【正文】 400m 矸石井（管子井） → 400m 車場 → 400m東大巷 → 400m 北區(qū)石門 → 三采石門 →315 軌道上山 → 工作面上平巷 →31503 東工作面。 ② 頂板離層 采用 LBY3 型頂板離層指示儀監(jiān)測頂板巖層錨固范圍內(nèi)外離層情況。 礦壓觀測分析 頂板來壓及頂?shù)装宸诸惽闆r 自開切眼 5m開始設(shè)點進行觀測，先后經(jīng)歷了直接頂初次跨落、基本頂初次來壓、 六 次山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 周期來壓。 初次來壓當(dāng)量 (Pe) 值由基本頂初次來壓步距 (Lf)， 直接頂充填系數(shù) (N)和煤層采高 (hm)按式確定。 經(jīng)現(xiàn)場觀測，當(dāng)工作面基本頂初次來壓過后，工作面推進速度有所加快，再加上本工作面頂板冒落充填系數(shù)較大 ， 所以工作面基本頂周期來壓時，礦壓顯現(xiàn)不明顯 ，來壓強度也較低，整個工作面的支架立柱壓力值及活柱下縮量也均比正常推采時有所增高，但增幅不大。 支架的承載特征及適應(yīng)性分析 (1)支架的支護阻力頻率分布表 ， ， 及頻率分布直方圖 ， ， 。 (3)支架初撐力與工作阻力的相關(guān)性 一般情況下，支架工作阻力隨其初撐力的增大而增大。 ③ 活柱隨支護阻力減小而下縮，此類型占 %。無論是總增阻還是來壓期間與非來壓期間的增阻，其增阻值范圍基本都集中在 50~120kN 之間，增阻與降阻幅度均不大。計算公式為： VaSaSiSaSb VaVbVi ????? )( () 式中 Sa， Sb—Si 兩側(cè)已知距離， m，其中 SbSa； Si—固定點至煤壁的距離，分別是 1 2 3 450m； Vi—所求固定點（ Si）處的下沉速度， mm/h； Va － Vb—與 Sa 和 Sb 相對應(yīng)處的下沉速度， mm/h。通過觀測回采對巷道的圍巖位移量不是很大。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 4 薄煤層綜采工作面效益分析 掘進及回采成本 根據(jù)工作面配套設(shè)備型號，對工作面設(shè)備投資進行初步估算，需設(shè)備總投資約 萬元 。具體見比較表 。 31503 東工作面平均長 160m，按日完成 7 個生產(chǎn)循環(huán)，生產(chǎn)開機率為 60%，首采綜采工作面總裝機功率 約為 1078kW，故其回采電力費用為： 0 .4 5 1 0 7 8 6 0 % 3 0 0 2 4 5 .5 437800? ? ? ? ?(元 /t) 材料成本 分析 工作面材料消耗包括坑木、火藥、雷管、塑編網(wǎng)、截齒、油脂和乳化油等。 ⑨ 其它材料 包括鉆頭、鉆桿、注液槍、高壓管、鐵鞋、頂梁、 π 梁、高分子戧棚等消耗 ： 元/t。 ② 綜采工作面 根據(jù)工作面勞動組織安排 ， 考慮人員輪休 ， 綜采工作 面按每天 90 人 ， 人均月工資福利費用 1500 元計算 ， 則工作面噸煤工資費用為 ： 15009012/378000=(元 /t)。 綜采工作面比高檔普采工作面噸煤直接成本費用減少 。 (5)若頂板破碎必須及時移架支護頂板。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 ④ 應(yīng)加大側(cè)護板的強度和寬度，采用彈簧筒和側(cè)推千斤頂并用，并加大導(dǎo)向軸和銷連接裝置的強度，使側(cè)護板收與伸時不憋卡、不變形、不損壞 ，可有效地防止倒架。 ③ 采用單體液壓支柱阻止輸送機下滑。 ② 工作面輸送機每 20m 裝一組防滑千斤頂，千斤頂一端與輸送機連接，另一端通過錨鏈與液壓支架底座相連。移第二、三架時應(yīng)先對第一架支架及下方叢柱進行注液，以防傾倒。移架工要按照操作規(guī)程，跟隨采煤機及時移架，不得滯后。 綜采工作面直接成本 =++=(元 /t)。 ⑥ 油脂費用 綜采工作面油脂消耗較高，按 124kg/萬 t，油脂單價平均 元 /kg 計算 ， 則油脂噸煤消耗費用為 ： 124/10000=(元 /t)。 ⑦ 乳化液 噸煤消耗量 ， 單價 (元 /kg)， 噸煤費用 ： =(元 /t)。 表 高檔普采工作面設(shè)備折舊計算 序號 名稱 型號 數(shù)量 費用 （萬元） 折舊 (元 /t） 大修 （元 /t） 1 單體支柱 DZ14/16 1230 2 鉸接頂梁 HDJB1000 1540 3 采煤機 DY150 1 50 0． 17 0． 09 4 面刮板輸送機 SGw630/150 1 120 0． 31 0． 