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智能综采工作面.docx
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121301 综采工作面回采作业规程
- 1 -
第一章 工作面概况
第一节 工作面位置及井上下关系
121301 工作面位于矿井一水平(-967m)西翼采区,是西翼采区 13-1 煤层第一
个综采工作面。该工作面南起西翼轨道大巷,北临 111304 工作面采空区,东邻工广
保护煤柱,西靠 121302 工作面(设计),上距第四系松散层底界面 208.5m~415.4m,
下距 11-2 煤层 65.0m~74.0m。工作面长度 1215.0m(风巷)~1422.0m(机巷),平
均长度 1318.5m;可采长度 1064.6m(风巷)~1106.4m(机巷),平均可采长度
1085.5m;平均宽度 345m(净煤壁)。121301 工作面可采面积 368371.4m
2
;风巷标
高范围-754.0~-920.0m,机巷标高范围-829.0~-960.0m。
工作面对应地表建筑物主要为村庄、河流及农田,地势呈西高东低,地面标高
+25.0~+27.5m。
第二节 煤层
121301 工作面内 13-1 煤层位于第四含煤段中部,全区稳定可采。121301 工作面
13-1 煤层为黑色,以块状为主,局部为碎块状,玻璃光泽,内生裂隙发育,见有钙
质黄铁矿充填,以亮煤为主,暗煤次之,煤岩类型属半暗~半亮型煤。根据工作面
内及附近 20-3、20-4、20-5 以及 20-8 等四个地质勘探钻孔及风巷、机巷、切眼等巷
道实际揭露的地质资料分析,13-1 煤层普式硬度系数约为 1.6,容重为 1.4t/m
3
。121301
工作面 13-1 煤层全层厚度为 3.00~6.20m,平均厚度(含夹矸)为 5.00m;13-1 煤层
平均含有一层夹矸,夹矸多为炭质泥岩,次为泥岩,结构复杂,厚度为 0~0.60m,
平均厚度为 0.40m;13-1 煤层纯煤厚平均厚度为 4.60m。
根据 121301 工作面风、机两巷以及切眼实际揭露的地质资料,13-1 煤层倾角 4~
15°,平均倾角约为 11°。在断层及构造影响区域,煤层局部倾角变化较大。
第三节 煤层顶底板岩性
一、13-1 煤层顶板岩性
老顶:中砂岩,灰白色,成分以石英、长石为主,含次、暗色矿物,分选差,
中粒结构为主,硅质胶结,裂隙发育,充填方解石脉,见少量植物化石碎片;厚度
1.80~10.30m,平均 8.32m,岩层稳固性中等;普氏硬度系数 6.8~7.8。
直接顶:砂质泥岩,灰色~深灰色,破碎,泥质结构,致密性脆,夹薄层炭质
泥岩,参差状断口,见植物化石碎片;厚度 0.70~5.81m,平均 5.81m;普氏硬度系
数 3.6~4.1。
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121301 综采工作面回采作业规程
- 2 -
二、13-1 煤层底板岩性
13-1 煤层的底板主要由砂质泥岩、煤线、炭质泥岩及泥岩组成,深灰~灰黑色,
块状,泥质结构,平坦状断口,在断面上见大量植物化石碎片;厚度 0~1.20m,平
均厚度 1.20m,普氏硬度系数 4.5~5.6;煤线暗黑色,粉末状,碎块状,富含泥质,
厚度 0~0.30m,平均 0.30m,普氏硬度系数为 1.2;砂质泥岩,灰色~深灰色,破碎,
泥质结构,致密性脆,夹薄层炭质泥岩,参差状断口,见植物化石碎片;厚度 1.70~
3.30m,平均 2.40m;普氏硬度系数 3.6~4.1。
地层综合柱状如图 1 所示。
第四节 地质构造
一、断裂构造
根据 121301 工作面风、机巷及切眼实际揭露地质资料分析,影响工作面回采的
断层共计有 5 条,均为正断层。其中落差≥3m 的断层有 1 条,落差<3m 的断层有 4
条。工作面内的断层情况如表 1。
表 1 121301 工作面断层明细表
序
号
断层
编号
揭露
位置
性
质
倾向
(°)
倾角
(°)
落差
(m)
对回采的影响程度
1
Kf121301-01
机巷
正
120
60
0.5
对工作面回采无影响
(该巷道东帮揭露、西
帮未揭露)
2
Kf121301-02
高抽
巷
正
145
71
3.0
预计面内延伸长度
254.2m
3
Kf121301-03
机巷
正
202
45
0.6
