【正文】 產(chǎn)工作面回采工藝設(shè)計，回采工藝設(shè)計主要包括機械設(shè)備選型、確定作業(yè)方式、確定支護(hù)方式和采空區(qū)處理方法、繪制機械配備平剖面圖、編制循環(huán)圖表及工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。本礦井主采二1煤層，煤層傾角平均20176。，,煤層結(jié)構(gòu)比較簡單。工作面長度為170m，采用走向長壁放頂煤采煤法，綜合機械化采煤工藝，、全部垮落法管理頂板。(見表431)表431 綜采面和掘進(jìn)面主要設(shè)備表序號設(shè)備名稱型號數(shù)量1采煤機MXA300/12刮板輸送機SGZ730/26413液壓支架ZFS300015/301144乳化液泵WRB63/35~5015端頭支架ZT6210/86轉(zhuǎn)載機SZZ730/13227移動變電站KSGZY18噴霧泵站PB320/631工作面布置平剖面圖見下圖（圖431）。圖 431 機械配備平剖面圖綜采工作面一般以割煤、移架、推溜三個主要工序為主線。完成這三個工序即為完成一個循環(huán)。進(jìn)刀方式為割三角煤斜切進(jìn)刀工作面實行“三采一準(zhǔn)”的作業(yè)方式，采煤班內(nèi)進(jìn)行“落、裝、運、支、移”和“放頂煤”等工序，準(zhǔn)備班進(jìn)行設(shè)備檢修、推移轉(zhuǎn)載機及伸縮運輸巷膠帶輸送機、回收運輸巷和回風(fēng)巷支架、平巷超前支護(hù)等工作。勞動組織為綜合工種聯(lián)合作業(yè)，在冊240人。表432 勞動組織表 序號工 種班 次合計一班二班三班檢修1支架888　242機組司機222　63移溜工444　124泵站司機111　35電工111　36溜子司機111　37機組檢修558支架檢修559泵站檢修4410電檢修6611端頭工444　1212溜子檢修3313破煤工222　614放頂工444　1215修護(hù)工151516記錄員1112517送料工5518班長1111419井下保管1112520材料員3321隊長11114合 計31313152145工作面作業(yè)循環(huán)圖圖見下圖（圖432）圖 432 工作面作業(yè)循環(huán)圖5 礦井運輸、提升及排水井下運輸設(shè)計，應(yīng)對井下煤炭、矸石、材料、設(shè)備及人員等的運輸作統(tǒng)籌安排。運輸方式與設(shè)備的選型，應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、瓦斯情況、采煤方法等因素確定。采區(qū)運輸：大、中型礦井的采區(qū)，要積極采用連續(xù)化運輸，發(fā)展重載下運帶式輸送機。輔助運輸要采用高效能、適應(yīng)性能強、單機服務(wù)范圍廣的設(shè)備，減少環(huán)節(jié)逐步發(fā)展集裝箱運輸，要根據(jù)條件采用單軌吊車、卡軌車、膠套輪機車、齒軌機車、無軌膠輪車或其他運輸設(shè)備，逐步實現(xiàn)全礦井輔助運輸?shù)臋C械化、連續(xù)化。大巷運輸：主要運輸大巷的運輸方式應(yīng)根據(jù)運量、運距和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)化確定。凡井型較大、采區(qū)生產(chǎn)集中、條件適合的礦井，可采用帶式輸送機，實現(xiàn)全礦井的連續(xù)運輸。采用軌道運輸?shù)牡V井，要發(fā)展底卸式或側(cè)卸式礦車。要研制改造與底卸式礦車配套的雙軌同步牽引電機車，大功率電機車和防爆柴油機車。采區(qū)運輸、大巷運輸、礦井提升和地面儲、裝、運生產(chǎn)系統(tǒng)，要發(fā)展自動化集中控制，配備先進(jìn)可靠的保護(hù)裝置。 礦井運輸系統(tǒng)本礦井年生產(chǎn)能力為120萬t/a，礦井工作制度采用四六制，煤層平均傾角： 平20176。，礦井瓦斯等級為低瓦斯礦井，煤塵具有爆炸性。井下運輸方式采用主井箕斗提升，副井罐籠提升，運輸大巷采用皮帶運輸機運輸，軌道大巷采用礦車運輸采煤工作面運輸為刮板輸送機運輸。井下運輸系統(tǒng)：煤的運輸：采煤工作面→刮板輸送機→轉(zhuǎn)載機→破碎機→區(qū)段運輸平巷→運輸上山→采區(qū)煤倉→皮帶運輸大巷→井底車場煤倉→主井提升到地面。矸石的運輸：掘進(jìn)工作面出的矸石→矸石裝載機→軌道上山→軌道運輸大巷→井底車場→副井提升到地面材料的運輸：副井下放的材料→井底車場→軌道運輸大巷→軌道上山→區(qū)段回風(fēng)平巷→工作面。 