【正文】 告，井田內(nèi)主要可采煤層有 4 上 、 8 上 、 10號煤層共 7層，各可采煤層賦存情況詳見第一章第一節(jié)有關(guān)內(nèi)容。 2） 、礦井地質(zhì)構(gòu)造 井田 位于離柳礦區(qū)南部，基本構(gòu)造形態(tài)為一走向北西、傾向南西的單斜構(gòu)造。傾角最大 11176。，一般 3～ 5176。，地面褶曲、斷層均不發(fā)育。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖。井田構(gòu)造屬簡單類型。 綜上所述，井田構(gòu)造屬簡單類。采區(qū)劃分、工作面布置基本不受構(gòu)造影響。層間斷層、褶曲發(fā)育部位，煤層厚度變化較大，對煤層開采有一定影響。 3） 、礦井水文地質(zhì)類型 根據(jù)礦井地質(zhì)報(bào)告，礦井上組煤開采時(shí)水文地質(zhì)類型為中等類型，下組煤開采時(shí)水文地質(zhì)類型為中等類型。 4） 、其他開采技術(shù)條件 礦井煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征、礦井瓦斯、煤塵爆炸性、煤層自燃傾向性及地溫、 地壓情況，詳見第一章第一節(jié)有關(guān)內(nèi)容。 、 采煤方法的選擇 1） 、礦井移交生產(chǎn)時(shí)開采煤層、首采區(qū)的確定 根據(jù)礦井開拓部署，本著縮短建井工期，保證礦井穩(wěn)定達(dá)產(chǎn)的原則，結(jié)合井田范圍內(nèi)各煤層賦存情況，設(shè)計(jì)礦井移交生產(chǎn)時(shí)首采區(qū)為礦井目前正在生產(chǎn)的二采區(qū)和本次改擴(kuò)建設(shè)計(jì)新增的三采區(qū)，首采煤層為二采區(qū)的 4號煤層和三采區(qū) 3號煤層。設(shè)計(jì)于二采區(qū)布置一個(gè) 4號煤層回采工作面和三采區(qū)布置一個(gè) 3號煤層回采工作面繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 第 26 頁 來保證礦井 300 萬 t/a 生產(chǎn)能力要求。 2）、 采煤方法選擇 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，井田內(nèi)上組煤 3 號煤層厚度 ～ ，平均 。為全井田可采的穩(wěn)定煤層。 4 上 號煤層厚度 0～ ，平均 。 4號煤層厚度 ～，平均 。 4 上 號煤層頂上距 3號煤層底 ～ ，平均 。巖性以深灰色灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖局部為細(xì)砂巖。該煤層在井田的中北部與 4號煤層合并。為大部分可采的較穩(wěn)定煤層。 4號煤層頂 上距 4 上 號煤層底 0～ ，平均 。 巖性以灰黑色、深灰色泥巖為主，局部為細(xì)粒砂巖 。井田中北部與 4 上 號煤層有小面積的合并區(qū)，其余大面積為分叉區(qū)。 為全井田可采的穩(wěn)定煤層。 井田內(nèi) 3 號煤層和 4 上 、 4號煤層間距較大，僅有很小地段煤層間距小于 3m。而且井田內(nèi)上組煤 3號煤層和 4 上 、 4 號煤層煤質(zhì)不同，本次設(shè)計(jì)考慮將 4號煤層分采、分運(yùn)、分煤倉儲存，因此設(shè)計(jì)不考慮在 4號煤層間距較小的局部地段采用 4 號煤層聯(lián)合一次采全高采煤法。本次設(shè)計(jì) 4 號煤層分別采用一次采全高采煤方法，首采開采 3號煤層，然后開采 4 上 、 4 號煤層。 而對于 4 上 號煤層和 4號煤層由于間距較近，且在井田中北部有小面積的合并區(qū)，本次設(shè)計(jì)考慮將 4 上 號煤層和 4號煤層間距小于 3m 的可采地段（包括 4 上 和 4號煤層合并區(qū)）采用一次采全高采煤 法，而對于煤層間距大于 3m 的可采塊段實(shí)行由上至下分層采煤方法。 4 上 、 4 號煤層采煤方法分區(qū)見圖 411。從圖中分析， 4上 號煤層在 4 上 和 4 號煤層合并區(qū)以外可采地段位于井田西南四采區(qū)坂底村周邊，從圖中看出， 4 上 號煤層僅有局部地段可采，且與 4號煤層間距大于 10m。