【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：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)，取 ；Vc——采煤機(jī)計(jì)算割煤速度，Vc =。Vmax＝＝(7) 采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力Qmax＝60BKHγVmaxQmax——采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力，t/h；B——循環(huán)進(jìn)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/ m 3；Vmax——采煤機(jī)最大割煤速度。Qmax＝60＝(8) 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 ＝；Hw——采煤機(jī)能耗系數(shù)，Hw＝ kW h/ t。 22N＝＝425kW根據(jù)以上計(jì)算，充分考慮本井田 15 號(hào)煤層的硬度、夾矸及過構(gòu)造等因素，設(shè)計(jì)選用 MG571WD 型雙滾筒采煤機(jī)，采高為 ，電機(jī)功率為 571kW?；夭晒ぷ髅孢\(yùn)煤設(shè)備：礦井投產(chǎn)后回采工作面綜采設(shè)備可租賃陽(yáng)煤集團(tuán)現(xiàn)有的設(shè)備，根據(jù)陽(yáng)煤集團(tuán)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(yùn)煤設(shè)備選用 SGB764/264 型可彎曲刮板輸送機(jī)，其主要技術(shù)特征如下：鋪設(shè)長(zhǎng)度：100m；小時(shí)運(yùn)量：600t/h；鏈速：；電機(jī)型號(hào)：YSB—132，功率為 2132Kw，電壓：1140V；鏈破斷力：610KN；外形尺寸：1500764234（長(zhǎng)寬高 mm）；質(zhì)量：160t。根據(jù)回采工作面運(yùn)煤設(shè)備的運(yùn)輸能力，回采工作面運(yùn)輸順槽運(yùn)煤設(shè)備選用一部 SSJ1000/1602 型可伸縮膠帶輸送機(jī)，帶寬為 1000mm，輸送能力為1000t/h，電機(jī)功率為 1602kW，一部最大輸送長(zhǎng)度為 1000m。轉(zhuǎn)載機(jī)選用 SZZ764/132 型轉(zhuǎn)載機(jī)，電機(jī)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(shí)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(bào)告，15 號(hào)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(hào)煤下層。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)技術(shù)文件，選用支撐掩護(hù)式液壓支架?；夭晒ぷ髅嬷ёo(hù)支架選型計(jì)算：支架承受的頂板壓力，用下列公式計(jì)算。W=（6～8）hBLrcosΦ式中： h——采高，取 3. 0m； r——巖石容重，取 ；B——支護(hù)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(zhǎng)度，取 ； 23 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(hào)煤 =8cos7=419 t；15 號(hào)煤層上分層厚度為 ，屬中厚煤層，本設(shè)計(jì)回采工作面選用ZZ4200/15/32 型支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)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(qiáng)度： MPa；泵站壓力：30MPa；支撐高度：~ m；重量：；支架參數(shù)：長(zhǎng)寬=51501430mm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(hào)煤層下分層時(shí)，設(shè)計(jì)初步選定 ZY5000/16/35 型支撐掩護(hù)式液壓支架，支架參數(shù)：長(zhǎng)寬=56001420mm；重量：；設(shè)計(jì)按此支架驗(yàn)算礦井提升絞車?；夭晒ぷ髅娑祟^及超前支護(hù)選用 DZ2825/100 型單體液壓支柱配 HDC4200∏型鋼梁對(duì)回采工作面端頭及超前進(jìn)行維護(hù)?！切弯摿翰捎谩耙涣喝敝гO(shè)，即每根∏型鋼梁下至少支三根單體液壓支柱。運(yùn)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(jìn)度、年進(jìn)度及工作面長(zhǎng)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(jì)生產(chǎn)能力等因素，確定回采工作面長(zhǎng)度為 100m?；夭晒ぷ髅嫒昭h(huán)次數(shù) 15 次，每個(gè)循環(huán)進(jìn)度為 m，日循環(huán)進(jìn)度15=9m，正常循環(huán)率按 85%考慮，則回采工作面年推進(jìn)度按下式計(jì)算：年推進(jìn)度＝日循環(huán)進(jìn)度年工作日循環(huán)率采煤工作面年推進(jìn)度=9330=(m) 24 采區(qū)及工作面回采率 15 號(hào)煤層分層后為中厚煤層，依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)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)能力回采工作面生產(chǎn)能力計(jì)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(zhǎng)度，取 100m；L——工作面年推進(jìn)度，；M——回采工作面采高，15 號(hào)煤為 ；γ——煤的容重，15 號(hào)煤為 ；C——工作面回采率，15 號(hào)煤層取 。