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ICS 73.020 CCS D 15
T/CNCA 087—2024
露天煤矿端帮采煤机开采技术要求
Technical requirements for highwall continuous miner mining
in open‑pit coal mine
2024‑12 ‑31 发布 2025‑04‑30 实施
中国煤炭工业协会 发 布
中 国 标 准 出 版 社 出 版
T/CNCA 087—2024
目 次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 一般要求 1
5 端帮开采技术要求 2
5.1 地测与防排水 2
5.2 开采工艺与方法 2
5.3 设备选型 3
5.4 通风与除尘 3
5.5 供配电 3
5.6 设备控制 4
6 边坡稳定监测与评价 4
7 安全 4
7.1 一般要求 4
7.2 灾害防治要求 4
8 施工劳动组织及管理 5
Ⅰ
T/CNCA 087—2024
前 言
本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。
本文件由中国煤炭工业协会提出 。
本文件由中国煤炭工业协会科技发展部归口 。
本文件起草单位：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司、山西天地煤机装备有限公司、中国矿业大学 、中煤科工能源科技发展有限公司 、中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司 、中煤科工集团沈阳研究院有限公司 、中煤能源集团有限公司 、中煤平朔集团有限公司 、国家电投集团内蒙古能源有限公司 、太原煤科检测技术有限公司 。
本文件主要起草人 ：马进功 、金江 、梁大海 、丁永成 、宋明江 、张小峰 、张洪 、武懋 、贺昌斌 、蔡光琪 、韩进 、刘永杰 、张强 、侯成恒 、王勇 、陈宁 、杨旭 、任晓力 、张学瑞 、赵媛媛 、刘宁宁 、宋岩 、赵鹏程 。
Ⅲ
T/CNCA 087—2024
露天煤矿端帮采煤机开采技术要求
1 范围
本文件规定了露天煤矿端帮采煤机开采技术的一般要求 、端帮开采技术要求 、边坡稳定监测与评价 、安全 、施工劳动组织及管理等要求 。
本文件适用于露天煤矿端帮采煤机开采 。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 ，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。
GB 51114 露天煤矿施工组织设计规范
GB 51214 煤炭工业露天矿边坡工程监测规范
MT/T 1183 露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件 。
3.1
端帮开采 highwall mining
在开采境界范围内，回收到界边坡压覆煤炭资源的开采活动 。
3.2
采硐 mining entry
露天矿端帮开采过程中，采出煤炭后所形成的空硐 。
3.3
端帮充填开采 backfull mining of highwall coal
对采硐进行充填以维持采空区围岩及上覆岩层稳定的端帮开采方法 。
4 一般要求
4.1 端帮开采应从安全 、技术 、政策 、经济等方面 ，根据煤层地质赋存 、装备能力 、安全因素 、作业时间和空间 、露天开采进度等条件充分评估 、论证可行性，并进行端帮采煤机开采专项设计 。
4.2 开采前应完成可行性研究报告 、专项设计 、边坡稳定性专项论证报告 、围岩稳定性验算报告等支持性文件 。