其余兩層煤分層地段 4 上 號煤層不可采，且兩層煤間距均大于 3m，設(shè)計(jì)不考慮開采。因此，設(shè)計(jì)在 4 上 和 4號煤層合并區(qū)域采用一次采全高采煤法，在井田西南四采區(qū)局部塊段對 4 上 和 4號煤層分別采用一次采全高扒皮采煤方法。 對于煤層間距較小的局部地段，上面煤層開采過程中應(yīng) 采取底板注漿加固措施，以增強(qiáng)下面煤層開采時(shí)的頂板穩(wěn)定性。 綜上分析，根據(jù)礦井開拓開采部署，結(jié)合目前的技術(shù)裝備水平和生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)以及國內(nèi)外中厚煤層開采使用情況，設(shè)計(jì)推薦投產(chǎn)時(shí) 4號煤層均選用一次采全高走向（傾斜）長壁采煤法，后退式回采，全部冒落法管理頂板。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 第 27 頁 、 采煤工藝的選擇 本井田的主要特點(diǎn)是：地質(zhì)構(gòu)造簡單，傾角平緩，初期主采山西組 4 號煤層，目前，在二采區(qū) 4號煤層已布置 1 個(gè)綜采工作面，本次改擴(kuò)建在三采區(qū) 3號煤層新增加 1 個(gè)綜采工作面，保證礦井 300 萬 t/a 的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 3號煤層平均厚度 ，其中三采區(qū) 3號煤層平均厚度 。 4 號煤層平均厚度 ，其中二采區(qū) 4號煤層平均厚度 。 近年來，我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)提高很快，生產(chǎn)技術(shù)和管理技術(shù)日趨成熟，不少礦區(qū)采煤綜合機(jī)械化程度已達(dá)到 100％。中厚煤層綜采技術(shù)更有較大發(fā)展，很多礦井實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效，同時(shí)是安全生產(chǎn)的有力保障。因此，本礦井開采上組煤層時(shí)，采用較先進(jìn)的綜合機(jī)械化采煤技術(shù)，即采用綜合機(jī)械化一次采全高開采工藝，對于個(gè)別鉆孔煤層突然變薄的問題，可以采取局部割頂?shù)装宓拇胧┩ㄟ^，設(shè)計(jì)為此配備了大功率采煤機(jī)。 、 4采煤工 作面主要設(shè)備 礦井改擴(kuò)建移交生產(chǎn)時(shí)，設(shè)計(jì)于在目前二采區(qū)布置一個(gè) 4號煤層綜采工作面的基礎(chǔ)上在三采區(qū) 3號煤層增加一個(gè)綜采工作面來保證礦井 300 萬 t/a 生產(chǎn)能力要求。二采區(qū) 4號煤層平均厚度 ，三采區(qū) 3 號煤層平均厚度 。投產(chǎn)時(shí)二采區(qū)回采工作面編號為 2406，新增三采區(qū)回采工作面編號為 3301。 結(jié)合工作面采高、 4號煤層的煤質(zhì)特征和離柳地區(qū)各生產(chǎn)礦井綜采采全高機(jī)組設(shè)備配套情況，對工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式進(jìn)行確定和設(shè)備選型。 2406 工作面為目前已裝備工作面，工作面具體裝備情況如下： 、 采煤機(jī) 的選型 選用 MG300/700AW1型采煤機(jī)，電機(jī)功率為 700kW，采高 ～ ，截深 630mm，小時(shí)最大生產(chǎn)能力 800t。 本次設(shè)計(jì)對該工作面能力進(jìn)行校核： 1）、采煤機(jī)的平均割煤速度 按產(chǎn)量要求，可求得采煤機(jī)平均割煤速度為： Vc＝ n (LL1)/[T K 60nt1] 式中： 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 第 28 頁 Vc— 采煤機(jī)平均割煤速度， m/min； n— 采煤機(jī)日進(jìn)刀數(shù)，取 15刀（ 4 號煤層工作面生產(chǎn)能力按 萬 t/a 設(shè)計(jì)，見后礦井工作面生產(chǎn)能力計(jì)算）； L— 工作面長度 m，取 200m； L1— 進(jìn)刀長度 m，取 20m； T— 工作面生產(chǎn)班時(shí)間 h，取 18h； t1— 每循環(huán)進(jìn)刀時(shí)間，取 15min； K— 采煤機(jī)開機(jī)率，取 60%。 