采煤作业规程
黑龙江科技学院
综 合 实
班 级:组 员:
学 号: 5
指导教师: 李 伟
资源与环境工程学院 验
目 录
第1章 地质说明书 ··················································································· 1
1.1 概况 ······························································································· 1
1.2 煤层与顶底板 ··············································································· 1
1.3 构造 ······························································································· 1
1.4 水文 ······························································································· 1
第2章 工作面设计 ············································································· 4
2.1、工程说明 ······················································································· 4
2.2 巷道断面设计及支护 ··································································· 4
2.3 机械化割煤方式及工艺流程 ························································ 6
2.4 支护设计及质量要求 ··································································· 6
第3章 循环组织 ····················································································· 8
3.1施工组织 ·························································································· 8
3.2 机械设备 ······················································································· 10
3.3运输方式 ························································································ 12
第4章 安全技术组织措施 ····································································· 12
4.1 安全措施 ······················································································· 12
4.2 支护管理 ······················································································· 13
4.3 绞车管理 ····················································································· 14
4.4 通风 瓦斯管理 ··········································································· 14
4.5 机电设备管理 ··············································································· 15
4.6 煤质管理 ····················································································· 15
4.7 避难措施 ····················································································· 15
第1章 地质说明书
1.1 概况
朔州市朔城区葫芦堂煤矿1.5t/a采区设计,矿井设计服务年限45a。采区平均走向长度1.51 km,平均倾斜长度1.74km。采区内有2个可采煤层,煤层总厚度为17.6m,煤层倾角2.1°左右。主要煤种为焦煤。
本设计采区采用集中大巷布置,大巷采用8t蓄电池式电机车牵引3.0t底卸式矿车运输。矿井主提升方式为箕斗提升,辅助提升方式为罐笼提升。
该矿井为低瓦斯矿井,采用中央边界式通风。
根据矿井地质和煤层赋存条件,回采工作面采用综合机械化采煤工艺,采煤方法为走向长壁采煤法,采空区处理方法为全部垮落法。
1.2 煤层与顶底板
该采区煤层东西走向1710米,南北倾斜长为11554米,平均倾角为2.1°可采煤层为2层。为9# 11#煤层。
9号煤层:
煤厚12.5~15.15m,平均13.92m。,属于稳定的煤层,顶底板多为砂质泥岩及泥岩。煤层在中南部偏厚、北部偏薄。
11号煤层:
煤厚2.80~4.20m,平均厚度3.68m,,全区稳定可采,顶板为泥灰岩,砂质泥岩,底板为泥岩、粉砂岩。
1.3 构造
葫芦堂煤矿井田位于平朔矿区宁武主向斜西翼南部。区内沿沟谷有上石盒子组地层成片出露,属煤田地质半裸露区。该区地质构造以向背斜褶曲为主,伴随少数中、小型断裂。主要构造线均为北东东向。其中北部断层稀少,南部断裂较为发育。地层产状主要受褶曲控制,总的地层走向为北东,倾角平缓。其中北部一般为5º~10º,南部一般为8º~20º。在井田西南角地面出露最大倾角达45º。主要褶曲构造均为北东向,两翼倾角一般北冀比南翼平缓。
1.4 水文
1、含水层
葫芦堂煤矿与矿床充水有关的有二叠系上石盒子组(P2s)、下石盒子组(Plx)和山西组(P1s)的裂隙水含水层组,石炭系太原组(C3t)裂隙含水层组,奥陶系上马家沟组(O2s)、下马家沟组(O2x)及亮甲山组(O1l)岩溶含水层组。
矿床主要充水含水层分述如下:
⑴、上石盒子组裂隙水
该组含水层离煤层较近,且靠近较大背斜轴部地段较富水,从而成为太原组
上段煤层开采的主要充水含水层。本层有3个水文孔资料,q值0.005~0.417L/s.m,表明在补给好的背斜轴部附近富水性达到中等程度,而在埋藏较深的下黑水沟南向斜轴部富水性为弱至极弱程度。该层裂隙水为循环强烈的近源补给水。分析葫芦堂矿西北部靠近芦子沟背斜部,该含水层相对富水,可能达到中等富水程度,但因补给范围不大,矿井涌水量受大气降水的直接制约将会明显。 ⑵、下石盒子组裂隙水
构成本区基岩风化壳的主要含水层是下石盒子组,主要含水层位为底部的含砾粗砂岩(K4)和上、中部的(K5)砂岩带。局部构成基岩风化壳含水层的尚有上石盒子组和山西组的砂岩带。
基岩风化壳裂隙发育,裂隙水的主要补给来自大气降水的入渗,局部地段受河谷潜水补给。七里河未改道前下石盒子组基岩风化壳组达到强富水程度,q位为1.3566~1.9703L/s.m,改道后其富水性可能减弱,但在雨季其富水性将有所增强,基岩风化壳富水达到中等以上程度的都处于河谷区域构造比较发育的浅埋藏区。葫芦堂矿基岩风化壳补给条件差,富水性差。
