【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的排水系統(tǒng)。本礦井屬于低等涌水量礦井。根據(jù)以上各排水系統(tǒng)的特征，以及本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)礦井選用集中排水系統(tǒng)排水，即將涌水排至水倉(cāng)內(nèi)，然后由水泵將水排至地面。對(duì)礦井涌水量，根據(jù)金河煤礦提供的數(shù)據(jù)，礦山在對(duì)煤層開(kāi)采時(shí)礦坑實(shí)測(cè)涌水量為70～80m3/d，正常涌水量75m3/d，最大涌水量80m3/d。 排水設(shè)備選型計(jì)算 水泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)：礦井正常涌水量：＝；礦井最大涌水量：＝；副井的井口標(biāo)高距井底車(chē)場(chǎng)標(biāo)高為115m。水泵所需最小涌水量可由下式計(jì)算：＝24／20 式中：——水泵所需量最小涌水量，m3/h。則：＝24／20＝水泵所需最大涌水量可由下式計(jì)算：＝24／20 式中：——水泵所需量最大涌水量，m3/h。則：＝24／20＝，水泵運(yùn)行參數(shù)為：Q =～30m3/h，H=180 m。，水泵所需高度為156，所以選取的泵滿(mǎn)足要求。其水泵技術(shù)參數(shù)如下表水泵技術(shù)參數(shù)水泵型號(hào)流量揚(yáng)程m轉(zhuǎn)速r/min配帶電機(jī)效率％泵重Kgm3/h型號(hào)功率YB160L22301802950665AY100245205： 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》：工作水泵的能力，應(yīng)在20h內(nèi)排出24h的正常涌水量，除工作水泵外，還應(yīng)配作為備用和輪換維修的水泵，備用水泵的能力，應(yīng)不小于工作水泵能力的70%，并且工作和備用水泵的總能力應(yīng)在20h內(nèi)，排出礦井24h的最大涌水量，檢修水泵的能力，應(yīng)不小于工作水泵能力的25％。對(duì)于正常涌水量為50m3/h及以下，且大涌水量為100m3/h及以下的礦井，可選擇兩臺(tái)泵，其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。礦井正常涌水量在50m3/h及以下，且大涌水量在100m3/h，所以礦井選用YB160L22型水泵兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，滿(mǎn)足煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。 帶區(qū)的水一部分流向采空區(qū)，一部分采用在聯(lián)絡(luò)巷設(shè)水窩子，將水窩子的 水通過(guò)小水泵排到井底水倉(cāng)，通過(guò)水泵排到地面。4 采區(qū)布置及裝備 采煤方法的選擇帶區(qū)首采煤層為4號(hào)煤層。煤層傾角很小。帶區(qū)內(nèi)無(wú)斷層。礦井首采煤層，根據(jù)煤層賦存條件和埋深，各煤層分別采用單水平開(kāi)采，采取下行式開(kāi)采，按照先上后下的原則，先采上層煤，后采下層煤。區(qū)段按照由近到遠(yuǎn)的原則前進(jìn)式開(kāi)采，工作面內(nèi)后退式開(kāi)采。帶區(qū)主采煤層4號(hào)、51號(hào)和52號(hào)均為水平厚煤層，根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)代化礦井上生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為使礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，煤層開(kāi)采采用一次采全高綜合機(jī)械化采煤方法，用全部跨落法處理采空區(qū)，后退式推進(jìn)工作面。1）工作面長(zhǎng)度 確定綜采工作面長(zhǎng)度應(yīng)充分考慮礦井地質(zhì)條件與工作面技術(shù)裝備水平，工作面長(zhǎng)度與其生產(chǎn)能力和生產(chǎn)管理水平相適應(yīng)。加大工作面長(zhǎng)度有利于減少輔助作業(yè)時(shí)間，降低巷道掘進(jìn)率，也有利于擔(dān)高工作面生產(chǎn)效率。