《礦井采煤方法設(shè)計案例》5400字（論文）

礦井采煤方法設(shè)計案例目錄TOC\o"1-2"\h\u12829礦井采煤方法設(shè)計案例 121382第一節(jié)采煤方法的選擇 12794一、煤層賦存情況 111220二、采煤方法的選擇與依據(jù) 126115第二節(jié)確定采（盤）區(qū)巷道布置和要素 218980一、帶區(qū)巷道布置方案 226984二、達產(chǎn)時回采工作面?zhèn)€數(shù)及設(shè)備 223954第三節(jié)回采工藝與勞動組織 1011360一、回采工藝 106786二、勞動組織形式 1027434第四節(jié)采（盤）區(qū)的準(zhǔn)備與工作面接替 1226614一、巷道斷面和支護形式 129594二、掘進工作面?zhèn)€數(shù)和掘進面的機械配備 124258三、礦井達產(chǎn)時采掘比例關(guān)系 1326044四、工作面接替 13第一節(jié)采煤方法的選擇一、煤層賦存情況本設(shè)計開采12、14號煤層，厚度分別是3.14m、3.03m。埋深270m左右。12號煤層直接頂為深灰色粉細砂巖互層，含較多植物化石及煤碎屑，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，一般厚約10m，老頂為灰白色中、細、粗砂巖，以中細砂巖為主，致密堅硬，難以垮落，一般厚度約20m。砂巖抗壓強度30.0MPa。14號煤層直接頂為灰色粉、細、中砂巖，以粉砂巖為主，中夾數(shù)層薄煤線，含植物化石碎片，一般厚5.0m左右，老頂為灰色粉細砂巖和中粗砂巖，以粉細砂巖互層為主，斜波狀或水平層理，含煤屑，性脆，一般厚度為15.0m左右。二、采煤方法的選擇與依據(jù)鑒于上述各可采煤層賦存特征及開采技術(shù)條件，根據(jù)井田的開拓方式、結(jié)合礦井設(shè)計生產(chǎn)能力、目前國內(nèi)外采掘機械裝備水平及實際使用情況、礦井的生產(chǎn)技術(shù)管理水平，設(shè)計采煤方法采用傾斜長壁采煤法，選用綜合機械化采煤工藝，全部垮落法管理頂板。根據(jù)煤層賦存情況、開采技術(shù)條件和管理水平，本著投資少、見效快、安全性好的原則，由于12號煤層為中厚煤層，選擇的采煤方法有：綜采一次采全高。若采用放頂煤，會導(dǎo)致回采率低，造成資源浪費的問題和困難，將會使煤炭生產(chǎn)難以實現(xiàn)高產(chǎn)高效低成本的生產(chǎn)目標(biāo)。所以12號煤層選擇的采煤方法主要為一次采全高采煤方法。礦井開采12號煤層，賦存穩(wěn)定，平均厚度3.14m左右，煤層不具有爆炸危險性，屬于自燃煤層，傾角平均1°左右，地質(zhì)構(gòu)造簡單，水文地質(zhì)條件簡單。綜合上述分析，經(jīng)比較后，設(shè)計確定12號煤層采用綜采一次采全高工藝。第二節(jié)確定采（盤）區(qū)巷道布置和要素一、帶區(qū)巷道布置方案以大巷為界于首采區(qū)布置12101首采工作面。工作面運輸順槽與運輸大巷相連，工作面回風(fēng)順槽與回風(fēng)大巷相連，形成采區(qū)運輸、通風(fēng)、運料等系統(tǒng)。12101工作面長度為240m，推進長度為1170m，條帶煤柱寬度為20m。工作面運輸順槽和回風(fēng)順槽為單巷布置、單巷掘進。二、達產(chǎn)時回采工作面?zhèn)€數(shù)及設(shè)備(一)工作面?zhèn)€數(shù)根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》規(guī)定，采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個面，不應(yīng)超過兩個。本礦井設(shè)計一個回采工作面。（二）工作面主要設(shè)備選型計算及技術(shù)特征分述如下：1.采煤機12號煤層以一個綜采工作面保證年產(chǎn)0.9Mt/a的生產(chǎn)能力，工作面日產(chǎn)量2536t左右。設(shè)計首采區(qū)采高3.14m。