【正文】 嘴中突然噴出，產(chǎn)生強大的氣流，直接沖入儲存物料的阻塞滯留區(qū)域；壓縮空氣在料倉的阻塞滯留區(qū)域急劇膨脹，所產(chǎn)生的能量克服了物料的阻塞，使倉內(nèi)物料恢復重力流動，從而保證物料輸送和生產(chǎn)的連續(xù)性?；谙嚓P(guān)計算和分析，根據(jù)山西新元煤炭有限責任公司X 可行性研究報告第 29 頁的實際情況，選取空氣炮的型號為 KQPA170 型，其相關(guān)參數(shù)見表 32。表 32 空氣炮參數(shù)表型號 容積 /L 筒身直徑 /mm 筒身長度/mm 噴管直徑/mm 沖擊力/N 爆破能 /J 重量 /kgKQPA170 170 500 1220 108 5500~12500 151597 根據(jù)儲料倉的尺寸，需要安裝兩個空氣炮，其安裝結(jié)構(gòu)如圖 37 所示。料倉中心線12501050快 速 起 閉 器 吹 氣 口閥 門氣 囊給 煤 機 懸 吊 框 架護 幫 鋼 板回 風 管 道 6050圖 37 空氣炮安裝結(jié)構(gòu)示意 儲料倉通風運料系統(tǒng)設(shè)計在投料井的儲料倉上部需安裝和檢修一些設(shè)備，必須開掘通風、運料及行人所需的繞道，儲料倉下口也需要開掘一條巷道，一方面運輸井下掘進矸石，另一方面需要和上部形成回風風流。儲料倉上口標高 645m，下口標高 615m，高度30m。其巷道工程平面布置設(shè)計如圖 38 所示。中國礦業(yè)大學 陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司第 30 頁177。199。248。189。186。180。248。207。239。177。187。216。231。207。239。177。184。168。212。203。207。239。 儲料倉上口繞道 進 風 行 人 聯(lián) 絡(luò) 巷圖 38 垂直投料輸送系統(tǒng)儲料倉巷道布置（1）儲料倉上口繞道設(shè)計儲料倉上口繞道主要作用是使儲料倉上口形成通風風路，同時兼顧到檢修時運料及行人。該巷道連接儲料倉上口和北東輔運巷。巷道掘進的起點是北東輔運巷（底板標高為 640m） ，終點為儲料倉上口（底板標高 645m） ，巷道沿煤層水平掘進，全長約 35m，全部為煤巷。（2）進風行人聯(lián)絡(luò)巷設(shè)計進風行人聯(lián)絡(luò)巷負責儲料倉下口的進風、行人及安裝維修時的運料。該巷道連接儲料倉下口和北東輔運巷。巷道掘進的起點是北東輔運巷（底板標高為640m） ，終點為儲料倉下口（底板標高 612m） ，巷道傾角 22176。，全長約 70m，全部為巖巷。（3）運矸聯(lián)絡(luò)巷設(shè)計運矸聯(lián)絡(luò)巷負責將儲料倉下口放出的充填物料運輸至充填采煤區(qū)域，同時實現(xiàn)儲料倉下口的回風。巷道掘進的起點是北輔運巷（底板標高 640m） ，終點為儲料倉下口（底板標高 612m） ，巷道傾角 9176。，全長約 140m，全部為巖巷。 井下矸石不升井系統(tǒng)設(shè)計井下矸石不升井系統(tǒng)使整個礦井的掘進矸石不需要提升至地面，而直接進入充填物料運輸系統(tǒng)用于工作面充填。由于掘進矸石的產(chǎn)出量不穩(wěn)定、產(chǎn)出地點不斷變動，因此，需要在適當?shù)奈恢迷O(shè)置矸石倉，用于掘進矸石的臨時存儲。同時，由于掘進矸石粒徑較大，不能直接用于充填，需要增加破碎設(shè)備對其進行破碎。X 可行性研究報告第 31 頁 井下矸石不升井系統(tǒng)布置（1）矸石倉的位置及聯(lián)絡(luò)巷道布置考慮到矸石倉應(yīng)便于掘進工作面矸石的運輸，同時，掘進矸石需要進入充填物料運輸系統(tǒng)，矸石倉位置應(yīng)設(shè)置在充填物料運輸系統(tǒng)的附近。為提高巷道的利用效率，最終確定矸石倉位于儲料倉附近，設(shè)計矸石倉下口卸料位置位于運矸聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，其充填物料帶式輸送機與儲料倉下口的充填物料帶式輸送機為同一條。