大型礦井工作面長(zhǎng)度達(dá)在180m—240m左右，,結(jié)合本煤層地質(zhì)條件和礦井的具體情況，工作面長(zhǎng)度設(shè)為221m，分10個(gè)區(qū)段。2）工作面推進(jìn)方向和推進(jìn)度：為減少巷道維護(hù)工程量以及獲得良好的通風(fēng)效果，工作面采用從邊界向大巷推進(jìn)的后退式回采順序。根據(jù)本礦井井田地質(zhì)及礦井開(kāi)拓巷道布置，工作面條帶式布置在大巷兩側(cè)，為使大巷兩側(cè)產(chǎn)量均衡，大巷工作面推進(jìn)長(zhǎng)度均為2380m左右。 3） 工作面采高：由于本工作面為一次采全高的高產(chǎn)高效礦井。 4）采煤機(jī)截深：本區(qū)煤層硬度較大。 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 帶區(qū)巷道布置特點(diǎn)金河礦區(qū)煤層賦存簡(jiǎn)單，大幅度簡(jiǎn)化了礦井的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高礦井的集中化生產(chǎn)程度，井田內(nèi)無(wú)盤(pán)區(qū)劃分，采用大巷兩翼直接布置長(zhǎng)條帶的方式。其布置特點(diǎn)如下：1）無(wú)軌膠輪車(chē)的應(yīng)用為大巷長(zhǎng)條帶布置創(chuàng)造了有利的條件。無(wú)軌膠輪車(chē)可以在有一定坡度的巷道內(nèi)行駛的特點(diǎn)，井田內(nèi)煤層大巷的布置方向不受煤層走向和傾向的限制，可以根據(jù)開(kāi)采劃分的要求布置，實(shí)現(xiàn)全井田的大巷條帶式布置，徹底改變了傳統(tǒng)的盤(pán)區(qū)式布置，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)系統(tǒng)，節(jié)省了挑頂窩底的井巷工程量。井田內(nèi)無(wú)盤(pán)區(qū)劃分，煤層大巷可以沿走向和傾向布置。2）高效的連續(xù)采煤機(jī)技采掘及配套的運(yùn)輸設(shè)備，使條帶的尺寸有了根本性的增大。條帶中的輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車(chē)，不但對(duì)巷道的坡度有了很強(qiáng)的而適應(yīng)性，而且擴(kuò)大了巷道長(zhǎng)度，為加大工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度創(chuàng)造了條件，徹底解決了過(guò)去輔助運(yùn)輸平巷長(zhǎng)度主要受輔助運(yùn)輸設(shè)備能力和巷道坡度的限制問(wèn)題。3）工作面推進(jìn)長(zhǎng)度加大，大大減少了工作面的搬家次數(shù)。與過(guò)去相比，因推進(jìn)長(zhǎng)度的增加1倍，綜采工作面綁架次數(shù)大致可減少一半，同時(shí)采煤工作面的連續(xù)快速推進(jìn)， Mt噸提供了保障，使礦井的生產(chǎn)效率大幅度的提高。4）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，工程量少，費(fèi)用低。大巷條帶式的布置方式，使礦井減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低了井巷工程量，從而減低了噸煤投資，提高了建井速度。并且生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，提高了礦井效益。 巷道布置及煤柱尺寸1）帶區(qū)順槽每個(gè)工作面設(shè)置三個(gè)順槽，一側(cè)布置兩條。因?yàn)楣ぷ髅娴淖呦蜷L(zhǎng)度為2400m左右，故在做準(zhǔn)備巷道時(shí)采用雙巷掘進(jìn)，以便通風(fēng)。在工作面生產(chǎn)時(shí)，采用兩進(jìn)一回的方法通風(fēng)，主斜井輔助進(jìn)風(fēng)?？拷ぷ髅娴囊粭l巷道負(fù)責(zé)回風(fēng)，與回風(fēng)大巷相連。在工作面另一側(cè)的兩條順槽，靠近工作面的一條與主要運(yùn)輸大巷相連，負(fù)責(zé)采出的煤運(yùn)到主要運(yùn)輸大巷的工作，兼做輔助進(jìn)風(fēng)，另一條為為輔助運(yùn)輸巷道，采用無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸，兼做主要進(jìn)風(fēng)。