《某礦采區(qū)設(shè)計(jì)》word版

1、.第五章 采區(qū)布置及裝備第一節(jié) 采煤方法一、采煤方法的選擇1、煤層賦存條件區(qū)內(nèi)主要可采煤層為批準(zhǔn)開(kāi)采的山西組3號(hào)和太原組8-2、15-1、15-3號(hào)煤層，現(xiàn)將各煤層分述如下：位于山西組下部的3號(hào)煤層，上距K8砂巖28.3739.60m，平均33.47m。下距K7砂巖3.8320.03m，平均13.05m，下距8-2號(hào)煤層31.2375.56m，平均54.39m。煤層厚5.807.27m，平均厚6.64m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含一層夾矸，層位、厚度均穩(wěn)定，全井田可采（部分已采空）。3號(hào)煤層頂板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖；底板多為泥巖，局部為細(xì)粒砂巖。位于太原組三段下部的8-2號(hào)煤層，上距K5灰?guī)r下10.4

2、517.78m，平均14.44m，下距K4灰?guī)r10.1319.91m，平均14.53m，上距3號(hào)煤層31.2375.56m，平均54.39m，下距15-1號(hào)煤層46.5964.19m，平均61.76m。煤層厚0.502.42m，平均1.66m，局部含一層夾矸，層位較穩(wěn)定。對(duì)比可靠，全井田可采。8-2號(hào)煤層頂板主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖；底板為泥巖，局部為細(xì)粒砂巖。位于太原組一段上部的15-1號(hào)煤層，上距K2 石灰?guī)r2.676.96m，平均5.36m，上距8-2號(hào)煤層46.5964.19m，平均61.76m；下距15-3號(hào)煤層2.455.37m，平均4.13m。煤層厚0.741.37m，平均厚1.05

3、m，無(wú)夾矸，層位、厚度穩(wěn)定，全井田可采。15-1號(hào)煤層頂板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、局部為炭質(zhì)泥巖；15-1號(hào)煤層底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖。位于太原組一段下部的15-3號(hào)煤層，上距15-1號(hào)煤層2.455.37m，平均4.13m，下距K1砂巖1.734.59m，平均3.19m,煤層厚0.561.91m，平均1.46m。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，局部夾23層夾矸，層位穩(wěn)定、厚度較穩(wěn)定，全井田可采。15-3號(hào)煤頂板多為泥巖，底板多為泥巖、鋁質(zhì)泥巖和細(xì)粒砂巖。各煤層賦存情況見(jiàn)表2-1-1。2、其他開(kāi)采技術(shù)條件根據(jù)整合地質(zhì)報(bào)告所述，本礦井為低瓦斯礦井，煤層易自燃，煤塵有爆炸危險(xiǎn)，3號(hào)煤層礦井水文地質(zhì)類型為中等，8-2號(hào)煤層

4、礦井水文地質(zhì)類型為中等，15號(hào)煤層礦井水文地質(zhì)類型定為中等，無(wú)地溫異常區(qū)。3、采煤方法根據(jù)礦井煤層的賦存特點(diǎn)，煤層厚度、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍘r性，以及其他開(kāi)采條件，綜合考慮井田地質(zhì)條件，結(jié)合開(kāi)拓布置，設(shè)計(jì)確定采用走向長(zhǎng)壁和傾斜長(zhǎng)壁相結(jié)合的采煤方法，全部垮落式管理頂板。二、采煤工藝的確定1、3號(hào)煤采煤工藝3號(hào)煤的煤層厚度在5.87.27m,平均6.64m,可供選擇的采煤工藝有：分層綜采、放頂煤綜采、大采高一次采全厚綜采。參考本礦周邊的漳村及王莊煤礦采煤工藝，由于本井田內(nèi)首采的3號(hào)煤層煤層厚度大、回采條件簡(jiǎn)單，3號(hào)煤具有良好的冒放性，加之三元煤業(yè)及其控股的中能煤業(yè)均采用綜采放頂煤工藝，所以無(wú)論是在設(shè)備

5、和管理上都便于集中統(tǒng)一管理，故本設(shè)計(jì)推薦3號(hào)煤采用放頂煤綜采工藝。2、8-2、15-1、15-3號(hào)煤采煤工藝根據(jù)這三層煤的賦存條件，可供選擇的采煤工藝有高檔普采和綜合機(jī)械化開(kāi)采。結(jié)合國(guó)內(nèi)外目前綜采機(jī)械裝備水平，以及類似條件礦井的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，由于綜采工作面具有安全性好，工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高，工作面采出率高等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用綜采工藝開(kāi)采。三、工作面主要設(shè)備選型由于井田內(nèi)4層可采煤層厚度變化較大，本設(shè)計(jì)分別對(duì)兩種采煤工藝進(jìn)行設(shè)備配備，礦井初期只裝備3號(hào)煤的放頂煤綜采工作面設(shè)備。（一）3號(hào)煤回采工作面設(shè)備選型本礦井為整合礦井，工作面主要采煤設(shè)備按安全高效工作面進(jìn)行配備。按目前國(guó)內(nèi)采煤設(shè)備裝備水平及制造工藝，為

