23130綜放工作面開采設計
23130綜放工作面開采設計
編制單位: 躍進煤礦生產(chǎn)技術科
編制日期: 2009年02月01日
目 錄
1.礦井概況 3
2.采區(qū)概況 4
2.1采區(qū)地質概況 4
2.2采區(qū)生產(chǎn)布局 5
3.工作面概況 6
3.1工作面位置、周邊關系及開采情況 6
3.2地形地貌 6
3.3工作面參數(shù)、煤層賦存特征及開采技術條件 6
3 . 4儲量計算 8
4.地質構造 9
5.水文地質及水害評價 10
6.防水煤(巖)柱的計算與留設 12
7.放頂煤可行性分析 15
7.1煤層賦存狀態(tài)與構造 15
7.2 煤層厚度 15
7.3 煤層傾角 15
7.4直接頂?shù)膸r性和厚度 16
7.5 煤層的物理機械性質和結構 16
7.6煤層底板的巖性 17
7.7瓦斯、自燃發(fā)火對放頂煤的影響 17
8.工作面巷道布置 19
8.1順槽、切眼、停采線等位置的確定及依據(jù) 19
8.2采煤方法、生產(chǎn)工藝、采放比、放煤步距等內容 20
8.3 支護設計與頂板管理 23
8.4頂板管理 25
8.5工作面設備總體配套 26
9.生產(chǎn)系統(tǒng) 29
9.1提升系統(tǒng)(煤炭運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)) 29
9.2通風系統(tǒng)及風量計算 30
9.3排水系統(tǒng) 32
9.4 供電系統(tǒng) 34
9.5壓風系統(tǒng) 35
9.6 瓦斯防治 36
9.7防滅火系統(tǒng) 40
9.8防治沖擊地壓 48
9.9安全監(jiān)控系統(tǒng) 54
9.10供水系統(tǒng) 55
9.11避災路線 55
1.礦井概況
躍進煤礦位于河南省西部的義馬市境內,是義煤集團公司主力礦井之一。隴海鐵路橫貫井田, 310國道從礦區(qū)北部通過,交通十分便利。井田淺部有澗河自西向東流過,井田面積約22平方公里,地表為丘陵山地。開采煤層為中侏羅統(tǒng)下部義馬組2-1煤和2-3煤,煤種屬長焰煤,煤質為中-富灰、低硫-中硫、低磷、中等發(fā)熱量,主要用于動力用煤、民用燃料和氣化用煤。礦井地質條件簡單,水文地質類型為中等,正常涌水量約150m3/h。自1958年建礦以來,礦井先后經(jīng)過1975年和1989年兩次改擴建,設計生產(chǎn)能力為120萬噸/年,2005年核定生產(chǎn)能力為148萬噸/年。2006年生產(chǎn)原煤167萬噸。
躍進煤礦交通位置圖
2.采區(qū)概況
2.1采區(qū)地質概況
23采區(qū)位于-200m水平東翼,西以30勘探線西100m為界,北側和東側為井田邊界,南以F16斷層為界。采區(qū)東西走向長1260m,南北傾斜寬1346~1520m。采區(qū)地表為丘陵山地,地面標高為+501~588m , 煤層埋深610~1030m,地表有錢大池村。
23采區(qū)煤層走向為210°~215°、傾角為11.5°~12.5°,變化不大,采區(qū)整體構造形態(tài)為單斜構造。采區(qū)內未揭露斷層,采區(qū)南部為F16斷層(井田邊界)。
23采區(qū)含可采煤層三層,即12煤層、21煤和23煤。其中12煤層在采區(qū)東部(勘探線附近)被揭露,平均厚度1.6m,但采區(qū)的西部僅有煤線沉積(2103孔揭露),該煤層在23區(qū)沉積不穩(wěn)定,不具開采性。21煤層和23煤層在23采區(qū)大部分合并為一層,統(tǒng)稱21煤。合并后21煤厚15.48m,純煤厚7.51m,結構復雜,含夾矸2~8層,屬厚煤層,故對23采區(qū)的開掘和回采只考慮21煤層。
23采區(qū)煤種為長焰煤,中等發(fā)熱量,中灰中硫。
21煤頂板為I級頂板,直接頂厚16~28m,巖性為泥巖,底板為泥質砂巖,回采時采用全陷落法管理頂板。
23區(qū)水文地質條件簡單,區(qū)內含水層為頂板礫巖層、砂巖層,隔水層為頂板泥巖,無突水危險,預計此區(qū)正常涌水量不超過15m3/h。
23采區(qū)瓦斯等級為低沼,21煤層煤塵爆炸指數(shù)為49.5%,23煤層煤塵爆炸指數(shù)為47.14%,均有爆炸危險性;區(qū)內煤種為長焰煤,揮發(fā)分高,燃點低且含硫易自燃,發(fā)火期為1~3個月,最短15天。
2.2采區(qū)生產(chǎn)布局
23采區(qū)為單翼采區(qū),采用上、下山開采。該采區(qū)下部區(qū)段共布置有三條下山巷,其中軌道下山和皮帶下山布置在距煤層頂板以上36m的砂礫巖中,回風下山布置在煤層頂板40m的礫巖中。采區(qū)內共布置的9個工作面。23采區(qū)下段采用走向長壁下行采煤法開采,全部垮落法管理頂板。
采區(qū)通風方式為邊界抽出式,其中23區(qū)軌道下山和23區(qū)皮帶下山為進風巷,23區(qū)回風下山為專用回風巷。
23軌道下山選用JKY2.5/2.3B型防爆液壓提升絞車,電動機功率250KW。
23皮帶下山選用DSP-1080/1000膠帶運輸機。
目前23采區(qū)已回采的有:23010、23030、23050、23090、23110共5個綜采工作面;23130綜放工作面(待采);23070綜采面、23150綜采面和23170綜放面未進行采掘施工。
參見23采區(qū)采掘工程平面圖
3.工作面概況
3.1工作面位置、周邊關系及開采情況
1、工作面位置:23130工作面位于躍進井田東南角,系23區(qū)下山區(qū)段的第三個工作面。井下四鄰關系:東為躍進常村井田邊界保護煤柱,西為23采區(qū)下山保護煤柱,北為23110綜采工作面,南為23150綜放工作面。
2、開采情況:23130工作面北部的23090綜采工作面于2008年6月份回采結束,北鄰的23110綜采工作面于2006年6月份回采結束,東部邊界的常村礦在該區(qū)段未進行掘進和回采,南鄰的23150綜放面尚未掘進。
3.2地形地貌
23130工作面地表為錢大池村西南部的低山丘陵地帶,地形復雜,沖溝發(fā)育,地表高程+510~+552 m;煤層埋深802~860m,地表有錢大池村。
3.3工作面參數(shù)、煤層賦存特征及開采技術條件
1、工作面參數(shù)及煤層賦存特征:
23130工作面開采煤層為中下侏羅統(tǒng)義馬組21煤,煤層頂板高程-292~- 335m,走向長度1124m,可采長度 1002m,工作面傾寬度為185m,面積183705㎡,工業(yè)儲量181.6萬噸, 可采儲量143萬噸。
23130工作面回采煤層為21煤,煤層走向111°~136°,傾向201°~226°,傾角10°~16°,平均11°。煤厚6.6m~9.2m,平均8.1m。煤層結構復雜,煤層中下部含夾矸0~6層,單層厚0.1~0.3m,不穩(wěn)定,影響煤層的劃分。
2、工作面煤層賦存特征表現(xiàn)為:沿走向呈由西向東逐漸變厚趨勢,沿傾向呈由北向南逐漸變厚的趨勢。
3 、煤質A : 28.89% M :8.55% Q :18.16MJ/Kg S : 0.75%
(附煤層頂?shù)装寰C合柱狀圖 圖一)
(1)頂板: 偽頂為砂質泥巖,厚0.2m,局部含石英砂巖,層狀結構易脫落。直接頂為泥巖,厚25m左右,灰黑色、具隱水平層理,節(jié)理裂隙發(fā)育。老頂以礫巖為主,夾有薄層砂巖,屬弱含水層。
(2)底板:直接底為泥巖、砂巖,淺灰色,含粉砂巖條帶。
