3222作业规程1025文档格式.docx
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32煤层属于二迭系上统上石盒子组,下距K3砂岩60~90m。
该面的煤层厚度2.1~3.3m,平均2.6m。
煤层赋存较稳定,结构复杂,以一层薄夹矸为主,夹矸岩性为泥岩或炭质泥岩,该工作面切眼夹矸增厚,最大厚度达0.7m。
煤岩特征:
黑色,玻璃光泽,由亮煤和半亮煤组成。
第三节煤层顶底板情况
工作面煤层顶底板情况见表3:
表3工作面煤层顶底板情况
顶板名称
岩石名称
厚度(m)
岩性特征
老顶
细砂岩
3.72-8.75
6.14
灰色~灰绿色,厚层状,细粒结构,以石英为主,含较多暗色矿物,硅质胶结,致密,坚硬。
直接顶
泥岩
0-24.78
7.39
灰色~深灰色,块状,局部含粉砂,致密,性脆,短柱水平层理,具滑面,偶见植物碎片。
局部含一道煤线。
直接底
1.2-7.85
4.0
深灰色,块状,中夹一道煤线,含较多的炭化植物化石碎片。
老底
1.75~6.04
3.10
灰~灰白色,中厚层状,主要成分为石英,次为长石,硅质胶结,致密,坚硬。
附图1:
工作面地层综合柱状图。
第四节地质构造
一、断层情况及其对回采的影响
该工作面地质条件较复杂,断层发育,据三维勘探与机、风、切实际揭露资料,共发现断层大小35条(落差大于1m的断层26条),多以正断层为主,其中F-4、J-1、H-1、DF206会对回采造成较大影响。
表4主要断层情况表
构造名称
走向
倾向
倾角(°
性质
落差
对回采的影响
F-1
120
30
25
正
1.3
有一定影响
F-2
170
80
2
F-3
110
20
70
1
F-4
140
230
3
影响较大
F-5
F-6
65
155
40
0.4
影响较小
F-7
90
55
F-8
350
42
0.5
F-9
200
290
F-10
150
60
F-11
F-12
(DF202)
130
0.6
F-13
F-14
10
100
0.8
F-15
(DF204)
1.6
F-16
47
F-17
45
F-18
1.5
DF206
切眼
240
50
机巷
260
7
J-1
H-1
105
逆
3.5
J-2
J-3
40~70
J-4
125
35
J-5
J-6
2.4
J-7
20~70
1.2
J-8
5
95
1.7
J-9
J-10
J-11
85
175
J-12
J-13
J-14
J-15
二、褶曲情况及其对回采的影响
工作面机风巷都比较平缓,回采期间受褶曲影响较小。
机风巷有几处低洼点,在回采期间做好低洼区域的排水工作,确保不影响回采。
三、其它因素对回采的影响
工作面地质情况相对稳定,受其它地质因素影响较小。
第五节水文地质
一、含水层分析
该工作面直接充水水源系32煤层顶底板砂岩裂隙水,风巷在32煤层-410m防水煤柱下,新生界第四含水层间接对煤系地层水进行补给。
工作面内有67-18、69-11、70-16三个钻孔,钻孔基岩段采用砂子、水泥封孔。
32煤层直接顶板为泥岩,老顶、老底为细砂岩,其富水性弱~中等,富水量受控于顶板砂岩以及砂岩裂隙发育程度、孔隙度、厚度以及采空区“三带”发育情况。
32煤层顶底板砂岩裂隙含水层以静储量为主,遇到断层等构造裂隙较发育地段会出现较大的淋水现象,对回采工作面有一定的影响。
3222切眼有一出水点,该出水点从5月18日出水,水量一直稳定在20m3/h左右,水温26°
,水质分析为32煤层顶板砂岩裂隙水,对工作面回采有一定影响。
二、涌水量
1、正常涌水量:
