工作面回采作业规程

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第一章概况

第一节工作面位置及井上下关系

工作面位置及井上下关系见表1-1。

表1-1工作面位置及井上下关系表

第二节煤层

工作面煤层情况见表1-2。

表1-2工作面煤层情况表

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第三节煤层顶底板

煤层顶底板情况见表1-3;

工作面综合柱状图见图1-1。

表1-3煤层顶底板情况表

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图1-1 工作面综合柱状图见图

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第四节地质构造

一、断层情况及其对回采的影响

断层情况及其对回采的影响见表1-4。

表1-4断层情况及其对回采的影响表

二、褶曲情况及其对回采的影响

120605工作面为总体上呈倾向北、走向近东西的单斜构造，正常情况下煤层倾角-24°～26°，平均倾角5°左右；由于受井田区域构造的影响，工作面断层、褶曲及裂隙较发育，该面00勘探线以西部分以断层为主，大于5m的断层有3条，且小断层极为发育，而00勘探线以东到该面停采线这部分以褶曲为主，主要发育一对背、向斜，且褶皱轴部附近偶尔发育一些断层。见构造时局部煤（岩）层反倾，顶板破碎，煤层厚度及产状变化较大，局部煤层甚至直立，对回采有较大的影响，将直接影响该面的回采率。

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第五节 水文地质

一、含水层及其它水源分析

由于120605工作面距上覆推覆体之间最小间距大于150m ，且上覆8煤层120803工作面已经开采，推覆体含水层不会对工作面回采产生直接影响，因此工作面开采期间主要充水水源为6-1煤顶板砂岩水及120803采空区动态补给水。

（一） 6-1煤顶板砂岩水

120605工作面顶板45m 范围内砂岩平均厚度为12.3m ，以细砂岩为主，裂隙相对不发育，富水性较弱，属静储量型，易疏干，水文地质条件简单，为工作面回采期间直接水害隐患。

（二）120803采空区水

由于120605工作面与上覆120803采空区(正在回采)最小间距约22m ，工作面回采时按采高3.5m ，裂采比按12：1计算，则采后裂高为42m ，正常情况下裂隙带发育高度会达到120803采空区。

提前施工疏放120803采空区水钻孔，回采前疏放完采空区现有积水，但采空区顶板动态补给水对工作面回采仍会产生一定影响，出现工作面淋水量及采空区涌水量加大的现象。

（3）钻孔水

120605工作面内有0002、0104孔2个钻孔揭露6-1煤层，均为地质勘探钻孔，已全部进行全孔封闭，且验收合格。因此工作面回采期间揭露上述两个钻孔基本不会出现突水现象，但生产单位仍需严格执行先探后采措施，确保顺利通过0002、0104钻孔。

二、回采涌水量预计

该工作面回采时，主要受6-1煤顶板砂岩的影响，采用下列两种预测方法对顶板砂岩涌水进行预计。

① 地下水动力学法 采用大井法，计算公式：0

020r R lg h -M )M -1.366K(2H Q 式中：K ：渗透系数（m ／d ）；

H ：水头高度（m ）；

M ：含水层厚度（m ）；

R —影响半径（m ）；

r 0—“大井”引用半径（m ）；

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R 0—大井引用影响半径（m ）； h 0：井中水柱高度。 预测结果：

② 类比法：根据120605工作面北侧120607工作面开采的实际最大涌水量，利用类比公式对工作面开采时涌水量进行预计。

类比公式： Q 1=Q m S S 1×n F F 1

式中：Q 1、Q ：预测水平和生产水平涌水量（m 3/h ） S 1、S ：预测水平和生产水平水位降低（m ） F 1、F ：预测水平和生产水平开采面积（m

2） 预测结果如下： m, n 引用《花家湖精查地质报告》

120605工作面上部开采的120803工作面采空区积水虽然提前疏放，但存在动态补给，根据120803工作面当前正常涌水量40 m 3／h 计算，120803采空区动态补给水量为40 m 3／h 。因为120605工作面垮裂带会波及120803采空区，因此其动态补给水会向120605采空区及工作面进行充水，综合考虑120605工作面水文地质条件，该面正常涌水量为14～51m 3／h ，最大涌水量为：58+40=98 m 3／h 。

即：Q 正常＝14～51m 3／h ；

Q 最大＝98m 3／h 。

第六节 影响回采的其它因素

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一、影响回采的其它因素

影响回采的其它因素见表1-5。

表1-5影响回采的其它因素表

二、其它问题与分析

1．工作面走向上起伏较大,里洼外高，工作面出水时易积水淹面,回采时工作面下口及机巷低洼处须按要求安装足够的排水泵和排水管路，以便及时排水，同时要加强防排水设备的检修与维护工作。