據(jù)資料統(tǒng)計，國外安全高效工作面開機率一般在70%以上，最高達95%；國內(nèi)高產(chǎn)工作面的開機率平均先進水平在40%～55%以上。設(shè)計按照比國內(nèi)平均先進水平有所提高，確定綜采機組每班開機率為50%。采煤機應(yīng)具有的生產(chǎn)能力9號煤層年產(chǎn)0.9Mt/a，年工作日330d，日產(chǎn)量2536t/d。采煤機的選擇應(yīng)與工作面生產(chǎn)能力相適應(yīng)，可用采煤機的平均割煤速度作為基本參數(shù)計算，對于端頭斜切進刀，雙向割煤，采煤機的平均落煤能力由下式計算：Q式中：QmQyD——年生產(chǎn)天數(shù)，330d;f——能力富裕系數(shù)，1.3；N——日作業(yè)班數(shù)，4班；M——每日檢修班數(shù)，1班；T——每班工作時數(shù)，6h;K——開機率，0.6則：Q根據(jù)采煤機的平均落煤能力計算采煤機的平均割煤速度，公式如下：V式中：VcQmB——采煤機滾筒截深，0.6m；H——工作面平均采高，3.14m；γ——煤的容重，1.23t/m3；V在采煤過程中，采煤機實際落煤量和割煤量速度是一個隨機值，因此，采煤機的最大割煤速度較平均割煤速度應(yīng)有一定的富裕量。V式中：——采煤機的最大割煤速度，m/min；VcK——采煤機不均衡系數(shù)，取1.15。V采煤機最大割煤能力：Q采煤機截割功率：N=60H式中：N——采煤機截割功率，kW；——采煤機的最大割煤速度，m/min； HW——采煤機能耗指數(shù)，取0.9kWh/m；K——考慮放頂煤開采采煤機功率系數(shù)，取0.9。Q根據(jù)以上計算，并考慮煤層的硬度及夾矸情況，結(jié)合目前國內(nèi)高產(chǎn)高效采煤工作面設(shè)備配置，采煤機選用MG300/700-WD（k）型采煤機，其主要技術(shù)參數(shù)見表6-1。表6-1采煤機技術(shù)特征表設(shè)備性能數(shù)據(jù)設(shè)備性能參數(shù)采高范圍1.8-3.7（m）牽引速度0-8.2-11（m/min）截割深度630（mm）主機尺寸3220×1030×830（mm）電動機型號YBC3-300機重42t功率2×300（KW）滅塵方式內(nèi)外噴霧電壓1140（V）臥底量380、480、580（mm）滾筒直徑(m)1.6耗水量/水壓320L/min/3.0Mpa最大牽引力520牽引方式齒軌銷排式電牽引適應(yīng)煤質(zhì)硬度2～3機面高度530（mm）煤層傾角≤35°制造廠徐工2.工作面刮板輸送機工作面刮板輸送機需要滿足一下要求：工作面刮板輸送機能力要保證將采煤機采落的煤全部運出，并留有一定的富裕，刮板輸送機能力應(yīng)不低于采煤機最大割煤能力；刮板輸送機的外型尺寸和牽引方式與采煤機相匹配；刮板輸送機長度等于回采工作面的長度為240m。工作面刮板輸送機能力要保證將采煤機采落的煤全部運出，并留有一定的富裕，刮板輸送機能力應(yīng)不低于采煤機最大割煤能力。Q式中：QcKcQm根據(jù)計算，選用SGZ-730/630型可彎曲輸送機，其主要技術(shù)特征見表6-2。3.轉(zhuǎn)載機順槽轉(zhuǎn)載機的轉(zhuǎn)載能力要與工作面的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并要求與工作面刮板輸送機和順槽可伸縮膠帶輸送機相配套，根據(jù)公式計算：Q式中：QZKzQc為此選用SZZ764/160型刮板轉(zhuǎn)載機。其主要技術(shù)參數(shù)見表6-3。表6-2刮板輸送機技術(shù)特征表型號鋪設(shè)長度（m）輸送能力（t/h）刮板鏈速（m/s）中部槽（mm）（長×寬×高）電機功率（kW）電壓等級（V）備注SGZ-730/6302408001.11500x690x220/2553151140表6-3轉(zhuǎn)載機特征表型號鋪設(shè)長度（m）輸送能力（t/h）刮板鏈速（m/s）中部槽（mm）電機功率（kw）電壓等級（V）SZZ764/160506001.281500×730×222160660/11404.