【正文】 第三節(jié) 綜 采 相關 配套 工程 XX 煤礦為了實現綜采，首先 應 對礦井開采方案進行優(yōu)化， 按綜采高產高效的要求進行 綜采 設計 和系統(tǒng)改造。 XX 煤礦 煤層賦存條件簡單， 煤層根據區(qū)內鉆孔資料及巷道揭煤 ： C5煤層厚度為 ，平均厚 ； C8 煤層厚度為 ，平均厚度為 ； C12 煤層厚度為 ，平均厚度為 。近年來，國內企業(yè)在吸收消化國外引進裝備先進技術的基礎上，單機生產能力和可靠性都大大提高，成套裝備生產能力已達到 1500～ 2021 噸 /小時，在適宜的煤層和礦井條件下，綜采工作面最好水平可實現年產 300～ 400 萬噸，并已 經在大同煤礦集團、淮南煤業(yè)集團、潞安煤業(yè)集團等大型礦井投入生產運行。最 大液壓支 架的支護高度已超過7m，中心距為 2m；最大工作阻力為 13000KN，支護強度為 ～ ，多數為兩柱或四柱掩護式；支架工作壽命循環(huán)次數超過 35000 次；快速移架 的液壓系統(tǒng)已將支架完成 “降、移、升 ”循環(huán)時間縮短至 10～ 12S；可滿足采煤機截深 800～ 1000mm 的工作需求。例如將液力耦合器、限矩摩擦離合器、調速耦合器等軟起動技術用于設備的過載保護；將液壓緊鏈器、自動伸縮機尾等 “機電一體化 ”技術用于設備 的自動化控制；而且，針對速度、溫度、電流及探傷等現代監(jiān)控檢測裝置也在不斷地用于刮板輸送機。 三、刮板輸送機 在綜采設備系統(tǒng)中，刮板輸送機不但是采煤工作面擔負運煤的運輸設備，還是采煤機的運行軌道和液壓支架的移動支點。近年研制的滾筒采煤機多采用 “積木式結構 ”，各單元之間沒有機械動力傳動，工作系統(tǒng)簡單可靠，主要部件和電機可以左右互換使用。它們的技術裝備水平，直接關系著生產效率和安全環(huán)保，是煤礦裝備發(fā)展的核心問題。但由于原設計原因，導致掘進巷道無軌道運輸系統(tǒng)，現有掘進需用材料、設備等運輸均采用人工運輸。 礦井地面安裝有 22m3 和 13m3 空壓機各一臺， 入井壓風主管路為100mm，支管路為 50mm， 壓風管路接至采掘頭面。 每個區(qū)段含可采煤層三層，煤層間的開采順序為 C C C12。 分別為 提升暗斜井 ，行人 暗斜井 和回風 暗斜井 ，三條暗斜井 掘 至一采區(qū)邊界與 +916 底部聯(lián)絡18 巷貫通，并在該處布置 礦井 主副水倉 。 334？資源量為 萬噸，采空消耗量為 萬噸。礦區(qū)水文地質類型為頂板裂隙水直接充水的裂隙充水礦床 ， 水文 地質條件屬簡單 類型 。 表 1－ 3 礦區(qū)可采煤層煤質特征一覽表 煤層 編號 原煤 精煤 煤 質 分 析 水分 （ Mad） 灰分 （ Ad） 揮發(fā)分 （ Vdaf） 全硫 （ Std） 固定炭 發(fā)熱量 （ MJ/kg） 粘結性 C5 原煤 粉狀 C8 原煤 粉狀 C12 原煤 粉狀 （三）煤的工藝特性 C5 煤層發(fā)熱量高，精煤回收率良好（ %），高灰熔點為（ T3 14101430℃ ）。簡易燃燒試驗無煙、無焰、僅發(fā)紅。半金屬光澤為主，絲絹關澤次之。 標志層二（ B2）為 C12 煤層頂部，龍?zhí)督M二段，為 深灰色粉砂質，中下部含泥質，見結核狀、星散狀及粉晶狀黃鐵礦， 顯水平層理及透鏡狀層理，產植物根莖化石。