15101工作面回采作业规程.docx
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15101工作面回采作业规程
太义掌煤业有限责任公司
15101外切眼工作面
回
采
作
业
规
程
二〇一二年七月十五日
审批签字：
矿长：
总工程师：
安全矿长：
生产矿长：
机电矿长：
调度室：
技术科：
机电科：
综采队：
准备队：
编制人：
作业规程会审表
参加人员：
会审意见：
备注：
目录
第一章概况1
第一节工作面概述1
第二节煤层1
第三节煤层顶底板1
第四节地质构造2
第五节水文地质2
第六节储量及服务年限2
第二章采煤方法2
第一节巷道布置2
第二节采煤工艺3
第三节设备配备5
第三章顶板控制6
第一节支护设计6
第二节工作面顶板管理7
第三节两巷顶板管理7
第四节矿压观测8
第四章生产系统8
第一节运输8
第二节一通三防与安全监控9
第三节排水12
第四节供电12
第五章劳动和主要技术经济指标12
第一节劳动组织12
第二节主要技术经济指标14
第六章煤质管理14
第七章安全技术措施14
第一节一般规定14
第二节采煤安全技术措施15
第三节机电安全技术措施17
第四节工作面、两巷顶板控制安全措施20
第五节“一通三防”安全技术措施21
第八章避灾路线22
第一章概况
第一节工作面概述
15101综采工作面南起回风大巷，北至井田保安煤柱，东邻F2断层，西为转载运输巷。
运输顺槽长1021m，回风顺槽长994m，设计长度150m。
1.15101工作面主要参数式
名称
全长m
可推进长度
标高
备注
15101切眼
150
940～970
15101运输顺槽
1021
1021
840～930
15101回风顺槽
994
994
880～970
2.工作面对应地面多为山地，局部有零星梯田，地面无建筑和其他民用设施。
工作面回采过后会引起地表裂缝和地表不均匀沉降。
第二节煤层
15#煤层厚2.33-5.34m，平均厚4.60m，煤层结构简单—较简单。
工作面倾角14～18°，煤体硬度f=0.7-2.0，一般含1—2层夹矸，局部含3层，夹矸厚度0—0.75m，局部达1.02m，夹矸岩性为泥岩。
直接顶为K2灰岩，厚度5.72—8.85m，平均7.24m，属Ⅲ级顶板；底板为泥岩、砂质，厚度2.60—3.44m，平均2.99m，局部发育有0.95伪岩质泥岩属中硬底板。
物理性质：
黑色，条痕灰黑色，似金属光泽，阶梯状，贝壳状端口。
中宽条带结构，块状构造，内生裂隙发育。
煤层中黄铁矿呈结核状、斑点状分布。
煤尘、瓦斯等情况：
1.煤尘：
煤尘具有爆炸性。
2.瓦斯：
15#煤层瓦斯的主要成分为甲烷和二氧化碳,我矿属瓦斯矿井。
第三节煤层顶底板
顶板：
直接顶为灰岩，厚度5.72-8.85m，平均7.24m，属Ⅲ级顶板，单向抗压强度为82.85Mpa，抗拉强度3.95Mpa，抗剪强度14.74Mpa。
底板：
底板为泥岩，砂质泥岩，平均6.76m，局部发育有0.95m伪底炭质泥岩。
底板砂质泥岩的单向抗压强度为39.80Mpa，抗拉强度1.65MPa，抗剪强度6.9MPa，属中硬底板。
附图1：
煤层柱状图
第四节地质构造
该回采区域为舒缓起伏的单斜构造，地质结构简单。
第五节水文地质
回采区域地表为山地和部分耕地，无建筑物。
沟谷发育,无常年性流水，季洪水排泄迅速，不利于地下水补给。
地表水流对矿井开采影响不大，但因煤层埋藏较浅，注意做好矿井涌水量的观测、排水准备工作。
要坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则。
第六节储量及服务年限
1.工作面服务年限
