【正文】 。村莊煤柱以外區(qū)域，地面無保護(hù)設(shè)施，適合長(zhǎng)壁垮落采煤法或放頂煤采煤法。帶區(qū)所采煤層為Ⅱ煤層，其煤層特征：褐煤、長(zhǎng)焰煤為主，其平均厚度為6 m，平均傾角為3176。，夾矸層厚度一般115 cm，煤層厚度往南變薄，不過變化不大，帶區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單，涌水量主要來源于大氣降水補(bǔ)給和地表水補(bǔ)給。現(xiàn)使用綜采放頂煤技術(shù)開采。 煤屬容易自燃煤層，根據(jù)井田內(nèi)著火點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果，Ⅱ煤層小于305176。C屬容易自燃煤層，自燃發(fā)火期為1～6個(gè)月；Ⅱ179。/t。因此，本井按低瓦斯礦井設(shè)計(jì)。煤層開采技術(shù)條件分析Ⅱ煤層是主要可采煤層。煤層變化規(guī)律是沿走向一般北翼厚、南翼薄，沿傾向西翼厚、東翼薄，兩翼由淺至深煤層厚度增大。在27—28線以北煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、煤層穩(wěn)定，多為單層或一層夾矸；接近27—28線時(shí)個(gè)別點(diǎn)夾矸2～3層；以南結(jié)構(gòu)復(fù)雜、急劇分岔變薄，一般夾矸3～5層，局部8層，屬較穩(wěn)定～不穩(wěn)定。夾矸巖性為泥巖、粉砂巖、中、粗粒砂巖。適合放頂煤采煤法。經(jīng)對(duì)井田地面條件、煤層開采技術(shù)條件及礦井規(guī)模綜合分析，村莊煤柱內(nèi)可采用試驗(yàn)成功的房柱式采煤法或充填采煤法。村莊、國(guó)道及鐵路煤柱以外區(qū)域，Ⅱ1煤適合采用放頂煤采煤法。 Ⅱ1煤屬特厚煤層，目前國(guó)內(nèi)外開采實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，特厚煤層比較理想的采煤法是分層開采。根據(jù)煤層開采技術(shù)條件，借鑒國(guó)內(nèi)外高產(chǎn)高效礦井發(fā)展現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)對(duì)適合本井厚煤層開采的采煤工藝提出了四個(gè)方案：一方案為上分層采用放頂煤綜采，下分層采用綜采；二方案采用放頂煤綜采一次采全高；三方案為上分層采用大采高綜采，下分層采用放頂煤綜采；四方案采用分層綜采。四個(gè)方案的特點(diǎn)如下：一方案：上分層采用放頂煤綜采，下分層采用綜采經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，我國(guó)放頂煤綜采開采已經(jīng)取得了成功，放頂煤綜采開采技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先地位，作為一種高產(chǎn)、高效、安全、低耗、經(jīng)濟(jì)效益好的采煤方法已經(jīng)成為厚煤層開采工藝的首選之一，現(xiàn)已遍布全國(guó)各個(gè)厚煤層礦區(qū)。其適用條件是：煤層厚度變異系數(shù)大；煤硬度系數(shù)小于3；煤層傾角0～15176。煤層頂板中等冒落以下；對(duì)自燃發(fā)火期短和有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井應(yīng)采取防滅火和防塵措施。，其中綜放隊(duì)有33個(gè)，％。，工作面全部為國(guó)產(chǎn)設(shè)備。主要裝備為： ZFS7200型液壓支架、MGTY400/。本井Ⅱ1煤分兩層開采，夾矸層數(shù)0～8層，夾矸一般為泥巖，粉砂巖，中、細(xì)粒砂巖，頂?shù)装遢^軟。鄰井靈泉礦生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，（夾矸位于煤層上部，），，，工作面回采率達(dá)80％，且放出的煤大塊較少。因此，本井采用放頂煤綜采技術(shù)上是可行的。上分層采用綜放開采時(shí)，布置一個(gè)綜放工作面，工作面長(zhǎng)度為260m。