【正文】 護(hù)的工藝方式。 回采工作面參數(shù) 根據(jù)前面開(kāi)拓、準(zhǔn)備的 巷道布置，采煤工作面沿傾向布置，走向推進(jìn)，工作面長(zhǎng)度為 300m，區(qū)段長(zhǎng)度為 1700m；采高 4m，頂部留煤皮。 工作面布置三條順槽：上部布置一條，為回風(fēng)巷及輔助運(yùn)輸巷；下部布置兩條，為進(jìn)風(fēng)運(yùn)煤巷，靠近煤壁的一條巷道布置膠帶輸送機(jī)，另一條作為運(yùn)輸行人巷道。順槽斷面均為 5m 寬， 高；上區(qū)段工作面運(yùn)輸平巷和下區(qū)段工作面回風(fēng)平巷的煤柱留設(shè) 20m。 順槽之間每隔 50m 覺(jué)聯(lián)絡(luò)巷。 工作面配套設(shè)備見(jiàn)表 41。 表 41 工作面配套設(shè) 采煤機(jī) 液壓支架 刮板輸送機(jī) SL500 AC型雙滾筒采煤機(jī) DBSchitd255/550 2179。 4319 JOY700 采煤工作面破煤、裝煤方式 工作面采煤機(jī)螺旋滾筒完成破煤裝煤過(guò)程，部分遺留碎煤由輸送機(jī)上的鏟煤板裝入溜《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 25 槽。結(jié)合礦上實(shí)際使用情況，工作面選用美國(guó) JOY 公司生產(chǎn)的 SL500 AC型雙滾筒 電牽引采煤機(jī)，美國(guó) JOY 公司生產(chǎn)的 JOY700 型刮板輸送機(jī)。雙向割煤法，即采煤機(jī)往返為兩個(gè)循環(huán)。采煤機(jī)及刮板輸送機(jī)技術(shù)特征見(jiàn)表 42 表 42 采煤機(jī)技術(shù)特征 采高范圍（ mm） 4790 過(guò)煤高度（ m） 供電 電壓（ V） 3300 總裝機(jī)功率（ Kw） 1815 滾筒直徑（ mm） 2700 滾筒截深（ mm） 865 生產(chǎn)能力（ t/h） 2800 牽引速度（ m/min） 機(jī)身尺寸長(zhǎng)179。寬179。高（ mm） 15300179。 1470179。 1867 整機(jī)重量（ t） 87 工作面支護(hù)設(shè)備的選型 ① 工作面液壓支架 選擇液壓支架必須有合理的工作阻力和初撐力。液壓支架的阻力式支架設(shè)計(jì)中最基本參數(shù)，支架所有強(qiáng)度都由此決定。它在一定程度上顯示了支架的工作能力和特征。目前支架阻力主要是采用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，然后根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算或折 算。 選擇液壓支架還必須確定合理支架結(jié)構(gòu)高度。合適的結(jié)構(gòu)高度是支架正常工作的關(guān)鍵。在實(shí)際使用中，通常選用的支架最大結(jié)構(gòu)高度比最大采高大 200mm 左右。最小結(jié)構(gòu)高度比最小采高低 250～ 350mm。同時(shí)它們又隨這地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件的變化而變化。選擇時(shí)需綜合各項(xiàng)因素，進(jìn)行全面分析。除了以上要求外，液壓支架的選型還必須和生產(chǎn)能力配套。 本設(shè)計(jì)的開(kāi)采煤層為中厚煤層，采用放頂煤開(kāi)采。放頂煤有高位、中位和低位放頂煤三種，其中低位放頂煤因?yàn)榘踩愿?，放矸率低而被廣泛運(yùn)用，根據(jù)低位放頂煤的特點(diǎn)和實(shí)習(xí)礦井放頂煤的經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)采 用低位放頂煤，一次采全高綜合機(jī)械化開(kāi)采方法。采高為 ,放煤高度為 。采用放頂煤液壓支架。液壓支架是以液壓為動(dòng)力，完成對(duì)工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護(hù)幫、移架，以及推移工作面刮板輸送機(jī)等一套動(dòng)作。 本設(shè)計(jì)的頂板來(lái)壓周期較明顯。根據(jù)實(shí)際礦壓觀測(cè)的結(jié)果：工作面直接頂垮落步距為6～ 8m，初次來(lái)壓步距為 25～ 30m，周期來(lái)壓步距為 10～ 13m。此外，工作面老頂分類(lèi)為Ⅱ級(jí)，支護(hù)強(qiáng)度必須滿(mǎn)足參與運(yùn)動(dòng)的頂板巖石的重量，其厚度見(jiàn)公式 41。 