【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 井工業(yè)場(chǎng)地地形較平坦，地面工業(yè)、生活建筑比較齊全，且具有一定規(guī)模。 井筒布置結(jié)合礦井開(kāi)采技術(shù)條件和管理水平，設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式為斜井開(kāi)拓，達(dá)產(chǎn)時(shí)布置有3個(gè)井筒，即主斜井、副斜井和回風(fēng)立井。：井筒斜長(zhǎng)507m（至9號(hào)煤層下方74m處），傾角24176。，半圓拱斷面，㎡。裝備大傾角膠帶輸送機(jī)。擔(dān)負(fù)礦井的煤炭提升任務(wù)。井筒內(nèi)設(shè)檢修道、行人臺(tái)階，兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口。：井筒斜長(zhǎng)471m（至9號(hào)煤層），傾角22176。，半圓拱斷面，㎡。井筒內(nèi)裝備單鉤串車(chē)，擔(dān)負(fù)礦井的人員升降及全部輔助提升任務(wù)，兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口。：，㎡，垂深185m（至8號(hào)煤層中）。裝備行人梯子間。為礦井的專(zhuān)用回風(fēng)井兼作礦井的安全出口。 井田開(kāi)拓方案根據(jù)井田內(nèi)各可采煤層賦存條件，2+3號(hào)、4號(hào)煤層基本采空。，設(shè)計(jì)確定布置一個(gè)水平開(kāi)拓整個(gè)井田。水平設(shè)在9號(hào)煤層中，水平標(biāo)高+992m，開(kāi)采9號(hào)煤層。 .開(kāi)拓巷道布置主斜井進(jìn)入9號(hào)煤層后延伸74m設(shè)井底煤倉(cāng)，煤倉(cāng)上口設(shè)在9號(hào)煤層底板上，通過(guò)斜巷向東北方向與801采區(qū)膠帶巷（沿8號(hào)煤層底板布置）相連，至東南邊界境界煤柱。另向西北方向沿9號(hào)煤層底板布置902采區(qū)膠帶巷，至井田西北邊界境界煤柱。在主井井底布置清理撒煤斜巷。副斜井進(jìn)入9號(hào)煤層后沿9號(hào)煤層底板平行東南境界煤柱布置801采區(qū)軌道巷，并布置主水泵房、主變電所、水倉(cāng)等硐室。801采區(qū)軌道巷和主井清理撒煤斜巷連通。向北和902采區(qū)膠帶巷平行布置902采區(qū)軌道巷?；仫L(fēng)立井見(jiàn)8號(hào)煤層后，沿8號(hào)煤層頂板以145176。的方位角向東南掘進(jìn)66m,然后以54176。的方位角向東北掘進(jìn)304m布置801總回風(fēng)巷。從801總回風(fēng)巷向東北和西北分別布置80902采區(qū)回風(fēng)巷，東北和西北方向的三條巷道在境界煤柱處貫通，形成一水平開(kāi)拓系統(tǒng)。巷道間距均為30m，兩側(cè)煤柱各留設(shè)30m。 井口數(shù)目和位置的選擇本礦井共布置3個(gè)井筒，分別為主斜井、副斜井和回風(fēng)立井。主、副斜井和回風(fēng)立井均布置在位于井田中南部的工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)。 水平劃分及階段垂高的確定根據(jù)井田內(nèi)各可采煤層賦存條件和煤層間距，設(shè)計(jì)確定布置一個(gè)水平開(kāi)拓整個(gè)井田。水平設(shè)在9號(hào)煤層中，水平標(biāo)高+992m，開(kāi)采9號(hào)煤層。 主要運(yùn)輸大巷及總回風(fēng)巷道的布置方式和位置選擇根據(jù)煤層賦存及開(kāi)采技術(shù)條件,801采區(qū)膠帶巷沿8號(hào)煤層底板布置，801采區(qū)軌道巷沿9號(hào)煤層底板布置,總回風(fēng)巷和801采區(qū)回風(fēng)巷沿8號(hào)煤層頂板布置。902采區(qū)膠帶巷、902采區(qū)軌道巷沿9號(hào)煤層底板布置，902采區(qū)回風(fēng)巷沿9號(hào)煤層頂板布置。 礦井各水平、煤層、上下山和采區(qū)的開(kāi)采順序根據(jù)井田開(kāi)拓布置，按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，并結(jié)合工作面技術(shù)裝備和管理水平，煤層開(kāi)采順序?yàn)樽陨隙乱来伍_(kāi)采。