機(jī)械化采煤方案

富源縣后所鎮(zhèn)打廠溝煤礦211808設(shè)計(jì)方案編制單位：富源縣后所鎮(zhèn)打廠溝煤礦編制人：袁遠(yuǎn)燦0211808設(shè)計(jì)方案依據(jù)《國(guó)家安全監(jiān)管總局、國(guó)家煤礦安監(jiān)局、國(guó)家進(jìn)展改革委、國(guó)家能源局關(guān)于推動(dòng)小型煤礦機(jī)械化的指導(dǎo)意見(jiàn)》〔安監(jiān)總煤行〔2023〕178號(hào)〕精神、省工信委安排部署。曲靖市煤炭工業(yè)局所作的煤礦機(jī)械化改造規(guī)劃，依據(jù)富源縣委、政府統(tǒng)一安排布署。結(jié)合我礦實(shí)際，借鑒相關(guān)煤礦閱歷和做法，特編制本設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 《曲靖市煤炭工業(yè)進(jìn)展“”規(guī)劃》提出：全市范圍內(nèi)適宜機(jī)械化開采的煤礦企業(yè)到2023年底前采煤機(jī)械化和掘進(jìn)裝載機(jī)械化程度必需到達(dá)55%和80%以上，全部實(shí)現(xiàn)井下連續(xù)機(jī)械化運(yùn)輸，為響應(yīng)《曲靖市煤炭工業(yè)進(jìn)展“”規(guī)劃》及煤礦進(jìn)展要求，富源縣首選11個(gè)煤礦作為采煤機(jī)械化示范礦井實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)械化針對(duì)礦煤層賦存狀況等特點(diǎn)，堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)、高效率的原則，充分表達(dá)高產(chǎn)高效的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)，要做到安全牢靠，確保煤礦安全生產(chǎn)。因地制宜承受技術(shù)、工藝、設(shè)備，提高機(jī)械化水平，提高工作面生產(chǎn)力量，削減工作面數(shù)量，獵取最正確效益之目的。設(shè)計(jì)主要特點(diǎn) 充分利用原有井巷工程及其設(shè)施，設(shè)計(jì)方案結(jié)合實(shí)連續(xù)機(jī)械化運(yùn)輸，有效降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，方案具有前瞻性和可行性。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 打廠溝煤礦礦區(qū)范圍由 6個(gè)拐點(diǎn)連線圈定，面積0.1305km開采標(biāo)高2075m～1800m礦井保有資源/儲(chǔ)量256萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量177萬(wàn)t；礦井承受斜井開拓現(xiàn)生產(chǎn)水平標(biāo)高+1850m，設(shè)計(jì)高檔普采工作面布置在現(xiàn)生產(chǎn)水平二采區(qū)C18煤層采煤方法為走向長(zhǎng)壁采煤法，全部垮落法治理頂板，推舉高檔普采回采工藝；高檔普采工作面投產(chǎn)時(shí)需增井巷工程量為690m，建設(shè)工期7個(gè)月；本工程建設(shè)估算1120.1機(jī)械化開采的必要性 目前，打廠溝煤礦工作面承受炮采，單體液壓支柱配鉸接頂梁支護(hù)，全部垮落法治理頂板。但由于炮采工作面正規(guī)循環(huán)率低、推動(dòng)度緩慢，形成制約生產(chǎn)的惡性循環(huán)，為提高礦井產(chǎn)量，急需進(jìn)展裝備升級(jí)，提升工作面生產(chǎn)力量。裝備高檔普采，能有效發(fā)揮機(jī)械扮裝備的作用，是我礦裝備升級(jí)和提升生產(chǎn)能的最正確途徑。