27.7m3/h;
2、最大涌水量:
47.7m3/h。
第6节瓦斯地质
一、瓦斯基本情况
瓦斯来源主要是本煤层瓦斯涌出以及围岩受采动影响瓦斯涌出,其中本煤层瓦斯涌出量占95%左右。
二、瓦斯治理方案及瓦斯治理情况
为解决本煤层瓦斯涌出,主要从两个方面来考虑:
一方面通过增大工作面的配风量,以防瓦斯抽放效果不好时,瓦斯不超限,另一方面结合上隅角迈步埋站管来抽取上隅角瓦斯,来确保回采期间瓦斯不超限。
三、预计瓦斯绝对涌出量、相对涌出量
该工作面相对瓦斯涌出量为1.1m3/t,按最高日产量4500t计算,该工作面回采期间最大绝对瓦斯涌出量将达到3.44m3/min。
第七节影响回采的其它地质情况
一、影响回采的其它地质情况
表5影响回采的其它地质情况表
煤尘
煤尘爆炸性指数为31.32%(有爆炸性危险)
煤的自燃
32煤属于Ⅱ类易自然发火煤层,自然发火期55天
地 温
27℃
地压
无冲击地压
普氏硬度
(f)
煤层
夹矸
0.51
1.4
5.0
二、冲击地压和应力集中区
工作面局部处于应力集中区但不受冲击地压影响。
三、地质部门问题与建议
1、本工作面地质构造较复杂,构造应力较大,断层发育,构造发育处顶板较破碎,应加强过断层处的顶板管理。
2、工作面风巷处在32煤层-410m防水煤柱线下,应严密监测工作面涌水变化情况,发现工作面出水异常及时汇报调度及地质部门,以便及时分析处理。
3、在风巷靠近切眼位置施工三个“四含”钻孔,以形成“四含”降落漏斗,超前疏放“四含”水。
4、由于切眼有出水点,且出水量相对比较稳定,为防止老顶来压后涌水量增大造成工作面排水任务加大,要求工作面防排水设施严格按照工作面防治水措施施工。
坚持正规循环作业,保证工作面的快速、连续、均衡推进。
第八节储量及服务年限
一、储量:
表6储量计算数据
储
量
计
算
块
段
号
走向长
倾斜长
斜面积
煤厚
容重
t/m3
工业
储量
(万吨)
回采
率
(%)
地损
系数
可采
Ⅰ
1.37
75.78
68.39
合计
工作面工业储量:
75.78万吨
工作面可采储量:
75.78×
95%×
95%=68.39万吨
二、工作面服务年限:
每月产量按6.5万吨/月,本工作面服务年限
=可采储量/设计月产量
=68.39/6.5
=10.5(月)
第二章采煤方法和回采工艺
第一节采煤方法的选择
一、采煤方法及确定依据
1、采煤方法
采用单一走向长壁采煤法。
2、确定依据
根据3222工作面煤层赋存情况,顶底板岩性,工作面布置,淮北矿区现有综采技术、设备、管理水平等,从安全和提高资源回收率,提高工作面单产和劳动生产率的角度考虑,决定采用单一走向长壁采煤法,综合机械化采煤工艺。
二、工作面推进方式:
工作面沿走向方向后退式回采,为防止工作面运输机、液压支架下滑,工作面调成伪倾斜方向。
下端运输平巷超前,上端回风平巷滞后,使输送机推移的上移量和下滑量抵消。
三、采高确定
根据3222工作面煤层厚度为2.1~3.3m,平均厚度2.6m,以及煤机、支架等装备情况,确定最大采高为3.3m。
当煤层厚度小于等于3.3m大于2.3m时,一次采全高;
当煤层厚度小于2.3m时,跟顶破底,采高控制在2.3~2.5m以上。
第二节巷道布置
一、32块段采区主要巷道布置概况
32块段采区主要巷道有32块段回风上山(设计规格4m×
3.6m)、32块段轨道上山(设计规格4.6m×
3.6m)、32块段人行上山(设计规格4.2m×
3.2m);
一、二阶段车场、联巷(设计规格3.4m×
32块段采区变电所(设计规格4m×
3.6m)等,支护形式为U型钢支护。
