【正文】 —工作面年生產(chǎn)能力，萬t/a；N——工作面日正規(guī)循環(huán)數(shù)，8；則：萬t② 連采工作面的生產(chǎn)能力連采工作面的生產(chǎn)能力，按公式53計算： （53）式中：——連采面生產(chǎn)能力，萬t/a；——連采面長度，；——采高，；——連采面年推進長度，取16000 m/a；——煤層容重，／m3；——連采面回采率，取c＝。代入數(shù)據(jù)得： =盤區(qū)內布置兩個連采面。③ 盤區(qū)生產(chǎn)能力盤區(qū)生產(chǎn)能力計算公式見54 （54）代入數(shù)據(jù)得：萬t/a 盤區(qū)的設計生產(chǎn)能力為400萬t/a，能夠滿足礦井的生產(chǎn)要求。2）盤區(qū)采出率的計算工作面工業(yè)儲量＝工作面長度推進度煤層厚度煤的容重 ＝2003500104=工作面損失的煤量包括：割煤損失＝工作面長度推進度割煤高度割煤損失率煤的容重 ＝2003500104= 頂煤損失＝2003500104=工作面采出率＝(工作面工業(yè)儲量－工作面損失煤量)100％/工業(yè)儲量 ＝％盤區(qū)工業(yè)儲量＝SMR=106104=煤柱損失＝20360020104=工作面采煤損失＝(％)200360021＝三角煤損失＝100590＝盤區(qū)采出率＝(－－－) /100％ ＝％根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定：采（盤）區(qū)采出率：。％，符合《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定。本礦井輔助運輸采用無軌膠輪車，且煤層傾角很小約1～3176。因此車場非常簡單，一個繞道起坡就可以了。對于一盤區(qū)傾角不到1176。，進入煤層的斜巷角度不到3176。，無軌膠輪車完全可以適應。在順槽和大巷連接處需抹角，抹角大小為33 m，與大巷成45176。角，以便于無軌膠輪車的拐彎。1）盤區(qū)煤倉順槽膠帶輸送機與煤層運煤大巷膠帶輸送機直接搭接，首采盤區(qū)設一個煤倉，煤倉設在運煤大巷頂板巖層中，通過煤倉再與煤炭運輸大巷連接。運輸大巷采用輸送機連續(xù)運輸時。垂直式煤倉受力性能好，較少發(fā)生堵塞現(xiàn)象；圓形斷面受力性能好，斷面利用率高，施工方便，便于維護，不易堵倉。因此本礦盤區(qū)煤倉采用垂直式煤倉，圓形斷面，直徑8 m，煤倉高度30 m。2）盤區(qū)存車硐室盤區(qū)存車硐室只需要在輔助運輸順槽及輔運大巷中每隔100m掘出一個長寬高為10m5m4m的硐室以便在錯車即可，無特殊要求。6 采煤方法盤區(qū)所采煤層為6號煤層， m，煤層傾角1～3176。，為近水平煤層，結構單一，賦存穩(wěn)定。盤區(qū)區(qū)內無斷層影響。表61 影響回采的地質因素項目特性描述瓦斯為低瓦斯礦井， m3/minCO2 m3/min煤塵火焰長度大于400 mm，%，有強爆炸危險性煤炭自燃有自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期4060天，發(fā)火等級Ⅱ級煤質低中灰、低硫、特低磷～低磷、高熱值不粘煤地溫小于20℃，屬地溫正常區(qū)普氏硬度煤層f＝；夾矸f＝；直接頂f＝；直接底f＝地壓本區(qū)煤層埋藏較淺，地壓較小，無異常地壓采煤方法的選擇，應根據(jù)煤層賦存情況、開采技術條件、地面保護要求、設備供應狀況以及設計生產(chǎn)能力、效率、成本和煤的回收率等因素，經(jīng)綜合技術經(jīng)濟比較后確定。