21091东段炮采工作面作业规程.docx
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21091东段炮采工作面作业规程
新安县渠里煤矿
21091东段炮采
工作面作业规程
（编号：
采07001号）
编制：
安铜元
施工负责人：
李为民
总工程师：
郭志毅
批准日期：
2007年4月6日
执行日期：
2007年4月6日
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
一、工作面位置
21091东段工作面位于二水平一采区下山东部，上邻21071采空区，东至井田边界煤柱，西至21091中切眼，下邻21111备用工作面。
工作面底板最高标高为+113米，最低标高为+99米，工作面走向长160米，倾向长89米，可采面积为14240平方米。
二、地面相对位置
该工作面位于云顶山脊北坡，地面主要为荒坡，属重丘地貌，起伏较大。
三、回采对地表的影响
由21071工作面回采情况推算，回采该工作面可能造成地表出现裂隙情况，地面周围无建筑物和其它设施，不会造成其它影响。
工作面北部为21071工作面采空区，回采后工作面压力往南移动，工作面距上巷20～30米内有压力增大情况。
（附井上下对照关系表）
表1井上下对照关系表
水平、采区
二水平一采区
工程名称
21091工作面回采
地面标高（M）
375～415/395
井下标高（M）
99.88~~113.28
地面相对位置及地物地貌
位于云顶山脊北坡，地面无建筑物、水塘、河流等；地面属重丘地貌，起伏较大，工作面中部为集水区。
井上下相对位置对回采的影响
地面主要为荒坡，对21091东段工作面回采无影响。
四邻关系对回采的影响
东至井田边界，西至21091中段切眼，南至21111工作面上巷，北至21071东段工作面采空区；其上部的21071工作面采空区内有积水，虽21091上巷比21071下巷采空区水位高,但为了安全,必须加强回采时的探放水工作。
第二节煤层
一、煤层厚度
根据工作面上下巷和开切眼掘进探煤情况推断，工作面内煤层最大厚度为10米，最小厚度为1.6米，平均厚度为5.8米。
二、煤层产状
煤层走向45°或225°左右，倾向131°～140°之间，倾角6°～8°之间，平均倾角7°。
三、煤质
该工作面所采煤层为二1煤，以粉末状为主，块状次之，透气性差，局
部薄层有泥岩夹矸，偶含黄铁矿结核，主要用作火力发电等工业用煤。
见煤层特征表
表2煤层特征表
指标
数值
备注
煤层厚度（米）
1.6～10/5.8
煤层走向（度）
45或225
煤层倾向（度）
135
煤层倾角（度）
6～8/7
煤层硬度F
≤0.8
煤层层理
中等发育
煤层节理
不发育
煤层自燃发火期（D）
不易自燃
Ⅲ类
煤尘爆炸指数
20.49
地温（°C）
22
绝对瓦斯涌出量（m3/min）
2.15
地压
中
第三节煤层顶底板
一、煤层顶板
直接顶为砂质页岩或泥岩，厚度2～6米，强度较小，偶含黄铁矿结核，含片状白云母。
老顶为细－中粒石英砂岩，灰白色，致密，坚硬，强度较高，厚度在20～79米左右。
局部有伪顶，为片状碳质泥岩，厚度0.3～3米左右。
二、煤层底板
直接底岩性以泥质页岩或砂质页岩为主，次之为泥岩或炭质泥岩，平均厚4米，呈灰色或灰黑色，水平层理较发育，老底为细粒砂岩或灰岩，灰色或深灰色，强度较高。
