(梁)2.6m(腿)工字钢对棚支护。运送巷用于工作面进风、运煤。轨道巷用于工作面回风、运料。第二节 回 采 工 艺一、工艺流程1、采煤方法本工作面采用倾斜长壁炮采放顶煤回采,所有垮落法管理顶板。2、工艺流程工艺:破煤、装煤、运煤、支护、采空区解决、放顶煤。流程:打眼、放炮、移主梁、攉煤、移付梁、放顶煤、移溜。(1)煤的破落采用爆破落煤。(2)煤的装载煤的装载有爆破装煤和人工装煤,重要是人工装煤。(3)移梁在工作面打眼时,摘主棚梁老塘柱并站于付梁中部,主梁变为两柱倒悬梁,付梁变为一梁三柱。放炮后
8、前移主梁 ,将主梁原煤墙柱和中排柱下缩200mm,一人手扶柱,主梁到位后及时升柱。煤攉完后,摘付梁老塘柱移至煤墙站于主梁下,主梁又复位到一梁三柱。摘付梁原煤墙侧柱靠于煤墙,然后将付梁中间柱下缩200mm,以此柱为支撑点前移付梁,付梁到位后及时升柱,付梁变为一梁二柱。如此交替迈步前移。(4)放顶煤工作面采通后,将舍帮闭好,并对支柱进行二次注液后,方可开口放顶煤,放顶煤采用分段间隔多轮次由上向下的顺序进行,放煤步距1m,放煤口位置在溜子以上0.30.5m之间,规格为0.3m0.3m2,放煤口间距1.2m,每排巷开34个放煤口,具体开口数量根据回采时瓦斯涌出情况拟定。放煤段间距1520m,每轮放出煤
9、量的1/3,三轮将顶煤放完,直到顶板均衡下落。放煤时严禁在支架顶部或高位放煤,当有大块煤、矸堵住放煤口不能正常放煤时,可用钢钎、锤打坏,打不碎时,可废弃此口,在附近另开放煤口,进行放煤,严禁爆破放煤。煤炭放净见矸后,及时用荆笆、椽子堵住放煤口,放煤后要对受压影响的支架进行解决,清除棚梁歪旋、支架迎山不照、顶帮不严、漏煤等问题,使采面支护有力,帮顶牢固。(5)清煤移溜采面顶煤放完后,开始清理浮煤,将浮煤清净,采高保持在1.92.1m之间,然后用推溜器移溜。移溜前必须拉线,移溜时应从上而下或从下而上推,不得从两头向中间推,移溜时摘中排柱最多不得超过15m(25棚),移溜后溜子要平直,运转正常,与煤
10、壁保持0.2m间距。二、工作面正规循环生产能力工作面平均煤厚为5.1m。循环进度为1m。W=LShc=(68.25.110.71.350.85)t=280t式中:W工作面正规循环生产能力,280t;L工作面平均长度,68.2m;S工作面循环进尺,1m;班循环进度为0.7m.h工作面平均采高,5.1m;煤的视密度,1.35t/m3;c工作面回采率,85%。第三章 顶 板 控 制第一节 顶板支护设计一、煤层顶底板1、顶底板分类该面顶板所有为滑动构造直接压煤,煤层顶板为断层泥,灰绿色,受挤压较破碎,强度较低,属类不稳定顶板。本工作面沿底回采,底板为砂质泥岩,灰色,层面含大量白云母片,较破碎,属类松软
11、底板。2、顶底板结构本工作面顶板结构为:构造顶板煤直接底老底。二、采场顶板控制设计本工作面顶板控制设计从“支”、“护”、“稳”三个方面考虑。即采场支架对顶板应能支得起、护得好、稳得住。1、“支”“支”就是规定支架在其工作过程中,可以支撑住顶板所施加的压力,由于本工作面直接顶及老顶均较薄,老塘放顶后即可充满,老顶来压不明显,可运用均值加两倍均方差及经验公式法拟定本工作面的支护强度。A、运用平均值加两倍均方差计算工作面的支护强度P1(q+2sp2)n(612)+2(23)2.45 (1018)2.4524.544.1(t/m2)式中:P1支架以护强度 t/m2 q工作面支柱载荷平均值 612t/根
