730m 三、地质剖面图 附图三:5301综放工作面两巷及切眼地质剖面图
第五节 水文地质
一、含水层分析
本工作面水文地质条件为简单类型,主要充水性因素有:
对5301面回采有影响的含水层为一层K8砂岩含水层,K8砂岩为灰、深灰色细~中粒长石石英杂砂岩,位于3#煤层顶板以上5m~13m范围,单位涌水量为0.02~0.042L/s.m,为弱富水性含水层,地层露头位于井田西部,接受地表水、以及大气降水的补给,工作面回采期间涌水方式主要为顶板淋水。
根据地面瞬变电磁报告显示,5301面顶板未发现K8砂岩富水区,且采面巷道掘进过程中,未发现顶板K8砂岩水有淋水情况,预计对工作面的回采期间,K8砂岩含水层对工作面的回采产生的影响小。
工作面不处于承压区,且煤层不含水。 二、其他水源分析
5301采面以南为本矿4310采空区,5301面以西为5303采空区,但采空区积水较工作面低,对工作面不会产生影响。
工作面从切眼向北785-1030m左右在地表位置有一条季节性河流,由南向北从工作面上方经过,影响范围为245m,工作面从切眼向北1400-1470m 左右在地表位置有一条季节性河流,由东向西横跨工作面上方,影响范围约195m。回采过程中由于地表塌陷,地面会产生裂隙,地表水将沿裂隙下渗至工作面,造成工作面涌水量增大。在工作回采前应及时制定工作面防治水方案,并严格按照防治水方案完善排水系统,确保工作面能够正常工作,在回采过程中要加强排放水工作。
三、预测工作面涌水量
1、正常涌出量:5-15m3/h 2、最大涌出量:30m3/h
第六节 影响回采的其他因素
一、影响回采的其它地质情况 (一)瓦斯与二氧化碳
5301综放工作面原始瓦斯含量为8~13.6m3/t,工作面分别从53011巷、53013巷、5301切导向工作面施工了顺层钻孔,总抽采量为1247.28m3,经过预抽后理论计算可解析量范围为1.79-3.89m3/t。参考相邻5303工作面回采期间瓦斯、二氧化碳涌出情况,5301综放工作面预测相对瓦斯涌出量为2.85m3/t,绝对瓦斯涌出量为16.5m3/min,绝对二氧化碳涌出量为2.4m3/min。
(二)煤尘爆炸指数
根据国家煤及煤化工产品质量监督检验中心鉴定报告MT20140918(MB),判定成庄矿3#煤层无爆炸性。
(三)煤的自燃倾向性
根据国家煤及煤化工产品质量监督检验中心鉴定报告MT20140918(MR),判定成庄矿3#煤自燃倾向性等级为III级,自燃倾向性性质为不易自燃。
(四)地温危害
12℃-16℃,地温对回采的影响较小。 (五)冲击地压危害
7.56-12.14MPa,无冲击地压。
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(六)其它
无其它对回采有影响的地质因素。 影响工作面回采的其他地质情况见表。
瓦斯 CO2 煤尘爆炸指数 煤的自燃倾向性 地温危害 冲击地压危害 其它 表1-5 影响回采的其他地质情况表 相对瓦斯涌出量为2.85m3/t,绝对瓦斯涌出量为16.5m3/min 绝对二氧化碳涌出量为2.4m3/min 无煤尘爆炸危险 III类不易自燃 12℃-16℃ 7.56-12.14Mpa,无冲击地压 无 二、地质部门的建议 1、本工作面主要受一个大背斜控制,背斜轴部位于切眼以北600—730m左右。主要表现为工作面中间高,两边低,靠近轴部的煤体较破碎、瓦斯有可能增大,对工作面会造成一定影响,队组掘进及回采至影响区域要加强顶板支护,放慢割煤速度。
2、根据巷道掘进揭露地质构造资料显示,在距切眼以南674.8m处发育一正断层F126,工作面在回采的过程中,在断层附近煤层较破碎、局部瓦斯涌出量较大,回采时要加强顶板管理及瓦斯监控并制定过构造专项安全技术措施,保证工作面正常回采;
