工作麵過煤層夾矸變異區安全技術措施
審 批 意 見
一、概況
XX工作麵即將投入生產,如附圖一所示,工作麵形成過程中切眼附近揭露夾矸變異區域。為確保開麵工作的順利進行及安全順利的通過變異區,減小變異區對回采過程中安全、設備及煤質等造成的影響,特編製工作麵過變異區安全技術措施如下:
1.工作麵煤層夾矸變異區概述
XX工作麵煤層夾矸變異區是以夾矸厚度大於0.5m為異常起始點,該變異區軸向與工作麵成79°夾角。夾矸變異區自切眼向外影響材料巷推進度為13m,運輸巷側推進度為138m,其中,材料巷側夾矸厚度由1.1m減少到0.5m;運輸巷側夾矸厚度由3.84m減少到0.5m。
2.變異區對工作麵回采造成的影響03manbetx
(1)變異區內工作麵底板多為泥岩或含炭泥岩夾矸,該岩層泥質或粉、細砂狀結構,較疏鬆,泥岩具可塑性,遇水泥化膨脹。該層本身不含水,但具有易風化,吸水泥化的特點。回采過程中的生產用水和頂板淋水極易造成底板泥化,並對支架和溜子的前移、頂板維護,特別是對運輸係統造成較大的影響。
(2)工作麵煤2直接頂為含油泥岩,該岩層為結構致密,塊狀結構,上部具水平層理,下部層理不發育,局部夾軟泥夾層,其強度低,易破碎,工作麵回采過程中頂板維護困難。
(3)工作麵通過變異區過程中,采出大量的含炭泥岩夾矸,嚴重影響煤質。
(4)工作麵通過變異區過程中,含炭泥岩夾矸造成設備磨損加劇、負荷增大,影響設備的正常運轉。
(5)工作麵過變異區期間,頂板的冒落裂隙帶可能波及到煤1油2裂隙水,對工作麵的回采產生一定的影響。
二、準備工作
1.材料的準備
(1)準備足量的板梁及背板,用於頂板維護;
(2)準備規格為1.5或2.0寸的廢舊鐵管或小圓木製作的穿楔子100根;
2.工作麵過變異區期間,加強對工作麵支架各立柱、千斤頂及安全閥情況進行排查,並對排查出的問題及時進行處理,確保工作麵支架工作狀態良好。
3.加強工作麵各聲光信號的檢查、維修,並確保語音通訊係統及相關閉鎖裝置靈活可靠。
4.工作麵備用1-2台水泵,一旦工作麵出水,要及時設泵排水。同時加強對兩巷排水係統進行檢查,確保兩巷排水係統暢通。
三、回采方法
為減小夾矸變異區對工作麵的安全、生產組織及煤質等造成的影響,工作麵回采過程中,采用根據夾矸厚度的不同,分別調節機采層位的方法。即,夾矸厚度大於1.5m範圍,工作麵頂板沿煤2上分層頂板回采;夾矸厚度小於1.0m段,工作麵底板沿煤2底板回采;夾矸由1.0m增加到1.5m段,由工作麵底板沿煤2底板回采,過渡到工作麵頂板沿煤2頂板回采,過渡段的長度為20-30架,該段溜子坡度控製在100以內;工作麵兩端頭底板沿兩巷底板回采,各用15-20架的長度采用順接的方法與麵內的回采層位順接好。
根據夾矸厚度變化情況,將煤層夾矸變異區劃分為四個階段:第一階段為初采層位調整段(切眼外0-20m),第二階段為嚴重影響段(切眼外20-50m),第三階段為過渡段消失段(切眼外50-80m),第四階段為變異區正常回采段(切眼外80-138m),分別采用不同的回采方法進行。具體如下
(一)第一階段 初采層位調整段(材料巷0-30m段,影響推進度30m)
1.階段概況
該階段溜尾段夾矸厚度為1.1m,向溜頭方向夾矸逐漸增加到3.84m,溜頭20#架處完全位於夾矸變異區內。
2.回采方法
材料巷側隨工作麵推進,煤層夾矸厚度逐漸由1.1m減少到0.5m,溜尾逐漸進行臥底,使工作麵夾矸厚度小於1.0m範圍沿煤2底板進行回采,夾矸厚度大於1.5m範圍沿煤2頂板進行回采,夾矸厚度由1.0增大到1.5m範圍由沿煤層底板過渡到沿頂板回采。
