【正文】 開拓和巷道布置。本方案利于井田東北部邊角煤的開采，也有利于井田開拓和巷道布置。 方案二： 工業(yè)廣場(chǎng)在井田內(nèi) 東南部，離公路較近。因此，確定方案二為最優(yōu)方案。 運(yùn)輸設(shè)備選型 煤炭運(yùn)輸設(shè)備選型 本礦井大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，井底不設(shè)煤倉(cāng)，并與主斜井共用一條膠帶輸送機(jī)， 25 輸送能力確定為 600t/h，煤層傾角 1186。礦井投產(chǎn)時(shí)，副斜井井口至 首采工作面運(yùn)距約 ，至大巷端頭運(yùn)距約 。 （ 1）上下班集中運(yùn)送人員選用 WCQ3C 型無軌膠輪人車。 最大速度： 23km/h 轉(zhuǎn)彎半徑： 離地間隙： 220mm 外形尺寸： 5500 2063 2250 mm 車輛自重： 5t （ 3）運(yùn)送散裝貨物（矸石、水泥砂石）選用 WCQ3C型自卸車廂式無軌膠輪材料車。主要技 術(shù)參數(shù)如下： 發(fā)動(dòng)機(jī)： FB4105 型 發(fā)動(dòng)機(jī)功率： 50kW 額定載重量： 額定斗容量： 最大牽引力： 38kN 最大掘起力： 40kN 最大車速： 28km/h 27 爬坡能力： 14176。副斜井井口至礦井投產(chǎn)時(shí)最遠(yuǎn)作業(yè)點(diǎn)首采工作面運(yùn)人每往返一次的循環(huán)時(shí)間約 32min；運(yùn)材料每往返一次的循環(huán)時(shí)間約 46min。 2 臺(tái) WCQ3C 型固定車廂式無軌膠輪材料車投產(chǎn)時(shí)運(yùn)材料每班最大計(jì)算總運(yùn)行時(shí)間約為 ，平均每臺(tái)車每班運(yùn)行 。在 101盤區(qū)南部靠近工業(yè)廣場(chǎng)附近布置一個(gè)首采工作面。同時(shí)，工作面長(zhǎng)度與地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件、采煤設(shè)備能力、技術(shù)水平、管理水平等因素有關(guān)。 3. 工作面生產(chǎn)能力的計(jì)算 按下式計(jì)算工作面生產(chǎn)能力 dcLmLA gg ?????? ? 式中 gA 單工作面生產(chǎn)能力 ,萬噸 /年 。 ? 煤的容重 ,取 /米 3 。 31 201 首采工作面長(zhǎng)度為 100米，工作面年推進(jìn)長(zhǎng)度為 960米，采高為 米 ,工作面回采率取 ，煤層容重為 3/mt ， 101 盤區(qū)工作面生產(chǎn)能力為 萬噸 /年。頂板基本頂巖性為細(xì)砂巖、中砂巖和厚層粉砂巖，巖石質(zhì)量中等，巖體中等完整，煤層頂板屬穩(wěn)定頂板，以難冒落頂板為主，底板由粉砂巖和泥質(zhì)砂巖組成。 針對(duì)本井田內(nèi)煤層平均厚 ，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 ，設(shè)計(jì)認(rèn)為布置一個(gè)高檔普采工作面回采，就能滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力要求，但用高檔普采分層，如果分兩層，每層開采 ，那么就需要丟失約 厚的煤，并且下井人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差，如果分三層開采，則難度更大，安全性更差（尤其對(duì)自燃發(fā)火煤層而言）。分層綜采雖然技術(shù)比較成熟，煤炭回收率高，但由于自動(dòng)鋪網(wǎng)裝置和工藝技術(shù)沒有取得重大突破，從而制約了綜采設(shè)備能力的發(fā)揮。 總體來說，綜合機(jī)械化壁式采煤體系可以提高資源回采率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，又可大幅度提高工效，減少安全事故的發(fā)生，但是上綜采必須要加大資金投入力度，大幅增加生產(chǎn)成本，另外上綜采就必須提高礦井的生產(chǎn)能力，從而導(dǎo)致了礦井服務(wù)年限必將縮短；最主要的是蘇家壕煤礦在受到火燒區(qū)及水源保護(hù)區(qū)切割后，其可采范圍很不規(guī)則，加之受三不拉斷層帶影響，本井田內(nèi)次生小斷層 將會(huì)增多，對(duì)綜采來說工作面走向長(zhǎng)度太短，推進(jìn)受限，搬家次數(shù)過于頻繁。 回采方式 1．工作面巷道布置 工作面布置三條巷道，其中一條為膠帶機(jī)運(yùn)輸巷道，一條為回風(fēng)巷道，另一條為輔助運(yùn)輸巷道 。