系統(tǒng)改造及采掘部署方案礦井系統(tǒng)改造 現(xiàn)狀：主斜井承受機(jī)軌合一進(jìn)展擴(kuò)大斷面改擴(kuò)，裝備1臺(tái)絞車用于提升及材料下放承受帶式輸送機(jī)運(yùn)煤各水平運(yùn)輸大巷采用礦用防爆特別型蓄電池機(jī)車牽引礦車運(yùn)輸。系統(tǒng)改造：煤礦現(xiàn)井下運(yùn)輸根本實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，但主斜井仍承受絞車下放材料和皮帶運(yùn)輸煤炭，為實(shí)現(xiàn)全礦井連續(xù)運(yùn)輸，改造礦井現(xiàn)有主運(yùn)輸方式為帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，在運(yùn)輸大巷和主斜井間設(shè)轉(zhuǎn)載煤倉(cāng)。通風(fēng)系統(tǒng)：我礦井下現(xiàn)目前已是完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，變化不大，因此不作過(guò)大改造。供電系統(tǒng)現(xiàn)狀：礦井承受低壓下井。系統(tǒng)改造：因礦井布置工作面承受機(jī)械化開采，設(shè)計(jì)礦井承受高壓下井，改造現(xiàn)有水泵房及硐室，建中心配電室，在采區(qū)設(shè)移動(dòng)變電站對(duì)工作面設(shè)備供電。改造現(xiàn)有排水系統(tǒng)，設(shè)管子道，水泵房及水倉(cāng)配電室。地面運(yùn)輸系統(tǒng)：加強(qiáng)地面生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)，以解決礦井地面運(yùn)輸、卸煤、儲(chǔ)煤等問(wèn)題；增建地面簡(jiǎn)易篩分系統(tǒng)，提高煤質(zhì)。采掘部署調(diào)整和系統(tǒng)優(yōu)化礦井現(xiàn)開采煤層C19和C18C19煤層構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，不利于布置高檔普采工作面。打算首個(gè)高檔普采工作面布置在C18煤層。首個(gè)高檔普采工作面布置在C18煤層〔211808作面，沿8211808211808高檔普采工作面；布置兩個(gè)掘進(jìn)工作面，即211808高檔普采工作面機(jī)運(yùn)211808平大巷運(yùn)輸方式為帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。系統(tǒng)改造井巷工程量12。序斷面〔m2〕工 程 量井巷名稱 備注號(hào)123序斷面〔m2〕工 程 量井巷名稱 備注號(hào)123456C18回風(fēng)上山C18回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷C18軌道平巷211808回風(fēng)巷211808機(jī)運(yùn)巷211808開切眼合 計(jì)技術(shù)特征單位掘凈煤巷巖巷半煤合計(jì)金屬支架7.35.1m105105金屬支架7.35.1m3030錨桿支護(hù)8.56m163163錨桿支護(hù)7.77.7m430430錨桿支護(hù)10.410.4m430430錨桿支護(hù)10.68m12012013511431278表2 改擴(kuò)井巷工程量表后1主斜井金屬支架6.49.89m3403402軌道運(yùn)輸大巷金屬支架4.07.26m1601603C18材料下山金屬支架4.07.26m110110合 計(jì)270340610序凈斷面〔m2序凈斷面〔m2〕工 程 量井巷名稱 技術(shù)特征 單位號(hào)原斷面改擴(kuò)備注煤巷巖巷半煤合計(jì)的先進(jìn)性、合理性，因地制宜進(jìn)展優(yōu)化，增加生產(chǎn)時(shí)間，削減故障工時(shí)，提高設(shè)備開機(jī)率，保證工作面安全生產(chǎn)。工作面長(zhǎng)度。