3.層位調整
工作麵未推出切眼前暫不進行層位調整,推出切眼後,按以下要求進行調整:
(1)沿工作麵推進方向層位調整
目前工作麵頂板大部分沿上部好煤的底板回采,其中,溜尾段夾矸厚度為1.1m,120#架處底煤0.4m,20#架處麵前為全矸,頂煤厚2.0m。
層位調整方法:120#架處進行臥底,每刀臥底3-5cm,工作麵推進10刀後,夾矸小於1.0m範圍沿煤2底板回采,20#架處每循環起底8-10cm,起底量2.0m,工作麵推進25刀後,沿煤2頂板以下0-0.3m層位進行回采。
以附圖三為例,劃分為5段,第Ⅰ階段120#架到溜尾,與材料巷底板順好;第Ⅱ階段120-90#架,沿煤2底板回采,采高控製在3.0m±0.1,第Ⅲ階段90-60#架階段,沿煤2底板回采過渡到沿煤2頂板回采,采高由3.0m過渡到2.6m;第Ⅳ階段60-15#架,沿煤2頂板回采,采高控製在2.6m±0.1;第Ⅴ階段15#到溜頭,與運輸巷底板順好,采高控製在2.8m±0.1。
(2)沿工作麵方向層位調整
因夾矸變異區與工作麵兩巷呈43度夾角,因此工作麵每推進一刀(0.8m),工作麵正常段即向工作麵溜頭延伸0.85m,同時夾矸變異區對運輸巷側的影響範圍減小0.85m。因此,工作麵臥底調整層位過程中,臥底範圍每刀需向溜頭方向延伸0.85m,即過渡段向溜頭方向平移0.85m。
(二)第二階段 嚴重影響段(材料巷30-50m段,影響推進度20m)
1.階段概況
該階段位於變異區內夾矸較厚區域,夾矸以上的煤層厚度為1.8-2.15m。工作麵內厚度1.0m的夾矸由116#架逐漸移至91#架。
2.回采方法
沿初采層位調整後的層位回采,過渡段逐漸向溜頭移動,每刀移動0.85m。
3.層位調整
80#架到溜尾沿煤2底板回采,采高由2.8m調整到3.0m,同時90#架到溜尾進行放頂煤工作;過渡段由90#-60#架過渡到80#-50#架,采高由3.0m過渡到2.6m;50-15#架沿煤2頂板回采,采高控製在2.6m±0.1;15#到溜頭,與運輸巷底板順好,采高控製在2.8m±0.1。
(三)第三階段 過渡段消失階段(材料巷50-80m,影響推進度30m)
1.階段概述
該階段材料巷側不受夾矸變異影響,運輸巷側夾矸厚度由2.0m逐漸減小到1.5m。工作麵內厚度1.0m的夾矸從90#架逐漸移動到31#架處。
2.回采方法
該段夾矸厚度小於1.0m時開始進行放頂煤工作;在夾矸厚度為1.5m範圍,工作麵開始臥底,使之過渡到沿底板回采;溜頭段夾矸厚度大於1.5m段,不放頂煤。
3.層位調整
隨著工作麵50-20#架處煤層中的夾矸厚度變薄到1.5m時開始臥底,將50#-20#架回采層位從工作麵沿煤2頂板以下0-0.2m回采,過渡到夾矸厚度達到1.0m,沿煤2底板回采,同時,采高由2.6m調整到3.0m;20#到溜尾段夾矸厚度為1.5-1.0m段,為層位順接過渡段, 采高由3.0逐漸過渡到2.8m。
該階段結束後工作麵夾矸厚度均小於1.0m,故工作麵20#架到溜尾回采層位全部恢複到沿煤2底板進行回采。
(四)第四階段 變異區內正常回采段(材料巷80-138m,影響推進度58m)
1.階段概述
該階段僅溜頭側受夾矸變異區的影響,厚度由1.0m逐漸過渡到正常。夾矸變異區對工作麵回采基本無影響。
2.回采方法
工作麵回采時沿煤2底板進行,15#架向溜頭與運輸巷底板順好,120#架向溜尾與材料巷底板順好。全部進行放頂煤工作,采放高度為4.03m。
3.層位調整
工作麵全部沿正常回采層位回采,機采高度控製在3.0m±0.1。
四、工作麵頂板管理