綜合考慮巷道的層位關(guān)系、矸石運輸方式及減少工程量的目的，確定井下矸石不升井系統(tǒng)的具體布置如圖 39 所示。 177。199。248。189。186。180。207。239。187。216。231。207。239。177。184。168。212。203。矸 石 倉矸 石 運 輸 車 場 642圖 39 井下矸石不升井系統(tǒng)（2）主要系統(tǒng)井下矸石不升井系統(tǒng)由矸石運輸車場、矸石倉及運矸聯(lián)絡(luò)巷（與儲料倉的運矸聯(lián)絡(luò)巷為同一條）組成。矸石運輸車場與北東輔運巷相連，沿煤層掘進，為長中國礦業(yè)大學 陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司第 32 頁度 120m 的煤巷，負責運輸矸石及無軌膠輪車卸料到矸石倉后的調(diào)車，同時形成矸石倉上口的通風風路；矸石倉的矸石放出后經(jīng)篩分破碎后，由運矸聯(lián)絡(luò)巷的帶式輸送機運輸至北膠帶巷。矸石運輸路線：掘進矸石→北東輔運巷→矸石運輸車場→矸石倉→運矸聯(lián)絡(luò)巷→北膠帶巷→工作面進風巷→工作面矸石倉下口通風路線：進風立井、副斜井→集中輔運大巷→北東輔運巷→進風行人聯(lián)絡(luò)巷→運矸聯(lián)絡(luò)巷→北膠帶巷→工作面進風巷→工作面（3）矸石倉的容量設(shè)計矸石倉可存儲矸石量按完成一個生產(chǎn)班所需的充填物料用量計算，一個生產(chǎn)班所需的充填物料量體積為 300m3，考慮一定的富余量，最終確定矸石倉的直徑為 6m，高度為 20m，最大容積 565m3。矸石倉最大儲存量按照 80%的最大容積計算，可儲存矸石 452m3，約 813t。 系統(tǒng)工藝流程掘進矸石通過無軌膠輪車運輸至矸石倉上口，將矸石側(cè)卸入矸石倉，需要使用充填物料時，從矸石倉下口放出，經(jīng)過篩分機篩分、破碎機破碎后進入到充填物料帶式輸送機上，從而進入充填物料輸送系統(tǒng)。其工藝流程圖如圖 310 所示。矸 石 倉掘 進 工 作 面 篩 分 機 破 碎 機 帶 式 輸 送 機粒 徑 161。220。50m粒 徑 ＞圖 310 井下矸石不升井系統(tǒng)工藝流程 設(shè)備布置及選型井下矸石不升井系統(tǒng)需要布置設(shè)備有：篩分機、破碎機、帶式輸送機等。其中，主要設(shè)備均布置在矸石倉下口的運矸聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，用于矸石的篩分、破碎及運輸。主要設(shè)備參數(shù)見表 33。設(shè)備布置示意如圖 311 所示， X 可行性研究報告第 33 頁表 33 主要設(shè)備參數(shù)序號 設(shè)備名稱 型號 主要技術(shù)參數(shù)1 礦用分級破碎機 2PLF90/150 齒輥直徑 900mm；齒輥長度 1500mm；出料粒度小于 50mm；破碎能力 600~1000t/h2 重型篩分機 WZT1042 入料粒度小于 1000mm；處理能力500m3/h；出料粒度小于 50mm；3 帶式輸送機 SSJ1200/3250 額定電壓 ；額定電流 160A；功率250kW；帶寬 1200mm； 矸 石 倉固 定 底 座 篩 分 機 破 碎 機 運 矸 帶 式 輸 送 機圖 311 設(shè)備布置示意中國礦業(yè)大學 陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司第 34 頁4 固體充填采煤關(guān)鍵設(shè)備的選型與設(shè)計 充填采煤關(guān)鍵設(shè)備的性能要求 采煤機的性能要求采煤機的性能要求如下：（1）采煤機能適應(yīng)煤層地質(zhì)條件，其主要參數(shù)（采高、截深、功率、牽引方式）的選取要合理，并有較大的適用范圍；（2）采煤機應(yīng)滿足工作面生產(chǎn)能力的要求，其生產(chǎn)能力要大于工作面的設(shè)計生產(chǎn)能力；（3）采煤機的技術(shù)性能良好，工作可靠，具有較完善的各種保護功能，便于工作面的使用和維護；（4）采煤機的選型應(yīng)與礦井設(shè)計生產(chǎn)能力相適應(yīng)；（5）設(shè)備類型的選擇應(yīng)與山西新元煤炭有限責任公司技術(shù)經(jīng)濟條件相適應(yīng)。 