影響工作面長(zhǎng)度的因素有煤層開采條件、工作面設(shè)備運(yùn)輸力量、技術(shù)水平、治理水公平。適當(dāng)加大工作面長(zhǎng)度，不僅可以削減工作面的預(yù)備工程量，提高回采率，而且可以削減工作面端頭進(jìn)刀等關(guān)心作業(yè)時(shí)間，有利于提高工作面產(chǎn)量和效率，但同時(shí)提高了工作面的投入，增加了工作面治理難度，增加了設(shè)備牢靠性和安全性的不穩(wěn)定因素，因此必需綜合考慮，合理選擇。依據(jù)近年來(lái)對(duì)我國(guó)大局部薄煤層安全高效工作面生產(chǎn)的調(diào)查爭(zhēng)論，目前我國(guó)薄煤層高檔普采工作面長(zhǎng)度多在150m考慮到打廠溝煤礦煤層頂板較差，斷層較多，為便于治理和加快工作面推動(dòng)度，保證首采工作面的安全高效和設(shè)備的牢靠性，結(jié)合首采面鄰近層的開采狀況，首采工作面長(zhǎng)度確定為120m。在嫻熟把握高檔普采技術(shù)后,對(duì)130～150m工作面走向長(zhǎng)度。合理確定采煤工作面走向長(zhǎng)度，要充分考慮煤層的地質(zhì)條件及技術(shù)上的先進(jìn)性、合理性，因地制宜地進(jìn)展優(yōu)化。增大工作面走向長(zhǎng)度可以削減工作面搬家時(shí)間，提高工效。合理加大連續(xù)推動(dòng)長(zhǎng)度有利于穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、高效，有條件的區(qū)域應(yīng)進(jìn)一步加大工作面走向連續(xù)長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)一翼工作面跨區(qū)連續(xù)推動(dòng)。如地質(zhì)條件和系統(tǒng)布置合理性不能滿足需要時(shí)，則可以承受重安裝、往復(fù)式或轉(zhuǎn)向開采，盡可能地削減工作面接替搬家時(shí)間。工作面長(zhǎng)度除受地質(zhì)條件影響外，還要考慮設(shè)備的大修周期。一方面隨著工作面推動(dòng)長(zhǎng)度的增大工作面搬家倒面次數(shù)削減、搬家本錢降低；同時(shí)隨著工作面走向長(zhǎng)度的增大巷道維護(hù)和運(yùn)輸本錢增加。對(duì)于高檔普采工作面，為了延長(zhǎng)工作面開采時(shí)間，削減搬家次數(shù)，應(yīng)盡量加大工作380-460m工作面采高。工作面采高依據(jù)布置高檔普采工作面采區(qū)內(nèi)煤層的厚度打算。依據(jù)礦區(qū)各煤層厚度，確定采高為1.0-1.4m。對(duì)于局部小于1.0m厚的煤層，由于底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，強(qiáng)度較低，開采時(shí)切割肯定量的1.0m件確定，并隨煤層厚度變化而變化。首采工作面選定。首采工作面宜選在煤層厚度相對(duì)較厚、地質(zhì)條件較好的工作面。依據(jù)打廠溝煤礦采掘接替安排結(jié)合煤層地質(zhì)條件，高檔普采211808C181.4105430105×430×1.4×1.4×0.95=84069度：130-150m1.0～1.4m1.2m；年生產(chǎn)日：330天；生產(chǎn)力量：≥6萬(wàn)t/面.年。機(jī)采工作面接替打算。依據(jù)煤層地質(zhì)條件及采區(qū)巷道布置，首采面開211808211803130m220m)。然后依據(jù)采掘接替安排，開采其他采區(qū)的工作面，同一區(qū)域內(nèi)按先采上層煤、后采下層煤的挨次開采。高檔普采方案設(shè)計(jì)及設(shè)備配套選型采煤工藝的選擇與確定 薄煤層綜合機(jī)械化開采，目前國(guó)內(nèi)外主要承受三種技術(shù)，一是刨煤機(jī)綜采，二是滾筒采煤機(jī)配綜采，三是薄煤層螺旋鉆無(wú)人工作面開采。螺旋鉆采由于只適用開采頂板較穩(wěn)定的薄煤層和極薄煤層，單產(chǎn)低、資源回收率低〔約為40%〕且開采本錢較高，技術(shù)方案中不予考慮。