工作麵過煤層夾矸變異區時,工作麵沿煤層頂板回采,但受煤2直接頂為含油泥岩,該岩層為泥質結構,水平層理發育,局部受構造應力影響閉合裂隙發育,岩層較破碎,以及變異區內可能有未解釋出的斷層,均不利於工作麵的頂板維護,因此,工作麵過夾矸變異區頂板破碎難以維護時,工作麵可留有0.2-0.3m頂煤回采,同時采用以下措施,加強工作麵頂板維護。
1. 工作麵回采過程中,機組前滾筒割過後,及時伸出前插板及護幫板對麵前頂板及煤壁進行維護。
2. 當前插板及護幫板無法對頂板及煤壁進行有效支護時,采用拉超前架的方法加強麵前頂板的維護。
3. 工作麵頂板及煤壁破碎範圍較大時或麵前頂板掉頂或片幫較深時,采用在支架前梁上方或架間垂直於煤壁挑木板梁或π鋼,並用板梁、背板進行背頂的方法加強麵前頂板維護;架間挑支木板梁或π鋼棚時,采用單體支柱配合施工,π鋼或木板梁下不少於一梁二柱。
4. 現場生產過程中,要嚴格控製好層位和采高,確保過機高度,受起、臥底的影響,可能對工作麵正常生產造成影響時,暫時將工作麵采高控製在不低於2.8m。
5. 工作麵過變異區過程中,頂板破碎難以維護時,工作麵回采層位可調整到沿煤層頂板以下0.2-0.3m回采,不放頂煤。
6. 工作麵過夾矸變異區時,為加強兩端頭的維護,兩巷鋼棚可暫不回撤。
五、工作麵設備管理
工作麵過夾矸變異區期間,為防止工作麵破夾矸對機組、溜子的正常運轉造成影響;同時,減少架後漏矸對煤質的影響,采取以下措施進行維護及操作:
1. 工作麵回采期間,工作麵沿煤層頂板回采範圍,架後漏矸影響煤質時,可減少後部溜子的運轉時間,並將架後漏矸同麵前次煤一同進行分流。
2. 因夾矸的比重較大,且對設備的磨損較重,因此,工作麵過夾矸變異區期間,機組司機要控製好牽引速度及煤流,防止負荷過大對溜子及轉載機造成影響。
3. 檢修班要加強對機刀、機刀套及機刀座的檢查,並及時對磨損嚴重的機刀及機刀套進行更換,防止機刀座磨損嚴重對後期的生產及機組的運轉造成影響。
4. 發現支架出現跑、冒、漏液時,要及時處理,生產班確實無法處理時,要及時關掉截止閥,並向下班人員交待清楚,同時檢修班要加強支架的檢修力度,對生產過程中出現的問題及時整改。
六、工作麵防治水管理
因泥岩、炭質泥岩具有極易風化、泥化的特點,對係統運輸及工作麵頂、底板維護影響極大。因此,工作麵過煤層夾矸變異區期間,要嚴格控製好工作麵生產水及老空出水,以防止造成係統堵塞及出現支架鑽底的現象,加強防治水措施如下:
1. 加強排水係統管理,對兩巷排水係統進行排查、並進行清挖,同時派專人負責排水工作,保證排水管路暢通。
2. 加強工作麵頂板維護,防止工作麵漏頂並波及煤1油2裂隙水,造成工作麵頂板淋水。
3. 加強工作麵支架各部位管路及安全閥的檢查,班中出現漏竄液時及時進行處理。
4. 由於工作麵為仰采工作麵,且運輸巷標高比材料巷標高高,因此工作麵內出水時及時在出水點下方打設水泵窩並設泵,每班安排專人進行排水。
5. 兩巷各出水點及時挖設泵窩、設泵,並派專人對兩巷及工作麵進行排水。
6. 為減輕炭質泥岩遇水泥化對運輸係統的影響,工作麵支架噴霧及轉載點噴霧在過煤層夾矸變異區段可臨時停止使用,但必須確保設施完好,降塵采用運輸巷的防塵水幕。
7. 工作麵過夾矸變異區期間,機組司機可適當對機組的噴霧進行控製,以減輕生產用水對夾矸的泥化。
8. 工作麵一旦出水、淋水,並造成底板泥化時,泥化的粘泥要全部裝袋、紮口進行外運,嚴禁混入係統中對運輸係統及煤質造成影響。
9. 工作麵底板泥化,出現支架鑽底時,必須在支架下墊好木板梁,以防止支架鑽底。
七、工作麵煤質管理
