17021工作面作业规程

河南神火煤电股份有限公司刘河煤矿《17021工作面作业规程》

第一章 概 况

第一节 工作面位置及井上下关系

17021炮采工作面位于二2煤层-380水平17采区，该工作面巷道标高-370～-440m。具体位臵及井上下关系如表一所示。

工作面位臵及井上下关系表 表一

水平名称 地面标高 回采对地面设施的影响 井下位臵及相邻关系 走向长度 17021工作面西侧以-380南翼大巷保护煤柱线为界，东侧、南侧为F4断层保护煤柱线，北侧为已回采的17011工作面。 550m 倾斜长度 40～150mm 面积 42603㎡ -380水平 +34.7m 采区名称 井下标高 17采区 -370～-440m 回采对地面设施有影响，随着时间的推移将发生地面沉降。

第二节 煤 层

本工作面设计开采煤层为二2煤，通过地质资料分析，该工作面范围内，煤层厚度在0～3.10m之间。具体情况如表二所示。

煤层情况表 表二

煤层厚度(m) 0～2.95m 2.44 可采指数 煤 层 情 况 描 述

1 煤种 贫煤 稳定程度 煤层结构 简单 煤层倾角（o） 10～17 13 较稳定 从掘进情况看，工作面煤层赋存相对较稳定，机巷平均煤厚为2.36米（21组数据平均值），风巷平均煤厚为2.53米（17组数据平均值），数据均取自正常煤层煤厚，断层附近数据不在调查资料内；平均该工作面平均煤厚2.44米。

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附 图 综合柱状图（比例1：500） 岩 性 厚 度 柱 状 描 述 （m） 砂质泥岩及中粒砂岩、泥岩 11.26 砂质泥岩 5.42 二2煤 2.44 泥岩 砂质泥岩及细砂岩 1.32 15.77 7.22米灰黑色砂质泥岩，上部植物化石，下部夹细砂岩具波状层理。8.55米灰色成分以石英长石为主，层面具白云母片少量暗色矿物，含泥质条带硅泥质胶结，波状层理明显。 灰黑色、顶部含炭质较高，具植物根部化石。 亮暗煤相间，亮煤为主，暗煤次之，金属光泽。 灰黑色厚层状，含植物化石，具白云母碎片，上部夹细砂岩具波状层理。 上部有8.29米砂质泥岩，灰—灰黑色，见植物化石碎片，夹泥岩及细砂岩薄层，具白云母片。中部为1.32米中粒砂岩，浅灰白色、以石英长石为主，硅泥质胶结，有泥岩包体；下部为1.65米泥岩深灰色，砂质含量高，见有植物化石碎片。

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第三节 煤层顶底板

煤层顶底板情况表 表三

煤 层 顶 底 板 情 况 直接顶 砂质泥岩 5.42 顶底板分类 老顶 砂质泥岩 及中粒砂岩、泥岩 岩石名称 厚度（m） 11.26 上部有8.29米砂质泥岩，灰—灰黑色，见植物化石碎片，夹泥岩及细砂岩薄层，具白云母片。中部为1.32米中粒砂岩，浅灰白色、以石英长石为主，硅泥质胶结，有泥岩包体；下部为1.65米泥岩深灰色，砂质含量高，见有植物化石碎片。 灰黑色厚层状，含植物化石，具白云母碎片，上部夹细砂岩具波状层理。 岩 石 特 征 直接底 老底 泥岩 砂质泥岩及细砂岩 1.32 15.77 灰黑色、顶部含炭质较高，具植物根部化石。 7.22米灰黑色砂质泥岩，上部植物化石，下部夹细砂岩具波状层理。8.55米灰色成分以石英长石为主，层面具白云母片少量暗色矿物，含泥质条带硅泥质胶结，波状层理明显。

