【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 120m，年推進(jìn)度 500m，計(jì)算出采煤工作面生產(chǎn)能力 A0 A0=Llmγ K =500179。 120179。 179。 179。 =（萬(wàn) t/a） 按下式計(jì)算出采區(qū)生產(chǎn)能力 A A=nA0BK =1179。 179。 179。 1 =95 萬(wàn) t/a） 取 A=90 萬(wàn) t/a 進(jìn)行設(shè)計(jì) 采區(qū)服務(wù)年限 T= =（ a） 第三章 采煤方法及采區(qū)巷道布置 一、采煤方法的選擇 煤層賦存條件 礦井批采的可采煤層有 2層，分別為石炭系上統(tǒng)太原組的 5煤層，全區(qū)發(fā)育，平均厚度分別為 、 ，煤層傾 角一般在 5～ 15176。，煤質(zhì)中硬，煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，局部節(jié)理發(fā)育，易發(fā)生破碎冒落。其中 5 號(hào)煤層厚度較大，煤層夾矸 2～ 5 層。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。礦井為低瓦斯礦井，有煤塵爆炸危險(xiǎn)， 5煤層為自燃煤層。 23 可選的主要采煤方法 （ 1） 分層鋪網(wǎng)采煤工藝是我國(guó)開(kāi)采厚及特厚煤層的主要采煤方法之一，在大中型礦井得到普遍采用，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。但是，這種采煤方法存在明顯缺點(diǎn)。巷道系統(tǒng)復(fù)雜，巷道掘進(jìn)率高，巷道的掘進(jìn)與維護(hù)費(fèi)用高；分層開(kāi)采時(shí)要鋪設(shè)人工假頂，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和礦井的生產(chǎn)成本；下分層開(kāi)采不僅單產(chǎn)低、效率低，而且 下分層在假頂下開(kāi)采，頂板難于管理，開(kāi)采困難較大；煤層厚度變化時(shí)容易丟煤。 （ 2）普通綜合機(jī)械化采煤方法是上世紀(jì) 70 年代初在我國(guó)發(fā)展起來(lái)的一種新型采煤方法，是集團(tuán)公司目前各礦井的主要采煤方法，在工作面開(kāi)采、頂板管理、設(shè)備修理、工作面搬家、過(guò)斷層、處理漏頂?shù)确矫嬉呀?jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)。產(chǎn)量一般為 50～ 80 萬(wàn) t，少數(shù)綜采隊(duì)年產(chǎn)量突破 100 萬(wàn) t，采高一般在 ～ 之間。 （ 3） 放頂煤綜采采煤法近 20 年來(lái)得到了迅速的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)放頂綜采開(kāi)采技術(shù)、設(shè)備配套技術(shù)已趨成熟。放頂煤液壓支架已發(fā)展到 30 多個(gè)架型。 20xx 年兗煤集團(tuán)興隆莊礦綜放工作面年產(chǎn)量已突破 600 萬(wàn) t。同煤集團(tuán)公司于 1992 年在煤峪口礦上馬第一套綜采放頂煤設(shè)備，同煤集團(tuán)現(xiàn)已采用放頂煤綜采取得良好效果。分別在忻州窯礦、煤峪口礦、云岡礦。實(shí)踐證明，在厚及特厚煤層中，綜采放頂煤開(kāi)采與分層鋪網(wǎng)開(kāi)采相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。它簡(jiǎn)化了巷道布置，減小了巷道掘進(jìn)率，提高了巷道利用率。減少了分層鋪網(wǎng)工序，節(jié)省材料等費(fèi)用；減少了工作面搬家次數(shù)，降低了綜采面設(shè)備搬遷、安裝的工作量及費(fèi)用；降低了噸煤成本。放頂煤開(kāi)采對(duì)于厚度變化大的煤層適應(yīng)性更強(qiáng)。一個(gè)工作面可完成兩個(gè)以上工作面的產(chǎn)量，使 工作面單產(chǎn)和效率大大提高。 