2） 區(qū)段要素每個(gè)工作面各設(shè)三條順槽，兩條進(jìn)風(fēng)，一條專(zhuān)用回風(fēng)，工作面兩邊靠近順槽之間的留設(shè)10m的煤柱。每一區(qū)段平均推進(jìn)長(zhǎng)度約為2380 m，寬約240 m,工作面長(zhǎng)為221 m。3） 開(kāi)采順序井田開(kāi)采順序?yàn)楹笸耸?，以井筒為界先開(kāi)采井筒東南側(cè)煤層，沿傾向由首采區(qū)段依次向井田的東南邊界推進(jìn)，即首采4101條帶。4）工作面通風(fēng)首采條帶式工作面采用兩進(jìn)一回的U型通風(fēng)系統(tǒng)，即工作面的西北側(cè)進(jìn)風(fēng)，布置兩條進(jìn)風(fēng)巷，即：運(yùn)輸巷和輔助運(yùn)輸巷。東南側(cè)回風(fēng)，專(zhuān)門(mén)回風(fēng)巷。5）煤柱尺寸為了保護(hù)采區(qū)內(nèi)各種煤層巷道處于良好狀態(tài)，目前比較常用的是留設(shè)一定尺寸的煤柱。煤柱尺寸主要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。則本礦井留設(shè)煤柱的尺寸如下：礦井留設(shè)煤柱標(biāo)準(zhǔn)巷道類(lèi)別水平大巷主要回風(fēng)巷帶區(qū)溜煤（運(yùn)料）眼輔助運(yùn)輸巷帶區(qū)邊界斷層尺寸2020101050根據(jù)井田開(kāi)拓巷道的布置，4號(hào)、51號(hào)、52號(hào)三層煤采用聯(lián)合集中布置開(kāi)采，分別布置三條大巷主運(yùn)大巷、輔運(yùn)大巷和回風(fēng)大巷，其中主運(yùn)大巷、輔運(yùn)大巷布置在在煤層中，回風(fēng)大巷布置在4號(hào)煤層的煤層頂板中，并與各順槽聯(lián)系起來(lái)。1）帶區(qū)生產(chǎn)能力，采用一次采全高，只布置一個(gè)工作面就能滿(mǎn)足礦井年產(chǎn)量要求。（1）工作面生產(chǎn)能力計(jì)算 A0=LV0MγC0 式中： A0——工作面生產(chǎn)能力，Mt/a L——采煤工作面長(zhǎng)度，L=221m； V0——工作面推進(jìn)度，V0=6330=1584m/a； 其中，6為每天進(jìn)刀數(shù)，330為年工作日數(shù)。 M——采高，M=； γ——煤的容重，γ= t/m3； C0——采煤工作面采出率，C0=。帶入數(shù)據(jù)，可得： A0=LV0MγC0 =2211584 = Mt（2）連采工作面生產(chǎn)能力 A1=LV1HγC1 式中： A1——連采工作面生產(chǎn)能力，Mt/a L——連采面長(zhǎng)度，； V1——連采工作面年推進(jìn)速度，V1=33050=16500m/a； H——采高，M=； γ——煤的容重，γ= t/m3； C0——連采工作面采出率，C0= 則A1=LV1MγC1=16500=帶區(qū)生產(chǎn)能力為： A= A0 + A1=+ = Mt Mt，能滿(mǎn)足礦井的產(chǎn)量要求。1). 巷道掘進(jìn)工藝掘進(jìn)采用大斷面全煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)及運(yùn)輸巷道與回風(fēng)巷道雙巷布置方式如下圖，既保證了掘進(jìn)與支護(hù)平行作業(yè)，又滿(mǎn)足了長(zhǎng)距離大斷面掘進(jìn)通風(fēng)要求，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)，徹底改變了傳統(tǒng)礦井巷道掘進(jìn)方式。掘進(jìn)工作面設(shè)備配置：掘進(jìn)工作面分別裝備一臺(tái)綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)，2～3臺(tái)運(yùn)煤車(chē)，1臺(tái)錨桿打眼機(jī)，1臺(tái)鏟車(chē)，1部轉(zhuǎn)載破碎機(jī)和2部帶式輸送機(jī)。 采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)的長(zhǎng)壁工作面雙巷布置采用綜合機(jī)械化及其配套設(shè)備的掘進(jìn)方式，適用于大斷面雙巷或多巷掘進(jìn)，工藝過(guò)程如下：（1）落煤在激光指向儀的導(dǎo)向下，確定采煤機(jī)進(jìn)刀位置，進(jìn)刀位置選擇在巷道掘進(jìn)方向右側(cè)，這一工序稱(chēng)為切槽；截割深度達(dá)到循環(huán)進(jìn)度后退機(jī)，截割左側(cè)剩余部分的煤，這一工序稱(chēng)為采垛。綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)就是通過(guò)切槽和采垛工序來(lái)完成巷道掘進(jìn)的。割煤循環(huán)指掘進(jìn)機(jī)割煤時(shí)，首先將截割頭調(diào)至巷道頂板，切人煤體，從上而下截割，當(dāng)割到煤層底板時(shí)，采煤機(jī)稍向后退割完底煤，使巷道底板平整，裝完余煤，再次將截到頭調(diào)整至巷道頂板，完成一個(gè)截割循環(huán)，然后進(jìn)行下一個(gè)截割循環(huán)。（2）裝煤掘進(jìn)機(jī)機(jī)裝有收集頭機(jī)構(gòu)，割煤時(shí)，煤落人收集頭機(jī)構(gòu)，經(jīng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的扒爪及中部輸送帶即將煤裝入后面的運(yùn)煤車(chē)內(nèi)。（3）運(yùn)煤掘進(jìn)工作面采用運(yùn)煤車(chē)運(yùn)煤。運(yùn)煤車(chē)往返于掘進(jìn)機(jī)和給料破碎機(jī)之間，把掘進(jìn)落煤運(yùn)到給料破碎機(jī)，再由給料破碎機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到帶式輸送機(jī)運(yùn)出。（4）支護(hù)掘進(jìn)時(shí)，掘進(jìn)和支護(hù)平行作業(yè)，掘進(jìn)機(jī)達(dá)到一個(gè)循環(huán)進(jìn)度退機(jī)倒巷后，錨桿機(jī)隨即進(jìn)入裸巷打錨桿。先將錨桿機(jī)調(diào)整在巷道的正中間，然后用臨時(shí)支撐框掩護(hù)好頂板。在鉆箱上裝好鉆桿，操作閥使鉆頭剛好頂在打眼的位置，然后輕輕動(dòng)作給進(jìn)閥桿，快鉆頭能頂?shù)巾敯宀⒐潭?，接著操作快速給進(jìn)閥，鉆服達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，退出鉆桿。安裝錨桿時(shí)，用已上好托板和螺母的錨桿將樹(shù)脂藥卷頂入眼內(nèi)，然后把專(zhuān)用攪拌桿安在鉆箱上，將鉗桿的尾部套在攪拌桿上，慢慢升鉆臂把錨桿同藥卷送人孔底，并捅破藥卷攪拌20s，使托板緊貼頂板，錨桿機(jī)一般備有擰緊裝置，可用錨桿機(jī)將鉗桿擰緊。（5）清煤用蓄電池鏟車(chē)來(lái)清理巷道的浮煤淤泥，以保巷道整潔暢通。（6）掘進(jìn)通風(fēng)采用雙巷掘進(jìn)，并使用“周邊填充、中間掛風(fēng)簾”的“巷道快速隔風(fēng)裝置”，解決了聯(lián)絡(luò)巷封閉問(wèn)題，選用大直徑、大帶長(zhǎng)、雙反邊風(fēng)筒，選用大功率對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)，利用局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)作業(yè)，采用國(guó)際先進(jìn)的濕式除塵器配合渦流控塵技術(shù)，進(jìn)行了掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)的合成與創(chuàng)新，逐步形成了“全風(fēng)壓與局部通風(fēng)結(jié)合”的雙巷掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)和“局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)”單巷通風(fēng)技術(shù)。本礦設(shè)計(jì)中采用帶區(qū)劃分，大巷條帶式布置工作面，故每個(gè)工作面生產(chǎn)系統(tǒng)即為帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)，首采工作面生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)述如下。 