二、工作面运输平巷:
工作面运输平巷部分采用U型钢架棚支护,巷道设计规格:
4.2m×
3.6m;
局部采用工字钢、锚带网支护规格为4.2m×
2.6m。
三、工作面回风平巷:
工作面回风平巷大部分采用工字钢架棚支护,巷道设计规格:
四、工作面开切眼:
工作面切眼采用锚带网支护,巷道设计规格:
6.7m×
2.6m;
局部采用工字钢架棚支护,巷道设计规格:
五、区段溜煤眼:
区段溜煤眼设计规格:
Φ2.5m×
4m。
附图2:
工作面及巷道布置平面图
第三节回采工艺
一、工艺流程:
采煤机落煤→装煤→运煤→移液压支架(含支护)→移运输机。
二、落煤:
1、落煤方式:
机组落煤,双向往返一次割两刀煤。
2、进刀方式:
工作面端头割三角煤斜切进刀。
3、进刀过程:
当煤机割到机头后,追机将运输机推至煤壁,然后煤机沿运输机弯曲段上行,进行斜切进刀,当煤机下滚筒完全进入煤壁后,停下煤机,将煤机以下运输机弯曲段至机头推向煤壁,保证运输机推直,接着采煤机向下割至机头,然后煤机返刀上行,正常割煤,机尾进刀程序相同。
a.煤机下行割煤,到工作面下端头后停止牵引,机体下端滚筒一边转动一边下降到底板,同时升起上端滚筒。
b.煤机上行,顺着输送机的弯曲段逐渐切入新的煤体,直到前后滚筒完全切入,即采煤机完全进入输送机直线段。
然后移直输送机。
c.机体上端的滚筒边转动边下降,下端滚筒边转动边升起,然后采煤机牵引下行割三角煤,直到下端头。
d.再次调换煤机上、下滚筒升、降,返程进行正常割煤。
工作面上端头进刀,采用同样步骤只是方向相反。
采煤机进刀示意图
三、装、运煤:
机组滚筒旋转割煤的同时,利用螺旋叶片自动把煤装入刮板运输机,余煤由铲煤板随移溜铲入刮板运输机;
架间少量浮煤由人工攉入刮板运输机内。
工作面煤壁安装一部SGZ-800/800刮板运输机,机巷后段铺设一部SZZ830/250型桥式转载机和一部LPS-2000型破碎机运煤,外段铺设二部皮带输送机运煤,按顺序分别是第二部DSJ-100/100/2×
125型皮带输送机,第一部DSJ-100/100/2×
125型皮带输送机。
四、工作面支护及采空区处理(见第三章第二节)
第四节设备配备
一、工作面主要机电设备
表1工作面主要机电设备及技术特征表
序号
设备名称
设备型号
数量
电机功率
(KW)
额定电压
(V)
额定电流
(A)
采煤机
MG400/920-QWD
920
3300
196.4
转载机
SZZ830/250
250/125
1140
153/104
运输机
SGZ-800/800
2×
400
87.1/2×
57.9
4
破碎机
LPS-2000
123.5
乳化液泵
BRW-400/31.5
250
52
6
皮带机
DSJ-100/100/2×
综保
ZBZ-10/1140
8
控制台
KTC-2
9
低压开关
QJZ-400*4/1140
1140/660
高压开关
8SKC9215-1600A/3300
11
移动
变电站
KBSGZY-1600/6/3.45
KBSGZY-800/6/1.2
二、工作面设备配置的生产能力及问题分析
根据地质条件,3222工作面的设备配备基本能满足生产的要求。
主要问题分析:
1、工作面割煤应有效控制煤量。
回采过程中可能有片帮、漏顶情况发生,煤量或大或小,对机电设备影响较大,应加强工作面超前管理。
2、加强两巷水的管理,防止水煤进系统,造成窜眼。
3、应加强工作面及机巷机电设备的检修,防止因检修不到位而影响正常生产,加强机巷可伸缩性皮带机的管理,防止皮带跑偏。
4、液压系统中,高压胶管的额定工作压力为31.5Mpa,软管稍有疲劳或压头不严,就易造成炸管。