6、節(jié)約投資，設(shè)備立足國(guó)產(chǎn)。根據(jù)國(guó)內(nèi)高產(chǎn)高效礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，綜采工作面應(yīng)具有較長(zhǎng)的工作面長(zhǎng)度，采煤機(jī)具有大截深、大功率（可切割?yuàn)A矸）、較快的切割速度，液壓支架移架速度快且與可彎曲刮板輸送機(jī)相匹配，回采工作面帶式輸送機(jī)具有長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率等特點(diǎn)。1、液壓支架 支架支護(hù)強(qiáng)度根據(jù)礦井的煤層地質(zhì)條件，按倍數(shù)巖重法計(jì)算液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度，公式如下：P1000·N·M··9.8·10-6式中：P支架支護(hù)強(qiáng)度，MPa；M煤層采高，設(shè)計(jì)取M2.6m；頂板巖石容重，2.6t/m3；N巖重倍數(shù)，按中等穩(wěn)定以下頂板考慮，取68。P1000×（68）

7、5;2.6×2.6×9.8/10-6 0.40 Mpa0.53Mpa 支架工作阻力的確定F1000P·A·(L+C)式中：F支架工作阻力，kN；P支架支護(hù)強(qiáng)度，MPa，設(shè)計(jì)取0.53；A支架中心距，A=1.5m；L支架頂梁長(zhǎng)，L=4.5；C梁端距，c=0.20.35m，取c=0.3m；則：F=1000×0.53×1.5×（4.5+0.3）3816kN 支架結(jié)構(gòu)高度放頂煤液壓支架支護(hù)高度應(yīng)與采高相適應(yīng)，本設(shè)計(jì)機(jī)采高度為2.62.8m；其推移行程要與采煤機(jī)截深相匹配；移架速度要適應(yīng)采煤機(jī)的牽引速度。根據(jù)以上計(jì)算，設(shè)計(jì)選用ZF54

8、00-17/32D型支撐掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架，該支架支護(hù)高度1.73.2m，支護(hù)強(qiáng)度0.75MPa。該支架采用正四連桿擺尾梁式低位放頂煤四柱支撐掩護(hù)式。該型支架具有以下特點(diǎn)：a、前后立柱間有寬暢的行人通道。b、有較強(qiáng)的整體穩(wěn)定性和抗沖擊能力。c、采用擺尾梁式。 過(guò)渡液壓支架工作面過(guò)渡液壓支架選用ZFG6500/19/33D型支撐掩護(hù)式地位放頂煤液壓支架，該支架支護(hù)高度1.93.3m，支護(hù)強(qiáng)度0.785MPa。2）采煤機(jī)（1）采煤機(jī)平均割煤速度Vc式中：Hf放頂煤平均厚度，設(shè)計(jì)機(jī)采高度為2.6m，按3號(hào)煤平均厚度6.64m計(jì)算，工作面頂煤平均厚度為4.04m；Cf頂煤回收率，75%；Lf沿工

9、作面方向放頂煤面長(zhǎng)，140m；Q工作面平均日產(chǎn)量，設(shè)計(jì)按1820t/d考慮；HC平均割煤高度，2.6m；B采煤機(jī)截割深度，0.60m；實(shí)體煤容重，為1.37t/m3；CC工作面采煤機(jī)割煤回收率，95%；L工作面長(zhǎng)度，150m；I采煤機(jī)開(kāi)缺口行程，45m；Td采煤機(jī)返向輔助時(shí)間，設(shè)計(jì)取5.0min；k采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率，設(shè)計(jì)取0.6%。代入?yún)?shù)計(jì)算：Vc1.01m/min（2）采煤機(jī)平均落煤量Qc=60×B×Hc×Vc××Cc =60×0.60×2.6×1.02×1.43×0.95 127.12t/h（

10、3）采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力Qmax和最大割煤速度VmaxQmax=kc·Qc式中：Qmax采煤機(jī)最大落煤量，t/h；kc采煤機(jī)割煤不均衡系數(shù)，取1.4。則：Qmax=1.4×127.12=177.97t/h又： Vmax=Kc·Vc式中：Vmax采煤機(jī)最大割煤速度，m/min。則：Vmax=1.4×1.01=1.41m/min（4）采煤機(jī)截割功率N60B·H·Vmax·HW/3.6式中：N采煤機(jī)切割功率，kW；HW采煤機(jī)割煤能耗系數(shù)，取2.53。則：N=60×0.60×2.6×1.41×(