1）運(yùn)煤系統(tǒng)煤由工作面刮板運(yùn)輸機(jī)→順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)→順槽膠帶輸送機(jī)→溜煤眼→繞道→大巷膠帶輸送機(jī)→主斜井膠帶輸送機(jī)→地面。 2)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)工作面設(shè)備材料由無(wú)軌膠輪車(chē)→副井→副井石門(mén)→煤層輔運(yùn)大巷→工作面輔助運(yùn)輸順槽→工作面。 3)通風(fēng)系統(tǒng)副斜井→副井石門(mén)→煤層輔運(yùn)大巷→工作面輔助運(yùn)輸順槽→工作面→工作面回風(fēng)順槽→回風(fēng)大巷→回風(fēng)石門(mén)→回風(fēng)立井。 4)排矸系統(tǒng)巷道沿煤層掘進(jìn)，礦井投產(chǎn)后，基本不產(chǎn)生矸石，在局部掘進(jìn)穿越巖層和施工風(fēng)橋、順槽運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭硐時(shí)產(chǎn)生的少量矸石，將矸石充填到順槽之間的聯(lián)絡(luò)巷中以形成密閉功能，減少漏風(fēng)的同時(shí)也可以減少矸石的運(yùn)輸費(fèi)用，或采用無(wú)軌膠輪車(chē)搬運(yùn)排棄在井下廢舊巷道中，矸石不出井，因此在地面不設(shè)排矸系統(tǒng)。 5）供電系統(tǒng)地面變電站→供電鉆孔→輔助運(yùn)輸大巷→輔助運(yùn)輸順槽→工作面。 6)排水系統(tǒng)工作面輔助運(yùn)輸巷鋪設(shè)一趟4寸管路，在工作面的低洼處各建設(shè)水窩，水由工作面排到水窩，再由水窩通過(guò)排水管排出，后集中到水倉(cāng)排出地面。即：工作面→輔助運(yùn)輸順槽→輔助運(yùn)輸大巷→副斜井井底水倉(cāng)→副斜井→地面。 采煤工藝設(shè)計(jì)1）采煤機(jī)本礦井為“一礦一區(qū)一面” 大型高產(chǎn)高效礦井，高產(chǎn)高效礦井普遍使用技術(shù)含量高，功率大的電牽引采煤機(jī)，結(jié)合本礦地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)根據(jù)已確定的工作面采高，截深以及工作面生產(chǎn)能力來(lái)選擇大采高綜采工作面采煤機(jī)。型號(hào)為MG650/1480WD，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)如下表MG650/1480WD型雙滾筒采煤機(jī)技術(shù)特征表技術(shù)特征單位MG650/1480WD采高m～煤層傾角(2 176。)0—15截深mm80滾筒直徑m牽引方式交流電牽引牽引力KN750牽引速度m/min0～滾筒中心距mm8120機(jī)面高度mm1570臥底量mm440總裝機(jī)功率KW2650+275+30噴霧滅塵方式內(nèi)外噴霧電壓V1140機(jī)重T85 工作面頂板管理采用全部垮落法，工作面支護(hù)設(shè)備選型如下：1）液壓支架（1）架型的選擇液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，長(zhǎng)壁工作面的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，液壓支架是工作面裝備中投資最多的設(shè)備，約占60～70%，因此，要求所選擇的支架不但要穩(wěn)定可靠、故障率低，而且要使用壽命長(zhǎng)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外液壓支架正向重型化、高阻力、大流量和電液控制方向發(fā)展。液壓支架應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)功能和支護(hù)性能，并能及時(shí)維護(hù)頂板，防止端面頂板的冒落，同時(shí)能有良好的支撐頂板能力，適應(yīng)煤層賦存條件和礦壓特點(diǎn)。液壓支架選型應(yīng)考慮頂?shù)装宸€(wěn)定性、煤層厚度、傾角、煤層賦存狀況及瓦斯含量等，其中以煤層及其頂板穩(wěn)定性影響最大。目前，用于單一煤層開(kāi)采的液壓支架主要有支撐掩護(hù)式和掩護(hù)式2種，其特點(diǎn)如下：支撐掩護(hù)式支架主要特點(diǎn)及適應(yīng)范圍① 由于有兩排立柱，頂梁和底座都較長(zhǎng)，通風(fēng)斷面大，但整架運(yùn)輸不方便，采煤工作面的開(kāi)切眼