而刨煤機(jī)對(duì)工作面的頂?shù)装鍡l件及工作面的起伏要求很嚴(yán)格，并不適用曲靖地區(qū)的煤層賦存條件，因此我們主要選擇滾筒采煤機(jī)配高檔普采，工作面承受“∏”型長(zhǎng)鋼梁交替邁步對(duì)棚支護(hù)頂板。采煤機(jī)的工作方式采煤機(jī)的工作方式。由于采區(qū)內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定傾角較緩所以承受采煤機(jī)雙向割煤，追機(jī)作業(yè)，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，在工作面端頭斜切進(jìn)刀，上行下行均割煤，來(lái)回一次進(jìn)兩刀；采煤機(jī)過(guò)后移頂梁，后推移刮板10～15m10～15m。進(jìn)刀方式 承受割三角煤工作面端部斜切進(jìn)刀方式。進(jìn)刀過(guò)程：當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的輸送機(jī)槽已移近煤壁，采煤機(jī)機(jī)身處留有一段下部煤〔見(jiàn)圖a；調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下，后滾筒升起，并沿輸送機(jī)彎曲段返向割入煤壁直至輸送機(jī)直線段為止然后將輸送機(jī)移〔圖b再調(diào)換兩個(gè)滾筒上下位置重返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭〔見(jiàn)圖將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒，返程正常割煤〔。工作面端部割三角煤斜切進(jìn)刀回采工藝——移后部運(yùn)輸機(jī)。裝運(yùn)煤：在采煤機(jī)截煤的同時(shí)，利用滾筒螺旋齡片和弧型擋煤板自動(dòng)將煤裝入刮板運(yùn)輸機(jī)；余煤由鏟煤板隨移溜鏟入刮板運(yùn)輸機(jī)；機(jī)采工作面設(shè)備選型方案配套原則 工作面高檔普采設(shè)備的配套和選型直接關(guān)系高檔普采設(shè)備的有效發(fā)揮和牢靠性，打算高產(chǎn)高效目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。龍海煤礦工作面高檔普采設(shè)備的配套選型主要從以下幾方面入手：承受技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良的高牢靠性裝備。通過(guò)合理選型和正確配套，保證整個(gè)系統(tǒng)的性能協(xié)調(diào)和牢靠。提高高檔普采設(shè)備的配套力量與生產(chǎn)協(xié)調(diào)性。高檔普采面的配套設(shè)備必需適應(yīng)滿足高產(chǎn)高效的需要，以工作面設(shè)備力量為根底，形成配套生產(chǎn)力量，用高檔普采設(shè)備的協(xié)調(diào)性來(lái)保證工作面快速推動(dòng)的需要。設(shè)備選型依據(jù)大功率、高強(qiáng)度、重型化的原則。為實(shí)現(xiàn)高牢靠性和低故障率，并為今后布置長(zhǎng)工作面留有足夠余地，工作面設(shè)備力量按250m設(shè)計(jì)。高檔普采方案設(shè)備選型 我礦的首采工作面為C18煤層，采高范圍為1.4～1.6米，平均1.5米，工作面傾角12°～16°，煤質(zhì)硬度小。采煤機(jī)選型。選型原則：適合特定的煤層地質(zhì)條件，采煤機(jī)采高、截深、功率、牽引方式等主要參數(shù)選取合理，有較大的適合范圍；滿足工作面生產(chǎn)力量的需要，采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)力量要大于工作面的設(shè)計(jì)生產(chǎn)力量；采煤機(jī)檢修、維護(hù)等便利。