9#层消防材料库掘进作业规程.docx
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9#层消防材料库掘进作业规程.docx
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9#层消防材料库掘进作业规程
第一章工程概况
1.1施工依据
1.《平鲁区后安煤炭有限公司矿井水平延伸初步设计》
2.《平鲁区后安煤炭有限公司机械化采煤升级改造矿井地质报告》
3.《煤矿安全规程》
4.《煤矿各工种操作规程》
1.2工程项目:
层消防材料库的掘进工程。
1.3用途:
作为皮-轨联巷,满足
层集中胶运大巷运料、排矸、回风,可确保
层集中胶运大巷长线工程的尽早开工。
同时,作为
层所有场所、工作地点的消防材料供给的永久硐室。
1.4施工说明
1.本施工项目为
层消防材料库的掘进施工工程。
2.
层消防材料库从
层集中轨道大巷开口,开口点坐标(X=4374407.2494,Y=19623740.168)、方位角为334°48'52"。
3.该巷道总长度为49m(平距)。
4.该巷道最后与
层集中胶运大巷贯通。
5.巷道施工断面规格如下表:
巷道断面形状
宽(mm)
拱高(mm)
直墙高(mm)
巷道长度(m)
支护形式
半圆拱
3800
3300
1400
49
锚网(索)喷联合支护
支护方式以锚网(索)喷联合支护为主,当地质条件变化,不宜用锚网支护时(如:
过断层、遇破碎带等)可采用其它支护形式进行支护,但必须要由生产技术科发出书面通知,报批安全技术措施后方可施工。
1.5井上下对照及四邻关系
山西朔州平鲁区后安煤炭有限公司矿井位于朔州平鲁区东南14.50km陶村乡王高登村附近,井田地理坐标为东经112。
25′36″~112°28′07″,北纬39°29′26″~39°31′01″。
9#煤层位于太原组下部,上距4-1号煤层41.40~70.85m,平均55.89m,煤层厚度12.88~18.04m,平均15.31m,含1-10层夹矸,结构简单~极复杂,为全区可采的稳定煤层。
煤层倾角平缓,一般为3°~5°,属近水平煤层。
9#煤层伪顶为泥岩或炭质泥岩,质松软,直接顶板为中细粒砂岩,老顶为中、粗粒砂岩;底板多为细粒砂岩或砂质泥岩。
层消防材料库地表位于井田走向方向距地面井筒470m,刘登高村西侧的位置。
层消防材料库井下位于井底车场沿
层集中轨道巷70m的位置,与集中轨运巷、集中胶运巷斜交。
第二章地质与水文地质情况
2.1煤层赋存
9#煤层位于太原组下部,上距8号煤层底部2.24m~20.42m,平均为7.85m,为本井田主要可采煤层,煤层厚度12.00m~18.04m,平均为14.95m,纯煤厚度为10.48m~16.12m,平均为13.11m。
含夹石2~10层,一般为3~6层,夹石厚度一般在0.07m~0.52m左右,岩性以高岭岩为主,其次为粉砂岩和炭质泥岩,结构简单~极复杂。
煤层顶板为中细粒砂岩,底板为细粒砂岩或砂质泥岩,为全井田可采的稳定煤层。
2.2地质构造情况
井田地处平朔矿区平蕃城一西家寨向斜的东翼。
井田基本为单斜构造,伴以幅度不等的波状起伏。
全区地层走向多为305—330°,倾向南西,地层倾角一般为3—5°,区内发育有李西沟和安家岭断层,不涉及本巷道。
2.3瓦斯、火、煤层情况
山西朔州平鲁区后安煤炭有限公司2012年5月委托山西地宝能源有限公司编制完成了《山西朔州平鲁区后安煤炭有限公司9号、11号煤层矿井瓦斯涌出量预测》报告,同时组织有关专家于2012年5月28日在太原召开了技术评审会,形成综合评审意见,预测结果如下:
当山西朔州平鲁区后安煤炭有限公司矿井延深水平开采9号煤层且生产能力达到1.50Mt/a时,9号煤层最大相对CH4涌出量为1.31m3/t,最大绝对CH4涌出量为4.13m3/min,其中:
回采工作面绝对CH4涌出量为1.03m3/min,掘进工作面绝对CH4涌出量为0.88m3/min,其它巷道绝对CH4涌出量为1.38m3/min,属于瓦斯矿井。
当山西朔州平鲁区后安煤炭有限公司矿井延深水平开采9号煤层且生产能力达到1.80Mt/a时,9号煤层最大相对CH4涌出量为3.71m3/t,最大绝对CH4涌出量为14.04m3/min,其中:
回采工作面绝对CH4涌出量为4.72m3/min,掘进工作面绝对CH4涌出量为2.38m3/min,其它巷道绝对CH4涌出量为4.68m3/min,属于瓦斯矿井。
根据山西煤田地质研究所检验报告,9号煤层火焰长度为40mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量50%,有爆炸危险。
据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告,9号煤层吸氧量为0.66cm3/g,自燃倾向性等级为Ⅱ类,属自燃煤层。
但该井田及周边矿井未发现火区。
2.4水文地质情况
l.本煤层覆4#煤大部已采空,预计局部有积水存在,在裂隙发育地段,预计会出现掘进巷道顶板淋水。
2.从本工作面所施工的勘探钻孔情况看,9#煤层及其顶板中粗砂岩冲洗液消耗普遍较高,说明煤层及其顶板裂隙发育,具备储水条件。
掘进过程中预计在局部低洼处存在顶板淋水,因而工作面掘进期间必须敷设排水管路,配备足够能力的排水泵,形成完善、畅通的排水系统。
3.井田内地势东高西低,最低点为于井田西部,标高+1211.70m,最高点位于井田东部,标高+1378.00m,相对高差166.30m。
本区地表水属河海流域桑干河水系,马关河支流从矿井西部流过,区内地表洪水由北东流向南西入马关河后由北向南穿越朔州平原汇入桑干河。
由于多年开采,井田内4#煤层形成不同面积的采空区,采空区内有大量的积水。
据调查,在井底车场大巷北侧2008年Q1采空区内积水面积约S=24.135km2,积水量Q=67947m3;在刘高登村大巷北侧2009年Q2采空区内积水面积约S=105.812km2,Q=297892m3;在井田南部2004-2006年Q3采空区内积水面积约S=142.978km2,积水量Q=402526m3;另在井田东南部原杏园煤矿(已关闭)越界Q4采空区内积水面积约S=544.078km2,积水量Q=1531742m3。
井田内直接充水层均属富水性弱含水层。
井田内奥灰水位标高为+1067.74m,9、11号煤层在与断层之间大部分存在带压开采,一般不存在突水危险。
但井田内4#煤层现已形成大面积采空区,各采空区存在不同程度的积水,采空区积水对9#煤层下一步开采形成威胁,矿井水文地质类型为中等。
井田东部的山西朔州平鲁区国兴煤业有限公司与本矿相邻部位截止2009年12月31日未开采,无采空区也无采空区积水;山西朔州平鲁区华美奥冯西煤业有限公司与本矿相邻部位截止2009年12月31日未开采,无采空区也无采空区积水,距本矿东部边界850m处有一采空区,采空区内积水量为约5000m3;东邻原杏园煤矿有一采空区,采空区积水约为34029m3;南部茂华白芦煤业有限公司相邻部位有采空区但无积水。
第三章巷道断面及支护技术要求
3.1巷道断面尺寸(后附
层消防材料库断面图)
1.