礦井運輸設(shè)備選型應(yīng)遵循的原則⑴、必須考慮礦井開拓系統(tǒng)狀況，并與運輸系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，注意上下運輸環(huán)節(jié)能力的配套，以及局部運輸與總體運輸?shù)慕y(tǒng)一；⑵、必須使上下兩個運輸環(huán)節(jié)設(shè)備能力基本一致，設(shè)計時應(yīng)合理的選擇 生產(chǎn)不均勻系數(shù)和設(shè)備能力的配套系數(shù)；為緩和上下兩個運輸環(huán)節(jié)的生產(chǎn)不均勻性或不連續(xù)性，要采取一些緩沖措施，如設(shè)置煤倉或儲車線等；⑶、必須注意盡量減少運輸轉(zhuǎn)載的次數(shù)，不要出運現(xiàn)輸送機—軌道—輸送機—軌道的情況；⑷、必須使設(shè)備的運輸、安裝和檢修方便，并應(yīng)考慮輸送設(shè)備對通風(fēng)、供電的要求是否合理，電壓等級是否相符合等；⑸、必須在決定主要運輸?shù)耐瑫r，統(tǒng)一考慮輔助運輸是否合理經(jīng)濟(jì)等。 采區(qū)運輸設(shè)備的選型采區(qū)主要設(shè)備主要包括回采工作面、運輸平巷的主要運煤設(shè)備、矸石、運料運輸設(shè)備。其設(shè)備類型主要由地質(zhì)特征、開拓系統(tǒng)、開采方法、運輸傾角、運距、運量和瓦斯等條件來決定，對于采區(qū)運輸設(shè)備，原則上不必進(jìn)行設(shè)計計算，直接從有關(guān)設(shè)備技術(shù)特征表中選用即可。采區(qū)設(shè)備選型時，運輸設(shè)備的小時生產(chǎn)能力的確定依據(jù)是回采工作面可彎曲刮板輸送機小時運輸能力，應(yīng)大于回采工作面采煤機設(shè)計的小時生產(chǎn)能力，同時不應(yīng)小于回采工作面的小時運輸能力。根據(jù)已知的地質(zhì)條件：煤層賦存穩(wěn)定，傾角平均為20176。，井田采用立井兩水平上開拓，走向長臂采煤，瓦斯涌出量等特點。確定運輸設(shè)備。 ，工作18h/d，所以，工作面每小時采煤278t?？紤]到有增產(chǎn)的可能，所以輸送機的小時輸送能力應(yīng)大于工作面小時的輸送能力。各種設(shè)備選型特征如表52表52表523所示。表521 可彎曲刮板輸送機型號運輸能力t/h出廠長度（m）設(shè)計長度（m）電動機型號功率（Kw）電壓（V）SGZ－730/264600150200YSB－1321322660/1140表522 可伸縮膠帶輸送機特征表型號運輸能力t/h出廠長度（m）輸送帶電動機寬度（mm）速度m/s臺數(shù)功率（Kw）電壓（V）功率因數(shù)DX35506008002402660/1140表523 順槽轉(zhuǎn)載機特征表型號機型出廠長度（m）小時運量t/h電動機型號功率（Kw）電壓（V）SZZ730/132雙邊鏈43630KBY550－1321321140 大巷運輸設(shè)備大巷一般采用軌道運輸和皮帶運輸，在軌道內(nèi)一般選擇標(biāo)準(zhǔn)礦車，牽引設(shè)備一般采用電機車，小型礦井亦可采用無機繩運輸。大型礦井，采區(qū)生產(chǎn)集中礦井一翼走向長度小于3Km，條件適合，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)越時，可采用膠帶輸送機。本礦井年生產(chǎn)能力為120萬噸，運煤采用皮帶運輸。，材料車等輔助車輛。 （1）軌道大巷內(nèi)的設(shè)備選型見表524和表525表5－2－4 蓄電池式電機車主要技術(shù)特征表型號粘著質(zhì)量（t）軌距（mm）速度Km/s功率（Kw）電壓（V）外形尺寸XK8－6/110A860011211044310541550表5－2－5 礦車主要技術(shù)特征表名稱型號名義載重（t）最大載重（t）軌距（mm）軸距（mm）外形尺寸（mm）自重（Kg）－6A600750240010501200718 M －6A2900600750240010501200566－6A290060075024001050415527（2）列車組成計算在確定電機車粘著質(zhì)量及礦車形式之后，可以根據(jù)運輸條件計算列車組成。列車組成的計算按三個條件來確定，分別為：①按電機車的粘著質(zhì)量。②按牽引電動機的允許溫升。③按列車的制動條件。分別計算如下：①、按電機車的粘著力條件計算以電機車在最困難的啟動條件下啟動時，車輪不打滑為計算依據(jù)。