【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(diǎn)進(jìn)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(jìn)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(shí)，礦壓顯現(xiàn)不明顯，來壓強(qiáng)度也較 低，整個(gè)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(shí)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(hù)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(hù)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(jì)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(diǎn)至煤壁的距離，分別是 1 2 3 450m； Vi—所求固定點(diǎn)（ 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(jìn)及回采成本 根據(jù)工作面配套設(shè)備型號(hào)，對工作面設(shè)備投資進(jìn)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(gè)生產(chǎn)循環(huán)，生產(chǎn)開機(jī)率為 60%，首采綜采工作面總裝機(jī)功率約為 1078kW，故其回采 電力費(fèi)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(dòng)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(fèi)用 1500 元計(jì)算 ， 則工作面噸煤工資費(fèi)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(fèi)用減少 。 (5)若頂板破碎必須及時(shí)移架支護(hù)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(hù)板的強(qiáng)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(qiáng)度，使側(cè)護(hù)板收與伸時(shí)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(jī)下滑。 ② 工作面輸送機(jī)每 20m 裝一組防滑千斤頂，千斤頂一端與輸送機(jī)連接，另一端通過錨鏈與液壓支架底座相連。移第二、三架時(shí)應(yīng)先對第一架支架及下方叢柱進(jìn)行注液，以防傾倒。移架工要按照操作規(guī)程，跟隨采煤機(jī)及時(shí)移架，不得滯后。 綜采工作面直接成本 =++=(元 /t)。 ⑥ 油脂費(fèi)用 綜采工作面油脂消耗較高，按 124kg/萬 t，油脂單價(jià)平均 元 /kg 計(jì)算 ， 則油脂噸煤消耗費(fèi)用為 ： 124/10000=(元 /t)。 ⑦ 乳化液 噸煤消耗量 ， 單價(jià) (元 /kg)， 噸煤費(fèi)用 ： =(元 /t)。 表 高檔普采工作面設(shè)備折舊計(jì)算 序號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量 費(fèi)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(jī) DY150 1 50 0． 17 0． 09 4 面刮板輸送機(jī) 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(jī) SGW630/40T 1 30 7 接面 SD80 型皮帶機(jī) SD80 4 200 其 它電器設(shè)備及電纜 100 0． 09 0． 03 合計(jì) (3)回采電力費(fèi)用 ① 高檔普采工作面 XX 礦實(shí)測 15 層煤機(jī)采工作面電力消耗： =（元 /t） ， 接面及下巷運(yùn)輸機(jī)電耗： 元 /t， 回采電力費(fèi)用總計(jì) 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(shí)踐表明，所選配套設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，具有配套合理，技術(shù)先進(jìn) ，質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定，高產(chǎn)高效等優(yōu)點(diǎn)，該型號(hào)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(dòng)態(tài)儀測定，每隔 5m 設(shè)一臺(tái)頂板動(dòng)態(tài)儀 ， 共設(shè)了 10 臺(tái) .數(shù)據(jù)整理采用線性插值法推算出煤壁前方固定點(diǎn)（至煤壁距離為定值處）的下項(xiàng)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(diǎn)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí)， 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(shí)，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(gè)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(shí)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(diǎn)測底板比壓時(shí)，沿工作面均勻布置 9 個(gè)點(diǎn)，計(jì)算時(shí)各測點(diǎn)值在基本頂一次周期來壓過后，進(jìn)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(diǎn)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(jìn)行觀測。移架過程中應(yīng)使用好支架防倒防滑機(jī)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(jī)。 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(jìn)，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(hù)斷面圖錨索 圖 工作面切眼支護(hù)斷面圖 ① 頂板支護(hù) Ⅰ 區(qū)：頂板采用錨帶網(wǎng)、錨索支護(hù)。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(shí)穿鐵鞋。 表 其他設(shè)備選型 序號(hào) 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(jī) 1 660 110 3 接面 SD80 型皮帶機(jī) 1 660 110 4 下巷皮帶機(jī) SD80 1 660 110 5 入倉刮板機(jī) SGW40T 1 660 55 合計(jì) 510 31503 東工作面 巷道布置及支護(hù)設(shè)計(jì) 工作面位置與毗鄰關(guān)系 進(jìn)行綜采的首采面 31503 東工作面為擴(kuò)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(yùn)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(jī)可選用 MG132/300WB 型雙滾筒無鏈液壓牽引采煤機(jī)，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(hù)強(qiáng)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(jì)算中各參數(shù)取下限以減少工作面兩端風(fēng)壓差。 (個(gè)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(hù)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(jìn)速度慢，工作面支護(hù)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(hù)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(jìn)行了煤塵爆炸試驗(yàn)，各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)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(shí)，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(jìn)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(dòng)及礦山壓力顯現(xiàn)特點(diǎn)進(jìn)行了研究，取得了一些較為一致的認(rèn)識(shí)。 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(jī)和刨煤機(jī)，但由于其工作面設(shè)計(jì)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(jìn)步的方向之一，可以實(shí)現(xiàn)回采的安全，低耗，高效。例如，開采煤和瓦斯突出煤層時(shí)，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(shí)現(xiàn)機(jī)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(gè)急待解決的問題。我國自行研制和仿制的采煤機(jī)有 10 多個(gè)機(jī)型，但相對比較落后，應(yīng)該積極研制開發(fā)強(qiáng)力、高效、高能、可靠的第三代采煤機(jī)。同時(shí)，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(hù)技術(shù)，對改善工作環(huán)境，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)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(qiáng)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(gè)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