【正文】 巷→軌道斜巷→工作面污風風流工作面→運輸斜巷→運輸大巷→回風石門→主風井井→地面5 灑水系統(tǒng)副井→井底車場→軌道大巷→軌道斜巷→加壓泵站→工作面國內采煤工藝發(fā)展現(xiàn)狀緩傾斜厚煤層一次采全高綜采技術已在神東、淮南、邢臺、開灤、晉城、鐵法、西山、徐州、棗莊等礦區(qū)推廣使用，并取得了較好的經濟效益和豐富的開采經驗。據(jù)統(tǒng)計，緩傾斜厚煤層一次采全高綜采產量已占國有重點煤礦產量的15%左右，并有逐步提高的趨勢。如神東大柳塔煤礦在工作面長238m、采用全套進口綜采設備（、PM4電液控制系統(tǒng)、美國6LS5型電牽引采煤機、功率1500kW等），2000年度綜采面單產達到8030kt，；，～，綜采面日產達到25～27kt；本礦井鄰近的張集煤礦在工作面長220m、（131煤層頂板Ⅱ1～Ⅲ4類、底板Ⅲa類）的條件下，采用國產ZZ600020/42型液壓支架、MG400/920WD型采煤機；、煤層傾角15176?！?8176。、Ⅱ2類頂板條件下，采用國產大采高綜采設備，1997年度綜采面單產達到2230kt。針對大采高工作面片幫冒頂問題，各礦在學習國外先進技術基礎上也探索出一套成功經驗：① 精選支架根據(jù)美國及國內神東礦區(qū)實踐經驗，在中等穩(wěn)定及偏下類頂板開采條件下，采用高強度二柱掩護式支架，可有效地阻止頂板巖層向采空區(qū)移動的縱向推力，改善工作面圍巖的受力條件，工作面片幫冒頂事故隨之減少。如美國10個厚煤層礦井中考慮煤質問題有6個礦井留有頂煤（均采用二柱掩護式支架），均不存在頂煤留不住或工作面冒頂問題。② 提高液壓支架初撐力開灤錢家營、西山官地等煤礦通過配備初撐力保證閥，提高液壓支架初撐力，有效地減少了工作面頂板下沉量，進而減少了片幫、冒頂次數(shù)。③ 及時支護端面頂板和煤壁邢臺東龐礦在大采高綜采工作面實行追機作業(yè)，即在采煤機割煤后，緊跟著擦頂帶壓移架，移架到位后，立即將支架的伸縮式（或折疊式）前探梁及護幫板伸出，及時支護住新裸露的頂板及煤壁。④ 加固煤壁開灤范各莊礦工作面局部采用木錨桿加固煤壁，效果較好。⑤ 加快工作面推進速度大采高工作面加快推進速度，縮短端面頂板及煤壁懸露時間，減少煤體及端面頂板的累計變形量，亦可提高煤壁的穩(wěn)定性。如本礦井鄰近的張集礦井大采高（）工作面片幫冒頂較少，與工作面推進速度較快（平均186m/月）有很大關系。⑥ 合理選擇工作面采高根據(jù)工作面頂板和煤層條件，合理選擇工作面采高，可有效地控制工作面片幫冒頂程度。根據(jù)邢臺東龐礦在2702工作面的Ⅱ2類頂板條件下，進行一次采全高綜采試驗觀測結果，煤壁片幫深度隨著實際采高的增大而呈非線性增加；當采高超過5m后，其片幫深度急劇增加。綜合近年來神東大柳塔、補連塔、邢臺東龐、淮南張集等礦的開采經驗，在頂板中等穩(wěn)定、煤質較硬的條件下，采高可達到5m；對于頂板穩(wěn)定性較差、煤質較軟的煤層。綜上分析，回采工藝已日趨成熟，工作面單產已達到較高水平，5m大采高工作面也取得了成功經驗。國內外采煤技術的發(fā)展為本礦井采煤工藝的選擇提供了依據(jù)?；夭晒に嚨倪x擇根據(jù)本井田煤層賦存條件和國內外采煤技術裝備發(fā)展水平，設計確定71煤層（）采用一次采全高回采工藝。