11、2.53)/3.6=91.65kW109.98kW根據(jù)以上計(jì)算，所需采煤機(jī)功率并不大，但考慮煤層的硬度、夾矸情況，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)安全高效回采工作面的設(shè)備配置，以及周邊煤礦生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)選用MG160/390-WD型電牽引采煤機(jī)，其主要技術(shù)特征如下：電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)功率為390kW，其中切割功率為2×160kW；電壓1140V；采高為1.32.9m；截深：0.6m；牽引方式：交流變頻電牽引；牽引速度07.0m/min；滅塵方式：內(nèi)外噴霧3）工作面刮板輸送機(jī)對(duì)于綜放回采工作面，前、后刮板輸送機(jī)應(yīng)考慮工作面的采放比，并與工作面采煤裝備相配套。（1）前刮板輸送機(jī)前刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)不低于采煤機(jī)

12、的最大割煤能力，故前刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力為:QqQmax177.97t/h（2）后刮板輸送機(jī)前、后刮板輸送機(jī)之間的配套主要取決于回采工作面的采放比。3號(hào)煤層平均開(kāi)采厚度為6.64m，采煤機(jī)的切割高度一般為2.6m，放頂煤的高度為4.04m左右，采放高度比為1:1.55。后部刮板輸送機(jī)的能力應(yīng)與放煤能力相適應(yīng)，根據(jù)采放平行作業(yè)的要求，工作面平均放頂煤速度Vf為：式中：Vf工作面平均放頂煤速度，m/min；Lf工作面放頂煤區(qū)段長(zhǎng)度，140m；L工作面的長(zhǎng)度，150m；LS刮板輸送機(jī)彎曲段長(zhǎng)度，35m； Lm采煤機(jī)兩滾筒中心距，取5.8m；td采煤機(jī)的反向輔助時(shí)間，取5.0min；tdt工作面端頭作

13、業(yè)時(shí)間，取10.0min；t1工作面放頂煤輔助工序時(shí)間，取25.0min；VC采煤機(jī)平均割煤速度，1.01m/min。則：工作面平均放頂煤能力Qf為：Qf=60·Hf·B·Cf··(1+Cg) ·Vf式中：Qf 工作面平均放頂煤能力，t/h；Hf 放頂煤高度，4.04m；B 采煤機(jī)滾筒截深，0.60m；Cf 放頂煤的回收率，取75%；煤的容重，1.37t/m3；Cg 放頂煤的含矸率，取15%；Vf 工作面平均放頂煤速度，0.6m/min。則： Qf=60×4.04×0.60×0.75×1.37&

14、#215;(1+0.15)×0.60=103.11t/h后部刮板輸送機(jī)能力Qh為：QhKf·Ky·Qf式中：Qf工作面平均放頂煤能力，t/h；Kf工作面放頂煤不均勻系數(shù)，取1.25；Ky運(yùn)輸方向及傾角修正系數(shù)，取1.2。則：Qh1.25×1.2×103.11154.67(t/h)根據(jù)以上計(jì)算，為使前后刮板輸送機(jī)能互換使用，前、后刮板輸送機(jī)均選用SGD-630/180型，該刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力為450t/h，電機(jī)功率為2×90kW。4）綜放工作面破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)和帶式輸送機(jī)為了保證割煤和放頂煤工序平行作業(yè)，工作面運(yùn)輸巷設(shè)備能力應(yīng)滿足前、后刮

15、板輸送機(jī)同時(shí)出煤的要求，考慮到割煤和放頂煤作業(yè)的不均衡性，破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)和帶式輸送機(jī)的能力按下式確定： 式中：Qc采煤機(jī)的平均落煤能力，取127.12t/h；Qf放煤能力，取103.11t/h；KC采煤機(jī)割煤速度不均勻系數(shù)，取1.3；Kf工作面放煤流量不均勻系數(shù)，取1.3。則：根據(jù)以上計(jì)算，對(duì)工作面的破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)和工作面運(yùn)輸巷可伸縮帶式輸送機(jī)選型如下：轉(zhuǎn)載機(jī)選用SZB730/40型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，功率40kW，電壓1140V，轉(zhuǎn)載能力400t/h。破碎機(jī)選用PEM1000×650型破碎機(jī)，功率55kW，電壓1140V，破碎能力450t/h。工作面帶式輸送機(jī)選用SSJ800/90型輸送機(jī)