煤層厚 ，平均厚 ，含硫較高，當地俗稱 “下燒磺煤 ”。 煤層頂板為粉砂巖、泥質粉砂巖或細砂巖，厚 25m，底板為粘土巖、泥巖或粉砂巖。煤層厚度為 ～ ，含煤系數 %，含可采煤層 3 層，可采厚度為，可采率為 %。地層中見有自東向西展布的二級次生褶皺，斷層不發(fā)育，構造復雜程度中等。 三疊系下統(tǒng)茅草鋪組（ T1m） 該組共分為兩段，三疊系下統(tǒng)茅草鋪一段（ T1m1）及茅草鋪二段（ T1m2）。 （ 1）沙堡灣段（ T1y1）： 灰、紫灰色鈣質泥巖與薄層狀微晶泥灰?guī)r互層，局部夾含粉砂質鈣質泥巖，顯水平層理及脈狀層理 ， 厚度 ～ 。 （ 2）下含煤段（ P3l2）：厚 40m，由灰、深灰、灰黃色薄層泥巖、砂質泥巖、粉砂巖及煤層組成，厚度及巖性均較穩(wěn)定，其中可采煤層 12 號煤層。厚 289372m，平均約 331m。 I 回：來自 XX 變電站 10KV 線路 (專線，上一級電源為烏江電站和遵義電廠 )(約 7km)，為礦井主供電電源。 6 地震 根據《中國地震動參數區(qū)劃圖》（ GB18306－ 2021），礦區(qū)地震烈度為 6 度，地震動峰值加速度為 ?？傮w來看，區(qū)內地形地貌條件中等。 表 1－ 1 XX 煤礦礦權拐點坐標 北京坐 標（ 54） 拐點坐標 X 坐標 (m) Y 坐標 (m) A B 4 C D E F G H 西安坐標（ 80） 拐點坐標 X 坐標 (m) Y 坐標 (m) A B C D E F G H 礦區(qū)面積： ； 開采深度： +1207m～ +900m； 二 、自然地理、經濟狀況 地形地貌 本礦區(qū)位于云貴高原黔北地區(qū)，地貌為侵蝕、剝蝕、溶蝕的中山地貌，最高海拔位于礦區(qū)北西側的麻窩頂 ，最低點位于井田南部工業(yè)場地附近，海拔約為 970m，最低點分布有落水洞，相對高差 。 第一節(jié) 井田概況 一、 位置與交通 XX 煤礦位于貴州省 XX 縣城南西 8km 處，隸屬 XX 縣 XX 鎮(zhèn) 管轄。地理坐標：東經 106176。5 礦區(qū)巖體大部裸露，地形坡角 5176。 礦區(qū)地表水 XX 煤礦地處長江流域赤水河綦江水系赤水河上游臨江河支流兩岔河西岸，礦區(qū)內出露地表水有季節(jié)性沖溝，沖溝發(fā)育，臨江河支流兩岔河從礦區(qū)東側通過，并于朝陽洞北側 400m 落水洞處變?yōu)榉髁飨蚺R江河。 經濟狀況 XX 礦產資源較為豐富，煤炭工業(yè)是該縣的支柱產業(yè)，其次是建材、化工、冶金、輕工業(yè)。II 回：來自臨江變電站 10KV 線路 (農網，上一級電源為 XX 電廠 )(約8km)，為備用回路電源。 二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（ P3l）：由淺灰到深灰色、灰黃色薄層狀泥巖、砂質泥巖、粉砂巖、炭質泥巖及煤組成。煤層 相對穩(wěn)定，煤層自上而下硫、灰分逐漸減低，發(fā)熱量、固定碳逐漸增加。出露礦區(qū)南部。 （ 1）茅草鋪一段（ T1m1）： 灰色薄至中厚層狀微至細晶石灰?guī)r，含泥質石灰?guī)r；泥質石灰?guī)r，從上到下泥質含量逐步增加，局部具鮞狀，竹葉狀，內碎屑及縫合線構造。 