4.3 开采前应制定端帮开采工作面作业规程，经煤矿企业技术负责人批准后方可施工 。
4.4 端帮开采应明确开采范围，并在规定矿界范围内开采，不应越界开采 。
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5 端帮开采技术要求
5.1 地测与防排水
5.1.1 端帮开采前应提前探明开采范围内的煤岩层赋存情况 、构造 、采空区 、地下水等地质情况 。
5.1.2 有地下水威胁时，应采取疏干排水技术措施 。
5.1.3 有地表水威胁时，应重点防范采硐入口处涌入水和采动范围内有历史采动形成的老空水 。
5.2 开采工艺与方法
5.2.1 应结合地质和气候条件 、露天开采进度等煤矿实际条件选择端帮开采工艺，应符合如下要求：
——端帮开采工艺满足生产能力要求;
——端帮开采进度应与露天开采进度计划相协调 。
5.2.2 端帮开采过程中采硐内应实现无人化开采，采后采硐应立即封闭或充填，任何人员不应进入 。
5.2.3 端帮开采时 ，应由端帮采煤机先进行截割 、装载和转运 ，由后配套运输设备运出采硐 ，开采过程应实现全自动化远程控制 。
5.2.4 应结合煤岩层岩石力学性质 、装备能力 、煤层产状与构造进行工艺参数设计，宜符合如下要求：
——采硐宽度根据顶板岩层拉弯破坏力学条件计算或数值模拟 、并结合采煤设备参数综合确定;
——采硐一次采全高高度宜根据煤柱承载能力 、采硐围岩稳定性 、煤层厚度和装备能力综合确定;
——采硐深度宜考虑煤柱与岩层稳定性 、地质构造 、装备能力等因素综合确定;
——支撑煤柱和永久煤柱宽度应根据煤柱强度 、载荷 、极限平衡理论计算或结合数值模拟确定;
——采硐外平盘作业空间宜根据各个装备尺寸 、工序操作空间及安全距离等因素综合确定;
——回收工作面与露天采剥工作面的追踪安全距离应在作业规程中明确规定;
——特厚煤层开采时宜采用分层开采，且工艺应充分论证，经煤矿企业技术负责人批推方可实施 。
5.2.5 采用留煤柱法支撑顶板时，宜符合如下要求：
——采硐宽度 、支撑煤柱和永久煤柱宽度确定后，应进行煤柱 、顶板和边坡稳定性验算;
——采硐开采结束，安全退出成套装备后，应立即采取措施进行硐口封闭;
——端帮开采时，采硐硐口及硐口上方平台应提前进行有效防护;
——端帮开采系统应设置强制回撤设施，保证在系统无动力的情况下将装备拖出 。
5.2.6 采用充填法支撑顶板时，充填工艺选择应因地制宜，宜符合如下要求：
——采硐开采结束后应及时进行充填;
——端帮开采与充填为独立的 2 套系统布置;
——采用间隔充填时，采硐间煤柱宽度宜大于采硐宽度;
——充填工序与采硐开采工序 、露天开采工艺 、内排工艺相匹配;
——充填材料选择时就地取材，宜使用矿区矸石 、建筑垃圾 、粉煤灰甚至尾砂等固废;
——应根据开采工艺 、开采设备 、生产能力选择充填工艺 、充填设备;
——充填体的配比 、流变特性 、力学性质应满足端帮开采和端帮稳定性要求;
——端帮开采 、充填工序与边坡稳定监测同步进行 。
5.2.7 端帮开采施工时，煤层回收顺序 、端帮煤回收顺序 、硐室推进顺序等开采工序应在作业规程中明确规定，宜符合如下要求：
——端帮采煤设备宜垂直于端帮布置在煤层底板，与同水平内排台阶及工作帮保持一定安全距离;
——端帮采煤设备司机宜在远程操作室内操作设备，沿垂直端帮方向切割端帮煤台阶;
——端帮开采时采用惯导系统为采煤进行导航定向;
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——当采用多节皮带单元运煤时，每向前推进一节后，将其他速连单元运至装载平台连接;
——达到最大采深后由行走平台将端帮开采系统拖出硐室，并按顺序分离 、撤出采硐;
