12219综采工作面采煤工艺设计.pdf
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1、1221912219 综采工作面综采工艺综采工作面综采工艺目目录录1.概况.441.1 编制依据.441.2 工作面位置及井上下关系.441.3 工作面参数及煤层情况.441.4 煤层顶底板.661.5 地质构造.661.6 水文地质.771.7 瓦斯情况.771.8 影响回采的其它因素.882采煤方法.882.1 巷道布置.882.2 采煤方法及采煤工艺.992.3 设备配置.12123顶板控制.12123.1 顶板支护设计.12123.2 工作面顶板控制.13133.3 沿空留巷.15153.4 机巷、风巷及端头顶板支护.14143.5 矿压观测.15154生产系统.16164.1 运 输
2、.16164.2“一通三防”与安全监控.17174.3 排水.20204.4 供 电.20204.5 照明、通信和信号.24245劳动组织及主要技术经济指标.24245.1 劳动组织.24245.2 循环作业.25255.3 主要技术经济指标.25256煤质管理.26266.1 煤质指标及要求.26266.2 提高煤质的措施.26266.3 提高采出率措施.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。7安全技术措施.27277.1 一般规定.27277.2 顶板安全技术措施.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。7.3 爆破安全技术措施.错
3、误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。7.4 防治水安全技术措施.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。7.5 运输安全技术措施.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。7.6 机电安全技术措施.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。7.7“一通三防”及安全监控技术措施.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。7.8 其他.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。8灾害应急措施及避灾路线.错误错误!未定义书签。错误未定义书签
4、。错误!未定义书签。未定义书签。8.1 灾害应急措施.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。8.2 避灾路线.错误错误!未定义书签。错误未定义书签。错误!未定义书签。未定义书签。1.1.概概 况况1.11.1 编制依据编制依据1、中华人民共和国矿山安全生产法2、煤矿安全规程(2011 年版)3、煤矿工人安全技术操作规程4、12219上工作面回采地质说明书5、12219上工作面供电设计说明书6、12219上工作面设计说明书7、安全质量标准化标准及考核评级办法古叙煤田试行版8、石屏一矿煤质管理办法1.21.2 工作面位置及井上下关系工作面位置及井上下关系工作面位置及井
5、上下关系详见表 1。表 1 工作面位置及井上下关系表水平名称地面标高地面相对位置2一水平+920.3m +992m采区名称井下标高二采区+725m+768m篾匠山一带,系单斜坡地,地表出露地层为 T1f1-。据现掌握资料,地表民房较多,集中分布在篾匠山工作面埋深为 234.5m310m,地表无大型水体,预计回采对地面设施无影响。工作面东部为已回采的12119上回采对地面设施的影响工作面、西部为井下位置与四邻关系12 采区边界,南部为矿井边界、北部为尚未布置的12419 工作面。走向长度(m)679倾斜长度(m)122面积(m2)828381.31.3 工作面参数及煤层情况工作面参数及煤层情况1
6、.3.1 几何尺寸12219上工作面走向长度 679m;倾斜长度 122m;工作面煤层倾角 624,平均 15;面积 82838 m2(斜面积)。1.3.2 煤层厚度及储量12219上工作面煤层厚度最大 2.2m,最小 0.6m,平均厚度 1.5m。煤层容重为 1.45m3/t。12219上工作面煤层储量计算公式为:Z=SLMRK式中:Z工作面可采储量,万 t S工作面倾斜长度,m L工作面走向长度,m M煤层厚度,m R煤层容重,t/m3 K工作面回采率,%该工作面煤层为中厚煤层,工作面回采率为 95%,则可采储量为:122(679-20)1.51.4595%=16.61 万 t1.3.3