2．6-1煤层顶板为泥岩、砂质泥岩,在过断层及褶曲裂隙发育地区,顶板较破碎，应加强工作面超前支护，防止片帮冒顶事故的发生

3．因构造等原因丢煤时，应及时联系地质组，并配合做好探煤工作，确保准确掌握6-1煤的赋存情况，以便合理选择工作面的坡度，减少破矸量，从而提高工作面回采率。

4．120605工作面上方对应的是8煤的120803工作面(现正在回采)，层间距为22.0～45.0 m，一般在37.0 m左右；受采动影响要注意加强顶板支护。同时，工作面回采垮裂带可能波及120803采空区，回采前充分疏放老空区积水，但120803老空区可能存在动态补给水源，因此120605工作面回采时仍可能出现涌水量增大的现象。

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5．120605工作面回采时将过0002、0104钻孔，因此施工单位需根据地测科下发的过钻孔先探后采联系单编制过钻孔专项防治水措施，严格执行，消除钻孔水对工作面回采的危害。

6．根据地温梯度计算，预计工作面最高原岩温度为35°C左右，属一级高温区，回采时做好工作面降温工作。

7．构造附近煤岩层破碎，应力集中，需加强顶板管理，并做好工作面瓦斯和煤尘管理工作。

8．工作面回采期间加强水情监测，发现透水预兆时立即停止施工，撤出人员至安全地点，并及时汇报矿调度。

9．由于受120803采空区水及顶板砂岩水的影响，加上该区域原岩温度较高，将弱化顶板稳定性，回采时要根据实际情况采取顶板管理措施。

第七节储量及服务年限

一、工作面可采储量

工作面可采储量见表1-6。

二、工作面服务年限

工作面的服务年限＝可采走向长度/设计月推进长度

＝1110/139.2

＝8(个月)

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第二章采煤方法

第一节巷道布置

120605工作面东起1206采区轨道上山，西至1勘探线和新集一矿相邻，南为120603工作面（未掘），北为120607工作面采空区（2008年回采），工作面采用走向长壁布置，工作面采用高位钻场加顺层抽放钻孔抽放瓦斯（共布置14个高位钻场）。风机巷及切眼均为跟顶板掘进，采用锚网索支护，其中，机巷与120607工作面风巷净垛9.5m，风机巷及切眼支护参数见表2-1，附工作面布置平面图、风机巷和切眼素描图。

表2-1风机巷支护断面表

各巷道作用

机巷：工作面进风、运输、行人。

风巷：工作面回风、运料、行人。

切眼：工作面安装设备，采煤作业场所。

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图2-1 120605工作面平面布置图

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第二节回采工艺

一、采煤方法

120605工作面采用单一走向长壁后退式综合机械化采煤方法，全部垮落法管理顶板。

二、回采工艺

（一）工艺流程

1．割煤

割煤→追机移架（滞后采机3-5m）→推移运输机（滞后采机12-15m）→割煤；煤层松软、顶板破碎出现较严重超前片冒的地点，及时超前拉架支护顶板（局部），即：超前移架→割煤→推移运输机→超前移架。

（二）落煤

1.割煤方式：视现场实际条件确定，当工作面破岩量较大、或采机负荷I＞80A时，采取由上向下向割煤方式，否则采用双向割煤方式。

2.割煤方法：前滚筒沿顶板割煤，后滚筒沿底板割煤，截深800mm。当工作面因遇褶皱构造等原因顶板破碎、煤层松软易片冒及破岩量大时可适当控制进刀量，实行短刀割煤，进刀量一般不超过500mm。

3．双向割煤进刀方式

双向割煤进刀示意图见图2-2。

图2-2A：采煤机割至下机头（上机尾）时，跟采煤机后滚筒12-15m将运输机推靠煤壁，采煤机上（下）行进刀；

图2-2B：采煤机向上（下）割煤，当后滚筒进刀量达到要求后停机，移架、推移运输机、将运输机顺直，采煤机向下（上）割三角煤；

图2-2C：采煤机割至下机头（上机尾）后，再向上（下）割煤，然后随采煤机的运行，移架、推移运输机等工作正常运行，往复割煤。

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图2-2 双向割煤进刀示意图

（三）装运煤

采煤机割煤时，采煤机后滚筒自动将落煤装入工作面运输机，经转载机、机巷皮带机进入主运皮带系统。

（四）移架

分段追机移架，全封闭及时支护顶板。移架采用本架操作，当采用本架操作不能保证安全时，改用上方邻架操作。

（五）推移运输机

遵循顺序推移运输机的原则。煤机上行割煤时，由下向上推移运输机。煤机下行割煤时，由上向下推移运输机。不准任意分段或从两端向中间顺序推移运输机，推移运输机一般距采机后滚筒12m -15m，推移步距800mm。

