3301工作面作业规程

1第一章概况第一节工作面位置及井上下关系3301工作面位于北一采区，其位置及井上下关系如表一所示：工作面情况统计表表一概况煤层名称3煤水平名称-650m采区名称北三采区工作面名称3301工作面标高（m）-670～-871地面标高（m）+38.6～+38.8地面位置工作面相应地面位于季庄以东830m、西李庄东北521m范围内，地表主要为农田，有乡村小路、高压线、安流渠等。井下位置及四邻采掘情况本工作面井下位于北三采区回风下山南侧，-650南翼轨道大巷东南，沿南翼轨道大巷保护煤柱线布设。工作面倾斜长（m）149/229走向长（m）1211面积(m2)2772932第二节煤层本工作面设计开采煤层为3层煤，通过地质资料分析如表二所示：煤层情况表表二第三节煤层顶底板煤层直接顶细砂岩，厚10.59m，浅灰色细砂岩夹深灰色粉砂岩成互层状，以波状层理为主，含植物化石，多见虫孔化石。老顶为中砂岩，厚10.51m，顶部浅灰色，泥岩胶结，夹炭质纹理，具波状层理，中下部灰白色，含暗色矿物。石英含量多，粒度变细，菱铁质形成的斜层理断续出现，见有炭质纹理形成的波状层理，层理面分布有白云母片。直接底为泥岩，厚0.6m，深灰色，富含植物根化石，多见滑面。具体情况如表三所示：煤层总厚（m）7.2煤层结构简单煤层倾角（°）24°～34°29°可采指数1变异系数（％）15稳定程度稳定3煤：黑色，块状构造为主，片状及粒状相间出现，亮煤，暗煤及镜煤组成，少见丝炭，节理发育，富含黄铁矿膜，块状煤硬度稍大，属半暗半亮型煤，玻璃光泽～沥青光泽。煤层中夹有一层约0.04m的菱铁质粉砂岩。Mad（％）Ad（％）Vdaf（％）Qb,ad（MJ/Kg）Cdaf（％）St,d（％）Y（mm）工业牌号1.9212.3839.0828.3181.350.5011气煤3煤层顶底板情况表表三煤层顶底板情况顶底板名称岩石名称厚度（m)岩性及物理力学性质顶板细砂岩3.26浅灰色，层面见云母片，富含菱铁质，泥质胶结，偶见菱铁质薄层及结核，底部见碳质细纹。泥岩3.62上部灰色，中下部深灰色，局部为黑灰色，含植物根茎化石及植物碳化体，顶部含粉砂质。2煤0.45黑色。泥岩1.36深灰色，局部为黑灰色，含植物根化石及植物炭化体，顶部含粉砂质。中砂岩10.51顶部浅灰色，泥岩胶结，夹碳质纹理，具波状层理，中下部灰白色，含暗色矿物。石英含量多，粒度变细，菱铁质形成的斜层理断续出现，见有碳质纹理形成的波状层理，层理面分布有白云母片。泥岩4.76灰色泥岩。细砂岩10.59浅灰色细砂岩夹深灰色粉砂岩成互层状，以波状层理为主，含植物化石，多见虫孔化石。底板泥岩0.27深灰～黑灰色，含植物根化石，贝壳状断口。泥岩0.6深灰色，块状构造，富含植物根化石，多见滑面。细砂岩2.7灰色，顶部为粉砂岩厚约0.5m，往下粒度渐粗。泥岩6.8深灰色，块状，含粉砂质，局部夹粉砂岩薄层。细砂岩5.3灰色，夹深灰色粉砂岩薄层、纹层，波状及缓波状层理，层面含植物化石碎片。含透镜状条带状菱铁矿结核。具混浊状层理。粉砂岩1.4深灰色，局部夹浅灰色纹层状细砂岩，缓波状近水平层理，具生物扰动构造。中砂岩4.3灰～浅灰色，含菱铁矿结核.夹泥质条带,波状层理,局部具混浊状层理。详见附图1：3301工作面综合地质柱状图4第四节地质构造一、断层情况本工作面所处地段煤岩层整体赋存形态为走向北东,倾向南东的单斜构造，（煤）岩层倾角24°～34°,平均29°，本工作面位于三DF54断层和三DF55断层的下盘。该面地质条件较复杂，上下两顺槽在掘进过程中，共揭露落差1.2～7.0m的断层13条，均会对回采工作造成一定的影响。各断层发育位置、延伸情况、产状等，详见煤层底板等高线图（附图2：3301工作面煤层底板等高线及工作面巷道布置示意图）及表四。二、褶曲情况及其它因素对回采的影响因距上述断层较近，巷道掘进过程中有小断层发育。无岩溶陷落柱、岩浆侵入、古河流冲刷等其它特殊地质现象。