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第四节 地 质 构 造

1.17021风巷有9条断层：落差大于1m的为17F-1、17F-2、17F-3、17F-4、17F-5、17F-6、17F-7.17F-9、参数及位臵见下表。

2.17021机巷有断层5条：落差均大于1m产状见下表。 3.17021切眼有1条断层：即Q-1对回采带来较大的影响。

地质构造情况表 表四

构造名称 DF29 17F-1 17F-2 17F-3 17F-4 17F-5 17F-6 17F-7 17F-9 17X-1 17X-2 17X-3 17X-4 17X-5 Q-1 倾向（°） 188 108 21 356 32 34 196 4 1 276 42 24 74 351 12 倾角（°） 性 质 69 56 69 55 49 52 56 52 62 39 58 52 36 64 47 正 正 正 正 正 正 正 正 正 逆 正 正 正 正 正 落差（m） 对回采的影响程度及位臵 36 3.8 3.5 1.4 5.8 1.7 1.2 1.4 3.5 4.0 1.5 1.7 2.5 3.5 2.0 较小（切眼外） 较大（F3点北19米） 较大（F4点北15米） 较大（F5点北64米） 较大（F6点北16米） 较大（F6点北30米） 较大（F7点南2米） 较大（F7点北23米） 较小（切眼外） 较大（机巷X3—X5区域） 较大（X2点北37米） 较大（逆断层伴生断层） 较大（X5点北20米） 较大（X6点） 较大（切眼内）

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第五节 水 文 地 质

从工作面瞬变电磁物探结果3个异常区验证孔未有出水现象，验证分析该工作面水文地质条件上不很复杂，但受采动影响在回采中断层导通底板灰岩水及二2煤顶板上60米含水组仍将是威胁本工作面安全生产的一大因素，特别是回采初期的机巷段要密切观测水文情况，防止因采动影响煤层顶、底板被破坏而使含水层水通过导水裂隙带进入工作面，造成工作面突水的发生。预计在回采过程中将会出现局部出水现象,表现为回采过程中随顶板跨落涌水量增大。

该工作面最大涌水量为80 m／h，正常涌水量为50m／h，

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第六节 影响回采的其它因素

一、影响回采的其它因素 表五 影响回采的其它因素

瓦斯 CO2 煤尘爆炸指数 煤的自燃性 地温危害 冲击地压危害 从矿井通风报表，绝对瓦斯涌出量为0.93m／min 低CO2 矿井，涌出量极小 煤尘具有爆炸性 不易自燃 地温在23度左右，为非热害区。 地压显现不明显 3二、地质部门对工作面回采过程中的具体建议

1.因工作面过断层，顶板岩性强度较差，生产期间要加强支护，防止冒顶。 2.工作面生产期间要确保排水线路畅通。

3.回采期间采取措施提高资源回收率，防止丢煤现象的发生。

4.自流段要及时清理水沟，保证水流畅通，并有防冲渣措施，加强排水设备及设施管理，发现问题及时处理，严禁带病运转。

5.工作面初采期间加强涌水量的观测，出水有异常情况时，停止回采，采取有效的措施。

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第三章 顶板管理及有关措施

第一节 顶板管理方法

1.根据二2煤层的赋存情况及地质情况，结合我矿的采煤方法，并根据以往工作面顶板压力观测结果确定本工作面采用全部垮落法管理顶板。

2.由17021工作面回采地质说明书知，本工作面直接顶板主要以砂质泥岩为主，预计工作面老板初次来压步距为15～20米，直接顶初次来压步距为8～15米，周期来压步距为6～10米。

3.本采面采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁，形成齐梁直线柱、正悬臂的形式支护顶板。采面机头安全出口采用“四对八根”长钢梁支护。

4.初采及初次来压之前，工作面采取“三四”排支护控制顶板，打密集柱加强切顶效果，戗柱逢梁必戗。

5.正常回采期间采取“三二”排控制顶板,支设煤墙柱、戗柱等特殊支柱，如果顶板垮落不充分或局部有悬顶大于（2×5）m的地段，要打上戗柱和密集柱加强支护。

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第二节 顶板管理参数确定

一、支护选型设计： 1.估算顶板下沉量S

S＝N×M×R＝0.04×2.44×4.8 ＝0.46848m

式中：N——顶板下沉系数，处于0.04—0.05之间，本采面取0.04

M——平均采高，m R——最大控顶距，m 2.确定支柱型号、规格

根据上面顶板下沉量计算和矿实际情况，选用DZ型系列金属单体液压支柱。支柱规格确定如下： L大＝M大-b＝2950-96＝2854mm L小＝M小-b＝1600-96＝1504mm