需遵循以下原則：1）煤炭資源損失少，采用正規(guī)采煤方法；2）安全勞動條件好；3）盡可能采用機械化采煤，達到工作面高產(chǎn)高效；4）材料消耗少，生產(chǎn)成本低；5）便于生產(chǎn)管理。結合以上原則，根據(jù)盤區(qū)地質條件與煤層特征，提出三種采煤工藝：分層綜采工藝、放頂煤工藝和一次采全高回采工藝。下面進行比較：1）分層綜采工藝分層綜采工藝技術成熟，設備類型齊全性能完好，操作方便，管理簡單，可選出適應各種條件的采煤設備；液壓支架及配套的采煤機設備小、輕便，回采工作面搬家方便。，回采工作面煤壁增壓小，煤壁穩(wěn)定，生產(chǎn)環(huán)節(jié)良好；工作面采出率高，可達到93%97%以上。但巷道掘進較多，萬噸掘進率高；工作面單產(chǎn)低，單產(chǎn)提高困難；開采投入高，分層開采人工鋪網(wǎng)勞動強度大，費用大；加劇接替緊張的矛盾，需要等到再生頂板穩(wěn)定后才可采下分層。2）放頂煤工藝放頂煤工藝有利于合理集中生產(chǎn)，實現(xiàn)高產(chǎn)高效，單產(chǎn)和效率高，具有顯著的經(jīng)濟效益；巷道掘進較少，減少了巷道的維護工程量，同時生產(chǎn)也相對集中；工作面搬家次數(shù)少；對地質條件、煤層賦存條件有更大的適應性。但是放頂煤工藝煤損多，工作面回采率低；煤塵大，放煤時煤和矸界線難以區(qū)別，使得煤炭含矸率提高，影響煤質；自然發(fā)火、瓦斯積聚隱患較大，“一通三防”難度大 。3）一次采全高工藝工作面產(chǎn)量和效率高；巷道掘進較少，減少了巷道的維護工程量，同時生產(chǎn)也相對集中；萬噸掘進率高；工作面搬家次數(shù)少，節(jié)省搬遷費用，增加了生產(chǎn)時間；材料消耗少。但煤炭損失較大，對于煤厚比采高大的煤層，一次不能采完；控頂較困難，煤壁容易片幫；采高固定，適應條件單一。比較上述三種采煤工藝的特點，分層開采綜合經(jīng)濟效益差，不利于礦井實現(xiàn)高產(chǎn)高效，初步確定選擇放頂煤或一次采全高的回采工藝較合理。結合礦井實際條件，煤層自然發(fā)火傾向嚴重且煤的硬度較大大，頂煤放煤困難，且放頂煤回采率低，，開采技術條件好，工作面回采率比放頂煤要高很多。故確定工作面采用一次采全高回采工藝。傾斜長壁后退式自然跨落法采煤。工作面沿煤層走向布置，沿煤層傾向推進，選擇后退式回采，有利于回采巷道維護和通風。工作面推進長度為3570～3770m，其中首采工作面推進長度為3570m。1）工作面長度的確定綜合機械化采煤工作面長度一般為150~220 m，每個工作面長度盡可能保持一致，綜合以上幾個因素最終確定工作面長度為200m。以首采盤區(qū)為例，盤區(qū)走向長度4750 m，布置21個工作面，每兩個工作面間留20m的保護煤柱。2）工作面順槽參數(shù)根據(jù)準備中連續(xù)采煤機及其配套設備的尺寸，高4m，斷面面積為22m2；運煤順槽寬5m。，高為4m的聯(lián)絡巷。巷道主要技術參數(shù)為：工作面運輸、回風平巷及聯(lián)絡巷的斷面積為5m m，屬矩形斷面。巷道頂板采用可回收螺紋樹脂錨桿支護，錨桿布置方式為矩形，錨桿規(guī)格為 16 mm3x2000 mm，錨桿問排距為1200mmx1000 mm。3）順槽間煤柱順槽間煤柱，工作面兩邊靠近工作面的兩條順槽之間留設30m煤柱，其它順槽之間留設20m煤柱。