(3)瓦斯絕對涌出量為: 6 m3/min 。
(4)煤塵有爆炸性,爆炸指數(shù)為41.76%。
(5)煤的自燃傾向性:容易自燃,發(fā)火期為一個月,最短為15天。(6)地溫:系正常區(qū),無熱害。
(7)普氏硬度:(f)煤層1~2,夾矸1~2,直接頂2~3 ,直接底3~4。
(8)地壓:工作面采深較大,地壓現(xiàn)象明顯,巷道變形較嚴重,下巷掘進期間煤炮頻繁,曾出現(xiàn)過四次沖出地壓現(xiàn)象,根據(jù)《躍進煤礦沖擊地壓防治技術研究報告》顯示,該面屬中等沖擊區(qū)域。
3 . 4儲量計算
工作面工業(yè)儲量:
(170×1002×7.5+15×1002×4.5)×1.35≈181.6萬噸
工作面可采儲量:
(150×962×7.5+35×962×4.5+40×185×4.5)×1.35×0.83≈143萬噸
工作面服務年限=(可采推進長度/設計月推進長度)
=(1002÷75)=13.4個月
4.地質構造
該面在距上巷口85m、下巷口50m處揭露了F2306正斷層,其走向為42°~51°、傾向為132°~141°、傾角為40°~45°、落差為1.0~1.3米。該斷層貫穿上、下巷,斷距和牽引現(xiàn)象明顯,頂板巖石破碎,節(jié)理發(fā)育。該斷層在工作面設計停采線以外,對回采影響不大。
從整體來看,該面煤層平緩,地質構造簡單,在接近切眼處煤層有起伏,對回采稍有影響。該面構造簡單,地壓大,易底鼓、片幫和冒頂,因此沖擊地壓現(xiàn)象會更加明顯。
5.水文地質及水害評價
23130綜放工作面水文地質條件簡單?,F(xiàn)將工作面頂?shù)装?、老空水、斷層水?a href=http://www.treasurewfy.com/mkpj/ target=_blank class=infotextkey>評價如下:
1、該工作面直接頂為灰色、深灰色、灰黑色泥巖,致密塊狀,賦存穩(wěn)定,厚度25m左右,隔水性較好。老頂為中上侏羅系雜色粉砂巖、細砂巖、礫巖組成,以砂礫巖為主,交替出現(xiàn)且有混合性巖層,該層厚度大,達620.6m,砂礫巖層含水性不穩(wěn)定,本面整體為弱含水層,但存在局部強含水段,由于工作面放煤后形成裂隙范圍大,很有可能與上部的砂礫巖弱含水層導通從而出現(xiàn)大量涌水。因此必須保證排水設備完好,防止頂板水涌入工作面影響生產(chǎn)。
2、底板水:煤層底板自上而下為煤矸互層(厚度0~1.8m)、泥巖(厚0~4.5m)、細砂巖(16.3m)及粉砂巖條帶,波狀層理和礫巖。礫巖具有含水性,但該處礫巖層較薄,有泥巖隔水層,預計在工作面回采過程中不會有底板水出現(xiàn)。
3、老空水:23130工作面上巷布置在 23110工作面下巷北側12m處的二分層中,頂部為老空區(qū)。23130工作面整體呈寬緩背斜構造。工作面上巷在沿假頂掘進期間,曾對23110工作面下巷的采空區(qū)低洼段,按每隔10m距離進行了打眼探放水施工,先后放出水量約5000m3(該積水是由于23110工作面回采結束時,采面通過F2306斷層構造,因裂隙導通形成的)。目前,23110工作面老空積水已經(jīng)疏干,探放水孔現(xiàn)均無水流出。由于采用綜放頂煤技術,回采后導裂高度加大,并波及老空未放低洼積水,所以回采時應加強防排水工作。
4、斷層水:經(jīng)工作面上下巷揭露有F2306斷層構造,該斷層貫穿上下巷,牽引明顯,落差1.0m左右。在23110工作面回采靠近F2306斷層構造時,工作面下部出現(xiàn)滴淋水現(xiàn)象,涌水量不大于2m3/h,工作面回采完后,經(jīng)過長期涌水聚積,在老空區(qū)內形成水害(該水害在掘進時已經(jīng)排除)。23130工作面靠近停采線附近有1處富水異常區(qū),當工作面回采接近構造異常區(qū)時,頂板來壓,導裂發(fā)育,可能仍有出現(xiàn)頂板滴淋水現(xiàn)象,對回采稍有影響。
本工作面回采期間預計正常涌水量為:0.5~3m3/h,最大涌水量:100m3/h。
6.防水煤(巖)柱的計算與留設
1、常用的防水煤(巖)柱類型:
(1)斷層防水煤(巖)柱:在導水或含水斷層兩側,為防止斷層水潰入井下而留設煤(巖)柱,或當斷層使煤層與強含水層接觸或接近時,為防止含水層水潰入井下而留設的煤柱。
(2)井田邊界煤柱:相鄰兩井田以技術邊界分隔時,為防止一個礦井淹沒(由突水或礦井報廢引起)后影響另一個礦井的安全生產(chǎn)而留設的煤柱。
(3)上、下水平(或相鄰采區(qū))防水煤(巖)柱:在上、下兩水平(或相鄰兩采區(qū))之間留設的防水煤(巖)柱。 這種煤(巖)柱為暫時性的煤(巖)柱,在上、下兩水平(或相鄰兩采區(qū))開采末期或透水威脅消除后,這部分煤(巖)柱中的煤,仍然可以回收出來。
(4)水淹區(qū)防水煤(巖)柱:在水淹區(qū)(包括老窯積水區(qū))四周和上、下水平留設的防止水淹區(qū)水潰入井下采掘工作面的煤(巖)柱。
(5)地表水體防水煤(巖)柱:為防止采煤后地表水經(jīng)塌陷裂縫潰入井下而留設的煤(巖)柱。
(6)沖積層防水煤(巖)柱:為防止采煤后上覆沖積層中的強含水層水潰入井下而留設的煤(巖)柱。
2、防水煤(巖)柱的留設原則:
(1)在有突水威脅但又不宜疏放(疏放會造成成本大大提高時)的地區(qū)采掘時,必須留設防水煤(巖)柱。
(2)防水煤柱一般不能再利用,故要在安全可靠的基礎上把煤柱的寬度或高度降低到最低限度,以提高資源利用率。為了多采煤炭,充分利用資源,也可以用采后充填、疏水降壓、改造含水層(充填巖溶裂隙)等方法,消除突水威脅,創(chuàng)造少留煤柱的條件。
(3)留設的防水煤(巖)柱必須與當?shù)氐牡刭|構造、水文地質條件、煤層賦存條件、圍巖的物理力學性質、煤層的組合結構方式等自然因素密切結合,還要與采煤方法、開采強度、支護形式等人為因素互相適應。
(4)、一個井田或一個水文地質單元的防水煤(巖)柱應該在它的總體開采設計中確定,即開采方式和井巷布局必須與各種煤柱的留設相適應,否則會給以后煤柱的留設造成極大的困難,甚至無法留設。
(5)在多煤層地區(qū),各煤層的防水煤(巖)柱必須統(tǒng)一考慮確定,以免某一煤層的開采破壞另一煤層的煤(巖)柱,致使整個防水煤(巖)柱失效。
(6)在同一地點有兩種或兩種以上留設煤(巖)柱的條件時,所留設的煤(巖)柱必須滿足各個留設煤(巖)柱的條件。
(7)對防水煤(巖)柱的維護要特別嚴格,因為煤(巖)柱的任何一處被破壞,必將造成整個煤(巖)柱無效。防水煤(巖)柱一經(jīng)留設即不得破壞,巷道必須穿過煤柱時,必須采取加固巷道、修建防水閘門和其它防水設施,保護煤(巖)柱的完整性。
(8)留設防水煤(巖)柱所需要的數(shù)據(jù)必須在本地區(qū)取得。鄰區(qū)或外地的數(shù)據(jù)只能參考,如果需要采用,應適當加大安全系數(shù)。
(9)防水巖柱中必須有一定厚度的粘土質隔水巖層或裂隙不發(fā)育、含水性極弱的巖層,否則防水巖柱將無隔水作用。
該工作面水文地質條件簡單,主要水害為老空水,相鄰礦井防水煤柱留設值為50m。符合有關安全技術規(guī)定。
7.放頂煤可行性分析
7.1煤層賦存狀態(tài)與構造
通過分析23130工作面上、下巷掘進地質資料,該工作面煤層在走向和傾向上呈均勻連續(xù)分布,起伏變化不大,賦存穩(wěn)定;掘進施工中除揭露F2306正斷層外,沒有其它地質構造。
由于F2306斷層位于23130工作面設計停采線以外,對采用綜放回采沒有影響。
7.2 煤層厚度