三、地层综合柱状
地层情况见地层综合柱状图。
（附煤层顶底板情况表）
表3煤层顶底板情况表
顶底板名称
岩石类别
硬度
厚度
岩性特征
顶板
老顶
细－中粒石英砂岩
≤8
20～79
灰白色、致密、坚硬，强度较高
直接顶
砂质页岩或泥岩
≤5
4～16
深灰色或灰色，致密，强度较小，偶含黄铁矿结核，含片状白云母
伪顶
炭质页岩或泥岩
≤1
0.3～3
灰黑色，强度底
底板
直接底
泥质页岩或砂质页岩
≤3
2～6
灰色或灰黑色，强度底
老底
细粒砂岩或灰岩
≤5
灰色或深灰色，强度较高
老顶
直接顶
伪顶
煤层煤层
直接底直接底
老底老底
地层 综 合柱状示意图
第四节地质情况
一、地质构造
21091东段工作面内地质构造简单～中等，无断层，但工作面内有一走向60°的向斜构造，煤层顶底板起伏较大。
二、水文地质
21091东段工作面水文地质构造简单～中等，无钻孔及导水构造，主要水源为顶板裂隙渗水和21071采空区水，预计正常涌水量1～2m3/h，最大5m3/h。
三、瓦斯地质
21091工作面上巷和21071下巷煤柱5～10米，瓦斯已充分释放，预计回采期间绝对瓦斯涌出量0.79m3/min，必须加强通风及瓦斯检查工作。
第五节影响回采的其它因素
根据2006年瓦斯鉴定情况，矿井相对瓦斯涌出量为6.725m3/t，绝对瓦斯涌出量为6.249m3/min。
二氧化碳相对涌出量为1.697m3/t，绝对涌出量为1.588m3/min，属于低瓦斯矿井。
相邻21071工作面绝对瓦斯涌出量为0.79m3/min，相对瓦斯涌出量为3.36m3/t。
根据相邻工作面和掘进巷道预计，该工作面相对瓦斯涌出量3.02m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.79m3/min。
二1煤煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为20.49%，煤层自燃发火等级为Ⅲ级。
地质建议：
1、在回采过程中经过构造或破碎带时，要加强工作面及回风巷的瓦斯检查，预防瓦斯大量涌出。
工作面对压力增大地点要加密支护，顶板采空区要背严备实。
2、顶板冒顶部分要用圆木背牢架实，采空区大面积不垮落地段要强制性放顶，防止大面积垮落。
3、工作面每推进20米探测顶底板煤层厚度，推断工作面煤炭准确储量和回采率。
4、对工作面涌水段应及时疏通水沟，使水流到临时水仓并及时排出，记录该地点的涌水量。
5、夹矸地段和薄煤带要在图纸上做出准确记录。
第六节储量及服务年限
该工作面走向长160米，倾向长89米，平均煤厚5.8米，煤层视密度为1.4t/m3，工业储量为12.3万吨，可采储量为11.4万吨，可采期10个月。
第二章采煤方法
该工作面采用走向长壁后退式采煤方法，全部垮落法管理顶板。
第一节采煤工艺
该工作面采用爆破落煤和放顶煤工艺，其工艺流程为：
落煤（掐口—扩邦落煤）→装运煤→支护→放顶→放顶煤→移溜。
一、落煤
1、掐口：
从工作面安全出口开始，每隔6～10米掐一个口，掐口宽度 1.2米，掐口执行以下作业程序：
放炮掐口→撺梁护顶→出煤→打贴邦柱→背邦（放炮见爆破图表）。
2、扩邦落煤：
掐口后，背好掐口处一侧，在另一侧扩邦落煤（掐口、落煤方向保持一致），扩邦执行以下程序：
