戊23010采煤工作面作业规程.docx
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戊23010采煤工作面作业规程
PMGF—YK—ZY—09—03
平煤股份一矿综采一队2009年第四个投产工作面
平煤集团公司一矿
采煤工作面作业规程
工作面编号：
戊8—23010
编制单位：
综采一队
技术负责人：
陈贤
施工队长：
李成有
编制日期：
2009年12月
第一章采煤工作面概况
序号
项目
内容说明
1
采
面
位
置
该工作面位于二水平戊三采区东翼上部。
2
采
面
范
围
走向长:
677m
倾斜长:
160.4m
工作面面积：
108606m2。
3
与已
邻采
近区
煤关
层系
及
该工作面位于二水平戊三采区东翼上部，东邻一、十矿井田边界，西起戊三回风、皮带、轨道三条下山，南邻戊8—23000采面（设计）牛庄逆断层，北邻戊8—23030采空区。
4
与
地
面
相
对
位
置
平顶山和张寨山之间的谢庄及其南侧。
5
采建
面筑
与物
地关
面系
回采后对地面村庄有一定影响。
第二章采煤工作面地质条件
项目
序号
内容
说明
煤
层
赋
存
条
件
1
产状
走向
ＮＷ-
ＳＥ
倾向
ＮＥ
倾角（度）
20—100
60
2
瓦斯
相对涌出量
6.08m3/t
绝对涌出量
12.6m3/min
3
煤
质
牌号
水份
灰份
挥发份
煤尘爆炸指数
自然发火期
1/3J
0.38%
34.19%
42.66%
27.3-41.1%
6～8个月
储
量
1
可采
储量
329558吨
2
储量
损失
17398吨
底
板
特
性
1
伪老顶顶直关接系顶
本采面无伪顶,直接顶为泥岩，东段厚度0—5.8米，深灰色块状，采面西段中粒石英砂岩厚度4.5—13.0米。
老顶为砂质泥岩与细砂岩互层，厚度4.5—13.0米。
顶
板
特
性
直接顶
初次垮落步距
老顶
初次垮落步距
老顶
周期垮落步距
9～18m
大于40m
20～40m
直接顶类别
老顶级别
Ⅱ类
Ⅱ级
3
底
板
特
性
直接底为泥岩，灰及深灰色，厚度1.2—4.9m，遇水变软。
老底为细砂岩和中粒砂岩，浅灰色，含菱铁质结核，厚度10.5—18.5m。
水
文
1
涌
水
涌水方式
涌水量
预计涌水地点
水质（PH）
顶板渗水、淋水
0.05～0.3m3/min
风机巷低洼处
6～8
2
巷道
积水
采面回采时遇顶板裂隙段会有淋水现象，对回采影响不大
3
防范措施
回采过程中在风机巷低洼处及时备泵排水
第三章采煤方法
第一节采煤工作面巷道布置示意图
第二节回采工艺
一、支护设计
1、工作面支护设计
支架
支护
参数
初撑力
（KN）
3090
工作阻力
（KN）
4000
支护强度
（Mpa）
0.65～0.69
底板比压
（Mpa）
1.85
实测
参数
顶板载荷（Mpa）
0.437
底板比压（Mpa）
9
顶板
载荷
估数
序号
项目
符号
单位
数量
1
采高
M
m
2.5
2
岩石容重
R
t/m3
2.5
q=8MR
=8×2.5×2.5×9.8
=0.49（Mpa）
结论：
1、从上表可见，实测顶板载荷为0.437Mpa，而支架支护强度为0.61～0.67Mpa；实测底板比压为9Mpa，支架对底板比压为1.85Mpa，故选择ZY4000—17/37型支护是合适的。
2、从估算顶板载荷可见，与实测顶板压力相当，选择该型号支架是合适的。
2、两巷与端头支护设计
支
护
参
数
岩石容重
（t/m3）
r
2.5
排距L排
（m）
0.6
巷道修正系数R
1.2
内摩擦角ф
71°34′
巷道
宽度（m）
b
4.0
压力
系数
K
1.3
立柱工作阻力P’（t/m2）
6.5
压力拱跨之半a=b/2
K’=1.5
两
巷
支
护
支
护
计
算
1、顶板压力P0的确定：
P0=brcc=ak’/2f=bk’/4tgф
4.0×2.5×1.5×4.0
P0=—————————
4×tg71°34′
=5.02t/m2
2、柱距的确定：
L=p’/（RL排.P0）
6.5
=—————————
1.2×0.6×5.02
=1.80（m）
取L柱=1.2m
3、支柱密度的确定
11
N=————=———