H=m/(Kp1) （ 41） =()=14m 式中 H— 參與運(yùn)動(dòng)的頂板巖石的厚度， m m— 回采高度， m 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 26 Kp— 巖石的碎脹系數(shù) 其所產(chǎn)生的壓強(qiáng)為： P=H179。 r=14179。 =式中 r— 巖石容重 ,工作面選用 ZFQ240016/24 型輕放支架，其額定工作阻力位 ，工作面的壓力不大于支架額定工作阻力的 80%，初撐力也滿(mǎn)足要求。 ZFQ240016/24 型支架的技術(shù)特征見(jiàn)表 43。 表 43 ZFQ240016/24 型支架技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 技術(shù)特征 單位 型式 ZFQ240016/24 放煤型式 雙輸送機(jī)、擺動(dòng)后尾梁插板 支 架 支撐高度 ～ m 寬度 1470 m 中心距 1500 m 初撐力 1800 KN 工作阻力 2400 KN 支護(hù)強(qiáng)度 MPa 對(duì)底板比壓 MPa 適應(yīng)傾角 ≦ 35 176。 供液泵壓 MPa 運(yùn)輸尺寸 3890179。 1470179。 1600 （長(zhǎng) *寬 *高） m 重量 t 設(shè)計(jì)單位 鄭州煤機(jī)廠 制造單位 鄭州煤機(jī)廠 ② 工作面端頭支護(hù)設(shè)備選型 由于工作面的上下出口處懸頂面積大，機(jī)械設(shè)備多，又是材料和人員出入的交通口，所以，必須加強(qiáng)支護(hù)。針對(duì)本設(shè)計(jì)工作面的具體特點(diǎn)，不僅要采煤，而且要放煤，機(jī)械設(shè)備比一般的工作面要多，同時(shí)，端頭受到水的影響，如果采用液壓支柱則因液壓支柱承受能力低造成支柱扎底，所以決定采用端頭支架支護(hù)，其支架型式為自移式液壓端頭支架。 根據(jù)支架選型要求及設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選用 ZT4410/18/ 型端頭支架，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 44。 表 44 ZT4410/18/ 型端頭支架技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 單位 高度 最低 1800 Mm 最高 4250 Mm 煤層傾角 ＜ 25 176。 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 27 初撐力 3773 KN 工作阻力 4416 KN 支架中心距 1500 Mm 支護(hù)強(qiáng)度 MPa 對(duì)底板最大比壓 MPa ⑷ 區(qū)段平巷膠帶運(yùn)輸機(jī) 表 45 膠帶輸送機(jī)參數(shù)表 型號(hào) SSJ1000/2179。 160 整機(jī)性能 輸送能力（ t/h） 1000 輸送距離（ m） 1200 帶速（ m/s） 最大坡度（176。） 177。 3 儲(chǔ)帶長(zhǎng)度（ m） 100 機(jī)頭尺寸 寬179。高（ mm） 2646179。 1705 機(jī)尾搭接 長(zhǎng)度（ m） 15 軌距（ mm） 1362 質(zhì)量（ t） 120 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) YSB— 160 功率（ kW） 2179。 160 電壓（ V） 660/1140 減速比 i 輸送帶 寬度（ mm） 1000 類(lèi)型 阻燃輸送帶 選用 SSJ1000/2179。 160型可伸縮膠帶輸送機(jī) ,技術(shù)參數(shù)如下表 45 所示。 ㈡ 綜采工藝方式的選擇 綜采工藝方式一般分為兩種： ⑴ 及時(shí)支護(hù) 即在采煤機(jī)割煤后先移支架，再移輸送機(jī)，工藝過(guò)程為采煤 — 移架 — 推溜。此方式應(yīng)用較多，特別是在頂板不穩(wěn)定的的情況下，為防止端面冒頂，必須采用及時(shí)支護(hù)方式。 ⑵ 滯后支護(hù) 即在采煤機(jī)過(guò)后，先推溜再移架?；夭晒に嚪绞綖椋翰擅?— 推刮板輸送機(jī) — 移架。移架滯后割煤較大距離，頂板懸露面積較大。因此，該方式使用于頂板不宜冒落的條件下。 遵循安全第一的原則，本礦回采工作面采用及時(shí)支護(hù)的工藝方式。 ㈢ 采煤機(jī)的工作方式和進(jìn)刀方式 ⑴ 綜采工作面采用雙滾筒采煤機(jī)采煤時(shí)，普遍采用先進(jìn)刀 后移架的斜切進(jìn)方式。