2103中回采工作面作业规程.doc
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1、目 录第一部分 地质概况4(一)工作面位置4(二)工作面煤层情况4(三)地质构造6第二部分 采煤方法及回采工艺流程10(一)工作面巷道布置平面示意图10(二)采煤方法10(三)回采工艺10第三部分 生产系统17(一)概述17(二)工作面设备布置示意图18(三)生产系统19第四部分 通风系统28(一)通风设计28(二)瓦斯管理29(三)防突措施34(四)瓦斯抽排系统37第五部分 顶板管理38(一)工作面支护设备型号及主要技术参数38(二)工作面支护强度计算39(三)工作面顶板管理41(四)工作面上下安全出口与端头管理41(五)上、下顺槽替棚措施43(六)顶板动态监测及管理规定46(七)工作面片帮
2、、冒顶事故的预防及处理措施46(八)工作面初采初放、过地质异常带及过老巷等制定专项措施49第六部分 劳动组织、循环图表及主要经济技术指标50(一)劳动组织50(二)循环作业图表50(三)主要经济技术指标50第七部分 安全技术措施51(一)采煤安全技术措施51(二)支架管理安全技术措施57(三)工作面施工钻孔安全技术措施61(四)机电管理安全技术措施62(五)工程质量验收制度69(六)三铁管理制度70(七)安全检查制度70(八)其它措施71第八部分 避灾路线74(一)避灾原则及避灾路线图74(二)主要灾害预兆74(三)当工作面发生瓦斯、煤尘爆炸及火灾时的避灾路线75(四)发生水灾时的避灾路线75
3、(五)救灾措施76(六)自救措施76第九部分 附图及附表78附图一 2103A工作面煤层地质综合柱状图78附图二 2103A炮放工作面支护方式示意图79附图三 2103A炮放工作面炮眼布置图及爆破说明书80附图四 2103A炮放工作面运输统平面示意图81附图五 2103A炮放工作面供电系统示意图82附图六 2103A炮放工作面通风系统平面示意图83附图七 2103A炮放工作面正规循环作业图84附图八 2103A炮放工作面放炮站岗位置平面示意图86附图九 2103A炮放工作面避灾路线示意图87附图十 2103A炮放工作面煤壁注水孔、校检孔布置示意图88附表一 2103A炮放工作面常备物料明细表8
4、9附表二 2103A炮放工作面劳动组织表90附表三 2103A炮放工作面主要经济技术指标表91第一部分 地质概况(一)工作面位置一、矿井中的位置工作面名称:2103A炮放工作面。煤层名称:2103A炮放工作面开采的是二叠系山西组的二1煤层。采区名称:二水平一采区。地面和工作面标高:地面标高为+246.3m+234.6m之间,该工作面二1煤底板标高为-160m-192m,埋藏深度406.5m-426.5m。二、工作面地面设施地形属丘陵阶地,高差不大,由于回采范围内为农田和坡地,对地面设施无任何影响。三、井下位置及四临采掘情况2103A工作面井下位置位于我矿二水平一采区,东以上顺槽为界与边界断层4
5、F013相邻。南以切眼为界,西以下顺槽为界,北以设计停采线为界与运输平巷相邻。(二)工作面煤层情况一、赋存情况:2103A工作面走向长度平均为175m,工作面平均斜长158m;2103A工作面平面积为27650m2;该区煤层厚度平均为4.1m;煤层厚度大且稳定,稳定性为一类。根据巷道掘进过程中收集的煤层倾角计算得出煤层倾角为312。二、储量计算:1、储量计算边界南以2103A切眼为界,北以2103A设计停采线为界,东以2103A上顺槽为界,西以2103A下顺槽为界。2、工业指标依据周围钻孔煤质化验资料得出本工作面工业分析成果列表。(见表3)3、计算公式Q =(S/Cos) M D 式中:Q计算