层消防材料库巷道为半圆形断面,宽×高=3800×3300mm,直墙高1400mm,,巷道预计全长49m。
巷道采用锚网(索)喷联合支护。
2.管道安装:
管路吊挂在巷道右帮,从上向下依次为4寸灌浆管道、4寸压风管道、4寸洒水管。
所有管路每隔200米安装一个检修截门,洒水管路和压风管路每隔50米安装一个消防三通。
管路安装在两个变坡点位置之间成一直线,托架安装必须与水平线平行。
若遇巷道淋水过大,可在原管路下方临时增加相应排水管路。
3.电缆吊挂:
轨道顺槽电缆安装在左帮,电缆最低点距巷道地板为1.8米。
电缆挂钩间距1米。
4.机电设备安装:
开关必须上架,电缆吊挂整齐、不交叉、长度适宜,高压配电装置、移变、开关、综保必须打接地棒,主辅接地极间距不小于5米,接地棒外漏焊接长度100mm、深度不小于1.5米,接地线安装要横平、竖直、长度适宜、固定牢固。
5.风筒布置在左帮,要求风筒平、直、稳,逢环必吊,环环吃劲。
3.2支护设计
一、支护形式
根据我矿现有的支护实际情况,决定
层消防材料库采用锚网(索)喷联合支护,根据地质情况,需改变支护方式时,由生产技术部下发联系单,施工队报批措施后执行。
二、支护参数设计
1.锚杆布置:
1)拱顶、两帮锚杆均采用采用Φ20mm×2200mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆。
拱顶锚杆间排距960mm×900mm,直墙锚杆间排距700×900mm。
拱顶锚杆孔径28mm,每孔使用一根MSCK2360树脂锚固剂,拱顶、两帮锚杆托盘均采用L=150×150×8mm的球型铁托盘。
2)护帮要求:
在顶帮完整情况下,护帮滞后迎头不大于5米,顶帮破碎时,护帮滞后迎头不大于0.8米。
3)顶板采用金属菱形网,金属网采用8#菱形铁丝网,规格:
4.5m×1.2m。
4)锚杆角度:
顶部两边的锚杆与垂直线成25°夹角,其他锚杆及两帮锚杆与巷道顶帮轮廓线垂直布置,其最小角度不小于75°。
锚杆外露螺母外10-40mm。
2.锚索的布置
拱顶布置两列锚索,间排距:
1200×2000,锚索采用Φ17.8mm,L=8000mm的钢绞线。
锚索孔径28mm,锚索每孔使用2根MSCK2360树脂药卷,锚索外露托板外150—250mm。
吊挂200×200×10mm的球型铁托盘。
3.喷浆
拱顶、两帮均喷砼,从巷道底板向巷道顶板进行打旋喷砼,喷砼厚度100mm,砼强度等级C20。
三、支护质量要求
1.支护要求合格范围
锚杆规格:
顶板、两帮锚杆为Φ20.0mm,L=2200mm;
锚杆间距:
顶部960mm;帮部700mm,允许偏差不超过±100mm;
锚杆排距:
顶部900mm;帮部900mm,允许偏差不超过±100mm;
锚杆方向:
垂直顶板;允许偏差不超过±5°;顶部两边的锚杆与垂直线成25°夹角,允许偏差不超过±5°;
锚杆锚固剂型号:
MSCK2360型1根;
锚杆锚固深度:
826mm;
锚索规格:
Φ17.8mm,L=8000mm;
锚索间距:
1200mm;允许偏差不超过±100mm;
锚索排距:
1200mm;允许偏差不超过±100mm;
锚索方向:
垂直顶板;允许偏差不超过±5°;
锚索锚固剂型号:
MSCK2360型2根;
锚索锚固深度:
1370mm
2.锚杆、锚索安装质量要求
1)顶部锚杆垂直于顶板,严禁钻机在同一钻位打两根锚杆眼。
顶锚杆的锚固力≥5吨,扭距120N·m;帮锚杆锚固力≥3吨,扭距60N·m。
安装锚杆、锚索时,树脂药卷要搅拌均匀,搅拌凝胶时间为8~40秒,要一气呵成,严禁二次重复搅拌。
搅拌终止后要继续保持锚杆机推力约1分钟。
2)锚索必须紧跟迎头:
当班掘当班锚好、紧好。
锚索预紧力40MPa。
张拉发现不合格的锚索必须重新打眼安装。
张拉锚索时当张拉千斤顶咬住锚索后,操作人员必须远离千斤顶,而后方可进行预紧张拉。
3.控顶距
