【文章內(nèi)容簡介】 工作面采煤、裝煤、運煤方式及設(shè)備選型 本設(shè)計 采用一 個綜采工作面來保證 礦井 900kt/a 的設(shè)計生產(chǎn)能力，回采工作面 采用綜合機械化采煤工藝，回采工作面采、裝、運全部實現(xiàn)機械化。 回采工作面設(shè)備詳見下表。 15 號煤層上分層綜采工作面主要設(shè)備配備表 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 功率 （ kw） 數(shù)量 采煤機 MG571WD 571 1臺 可彎曲刮板輸送機 SGZ764/264 264 1臺 轉(zhuǎn)載機 SZZ764/132 132 1臺 破碎機 PCM110 110 1臺 可伸縮膠帶輸送機 SSJ1000/1602 320 1臺 液壓支架 ZZ4200/15/32 68架 單體液壓支柱 DZ3025/100 140根 乳化液泵站 WRB200/ 132 1臺 18 噴霧泵站 XPB250/ 30 1臺 煤層注水泵 5D2/150 13 1臺 回采工作面采煤和運煤設(shè)備進行設(shè)備選型 如下 。 回采工作面采煤設(shè)備 （ 1） 回采 工作面采高的選擇 設(shè)計按 15 號煤上分層煤厚 左右進行采煤設(shè)備選型。 （ 2）采煤機截深的選擇 目前國內(nèi)普遍采用的截深為 600— 800mm，考慮到本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及管理水平，設(shè)計選用采煤機截深為 600mm。 （ 3） 回采 工作面長度的選擇 回采 工作面長度可用下式計算： L＝12rQK NHB CK? 式中： L —— 回采 工作面長度，（ m）； Qr—— 回采 工作面日產(chǎn)量， 15號煤層 回采 工作面年產(chǎn)量為 900kt/a，按 330d計算， Qr＝ 2727t； Kl—— 正常循環(huán)率取 ； K2—— 截割有效系數(shù)， K2＝ ； N—— 日循環(huán)次數(shù)， N=15； H—— 回采 工作面煤層厚度， H＝ ； B—— 循環(huán)進尺， B＝ ； γ —— 煤的容重 ， γ ＝ t/ m3； C—— 回采 工作面回采率 ， C＝ 95%。 19 L＝ 2727/ 15 ＝ （ m） ,取整數(shù)L=100m。 (4) 采煤機計算割煤速度 式中： Vc＝ n (L＋ 30－ Lc)/(KcTd－ n Tc) Vc—— 計算割煤速度， m/ min； n—— 回采 工 作面日循環(huán)數(shù)， n＝ 15； L—— 回采 工作面長度， L＝ 100 m； Lc—— 采煤機總長， Lc＝ m； 30—— 進刀割煤長度， m； Kc—— 采煤機平均日開機率， Kc＝ ； Td—— 回采 工作面日生產(chǎn)時間， Td＝ 1080min； Tc—— 采煤機進刀停頓時間， Tc＝ 。 Vc＝ 15（ 100＋ 30－ ） /（ 1080－ 15 ）＝ (5) 采煤機計算循環(huán)時間 T＝ (L＋ 30－ Lc)/ Vc＋ Tc 式中： T—— 采煤機計算循環(huán)時間， min； L—— 回采 工作面長度 ， L＝ 100 m； 30—— 進刀割煤長度， m； Lc—— 采煤機總長， Lc＝ . m； Vc—— 采煤機計算割煤速度 ,Vc=； Tc—— 采煤機進刀停頓時間， Tc＝ ； T ＝ (100＋ 30－ )/ ＋ ＝ min 20 (6) 采煤機最大割煤速度 Vmax＝ K Vc 式中： Vmax—— 采煤機最大割煤速度， m/ min； K—— 采煤機割煤不均均衡系數(shù)，取 ； Vc—— 采煤機計算割煤速度， Vc =。 Vmax＝ ＝ (7) 采煤機最大生產(chǎn)能力 Qmax＝ 60BKHγ Vmax Qmax—— 采煤機最大生產(chǎn)能力， t/h； B—— 循環(huán)進尺， B＝ ； K—— 截割有效系數(shù)， K＝ H—— 回采 工作面煤層厚度， H＝ ； γ —— 煤的容重，γ＝ t/ m3； Vmax—— 采煤機最大割煤速度， 。 Qmax＝ 60 ＝ (8) 采煤機計算裝機功率 按采煤機單位能耗計算采煤機功率 N＝ QmaxHw 式中： N—— 采煤機計算裝機功 率， kW； Qmax—— 采煤機最大生產(chǎn)能力， Qmax ＝ ； Hw—— 采煤機能耗系數(shù)， Hw＝ kW h/ t。 N＝ ＝ 425kW 根據(jù)以上計算，充分考慮本井田 15號煤層的硬度、夾矸及過構(gòu)造等因素，設(shè)計選用 MG571WD 型雙滾筒采煤機 ，采高為 ，電機功率為 571kW。 