通過對23130工作面上、下巷探井資料綜合分析認為:23130工作面設計停采線(123m)至450m段巷道,偽頂下兩層煤賦存穩(wěn)定,平均厚度為6.2m,可作為放頂煤主采煤層, 底部為煤矸互迭層,夾矸層數(shù)為2~4層,夾矸層厚度在0.2~0.3m間,巖性為砂質泥。從450m處向里到23130工作面切眼上口(680m長),該段可采煤層平均厚度為7.5m,賦存穩(wěn)定,適合于綜放回采。
23130工作面在沿走向上,可采煤層厚度為6.2m~7.5m ,符合放頂煤工作面對煤層厚度的技術要求。
7.3 煤層傾角
23130工作面煤層傾角為10°~16°,平均11°。由于煤層傾角不大,放頂煤過程中頂煤對液壓支架產(chǎn)生的傾向推力,不致于造成支架下滑和失穩(wěn)。
7.4直接頂?shù)膸r性和厚度
23130工作面煤層直接頂為泥巖,厚25m左右,灰黑色、具隱水平層理,節(jié)理、裂隙發(fā)育。根據(jù)我礦以往普通綜采經(jīng)驗,25m厚的泥巖直接頂在工作面回采過程中,是隨偽頂一起冒落的, 沒出現(xiàn)過懸頂現(xiàn)象。而且23130工作面機尾段15m是在23110工作面二分層中進行放頂煤回采,其頂板為再生膠結假頂,極易冒落(上巷掘進過程發(fā)生過多次冒頂)。
直接頂?shù)暮穸扔嬎悖?BR>h≥m÷Kp=7.5÷1.24=6.05
20≥6.05
式中:h---直接頂厚度;
m---開采煤層厚度;
Kp---直接頂?shù)乃槊浵禂?shù)。泥巖取1.3
由此計算可知,直接頂冒落后完全能夠充填煤層采出后所形成的空間。
7.5 煤層的物理機械性質和結構
23130工作面煤種為長焰煤,其普氏硬度系數(shù):f =1~2,煤體硬而脆,節(jié)理、裂隙比較發(fā)育,加上工作面超前應力和液壓支架升降的反復作用,頂煤被進一步壓酥適合于放頂煤回采。
從煤層結構上看,21煤和23煤在23采區(qū)深部合并為一層煤,煤層結構復雜,在煤層底部含夾矸0~6層,單層厚0.1~0.3m,不穩(wěn)定,影響煤層的劃分。但由于底部夾矸層處于割煤機截割高度范圍之內,不存在夾矸堵塞支架溜煤口的現(xiàn)象。
7.6煤層底板的巖性
煤層直接底為泥巖、砂巖,淺灰色,含粉砂巖條帶。f =3~4 ,遇水不發(fā)生膨脹,不會造成液壓支架在前移過程中出現(xiàn)下陷現(xiàn)象。
7.7瓦斯、自燃發(fā)火對放頂煤的影響
1、根據(jù)23130工作面在上、下巷掘進期間對瓦斯?jié)舛鹊臏y定,該面瓦斯絕對涌出量為6m3/min,屬低瓦斯等級。但23130工作面作為躍進礦的第一個綜放工作面,為安全期間,在安全出口以外40~50m處安一臺瓦斯抽放風機,將上隅角的瓦斯通過柔性風筒直接抽排至23區(qū)下山專用回風巷內,另外利用23區(qū)專用回風平臺瓦斯抽放泵,將23130工作面上隅角瓦斯抽放至23區(qū)下山總回風巷。
2. 23130工作面所采煤層容易自燃,發(fā)火期為一個月,最短為15天;但根據(jù)鄰近的千秋礦、常村礦近年來放頂煤成功經(jīng)驗看,只要采取嚴密而有效的防滅火措施是不會對工作面造成威脅的:
(1)控制好推進度,每月回采進度在40米以上,遺留在老塘內的煤炭來不及氧化自燃,已被斷絕氧氣供給。
(2)在工作面下隅角通過注氮管路向老塘內注入氮氣,使老塘內的氧氣含量大大降低或不含氧氣.
(3)完善工作面上巷注漿系統(tǒng),在工作面回采過程中,通過預埋在上隅角的鐵管向采空區(qū)內定期注入粉煤灰漿,以此達到防止采空區(qū)遺留煤炭自燃發(fā)火的目的。
通過對23130工作面各種因素分析,認為在23130工作面進行綜放回采是可行的。
8.工作面巷道布置
8.1順槽、切眼、停采線等位置的確定及依據(jù)
1、順槽的位置
(1)、23130上巷設計全長1124m,巷道方位角為N123°,布置在23110工作面采二分層中,距23110工作面下巷13m,并通過聯(lián)絡巷與23區(qū)專用回風巷構成回風路線;上巷經(jīng)23130工作面上巷石門 平臺車場與23區(qū)軌道下山構成運料路線。
(2)、23130下巷設計全長1111m,巷道方位角為N123°,布置在21煤層中,沿煤層頂板掘進,巷口通過石門改制1m皮帶與23區(qū)下山皮帶巷相連構成出煤路線。通過23區(qū)軌道和皮帶下山巷并聯(lián)進風,向23130下巷和工作面供給新鮮風流。
2、切眼的位置
23130工作面切眼全長185m,巷道方位角為N33°
切眼下段165.6m采用沿頂板掘進,其斷面形狀設計為矩形,巷寬7.1m,巷高2.6m,面積18.46 m2。支護方式為錨網(wǎng)索+四排π型梁順山抬棚復合支護。
切眼上段20m為二分層巷道,其斷面形狀設計為梯形,采用4m梁×2.8m腿12#礦工鋼單棚支護,上寬7.5m,下寬8.1m,巷高2.6m。
3、停采線的位置
為保證23區(qū)下山中部泵房和變電所不受工作面的采動影響,并結合23130工作面外口 F2306正斷層的賦存情況,停采線位置定在距上、下巷口123m處。
參見23130工作面巷道布置圖
8.2采煤方法、生產(chǎn)工藝、采放比、放煤步距等內容
1、采煤方法
本工作面采用走向長壁后退式綜采放頂煤采煤法,一次采全高,自然垮落法管理頂板。
2、采煤機進刀方式
附圖:23130綜放工作面進刀方式示意圖 圖二
3、生產(chǎn)工藝
本工作面回采以放頂煤工序為主,割煤與放煤平行作業(yè),正規(guī)循環(huán)工序為:割煤--移架--推前溜--拉后溜--割煤--移架--推前溜--放頂煤--拉后溜。
⑴采高的確定:
本工作面可采煤厚6.2-7.5m,其中割煤高度2.5±0.1m,放煤高度3.7-5.0m,采放比為1:1.5-1:2.0。
⑵落煤方式:
采用MG-300/700-WD型雙滾筒采煤機割底煤和利用放煤口放頂煤聯(lián)合落煤方式,采煤機端頭斜切進刀,雙向割煤,截深0.6m,往返割兩刀,放一排頂煤。
工作面正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)能力
W=L1Sh1γc+ L2Sh2γc
=150×1.2×7.5×1.35×0.83+35×1.2×4.5×1.35×0.83
=1724t
式中 W —正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)能力;
L1、 L2—工作面長度,m;
S—正規(guī)循環(huán)推進長度,m;
h1、 h2—采高(割煤高度+放煤高度),m;
γ—煤的視密度t/m3;
c—工作面的采出率。
⑶裝煤和運煤方式:
采煤機滾筒旋轉裝底煤,人工收縮尾梁插板和擺動尾梁放頂煤,運煤采用前后兩部溜子平行運煤,集中到下巷橋式轉載機和皮帶機運出。
⑷移架:
采用及時支護方式,移架滯后采煤機追機作業(yè),并及時伸出伸縮梁,必要時可先拉出超前架,移架步距為0.6m。
⑸推前溜:
前刮板輸送機隨移架逐段移向煤壁,滯后采煤機15~25m,依次順序自上而下,或自下而上進行,嚴禁從兩端同時向中間推移,推溜步距為0.6m,溜子彎曲段長度不得小于15m。推溜后,溜子必須保證平直。
⑹放頂煤:
①放煤方式:本面采用割煤與放煤平行作業(yè),放煤工藝采用多輪間隔順序等量放煤,放煤順序按:1、3、5…號放煤口順序放煤,一次放出煤量的1/4~1/3,然后按2、4、6號放煤口順序放煤,這樣反復進行3~4輪將煤放完,盡量使頂煤保持均勻下降,以減少混矸,提高回采率。