3、根据三维地震勘探资料显示,5301工作面停采线处发育一陷落柱YDX28 , 经施工探钻未探到陷落柱。 在工作面回采至停采线附近时,需进一步探测。
4、5301面切眼以南1485m,53011巷以东3.3m处,有一口地质孔补32。已做封堵处理,对工作面回采影响较小。
5、根据此次坑透的CT透视图和坑透数据分析,5301工作面共圈出二处坑透异常区:
第一异常区80m范围,衰减值最大为-15dB,第二异常区110m范围,衰减值最大为-20dB。还有一个未做物探坑透区域200m。队组在回采至异常区域时,要放慢割煤速度,密切注意现场地质条件变化情况,加强顶板管理,避免顶板冒落、煤层片帮事故的发生。
6、5301面坑透时,巷道未掘进到位,从切眼开始到切眼以北200m范围内为未做物探坑透区域,范围为200m。根据抽放工区处施工的投入钻孔参数显示,工作面切眼至切眼以北200m范围内,工作面发育酥软煤,在回采过程中,要加强顶板支护。
7、工作面从切眼向北785-1030m左右在地表位置有一条季节性河流,由南向北从工作面上方经过,影响范围为245m,工作面从切眼向北1400-1470m 左右在地表位置有一条季节性河流,由东向西横跨工作面上方,影响范围约195m。回采过程中由于地表塌陷,地面会产生裂隙,地表水将沿裂隙下渗至工作面,造成工作面涌水量增大。在工作回采前应及时制定工作面防治水方案,并严格按照防治水方案完善排水系统,确保工作面能够正常工作,在回采过程中要加强排放水工作。
8、地面需要保护的构筑物及设施,保护措施:
5301工作面回采需对刘河村建筑物进行保护,已对刘河村留设保安煤柱。5301工作面回采需对下村-郑村35kv高压线路进行保护,回采过程中与相关部门进行跟踪观测,对异常情况及时进行处理。
第七节 储量及服务年限
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一、储量
(一)工作面地质储量
地质储量=工业储量=走向3倾向3煤厚3容重=1528.2m3194m36.65m31.45t/m3=2858719.69t
(二)工作面工业储量
工业储量=地质储量=2858719.69t (三)工作面可采储量
可采储量=工业储量393%=2858719.69t393%=2658609.31t 二、工作面服务年限
工作面服务年限=(可采储量/设计月产量)=2658609.31t÷250380t/月≈10.6(月)
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第二章 采煤方法
本工作面采用走向长壁、后退式综合机械化放顶煤,一次采全高顶板全部垮落采煤法。
第一节 巷道布置
一、五盘区巷道布置概况
5102巷为五盘区进风巷兼运输巷,5103巷、5105巷为五盘区进风巷兼皮带巷,5104巷为五盘区回风巷。
二、回采巷道及切眼 工作面巷道即53011巷(断面5.0m33.2m)、53012巷(断面5.5m33.5m)、53013巷(断面5.5m33.2m)及切眼(断面7.8m33.0m)均采用锚杆锚索及菱形金属网、W钢带联合支护。其中53011巷主进风巷(运输巷)、53013巷为辅助进风巷(皮带巷), 53012巷为回风巷。
三、其他巷道
5301措施巷(断面5.0m33.2m)、出煤横川(断面5.0m33.2m)、1#运输横川(断面5.0m33.2m)、皮带机头硐室(断面7.7m33.8m)均采用锚杆锚索及菱形金属网、W钢带联合支护,其中5301措施巷用于回风,1#运输横川用于回收皮带。
附图四:5301综放工作面平面布置图、剖面图(竣工图)
第二节 采煤工艺
一、采煤工艺 1.采煤方法
本工作面采用走向长壁、后退式综合机械化放顶煤,一次采全高顶板全部垮落采煤法。开采煤层为3#煤层,机采采高3.0m,放顶煤厚度为3.65m,作业方式多循环作业:即生产班班进3循环,日进6循环,循环进度为0.8m。放顶煤步距为0.8m,综合回采率为93%。