采煤方法的確定 各種采煤方法有其各自的特點(diǎn)和適用條件，確定采煤方法，不僅要與煤層的地質(zhì)條件相適應(yīng)，還應(yīng)與技術(shù)水平和資金實(shí)力相結(jié)合。 5煤層煤厚 － ，平均 ，如采用分層 綜采采煤，需要 分為 5 層進(jìn)行開(kāi)采，如采用 綜采放頂采煤一次采全高，則必須選擇 支架，且整個(gè)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)均需要改造。 綜上所述， 5煤層采用分層 放頂綜采采煤，上分層采高 、下分層采高 、設(shè)備選型考慮兼顧 5煤層，改擴(kuò)建首采采區(qū)布置在 5層下山 510 采區(qū)。 24 二、礦 壓觀測(cè)情況 本礦井至建礦以來(lái)未設(shè)立礦壓觀測(cè)組， 20xx 年上綜采后順之設(shè)立礦壓觀測(cè)組，定期進(jìn)行對(duì)工作面壓力進(jìn)行觀測(cè)，并向有關(guān)單位上報(bào)。 三、采區(qū)巷道布置 采區(qū)巷道布置的原則 根據(jù)所選的采煤方法及地質(zhì)條件布置采區(qū)巷道；為減少巷道巖石工程量，采區(qū)巷道布置在煤層內(nèi)；本著采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少；通風(fēng)系統(tǒng)合理、可靠，采區(qū)布置專用回風(fēng)巷；巷道斷面規(guī)格能夠滿足運(yùn)輸綜采設(shè)備的需要。 采區(qū)內(nèi)布置采區(qū)上、下山巷道，采區(qū)皮帶運(yùn)輸機(jī)與 2煤庫(kù)搭接，通過(guò)主斜井將原煤提出地面。 按照所選擇的采煤方法，采用綜合機(jī)械化放頂煤 開(kāi)采。 采區(qū)巷道布置 5層下山 510 采區(qū)布置三條采區(qū)巷道，分別為 510 皮帶運(yùn)輸下山、 510 軌道下山和510 回風(fēng)下山，下山巷道間距 20m。 510 皮帶運(yùn)輸下山凈寬 ，凈高 ，凈斷面積， 矩形斷面，錨桿支護(hù)，沿底板布置，巷內(nèi)鋪設(shè)皮帶運(yùn)輸機(jī)，擔(dān)負(fù)采區(qū)的煤炭運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)任務(wù)； 510 軌道下山凈寬 ，凈高 ，凈斷面積 ， 矩形斷面，錨桿支護(hù)，沿底板布置，擔(dān)負(fù)運(yùn)料、行人、進(jìn)風(fēng)任務(wù)； 510 回風(fēng)下山凈寬 ，凈高 ，凈斷面積 ， 矩形斷面，錨桿支護(hù)，沿頂板布置，擔(dān)負(fù)回風(fēng) 任務(wù)，兼作采區(qū)的安全避災(zāi)通道。 四、回采工藝與勞動(dòng)組織 本采區(qū)共布置 10 個(gè)工作面，走向長(zhǎng)度一般在 500 米，工作面長(zhǎng) 120 米，采區(qū)工作面巷道保護(hù)煤柱為 25 米，邊界保護(hù)煤柱 20 米，大運(yùn)公路保護(hù)煤柱經(jīng)計(jì)算為 56 米。 25 工作面長(zhǎng)度及日循環(huán)數(shù) 綜放工作面長(zhǎng)度越大，工作面兩端不放煤造成的煤損占工作面總儲(chǔ)量的比例越小，有利于提高綜放工作面的資源回收率，但工作面過(guò)長(zhǎng)不利管理。工作面過(guò)長(zhǎng)，受運(yùn)輸機(jī)強(qiáng)度限制的事故率明顯增加，且目前國(guó)產(chǎn)的工作面運(yùn)輸機(jī)成型設(shè)備的極限長(zhǎng)度在 300m～350m。根據(jù)移交采區(qū)的地質(zhì)情況，將首 采工作面長(zhǎng)度確定為 120m，工作面的日循環(huán)數(shù)可用下列式計(jì)算： ClHBK Qn r ?1? 式中： Qr—— 工作面日產(chǎn)量，按年產(chǎn) ， 年生產(chǎn) 330d計(jì)算， Qr=2727t。 K1—— 工作面正規(guī)循環(huán)率，取 K1= l—— 工作面長(zhǎng)度，首采工作面長(zhǎng)度為 120m n—— 日循環(huán)數(shù)； H—— 煤層厚度， B—— 循環(huán)進(jìn)尺，采煤機(jī)截深 ， 2 采 1 放，則 B= C—— 工作面回采率，采煤機(jī)割煤部分取 95%，頂煤回收率取 75%，加權(quán)計(jì)算首采工作面為 83%。 