②放頂煤步距:初次放頂煤步距15m,即工作面切眼推進15m時,開始初次放頂煤。正常放頂煤步距為1.2m,每割兩刀底煤放一次頂煤。
③對放煤工藝的要求:
A:放煤時,一人只能操作一架,并根據(jù)煤量大小,適當掌握放煤口大小,防止壓死后部溜子。
B:放煤時,必須先收小插板,待放煤量小或有大塊卡堵時,再擺動尾梁千斤頂,嚴禁不收小插板就擺動放煤千斤頂,防止損壞小插板。
C:機組割煤至中部,若前半部或后半部頂煤沒放完時,停止割煤,等放完頂煤后方可開機割煤。
D:機頭和機尾各4架,不放頂煤。
E:放煤后,小插板及尾梁及時伸出,防止矸石溜入后溜,影響煤質。
⑺拉后溜
滯后放煤10~15m拉后溜,不放煤時,滯后推前溜10~15m進行,使前后部溜子保持平行。
4、采放比
ZF6400-17.5/28放頂煤支架支護高度1.75-2.8m,采煤機MG300/700-WD,采高2.2~3.7m,據(jù)此采煤機割煤高度2.4~2.6m,平均2.5m, 最大采放比2.5 :5=1 :2 。符合采放比不大于1:3的要求。
5、放煤步距
放頂煤步距初次放頂煤步距15m,即工作面切眼推進15m時,開始初次放頂煤。正常放頂煤步距為1.2m,每割兩刀底煤放一次頂煤。
8.3 支護設計與頂板管理
1、根據(jù)《Z23130工作面回采地質說明書》及統(tǒng)配煤礦《頂板管理資料匯編》的定量采場頂板控制方法中直接頂厚度確定方法,直接頂厚度確定為25m,大于采高2.5m的10倍。
2、直接頂和老頂參數(shù)
根據(jù)礦壓觀測數(shù)據(jù),直接頂初次垮落步距為9.1m~13m,老頂初次來壓步距為22m,周期來壓步距為13m。
3、支護強度計算
(1)頂板巖性分析
由于放頂煤工作面采高較大,待頂板完全壓實后,彎曲下沉帶將涉及底板,正常放煤時,工作面最大放煤高度為5m,則松動橢球體高度H:
H=2.22×h=2.22×5=11.1
說明松動橢球體最大高度未到達老頂。
(2)支架工作阻力校核
工作面機采2.5m的煤厚,放5m的頂煤后,形成高度為11.1m的松動橢球體,松動橢球體高度以上的巖層暫時不發(fā)生離層和斷裂。支架頂梁承受載荷,為其頂部15.6m高的煤巖體重量,則每平方米控頂面積的平均載荷p為:
p=H1T1+H2T2
式中:H1——煤層的平均厚度,5m
T1——煤層容重,1.35t/m3
H2——松動橢球體高度,11.1m
T2——直接頂泥巖體容重γ=2.4t/m3
則正常情況下,每平方米載荷為:
P =5×1.35+11.1×2.4=33.39t=327KN
該支架支護面積9.75m2,則承受的壓力為:
9.75×327=3188.25KN
該面所用ZF6400-17.25/28型放頂煤支架初撐力為5000KN,工作阻力6400KN,支架初撐力、工作阻力均符合要求。
(3)底板比壓:
根據(jù)省煤研所組織對我礦21煤層底板比壓測定數(shù)據(jù),結合我國緩傾斜煤層工作面底板分類成果表, 21煤層底板容許單向抗壓強度Rc為6.83Mpa,21煤底板比壓為4.36Mpa,而該支架對底板的平均比壓為1.7~2.3Mpa,故支架適合用于該工作面。
8.4頂板管理
1、頂板管理方法:
采用自然垮落法管理頂板,最大控頂距為4770mm,最小控頂距4270mm,采煤機滾筒截深0.6m,放煤步距為1.2m,移架步距為0.6m。
2、工作面頂板管理
23130工作面共安裝124架液壓支架,其中ZF6400-17.5/28型液壓支架118架,上、下端共安裝6架ZTG7200-21/30型過渡支架,上口三架、下口三架,在回采時上口三架和下口三架鋪頂網(wǎng)。
3、 上、下巷超前支護
(1)上巷超前支護:
上巷安全出口向外20m內,使用規(guī)格為2.6mπ型鋼梁配合3.5m單體支柱打走向抬棚三排,一梁三柱,對原礦工鋼梯形棚進行加固。三排抬棚分別打在距上下幫梁口0.2m處和巷道正中間。上巷安全距口20~50m段在距上下幫棚口0.2m處各打一道抬棚。
(2)下巷超前支護:
下巷安全出口(溜子頭)安裝兩套梁長7m的自移抬棚(一梁五柱),向外至轉載機頭段25m在36UO形棚拆除后,在巷道上、下幫各打一排順巷抬棚(2.6mπ型鋼梁配合3.5m單體支柱,一梁三柱)配合原錨網(wǎng)索對頂板進行支護。
8.5工作面設備總體配套
一、 主要機電設備技術參數(shù)
1、 采煤機
型號 : MG300/700-WD
采高范圍 : 2.2-3.7m, 截割能力 : 1200t/h
煤質硬度:f≤3 過煤高度: 690mm
機面高度: 1435mm 臥底量: 380mm:滾筒直徑為Ø1.8m
搖臂擺角: 上擺37°;下擺17°
嚙合方式: 擺線輪銷軌式,銷排節(jié)距126mm
牽引速度: 0~7.9m/min 牽引力: 500KN
配套滾筒: Φ1.8m×0.63m(要求滾筒帶端面齒)
滾筒轉速: 40r/min 滅塵方式: 內外噴霧
水量: 320L/min 供電電壓: 1140V
適應煤層傾角: ≤20°
2、 SZZ800/400型轉載機
型號: SZZ800/400 電機功率: 400kw
輸送能力: 2000t/h 圓環(huán)鏈: 2-Φ34×126-C
雙中鏈鏈距: 200mm 刮板間距: 756mm
封底版厚度: 30mm 中板厚度: 40mm
訂貨長度: 50mm(含破碎機長度)
3、液壓支架中部架
結構高度: 1.75~2.8m 中心距: 1.5m
工作阻力: 6400KN 支護強度:0.94~0.95Mpa
前端底板比壓: 1.7~2.3Mpa
泵站壓力: 31.5Mpa
操作方式: 本架操作,支架重量18±0.2噸
3、 液壓支架排頭架
結構高度: 2.1~3.0m 中心距: 1.6m
工作阻力: 7200KN 操作方式: 本架操作
支架重量: 25±0.2噸
4、 破碎機
型號: PCM200 破碎能力: 2000t/h
電機功率: 200KW
破碎機皮帶護罩板厚不小于8mm,在不拆卸大護罩的情況下更換傳送帶。
傳動帶漲緊裝置采用液壓漲緊裝置配西北廠單速水冷機,與轉載機共同使用一臺組合開關。
5、 前部刮板輸送機
型號: SGZ800/800端卸式
輸送能力: 1500t/h,雙中鏈,鏈距200mm。
中部整體鑄焊結構,訂貨長度200mm,采用鑄造銷軌式。
銷軌節(jié)距126mm,中部槽中板厚度為40mm,封底板厚度25mm,
底板采用高強度耐磨板,推移耳結構,為雙耳厚70mm,間距120mm。
刮板間距1008mm,配支撐刮板,間距1008mm。
卸載高度:機頭、機尾卸載高度均為850mm。
6、 后部刮板輸送機
型號: SGZ800/800端卸式。
輸送能力: 4500t/h,雙中鏈,鏈距200mm。
中部整體鑄焊結構,訂貨長度200mm,雙速, 中部整體鑄焊結構。
后部槽采用封底結構,中板40mm,封底厚度25mm(材質HQ550,相當于Q750),采用高強度耐磨板。
機頭、機尾卸載高度均為850mm。
9.生產(chǎn)系統(tǒng)
9.1提升系統(tǒng)(煤炭運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng))
1、運輸設備和運輸方式:
2、運煤路線:
23130工作面SGZ800/800型刮板機→下巷SZZ800/400轉載機→下巷DSP-1080/1000膠帶運輸機→下巷石門SPJ-1000型皮帶機→23區(qū)皮帶下山→23區(qū)入倉皮帶→23區(qū)煤倉→ -200m水平東翼大巷強力皮帶→ -200m煤倉→暗主斜井皮帶→中轉倉→主斜井皮帶→地面。