⑶、山西组裂隙水
含水层主要位于下段的砂岩带,底部粗砂岩(K3)局部变为细砂岩,是太原组4-1号煤层的直接顶板,是太原组上段煤层开采的主要顶板充水含水层。本层富水性不均匀,为极弱至中等程度,q值0.000157~0.479L/s.m。本层达到中等富水程度的部位,是补给条件较好的风化壳层或处于埋藏较浅的向斜轴附近(下黑水沟南向斜),而在背斜部和深埋藏的向斜轴部,本层富水为极弱程度。葫芦堂矿的中西部靠近下黑水沟向斜部位及下窑矿东部,山西组含水层达到中等富水程度,其余地段富水性较弱。
⑷、太原组层间裂隙水
含水层段主要为7号煤以上的砂岩带,这是太原组下段9号与11号煤层开采的主要顶板充水含水层。该含水层的流场较大,已超过芦子沟背斜向北延展,但由于芦子沟背斜以北受到二铺煤矿及安太堡露天矿开采疏干影响,则北部流场已无径流。本组含水层埋藏较深(一般为150~340m),接受上覆含水层组的越流和大气降水渗入补给条件较差。其主要补给区,是在矿区西部的本地层区段和零星露头区段,补给面积很有限。因此,本区太原组裂隙含水层一般为极弱富水程度,只在靠近补给区的浅埋藏区(如604号孔部位)局部达到中等程度。
⑸、奥陶系灰岩(奥灰)底板岩溶水
主要含水层位是下马家沟组(O2x)和亮甲山组(O1l)。局部对太原组9号和11号煤层开采有底板突水影响的是上马家沟组(O2s)和O2x含水层。矿区内O2s层较薄(0~67m),富水不均匀,富水带不稳定。
2、充水因素
井田中西部靠近下黑水沟向斜部位,山西组含水层的汇水补给条件较好,局部富水性可达到中等程度。井田西北部靠近913孔部位,上石盒子组含水层的富水性局部达到中等程度,将会影响矿井涌水量,但其影响范围较小。井田西北部靠近芦子沟背斜,煤层埋藏较浅,老窑开采情况不清,应注意老窑水的防范。井田其余区段顶板充水含水层富水程度较弱。
葫芦堂煤矿太原组下段9号和11号煤层间距为1.65~9.25m。9号和11号煤层底板突水条件相近,本区奥灰层承压水位标高1065m左右,葫芦堂煤矿压力水头为0~95m左右,本矿区奥灰层含水层富水程度强至极强。11号煤至奥灰底板岩溶含水层顶板间的隔水层厚度(包括奥灰层顶部的非含水层段),按S805号
孔资料测算为67.78m。则本区取保守值为66m。按矿区破坏底板可能厚度10m计,葫芦堂煤矿区突水系数为0~0.17kgf/cm2.m。则本区底板正常区段的突水系数值皆属安全范畴,即在一般构造正常情况下,本区开采9号及11号煤时,底板不会发生突水事故,但本区对区内中、小断层和岩溶陷落柱分布的控制尚差。开采时特别应注意对中等以上断层和断层密集地段的探测和防范。葫芦堂煤矿区的东南部靠近下窑子向斜,下组煤底板将承受45~95m的压力水头,在该区段若有断距达30~40m的断层,底板就不会安全,若有断距超过40m的断层地带将有底板突水危险,本井田东南部靠近下窑子向斜部位,应对断层带的突水加以防范。
3、矿井涌水量
地质报告对矿井涌水量未做详细预测,根据矿井含水系数,考虑到改扩建后长壁开采对顶板的大规模破坏,参照矿井实际情况,暂推测矿井正常涌水量为70m3/h,最大涌水量为100m3/h,必要时有关部门需进一步做这方面的工作。
第2章 工作面设计
2.1工程说明
2.2巷道断面设计及支护
1 断面设计
9#煤层第一区段总放面上顺槽采用矩形(微梯形)断面。设计断面净宽为
4.4m ,净高为4.3m 。
2 支护形式
巷道采用锚网支护方式。顶部采用22mm×2450mm螺纹钢树脂锚杆、金
20mm×1800mm螺纹钢树脂属菱形、梯形钢带进行联合支护;两帮均采用
锚杆、金属网联合支护。巷道形状和断面参数如图所示:
图2-2 巷道断面施工图
支护断面说明表
比例:1:50 单位:mm 掘进断面
净断面
巷道形状
帮托盘
锚杆14.0812矩形铁托盘15条/m 顶锚长度帮锚长度顶 网顶托盘排 距24501800菱形网5000x1000无800锚杆名称锚固剂帮网钢带经纬网2700x1000梯形钢带树脂锚杆锚索隔二排布置两棵
2.3、 机械化割煤方式及工艺流程
1切割方式