γ —— 煤體容量， 2727 ??????n =2 根據(jù)上述計(jì)算，工作面采煤機(jī)割煤一個(gè)往返為一個(gè)循環(huán)，工作面循環(huán)進(jìn)度 ，首采工作面需日完成 2 個(gè)生產(chǎn)循環(huán)，考慮到掘進(jìn)煤產(chǎn)量，礦井生產(chǎn)能力按 比較可靠的。 工作面割煤高度與放煤高度 工作面割煤高度除應(yīng)滿足通風(fēng)行人的要求外，還應(yīng)考慮設(shè)備投入和機(jī)道上方頂煤和煤壁的穩(wěn)定性，采高越大，煤壁越高易發(fā)生片幫，同時(shí)支架的高度增加造成初期投入大。綜合考慮，將工作面采煤機(jī)割煤高度定為 。 5煤層首采工作面煤層厚度為 ，則放頂煤高度 為 ，采放比為 1:2。 26 采煤機(jī)截深與放煤步距 采煤機(jī)截深為 時(shí)，采用 2 采 1放循環(huán)作業(yè)方式，則放煤步距為 。 綜放工作面主要設(shè)備組成表 表 421 設(shè)備名稱 型 號(hào) 數(shù) 量 電機(jī)功率 （ kw） 生產(chǎn)能力 （ t/h） 支 架 ZFS4600/19/32 76 ZFG5000 4 ZT6900 2 采煤機(jī) MG150/375WD 1 375 刮板運(yùn)輸機(jī) SGB764/264（前） 1 2179。 132 600 SGZ764/264（后） 1 2179。 132 600 轉(zhuǎn)載機(jī) SZB764/132 1 132 700 破碎機(jī) PCM110 1 110 1000 皮帶運(yùn)輸機(jī) SSJ1000/160 1 160 乳化液泵 WRB200/ 1 160 回 柱 車 JH17 2 調(diào)度絞車 JD25 4 首采工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 表 422 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 指標(biāo) 備 注 1 工作面長(zhǎng)度 m 120 2 推進(jìn)長(zhǎng)度 m 500 3 煤層厚度 m 回采率 85% 4 煤層傾角 度 8 5 割煤高度 m 6 截深 m 7 循環(huán)進(jìn)尺 m 8 年推進(jìn)度 m 792 五、采區(qū)準(zhǔn)備 巷道斷面及支護(hù)形式 井筒表土段及井下硐室采用混凝土砌碹支護(hù)，斷面形狀均為矩形，井筒巖石段、運(yùn) 27 輸大巷及采區(qū)下山巷道采用錨噴支護(hù)，斷面形狀均為直墻拱形?；夭晒ぷ髅嫦锏罏殄^桿支護(hù)，斷面為矩形。 巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo) 根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，參照《礦井建設(shè)工期定額》及《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定 普掘平均成巷進(jìn)度指標(biāo)確定 如下： （ 1）煤巷 日進(jìn) 8 m，月進(jìn) 240 m； （ 2）半煤巖巷：日進(jìn) 5m ，月進(jìn) 150 m； （ 3）巖巷： 日進(jìn) 4 m，月進(jìn) 120 m（包括峒室）； 機(jī)掘平均成巷進(jìn)度指標(biāo)確定如下： （ 1）煤巷 日進(jìn) 17 m，月進(jìn) 500 m； （ 2）半煤巖巷：日進(jìn) 12m ，月進(jìn) 350m； 根據(jù)各掘進(jìn)隊(duì)組掘進(jìn)速度及工作面接替關(guān)系，采掘比為 1： 2。 第四章 采區(qū)運(yùn)輸、防排水與供電 一、采區(qū)運(yùn)輸 輔助運(yùn)輸方式 礦井 5＃ 層輔助運(yùn)輸通過(guò)副斜井經(jīng) 5＃ 層軌道大巷、 5＃ 層 510 運(yùn)輸下山、 5＃ 層各采掘工作面實(shí)現(xiàn)。根據(jù)礦井布置方式，礦井輔助運(yùn)輸大巷道短且曲折多， 5＃ 層 510 軌道下山沿煤層布置，坡度起伏變化較大。