3311综采工作面作业规程.docx
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3311综采工作面作业规程
目录
第一章概况1
第一节工作面位置及井上下关系1
第二节编写依据2
第三节煤层3
第四节煤层顶、底板4
第五节地质构造5
第六节水文地质6
第七节影响回采的其它因素15
第八节储量及服务年限16
第二章采煤方法17
第一节巷道布置17
第二节采煤工艺24
第三节设备配置26
第三章顶板管理29
第一节支护设计29
第二节工作面顶板管理33
第三节顺槽及端头顶板管理37
第四节矿压观测42
第四章生产系统44
第一节运输系统44
第二节通风与监控系统45
第三节防尘供水系统51
第四节防火系统57
第五节压风自救系统62
第六节供水施救系统67
第七节紧急避险系统69
第八节排水系统74
第九节供电系统75
第十节通讯系统93
第十一节照明系统94
第五章劳动组织和主要经济技术指标95
第一节劳动组织95
第二节主要经济技术指标97
第六章灾害预防及避灾路线98
第一节灾害预防98
第二节自救方式与抢救方法103
第三节避灾路线106
第七章安全技术措施108
第一节一般措施108
第二节顶板管理110
第三节防治水119
第四节一通三防120
第五节爆破管理121
第六节运输管理134
第七节机电设备145
第八节工作面设备防倒防滑防矸措施156
第九节支护材料的回收160
第十节其它164
3311综采工作面作业规程附图目录
附图:
1：
3311工作面井上下对照图
附图2：
3311工作面地层综合柱状图
附图3：
3311工作面轨道顺槽、胶带顺槽及切眼实测剖面图
附图4：
3311工作面位置及巷道布置图
附图5：
3311工作面采煤机进刀示意图
附图6：
3311工作面设备布置示意图
附图7：
3311工作面及顺槽支护示意图（平、剖面图）
附图8：
3311工作面运输系统示意图
附图9：
3311工作面通风系统示意图
附图10：
3311工作面安全监控系统示意图
附图11：
3311工作面防尘供水系统示意图
附图12：
3311工作面防灭火系统示意图
附图13：
3311工作面压风自救系统示意图
附图14：
3311工作面供水施救系统示意图
附图15：
3311工作面排水系统示意图
附图16-1：
3311工作面供电系统示意图
附图16-2：
3311工作面引自16#馈电设备供电系统示意图
附图17：
3311工作面通讯系统示意图
附图18：
3311工作面照明系统示意图
附图19：
3311工作面正规循环作业图表
附图20：
3311工作面避灾（火、瓦斯、煤尘爆炸）路线示意图
附图21：
3311工作面避水灾路线示意图
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
3311工作面是330采区的第三个工作面，该面走向长度平均207m，倾向长度平均为30m，煤层厚度为0.9～8.3m，均厚5.0m。
其具体位置及井上下关系如下表所示：
表1-1工作面位置及井上下关系表
水平名称
-400m水平
采区名称
330采区
地面标高（m）
+36.0～+36.2
工作面标高（m）
-314.8～-357.5
地面相对位置及建筑物
工作面正上方对应地表为常马庄，东北为西杨庄，村庄建筑物主要以砖混结构的平房为主，有零星二层小楼，周围以农田为主，有零星的机井和鱼塘分布。
地面标高+36.0～+36.2m，地表平缓。
回采对地面
设施的影响
按照《关于新河矿业有限公司330采区3煤层建筑物下压煤开采方案设计的批复》（鲁煤搬迁字[2010]74号）及相邻430采区《关于淄矿集团新河矿业公司430采区松散含水层下3煤层开采可行性方案和开采设计的批复》（鲁煤搬迁字[2013]227号）要求，工作面采用2.5m限厚开采，采宽30m，开采后对地面建筑物影响较小。
井下位置
及相邻关系
工作面南部为正在开采的430采区，西北部距离330采区已回采完毕的3303工作面40m，西南距3303胶带顺槽1#探巷10m，东北距3304轨道顺槽80m。
无其它开采情况。
走向可采长度（m）
185～168
倾斜长（m）
30
回采面积（m2）
5310
177
附图1：
3311工作面井上下对照图
第二节编写依据
一、采区设计说明书及批准时间
（一）《山东新河矿业有限公司330采区设计》，批准时间为2010年4月；
（二）《山东新河矿业有限公司3煤层330采区建筑物下压煤开采方案设计》，批准时间为2010年8月.