12、 n工作面最大支护密度 2.45根/m2 sp2均方差 23这种方法的概念就是所有的观测数据满足90的概率规定,通过度析计算,基本上考虑了来压期间支扩强度问题。B、按经验公式计算p2(68)h(68)22.53040(t/m2)式中:P2支架支护强度 t/m2 h工作面采高 2.0m 煤岩平均容重取2.5t/m3C、按支架所有承担直接顶和老顶所有重量,合理的支护强度为P3M11M227.81.355.82.525.03(t/m2)式中:P3支架支护强度 t/m2M1顶煤最大厚度 7.8m 1煤层容重 1.35t/m3 M2直接顶和老顶最大厚度5.8m 2岩层容重 2.5t/m3取以上三个时期的
13、最大支护强度,则合理的支护强度为PP240(t/m2)D、支护密度计算n1P/F40/(300.8)1.6(根/m2)式中:F单体柱工作阻力的80根据支护强度与支护工艺规定,拟定排距L排1.0m。验证工作面棚距0.6m,最大控顶距时的支护密度n5/0.63.42.45(根/m2)2、“护”“护”涉及两方面:“护顶”、“护底”。A、“护顶” 护顶规定所选柱距保证不因荆笆和椽子的强度局限性,而引起频繁的局部冒顶,荆笆和椽子的强度应能托住两棚间松散岩体的重量,根据理论计算和供应的材质,选用0.6m棚距对棚架设,使用荆笆质量必须可靠,做到强度高、编织密度大,不得出现漏煤现象,此外,椽子直径不得小于40
14、50mm,长度11.2m,打顶时做到荆笆搭接合理,椽子摆放均匀,每米按5根摆放,不得有漏顶现象。B、“护底”采煤工作面保证支护质量的前提条件是支柱不钻底,因此规定支柱对底板的压强小于底板比压,否则要穿铁鞋,根据13201、13209工作面资料,铁鞋的直径为:200(Po /q)1/2=20024/(3.146)1/2=226(mm) 式中:铁鞋直径 mm Po液压支柱工作阻力的80 q工作面底板比压 6Mpa本工作面采用300mm的铁鞋即满足护底的规定。若工作面局部不沿底,为保证初撑力,规定该段柱下站道木或大木鞋。3、“稳”“稳”就是规定支架具有抵抗来自层面方向推力的能力,一旦顶板沿层面方向运
15、动,支架能抵抗住,不至于被推倒,为防止复合顶板推垮型冒顶事故的发生,必须提高支柱的初撑力。按复合顶板的受力状态,算出防止游离岩块下滑时所需的初撑力。P初h(cossin/f)/n 5.52.5(cos9.50sin9.50/0.3)/2.45 4.7(t/根)46(KN/根)式中:P初支柱初撑力 t/根 h工作面直接顶平均厚度5.5m 直接顶岩层容重取 2.5t/m3 f煤岩层间磨擦系数 0.3 n 工作面支护密度根 2.45根/m2 a煤层倾角,取最大值9.5度本工作面支柱初撑力必须保持在46KN以上,方能防止推垮型冒顶事故,结合集团公司对采面支柱初撑力的规定(大于55KN),工作面支柱初撑
16、力定为大于55KN,。根据以上计算结果,选定本工作面的支护方式为:型钢梁配合单体液压支柱支护,最大控顶距为3.4m最小控顶距为2.4m,排距1m,棚距0.6m,对棚支护,放煤步距1m。第二节 工作面顶板控制根据采场支护设计的规定,本工作面采用DZ22型单体液压支柱配2.4m型钢梁对棚支护,其支护形式为型钢梁大垮度矩形断面支护,每对棚5根柱,即主梁一梁三柱,付梁一梁二柱,棚距(中中)0.6m,最大控顶距3.4m,最小控顶距2.4m,支柱支在梁端头,柱中距梁端保持0.2m,便于采煤、放顶煤及运送机管理,中排柱穿铁鞋,支柱迎山角12度,迎山距37 cm。第三节 超前支护及端头顶板控制一、工作面安全出