則回采工作面生產(chǎn)能力為A 采 =100=933kt/a掘進(jìn)工作面掘進(jìn)煤量計(jì)算掘進(jìn)工作面掘進(jìn)煤量按回采工作面產(chǎn)量的 3%計(jì)算，為A 掘 ==28 kt/a礦井生產(chǎn)能力計(jì)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(gè)綜采工作面達(dá)產(chǎn)。經(jīng)計(jì)算，綜采工作面產(chǎn)量加上掘進(jìn)煤量完全滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 900 kt/a 的要求。 達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)工作面特征表回采工作面 掘進(jìn)工作面生產(chǎn)采區(qū) 個(gè)數(shù) 裝備 采高（m） 長(zhǎng)度（m） 年進(jìn)度 （m） 年產(chǎn)量（kt） 個(gè)數(shù) 裝備 年掘進(jìn) 煤量礦井生產(chǎn)能力（kt/a） 25（kt）15 號(hào)煤一采區(qū) 1 綜采 3. 0 100 2525 933 32 個(gè)炮掘1 個(gè)綜掘 28 961 巷道掘進(jìn) 巷道斷面及支護(hù)形式現(xiàn)井下一采區(qū)準(zhǔn)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(hào)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(hù)。采區(qū)新掘主要巷道斷面特征表斷面積（m 2）序號(hào) 巷道名稱 煤巖別 支護(hù)方式 巷道凈寬（mm） 凈 掘進(jìn)鋪設(shè)設(shè)備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(hào)煤上分層回采工作面進(jìn)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(hù)。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為。巷道沿 15 號(hào)煤層頂板掘進(jìn)?；夭晒ぷ髅婊仫L(fēng)順槽：采用矩形斷面，錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為。巷道沿 15 號(hào)煤層頂板掘進(jìn)。 26瓦斯尾巷：采用矩形斷面，錨桿、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。巷道凈寬為，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為 。巷道布置在 15 號(hào)煤層上方，巷道底板距 15 號(hào)煤層頂板 2m。走向高抽巷：采用矩形斷面，錨桿支護(hù)。巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為 。巷道布置在 15 號(hào)煤層上方，巷道底板距15 號(hào)煤層頂板 35m 左右。開切眼：采用矩形斷面，錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。巷道凈寬為，凈高為 ，沿 15 號(hào)煤層頂板掘進(jìn)。15 號(hào)煤下分層上分層開采時(shí)需鋪設(shè)金屬網(wǎng)假頂，下分層回采工作面進(jìn)、回風(fēng)順槽采用拱型金屬棚支護(hù)。 掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及裝備礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，共布置三個(gè)掘進(jìn)工作面，即一個(gè)煤巷綜掘工作面、一個(gè)煤巷普掘工作面、一個(gè)巖巷普掘工作面。綜掘工作面主要裝備有：S100 型綜合掘進(jìn)機(jī)、SJ80 型可伸縮帶式輸送機(jī)、SGB620/40T 型刮板輸送機(jī)、FBD 系列對(duì)旋式局部扇風(fēng)機(jī)等掘進(jìn)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(dòng)鉆機(jī)、ZMZ317 型裝煤機(jī)、SJ80 型可伸縮帶式輸送機(jī)、SGB620/40T 型刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)子V 型混凝土噴射機(jī)、FBD 系列對(duì)旋式局部扇風(fēng)機(jī)等掘進(jìn)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(dòng)鉆機(jī)、7655 型風(fēng)鉆、FBD 系列對(duì)旋式局部扇風(fēng)機(jī)等掘進(jìn)設(shè)備。 礦井生產(chǎn)時(shí)采掘比例關(guān)系 27礦井正常生產(chǎn)時(shí)布置一個(gè)回采工作面，三個(gè)掘進(jìn)工作面，采掘比為 1：3。 井巷總工程量本次設(shè)計(jì)一采區(qū)準(zhǔn)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(shí)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。井 巷 工 程 量 表序號(hào) 巷道名稱 工程量(m) 凈斷面（m 2） 掘進(jìn)斷面（m 2）圍巖1 回采工作面進(jìn)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(cuò)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(jìn)耳狀鉆場(chǎng) 50 9 9 煤巷合計(jì) 2235第 4 章 礦井風(fēng)量計(jì)算 瓦斯資源本礦井瓦斯賦存狀況根據(jù) 2022～2022 年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果結(jié)果見下表。