顶板完整的情况下可以一掘两锚,但必须使用好临时支护,锚杆、锚索最大空顶距为2m,最小空顶距为0.2米,顶板破碎或不完整的情况下或过断层带必须严格执行一掘一锚制度,最大控顶距为1.1m,最小控顶距为0.2米。
护帮要求:
在顶帮完整情况下,护帮距迎头≤5米,顶帮破碎时,护帮滞后迎头≤0.8米。
4.临时支护
采用锚杆吊挂槽钢搭木板的形式临时支护。
5.巷道支护布置图(附后)
6.巷道特征表
全长(m)
宽度
(mm)
直墙高(mm)
拱高
(mm)
净断面
(m2)
巷道坡度
断面
形状
49
3800
1400
3300
25.6
沿底板掘进
半圆拱
第四章施工工艺及要求
一、切割顺序
1.切割
1)掏窝槽:
⑴做好准备工作,使整个系统处于待命状态。
⑵启动前需先发出警报,5秒后依次启动油泵、转载机、刮板机、喷雾泵。
⑶空负载情况下启动切割系统。
⑷启动行走系统,使掘进机向前移动,空转着的切割头接触煤壁后,同时左右摆动切割头,摆动量约为300-400mm。
⑸掘进机的截割头进入煤壁的深度达到规定要求,即完成掏槽作业。
2)横向切割
⑴关闭行走电机,落下后稳定器然后撑紧,增强机器的稳定性。
⑵驱动切割头,沿断面宽度水平摆动,开掘横槽。
3)跨距切割:
⑴横槽到位后,抬高(或下落)切割头,同时左右摆动切割头,每次抬高量不应超过150mm。
⑵重复抬高(或下落)切割头,使切割头的升高(或下降)达到规定距离,即完成跨距切割。
4)分两次切割:
⑴.先切割左帮,从中部进刀向左反弓字形切割左部,重复进行跨距切割和横向切割,即完成工作面的左部(2米)巷道的切割;
⑵.然后。
退后机组,再从中部进刀向右弓字形切割,重复进行跨距切割和横向切割,即完成工作面右部(1.6米),最后刷帮、顶使巷道成形。
(附切割路线图)
切割路线图
2.切割注意事项
1).巷道由底板向顶板依次切割,要注意避免出现大煤块,以影响装载系统的正常作业。
2).掘进机作业时,切割臂不得处于极限位置,应向内回摆150~200mm。
3).巷道施工如遇到不能进行经济切割的岩石时,应退出掘进机,用其它方法施工,届时另补措施。
二、工艺流程
1.截割、装载
采用EBZ-160型掘进机进行截割,通过掘进机铲板、扒载到掘进机运输机上。
2.运输
通过掘进机小皮带转载到SSJ-800皮带运输机,再由SSJ-800皮带运输机转载到SGW-40溜子上,通过外部煤流系统将煤运出。
3.支护
采用锚杆机打顶锚杆钻孔,手持式风动帮钻机打护帮锚杆钻孔。
锚索施工工具为风动锚杆机。
4.支护工艺流程图
1).锚杆
截割(出煤)→敲帮问顶→临时支护→铺连顶网→打顶锚杆孔、注顶锚杆→铺帮网→打帮锚杆孔、注帮锚杆
2).锚索
定孔位→使用钻杆打锚索孔→退出钻杆→把锚索连同药卷缓缓送入孔内→在锚索下端套上专用驱动头并插入锚杆机上→对锚固剂进行预压缩处理→推进、搅拌30秒→停止搅拌保持推力一分钟→移开锚杆机→上锚具→10分钟后张紧。
三、设备及工具配备
设备配备表
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
风机
FBD-NO6
台
2
2×11KW
2
掘进机
EBZ-160
台
1
246KW
3
转载机
B-600
台
1
11.7KW
4
皮带机
SSJ800/2×40
台
1
2×40KW
5
风动锚杆机
MQT-130/2.0
台
3
6
刮板机
GW40T
台
1
40KW
7
手持风动帮钻机
台
1
8
调度绞车
JD—25
台
2台(1备)
9
水泵
BQS-60/100
台
2台(1备)
37KW
四、经济技术指标
主要经济技术指标表
项目
单位
层消防材料库
巷道长度
米
49
在册人数
人
64
出勤人数
人
54
每班出勤人数
人
26/14/14
掘进断面
㎡
WADFWQ
净断面
㎡
25.6
循环进尺
米
1.8
日进尺
米
9
小班循环数
个
1/2/2
小班进尺
米
1.8/3.6/3.6
月进尺
米
270
掘进工效
米/工