順槽破碎機順槽破碎機的破碎能力不應(yīng)小于工作面的生產(chǎn)能力，并與轉(zhuǎn)載機的轉(zhuǎn)載能力相匹配，為此選用PCM-160型破碎機，其主要技術(shù)參數(shù)見表6-4。表6-4破碎機技術(shù)特征表型號破碎能力(t/h)最大給料尺寸(mm)最大排料尺寸(mm)電機功率（kW）電壓等級（V）備注PCM-1608001000×1000300160660/11405.膠帶輸送機順槽帶式輸送機長度要與工作面推進長度相適應(yīng)，輸送能力應(yīng)與工作面刮板輸送機運輸能力相匹配，工作面運輸能力為Q=328t/h。根據(jù)計算初選用DSJ100/120/3×250型帶式輸送機。其技術(shù)特征見表6-5：表6-5可伸縮帶式輸送機技術(shù)特征表型號輸送能力（t/h）最大輸送長度（m）帶速（m/s）帶寬（mm）機電功率（kW）傳動滾筒直徑DSJ100/120/3×250100012002.510003×2506306.工作面支護設(shè)備選型A、工作面頂板管理方式采用全部垮落法管理頂板。12號煤層直接頂為深灰色粉細砂巖互層，含較多植物化石及煤碎屑，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，一般厚約10m，老頂為灰白色中、細、粗砂巖，以中細砂巖為主，致密堅硬，難以垮落，一般厚度約20m。砂巖抗壓強度30.0MPa。但地質(zhì)報告對煤層直接頂、老頂均沒有明確的數(shù)據(jù)，故本次回采工作面支架工作阻力計算用估算法進行計算。B、工作面支護設(shè)備選型綜合考慮12號煤層賦存條件及該礦管理水平，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗和有關(guān)技術(shù)文件，選用支撐掩護式液壓支架，采用全部垮落法處理采空區(qū)。（1）支架支護強度計算：估算法首先考慮支撐冒落帶巖層的重量：P=9.8Sγ式中：P-支架承受的載荷，KNS-支架支護的頂板面積，取7.5m2γ-頂板巖石視密度，取2.45t/m3∑h-冒落帶的高度（直接頂厚度），m；?式中：M—采高，m；K—巖石碎脹系數(shù)，取1.5-1.75；α—煤層傾角，（°）。式（6-7）可以寫成：P=（9-6）×9.8SγMcosα一般取上限，即P=9×9.8SγMcosα計算中在考慮支架受力不均衡的安全系數(shù)1.25-1.5，則P=（11.25-13.5）×9.8SγSMcosα=（11.25-13.5）×9.8×7.5×2.45×3.14×cos1=6360-7788KN根據(jù)上述原則和對支架支護強度的計算，設(shè)計選用ZZ6400-22-45型支撐掩護式液壓支架，其主要技術(shù)參數(shù)見表6-6。表6-6液壓支架技術(shù)特征表型號工作阻力(kN)初撐力(kN)支護高度(mm)支架中心距(mm)支護強度(MPa)泵站壓力(MPa)支護寬度（m）ZZ6400-22-45640054962200～450015000.86281.43-1.6（2）該液壓支架對底板最大比壓：2.51MPa；長×寬：7560m×1660m；操縱方式：電液控制；運輸機數(shù)量：雙機；移架步距：600mm，端頭支架選擇中間支架頂梁加長。所選的ZZ6400-22-45支架，支架最大支撐高度4.5m，最小支撐高度2.2m，而煤層采高3.14m，因此所選支架能夠滿足12號煤層頂板支護的要求。并且所選支架能夠給端面提供一定水平推力，防止煤壁冒落發(fā)生。7.乳化液泵站根據(jù)乳化液泵站壓力、流量計算結(jié)果，選用MRB400/31.5型乳化液泵站（兩泵一箱），其主要技術(shù)參數(shù)見表6-7。表6-7乳化液泵站的技術(shù)特征表型號額定壓力（MPa）公稱流量（L/min）配套電機外型尺寸長×寬×高（mm）重量（kg）功率（kW）轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/min)MRB400/31.531.540025014902250×970×102030008.噴霧泵站根據(jù)所選采煤機配套噴霧泵站要求水壓6Mpa，流量300L/min，故選BPW320/6.3型噴霧泵站，其主要技術(shù)參數(shù)見表6-8。