石港煤礦為煤與瓦斯突出礦井。瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果礦井名稱 年 份 絕對(duì)涌出量(m 3/min) 相對(duì)涌出量(m 3/t) 批復(fù)等級(jí) 282022 突出礦井2022 突出礦井石港煤礦2022 突出礦井煤層瓦斯基本參數(shù)2022 年 11 月河南理工大學(xué)編制了《山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司 15 號(hào)煤層開采礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)》報(bào)告資料。根據(jù)報(bào)告結(jié)論：15 號(hào)煤層瓦斯含量（W）具有隨埋藏深度（H）增大而加大的整體趨勢(shì)（R=%），兩者具有如下良好的線性統(tǒng)計(jì)規(guī)律, 15 號(hào)煤層瓦斯含量增長(zhǎng)梯度為 。W=式中：W－為煤層瓦斯含量，m 3/t；H－為煤層埋藏深度，m。山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井 15 號(hào)煤層埋藏最大深度為 567m，則礦井15 號(hào)煤層最大瓦斯含量為：W==同時(shí)，根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院 2022 年編制的《石港煤礦煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定及礦井瓦斯危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)》山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井 15 號(hào)煤層瓦斯基本參數(shù)實(shí)測(cè)值如下：煤層瓦斯壓力 ～煤層瓦斯含量　　　　　　　 ～179。/t（平均 179。/t）煤對(duì)瓦斯吸附常數(shù)　　　　　 a＝，b＝煤層透氣性系數(shù)　　　　　　 178。/Mpa 2d（平均）百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)　 （平均） 29百米鉆孔初始瓦斯流量 3/min100m采落煤殘存瓦斯含量　　　　 179。/t（實(shí)測(cè)） 礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯來源及涌出構(gòu)成根據(jù) 2022 年 11 月河南理工大學(xué)編制的礦井瓦斯預(yù)測(cè)中結(jié)果：礦井瓦斯涌出量為 ，其中，回采工作面瓦斯涌出為 ，占全礦井瓦斯涌出的 %；掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為 ，占礦井總瓦斯涌出量的 %；采空區(qū)瓦斯涌出量約為 ；占礦井總瓦斯涌出量的%。回采工作面瓦斯來源及涌出構(gòu)成回采工作面瓦斯主要由開采層、鄰近層和圍巖瓦斯涌出兩部分組成。15 號(hào)煤回采工作面瓦斯涌出量為 ；其中，回采工作面鄰近層瓦斯涌出量為 ，占回采工作面總瓦斯涌出量的 %；開采層瓦斯涌出量為 ，占回采工作面總瓦斯涌出量的 %。掘進(jìn)工作面瓦斯涌出礦井共布置三個(gè)掘進(jìn)面，掘進(jìn)工作面瓦斯絕對(duì)涌出量最大為（綜掘煤巷）。15 號(hào)煤層瓦斯涌出量及構(gòu)成比例匯總表回采工作面 掘進(jìn)工作面項(xiàng) 目 礦井本煤層 鄰近層 合計(jì) 合計(jì)采空區(qū)瓦斯涌出量(m3/min) 構(gòu)成比例(%) 礦井瓦斯抽放效果 30石港煤礦礦井布置一個(gè) 15 號(hào)煤回采工作面，布置二個(gè) 15 號(hào)煤巷掘進(jìn)工作面，礦井瓦斯抽放量預(yù)測(cè)如下:15 號(hào)煤回采工作面瓦斯抽放量1）15 號(hào)煤回采工作面本煤層瓦斯抽放量15 號(hào)煤回采工作面本煤層瓦斯抽放量按以下公式計(jì)算：Q 抽 1=K′q0nL247。100式中：Q 抽 1——回采工作面本煤層瓦斯抽放量，m 3/min；K′——瓦斯抽放影響效應(yīng)系數(shù)， K′=；q0——百米鉆孔初始瓦斯流量 ， 3/min100m η—— 117 個(gè)。L——預(yù)抽鉆孔長(zhǎng)度 。Q 抽 1=11790247。100 =2）15 號(hào)煤回采工作面鄰近層瓦斯抽放量 15 號(hào)煤工作面鄰近層抽放采用頂板走向高抽巷的抽放方法，根據(jù)鄰近礦井的抽放瓦斯經(jīng)驗(yàn)，其鄰近層瓦斯抽出率可達(dá) 80～90%，按 85%計(jì)算，15 號(hào)煤回采工作面鄰近層瓦斯涌出量為 － 3/min=，鄰近層瓦斯抽放量為：Q 抽 2=179。/min85%=179。/min3）回采工作面瓦斯抽放量15 號(hào)煤回采工作面瓦斯抽放量為：Q 抽 3=+=179。/min15 號(hào)煤掘進(jìn)工作面瓦斯抽放量 3115 號(hào)煤掘進(jìn)工作面采用預(yù)抽的方法抽放煤層瓦斯，根據(jù)我國(guó)煤礦瓦斯抽放實(shí)踐，瓦斯量可按下式計(jì)算：Q 抽 4=Kq3η式中：Q 抽 4——掘進(jìn)工作面瓦斯抽放量，m 3/min；K——瓦斯抽放影響效應(yīng)系數(shù)， K=；q3——掘進(jìn)工作面預(yù)計(jì)煤壁瓦斯涌出量，取 ；179。/min η——鉆孔抽放瓦斯效率，取 =70%。Q 抽 4=Kq3η=70%=179。/minQ 抽 5=Kq3η=70%=179。/min礦井采空區(qū)瓦斯配抽量采用高抽巷抽放礦井采空區(qū)瓦斯，根據(jù)陽(yáng)泉地區(qū)經(jīng)驗(yàn)抽放率為 40%，礦井采空區(qū)瓦斯涌出量約為 ；采空區(qū)瓦斯抽放量為：Q 抽 6=40%=179。/min礦井瓦斯抽放純量石港公司礦井按一個(gè) 15 號(hào)煤回采工作面（考慮預(yù)抽區(qū)域工作面，取系數(shù)）；二個(gè) 15 號(hào)煤掘進(jìn)工作面瓦斯抽放和礦井采空區(qū)瓦斯抽放，預(yù)計(jì)