——采硐内全部设备撤出后，外部作业平台将开采系统移至下一个采硐位置进行开采作业;
——对已端帮开采结束的外部平盘区域，应在显著位置设置警示牌，并标明已采区域;
——开采时存在未探明隐伏构造或采空区时，应停止生产并进行专门探查，确保安全后方可生产;
——端帮开采多煤层时，最下部煤层采(充)后立即进行内排 。
5.3 设备选型
5.3.1 端帮开采成套装备应具有适应性 、先进性 、经济性和安全性，选型配套时应充分考虑如下因素：
——煤岩体强度;
——煤层厚度;
——地质构造;
——煤层倾角;
——开采煤层数量 。
5.3.2 端帮开采系统应由导航定位系统 、端帮采煤机 、运煤及转载设备 、外部作业平台 、通风和除尘系统 、远程控制系统 、边坡稳定性监测系统组成，宜满足如下要求：
——导航定位系统，宜能够根据掘进装备规划截割的航向 、路径及巷道边界等信息，确定掘进装备位置及姿态，并指导截割作业;
——端帮采煤机选型时，宜根据煤层厚度 、采高 、开采能力 、顶底板情况 、煤层倾角等综合确定;
——运煤及转载设备选型时，宜根据运输工艺 、运输能力 、转载能力 、前后衔接要求等综合确定;
——外部作业平台选型时，宜根据整体移动性 、推进和回撤力 、快速装配 、设备载体等综合确定;
——通风和除尘系统选型时，应根据瓦斯及 CO2 等有害气体 、粉尘 、风量及风速要求等综合确定;
——远程控制系统选型时，应具有自主导航 、截割 、装载 、运输 、设备状态 、环境信息 、视频监测等控制功能;
——边坡稳定性监测系统应能自救，在设备被压、采煤机无动力时，依靠系统自身拉力强行拖拽出硐。
5.4 通风与除尘
5.4.1 端帮开采采硐应进行机械式通风，风量及甲烷 、二氧化碳允许浓度，应在作业规程中明确规定 。
5.4.2 端帮采煤设备应配备内 、外喷雾以及风量和煤尘监测传感器 、瓦斯断电仪 。
5.4.3 端帮开采时，应配备可靠的除尘系统，采硐硐口应设置喷雾降尘装置 。
5.4.4 端帮工作面设备应配备自动喷雾 、洒水装置，作业时应自动开启防尘装置 。
5.4.5 端帮开采平盘区域应设置相应的供洒水 、除尘设施，降尘技术措施应到位 。
5.5 供配电
5.5.1 供配电系统应根据露天开采具体情况综合确定 ，简单可靠 ，对主接线系统 、变压器容量 、供配电电压等级的确定和无功补偿，应统筹兼顾 。
5.5.2 确定供电电源时，应以煤矿供配电和地区电力系统为依据，选取稳定 、可靠电源点和供电电压 。
5.5.3 采硐内高低压电气设备应选用矿用隔爆型设备，照明灯应选用矿用隔爆设备，通信 、自动化装置应选用矿用隔爆兼本安型设备 。
5.5.4 变压器应设置电流速断 、过电流保护 、过负荷保护 、瓦斯和温度保护 。
5.5.5 馈电回路应采用电流速断 、过电压保护 、漏电保护及过流保护;电容器应采用过流 、零压 、过压及失压保护 。
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5.6 设备控制
5.6.1 端帮开采设备控制方式应为采硐外设置控制室进行远程控制 。
5.6.2 控制室应显示设备运行 、故障等工况，采用可编程控制器完成信号采集 、设备连锁及设备启停 。
5.6.3 端帮开采应设置安全监控系统，系统参数应根据开采环境和潜在危险因素种类 、程度确定 。
5.6.4 端帮开采安全监控系统应与上级安全监控中心联网上传信息 。
5.6.5 采硐口 、配电室及控制室出入口应设置隔爆型摄像机，对重要位置实时监控 。
5.6.6 采硐内机身设备应设置隔爆本安型摄像机，对作业过程全过程可视化实时监控 。
5.6.7 端帮开采视频系统可实现就地显示，并接入露天矿工业视频监控系统 。
5.6.8 端帮采煤设备宜设置甲烷传感器 、粉尘传感器 、围岩监测传感器，监测信号能传回控制室 。