16、，電機(jī)功率為90kW，電壓660V，長(zhǎng)度700m，輸送能力450t/h。綜放工作面主要設(shè)備選型結(jié)果見(jiàn)表5-1-1。表5-1-1 3號(hào)煤綜放工作面主要設(shè)備技術(shù)特征序號(hào)設(shè)備名稱型 號(hào)主要技術(shù)特征1雙滾筒采煤機(jī)MG160/390-WD切割部功率160×2kW，總功率390kW，1140V2液壓支架ZF5400/17/32D支撐高度1.73.3m，工作阻力5400kN3過(guò)渡液壓支架ZFG6500 -19/33D支撐高度1.93.3m，工作阻力6500kN4架前刮板輸送機(jī)SGD-630/180功率2×90kW，1140V，輸送能力450t/h5架后刮板輸送機(jī)SGD-630/180功率

17、2×90kW，1140V，輸送能力450t/h6破碎機(jī)PEM1000×650功率55kW，1140V，破碎能力450t/h7轉(zhuǎn)載機(jī)SZB730/40功率40kW，1140V，轉(zhuǎn)載能力400t/h8乳化液泵站W(wǎng)RB-160/31.5功率110kW，660V，160L/min，兩泵一箱9噴霧泵站XPB200/5.5功率22kW，660V，泵站公稱流量200L/min10可伸縮帶式輸送機(jī)SSJ800/90功率90kW，1140V，輸送能力450t/h，（二）8-2、15-1、15-3號(hào)煤回采工作面設(shè)備選型（約10a后布置）“整合地質(zhì)報(bào)告”提供本礦井8-2、15-1、15-3號(hào)煤層

18、厚0.502.42m。平均1.66m，但通過(guò)對(duì)井田內(nèi)8個(gè)鉆孔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，8-2、15-1、15-3號(hào)的煤厚在0.52.01m平均1.26m，各煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為兼顧各煤層回采，設(shè)計(jì)為8-2、15-1、15-3號(hào)統(tǒng)一配備一套薄煤層綜采工作面設(shè)備，根據(jù)周邊同類礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，綜采工作面應(yīng)具有較長(zhǎng)的工作面長(zhǎng)度，采煤機(jī)具有大截深、大功率（可切割?yuàn)A矸）、較快的切割速度，液壓支架移架速度快且與可彎曲刮板輸送機(jī)相匹配，回采工作面帶式輸送機(jī)具有長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率等特點(diǎn)。1、液壓支架根據(jù)礦井的煤層地質(zhì)條件，按倍數(shù)巖重法計(jì)算液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度，公式如下：P1000×N×M×

19、5;9.8×1061000×7×1.66×2.6×9.8×1060.25MPa式中： P支架支護(hù)強(qiáng)度，MPa；N與煤層頂?shù)装宸诸愊嚓P(guān)系數(shù)，取7；M煤層采高，1.26m； 頂板巖石容重，2.6t/m3。根據(jù)以上計(jì)算，設(shè)計(jì)選用ZY4800/85/19型液壓支架，該支架支護(hù)高度0.851.9m，支護(hù)強(qiáng)度0.46MPa.2、采煤機(jī)綜采機(jī)組每班開(kāi)機(jī)率為60%，長(zhǎng)壁綜采工作面年產(chǎn)量按0.6Mt考慮，日產(chǎn)量應(yīng)在1820t左右，相應(yīng)的采煤機(jī)的平均截割牽引速度為：式中：L工作面長(zhǎng)度，取150mH采高，平均取1.26mB截深，取0.60mg煤層容重，取1

20、.42t/m3T每班工作時(shí)間，取6hI采煤機(jī)開(kāi)缺口行程，取45mK采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率，取60%C工作面回采率，取97。代入則得：V=3.6m/min在采煤過(guò)程中，采煤機(jī)實(shí)際落煤量和割煤速度是一個(gè)隨機(jī)值，因此,采煤機(jī)的最大割煤速度應(yīng)較平均割煤速度有一定的富裕量。采煤機(jī)的最大割煤速度：Vmax1.2×VC 1.2×3.6 4.32(m/min)采煤機(jī)的最大割煤能力:Qmax60×B×H××Vmax 60×0.60×1.26×1.51×4.32 295.94(t/h)采煤機(jī)功率按下列計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：N(6

21、0×B×H×Vmax×Hw)/3.6式中： N采煤機(jī)所需功率，kW；B采煤機(jī)截深，取0.6m；H采煤機(jī)切割高度（采高），1.26m；V采煤機(jī)的最大切割速度，取4.32m/min；Hw能耗系數(shù)，取值范圍為2.53.0。N(60×B×H×Vmax×Hw)/3.6(60×0.6×1.26×4.68×（2.53）)/3.6=136.08163.30(kW)。根據(jù)以上計(jì)算，所需采煤機(jī)功率并不大，但考慮到煤層夾矸影響，根據(jù)以上計(jì)算，設(shè)計(jì)選用MG2×100/460-WD型采煤機(jī)，