三、采高确定

工作面尽量保证跟顶、底回采，但最大采高≯3.8m，最低采高≮2.6m。煤层厚度大于3.8m 时，跟顶，丢底进行回采，煤层变薄时跟顶破底回采，工作面初次来压、周期来压，煤层松软破碎，受断层、褶曲构造影响托顶煤回采地点，要降低采高，一般≯3.0m。

120605工作面煤层赋存稳定程度Ⅱ，总体呈倾向北、走向近东西的单斜构造形态，厚度在1.1m～8.0m，平均煤厚3.67m，考虑到工作面相关设备参数及煤层赋存条件，因此平均采高定

为3.6m。

四、生产能力

1．循环产量

W＝L×S×h×r×c

＝146.6×0.8×3.6×1.47×0.93

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＝577 t

式中：W－循环产量（t）；

L－工作面平均倾斜长度(m)；

S－采煤机截深（m）；

H－平均采高(m)；

r－煤的容重(t/m3)；

c－回采率(％)。

2．日产量

日产量＝循环产量×每日循环数

＝577×6

＝3462 t

第三节设备配置

一、工作面设备配置

工作面设备配置见表2-2。

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二、工作面设备布置图

工作面设备布置示意图见图2-3。

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图2-3 工作面设备布置示意图

第三章顶板管理

第一节支护设计

一、综采液压支架选型设计

根据工作面的开采条件和矿井设备状况，120605工作面共选用81台ZZ7600液压支架、21台ZZ6400支架，技术参数见表3-1。

（一）按支护强度验算

P t＝9.81hγk

＝9.81×3.8×2.5×6

＝559.17 kn/m2

式中：P t－工作面合理的支护强度（kn/m2）；

H－最大采高3.8m；

γ－顶板岩石重力密度，取2.5 t/m3；

k－工作面支柱应该支护的上覆岩层厚度与采高之比（一般为4-8），本煤层直接顶与基本顶最大厚度13.3m，考虑到周期来压明显，取k＝6。

支架顶梁承受顶板最大载荷

Ｆ＝P×S

＝559.17×7.76

＝4339.16Kn

式中：S－支架最大支护面积，顶梁宽1500mm，最大控顶距5175mm，S＝7.76m2。

ZZ6400-18/38、ZZ7600-18/38综采液压支架额定工作阻力分别为6400Kn、7600Kn，4339.16Kn＜6400Kn＜7600Kn，所以满足工作面需要支护强度。

（二）按类比法验算

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根据煤层相邻的120607工作面实际矿压观测资料，及原岩应力和煤层埋藏深度的关系，预计120605工作面矿压参数见表3-2。

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则支架顶梁承受顶板最大载荷Ｆ为:

Ｆ＝P×S

＝593×7.76

＝4601.68 Kn

ZZ6400-18/38、ZZ7600-18/38综采液压支架额定工作阻力分别为6400Kn、7600Kn，4601.68Kn＜6400Kn＜7600Kn。

表3-3 支架参数对照表

强度验算、类比及适应性比较表明，支架额定支护阻力大于顶板最大来压强度，并且煤层、夹矸和底板岩石的抗压强度大于支架底座平均比压，因此，支架选型合理，能够满足工作面支护需要。

二、乳化液泵站设计

（一）泵站位置

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工作面采用远距离供液，泵站布置在距离切眼下口约1250m的1206采区皮带上山东帮硐室内。

（二）泵站配置

泵站设置2台乳化泵、2台乳化液水箱，2台喷雾泵、1台水箱。

（三）泵站使用规定

1．泵站工作压力≮30Mpa，喷雾泵工作压力≮12Mpa；乳化液配比浓度3％- 5％，采用ME15-5型乳化液，折光仪检测乳化液浓度按表3-4执行，该表由山东正大长城工贸有限公司提供。

2．乳化液配制方法：自动配液装置自动配置。

3．乳化泵的过滤器要经常清洗，各管路、接头无漏液现象，安全阀、卸载阀整定值不超过额定值；油箱必须有过滤网，正常情况下油箱盖必须盖好。

4．开泵前检查泵站和液压系统各部件，达不到完好标准不准开泵；严禁开空泵、漫油箱。

5．泵压由检修工调定，其他人员不得调整，正常情况下只准开一台泵，另一台泵备用，若有损坏及时修复。

6．更换液压管或液压管密封时，应停止油泵或关闭油泵截止阀。

7．泵站司机每班使用糖量仪检测乳化液浓度不少于3次，并做好记录，确保乳化液配比浓度符合要求。

第二节工作面顶板管理

一、正常回采时期顶板支护方式

工作面顶板为Ⅱ级，采用全部垮落法管理顶板，采空区顶板随支架前移自行垮落充填采空区，

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工作面最大控顶距5175mm、工作面最小控顶距4375mm，移架步距800mm。