0.167
园钢锚杆
根/米
4.44
玻璃钢锚杆
根/米
6.67
金属网消耗
米2/米
5
锚索消耗
根/米
0.83
锚固剂
根/米
12.74
第五章劳动循环组织工作
一、劳动组织
1.施工组织
层消防材料库掘进采用“三八制”作业,早班上半班检修下半班生产,中班、夜班为生产班。
每班配备一名机电维修工,以便于及时解决生产中出现的机电故障,检修班必须完成正常的检修工作量及临时安排的检修工作。
每班设班长两人,跟班队长一人。
2.劳动组织图表
劳动组织表
人
数
工
种
次
班
早班
中班
夜班
合计
掘进机司机
2
2
2
6
支护工
6
6
6
18
运输机司机
2
2
2
6
风筒工
1
0
0
1
检修工
3
0
0
3
运料工
3
0
0
3
机修工
3
1
1
5
班长
2
2
2
6
跟班队长
1
1
1
3
队长技术员验收员
各1人
3
合计
26
14
14
54
注:
1、风水管由机修工负责安装,早班其它人员配合。
2、早班主要检修掘进机、电器设备、运输设备,并试生产。
3、生产班风筒距迎头超过规定距离时,由当班班长负责延风筒,所延风筒由早班风筒工备好。
5.2正规循环组织图
中、夜班为生产班,每班二个循环。
早班半班检修,半班生产,早班一个循环。
附:
三八制循环作业图
第六章主要生产系统
一、运输系统
1.运煤系统
90101轨道顺槽综掘机铲板→机组小溜子→机组二运皮带→SSJ800皮带机→9#集中皮带巷→清煤斜巷→主斜井主皮带→地面。
1)运输系统安装
(1)80皮带安装在巷道的左侧,皮带的侧边距煤壁为600mm,每隔200m安装1个皮带过桥,皮带机头必须打两根地锚固定,机头必须安装护网,机尾必须安装护罩,皮带机安装皮带保护,传感器线必须穿管安装。
(2)40T刮板机机头、机尾各打两根地锚固定,人行处必须安装过桥,机尾必须安装护罩。
(3)压风:
地面集中压风系统→副斜井→9#集中轨道巷→运料联巷→9#集中皮带巷→90101轨道顺槽,顺槽内铺设4寸压风管路给掘进工作面供风。
出风口压力不小于0.75Mpa。
(4)转载点必须安装喷雾,水压不小于1.0Mpa,且能正常使用,。
2.辅助运输系统
a、支护材料、设备配件等从地面→副斜井→9#上仓皮带巷→9#集中皮带大巷→90101轨道顺槽。
(9#集中轨道大巷与90101轨道顺槽贯通前)
支护材料、设备配件等从地面→副斜井→9#车场→9#集中轨道大巷→90101轨道顺槽。
(9#集中轨道大巷与90101轨道顺槽贯通后)
b、运输方式:
90101工作面轨道顺槽使用25KW绞车调运空、重车,辅设30kg/m钢轨,轨距600mm。
每部绞车要用4根地锚(L×Φ=1700m×18mm)固定牢固。
车要稳正,钢丝绳要盘顺,构件要齐全。
绞车最突出部分与轨道距离保证在0.6m以上。
绞车运输过程中,严禁在绞车运输范围内有人行走和停留。
严禁拉、放飞车。
在绞车前后各20m处要设置挡车器,作为挡车和掉钩头使用。
绞车统一使用Φ=15.5mm钢丝绳,如果钢丝绳锈蚀严重,外层钢丝绳松动或钢丝绳断丝断股面积同钢丝绳总断面积之比大于25%时,必须马上更换钢丝绳。
坡度在0°—3°时,一次最多拉10辆重矿车,20辆空矿车,坡度在3°—5°时,一次最多拉5辆重矿车,10辆空矿车,运输轨道等长料及大平板时,一次最多拉一辆重车,3辆空车,拉车数量验算。
1.坡度为3°时,25KW绞车拉10辆重车时,
其牵引为:
F=10(G溶+G矿自)(sina+fcosa)+PL(sin3+0.6cos3°)
=1105+236=1341kgf
此时钢丝绳安全系数=9.3
20个空车,其牵引力为1016Kgf
2.坡度为5°时,25KW绞车拉5辆重时,其牵引为:
F=5(G容+G自)(sina+fcosa)+PL(sina+fcosa)
=5×1700(sin5°+0.025×cos5°)+8.577×4.3(sin5°+0.6cos5°)
=867+249=1116kgf