断层分布情况表表四断层名称实测位置倾向（°）倾角（°）落差（m）性质对回采的影响程度备注f144#点前5.4m43455.0正较大轨道顺槽f220#点前12.8m23553.5正较大轨道顺槽f316#点前38.7m284255.0正较大轨道顺槽f416#点前8.5m7765.0正较大轨道顺槽f514#点前12m250805.0正较大轨道顺槽f63#点前1.3m94755.0正较小皮带顺槽f77#点前63m194801.2正较小皮带顺槽f811#点前19.3m353651.2正较小皮带顺槽f915#点前24.4m151302.0正较小皮带顺槽f1017#点前29.4m353651.2正较小皮带顺槽f1119#点前35.4m144551.8正较小皮带顺槽f1221#点前15.0m353707.0正较大皮带顺槽f1322#点前9.5m205603.5正较大皮带顺槽5详见附图3:3301工作面皮带顺槽、轨道顺槽、采面切眼素描图第五节水文地质一、水文地质情况1、主要充水因素对本回采工作面有影响的主要含水层为山西组3煤顶板砂岩含水层。（1）顶底板砂岩：3煤顶板砂岩段是巷道掘进过程中的直接充水含水层，统计3煤层顶部80m以内的砂岩层分布，一般3～12层，平均6层，总厚度13.80～48.10m，平均总厚度31.69m。3煤层顶板砂岩含水性弱，有一定的动储量，但补给较差，且衰减较快。通过-650m开拓大巷穿过季庄大断层后，打钻探查（最大涌水量12m³/h，1天后衰减为6m³/h，3天后衰减至1m³/h）和巷道实际揭露资料（顶板最大淋水8m³/h,1个月后衰减为0m³/h）得以证实，预计本工作面3煤顶板砂岩含水性较差。（2）断层破碎带水害：根据已揭露的断层资料，该工作面内有正断层13条，落差均不大于7.0m。工作面推采至断层附近时可能出现顶板淋水加大等情况。但不会与其它含水层有水力联系，也不会构成水害威胁。（3）三灰：裂隙溶隙承压水，中等偏弱富水性，含水性不均一，浅强深弱。据临近钻孔y10-3资料，上距3煤层49m。其间含水层不发育。-650m皮带石门过三DF55断层后对该含水层提前进行了探放，最大单孔涌水量21m³/h。巷道揭露时只有少量滴水或淋水，最大涌水量2m³/h。本水文地质块段现三灰水位已疏降至-650m水平。而处在本水文地质块段内的3301工作面开采最低点标高为-871m，三灰顶界面水压2.7MPa，由此计算出三6灰突水系数：/m06.0/055.0497.2MPamMPamMPaMpT由此可知本工作面三灰突水系数小于经验值（0.06MPa），工作面的开采不受底板三灰水水害影响，即使构造破碎带也不会发生底板三灰突水。2、涌水量预测本工作面生产期间涌水主要有顶板砂岩水、底板砂岩水和生产用水构成。根据本矿井已开采工作面实际最大涌水量资料（1301、1303、1305和1306工作面实际最大涌水量分别为：5m³/h、8m³/h、5m³/h和36m³/h），采用比拟法计算本工作面涌水量，计算公式：Q=Q00/SS;Q——预测的3301工作面正常涌水量，单位：m³/h。Q0——1306工作面最大涌水量，取36.0m³/h；S——3301工作面3煤顶板砂岩水水位设计降深，取225m；S0——1306工作面3煤顶板砂岩水水位降深，取145m；经计算得Q=36×1.24=44.8m³/h，即根据水位降深比拟法计算的3301工作面正常涌水量为44.86m³/h。根据矿井近3年矿井涌水量观测资料：矿井最大涌水量与正常涌水量的比值系数为1.2。预测本工作面最大涌水量Qmax=44.8×1.2=53.8m³/h。3、防水煤（岩）柱的计算与留设3301工作面北临三DF55断层，西临三DF54断层，上述两条断层均为正7断层，其中三DF55断层倾角70°，落差40～85m;三DF54断层倾角70°，落差0～18m;根据《安全专篇》设计要求，三DF54断层不留设保护煤柱，三DF55断层留设50m保护煤柱，我矿在开采过程中均严格按照要求留设并对其进行了保护。