井下布置一個(gè)綜采放頂煤工作面、一個(gè)機(jī)掘工作面和一個(gè)普掘工作面，掘進(jìn)煤進(jìn)入主運(yùn)輸系統(tǒng)，所以輔助運(yùn)輸運(yùn)輸量不大，但品種多，主要 28 是材料、設(shè)備、少量矸石。根據(jù)上述巷道布置及運(yùn)輸特點(diǎn)，本著既能降低初期投資，又使用便捷可靠的原則，輔助運(yùn)輸采用 液壓防爆絞車及 調(diào)度絞車牽引的運(yùn)輸方式。 5＃ 層 510軌道下山絞車及 5＃ 層軌道巷絞車 設(shè)計(jì)選型如下： 輔助運(yùn)輸設(shè)備選型 （一） 5＃層 510 軌道下山絞車 礦井井下 5＃ 層 510 軌 道上山斜長(zhǎng) 570m，傾角為 6176。負(fù)責(zé) 510采區(qū)材料設(shè)備的運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)淖畲笤O(shè)備為液壓支架，具體設(shè)計(jì)選型如下： 設(shè)計(jì)依據(jù)： （ 1） 510 軌道下山斜長(zhǎng)： L=570m （ 2） 510 軌道下山傾角：α =6176。 （ 3）一次運(yùn)輸設(shè)備最大重量為 16t （ 4）上車場(chǎng)運(yùn)行距離： L1=25m （ 5）上車場(chǎng)運(yùn)行距離： L2=20m （ 6） Q 最大 =16t （ 7） Q 平板車 = （ 8） Q 鉤頭車 = 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）提升斜長(zhǎng)： Lt=Lh+L1=570+25+20=625m （ 2）繩端荷重： Qd=(16000+1500+500)179。 (sin? +f1cos? ) =(16000+1500+500)179。 ( ??? 6c ) =2060(㎏ ) （ 3）選擇鋼絲繩 鋼絲繩單重： Pk185。=)c o s( s 2 ?? fLtmQbd??ζ 29 =)6c o ( s in1 4 2 5 7 0 2 0 6 0?????? = ㎏ /m 選用鋼絲繩： 18 NTA 6179。 7+FC 1570 ZZ(GB/891820xx) 全部鋼絲破斷力總和 Qs=16800179。 =19051(㎏ ) PK= ㎏ /m d=18 ㎜ 安全系數(shù) m=)( 2 ?? C o sfS inL cPQ QsKd ?? =)6c o ( s i )251 4 2 5(2 0 6 0 1 9 0 5 1 ??????? =＞ （ 4）提升機(jī)的選擇 滾筒直徑： Dg=80d=80179。 18=1440 ㎜ 選用 179。 單滾筒液壓防爆絞車 Dg=1600 ㎜ ， B=1200 ㎜， Fje=Fce=4500 ㎏， 滾筒纏繩寬度： B= )(7 ?? ? ??? dDg DgLmLt = )218( 2 5 ??? ??? ? =2728 ㎜＜ 1200179。 3 符合要求 最大靜拉力： Fj=Qd1+LtPk(sinα +f2sosα ) =2060+1425179。 179。 (sin6176。 +176。 ） =2276 ㎏＜ 4500 ㎏ 選用提升機(jī)合適。 （ 5）電動(dòng)機(jī)預(yù)選 Ns=?102maxVKFj= ? ?? =97(kW) 30 選型結(jié)果 根據(jù)上述計(jì)算 ， 選用 179。 單滾筒液壓防爆絞車， Dg=1600 ㎜ ， B=1500㎜， Fje=Fce=4500 ㎏，配套電動(dòng)機(jī)功率 132kW，電壓 660V；鋼絲繩 18 NTA 6179。 7+FC 1570 ZZ(GB/891820xx) （二） 5＃層軌道巷絞車 礦井井下 5＃ 層輔助運(yùn)輸采用調(diào)度絞車對(duì)拉方式運(yùn)輸，軌道巷共布置 4 臺(tái)調(diào)度絞車，最長(zhǎng)運(yùn)輸距離 400m；巷道多為近水平巷，最大傾角為 3176。負(fù)責(zé) 510 采區(qū)材料設(shè)備的運(yùn)輸，具體設(shè)計(jì)選型如下： 設(shè)計(jì)依據(jù)： （ 1）軌道巷長(zhǎng)： L=400m （ 2）軌道巷傾角：α =3176。 （ 3）一次運(yùn)輸設(shè)備最大重量為 16t （ 4）井底車場(chǎng)運(yùn)行距離： Lh=30m （ 5）上車場(chǎng)運(yùn)行距離： L1=25m （ 6） Q 最大 =16t （ 7）