3、運料路線:
地面→副井→+170m水平井底車場→1#暗副井→ -200m水平井底車場→ -200m水平東翼大巷→23區(qū)車場→23區(qū)軌道下山→23130上(下)巷石門→23130上巷(四個車場)、23130下巷→工作面
參見23130工作面生產(chǎn)系統(tǒng)圖
9.2通風系統(tǒng)及風量計算
1、通風系統(tǒng)
23130工作面回采期間采用U型通風系統(tǒng)即下巷進風上巷回風。
(1)進風路線(新鮮風流):地面→副斜井→1#暗副斜井→ -200m水平井底車場→ -200m水平東翼大巷→23區(qū)車場→23區(qū)皮帶下山→23130工作面下巷→23130工作面。
(2)回風線路(乏風流):23130工作面上巷→23區(qū)回風下山→23區(qū)回風石門→ -200m水平東翼回風巷→2#暗副斜井→+170m水平回風巷→14區(qū)中軌道上山→東風井→地面。
2、綜放工作面風量計算
(1)按瓦斯涌出量計算
Q采=100qK =100×6×1.5
=900 m3/min
式中:Q采-采煤工作面所需風量,m3/min;
q-采煤工作面絕對瓦斯涌出量,m3/min,根據(jù)躍進煤礦23、25采區(qū)采煤工作面絕對瓦斯涌出量的預測結果和瓦斯梯度,預計回風風井投運后所開采工作面的絕對瓦斯涌出量為4~6m3/min,取6 m3/min;
K-采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù),根據(jù)躍進煤礦23、25采區(qū)下部綜采工作面的預測結果,并結合已探明煤層賦存狀況和瓦斯含量,選取1.5。
(2)按工作面溫度計算
Q采=60•VC•SC•K=60×1.8×9×1.2=1166m3/min
式中:Q采-采煤工作面需風量,m3/min;
VC-采煤工作面適宜風速,取1.8 m/s ;
SC-采煤工作面平均有效通風斷面 m2 ;按照綜放工作面的平均控頂距計算后,結合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),取SC =9;
K-工作面長度系數(shù),取1.2。
(3)、按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)(考慮交接班時人數(shù))計算:
Q采>4nc(m3/min)
式中:4-每人每分鐘應供給的最低風量 m3/min;
nc -采煤工作面同時工作的最多人數(shù)。
則:Q采>4×(47+44)=364(m3/min)
(4)按風速進行驗算
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,回采工作面最低風速為0.25m/s,最高風速為4m/s的要求進行驗算。即回采工作面風量應滿足;
15Sc<Q采<240Sc(m3/min)
式中:Sc-工作面平均斷面積,m2,s=10
則:135( m3/min)=15×9<Q采<240×9=2160(m3/min)
綜上,確定綜采工作面所需風量為1296m3/min;綜放工作面所需風量為1166m3/min。設計時取Q采=1296m3/min。
參見23130工作面通風系統(tǒng)圖
9.3排水系統(tǒng)
1、23130上巷:
23130上巷泵坑安裝兩臺(一臺使用,一臺備用)型號為BQW100-50,功率為30kw立式潛水泵,泵坑規(guī)格: 8m長×1.4m寬×1.5m深。鋪設一趟Φ100排水管路,
23130工作面上巷泵坑→上巷軌道石門→聯(lián)絡巷→23區(qū)軌道下山排至23區(qū)下山中部水倉。
2、23130下巷:
在距23130下巷口50m處,建立排水站,安裝3臺BQW100-50立式潛水泵,總排水量為300 m3/h。泵坑規(guī)格: 20m長×1.6m寬×1.5m深;鋪設2趟排水管路,1趟Φ150,另1趟Φ100。
23130工作面下巷排水站→下巷皮帶石門→平臺車場→23區(qū)軌道下山→23區(qū)中部水倉
23130工作面正常涌水量為0.2-3m3/h,最大涌水量為100m3/h,排水能力(200m3/h)能夠滿足要求。
附 23130排水系統(tǒng)示意圖 圖三
9.4 供電系統(tǒng)
工作面供電系統(tǒng):
1、23130 綜放工作面高壓雙電源(6000V)從23區(qū)二所引出,經(jīng) 23區(qū)下山皮帶巷,接到23130下巷斜石門皮帶頭1#、2#、3#移動變電站高爆頭上 (1#、2#移變型號為KBSGZY1600/6/1.2、3#移變型號為KBSGZY800/6/1.2) 。
2、從1#移動變電站低爆頭輸出1140v電壓,用電纜95mm2長度1200m,經(jīng)23130下巷皮帶石門、23130下巷輸送到下巷尾外配電點(轉載機處),然后分別通往工作面下列用電設備:200KW破碎機一臺、400/200KW轉載機一臺、400/200KW雙電機前刮板輸送機一臺,
3、從2#移動變電站低爆頭輸出1140v電壓,用電纜95mm2長度1200m,經(jīng)23130下巷皮帶石門、23130下巷輸送到下巷尾外配電點(轉載機處),然后分別通往工作面下列用電設備:700KW采煤機一臺、400/200KW雙電機后刮板輸送機一臺。
4、從3#移動變電站低爆頭輸出1140v電壓,用50mm2長度30m電纜,經(jīng)23130下巷皮帶石門接至回風巷內的 250KW乳化液泵站一套(兩臺250KW乳化液泵)。
參見23130工作面供電系統(tǒng)圖、23130工作面負荷表
9.5壓風系統(tǒng)
1、工作面壓風設備
(1)地面工業(yè)廣場壓風機站:
1#3#4#壓風機型號:OGD-42.8/8;
2#壓風機型號:SA250-6K
(2)井下-200m水平大巷壓風機房:
5#壓風機型號:SM5185W
6#壓風機型號:SM-15322
7#壓風機型號:MLG-30.4/8-185G
2、工作面壓風路線
(1)一趟由地面壓風機房接出φ150壓風管依次經(jīng)主斜井、+170m水平大巷車場、2#暗副斜井后變?yōu)棣?00壓風管,至-200m水平東翼總回風巷、23區(qū)軌道上山底車場;
(2)另一趟由-200m水平壓風機房接出的φ150壓風管經(jīng)-200m水平東翼總回風巷、23區(qū)軌道上山底車場;
兩趟供風管在23區(qū)上山底車場合二為一,后改用φ100壓風管依次經(jīng)23區(qū)大巷車場、23區(qū)軌道下山、分別通往23130工作面上、下巷。
3、工作面壓風自救系統(tǒng)
在23130工作面下巷口至下安全出口外40m段,按間距隔50~100m安裝一套壓風自救器。壓風自救器型號:ZY-M;
參見23130工作面壓風系統(tǒng)圖
9.6 瓦斯防治
23130工作面生產(chǎn)期間瓦斯防治措施:
1、防沖監(jiān)測科必須按規(guī)定設計傳感器懸掛位置,并保證傳感器正常工作,杜絕誤報警。監(jiān)測科負責在23130上巷各安裝三臺瓦斯傳感器,一臺安設在上隅角,距上隅角煤袋墻不大于0.8m,距上幫不大于0.8m,距頂不大于0.3m,報警點為0.8%、斷電點濃度為1%,復電點為0.79%;一臺安設在上巷,距工作面煤壁10m內,報警、斷電濃度為0.8%,復電點為0.79%;一臺安設在上巷斜石門以里距回風口10~15m處,報警濃度均為0.8%,斷電濃度均為0.8%,復電點為0.79%。斷電范圍:23130工作面及上巷全部非本質安全型電器設備。
