40102综放工作面作业规程

山西朔州平鲁区国强煤业有限公司

40102综放工作面作业规程

施工单位：综采队

编制人：李平民

编制日期：2014.8.8

执行日期：2014.10.2

目录

第一章概况..................................................1

第一节工作面位置及井上下关系......................................1

第二节煤层.......................................................2

第三节煤层顶底板...................................................2

第四节地质构造.....................................................3

第五节水文地质及防治水措施........................................3

第六节影响回采的其它因素..........................................3

第七节储量及服务年限...............................................4

第二章采煤方法.............................................4

第一节巷道布置.....................................................4

第二节采煤工艺.....................................................5

第三节设备配置.....................................................7

第四节设备布置....................................................16

第三章顶板管理............................................17

第一节工作面支护设计..............................................17

第二节工作面顶板控制..............................................19

第三节运输顺槽、回风顺槽及顶板控制..............................19

第四节矿压观测....................................................22

第四章生产系统............................................22

第一节运输系统....................................................22

第二节“一通三防”与安全监控系统................................24

第三节排水系统....................................................31

第四节供电系统....................................................31

第五节通讯照明系统................................................32

第六节其它系统....................................................33

第五章劳动组织和主要经济技术指标........................33

第一节劳动组织....................................................33

第二节主要经济技术指标...........................................34

第三节工作面质量规定..............................................35

第六章煤质管理............................................36

第一节提高煤质的措施..............................................36

第二节提高回采率的措施...........................................36

第七章安全技术措施........................................36

第一节一般措施....................................................36

第二节顶板管理....................................................38

第三节防治水......................................................50

第四节爆破.........................................................51

第五节“一通三防”与安全监控.....................................57

第六节运输........................................................63

第七节机电........................................................67

第八节其它........................................................75

第八章灾害预防及避灾路线..................................80

第一节灾害预防....................................................80

第二节避灾路线....................................................81

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时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共86页

第一章概况

第一节工作面住置及井上下关系

40102工作面是综采放顶煤工作面，开采太原组4T号煤层。工

作面走向长763.3m,倾斜长178.7m,可采厚度6.65m,可采储量

107.94万吨。工作面4T号煤层底板标高938.785—1030.544m0

具体位置及井上下关系见表1。

工作面位置及井上下关系表表1

采区

水平名称1水平401采区

名称

回风顺槽959.702-1030.544m

+1191.8m〜井下

地面标图

+1245.5m标图

运输顺槽938.785-1015.208m

该巷道地面相对位置：地表位于西家寨南部，陶村乡

地面的相

陶西村西部，东面有陶村至井坪公路，并有马关河在附近

对位置

流过，地面为耕地，无建筑物。

回采对地

面设施的对地面有一定的影响.

影响

井下位置40102工作面位于矿井的的西南下部位置，北部为4

及与四邻煤总回风巷，南部为4T号采区回风巷，西部为40101运

关系输顺槽，东部布置40103备采工作面。

走向倾斜

763.3m178.7m面积136401.71m2

长度长

详见附图1:工作面井上下对照图

详见附图2：工作面平面图

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第二节煤层

40102工作面回采I1号煤层，该工作面厚度为5.8-7.5m,平

均厚度为6.65m,煤层结构简单一复杂，具体情况见表2。

工作面煤层情况表表2

气简单

开采煤煤层煤层倾角

4T煤层2-10°

煤层种煤结构(0)

复杂

煤层厚f=稳定

5.8-7.5m/6.65m煤硬度稳定

度(m)2-3程度

4T号煤层赋存于太原组顶部，厚度5.8-7.5m,平均6.65m,

属全区稳定可采煤层。该煤层结构简单一复杂，含夹肝0—3

煤层情

层，夹石干厚度0.10—0.35m,岩性多为高岭岩、炭质泥岩和砂

况描述

质泥岩。煤层主要以暗煤为主，含少量的亮煤，镜煤、丝炭

含量很少。该煤层节理发育，硬度系数&)2-3。

第三节煤层顶底板

煤层顶底板情况表表3

顶、底板

岩石名称厚度(m)特征

名称

砂质泥岩、

老顶16.80灰黑色砂质泥岩，厚度稳定。

泥岩

直接顶粗砂岩6.20K3砂粗砂岩，厚度稳定。

黑色含炭质粉砂岩，厚度不稳定，

伪顶炭质泥岩0.2

开采时随煤层一起脱层垮落

为灰黑色薄层状泥质粉砂岩，厚

直接底泥岩3.1-6.89

度稳定

泥岩、为灰白色粉砂岩、泥岩，厚度不

老底5.50

细砂岩稳定

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详见附图3:40102综放面煤岩层综合柱状图

第四节地质构造

本井田位于区域构造马关河向斜西翼，井田为单斜构造，地层

总体走向为北东，倾向南东，地层倾角多在2°-10°之间变化，构

造属简单类。根据物探资料及40102工作面运输、回风顺槽及切眼

掘进实际揭露，回风顺槽与切眼存在(F4SW50°Z43°h=2.0-3.0m)

