11208南探巷煤柱组合悬移支架工作面回采作业规程
1、工作面概况: 1.1、工作面位置: 1.1.1、井上位置:
牛山村西北,寺河煤矿东南。 1.1.2、井下位置:
南为11101、11102巷,东为11303工作面,西为11208南探巷,北为11303工作面。
1.2、四周工作面的开采情况:
南为11101、11102巷已掘,东为11303工作面已采,西为11208南探巷已掘,北为11303工作面已采。
附图一:11208南探巷煤柱进风巷、回风巷,切眼巷地质剖面图,井上下对照图及煤层结构图。 1.3、工作面要素:
11208南探巷煤柱工作面走向长367.58m(切中—设计停采线),工作面宽度44.54—50.98m(中—中),平均宽度47.93m,其中网下34.816m,全煤段煤层厚度5.0m。煤层倾角1度左右。
1.4、开采程序及所采煤层层号、采高、循环进度,作业方式,可采储量及日产量。
1.4.1、本工作面开采程序为沿底炮采放顶煤一次性回采。所采煤层为3#煤层。网下采高平均为2.1m,煤厚低于2.0m时沿网下开采,煤厚大于2.0m时放顶,全煤段平均采高5.0m,其中炮采采高2.0m,放顶煤高度为3.0m,可采储量为50456.55吨。
1.4.2、作业方式为每班一个循环,循环进度为0.8m,日推进三个循环,炮采回收率为98%,顶煤回收率为75%,后端头回收率50%,综合回收率为92%。 1.4.3、日产量: 循环产量:
Q=L×B×H1×D×C1+B×H2×D×C2+L2×B×H3×D×C2+L3×B×H4×D×C3 =(47.93—1.775×2)×0.8×2.0×1.5×98%+(34.816—1.775—1.85)×0.8×0.1×1.5×75%+(13.114—1.775—1.85)×0.8×3.0×1.5×75%+3.55×0.8×(5.0—2.4)×1.5×50%
=104.38+2.81+25.62+5.538 =138.35(吨)
式中:Q——循环产量,吨; L——工作面净长,m; L1——网下工作面净长,m L2——全煤段工作面净长,m; L3——后端头长度,m; B——循环进度,m; H1——炮采采高,m; H2——网下放顶煤高度,m;
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H3——全煤段放顶煤高度,m; H4——后端头放顶煤高度,m; D——煤体容重,取1.5t/m3 ; C1——炮采回收率,98%; C2——放顶煤回收率,75%; C3——后端头放顶煤回收率,50%。 日产量:
A=Q×N=138.35×3≈415(吨) 式中:A——日产量,吨; N——日循环个数,3个。
插图一:11208南探巷煤柱工作面示意图 2、地质及水文情况: 2.1、盖山厚度:
该工作面的盖山厚度为117m——170.5m。 2.2、煤层构造特征: 2.2.1、物理性质:
黑色,似金属光泽,局部暗淡,含夹矸,下部煤层较软,切眼巷附近靠近11303工作面地段,局部煤厚仅1.1m,普氏硬度f=2.5,煤体容重1.5t/m3 ,倾角1度左右。 2.2.2、煤层结构:
复杂煤层结构,含三层不稳定夹矸,以上至下为:0.2m煤,0~0.05m夹矸,1.7m煤,0~0.04m夹矸,1.8m煤,0~0.2m夹矸,0.8m煤,煤层可采指数为1。 2.2.3、煤质情况:
水份Md=5.08%,灰份Ad=15.43%;挥发份Vdaf=6.69%,发热量=Qgrad=29.82Mj/kg;硫份Std=0.35%. 工业牌号:Wy。 2.3、顶板岩石构造特征:
老顶:中粒砂岩、厚11.2m、灰色、石英为主,含云母碎片,硬而脆,向下变为砂质泥岩。
直接顶:在上层已回采段,顶板为金属网假顶,未回采段为砂质泥岩,厚2.0m,灰黑色,含丰富植物化石,层理发育。
伪顶:炭质泥岩,厚0.8m,黑色,随采掘脱落。 2.4、底板岩石构造特征:
直接底:炭质泥岩、厚0.7m,黑色、植物化石丰富,底部含砂质。
老底:砂质泥岩,厚8.4m、深灰色,顶部含丰富植物化石,砂质不匀,夹纹层状,泥质砂岩。
2.5、地质构造特征:
工作面处于向斜一翼,总体呈单斜,煤层倾角1度左右,对回采无影响。 2.6、假顶情况:
11303上层工作面金属网假顶铺设采用10#铁丝编制的金属菱形网(长10m,宽0.9m,网孔为25mm×25mm),单层铺设,长边垂直工作面铺设。长边搭接不少于100mm,短边搭接不少于300mm。铺网时间为1993年8月至1994年3月,铺设质量较好,锈结不好,部分区段可能出现网破漏矸现象。
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2.7、煤层厚度:
工作面煤柱进风巷至11206上巷段上部为原11303工作面已回采段(中—中34.816m),此段煤层厚0.9—3.1m平均厚度2.1m,局部煤厚仅1.1m。工作面11206 上巷至煤柱回风巷为全煤段(中—中13.114m),煤层总厚5.0m。(详见煤厚点图) 2.8、水文情况:工作面涌水主要来自周边采空区积水和上覆岩层裂隙水,预计回采时正常涌水量5—15m3/h,随着雨季来临,大气降水沿塌陷裂隙下渗后,最大涌水量可达40m3/h以上,回采前要完善排水系统,回采时设专人排水。 2.9、煤尘及瓦斯:
该工作面煤尘无爆炸性,煤层无自燃性,煤尘产出量为:97mg/m3,瓦斯及二氧化碳绝对涌出量分别为qcH4=0.99m3/min,qCO2=0.53m3/min.