褶皺 10 經 1:5000 地質填圖和鉆探工程控制，井田內存在小的起伏不大的背斜和向斜。 三、煤層 （一）含煤巖系及含煤特征 該礦區(qū)含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（ P31）：巖性為含泥質高之淺灰至深灰色薄層泥巖、砂質泥巖、泥質粉砂巖及煤層 ,厚度 96m。厚 14m。 以下是各可采煤層的主要特征 ， 見表 12： 表 12 礦區(qū)主要可采煤層特征一覽表 煤層 名稱 煤層厚度 （ m） 平均厚度 煤層結構 煤層傾角 （ 176。為含黃鐵礦質泥巖。具寬條帶及少量細條帶結構，內生裂隙發(fā)育，階梯狀斷口為主，參差狀、貝殼狀斷口次之，性較脆，硬度較大。 （二）化學性質 根據 貴州省地礦局一〇六地質大隊編制的《貴州省 XX 煤礦區(qū) XX 煤礦二號井 補充勘查地質報告》 及 2021 年 11 月重慶地質礦產 研究院提供的《貴州省 XX 縣 XX 煤礦檢驗報告》，該礦井的 C C C12 煤層的煤炭14 自燃傾向等級鑒定報告等資料： 灰分（ Ad）：根據煤質資料， C5 煤層平均灰分 %，為低灰煤；C8 煤層平均灰分 %，為低灰煤； C12 煤層平均灰分 %，為低灰煤。 C8 煤層化學活性（ CO2 分解率）：當溫度在 10001005℃ 時，氣化平均值 %； 機械強度 %（落下法）；熱穩(wěn)定性 S+13%為 %，S1%為 %。 六、 其它開采技術條件 瓦斯 根據貴州省能源局文件，黔能源發(fā) [2021]201 號《關于遵義市 工業(yè)和能源委員會 關于呈報 2021 年度煤礦瓦斯等級鑒定結果的報告 的批復》，礦井瓦斯絕對涌出量 ，相對瓦斯涌出量為 ，二氧化碳絕對涌出量為 ，二氧化碳相對涌出量為 。 在采礦權范圍外 +900m 以下；累計總資源量為 萬噸；其中332 類資源量為 萬噸。 根據礦區(qū)具體條件， 原設計 礦井內不設置水平，不設置巖層運輸大巷。 同一區(qū)段內工作面為走向長壁后退式回采，由采區(qū)兩翼向中部上（下）山方向推進。 19 礦井供水系統(tǒng) 50mm 管路接至采掘頭面。 開采設計優(yōu)化： 根據 XX 煤礦上綜采的實際，需對礦井開采方案進行優(yōu)化，取消原設計方案的采區(qū)劃分，礦井按一個采區(qū)進行布置，采區(qū)長度 3000m 左右，按雙翼布置，在井田中部布置主干巷道，工作面分別由西向東和由東向西后退式回采，工作面長度按 200m 設計。業(yè)內已形成共識，井下煤礦綜采工藝及其設備是企業(yè)實現高產高效和安全環(huán)保的最給力手段；世界主要產煤國家都在不斷增大井下煤礦綜采生產的比例。特別是現代最新滾筒采煤機，截割電機在搖臂上橫向布置，機身為框架結構，各主要部件安裝在框架內，搖臂鉸接在框架的兩端，通過控制液壓系統(tǒng)和調節(jié)液壓缸行程，即可改變截割滾筒的工作調度，而且給設備拆裝和維修帶來極大方便。在綜采設備的運行過程中，還要懸掛工作設備的電纜、水管及信號網線等。目前國內生產的刮板輸送機，已普遍采用新結構、新工藝和新材料，使產品不斷更新，技術性能日趨完善，可靠性和使用壽命顯著提高。 國內生產的中厚煤層液壓支架，其設計制造技術已經比較成熟；具有整體頂梁簡化結構、較大 工作阻力、可靠性和電液控制性能較好等特點。