三、3222采煤工作面设备布置示意图(附图3)
第三章顶板管理
第一节支护设计
综采支架的选型,其根本目的就是使综采设备适应矿井和工作面的条件,投产后能做到安全、高产、高效,并为矿井的集中生产、优化管理和最佳经济效益提供条件,因此必须根据矿井的煤层、地质、技术和设备条件进行选型。
一、支架选型
1、根据我矿3222工作面的矿压资料,本面的基本顶为Ⅱ级、直接顶为Ⅱ类。
直接顶为泥岩,又考虑到许疃矿地压比较大,所以应该优先考虑采用掩护式液压支架。
2、该工作面32煤层厚度在2.1~3.3m之间,平均2.6m;
煤层倾角6~20°
,平均15°
。
根据煤层情况,考虑到减少资源浪费,又要保证煤质的要求,同时,所采用的煤机滚筒直径为2.0m,故该工作面采高应在2.3~3.3m。
3、根据3234工作面实际回采情况,我们预测3222工作面的基本回采情况。
表1参考工作面矿压观测与本面矿压预计表
项目
单位
参考面实测
本面预测
顶底板
基本顶厚度
m
5~14
3.72~8.75
直接顶厚度
0.5~4.5
0~24.78
直接顶初次垮落步距
初次来压
来压步距
19~22
最大平均支护强度
KN/m2
390
660
最大平均顶底板移近量
mm
来压显现程度
较明显
周期来压
11~13
10~13
650
107
平时
600
75
92
直接顶悬顶情况
0~1
底板允许比压
MPa
5.2~16
直接顶类型
类
Ⅱ
基本顶级别
级
机
巷道超前影响范围
㎜
20~25
风
综上,根据该面的煤层赋存条件及集团公司液压支架的使用现状,本面支架选用ZY6800-17/36掩护式液压支架,额定初撑力5066KN,额定工作阻力6800KN,额定支护强度0.97~1.03MPa,高度1.7~3.6m,底座前端对底板比压1.8~3.2MPa。
二、对所选支架适应性予以校验
1、液压支架支撑高度校验
(1)支架的最大高度
hmax=Hmax+(0.2~0.3)
其中:
Hmax为煤层开采的最大高度,取3.3m。
则hmax=3.6m
(2)支架的最小高度
hmin=Hmin-S-g-e
式中:
Hmin为煤层开采的最小高度,取2.3m。
g—顶梁上、下浮矸厚度,一般为0.05m;
e—移架时支架缩回量,一般为0.03~0.05m;
S—支架后柱的最大下沉量,即:
S=aRHmin
在实际使用中,hmin=Hmin-(0.25~0.35)
则hmin=2.3-0.3=2m
我们选择的支架支护高度在1.7~3.6m之间,根据以上计算结果,能满足本面的支撑高度要求。
2、液压支架支护强度校验
(1)计算冒落带高度
∑Hi=M/(Kp-1)
式中:
∑Hi—冒落带高度,m;
M—工作面最大采高,取最大采厚3.3m;
Kp—岩层冒落碎胀系数。
一般取1.25~1.5,本面取1.25。
∑Hi=M/(Kp-1)
=3.3/(1.25-1)
=13.2m
(2)计算支护强度
P=k×
∑Hi×
γ×
cosα×
10-6
P—计算支护强度,MPa;
γ—冒落带岩层加权平均容重,本面取25KN/m3;
α—煤层倾角,最小为6°
;
k—安全系数,取2.0;
P=k×
=2.0×
13.2×
25000×
cos6°
×
=0.66MPa
我们选择的ZY6800-17/36支架的支护强度0.97~1.03MPa,根据以上计算结果,能满足支架的支护强度。
3、参考同煤层矿压观测数据,选择实测最大平均支护强度
根据对参考面3234工作面实测支护强度的分析,取其实测最大平均支护强度为390KN/m2。