17、口支护运送、轨道巷安全出口均为:长3m,宽1m,高1.8m,采用6对12根4m型钢梁配合单体液压支柱支护,一梁三柱成对使用,交替迈步前移,棚距0.6m,支柱初撑力达成55KN以上。安全出口与两巷搭接处各架设一对4m型钢梁抬住两巷内支架的梁头,随工作面推动,一梁四柱交替迈步前移。二、运送巷、轨道巷支护工作面初采期间,运送巷采用单体柱配合2.4m型钢梁对棚支护,轨道巷采用U型棚支护,其余的运送、轨道巷均采用2.8m(梁)2.6m(腿)工字钢对棚支护。工作面运送巷、回风巷超前支护使用HDJZ1000型金属铰接顶梁配合单体液压支柱支护,保持一梁一柱一平销,柱下穿铁鞋或站道木,超前支护长度不得少于20m
18、,距煤壁20m范围内均打双排柱(U型棚巷道替棚以外打单排),高度不低于1.6m,行人道宽度不少于0.7m,支柱初撑力大于50KN。附:工作面支架布置图三、采空区解决本工作面采用所有垮落法解决采空区,人工回柱放顶,最大控距3.4m,最小控顶距2.4m,放顶步距1m。当工作面采通后,即可把付梁前移进行放顶,放顶时应由机头向机尾逐棚进行。作业前应检查安全情况,发现问题及时解决,然后清理好退路,在保证安全的情况下进行放顶工作。作业时付梁要有中间柱,然后把舍帮柱回出,站在煤墙进行卸柱拔梁,最后将移好的梁进行支护,使其与开帮采煤时所架的主梁在一起,形成对子棚,并把舍帮用荆笆、椽子挡好门,防止矸石、顶煤流出
19、。第四节 爆 破 设 计炮眼布置参数:眼深1.2m,腰眼、底眼距均为1.2m,腰眼距顶板0.8m,底眼距底板0.3m,垂直眼距0.9m,底眼下扎角1015,炮眼与煤层的夹角为7580。1、装药量:腰眼装200g(一卷药),底眼400g(2卷药)。2、使用机械设备与爆破材料:工作面使用1.2KW煤电钻打眼,用MFB100型起爆器,煤矿许用安全乳化炸药,采用合格的15段煤矿许用毫秒电雷管,总延期时间不超过130毫秒。3、毫秒雷管秒量与段辨认标志:(表5)段别12345秒量(ms)142512.55012.57512.510012.5脚线标志灰红灰黄灰兰灰白绿红4、联线方式:串联。5、起爆长度:根据
20、工作面情况一般不超过5m。6、超爆顺序:腰眼25段,底眼14段,依次起爆。见联线方式图:表6 煤柱工作面放炮装药量表炮眼名称眼深(m)眼底(m)长度(m)药量(Kg)眼数(个)总药量(Kg)上出口腰眼1.21.230.220.4底眼1.21.230.431.2下出口腰眼1.21.230.220.4底眼1.21.230.431.2开帮眼腰眼1.21.262.20.25110.2底眼1.21.262.20.45120.4循环药量33.8Kg/循环说明炮眼药量要根据工作面顶底板、煤质及地质构造情况由当班队长或按措施适当增减。局部煤质较硬时适当增长药量,顶板破碎及煤质松软时,要减少装药量,减少腰眼个数
21、或不和腰眼。第四章 生 产 系 统第一节 运 输一、运送设备及运送方式(一)运送设备及运送方式运送设备选型配备表见表7。表7 运送设备选型配备表机械设备名称型号规格台数工作地点可弯曲刮板运送机SGW-40T240KW1工作面切巷可弯曲刮板运送机SGW-40T240KW1皮带机头可弯曲刮板运送机SGW-40T240KW1皮带机尾皮带运送机SGW-65X240KW1运送巷(二)煤的运送工作面切巷采用一部SGW-40T型可弯曲刮板运送机,其运送能力是150t/h。运送巷上段采用一部SGW-40T型可弯曲刮输送机,其运送能力是150t/h。运送巷中段采用一部SD80T型可伸缩胶带输送机,其运送能力是2
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