z101综放回采工作面作业规程

中煤集团龙化公司

依兰第三煤矿

Z101综放工作面作业规程

工作面名称：Z101综放工作面

施工单位：

施工负责人：

技术负责人：

编制人：

预计开始日期：年月日

预计结束日期：年月日

编写日期：二。一七年元月

会审意见:

科技生产综机

专业地测科通风科机电科运输科安监科调度室

环保科技术科管理科

签字

日期

批示:

采煤副总工程师：日期:

安全副总工程师：日期:

总工程师:日期:

目录

第一章概况.................................................-5-

第一节工作面位置及井上下关系.................................-5-

第二节煤层..................................................-5-

第三节煤层顶底板.............................................-6-

第四节地质构造..............................................-6-

第五节水文地质..............................................-9-

第六节影响回采的其它因素.....................................-9-

第七节储量及服务年限......................................-10-

第二章采煤方法.............................................-11-

第一节巷道布置............................................-11-

第二节采煤工艺............................................-15-

第三节设备配置.............................................-19-

第三章顶板管理.............................................-24-

第一节支护设计.............................................-24-

第二节工作面顶板管理.......................................-25-

第三节运输巷、回风巷及端头顶板管理.........................-27-

第四节矿压观测及冲击地压防治...............................-31-

第四章生产系统.............................................-32-

第一节运输系统.............................................-32-

第二节通防系统（专项通风设计）.............................-35-

第三节供排水系统...........................................-37-

第四节供电系统.............................................-40-

第五节安全监控系统等.......................................-41-

第六节注浆、注惰气系统.....................................-44-

第七节通讯、人员定位、应急广播、照明系统...................-45-

-3-

第五章劳动组织和主要经济技术指标............................-47-

第一节劳动组织.............................................-47-

第二节主要经济技术指标.....................................-48-

第六章煤质管理.............................................-49-

第七章提高煤炭资源回收率的措施..............................-50-

第八章主要安全技术措施.....................................-51-

第一节一般规定.............................................-51-

第二节顶板管理.............................................-52-

第三节运输管理.............................................-57-

第四节机电管理.............................................-69-

第五节“一通三防”管理.....................................-81-

第九章灾害预防及避灾路线...................................-88-

第十章其它措施.............................................-95-

第一节过断层安全技术措施...................................-95-

第二节工作面更换、拆除设备部件的安全技术措施...............-95-

第三节停、开工技术安全措施.................................-96-

第六节其它.................................................-97-

第十一章危险源的识别与防范措施..............................-99-

-4-

第一章概况

第一节工作面位置及井上下关系

