3107综放工作面作业规程.docx

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3107综放工作面作业规程

3107综放工作面作业规程

工作面名称：

3107综放工作面

施工单位：

采一队

施工负责人：

编制人：

鹤壁中泰矿业有限公司

2014年9月3日

目录

第一章概况-1-

第一节工作面位置及井上下关系-1-

第二节地质构造-2-

第三节水文地质-3-

第四节影响回采的其它因素-5-

第五节储量及服务年限-6-

第二章采煤方法-7-

第一节选择采煤方法-7-

第二节巷道布置-7-

第三节采煤工艺-7-

第四节设备材料配置-11-

第三章生产系统-13-

第一节运输系统-13-

第二节通风系统-13-

第三节防尘系统-20-

第四节注浆系统-22-

第五节压风自救的安装-22-

第六节瓦斯抽排系统-23-

第七节排水系统-24-

第八节供电系统-25-

第九节通信、照明及监测监控系统-25-

第四章顶板管理-26-

第一节工作面支护设备型号及主要技术参数-26-

第二节支护设计-27-

第三节工作面顶板控制-30-

第四节运输巷、回风巷端头顶板控制-31-

第五章劳动组织、循环图表及主要技术经济指标-35-

第一节劳动组织-35-

第二节主要技术经济指标-35-

第六章煤质管理-37-

第七章安全技术措施-39-

第一节一般规定-39-

第二节采煤管理安全技术措施-39-

第三节“一通三防”与安全监控措施-52-

第四节运输安全技术措施-56-

第五节机电安全技术措施-67-

第六节防治水措施-77-

第七节煤壁注水安全技术措施-79-

第八节其它方面安全技术措施-80-

第八章灾害应急措施及避灾路线-86-

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

工作面名称

3107综放工作面

煤层名称

山西组二1煤层

采区名称

三水平一采区

地标情况

地表无建筑物，地貌属丘陵山地，地表大部分为耕地

四邻关系

东

下顺槽为界与3105采空区、2103采空区相邻

南

切眼为界与21102采空区相邻

西

上顺槽为界与2114采空区、2116采空区、2118采空区、2132采空区相邻

北

设计停采线为界与二一采区皮带巷相邻

工作面标高

工作面标高-202m～-351m，埋藏深度402.4m～601.6m

回采影响因素

该工作面共过46条老巷，6条断层。

工作面面积

119336.7m2

二、工作面煤层情况

煤

层

走向长度

930m

倾斜长度

85～141m

煤层类型

山西组二1煤层

走向350°～359°

倾向80°～89°

煤层厚度

平均8.1m

煤层结构

5.83（0.3）2.27m

储

量

工作面长度

初采85m，中期89m，后期141m

真相对密度

1.4t/m³

推进长度

平均930m

可采储量

108.3万t

可采面积

119336m2

综合回收率

≥85％

煤

质

煤质硬度

0.8-1.5

平均灰分

14.25％

煤质牌号

瘦煤，属优质动力煤以亮煤为主

平均水分

1.4％

挥发份

14.27％

发热量

29.2MJ/kg

胶质层厚度

K=8~29.5mm

Y=0~5.5

全硫含量

≤0.32%

三、煤层顶底板

类别

分项

主要岩石

厚度（m）

普氏硬度系数

岩性描述

顶

板

老顶

灰色中粒砂岩

11

f=10.5

灰色中粒砂岩，矿物成分以石英为主，暗黑色矿物次之，层面含白云母碎片。

直接顶

黑色砂质泥岩

平均2.2

f=6.37

