【正文】 粒和菱鐵質(zhì)結(jié)核，具紫斑和暗斑。 灰白、淺灰色，中～粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，含泥質(zhì)包裹體，底部含礫，具交錯(cuò)層理，厚層狀?；疑皽\灰綠色，鋁質(zhì)泥巖，砂質(zhì)泥巖，具鮞狀結(jié)構(gòu)，局部含暗紫色斑塊含不穩(wěn)定薄煤。淺灰色，菱鐵質(zhì)石英砂巖，含白云母片，菱鐵質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，厚層狀。 灰、深灰色，泥巖、砂質(zhì)泥巖，含白云母片，局部鮞狀結(jié)構(gòu)，含菱鐵質(zhì)結(jié)核，產(chǎn)植物化石，含不穩(wěn)定薄煤。 淺灰、灰褐色，中粒長(zhǎng)石石英砂巖，層面含大片白云母和炭屑，上部和下部多為深灰色砂質(zhì)泥巖，含植物化石。 黑色，粉狀及片塊狀半亮型，煤類(lèi)為瘦貧無(wú)煙煤，局部含夾矸，礦區(qū)東北部尖滅，其余大部可采。 灰、深灰色，中、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，含白云母片和炭屑，含黃鐵礦結(jié)核，上部和下部多為砂質(zhì)泥巖，含植物化石，偶含薄煤。 黑色，粉粒狀及塊狀半亮型，局部含夾矸 1 ～ 2 層，為本區(qū)主要可采煤層。上部為深灰色砂質(zhì)泥巖，頂部常含薄層炭質(zhì)泥巖，中下部為灰色細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，灰色，菱鐵質(zhì)泥巖，局部相變成石灰?guī)r，致密堅(jiān)硬，比重大，常含方解石脈， 深灰～灰色，含生物屑燧石灰?guī)r，上部夾灰、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖和薄層細(xì)粒砂巖。深灰色，泥巖、砂質(zhì)泥巖，含白云母片、黃鐵礦晶粒和薄膜，頂部含較穩(wěn)定薄煤 1 層。深灰～灰色，含生物屑燧石灰?guī)r，含燧石結(jié)核與條帶，致密堅(jiān)硬。 灰、深灰色，砂質(zhì)泥巖、泥巖夾灰色細(xì)砂巖，含白云母片、黃鐵礦晶粒和薄膜，中上部常含薄煤。 灰色，細(xì)～中粗粒石英砂巖，含白云母片、黃鐵礦晶粒和結(jié)核，粒度由上向下變粗，具平行層理和交錯(cuò)層理，底部常為深灰色砂質(zhì)泥巖夾生物屑石灰?guī)r，含不穩(wěn)定薄煤。深灰色，含泥質(zhì)、燧石及生物屑石灰?guī)r 2 層，夾砂質(zhì)泥巖、泥巖薄層，含薄煤 2 層?；?、深灰色，生物碎屑石灰?guī)r夾燧石灰?guī)r，含次生方解石脈，中部夾不穩(wěn)定薄煤。黑色，粉粒狀、碎塊狀光亮型，煤種為貧和無(wú)煙煤，中上部常含夾矸 1 層，大部可采。深灰色，泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部下部夾細(xì)～中粒砂巖?；?、淺灰及紫紅色，鋁質(zhì)泥巖，鮞狀結(jié)構(gòu)，含黃鐵礦結(jié)核，局部夾淺灰色，中粒石英砂巖，中上 部偶含 1 層煤，個(gè)別厚度達(dá)可采。灰至深灰色，石灰?guī)r，局部含炭質(zhì)薄膜及縫合線，微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造。灰色，角礫狀灰?guī)r夾石灰?guī)r，角礫呈橢圓狀～次棱角狀，直徑 10 ～ 50 毫米。上部深灰至灰黑色，泥巖含炭質(zhì)，中下部為灰、灰綠色鈣質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖?；疑自瀑|(zhì)灰?guī)r，下部夾灰色鮞狀石灰?guī)r，均質(zhì)塊狀構(gòu)造，次生方解石脈發(fā)育。下部夾不穩(wěn)定薄煤 1 層。波狀層理發(fā)育。石 三系 ～～～～～～～～～～～ 　 　 　 102 　 　 　 　 　 　 最小～最大平均厚度趙家寨煤礦地層綜合柱狀圖 第 2 章、采煤方法和回采工藝 采煤方法 煤層賦存及開(kāi)采技術(shù)條件 本礦井主采煤層二 1煤，煤厚 0～ ，平均 ，全井田可采。二 3煤層下距二 1煤約 18m，煤厚 0～ ，平均 ，屬不穩(wěn)定大部分可采煤層。首采區(qū)二 1煤平均厚度 ，傾角＜ 12176。，為“三軟”煤層，煤 的硬度 f=左右，含夾矸 1～ 2 層。直接頂板為易冒落泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度 0～ ，隨采隨落。老頂為中粒砂巖，厚度 2～ 35m，一般 15m，能冒落，但周期來(lái)壓不明顯。直接底板以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，厚度 ～ ，平均 ，層理普遍發(fā)育，遇水易膨脹?？碧絽^(qū)內(nèi)構(gòu)造受到多級(jí)復(fù)合控制，致使區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜化，井田構(gòu)造復(fù)雜程度中等。