L柱.L排0.6×1.2
=1.38棵/m2
4、20m超前支护需柱：
20/1.2=18棵
两
端
头
支
护
密
度
计
算
1、顶板压的确定：
P=KP0
=1.3×5.02
=6.53t/m2
2、柱距的确定：
L=6.5/（1.2×0.6×6.53）
=1.38棵/m2
3、支柱密度的确定
11
N=————=———
L柱.L排0.6×1.38
=1.20棵/m2
4、端头支护数量：
n=N.B.C10
=1.20×4.0×5
=24棵
结论
1、支护方式选为L排=0.6m，L柱=0.6m，能满足要求；
2、端头支护增加一对“兀”型梁，一梁三柱，迈步前移；
3、工作面单体柱最小需用量：
（18+24）×2+12=96棵
3、顶板管理
①本工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板，采用ZY4000—17/37型液压支架支护顶板，支架最大控顶距4.32m，最小控顶距3.63m，移架步距0.6m。
（如图3—2）
②直接顶为泥岩或砂质泥岩，易垮落，回采过程中要及时移架支护顶板，并加强两端头老塘侧支护。
老顶为深灰色砂质泥岩，不易垮落，形成周期来压明显。
③该面机、风巷均为锚网梁支护。
回卸锚网梁长度根据采面推进度保持3—5m。
风巷回卸锚网梁段采用1.2m悬臂梁沿走向架设两排，一梁两柱，（配风巷启用后锚网梁不再回卸，悬臂梁沿走向架设两排，一梁一柱），支护距帮不大于1.2m。
回卸锚网梁段以外采用1.2m悬臂梁沿走向打两排超前支护，一梁一柱，保证10m。
外段沿走向打一排支护，一梁一柱。
机巷支护同风巷，转载机两帮所打的柱子必须距离转载机身0.2m以上。
两巷柱子硬打硬上，迎山有劲，锚网梁及时回卸外运，码放整齐。
两巷超前支护长度不低于20m，压力大的地点坚持一梁二柱。
④端头支护，机头、机尾各架设一对兀型钢梁，长4.0m，两梁交替前移，一梁三柱。
过机头、机尾时可保持一梁两柱，机头、机尾过后及时补柱；兀型钢梁要架设牢固，不准侧向使用，柱子打成一条直线，柱子距转载机溜槽要大于200mm的距离。
如图（3—3）
⑤顶板破碎时，机头（机尾）第1～3架架间要上顺山大板联锁，每刀煤上一块，以保证上下出口顶板完整，行人畅通。
采面需联网时，要与巷道护顶网相连接，重叠200mm以上。
⑥本工作面顶板完整，正常情况下不联网，但在顶板破碎过地质构造需要上网时，可联相应长度的金属网。
⑦风巷要有以下备用料
圆木：
Φ160cm×2.6～2.850根
大板：
1/2Φ180cm×2.6～2.8120根
金属网：
1.2m×10m50卷
单体柱：
2.5m、2.8m30棵
穿楔：
100块
4、工作面顶板动态监测
〔一〕成立领导小组：
组长：
队长
副组长：
书记主技
成员：
各副职、班组长、验收员
〔二〕监测方法：
1、采面动态监测
〈1〉在工作面及两巷特殊地段布置矿压监测站；
〈2〉沿工作面均匀布置5条监测线；
〈3〉每条监测线在1~2组支架上、下立柱，平衡千斤顶安设数字压力自记仪进行监测；
〈4〉两端头单体柱工作阻力可用测压枪测定；
〈5〉矿压监测工每日巡回监测，读准数据，填好记录，以便指导生产。
2、两巷动态监测
〈1〉两巷使用好顶板离层仪；
〈2〉两巷建立顶板移近量、巷帮移近量观测点，读准数据，填好记录，以便指导生产。
〔三〕监控重点
〈1〉上下端头支护〈2〉两巷动压区〈3〉顶板破碎区
〈4〉压力异常区〈5〉端头老塘悬顶面积〈6〉断层影响区
〔四〕监测范围
〈1〉风、机两巷
〈2〉工作面
〈3〉两端头
二、工序流程
1、综采工作面工艺流程图（见图3-4）
2、工序说明
（1）割煤：
本工作面采用双滚筒采煤机双向割煤，工作面端部斜切进刀，自开缺口，利用采煤机滚筒螺旋叶片和运输机铲煤板自动装煤，通过工作面刮板输送机，从皮带运出。
如图（3—5）
图3－5
（2）移架：
支架工分段追机移架，顶板破碎时可先移超前架，移架跟不上时停止采煤机割煤。
（3）推移刮板运输机：
每班由专人推移刮板运输机。
推移刮板运输机只准在刮板运输机运转过程中跟机同一方向推，使刮板运输机保持一条直线，煤机后刮板运输机弯曲段长度15m以上，
（4）顶板破碎时，要铺设金属网，按要求铺单网或双网。