6、块段内储量(t)S计算块段的平面积(m2)M计算块段内煤层的平均厚度(m)D煤的容重(采用精查报告提供的1.38t/m3)煤层倾角4、储量计算结果2103A工作面煤层倾角为312,煤层厚度为4.1m,地质储量为15.87万吨,回采率按80计算,工业可采储量为12.69万吨(见表1-1)。表1-1 储量计算成果表上底(m)下底(m)面积(m2)倾角(度)煤厚(m)容重(t/m3)回采率()可采储量(万吨)地质储量(万吨)135181276503124.11.48012.6915.87三、煤质情况煤体的容重为1.4t/m3,煤质的各项指标及牌号如下所示(见表1-2)。表1-2 工业成果分析表工业指
7、标煤层名称水分(W/%)牌号灰份(A/%)挥发份(V/%)含硫量(S/%)胶质层厚(Y/mm)发热量(MJ/Kg)二11.3瘦煤12.513.8718.940.325.529.2四、煤层产状、实际见点的煤厚及其变化情况本工作面为山西组二1煤层。该煤层为我矿的主要可采煤层,厚度大且稳定,稳定性为一类。本工作面煤层产状:走向NW310347,倾向NE4077,倾角312。本工作面上部为采空区,根据煤层探测情况分析,剩余煤厚平均为4.1m,煤层结构2(0.3)2.1m。煤层下部有一层0.3m左右的夹矸比较稳定,距煤底2.1m,因受断层影响,局部已于采空区相透。本工作面煤质编号为瘦煤,属优质动力煤,以
8、亮煤为主,玻璃光泽,易破碎,硬度0.81.5,灰分平均12.5,挥发分13.8718.94,水分平均1.3。胶质层厚K=829.5mm,y05.5mm,全硫含量为0.32,真相对密度1.4,发热量为29.2MJ/Kg. (综合柱状图见附图一)(三)地质构造一、工作面地质构造描述及对生产的影响分析地质构造是影响煤矿生产建设的最主要的地质因素,它也是其它地质变化的主要控制因素。它直接影响工作面的生产和管理。该地区总的地质趋势为一单斜构造,根据现有资料分析,该工作面地质构造较为简单。对工作面造成影响的地质构造主要是断层,包括有4F2103A1正断层、4F2103A2正断层、4F2103A3、4F21
9、03A4正断层。其基本情况及对回采的影响情况分析如下(见表1-3):表1-3 2103A工作面断层统计表构造名称走向倾向倾角性质落差对回采影响程度4F2103A1NW308NE3875正1m影响较小4F2103A2NW279NE972正1m影响较小4F2103A3NE22NE29260正3m影响较大4F2103A4NE24NW29458正2m影响较大二、水文地质1、主要含(隔)水层本区开采主要含水层为山西组砂岩含水层和太原群八层灰岩含水层,主要隔水层为二1煤直接顶、底板砂质泥岩隔水层。现将各含(隔)水层简述如下:(1)顶板砂岩含水层(组)山西组顶板S10砂岩含水层(组)为本工作面回采的直接充水
10、含水层,也是本工作面的主要充水因素,S10砂岩含水层位于二1煤层直接顶上部,厚15m。根据我矿历年来开采情况及矿井地质报告中提供证明,S10砂岩含水层为弱含水层,属承压裂隙水,水量较小,易于疏干。(2)底板砂岩含水层山西组底板砂岩含水层(S9)是二1煤回采期间直接充水含水层,它位于二1煤下部,厚2m,根据历年来开采情况证明该含水层赋水性差,一般对回采无影响。(3)C3L8石灰岩含水层太原群八层灰岩含水层为二1煤回采期间的间接充水含水层,位于二1煤下3540m,平均37. 5m,层厚平均为4.2m,属裂隙岩溶水,补给条件差。一般是通过断层或其他构造向工作面淋水。本工作面井巷工程设计无揭露C3L8
11、石灰岩,故不会给本工作面回采带来影响。(4)二1煤直接顶、底板砂质泥岩隔水层二1煤顶至S10砂岩隔水层主要由砂质泥岩、泥岩组成,平均厚9.3m。有一定的隔水作用,二1煤底至S9砂岩隔水层,主要有砂质泥岩平均厚2m,较微密,应为良好的隔水层,但该岩层发育不均,个别地段沉积较薄,其隔水性受到破坏,故不作为良好的隔水层。2、充水因素二1煤层顶板砂岩水是二1煤采掘活动中最主要的长期充水水源,在回采过程中,一般都会出现淋水现象,但一般水量不大,对回采不会造成大的影响。C3L8石灰岩含水层由于距离二1煤层间距较大,预计C3L8石灰岩含水层对本工作面不会造成影响。3、工作面涌水量预测最大涌水量:0.51m3