XX工作麵過變異區回采時留0-0.3m的頂煤,第一階段為初采層位調整段(切眼外0-20m),第二階段為嚴重影響段(切眼外20-50m),第三階段為過渡段消失段(切眼外50-80m),第四階段為變異區正常回采段(切眼外80-138m),按以上四段03manbetx 如下:
(一) 變異區的可采煤樣
1.XX材料巷4月30日可采煤樣(切眼外122m)
(一) 循環產量及煤質發熱量
1. 第一階段 初采層位調整段(切眼外0-20m)
工作麵溜尾推進到20m點時(附圖三所示),工作麵90#架到溜尾沿煤2底板回采,采高2.8m±0.1;90#-60#架由沿煤2底板過渡到沿煤2頂板回采,采高由2.8m過渡到2.6m;60#-15#架沿煤2頂板回采,采高2.6m±0.1;15#架向溜頭與運輸巷底板順接好,采高控製在2.7m±0.1。
循環產量為:
(15*1.5*2.7+45*1.5*2.6+30*1.5*2.7+48*1.5*2.8)*0.8*1.27*1.1
=625噸/循環
發熱量:
溜尾段機割夾矸0.7m,采高2.8m,發熱量為:
(4013*2.1+0*0.7)/2.8*90%=2708卡/克
過渡段機割夾矸1.7m,采高2.7m,發熱量為:
(4013*0.5+0*1.7+4003*0.5)/2.7*90%=1336卡/克
溜頭沿頂板回采段,機割夾矸0.7m,采高2.6m,發熱量為:
(4003*0.9+0*1.7)/2.6*90%=1247卡/克
溜頭15#-1#架機割夾矸1.7m,采高2.7m,發熱量為:
(4003*0.5+0*2.2)/2.7*90%=667卡/克
考慮工作麵夾矸不均勻,因此工作麵生檢按可采的90%計算,生檢煤樣發熱量為:
(2708*48+1336*30+1247*45+667*15)/138=1711卡/克。
2. 第二階段 嚴重影響段(切眼外20-50m)
工作麵溜尾推進到50m點時(附圖四所示),工作麵90#架到溜尾沿煤2底板回采,並開始進行放頂煤工作,采放高度為4.03m,機采高度為3.0m;過渡段由90#-60#架移動到80#-50#架,采高由3.0m過渡到2.6m,80#架到溜尾機采高度控製在3.0m±0.1,按好煤分流;50#-15#架沿煤2頂板回采,采高2.6m±0.1;15#架向溜頭與運輸巷底板順接好,采高控製在2.7m±0.1。
循環好煤量:
(138-80)*1.5*3.0*0.8*1.27*100%+(138-80)*1.5*1.03*0.8*1.27*60%
=319噸/循環。
循環次煤量:
(15*1.5*2.7+35*1.5*2.6+30*1.5*2.7)*0.8*1.27*100%*1.1
=356噸/循環
循環產量為:好煤量+次煤量=319+356=676噸/循環
發熱量:
溜尾到80#架段機割夾矸平均0.4m,機采高度3.0m,發熱量為:
(4013*2.5+0*0.4)/3.0*90%=3009卡/克
過渡段機割夾矸1.3m,采高2.7m,發熱量為:
(4013*1.4+0*1.3)/2.7*90%=1873卡/克
溜頭沿頂板回采段,機割夾矸0.5m,采高2.6m,發熱量為:
(4003*2.1+0*0.5)/2.6*90%=2909卡/克
溜頭15#-1#架,機割夾矸1.7m,采高2.7m,發熱量為:
(4003*1.0+0*1.7)/2.7*90%=1334卡/克
考慮工作麵夾矸不均勻,因此工作麵生檢按可采的90%計算,
次煤生檢煤樣發熱量為:(1873*30+2909*35+1334*15)/80=2225卡/克;