21 回采工作面運煤設(shè)備：礦井投產(chǎn)后回采工作面綜采設(shè)備 可 租賃陽煤集團現(xiàn)有的設(shè)備，根據(jù)陽煤集團綜采設(shè)備配套現(xiàn)狀，結(jié)合工作面生產(chǎn)能力要求，工作面運煤設(shè)備選用 SGB764/264 型可 彎曲刮板輸送機，其主要技術(shù)特征如下： 鋪設(shè)長度： 100m；小時運量： 600t/h；鏈速： ；電機型號： YSB— 132，功率為 2132Kw ，電壓： 1140V；鏈破斷力： 610KN；外形尺寸： 1500 7642 34（長 寬 高 mm）；質(zhì)量： 160t。 根據(jù)回采工作面運煤設(shè)備的運輸能力，回采工作面運輸順槽運煤設(shè)備選用 一 部 SSJ1000/1602 型可伸縮膠帶輸送機，帶寬為 1000mm，輸送能力為1000t/h，電機功率為 1602kW ，一部最大輸送長度為 1000m。 轉(zhuǎn)載機選用 SZZ764/132 型轉(zhuǎn)載機，電機功率為 132kW。 回采工作面支架選型及頂板管理方式 綜采能否實現(xiàn)高產(chǎn)高效關(guān)鍵于架型選擇是否合理。據(jù)地質(zhì)報告， 15 號煤上分層頂板主要為 泥巖、砂質(zhì)泥巖、石灰?guī)r 等 ，底為 15 號煤下層。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗和有關(guān)技術(shù)文件，選用支撐掩護式液壓支架。 回采工作面支護 支架選型計算：支架承受的頂板壓力，用下列公式計算。 W=（ 6～ 8） h B L r cosΦ 式中： h—— 采高，取 3. 0m； r—— 巖石容重 ， 取 ； B—— 支護寬度， B=（液壓支架中心距）； L—— 從工作面煤壁到冒落頂板切斷處的長度，取 ； Φ —— 煤層傾角，取 7176。； 6～ 8—— 頂板巖柱的重量，是采高的 6～ 8 倍。 W15號煤 =8 cos7=419 t； 22 15 號煤層 上分層 厚度為 ，屬 中 厚煤層，本設(shè)計回采工作面選用ZZ4200/15/32 型支撐掩護式液壓支架支護頂板，液壓支架主要參數(shù)如下： 初撐力： 3770kN；工作阻力： 4200kN(428t)；支撐強度： MPa；泵站壓力： 30MPa；支撐高度： ~ m；重量： ；支架參數(shù)：長 寬=51501 430mm 回采工作面頂板管理方式為全部垮落法。 礦井后期開采 15號煤層 下分層時，設(shè)計初步選定 ZY5000/16/35 型支撐掩護式液壓支架 ， 支架參數(shù)：長 寬 =56001 420mm； 重量： ； 設(shè)計按此支架驗算礦井提升絞車。 回采工作面端頭及超前支護 選用 DZ2825/100 型單體液壓支柱配 HDC4200∏型鋼梁對回采工作面端頭及超前進行維護。∏型鋼梁采用“一梁三柱”支設(shè)，即每根∏型鋼梁下至少支三根單體液壓支柱。運輸順槽、回風(fēng)順槽超前工 作面 20m 范圍內(nèi)支設(shè)兩排帽柱。 回采 工作面日進度、年進度及工作面長度 根據(jù)井田內(nèi)煤層賦存情況、開采條件、選定的設(shè)備性能以及設(shè)計生產(chǎn)能力等因素，確定回采工作面長度為 100m。 回采工作面日循環(huán)次數(shù) 15次，每個循環(huán)進度為 m，日循環(huán)進度150. 6=9m，正 常 循環(huán)率按 85%考慮，則回采工作面年推進度按下式計算： 年推進度＝日循環(huán)進度 年工作日 循環(huán)率 采煤工作面年推進度 =93 300. 85=(m) 采區(qū)及工作面回采率 15 號煤層 分層后 為中厚煤層，依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè) 計規(guī)范》，采區(qū)回采率取 80%，回采工作面回采率為 95%。 礦井 生產(chǎn)能力 23 回采工作面生產(chǎn)能力計算： A 采 =lMLγC 式中： A 采 —— 回采工作面生產(chǎn)能力， t/a； l—— 回采工作面長度，取 100m； L—— 工作面年推進度， ； M—— 回采工作面采高， 15 號煤為 ； γ —— 煤的容重， 15號煤為 ； C—— 工作面回采率， 15 號煤層取 。 則回采工作面生產(chǎn)能力為 A 采 =100 50. 95=933kt/a 掘進工作面掘進煤量計 算 掘進工作面掘進煤量按回采工作面產(chǎn)量的 3%計算，為 A 掘 = 3=28 kt/a 礦井 生產(chǎn)能力計算 礦井 總產(chǎn)量 A=933+28=961 kt/a 本礦井采用“一井一面”模式，即以一個綜采工作面達產(chǎn)。經(jīng)計算，綜采工作面產(chǎn)量加上掘進煤量完全滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 900 kt/a 的要求。 