工作面双向割煤时支护平面示意见图3-1；工作面最大控顶距见图3-2，工作面最小控顶距

见图3-3。

二、正常回采时期顶板控制方法

1．工作面割煤时，必须及时追机移架支护顶板，即采煤机割煤后距后滚筒3-5m 及时“带压擦顶”移架支护顶板，并打开护帮板抵住帮。

2．当工作面因初次（周期）来压、顶板破碎、因故推进速度太慢，出现较严重片帮漏冒顶（＞60cm）时，必须及时超前拉架管理顶板，即移架在割煤之前进行。

3．移架时，支架工严格按操作规程操作，保证支架初撑力不低于24Mpa。

4．两巷超前支护的托棚每班要安排专人管理，保证单体初撑力不低于90Kn。

三、特殊时期顶板控制方法

（一）来压及停采前

1．初采来压结束前，及周期来压期间，工作面上下隅角压力显现明显时，上、下巷隅角必须增打木垛加强支护，并随回采前移，直到来压结束。木垛采用长2m的2/3或4/5圆木架设，架设木垛前必须清理底板浮煤，确保木垛打在实底上，为防止木垛架设时倾倒，木垛下侧的两角处要提前各打设1根戗柱；木垛要有一定的迎山角（架设处煤层倾角的1/8～1/6），四角对齐上下成直线，木垛与顶板间必须用大木楔楔紧，木垛四角外木垛料外露长度不得超过150-200mm。

2．因初次（周期）来压、巷道变形破坏等原因，工作面两巷超前出口压力显现大时，超前支护必须做到一梁两柱，杜绝单梁单柱及铰接梁不铰接现象，风机巷超前支护距离可视两巷实际受采动影响范围增加。

3．工作面推进至距停采线20m时，开始逐步降低采高，距停采线12 m时将采高降至3m，为工作面铺网上绳准备条件。

（二）过断层、褶曲及顶板破碎带

1．工作面过断层、褶曲构造带必须坚持“控制采高、少留顶煤”的原则。

2．工作面过走向和斜交断层、褶曲构造带时，要根据断层落差等产状要素和煤层起伏变化情况调整回采层位，适当破顶、少破底（或不破底）回采，并将工作面调匀。

3．工作面过倾向断层托顶煤破底（或破顶丢底煤）开采时，要及时抬刀（刹底）以尽快跟上顶板。

4．要根据工作面破岩程度控制采高，当工作面全岩、或煤层变薄同时破顶破底时，应将采高降低到2.8-3.0m。

5．若顶底板岩石坚硬，采煤机截割困难，应采用爆破破岩，并视现场情况制定专项安全技

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术措施严格执行。

6．必须及时带压超前擦顶移架支护顶板，支架要平顺过渡，不得忽高忽低，防止脱开。

7．移架时必须坚持一步三调，确保相邻支架保持错差不大于顶梁侧护板高度的2/3，不挤不咬不倒的良好状态。

8．工作面托三角顶煤开采，有出现超前严重片帮、冒顶危险时，应超前架棚以保证顶板管理安全。

9．必须加强支架维修，强化支护质量管理，确保工作面的支护强度。

10．必须确保工作面运输系统、液压系统、排水系统和供电系统的完好可靠，保证工作的正常安全回采。

11．过H＞1.5m的断层时，另行编写针对性的专项安全技术措施并严格执行。

（三）过两巷顶板破碎带

工作面风、机巷内局部顶板破碎，通过该区域时应遵守以下规定：

1．若工作面支架未抵到巷帮（据巷帮距离大于300mm），必须在工作面1＃架和最后一架的侧护板外侧、运输机头（尾）的正上方用4.0m长的12#工字钢作梁，沿走向打一梁三柱或四柱抬棚，托住巷道顶部的木梁，或者采用π型钢梁。

2．推移运输机时去掉的抬棚腿必须在推移运输机后及时恢复。

3．严禁超前回收端头支护的铰接梁、单体柱，过顶板破碎带期间回转载机尾的单体前，应先打上木托棚支护顶板。

4．如果上、下隅角顶板压力显现明显时，每次拉架前应该在转载机尾和上隅角打2×2m的小木垛来加强该处支护强度。

5．任何情况下，严禁任何人进入上、下隅角支架的切顶线以里施工。

（四）工作面过4#、1#探巷措施另编

（五）加强对两巷对应120803工作面回采位置的矿压观测，根据观测情况及时对巷道顶板进行加固

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