工作面采煤機(jī)落煤后運(yùn)至工作面運(yùn)輸巷中的給料破碎機(jī)，破碎后由橋式轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載至膠帶輸送機(jī)。 4） 進(jìn) 刀 （作出口） 方式： 工作面 采用采煤機(jī) 端部斜切進(jìn)刀 自作出口方式作出口， 采煤機(jī)割 煤 到 機(jī)尾 端頭后，將前 （左） 滾筒降下來 后（右）滾筒升起呈割頂煤狀態(tài) ，返回進(jìn)行斜切進(jìn)刀，同時(shí)液壓 33 支架滯后采煤機(jī)跟機(jī)移架 ； 直到走完彎曲段進(jìn)入溜子的直線段，然后 將煤機(jī)至機(jī)尾段的溜子推直；采煤機(jī)升起左滾筒 向 溜子機(jī)尾方向運(yùn)行割三角煤 至機(jī)尾端頭 ； 然后采煤機(jī)返回 ，左滾筒割底煤、右滾筒割頂煤 進(jìn)行正常割煤。 端頭斜切進(jìn)刀 采煤機(jī)運(yùn)行的 總長(zhǎng)度 約 為 10m+2 10m=30m。 （三）運(yùn)煤 1） 工作面選用 SGZ764/320 型可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)。 34 圖 441 采煤機(jī)進(jìn)刀方式 （四）工作面支護(hù) 1）工作面頂板支護(hù) 選用 FYS300019/26 型放頂煤支架。 （ 3）拉架過程中如發(fā)生 頂板破碎、冒頂時(shí)，應(yīng)及時(shí)超前拉架、擦頂拉架或帶壓拉架，以防止頂板繼續(xù)冒落。 （ 2）正：支架定向前移，不上下歪斜，不前傾后仰。 （ 6）緊：使頂梁緊貼頂板，移架后支架必須達(dá)到初撐力。 （ 2）工作面 控頂距 離 支 架頂梁長(zhǎng) 2567mm， 頂梁距煤壁端面距 433mm，煤機(jī)進(jìn)刀量 800mm。每班 由 班 長(zhǎng)負(fù)責(zé)對(duì)工作面上下推進(jìn)度進(jìn)行測(cè)量，并觀察上下安全出口的寬度，根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整，對(duì)兩出口煤壁及頂板片幫進(jìn)行處理，保證行人寬度。 （ 4） 人員通過上下安全出口時(shí)，提前檢查行走路線 頂、底、幫安全狀況，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，確認(rèn)安全后，方可通過。 800250020045001200 10002300 圖 442 回風(fēng)順槽斷面圖 （ 2）進(jìn) 風(fēng)順槽 采用錨桿支護(hù)， 巷 高 ， 巷寬 ， 錨桿間排距為 800 800mm。 （ 4） 架棚支柱 應(yīng)打成一條直線，支柱 的初撐力不小于 50KN。 （ 6） 單體支柱三用閥中心線必須平行于巷道中心線，卸液口對(duì)采空區(qū)。盤區(qū)巷道之間間距 50m，兩側(cè)各留 50m保安煤柱，盤區(qū)回風(fēng)巷沿 2－ 2煤頂板布置，盤區(qū)輔助運(yùn)輸巷和盤區(qū)膠帶機(jī)運(yùn)輸巷沿 2－ 2煤底板布置。主、副、回風(fēng)斜井采用混凝土砌碹支護(hù)。大巷及區(qū)段巷掘進(jìn)時(shí)，還配備有混凝土噴射機(jī)、混凝土攪拌機(jī)、混凝土噴射機(jī)手、混凝土攪拌機(jī)除塵器等設(shè)備。 201 工作面設(shè)備技術(shù)參數(shù)如表 461 所示。自然瓦斯成分中，氮?dú)庹?～ 100％，二氧化碳占 0～ ％，甲烷占 0～％，重?zé)N含量為 0，煤層瓦斯分帶屬二氧化碳－氮?dú)鈳В?CO2～ N2帶）。 地 溫 42 根據(jù)《陜西省神木縣蘇家壕煤礦補(bǔ)充勘探報(bào)告》提供的資料，本井田無明顯地溫異常，無地?zé)嵛：?。通風(fēng)系統(tǒng)為主斜井、副斜井→膠帶運(yùn)輸機(jī)大巷、輔助運(yùn)輸大巷→區(qū)段膠帶機(jī)運(yùn)輸巷、區(qū)段輔助運(yùn)輸巷→工作面→區(qū)段回風(fēng)巷→回風(fēng)大巷→回風(fēng)斜井→引風(fēng)道→地面。暫時(shí)沒有條件獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面，其回風(fēng)混入進(jìn)風(fēng)風(fēng)流，但應(yīng)保證掘進(jìn)的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中空氣成分符 合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。 則 Q 礦 ＝ 4 32 2．按井下用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算礦井風(fēng)量。 min)。 ③ 德國(guó)、日本要求使用柴油機(jī)的配風(fēng)量不少于 4～ 6m3/(kWkW ；第二臺(tái)加單臺(tái)的 75%；第三臺(tái)及以上各臺(tái)分別按第一臺(tái)柴油機(jī)設(shè)備所需風(fēng)量的 50%計(jì)算。 （二）礦井通風(fēng)負(fù)壓及等積孔 根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)及礦井總風(fēng)量，利用計(jì)算機(jī)程序解算通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過計(jì)算，礦井生產(chǎn)能力達(dá)到 ，通風(fēng)容易時(shí)期負(fù)壓為 590Pa，困難時(shí) 期負(fù)壓為 771Pa；容易時(shí)期等積孔 為 ，困難時(shí)期等積孔為 。 預(yù)防瓦斯災(zāi)害的措施 本礦井雖然沼氣含量很低，但在生產(chǎn)建設(shè)中仍應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定并按 瓦斯礦井管理，防止瓦斯爆炸，同時(shí)設(shè)計(jì)上采取以下措施： 1．對(duì)采掘工作面、主要機(jī)電設(shè)備硐室、瓦斯?jié)舛纫壮薜攸c(diǎn)，設(shè)置瓦斯自動(dòng)報(bào)警儀。 5．加強(qiáng)通風(fēng)管理，保證所有作業(yè)場(chǎng)所有足夠風(fēng)量和適宜風(fēng)速，以沖淡和排除井下涌出的瓦斯；對(duì)廢棄巷道和盲巷及時(shí)密閉， 并掛牌注明。 2．井筒、井底車場(chǎng)、膠帶運(yùn)輸機(jī)巷、輔助運(yùn)。 防火災(zāi)及煤層自燃措施 （一）預(yù)防井下火災(zāi)的措施 井 筒 名 稱 容 易 時(shí) 期 困 難 時(shí) 期 進(jìn) 風(fēng) (m3/s) 回風(fēng) m3/s) 等積孔 負(fù)壓 (Pa) 進(jìn) 風(fēng) (m3/s) 回風(fēng) m3/s) 等積孔 負(fù)壓 (Pa) 主斜井 副斜井 回風(fēng)斜井 395 合 計(jì) 395 568 46 1．進(jìn)風(fēng)井口有條件的必須設(shè)置防火鐵門，沒有條件亦要有防火措施，以免外因火災(zāi)波及井下。 3．加強(qiáng)通風(fēng)管理，在主要進(jìn)、回風(fēng)巷聯(lián)絡(luò)巷中設(shè)置不少于 2道的雙向風(fēng)門，掘進(jìn)工作面局扇應(yīng)裝設(shè)三專一閉鎖設(shè)施，保證局扇可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。 礦井通風(fēng)各時(shí)期進(jìn)風(fēng)井、回風(fēng)井的風(fēng)量和負(fù)壓、等積孔計(jì)算結(jié)果見表 5－ 2－ 5。［ 150（ 1+） +100 ］＝ m3/s， 5．其它地點(diǎn)需風(fēng)量 按上述井下需風(fēng)量之和的 5%計(jì)算，則： Σ Q 其它 = m3/s 6．礦井總風(fēng)量 Q 礦 =（ 20++5） =，取 60 m3/s。所以單位功率配風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)為： 4m3/分 /馬力。 44 ② 英國(guó)要求不少于 m3/(kW 3．采煤工作面風(fēng)量 Q采 =60VcScKi 式中： Q采 —— 采煤工作面需風(fēng)量， m3/min； Vc—— 回采工作面適宜風(fēng)速，按 ； Sc—— 回采工作面平均有效斷面，取 20m2； Ki—— 工作面長(zhǎng)度系數(shù)， 。 風(fēng)量負(fù)壓及等積空計(jì)算 （一）風(fēng)量計(jì)算 43 本礦井為低瓦斯礦井，根據(jù)現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，設(shè)計(jì)分別按照井下同時(shí)工作的最多人數(shù)和按采煤、掘進(jìn)、獨(dú)立回風(fēng)硐室及其它用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算，并取其中最大值。位于工業(yè)場(chǎng)地東南部。 2．漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單。 煤的自燃傾向 根據(jù)《陜西省神木縣蘇家壕煤礦補(bǔ)充勘探報(bào)告》提供的資料， 22 煤層還原樣著火點(diǎn)與氧化樣著火點(diǎn)溫度差值（Δ T13） 在 12～ 42℃之間，均屬很易自燃煤層 。 