【正文】 截深，取滾筒寬度 ； Vq－采煤機截割時的最大牽引速度，取 3m/min；－煤的實體密度，取 。為了充分利用煤的壓張效應(yīng)，中厚煤層截深一般取 左右。P==P= KW375 KW=P0綜合以上各項選型原則,選用 MG150/375 液壓牽引采煤機。在頂板類、級大致估定的條件下，宜側(cè)重于選用防護性能較好的液壓支架，如掩護式支架或帶有護幫裝置的液壓支架。 支護設(shè)備的確定1)經(jīng)驗故算法計算支架工作阻力：P=NHFr式中 P—支架所需工作阻力(kN)； N—支架荷載相當(dāng)采高巖重的倍數(shù)，一般為 6～8，取N=8； H—采煤高度()； F—支護面積(取 )； r—頂板巖石容重(取 )；經(jīng)計算得：P=，即工作面支架合理工作阻力應(yīng)不小于 。 工作面刮板輸送機的參數(shù)確定 2101 綜放工作面采用偽傾斜長壁后退式綜采放頂煤采煤法，走向長度 304m，工作面長 146ｍ，煤層傾角 176。 SGZ630/264 型刮板輸送機的有關(guān)技術(shù)特征：出廠長度L=180m,q0=,m=450t/h,sp=610KN,v=,N=2132 KW。 A1= Am1/()=387t/h。工作面刮板輸送機和采煤機的配套要求是：(1)刮板輸送機的運輸能力必須與采煤機的運輸能力相匹配，即應(yīng)使刮板輸送機的運輸能力大于或等于采煤機的生產(chǎn)能力；(2)刮板輸送機的結(jié)構(gòu)型式及附件必須能密切與采煤機結(jié)構(gòu)相配套。瓦斯涌出量大的煤層，應(yīng)考慮通風(fēng)要求，優(yōu)先選用通風(fēng)面積大的掩護式或支撐掩護式液壓支架?；卷敿墑e：I 級頂板(周期來壓不明顯)、Ⅱ級頂板(周期來壓明顯)、Ⅲ級頂板(周期來壓強烈)、1V 級頂板(周期來壓極其強烈)。7）牽引力 電牽引采煤機的牽引力（KN）為裝機功率（KW）的 倍左右，個別可以增加到一倍左右。反之截割高度很大時煤層很容易片幫，頂板施加給支護設(shè)備的載荷也大，此時限制生產(chǎn)率的主要因素是運輸能力。工作可靠性高采煤機要達(dá)到高產(chǎn)高效，因此必須以高產(chǎn)量、高效益來獲取好的經(jīng)濟效益。液壓牽引采煤機 控制、操作簡單，功能齊全，適用范圍廣。采煤工作面“三機”配套尺寸，對采煤機結(jié)構(gòu)影響較大。如大采高成套設(shè)備中，由于 SGZC703/320 型工作面刮板輸送機機尾長度大于 MXA300/415 型采煤機搖臂長度，因而對該輸送機進(jìn)行了偏轉(zhuǎn)改型設(shè)計，使采煤機割煤能達(dá)到輸送機尾底座端部，滿足了兩設(shè)備的匹配要求。采區(qū)地表平坦，泗河在采區(qū)淺部流過。鉆孔長度為 1/2~2/3 工作面長，鉆孔直徑 50mm，孔距 50m，交錯布置。 ⑷工作面上下兩巷凡發(fā)生冒頂高度超過 2m 或空洞體積達(dá)到 6m3 應(yīng)及時充填或設(shè)導(dǎo)風(fēng)板，采取處理措施，記入專用記錄本中。⑷工作面上、下兩頭必須按規(guī)定設(shè)隔爆水袋。根據(jù)“古城礦井初步設(shè)計”及“首采區(qū)建筑物下采煤方法及巷道布置方案” ，確定采用條帶開采，隨著煤炭資源的日趨緊張，礦井下一步將采用條帶與全采想結(jié)合的采煤方法開采，現(xiàn)礦井全部采用綜采放頂煤工藝開采礦井現(xiàn)裝備三個回采工作面進(jìn)行回采，其中兩個回采面為輕型支架放頂煤回采工作面采用 ZF2400/16/24BH 型輕放支架，3MG200W2 型采煤機，SGD630/110N 型可彎刮板輸送機。、煤塵1) 本礦煤種屬氣煤，揮發(fā)份較高，勘探階段測試結(jié)果見表，有爆炸危險性。(2) 第四系下組水和侏羅系砂礫巖水是開采 3 煤層時礦井充水的補給來源，經(jīng)礦井排水后，水位均明顯下降。嘉祥斷層：落差 400～200m，西升東降，區(qū)內(nèi)奧灰與區(qū)外寒武系和前震旦紀(jì)變質(zhì)巖在深部接觸，大部地段為阻水邊界，但在北部地段為透水邊界。