22、其主要技術(shù)特征如下：電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)功率為400kW，電壓1140V；采高為1.22.0m；截深0.6m；牽引方式：交流變頻電牽引；牽引速度07.2m/min。3、刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī)輸送能力要與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相匹配；外形尺寸要與采煤機(jī)相匹配。工作面可彎曲刮板輸送機(jī)選用SGZ630/180型，功率2×90kW，電壓1140V，輸送能力450t/h。4、破碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)順槽破碎機(jī)選用LPS-500型破碎機(jī)，功率75kW，電壓1140V，破碎能力500t/h。順槽轉(zhuǎn)載機(jī)選用SZD-730/40型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，功率40kW，電壓1140V，轉(zhuǎn)載能力400t/h。5、帶式輸送機(jī)順槽帶式輸送機(jī)選用SS

23、J1000/125型可伸縮帶式輸送機(jī)，功率125kW，電壓1140V，輸送能力500t/h。乳化液泵站和噴霧泵站選型為：乳化液泵站選用DRB200/31.5型，由兩泵一箱組成。噴霧泵站選用WPZ-320/6.3型，由兩泵一箱組成。薄煤層綜采工作面主要設(shè)備配備見(jiàn)表5-1-2。四、工作面回采方向工作面回采方式有前進(jìn)式和后退式兩種，前進(jìn)式回采具有初期工程量省、投產(chǎn)快等優(yōu)點(diǎn)，但在采空區(qū)維護(hù)工作面巷道比較困難，技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用高，且工作面漏風(fēng)量大；后退式回采雖然初期需要掘出長(zhǎng)距離的工作面巷道，但生產(chǎn)過(guò)程中其維護(hù)量小，隨采隨廢，漏風(fēng)量小，安全可靠。故設(shè)計(jì)采用后退式回采方式。表5-1-2 薄煤層綜采工作面

24、主要設(shè)備配備表設(shè) 備 名 稱設(shè)備型號(hào)主要技術(shù)特征采煤機(jī)MG2×100/460-WD總功率400kW，1140V液壓支架ZY4800/85/19支撐高度0.851.9m，工作阻力2800kN端頭液壓支架ZZ4800/85/19支撐高度0.851.9m，工作阻力2800kN可彎曲刮板輸送機(jī)SGZ630/180 功率2×90kW，1140V，輸送能力450t/h轉(zhuǎn)載機(jī)SZD-730/40 功率40kW，1140V，輸送能力400t/h破碎機(jī)LPS-500 功率55kW，1140V，破碎能力450t/h可伸縮帶式輸送機(jī)SSJ800/90 功率40kW，1140V，轉(zhuǎn)載能力450t/

25、h乳化液泵站DRB200/31.5噴霧泵站W(wǎng)PZ-320/6.3 五、采煤工作面參數(shù)的確定（一）放頂煤工作面參數(shù)的確定1、工作面長(zhǎng)度的確定回采工作面長(zhǎng)度的確定主要考慮以下因素：工作面長(zhǎng)度應(yīng)與工作面輸送機(jī)相適應(yīng)，并有利于發(fā)揮采煤機(jī)的效能和提高工作面的單產(chǎn)與效率，還應(yīng)與煤層賦存條件、地質(zhì)條件相適應(yīng)。由于高產(chǎn)高效回采工作面推進(jìn)速度加快，為了減少采煤機(jī)斜切進(jìn)刀時(shí)間和工作面端口作業(yè)影響時(shí)間，提高有效開(kāi)機(jī)率，必須進(jìn)一步加大工作面長(zhǎng)度。工作面長(zhǎng)度加大后，工作面可采儲(chǔ)量增加，延長(zhǎng)工作面連續(xù)推進(jìn)時(shí)間，可以保證工作面穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)；加大回采工作面的長(zhǎng)度，可以減少工作面的準(zhǔn)備工作量和減少輔助作業(yè)時(shí)間，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和

26、提高采出率，并使礦井減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高工作面單產(chǎn)，并減少搬家倒面次數(shù)，可降低生產(chǎn)成本。對(duì)綜放工作面，隨著工作面長(zhǎng)度的加長(zhǎng)，周期來(lái)壓步距縮短，整個(gè)工作面呈現(xiàn)來(lái)壓不同步特性，易在工作面中部形成周期來(lái)壓壓力重疊區(qū)，使頂煤破碎帶加寬，有利于放頂煤。加大工作面長(zhǎng)度，一方面可以提高產(chǎn)量，提高效率，降低成本；但另一方面，工作面過(guò)長(zhǎng)不易管理，容易導(dǎo)致事故增多，反而不利于高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。鑒于本礦井初期開(kāi)采的3號(hào)煤層厚度大，傾角平緩，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，開(kāi)采技術(shù)條件優(yōu)越，設(shè)計(jì)確定回采工作面長(zhǎng)度為150m。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以根據(jù)生產(chǎn)管理水平、地質(zhì)條件以及采區(qū)具體情況對(duì)工作面長(zhǎng)度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。針對(duì)8