在確定采煤方法及回采工藝的類型的基礎上，對首采區(qū)首先投產工作面回采工藝設計，回采工藝設計主要包括機械設備選型、確定作業(yè)方式、確定支護方式和采空區(qū)處理方法、繪制機械配備平剖面圖、編制循環(huán)圖表及工作面技術經濟指標表。國內外采煤工作面設備發(fā)展水平（1）液壓支架目前，國外液壓支架的主要發(fā)展趨勢是高阻力、高可靠性、寬中心距和電液控制的二柱掩護式支架。1996年美國采用二柱支架的工作面達66個，占96%，至年底僅剩一個四柱支架工作面。澳、英、德等國近年來也大力發(fā)展二柱支架，新購置支架大多為二柱式。其主要原因是兩柱支架結構簡單。高強度二柱掩護式支架可有效地遏止頂板巖層向采空區(qū)移動的縱向推力，改善工作面圍巖的受力條件，減少工作面的片幫冒頂。國內神東大柳塔、補連塔、邢臺東龐、義馬耿村等礦的大采高工作面均采用二柱掩護式支架，工作面單產達到較高的水平。美國及國內神東礦區(qū)井下工作面多為中等穩(wěn)定頂板，邢臺東龐為中等穩(wěn)定偏下類頂板，多年的生產實踐表明，在大采高、中等穩(wěn)定及偏下類頂板條件下，高工作阻力的二柱掩護式支架是發(fā)展方向。近年來液壓支架有向重型發(fā)展的趨勢，支架工作阻力逐年增加，美國長壁工作面支架工作阻力大部分在7000～8000kN，最大的二柱掩護式支架工作阻力達到9800kN，而美國煤層埋深都在500m以內，平均306m。，液壓支架工作阻力達到6715kN，在回采期間仍存在頂板沿煤壁切落100～200mm的臺階下沉現(xiàn)象，說明支架的工作阻力并不富裕。～，液壓支架工作阻力達到8670kN，在回采期間未發(fā)生過頂板臺階下沉和支架嚴重下降問題。國外液壓支架普遍采用電液控制和高壓大流量供液系統(tǒng)，移架速度達6～8s/架，1996年美國已全部采用電液控制。國內神東大柳塔礦國產大采高液壓支架采用了大流量片閥，移架速度只能達到12～15s/架。可見，電液控制系統(tǒng)優(yōu)勢明顯。國外液壓支架廣泛采用高強度材料，支架壽命和可靠性大大提高。部分公司支架壽命達14年以上。國內神東大柳塔礦采用德國高強度掩護式支架，該套設備大修前共回采了6個綜采面，其可靠的性能、卓越的過煤能力為大柳塔礦高產高效的實現(xiàn)提供了保證。（2）采煤機滾筒采煤機的主要發(fā)展趨勢是大功率、電牽引、多電機、大截深和自動控制等。1996年美國長壁面采煤機的平均功率已達933kW，最大1492kW，采煤機割煤速度普遍在8～9m/min以上，最高達到13m/min，～。大部分采煤機裝有遙控、監(jiān)測、故障診斷系統(tǒng)。近年來已有部分長壁面采用智能采煤機，可根據(jù)預先設定的頂煤厚度自動調整滾筒高度，自動調整牽引速度和測定采煤機位置。國內神東大柳塔礦采用美國6LS5型電牽引采煤機，功率1500kW，牽引速度0～15m/min。國產電牽引采煤機經過多年的研制和實踐已經成熟，裝機總功率已達1200kW，。（3）工作面刮板機工作面刮板機是向重型化、大功率、大運量、高強度和高壽命方向發(fā)展。1998年，美國長壁面刮板機功率平均1195kW，最大2238kW，運量最大4000～5000t/h。近年來安裝的工作面刮板機還采用了CST保護驅動控制裝置，可實現(xiàn)重載軟啟動和載荷分配。國產工作面刮板機功率達到1400kW，運量達到2500t/h，長度達到300m。