二、地质说明书及批准时间
地质说明书名称为《3311工作面回采地质说明书》，批准时间为2013年12月。
三、矿压观测资料
本工作面北侧3303工作面已回采完毕，并形成相关矿压观测数据。
3303工作面初次来压步距在17～20.5m范围内，平均18.75m，其中前端头初次来压步距较大，平均为20.3m，中部和末端头初次来压步距平均值为18m。
周期来压步距最大为29m，最小为7m，平均15.2m。
第三节煤层
工作面地层总体呈单斜形态，煤层厚度0.9～8.3m，平均厚度5.0m。
工作面切眼以外65m段胶带顺槽侧煤层中上部普遍含4.8m厚的夹矸（最大厚度5.8m）一层，导致煤层出现分叉现象，上分层煤厚3.3m，下分层煤厚3.5～4.6m。
煤层厚度变异系数56.6%，可采性指数1。
具体情况如表1-2所示。
表1-2煤层情况表
煤层厚度（m）
0.9～8.3
煤层结构
比较
复杂
煤层倾角（°）
18～22
5.0
20
开采煤层
3
普斯系数
F=1.5
稳定程度
稳定
可采系数
1
煤种
QM
变异系数（%）
56.6
煤层情况描述
黑色，由亮煤和暗煤组成，均一状或粒状结构为主，见少量比较光亮的条带和线理，断口参差不齐，有时见内生裂隙。
第四节煤层顶、底板
表1-3煤层顶底板情况表
顶底板名称
岩石名称
厚度（m）
岩性特征
老顶
中砂岩
1.20
浅灰色，薄层状，基底式泥质胶结，常见脉状层理，见斜交小裂隙，半充填方解石或未充填。
直接顶
细砂岩
5.34
灰色，薄层状，砂泥交互沉积，发育缓波状层理，脉状层理，含少量菱铁质鲕粒，不规则分布，常见擦痕，见斜交小裂隙，半充填方解石。
伪顶
粉砂岩
1.78
深灰色，薄层状，常见滑动镜面及擦痕，局部含菱铁矿结核，见斜交小裂隙，半充填方解石。
直接底
炭质泥岩
0.35
黑色，稍染手，挤压揉皱，呈鳞片状。
老底
细砂岩
1.85
灰色，薄层状，砂泥交互沉积，发育脉状层理，局部含菱铁质，常见擦痕，岩芯破碎。
3煤层直接顶板一般为粉砂岩、泥岩，为不稳定顶板；老顶中、细砂岩，为稳定至极稳定顶板。
3煤层直接底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，底板为不稳定至较稳定底板。
附图2：
3311工作面地层综合柱状图
第五节地质构造
一、地层的产状及变化
工作面总体呈单斜形态，地层倾向66°，倾角18～22°，平均倾角20°。
二、断层情况以及对回采的影响
工作面地质构造相对较简单，工作面四围及准备过程中揭露断层共4条，均为不导水的正断层。
断层特征见表1-4。
表1-4断层情况表
断层名称
性质
产状
落差
（m）
对开采影响程度
走向（°）
倾向（°）
倾角（°）
F03-7
正断层
229
319
50
0～14
小
FF1
正断层
219
309
71
30～35
较大
XF3
正断层
209
299
70
0～20
小
F3311-1
正断层
36
306
52
2.0
较小
三、其他因素对回采的影响
井田勘探资料显示，330采区无岩浆岩发育，3311工作面掘进过程中未揭露岩浆岩及陷落柱。
附图3:
3311工作面轨道顺槽、胶带顺槽及切眼实测剖面图
第六节水文地质
一、主要含水层情况
（一）第四系下组（Q下）
厚56.10～131.40m，平均96.51m。
主要由褐黄、灰绿色、灰白色含钙粘土、钙质粘土组成，局部钙质富集固结。
井田内底部普遍沉积一层钙质半固结角砾岩，形成统一的坚硬地层，厚0.90～16.70m，平均8.81m，约占本组总厚度的9%，含裂隙-岩溶水。