工作面服务期=可采推进长度/月设计推进长度=994/72=13.8（月）
2.工作面储量=工作面面积×煤厚×1.46=994×150×4.60×1.46≈1001万吨
第二章采煤方法
第一节巷道布置
15101工作面走向长994米，煤层厚度2.33~5.34m，煤层倾角14～18°度。
煤层硬度f=0.7-2.0，构造简单。
选用走向长壁综采放顶煤采煤法。
工作面两巷均沿煤层底板掘进，回风顺槽、运输顺槽采用梯形工字钢支护，部分区域采用U钢支护。
巷道布置平面图
第二节采煤工艺
一、采煤工艺
本工作面采用倾斜煤层走向长壁综采放顶煤采煤法，工作面沿倾向长壁布置ZF5800/17/27型液压支架支护，双滚筒采煤机落煤、装煤；顶煤通过矿压破煤，自溜装煤；工作面前、后部各安装一台SGZ630／320型刮板输送机分别运输采煤机落煤与放顶落煤。
斜切进刀。
设计采煤机截割高度2.4m，截深0.6m，放煤步距0.6m，采放比1:
1.1。
全部垮落法管理顶板。
工作面初采，6m内不放顶煤。
工作面末采，距停采线15m时，不放顶煤。
二、工艺流程
1.工艺流程简介
交接班→采煤机下行割煤→跟机伸前探梁→至下出口调整上下滚筒位置→上行清底煤、挑顶→由下向上顺序移架→推前溜→放顶煤→拉后溜→采煤机割上口三角煤后返向斜切进刀→放上口顶煤→移上口支架、推前溜、拉后溜→采煤机下行割煤。
工艺流程图
2.工艺要求
1）交接班。
由上、下班跟班队长、班长、验收员及特殊岗位人员双方进行现场交接，对当班设备完好情况、放顶煤位置，顶煤回收情况及工作面遗留问题，注意事项必须相互交接清楚。
接班后，下一班对存在的问题进行处理后方可开始当班正规作业。
2）下行割煤。
煤帮必须割齐，不留伞檐，不留底煤，底板必须割平，不留台阶。
采高不得超过2300mm，不得低于2100mm。
3.调整采煤机滚筒位置
按采煤机的前进方向，无论下行割煤还是上行挑顶清煤，采煤机始终前滚筒在上，后滚筒在下。
调向时要及时调换前后滚筒上下位置。
割煤时前滚筒逆时针旋转，后滚筒顺时针旋转。
4.上行挑顶清煤
采煤机下行割煤过程中顶未割平处，在采煤机上行清煤过程中，前滚筒挑顶，使顶板平直以便于支架移移设。
后滚筒清理底煤，同时清煤工清理架间及前溜托缆间浮煤装入到刮板输送机运走，做好移架准备工作。
5.收前探梁并跟机移架
采煤机上行挑顶、清煤时，滞后采煤机后滚筒3~6m开始由下向上顺序收支架伸缩梁，距机移架。
移架时采用本架操作方式，为防止出现咬架或挤架现象，拉架时一定要控制降架高度不超过相邻支架侧护板高度的1/3。
支架移设到位后，依靠本架下侧护板或辅助戗柱调整支架倾角，缓慢将支架升起，使支架接顶严实。
当顶煤破碎有冒顶现象时，移架应在采煤机前滚筒割过，顶煤暴露后立即伸出伸缩梁进行支护。
支架高度严格控制在2.1-2.3m之间，出现超高、偏低情况时，应进行对应处理，保证支架的稳定性及支护状态良好。
出现挤架、歪架、咬架、垛架时应及时进行处理，严禁强拉硬推。
过渡支架采用先移溜后移架的操作方式，移架步距0.6m。
6.推拉刮板输送机
采煤机自下向上清浮煤的同时，滞后移架15m位置由下向上顺序推溜，一次推溜长度不小于15m。
严禁出现死弯或损坏连接销。
溜子整体移到位后，全长要成一条直线。
若溜子下滑或上窜时，要通过工作面伪斜量或增减调节槽以保证溜子与转载溜的正常搭接。
7.留三角煤斜切进刀
本工作面采用上端头留三角煤斜切进刀方式。
具体过程为：
1）接上一班采煤机下行割煤至下出口，左滚筒在上，右滚筒在下。
2）调换采煤机滚筒位置，左滚筒在下，右滚筒在上，采煤机上行挑顶清煤，割上次进刀留下的三角煤，同时跟机移架推溜。
保留弯曲段距上口15m。