式中：L大(小)——所需支柱的最大(小)高度,mm

M大(小)——工作面最大（小）采高，mm b————— 金属顶梁厚度,mm

根据以上计算，考虑到本工作面局部煤层厚度的变化，选定所需支柱型号如表所示：

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选定支柱特征表（单位：mm）

选定支柱特征表（单位：mm） 支柱型号 DZ—3.15 DZ—2.8 DZ—2.5 DZ—2.2 柱经 最大高度 100 100 100 100 3150 2800 2500 2200 最小高度 2350 2000 1700 1400 活柱可缩量 800 800 800 800 备 注 二、工作面最大最小控顶距

工作面最大最小控顶距 控 顶 距 工作面中位臵 初次来压前（初采） 机 头 机 尾 工作面中间部分 三、工作面支护密度的确定

工作面支护设计

1.工作面合理的支护强度： Pt＝9.81×h×r×k（KN/m）

式中Pt—工作面合理的支护强度，（KN/m）

h—采高2.44m

r—顶板岩石的容重，t/m，一般取2.5

k—工作面支柱应支护的上覆的上覆岩层厚度与采高之比一般为4～8，该处取5。 Pt＝9.81×2.44×2.5×5 ＝299.205KN/m

2.单体液压支柱实际支撑力 Rt＝Kg×Kz×Kb×Kh×Ka×R 式中 Rt—单体液压支柱实际支撑力 Kg—支柱工作系数，0.99

Kz—支柱增阻系数，0.95

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初次来压后（正常回采） 4.8 4.8 3.6 3.6 3.6 2.4 6 6 4.8 4.8 4.8 3.6

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Kb—支柱不均匀数0.9 Kh—采高系数1.0 Ka—倾角系数1.0

R—支柱额定工作阻力300KN Rt＝0.99×0.95×0.9×1.0×0.95×300 ＝241.2KN

3.工作面合理的支护密度， n＝Pt/Rt

＝299.205KN/241.2KN ＝1.24根/m

4.工作面柱距、排距， a＝（N〃S）/（Nb+F） 式中N—工作面支柱排数，3

S—每根支柱的支护面积，1/1.24m F—机道上方梁端至煤壁距离，0.3m

b—工作面排距1.2m（因为工作面选用HDJA—1200型金属铰接顶梁） a＝[3×(1/1.24）]/（3×1.2+0.3）＝0.62m

5.根据以上计算的支护强度，及为了更好的控制顶板，工作面柱距0.5m、排距1.2m确定工作面选用DZ型单体液压支柱和HDJA-1200型铰接顶梁支护顶板。 四、初次来压前的顶板管理

1.柱距：0.5m，排距：1.2m。 2.执行“三四”排控顶方式。

3.戗柱：工作面每1米支设两棵戗柱。戗柱顶部紧靠第四排支柱顶盖处，卡在顶梁的牙槽内，柱脚支在实底上，斜戗角度70°～80°。

4.密集柱：工作面末排每棚空档支设1棵密集柱，密集柱直接打在顶板上，并和基本柱成一条直线。

5.煤墙柱：煤墙柱每隔一棚上一棵支设成戴帽点柱的形式，要紧贴煤墙，并在滑茬和罩头处打上横撑或反挂梁。 五、周压期间顶板管理

1.周压期间工作面支护实行“三二”排控顶方式，柱距0.5m，排距1.2m，煤墙柱每1米一棵。顶板破碎，地质构造等特殊地段根据现场实际情况，可适当增加支护密度，增设戗柱、反戗

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柱。局部悬顶，老塘冒落不充实的地段要采取戗柱、丛柱、木垛等特殊支护。

2.周压期间煤墙柱、密集柱、反戗柱的支设要求同初次来压前的顶板管理中的要求相同。

第三节 支护质量要求

一、支柱使用及质量要求

1.放过炮后必须及时挂梁，且逢梁必挂，如因放炮质量、地质构造或其它原因而挂不上梁时，必须支设戴帽点柱作为临时支护。背好小板后，砸紧水平销，并将其链条挂在顶梁上。

2.梁与梁要平齐，且垂直于煤墙。端面距不得大于300mm，若大于300mm必须支设戴帽点柱作为临时支护；大于600mm时必须打脱钩梁并倒挂一梁。

3.所有支柱必须按统一编号有序支设，必须坚持拉线支设，柱距、排距和控顶距等要符合作业规程规定。

4.小板必须与顶板紧密接触，不得张口，若顶板不平必须用圆木或背板等背实（圆木长度不得超过1.2米）；顶板破碎时，应用小板全封闭支护；局部冒顶造成梁上空顶时，要用木料在梁上摆成三角形或“井”字形使之接顶背实，并要求架间搭接合理。