此时钢丝绳安全系数:
=11.2
10个空车其牵引力为861kgf,
按力矩验证提车时能否把25KW绞车地锚拉起,拉起地锚需以下的力
FL=F绞车×LI+2地锚×L2
F×700=1410×450+2×500×800
F==12335kgf
可见以上拉车牵引力均引力均小于12335kgf,故满足要求。
c材料装车要求:
皮带头大架、H型架、纵梁、皮带尾架、轨道等要求用大平板运输轨道,道木,托板,托辊,锚杆等用一吨“V”型矿车运输。
装车时材料或设备外型不得超过车宽,最大装载高度为1.5米,所有物料必须用完好钢丝绳同矿车等捆绑牢固。
d、运输信号
①皮带信号
一声停,二声开,三声松涨紧车,乱响为有事故。
②绞车信号
一声停,二声拉,三声松,四声慢拉,五声慢松,六声找检修工,乱响为有事故。
③信号要求
皮带信号与绞车信号要相互独立,不能混用一套信号。
每部皮带头及每部绞车都必须设置一个信号钟铃,要求声、光信号齐全畅通。
4.2通风系统
1.工作面通风方式的选择与确定
(1)通风方式:
采用压入式通风。
(2)局扇安设地点:
局扇安装在90101轨道顺槽距回风联巷口外不小于10m的新鲜风流处(具体位置见通风系统图)。
2.进风系统
地面→副斜井→9#集中轨道巷→90101轨道顺槽→工作面(见通风系统图)。
3.回风系统
(1)形成独立回风系统前:
工作面→90101轨道顺槽→9#集中皮带大巷→9#集中皮带大巷回风联巷→9#集中轨道大巷回风联巷→回风暗斜井→4#总回风巷→回风立井→地面。
(2)形成独立回风系统后:
工作面→90101轨道顺槽→90101回风绕道→9#集中回风大巷→回风暗斜井→4#总回风巷→回风立井→地面。
4.风量计算
计算方式
标准
风量(m3/min)
1
按气体涌出量
按CH4涌出
-------------
-----
2
按同时作业最多人数
Q掘=(4×26人=120m3/min)
104
3
按局部通风机实际吸风量
煤巷
Q掘=Q扇×Ii×1.43
429
4
风速进行验算
煤巷
≥60×0.25S掘
172
煤巷
﹤60×4S掘
2764.8
注:
1.由于我矿9#煤层无瓦斯等级鉴定结果,根据瓦斯工检查结果和瓦斯监控系统瓦斯含量极低(小于0.1%),该项暂时不参与计算。
2.N人——掘进工作面同时工作最多人数,取N=26人;
3.Ii——掘进工作面同时通风的局部通风机台数,取1;
4.S掘——巷道断面积,S掘=12.92m2;
5.FBD-№6-11kw×2.风机,取Q扇=300m3/min;
根据以上计算,90101轨道顺槽大巷工作面局部通风机供风量不小于429m3/min,所以该局部通风机能够满足工作面供风需求。
5.局部通风机、风筒的选择及设置
局部通风机选用FBD-№6-11Kw×2.型对旋式局部通风机2台(一台工作,一台备用,两台风机实行自动切换)给工作面供风,额定风量为210-370m3/min。
风筒选用柔性胶布风筒(抗静电阻燃风筒)直径为800mm,长度为10m/节。
6.风筒口最大扩散距离计算
根据公式L≤(4~5)
=(4~5)
×1=14.4m~18m(s为巷道净断面面积)。
结合有关规定取L=10m,即风筒出口距工作面最大距离不超过10.0m。
风筒末端风量不得小于172.0m3∕min
7.附通风系统图。
4.3消防供水系统
由地面静压水池→副斜井→9#车场→9#集中轨道巷→90101轨道顺槽→掘进工作面各用水点。
4.4排水系统
工作面中若有积水,在积水点用潜水泵,通过2寸排水管,将水排至主排水系统中。
排水点→90101轨道顺槽巷→9#集中轨道巷→中央水仓→副斜井→地面。
掘进过程中排水设施及时跟进,并保证排水泵随时可正常运转。
4.5供电系统
(附供电系统图)
4.6安全监控系统
1.在90101轨道顺槽工作面距迎头5m内安装甲烷传
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