（5）两端头固定专人做超前，从事清煤、端头支护和回柱放顶工作，保证机头、机尾顺利进行推移。
（6）机电设备检修每天固定一个班进行，保证设备正常运转。
（7）替棚与两巷超前支护：
每天两巷各设一组人员进行替棚和超前支护，保证替棚质量和支护长度。
（8）由于各工序之间息息相关，因此班与班之间和各工序要严格执行“上道工序不完全，不合格或未结束，下道工序不开工”的现场交接班制度。
第四章生产系统
第一节采面运输系统
一、运煤系统（如图4—1所示）
戊8—23010采面→戊8—23010机巷→二水平戊三皮带下山→二水平戊三溜煤眼→丁戊三集中运输巷→戊一西皮带大巷→二水平戊组煤仓→主斜井大皮带→地面
二、运料系统（如图4—2所示）
地面→副井→暗斜井→二水平丁戊组石门→二水平丁戊三大巷→二水平戊三车场→戊8—23010风片→戊8—23010风巷→戊8—23010采面
三、生产能力分析：
工作面日生产能力Q（t/d）的计算
Q=N·L·S·M·r·C
序号
项目参数
符号
数值
单位
1
采煤机截深
S
0.6
m
2
煤体容重
r
1.45
t/m
3
事故影响系数
k
0.8
4
每循环辅助时间
t1
1
h
5
煤机牵引速度
V
4.0
m/min
6
工作面采高
M
2.5
m
7
回采率
C
95
8
工作面准备时间
t2
6
h
9
割煤方式系数
n
1
10
工作面长度
L
160
m
N=k×（24－t2）/（n×L/60V＋t1）≈9
式中：
N为计算的日循环数
故工作面日生产能力为：
Q=9×160.4×0.6×2.5×1.45×95%=2982.8吨
第二节通风系统
一、供回风系统：
1、新鲜风流：
地面→主斜井→二水平丁戊组石门→二水平丁戊组东大巷→二水平丁戊三大巷→二水平戊三进风眼→二水平戊三皮带下山→戊8—23010机巷→采面
2、乏风风流：
戊8—23010采面→戊8—23010风巷（配风巷）→戊8—23010风巷→二水平丁戊三总回→北一回风井→地面
二、风量计算：
1、按瓦斯涌出量计算：
Q采1=100·K采通·q瓦采
取q瓦采（瓦斯绝对涌出量）=12.6m3/min
K采通（采面瓦斯涌出不均匀备用风量系数）=1.6
抽放量取3m3/min
故：
Q采1=100×（12.6－3）×1.6=1536m3/min
2、按劳动气象条件计算：
Q采2=QK×Kt×Ki×KL
式中QK=330m3/min
KL=CHф
Kt=at—b取a=0.1t=26℃b取1.24
Ki=1.2,C=1,H=2.4,ф=0.65
则Q采2=330×（0.1×26—1.24）×1.2×1×2.4×0.65
=840.2（m3/min）
3、按采面同时工作的最多人数计算
Q采3=4×N=4×40=160（m3/min）
综上所述：
Q采=max{Q采1，Q采2，Q采}=840.2（m3/min）
4、按风速进行验算
15S大≤Q采≤240S小
S大－－采面最大控顶面积：
4.32×2.5=10.80m2
S小－－采面最小控顶面积：
3.63×2.5=9.08m2
则：
162m3/min≤1536m3/min≤2179.2m3/min
按风速进行验算，符合要求。
本采面设计供风量为1536m3/min。
第三节 供电系统
一、供电系统路线：
1、戊三一变→戊三皮带下山→戊8—23010机巷→移动变电站→各馈电开关
2、戊三一变→戊8—23010风片→戊8—23010风巷→各馈电开关
二、配电系统示意图
三、机电设备配置表
机
电
设
备
配
制
表
序号
名称
规格型号
数量
配置地点
1
转载机
SZZ-764/200S
1台
机巷
2
破碎机
PCM-110
1台
机巷
3
刮板输送机
SGZ-764/500
1台
采面
4
采煤机
MGTY300/700
1台
采面
5
液压支架
ZY4000-17/37
110架
采面
6
乳化液泵站
GRB-315/31.5
1套
机巷
7
移动变电站
KBSGZY-1250/6,1140
1台
机巷
KBSGZY-1000/6,1140
1台
机巷
KBSGZY-630/6,1140
1台
机巷
8
调度绞车
JD-11.4
5台
风巷
JD-25
1台
风巷
JD-40
3台
风巷
9
回柱绞车
JM-14
4台
10
防爆馈电开关