薄煤層采煤機(jī)選型，由于工作面高度受到限制，尤其重要的是協(xié)調(diào)好功率、機(jī)身高度、過(guò)煤高度之間的關(guān)系，盡可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率大、機(jī)身高度低、過(guò)煤高度高。主要參數(shù)。采煤機(jī)滾筒的選擇：依據(jù)工作面采高1.4～1.6m，采煤機(jī)選擇雙滾筒，雙向割煤，可以自開缺口。滾筒直徑一般為采高的0.55～0.6倍，取滾筒直徑D＝Ф650mm，可依據(jù)工作面煤厚狀況對(duì)滾筒進(jìn)展調(diào)換。采煤機(jī)平均牽引速度及最大牽引速度。工作面進(jìn)刀方式實(shí)行斜切進(jìn)刀雙向割煤方式。來(lái)回一次割兩刀，計(jì)為兩個(gè)循環(huán)。采煤機(jī)的牽引速度應(yīng)與支架循環(huán)動(dòng)作協(xié)調(diào)。工作面刮板輸送機(jī)選型選擇刮板輸送機(jī)的主要原則是以采煤機(jī)最大生產(chǎn)力量為基數(shù)，保證工作面運(yùn)煤力量和運(yùn)輸設(shè)備的牢靠性和耐用性，兼顧設(shè)備啟動(dòng)、保護(hù)和掌握性能。主要有以下幾個(gè)方面：輸送量應(yīng)與采煤機(jī)最大生產(chǎn)力量相適應(yīng)，并且有肯定備用力量。結(jié)合煤質(zhì)硬度、塊度、運(yùn)量選擇構(gòu)造型式〔單鏈、雙邊鏈、雙中鏈等。煤質(zhì)較硬、塊度較大時(shí)優(yōu)先選用雙邊鏈；煤質(zhì)較軟時(shí)可選用單鏈或雙中心鏈。我礦底板較松軟，由于封底式阻力小，優(yōu)先選用封底式溜槽。輸送機(jī)溜槽的構(gòu)造選擇鑄焊結(jié)合高強(qiáng)度溜槽。為了協(xié)作滾筒采煤機(jī)自開切口，優(yōu)先選用短機(jī)頭和短機(jī)尾，但機(jī)頭架和機(jī)尾架中板的升角不宜過(guò)大，以削減通過(guò)壓鏈塊時(shí)的能耗。由于薄煤層采煤機(jī)機(jī)面高度小，截割功率要求大，為了能割透三角煤，上下順3.52.8刮板機(jī)機(jī)頭機(jī)尾承受倒置式布置。為滿足生產(chǎn)力量，依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行成熟的SGZ-730/264高檔普采設(shè)備選型一覽表序 設(shè)備名稱 型 號(hào) 設(shè)備主要參數(shù) 數(shù)量 備號(hào) 注截割高度1.0-1.7m；煤層傾角≤35°；11 采煤機(jī) MG200/448-BWD 裝機(jī)功率1電壓等級(jí)強(qiáng)力滾筒；截深630mm。刮板輸送

2 機(jī) SGZ-730/264 m/s；圓環(huán)鏈φ26×92-C，中雙鏈。封2臺(tái)底式中部槽。3皮帶運(yùn)輸機(jī)SDJ-800管架式，皮帶寬度800mm。14乳化液泵站系統(tǒng)VRB250/31.5額定壓力：≥31.5MPa；額定流量：≥160kw壓：1140v；乳化液箱容量：2023L215噴霧泵BPW315/6.3電機(jī)功率45kW16單體液壓支柱DW14-250/80最小高度：0.87m，最大高度：1.4m500根機(jī)風(fēng)巷斷面。機(jī)風(fēng)巷均承受沿頂板、破底布置。211808工作面運(yùn)輸巷斷面：211808430m3.0m，凈高2.6m，凈斷面積7.73m2。承受錨桿支護(hù)，局部遇構(gòu)造處工字鋼支護(hù)。211808211808430m，設(shè)計(jì)為矩形3.8m2.7m10.37m2。承受錨桿支護(hù)，局部211808430m3.0m2.6m7.73m2。承受錨桿支護(hù)，局部遇構(gòu)造處工字鋼支護(hù)。211808切眼掘進(jìn)時(shí)支護(hù)承受3.6mπ型鋼梁和DW25-250/100型單體液壓支柱二梁八柱對(duì)棚支護(hù)，棚距為中見(jiàn)中0.6m。