勘探阶段施工的钻孔所取岩芯溶洞直径30～80mm，溶洞中有大小不等的方解石晶体，岩溶率大于30%，角砾层孔洞也达15～20%，底部钙质层漏水孔率达36%，成为矿井浅部开采的充水含水层。
抽水试验资料表明，单位涌水量0.00522～3.03433L/s.m，富水性不均匀，局部富水性强；水位标高+14.26～+32.47m，矿化度676～700mg/L，水化学类型以HCO3.SO4-Ca.Mg.Na型为主。
（二）3煤层顶底板砂岩含水层
1、3煤层顶板砂岩含水层
厚9.60～70.50m，平均33.71m，以细砂岩为主，局部夹有中、粗砂岩，主要成分为长石、石英，泥质胶结，局部裂隙发育，充填方解石。
勘探钻孔漏水孔率为40%，抽水试验单位涌水量0.02302～0.0407L/s.m，富水性弱且不均一。
总硬度11.08～86.02mg/L，矿化度400～741mg/L，属HCO3-Na型水。
为3煤的直接充水含水层。
2、3煤层底板砂岩含水层
厚0.99～54.07m，平均20.96m，以中细砂岩为主，夹粉砂岩。
勘探钻孔漏水孔率为2.3%；T24-1孔对3煤层顶、底板砂岩进行混合抽水试验，单位涌水量为0.02302L/s.m，富水性弱。
水化学类型为HCO3-K.Na型，水位标高+28.48～+37.56m。
3、三灰岩溶裂隙含水层
-400m水平三灰含水层富水性不均匀，受FH1层滑断层影响，厚度不稳定，井下多个探查孔结果证实，局部地段变薄或断缺，揭露水量小，消失快。
根据邻近3303工作面三灰探查情况，3煤层与三灰间距15.1m，三灰厚度0.10m，终孔无水。
4、主要含水层抽水试验
根据井田内X-3、X-6、X-9、检3、O2观1、T24-1等钻孔含水层抽水试验成果资料，第四系下组含水层单位涌水量0.00522～3.03433L/Sm，变化较大，说明该层富水性不均匀，局部地段强富水性；3煤层顶底板砂岩含水层单位涌水量0.02302～0.04070L/Sm，富水性弱；三灰含水层单位涌水量在0.07290L/Sm，富水性弱。
二、工作面水文地质工作
（一）工作面物探工作
1、地面物探
矿井水文地质补充勘探，在地面应用高密度直流电法，对330采区和430采区上覆盖区域内第四系松散层中的可富水层的厚度及分布进行探测。
330采区3311工作面附近上覆盖区域解释2个富水异常区，分别位于3311工作面东南方向30m的4#低阻异常区和西北方向55m的5#低阻异常区。
低阻异常区情况如下：
4#低阻异常区，位于工作面东南方，面积9779m2，该区域范围内，90～240m深度上低阻反映明显，推断在该区域上第四系底部具有一定富水性，可能与第四系中上部之间存在水力联系。
5#低阻异常区：
位于工作面西北方，面积7593m2，该区域范围内，各深度上均表现低阻反映，推断在区域第四系底部相对富水，可能与第四系中上部之间存在水力联系。
2、井下物探
采用井下瞬变电磁法对工作面顶板富水情况进行了探查。
在轨道、胶带顺槽内各布置瞬变电磁测线1条，测线总长410m，43个物理测点，数据采集点86个，解释相对富水异常区2个：
I号相对富水异常区，位于80～110m（距切眼）范围内，发育高度在40m以上，水平面积446m2，相对富水性评价为弱。
II号相对富水异常区，位于130～170m（距切眼）范围内，发育高度在35m以上，水平面积643m2，相对富水性评价为弱。
（二）钻探工作
1、富水异常区探查验证工作