直接頂主要由粉砂巖、泥巖構(gòu)成，厚度 2～6 米，但巖性變化較大，上部常出現(xiàn)細(xì)砂巖或粉砂巖互層，下部漸變?yōu)榧?xì)粉砂巖，局部存在偽頂，以砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)泥巖為主。直接頂板為十 下 灰?guī)r，底板多為厚 2m 左右的灰黑色含鋁土質(zhì)的泥巖，局部變成深灰色的砂質(zhì)泥巖。全區(qū)僅有 5 個孔發(fā)現(xiàn)夾矸，夾矸層厚度在 ～ 之間，頂板多為深灰色的細(xì)砂巖或中砂巖，有時遞變成砂質(zhì)泥巖，厚度約為 。屬結(jié)構(gòu)簡單，大部可采的較穩(wěn)定煤層。33′～35176。 selection。1) 2 上 煤：位于山西組中上部，距山西組頂界 15～39m ，平均25m，煤厚 0～，平均 ，厚度變化較大?？刹蓧K段賦存深度為200～1210m 。圖 15 上煤層可采范圍分布圖6) 16 上 煤：位于太原組下部，煤厚 ～，平均 ，屬薄煤層，厚度變化較大。圖 16 上 煤層可采范圍分布圖頂?shù)装鍡l件1) 2 上 煤層直接頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，厚 3～5m，根據(jù)星村煤礦資料，其抗壓強度為 ～,屬穩(wěn)定頂板。區(qū)內(nèi)地勢平坦，地表水系發(fā)育，主要有泗河、京杭運河、白馬河等，自北向南流入南陽湖。地下水的逕流方向基本與地表水逕流方向一致，由東北向西南，南部鳧山的寒武系灰?guī)r、奧灰裸露區(qū)接受的補給水，順巖層的傾斜方向向北運動，與向南運動的水在露頭附近匯合，形成強逕流帶而入湖區(qū)。但隨礦井不斷延伸及產(chǎn)量的增加，礦井瓦斯含量可能略有增高。 煤層開采方式古城煤礦目前開采的煤層為 3 煤層，煤層厚度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，煤層中硬，可放性中等，適合機械化分層或放頂煤開采，“古城礦井初步設(shè)計”推薦采用網(wǎng)下放頂煤開采。⑵加強工作面通風(fēng)管理，工作面安全出口及進(jìn)風(fēng)巷及時維護，保證有足夠的通風(fēng)斷面，確保工作面風(fēng)量充足。3）自然發(fā)火預(yù)防措施⑴浮煤清掃工作必須徹底，工作面不得隨意留頂?shù)酌骸幦≌莆者m時資料，摸清規(guī)律，及時調(diào)整支護參數(shù)以降低地壓對生產(chǎn)的影響。2 綜采工作面設(shè)備選型計算 采煤工作面設(shè)計 工作面概況 綜采工作面長度 85m，走向長度平均 1121m。詳見附圖圖 2. 1 工作面采煤機進(jìn)刀方式 采煤設(shè)備配套要求 采煤工作面正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)能力 ①綜采工作面“三機”橫斷面配套尺寸關(guān)系 從頂板管理角度出發(fā)，支架前柱到煤壁的無立柱空間寬度越小越好。4）液壓支架應(yīng)達(dá)到的移架速度和液壓系統(tǒng)流量為了保證高產(chǎn)高效工作面采煤機連續(xù)割煤，整個工作面移架速度應(yīng)不小于采煤機連續(xù)割煤的平均割煤牽引速度。機身搖臂調(diào)高式采煤機 機身短窄，穩(wěn)定性好，但自開切口能力差，臥底量較小，適應(yīng)煤層起伏變化小，頂板條件差等特殊條件。所選的采煤機參數(shù)（如生產(chǎn)率、牽引速度、裝機功率等）應(yīng)滿足工作面高產(chǎn)高效的要求。截深決定著工作面每次推進(jìn)的步距，是決定采煤機裝機功率和生產(chǎn)率的主要因素，也是支護設(shè)備配套的一個重要的參數(shù)。5）截割速度 ,提高塊煤率, ～，少數(shù)機型只有 。一般情況下，根據(jù)直接頂?shù)念悇e和基本頂級別選擇架型。　　煤層傾角主要影響液壓支架的穩(wěn)定性能。