本礦井屬低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險(xiǎn)，煤層不易自燃。 采煤方法的選擇 根據(jù)開(kāi)拓布置，設(shè)計(jì)對(duì)二 1 煤論證其采煤方法。 本礦井主采煤層二 1煤，煤厚 0～ ，平均 ，厚度變化較大。根據(jù)國(guó)內(nèi)外厚煤層開(kāi)采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合井田開(kāi)采技術(shù)條件，設(shè)計(jì)認(rèn)為二 1煤可供選擇的采煤方法主要有：一次采全高綜采放頂煤、一次采全高大采高綜采和分層綜采。 大采高綜采適應(yīng)煤層厚度在 4～ 6m，經(jīng)過(guò)在各種地質(zhì)條件下的探索和實(shí)踐，大采高綜采工藝在技術(shù)上已趨成熟。大采高綜采可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，相對(duì)一般分層綜采，具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）簡(jiǎn)化了回采巷道，降低了巷道掘進(jìn)率和巷道維護(hù)工作量； （ 2）避免了分層時(shí)做大量勘探煤厚的工作量及嚴(yán)格控制分層采高的困難，減少了工作面搬家次數(shù)及費(fèi)用； （ 3）大采高 采場(chǎng)過(guò)風(fēng)斷面大，為稀釋瓦斯創(chuàng)造了有利條件。 大采高綜采的缺點(diǎn)是適應(yīng)煤層厚度變化能力較差，對(duì)煤層及頂?shù)装逡筝^高。本礦井二 1煤煤厚 0～ ，厚度變化較大，煤層及頂?shù)装遢^軟，屬“三軟”煤層。大采高綜采采高大，支架重量大，由于采高大，采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈，如煤層及頂?shù)装逅绍洠ぷ髅嫒菀灼瑤?，支架容易下陷，推進(jìn)困難，也難以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。 根據(jù)礦區(qū)內(nèi)生產(chǎn)礦井以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，三軟煤層分層綜采單產(chǎn)也較低，僅為 350~500kt/a 的水平。機(jī)械化分層開(kāi)采工作面單產(chǎn)較低的原因，分析主要有以下兩個(gè)方面： （ 1）礦井煤層 及頂?shù)装遢^軟，回采上分層時(shí)，設(shè)備和支架是以松軟的煤層作底板，液壓支架易下沉或前傾，前探梁不能充分起到支撐頂板作用，容易引起片幫及冒頂，常導(dǎo)致機(jī)道阻塞，甚至壓埋采煤機(jī)組，清理機(jī)道、處理冒頂占用時(shí)間較多，致使開(kāi)機(jī)率低、產(chǎn)量低、效率低、效益差。 （ 2）由于煤層厚度變化大，煤層底板起伏不平，且規(guī)律不明顯，因此開(kāi)采下分層時(shí)，對(duì)機(jī)械化開(kāi)采更不利，底板隆起之處煤層薄，另外，開(kāi)采上分層時(shí)因煤層軟，難以保持上分層底板的平整，造成下分層頂部起伏不平。當(dāng)開(kāi)采下分層時(shí)，分層厚度變化大，常常難以構(gòu)成適宜機(jī)采的回采面，推進(jìn)困難，回采率 低，效率低。 而礦區(qū)實(shí)踐證明，綜采放頂煤?jiǎn)萎a(chǎn)高，效率高，成本低，巷道掘進(jìn)量小，可減少綜采設(shè)備的搬家次數(shù)，節(jié)省采面的安裝和搬遷費(fèi)用，對(duì)不穩(wěn)定厚煤層有較好的適應(yīng)性；其存在的主要問(wèn)題是：煤炭回收率相對(duì)稍低，原煤灰分相對(duì)較高，要求管理水平高。 由于“三軟”煤層大采高綜采及分層綜采存在較多的問(wèn)題，再加上經(jīng)過(guò)十幾年的探索，綜采放頂煤技術(shù)研究解決了“三軟”不穩(wěn)定厚煤層放頂煤一次采全高的工藝問(wèn)題。鄭煤（集團(tuán)）公司“三軟”不穩(wěn)定放頂煤采煤工藝研究也已獲得重大突破，部分綜采放頂煤工作面單產(chǎn)已達(dá) 。因此，結(jié)合鄭 州礦區(qū)新密煤田礦井生產(chǎn)情況，根據(jù)本礦井煤層賦存特點(diǎn)，對(duì)二 1煤的開(kāi)采設(shè)計(jì)采用綜采放頂煤采煤法。 回采工作面參數(shù)的確定 工作面長(zhǎng)度及推進(jìn)方向長(zhǎng)度 工作面長(zhǎng)度與地質(zhì)因素和機(jī)械設(shè)備能力、頂板管理等技術(shù)因素關(guān)系密切，直接影響生產(chǎn)效益，適當(dāng)加大工作面長(zhǎng)度，不僅可以減少工作面的準(zhǔn)備工程量，提高回采率，而且也相對(duì)減少了端頭進(jìn)刀等輔助作業(yè)時(shí)間，保證工作面高產(chǎn)高效。而提高工作面推進(jìn)方向長(zhǎng)度，可以減少搬家倒面次數(shù)，為工作面連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。 