为消除物探多解性可能的误差，针对上述物探圈定的相对富水异常区，在工作面轨道顺槽施工2个顶板砂岩探查验证钻孔，均自3煤开孔，终孔于3煤顶板砂岩。
具体情况如下：
表1-53311工作面顶板砂岩富水性钻探成果表
孔
号
方位（°）
倾角（°）
开孔层位
终孔
层位
终孔深
（m）
孔内见砂岩含水层情况
见砂岩
孔深（m）
揭露
厚度
（m）
水压
（MPa）
涌水量
（m3/h）
最大/终孔
1
50
+48
3煤
3煤顶板砂岩
86.6
42.96
19.37
3.6/3.6
2
51
+40
86.0
33.08
30.72
6.84/1.6
1#孔为Ⅰ#富水异常区探查验证孔，钻进方位50°，倾角+48°，孔内揭露砂岩厚度19.37m，终孔深86.6m。
孔深47.07m时涌水，初始水量3.6m3/h，终孔水量3.6m3/h。
终孔后5天涌水干涸。
2#孔为II#富水异常区探查验证孔，钻进方位51°，倾角+40°，孔内揭露砂岩厚度30.72m，终孔深86.0m。
孔深51.6m时涌水，初始水量6.84m3/h，持续最大涌水量6.84m3/h仅8小时，终孔水量1.6m3/h。
综合钻探施工情况表明，工作面3煤顶板砂岩含水层富水情况与物探成果基本吻合。
2、三灰探查
3311工作面未施工专门的三灰探查孔，参考邻近3303工作面三灰探查情况。
3303工作面三灰探查孔位于3303轨道顺槽，钻进方位210°，倾角-55°，开孔层位3煤，终孔层位浅灰色细砂岩，终孔深50.49m。
钻进过程中共揭露4层薄灰岩，分别为三灰、五灰、八灰、九灰，真厚分别为0.10m、0.22m、0.22m、0.81m，与3煤间垂距分别为15.1m、21.8m、34.3m、35.9m，4层薄灰岩均不含水，终孔无水。
分析该区域内的三灰含水层受层滑构造影响缺失。
3、基岩厚度及第四系底界的探查
3311工作面未施工专门的基岩探查孔，工作面基岩厚度及第四系底界富水情况参考邻近3303工作面基岩探查孔及第四系下组含水层水文地质补充勘探井下JX102、JX103孔情况。
（1）邻近3303工作面基岩探查孔情况
3303工作面回采前，在轨道顺槽施工专门的基岩探查孔2个。
1#孔钻进方位196°，倾角+50°，钻入第四系20.25m（垂厚15.51m）后终孔，终孔深152.35m，终孔位置距3311工作面43m。
孔深31.66m（3煤顶板以上17.03m）开始涌水，水量0.8m3/h；终孔时水量最大为2.88m3/h。
孔深132.1m揭露第四系底界砾石层（厚3.59m），其上至少有8.4m钙质粘土，水量较小。
2#孔钻进方位55°，倾角+48°，钻入第四系21.2m（垂厚15.75m）后终孔，终孔深152.26m，终孔位置距3311工作面35m。
孔深19.26m（3煤顶板以上8.6m）开始涌水，水量0.65m3/h；终孔时水量最大为1.8m3/h。
孔深131.06m揭露第四系底界砾石层（厚10.3m），水量较小。
表1-63303工作面基岩厚度及第四系底界富水性探查成果表
孔
号
方位（°）
倾角（°）
开孔层位
终孔
层位
终孔深
（m）
孔内见第四系底界及水文情况
备注
底界孔深（m）
揭露厚度（m）
水压
（MPa）
终孔水量
（m3/h）
1
196
+50
3煤
第四系底松散沙层
152.35
132.1
15.51
1.36
2.88
距3311面43m
2
55
+48
152.26
131.06
15.75
1.0
1.8
距3311面35m
（2）第四系下组含水层水文地质补充勘探井下钻孔情况