14 5 乳化液泵（ 2 泵 1 箱） DRB200/ 2 24 0． 02 0． 01 6 平巷刮板輸送機 SGW630/40T 1 30 7 接面 SD80 型皮帶機 SD80 4 200 其它電器設(shè)備及電纜 100 0． 09 0． 03 合計 (3)回采電力費用 ① 高檔普采工作面 XX 礦實測 15 層煤機采工作面電力消耗： =（元 /t） ， 接面及下巷運輸機電耗： 元 /t， 回采電力費用總計 元 /t。工作面上巷斷面為 ，長 840m；下巷斷面 ，長 840m；工作面切眼斷面 ， 長 160m。 (5)生產(chǎn)實踐表明，所選配套設(shè)備各項參數(shù)符合設(shè)計要求，具有配套合理，技術(shù)先進 ，質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定，高產(chǎn)高效等優(yōu)點，該型號支架能很好的適應(yīng) 15 層煤的頂板管理。下平巷兩幫平均移近量 ，最大移近量 89mm，平均移近速度 ，最大移近速度 。 表 底板比壓及剛度測試匯總表 超前壓力影響范圍的確定 (1)超前壓力影響范圍 31503 東工作面超前壓力采用 KY82 頂板動態(tài)儀測定，每隔 5m設(shè)一臺頂板動態(tài)儀 ， 共設(shè)了 10 臺 .數(shù)據(jù)整理采用線性插值法推算出煤壁前方固定點（至煤壁距離為定值處）的下項目 底 板 巖性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 全面平 均 底板比壓值pi（ MPa） 巖石 底板容許比壓值（ MPa） 拐點時壓入量 hi（ mm） 15 9 8 10 9 10 6 8 9 10 底板剛度 Si（ MPa/mm） 底板容許剛度 MPa/mm） 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 沉速度。 由于平衡千斤頂?shù)膲毫ψ兓苌喜繃鷰r的運動與支架位態(tài)的影響，因此，平衡千斤頂?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)在來壓期間與非來壓期間是不同的。支架承載后，即頂板壓力首先使 △ S △ S △ S3 壓實， 隨后頂板壓力增大，活柱才隨之下縮。工作 面支架增阻量有 %的比例分布在 0～ 500kN 范圍，還有 %多的支架基本沒有增阻量。頂板循環(huán)移近量 平均值為 ，最大值為 。來壓時，工作面中部煤壁 有一定片幫，頂板上方偶爾傳來震頂聲響，三個觀測區(qū)的支架立柱壓力最大平均值達(dá)到了 ，最大達(dá)到了，活柱循環(huán)縮量達(dá) ，最大達(dá)到了 。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 由現(xiàn)場實際觀測，工作面直接頂?shù)某醮慰迓洳骄酁?，由于 8＜ Lr＜ 15， Cz=，所以工作面直接頂屬于 3 類中等穩(wěn)定頂板。 ③ 選點測底板比壓時，沿工作面均勻布置 9 個點，計算時各測點值在基本頂一次周期來壓過后，進行底板比壓測量。 礦壓觀測的內(nèi)容與方法 (1)巷道礦壓觀測 ① 巷道表面位移 采用十字布點法安設(shè)表面位移觀測斷面，對頂?shù)装逡平考皟上镆平窟M行觀測。移架過程中應(yīng)使用好支架防倒防滑機構(gòu)，防止移架過程期間倒架、滑架和咬架、擠架，要保持支架垂直煤壁及輸送機。 采煤方法 采煤 方法 工作面采用走向長壁后退式開采法開采。 。 錨桿布置：錨桿間排距 10001100mm。 錨桿角度：靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度為與鉛垂線呈 30176。按中線掘進，單軌布置。 錨索：單根鋼絞線 ，長度 6m，加長錨固，采用 4 支 MSK2850 樹脂錨固劑。工作面切眼支護斷面圖錨索 圖 工作面切眼支護斷面圖 ① 頂板支護 Ⅰ 區(qū)：頂板采用錨帶網(wǎng)、錨索支護。距西幫 3m， 沿傾斜方向每隔 1m支設(shè) 1 棵戴帽單體液壓支柱 ， 支柱時穿鐵鞋。 表 其他設(shè)備選型 序號 名稱 數(shù)量 電壓 (V) 功率 (kW) 備注 1 BRW200/ 乳化液泵 2 1140 125 2 接面 SZD630/110 型轉(zhuǎn)載機 1 660 110 3 接面 SD80 型皮帶機 1 660 110 4 下巷皮帶機 SD80 1 660 110 5 入倉刮板機 SGW40T 1 660 55 合計 510 31503 東工作面 巷道布置及支護設(shè)計 工作面位置與毗鄰關(guān)系 進行綜采的首采面 31503 東工作面為擴大區(qū)三采區(qū)、 15 層煤東翼第三階段工作面，西部鄰近 315 運輸上山及 315 軌道上山，東部到邊界切眼，南部未開拓。 