2、綜采隊負責在工作面上拐頭、采煤機吊掛便攜式瓦檢儀,跟班隊干、電鉗工要攜帶便攜式瓦檢儀,并會正確使用。
3、23130工作面回采前,在23130上巷、23專回下山鋪設Φ250mm瓦斯抽放管,利用23區(qū)安設的Sk-60瓦斯抽放泵進行瓦斯抽放。
附:瓦斯抽放系統(tǒng)圖 圖四
圖四
4、綜采隊負責,瓦斯抽放管末端插入上隅角隔離煤墻里三角懸空區(qū)域3~5m,設置濾網(wǎng)(10~10mm),并隨著工作面推進及時前移。
5、通風隊負責,在瓦斯抽放管最低處(23130上巷軌道石門底部)設置放水器,并完善瓦斯泵操作規(guī)程、填寫各種記錄。
6、綜采隊負責在23130上巷工作面外100-150米處安設一臺2×18.5kW抽出式風機,風機距地面不小于300mm,抽出端安設Ф600mm彈簧風筒,抽出端風筒伸入上隅角隔離煤墻外吊掛風障內,彈簧風筒必須逢環(huán)吊掛,保證風筒伸展;排出端安設Ф600mm軟質風筒,排出端風布用軟質風筒,逢環(huán)吊掛,風筒一直接23區(qū)專用回風巷,使瓦斯排入回風流中。在抽出式風機風筒出風口與上巷風流混合處,必須安裝一部瓦斯探頭,風筒出風口處巷道風流中探頭斷電濃度為1.0%,復電濃度為小于0.79%,斷電范圍:23130工作面專用回風巷,23130上巷及23區(qū)專用回風巷內所有非本質安全型電器設備。采煤隊負責抽出式風機的日常管理。吸風口處瓦斯不得大于2.5%,否則將風筒吸風口外移,確保風筒吸入瓦斯?jié)舛却笥?%而小于2.5%。
7、通風隊安排專人負責柔性風筒管理、綜采隊安排專人負責彈簧風筒管理,彈簧風筒末端設濾網(wǎng)(網(wǎng)眼10~10mm)避免吸入煤渣,并及時移動,確保抽排效果。通風隊配合,綜采隊隨著工作面推進及時前移風機。
8、通風隊每班派通風工及時維護好風筒,及時修補破損處,避免瓦斯漏入上巷風流中。
9、通風隊每班安排專職瓦檢員加強對工作面氣體檢查,認真執(zhí)行瓦斯巡回檢查、班中匯報請示制度和現(xiàn)場電話對口交接班制度,主要測點每班檢查匯報不少于2次,工作面進風輔助測點檢查匯報一次,上巷輔助測點檢查匯報兩次,特殊情況及時匯報,通風調度要認真執(zhí)行反調度。嚴格交接班制度,交接地點分別在上拐頭,檢查內容:CO、CO2、CH4、溫度等,測點位置:工作面進風、回風、上、下拐頭,上拐頭排頭架前梁,工作面后尾梁,后機尾等,并對局部冒頂、空洞、支架頂梁等局部地點檢查,不留死角。
10、工作面回風流瓦斯?jié)舛瘸^0.8%,二氧化碳濃度超過1.5%或主扇停風時必須停止工作時,應切斷電源,撤出人員,采取措施進行處理。
11、生產(chǎn)過程中,綜采隊負責用煤袋墻將工作面上隅角或頂梁有空間的地方充填滿,要填滿填實,不留空間,防止瓦斯積聚。袋墻間隔距離按《防滅火措施規(guī)定》執(zhí)行。
12、23130工作面回風流中電機或其它開關安設地點附近20m以內風流中,瓦斯?jié)舛冗_到0.8%時必須停止工作,切斷電源,撤出人員進行處理。
13、23130工作面內體積大于0.5m3的空間內積聚的瓦斯?jié)舛冗_到2.0%時,附近20m內必須停止工作,撤出人員,切斷電源,進行處理。
14、23130工作面生產(chǎn)時,井下抽放系統(tǒng)必須保證運轉穩(wěn)定可靠、安全運行。
9.7防滅火系統(tǒng)
一、工作面回采期間防滅火:
1、工作面防滅火設計:
(1)綜采隊每天檢修班,用編織袋裝碎煤在上、下隅角各建一道隔離煤墻,封閉上、下隅角,煤袋墻厚度不小于1米。袋墻接頂、接幫,袋墻堆垛整齊、嚴密不漏風。嚴禁筑建外邊隔離煤墻時,拆除里邊煤袋墻。
(2)拆除下巷 “O”型棚時,必須制定嚴密的措施,并嚴格執(zhí)行。
(3)每天在工作面上、下巷利用所打防火鉆孔進行注漿,保持煤體保持濕潤,發(fā)現(xiàn)有高溫點,加大防火鉆孔密度,進行注漿或充填防滅火材料。
(4)瓦檢員每班對工作面及上下巷進行兩次全面檢查,查找可疑高溫煤體,如果發(fā)現(xiàn)高溫煤體及時安排人員進行打眼、注水、注漿降溫,直至高溫煤體徹底消除。嚴禁將高溫煤體遺入老塘。
(5)回采期間下隅角隔離煤墻外由通風隊負責掛風障,隔斷采空區(qū)的漏風通道。綜采隊必須每天在下端頭開切口,保證工作面入風斷面,減少向采空區(qū)漏風。
(6)回采期間,加強工作面上、下端頭支護,嚴格控制冒頂。如遇冒頂要用編織袋裝煤沫對漏風通道進行堵塞。
(7)通風隊對上巷頂板破碎地段打防火鉆孔進行充填防滅火材料如粉煤灰、黃土,進行預防性注漿降溫,嚴禁將高溫煤體遺留在采空區(qū)。
(8)利用23區(qū)平臺注漿泵站對工作面上巷上隅角進行注漿,注漿管為Φ100mm無縫鋼管,壓入采空區(qū)不低于6m,正常情況下,工作面每推進30m,向采空區(qū)注膠1次。 附23130工作面注漿系統(tǒng)圖 圖五
圖五
(9)工作面上、下巷供水管路、注漿管路以及下巷注氮管路必須保持暢通,距工作面老塘側距離不能超過20米。確保隨時能投入使用。
(10)加強電氣設備的檢查、維護、修理和調整,避免超負荷運轉和帶病作業(yè)。
(11)機電三隊負責規(guī)定配備各膠帶運輸機機頭滅火器及沙箱,及時清理底皮帶浮煤,防止皮帶與底板煤摩檫發(fā)生火災事故。
2、安裝束管監(jiān)測系統(tǒng):
(1)在23130上隅角安裝束管監(jiān)測系統(tǒng),對工作面內自然發(fā)火指標氣體進行分析,根據(jù)預測預報結果采取相應防火措施。
(2)利用礦井火災束管監(jiān)測系統(tǒng)每天分析一次氣體成分,包括一氧化碳、二氧化碳、瓦斯、乙烯、乙炔、氧氣、氮氣等。若發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火標志性氣體,及時縮短分析周期,并采取相應防火措施。
(3)束管監(jiān)測系統(tǒng)每天要和一氧化碳在線監(jiān)測、光瓦檢定器、便攜式瓦斯檢定儀、瓦斯傳感器進行對比調校,誤差超過規(guī)定及時進行調校。
(4)束管所經(jīng)巷道支護必須完好,通風隊和施工單位加強維護,如有砸壞漏氣通風隊必須及時更換處理。
3、工作面下拐頭埋壓注氮管注氮:
(1)機修廠負責將井下移動制氮機安設于23110下巷石門車場,機電三隊負責接通電源。
(2)通風隊在下拐頭煤袋墻內預埋注氮管,注氮管埋入深度不低于4m,交替邁步埋管,根據(jù)束管監(jiān)測系統(tǒng)開展采空區(qū)自燃火災預測預報,發(fā)現(xiàn)有自燃征兆時,向采空區(qū)注氮,注氮量不低于600m³/h,氮氣濃度不得小于97%。
(3)根據(jù)束管監(jiān)測系統(tǒng)抽樣分析,發(fā)現(xiàn)有自燃發(fā)火征兆后,通知機電三隊加大23130工作面注氮量,并根據(jù)現(xiàn)場情況通風隊在上拐頭老塘內補注凝膠防止自燃發(fā)火。
(4)按23130工作面注氮量600m3/h,工作面風量1000m3/min計算,即使工作面氮氣全部(因故)泄漏,工作面風流中O2也只降低1%,工作面風流中O2也保持在20%左右,不會對人體構成傷害。
附23130工作面注氮系統(tǒng)圖圖六
(6)機電三隊注氮機司機要加強對注氮機監(jiān)控、巡查工作,確保制氮機制氮濃度不小于97%,否則要停止注氮,進行檢查處理。
(7)機電三隊要加強對注氮機維修和保養(yǎng),確保注氮機能24小時正常運轉,注氮量保持在600m3/h,如工作面采空區(qū)內有自然發(fā)火征兆,根據(jù)防火工作需要適當加大注氮量。