JX-102#孔位于-400m水平胶带大巷5#联络巷附近，开孔方位162°，倾角+60°，钻入第四系44.84m（垂厚38.8m）后终孔，终孔深224.84m，终孔位置距3311工作面74m。
孔深180m揭露第四系下组砂质粘土时涌水，水量0.4m3/h，终孔水量0.4m3/h，水压1.9MPa。
钻孔施工完成30天后孔内涌水干涸。
JX-103#孔位于-400m水平胶带大巷6#联络巷附近，开孔方位307°，倾角+52°，钻入第四系19.2m（垂厚14.7m）后终孔，终孔深224.2m，终孔位置距3311工作面94m。
孔深205m揭露第四系下组砂质粘土涌水，水量1.0m3/h，终孔水量1.0m3/h，水压2.2MPa。
表1-7第四系下组含水层水位地质补充勘探钻孔成果表
孔
号
方位（°）
倾角（°）
开孔层位
终孔
层位
终孔深
（m）
孔内见第四系底界及水文情况
备注
底界孔深（m）
揭露厚度（m）
水压
（MPa）
终孔水量
（m3/h）
JX102
162
+60
3煤
第四系底砂质粘土
224.84
180.0
44.84
1.9
0.4
距3311面74m
JX103
307
+52
3煤顶板砂岩
224.2
205.0
19.2
2.2
1.0
距3311面94m
综合各基岩探查钻孔成果分析，3311工作面3煤顶板基岩厚度105.2～143.2m，第四系底界水量较小，第四系下组含水层富水性弱。
三、开采导水裂缝带高度计算
（一）按“三下”规程中理论公式计算
1、覆岩岩性的确定
据新河煤矿《建井地质报告》，3煤层直接顶板一般为粉砂岩、泥岩，其抗压强度为6.52～35.20Mpa，平均22.70Mpa；老顶中、细砂岩厚约20m，其抗压强度为37.14～63.64Mpa，平均52.56MPa。
从实际揭露和钻探成果，综合分析3煤层顶板岩性抗压强度属于中硬岩层。
2、计算参数的选择
（1）工作面煤层倾角20°，属缓倾斜煤层。
（2）工作面煤层平均厚度5.00m，属于厚煤层。
根据《关于新河矿业有限公司330采区3煤层建筑物下压煤开采方案设计的批复》（鲁煤搬迁字[2010]74号）及相邻430采区《关于淄矿集团新河矿业公司430采区松散含水层下3煤层开采可行性方案和开采设计的批复》（鲁煤搬迁字[2013]227号）要求，采用综采采煤工艺，工作面开采高度2.5m。
（3）公式的选取
依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》厚煤层分层开采的导水裂缝带高度计算公式，按3煤顶板至上覆风化基岩间为中硬岩层，采厚2.5m计算：
采用公式一：
采用公式二：
式中：
HL-导水裂带最大高度，m；
M-煤层厚度或采高，m；
取两种公式结果的最大值HL=41.62m。
（二）现场实际观测资料分析
邻近相同条件下的3303工作面（采宽30m、采高2.5m）开采前后利用山东科技大学研发的钻孔双回路注（放）水系统对导水裂缝带的实际发育高度进行了现场观测。
根据现场实测，对煤层倾角等影响因素进行修正后，确定3303工作面导水裂缝带发育最大高度为55.0m。
综合上述两种方法分析，预计3311工作面导水裂缝带发育最大高度为55.0m。
四、水害评价
（一）主要含水层
1、煤层顶板水
通过上述3煤顶板砂岩含水层叙述，巷道实际揭露煤层顶板出水情况、以及对井下瞬变电磁法解释的2个弱富水异常区钻探验证及疏放水情况，综合分析，3煤层顶板砂岩含水层水量小，以静储量为主，补给条件差，属弱富水性，对回采影响小。
2、第四系下组含水层