一个断层；运输顺槽存在(SDF14E30°Z60°h=2.5-3.0m)一个断层,

构造附近裂隙发育，因此，在回采时应注意加强顶板管理。

详见附图4:地质剖面图

详见附图5:工作面倾斜剖面图

第五节水文地质及防治水措施

一、40102回采工作面水的来源可归纳为：

开采4T号煤层其充水含水层为4T号煤层上覆砂岩裂隙含水层

可能通过砂岩裂隙、导水裂隙进入工作面，其补给水源主要为大气

降水，大气降水补给有限，因此井田煤层上覆含水层富水性弱。40102

工作面西侧邻近40101工作面采空区，对开采有一定影响。

第六节影响回采的其它因素

1、瓦斯：根据监测资料，结合40102运输顺槽、40102回风顺

3

槽掘进时瓦斯涌出量情况，计算该面瓦斯绝对涌出量为0.392m/mino

2、煤尘：依据山西省煤炭工业局综合测试中心对4T号煤层进

行的煤尘爆炸性倾向性鉴定，本矿4T号煤层的煤尘火焰长度300mm,

最低岩粉用量60%,有爆炸危险。

3、煤的自燃：煤的吸氧量0.64cm3/g,煤的自燃倾向性等级为

II级，属自燃煤层。

4、地温、地压：根据本矿及邻矿开采情况，井下未发现有地温

地压异常现象，属地温地压正常区。

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第七节储量及服务年限

一、储量

1、工作面工业储量：Zc=L走XL倾XhXY

式中：Zc—工作面工业储量，万t；

L走一工作面走向长，m;

L倾一工作面倾斜宽，m;

h—煤层厚度，m;