表6-8噴霧泵站技術(shù)特征表型號工作壓力（MPa）公稱流量（L/min）電動機功率（kw）電壓（V）轉(zhuǎn)速（r/min）BPW320/6.36.3320456601470綜采工作面機械設(shè)備配備見表6-9。表6-9綜采工作面機械設(shè)備配備表序號設(shè)備名稱型號功率（kW）單位使用備用總數(shù)1采煤機MG300/700-WD（k）600臺112液壓支架ZZ6400-22-45架155121673端頭液壓支架ZT14400-33/54架444前刮板輸送機SGZ-730/630315部115乳化液泵站MRB400/31.5250臺1126轉(zhuǎn)載機SZZ764/160160部117破碎機PCM-160160部118膠帶輸送機DSJ100/120/3*250250×3部229工字鋼梁4m長根4084810單體支柱DW30-25/110Q根1752520011回柱絞車JH-87.5臺2212噴霧泵站BPW320/6.345臺2213注水泵7BZ-4.5/16030臺2214注水鉆MYZ-20022臺2215小水泵KWQB20-75/55.5臺4416移動變電站KBSGZY-1000臺33第三節(jié)回采工藝與勞動組織一、回采工藝該煤礦井田地質(zhì)條件較簡單，無斷層，煤層傾角平緩，該煤層平均厚度為3.14m，頂、底板較穩(wěn)定。根據(jù)煤層賦存情況和開采技術(shù)條件,確定采用綜采回采工藝方式。采煤機采用端頭斜切進刀方式，雙向割煤。液壓支架支護方式為及時支護。其工藝流程為：采煤機割煤、裝煤、移架、推移輸送機，采空區(qū)頂板自行垮落。采煤機采用端頭斜切進刀，進刀距離約30m。（一）采煤機落煤采煤工作面使用雙滾筒采煤機，其布置方式為：面向工作面時，采煤機的右滾筒應(yīng)為右螺旋，割煤時順時針旋轉(zhuǎn)；左滾筒為左螺旋，割煤時逆時針旋轉(zhuǎn)。采煤機運行時，其前端的滾筒沿頂板割煤，后端滾筒沿底板割煤，這種布置方式司機操作安全，煤塵少，裝煤效果好。工作面割煤方式為往返一次割兩刀。（二）移架液壓支架的移架方式采用單架依次順序式，支架沿采煤機牽引方向依次前移，移架步距等于截深，支架移成一條直線，該方式操作簡單，容易保證工作質(zhì)量，操作安全，工作空間大，工作環(huán)境好。（三）綜采面工序配合方式綜采面割煤、移架、推移輸送機采用及時支護的配合方式，即：采煤機割煤后，伸直護幫板,輸送機逐段移向煤壁，采煤機割完第二刀后進行推溜、移架。（四）綜采面端頭支護和超前支護綜采面端頭支護方式采用與液壓支架配套的端頭支架。二、勞動組織形式采煤工作面勞動組織見表6-10，采煤工作面技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表6-11。表6-10勞動組織表序號工種出勤人數(shù)合計一班二班三班檢修班1班長111142質(zhì)量驗收員111143安全員111144瓦斯檢測員111145采煤司機22266移架、鏟煤工444127端頭維護工3339續(xù)表6-108刮板運輸機司機11139轉(zhuǎn)載機、破碎機司機222610順槽皮帶機司機111311泵站司機111312電工111313送餐工1111414采煤機檢修2215支架檢修2216刮板運輸機檢修2217順槽皮帶檢修2218乳化液泵檢修1119電氣檢修1120端頭支架等維護6621送料工22合計2020202383表6-11采煤工作面技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表序號項目單位指標(biāo)1工作面長度m2402煤層厚度m3.143煤層傾角度14回采率%955循環(huán)進尺m0.66平均日產(chǎn)t25367平均月產(chǎn)萬t7.6088月正規(guī)循環(huán)率%909工作面效率t/工30.55續(xù)表6-1110日出勤人數(shù)人8311可采期月13.5412煤的容重噸/m31.2313采高m3.1414放煤厚度m015工作面推進度m/a950.4第四節(jié)采（盤）區(qū)的準(zhǔn)備與工作面接替一、巷道斷面和支護形式巷道的斷面尺寸是根據(jù)工作面的裝備、運輸、