達到設(shè)計生產(chǎn)能力時工作面特征表 生產(chǎn) 采區(qū) 回采工作面 掘進工作面 礦井 生產(chǎn)能力 （ kt/a） 個數(shù) 裝備 采高 （ m） 長度 （ m） 年進度 （ m） 年產(chǎn)量 （ kt） 個數(shù) 裝備 年掘進 煤量 （ kt） 15號煤 一采區(qū) 1 綜采 3. 0 100 2525 933 3 2個炮掘 1個綜掘 28 961 巷道掘進 24 巷道斷面及支護形式 現(xiàn)井下一采區(qū)準備巷已經(jīng)形成，區(qū)內(nèi)不再增設(shè)主要巷道。在二采區(qū)新掘的主要巷道布置須按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第十六條規(guī)定執(zhí)行，詳見如下參數(shù)。 新掘膠帶巷、軌道巷、回風(fēng)巷：巷道均采用拱形斷面，布置在 15 號煤層頂板上方或底板下方巖層內(nèi)，采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)噴混凝土支護。 采區(qū)新掘主要巷道斷面特征表 序 號 巷道名稱 煤巖別 支護 方式 巷道 凈寬 （ mm） 斷面積 （ m2） 鋪設(shè) 設(shè)備 凈 掘進 1 膠帶巷 巖 錨噴 4200 膠帶 2 軌道巷 巖 錨噴 4400 軌道 3 回 風(fēng)巷 巖 錨噴 4400 瓦斯管 15 號煤上分層 回采工作面進風(fēng)順槽：采用矩形斷面，錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進斷面為 。巷道沿 15 號煤層頂板掘進。 回采工作面回風(fēng)順槽：采用矩形斷面，錨桿、錨 索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進斷面為 。巷道沿 15 號煤層頂板掘進。 瓦斯尾巷：采用矩形斷面，錨桿、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進斷面為 。巷道布置在 15號煤層上方，巷道底板距 15 號煤層頂板 2m。 走向高抽巷：采用矩形斷面，錨桿支護。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進斷面為 。巷道布置在 15 號煤層上方，巷道底板距15號煤層頂板 35m 左右。 25 開 切眼：采用矩形斷面，錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。巷道凈寬為 ，凈高為 ，沿 15 號煤層頂板掘進。 15 號煤下分層 上分層開采時需鋪設(shè)金屬網(wǎng)假頂，下分層回采工作面進、回風(fēng)順槽采用拱型金屬棚支護。 掘進工作面?zhèn)€數(shù)及裝備 礦井達到設(shè)計生產(chǎn)能力時，共布置三個掘進工作面，即一個煤巷綜掘工作面、一個煤巷普掘工作面、一個巖巷普掘工作面。 綜掘工作面主要裝備有： S100型綜合掘進機、 SJ80型可伸縮帶式輸送機、SGB620/40T 型刮板輸送機、 FBD 系列對旋式局部扇風(fēng)機等掘進設(shè)備。 煤巷普掘 工作面主要裝備有： ZMS30 型手持式幫錨桿氣動鉆機、 ZMZ317型裝煤機、 SJ80 型可伸縮帶式輸送機、 SGB620/40T 型刮板輸送機、轉(zhuǎn)子 V型混凝土噴射機、 FBD 系列對旋式局部扇風(fēng)機等掘進設(shè)備。 巖巷普掘工作面主要裝備有： ZMS30 型手持式幫錨桿氣動鉆機、 7655 型風(fēng)鉆、FBD 系列對旋式局部扇風(fēng)機等掘進設(shè)備。 礦井生產(chǎn)時采掘比例關(guān)系 礦井正常生產(chǎn)時布置一個回采工作面，三個掘進工作面，采掘比為 1： 3。 井巷總工程量 本次設(shè)計一采區(qū)準備巷、采區(qū)避難所等硐室已形成，礦井初設(shè)變更中 移交生產(chǎn)時僅剩余回采巷道未掘，其井巷總工程量為 2235m，其中巖巷為 875m，煤巷為1360m。 26 井巷工程量表 序號 巷道名稱 工程量 (m) 凈斷面（ m2） 掘進斷面（ m2） 圍巖 1 回采工作面進風(fēng)順槽 395 煤巷 2 回采工作面回風(fēng)順槽 425 煤巷 3 回采工作面開切眼 100 煤巷 4 內(nèi)錯尾巷 425 8 巖巷 5 走向高抽巷 450 巖巷 6 聯(lián)絡(luò)巷 200 煤 巷 7 掘進耳狀鉆場 50 9 9 煤巷 合計 2235 第 4 章 礦井風(fēng)量計算 瓦斯資源 本礦井瓦斯賦存狀況 根據(jù) 2021～ 20