依據(jù)計算，工作面排頭支架選用 ZFG4800/20/30 型液壓支架，該支架工作阻力為 4800kN，中間支架選用 ZFS4600/型液壓支架，支架額定工作阻力為 4600kN，支架額定工作阻力均大于 ，滿足要求。工作面日產(chǎn)量：（“1”表示與前部輸送機相關(guān)的量， “2” 表示與后部輸送機相關(guān)的量）A=LHJρNC 式中 Q r－工作面日產(chǎn)量，t； L－工作面長度，146ｍ。0? 重端運行阻力Wzh=[(q0 ＋q )Lcos?(q0+q)Lsin?]g 則 Wzh1 =[(+)146176。放煤采用“兩刀一放”,雙輪順序放煤,放煤步距 。一般薄煤層支架的移架力為 100~150KN；中厚煤層支架為150~300KN；厚煤層支架為 300~400KN?！　∶簩雍穸仁且簤褐Ъ苓x型的一項重要指標(biāo)。滾筒的端盤采用碟形結(jié)構(gòu)，以減少滾筒割煤過程中端盤與煤壁的摩擦損耗，減小了采煤機前進(jìn)過程中的牽引阻力 防倒、防滑裝置工作面屬緩傾斜工作面，平均傾角 176。但加大截深必然造成工作面空間空頂距加大，因此必須提高移架速度和牽引速度，并做到及時保護。由以上公式和給定條件求得：Qt= t/h Q= t/h Qm=采煤機生產(chǎn)率符合要求。按牽引機構(gòu)設(shè)置方式 內(nèi)牽引采煤機 結(jié)構(gòu)緊湊，操作安全，自護力強。 采煤機選型計算 采煤機類型及適應(yīng)性 采煤機是綜采工作面最主要的生產(chǎn)設(shè)備。1）工作面設(shè)備應(yīng)具有的生產(chǎn)能力 ybQfDTK??式中 Qb——設(shè)備應(yīng)具有的最小生產(chǎn)能力，t/h； Qy——工作面年產(chǎn)量，t； D——年生產(chǎn)天數(shù)； f——能力富裕系數(shù)，取 ～； T——每日生產(chǎn)時數(shù)（三采一準(zhǔn) T=18h）； K——開機率。放頂煤采用一刀一放,雙輪循環(huán)順序放煤工藝,放煤步距 ，初次放煤步距為 5m，距停采線10m 時停止放頂煤。配備電機型號為 YBF4508P，銘牌參數(shù)為：功率 P：2280kW。預(yù)計至1000m 水平地溫約為 23~34℃，平均 27℃左右。⑶井下風(fēng)速嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定控制，井下煤倉都應(yīng)保持一定的存煤，不得放空。正常生產(chǎn)時設(shè)兩個煤巷掘進(jìn)頭（綜掘）。 礦井開拓系統(tǒng)礦井采煤方法為傾斜長壁采煤法和走向長壁采煤法，礦井開拓方式為立井暗斜井多水平聯(lián)合開拓，礦井共分三個水平進(jìn)行開拓，包括已經(jīng)回采完畢的505m 水平，現(xiàn)正開采的水平 850m 水平，同時1000m 以深水平正在進(jìn)行三維地震勘探，最終資料將在 2022 年 4 月底提交，其開拓方案正在報主管部門審批。2 礦井涌水規(guī)律、1) 礦井涌水量與巷道長度的關(guān)系 礦井建設(shè)初期，礦井水主要來自于巷道掘進(jìn)，掘進(jìn)長度與礦井涌水量情況見表 ，從表中可以看出，掘進(jìn)長度與礦井涌水量并不完全呈正相關(guān)關(guān)系，這主要是由于揭露含水層的富水性不均一造成的。三灰厚 5m 左右，單位涌水量最大 ，巖溶裂隙發(fā)育不均一，富水性弱～中等。17 煤層底板一般為泥巖，厚 3m 左右，其抗壓強度為～，根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井資料，底板泥巖易吸水膨脹，造成底鼓而影響開采和運輸。含夾矸 1～2 層，厚 。全區(qū) 9 個鉆孔發(fā)現(xiàn)含有泥巖或砂質(zhì)泥巖夾矸 1 層，厚 ～。3) 6 煤：位于太原組上部，厚 0～，平均 ，屬薄煤層，上距 3 煤 40m 左右，下距三灰 12m 左右。