工作面对应地表建筑物主要为广阔冲积平原地貌，地势比较低

洼，海拔标高+100m左右，东部为丘陵地区。松花江在本区西

地面位置部边缘流过，达连河由东向西汇入松花江。区内分布有牛辗湖

和沼泽湿地，平原区大部分为水旱田，农田多种植水稻、玉米

和大豆。

东靠F14断层，间距为

东部境界工作面标高m-339.1〜-592.47

130m

井

南部境界南起西翼运输大巷米FRJm全高

下

位西邻Z102综放工作面

西部境界走向长度m200m

置（设计）

北邻采空富水异常区，间

北部境界倾向长度m860

距为155m

地面标高+100m采面斜面积m2172000

第二节煤层

项目单位全煤厚

煤层厚度米3.48〜9.02m/7.4m。

可采分层数个整层

煤层倾角度21〜32/25

煤层硬度硬、中硬、软软

煤灰分%11.9

质挥发分%48.63

-5-

容重吨/立方米1.35

第三节煤层顶底板

顶底板类

厚度(m)岩性特征

别

直接灰黑色，层理发育，易冒落，含粉细砂

厚度6.0m油页岩

顶顶岩夹层。

板灰黑色，细腻，贝壳状断口，具页理，

伪顶厚度0.5-0.8m油页岩

易冒落。

底直接炭质泥灰黑色，局部含炭极IWJ,具擦痕滑面，

厚度0.7-0.75m

板底石U-I胶结较坚实。

第四节地质构造

一、煤层情况：

煤层结构：Z101工作面中煤层为简单结构煤层，属于较稳定型煤层；开采煤

层为中煤层上煤，其底板为油页岩夹肝，厚度约1.0m,夹砰下为中煤层下煤，厚

度约1.0mo

二、地质构造：

根据现有地质资料以及西翼回风巷已揭露的情况，该区段地质构造复杂。工

作面东侧为F14断层，北东走向，倾向东南，倾角约60°,落差0-30m,可能揭

露其次生、伴生等地质构造，断层导水性有待论证，首采区三分量地震构造勘查,

YC7断层可能为一组北西走向断层，落差0-20mo

三、瓦斯和煤层自燃情况

1、瓦斯状况。

通过对本区煤层瓦斯采样测试，对自然瓦斯含量、分布规律及瓦斯成份分带

情况有了一定的了解，本区自然瓦斯含量最高为6.38ml/g,最小为0.平

均为2.37ml/g。本区煤层瓦斯有由浅至深，由东至西升高的趋势。

甲烷(CH4)百分含量为20.93%〜88.74%,平均为71.59%,氮气(N2)为5.93%〜

-6-

19.45%,平均为20.37%。本区煤层处于N2-CH4带。煤层瓦斯含量及成份统计见

表。

煤层瓦斯含量及成份表

CH4含量ml/gCH4%C02%岫%

煤

最小值〜最大值最小值〜最大值最小值〜最大值最小值〜最大值

层

（平均值）样数（平均值）样数（平均值）样数（平均值）样数

0.42〜3.1420.93〜88.840.23〜5.715.93〜78.13

中

⑵65)48(67.89)48⑵63)48(29.41)48

2、煤层自燃状况。

本区50点进行燃点试验，煤平均吸氧量为0.70ml/g〜0.805ml/g,自燃倾

向等级为I级；依兰二矿2003年08月委托煤炭科学研究总院抚顺分院对中煤层

进行了煤炭自燃倾向性鉴定，其结果吸氧量为0.75ml/g,为I类容易自燃煤。

3.煤尘爆炸状况。

2009年9月重庆煤科院，对7煤煤尘爆炸性进行了鉴定，经鉴定7号煤煤层

挥发份为38.37%,煤尘具有爆炸性。

-7-

附图1:综合柱状图

钻探成果综合采用成果

地

层厚

倾采层繇柱柱煤黏层真柱

层(伪

岩性描述名层

深度

角长厚诩度状状itK厚厚状

磁称(rri)

(rri)(rri)(rri)(rri)(rri)(rri)

领媾制ram0.100.10512.62翔尼岩

m粉哪半)债型煤专搬含煽炯0.600.60513.22模

0.75

例遹制ram0.100.10513.32旃尼岩-1510.85

a55

黯娜由隔翅徽雕阻嬲上510.850.75a70$.10)

1a60

发页0.击0.52

部;秒最舶0.300.50513.82(a10)(0.09：^^(0.10)

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0.600.56^^_

0.300.3551117炭湿岩513.55

IJ513.55<0.45X0.121BBQ75

(0.10)

0.75514.97

m粉嫩锈！0.80Q45X0,42)二二<0.30>

0.750.71(0.15)

0.100.1051；'.17炭湿岩(0.10)(0.09)>，<0.60>

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藏岩III<0.65X0.6虏.

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MO1.J0517.10藏岩，Q45

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黑色夹一半喑鞅懒，沥青光泽,徽高,胶轴坚实.1.101.15炭页(0.40)

怩岩<Q80>

0.200.75522.3052a15

融版

含肥缰舶脱普鹤0.400.50522.80炭页

黑色粉块优检i搬好,含傩0.301.40524.20煤

黑色含妙嬲白含蝌0.100.10524.30藏岩

黑色夹一块状光亮型质好的爆含炭极高，可为劣煤.0.750.80525.10发页

炭黯

0.i00.40525.50

黑色,夹一块状光亮鲤一般的膜,含炭根轲为劣煤0.50O.JO.526.30发页

0.601.80528.10魏岩

mw5

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75Q80

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1.35

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黯粉嫩蹦子。(0.20)