好煤次煤生檢煤樣發熱量為:3009卡/克
3. 第三階段 過渡段消失段
隨著工作麵50-20#架處煤層中的夾矸厚度變薄到1.5m時開始臥底,將50#-20#架回采層位從工作麵沿煤2頂板以下0-0.2m回采,過渡到夾矸厚度達到1.0m時,沿煤2底板回采,采高調整到3.0m;20#到溜頭段夾矸厚度為1.5-1.0m段,為層位順接過渡段, 采高由3.0逐漸過渡到2.8m;75#架夾矸厚度為0.5m,75#架到溜尾按正常層位回采,並進行放頂煤,采放高度為4.03m,按好煤進行分流。
循環好煤量:
(138-75)*1.5*0.8*3.0*1.27*100%+(138-75)*1.5*0.8*1.03*1.27*60%
=288+59=347噸/循環。
循環次煤量:
(75-20)*1.5*3.0*0.8*1.27*100%+20*1.5*2.8*0.8*1.27*100%*1.1
=251+94=345噸/循環
循環產量為:好煤量+次煤量=347+345=692噸/循環。
發熱量:
溜尾到75#架段,夾矸厚度小於0.5m,對工作麵煤質影響較小,發熱量為:3601*90%=3240卡/克
75#-20#架,機割夾矸平均厚度為0.6m,采高3.0m,發熱量為:
(3674*2.4+903*0.6)/3.0*90%=2807卡/克
20#架到溜頭,機割夾矸平均厚度為1.5m,采高2.8m,發熱量為:
(4003*1.3+625*1.5)/2.8*90%=1974卡/克
考慮工作麵夾矸不均勻,因此工作麵生檢按可采的90%計算,
次煤生檢煤樣發熱量為:(2807*55+1974*20)/75=2585卡/克;
好煤生檢煤樣發熱量為:3240卡/克。
4. 第四階段 變異區正常回采段
如附圖一和附圖五所示, 27#到溜尾全部通過夾矸變異區,工作麵回采時沿煤2底板進行,15#架向溜頭與運輸巷底板順好,120#架向溜尾與材料巷底板順好,采放高度為4.03m。
循環好煤量為:
(138-27)*1.5*3*0.8*1.27*100%+(138-27)*1.5*1.03*0.8*1.27*60%
=507+104=611噸/循環
循環次煤量:
27*1.5*3.0*0.8*1.27*100%+27*1.5*1.03*0.8*1.27*60%=149噸/循環
循環產量為:好煤量+次煤量=611+149=760噸/循環。
發熱量:
溜尾到27#架段,夾矸厚度小於0.5m,對工作麵煤質影響較小,發熱量為:3828*90%=3445卡/克
27#架到溜頭,機割下部好煤1.6m,機割夾矸平均厚度為0.6m,機割上部好煤0.8m,采高3.0m,發熱量為:
(3606*0.4+726*0.6+4004*1.6)/3.0*90%=2485卡/克
考慮工作麵夾矸不均勻,因此工作麵生檢按可采的90%計算,
次煤生檢煤樣發熱量為:2485卡/克;
好煤生檢煤樣發熱量為:3445卡/克
綜上所述XX工作麵過變異區“雙控”指標為:
(一) 煤質管理措施
1. 水的控製
(1) 加強工作麵支架各部位管路及安全閥的檢查,班中出現漏竄液時及時進行處理。
(2) 工作麵內出水時要及時在出水點處打設泵窩並設泵,每班安排專人進行排水。
(3) 工作麵支架前梁或頂梁處頂板淋水時,要及時搭設雨棚,將頂板水順至支架底座處,並打設水泵窩,設泵排水。
(4) 嚴格控製好采煤機噴霧水的使用,做到開機割煤時開啟噴霧,停機時關閉噴霧,防止煤質水份超標。
(5) 嚴格控製好各轉載點的噴霧,做到無煤不開,煤流小時少開。
(6) 控製好支架漏液及支柱卸液水進入煤流。