27、-2、15-1、15-3號(hào)煤為薄中厚煤層的特點(diǎn)及周邊類似礦井的工作面長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)確定回采8-2、15-1、15-3號(hào)煤的工作面長(zhǎng)度為150m。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以根據(jù)生產(chǎn)管理水平、地質(zhì)條件以及采區(qū)具體情況對(duì)工作面長(zhǎng)度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。2、工作面機(jī)采高度及采放比工作面機(jī)采高度的確定綜合考慮了工作面通風(fēng)行人、頂煤和煤壁的穩(wěn)定性、工作面回收率等因素。增大工作面機(jī)采高度，縮小采放比雖然提高了工作面回收率，但由于煤壁高，且本礦井煤質(zhì)軟，必將增大片幫的機(jī)率，對(duì)工作面穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)帶來(lái)不利影響。采放比的大小，與開(kāi)采煤層的厚度，煤層結(jié)構(gòu)，頂煤的冒放性等因素有關(guān)。根據(jù)我國(guó)十多年來(lái)對(duì)緩傾斜煤層放頂煤開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)，采放比大小與

28、煤層硬度有著直接關(guān)系，在煤質(zhì)中硬以下時(shí)節(jié)理發(fā)育時(shí)，其采放比一般以1：12.4為宜。根據(jù)本礦井3號(hào)煤賦存條件及液壓支架支護(hù)范圍，考慮到工作面瓦斯涌出量較大，為加大工作面過(guò)風(fēng)斷面，結(jié)合本區(qū)其它同類礦井放頂煤開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)煤層瓦斯含量，確定工作面機(jī)采高度為2.6m。據(jù)此，3號(hào)煤平均厚度為6.64m，根據(jù)機(jī)采高度的確定，工作面放煤高度為4.04m，其采放比為1：1.55。3、工作面放煤步距由于采放比為1：1.55，為減少丟煤，提高煤炭回收率，本礦井宜采用割一刀放一次煤的形式，其放煤步距為0.60m。4、綜放工作面年推進(jìn)度1）工作面循環(huán)進(jìn)度綜放工作面采煤機(jī)有效截深為0.60m，則其循環(huán)進(jìn)度為0.60m。

29、2）工作面日循環(huán)數(shù)礦井工作制度為“四·六”制，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作時(shí)間6h。 采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率k1=60，工作面長(zhǎng)度L1=150m，進(jìn)刀長(zhǎng)度l1=40m，采煤機(jī)割煤速度V1=1.01m/min，則割煤一刀所需時(shí)間T1: T1=40+1.25(L1l1)/V1 =40+1.25×(15040)/1.01=176min采煤機(jī)每班有效割煤時(shí)間T1：T1=6×60×0.60216min工作面日循環(huán)數(shù)N1：N1=3T1/T1=3×216/1763.7，設(shè)計(jì)取3。年推進(jìn)度：3×0.60×330594m，設(shè)計(jì)取580m。（二）薄煤層工

30、作面年推進(jìn)度1、工作面長(zhǎng)度的確定采煤工作面長(zhǎng)度的確定主要考慮以下因素：工作面長(zhǎng)度要與礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并有利于發(fā)揮采煤機(jī)的效能和提高工作面的單產(chǎn)與效率，還要與煤層賦存條件、地質(zhì)條件相適應(yīng)。由于高產(chǎn)高效采煤工作面推進(jìn)速度快，為了減少采煤機(jī)斜切進(jìn)刀時(shí)間和工作面端口作業(yè)影響時(shí)間，提高有效開(kāi)機(jī)率，必須進(jìn)一步加大工作面長(zhǎng)度。工作面長(zhǎng)度加大后，一方面可延長(zhǎng)工作面連續(xù)推進(jìn)時(shí)間，保證工作面穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，減少工作面的準(zhǔn)備工作量和減少輔助作業(yè)時(shí)間，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高回采率，并減少搬家倒面次數(shù)，降低生產(chǎn)成本；但另一方面設(shè)備的故障率會(huì)增大，反而影響工作面產(chǎn)量。因此，必須確定一個(gè)合理的工作面長(zhǎng)度。目前，國(guó)內(nèi)高產(chǎn)