本礦井含煤地層為太原組和山西組，含煤地層總厚 。 摘要針對如何提高礦井機械化水平這一亟待解決的問題，本課題著眼于礦井機電設(shè)備配套，旨在通過對礦山機電設(shè)備的合理選型和設(shè)計，使礦井生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)安全、高產(chǎn)、高效的要求。其中含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和太原組。3 煤屬于結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。礦井內(nèi)穿過層位點 58 個，其中可采點 15 個，不可采點 33 個，斷缺點 10 個，其可采性指數(shù)為，煤厚變異系數(shù)為 5%。礦井內(nèi)穿過層位點 54 個，其中可采點 43 個，不可采點 7 個，斷缺點 4 個，其可采性指數(shù)為 ，煤厚變異系數(shù)為19%。4) 17 煤層頂板巖性不穩(wěn)定，十一灰常和粉砂巖呈東西向條帶狀交替分布，有時相變成細(xì)砂巖、砂質(zhì)巖和泥巖，灰?guī)r的抗壓強度為 ～ MPa，空隙率 ～%，砂巖、砂質(zhì)泥巖的抗壓強度 ～ MPa，屬較穩(wěn)定—穩(wěn)定頂板。開采 3 煤層的直接充水含水層有 3 煤層頂?shù)装迳皫r和三灰，3 煤層頂?shù)装迳皫r厚 40m 左右，單位涌水量最大 ,一般小于 L/，富水性較弱，對煤層開采威脅不大，但在局部地段靜儲量較豐富，對礦井生產(chǎn)有一定的影響。2022 年 2103 工作面沿空送巷對 2105 工作面的空區(qū)積水進(jìn)行了排放水量達(dá) 13 萬立方米，對礦井的總排水量有一定的影響。另外，據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井資料，太原組各煤層均有自燃發(fā)火傾向。其中850m 水平南北兩翼皮帶巷一個巖石掘進(jìn)頭，850m 水平軌道巷一個煤巷掘進(jìn)頭（炮掘），工作面兩順槽兩個煤巷掘進(jìn)頭（綜掘）。⑵采區(qū)之間、工作面之間各進(jìn)回風(fēng)道均設(shè)有水幕進(jìn)行降塵。850m 水平地溫一般為 21~℃平均約 25℃,地溫梯度為 ℃/100m。功率 P： 2280kW。割煤深度為 ，放煤高度為 ，采放比為 1:。否則，采煤機采出的煤可能運不出去。否則，采煤機割下的煤可能運不出去。急傾斜煤層采煤機 牽引力較大，有特殊的工作機構(gòu)也牽引向?qū)аb置，適用于急傾斜煤層工作面。 實際使用中，考慮到工作中發(fā)生的所有類型的停機時間， ，如處理輸送機和支架的故障、處理頂?shù)装迨鹿实?，從而得到采煤機每小時的實際生產(chǎn)率 Qm 為Qkm2? t/h 式中 K2－與采煤機技術(shù)上的可靠性和完備性有關(guān)的系數(shù)，取～。加大截深的目的是為了提高生產(chǎn)率，減少液壓支架的移架次數(shù)。 采煤機的潤滑方式 采煤機的潤滑方式為飛濺式 滾筒結(jié)構(gòu) 截割滾筒為螺旋焊接結(jié)構(gòu)滾筒，為了適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的需要，提高開機率充分發(fā)揮電牽引采煤機的效力，截割刀具采用截齒、齒套、齒座三件組合式鎬型刀具，增加了端盤、葉片和殼體的厚度以提高滾筒的強度，增加其可靠性。底座是液壓支架的主要承載部件，它將頂板壓力傳至底板。3）移架力和推溜力移架力與支架結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、煤層厚度、頂板性質(zhì)等有關(guān)。采用 MG150/375 型雙滾筒采煤機割煤，煤層平均厚 ，采高 ，割煤深度為 ，平均放煤高度 ,采放比為 1:。0Y?運行阻力、牽引力和功率計算q=A/[(v+vk/60)] 由已知可得,q1 =387/[（+）]=q2 =