3）采煤机至上口后，调换滚筒位置使左滚筒在上，右滚筒在下。
下行斜切进刀，将弯曲段溜子推直，完成斜切进刀过程。
留三角煤斜切进刀时，必须保证采煤机进刀长度不小于35m，将前溜推直推平，进刀结束，采煤机入缺口停好后要停电摘离合器并实现与刮板输送机的闭锁，采煤机滚筒落地，然后方可进行其他工作。
8.放顶煤
1）初采6m不放顶煤，待采空区内顶煤全部充满采空区后，工作面开始放顶煤。
2）正常放顶煤。
工作面采用割一刀煤放一茬顶煤的作业方式，循环进度为0.6m。
放顶煤采用单人单轮顺序放煤的方法，放煤顺序3~98号架。
放顶煤工序与清煤工序采用平行作业方式。
放顶煤工不得一次将回转梁回最大角度，且放煤过程中，要互相配合，尽量不让或少让顶煤流出刮板输送机之外。
当有大块煤卡在放煤口影响放煤时，则反复动作摆梁，使大块煤破碎；当发现矸石时，回转梁伸出，防止矸石混入煤中。
严格执行“见矸关窗”的原则。
靠近端部的放顶煤工要根据后部输送机上的煤量适当控制放煤量。
9.拉后部输送机
放完煤后，拉后部输送机与推前部输送机相同，分段拉回，拉后部输送机后保证其呈一直线，不得出现急弯儿，防止断哑铃销或溜槽错口。
10.检修维护
检修工作由检修班专职设备检修工负责，逐台（架）检修维护，按要求加注油液，检修后的设备要保证圆班的正常生产。
三、工作面正规循环的生产能力
W=L×S×h×r×c
式中L——工作面长度，m；
S——采煤机截深，m；
h——煤层高度，m；
r——煤的密度，m；
c——工作面煤炭采出率。
W=150×0.6×4.60×1.46×93%=562t
1.循环产量
1）工作面机采产量。
150×0.6×2.2×1.46×98%=283t（机采采出率为98%）
2）放顶煤产量。
150×0.6×2.4×1.46×85%=268t（顶煤采出率为85%）
2.日循环数
根据正规循环作业图表，确定循环数为4个。
3.日产量
551×4=2204t
4.月产量
2204×30=66120t
第三节设备配备
工作面设备配备见下表
工作面设备配备表
序号
设备名称
型号
数量
使用地点
1
采煤机
MG160/380-WDK
1
工作面
2
刮板输送机
SGZ630／320
2
工作面
3
刮板转载溜
SGZ630／320
1
运输顺槽
4
带式输送机
SSJD-80/2×40KW
1
运输顺槽
5
带式输送机
SSJD-100/2×75KW
1
运输顺槽
6
乳化液泵
BRW315/31.5
2
回风顺槽
6
回柱绞车
JSDB-13
1
回风顺槽
6
无极绳绞车
JWB110BJ
1
回风顺槽
主要设备说明及布置
设备名称
项目
技术特征
台数
采
煤
机
型号
MG160/380-WDK
1
电机功率
380KW
牵引方式
齿轮销排液压牵引
采高
2.1-2.3m
截深
0.6m
滚筒直径
1.6m
电压
1140V
牵引力
2×18（t）
刮
板
输
送
机
型号
SGZ-630／320
2
输送量
600t/h
刮板链速
1.14m/s
电机功率
160/80KW
电压
1140V
转
载
机
型号
SGB-620/40T
1
输送量
450t/h
与皮带搭接有效长度
1m
铺设长度
80m
电机功率
2×40KW
电压
1140V
皮
带
输
送
机
型号
SSJD-80/2×75KW
2
输送量
400t/h
带速
2m/s
电机功率
2×75KW;2×40KW
电压
660V
乳
化
泵
型号
BRW315/31.5
2
额定压力
31.5MPa
电机功率
200KW
电压
660V
额定流量
315L/min
乳化
液箱
型号
RX400/25
1
容积
2500L
移动变
电站