全断面割煤,司机在截割过程中必须严格控制截割高度和宽度。
2 工艺流程
其工艺流程如图:
割煤工艺流程
截割(出煤)打注顶锚及锚索
铺帮网打注帮锚
铺顶网上钢带
2.4、支护设计及质量要求
1. 锚网支护参数
(1)锚杆:1)
顶锚杆采用
2000mm 。2
)帮锚杆采用22mm的螺纹钢树脂锚杆,锚杆杆体长20 mm的钢筋螺纹树脂锚杆,锚杆杆体长1500mm。
(2)锚固剂:使用树脂锚固剂,顶锚每孔装CKB—2370及CKA—2350型药卷各一卷,采用每孔装CKA—2360药卷一卷。
(3)托盘:巷帮采用规格为150×150×5mm 铁托盘或塑料盘,巷道顶部不使用托盘。
(4)钢带:巷道顶部采用4000mm长梯形钢带与锚杆配合加强支护顶板。
(5)锚杆间排距:设计锚杆间排距为800mm。
(6)锚固力:顶部锚杆设计锚固力150KN,两帮锚杆锚固力100KN。
(7)锚杆角度:顶部靠帮第一条锚杆与铅垂涎成200夹角,其他锚杆均与巷道顶帮轮廓线垂直布置。
此外, 锚杆托盘必须紧贴岩面,螺母要拧紧,顶锚杆预紧力不小于150N·m ,帮锚杆预紧力不小于100N·m 。
2. 铺网
巷道顶部和两帮均铺设金属网,金属网采用10 铁丝编织而成,顶网采用金属菱形网,帮网采用金属经纬网。顶网为5000mm×100mm帮网为2700mm×1000mm ,
联网采用12铁丝,每200mm联一扣,每扣拧2~3圈。
3. 锚索
每隔两排锚杆(间距2400mm)布置锚索长度不小于5000mm,并深入到稳定岩层1000mm以上。
4质量要求
3°,为了安全生产,采工作面采取防止支架倾倒及发生倒架措施,可以采用排头锚固架、中间架的防倒千斤顶组成锚固站,中间架增设斜拉千斤顶,保证移架质量、移架数。防止相邻架脱离。
第3章 循环组织
3.1 施工组织
1 掘进面采用“四六制”作业,三个班生产,一个班检修,并配备工长、班长及维修工各一名。工长负责全面工作,班长负责掘进迎头工作,维修工负责设备的操纵和故障的排除。
3循环组织
3.2 机械设备
1、地压计算、支护参数选择及计算 (施工平台)
(1) 、地压计算:
4⨯2.5⨯1.32
Z=4/3×r×a/f==1.127T/m2
3⨯5
2
式中Z—每米巷道顶板压力1.127吨/米
4/3—巷道压力拱系数
r—顶板岩石容重 取2.5吨/米3 a—巷道宽度一半 取1.3米 f—围岩普氏系数 取5 (2)、支护参数选择 1)求单位面积顶压:
1.127
QS =Z/2a==0.433T/m2
2⨯1.3
2) 求支护密度、支护密度:
σ=
排数2
==0.513根/m2
间距⨯巷宽1.5⨯2.6
F支 =
(2)、支护验算:
M=
QS
σ
=
0.433
=0.844T/根0.513
F锚F支
=
6
=7.106 0.844
由以上计算,M>2,符合规定,全岩段采用树脂锚杆支护,间、排距1.5×1.0m/m是合理的。
2 设备配备及技术经济指标
技术经济指标一览表
3.3 运输方式
煤: 掘进工作面→联络巷→运料运输斜巷→材料车场(准备车场) →大巷→地面
材料: 地面(↓直接通过轨道上山) →主井→ 大巷→斜巷→联络巷→掘进工作面
第四章 安全技术组织措施
4.1 安全措施
1、加强开帮拉门点附近10米范围内的顶板支护,松动的锚杆要拧紧,失效、串门的锚杆要重新补打。锚杆间排距控制在0.8米*0.6米以内.
2、尽量组织其他工序间的平行作业,可以充分利用时间和巷道的空间。 3、再决实行掘、砌平行作业时,要合理选择掘、砌之间的距离,使其保持30~40m 的距离。
4、严格兑现作业,严禁违章作业,违章指挥,违反劳动组织纪律。
5、严格执行“敲帮问顶制”,发现隐患及时处理,确认安全方可生产。 7、保护好巷鼻尖,避免拉门点处的悬顶面积过大。 8、顶板极为破碎,锚杆支护失效时采用亲口木棚支护。 2、 一般要求
(1) 、工艺安排:作业人员进入工作面首先进行敲帮问顶去掉浮石检查各种机械设备部件是否完好,发现隐患及时处理。然后按照爆破说明书的规定进行打眼,装药,连线,待炮烟散静后,上临时支护出货,最后是打锚眼,上锚杆。
