东二东 2120A7柔性掩护支架采煤工作面作业规程.doc
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1、编号:DCM200901拜城温州矿业一矿采煤作业规程名称:三号井东采区柔性掩护支架采煤作业规程 地点:东二西+2120水平A7井长:阳宗德 苏永奇 审批:周友堂 拜城温州矿业一矿2010年1月8日 目 录第一章 概况 第一节 工作面位置及井上下关系.3第二节 煤层.4第三节 煤层顶底板.4第四节 地质构造.5第五节 水文地质.5第六节 影响回采的其他因素.5第七节 储量及服务年限.6第二章 采煤方法第一节 巷道布置8第二节 采煤工艺9第三节 设备配置17第三章 顶板控制第一节 支护设计18第二节 工作面顶板控制20第三节 运输巷、回风巷及端头顶板控制22第四节 矿压观测23第四章 生产系统第一
2、节 运输24第二节 “一通三防”与安全监控25第三节 排水30第四节 供电31第五节 通信照明33第五章 劳动组织和主要经济指标第一节 劳动组织.33第二节 作业循环34第三节 主要技术经济指标34第六章 安全技术措施第一节 爆破35第二节 防灭火37第三节 回采作业39第四节 提升运输41第五节 机电设备43第六节 瓦斯煤尘防治44第七节 顶板管理45第八节 支护46第九节 小眼防坠49第十节 其他50第七章 灾害应急措施及避灾路线.65第一章 概 况第一节 工作面位置及井上关系一、工作面位置及开采范围工作面位于矿井+2120水平的东二采区内。矿井可采煤层共计三组,自北向南依次为A5、A7、
3、A9,工作面位于A5煤层的南侧、A9煤层的北侧。A7工作面位于+2120水平的东二采区西翼+2120+2160水平之间,A7工作面下端距+2120东二运输石门的长度为200米,回风口至+2160东二回风石门的长度为120米。A7煤层距A5煤层10米,A7与A9煤层间距42米。开采标高+2120+2160。走向长度200米,倾斜长度40米。自西向东进行推进。2120水平A7煤层工作面相应的地面位置位于3号立井东200400米之间,标高在+2304至+2335之间。二、工作面与相邻采区及采空区的相对关系A7柔性掩护支架采煤工作面是东二采区首采工作面,相邻采区尚未进行回采。A7伪斜工作面回风水平上方
4、20米对应上水平A7仓储式采空区及采空区运输巷道,回采推进范围内相邻采区为实体煤,不存在采空区域。三、工作面与地面的相对位置及回采影响本工作面对应地表区域内为戈壁荒山,有稀少植被,没有建筑物和水体。由于A7煤层属于急倾斜煤层,倾角8590局部反转,在本工作上部由于上水平的开采已经形成了塌陷区,但都已经进行了回填,预计回采可能造成原塌陷区继续下沉,但其下沉范围和程度都不会很大。回采前矿安全技术部门要在回采影响区域设置防护栏和警标。相临的A5 、A9煤层的地表塌陷坑,对本工作面开采无大影响。 第二节 煤 层一、煤层厚度:2.22.6米,平均厚度2.4米。变化幅度不大。二、煤层产状:A7煤层走向近东
5、西向,地层倾向178184,倾角在8590局部反转 ,为急倾斜地层,含煤地层及煤层沿走向、倾向角度变化不大,煤层产状较稳定,没有断层,可能存在小的褶曲,煤矿区没有岩浆侵入,构造类别属于第二类:“中等”构造类型。三、煤层结构、层理、节理、硬度描述:A7煤层稳定性好,整体发育,以半亮煤、暗煤为主,煤的条痕多半为黑色,少部分为褐黑色或暗黑色,煤的光泽为半玻璃光泽,煤的断口为平坦状或平坦锯齿状,较致密。硬度 f=1.52。对回采影响不大。四、煤层赋存及煤质情况:属低灰、低硫、特低磷。发热量为33.934.7MJ/kg的气煤。第三节 煤层顶底板一、煤层顶板上部深灰色粉砂岩及粗砂岩,上部深灰色中厚层状砂砾