目前，我國生產25 能力最大的綜采成套設備 MG600/1400WD 型電牽引采煤機總功率1400kW、輸送能力最大的 SGZ1200/1575 型刮板輸送機總功率： 1575kW，兩柱掩護式液壓支架高度已達 米，工作阻力達到 8600kN 以上，已有 20 多個綜采工作面采用了先進的電液控制系統(tǒng) 。同此可以看出礦井 C8 煤層穩(wěn)定，厚度中等，煤層傾角 11176。 按綜采開采方式， XX 煤礦礦區(qū)范圍 內不再劃分采區(qū)， 按一個采區(qū)進行布置， 分東西 兩 翼開采 ，沿南北方向在井田中部布置采區(qū)主干巷道。 巷道斷面：運輸巷大于 10m2，回風巷大于 10m2，切割巷大于 12 m2。K 29 其中： L——工作面長度， 200m； B——采煤機截深，按 m； H——采高，平均 ； r——煤的密度， t/m3； K——回收率， ； Qg＝ 200＝ 351 噸 、生產安排 按日產量和一刀煤產量計算，日進刀數： n＝ 2021/351=(刀 )。 地質條件 C8 煤層：煤層產于龍?zhí)督M上 段 （ P3l3）底部，距 C5 煤層約 20m，以塊煤為主，結構單一，變化小，普遍夾三層含炭質粘土巖夾 矸()， 實際揭露 全煤層厚 ，平均 ，實際揭露部分局部達 。 煤層巷道 有底鼓現象。在此選用一次采全高掩護式液壓支架架型。實際采場礦壓觀測和相似條件的類比方法更能32 準確可靠地提供液壓支架設計所需的礦壓數據。因此，可得出下述關系： ? ????? ?hnqqp 21 式中： p考慮直接頂及老頂來壓時的支護強度； n老頂來壓與平時壓力強度的比值，稱為增載系數，取 2。按照行業(yè)標準 MT5541996《緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類》規(guī)定，直接頂屬于 Ⅰ ~Ⅱ 類直接頂。 6) 頂梁和掩護梁鉸接處使用圓弧包裹設計，實現工作范圍段全區(qū)域封閉不漏矸； 7) 頂梁與掩護梁在成夾角 178176。按照行業(yè)標準MT5531996《緩傾斜煤層采煤工作面底板分類》規(guī)定，屬于 Ⅱ ~Ⅲ 類底板。承受這些力并決定其穩(wěn)定性的唯一機構就是四連桿機構。 2) 行人空間處結構件邊緣全部圓角過渡圓滑處理，防止磕碰傷人。 采煤機裝機功率為截割電機、牽引電機、泵站電機等功率之和，由下式計算： P=QhHw 式中： P理論裝機功率， KW； Qh采煤機小時生產能力， ； Hw能耗比，一般 ，取 ； P== 實際生 產中，采煤機的裝機功率比正常割煤進 刀 所需的功率要多出30～ 50%，即實際裝機功率 N＝ (～ )P，以增強采煤機過地質構造時的破巖能力。并且具有過載、過流、以及漏電等綜合保護功能。 43 三、 刮板輸送機 選擇工作面刮板輸送機的主要原則是保證工作面的運輸能力。 設計工作面泵站流量 200L/min，要求兩泵一箱配置，詳細設計如下： 45 液壓系統(tǒng)操縱閥組中立柱和推移千斤頂均采用流量 200L/min 片閥 ,其余千斤頂采用 125L/min 片閥，主要完成立柱升降、推溜、移架、平衡千斤頂伸縮、側護板伸縮等動作。 平衡千斤頂的上、下腔由雙向鎖控制，上、下腔裝有 200L／ min 安全閥，千斤頂可以固定在行程范圍內的任何位置。 8102 工作面基本參數為：平均面長 100m，推進長度為 410m，平均煤厚 ，煤層