附图二:11208南探巷煤柱组合悬移支架工作面地层综合柱状图 附图三:11208南探巷煤柱组合悬移支架工作面底板等高线图,煤厚点图 3、采煤方法及巷道布置 3.1、巷道布置:
11208南探巷煤柱采用一面两巷的布置形式,煤柱进风巷进风,煤柱回风巷回风。煤柱进风巷通过11206下巷横川,11206下巷、11101巷与西翼皮带巷相连、解决工作面的进风,并与西翼上部煤仓相连,解决工作面的运煤问题;煤柱回风巷通过出煤横川、回风运料横川、11102巷,十一盘区材料车场与西大巷相连,解决工作面的运料问题;煤柱回风巷通过出煤横川,11102巷,十一盘区辅助回风巷与653配风巷相连,解决工作面的回风问题。
煤柱进风巷,煤柱回风巷均采用梁长3.0m,腿长2.3m的矿用11#工字钢金属棚支护,净断面7.11m2,切眼巷采用直径Ф=20 cm,梁长3.4m、腿长2.2m的亲口原木棚支护,净断面6.80m2,棚距均为0.8m。 3.2、采煤方法:
采煤方法为炮采放顶煤,人工装煤,溜子运煤,组合悬移支架支护顶板,全部跨落采煤法。 3.3、回采工艺:
机头段:支护(敲帮问顶)——打眼——装药、联线——爆破——安全检查——清煤——回柱放顶(单体柱)——移端头架——清煤——移机头——再移端头架——移托梁——缩顺槽溜。
中间段:敲帮问顶——打眼——装药、联线——爆破——安全检查——清煤——移架——清煤——移托梁——移溜。 3.4、主要工序介绍: 3.4.1、敲帮问顶:
作业前必须首先检查支架、顶板、煤壁等情况,用专用工具将顶帮的危岩活块找净,只准在顶帮稳定、无掉渣、片帮、冒顶等危险的情况下作业。 3.4.2、打眼:
3.4.2.1、使用1.2KW手持式湿式煤电钻人工湿式打眼,采用分组顺序打眼的方式,每班设三个组进行打眼,一组(3人)打顶眼,两组(每组2人)打煤壁眼。工作面煤壁眼布置为三排五花眼,上排眼距顶0.3m,中排眼距顶、底均1.0m,下排眼距底0.4m,各排眼间距均为1.0m,眼深均为0.9m。
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3.4.2.2、上层已回采段顶煤不打顶眼,老山自然跨落,顶煤厚度超过0.4m,且顶煤不跨落时,另写补充措施。
3.4.2.3、全煤段顶眼为每个架间布置一个震动炮眼,眼深为3m,2m间隔进行,顶煤不跨落时顶眼可直接打到见岩石为止。
3.4.2.4、打眼必须按炮眼布置图进行,严禁打眼和装药同时进行,打好眼后要将电钻、电缆撤到安全地点。 3.4.3、装药、联线:
打好眼后,首先检查该处20m范围内风流中的瓦斯浓度,只有在瓦斯浓度小于1.0%的情况下方准进行装药、联线工作。爆破采用瞬发电雷管,矿用二级乳化炸药,正向连续装药结构,串联方式联线,网下一次最多联三个支架,全煤段一次联线不超过6m(煤壁眼与顶眼分次爆破时,一次联线均不超过10m)。装药量:煤壁眼为上排眼300g/眼,中排眼300g/眼,下排眼400g/眼。全煤段顶眼为3m眼800g/眼,2m眼600g/眼。炮眼封泥采用水炮泥和粘土炮泥,封泥长度:煤壁眼不小于0.5m,顶眼不少于1.0m,装配引药只准由爆破员进行,不得由他人代替,装药前首先要用勺子将炮眼内的浮煤清净,然后用木棍将药卷轻轻推入,用力要均匀,不得强力冲击,但要使药卷彼此密接。脚线的连接可以由经过专门培训的班组长协助爆破员完成,脚线要扭结短路并悬空,严禁与导电物体相接触,爆破母线连接脚线,检查线路和通电工作,只准由爆破工一人操作,母线未和脚线连接前,母线两端也必须扭结或短路,不得与导电体接触。
插图二:工作面炮眼布置图,装药结构图及爆破说明书 3.4.4、爆破:
3.4.4.1、爆破严格执行“一炮三检”(装药前、爆破前、爆破后检查瓦斯)和“三人连锁”(班组长、爆破员、安检工)爆破制,只准使用一台炮机,一趟爆破母线,由一个爆破员执行爆破工作。
3.4.4.2、上层已回采段一次爆破的长度不得超过三个支架,防止支架前顶网破碎引起冒顶。
3.4.4.3、全煤段爆破时,煤壁眼与顶眼同时起爆,一次爆破的长度不超过6m,必须做到一次装药一次全部起爆,爆破前后洒水降尘,冲洗工作面煤帮煤堆。根据现场实际,顶眼和煤壁眼有时可分次爆破。分次爆破时,顶眼和煤壁眼一次最爆破均不得超过10m。