7、煤层产状12219工作面范围内煤层走向 232240、倾向 323330、倾角 624,平均 15。1.3.4 煤层物理特性12219上工作面煤层属于较稳定煤层,煤层一般不含矸,局部夹矸 01 层,岩性为泥岩、砂质泥岩。其下距 C19煤层 03 m,平均 1.5m。C19上煤层一般为灰黑色、金属光泽、水平层理、层状结构、阶梯状构造、外生裂隙较发育,其坚固性系数(f)为 16,部分区域与 C19煤层层间距变薄,对本工作面回采无较大影响,但对回采 C19煤层时有一定影响。1.3.5 煤种、煤质煤层情况详见表 2。表 2 煤层情况表煤层厚度(m)煤层硬度 f煤层情况描述上1.5结构形式层状结构倾角(
8、)容重(t/m)15稳定程度31.4512煤种无烟煤较稳定C19上煤层属于半亮型 3#无烟煤,属于低中灰煤、高热值煤。1.41.4 煤层顶底板煤层顶底板1.4.1 煤层顶底板煤层顶底板情况见表 3。表 3煤层顶底板情况表顶底板名称岩石名称老顶粉砂质泥岩、泥岩砂 质 泥岩、泥岩泥岩厚度(m)1.22.82.500.41.30.8503.41.65岩性特征灰色、薄层状粉砂粒砂质泥岩、泥岩。灰黑色砂质泥岩、灰色泥岩,含颗粒状黄铁矿及菱铁矿结核。浅灰色泥岩,泥质结构,不显层理。直接顶直接底1.4.2 工作面地层综合柱状图(工作面综合柱状图)见:附图一。1.51.5 地质构造地质构造1.5.1 断层12
9、219上工作面断层较多,主要有 7 条断层,f1断层为逆断层,在 12219上机巷 231m 处,产状 4040,H=46m,走向长约 183m,预计对工作面回采的影响大。f2断层为正断层,在 12219上机巷 410m,产状 4951,H=1.3m,走向长约 100m,预计对工作面回采的影响较小。f3断层为正断层,在 12219上机巷 430m 处,产状 7534,H=1.8m,走向长约 59m,由于断层面较为平整,断层破碎带较小,预计对工作面回采的影响较小。f4断层为正断层,在 12219上机巷 555m 处,产状 6060,H=1.2m,走向长约 94m,预计对工作面回采的影响较小。f5
10、断层为正断层,在 12219上风巷 520m 处,产状 22626,H=1m,预计对工作面回采的影响较小。f6为断层带,均为正断层,在 12219上风巷 582m 处,产状 29395984,H=35m,预计对工作面回采的影响大。f7为断层带,均为正断层,在 12219上切眼 23m 处,产状 26431684,H=46m,预计对工作面回采的影响大。(见表 4)。1.5.2 褶曲12219上工作面切眼段受构造影响,煤层反倾,其倾向为 130,倾角 45,对工作面影响较大。表 4 地质构造情况表编号f1f2f3f4f5f6f7构造名称断层断层断层断层断层性质走向()倾向()31031934533
11、0136倾角落差对回采工作面的影响大较小较小较小较小大大()(m)4051346026461.31.81.21逆断层正断层正断层正断层正断层40497560226断层带正断层2939299309598435断层带正断层26432963231684461.61.6 水文地质水文地质1.6.1 主要水源及含水层12219上工作面位于二叠系煤系地层中部,煤系地层为良好的隔水层,无涌水水源,局部区域有少量砂岩裂隙水,涌水表现形式为滴、淋水,对工作面无影响。1.6.2 井下水分析12219上工作面区域内无老窑、采空区积水影响。1.6.3 涌水量无涌水。1.71.7 瓦斯情况瓦斯情况1.7.1 工作面及周
12、边瓦斯地质情况该工作面瓦斯分带不明显,经过充分预抽,大部分瓦斯被运移和逸散掉,但有部分仍保存在煤层中。相对瓦斯涌出量为 20m3/td。具有煤与瓦斯突出的倾向性。1.7.2 瓦斯涌出量12219上工作面相对瓦斯含量为 17.09m/t,已抽瓦斯 9.41m/t,残余瓦斯量为7.68m3/t,该面日产量按 907 吨计算,则绝对瓦斯涌出量 qCH4为:qCH49077.68/(2460)4.83(m3/min)1.7.3 瓦斯及二氧化碳影响程度预计由于 C19上煤层属于突出煤层,预计该工作面瓦斯对本工作面回采影响较大。1.81.8 影响回采的其它因素影响回采的其它因素1.8.1 煤尘爆炸指数根据