(7) 對於巷道底板滲水等情況,要充分利用好排水係統,嚴禁任意將水排到煤流中。
2. 工作麵分流:
(1) 工作麵回采期間要控製好支架尾梁的高度,使尾梁力求一平,以減少後排的漏矸。
(2) 工作麵分流之前當班工長要及時與外圍運輸係統進行聯係,避免好煤與次煤混合影響煤質。
(3) 工作麵分流過程中,運輸機內的好煤與次煤的間距不少於50m。
(4) 分流路線:
XX工作麵→XX運輸巷→XX運聯巷→海域副巷皮帶主煤倉→海域3#、2#皮帶→-250東副巷→主暗斜井→上倉皮帶→主井煤倉→主井→地麵或直接通過提升係統進行分流。
3. 工作麵底板泥化時,泥化的粘泥要全部裝袋、紮口進行外運,嚴禁混入係統中對運輸係統及煤質造成影響。
4. 工作麵及兩端頭的頂板控製:
(1) 支架工在機組頂刀割過後,要及時將前插板伸出,將麵前頂板維護好,麵前頂板破碎、片幫較大時,要及時采用拉超前架的方式加強麵前頂板的維護。
(2) 拉超前架仍然不能夠有效對麵前的頂板進行維護時,要采用在支架前梁上方垂直於煤壁挑木板梁或π鋼的方法,將麵前的頂板維護好。π鋼或木板梁與工作麵頂板之間要用背板背實。
(3) 工作麵兩端頭施工過程中產生的噴體要及時撿出、裝袋用於封堵溜頭隅角,雜物要及時清撿,並甩入老空。
八、安全技術措施
1. 工作麵過夾矸變異區期間,嚴格控製工作麵采高確保過機高度。在措施規定的回采層位內回采時,局部頂板破碎或出現其它異常可能影響過機時,可適當增加破底量,以確保機組的正常通過。
2. 工作麵兩端頭受煤層夾矸影響,為保證工作麵設備正常檢修,兩端頭各15範圍內采高不得小於2.7m;工作麵中部50-90#架壓力大時,為防止支架前梁低頭造成過機困難,必要時,采高可不受煤質限製,調整采高到2.7m以上。
3. 工作麵過夾矸變異區期間,工作麵層位嚴禁大起大落,必須確保工作麵溜子狀態,以減輕對工作麵設備的損壞。
4. 過變異區期間,要加強工作麵支架的檢查檢修,確保支架初撐力和工作阻力均達到要求
5. 各施工地點的施工人員要執行好敲幫問頂製度,將懸矸、危岩摘除。
6. 工作麵過煤層夾矸變異區期間,要加強頂板管理,防止麵前漏頂;同時要加強支架尾梁的調整,使尾梁力求一平,以減少後排的漏矸。
7. 工作人員到麵前維護頂板及進行其他工作之前,必須停止前部溜子的運轉,並停電閉鎖。
8. 工作麵進行分流時當班工長或跟班人員要提前與調度室聯係好,之後按要求進行分流。
9. 工作麵過夾矸變異區時,可根據現場情況,采取頂刀(或底刀)割好煤的方法以增加好煤量,一旦外圍運輸係統有問題,無法將好煤與次煤分流徹底,可全部按次煤進行分流。
10. 人員到後部溜子進行維修或其它工作之前,要停止後部溜子的運轉,並進行停電、閉鎖。另外要通知支架工,嚴禁在後部溜子內有人的情況下操作支架。
11. 溜子司機開啟溜子之前要進行報警或用語音通話係統進行通知,之後先對溜子進行點動,確認無任何問題後方可開啟溜子。
12. 工作麵過變異區期間,工作人員要加強麵前頂板情況及老空水情況的觀察,發現異常及時向調度室及區隊值班人員彙報。
13. 其他仍按《煤礦安全01manbetx 》、《煤礦安全技術01manbetx 01manbetx 》《XX工作麵作業01manbetx 》及相關技術措施、規定執行。
附圖:
1.附圖一 XX工作麵夾矸03manbetx 圖。
2.附圖二 XX工作麵切眼外20m處剖麵圖。
3.附圖三 XX工作麵切眼外50m處剖麵圖。
4.附圖四 XX工作麵切眼外80m處剖麵圖.
5.附圖五 XX工作麵切眼外120m處剖麵圖
5. 附圖六 XX工作麵頂板維護示意圖。