预计面内延伸长度
48.3m
4
Kf121301-04
高抽
巷
正
140
60
1.0
预计面内延伸长度
139.7m
5
Kf121301-05
机巷
正
180
55
1.0
预计面内延伸长度
55m
二、褶曲构造
根据 121301 工作面风、机巷及切眼实际揭露的地质资料,综合物探资料分析,
工作面内煤(岩)层总体为单斜构造。
第五节 水文地质
一、对回采可能有影响的含水层(体)
121301 工作面为巨厚松散层下开采工作面,含水层自上而下分为:
1、新生界松散含水层
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121301 综采工作面回采作业规程
- 3 -
岩 性 描 述
岩 性
描 述
累 厚
图 1 1 2 1 3 0 1 工 作 面 地 层 综 合 柱 状 图
岩 性 柱 状
1 : 2 0 0
最 小
层 厚
最 大
平 均
砂 质 泥 岩4 6 . 5 0 深 灰 色 , 致 密 , 块 状 , 砂 泥 质 结 构 , 参 差 状 断 口 , 在 断 面 上 见 少 量 植 物 化 石 碎 片 。
炭 质 泥 岩
4 6 . 9 0
黑 色 、 暗 黑 色 , 粉 末 状 , 碎 块 状 , 含 泥 质 。
砂 质 泥 岩4 8 . 6 2 灰 色 、 深 灰 色 , 砂 泥 质 结 构 , 参 差 状 断 口 , 偶 见 少 量 植 物 化 石 碎 片 , 致 密 , 块 状 。
煤
4 9 . 0 7
灰 黑 色 , 粉 末 状 , 碎 块 状 , 污 手 。
砂 质 泥 岩5 5 . 4 8 深 灰 色 , 致 密 , 块 状 , 砂 泥 质 结 构 , 参 差 状 断 口 , 在 断 面 上 见 少 量 植 物 化 石 碎 片 。
中 砂 岩
6 3 . 8 0
灰 白 色 , 致 密 , 块 状 , 中 粒 结 构 , 主 要 矿 物 成 份 为 石 英 , 长 石 , 少 量 暗 色 矿 物 及 云
母 片 , 硅 质 胶 结 , 分 选 性 差 , 磨 园 度 为 次 棱 角 状 。
砂 质 泥 岩6 5 . 3 6 灰 色 、 深 灰 色 , 砂 泥 质 结 构 , 偶 见 少 量 植 物 化 石 碎 片 , 致 密 , 块 状 , 较 坚 硬 。
炭 质 泥 岩
6 5 . 6 9
黑 色 、 暗 黑 色 , 粉 末 状 , 碎 块 状 , 含 泥 质 。
砂 质 泥 岩
7 1 . 5 0
灰 色 、 深 灰 色 , 砂 泥 质 结 构 , 偶 见 少 量 植 物 化 石 碎 片 , 致 密 , 块 状 , 较 坚 硬 。
1 3 - 1 煤
7 6 . 5 0
黑 色 、 暗 黑 色 、 煤 层 呈 厚 层 状 , 以 暗 煤 为 主 , 稍 含 亮 煤 , 若 玻 璃 光 泽 , 碎 块
状 , 易 破 碎 , 内 外 生 裂 隙 发 育 , 属 半 暗 半 亮 型 煤 , 条 痕 黑 褐 色 , 夹 矸 为 炭 质 泥
岩 。
砂 质 泥 岩
7 7 . 7 0
灰 色 、 深 灰 色 , 砂 泥 质 结 构 , 见 少 量 植 物 化 石 碎 片 , 致 密 , 块 状 , 较 坚 硬 。
煤
7 8 . 0 0 灰 黑 色 , 粉 末 状 , 碎 块 状 , 污 手 。
砂 质 泥 岩
8 0 . 4 0
深 灰 色 , 致 密 , 块 状 , 砂 泥 质 结 构 , 参 差 状 断 口 , 在 断 面 上 见 少 量 植 物 化 石 碎 片 。
炭 质 泥 岩8 0 . 7 0 黑 色 、 暗 黑 色 , 粉 末 状 , 碎 块 状 , 含 少 许 泥 质 。
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121301 综采工作面回采作业规程
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121301 工作面上覆新生界厚 564.6~640.06m,平均厚 618.6m,主要由松散砂层
组成;分为四个含水层,即一含、二含、三含、四含;三个隔水层,为一隔、二隔、
三隔。三隔有效隔水层厚度介于 175.2~185.0m,平均 179.9m,分布相对较稳定,隔
水性能良好,可以有效地阻止上覆地表水及一含、二含、三含水向下渗漏,是井田
内重要的隔水层之一;四含厚度介于 22.1~56.3m,平均 42.8m。据附近 18-2 钻孔抽