式中：P——機車粘著重量，t；Qzh——重車組質(zhì)量，t；ψ——機車粘著系數(shù)，啟動ψ= ；Wzh——重列車起動時的阻力系數(shù)，；I——軌道線路平均坡度 ，i = 3‰；——列車起動時的加速度 ，= ；所以：=1078=99（t） ②、按牽引電動機允許溫升條件計算式中：Fch——電機車小時牽引力，N；P ——機車重量α——電機車調(diào)車時的電能消耗系數(shù)，；T——機車往返一次的運行時間，min；θ——列車往返一次的運行時間，min；Wzh——重列車運行阻力系數(shù)，；id——等阻力坡度 一般為2‰ ~ 3‰，取2‰；g——重力加速度， m/s2；其中：式中：T——列車往返一次的運行時間，min；LP——加權(quán)平均運距，Km，取1Km；Vzh——重列車的運行速度，Km/h，取6 Km/h；Vk——空列車的運行速度，Km/h，取8 Km/h；所以：=23minθ——列車往返一個循環(huán)中的休止時間，min，取θ＝5min；所以：③、按列車制動條件計算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，列車制動距離，制動時不得超過40m。在車組重量計算時，一般只按運送物料下坡制動不超過40m計算。列車開始制動時速度等于長時速度，則制動時的減速度為：式中：——機車長時制運行速度，取=10Km/s；——制動距離 ，運送物料時取40m；所以：按制動條件計算車組重量的最大值是：式中：——重車組質(zhì)量，t；P——機車重量，t；ψ——機車制動時粘著系數(shù),取ψ= ?！亓熊囘\行的阻力系數(shù)，；I——軌道的平均坡度，取i＝3‰；b——列車制動時的加速度 m/s2由此：=199t（3）列車中礦車數(shù)量的確定式中：——距三個約束條件確定的車組質(zhì)量中最小者，t；G、G0——分別為礦車的載重或自重，t；所以： （4）電機車臺數(shù)的計算①、機車的加權(quán)平均周期運行時間式中：——加權(quán)平均運距，Km，取1Km；——重列車的運行速度，Km/h，取6 Km/h；——空列車的運行速度，Km/h，取8 Km/h；θ——列車運行一個循環(huán)中休止時間，min，取5min；所以： =+10+5=28min③、每臺機車每班可能運行次數(shù)： 次/班式中：——一個工作班內(nèi)的運輸工作時間，不運人?。?h；—機車的加權(quán)平均周期運行時間，min；所以：=16 次/班④、班產(chǎn)量Ab＝A1 + A2 +…+ An ， t/班式中：A1，A2，…，An——各采區(qū)的班產(chǎn)量，t/班；因為只有一個采區(qū)生產(chǎn)，所以：Ab＝A1＝1170＝1407t/班運煤采用皮帶運輸大巷電機車只負(fù)責(zé)運矸石和運人⑤、每班所需運送貨載總次數(shù)式中：——每班矸石產(chǎn)量，t/班；——生產(chǎn)不均勻系數(shù)，取＝；——一列礦車的礦車數(shù)，取16輛；——礦車載重，；又因為：＝＝1407＝所以：=8次/班⑥、每班運送總次數(shù)次/班式中：取2所以：＝8+2＝10次/班⑦、工作機車臺數(shù)＝10/16=1臺取1臺。⑧、備用與檢修臺數(shù)=1=取1臺。⑨、所需機車總臺數(shù)=1+1=2臺b、運輸大巷皮帶輸送機能力計算目前，新型高強度帶式輸送機已普遍使用，其帶強大大超過普通膠帶，單機長度可超過3kin 以上，帶速由過去的2m/s增至2m/s以上，運輸量也大大提高以上,故這里采用新型高強度帶式輸送機運輸。（1）膠帶輸送機的確定原始資料：輸送機長度L＝1000m、傾角(176。)，設(shè)計運輸生產(chǎn)率A (t/h)，貨載的散集容重r (t/m3)，貨載在膠帶上的堆積角(176。)、貨載塊度(mm)。L=1000m A=600t/h =0176。～2176。 r=176。 =250mm膠帶寬度： 式中：B——膠帶寬度， mmA——設(shè)計運輸生產(chǎn)率，t/h；r——貨載散集容重，t/m3；c——輸送機傾角系數(shù)，c=1；k——貨載斷面系數(shù)，k=458(槽形)；V——運行速度，m/s。V=取帶寬B=1000mm。.帶寬除滿足運輸生產(chǎn)能力要求外，還需按物料的塊度進(jìn)行校核。對原煤：其中=250mm所以，帶寬B=1000mm符合物料的塊度的要求（2）膠帶運行阻力計算膠帶輸送機運行阻力計算示意圖如圖51所示：圖中34段為運送貨載段，膠帶在這一段托輥上所遇的阻力為重段運行阻力，用表示；12段為回空段，膠帶在這段的阻力為空段運行阻力，用表示。圖521 膠帶輸送機運行阻力兩者表示如下： 式中：——輸送機的傾角，在該段運行方向向上運輸取正，反之取負(fù)；L——輸送機長度,m；、——分別為槽形、平形托輥阻力系數(shù)；——單位長度的膠帶上的貨載重量，kg/m，可由q=A/: q＝=——每m長的膠帶自重，=；、 ——分別為折算到每m長度上、下托輥轉(zhuǎn)動部分的重量，kg/m； (kg/m) (kg/m) 其中：、——分別為每組上、下托