KBSGZY-630/10/0.69
630KVA
1
KBSGZY-1250/10/1.2
1250KVA
无极绳绞车
型号
JWB110BJ
1
功率
110KW
回柱
绞车
型号
JSDB-13
1
功率
18.5KW
第三章顶板控制
第一节支护设计
一、支护设备选型
根据15101综采面矿压观测结果预测：
15101工作面直接顶跨落步距8─14米；初次来压步距为30─35米，周期来压步距为13─17米；来压时支架平均支护强度不得少于40t/m2，来压动载系数按1.25计算，则来压时要求最大支护强度不得少于P=40t/m2×1.25=50t/m2，ZF5800/17/27支架的支护强度p＇=F/S=3000KN/（9.8KN/t）/4.8=63.76（t/m2）。
p＇>P，证明该型号支架能够满足本工作面顶板支撑要求。
支护设计采用类比法。
选择ZF5800/17/27型四柱支撑掩护式低位放顶煤液压支架，其主要技术参数见下表。
ZF5800/17/27支架主要技术参数
项目
支架型号
架宽/m
高度/m
控顶距/m
初撑力/kN
工作阻力/kN
自重/t
最大
最小
最大
最小
基本架
ZF5800/17/27
1.5
2.7
1.7
5800
5100
5236
5800
17.6
二、乳化液泵站
乳化液泵站选用BRW315/31.5型，两泵一箱。
泵站布置在回风顺槽。
第二节工作面顶板管理
1.工作面支护
15101工作面共安装支架103架。
支架中心距1.5m。
工作面最大控顶距5.8m，最小探顶距5.1m。
移架推溜步距0.6m。
2.上、下缺口支护
下缺口采用绞接顶梁加单体液压支柱支护，铁丝网背顶并与工作面、巷道内的顶网连为一体。
排距1m，柱距0.5m，第一排绞接梁抬住超前支护的十字梁梁头。
长×宽为2×2m。
上缺口采用绞接顶梁加单体液压支柱支护，铁丝网背顶并与工作面、巷道内的顶网连为一体。
排距1m，柱距0.5m，第一排绞接梁抬住超前支护的十字梁梁头。
长×宽为2×2m。
工作面下缺口往上留2m长的支架下滑余量，采用绞接顶梁加单体液压支柱支护，铁丝网背顶。
排距1m，柱距0.5m。
第三节两巷顶板管理
1.工作面回风顺槽、运输顺槽的超前支护
在皮顺打设20m超前维护。
超前维护采用三排1000×600mm的十字绞接顶梁进行维护。
单体柱为2.8m的单体液压支柱。
排距600mm，柱距1000mm。
在回风顺槽打设20m超前维护。
超前维护采用三排1000×600mm的十字绞接顶梁进行维护。
单体柱为2.8m的单体液压支柱。
排距600mm，柱距1000mm。
打超前维护时，一定要绞实顶板，保证棚梁接顶密实，确保超前维护支护有效。
2.工作面两巷加强支护
两巷超前支护图
第四节矿压观测
1.支架支护阻力监测
1）观测目的。
通过此项观测，主要了解本采煤工作面顶板运动规律及顶板对支架产生的压力特征，由此可确定顶板初次来压和周期来压强度，掌握综放面的矿压显现规律。
为了掌握本工作面矿压显现规律，由队验收员每天把各矿压观测资料提交调度室，以便本队领导及技术人员及时掌握工作面情况，并及时在班前贯彻落实，同时由本队采取相应措施。
2）观测内容。
支架受力：
主要是前、后立柱受力测定，包括测定受力时间和工序。
3）工作面支护质量监测。
工作面每组支架配备压力表两块，对液压支架初撑力、工作阻力进行监测、确保工作面支护质量，准确及时地预报工作面顶板来压，保证安全生产。
2.统计观测
在工作面及两端头进行顶板稳定性统计，每班统计一次，统计内容有支架接顶、梁排柱、片帮深度、端面顶煤冒落情况、顶煤及顶板垮落情况等。
3.巷道测区观测
1）观测目的。
掌握工作面顺槽在开采期间，巷道压力变化情况及超前影响范围。