6、岩。坚硬,节理发育,厚度7.619.10米,平均8.53米。二、煤层底板:灰色厚层状粗砂岩、砂砾岩,偶见细砂岩。具平行及斜层理,坚硬,厚度4.4513.55米,平均8.14米。三、地层综合柱状图(详见附图1)第四节 地质构造一、断层:无断层。二、褶曲:无褶曲。三、无陷落柱、火成岩、灭火带、破碎带等地质变化带。四、运输巷、回风巷、上山眼素描图(详见附图2)。 第五节 水文地质一、该区位于3号立井东400600米之间,标高在+2304至+2335之间。除地表裂隙水外没有其它水源,水量很小,对回采没有影响。二、该区域主要水源是除地表裂隙水,并且水量很小,没有钻孔通过巷道区域。但根据巷道区域的图纸资料
7、,其上部20米为采空区,可能存在老空积水,因此,必须探明上部采空区的情况,确认没有积水后方可回采。三、正常涌水量:2m3/h,最大涌水量:5m3/h。第六节 影响回采的其他因素一、瓦斯涌出量为8.41m3/t,二氧化碳涌出量为3.11m3/t,属低瓦斯煤层。二、煤尘爆炸指数为42% ,具爆炸性。三、煤层发火期:煤层易自燃,发火期3-6个月。四、地温:812。五、本煤层没有冲击地压现象。第七节 储量及服务年限1、工业储量QI=LMhv=2004022880吨;式中:L走向长度;200米; H垂高;40米;M煤层平均水平厚度;2.2米;V3;2、煤柱损失:(1)Q损失=Q巷柱+Q三角煤+Q边界煤柱
8、;Q巷柱Lhmv=20051.3=2860吨Q三角煤1/2Lhmv75%1/260350.752252吨Q边界煤柱= Lhmv10401.31144吨Q损失=2860+2252+1144=6256吨式中:L巷柱采区运输巷留底柱长度;高5米;L为200米;L三角煤伪斜工作面投影长度;高35米;L为60米,25%可回收量,损失量为75%。L边界煤柱采区边界煤柱宽10米;煤柱高40米;3、可采储量: Q采=(Q工业Q损)=228806256吨=16624吨4、采区回采率:C=Q采/Q工=16624/2288072.6%5、工作面生产能力:Qd=LMSvnC2=7095%314吨工作面日产量Qd314
9、吨工作面月产量Qm=25Qd=25314=7850吨工作面服务年限:T=Q可采/Qm=16624/7850=2.12(月)式中:L采-工作面斜长 垂高35米,工作面长为70米;C-工作面回采率 95%伪倾斜柔性掩护支架采煤法,采用后退式开采,按照A7煤层的平均厚度布置工作面,回采过程中基本没有边角煤损失等,回采率可达95以上。第二章 采煤方法根据A7煤层的赋存特征,属于倾角大、中等厚度的急倾斜煤层。为实现在支护下进行回采的要求,决定采用沿巷道走向布置30的伪倾斜工作面,柔性掩护支架和单体液压支柱进行支护,工作面自下向上开切并整体沿西东走向推进的采煤方法。第一节 巷道布置一、概况:本工作面位于东
10、二采区,+2120东二运输石门和+2160东二回风石门都已完工并已经投入使用。二、工作面巷道布置1、轨道运输巷:在+2120东一石门向东沿A7煤层顶底板布置工作面运输巷,梯形断面,上宽2.0米、下宽2.2米、高2.1米,断面S=4.52 m2,采用金属支架支护,用于运输巷兼做进风巷。2、回风巷:在+2160东一石门向东沿A7煤层顶底板布置工作面回风巷,梯形断面,上宽1.6米、下宽2.0米、高1.8米,断面S=3.24 m2,采用锚网支护,用于回风巷。2,采用锚网支护工艺。4、落煤眼:方形断面,长2.0米、宽1.5米;小眼高5米,采用木垛支护。5、工作面巷道布置(见图3) 第二节 采煤工艺该工作