根《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 28 據(jù)煤層采高及人工清煤的大小，雙滾筒采煤機(jī)一般采用雙向割煤。在特殊的條件下也可采用單向采煤。 ⑵ 綜采工作面中部斜切進(jìn)刀，其特點(diǎn)是輸送機(jī)彎曲段在工作面中部，其過(guò)程為；采煤機(jī)割煤至工作面左端，采煤機(jī)跑空車(chē)至工作面中部，沿輸送機(jī)彎曲段斜切進(jìn)刀，割煤至右端；移直輸送機(jī)，采煤機(jī)跑空至工作面中部，自中部割煤至工作面左端，移半部輸送機(jī)到煤壁，恢復(fù)初始狀態(tài)。 采用端部斜切進(jìn)刀，工作面端頭作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，采煤機(jī)等待移機(jī)頭時(shí)間較長(zhǎng)，影響有效割煤時(shí)間長(zhǎng)；采用中部斜切進(jìn)刀，可以提高開(kāi)機(jī)率，可以提高采煤機(jī)的裝煤效 果。 SL500 AC 型 采煤機(jī)為雙滾筒采煤機(jī)，割煤方式為雙向割煤。向右牽引時(shí)，前滾筒為右螺旋，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，沿頂煤割煤；后滾筒向左割煤，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，沿底割煤；向左牽引則與次相反。這種割煤方式優(yōu)點(diǎn)是：司機(jī)操作安全，煤塵少，裝煤效果好。本設(shè)計(jì)鑒于實(shí)際礦井的情況，采煤機(jī)進(jìn)刀方式采用工作面端部斜切進(jìn)刀割三角煤。其進(jìn)刀過(guò)程見(jiàn)圖 41。 1）進(jìn)刀方式 采用割三角煤工作面端部斜切進(jìn)刀方式。 2）進(jìn)刀過(guò)程如下： （ 1）當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的輸送機(jī)槽已移近煤壁，采煤機(jī)機(jī)身處沿留有一段下部煤，如圖 ， a 所示； （ 2）調(diào)換滾位置，前滾筒降下、后滾筒升起、并沿輸送機(jī)彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止。然后將輸送機(jī)移直，如圖 ， b 所示； （ 3）再調(diào)換兩個(gè)滾筒上、下位置，重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處，如圖 ， c 所示； 將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒，返程正常割煤，如圖 ， d 所示。 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 29 (a)(b)(c)(d)AAA AA AA A12211212AAAAAAAA1采煤機(jī) 2刮板輸送機(jī) 圖 41 采煤機(jī)進(jìn)刀方式圖 ⑷ 裝煤 割煤的同時(shí)，采煤機(jī)裝煤也在同時(shí)進(jìn)行，過(guò)程為：當(dāng)采煤機(jī)向待載煤體方向行駛時(shí)，旋轉(zhuǎn)滾筒上的截 齒依次接觸和截落煤體，破落下的煤通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉片推入側(cè)向方向的輸送機(jī)中，撒落在工作面和輸送機(jī)之間的煤可以通過(guò)安裝在輸送機(jī)上的擋煤板裝入輸送機(jī)中。 頂煤直接通過(guò)液壓支架的放頂煤窗放到刮板輸送機(jī)上。 ⑸ 運(yùn)煤 工作面傾角小，采下的煤由刮板輸送機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸工作面，在運(yùn)輸平巷和區(qū)段集中運(yùn)輸平巷布置膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤。 ⑹ 移架 工作面采用液壓支架及時(shí)支護(hù)管理頂板，移架實(shí)行追機(jī)作業(yè)。 ⑺ 推溜 推前溜的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)如為：推前溜作業(yè)必須滯后移架 15～ 20m 進(jìn)行；移溜后的前溜直線誤差不得超過(guò)177。 ；停溜時(shí)，不準(zhǔn)推溜，以 防發(fā)生卡鏈?zhǔn)鹿?；推溜時(shí)嚴(yán)禁使用一個(gè)千斤頂一次頂足，要采用相鄰架的千斤頂交替前移；推溜過(guò)程中，要保證大溜彎曲段長(zhǎng)度不小于 18m。