丫一煤容重，t/n?；

Zc==763.3X178.7X6.65X1.4=126.99万吨,

可采储量：126.99X85%=107.94万吨。

服务年限:工作面可采出煤量/月产量=107.94/114088=9.46（月）。

因此，工作面服务年限为9.46个月。

第二章采煤方法

第一节巷道布置

一、采区巷道布置：

401采区三条巷道（4煤胶带大巷、4煤轨道大巷和4煤回风大

巷）沿东西方向平行布置于4T号煤层中，分别承担运煤、运料、回

风的作用。

二、工作面巷道布置：

1、40102运输顺槽：为运煤、进风、行人巷道，转载机、破碎

机、顺槽皮带、移动变电站、液压泵站布置其中。该巷沿4T号煤层

底板布置，走向长915.4m,顺槽规格:巷宽5.4m,巷高3.3m。0-150m

处巷道全部采用锚杆、锚索及钢筋网联合支护。150-915.4m处巷道

顶板采用锚杆、锚索及钢筋网联合支护，左帮采用玻璃钢锚杆、塑

料网片支护，右帮采用螺纹钢锚杆、菱形网片支护。

2、40102回风顺槽：为材料运输、回风巷道。该巷道沿4T号煤

层底板布置,走向长927.3m,顺槽规格:巷宽4.2m,巷高3.3mo0-150m

处巷道全部采用锚杆、锚索及钢筋网联合支护。150-927.3m处巷道

顶板采用锚杆、锚索及钢筋网联合支护，右帮采用玻璃钢锚杆、塑

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料网片支护，左帮采用螺纹钢锚杆、菱形网片支护。

3、40102切眼：高度3.0m,宽度8.0m,长度178.7m,顶板采

用锚杆、锚索及钢筋网联合支护，左帮采用玻璃钢锚杆、塑料网片

支护，右帮采用螺纹钢锚杆、菱形网片支护。

4、停采线距4煤回风大巷70m。

详见附图6:工作面巷道布置图

第二节采煤工艺

一、采煤工艺

正常生产时工艺过程：

MG400/940-WD采煤机端部斜切进刀T推前部输送机T割煤T移

架T推前溜T放煤T拉后溜T进入下一循环

1、割煤：

（1）、采煤机的进刀方式。

采煤机的进刀采用端部自开缺口、斜切进刀的方式，斜切进刀

段长度为30m,进刀深度0.63m。具体操作如下：

①采煤机向下割透端头煤壁后，距煤机后滚筒3架正常移架推

溜，使得刮板运输机弯曲段不少于15m,将两个滚筒的上下位置调换,

向下进刀，通过15m的弯曲段至30m处，使得采煤机达到正常截割

深度（即0.63m）o按要求推移刮板运输机至平直状态。

②将两个滚筒的上下位置调换，向下（上）割三角煤至割透端头

煤壁。

③割完三角煤以后，将两个滚筒的上下位置调换，采煤机空机

返回，进入正常割煤状态。

（2）、采煤机正常切割。

采煤机向下正常割煤，采用前滚筒在上部、后滚筒在下部的方

式，直至割透下端头煤壁。机组往返一次割两刀，截割深度0.63m,

截割速度4.（附图：工作面端部斜切进刀图）

附图：采煤机进刀示意图。

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2、移架：移架滞后采煤机后滚筒3-8架进行，采取分组间隔移架的

方式，每组2架，隔1架移1架。顶板不完整处紧跟前滚筒后，停

机移架或超前及时支护顶板，移架步距0.63m。

3、推溜：推溜滞后采煤机15〜20m开始推前部输送机，其弯曲段不

得小于15m,推输送机时必须单向顺序进行，推移输送机机头、机尾

时如有特殊情况应停机进行。

4、放煤：由顶板压力、支架反复支撑、尾梁上下摆动等综合方式松

裂顶煤，通过支架收回插板、下摆尾梁放煤。本工作面放顶煤采用

单论间隔式放煤法，循环放煤步距为“一刀一放”，步距为0.63m,

每个支架顶煤以放净为原则，即等到歼石量急剧增加（占放货量三分

之一）时，关闭放煤口。机头3个、机尾2个过渡支架不放煤。

5、拉后溜：当放煤口摆动尾梁不出煤时，拉后溜。拉后部输送机采

用单向顺序进行，且滞后放煤10〜15m,并保证其弯曲段不小于15m。

6、放煤方式：采用采放平行作业、一采一放单轮间隔放煤方式；初

采20m范围内，在老塘冒落高度达不到采高1.5倍前，不得正常放

煤；工作面上下各5米范围不得放煤。

二、生产能力及可采期

1、割一刀煤产量：Qg=L•Bg•Hg•丫•Kg

式中：Qg一割一刀煤产量，t；

|_一工作面长度，178.7m;

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Bg—采煤机截深，0.63m；

Hg一采煤机平均割煤高度，2.8m;

Y一煤的密度，1.4t/m3

Kg一采煤机割煤回收率，取95%

Qg=178.7X0.63X2.8X1.4X0.95=419.3t

2、一次放煤产量：Qf=L•Bf•Hf•丫•Kf

式中：Bf一放煤步距，一刀一放同采煤机截深，0.63m;