設備選型原則（1）本礦井采煤工作面裝備力求達到國內領先、國際先進水平。（2）設備選型在技術先進、生產可靠的同時，兼顧設備間的相互配套，保證運輸系統(tǒng)流暢，以期達到采運平衡，最大限度地發(fā)揮綜采設備優(yōu)勢。（3）根據(jù)對全國高產高效工作面裝備的調研和分析，工作面要實現(xiàn)高產高效，其主要設備應有足夠的富裕系數(shù)，以減少設備故障率，提高開機率，實現(xiàn)工作面高產穩(wěn)產。（4）根據(jù)開采煤層（112）的開采技術條件以及國內采、支、運設備生產現(xiàn)狀，112煤層綜采工作面全部采用國產設備，但關鍵部件考慮進口，且生產能力留有足夠的富裕系數(shù)，以滿足工作面安全高效的要求。液壓支架選型按照我國現(xiàn)行“緩傾斜煤層工作面頂板分類方案”及“緩傾斜煤層工作面底板分類方案”，根據(jù)112煤層鉆孔資料統(tǒng)計分析，其直接頂多為砂質粘土巖和炭質頁巖，屬2～3類，老頂為Ⅱ～Ⅲ級；直接底為粘土巖和砂質泥巖，基本屬Ⅲb類。根據(jù)不同類（級）的頂?shù)装逅m應的架型，本礦井112煤層一次采全高工作面可選擇二柱掩護式或者四柱支撐掩護式支架，設計結合國內外大采高液壓支架的實踐經驗和發(fā)展趨勢，推薦采用國產高強度支撐掩護式支架。（a）圍巖條件對支架結構的要求由表122可知，112煤層頂板屬中等穩(wěn)定偏下類頂板；底板抗壓強度較低，且該煤層煤質較軟。因此，要求支架必須能夠實現(xiàn)快速移架、追機作業(yè)、及時支護，鄰架之間要有完善的封頂能力；底座對底板的比壓要小，分布要合理；同時要有較強的控制煤壁片幫的能力。（b）支架高度的確定。結合煤層及頂、底板條件，～。（c）支護強度估算P＝7mr103cosα式中：P—支護強度，Mpa；m—采高，；r—巖石容重，；計算結果如下：P＝7mr103cosα＝ 7103cos12＝按支架有效支護面積8m2計算，支架工作阻力為3000KN。（d）液壓支架選型根據(jù)上述計算分析，并結合高產高效工作面對支架支撐能力的要求，112煤層液壓支架采用支撐掩護式支架。型號為ZY40018/38型，其參數(shù)表如下：表41 液壓支架參數(shù)型 號支撐高度中心距工作阻力/初撐力適應傾角ZY40018/38～4000/3760kN30176。(1)采煤機理論生產率計算Qt＝60VcmBr式中：Qt—采煤機小時能力，t/h； Vc—采煤機的牽引速度，取8m/s；m—采高，；B—截深，；r—煤容重，；計算結果如下：Qt＝608＝2174t/h(2)采煤機技術生產率計算Q＝K1Qt式中：Q—技術生產率，t/h；K1—采煤機技術上連續(xù)工作系數(shù)，K1＝，；計算結果如下：Q＝2174＝(3)采煤機實際生產率計算Qm＝K2Q式中：Qm—實際生產率，t/h；K2—采煤機在連續(xù)工作系數(shù)，K2＝，；計算結果如下：Q＝＝根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)結果采煤機選擇MG360W型，其參數(shù)表如下：表42 采煤機參數(shù)型 號采 高截 深傾 角滾筒直徑功 率12176。2000mm360kW刮板輸送機選型根據(jù)采煤機實際生產率選擇刮板輸送機型號，原則上刮板輸送機的小時運輸能力應大于采煤機的實際生產率，并留有一定的富裕系數(shù)，以滿足工作面安全高效的要求。