水资料显示四含富水性极弱。
2、基岩风氧化带
根据面内 20-3、20-4、20-5、20-8、21-3 以及江 12 地质勘探钻孔资料分析,121301
工作面对应上部基岩风化带厚度为 13.75~25.1m。矿井勘探时抽水试验钻孔 20-2、
20-6 孔 , 水 位 标 高 15.04 ~ 17.79m , q=0.000466 ~ 0.00108 l/s · m,k=0.001361 ~
0.00849m/d,富水性弱。
3、13-1 煤层顶板砂岩裂隙含水层
根据 20-3、20-4、20-5、20-8、21-3 以及江 12 地质勘探钻孔资料分析,顶板砂
岩层平均厚度为 16.2m,底板砂岩层平均厚度为 16.3m。现有的资料表明:该砂岩含
水量小,以静储量为主。
二、工作面开采充水因素分析
121301 工作面开采充水主要是:13-1 煤层砂岩裂隙水、断裂构造水和 111304 采
空区水。
1、13-1 煤层砂岩裂隙水:13-1 煤顶板砂岩裂隙水是工作面回采期间主要充水水
源,根据现有资料分析,工作面上覆导水裂隙带范围内顶板砂岩含水层厚 16.2m,岩
性以细砂岩为主,裂隙发育,该含水层富水性相对较强,平面上富水性不均一,总
体属静储量型。
2、断裂构造水:在 121301 工作面风巷、机巷、高抽巷掘进过程中共计揭露 5
条断层,在揭露上述断层时断层带内均无出水迹象,说明断层导水性较差,不会构
成与松散含水层之间的水力联系,涌水通道不畅。工作面回采基本不受断裂构造水
影响。
3、121301 工作面风巷靠近 111304 工作面采空区,根据 111304 实测地质资料,
该段工作面为俯采,在回采期间工作面也无采空区水溢出。同时根据风巷掘进期间
瞬变电磁对 111304 采空区探查成果表明该采空区内无水。但受采动破坏影响,岩层
裂隙中可能残留少量灌浆及生产用水,在 121301 工作面回采初期可能对工作面回采
造成些许影响。
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121301 综采工作面回采作业规程
- 5 -
三、工作面涌水量预计
根据地测科提供资料,预计 121301 工作面回采期间正常涌水量 28.9m
3
/h,最大
涌水量 79.3m
3
/h。
第六节 影响回采的其他因素
一、瓦 斯
根据中煤科工集团重庆研究院对 13-1 煤层突出危险性进行鉴定,结论为:口孜
东矿一水平中央区 F5 断层与 F12-1 断层间、-980m 水平以上至煤层露头区域 13-1 煤
层为非突出煤层,121301 工作面位于该范围内,属于非突出煤层。
根据工作面准备期间在 121301 工作面风巷、机巷对 13-1 煤层瓦斯含量进行直
接法测试,121301 工作面内 13-1 煤层相对瓦斯含量为 4.7 m
3
/t;预测绝对瓦斯涌出
量为 41.3m
3
/min。
二、煤尘爆炸危险性
根据《安徽省阜阳市口孜东井田煤炭勘探报告》资料,工作面内 13-1 煤层具有
爆炸危险性,火焰长度最大可超过 50mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉量为 60%。
三、煤的自燃倾向性
根据中煤科工集团重庆研究院提交的《口孜东矿 13-1 煤层自燃发火标志气体研
究报告》,面内 13-1 煤层属于易自燃煤层,最短自然发火期为 36 天。
四、地压
受埋深、断层、地质构造以及采动影响,121301 工作面的压力较大,在回采期
间工作面易掉顶、片帮以及底鼓,压力显现明显。
五、地温
根据地质勘探报告,121301 工作面所在区域内属于地温正常区,13-1 煤层温度
与埋藏深度呈正比关系,相关性较好,地温梯度为 2.3~3.1℃/百米,平均地温梯度
为 2.7℃/百米,预计工作面在回采期间地温为 38-42℃,平均温度为 37℃,属二级热
害区。
六、降温措施
口孜东矿建立地面集中式制冷系统。在地面工业场地内设集中制冷站,从制冷
机蒸发器出来的低温冷源经风井保温管道送至设在-967m 水平的高低压换热器中,与
低压冷源进行热交换后再返回至地面制冷机蒸发器中,形成一次侧闭路循环。在高
低压换热器中,与一次侧高压低温冷源进行热交换后的二次侧低压冷源,由二次循
环水泵经保温输冷管道送至工作面的末端空冷器,与风流进行间接交换后,返回至
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