Hf一放煤高度，6.65-2.8=3.85m

Kf一放煤回收率，80%

Qf=(178.7-10)X0.63X3.85X1.4X0.80=458.3t

3、日产量：Qr=(Qg+Qf)N

式中：N一每天割煤放煤循环数，取5个循环。

Qr=(419.3+458.3)X5=4388t

4、月产量：Q=QrM

式中：M-每月按26天。

0=4388X26=114088

可采期二工作面采出煤量/月产量=107.94/11.409=9.46(月)。因

此，工作面服务年限为9.46个月。

第三节设备配置

一、采煤机

采煤机选用鸡西煤矿机械有限公司生产的MG400/940-WD型交流

电牵引采煤机。该采煤机牵引方式为机械交流变频调速，摇臂为整

体弯摇臂形式，壳体水套冷却；内部强迫冷却润滑。采用PLC可编

程控制器+工控机控制、中间手控；机身两端操作站集中电控及无线

遥控。

主要技术特征

序号技术指标单位技术参数

1采高范围m2.4〜4.0

2适应工作面倾角0W15°

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3煤层走向倾角0W±8

4适应煤质硬度fW4

5机面高度mm1527

6过煤高度mm697

7卧底量mm507

8滚筒直径mm01800

9截深mm630

10电压V3300

11牵引力KN748

12牵引速度m/min0-7

13滚筒转速r/min35

14销排节距126

二、工作面前、后刮板输送机

前后刮板输送机，均选用中煤张家口煤机公司生产的

SGZ800/800刮板输送机。该刮板输送机采用中双链布置，中间溜槽

采用铸焊封底结构，中间有开天窗溜槽，便于维修。前刮板输送机

配有铲煤板、挡煤板、电缆槽及采煤机牵引销轨。使用双速电机，

可进行高低速转换。

主要技术特征

序号技术指标单位技术参数

1电动机功率KW2X400

2供电电压V3300

3额定电流A89/61

4额定功率因数cos①0.85/0.6

5电动机转速r/min1486/742（4/8极电机）

6电动机冷却方式水冷

7减速机速比1:38.25

8机头链轮中心高度mm850

9机尾链轮中心高度mm650

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10溜槽尺寸mm1503X800(内宽)X303

11连接方式哑铃销

12可弯曲角度(0)垂直±2°,水平±1.1°

13链条规格(DXT)mm034X126

14链条中心距mm200

15刮板间距mm1008

16刮板固定方式3个M24螺栓

17链速m/s1.1

18铺设长度M182.5

19运输能力t/h1500

三、转载机

转载机选用中煤张家口煤机公司生产的SZZ1000/400型中双链

刮板转载机。转载机头与胶带输送机尾搭接，并同胶带机尾一起，

用自移装置推移。

主要技术特征

序号技术指标单位技术参数

1运输能力t/h2200

2铺设长度m47m(包含破碎机长)

3总装机功率kW400/200

4供电电压V3300

5供电频率Hz50

6额定电流A89/61

7链速m/s1.83

8上升坡度(0)10

9减速机型号JS-400

10减速机结构形式圆锥圆柱行星，三级齿轮减速

11变速比心24.225

12冷却方式及参数：bar升/分水冷，最大水压15,流量20〜25

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13张紧型式手动液压

14溜槽外形尺寸不同长度X800（内宽）X956（落

mm

（LXWXH）地槽）

15连接处垂直方向

(0)4

可弯曲角度

16连接处水平方向

(°)1

可弯曲角度

17链环规格（DXT）mmO34X126-C

18链中心距mm200

19刮板间距mm756

四、破碎机

破碎机选用中煤张家口煤机公司生产的PCM250型锤式破碎机。

该破碎机破碎箱两侧设有调整破碎粒度的辅助顶高油缸，可利用工

作面液压源顶高破碎轴和传动装置，并通过在轴承座上、下方增减

垫板的方式，调节破碎粒度，每级调整量50mm。

主要技术特征

序号技术指标单位技术参数

1破碎能力t/h2200

2入料粒度mmW1000(高)X900(宽)

3出料粒度mmW300

4总装机功率kW250

5供电电压V3300

6额定电流A54

7电机额定转速：r.p.m1475

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8减速机型号：63JS-250

9变速比：3.55:1

10破碎头线速度m/s21.6

11可破碎物的单向抗压MPa40MPa的煤和10OMPa的少量

强度夹歼

12冷却方式及参数bar水冷，水压15bar,流量20〜

L/min25

13耦合器型号Y0X560

14外形尺寸（LXWXH）mm4500X2800X1700

15总重量kg20000

16粒度调整mm50/每级

五、放顶煤液压支架

根据国内生产和使用情况，选用郑州四维煤矿机械有限公司生

产的ZF9000/18/35型四柱支撑掩护式低位放顶煤支架做为本工作面

的中间架（共116架）。选定典型的端头架ZFG10000/20/37型四柱支

撑掩护式过渡支架做为过渡支架（共5架）。

中间架技术特征表

序号技术指标单位技术参数

四柱支撑掩护式低位放顶煤

1型式

液压支架

2适应工作面的倾角度纵向为W10°横向为W20°

3支护高度mm收缩高度1800,展开高度3500

4初撑力KN6972(P=31.5MPa)

5额定工作阻力KN9000(P=40.7MPa)

6初撑力与额定工作阻力比率%81.3%

7平均支护强度f=0.2MPa1.06

8底座宽度mm1400

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9最大比压f=0.2MPa3.6

10平均底座比压f=0.2MPa1.87

11支架中心距mm1500

1430（收回侧护板）〜1600（伸

12支架宽度mm

出侧护板）

13运输的外形尺寸mm7635X1430X1800

14总重量t24

15移架速度s5s

16人行道宽度mm前、后立柱中间620

17两柱中心距mm770

18推移行程mm900（移架有效步距630mm）

19顶梁长度mm3430

20前探梁长度mm1550

21立柱安全阀流量L/min500

22立柱安全阀开启压力MPa38.7+10%(调定)