13、中煤科工集团重庆设计研究院报告,该工作面无煤尘爆炸危险。1.8.2 煤层自燃发火性根据中煤科工集团重庆设计研究院报告,C19上煤层无自燃发火倾向。1.8.3 地温影响分析根据根据地质精查报告,该工作面地温在 19左右,对回采无较大影响。1.8.4 冲击地压和应力集中区12219上工作面无冲击地压,应力集中区主要位于断层带附近,对回采有一定影响。1.8.5 其它有毒有害气体12219上工作面无其他有毒气体。1.8.6 地质部门建议1)12219上工作面主采 C19上煤层,其下部有 C19煤层,其层间距在 03m 左右,建议在回采时每隔一星期在工作面布置一组探眼,以探明 C19煤层赋存情况。2)该
14、工作面回采中揭露断层影响时须及时通知地测部门。2 2采煤方法采煤方法2.12.1 巷道布置巷道布置2.1.1 巷道位置及用途巷道布置方式:工作面机、风巷、切眼、瓦斯尾巷均沿 C19上煤层顶板按中线施工布置,其中机、风巷、瓦斯尾巷沿煤层走向布置,切眼沿煤层倾斜布置,顶抽巷在风巷挂口沿工作面倾斜+38布置。机巷用于安设皮带运输机,在工作面开采时输送煤炭至煤仓,同时沿空留巷为 12419上工作面风巷;风巷用于运输设备和回风;切眼用于安设刮板运输机、割煤机和液压支架,顶抽巷用于抽放工作面上覆 C13、C14、C15和本煤层回采后卸压瓦斯。2.1.2 支护断面机、风巷和瓦斯尾巷均为异形断面,机巷宽为 4
15、.2m、中高 2.8m,风巷宽为 3.5m,中高 2.8m,瓦斯尾巷宽为 3.2m、中高 2.8m,切眼为矩形断面,切眼宽为 6m、高 2m,机巷、风巷、瓦斯尾巷采用锚网索支护。2.1.3 瓦斯抽放巷布置12219上工作面在风巷每隔 80m 施工一条顶抽巷。(12219上工作面抽采系统图)见:附图十2.1.4 工作面及巷道布置平面图(12219上工作面巷道平面布置图和剖面图)见:附图二。2.22.2 采煤方法及采煤工艺采煤方法及采煤工艺2.2.1 采煤方法根据回采地质说明书中采煤工作面煤层赋存条件和顶、底板岩性,决定采用走向长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板,(12219上工作面采场布置图)
16、见:附图三。2.2.2 采煤工艺1)采煤工艺工作面采用综合机械化采煤,MG-200/456/WD1 型采煤机落煤,滚筒和刮板运输机铲煤板联合机械装煤,SGZ-764/320 型刮板运输机运煤,ZY2800-09/21 型液压支架支护顶板。2)采高与循环进度根据采面煤层赋存条件,沿煤层顶板进行回采,确定最大采高为1.9m。循环方式为“多刀循环作业”,每个生产班割煤 3 刀,每刀进尺 0.6m,则圆班完成 6 个循环,进尺3.6m。3)割煤方式利用 MG-200/456/WD1 型双滚筒采煤机组端部斜切进刀,进刀长度为20m,深度为600mm,机组未割煤时牵引速度 0 m/min10m/min,割
17、煤时牵引速度 0 m/min6m/min,遇构造或顶板破碎地段,牵引速度不得大于 4m/min;操作割煤机的人员站位,距上、下滚筒不小于 5m,(12219上工作面采煤机进刀示意图)见:附图四。工作面采用 SGZ-764/320 型可弯曲刮板运输机运煤,机巷采用 SZZ764/160 桥式转载机和 DSJ63-100/63/275 可伸缩皮带运输。2.2.3 控顶方式1)采用 ZY2800-09/21 型液压支架控制顶板,相邻支架中心距为 1.5m,最大控顶距5.4m,最小控顶距 4.8m,放顶步距为 0.6m。2)泵站压力 31.5MPa,在设计采高状态下,液压支架的初撑力为 1907219
18、8KN,额定工作阻力为 24462819KN。3)移架方式:采用本架操作,滞后于机组后滚筒 15m20m 逐架进行移架。2.2.4 工作面开设超前缺口1)工作面上下超前缺口的处理方式工作面上、下出口原则上不设超前缺口,但只要工作面机头、机尾用机组割不穿或上、下出口通风断面不足时就必须设超前缺口,炮眼采用“五花眼”布置,缺口斜长为 1.5m,高度为工作面采高,走向长度保持超前煤壁不小于 3.6m。缺口采用单体支柱配铰接顶梁沿倾向支护,柱距为 1.0m。12219上工作面炮眼布置图,见:附图五2)爆破作业方式为(1)采用风钻或电钻打眼,间距 0.40.6m,深度 1.5m,炮眼与煤壁呈 80的夹角
19、。(2)每眼装填 150300g 煤矿许用级乳胶炸药,使用 1#5#毫秒雷管正向起爆,每眼装填一条水炮泥,黄泥充填长度600mm。(3)选用一台 MFB-200 型启爆器,串联进行爆破。(4)爆破说明书炮眼深度炮眼长度(m)炮眼角度()坚直装药量条/小计(kg)雷管消耗雷管段别水炮封泥爆联炮眼炮眼名称编号眼距水平(m)雷管泥数长度破线数量(个(发)(m)顺方左右仰零 俯眼序式(m)掏槽眼辅助眼合计)串联4、51.51.551-36-8190900020.81240.511.51.50188880011.226120.5212.12.08164.0(5)采用绝缘铜芯线作为放炮母线,接头必须使用正