刮板輸送機的性能要求刮板輸送機的性能要求如下：（1）刮板輸送機的輸送能力應(yīng)大于采煤機的最大生產(chǎn)能力，一般取 倍；（2）根據(jù)刮板鏈質(zhì)量情況確定鏈條數(shù)目，結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈子結(jié)構(gòu)型式；（3）應(yīng)優(yōu)先選用雙電機雙機頭驅(qū)動方式；（4）應(yīng)優(yōu)先選用短機頭和短機尾；（5）應(yīng)滿足與采煤機的配合要求，如在機頭機尾安裝張緊、防滑裝置，靠煤壁一側(cè)設(shè)鏟煤板，靠采空區(qū)一側(cè)附設(shè)電纜槽等。 充填采煤液壓支架的性能要求充填采煤液壓支架是固體充填采煤工作面主要裝備之一，它與采煤機、刮板輸送機、多孔底卸式輸送機、夯實機配套使用，起著管理頂板隔離圍巖、維護作業(yè)空間的作用，與刮板輸送機配套能自行前移，推進采煤工作面連續(xù)作業(yè)。X 可行性研究報告第 35 頁充填采煤液壓支架設(shè)計應(yīng)考慮：支護強度與工作面礦壓相適應(yīng)；支架結(jié)構(gòu)與煤層賦存條件相適應(yīng)；支護斷面與通風要求相適應(yīng)；推移連接裝置與采煤機、刮板輸送機、多孔底卸式輸送機、夯實機構(gòu)等設(shè)備相匹配。在上述原則的基礎(chǔ)上，根據(jù)山西新元煤炭有限責任公司采礦地質(zhì)條件和充填采煤工藝要求，充填采煤液壓支架必須滿足以下性能要求：（1）充填采煤液壓支架必須具備合理的調(diào)高范圍設(shè)計充填采煤區(qū)煤層厚度為 ~，平均煤厚為 ，煤層厚度變化較大，因此，充填采煤液壓支架必須具備合理的高度、調(diào)高范圍和伸縮比。（2）充填采煤液壓支架為充填機構(gòu)提供足夠的工作空間設(shè)計的充填采煤液壓支架后部要安裝多孔底卸式輸送機，為保證多孔底卸式輸送機能夠正常工作和檢修，后部必須提供可供多孔底卸式輸送機與充填物料壓實工作時所需要的空間；充填物料的充填高度直接影響充填質(zhì)量，因此，充填采煤液壓支架的后頂梁應(yīng)足夠高，即多孔底卸式輸送機懸掛高度盡可能的增大。（3）充填采煤液壓支架必須在結(jié)構(gòu)和功能上與多孔底卸式輸送機形成配套充填采煤液壓支架的后頂梁要與多孔底卸式輸送機用單掛鏈聯(lián)接，為了方便管理和檢修，支架后頂梁必須可調(diào)整高度；按照采煤與充填工藝的設(shè)計要求，必須在支架后頂梁下部設(shè)計滑道，使多孔底卸式輸送機能夠在伸縮機構(gòu)的作用下在支架后頂梁下部滑動，滑道長度應(yīng)不小于采煤機的一個截深。（4）需要設(shè)計夯實機構(gòu)將充填物料壓實由于充填物料在松散狀態(tài)下的可壓縮量較大，為了保證充填效果，減少頂板的下沉量，充填采煤液壓支架上需要設(shè)計一個機構(gòu)能將充填物料壓實并充滿采空區(qū)，尤其是后頂梁與多孔底卸式輸送機之間的空間必須盡量充滿。（5）充填采煤液壓支架后頂梁必須有足夠的強度由于充填采煤液壓支架比普通液壓支架增加了后頂梁結(jié)構(gòu)，支架的控頂范圍增大，頂板對支架特別是對支架后頂梁的壓力比較大，后頂梁下還需要懸掛多孔底卸式輸送機。如果支架后頂梁強度不夠，造成頂梁上部頂板提前下沉量過大，對充填質(zhì)量造成直接影響。 多孔底卸式輸送機的性能要求中國礦業(yè)大學 陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司第 36 頁多孔底卸式輸送機的性能要求如下：（1）滿足工作面正常生產(chǎn)時對充填物料的需求量多孔底卸式輸送機的運輸能力應(yīng)大于工作面生產(chǎn)時對充填物料的要求的最低運輸速度，確保工作面充填物料的連續(xù)供應(yīng)，保證工作面充填效率。