11、面采用爆破落煤工艺,一次采全高,回风以上区域岩石电钻深孔超前预爆破充填采空区。一、采煤工艺流程采煤工作面布置在+2120水平东二西翼A7煤层+2120运输水平与+2160回风水平之间,平均回采高度35米,煤层平均厚度2.2米。该采煤工艺在全部回采过程中分为回采准备、回采、回采收尾三个阶段。1、进回风巷道施工完毕后,首先开始进行回采准备阶段:运输巷长度向西超前回风巷道60米,在回风巷施工到位后,首先在运输巷施工5米高的小眼2个,间距5米。贯通2个小眼,里侧小眼行人通风、外侧小眼扩帮并用木背板全断面支护形成落煤眼。然后在落煤眼外侧按照29 度向东施工开切工作面,与回风巷贯通后,开始安装柔性掩护支架
12、。0.6米,上宽一般大于0.8米。地沟挖好一段后,即可以安装柔性掩护支架。沿着地沟方向,即煤层走向上铺好4根钢丝绳(28、长25米/根),每根钢丝绳要保证有6米以上错差。然后按规定摆放掩护支架,钢架垂直于顶底板摆放,再利用螺栓和夹板将钢丝绳和钢架连接在一起。随着钢架的铺设的不断增长,需要接长钢丝绳(钢丝绳相互搭接不得少于3米)。钢丝绳与钢架要用绳卡(至少安设6个绳卡)固定牢靠,连接牢固、稳当,避免出现脱绳及滑扣现象。连接时,要拉紧钢绳,使钢绳受力均匀,拧紧夹板螺栓。4条钢丝绳连绳处必须相互错开2.5米以上,避免受力集中导致脱绳,并要注意各条钢绳的拉紧程度,尽量要一致。掩护支架安装好一段距离后,
13、即可开始调整支架。先将掩护支架前端原来的巷道支护进行拆除,并且使巷道上部的煤体冒落到掩护支架上,如煤体不能自然垮落,则采取爆破方式对煤体进行强行冒落处理,使掩护支架上铺有一层煤炭或碎岩石做为铺垫层,用以保护掩护支架(起到缓冲保护作用)。为防止架后气体积聚,应采用局扇辅助通风。2、支架安装调试完毕,进入采面回采阶段:回采工艺流程:施工准备打眼爆破落架作业点单体加强支护及调整支架挖地沟铺溜槽扒煤放煤及整理工作面开始下一循环至推进到下一个溜煤眼工作面推进到下一个溜煤眼时:将前溜煤眼加固支护并形成行人及下料眼在下端头前行人眼与溜煤眼间拆架下放尾巷处理回风端头补架超前支护行走超前5米布置落煤眼正常回采采
14、煤工作面采用人工打眼,炮眼深度为1.5米,工作面打完眼后,一次装完药进行爆破落煤。工人在柔性掩护支架下进行打眼、装药、爆破、出煤及落架作业。具体操作:首先在溜煤眼前方开切超前顺槽(高1.6米、长1.1米、宽2米),做好生产各项准备工作,然后在工作面按伪斜角度29度打眼、装药、连线,爆破后,立即对作业地点加强支护,并根据落架情况采用单体支柱进行调整,调整平直后开始挖地沟和铺设搪瓷溜槽,通过工作面扒煤及架后放煤将煤炭溜到下部溜煤眼后,通过放煤漏斗将煤炭放入运输巷的矿车内,经电机车牵引矿车到矿井井底车场,最后,由串车提升经斜井到地面。在回采面爆破、出煤过程中,需要对掩护支架进行调整。爆破后,采面掩护
15、支架在自重和采空区冒落的矸石重力的压力下,沿着走向上向后推进1.1米左右距离,从而工作面支架将逐步向下部顺槽内伸长一段距离、工作面回风端头支护长度也逐步减少。支架的下放可以一段一段进行,也可以采取一次落架,为避免支架下放过程中出现意外,应采取逐段下放比较好。下放过程中,可能会出现支架下放不均匀、扭曲以及切入顶底板现象,这时,就需要采用打眼放炮方法处理,以及打点柱方式处理,使支架平整。采取爆破处理时,要注意打眼方式和装药量,防止再次崩坏煤柱。当贯通下一个溜煤眼后,就需要在下端顺槽拆除支架、采面上部回风端头补支架。支架回收到位后,利用自然垮落或爆破方式处理尾巷。运输巷超前支护采用远控回收,并施工防
16、爆密闭(50厘米以上密闭)进行隔绝,防止出现老塘风及火灾、气体危害。上述工作施工完毕后,开始施工超前溜煤眼:超前使用的溜煤眼5米左右位置,采用2.5KW局扇通风,利用800钻机或人工爆破向上施工天槽,施工到5米左右高度后,将天槽自下而上扩成2.2*1.7平方的毛断面,然后用20公分以上木板自下而上搭木垛将天槽箍好,然后在支架与天槽间架设好抬棚并安装放煤漏斗。完成全部工作后,再依次上述工序进行下一循环作业。在开采过程的出煤工序完成后,应能保证采煤工作面有足够的作业空间,要严格检查掩护支架的受力、平稳以及与钢丝绳连接等状况,支架严禁出现翻转、扭曲、脱焊及歪斜变形,钢丝绳严禁出现褶皱、断丝及钢丝松捻