20、规的接线盒,严禁出现明接头。(6)施工超前缺口时,启爆点和岗哨1 设在 122 中部车场起爆硐室内;岗哨2 设在 121 这部车场风门外 10m 处。搜岗路线:岗哨1 及起爆点:作业处12219 工作面12219 机巷122 回风石门(122 轨道石门)122 中部车场1 处;2 搜岗路线:作业处12219上风巷(12219上上上尾巷)121 轨道石门121 中部车场2 处。(7)放炮前,采用皮带、楠竹跳板等对爆破点及附近 20m 范围内支架的各类油缸、液压元件、供液管路、行走电缆、监测、通讯等缆线进行妥善保护。(8)放炮后及时对超前缺口进行支护。(9)放炮后,通过工作面运输系统将煤炭运出地面
21、。2.2.5 工作面生产能力和服务年限1)工作面正规循环生产能力用下列公式进行工作面正规循环生产能力的计算。W=LShrc=1220.61.51.450.95=151t式中:W工作面正规循环生产能力,t;L工作面平均长度,122m;S工作面循环进尺,0.6m;h工作面设计采高,1.5m;r煤的容重,1.45t/m3;c工作面回采率,0.95%。2)工作面服务时间工作面的回采时间=可采储量/设计月产量=16610(90625)=7.33 月开采、结束时间:该工作面预计 2013 年 1 月初投产,2013 年 7 月下旬回采结束,开采期为 7.33 个月2.32.3 设备配置设备配置2.3.1(
22、12219 采煤工作面设备布置平面图)见:附图六。上3 3顶板控制顶板控制3.13.1 顶板支护设计顶板支护设计3.1.1 采煤工作面的支护设计1)12219上工作面支护强度 P 的确定:P=9.8KSMcos=9.86(1.53.9)2.51.5cos15=1246KN式中:P支架承受荷载,KN;9.81 千克力,N;K支架承受的荷载的采高的倍数,6;S支架支护的顶板面积,m2;顶板岩石容重,2.5 t/m3;M采高,m;煤层倾角,;2)ZY2800-09/21 型液压支架参数:工作阻力:24462819初 撑 力:19072198KN;支架强度:0.410.48MPa;泵站压力:31.5M
23、Pa;3)支架选型的验算:P工作阻力即:1245kN2446KN;故所选用 ZY2800-09/21 型液压支架符合要求。3.1.2 支护设备、材料选型KN;1)根据上述计算,决定选用 ZY2800-09/21 型液压支架控制顶板,超前支护采用内径100mm 的单体液压支柱、3m 型梁作支护材料。2)基本支架数:1221.5=81 架。(因机巷沿空留巷故少安设 1 架支架)共计 80 架。3)备用材料:单体液压支柱 60 根,木料 100 根(采用直径150mm 的圆木或直径200mm 的半圆木),楠竹跳板 400 块,梁、铰接顶梁各 30 根。3.1.3 支护配套设备。工作面采用 2 台 B
24、RM-125/31.5C 乳化液泵供液,泵站位于 122 回风石门风门以里 100m处,乳化液采用32mm 高压管铺设至工作面供液。3.23.2 工作面顶板控制工作面顶板控制3.2.1 正常工作时期顶板支护方式:1)工作面采用 ZY2800-09/21 型液压支架控制顶板,相邻支架中心距为 1.5m,最大控顶距 5.4m,最小控顶距为 4.8m,放顶步距为 0.6m;机头预留支架段采用 L=3400mm梁、L=1200mm 铰接梁架设“三对六梁”、“一梁二柱”、“一梁一柱”和密集支柱联合支护顶板。2)泵站压力为 31.5MPa,液压支架初撑力为 19072198KN,额定工作阻力为 24462
25、819KN。3)工作面采场要做到“三直一平、两畅通”,即支架、溜子、煤壁三直,工作面底板平,工作面机风两巷的出口要畅通。4)移架方式采用本架操作,滞后于机组后滚筒 15m-20m 逐架进行移架。(12219上工作面采场平面、剖面图)见:附图三3.2.2 特殊时期顶板支护方式1)工作面初采及初次来压的顶板控制:(1)加强顶板动态监控,一旦发现有来压征兆,必须及时撤出工作面的所有作业人员至安全地点。(2)加强对供液系统的检查、维护,确保供液压力不低于 30MPa,支架初撑力达到1907-2819KN,单体支柱初撑力不小于 90KN。(3)强化对支架立柱及安全阀的检修,确保顶板压力超过支架额定承载能
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