、裝煤方式工作面采煤機螺旋滾筒完成破煤、裝煤過程，部分遺留碎煤由輸送機上的鏟煤板來裝入溜槽。結合礦上實際使用情況，工作面選用德國艾克夫公司生產(chǎn)的SL500電牽引采煤機，美國JOY公司生產(chǎn)AFC10刮板輸送機。雙向割煤法，即采煤機往返一次為兩個循環(huán)。大采高條件下雙向割煤與單向割煤的優(yōu)缺點比較見表62。經(jīng)過比較并綜合各方面的因素，確定采用德國Eickhoff公司生產(chǎn)的SL500型電牽引雙滾筒采煤機端部斜切進刀雙向割煤，～ m， m。表62 大采高條件下雙向割煤與單向割煤的優(yōu)缺點比較割煤方式優(yōu)點缺點雙向割煤一次采全高，割煤量大，沒有采煤機跑空刀的現(xiàn)象割煤速度慢，并且在割煤過程中產(chǎn)生大塊煤比較多，經(jīng)常堵塞，造成刮板輸送機過載現(xiàn)象，造成煤機速度嚴重下降單向割煤割煤速度快，大塊煤可以減少,刮板輸送機過載現(xiàn)象基本可以消除采煤機跑空刀，煤機司機、支架工的勞動強度加大，支架很難拉齊，出現(xiàn)漏頂時，不能拉超前支架，不能有效地控制漏頂進刀方法：機組割透機頭（機尾）煤壁后，將上滾筒降下割底煤，下滾筒升起割頂煤，采煤機反向沿溜子彎曲段斜切入煤壁；；將支架拉過并順序移溜頂過機頭（機尾）后調換上、下滾筒位置向機頭（機尾）割煤；采煤機再次割透機頭（機尾）煤壁后，再次調換上、下滾筒位置，向機尾（機頭）割煤，開始下一個循環(huán)的割煤，割過煤后及時拉架、頂機頭（機尾）、移溜。機組進刀總長度控制在50米左右。采用美國JOY公司生產(chǎn)AFC10刮板輸送機，裝機功率3855kW， ，鏈條直徑48mm，運量3500t/h。采用交叉?zhèn)刃斗绞竭M行卸載，通過耦合器作為傳動裝置，以清水為介質，微機通過運輸機載荷控制電液控制器自動調節(jié)進、排水量，實現(xiàn)了自動調節(jié)速度的功能。轉載機采用美國JOY公司生產(chǎn)的AFC10可伸縮橋式轉載機；破碎機采用美國JOY公司生產(chǎn)的JOYAFC10錘式破碎機。SL500型電牽引雙滾筒采煤機及AFC10刮板輸送機技術特征見表63。圖 圖61 采煤機端部斜切進刀示意圖表63 SL500型電牽引雙滾筒采煤機及AFC10刮板輸送機技術特征SL500型采煤機AFC10型刮板輸送機AFC10型轉載機AFC型破碎機采高范圍/m～鏈速/m/s運輸長度/m26破碎能力/t/h3500總裝機功率/Kw1815電機功率/kw3700上傾角度/176。10適用槽寬/內寬/mm1200滾筒截深/m輸送量t/h3500鏈速/m/s外形尺寸：長寬高/mm483922641657轉速/m/s1489牽引速度/m/min0～中部槽：長寬高/mm17501000356額定功率/kw375額定轉速1489過煤高度/mm0～16刮板間距/mm756額定功率/kw375滾筒直徑/mm2700刮板間距/mm756機身尺寸：長寬高/mm1580020602254臥底量/m生產(chǎn)能力/t/h28001）支架選型及布置回采工作面的支護采用液壓支架支護，根據(jù)工作面頂?shù)装鍘r性及煤層厚度、采高等條件，選用德國DBT公司生產(chǎn)的二柱式掩護支架及其相配套的端頭支架。工作面機頭、機尾分別布置端頭架4架，中間架115架，共計119架。支架、乳化液泵技術特征見表665。