KZB-350
1台
KBZ-200
1台
11
防爆磁力开关
QBZ-200
2台
QBZ-80/660N
13台
12
煤电钻综保
KZB-4.0（1140）
1台
机巷
13
信号综保开关
ZXB-4.0
2台
风巷
1、支架：
工作面切眼安装支架110架，支架主要技术参数:
型号：
ZY4000—17/37工作阻力：
4000KN
初撑力：
3090KN支架高度：
1.7—3.7mm
支架宽度：
1.5mm支护强度：
0.65—0.69MPa
2、采煤机：
采煤机型号：
MGTY—300/700采高：
2—3.5m
截深：
0.665m 适用倾角：
≤160
滚筒直径：
φ1800mm； 滚筒转速：
35.7r/min
摇臂长度：
2114mm 摇臂中心距：
7630mm
牵引力：
580—350kN 牵引速度：
0—12.8m/min
牵引型式：
齿轮两销轨 机面高度：
1555mm
最大卧底量：
260mm 灭尘方式：
内外喷雾
装机功率：
300×2＋2×40＋20KW 电压：
1140V
机重：
45.45T
3、刮板输送机技术规格
1）．主机
设计长度：
165m
输送量：
1000t/h垂直方向弯曲：
正负30
水平方向弯曲：
正负10中部槽规格：
1500×724×900
2）．刮板链
规格：
30×108圆环链mm
刮板间距：
1080mm
圆环链破断接力：
≥3000KN
3）．电动机
型号：
YBSS—250
电压：
1140功率：
500KW
4）．减速机冷却形式：
水冷
5）．卸载方式：
端卸
6）．传动布置方式：
平行
7）．紧链方式：
闸盘紧链
4、转载机
转载机（一部）型号：
SZZ—764/200；设计长度：
33m
其它技术参数为：
电机功率：
200kW
运输能力：
1000t/h
5、乳化液泵站
（一）泵站选型、数量
乳化泵选用GRB－315/31.5型两台，装备两泵一箱。
主要技术参数如下:
型号：
GRB315／31.5流量：
315L／min
输出压力：
31.5MPa电机功率：
200KW
乳化液配比：
3～5%电机转速：
650r/min
（二）泵站设置位置
泵站安设在机巷顶板完整处。
（三）泵站使用规定
要保证泵站压力不低于30MPa，使用乳化液自动配比器，乳化液浓度3%--5%，使用糖量计进行乳化液浓度监测。
要加强支架与泵站的维修,杜绝系统的窜漏液。
四、供电负荷
工作面供电负荷为采煤机、运输机、转载机、破碎机、泵站各电机总功率。
P总=∑P
=700+250×2+200+110+200×2
=1910（KW）
戊8-23010工作面供电负荷
设备
名称
型号
电机
台数
额定功率（KW）
额定电压
（KV）
额定电流（A）
额定因数cos∮
备注
采
煤
机
MGTY-300/700
2
2×300
1.14
196×2
0.80
截割电机
2
2×40
0.40
76×2
0.80
牵引电机
1
20
1.14
13.3
0.80
泵电机
输送机
SGZ-764/500
1
2×250
1.14
160×2
0.80
转载机
SZZ-764/200
1
200
1.14
63/127
0.80
破碎机
PCM-110
1
110
1.14
70
0.80
乳化泵
GRB-315/31.5n
2
200×2
1.14
160×2
0.80
合计：
2010kw
五、短路电流整定计算：
（一）开关整定：
1、采煤机
Pe=700KWUe=1.14KV则
---过载保护
＝443（A）
式中：
COSα取0.8
根据开关整定档位
Iz，整定值为445A。
2、刮板运输机
Pe=250KWUe=1.4KVCOSα＝0.80则
---单台过载保护
＝158.4（A）
根据开关整定档位
Iz，整定值为160A。
3、转载机
Pe=100/200KWUe=1.14KVCOSα＝0.80则
---过载保护
＝63/127（A）
根据开关整定档位
Iz，整定值为低速取65A,高速取130A。
转载机馈电开关整定
过载整定:
IZ+IP＝130+70＝200A
根据开关整定档位
Iz，整定值为250A。
---短路保护
按照躲过负荷启动电流原则来进行短路整定。
转载机启动电流约为额定电流的4～7倍，根据开关整定档位，整定值为1200A。