代入上式得： Vc＝ 15 (20020)/(18 60% 6015 15) ＝ 2）采煤機(jī)功率 采煤機(jī)裝機(jī)功率取決于煤層硬度、采高、截深、割煤速度。設(shè)計(jì)根據(jù)能耗系數(shù)法估算采煤機(jī)裝機(jī)功率，用下式估算： N＝ 60 B Hg Vc r Hw ＝ 60 ＝ 式中 ： N— 采煤機(jī)裝機(jī)功率， kW； Hg— 采煤機(jī)割煤高度 m，取 ； B— 采煤機(jī)截深 m，取 ； r— 煤層容重 t/m3， ； Hw— 比能耗值，取 h/t。 根據(jù)以上計(jì)算，目前二采區(qū) 4號煤層回采工作面 MG300/700AW1型電牽引采煤機(jī)能夠滿足 4 號煤層回采工作面生產(chǎn)能力要求。 （ 2）、工作面可彎曲刮板輸送機(jī) 工作面前部刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)配套，選用 DGZ764/264A 型雙中鏈刮板輸送機(jī)，長度 200m，輸送能力 1000t/h，電機(jī)功率 2 132kW。 （ 3）、轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 第 29 頁 轉(zhuǎn)載機(jī)選用 DZZ764/132A 型，功率 132kW，輸送能力 800t/h。 破碎機(jī)選用 PCM110 型，功率 110kW，破碎能力 1000t/h。 （ 4）、順槽可伸縮膠帶輸送機(jī) 選用 SSJ1000/2 110 型可伸縮膠帶輸送機(jī)，帶寬 ，輸送能力 800t/h。輸送長度 2200m，功率 2 110kW。 （ 5）、乳化液泵站及噴霧泵站 乳化液泵站選用 GRB315/ 型，泵站最大流量 3150L/min，壓力 ，功率 200kW。 噴霧泵站選用 KPB360/20型，公稱壓力 20MPa，公稱流量 360L/min，功率 200kW。 目前 2406 工作面使用 ZY3000/12/28型液壓支架，該支架支護(hù)強(qiáng)度為 ～，本次設(shè)計(jì)對該支架進(jìn)行校核，根據(jù)煤層頂板巖性和頂板管理方式，支架所需支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算如下： 用估算法計(jì)算： P=Mγ n 103/(K1)/cos5176。 式中： P— 頂板載荷， MPa M— 采高，取 γ — 頂板巖石平均容重，取 5176。 — 煤層傾角 n— 頂板動載荷系數(shù)，取 2 k— 頂板巖石碎脹系數(shù)，取 則： P= 2 103/()/cos5176。 =(MPa) 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì) 算： P= Mγ 103 式中： α — 采高的倍數(shù)，取 8 則： P= 8 103 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 第 30 頁 =(MPa) 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果， 2406 工作面目前使用的支架能夠滿足支護(hù)強(qiáng)度要求。 2406 工作面主要設(shè)備詳見表 615。 