全井田共布置2個(gè)采區(qū)，8號(hào)煤層?xùn)|翼劃分為1個(gè)采區(qū)。為一采區(qū)，8號(hào)煤層西翼、9號(hào)煤層劃分為1個(gè)采區(qū)，為二采區(qū)。首采區(qū)為一采區(qū)，布置1個(gè)綜采工作面保證礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。首采面布置在一采區(qū)東翼井田邊界。采區(qū)接替采用順序接替，8號(hào)煤層一采區(qū)（801），8號(hào)煤層二采區(qū)（802），9號(hào)煤層二采區(qū)（902）。801采區(qū)內(nèi)工作面布置和回采方向均采取后退式。80902采區(qū)內(nèi)工作面布置采取前進(jìn)式。回采方向采用后退式。采區(qū)接替順序見(jiàn)表341。表341 采區(qū)接替表采區(qū)名稱開(kāi)采煤層可采儲(chǔ)量(Mt)服務(wù)年限(a)接替采區(qū)801880280289029029小計(jì)8號(hào)層采區(qū)共布置8個(gè)正規(guī)工作面，工作面接替見(jiàn)表342. 表342 工作面接替表工作面名稱年推進(jìn)長(zhǎng)度推進(jìn)長(zhǎng)度服務(wù)年限(a)接替工作面801019504578010280102542801038010353080104801045138010580105516801068010655480201802019108020280202915小計(jì)4937第三章 采區(qū)布置及裝備 采煤方法 采煤方法及采煤工藝 采煤方法的選擇及其依據(jù)1）該礦地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，水文地質(zhì)類(lèi)型簡(jiǎn)單。對(duì)采煤方法選擇影響不大。屬于低瓦斯礦井。該井田9號(hào)煤層煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，井田內(nèi)9號(hào)煤層自燃傾向性等級(jí)為Ⅱ級(jí)，自燃傾向性為自燃。井田屬地溫、地壓正常區(qū)。2）煤層賦存條件（1）2+3號(hào)煤層：位于山西組中部，上距下石盒子組K4砂巖20m左右，～，穩(wěn)定，全井田可采，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有時(shí)含有一層夾石。頂板巖性可砂質(zhì)泥巖或細(xì)砂巖，底板巖性為細(xì)砂巖或砂質(zhì)泥巖。已大面積采空。（2）4號(hào)煤層：位于山西組下部，上距2+～。井田內(nèi)穩(wěn)定可采，～，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)夾石。煤層頂板巖性為細(xì)砂巖或砂質(zhì)泥巖。底板巖性為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。已大面積采空。（3）8號(hào)煤層：位于太原組下段頂部，～?！?。全區(qū)穩(wěn)定可采，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有時(shí)含1層夾石。為井田主要穩(wěn)定可采煤層之一。頂板為泥灰?guī)r或石灰?guī)r。底板為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。（4）9煤層：～?！?。厚度穩(wěn)定，全井田可采，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有時(shí)含1～2層夾石。頂?shù)装鍘r性均為細(xì)砂巖或砂質(zhì)泥巖。 采煤方法的選擇根據(jù)各煤層賦存條件，9號(hào)煤層采用綜采一次采全高采煤法。首采工作面布置在8號(hào)煤層中。礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)8號(hào)煤層布置一個(gè)綜采一次采全高回采工作面。 采煤工藝8號(hào)煤采用綜采一次采全高采煤法，設(shè)計(jì)工作面長(zhǎng)150m，采煤機(jī)割煤并裝煤，采用綜采液壓支架管理頂板?