放扩邦炮→撺梁护顶→出煤→打贴邦柱→背邦。
当顶板松软掐口和扩邦直接放炮有危险时，禁止打眼放炮，使用手镐落煤，撺梁护顶，打贴邦柱，背邦，用此方法采通所有煤墙。
二、装煤与运煤
工作面采用一部SGB-420/30型刮板输送机和一部SGB-320/17B型刮板输送机运煤。
运输巷采用两部SGB-420/30型刮板输送机运煤至21091中切眼皮带机→东翼运输平巷皮带机→西翼外下山皮带机→采区煤仓。
三、工作面支护和采空区处理
工作面使用DZ22型单体液压支柱配合2.2米π型工字钢梁倒悬壁错梁直线柱支护，二梁五柱，柱距（中见中）0.4米，排距1.2米，最小控顶距2.4米，最大控顶距3.6米。
当工作面推进到第四排柱时对采空区进行回柱放顶，使采空区直接顶直接垮落，使用荆芭堵住矸石，防止垮落矸石滚到工作面。
四、前后端头与中部机房支护
前后超排各长3米，中部机房长6米，采用DZ22型单体柱配合3.6米π型钢梁，倒悬臂错梁直线柱支护，二梁五柱，柱距0.4米，排距1.2米，最小控顶距3.6米，最大控顶距4.8米。
五、放顶煤工艺
（1）工作面推进1.2米，进行一次放顶，即放煤步距为1.2米。
（2）工作面放顶煤采用低位、单轮、间隔、多口放煤方式，沿工作面倾斜方向，每10米距离分三个放煤口，放煤口与槽沿平齐，开口规格为0.4×0.4米，开口间距2.5～3.0米。
（3）距上下端出口5米，不放顶煤。
（4）在初期来压以后开始放顶煤，即工作面推进13～15以后。
工作面推进到停采线以后，停止放顶煤。
六、正规循环生产能力
W=L×S×H×γ×C
=89×1.2×5.8×1.4×93%=806.5
式中W——工作面正规循环生产能力，t；
L——工作面平均长度，89M；
S——工作在循环进尺，1.2M。
H——工作面设计采高，5.8M。
γ——煤的视密度，取1.4t/m3。
C——工作面采出率，93%。
代入数据，计算得工作面正规循环生产能力为806.5T。
第二节设备配置
工作面设备配置见机械设备配备表。
机械设备配备表
序号
名称
型号
数量
安装地点
1
30千瓦溜子
SGB420/30
2
21091运输巷（转载）
2
30千瓦溜子
SGB420/30
1
21091采面
3
17千瓦溜子
SGB--17
1
21091采面
4
煤电钻综合保护
ZZBL－2.5XL
1
采面
5
乳化液泵
PRB5A
2
乳化液泵站
6
4KW水泵
2
上下巷水仓
7
信号照明综合保护
BZX—2.5
1
接煤溜子头
第三章顶板控制
第一节支护设计
一、工作面支护设计
参考本矿同煤层矿压资料选择本工作面矿压参数、工作面合理的支护强度。
Pt=9.81h×γ×K
式中Pt——工作面合理的支护强度，KN/㎡
H——采高，2.0米
γ顶板岩石重力密度，2.5t/m3；
K——工作面支柱应支护的上覆岩层厚度与采高之比，一般为4～8，该处取6。
经计算得：
Pt=294.3KN/㎡
1、单体液压支柱实际支撑力
Rt=Kg×Kz×Kb×Kh×Ka×R
=0.99×0.8×0.8×1.0×0.9×300=171.072KN。
式中Rt——单体液压支柱实际支撑力，KN；
Kg——支柱工作系数，0.99；
Kz——支柱增阻系数，0.8；
Kb——支柱不均匀系数，0.8;
Kh——采高系数，1.0;
Ka——倾角系数，0.9；
R——支柱额定工作阻力，300KN.