表64 支架主要技術特征項目單位數(shù)目型 號DBT－Schitd 255／550 24319型 式二柱支撐掩護式支撐高度m～支架寬度m～中心距m初撐力kN22944工作阻力kN8638支護強度MPa≤泵站壓力MPa～支架重量t支護面積 m2支架最大長度m制造廠家德國DBT公司表65 支架主要技術特征項目單位數(shù)目型 號S300制造廠家英國RMI公司乳化液箱容積L1360電機功率kw224設計壓力Mpa2）支架支護強度的驗算：結合礦上實際情況，工作面液壓支架支護強度按工作面最大采高的六倍進行計算，上覆巖層所需的支護強度按公式61計算：F＝8HRgS （61）式中：H——工作面采高，； R——上覆巖層密度，103kg／m3； F——計算工作阻力，kN；則：F＝6103＝6619kN根據(jù)支架說明書提供的支架工作阻力為8638KN大于6倍采高驗算所需的工作阻力，所以該支架能夠滿足支護要求。工作面供液由英國RMI公司生產(chǎn)S300型乳化液泵提供， 。3）頂板管理工作面采用全部跨落法管理頂板。4）移架及推溜方式DBTSchitd 255／550 24319型掩護支架PM4電液控制系統(tǒng)的主控制臺(MCU)安裝在工作面運輸巷中，可采集和顯示全工作面的支架數(shù)據(jù)和采煤機位置信號，可隨采煤機割煤行走位置的變化來控制全工作面各支架依次動作，提前3～5架自動收回采煤機行進前方的支架護幫板，自動完成降架、拉架、升架、伸護幫板、推輸送機等動作，實現(xiàn)移架雙向臨架自動順序控制，推溜采雙向成組推溜。根據(jù)本煤層地質條件，底板平整，起伏不大，拉架采用鄰架自動順序移架，每次移一架；推溜采用雙向成組推溜，每組設置為12架，最大水平彎曲1～2176。，垂直彎曲不超過3176。，滯后移架20～25 m，推移彎曲段不小于25 m， m，嚴禁從兩頭向中間推溜， 以免造成溜子中間鼓起搭橋。拉架滯后底滾筒3－5架，如果頂板壓力過大或有冒頂危險時，應及時追機拉架（滯后上滾筒3－5架），以防頂板冒落；如移架過程中頂板破碎或片幫嚴重要及時拉過超前架并打出護幫板。1）機頭、機尾貼幫柱及切頂柱打法及要求機頭打一排貼幫柱，從切頂線向外打10m，幫要背實；當機頭支架側護板（靠煤柱側）距煤壁距離小于1米時，打兩根切頂柱，單體柱均勻布置。當機頭支架側護板（靠煤柱側）距煤壁距離大于1m時，打密集柱切頂，柱距200mm。并且迎山有力。2）工作面采用FLZ38－20／110Q型單體液壓支柱加鉸接頂梁進行超前支護。① 輔助運輸順槽的超前支護從煤壁線向外20m超前支護，為二排支設，離工作面煤柱側１米打20m一排單體柱，柱距1m；另一側距煤柱1米打20m一排單體柱，柱距1m。② 膠帶運輸順槽的超前支護從煤壁線向外20m超前支護，為一排支設，距轉載機外側500mm左右（人行道側），柱距1m。③機尾上隅角通風需要,在機尾打木垛留通風通道,木垛緊靠支架,木垛距離不超過3m，木垛必須用柱帽、木楔背緊。④ 當各橫川進入超前支護范圍內，必須在各橫川口加強支護。3）超前支護管理① 超前支護必須嚴格按照要求打好、打牢，支柱一定要成一直線；回柱時必須四人以上配合作業(yè)，嚴禁單人進行操作，回柱時必須有專人看護好頂板、煤幫情況，發(fā)現(xiàn)有活煤、矸及時處理后方可作業(yè)，嚴格執(zhí)行先支后回的原則。所有支柱必須戴帽，必須使用規(guī)格柱帽。打好柱要上好保險繩并將柱與頂網(wǎng)或鋼帶用10鐵絲捆緊，以防柱倒傷人。② ,。③ 當機組行至工作面兩頭距巷道15m以內時，嚴禁在兩頭作業(yè)，以防甩出大塊傷人。當在拉動端頭架、推動轉載機、拖拉液壓管及電纜時嚴禁在兩頭作業(yè)并撤出人員，以防