3.4.5、安全检查:
爆破后、等炮烟吹散后,爆破员、班组长、安检工必须巡视爆破地点,检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架、拒爆、残爆等情况,发现隐患必须立即处理,待隐患处理后其它人员方可进入工作地点作业。 3.4.6、清煤:
3.4.6.1、移架前清煤:爆破后清煤时,首先人员必须站在架内支护完好的地点清理架内煤及部分煤帮煤,其次要进行敲帮间顶,找净活块,处理掉伞檐,将支架前柱前移支撑好后,进入煤帮清理架前煤。
3.4.6.2、移架后清煤:待架前煤清理干净后,及时将支架移过,再由人工用耙子、铁锹清理落山煤。清理落山煤时,可与班组长或验收员联系好,将支架后柱不相邻的支柱提起一根,整个工作面同时提起的柱不得超过3根,待大块炭清入工作面后,要
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及时将提起的支柱降下支撑好。为保证煤质和资源回收率,对超过0.4m的大块炭要破碎后再装入溜子,对超过0.3m的矸块要人工检出扔入采空区.工作面的浮煤必须清理干净,浮煤厚度2m2范围内不得超过30mm,网下段支架后清煤到见网为止,全煤段支架后清煤到见矸为止。 3.4.7、移架:
在清理架内煤及部分煤帮煤后,要及时前移支架顶梁及后柱。移顶梁及后柱前,要先对梁下支柱进行卸载,提腿,前柱保持位置不动,顶梁及后柱擦顶前移,移动步距为0.8m,移好后要及时给后柱注液升紧,保证柱直,初撑力达到100KN以上。然后将前柱提起推移到位,注液升紧,初撑力达到规定要求。移架时要在停溜的状态下进行。移前柱和支柱升降为本架操作,前移顶梁及后柱为邻架操作。 3.4.8、移托梁:
托梁为工作面内支架的整体连接梁,由液压油缸一次全部推移到位。工作面支架全部拉到位之后开始前移托梁。前移托梁前,要认真检查,不允许顶梁压在托梁上,顶梁与托梁间隙应大于1.5mm---60mm时方可前移托梁,若出现顶梁折断、弯曲、变形等故障时必须及时处理,不可强行供液移架。 3.4.9、移溜:
采取自机头(机尾)顺序用单体柱推移的方法,移溜要在溜子停止运转的情况下进行。移溜时,两根单体柱间距不得超过6m,同时溜子弯曲段长度不得小于15m,严禁出现急弯。移溜后,溜子要保持平、直、稳,机头与顺槽溜子搭接合理,不准拉回煤。
插表一:工作面主要设备技术参数表 4、顶板管理
4.1、工作面支架布置形式及支架说明书:
4.1.1、该工作面采用ZHZ/1600/16/24型组合悬移支架支护顶板,共布置49个支架,其中1#、2#、3#架为前端头架,48#、49#架为后端头架,后端头架采用中间架代替,前端头架比工作面支架长400mm,高200mm。工作面支架的最大控顶距为3.35m,最小控顶距为2.55m,后端头架可滞后中间架400mm。 4.1.2、工作面支架技术参数:
详见插表一:工作面主要设备技术参数表 4.1.3、工作面支架设计的计算:
工作面支护设计按8倍采高进行计算。因工作面采取分段打眼,分次爆破,每班爆破一个循环后集中进行移架的方式,故支架支护强度,工作面阻力,初撑力验算均按支架处于最大控顶距状态时进行计算。 4.1.3.1、支护强度验算:
工作面上覆岩层所需支护强度为:
由于工作面前部34.816m段上部为采空区,后部13.114m段上部为实体煤,因此,按8倍采高计算,其中前部34.816m段上部为采空区,后部13.114m段上部顶煤3.0m,上覆岩层厚度为:8×2-3.0=13.0m,则:P前=P采空=h岩×r岩松×9.8=16.0×1.815×9.8≈284.5(KN/m2)
P后=P煤+P岩=(h煤×r煤+h岩×r岩)×9.8=(3.0×1.5+13.0×2.722)×9.8≈390.9(KN/m2) ZHZ/1600/16/24型悬移支架达到额定工作阻力时的支护强度为:
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