12、/h。4、水害威胁情况分析煤层顶板砂岩水是工作面采掘过程中最直接的、长期的主要充水水源。工作面在回采期间,局部顶板可能会出现淋水,这是因为顶板没有大面积破坏,没有破坏砂岩的储水环境。但在工作面回采阶段,当大顶初次来压冒落后,水量会有所增大,可能会达到最大值,但只要注意及时排放,一般对生产影响不大。煤层底板砂岩水是工作面回采期间的直接充水含水层,根据我矿历年开采经验,底板砂岩水(S9)分区域性,出水比较集中,而且具有周期性,只要加强排放,对生产影响不大。C3L8灰岩水由于距离二1煤层间距较大,且岩溶裂隙发育不均衡,一般对生产影响不大。三、煤层瓦斯1、凡是从煤体及其围岩中释放出的以及在煤矿生产过程
13、中所产生的各种气体,统称为矿井瓦斯,它的主要成分包括:甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)及氨气(NH3)等。该工作面所处地区瓦斯含量较高,其瓦斯地质特征主要有如下几点:(1)煤层预抽前煤层瓦斯含量为13m3/t,属瓦斯非突出区。(2)瓦斯含量随煤层埋藏深度的增加而增加。(3)瓦斯含量与煤层倾角及地质构造有关。即煤层倾角越大,瓦斯越上逸,则瓦斯含量相对降低;煤层厚度越大,倾角越小,煤层中瓦斯相对不易逸散,瓦斯含量相对越高。根据瓦斯区域地质图来看,2103A工作面为瓦斯非突出区。2、煤尘与自燃根据矿井历年瓦斯鉴定结果,二1煤尘具有爆炸性,爆炸性指数为16.34%。自
14、燃发火期为119天。地温为22.322.9,不会发生热害。由于2103A工作面埋藏较浅,地压对回采影响不大(见表1-4)。表1-4 水文地质条件明细表影响回采工作地质资料最大涌水1m/h正常涌水0.5 m/h地温正常地压正常瓦斯煤层瓦斯含量为13m3/t煤尘具有爆炸危险性,爆炸指数16.34%自燃自燃等级为三级,煤的自燃发火期最短为119天第二部分 采煤方法及回采工艺流程(一)工作面巷道布置平面示意图 图2-1 2103A工作面巷道布置平面示意图(二)采煤方法该工作面采用单一走向长壁后退式采煤法,炮采放顶煤回采工艺,全部垮落法管理顶板。(三)回采工艺一、工艺流程支护方式:工作面采用悬移支架支护
15、。该工作面采用爆破落煤,人工攉煤,具体回采工艺流程为:悬移支架回采工艺流程:联、挂网打眼装药放炮展网、伸梁护顶出煤收回左前伸缩梁提起左梁前后柱前移左梁收回右前伸缩梁提起右梁前后柱卸载前移右梁(面向煤壁)放煤前移托梁清煤推槽完成一个循环。二、 落煤方式采用气动手持式钻机人工打眼,使用毫秒电雷管引爆乳化炸药爆破落煤。炮眼采用三排孔五花眼布置。(炮眼布置图及爆破说明书见附图二)三、装煤方式装煤采用人工装煤。除爆破时自溜一部分煤外,其余全部采用人工攉煤。工作面使用220运输机运至下顺槽,下顺槽使用一部刮板运输机、三部带式运输机运至250皮带石门。四、运煤方式工作面及下顺槽分别采用220运输机和刮板运输
16、机运煤。开槽时要点动12次,发出开槽信号,稍停后再正式开动。工作面采用220运输机运煤时,停、开槽时有以下规定:1、煤壁装药时不允许开槽。2、打眼时不允许开槽。3、放炮落煤时允许开槽。五、支护形式该工作面采用ZH2000/16/24F分体顶梁组合悬移液压支架支护(伸缩梁长度0.8米),其中:Z产品类型代码,H滑移,2000工作阻力(KN),16/24最小/最大采高,F分体顶梁。由于该工作倾斜长度变化较大且工作面不直,初采期间工作面上端25m范围内可采用2.4m型梁配合DZ22-30/100型单体柱(油缸直径100mm)两梁五柱(主梁三根柱;副梁二根柱)对棚支护顶板,待工作面取直后全部换成悬移液
17、压支架。工作面端头支护:上安全口采用3.5米型钢梁对棚支护,一梁四柱,四对八根;下安全口采用3.5米型钢梁对棚支护,一梁四柱,四对八根。(工作面支护方式示意图见附图三)表21 工作面支护形式表项目内容支架类型 支 架 型 式梁柱型号及规格支架结构棚距(m) 梁柱配合背顶方式柱窝深度()迎山角度(度)普通支架分体顶梁组合悬移液压支架ZH2000/16/24F一组梁配合四支柱(125 mm),顶梁用托梁连接为一体顶梁上托网100451(支架中心距)特殊支架机头大棚型梁配单体柱对棚齐梁式四对八根单体柱DZ22-30/100型梁长3.5m二梁八柱网下背40mm1m背木8根100450.5机尾大棚型梁配