经计算得，Rt=171.072KN。
2．工作面合理的支护密度
ｎ＝Pt/Rt＝294.3/171.072＝1.72根/ｍ２
3.工作面支柱距、排距
α＝（N·S）/（Nb＋F）
=（4×1÷1.72）÷（2.4+1.2）=0.65米
式中N—工作面支柱排数，４；
S—每根支柱的支护面积，1/1.72㎡；
F——机道上方梁端至煤壁距离，1.2米；
Nb——顶梁长度2.4米；
经计算得α=0.65米。
根据以上计算的支护强度，工作面柱距、排距确定工作面选用DZ22型单体液压支柱和2.4米π型工字钢梁支护顶板。
二、乳化泵站设计
泵站及管路选型：
乳化泵站选在21091中切眼与21091中段下巷交汇处，液压泵两台，一台工作，一台备用。
型号为PRB5A，管路选用直径为19mm的软管。
泵站使用规定：
1、泵站必须安放平稳，固定牢固，停放在顶板完整、无片帮、无淋水处。
2、坚持使用乳化液浓度计，乳化液浓度必须保证2%～3%，并有合格的过滤网。
3、泵站压力表动作灵敏，压力达到额定值，必须保证不低于18MPa。
4、泵件、泵箱、液压管路无漏液现象。
第二节工作面顶板控制
一、工作面支架布置方式
1、工作面选用DZ22型单体液压支柱和π型钢梁支护顶板，布置方式为倒悬壁错直线柱，煤层倾角6～8°，支柱仰山角为+1°。
2、工作面最大控顶距3.6米，最小控顶距2.4米，放顶距1.2米，支柱排距1.2米，柱距0.4米。
3、工作面煤壁不得留有伞檐，顶梁末端靠在煤壁上，并有梁窝，有片帮的地方必须用荆芭和圆木背实，防止片帮加重。
4、顶板使用双层荆芭和川杆背实，每棚使用4根川杆，川杆直径不小于50mm。
川杆因压力折断时需及时更换。
对顶板冒落而不实的部分必须使用坑木及时架木垛，预防顶板大面积垮落而压塌支架。
二、顶板来压的支护措施
1、在采煤过程中，必须检查顶板及周围情况，若发现明显来压现象，必须停止采煤工作，加强工作面支架的维护，适当加密工作面支架，并按0.4米间距加密切顶斜抬棚和贴邦支柱，沿采空区打一排戗柱打或加打戗棚，当顶板压力增大时，适当增加支护密度。
2、回柱后空区顶板不垮落，其悬顶面积（长4米，宽1～2米以上顶板）较大时，要按0.4米间距在该处及其上下各3米的范围内加打戗棚加固。
当其悬顶面积大于10㎡时，要在工作面悬顶端沿倾斜方向每4米架设一组丛柱，每组柱不得少于5根，或每5米加打木垛一个，并及时报矿领导，采取强制放顶措施。
三、回柱放顶方法及回柱工艺
采用全啊垮落法管理顶板，人工回柱放顶。
回柱放顶顺序严格执行由下则上、由里向外的原则。
一次摘除老塘柱不得超过3棚，分段放顶时间距不得小于15米，段间必须堵好口，防止大块矸石垮落后滚下伤人。
第三节回采巷道及端头顶板管理
一、工作面端头支护和上下巷超前支护
1、端头支护使用3米π型钢梁，配合单体液压支柱交错支护，一梁三柱，其规格为排距1.5米，柱距0.4米，支护长度2米。
2、工作面运输巷和回风巷超前工作面挂2列π型顶梁，顶梁下架设单体液压支柱，实现一梁三柱。
长度不低于20米，距工作面10米范围内必须架设双排，另一侧架设单排，超前支护巷道内架要完整无损，其高度不得低于1.6米。
二、运输巷、回风巷支架的回撤
工作面支架均随工作面放项进行回撤。
要求该支架后方与工作面切顶线整齐，运输巷回棚在缩短输送机后进行，采用人工回撤梯形棚，用单体柱托住棚梁，然后拉出棚腿，在护身支柱保护下远距离卸载，顶板垮落稳定后取出棚柱。
为防止瓦斯积聚，工作面回风巷支架可超前切顶线一排或半排进行回撤。
靠近煤壁的另一侧叉棚下根据压力状况，合理增加支柱密度。
三、备用支护材料数量及存放地点
回风巷距工作面30～100米范围内必须存放有备用材料，其中单体液压支柱60根，绞接顶梁60根，坑木20根，以备抢险时急用，此材料随用随补，严禁短缺。
工作面每月所需的荆芭、川杆等应根据工作面需用量及时运到，并在回风巷内码放整齐，不得影响行人和运料。
第四章生产系统
第一节运输
一、运输设备选择和安装
工作面使用30型和17型刮板输送机各一台，运输巷使用两台30型刮板输送机，至21091切眼后使用650mm宽输送带运至采区煤仓，装车后经运输大巷至斜井到达地面。