(2)、工程质量达标要求: 1)、严格按测量所给中、腰线施工,班尺上尺上线没,中线至任何一帮不准大于200毫米,不得小于设计尺寸。
2)、净高不准大于设计250毫米,不得小于设计尺寸。
3)、枕木间距1.0米,构件齐全紧固有效,铁轨间隙不超过规定:临时轨道铺设,轨距误差不大于10mm,不小于5mm;轨道接头间隙不超过10mm,内错差不大于5mm。
4)、耙斗距工作面不得超过15米,且浮货不得超过巷高的1.3米。 5)、管线吊挂平直,巷道内无积水,无杂物。风筒、电缆、风水管吊挂眼3.0米一个,眼深〉—300mm。吊挂绳之间用白龙尼绳捆绑,捆绳间距0.3米。
6)、其它均执行《掘进工作面质量验收标准化规定》。
4.2支护管理
1、进水工作面首先执行“敲帮问顶制”,及时处理工作面地点巷道顶板伞檐和两帮的浮石,确认安全无隐患后,方可作业。
2、巷道永久支护采用树脂锚杆支护双排和三排位置布置,间距1.5米。排距1.0米。
3、正规循环进度1.5米,最小空顶距1.5米,最大空顶距3.0米。
4、最大空顶距时必须上临时支护,临时支护选用锚杆吊环前换铁刹杆两根平行布置,长度不小于3.0米,及时探到掌子头且严密接顶,用木楔紧固牢靠头部用大半、刹杆刹严、刹实,严禁控顶作业。
5、锚杆打设严禁松动、串皮、拿弯、长脖子等,松动的锚杆要及时上紧,失效的重要新补打上,不准反上托盘、垫双托盘、坏托盘。
6、锚杆打设必须垂直顶板层面,角度与井巷轮廓或岩层夹角〉75度,间排距允许误差为正负100以内,外露尺寸3—5cm.。
7、当顶板岩层破碎或有离层现象时上木盘,木托盘规格为:长*宽*厚=600mm*150mm*50mm,如顶板极为破碎锚杆失效,应架设亲口木棚支护。
8、亲口木棚架设要背顶,背帮、刹严、刹实,严禁接顶,严禁出现“掉唇”,“矫口i”、“麻堂”‘“迈大步”,亲口不严,扭歪等不合格现象。
9、亲口木棚当达到最大空顶距时,必须上临时支护,临时支护采用在棚梁上设置间距0.8米的前探铁刹杆(或钢梁)平行布置,长度不小于3.0米,上面铺设鸭嘴板,随时探到掌子头,出货时掌子头达到一架的距离时,必须及时棚上一架木棚,并且用拉杆把相隔的两架棚子固定牢靠,放炮后蹦倒的棚子必须及时扶起,重新架设好。
10、亲口木棚规格尺寸严格按《规程》中要求架设,严格执行“敲帮问顶制”,设专人观察顶板(站在安全处),并有段队干部在现场亲口指挥作业。木棚间距1.0米,循环进度1.0米,最小空顶距1.0米最大空顶距2.0米。
11、其它严格执行《刚性支架支护巷道质量标准》。
4.3绞车管理
1.移动绞车选用JD——11.4KW型,钢丝绳选用直径12.5mmJD——25KW型,钢丝绳选用直径18.5mm。
2.绞车安装时,安全设施要齐全,灵活可靠,必须有闸皮,信号线,点铃,护板,绳卡子和钩头等。
3.绞车最突出的部位(包括压,戗柱顶子)距轨道外边的间距不得小于500毫米。小绞车的稳固必须打设两道保险。第一道保险是在绞车底盘与巷道顶板之间打设4根圆木顶子(前戗后压),压柱以及保险门子门柱选用直径不小于180毫米(小头直径)硬质不朽圆木且要迎山有力。打顶子顶板处应挖有柱窝,柱窝不小于250毫米深。打设的顶子应用木楔刹紧;第二道保险是用地笼将绞车底盘锁住或打设地锚(用锚杆将绞车底盘打设在底版上)绞车要上全各种安全设施。
5.严格执行“一坡三挡”。在变坡点前10米设置一道永久保险门子,耙斗后15米设置一道临时性保险门子(详见附图安装)临时性保险门子随工作面向前移动,保险门子必须保持常闭状态,还须设专人检查压柱,挡车栏等设施安全情况。
6.JD——25KW绞车允许一次拉,放空,重车两个,JD——11.4KW绞车允许一次拉,放空,重车一个,严禁多拉,多放,拉飞轮,放飞车。
7.绞车道必须做到“行人不行车,行车不行人”规章制度。 8.绞车司机必须持证上岗,必须经过公司安全培训。 9.提升,放车必须用无火花电点铃联系,信号灵敏可靠。
10.绞车司机蹬钩工人必须严格执行《掘进各工种操作规程》中有关规定。
4.4通风 瓦斯管理
1. 巷道通风采用局扇压入式通风.