；夭晒ぷ髅孀鳂I(yè)方式采用“四六”作業(yè)，三采一準(zhǔn)，每班工作6個(gè)小時(shí)。 工藝流程采煤機(jī)割煤→移架→裝煤及運(yùn)煤→推移刮板輸送機(jī)→移架→機(jī)組端頭斜切進(jìn)刀。 進(jìn)刀方式工作面采用端部斜切進(jìn)刀方式，具體過(guò)程以機(jī)頭進(jìn)刀為例敘述如下：1）采煤機(jī)割透機(jī)頭時(shí)，采煤機(jī)后30m外，刮板輸送機(jī)推向煤墻，做好采煤機(jī)進(jìn)刀和推移機(jī)頭工作。2）讓采煤機(jī)反向牽引，沿溜方向彎曲段切入煤墻，使采煤機(jī)進(jìn)入下刀工藝，同時(shí)將機(jī)頭頂向煤墻，使整個(gè)刮板輸送機(jī)成一條直線。3）讓采煤機(jī)正向牽引，再次割透機(jī)頭，割掉三角煤，開(kāi)始進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。4）機(jī)組割煤時(shí)，采用前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤的方式。 割煤割煤順序?yàn)椴擅簷C(jī)在工作面由機(jī)頭→機(jī)尾，機(jī)尾→機(jī)頭反復(fù)運(yùn)行，循環(huán)順序割煤。工作面采用采煤機(jī)螺旋滾筒不斷旋轉(zhuǎn)割煤，從而完成割煤順序。 移架方式工作面移架時(shí)，采取及時(shí)支護(hù)方式，從端頭或端尾跟機(jī)移架。 裝煤及運(yùn)煤機(jī)組割下煤落入刮板輸送機(jī)運(yùn)至端頭卸載匯入轉(zhuǎn)載機(jī)，進(jìn)入順槽帶式輸送機(jī)，再輸入采區(qū)帶式輸送機(jī)運(yùn)至井底煤倉(cāng)。工作面回采方向采用后退式。 工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型 選型原則綜采工作面的采、裝、運(yùn)、支工序全部采用機(jī)械化。從目前綜采的發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)安全高效的綜采面要求加大工作面的長(zhǎng)度，加大截深，選用能切割硬煤的特大功率采煤機(jī)，提高采煤的截割速度，相應(yīng)要求提高移架速度，與大運(yùn)量的重型可彎曲刮板輸送機(jī)相匹配，加強(qiáng)端頭支護(hù)，采用長(zhǎng)距離順槽膠帶輸送機(jī)。針對(duì)上述要求，對(duì)于綜采系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了以下原則：，生產(chǎn)可靠，提高綜采設(shè)備的開(kāi)機(jī)率，達(dá)到安全高效。同時(shí)各設(shè)備間要相互配套，保證運(yùn)輸暢通，并增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)的緩沖能力，以期達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。，加大工作面推進(jìn)長(zhǎng)度，減少搬家次數(shù)，并保證快速搬家。同時(shí)做到采準(zhǔn)工作快，增大巷道斷面特別是順槽斷面，采用掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，利用頂板完整，煤層比較堅(jiān)硬的條件，采用樹(shù)脂錨桿支護(hù)，以提高掘進(jìn)速度，保證工作面的接替要求。，要求系統(tǒng)簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，把工作人員及材料快速方便地運(yùn)送至工作地點(diǎn)，作為提高工作面生產(chǎn)能力的一個(gè)重要因素考慮，并在巷道布置上加以保證。綜采工作面總體配套設(shè)計(jì)包含以下內(nèi)容：1）成套設(shè)備生產(chǎn)能力、技術(shù)參數(shù)的配套計(jì)算和校核；2）根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)對(duì)工作面長(zhǎng)度和巷道斷面進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化；3）工作面成套設(shè)備的合理布置。