工作面上部为一部SGB-320/17B型刮板输送机，下部为一部SGB-420/30型刮板输送机，机头机尾各用两根单体液压支柱固定牢稳。
二、运煤系统
工作面→21091下巷→21091中切眼→东翼运输平巷→西翼外下山→采区煤仓→运输大巷→主斜井→地面。
三、运料系统
地面材料库→主斜井→运输大巷→东翼下山→21091上巷→工作面回风巷→工作面。
（见运输系统图）
第二节一通三防与安全监控系统
一、通风设施设置
工作面上、下巷与21091中切眼交汇处的21091（中切眼内）打密闭一组，使风流经采面下巷→采面→上巷→21091中段上巷→进入东翼回风巷。
密闭要牢固严密，不漏风。
二、工作面实际需要风量的计算
工作面实际需要风量根据瓦斯、工作面温度、炸药消耗量和同时工作的最多人数分别进行计算，取其中最大值进行风速验算，满足要求时，该最大值即是工作面实际需要的风量。
1、按瓦斯涌出量计算
Q=100qK
式中Q——工作面实际需要风量，m3/min；
q——工作面瓦斯绝对涌出量1.85m3/min；
K——工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数，K=1.8
由此计算得：
Q=333m3/min。
2、按工作面风速计算
Q=60VSK
式中V——工作面平均风速，1m/s；
S——工作面的平均断面5.5㎡；
K——放顶煤工作面长度调整系数，1。
由此求得Q=330m3/min；
3、按工作面每班最多工作人数计算
Q=4×n
式中n——工作面的最多工作人数（按交接班时最多70人计算）。
由此求得Q=280m3/min；
4、按炸药用量计算
Q=25A
式中A——采煤工作面一次爆破的最大炸药用量2.25kg。
由此求得Q=56.25m3/min；
5、按风速验算
工作面的最小风量Q＞15×2×3.3=99m3/min，合格。
工作面的最大风量Q＜240×2×2.2=1056m3/min，合格。
根据以上计算，工作面实际需要风量取333m3/min。
三、通风路线
主斜井→运输大巷→东翼下山→21091中段下巷→21091中切眼→21091东段工作面下巷→21091东段工作面→21091东段上巷→21091中段上巷→东翼回风巷→总回风巷→立井→地面。
（见通风系统图）
四、瓦斯防治
1、瓦斯检查地点：
工作面进风巷、回风巷、工作面的风流中，工作面上隅角，顶板冒落空洞，电动机附近等固定点，每班检查次数不少于3次，并向调度室汇报，放炮地点附近20米风流中，回柱放顶处要加强瓦斯检查。
2、瓦斯报表必须有瓦检员签字，检查地点的瓦斯记录，做到班报、牌报、日报“三对照”，不得空班，漏检，假检。
3、当工作面风流中瓦斯达到1.0%时，停止用电钻打眼，爆破地点附近20米风流中瓦斯浓度达到1%时，严禁爆破。
工作面及其进、回风巷道内，体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2%时，附近20米内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。
4、工作面风流中电动机或其开关安设地点附近20米以内风流中的瓦斯达到1.5%时，必须停止工作，切断电源撤出人员进行处理。
工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1%（或二氧化碳浓度超过1.5%时），必须停止工作，撤出人员，采取措施进行处理。
因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1%以下时，方可通电启动。
5、工作面安装瓦斯断电仪，并且与矿井安全监测系统联网在一起，工作面风流中、工作面回风流中各安装一个甲烷传感器，前者安装具体位置在回风巷距离工作面小于10米的风流中，后者安装在回风巷距21091上巷回风巷口10～15米范围内，距巷顶不超过0.3米。
报警浓度≥1%（CH4）工作面风流中传感器断电浓度≥1.5%（CH4）复电浓度＜1.0%（CH4）,断电范围为工作面及其回风巷内全部电器设备，回风巷中传感器报警断电浓度≥1%（CH4），复电浓度＜1.0%CH4，断电范围是工作面及其回风巷内全部电器设备。
（见安全监控系统图）