2. 局扇必须风电联锁,停风必须停电,局扇设专人管理,无故不得停风机,如因故停风机必须撤出工作面所有人员到新鲜风流的安全地点.
3. 大巷的全负压供风量必须大与局扇吸入风量. 4. 局扇必须上消音器,风流净化器.
5. 瓦检员每班必须检测瓦斯浓度,当距工作面20米范围内的沼气浓度达到并超过1%时,禁止装药放炮,立即切断电源,撤人,汇报井口调度,进行有效处理后,方可进入工作面作业.
6. 风筒出风口距工作面距离全煤巷道不得大于5米,半煤岩巷道不得大于7.0米,全岩巷道不得大于10米,并按规定的高度挂好风筒做到直,平,无破口,编号.
7. 煤尘防治:采用湿式打眼,冲洗岩帮巷壁,放炮时使用水炮泥.放炮喷雾,出货洒水及风流净化器等综合防尘措施.
8. 推车进风门时,严禁用车撞开风门及两道风门同时打开.
4.5 机电设备管理
1. 井下检修,搬迁电气设备必须先切断电源,不得带电作业,搬迁电气设备包括电缆,电线等.
2. 非值班或专职电气人员不得擅自操作电气设备.
3. 电气设备司机应对机械及电器系统进行全面检查,大限鼓掌及时排除或找机电维修工进行处理后方可作业,禁止机器带"病"作业.
4. 电气设备附近20米以内风流沼气浓度达到1.5%时必须停止运转,切断电源.
5. 煤电钻的操作手柄和工作中必须接触的部位应有良好的绝缘性.
6. 电缆吊挂在巷道一侧,且要顶板完整,安全,无淋水.电缆线上严禁吊挂任何物件.
7. 井下电气设备必须防爆,有保护装置定期定人检修. 8. 井下供电应做到:无鸡爪子,无羊尾巴,无明火接头;
有过流,漏电保护装置; 上全螺丝和弹簧垫,有密封圈和挡板有接地装置,电缆悬挂整齐;坚持使用捡漏继电器,风电联锁。
4.6 煤质管理
1. 严格按《循环图表》中规定掘进。 2. 段干部要对工和装运工进行提质增效的教育宣传。 3. 施工中严禁留底煤,巷道中严禁留浮煤。 4. 矸石大块可选出的可在留设煤柱一侧开矸石卧子。 5. 矸石卧子规格:长*宽*高=m*m*m 6. 为降低原煤水分,井下防尘必须使用喷雾洒水,不准用水管直接向煤内注水。
7. 凡脏物不清除的矿车,不准装运煤。
4.7 避灾措施
1. 工作面所有作业人员,严格按照所掘巷道避灾路线图进行撤退避灾。具体详见避灾线路图所指路径撤离。
2. 井下工人必须配带自救器,发生灾情时,立即戴好,以防有害气体侵入人体引起中毒。
3. 当工作面发生灾情时,工人不要惊慌,由值班段长或有经验的老工人组织,带领成立抢险小组,清点人数,沿避灾路线撤出。
4. 如果发生火灾火势小的情况下,立即组织人员扑救,如检查出灾情无法控制,立即清点人数撤离险区,到有新鲜风流的大巷中去。
5. 发生火灾时要向高处躲避,不能进入涌水地点附近的独头巷道
6. 无论发生火灾,瓦斯,煤尘等灾害时,必须立即派人向井区调度报告灾情,撤出工作面所有人员到安全地点。
7. 避灾路线:发生水灾时,工作面人员撤退路线和发生火,瓦斯,煤尘,灾害时人员撤出路线为:工作面→运料回风石门→地面。