二、防治水措施1、本工作面回采前必须对3煤顶板砂岩水进行探查疏放。经探查，若顶板砂岩富水性强，单孔涌水量或水压较大，必须多补打探放水孔。待涌水量小于5m³/h且水压降至0.1MPa以下时方可回采，否则工作面不得回采。2、地质人员应根据精查地质报告提供的资料及巷道掘进时实际揭露的资料进行认真分析研究，及时下达地质及水情水害预报。巷道回采期间，区队现场作业人员应加强地质构造及水情观察，发现异常立即汇报生产科，地质人员应坚持经常到工作面观察收集水文地质资料。3、在工作面皮带顺槽低洼处设置2个容量在40m³的水仓，并安设排水能力不低于100m³/h，扬程不低于100m,功率为75kW（扬程：100m，排水量：110m³/h）的水泵两台，一台正常排水，一台备用，备用泵应完好，防止因顶板砂岩水瞬间大量溃入后排水不及时，导致水淹皮带顺槽事故的发生。4、回采过程中应加强皮带顺槽水沟的清挖及水仓的清淤工作，保证水沟能泄水畅通、水泵正常排水。第六节影响回采的其它因素8影响回采的其它地质情况（见表五）影响回采的其它地质情况表表五影响回采的其它地质情况瓦斯0～1.820cm3/g,平均为0.466cm3/g,属低瓦斯矿井煤尘煤尘有爆炸性危险,爆炸指数为43.92，拟制煤尘爆炸最低岩粉量90％。煤的自燃据-650水平最新测定资料，3煤为Ⅱ类自燃煤层。地温梯度及地温区内地温平均梯度值1.86℃/100m,670-871m地温已达28℃,为正常地温区。地压暂无资料第七节储量及服务年限一、储量工业储量：Q﹦SMγ﹦（149×665+229×546）×7.2×1.35＝217.8万t可采储量：Q1﹦QK﹦217.8×85％﹦185.2万t式中：S—回采面积㎡M—煤厚7.2mγ—煤容重1.35t／m³K—回采率85％二、采煤工作面服务年限工作面前期开采149m工作面，后期开采为229m工作面。前期开采每日按4个循环组织生产，每个循环进尺0.8m，设计割煤高度为2.8m，日进尺为3.2m，月工作日28天，正规循环率90%。日产量＝3.2×149×7.2×1.35×85％＝3939.3t月产量=28×3939.3×90%=9.93万t9月进尺=28×3.2×90%=80.64m后期开采按每日按3个循环组织生产，每个循环进尺0.8m，设计割煤高度为2.8m，日进尺为2.4m，月工作日28天，正规循环率90%。日产量＝2.4×229×7.2×1.35×85％＝4540.8t月产量=28×4540.8×90%=11.44万t月进尺=28×2.4×90%=60.48m综合前后期开采，可采期=663/80.64+548/60.48=17.3月第二章采煤方法采煤方法及选择依据：3301工作面煤层平均7.2m，在放顶煤的最佳煤层厚度（6～12m）范围内。相邻工作面煤层顶板均随采随垮落，直接顶有一定厚度，采空区不悬顶，冒落的松散岩石基本上充满采空区。工作面煤质较为松软具有可放性。综合煤层开采技术条件及煤层赋存特征，以及以往1301、1305、1307等工作面的顶煤冒放性的实际情况确定了采煤方法为综采放顶煤一次采全高走向长壁后退式采煤法。确定采煤高度为2.8m，放煤高度4.4m，即采放比为1:1.6，放煤方式采用一刀一放。第一节巷道布置一、采区巷道布置按照开拓设计采区划分，本区段位于北三采区回风下山南侧。由于本区段煤层底板标高位于-670～-870m之间。二、工作面巷道布置方式1、轨道顺槽103301工作面上部顺槽为轨道顺槽,主要用于该工作面的进风和运料。沿煤层底板布置，巷道为矩形断面,净宽3.8m,净高3.2m，断面积12.2㎡。轨道顺槽采用锚网索梁+W钢带联合支护。帮部：φ20×2200mm，顶部：φ20×2500mm等强度螺纹钢锚杆，锚杆间排距为800×800mm。锚索：顶部φ17.8×6400mm，使用锚索梁，锚索间排距1600×1600mm，“三花”布置锚索。2、辅助轨顺新施工辅助轨道顺槽与原轨道顺槽