工作面邻近的X-9钻孔、北部3303工作面基岩探查孔及水文补勘JX102、JX103钻孔情况表明，工作面中上部第四系底界可能有砾石层，厚0～10.3m，其上以钙质粘土层和松散粗沙层为主。
从钻孔揭露及浆液消耗情况看，水量较小。
综合分析，3311工作面上方第四系下组含水层富水性弱。
工作面位于F03-7断层下盘，理论计算导水裂缝带受断层活化影响后的最大发育高度为99.0m，小于F03-7断层附近工作面最小基岩厚度111.5m。
因此，分析3311工作面的开采即使引起F03-7断层活化，也不会波及第四系底界含水层。
3、三灰含水层
参考邻近3303工作面三灰探查孔情况，邻近区域内三灰含水层受层滑构造影响，顶部大部分缺失，钻探探查厚度仅0.1m，上距3煤15.1m，不富水，对回采无威胁。
4、奥灰含水层
3311工作面煤层与奥灰含水层间距按X-9孔资料为119m，计算突水系数为0.045Mpa/m,小于《煤矿防治水规定》和《煤矿防治水实施细则》规定的正常块段突水系数0.1Mpa/m，开采不受底板奥灰水影响。
（二）受老空水及其它水体的影响情况
3311工作面距3301、3100等已采工作面远，采空区水有自然泄水通道，对3311工作面开采无影响。
（三）工作面涌水量预计
相同开采条件下的3303工作面回采时，工作面无涌水。
采用单位面积法，与开采地质条件和开采深度类似的3103工作面相比拟，采用以下公式计算工作面涌水量。
其中：
Q-3311工作面涌水量；
Q0-3103工作面涌水量,取：
正常涌水量30m3/h，最大涌水量取112m3/h；
F-3311工作面面积，取6210m2；
F0-3103工作面面积，取20077m2。
预算工作面开采正常涌水量9.3m3/h，最大涌水量34.6m3/h。
五、防水煤（岩）柱的留设
工作面揭露断层均不含（导）水，无需留设断层防水煤柱。
工作面上覆主要含水层为第四系下组含水层，通过钻孔探查、高密度电法勘探，综合分析工作面3煤顶板上覆基岩厚度大于工作面开采后导水裂缝带发育高度加上保护层厚度（取7.5m），不会波及第四系下组含水层。
第七节影响回采的其它因素
一、影响回采的其它地质情况（见表1-8）
表1-8影响回采的其他地质情况表
瓦斯及二氧化碳
CH4绝对涌出量为1.62m3/min；
CO2绝对涌出量为2.71m3/min.
煤（矿）尘
煤尘具爆炸危险性，爆炸指数37.09%
煤的自燃
3煤层属Ⅱ类（自燃），自燃发火期36～79天
地温
煤系地温梯度：
1.75℃/100m，地温正常
地压
地压正常
二、冲击地压和应力集中区
由于3311工作面为330采区第三个回采工作面，并且回采煤层埋深较浅，结合邻近矿井及我矿生产的实际情况，无冲击地压倾向及应力集中区。
第八节储量及服务年限
一、储量
工作面地层总体呈单斜形态，煤层厚度0.9～8.3m，平均厚度5.0m。
工作面切眼以外65m段胶带顺槽侧煤层中上部普遍含4.8m厚的夹矸（最大厚度5.8m）一层，导致煤层出现分叉现象，上分层煤厚3.3m，下分层煤厚3.5～4.6m。
工作面储量见表1-9。
表1-9工作面储量计算表
块段名
或代号
面积
（m2）
煤层特征
资源储量（万t）
回采率（%）
可采储量（万t）
备注
厚度（m）
夹矸（m）
视密度（t/m3）
上分层-111b
1112
3.3
1.37
0.5
下分层-111b
1112
5.0
1.37
0.8
47%
0.4
111b-2
595
5.6
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