层面含大量植物茎部化石及白云母碎片。

伪顶

黑色泥岩

平均0.35

层面含大量植物茎部化石及白云母星，随采随落。

底

板

直接底

灰黑色砂质泥岩

平均0.7

灰黑色砂质泥岩，含沙量由上而下逐渐增多。

老底

灰色中粒砂岩

平均4

f=8.53

灰色中粒砂岩，上部为细沙，向下逐渐为中粒，含较多暗色矿物及白云母碎片。

煤层柱状图见附图一

第二节地质构造

地质构造是影响煤矿安全生产最重要的地质因素，也是其它地质变化的主要控制因素。

该工作面地质掘进时揭露六条断层：

下顺槽揭露4F3105-9断层（走向22°倾向292°倾角70°落差H=3.5m），对工作面回采影响较大；工作面切眼揭露4F38断层（走向25°倾向295°倾角61°落差H=0.6m），对工作面回采影响较小；上顺槽里段揭露4F37-2断层（走向148°倾向238°倾角56°落差H=0.6m），向工作面内延伸，对工作面回采影响较小；上顺槽运煤横川揭露4F31-7断层（走向30°倾向300°倾角67°落差H=2.6m），对工作面回采影响较小；工作面老巷揭露断层4F3107-1（走向20°倾向290°倾角60°落差H=0.9m），对工作面回采影响较小；4F3107-2（走向7°倾向277°倾角62°落差H=1.6m），对工作面回采影响较大。

下顺槽相邻4F13断层（走向25°倾向295°倾角61°落差H=0.6m）、4F21102-3断层（走向25°倾向295°倾角61°落差H=0.6m）；里段上顺槽相邻4F37断层（断层走向359°倾向269°倾角52°落差H=5～9m）（详见断层统计表）。

预计工作面内无岩浆侵入体、河流冲刷带、陷落柱。

第三节水文地质

一、含水层分析

（一）主要含水层

主要含水层系第三、四系砂、砾岩含水层组，由砂、砾岩和粘土岩组成，厚66.32m~229.5m，含水层为砂岩及砾岩、属孔隙、裂隙含水层（组），多呈透镜体，孔隙发育，含孔隙潜水或孔隙裂隙承压水，水化学类型为HCO3-Ca型和HCO3-SO4-Ca型。

1.二1煤顶板中、粗粒砂岩含水层（组）

由山西组细、中、粗粒砂岩组成，厚10.66m~45.48m，一般30m，属孔隙裂隙承压含水层（组），该层孔隙裂隙不发育，含水层接受补给条件差，以静储量为主，且大部分已疏干，仅在局部有不同程度的滴水、淋水影响不大。

2.太原组C3L8石灰岩含水层

C3L8石灰岩含水层属岩溶裂隙含水层，位于二1煤层下30~40m，为二1煤层底板直接充水含水层，该层石灰岩富水性不均，水循环交替滞缓。

3.太原组C3L2灰岩含水层

C3L2灰岩含水层岩性为灰-深灰色，中厚-厚层状石灰岩，厚2.85~11.73m，平均厚6.2m，距二1煤层87m~163m，岩溶裂隙发育，含水丰富。

矿区西部有少量露头，接受大气降水和地表水的补给，补给条件不甚好，一般情况下易疏干。

当有断层存在使C3L2灰岩与奥灰含水层接触，并接受奥灰含水层补给，其涌水量会明显增加，且不易疏干。

当无大断层或其它因素影响时，对开采二1煤层影响不大。

4.中奥陶统（O2）灰岩含水层

中奥陶统石灰岩含水层由灰色厚层状石灰岩和角砾状灰岩组成，厚约450m左右，为煤系地层之基底，广泛出露于鹤壁西山，接受大气降水补给，是矿区的主要含水层。

裂隙岩溶发育，其导水性、富水性较好。

奥灰含水层上距一

煤29～55m，距一

煤39~65m，平均55m，由于断层的影响，往往缩短了奥灰与一

煤和一

煤的距离，破坏了岩层的完整性，在矿压与水压及断层导水等条件作用下，容易涌入矿井，从而使本含水层对开采一

煤和一

煤构成严重威胁。

奥灰含水层上距二1煤底160~180m,一般情况下对二1煤层的开采威胁较小，但当有较大的断层或其它因素的影响，导致含水层与二1煤层的间距缩短，引起高压奥灰水突水，则有可能引起严重后果，应高度重视。