由于進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，后期維護(hù)成本高，而國(guó)產(chǎn)設(shè)備目前已能夠滿足厚煤層綜采工作面的要求，在國(guó)內(nèi)很多礦井得到應(yīng)用，因此本次設(shè)計(jì)工作面設(shè)備液壓支架(電液控制系統(tǒng)進(jìn)口)、刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)均選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。 工作面主要設(shè)備選型：、1）采煤機(jī)選型原則（1）適合特定的煤層地質(zhì)條件，并且采煤機(jī)采高、截深、牽引速度等參數(shù)選取合理，有較大的適用范圍。（2）滿足工作面開(kāi)采生產(chǎn)能力要求，采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力要大于工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10%～20%。（3）與液壓支架和刮板輸送機(jī)相匹配。影響采煤機(jī)選型的主要因素是煤層的力學(xué)特性，厚度和傾角，工作面生產(chǎn)能力。2）采煤機(jī)性能參數(shù)的確定（1）工作面采高8號(hào)煤層位于太原組下段頂部，～?！?。全區(qū)穩(wěn)定可采，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有時(shí)含1層夾石。為井田主要穩(wěn)定可采煤層之一。頂板為泥灰?guī)r或石灰?guī)r。底板為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。參考煤層底板等高線及資源儲(chǔ)量估算圖?！?。（2）滾筒直徑的確定。（3）截深的確定截深的選取與煤層厚度，煤層軟硬，頂板巖性以及支架移架步距，綜合考慮取采煤機(jī)的截深，目前國(guó)內(nèi)普遍采用的截深為600~800mm，考慮到本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及管理水平，設(shè)計(jì)選用采煤機(jī)截深為630mm。（4）回采工作面參數(shù)確定①工作面長(zhǎng)度工作面長(zhǎng)度可用下式計(jì)算：式中：Qr——工作面日產(chǎn)量，按330d計(jì)算，Qr＝1818t；Kl——工作面正規(guī)循環(huán)率，Kl＝；K2——截割有效系數(shù)，K2＝；L——工作面長(zhǎng)度，（m）；N——日循環(huán)次數(shù)，N=6；H——工作面煤層厚度，H＝；B——循環(huán)進(jìn)尺，B＝；γ——煤的容重，γ＝；C——工作面平均回采率，C＝95%L＝1818/（6）＝（m）,取整數(shù)L=150m。②工作面日循環(huán)數(shù)工作面日循環(huán)數(shù)可用下式計(jì)算：n＝Qr/( Kl LHBγC K2)式中：Qr——工作面日產(chǎn)量，按330d計(jì)算，Qr＝1818t；Kl——工作面正規(guī)循環(huán)率，K＝；K2——截割有效系數(shù)，K2＝；L——工作面長(zhǎng)度，L＝150 m；H——工作面煤層厚度，H＝；B——循環(huán)進(jìn)尺，B＝；γ——煤的容重，γ＝ t/ m3；C——工作面平均回采率，C＝95%n＝1818/(150)＝，取整數(shù)n＝6　　?。?）采煤機(jī)割煤方式采煤機(jī)雙向割煤具有輔助工序少，采煤速度快，工序緊湊，工時(shí)利用率高及生產(chǎn)能力大的優(yōu)點(diǎn)，因此工作面采用雙向割煤方式。采煤機(jī)在工作面的進(jìn)刀方式，將直接影響工作面的工時(shí)利用率以及采煤機(jī)效能的發(fā)揮。為減少工作面人員工作量，設(shè)計(jì)采用端部斜切進(jìn)刀方式 ，進(jìn)刀割煤長(zhǎng)度30 m。工作面采用4班作業(yè)，3班生產(chǎn)，1班準(zhǔn)備。