4、选取3222工作面最大平均支护强度
根据对支架支护强度的计算,并结合参考面实测选取3222工作面最大平均支护强度为660KN/m2。
5、对底板比压的确定
我矿的32煤层的直接底板为泥岩,其单向抗压强度为5.2~16MPa,大于支架的前端比压1.8~3.2MPa,但泥岩底板遇水其强度大大降低,回采时要足够注意。
6、支护设备的选择
综上,ZY6800-17/36支架的支护强度及采高方面都满足3222工作面生产的需要,选择该架型是合适的。
三、液压支架适应性分析
表2工作面条件与支架适应性条件对比表
工作面条件
支架适应性条件
采高
2.3~3.3m
1.7~3.6m
倾角
6°
~20°
平均15°
≤20°
煤层硬度
0.5
中等硬度以上
底板比压
5.2~16MPa
1.8~3.2MPa
支护强度
0.66MPa
0.97~1.03MPa
顶板种类
Ⅱ类
从《工作面条件与支架适应性条件对比表》可以看出,该支架基本满足3222综采工作面的使用要求,可以采用ZY6800-17/36掩护式液压支架支护该工作面顶板。
针对工作面倾角6~20°
,倾角较大,规程中必须增加支架的防倒、防滑措施,现场加强支架的防倒滑管理。
综上所述,从技术和经济效益两个方面考虑,3222工作面采用ZY6800-17/36掩护式液压支架,可以满足支护设计要求。
四、乳化液泵站
1、乳化液泵站选型、数量
为满足支架的初撑力要求,确保支架能有效支护顶板,泵站提供的液压不小于31.5Mpa,同时考虑到供液量尽可能满足需要,综合考虑选择BRW-400/31.5型乳化液泵站,乳化泵两台,泵箱一个。
2、泵站位置
为减少由于线路长带来的压力损耗,以及日常的使用和维护管理,泵站位置定在机巷距离工作面700m的刷大范围段。
3、泵站使用规定
1)乳化液泵及液压系统要由经过专门培训的专职人员负责维护管理,泵站司机应持证上岗,要熟练掌握操作方法,严格执行操作规程及交接班制度。
2)泵站司机在开泵前,要仔细检查液压泵、液压系统压力和接头、安全阀等是否灵敏可靠,是否密封良好,发现问题及时进行处理。
3)运转过程中,如发现压力表显示的数字不正常,液压管路跳动过大,液压泵内有异常响动等不正常现象时,要立即停泵进行检查,待排除故障后方可重新启动。
对自己排除不了的故障,要及时联系,派专职维修人员进行处理。
4)泵站周围不得有积水、杂物,乳化液配比按3~5%执行,水质为中性,乳化液为水包油型,严禁开清水泵,并有乳化液自动配比和检测手段,有防吸空装置,有自动给液装置,供液管路吊挂整齐,保证供液、回液畅通。
5)工作面用于配制乳化液的水要经过净化,酸碱度要经过化验,并选用合格的乳化油。
乳化油要用有盖的油桶盛装,取用时要使用专用的漏斗取用,乳化油在地面存放时,室温不得低于00C,储存时间从出厂日期起不得超过一年,变质的乳化液禁止使用。
6)过滤器应定期清洗,防止堵塞,乳化液泵箱每周洗一次。
7)液压管路应排放整齐,不得拖在地上,密封圈和管路损坏应及时更换,防止乳化液流失。
8)泵站液压系统完好,支架液压系统无外漏内串,不自动卸载。
9)泵站压力由泵站检修工调定,其他人员不得随意调整。
正常情况下,只准开一台备用,若有一台损坏,应及时修复。
10)支架所用阀组、立柱、千斤顶,均不准在井下拆检,可整体更换,更换前尽可能将活柱缩到最短,接头处要及时装上防尘帽。
11)各种备用液压软管、阀组、液压缸、管接头等必须用专用堵头堵塞,更换时用乳化液清洗。
12)更换高压胶
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