31、高效綜采工作面長(zhǎng)度普遍在180m260m之間，并有逐漸加長(zhǎng)趨勢(shì)。神東礦區(qū)高產(chǎn)高效綜采工作面長(zhǎng)度在250m左右。鑒于本礦井后期開(kāi)采的8-2、15-1、15-3號(hào)煤層厚度較薄，傾角平緩，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，開(kāi)采技術(shù)條件優(yōu)越，設(shè)計(jì)確定回采工作面長(zhǎng)度為150m。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以根據(jù)生產(chǎn)管理水平、地質(zhì)條件以及采區(qū)具體情況對(duì)工作面長(zhǎng)度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。2、工作面機(jī)采高度整合地質(zhì)報(bào)告提供本礦井8-2、15-1、15-3號(hào)煤層厚0.502.42m。平均1.66m，但是通過(guò)對(duì)8號(hào)煤的8個(gè)鉆孔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，8-2、15-1、15-3號(hào)的煤厚在0.52.01m平均1.26m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)合采煤設(shè)備配備，確定薄煤層工作

32、面采高為1.26m。3、工作面年推進(jìn)度 工作面循環(huán)進(jìn)度綜采工作面采煤機(jī)有效截深為0.6m，則其循環(huán)進(jìn)度為0.6m。 工作面日循環(huán)數(shù)礦井工作制度為井下“四·六”制，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作時(shí)間6h。 采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率k1=60，工作面長(zhǎng)度L1=150m，進(jìn)刀長(zhǎng)度l1=45m，采煤機(jī)割煤速度V1=5.0m/min，則割煤一刀所需時(shí)間T1: T1=30+k2(L1l1)/V1 =30+1.3×(15045)/5.0=57.3min采煤機(jī)每班有效割煤時(shí)間T1：T1=6×60×0.65234min工作面日循環(huán)數(shù)N1：N1=2T1/T1=3×234/57.

33、312.3，設(shè)計(jì)取12。 工作面年推進(jìn)度工作面年推進(jìn)度：12×0.6×3302376m 實(shí)際取2376m。六、工作面生產(chǎn)能力1、3號(hào)煤綜放工作面生產(chǎn)時(shí)能力按下式計(jì)算：A=(L1·M1·C1+L2·M2·C2) ·S··10-6式中：A工作面生產(chǎn)能力，Mt/a；L1工作面機(jī)采長(zhǎng)度， 取150m；L2工作面放頂煤長(zhǎng)度， 取140m；M1工作面平均機(jī)采高度，取2.6m；M2工作面平均放頂煤高度，取4.04m；S工作面年推進(jìn)度，取580m；煤體容重，取1.37t/m3；C1工作面機(jī)采采出率，取95%；C2工作面放

34、頂煤采出率，取80%；則：A =(150×2.6×0.95+140×4.04×0.8)×580×1.37×10-6=0.64Mt2、薄煤層綜采工作面生產(chǎn)時(shí)能力按下式計(jì)算：工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：L××S×××106式中：工作面生產(chǎn)能力，Mt/a L工作面長(zhǎng)度，取150； 工作面采高，取1.26；S 工作面平均推進(jìn)度，取2376m；煤層容重，取1.42t/m；工作面采出率，取0.97。則：A =150×1.26×2376×1.42×10

35、-6=0.64Mt礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，在3號(hào)煤層布置一個(gè)綜放工作面，生產(chǎn)后期在8-2、15-1、15-3號(hào)煤層中布置一個(gè)薄煤層綜采工作面即可滿足礦井生產(chǎn)需要。工作面產(chǎn)量及特征見(jiàn)表5-1-3。表 5-1-3 工作面產(chǎn)量及特征表煤層工作面裝備采高(m)長(zhǎng)度(m)年推進(jìn)度(m)容重(t/m3)采出率(%)生產(chǎn)能力(Mt/a)3綜放工作面6.641505801.3795/800.648-2、15-1、15-3薄煤綜采工作面1.2615022001.42970.64掘進(jìn)工作面0.06合計(jì)0.70七、工作面回采方式及接替順序工作面回采方向有前進(jìn)式和后退式兩種。前進(jìn)式回采具有初期工程量小，投產(chǎn)

36、快的優(yōu)點(diǎn)，但在采空區(qū)巷道維護(hù)比較困難，技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用高，且工作面漏風(fēng)大，不利于通風(fēng)管理，對(duì)易自然發(fā)火煤層的防火增加了困難；后退式回采雖然初期需掘出長(zhǎng)距離的工作面巷道，但在生產(chǎn)過(guò)程中巷道維護(hù)量小，隨采隨廢，漏風(fēng)少，且提前掘出的兩條巷道有利于探明工作面煤層賦存狀況，便于生產(chǎn)管理。因此，本設(shè)計(jì)采用后退式回采。為保持采掘平衡，盤(pán)區(qū)內(nèi)各煤層回采工作面主要實(shí)行順采接替。采區(qū)內(nèi)工作面由近至遠(yuǎn)接替，回采工作面巷道采用沿空掘巷。第二節(jié) 采區(qū)布置一、首采區(qū)位置結(jié)合礦井開(kāi)拓布置、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、采區(qū)劃分及開(kāi)采技術(shù)條件，設(shè)計(jì)確定一采區(qū)為首采區(qū)。其理由如下：1、一采區(qū)位于井底附近，工程量少，建井工期短；2、該采區(qū)儲(chǔ)量