班次 工種 早班 （檢修） 中班 夜班 合計(jì) 采煤機(jī)司機(jī) 1 2 2 5 支架工 1 2 2 5 三機(jī)司機(jī) 1 3 3 7 電工 1 2 2 5 泵站工 1 1 1 3 放煤工 2 2 5 班長(zhǎng) 1 1 1 3 隊(duì)長(zhǎng) 1 1 1 3 技術(shù)員 1 2 2 5 合計(jì) 8 16 16 40 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析 201 工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表 481 所示 。根據(jù)煤層賦存條件，工作面采用放頂煤開采，針對(duì)其特點(diǎn)，工作面設(shè)備選型主要考慮以下原則： 39 （ 1）技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)單、維修方便、運(yùn)行可靠、生產(chǎn)能力大。 井下各種巷道斷面尺寸及支護(hù)方式見表 4－ 3－ 1。 38 巷道掘進(jìn)與掘進(jìn)機(jī)械化 巷道斷面與支護(hù)方式 根據(jù)巷道圍巖特性、維護(hù)時(shí)間及礦井建設(shè)材料的供應(yīng)情況，設(shè)計(jì)確定井下開拓巷道（大巷）一般采用錨噴支護(hù)，局部破碎地段或交叉口可視具體圍巖條件增加鋼筋網(wǎng)。 在井田中央布置一組盤區(qū)巷，在盤區(qū)巷兩側(cè)布置條帶工作面。 （ 5）扶棚、撤棚 時(shí)必須先檢查頂幫情況，確認(rèn)安全 后方可進(jìn)行。進(jìn)風(fēng)順槽斷面圖見 443所示。 回風(fēng)順槽 超前 支護(hù)采用超前 30 米扶 傾向 架棚 ，棚梁用長(zhǎng) 、直徑不小于φ 12mm 的圓木，棚腿用規(guī)格 單體 液壓支柱 ，一梁 兩 柱， 支柱排距 ，棚距 ，工作面?zhèn)纫慌胖е料飵途嚯x 400mm。 （ 2） 嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，交接班時(shí)，班長(zhǎng)必須對(duì)安全出口、工作面安全情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無危險(xiǎn)后，方準(zhǔn)人員進(jìn)入工作面。 最 小控頂距： 2567＋ 433=3000mm。 （ 8）凈：將底板上的浮煤，浮矸清理干凈，保證支架和刮板輸送機(jī)順利前移。 （ 4）勻：支架間距要按規(guī)定保持均勻。 （ 5）拉架時(shí)立柱下降 100～ 150mm，以能拉動(dòng)支架為原則，在破碎頂板下必須帶壓移架，A A A A A A A A (a) (b) (c) (d) AA AA AA AA (a)起始 （ b）斜切并移 直輸送機(jī) （ c）割三角煤 （ d）開始正常割煤 35 移架過程中應(yīng)及時(shí)調(diào)架。 3）移架的注意事項(xiàng) （ 1）拉架時(shí)必須使支架保持一條直線。 （ 2） 破碎機(jī) 破碎機(jī)選用 PE600 750顎式破碎機(jī)破碎機(jī)。采煤機(jī)每割一刀煤，支架溜子推移一個(gè)步距為完成一個(gè)循環(huán)，往返一次割兩刀煤。具體采煤機(jī)進(jìn)刀方式見 圖 443所示。 2） 為了保證運(yùn)輸機(jī)正常運(yùn)行，采煤機(jī)司機(jī)必須嚴(yán)格控制采煤機(jī)牽引速度，防止工作面運(yùn)輸機(jī)過負(fù)荷。為適應(yīng)放頂煤設(shè)備需要，工作面巷道寬均為 ,各巷均采用錨桿支護(hù)，由錨桿鉆機(jī)來完成。 根據(jù)設(shè)計(jì)委托書要求，結(jié)合礦井煤層厚度、硬度、埋藏深度以及頂?shù)装鍡l件，由于該區(qū)斷層多，小煤窯及火燒區(qū)破壞嚴(yán)重，可采煤層被分割成大小不等的不規(guī)則區(qū)域的特點(diǎn)。同時(shí)，由于揭露煤層次數(shù)的增加，加大了采空區(qū)丟煤與空氣的接觸時(shí)間，使煤層更易自燃發(fā)火，不利于礦井安全生產(chǎn)。根據(jù)下分層頂板形成條件的不同，分層綜采又分為人工假頂分層綜采和留煤皮假頂分層綜采。井田東部為火燒區(qū)，西部有水源保護(hù)區(qū)，將煤層分割成很不規(guī)則的塊段，另外東部火燒區(qū)的界限現(xiàn)還不能完全確定，因此在采煤方法的選擇上要考慮到這一點(diǎn)。 本井田 2－ 2煤基本全區(qū)可采，煤層厚度 ～ ，平均 ，煤層傾角 1176。 d年工作日，取 300 天。 m采高 ,米 ,取 米 。 由井田開拓方式等因素的影響 ，首采工作面推進(jìn)長(zhǎng)度布置 1000m，工作面長(zhǎng) 100m，