表 615 2406 綜采工作面主要機(jī)械設(shè)備配備表 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 功率（ kW） 能力（ t/h） 單位 數(shù)量 雙滾筒采煤機(jī) MG300AW1 300 800 臺 1 可彎曲刮板輸送機(jī) DGZ764/264A 2 132 1000 臺 1 破碎機(jī) PCM110 110 1000 臺 1 刮板轉(zhuǎn)載機(jī) DZZ764/132A 132 800 臺 1 可伸縮膠帶輸送機(jī) SSJ1000/2 110 2 110 800 臺 1 乳化液泵站 GRB315/31.5 200 套 1 噴霧泵站 KPB360/20 200 臺 1 液壓支架 ZY3000/12/28 架 131 端頭支架 ZT9000/18/38 架 6 單體液壓支柱 DZ2530/100 根 120 金屬鉸接頂梁 HDJA1200 根 60 調(diào)度絞車 型 臺 2 3301 工作面為本次改擴(kuò)建新增工作面，因?yàn)楸镜V井已經(jīng)開采多年，先期開采時(shí)一直開采 3 號煤層，工作面設(shè)備配備經(jīng)驗(yàn)成熟，適合于 3號煤層開采。因此，本次設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工作面設(shè)備配置，工作面具體裝備情況如下： （ 1）、采煤機(jī) 本次設(shè)計(jì)采煤機(jī)通過以下計(jì)算進(jìn)行選型： 1）、采煤機(jī)的平均割煤速度 按產(chǎn)量要求，可求得采煤機(jī)平均割煤速度為： Vc＝ n (LL1)/[T K 60nt1] 式中： Vc— 采煤機(jī)平均割煤速度， m/min； n— 采煤機(jī)日進(jìn)刀數(shù)， 取 15刀（ 3 號煤層工作面生產(chǎn)能力按 萬 t/a 設(shè)計(jì)，繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 第 31 頁 見后礦井工作面生產(chǎn)能力計(jì)算）； L— 工作面長度 m，取 200m； L1— 進(jìn)刀長度 m，取 20m； T— 工作面生產(chǎn)班時(shí)間 h，取 18h； t1— 每循環(huán)進(jìn)刀時(shí)間，取 15min； K— 采煤機(jī)開機(jī)率，取 60%。 代入上式得： Vc＝ 15 (20020)/(18 60% 6015 15) ＝ 2）采煤機(jī)功率 采煤機(jī)裝機(jī)功率取決于煤層硬度、采高、截深、割煤速度。設(shè)計(jì)根據(jù)能耗系數(shù)法估算采煤機(jī)裝機(jī)功率，用下式估算： N＝ 60 B Hg Vc r Hw ＝ 60 ＝ 式中 ： N— 采煤機(jī)裝機(jī)功率， kW； Hg— 采煤機(jī)割煤高度 m，取 ； B— 采煤機(jī)截深 m，取 ； r— 煤層容重 t/m3， ； Hw— 比能耗值，取 h/t。 根據(jù)以上計(jì)算，設(shè)計(jì)選用 MG300/700AWD 型電牽引采煤機(jī)完成三采區(qū) 3號煤層的開采，能夠滿足 3 號煤層回采工作面生產(chǎn)能力要求。 選用 MG300/700AWD 型采煤機(jī)，電機(jī)功率為 560kW，采高 ～ ，截深630mm，小時(shí)最大生產(chǎn) 能力 800t。 （ 2）、工作面可彎曲刮板輸送機(jī) 工作面刮板輸送機(jī)與 MG300/700AWD 型 采煤機(jī)配套，選用 SGZ630/400 型雙中鏈刮板輸送機(jī)， 2 200kW，輸送能力 800t/h。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 第 32 頁 （ 3）、轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī) 轉(zhuǎn)載機(jī)選用 SGZ764/160 型，功率 160kW，輸送能力 800t/h。 破碎機(jī)選用 PCM110 型，功率 110kW，破碎能力 1000t/h。 （ 4）、順槽可伸縮膠帶輸送機(jī) 選用 DSP1063/1000 型可伸縮膠帶輸送機(jī)，帶寬 ，輸送能力 800t/h。輸送長度 1600m，功率 2 315kW。 （ 5）、乳化液泵站及噴霧泵站 乳化液泵站選用 ，泵站最大流量 3150L/min，壓力 ，功率 200kW。 噴霧泵站選用 KPB360/20 型，公稱壓力 20MPa，公稱流量 360L/min，功率200kW。 根據(jù)煤層頂板巖