18、单体柱对棚齐梁式四对八根单体柱DZ22-30/100型梁长3.5m二梁八柱网下背40mm1m背木6根100450.5超前双抬棚单体柱配铰接梁单体柱DZ22-30/1001.2m铰接梁一梁一柱上、下帮各一组100根据顺槽坡度迎山超前单抬棚1、上顺槽超前双抬棚棚段以外10m范围内巷中一梁两柱单抬棚(1.2米铰接梁配单体)。2、下顺槽超前双抬棚棚段以外10m范围内巷中一梁两柱单抬棚(1.2米铰接梁配单体)。六、移槽方式工作面移梁放顶后,开始清理浮煤,待浮煤清净后,可用推槽器或单体液压支柱将槽推移至煤墙。移槽时掌握好时序避免槽脱节,移槽时必须拉线,严格按照从上而下进行。移工作面机尾时要停槽,待移好机尾
19、打上压柱后,方可传点开槽。移工作面机头时,要停下顺及工作面的槽子,将下顺槽输送机电源开关停电、闭锁、挂停电标志牌,待移好机头打好压柱与戗柱后,方可传点开槽。移槽时要时常注意煤壁、支架、顶板等情况,发现问题要及时处理。移工作面机头时,下方严禁有人工作,下顺槽刮板输送机必须处于停止状态。七、放顶方法1、悬移支架支护放顶方法(1)边移滞后顶梁边放顶,放顶段间隔距离不少于15m。(2)工作面清净浮煤后,滞后的顶梁收回前探梁,同时将该梁下两根柱卸载提起前移顶梁放顶。前移后的顶梁梁头与提前移的顶梁梁头对齐。2、型梁支护放顶方法当分段内窜过主梁,打好煤墙靠帮柱后,撤除放顶地点的抬棚,即可把副梁前移放顶,最后
20、将抬棚按规定对接补齐。分段移副梁(放顶)距离不少于15m,放顶时必须由下往上逐棚进行,且必须是24人配合作业,作业前先检查安全情况,放顶退路保证畅通。放顶时,先把切顶线侧支柱回出放在煤墙,然后卸柱移梁,对移好的梁重新支设,使其与主梁形成对棚。回柱放顶时,必须回一棚升一棚,如有顶网破损时,必须重新补联网。3、上、下尾巴放顶方法(1)上、下尾巴放顶前,必须补齐抬棚所托梁下的柱子。(2)上、下安全口抬棚交错0.8m迈步前移。(3)放尾巴后路必须保证畅通,放尾巴由里向外逐棚进行。(4)放顶后,后尾巴最里一架梁下必须有抬棚加强支护。(5)下尾巴放顶时,下顺槽运输机开关必须停电落锁,班长现场指挥,并指派专
21、人停送电和看守开关,放顶结束后,班长同放顶人员检查运输机内是否有支护材料或工具等,确认无问题后,方可通知输送机司机开槽。严禁用下顺槽刮板运输机运送梁、柱。4、放煤方法(1)待放顶结束后,将靠老塘网剪开,开始放煤,放煤采用分段间隔多轮循环放煤法。从下向上在每棚、架间剪放煤口,从下顺槽向上顺槽方向放煤,放煤口间距5.0米,坚持低位多轮循环放煤。分三轮将煤放净,每轮放约三分之一厚度的顶煤。(2)放煤步距0.8m,放煤口规格400400mm(“门帘”状),放煤口下边紧靠槽上沿。放煤时,可将网剪开“门帘”掀起并固定,待顶煤放净后方可停止放煤,然后用塑料绳将“门帘”联好。(3)每段放煤时从下顺槽向上顺槽方
22、向进行,放煤工作不少于2人同时作业,一人观顶一人放煤,放煤人员必须站在支架完好的放煤口上方安全地点,严禁将身体探入放煤口掏煤。(4)放煤时,若大块煤堵口,应用专用放煤钩进行处理,严禁用手搬移。(5)放煤过程中,若支架松动、支柱卸载或煤壁片帮,应立即停止放煤并对支架进行加固或超前支护,待处理好后,方可继续放煤。(6)两相邻放煤段,相邻的放煤口同时放煤间距不得少于15m。放煤与采煤间隔的安全距离不少于15m。(7)工作面上、下两端20m范围内放煤时,必须保证老塘煤、矸的冒落高度高于支架顶梁,否则停止放煤。八、假顶铺设方式(1)假顶铺设菱形铁网一层,规格1.51.2m。(2)联网使用12#铅丝,要求
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