近幾年，隨著綜放設(shè)備 開(kāi)發(fā)水平的提高 和 采煤 工藝的成熟 ，陽(yáng)泉、潞安、晉城、鄭州等礦區(qū)綜采放頂煤工作面長(zhǎng)度一般為 120～ 200m，部分工作面加大到300m以上。參 照國(guó)內(nèi)礦井放頂煤工作面長(zhǎng)度，綜合鄰近井的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)認(rèn)為本礦井二 1 煤放頂煤綜采工作面長(zhǎng)度 150~180m左右，推進(jìn)方向長(zhǎng)度 2020m左右較為適宜。二 3 煤煤層厚度較小，采用薄煤層綜采解放下賦的二 1 煤層，根據(jù)考察多個(gè)礦井薄煤層綜采工作面長(zhǎng)度參數(shù)，工作面長(zhǎng)度 暫 按 110~120m左右 考慮，待取得二 3 煤開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)后可適當(dāng)加長(zhǎng)工作面長(zhǎng)度。 工作面采高 二 1 煤為厚煤層，井田內(nèi)煤層平均厚度 ，首 采區(qū)平均厚度 ，設(shè)計(jì)采用綜采放頂煤開(kāi)采，割煤高度取 ，放煤高度 ，采放比 1： 。 二 3 煤層煤厚平均 ，設(shè)計(jì)采用一次采全高薄煤層綜采采煤方法。由于二 3 煤屬不穩(wěn)定部分可采煤層，設(shè)計(jì)僅考慮其作為配采。 采煤機(jī)截深 目前我國(guó)綜采工作面的截深一般為 600～ 800mm，考慮到本礦井煤層及頂?shù)装寰^軟的實(shí)際情況， 為減少煤壁片幫， 設(shè)計(jì)采煤機(jī)截深取 600mm。 工作面設(shè)備選型 設(shè)備選型原則和裝備標(biāo)準(zhǔn) 建設(shè)高產(chǎn)高效礦井是煤炭工業(yè)的發(fā)展方向，提高礦 井機(jī)械化水平是發(fā)展高產(chǎn)高效的有效途徑。目前采煤機(jī)朝大功率、大截深、高速電牽引方向發(fā)展；運(yùn)輸設(shè)備朝大運(yùn)量、大功率、重型化、高強(qiáng)度、多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)、高自動(dòng)化方向發(fā)展；液壓支架朝簡(jiǎn)單實(shí)用、高工作阻力、高強(qiáng)度、高可靠性方向發(fā)展，采用電液控制系統(tǒng)，提高移架速度和安全性能。針對(duì)這種發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合本井田“三軟”煤層實(shí)際情況，在工作面主要設(shè)備選型時(shí)考慮以下原則： （ 1）機(jī)械設(shè)備的選擇首先滿足技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠、提高綜采設(shè)備的開(kāi)機(jī)率，達(dá)到高產(chǎn)高效。同時(shí)設(shè)備間相互配套，保證運(yùn)輸暢通，并增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)的緩沖能力，以期達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限 度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。 （ 2）為綜采工作面創(chuàng)造快速連續(xù)開(kāi)采的條件，加大工作面推進(jìn)方向長(zhǎng)度，減少搬家次數(shù)，并保證快速搬家。同時(shí)做到采、準(zhǔn)工作快，適當(dāng)增大巷道斷面特別是順槽斷面。 （ 3）對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，要求系統(tǒng)簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，工作人員能快速方便地到達(dá)工作地點(diǎn)。 xxxxxxx 礦井作為大型礦井，依照高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率、高效益的開(kāi)發(fā)建設(shè)原則，其工作面裝備需充分依靠科技進(jìn)步，立足國(guó)內(nèi)選擇先進(jìn)的高產(chǎn)高效、性?xún)r(jià)比高、安全可靠的采、掘、運(yùn)、支設(shè)備。 二 1 煤綜放工作面設(shè)備選型 （ 1）采煤機(jī) a、采煤機(jī)應(yīng)具有的 生產(chǎn)能力 采煤機(jī)應(yīng)具有的最小生產(chǎn)能力由下式計(jì)算： Qh=Qy179。 f/[D179。（ NM）179。 t179。 K] 式中： Qh—— 工作面設(shè)備所需最小生產(chǎn)能力， t/h； Qy—— 要求的工作面年產(chǎn)量， 179。 106t/a ； D—— 年生產(chǎn)天數(shù)， 按 330d 計(jì)算； f—— 能力富裕系數(shù)， ； 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(shí)數(shù)， 6h； K—— 開(kāi)機(jī)率， 。 