当无大断层或其它因素影响时，对工作面回采影响不大。

（二）主要隔水层

1.二1煤层顶板隔水层

山西组以上至基岩面，厚度大于300m，由中厚层-厚层状泥岩、砂质泥岩夹砂岩组成，裂隙不发育，导水性差，隔水性能良好。

2.二1煤层底板隔水层

由泥岩、砂质泥岩和薄层砂岩组成，厚16.08~55.07m,一般25~35m,浅部较薄。

深部较厚。

泥岩和砂质泥岩层位稳定，厚度大，分布广，能有效阻隔太原组上段灰岩水充水进入采掘工作面。

（三）3107工作面主要充水因素

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源。

在工作面回采期间，一般都有不同程度的顶板滴水，但水量较小，一般不会造成大的影响。

山西组顶板S10砂岩含水层（组）为本工作面回采的直接充水含水层，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11m。

根据我矿历年来开采情况及矿井地质报告中提供的证明，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。

二1煤层顶板砂岩直接充水含水层，孔隙裂隙不发育，富水性弱，在井下表现为滴水、淋水，对本工作面回采影响不大。

本工作面井巷工程无揭露C3L8石灰岩且无断层与之导通，故不会给本工作面回采带来影响。

C3L2灰岩岩溶裂隙发育不均，富水性强弱差异很大，加之太原组中段隔水性能良好，故不会对本工作面回采带来影响。

奥灰水是最强的地下水源，是高压裂隙岩溶水，由于距离二1煤层有160~180m的间距，故不会对本工作面回采带来影响。

该工作面回采期间过275-5钻孔，经钻孔资料显示，钻孔封孔合格，对工作面不会造成影响。

二、其它水源分析

（一）断层：

该工作面回采揭露6条断层，落差H=0.6m~2.6m。

经历年开采经验证明及相邻工作面回采期间揭露断层情况来看，该工作面断层均为不导水断层，故不会对本工作面回采带来影响。

（二）钻孔：

本工作面回采期间过475-5钻孔，经钻孔资料显示，钻孔封孔合格，对工作面回采不会造成影响。

（三）老巷：

本工作面回采期间老巷较多，根据掘进期间揭露老巷及老巷剖面分析，老巷内无积水，故对工作面回采期间无水害威胁。

三、工作面涌水量

根据矿井地质报告，该工作面正常涌水量为1.06m3/h、最大涌水量为2.12m3/h。

第四节影响回采的其它因素

一、预计本工作面回采期间瓦斯涌出量为2~3m3/min。

地温22.3~23.2℃。

二、开采煤层为不易自然煤层，最短自然发火期119天，煤尘爆炸指数20％。

三、地质部门建议：

1.本工作面回采时老巷较多，应提前制定相过及相透安全技术措施。

2.本工作面回采期间过断层时，断层附近煤层较薄煤体酥软，应加强支护，严防片帮、冒顶，断层附近局部可能有滴水，应提前制定相应安全技术措施。

3.本工作面回采期间过475-5钻孔，应提前制定相应安全技术措施。

第五节储量及服务年限

一、工业储量

本工作面整体为不规则布置，总工业储量1353278t，总可采储量1082622t。

二、服务年限计算

工作面平均可回采长度为930m。

工作面对接前：

平均340m

月回采度：

0.6×2×2×28=67.2m

服务年限：

340÷67.2≈5.1个月

工作面对接后：

平均590m

月回采度：

0.6×3×28=50.4m

服务年限：

590÷50.4≈11.7个月

本工作面可采期为5.1+11.7=16.8（个月）。

三、开工日期

预计该工作面开工日期为2014年10月中旬，竣工日期预计为2016年3月。

第二章采煤方法

第一节选择采煤方法

工作面采用走向长壁后退式综采放顶煤回采，采用全部垮落法处理采空区。

一、采煤方法选择依据：

（1）本工作面地质构造简单，煤层属于厚煤层，煤层厚度、倾角等赋存条件稳定；

（2）我矿有适合的综放采煤设备；（3）我队从事综采/综放20多年，在综合机械化采煤方面管理经验丰富；（4）符合国家的政策法规。

二、本工作面煤厚平均为8.1m，工作面支架型号ZF5600/18/32型，故工作面采高确定为2.8±0.2m。

三、工作面采放比为1:

1.8。

第二节巷道布置

一、采区巷道布置概况

3017工作面位于三水平一采区，通过北副井井底车场、三水平轨道上山、三水平轨道上山中车场与三一轨道巷相连。

二、工作面运输巷（下顺槽）、回风巷（上顺槽）以及切眼的情况

1.工作面上顺槽长940m，下顺槽长920m，上、下顺槽支护规格为底×高=5m×3.38m，巷道断面S净=16.38m2，U36型棚支护，棚距0.6±0.1m。

上顺槽用于工作面回风、运料及行人，下顺槽用于工作面进风、运煤、运料及行人。

2.工作面开切眼长85m、对接切眼长43m，切眼采用U型钢棚支护，切眼支护规格为：

巷宽×巷高=8.048m×2.8m，切眼净断面积为S净=20.48m2。

3107综放工作面及巷道布置图见附图二

第三节采煤工艺

1.本工作面采煤工艺为综采放顶煤工艺，主要施工工艺如下：

（1）进刀方式

工作面采用中部斜切进刀，进刀段：

对接前30＃架~40＃架，对接后40＃架~50＃架。

（进刀段可视工作面顶板煤壁完整情况现场适当调整）

（2）落煤方法：

本工作面采用MG250/600-QWD型双滚筒电牵引采煤机落煤，滚筒有效截深600mm。

（3）装煤方法：

利用滚筒旋转，配合SGZ764/400型刮板输送机装煤。

（4）运煤方法：

工作面使用SGZ764/400型刮板输送机，下顺槽采用SZZ764/200型桥式转载机和两部皮带输送机运煤。

（5）顶板控制

工作面采用全部垮落法处理采空区，顶板随支架前移自行垮落。

（6）移溜方式

采用支架推移千斤顶推移工作面刮板输送机。

2.回采工艺流程

煤机上（下）行割煤：

收回支架护帮板→割煤、装煤→跟机移架→推伸缩梁打出护帮板→煤机割透上（下）缺口→同时下（上）段支架放煤→返刀至中部进刀→从中至上（下）推移前部刮板输送机至机尾（机头），同时拉下（上）段后部刮板输送机及机头（机尾）。

煤机下（上）行割煤：

收回支架护帮板→割煤、装煤→跟机移架→推伸缩梁打出护帮板→煤机割透下（上）缺口→同时上（下）段支架放煤→返刀至中部进刀→自中向下（上）推移前部刮板输送机至机头（机尾），同时拉上（下）段后部刮板输送机及机尾（机头）→采放平行作业，一采一放为一个循环。

3.回采工艺流程的逐项说明

（1）交接班：

生产班之间要交接清楚上一班设备运行、生产情况及隐患整改情况；生产班要向检修班交接清楚设备运行期间出现的问题及需要检修的设备。

（2）割煤：

生产班进班先检查煤壁及顶板，进行试机，检查煤机喷雾、冷却水等符合要求后，向刮板输送机司机发出开机信号，并通知采煤机附近所有人员撤离到安全地点，确保采煤机附近无人和障碍物后启动采煤机，调好滚筒位置确保工作面采高，不留伞檐；割煤时要经常注意顶底板情况和刮板输送机载荷情况，随时调整牵引速度和截割高度。

割煤方向根据现场实际情况进行调整，以保证输送机和支架正常使用为准。

（3）移架：

采用少降快移擦顶移架的方法，首先降柱使顶梁略离顶板，然后移架，移架时做到快、匀、够、正、直、稳、严、净，支架移到位后升柱使支架顶梁顶紧顶板，升柱时要做到紧、稳。

割煤与移架之间的间距不大于5m，顶板破碎时割一架移一架。

（4）放煤：

采用采放平行、多轮、间隔、等量的放煤法放煤，放煤顺序先按单号放煤口顺序放煤，一次放出顶煤煤量的1/3~1/2，然后按双号放煤口放煤，反复2~3轮将煤放净。

工作面放煤步距的确定：

根据理论推导及放顶煤开采的实践确定放煤步距借鉴经验公式为：

L＝0.18[（H-M）-h]