切眼斷面為矩形，凈高2.5m，凈寬3.2m，巷道凈面積8m2，掘進(jìn)寬度3.8m，掘進(jìn)高度2.8m，掘進(jìn)斷面10.64m2。兩機(jī)配套及工作面設(shè)備配備圖兩機(jī)配套圖及工作面設(shè)備配備圖201318802013188022010152400高采大最102480443101835011016185043133200006φx0351R72253282222217 R268115569052463080076510614792350切頂、擋矸支柱：柱距0.3m>切頂、擋矸支柱：柱距0.3m>20m120801回風(fēng)巷∏型鋼梁刮板輸送機(jī)工作面推動(dòng)方向采煤機(jī)單體柱配鉸接頂梁加強(qiáng)支護(hù) 刮板輸送機(jī)120801機(jī)運(yùn)巷機(jī)巷>20m配電箱 噴霧泵站 乳化液泵站 移動(dòng)變電站600設(shè)備列車置于軌運(yùn)巷中工作面設(shè)備配備機(jī)采工作面配電工作面電源電壓來(lái)自地面變電所。依據(jù)用電設(shè)備的容量與布置，承受1140V電壓等級(jí)供電，照明及保護(hù)掌握電壓承受127V。在采區(qū)設(shè)置移動(dòng)變電站，為采煤工作面采、運(yùn)設(shè)備和順槽轉(zhuǎn)、運(yùn)設(shè)備供電；依據(jù)高檔普采1#、2#移動(dòng)變電站用以對(duì)工作面設(shè)備進(jìn)展供電。移動(dòng)變電站的選取1#移動(dòng)變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表額定功率額定功率額定電壓供電設(shè)備用電設(shè)備〔kW〕〔V〕采煤機(jī)MG200/448-BWD100×4+18.5×2+11=4481140KBSGZY-800/10刮板輸送機(jī)SGZ-730/2642×132=2641140合 計(jì)7122#移動(dòng)變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表供電設(shè)備用電設(shè)備額定功率〔kW〕額定電壓〔V〕刮板輸送機(jī)SGZ-730/2642×132=2641140噴霧泵BPW315/6.3451140KBSGZY-630/10乳化泵VRB250/31.51601140照明綜合裝置ZBZ-4.04.0127順槽皮帶機(jī)SDJ-8002×75=1501140調(diào)度絞車調(diào)度絞車JD-252×25=50660/380合 計(jì)673移動(dòng)變電站高壓開關(guān)的選擇1BGP23-630/10Y100/51套。低壓側(cè)配用BXB-800/1140(660)Y低壓保護(hù)箱1套，安裝在移動(dòng)變電站的低壓側(cè)，能對(duì)低壓側(cè)的各種故障進(jìn)展監(jiān)測(cè)，并能將故障斷電信號(hào)傳遞給移動(dòng)變電站用高壓真空開關(guān)，對(duì)低壓供電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)漏電、漏電閉鎖、過(guò)壓、欠壓、短路、過(guò)載等保護(hù)。2BGP23-630/10Y100/51套。低壓側(cè)配用BXB-630/1140(660)Y1經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)推測(cè)工作面設(shè)備投資預(yù)算 經(jīng)估算，打廠溝煤礦高檔普采工作面建設(shè)工程總投資1705.75萬(wàn)元，其中：主要設(shè)備投資1109.2萬(wàn)元，主要井巷工程投資596.55設(shè)備規(guī)格型號(hào)及工程特征描述估算設(shè)備規(guī)格型號(hào)及工程特征描述估算數(shù)量單價(jià)序號(hào)項(xiàng)目投資11.11.21.31.41.51.61.71.8井巷