2）观测内容。
顶底板移近量、两帮移近量、底膨量。
3）测区位置。
在工作面回风顺槽及运输顺槽从开切眼至工作面前方150m范围内，每30m设置一组巷道表面位移观测点，对两巷道进行观测。
4）测量采用钢卷尺等工具，每天测量一次，顶板活动剧烈时每班测量一次，并测出测点距工作面煤壁的距离。
4.数据处理
1）各项观测数据由技术科集中收集数据做处理。
2）观测工作面三次周期来压后，编写观测报告。
第四章生产系统
第一节运输
一、运煤设备及运输方式
1.运煤设备及转载方式
工作面两台SGZ630／320刮板输送机，分别运输采煤机截割的煤和架后的放顶煤；皮带巷经SGB-620/40T刮板转载机，由两部SSJD-80/2×40KW可伸缩带式输送机运煤。
2.辅助运输设备及运输方式
辅助运输采用矿车运输方式。
设备以平板车为主。
二、运煤路线
工作面→运输顺槽→运输大巷→转载巷→主斜井→地面。
三、运料路线
地面→副斜井→井底车场→轨道大巷→回风顺槽→工作面。
运输系统图：
第二节一通三防与安全监控
一、通风系统
1.风量计算
根据2010年7月山西省煤炭工业工业局综合测试中心编制的《山西长治联盛太义掌煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测报告》，矿井开采15号煤层，生产能力达到90kt/a时，矿井最大绝对瓦斯涌出量为7.01m3/min最大相对瓦斯涌出量为3.70m3/t；15101综采放顶煤工作面，实际需要风量主要根据工作面瓦斯涌出量和回采工作面同时工作的最多人数计算，并去其中的最大值。
1）按瓦斯涌出量计算：
Q采=100×q采瓦×K
=100×7.01×1.4=981.4m3/min
其中：
Q采：
采煤工作面所需风量，m3/min
K:
采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.4
2）按工作同时最多工作人数计算：
Q采=4N=4×26=104m3/min
综上所述，风量初选为981m3/min。
2.按风速验算
1）按最低风速验算：
Q>15S=（15×6）m3/min=90m3/min
式中S-采煤工作面的平均断面积，6.0m2
2）按最高风速验算：
Q＜240S=（240×6）m3/min=1440m3/min
通过验算可知，90＜981.4＜1440m3/min
3.工作面风量确定为981.4m3/min。
4.通风路线
新鲜风：
主井→轨道大巷→采区皮带巷→运输顺槽→工作面。
乏风：
工作面→回风顺槽→采区轨道巷→总回风顺槽→风井。
通风系统与瓦斯监控图：
二、瓦斯防治
（一）瓦斯检查
1.本工作面要特别注意预防因放顶煤后上隅角形成顶板冒落空洞中瓦斯聚集，此处要严格瓦斯管理，并及时充填空洞，减少或降低瓦斯浓度。
2.瓦斯员要持证上岗，携带的瓦检仪要完好，灵敏可靠，上隅角在回风顺槽未放顶处采取气样检测，检测人员操作时要注意自身安全，防止片落煤伤人。
3.瓦斯员对检查地点的气体浓度、空气温度、测定数据要定点准确监测，认真填写瓦斯手册、牌板，严格执行瓦斯检查制度。
必须做到无空班、漏检、假检，并执行现场交接班制度。
重点加强工作面上隅角的瓦斯监测，做到随时检查。
4.工作面当班跟班队长、班长、安检员必须配带完好的瓦斯报警仪，随时进行瓦斯监测。
（二）瓦斯监测
1、在回风顺槽距总回风口10~15m处安设一台KGJ16B型甲烷传感，报警浓度为≥1.0%，断电瓦斯浓度为≥1.5%，复电甲烷浓度为＜0.5%，断电范围为工作面及回风顺槽内全部非本质安全型电气设备，同地点另设置一台一氧化碳传感器，报警浓度为≥0.0024%.