式中：

L----放煤步距，m

H----煤层厚度，m

M----采煤机割煤高度，m

h----放煤口至煤层底板的垂高，m

0.18—煤层普氏系数

经计算L＝0.18[（H-M）-h]

＝0.18[（8.1-3）-0.8]

＝0.774m

即工作面理论放煤步距为0.774m。

结合三机配套尺寸，放煤步距取0.6m，即每割一刀煤放一次。

（5）返空刀：

调整滚筒位置，保证滚筒有适当的卧底量，确保把底板割平，返空刀时，牵引速度逐渐增大，严禁一次加大到最高速度。

（6）中部斜切进刀：

进刀段对接前30＃架~40＃架、对接后40＃架~50＃架，斜切段的输送机推成直线（进刀段可根据工作面顶板完整及实际地质情况等因素及时调整），进刀段支架随煤机割煤前移护住进刀段顶板；采煤机进刀后关闭供水闸门，将滚筒落地，断开滚筒离合器、扳开隔离刀闸。

若长时间停机时或检修时，必须将下顺槽采煤机控制开关停电闭锁。

（7）推移刮板输送机：

采煤机进刀后推移刮板输送机，进刀段刮板输送机与工作面刮板输送机整体顺成一条直线（工作面割半刀煤时除外）。

推移刮板输送机前首先检查机道内是否有杂物，若有杂物，必须提前清理，检查推移千斤顶各连接部件是否齐全可靠，防止千斤顶连接销脱落挤坏电缆；进入煤墙侧作业时，严格执行敲帮问顶制度，严禁空顶作业；推移刮板输送机时要从中间向两头或由一头向另一头逐架推移（跟机推移时滞后采煤机10~15m），严禁由两头向中间推移，各推移千斤顶要协调一致，保持平直，推移时刮板输送机弯曲度不大于3°，推移结束后，刮板输送机必须推成一条直线，支架手把复位。