4、破碎机
Pe=110KWUe=1.14KVCOSα取0.80则
---过载保护
＝69.68（A）
根据开关整定档位
Ie，整定值为70A。
5、乳化液泵
Pe=200KWUe=1.14KVCOSα＝0.8则
---过载保护
＝126（A）
根据开关整定档位
Iz，整定值为130A。
6、回柱绞车
Pe=18KWUe=0.66KVCOSα＝0.78则
---过载保护
＝20.18（A）
开关保护采用JDB综合保护，根据开关整定档位
Iz，整定值为22A。
7、调度绞车
Pe=11.4KWUe=0.66KV则
---过载保护
＝13.3（A）
式中：
COSα取0.75
开关保护采用JDB综合保护，根据开关整定档位
Ie，整定值为15A。
Pe=25KWUe=0.66KV则
---过载保护
＝29.2（A）
式中：
COSα取0.75
开关保护采用JDB综合保护，根据开关整定档位
Ie，整定值为30A。
KBZ—350馈电开关
负荷：
回柱绞车18KW，调度绞车11.4KW、25KW。
＝600（A）
根据开关整定档位取为600A。
（二）变压器整定：
1、KBSGZY-1250/6变压器
负荷：
采煤机700KW、转载机200KW，则：
--过载保护
IZ＝IM+IZ
＝443+127＝570（A）
根据开关整定档位
Iz，整定值为570A；对应位置5。
---短路保护
按照躲过负荷启动电流原则来进行短路整定。
启动电流约为额定电流的4～8倍，根据开关整定档位，取整定值为2342A；对应位置5。
2、KBSGZY-1250/6变压器
负荷：
刮板机2*250KW、乳化泵200KW。
则
---过载保护
IZ=IG+IR
＝480（A）
根据开关整定档位
Iz，整定值为500A；对应位置7.5。
---短路保护
按照躲过负荷启动电流原则来进行短路整定。
启动电流约为额定电流的4～8倍，根据开关整定档位，取整定值为2370A；对应位置3.5。
3、KSGZY-630/6变压器
负荷：
转载机200KW、破碎机110KW
IZ=Iz+IP
＝200（A）
根据开关整定档位
Iz，整定值为200A；对应位置4.2。
---短路保护
按照躲过负荷启动电流原则来进行短路整定。
启动电流约为额定电流的4～8倍，根据开关整定档位，整定值为980A；对应位置1.8。
第四节供排水系统
一、供排水系统示意图
1、供水线路
A、戊三大巷→戊三进风眼→戊三皮带下山→戊8—23010机巷→采面各用水点
B、戊三大巷→戊8—23010风片→戊8—23010风巷→采面各用水点
2、供水设计
（1）采面主要用水点
A、风巷洒水灭尘：
Q1=1000L/h
B、泵站需水量：
Q2=1000L/h
C、架下水幕、净化水幕、转载点喷雾：
Q3=3000L/h
D、煤机冷却、电机冷却及灭尘水量：
Q4=1200L/h
E、采面洒水灭尘：
Q5=1200L/h
Q总=（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）·K
=21620L/h=21.62m3/h
（2）供水管径
d=
p=
=62mm
取d=100mm
故需在风、机两巷各铺设一趟50mm（二寸），双管路供水。
二、排水系统
1、排水线路
戊8—23010风巷→戊8—23010风片→戊三大巷→大巷水沟
戊8—23010机巷→戊三皮带下山→戊三进风眼→大巷水沟
2、排水设计
（1）选择水泵：
水泵的排水能力
QB﹦24/20×0.05=0.06m3/min=3.6m3/h
QBm﹦24/20×0.3=0.36m3/min=21.6m3/h
式中：
QB－－正常涌水量，取0.05m3/min
QBm－－最大涌水量，取0.3m3/min
（2）水泵所需扬程
HB=K（Hp+Hx）
式中：
HB－－排水高度，取22m；
Hx－－吸水高度，取1m；
K－－管路损失系数，取1.35
则：
HB=1.35×（22+1）=31.05（m）
（3）水泵型号及台数的确定
根据计算得QB、HB，选取LA40/16型水泵，该水泵额定流量G
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