5.支柱与底板要全面接触，不准打在浮煤、浮矸上。坚硬底板要挖柱窝，松软底板，支柱必须穿柱鞋，其规格为直径为0.3米。支柱钻底小于0.1米。

6.每梁至少用3～5块小板背顶，如果顶板破碎要增加背板数量，以防漏顶，小板要铰接使用。

7.工作面的梁子必须铰接使用，铰接率不得小于90%，不得有单挑梁、脱钩梁，特殊情况下不能铰接时，要倒挂一梁，且梁下要有支柱支撑。无法倒挂时要一梁两柱，但不得连续出现脱钩梁两架。

8.防飞水平销子必须插入顶梁牙口内， 正常情况下的插入方向是小头朝工作面上方，禁止用木楔或其它物品代替水平销，严禁使用没有保险绳的水平销。

9.升柱时，应用手托住水平销并随升柱而及时插紧，当支柱升紧后， 及时挂水平销的钩头。 10.顶板破碎、片帮严重地点，应掏梁窝挂梁，提前支护顶板。

11.支护时要注意附近工作人员的安全和各种管线，要按规定留出机道和各种通道。 12.工作面必须执行拉线认柱，柱距均匀，迎山有力，每6°～8°迎1°，支柱严禁出现退过山现象。

13.柱窝要见硬底，底板软或有底煤的地段，支柱必须穿尼龙钢柱鞋，严禁把支柱支设在浮煤或浮矸上。

14.柱爪必须卡在梁子的牙内，其后留4～5个梁牙，形成正悬臂的形式支护顶板。 15.工作面严禁使用折损、漏液、失效或没经试压合格，以及掉柱爪的单体支柱。严禁使用

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缺少圆销、耳子及有裂痕的顶梁。

16.工作面回出的柱子必须及时承载，严禁有空载支柱。回出的梁子要大头朝上，成组立放在工作面的材料道内。

17.工作面的每排支柱均要打成直线，柱距偏差不大于±100mm，排距偏差不超过±100mm。局部地质变化地段可增加支护密度。

18.煤墙柱、密集柱必须支设成戴帽点柱的形式，柱帽应用0.3×0.1×0.5米的木板或半圆木，用半圆木时平面朝上，每根柱只准带一个柱帽，严禁带双柱帽。

19.工作面支柱必须与采高相适宜，严禁超高。

20．每班坚持循环注液，确保支柱初撑力不低于90KN（11.4MPa），

21.工作面的注液枪，使用过后，必须将其挂在第二排基本柱的柱把上，不得扔在底板或刮板输送机上。

22.所有支柱必须有保险绳，相互铰接，牢固可靠。

23.工作面内不得使用不同性能的支护，特殊情况下需使用时，必须制定专项措施。 24.煤墙必须打贴帮煤墙柱，紧贴煤壁支设成带帽点柱，并用木梁或大板加打横撑防止片帮。 25.工作面严禁留有伞檐，炮采工作面伞檐长度不超过1m，最突出部分不超过250mm。超过1m时最突出部分不超过200mm 二、回柱放顶程序及规定 （一）回柱方式

1.采用人工的方法进行回柱。 （二）操作方法 1.准 备 工 作

⑴备齐回柱工具（卸载手把、拨柱器、手镐、水平销、保险绳等）。 ⑵认真检查从煤壁到老塘顶板支护状况，改正不正规支柱。 ⑶清理维护好后路，打好拉茬柱，并连续打紧3～5棚水平销。 2.技 术 要 求

⑴只有当工作面达到作业规程规定的最大控顶距且各种支柱支设齐全后，方可进行回柱放顶工作。

⑵回柱前对工作面应进行全面检查，有隐患时，由跟班副队长或班长监督处理完之后，方可开始回柱。有下列情况之一时不得进行回柱放顶工作：

a.浮煤未清理干净，采面刮板输送机未移完，退路不畅通时。 b.第一排支柱没认够数，或有坏柱没更换。

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