（8）推移机头（机尾）：

先将机头（机尾）周围浮煤清净，然后推机头（机尾）。

推移前必须同支架工配合好，进行推移作业时煤墙侧严禁站人。

（9）出班：

工作面保证刮板输送机成一条直线，护好顶板，机电设备停电闭锁、卫生打扫干净，输送机开空。

采煤机进刀图见附图三

二、工作面正规循环生产能力

1.对接前：

W=LShγC

W—正规循环生产能力，t；

L—工作面长度，85m；

S—正规循环回采长度，取0.6m；

h—采高，平均为8.1m；

γ—煤的容重，1.4t/m3；

C－回采率，85％；

代入工作面参数得：

W=LShγC=85×0.6×8.1×1.4×85﹪≈492t

2.对接后：

W=LShγC

=141×0.6×8.1×1.4×85﹪

≈815t

三、提高回采率措施

1.工作面采高达到规定要求。

2.工作面正常情况下不得留底煤回采。

3.工作面浮煤必须清理干净。

4.工作面收尾时不随意增大保护煤柱。

第四节设备材料配置

工作面设备布置图详见附图四

一、主要设备的型号和数量

表2-4-1主要设备的型号和数量

设备名称

设备型号

数量

安装地点

液压支架

ZF5600-18/32

91架

工作面

液压支架

ZFG6000-21/32

3架

工作面

采煤机

MG250/600-WD

1台

工作面

刮板输送机

SGZ764/200×2

2部

工作面

桥式转载机

SZZ764/200

1部

下顺槽

带式输送机

DPJ-1000/75×2

2部

下顺槽

乳化液泵

BRW400/31.5

2台

下顺槽

移变

KBSG-1000/6/1.2

2台

下顺槽

移变

KBSG-630/6/0.69

2台

上、下顺槽

二、工作面主要机械设备技术特征

表2-4-2MG250/600-WD型电牵引采煤机

内容

参量

内容

参量

滚筒直径

Φ1600mm

滚筒截深

630mm

采高范围

1600-3700mm

煤层倾角

≤25°

牵引方式

无链电牵引

牵引速度

0~12m/min

行走方式

开关磁阻电机调速、销轨牵引

喷雾系统

内外喷雾

表2-4-3SGZ764/200×2型刮板输送机

内容

参量

内容

参量

电机功率

2×200kW

运输能力

800t/h

链速

1.1m/s

电动机型号

YBKYSS-100/200-8/4

减速机型号

6GS（Ⅱ）-110

联轴器

YOS-450

表2-4-4DPJ-1000/75×2型带式输送机

内容

参量

内容

参量

电机功率

2×75kW

运输能力

600t/h

带宽

1000mm

带速

2.5m/s

三、工作面工具及材料配备见表2-2

表2-4-5备用材料数量、规格、存放地点

材料

数量

规格

存放地点

单体柱

各30根

DW25-250/100

DW28-250/100

DW31.5-250/100

上顺槽料场，码放整齐，挂牌管理

Π型梁

各20根

4m、3.5m

上顺槽料场，码放整齐，挂牌管理

圆木

各20根

Φ18cm/Φ16cm×长2.4m

上顺槽料场，码放整齐，挂牌管理

圆木

20根

Φ18cm×长3m

上顺槽料场，码放整齐，挂牌管理

金属网

100卷

长1.6m×宽1.3m

上顺槽料场，码放整齐，挂牌管理

半圆木

30块

长1m

上顺槽料场，码放整齐，挂牌管理

铁锨、大锤等工具

每班自备用

泵站每班工具箱内各自存放

注液枪

5套

带10m枪管

泵站每班工具箱内各自存放

第三章生产系统

第一节运输系统

一、运输设备及运输方式

1.运煤设备及装、转载方式

工作面采用MG250/600-WD型采煤机破煤、装煤，利用工作面SGZ764/200×2型刮板输送机、下顺槽SZZ764/200型桥式转载机、下顺槽DPJ-1000/75×2型胶带输送机实现原煤外运。

2.辅助运输设备及运输方式

上、下顺槽均采用绞车配合矿车、平板车、材料车运输。

二、运输路线

1.运煤系统

工作面→3107下顺槽→-370皮带巷→北翼皮带下山→-250北翼皮带巷二部、一部→-250皮带石门→二号煤仓→-250小皮带→主皮带暗斜井→1号煤仓→主井底小皮带→主井底小仓→主井提升箕斗→地面。

2.运料系统

北副井地面→井底车场→三水平轨道上山→三水平轨道上山中车场→三一轨道巷→3107上（下）顺槽→3107上（下）顺槽料场。

第二节通风系统

一、通风线路

进风

（1）：

贾吕寨进风井→三水平轨道上山→三水平轨道中车场→三一轨道巷→3107下顺槽→3107工作面。

进风

（2）：

贾吕寨进风井→-240运输大巷→北翼环形车场→北翼皮带下山→-370皮带巷→3107下顺槽→3107工作面。

回风：

3107上顺槽→上顺槽回风横川→三一专用回风巷→北翼总回风巷→二水平北翼一轨道下山→贾吕寨风井总回风巷→贾吕寨回风井→地面。

通风系统图详见附图五

二、风量计算

根据地质预报，预计3107工作面回采期间瓦斯涌出2~3m3/min。

计算风量所需参数见表3-2-1.表3-2-2。

（1）按瓦斯绝对涌出量计算所需风量：

Q采＝125×q采×KCH4

＝125×3×1.45＝543.75m3/min

式中：

KCH4----瓦斯涌出不均衡系数,分析掘进期间观测数据，取1.45；

q采----工作面瓦斯绝对涌出量取最大值3m3/min

（2）按人数计算：

Q采=4N=4×50=200m3/min

式中：

N----工作面同时最多人数，取50人（取工作面最多人数、其余人员在下顺槽进风侧）

4----每人每min应供给的最小风量，为4m3/min

（3）按工作面气象条件计算

Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温

Q基本=60×工作控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速（不小于1.0m/s）

Q采----采煤工作面需风量，m3/min

Q基本----不同采煤方式工作面所需的基本风量，