37、較多、回采區(qū)域大，有利于工作面接替。二、采區(qū)巷道布置由于大巷布置于井田中部，采區(qū)面積比較小，故一采區(qū)不再布置準(zhǔn)備巷道，直接利用大巷布置工作面巷道，即大巷兼做采區(qū)巷道，三條大巷分別是一條輔助運(yùn)輸大巷、一條帶式輸送機(jī)大巷和一條回風(fēng)大巷。其中輔助運(yùn)輸大巷、帶式輸送機(jī)大巷沿3號(hào)煤層底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷沿3號(hào)煤層頂板掘進(jìn)。根據(jù)工作面運(yùn)輸及通風(fēng)的需要，以及工作面接替，工作面巷道采用雙巷式布置，工作面巷道沿煤層底板布置。采區(qū)巷道布置詳見(jiàn)圖5-2-1。三、采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)1、運(yùn)輸系統(tǒng)1）煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)井下煤炭運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸。其運(yùn)輸系統(tǒng)為：回采工作面出煤工作面運(yùn)輸巷一采區(qū)帶式輸送機(jī)大巷井底煤倉(cāng)裝載巷主立

38、井地面。2）輔助運(yùn)輸系統(tǒng)采區(qū)輔助運(yùn)輸采用無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)。（1）設(shè)備、材料運(yùn)輸系統(tǒng)井下生產(chǎn)用設(shè)備、材料經(jīng)副立井+745m水平井底車(chē)場(chǎng)一采區(qū)輔助運(yùn)輸大巷工作面輔助運(yùn)輸巷回采工作面（或掘進(jìn)工作面）。;（2）矸石運(yùn)輸系統(tǒng)井下矸石主要來(lái)自聯(lián)絡(luò)斜巷、裝載巷及其它聯(lián)絡(luò)巷出矸，由于矸石量很小，設(shè)計(jì)考慮掘進(jìn)矸石充填井下廢棄巷道及采空區(qū)，不再升井處理。（3）人員運(yùn)輸由于井田面積小、工作地點(diǎn)距副井井底車(chē)場(chǎng)較近一般不超過(guò)1.5km，故設(shè)計(jì)不考慮設(shè)人員運(yùn)輸工具，人員步行至工作地點(diǎn)。2、通風(fēng)系統(tǒng)工作面所需的新鮮風(fēng)流經(jīng)主立井、副立井一采區(qū)帶式輸送機(jī)大巷、一采區(qū)輔助運(yùn)輸巷工作面運(yùn)輸巷回采工作面。工作面乏風(fēng)工作面回風(fēng)巷一采區(qū)

39、回風(fēng)大巷回風(fēng)立井地面。3、排水系統(tǒng)回采工作面及掘進(jìn)工作面均配備了小水泵，井下水集中匯集到井底車(chē)場(chǎng)，然后流入井底水倉(cāng)，經(jīng)副立井排至地面。四、首采工作面?zhèn)€數(shù)及位置1、首采工作面?zhèn)€數(shù)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及開(kāi)采技術(shù)條件，本礦井首采3號(hào)煤層平均厚度6.64m，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.60Mt/a，根據(jù)工作面生產(chǎn)能力計(jì)算，礦井移交生產(chǎn)時(shí)井下僅布置一個(gè)3號(hào)煤綜采放頂煤工作面即可保證礦井0.6Mt/a生產(chǎn)能力。2、首采工作面位置為減少初期井巷工程量，節(jié)省初期投資，首采工作面盡量靠近布置在副井井底車(chē)場(chǎng)。第三節(jié) 巷道掘進(jìn)一、巷道斷面和支護(hù)形式綜合考慮大型設(shè)備運(yùn)輸、通風(fēng)、掘進(jìn)、礦壓、巷道服務(wù)年限等因素，設(shè)計(jì)確定采區(qū)巷道（大巷）斷面形狀采用矩形和半圓拱，支護(hù)方式采用錨網(wǎng)噴；工作面巷道采用錨桿支護(hù)；開(kāi)切眼采用錨桿立柱支護(hù)。井下主要巷道斷面特征見(jiàn)表5-3-1。表5-3-1 井下主要巷道斷面特征表序號(hào)巷道名稱斷面形狀斷面尺寸(mm)支護(hù)方式支護(hù)厚度(mm)鋪底厚度(mm）凈斷面（m2）掘進(jìn)斷面(m2）凈寬凈高1帶式輸送機(jī)大巷半圓拱46003500錨網(wǎng)噴12010013.815.52輔助運(yùn)輸大巷半圓拱34003080錨網(wǎng)噴