根據(jù)上述條件，采煤機可選用 MG132/300WB 型雙滾筒無鏈液壓牽引采煤機，其主要技術(shù)特征如下 表 。 為了調(diào)整支架，支架重量不可太大，在支護強度滿足的情況下，支架移架步距選擇較小為宜；另外受礦井配采限制，綜采工作面生產(chǎn)能力不宜大于 40 萬 t。 ③ 綜采工作面防滅火技術(shù) 對于低瓦斯礦井，在確保人員呼吸、設(shè)備冷卻及創(chuàng)造較好生產(chǎn)環(huán)境的前提下，風(fēng)量計算中各參數(shù)取下限以減少工作面兩端風(fēng)壓差。 (個別受斷層影響的塊段最大達(dá)到 30176。 ，斷層多地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。 ② 綜采支護回撤采用快 速移架方式，減少了高檔普采工作面人工回撤柱梁鞋工序，有力地保證了安全生產(chǎn)。 ② 工作面推進速度慢，工作面支護難度大，工作面及上、下平巷受壓力影響范圍大，上下平巷維護量大。 目前該煤層均采用走向長壁后退式采煤方法。礦井第二次延深勘探對第 15 煤層進行了煤塵爆炸試驗，各煤層均有煤塵爆炸危險性。) 傾向 (176。該段煤層可采指數(shù)為 ，變異系數(shù) %，屬賦存較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄煤層。 到東部的 25176。0 水平 )，第二水平（ 180m 水平），現(xiàn)已結(jié)束。這種狀態(tài)為各巖梁間的層面剪切破壞和深入煤壁前方斷裂創(chuàng)造了山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 條件。此時，由于煤層邊緣未遭破壞，覆蓋巖層保持了較高的接觸應(yīng)力，很難沿層面剪切滑移，這就決定了采場上覆巖梁間的離層不可能深入到煤壁前方。在進入 20 世紀(jì) 90 年代后，國內(nèi)外學(xué)者對綜放采場的巖層活動及礦山壓力顯現(xiàn)特點進行了研究，取得了一些較為一致的認(rèn)識。 國外開采同類煤層的綜采設(shè)備的類型和國內(nèi)相似，也大多采用滾筒采煤機和刨煤機，但由于其工作面設(shè)計合理，配套設(shè)備生產(chǎn)能力大，工作面年產(chǎn)量一般都超過200 萬 t，有些甚至超過了 300 萬 t。它是煤炭科學(xué)進步的方向之一，可以實現(xiàn)回采的安全，低耗，高效。例如，開采煤和瓦斯突出煤層時，薄煤層就是作為解放層被開采的。中硬以下的薄煤層層數(shù)占總層數(shù)的 %，總的來說，我國 ～ 的中硬以下的薄煤層占大多數(shù)，這些煤層有條件實現(xiàn)機械化開采。頂板為灰色到深灰色粉砂巖或粉細(xì)砂巖互層，穩(wěn)定性較差。綜觀全國形勢，薄煤層的開采越來越突出，已是一個急待解決的問題。我國自行研制和仿制的采煤機有 10 多個機型，但相對比較落后，應(yīng)該積極研制開發(fā)強力、高效、高能、可靠的第三代采煤機。同時，我國薄煤層開采工藝和技術(shù)裝備較為落后，致使大量薄煤層煤炭資源處于擱置狀態(tài)，縮短了礦井服務(wù)期限。 本篇論文主要通過研究該煤礦薄煤層綜采技術(shù)，結(jié)合國外在薄煤層開采方面取得的成果，提出合理的薄煤層高產(chǎn)高效開采工藝技術(shù) ， 解決工作面主要設(shè)備配套問題，探討薄煤層綜采面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和巷道支護技術(shù)，對改善工作環(huán)境，減少工人勞動強度，提高薄煤層采出率，具有重要的指導(dǎo)意義。 壓力顯現(xiàn)強烈的部位不一定是壓力高峰的位置。其中彈性區(qū)煤層處于彈性變形狀態(tài)，其壓力分布是一個高峰在彈塑性交界處并向縱深發(fā)展逐漸下降至原始應(yīng)力值的曲線，各部位壓力與該處煤層的壓縮成正比。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 2 薄煤層開采工藝研究 開采技術(shù)條件 礦井概況 XX 煤礦位于萊蕪煤田東部，屬華北石炭二疊系含煤地層，包括中石炭系本溪組，上石炭系太原組，下二疊系山西組。 煤層賦存條件 (1)煤層賦存條件 工作面的整體構(gòu)造形態(tài)為單斜，但其間有發(fā)