23关闭压力%不小于开启压力的10%

24侧护板行程mm170

25立柱型式单伸缩

26数量根4

27高度mm1695〜2995

过渡支架技术特征表

序号技术指标单位技术参数

1型式四柱支撑掩护式放顶煤液压支架

2初撑力KN7760(P=31.5MPa)

3额定工作阻力KN10000(P=40.7MPa)

4支护高度mm2000—3700

5支架中心距mm1750

6运输外形尺寸mm7635X1430X2000

7支架宽度mm1650-1850

8底座宽度mm1480

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9移架速度S5s

10总重量t29

11人行道宽度mm前立柱前部300

12两柱中心距mm980

13顶梁长度mm3180

14前探梁长度mm1710

15推移行程mm900（移架有效步距630mm）

16安全阀开启压力Mpa40.4±10%

17安全阀关闭压力%不小于开启压力10%

六、胶带输送机

40102工作面的运输顺槽选用原平兴盛机械制造有限公司生产

的DSJ100/90/2*185可伸缩带式输送机一部，铺设长度860m。

主要技术特征表

序号项目单位数值

1输送量t/h900

2输送机长度m860

3带速m/s2.5

4带宽mm1000

5胶带1250S

型号YBS-185

主

功率kw2X185

电

转速r/min1487

机

驱动电压V1140/660

6

装置减型号M3RSF70+1风扇

速速比25

器重量kg1200

偶型号Y0Xsjvllz560

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合传递功率kw120~270

器重量kg164

型号ZYL-500J

功率kw7.5

储带拉力范围KN90~200

7张紧电压V660

装置绳速m/s0.7

张紧力kg20000

储带长度m100

直径mm①133

8托车昆上托辐槽角度35

下托辐槽角度5

传动直径mm①800

9

滚筒宽度mm1400

七、组合开关

选用山西长治贝克电气有限公司生产的，QJZ9215-3300组合开

关3台，并配套KTC101集中控制系统，对工作面机电设备进行控制，

设备数量少，集控程度高。QJZ9215-3300用来控制采煤机和工作面

前后刮板输送机控制乳化液泵、喷雾泵、破碎机和转载机。

QJZ9215-3300技术特征

序号项目单位技术参数

1型号QJZ9215-3300

数量个2

隔离开额定电压V3300

2关额定电流A800

（法国）操作方式手动

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编号：

时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第15页共86页

换向方式手动

机械寿命次26000

数量台6

额定电压V3300

额定电流AAC-4(A)400A

额定频率HZ50

额定闭合电流（峰值）倍10le

动态稳定电流KA7KA

主接触

闭合时间msW90

器

断开时间

（美国）msW60

机械寿命万次300

3电气寿命万次100

操作频率次/时100

线圈可靠吸合电压%75%-110%

线圈最小释放电压%20%

短路电流整定倍3-10

过载：反时限，整定A2.5—450步长1A和5A

短路：整定值倍(3-8)Ie

漏电闭锁K动作值W100

保护过电压%>110%Ue

4欠电压%<75%Ue

两相电流相差0.58倍

断相保护动作

2min以上

5辅助电源变压器KVA127V,5KVA

型号JBG1-500/3300

电缆连电压V3300V

6接额定电流A500

装置连接方式接插式

物理层RS-485

数据传波特率9.6Kpbs-12Mpbs

7

输协议profibus-Dp或Modbus

八、通讯控制系统及照明

采用KTC101综放工作面通讯与控制一体化系统，为多台设备远

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距离的启动、控制、保护、通讯做到一体化集中控制；实现了对综

放面各台设备的程序控制与监测、胶带的综合保护、工作面运输沿

线、顺槽胶带机沿线的通讯控制和语言报警，并设有中文液晶显示

屏幕，可直接的把各设备的信息显示在液晶显示屏上。特别是后部

刮板输送机的过载报警，能够及时通知放煤工减少放煤量，确保设

备的安全运行。

移动变电站、胶带机巷、工作面均设置照明灯。

第四节设备布置

1、运输顺槽设备布置：

DSJ100/90/2*185可伸缩带式输送机一部，铺设长度860m。

SZZ1000/400型中双链刮板转载机一部，及转载机头与胶带运

输机尾搭接的自动推移装置。

PCM-250破碎机一台，骑于转载机上。

工作面的动力源和控制中心设备分别装于轨道平板车上，组成

轨道列车，随着工作面的推进，利用一台22KW回柱绞车率引整列移

动。主要设备有：

高压电缆车；

KBSGZY-2500/10/3.45移动变电站2台；