頂過(guò)溜要保持平直，在 30m范圍內(nèi)大溜直線誤差不得超過(guò)177。 50mm。 ⑻ 放頂煤 ① 工作面回采之初放煤 放頂煤工作面回采之初，為防止老頂突然來(lái)壓對(duì)工作面造成威脅，開(kāi)始只進(jìn)行機(jī)采而《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 30 不放頂煤，待工作面推進(jìn)一段距離后再開(kāi)始全長(zhǎng)第一次放煤，為縮短初次放煤距離，提高頂煤采出率，在綜采工作面機(jī)采開(kāi)切眼上方貼煤層頂板掘一條與開(kāi)切眼平行的切頂煤巷道，在頂板切眼內(nèi)，打孔破煤，可在頂煤尚未破碎垮落前進(jìn)行爆 破，提前切割頂煤，使之易于放落，提前初放時(shí)間，減少初采頂煤損失，縮短初次放煤距離。由于煤 9在該采區(qū)均厚為 ，比一般采用放頂煤開(kāi)采的煤層厚度稍小，頂板垮落空間相對(duì)小，老頂突然來(lái)壓危險(xiǎn)性相對(duì)減弱，可確定初次放頂煤距離為 左右。 ② 放煤步距 放煤步距應(yīng)該是采煤機(jī)截深的整數(shù)倍，根據(jù)采煤機(jī)選型，滾筒截深為 630mm，實(shí)際截深為 600mm。根據(jù)放頂煤工作面的實(shí)際統(tǒng)計(jì)，可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式 42計(jì)算放煤步距： d=(～ )h （ 42） 式中 d— 放煤步距， m h— 放煤高度，可近似取頂煤高度， m d=(～ )179。 =～ 由于采煤機(jī)截深為 ，故放煤步距可取 ,割一刀煤放一次煤的形式。 ③ 采放比的確定 增大采高，可以贈(zèng)加工作面割煤量，使采放比減少，有利于頂煤的冒放和回收，但隨著采煤機(jī)高度的加大，礦山壓力的顯現(xiàn)加劇，支架?chē)嵨恢亓考哟?，工作面搬遷困難，頂煤放煤量減小，煤壁片幫量也明顯增加。 根據(jù)目前放頂煤開(kāi)采的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合 郭二莊 煤 9 中硬，局部含矸石 12 層，層 位穩(wěn)定，確定其采放比為 1： 1為宜，煤 9 在該采區(qū)均厚為 ，即機(jī)采高度最小為 ，放煤高度為 。 ④ 放煤方式 中國(guó)目前綜采放頂煤生產(chǎn)工作面的放煤方式為基本上可以歸納為單輪順序放煤、多輪順序放煤和單輪間隔放煤以及多輪間隔放煤等方式。實(shí)踐證明，單輪間隔放煤丟煤少，混矸少，又易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，本設(shè)計(jì)亦采用單輪順序放煤方式。 ⑤ 端頭放煤 地質(zhì)條件復(fù)雜，傾角較大的采區(qū)，為維護(hù)工作面兩端出口處的頂煤穩(wěn)定性，工作面兩端各留 2～ 4 架不放頂煤。在本設(shè)計(jì)采區(qū)中，煤層結(jié)構(gòu)好，傾角緩，為提高頂煤回收率，采用 ZT4410/18/ 端頭放頂煤支架，進(jìn)行端頭放煤，盡可能實(shí)現(xiàn)端頭放煤，以減少丟煤。結(jié)合 邯鄲 礦局的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，端頭放煤不僅可以提高頂煤的回收率，而且改善了端頭的維護(hù)條件，端頭處放煤后壁不放頂煤易于維護(hù)，減少了端頭維護(hù)難度。 ⑥ 工作面末采 結(jié)合本設(shè)計(jì)采區(qū)的頂板條件，放頂煤工作面在距離停采線 12～ 18m 時(shí)，開(kāi)始鋪網(wǎng)， 12～14m 時(shí)，即停止放煤。 ⑦ 拉后溜 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 31 放煤工序完成后，及時(shí)拉回后溜。拉后溜時(shí)要注意保持后留彎曲段不小于 18m，拉后溜后要保持大溜平直。 ㈣ 綜采工作面巷道布置及端頭支架 ⑴ 巷道布置 采用單巷布 置．區(qū)段運(yùn)輸巷中的一側(cè)需設(shè)置轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶輸送機(jī)；另一側(cè)設(shè)置泵站和移動(dòng)變電站等電氣設(shè)備、故巷道斷面較大，一般達(dá) 12㎡以上。同時(shí)隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，綜采高產(chǎn)高效工作面大量涌現(xiàn)，由于產(chǎn)量大、通風(fēng)量大，區(qū)段回風(fēng)巷斷面基本與運(yùn)輸巷相同或不小 1