① 采煤機(jī)計(jì)算割煤速度Vc＝n (L＋30－Lc)/(KcTd－n Tc) 式中：Vc——計(jì)算割煤速度，m/min；n——工作面日循環(huán)數(shù)，n＝6；L——工作面長(zhǎng)度，L＝150 m；Lc——采煤機(jī)總長(zhǎng)，Lm＝ m；30——進(jìn)刀割煤長(zhǎng)度，m；Kc——采煤機(jī)平均日開(kāi)機(jī)率，K＝；Td——工作面日生產(chǎn)時(shí)間，Td＝1080min；Tc——采煤機(jī)進(jìn)刀停頓時(shí)間，Td＝2min。Vc＝6（150＋30－）/（1080－62）＝②采煤機(jī)計(jì)算循環(huán)時(shí)間T＝(L＋30－Lc)/ Vc＋Tc式中：T——采煤機(jī)計(jì)算循環(huán)時(shí)間，min；L——工作面長(zhǎng)度，L＝150 m；30——進(jìn)刀割煤長(zhǎng)度，m；Lc——采煤機(jī)總長(zhǎng)，Lm＝；Vc——采煤機(jī)計(jì)算割煤速度，m/ min；Tc——采煤機(jī)進(jìn)刀停頓時(shí)間，Td＝2min。T ＝(150＋30－)/ ＋2＝108min③ 采煤機(jī)最大割煤速度Vmax＝K Vc式中：Vmax——采煤機(jī)最大割煤速度，m/ min；K——采煤機(jī)割煤不均均衡系數(shù)，；Vc——采煤機(jī)計(jì)算割煤速度，m/ min。Vmax＝＝④ 采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力Qmax＝60BHγVmaxQmax——采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力，t/h；B——循環(huán)進(jìn)尺，B＝；H——工作面煤層厚度，H＝；γ——煤的容重，γ＝ t/ m3；Vmax——采煤機(jī)最大割煤速度。Qmax＝60＝341t/h⑤ 采煤機(jī)計(jì)算裝機(jī)功率按采煤機(jī)單位能耗計(jì)算采煤機(jī)功率N＝QmaxHw式中：N——采煤機(jī)計(jì)算裝機(jī)功率，kW；Qmax——采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力，Qmax＝341t/h；Hw——采煤機(jī)能耗系數(shù)，Hw＝ h/ t。 N＝341＝273kW⑥ 采煤機(jī)型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù)工作面刮板輸送機(jī)選型需滿足三個(gè)方面要求：一是工作面刮板輸送機(jī)能力要保證將采煤機(jī)采落的煤全部運(yùn)出，并留有一定的富裕，刮板輸送機(jī)能力應(yīng)不低于采煤機(jī)最大割煤能力。式中：QC——刮板輸送機(jī)能力，t/h；KC——采煤機(jī)與刮板機(jī)同向運(yùn)行時(shí)修正系數(shù)，；Qmax——采煤機(jī)最大割煤能力，341t/h。QC=341=375t/h二是外型尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配。 三是運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度與工作面長(zhǎng)度相一致。順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載能力要與工作面的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并要求與工作面刮板輸送機(jī)和順槽可伸縮帶式輸送機(jī)相配套,根據(jù)公式計(jì)算式中：QZ——轉(zhuǎn)載機(jī)輸送機(jī)能力，t/h；KZ——轉(zhuǎn)載機(jī)富余系數(shù)，；QC——刮板輸送機(jī)能力，375t/h。QC=375=394t/h設(shè)計(jì)選用SZB730/40轉(zhuǎn)載機(jī)1臺(tái)。順槽破碎機(jī)通過(guò)能力亦應(yīng)不小于工作面生產(chǎn)能力，并與刮板轉(zhuǎn)載機(jī)相配套。設(shè)計(jì)選擇PEM1000650M破碎機(jī)。主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5－1－4。順槽帶式輸送機(jī)要與工作面推進(jìn)長(zhǎng)度相適應(yīng)，小時(shí)運(yùn)量應(yīng)與工作面生產(chǎn)能力相匹配。工作面最大生產(chǎn)能力為341t/