（2）設(shè)計落料量大且均勻的卸料孔形狀及合理間距卸料孔的形狀及其間距設(shè)計要充分考慮充填物料塌落角、充填高度、充填物料輸送量，在滿足上述條件下，盡可能加大卸料孔間距，以減少孔的數(shù)量，簡化操作工序與降低工人的勞動強度。（3）多孔底卸式輸送機各部件應(yīng)連接可靠，重量輕由于多孔底卸式輸送機要懸掛在充填采煤液壓支架的后頂梁上工作，相對于安設(shè)在底板上工作的刮板輸送機穩(wěn)定性差。因此，多孔底卸式輸送機各部件的連接必須安全可靠，易維修；重量盡量輕，以降低支架后頂梁的載荷和便于安裝。（4）多孔底卸式輸送機應(yīng)有足夠的彎曲度根據(jù)充填采煤技術(shù)方案，在充填物料堆積到一定高度以后，多孔底卸式輸送機有一個從低到高逐漸抬高的過程，因此輸送機不僅在水平方向上要能有一定的彎曲度，以適應(yīng)移架的要求，而且在垂直方向也要有一定的彎曲度。此外，多孔底卸式輸送機的結(jié)構(gòu)要考慮正?；夭缮a(chǎn)工藝（隨采煤機移架）的要求，保證輸送機能夠正常運行。（5）多孔底卸式輸送機運行的可靠性要高由于多孔底卸式輸送機懸掛在支架后頂梁下的空間內(nèi)工作，其工作環(huán)境比在工作面內(nèi)要差，故容易出現(xiàn)機電事故，由于空間小而使其維修難度大。因此，設(shè)備運行的可靠性要高。 固體充填物料轉(zhuǎn)載輸送機的性能要求固體充填物料轉(zhuǎn)載輸送機的性能要求如下：（1）固體充填物料轉(zhuǎn)載輸送機的運輸能力必須滿足工作面正常生產(chǎn)時對充填物料的需求，并且大于多孔底卸式輸送機的輸送能力。（2）為提高充填采煤生產(chǎn)效率，轉(zhuǎn)載輸送機的移動方式應(yīng)采用自移的方式，X 可行性研究報告第 37 頁提高移動靈活性及機械化程度，降低工人的勞動強度。（3）為滿足工作面充填高度的要求，轉(zhuǎn)載設(shè)備的機頭滾筒直徑必須最大程度的減小，因此轉(zhuǎn)載輸送機采用中部或后部驅(qū)動式。（4）固體充填物料轉(zhuǎn)載輸送機與多孔底卸式輸送機之間的搭接部分，必須設(shè)計 H 架及支撐底座對其進行固定。（5）為避免工作面仰采或煤層起伏較大情況下，轉(zhuǎn)載設(shè)備容易下滑的問題，該設(shè)備須設(shè)計防滑裝置。 充填采煤液壓支架設(shè)計 支架基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定（1）支架高度與調(diào)高范圍選擇回采區(qū)域煤層厚度為 ~，平均厚度 ，由于揭露煤層厚度均小于平均煤厚，因此，確定支架最大支撐高度 為 ，最小支撐高度 為maxHminH。（2）支架的伸縮比支架伸縮比 Ks 反映支架對煤層厚度變化的適應(yīng)能力，計算公式見式（41）。 　　 （41）minaxHKs?將數(shù)據(jù)代入，計算得到伸縮比值 為 。s（3）支架間距的選擇本支架架間距寬度選擇為 。（4）移架速度確定支架移架速度 可按式（42）估算。ZV （42）??ibZQKAV式中，—泵站流量，400L/min；bQ —支架中心距， ；A中國礦業(yè)大學 陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司第 38 頁—一個支架全部立柱和千斤頂同時動作所需的液體容積，160L；?iQ─泄露損失系數(shù)。xK代入相關(guān)參數(shù)得移架速度為 。為保證高產(chǎn)高效工作面采煤機連續(xù)割煤，整個工作面的移架速度不應(yīng)小于采煤機連續(xù)割一刀煤的平均割煤速度。即要求滿足式（43）。 （43）czVK?式中，—采支速度比，；zcK—平均割煤速度。CV將相關(guān)參數(shù)代入式（43），可得移架速度應(yīng)不小于 ，因此，移架速度 。 支架基本結(jié)構(gòu)組成充填采煤液壓支架設(shè)計有