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2.50160海岩一

AM®崎—541.80543.90

黑色块粉优册型爆砺0.051.90543.70煤

0.：01.30515.00

渤意色松腌构块脚犍成曲英

44-04UJ

绿诙繇2.508.70553.70花冈石

-8-

第五节水文地质

一、涌水量

预测工作面正常涌水量123.4m3/h,最大涌水量166.6m3/h。

二、含水层分析

疏干开采安全性最有保证，但考虑到二矿老空水的静储量和动水量，露天矿

闭矿后形成大面积矿坑积水，以及老空水喝露天闭坑后坑内充水的连通，目前尚

无法确定疏干方案的可行性。

顶水开采虽存在突水灾害风险，但只要进行全面扎实的防治水工作（如对老

空区边界、充水凡渗透边界、水量、水压进行综合探测、在掘进过程中对F14断

层位置及导水性进行综合精准探测、顺槽掘进时实行有掘必探、回采过程中采取

可靠防治水措施等），首采区安全开采时有保证的。

综上所述，按顶水开采考虑。

三、其它水源的分析

北邻采空富水异常区，间距为155m。

第六节影响回采的其它因素

一、影响回采的其它地质情况

通过地温测量，测得最深孔1288.42m,温度33.8℃。平均地温梯度为2.23℃

/100m,在近花岗岩处平均地温梯度达到4℃/100mo全区地温梯度每百米都小于

3℃,为地温正常区。无地热危害。

二、冲击地压和应力集中区

应力集中区主要为：F14断层次生断层及顶板完整性较差区域。

三、地质部门的建议

1、工作面回采临近99T3勘探孔做好超前探测工作，如封孔不良，制订专项

措施后方可施工。

2、继续搜集煤层气孔资料。

-9-

第七节储量及服务年限

一、储量

工业储量=斜面积义煤厚X容重=172000X7.4X1.35/10000=171.8（万吨）

可采储量=地质储量X回采率=171.8X85%=146.05（万吨）

二、工作面服务年限

1、每日按5个作业循环，日进4m,每月生产天数，取30天，正规循月产量

19.82万吨。

日产量：=（L1-Ml•C1+L2•M2•C2）•S•Y

=（200-3-0.95+190•4.3•0.75）•4•1.35

=6386.8t

月产量：=6386.8X30/10000=19.16（万吨）

可采期=146.05+19.16=7.6（月）

-10-

第二章采煤方法

第一节巷道布置

一、工作面设计、工作面巷道布置概况

本工作面采用倾斜长壁两条巷布置方式，即布置运输巷、回风巷，两条巷方

位相互平行。

-11-

附图2：Z101工作面布置图

-12-

二、工作面回风巷

回风巷沿中煤层底板布置，巷道布置为矩形，采用锚、网、索、钢筋梯子梁

联合支护。Z101工作面回风巷2-2掘进断面宽4100mm,高3050mm,掘进断面积

为12.505m2；水沟为毛水沟，水沟净断面为200mmX200mm；3-3掘进断面宽

4300mm,高2500mm,净断面宽4000mm,高2200mm,掘进断面面积为10.8itf,净

断面面积为8.8m2,支护形式为锚网索喷+W型钢护板支护方式，喷浆厚度为150mm,

强度为C25,铺底厚度为150mm。

附图3T：巷道断面图

1:50

-13-

附图3-2：巷道断面图

三、工作面运输巷

运输巷沿中煤层底板布置，断面宽5100mm,高2750mm；断面掘进断面积为

14.025m2；净断面宽，5000mm,高2700mm,断面净面积为13.55m）断面支护形

式为锚网索+钢筋梯子梁支护方式。

-14-

附图4：巷道断面图

第二节采煤工艺

一、采煤方法

倾斜长壁俯斜采煤法。综采放顶煤一次采全高，采用全部垮落法控制顶板。

二、回采工艺：

1、本工作面回采工艺为综采放顶煤。

2、工作面平均采高为3m,煤层平均厚度为7.4m,采放比为：

3：(7.4-3)=1：1.48

故采放比确定为：1：1.48

3、放煤步距的确定

循环放煤步距由割煤步距、采高、煤层厚度、架型共同确定：

-15-

割煤步距=0.8m煤层平均厚度=7.4m

由经验公式：L=0.10X7.4

=0.74m

故确定为一采一放。

三、回采工序

采煤机上部端头进刀一割煤一移架一返刀扫底、推前溜一放顶煤一拉后溜一

清理。

1、采煤机进刀方式：

采煤机进刀采用上部端头留三角煤进刀的方式，进刀位置应尽量选在工作面

顶板稳定、煤壁完整，且无地质构造的区域。

2、割煤

采用MG400/970-WD型双滚筒采煤机割煤，截深800mm,上部端头进刀，往

返一次进一刀。采高3m,沿底割煤，顶底板要割平，煤壁要成直线，不得出现台

阶，不留伞檐，工作面两端头要与巷道的层位保持一致。正常割煤时，采煤机前

滚筒割顶煤、后滚筒割底煤。煤机司机应根据顶底板、煤层变化和刮板输送机载

荷情况，随时调整牵引速度。

3、装煤