2.回采工艺 2.1回采顺序
清煤 割煤→拉架→推前部溜→放顶煤→拉后部溜 2.2主要工艺介绍 2.2.1割煤:
割煤使用MG450/1020-WD型双滚筒采煤机。 割煤方式:双向割煤、采高3.0m,截深0.8m。 进刀方式:端头斜切进刀、进刀距离不少于30m。 右端头斜切进刀
A、机组割透右端头煤壁后,对调上、下滚筒,割掉该处的煤台阶,然后沿溜子弯曲段,机组逐渐斜切进入煤壁,当机组两个滚筒截深全部达到0.8m,顺次拉
架,推移前部溜。
B、推移前部溜子机头,依次拉排头架,拉后部溜子机头,拉转载机。
C、对调上、下滚筒,返刀割三角煤,机组割透煤壁后,对调上、下滚筒,割掉该处煤台阶,然后返空刀,顺次拉架。
D、推移前部溜机头,依次拉排头架,拉后部溜机头,拉转载机,至此,进刀完
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毕,之后,正常割煤。
左端头斜切进刀
A、机组割透左端头煤壁后,对调上、下滚筒,割掉该处的煤台阶,然后沿溜子弯曲段,机组逐渐斜切进入煤壁,当机组两个滚筒截深全部达到0.8m,顺次拉架,推移前部溜。
B、推移前部溜机尾,依次拉排尾架,拉后部溜机尾。
C、对调上、下滚筒,返刀割三角煤,机组割透煤壁后,对调上、下滚筒割掉该处煤台阶,然后返空刀,顺次拉架。
D、推移前部溜机尾,依次拉排尾架,拉后部溜机尾,至此进刀完毕之后,正常割煤。
插图一:5301综放工作面采煤机进刀方式示意图 2.2.2拉架
割煤后,距机组后滚筒4-6架进行拉架,操作方式为本架操作,顺序追机拉架,拉架步距为0.8m。在拉排尾架时,由工作面侧依次向机尾侧拉架。如遇到顶板破碎时,应超前拉架,及时支护顶板。
2.2.3推前部溜
滞后拉架4-6架,即可推前部溜,顺序追机推溜,推溜步距为0.8m,推溜距采煤机的距离不小于12m,最大不超过40 m,推溜时,必须保证工作面溜子能正常运行,严禁出现急弯,溜子弯曲段不小于10个支架,顶第一次机头,机尾时,机组斜切进刀;顶第二次机头,机尾时,机组返空刀正常割煤。拉架及顶溜完成后,支架手把必须打到零位。
2.2.4放顶煤
放顶煤滞后于拉架3—5架,放顶煤前要先调整后部溜,使溜子处于有利于放煤的工作状态,排头、排尾各四架不放顶煤。
初放顶煤:在支架顶梁末端推出切眼3个循环后放顶煤,若放顶煤困难,可采取放震动炮的方法进行放煤,届时制定专门的措施。
正常放顶煤:采煤机每割一刀煤,放煤一次,严禁两刀一放。放煤时,如顶煤坚硬放煤困难时,应反复升降支架尾梁。放煤工作正常时,支架尾梁的升降高度以保证支架能掩护住后部溜为准,且放煤口插板距后部溜高度不小于500mm。
放煤顺序:放煤顺序采用双轮顺序分段均匀放煤,由两人同时操作,两人间隔不小于五个支架,依次顺序放煤,每架放煤都要均匀放出,放煤时出现矸石就立即关闭放煤口,停止放煤。
末采放顶煤:工作面在距停采线15m时,停止放顶煤。 2.2.5清煤
前部溜子移过后,开始清理工作面前溜与支架底座之间,以及工作面架与架之间的浮煤,清理后的工作面2m2范围内的浮煤厚度不超过30mm,后部溜子与支架底座间的浮煤在生产过程中不清理,如果需要清理遵循本规程第六章《安全技术措施》第一节《一般规定》中第六项第5条规定。
2.2.6拉后部溜
当工作面支架放完顶煤后,滞后放顶煤支架10个架拉后部溜子,拉溜步距为0.8m,后溜弯曲段不小于15m,严禁出现急弯。拉后部溜滞后放顶煤支架最大不超过40m。
二、工作面正规循环生产能力:
1、工作面参数:
工作面走向长度1528.2m(切眼煤壁—停采线)
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