6 边坡稳定监测与评价
6.1 边坡稳定监测应包括边坡稳定性验算 、边坡监测预警和采后地表沉降监测，应在符合端帮采煤采动影响下边坡稳定性验算相关要求的前提下，才能进行端帮开采 。
6.2 边坡监测预警，宜满足如下要求：
——边坡监测预警系统建立，符合 GB 51214 和 MT/T 1183 的要求，应具备数据联网接入功能;
——采用多种监测手段：全球卫星导航系统(GNSS)、边坡雷达 、三维激光扫描仪 、裂缝计等 。
6.3 采后地表沉降监测，宜满足如下要求：
——采 后 地 表 沉 降 监 测 系 统 采 用 以 下 一 种 或 多 种 监 测 手 段 ：GNSS 、全 站 仪 、沉 降 仪 等 ，应 符 合GB 51214 和 MT/T 1183 的要求;
——对监测数据及时整理分析，内容包括边坡位移 、速度 、加速度，裂缝宽度 、变形速度，沉降量等(边坡监测及预警 、采后地表沉降监测等)。
6.4 应根据边坡和地表沉陷监测情况，编制边坡稳定专项评价报告 。
7 安全
7.1 一般要求
7.1.1 端帮开采前应编制边坡安全风险应急预案，应做到能够快速响应风险预警信息 。
7.1.2 针对特殊天气应制定安全应急预案，应严格按照预案要求进行应急处置 。
7.1.3 针对边坡条件应制定设备安全脱困应急预案，并严格按照预案进行应急处置 。
7.1.4 端帮开采区应与煤矿露天开采区域明确分隔，并设置安全 、警示标志 。
7.1.5 采硐口附近宜对由地面进入采硐内的金属体设置不少于两处良好的集中接地 。
7.2 灾害防治要求
7.2.1 端帮开采边坡安全，宜符合如下要求：
——出现边坡异常变形等可能危及人身安全的红色预警时，应立即采取撤人 、断电等必要措施;
——端帮开采时，采硐口处除应进行防护外，必要时应对硐口岩层进行有效支护或加固;
——暴雨 、暴雪等异常天气时，应停止作业 、人员撤离 。
7.2.2 端帮开采通风安全，宜符合如下要求：
——端帮开采时，通风机应设置在采硐外，1 台通风机不应同时向 2 个作业采硐供风;
——端帮采煤机宜具有基于甲烷 、粉尘等传感器的断电闭锁功能;
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——风筒出风口到工作面的距离应在作业规程中明确规定 。
7.2.3 端帮开采防灭火时，宜符合如下要求：
——为防止煤层自然发火，应制定防灭火措施并执行;
——端帮开采设备上应设置防灭火器材;
——作业区域内应设置齐全有效的防灭火器材 、绝缘用具，采硐口 20 m 范围内严禁明火 。
7.2.4 端帮开采防排水时，宜符合如下要求：
——为防止采硐涌水，应制定探放水措施并执行;
——当发生采硐涌水时，应立即对人员 、设备进行回撤;
——雨季时，采硐口设置防洪措施，上部台阶设置挡水堤坝 。
7.2.5 端帮开采应制定操作安全技术措施，并符合如下要求：
——端帮开采作业人员应控制室内操作，不应正对采硐口作业;
——端帮开采设备应按要求进行维护检修，应做好设备检修记录和交接班记录;
——外部作业平台转场时，平台左右两边应至少有一名操作人员，注意观察平台周围的物体，防止平台与周围人员 、设备发生碰撞 。
8 施工劳动组织及管理
8.1 端帮开采施工组织设计由施工单位负责编制，并按照要求进行审批 。
8.2 施工准备应达到水 、电 、路 、通信四通和场地平整的要求 。
8.3 生产岗位宜按采煤设备司机 、叉车司机 、辅助工 、供电及控制工 、检修工 、管理人员配置 。
8.4 端帮开采应建立技术档案，并做好各种工程施工和监测记录 。
8.5 劳动组织及管理的其他要求，应符合 GB 51114 的规定 。
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