(8)機電三隊每周對注氮機附近至23130上下巷石門管路檢查一遍,通風隊每天對注氮上下巷路每班檢查一次,發(fā)現(xiàn)有氮氣泄漏,應立即處理,否則應停止注氮。
4、監(jiān)測傳感器設置:
通風隊在23130上巷安裝兩臺CO傳感器,一臺位于切眼外8~10米處,一臺位于上巷口以里15米處,隨時檢測工作面回風流中CO濃度變化情況,CO設定報警值均為10ppm。
二、安全措施:
1、加強通風管理,供風量在滿足沖淡瓦斯和適應風速的前提下,盡量降低供風量,選配最合理的風量。
2、及時清修井下巷道,清凈工作面及各類巷道的浮煤雜物,保證巷道的凈高、寬符合規(guī)定,支架完好,以減少通風阻力。
3、采取有效的組織措施和技術措施,加強采面技術管理,提高工作面的回采率,加快回采面的推進速度,不低于45m/月,減少自燃發(fā)火因素。
4、打鉆注水、注漿時,必須制定安全技術措施。
5、工作面必須有可靠的防止漏風和防止有害氣體泄露的措施,并建立完善的火災監(jiān)測系統(tǒng)。
6、采掘工作面的人員發(fā)現(xiàn)高溫煤體,及時匯報,并通知通風隊采取措施進行處理,嚴防自燃發(fā)火。
7、合理進行調節(jié)抽放,平衡解決好防治自燃發(fā)火與瓦斯抽放關系,嚴防采空區(qū)自燃發(fā)火,發(fā)現(xiàn)抽放鉆孔內的一氧化碳濃度在10ppm以上時,應及時關閉。
8、23130工作面回采期間通風隊每班安排專職瓦檢員加強對該工作面CH4、CO2、CO、溫度等檢查,每班必須至少檢查兩次,工作面上半部60架以上每隔3架、下半部每隔5架檢查一次CO氣體情況,測點統(tǒng)一規(guī)定在后尾梁架縫,每班檢查不少于兩次及時向通風調度匯報。
9、綜采隊加強對23130工作面上、下巷排水工作的管理,不得影響通風隊正常防火、注漿(注粉煤灰)工作。
10、所有在23130工作面施工人員必須隨身攜帶完好自救器,并會正確使用。
11、通風隊對防火鉆孔進行注水或注漿時,要經(jīng)常觀察流下的水溫情況,發(fā)現(xiàn)水溫異常,要及時采取補充打防火鉆孔或直接放頂清除熱源的措施,進行根治,嚴禁將高溫煤體移入老塘。
12、對不用的鉆孔,必須及時封堵。
13、通風隊瓦檢員每班必須檢查二次注氮管路中的O2濃度,發(fā)現(xiàn)O2濃度大于2%時,及時匯報。通風隊埋入下拐頭采空區(qū)內的注氮管路不得低于4m,并保證注氮管路暢通。
14、通風隊每天必須有一名隊長或班長到該工作面跟班,現(xiàn)場檢查一次防火鉆孔施工及注漿情況,組織防火作業(yè)。
15、相關單位加強注氮主管路的巡回檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,并與礦調度室聯(lián)系。
16、防火作業(yè)現(xiàn)場管線吊掛整齊,材料堆放整齊,杜絕電氣設備失爆。
17、通風隊利用23130工作面上、下巷防火鉆孔,進行注漿降溫,每天注漿時間不低于1小時。
18、上巷第二車場附近至少安裝一部電話。
三、應急防滅火措施:
一旦發(fā)現(xiàn)工作面出現(xiàn)自燃發(fā)火征兆,并呈繼續(xù)惡化趨勢時,應采取以下措施:
1、控制采空區(qū)漏風:通風隊在工作面老塘側從下拐頭向上吊掛風障,風障長度不少于30米。
2、加快工作面推進速度:綜采隊加強工作面工程質量管理,加快工作面推進速度。
3、上下隅角充填化學凝膠:通風隊每天安排檢修班對工作面上、下拐頭進行注凝膠,每次注膠時間不低于30分鐘,嚴格按比例對化肥和泡化堿,管路連接牢固,嚴防泡化堿噴出傷眼,如果濺入眼內用大量清水進行沖洗,嚴重者到醫(yī)院進行處理。
4、生產(chǎn)科、通風隊設專職領導到現(xiàn)場跟班。
5、最先發(fā)現(xiàn)火災的人員,盡可能進行直接滅火,將火災消滅在初期,同時派人向調度室匯報,說明事故地點、性質、范圍等情況,若火災威脅職工生命,跟班隊長或班組長要組織職工撤離災區(qū)。
6、利用火點附近的消防管路直接滅火時,水射流應由外圍向火源靠近,不能直射火源中心,以免產(chǎn)生的大量水蒸氣灼傷人員和引起水、煤塵爆炸,但在油類發(fā)生火災時,不能用水撲滅。
7、礦調度室接到火災事故報告后,立即報告礦長、總工并迅速召集救災指揮部人員到調度室投入工作,同時報公司救護隊及公司領導,并命令輔助救護隊投入工作。
8、救災人員到達事故現(xiàn)場后,若火災仍未得到有效控制,應先與事故地點的采掘隊長或跟班組長聯(lián)系,問清災區(qū)人員撤離情況,若人員未撤離時,部分救災人員從回風流營救人員,另一部分從火源進風側滅火。
9.8防治沖擊地壓
23130工作面采深802m~880m之間,地壓現(xiàn)象明顯,巷道變形較嚴重,下巷掘進期間煤炮頻繁,曾出現(xiàn)過四次沖出地壓現(xiàn)象,根據(jù)《躍進煤礦沖擊地壓防治技術研究報告》顯示,該面屬中等沖擊區(qū)域。
受采動影響、集中應力和構造應力影響的原生煤體,23130上巷前140米由于在護巷煤柱中掘進,且受23090工作面采動壓力的影響,按強沖擊等級進行管理;140米以里的巷道由于處在23110卸壓區(qū)內,可按照弱沖擊等級進行管理。下巷埋深近900米,應按強沖擊危險區(qū)域進行管理,因此在采掘過程中必須采取防治沖擊地壓措施。
由于23130工作面上巷布置在23110工作面下巷的二分層內,屬無沖擊危險區(qū)域。因此只對23130上巷外口煤柱段和23130下巷、切眼進行防沖擊地壓設計。
(一)、預測預報措施
1、電磁輻射監(jiān)測
利用KBD-5型流動電磁輻射儀對工作面進行電磁輻射監(jiān)測。
①利用KBD-5型流動電磁輻射儀對工作面上巷切眼外100米,煤柱段140米、下巷切眼外200米范圍進行監(jiān)測。測點布置在上巷下幫、下巷上、下幫,測點間距20m,每點監(jiān)測2min,每天監(jiān)測一遍。
②利用KBD-7型電磁輻射儀對工作面切眼前方50~100m范圍下巷上幫進行電磁輻射監(jiān)測。根據(jù)強度和脈沖值大小變化趨勢對工作面進行預測預報。
2、工作面礦壓監(jiān)測
工作面安裝KJ216頂板壓力動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),對工作面支架均勻布置12個點進行支架阻力觀測,以便掌握全面支架受力情況,及時對工作面頂板來壓情況進行全面預報分析,為工作面安全推采提供可靠的頂板來壓預報。
3、微震監(jiān)測
采用微震監(jiān)測定位系統(tǒng),監(jiān)測記錄微震次數(shù)及釋放的能量,利用微震次數(shù)及釋放的能量預測預報沖擊地壓發(fā)生的趨勢及應力釋放情況。對發(fā)生的微震信號及時進行準確定位,為沖擊地壓預測預報及綜合治理提出有效方案。
(二)防范措施: 1、對下巷煤層超前150m進行靜壓注水
(1)使用ZL-380鉆機,φ42鉆桿配φ50鉆頭鉆孔。
(2)鉆孔深度30m。鉆機穩(wěn)于巷道上或下幫,孔口高度距底板1~1.5m左右,便于施工。
(3)從下拐頭20m開始,上、下幫每隔18m施工一個鉆孔。
(4)鉆孔沿煤層傾向方向定位施工,鉆孔垂直煤層走向。
(5)用封孔器或馬利散封孔,長度不小于8m。
(6)每個鉆孔安設流量計、壓力表,使用防塵管靜壓注水。
(7)注水量
注水量根據(jù)注水孔承擔的濕潤煤量計算:
Q=K•T•W/100 q=175t
式中 Q——一個注水孔的注水量,m3;