五、综合防尘系统
1、防尘供水系统
地面水池→主斜井→运输大巷→东翼下山 21091中段下巷→21091中切眼→21091中段下巷→工作面。
21091中段上巷→21091东段
上巷→工作面。
供水管路每隔50 米安装一个三通阀门，平时定期冲洗巷道使用。
2、防尘方式
工作面实现煤层注水，沿倾斜方向每隔3米打一个注水眼，距底1.5米，打眼深度为3米，使用高压注水枪柱水，每个眼注水到附近煤壁挂汗为止，每次爆破落煤后，先洒水降尘，再人工攉煤到输送机上。
输送机转载点，皮带转载点都要安装喷雾洒水装置，工作面运输巷、回风巷各设置一组净化水幕，每天对工作面运输巷、回风巷进行冲刷一次，工作面作业人员工作时戴好防尘口罩。
3、隔爆设施的安装
工作面运输巷和回风巷各设置一组隔爆集中水棚；水棚设置在直线段巷内，与工作面的距离保持在60～100m，棚区长度不得小于20m，水量不小于200L/㎡。
水袋棚安装方式是：
当受爆炸冲击力时，水袋中的水容易洒出，两排水袋之间间隙保持1—1.2m，水袋上沿与支架、顶板之间的距离不得小于0.1m。
（见防尘系统图）
第三节排水
工作面运输巷在平巷低洼处设置临时水仓，根据工作面最大涌水量5m3/h，水仓容积不得小于40m3，安设2台4KW水泵，一台工作，一台备用，水直接排到东翼下山水仓。
排水路线为21091东段工作面→21091东段下巷→21091中段下巷→东翼下山水仓→井底主水仓→地面。
（见供排水系统图）
第四节供电系统
一、供电简述
供电电源来自东翼采区变电所，由1台KBSG2-T-20变压器供工作面使用，电压660V，其供电设备、电压等级、电缆种类、电缆断面、馈电开关额定值、安全系数“三大保护”都符合供电系统的安全要求。
二、机电设备的安装与验收
所有机电设备的安装一律按照《机电完好标准》执行，所有设备坚决杜绝失爆。
带式输送机跑偏装置、烟雾传感器要始终灵敏可靠，机头处必须配有灭火器。
机头前后20米内不能用可燃性材料支护。
21091东段工作面所安装的设备经矿机电科验收后，方可投入运行。
（见供电系统图）
第五节通讯照明系统
21091东段工作面下巷安装一部防爆程控电话，电话号码8011，通往调度室程控主机，随时可和矿井内任何内部电话进行通话。
工作面下巷与皮带机转载点、皮带机各转截点分别安装一盏防爆日光灯，日光灯若有损坏、不亮者及时更换。
第五章
劳动组织、正规循环和主要经济技术指标
第一节劳动组织
工作面采用“三八”工作制度，边采边准的作业方式，每班配备一个专职工程验收员，其他人员定岗综合作业。
（见劳动组织表）
21091东段工作面劳动组织表
序号
工种
出勤人员（人）
合计（人）
0点
8点
4点
1
采支工
8
8
8
24
2
出煤工
8
8
8
24
3
放顶工
4
4
4
12
4
巷道维护工
1
1
1
3
5
运料工
0
3
0
3
6
工程验收员
1
1
1
3
7
司泵工
1
1
1
3
8
乳化泵司机
1
1
1
3
9
溜子司机
4
4
4
12
10
班组长
1
1
1
3
11
跟班队长
1
1
1
3
12
跟班电工
1
1
1
3
13
放炮员
1
1
1
3
14
注水工
1
1
1
3
15
合计
33
36
33
102
21091东段工作面定岗人员102人，在册人员132人。
第二节正规循环作业
1、循环进尺1.2米，采高2米，平均煤层厚度5.8米，月平均工作日数28天，循环时间48小时，月正规循环个数14个，月推进度16.8米。
2、平均循环产量806.5吨。
3、平均日产量403吨。
4、月产量12000吨。
（见正规循环作业图表）
第三节主要技术经济指标
21091东段工作面主要技术经济指标表
序号
项目
单位
指标
序号
项目
单位
指标
1
走向长度
M
160
13
循环产量
T
806.5
2
倾斜长度
M
89
14
日产量
T
403
3
煤层厚度
M
5.8
15
月产量
T
12000
4
采高
M
2
16
月工作日数
日
28
5
容重
M3/T
1.4
17
月推进度
M
16.8
6
煤层倾角
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