17、等不良情况,否则,必须立即调整或更换。1.5米的空间,最低高度也不能低于1.2米。伪倾斜工作面开采时,采面自然形成进风口低,出风口高的现象。工作面爆破后必须减少台阶现象,并保持足够断面,采面内要均匀平直,断面一致,以形成风流的自由循环,利于回采工作面的通风性。在回采过程中,出煤工作完成后,应由人工对工作面进行清理,将浮煤攉到溜槽内,要保证采煤工作面的空间,要避免由于浮煤过多,造成采面空间缩小后,出现堵风或者产生涡风现象。放煤工作在爆破工作之后,爆破后,由工作面下端开始铺设溜槽,将煤炭溜至下端溜煤眼,最后煤炭经溜煤眼装入矿车内。当工作面自下而上完成一个整体推进循环后,将浮煤清理干净,并从上到下拆
18、除溜槽,已经拆除的溜槽应固定在相应位置的一侧,溜槽全部拆除完毕后,工作面开始进入下一个整体推进循环。架后放煤时注意事项:出煤时,采面的大块煤要用工具敲碎,防止大块煤卡住溜槽,堵在采面内,造成溜煤困难和通风不畅通或溜下伤人。架后放煤过程中必须保证支架稳定,同时必须保留采高1倍以上垫层。工作面由下至上依次推进,严格按伪倾斜29角度开采。3、工作面回采至距采区边界10米范围时,进入回采收尾阶段:首先在距采区边界10米范围内利用800钻机或人工爆破施工一对天槽,天槽间距6米,自下而上扩成2.0*1.5断面并用木垛箍好,天槽每6米施工一条联络巷。工作面回采与天槽采通后,回风端头支架逐步落平在一对天槽间的
19、联络巷上。自此开始,工作面沿天槽逐步向下开切,并随着支架在联络巷增多,陆续在联络巷进行拆架、经天槽放架至运输水平。依次开切后,最后工作面支架全部落平,按照后退式将工作面支护回收完毕。全部工作完成后,对采空区域在48小时内打加强防爆密闭进行封闭。二、爆破落煤炮眼布置:采用人工打眼、爆破,钻眼长度,1.0米。人员站在工作面地沟内进行打眼,根据A7煤层厚度和煤质情况,工作面炮眼打双排眼交错布置,炮眼角度与工作面伪斜角度基本一致。爆破参数:附图3:工作面炮眼布置图每次回采循环作业时的爆破参数表项目炮孔直径炮眼间距炮眼个数炮眼长度装药长度封孔长度装药量角度班循环个 数单位mmm个mmmkg()个数量(单
20、个)42462296-8说明:采面可根据实际情况每班进行4-6次爆破,工作面采用串联方法联线进行爆破。三、装煤和运煤装煤方式:回采工作面采出的煤经搪瓷溜槽溜入溜煤眼后,由人工放开溜煤槽挡板,放入矿车内。落在地面上的煤由放煤工用工具铲入矿车内。运煤方式:采煤工作面采出的煤放入矿车后,运输巷内由电机车进行运输。回采工作面采出的煤经人工打开溜煤斗放入矿车内,由电机车运输至+2120水平井底车场,再由立井提升至地面。四、工作面支护及采空区处理 1、工作面支护伪倾斜柔性掩护支架采煤法开采时,回采工作面采用柔性掩护支架进行支护。掩护支架主要由钢架、钢丝绳等组成,对整个采面进行支护,煤层顶底板部分岩石会随采
21、随落,采空区碎矸石冒落在柔性掩护支架上。柔性掩护支架不仅用于采面支护,并用来隔离采空区。掩护支架的构造和组成:掩护支架由钢架(11#工字钢焊接制作)和钢丝绳等组成,钢架和钢丝绳用夹板和螺栓组成,在钢架上有螺栓连接孔,钢架宽度2.2米(0.6米-1.1米-0.8米-0.25米,夹角130度),共有4排钢丝绳与架连接,螺栓采用1680mm,夹板厚度10mm;钢架之间用木头间隔,木厚10 mm,宽15 mm,长度并分别为50 mm、40 mm、80 mm三块,架与架之间距离约15厘米左右。柔性掩护支架组成后,两侧顶在工作面顶底板,下方用2.0米单体支撑,单体严格按照伪斜工作面迎山角度(垂直伪斜面向重
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