q——水的密度,g=1t/m3;
K——富余系數(shù),一般為1.0-1.55;(取1.0)
T——一個注水孔承擔的濕潤煤量,t;
W——預計含水率增值,%。(取3)
一個注水孔承擔的濕潤煤量計算:
T=L•S•M•γ=4374t
式中 L——待注水煤體在鉆孔軸向方向的尺寸,m;(取30m)
S——注水孔間距,m;(取18m)
M——注水孔附近煤層平均厚度,m;(取6m)
γ——煤的密度,t/m3。(1.35)
(8)注水時間:根據(jù)需要注水量與實際注水流量確定,超前注水距離為切眼150m以外。
(9)按技術要求進行打鉆,封孔,注水工作。
(10)通風隊對鉆孔的位置、深度、角度及注水情況進行記錄,建立臺帳,注水孔掛牌管理。
注水鉆孔布置圖 圖七
2、卸壓爆破
當監(jiān)測到?jīng)_擊危險后,應立即對工作面沖擊危險區(qū)域實施爆破卸壓。
鉆孔布置方式: ⑴鉆孔布置在下巷下幫時,鉆孔俯角沿煤層傾斜向下布置,孔口距底板0.5~1.0m。⑵鉆孔布置在下巷上幫時,鉆孔仰角沿煤層傾斜向上布置,孔口距底板0.8~1.0m;卸壓孔深10米,間距5米。炸藥用礦用乳化炸藥,每孔裝藥量為4Kg,用2發(fā)同段毫秒延期電雷管,正向裝藥,每孔用三只水炮泥,其余用黃泥封實,串聯(lián)連炮。每次引爆4-5個卸壓孔,以提高卸壓效果。
(三)、防護措施
1、控制好推采速度,
正常生產(chǎn)后按工作面推進度為4刀/天。工作面推進速度控制在70米/月左右。
2、必須對23130工作面下巷超前300米范圍內實行封閉管理,控制工作面下巷生產(chǎn)人數(shù)。生產(chǎn)班嚴禁任何人員進入(轉載機、破碎機、運輸機司機共三人除外),工作面停止割煤、移架、放煤30分鐘以后方可進人,檢修班除在下巷的施工人員外,其他人員一律不得通過或進入。
3、上、下巷支護要可靠,有失效棚現(xiàn)象應及時處理。支柱要拴全防倒繩,并固定在頂梁或掛在頂網(wǎng)上。
4、上、下巷超前100m范圍內:人行道寬度不低于1.2m,巷道高度不低于1.8m。
5、下巷超前100m范圍內,所有棚子必須用木點柱或單體支柱加固。皮帶頭40米范圍必須用垛式支架加固。
6、超前200m范圍內不準存放閑置物料,必須存放的物料和設備必須按要求捆綁。
7、工作面生產(chǎn)實行遠距離供電、供液。
8、監(jiān)測到有沖擊危險時要立即匯報調度室及有關領導,通知現(xiàn)場人員撤離危險區(qū),并安排針對性的卸壓工作。 9、個體防護措施:
(1)不得坐在巷道底板或物料上休息。
(2)不得在以下地點逗留:巷道高度不夠處,人行道安全間隙不夠處;錨桿失錨或其它支護薄弱地點;錨索下方,設備或物料附近,靠近鐵質管路處。
(3)嚴禁摘掉安全帽,必須穿齊個人防護用品。
10、放卸壓炮時,躲炮半徑為距放炮地點300m以外,放炮時人員必須躲至安全地點,嚴禁在交岔點、頂板破碎處,并由班組長進行安排,躲炮時間大于30分鐘。 11、加強工作面支護質量管理及頂板動態(tài)監(jiān)測,及時預報工作面周期來壓。
12、注水期間,所有管子接頭都要連接牢固,防止管子崩人。注水要保證打孔深度及封孔質量,防止瀉水、漏水。達到設計注水量后要及時換注水孔。 13、23130工作面下巷超前300m以外要懸掛“沖擊地壓危險區(qū)始點 無關人員禁止通行”、“沖擊地壓危險區(qū)終點”標志牌,標志牌要醒目。 14、23130工作面應盡量采成直線, 應避免傾斜開采,防止煤體形成應力集中區(qū)。
9.9安全監(jiān)控系統(tǒng)
1、瓦斯傳感器設置:
(1)工作面上隅角瓦斯傳感器:位置距巷幫和老塘側充填帶均不大于800mm,距頂板不大于300mm。報警點:0.6%CH4,斷電點:0.8%CH4,斷電范圍:23130工作面及回風巷中所有本質安全型電器設備。
(2)工作面風流瓦斯傳感器:離切眼煤壁不大于10m,距頂板不大于300mm,距巷道側壁不得小于200mm,報警點:0.6%CH4,斷電點:0.6%CH4。斷電范圍與上隅角傳感器相同。
(3)工作面回風流瓦斯傳感器:離工作面上巷回風口10~15m,報警點:0.6%CH4,斷電點:0.6%CH4。斷電范圍與上隅角傳感器相同。
(4)工作面上巷中部瓦斯傳感器:23130上巷中部,報警點:0.6%CH4,斷電點:0.6%CH4。斷電范圍與上隅角傳感器相同。
2、一氧化碳傳感器設置:
在工作面、工作面中部、工作面回風巷和工作面下巷中部設置四個一氧化碳傳感器,報警濃度為≥0.0024%CO。
3、風速傳感器設置:
在工作面上巷測風站處設置風速傳感器一個。
4、溫度傳感器設置:
在工作面上巷回風流中設置溫度傳感器一個,位置同工作回風流瓦斯傳感器,溫度傳感器的報警值為30℃。
參見23130工作面監(jiān)測系統(tǒng)圖
9.10供水系統(tǒng)
利用+170m水平采空區(qū)水作為23130工作面上下巷消防和機電設備冷卻用水。由14042工作面下巷口消防水池(水池容量為60~70m3 /h)接Φ100mm管路,依次通過+170m水平大巷、2#暗副斜井及減壓水池、-200m水平東翼回風巷、23區(qū)皮帶下山分別送至23130綜放工作面上、下巷防塵系統(tǒng)供水,并通過上巷Φ100mm向工作面機電設備和防塵系統(tǒng)供水,經(jīng)計算靜水壓為4Mpa,水壓及水量能夠滿足工作面生產(chǎn)需要。
參見23130工作面供水系統(tǒng)圖
9.11避災路線
1、工作面發(fā)生水災時人員撤退路線:
23130工作面→23130上巷→23130上巷軌道石門→23采區(qū)皮帶下山(向上)→23采區(qū)車場 → -200m水平東翼大巷→ -200m水平井底車場→暗主斜井→主斜井→地面。
2、工作面發(fā)生火災時人員撤退路線:
(1)位于火災發(fā)生地點以上新鮮風流內的人員
23130工作面下巷→23130下巷皮帶石門→23采區(qū)皮帶下山(向上)→23采區(qū)車場→ -200m水平東翼大巷→ -200m水平井底車場→暗主斜井→主斜井→地面。
(2)位于火災發(fā)生地點以下乏風流內的人員要根據(jù)火災情況選擇撤退線路:若火勢小且人員距發(fā)火地點近時,要佩戴好自救器迅速繞過火區(qū),經(jīng)23130工作面下巷→23130下巷皮帶石門→23采區(qū)皮帶下山(向上)→23采區(qū)車場→ -200m水平東翼大巷→ -200m水平井底車場→暗主斜井→主斜井→地面。
(3)、若火勢大或人員距發(fā)火地點遠可佩載好自救器迅速經(jīng):23130工作面→23130上巷→23130上巷軌道斜石門→23采區(qū)皮帶下山(向上)→23采區(qū)車場 → -200m水平東翼大巷→ -200m水平井底車場→暗主斜井→主斜井→地面。
3、工作面或下巷發(fā)生沖擊地壓災害時人員撤退路線:
(1)、位于下巷沖擊地壓發(fā)生地點以里人員經(jīng) 23130下巷→23130工作面→23130上巷→23130上巷軌道石門→上巷小平臺車場→23區(qū)軌道下山(向上)→23采區(qū)車場→ -200m東翼大巷→ -200m水平井底車場→暗主斜井→主斜井→地面。
(2)、位于下巷沖擊地壓發(fā)生地點以外人員經(jīng):23130下巷→23130下巷皮帶石門→下巷小平臺車場→23區(qū)軌道下山(向上)→23采區(qū)車場→ -200m水平東大翼巷→ -200m水平井底車場→暗主斜井→主斜井→地面。
參見23130工作面發(fā)生自燃災害時人員撤退線路圖