2、在回风顺槽770米处安装一台KGJ16B甲烷断电仪，报警甲烷浓度为≥0.5%，断电甲烷浓度为≥1.5%，复点甲烷浓度＜0.5%，断电范围为泵站内全部非本质安全型电气设备。
3、在回风顺槽上偶角安装一台KGJ16B型甲烷传感器，报警甲烷浓度为≥1.0%，断电甲烷浓度为≥1.5%，复点甲烷浓度＜1.0%，断电范围为工作面及回风顺从内全部非本质安全型电气设备。
4、在工作面距回风顺槽≤10米处设置一台KGJ16B型甲烷传感器，报警甲烷浓度为≥1.0%，断电甲烷浓度为≥1.5%，复电甲烷浓度为＜1.0%，断电范围为工作面及回风顺槽内全部非本质安全型电气设备。
三、综合防尘系统
（一）防尘管路系统
地面净化水池→主斜井→轨道大巷→总回风大巷→轨道大巷→15101回风顺槽（运输顺槽）。
洒水（防尘）系统图：
1.工作面运输顺槽、回风顺槽各敷设一趟防尘管路，管路敷设平直、牢固。
距工作面煤帮不大于20m，运输顺槽每隔50m、回风顺槽每隔100m设一组有阀门的三通支管。
2.回风顺槽50m范围内设三组全断面净化水幕，各喷嘴雾化效果好，阀门灵敏可靠。
（二）防尘措施
1.降低工作面浮尘
1）采煤机捕尘措施：
工作面采煤机内外喷雾装置，必须要求雾化程度要好，做到喷头无堵塞及短缺现象，要加强管理，每天检查维护一次。
2）液压放顶煤支架靠尾梁及顶梁前喷雾装置，放煤割煤时打开喷雾。
3）在运输顺槽各转载点安设喷雾装置，作业时进行喷雾，消除飞扬的浮尘，降低进入工作面风流中的含尘量。
2.每天对回风顺槽50m范围内巷道冲洗一次。
每旬对巷道进行全面除尘。
3.搞好个体防护工作，采煤机司机、移架工、放煤工等工作人员都要佩戴好防尘口罩。
（三）隔绝瓦斯煤尘爆炸措施
运输顺槽、回风顺槽各安设一组隔爆水棚，水量200L/m2，水袋个数不少于48个，每个水袋的乘水量为40L,布置方式为集中悬挂式。
水棚与工作面煤帮保持60~150m距离，保证水袋水量充足。
安全通风科必须按时对隔爆设备安装地点、数量、安装质量是否符合要求进行定期全面细致检查。
第三节排水
排水路线：
运输顺槽→工作面水仓→原东翼回风巷道→井底水仓。
回风顺槽→工作面水仓→原东翼回风巷道→井底水仓。
附图：
排水管路系统图
第四节供电
在运输顺槽700m处设置两台移动变电站，一台供采煤机、转载刮板输送机。
另一台供工作面前后刮板输送机。
运输顺槽500m处设置一台移动变电站，供运输顺槽皮带输送机、绞车。
工作面供电系统图：
第五章劳动和主要技术经济指标
第一节劳动组织
一、作业方式
采用“三八”制作业，两采一准，即两班（零点、四点）采煤，一班（八点）检修，专业工种追机作业。
二、劳动组织
劳动组织图表
序号
工种
零点班
八点班
四点班
1
跟班队长
1
1
1
2
班长
2
2
2
3
机组司机
2
2
2
4
支架工
3
3
3
5
刮板输送机司机
2
2
2
6
带式输送机司机
2
2
2
7
乳化泵司机
1
1
1
8
端头维护
4
4
4
9
电工
1
1
1
10
清煤工
4
4
4
11
验收员
1
1
1
12
杂工
2
2
2
13
水泵工
1
1
1
14
小计
26
26
26
15101工作面正规循环作业图表
第二节主要技术经济指标
工作面主要技术经济指标见下表。
工作面主要技术经济指标
序号
项目
单位
数量
备注
1
工作面平均采高
m
4.28
2
工作面长度
m
150
3
煤层生产能力
t/m
937
密度按1.46t/m3
4
循环进尺
m
0.6
5
循环产量
t
604
密度按1.46t/m3
6
月正规循环数
个
120
按30天
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