采煤机螺旋滚筒配合SGZ-800/800刮板输送机铲煤板装煤。

4、运煤

工作面采用前后两部SGZ-800/800刮板输送机运煤。

5、移架

采用ZFS8000/17/32H放顶煤液压支架，两道排头支架均采用2台

ZFG5600/22/30H支架支护顶板。本架操作，先降后移，带压擦顶移架，及时支护

顶板。在煤机割煤后，分组顺序移架，每组坚持由下而上顺序移架，移架要与煤

机保持3〜5架安全距离。顶板破碎或片帮严重时提前过超前架，禁止相邻两台支

架同时移架。移架后，支架应成一条直线。

6、推前刮板输送机

从机头向机尾顺序推前刮板输送机。采煤机返刀扫底后滞后采煤机后滚筒8〜

10台支架推前刮板输送机，刮板输送机弯曲段长度不得小于15m,防止出现急弯，

-16-

禁止停机推刮板输送机，严禁由两头向中间推刮板输送机，刮板输送机整体移到

位后，要成一条直线。

7、放煤

放煤方法采用单轮间隔顺序放煤法。煤机返刀扫底、推前部刮板输送机的同

时，后部刮板输送机开始放煤，放煤与煤机的安全距离不小于15m,放煤顺序采

用从机头向机尾单轮间隔放煤，每隔一架放一架，即从5、7……；再从4、6……o

放煤在移架后进行，全工作面放煤口最多为两个。放煤要求：

⑴支架移好升起后，必须达到初撑力要求，使顶煤得到很好的破碎，以利于

后部放煤。

⑵放煤时必须打开支架放煤喷雾。

⑶放煤要均匀，放煤时支架工应随时注意观察后部刮板输送机运行情况，发

现异常情况，立即停止放煤进行处理。放煤时，要求架架见肝，见肝面积达到50%

必须立即关闭放煤口。

(4)放煤时，若遇大块煤不易放出，可反复伸缩插板，或上下摆动尾梁，使煤

块破碎后放出，若大块煤卡住刮板输送机时，及时打点停止刮板输送机运转，支

架工操作尾梁上下摆动，挤碎煤块，必要时，人员站在支架架间安全地点用大锤

或风镐破碎大块，严禁采用爆破的方法处理。

⑸当梁端出现冒顶或片帮严重时，与之相应的采空区侧顶煤应严格控制放煤

量，以防支架上方顶煤漏空。

(6)若因顶煤破碎采取上网措施护顶时，必须使用放煤插板将金属网破坏，

以利顶煤放出。

⑺支架在非放煤正常状态下，其尾梁收回、后插板伸出，掩护好后溜，且相

邻支架的尾梁、后插板均在同一平面上。

8、拉后刮板输送机

放煤后，按放煤顺序进行拉后刮板输送机，拉后刮板输送机与放煤支架的距

离不小于15m。拉后刮板输送机时，要先检查支架尾梁插板是否落在后刮板输送

机上，发现问题处理好后方可拉移。后刮板输送机整体移到位后，要成一条直线。

严禁从两头向中间拉移。严禁停机拉溜。

9、清理

-17-

⑴工作面前刮板输送机推过之后，要将支架底座后部至前刮板输送机之间及

电缆槽内的浮煤清理干净，后刮板输送机前方堆煤不能影响放煤视线。

⑵清理工在架前进行清理作业时，必须先观察煤壁情况，及时将煤壁浮煤砰

找掉，确认安全后方可进行清理作业。

附图5：采煤机进刀方式示意图

四、工作面正规循环生产能力计算

A=(L1•Ml-C1+L2•M2•C2)•S•y

式中：A——工作面生产能力，t；

-18-

L1——工作面机采长度，取200m；

L2——工作面放顶煤长度，取190m；

Ml——工作面平均机采高度，取3.0m；

M2——工作面平均放顶煤高度，取4.3m；

S——工作面推进度；

Y——煤体容重，取1.35t/m3；

Cl——工作面机采采出率，取95%；

C2——工作面放顶煤采出率，取75%；

日产量：=(L1•Ml-C1+L2•M2•C2)•S•y

=(200-3-0.95+190•4.3•0.75)-4-1.35

=6386.8t

月产量：=6386.8X30/10000=19.16(万吨)

第三节设备配置

、采煤机

型号MG400/970-WD牵引速度m/min

摇臂摆角截深

滚筒转速喷雾方式

滚筒直径冷却方式

牵引形式供电电压

牵引电机功率装机总功率

截割电机功率

二、液压支架

型号支架高度

宽度中心距

初撑力支护强度

底板比压端面距

工作阻力数量

最大控顶距最小控顶距

-19-

三、过渡支架

型号支架高度

宽度中心距

初撑力支护强度

底板比压端面距

工作阻力数考

最大控顶距最小控顶距

四、刮板输送机

型号SGZ-800/800电机功率800kW

电机型号冷却方式水冷

额定电压V3300刮板链速度0-1.24m/s

运输能力1200t/h刮板链型式中心双链

刮板间距中部槽结构形式整体焊接箱式结构

五、转载机

型号SZZ-1000/400铺设长度

输送量2500t/h电机型号

额定电压V3300功率400kW

转速冷却方式

中部槽尺寸连接方式

六、皮带运输机

型号铺设长度

胶带宽度输送量

储带长度带速

电机型号电机功率

电压转速

七、破碎机

型号PCM250功率250kW

通过能力3000t/h最大输入块度800x800mm

最大排除粒度电机型号

电机功率250kW