則 Qh =179。 106179。 [330179。（ 41）179。 6179。 ]=589t/h b、采煤機(jī)裝機(jī)功率 裝機(jī)功率包括截割電動(dòng)機(jī)、牽引 電動(dòng)機(jī)、破碎電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)、機(jī)載增壓噴霧泵電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)功率總和。裝機(jī)功率由下式估算： P＝ Q179。 Hw＝ 589179。 ＝ 413kW 式中： P—— 裝機(jī)功率， kW； Q—— 采煤機(jī)生產(chǎn)率， 589t/h； Hw—— 比能耗，一般 ～ ，取 。 c、采煤機(jī)所需牽引力 據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，采煤機(jī)牽引力一般為其裝機(jī)功率數(shù)值的 ～ 1 倍。 d、確定滾筒直徑 滾筒直徑一般按最大采高的 倍考慮，滾筒直徑取 。 根據(jù)煤層的開(kāi)采技術(shù)條件、煤的硬度及采高，參照礦區(qū)內(nèi)工作面裝備情況，考慮到礦區(qū)內(nèi)設(shè)備的互換性，工作面 采 煤機(jī)實(shí)際訂貨資料為 國(guó)產(chǎn) MG250/600WD型無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)。 采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 211。 （ 2）工作面可彎曲刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī) 工作面刮板輸送機(jī)生產(chǎn)能力的選擇原則是保證采煤機(jī)采落的煤被全部運(yùn)出，并留有一定的備用能力。工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)滿足 ： Qc＝ Kc179。 Km179。 Ky179。 Qm ＝ 179。 179。 179。 589＝ 714t 式中： Qc—— 刮板輸送機(jī)應(yīng)具有的運(yùn)輸能力， t/h； Kc—— 采煤機(jī)截割速度不均衡系數(shù)， ； Qm—— 采煤機(jī)平均落煤能力， 589t/h； Km—— 采煤 機(jī)與刮板輸送機(jī)同向運(yùn)動(dòng)時(shí)修正系數(shù)， ； Ky—— 運(yùn)輸方向及傾角系數(shù)， 。 表 211 采 煤 機(jī) 技 術(shù) 參 數(shù) 表 項(xiàng) 目 單 位 參 數(shù) 備 注 采煤機(jī)型號(hào) MG250/600WD 電牽引采煤機(jī) 總裝機(jī)功率 kW 600 截割功率 kW 250179。 2 采高 M ～ 截深 Mm 600 滾筒直徑 M 驅(qū)動(dòng)方式 交流電牽引 牽引力 kN 535 牽引速度 m/min 0～ 供電電壓 V 1140 重量 T 41 經(jīng)計(jì)算工作面 前部 刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于 714t/h。 轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)能力應(yīng) 不小 于刮板輸送機(jī)能力。 根據(jù)采煤機(jī)生產(chǎn)能力、放煤能力及工作面長(zhǎng)度，并考慮各環(huán)節(jié)的能力配套及煤層生產(chǎn)能力潛力， 實(shí)際訂貨情況為： 前部刮板選用 SGZ764/500 型刮板輸送機(jī)、后部刮板選用 SGZ630/320 型刮板輸送機(jī)、 SZZ764/200 轉(zhuǎn)載機(jī)及 PLM1000 破碎機(jī) 因此 ， 二 1工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式、綜合機(jī)械化放頂煤一次采全高采煤方法 ,全部垮落法管理頂板，采放平行作業(yè)。 回采工藝 為了保證安全，采用及時(shí)支護(hù)：即在采煤機(jī)割煤后，先移架，再移刮板輸送機(jī)，工藝過(guò)程為割煤 移架 推溜。 采煤機(jī)的工作方式和進(jìn)刀方式 ： （ 1）工作方式：綜采工作面采煤機(jī)為雙滾筒，采煤機(jī)正常工作時(shí)，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(jī)操作安全，煤塵少，裝煤效果好。 （ 2）進(jìn)刀方式：綜采工作面的進(jìn)刀方式為工作面端部斜切進(jìn)刀，并且為割三角煤。其過(guò)程如下：①當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的輸送機(jī)已移近煤壁，采煤機(jī)身處尚留下一段下部