其參數(shù)表如下：表43刮板輸送機參數(shù)型 號長 度運輸能力刮板鏈速鏈條形式SGZ764/320W150m900噸/h圓環(huán)鏈其它主要設備選型根據(jù)采煤機小時割煤能力，結合國內高產高效工作面設備配備經驗，各運輸環(huán)節(jié)應留有足夠的富裕能力，以減少設備故障率，提高開機率，從而達到高產穩(wěn)產的目的。工作面及順槽主要運輸設備選型如下：71煤層綜采工作面轉載機采用與其刮板輸送機配套的SZD730/160型國產設備。運輸能力為700t/h，功率160kW；71煤層綜采工作面破碎機采用LPS1000型國產設備，其破碎能力為1000t/h，功率110kW；71煤層綜采工作面順槽膠帶輸送機選用STJ10004X220S型國產設備。其小時能力為500～1000t/h，功率220kW。71煤層順槽乳化液泵站選用MRB125/320型國產設備。其功率為90kW，工作壓力32MPa；71煤層順槽噴霧泵站暫定PB320/，其功率55kW，；.綜采面情況①綜采工作面的作業(yè)方式割煤方式：雙向割煤往返兩刀進刀方式：割三角煤斜切進刀方式②綜采工作面的主要工序為：割煤→裝煤→運煤→伸前梁→移溜→拉架→清煤→割三角煤進刀→正式割煤。工作面實行“兩班半采煤，半班準備”的作業(yè)方式，在采煤班內進行“落、裝、運、支、移”等工序，準備班進行加固煤壁、設備檢修、推移轉載機及縮短輸送機膠帶、回收運輸巷和回風巷支架、平巷超前支護等工作。圖41 進刀方式示意圖圖42 正規(guī)作業(yè)循環(huán)圖表表44 勞動組織表序 號工 種班 次合 計一 班二 班三 班1支 架666182機組司機22263移溜工33394泵站司機11135電 工11246溜子司機11137機組檢修11248支架檢修11249泵站檢修112410電檢修113511端頭工6661812溜子檢修3313破煤工222614修護工22101415記錄員112416送料工112417班 長111318井下保管112419材料員111320隊 長1113合 計343454122機械配備平剖面圖見下圖（圖表43）。圖43 機械配備平剖面圖5 礦井運輸、提升及排水根據(jù)礦井井下開拓系統(tǒng)和帶區(qū)回采工作面的布置，確定煤炭矸石材料設備和人員在內的運輸系統(tǒng)如下：(1)主運煤：采煤工作面→區(qū)段運輸平巷→運輸大巷→井底煤倉→主井→地面（2）掘進出煤：煤巷掘進工作面→帶區(qū)下部車場→軌道運輸大巷→副井→地面（3）矸石：巖巷掘進工作面→帶區(qū)下部車場→軌道運輸大巷→副井→地面（4）材料、設備：地面→副井→井底車場→軌道運輸大巷→采區(qū)下部車場→區(qū)段運輸平巷→工作面（5）人員：地面→副井→井底車場→軌道運輸大巷→區(qū)段運輸平巷→工作面，煤層傾角平均12176。，因此設計采用膠帶輸送機運煤，每班凈運煤時間為5小時，選擇運輸機輸送能力不能小于267t/h，同時考慮到選擇的采煤機型號及其實際生產率，選擇工作面刮板輸送機為SGZ764/320W，轉載機為SZD730/160，膠帶輸送機為SZD730/160型，輸送量為700t/h。軌道斜巷輔助運輸絞車選擇為無極繩連續(xù)絞車。無極繩連續(xù)牽引車：該車綜合和簡化了無極繩絞車和繩式卡軌車的技術特點，