該方案的優(yōu)點(diǎn)： 工作面單產(chǎn)較高；有進(jìn)一步增產(chǎn)的可能性，工作面綜合回采率較高，一般80%～85%；割煤高度較小，煤壁不易片幫；設(shè)備性能較穩(wěn)定，效率較高，可實(shí)現(xiàn)采、裝、運(yùn)、支全面機(jī)械化；對(duì)厚度變化大的煤層適應(yīng)性強(qiáng)，巷道掘進(jìn)率低；工作面搬家次數(shù)少，費(fèi)用低；綜放工作面與大采高工作面相比，初期投資少，成本較低。該方案的缺點(diǎn)：工作面煤塵較大；設(shè)備多，工序復(fù)雜，占用人員較多；根據(jù)目前情況分析，下分層采用綜采巷道維護(hù)量大、產(chǎn)量難以保證。二方案：放頂煤綜采一次采全高用一次采全高的方式開采厚煤層，在我國(guó)有較快發(fā)展，目前我國(guó)一次采全高所采煤層較厚的是安家?guī)X斜井。安家?guī)X斜井4101工作面主采41號(hào)煤層，煤層傾角2176?！?176。采用放頂煤工藝，工作面長(zhǎng)度為230m，，采放比為1：。一采一放雙輪順序放煤工藝。工作面回采率82％。鐵北礦東翼所采Ⅱ21煤層，由于頂?shù)装遢^軟。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)采煤機(jī)割煤情況，，采放比1:。根據(jù)國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局綜合司文件煤安監(jiān)司函綜合〔2006〕1號(hào)《關(guān)于煤礦安全規(guī)程第68和158條修訂稿征求意見的通知》，采放比大于1:3嚴(yán)禁放頂煤開采，如果本規(guī)定不實(shí)施，本方案與其他方案相比，更適合本井條件，可優(yōu)先選用。如果本規(guī)定實(shí)施，本方案將不成立。故設(shè)計(jì)暫不作進(jìn)一步比選。三方案：上分層采用大采高綜采，下分層采用放頂煤綜采，已經(jīng)成為我國(guó)建設(shè)高產(chǎn)高效礦井的重要途徑之一，～。國(guó)內(nèi)采用大采高綜采的礦區(qū)有神東、沈陽、鐵法、龍口、開灤、邢臺(tái)、西山、大同等礦區(qū)，這些礦區(qū)經(jīng)過反復(fù)探索均取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。，～，產(chǎn)量偏低的主要原因是設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)、煤層條件較差。而神東礦區(qū)大柳塔井采用全套引進(jìn)高強(qiáng)度、大功率、大運(yùn)量和機(jī)電一體化的綜采工作面設(shè)備，工作面的單產(chǎn)和工效均得到了大幅度的提高，； Mt，創(chuàng)綜采工作面年產(chǎn)世界記錄。神東公司榆家梁礦（一井兩面）創(chuàng)造煤礦單井全年產(chǎn)量1480 萬t，刷新煤礦單井年產(chǎn)世界紀(jì)錄。工作面全部為引進(jìn)設(shè)備，主要裝備：液壓支架JOY（27625KN）/141架、采煤機(jī)SL500型、刮板輸送機(jī)SDAFC93700KW。本井煤層傾角小、瓦斯低、厚度大。，以確保下分層回采的正常進(jìn)行，因此，本井上分層采用大采高綜采，下分層采用放頂煤綜采是可行的。雖然本礦區(qū)目前無大采高綜采經(jīng)驗(yàn)，但是，已經(jīng)積累了幾十年普通綜采開采的成功經(jīng)驗(yàn)，如果選用在神東礦區(qū)使用成熟的進(jìn)口設(shè)備，借鑒大柳塔井的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)、提前培訓(xùn)使用進(jìn)口設(shè)備的綜采技術(shù)工人。上分層采用大采高綜采時(shí)，布置一個(gè)大采高工作面，～，工作面長(zhǎng)度為250m。該方案的優(yōu)點(diǎn)：工作面采高大、開機(jī)率高、單產(chǎn)高，產(chǎn)量有保障，并且有進(jìn)一步加大推進(jìn)度和提高單產(chǎn)的可能；工作面設(shè)備少、工序簡(jiǎn)單；引進(jìn)綜采工作面設(shè)備裝備水平高、性能穩(wěn)定，可靠性高；工作面工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，可全面實(shí)現(xiàn)采、裝、運(yùn)、支機(jī)械化；工作面回采率較高。在不考慮內(nèi)錯(cuò)或外錯(cuò)情況下，一、一、二分層工作面綜合回采率約83％左右。該方案的缺點(diǎn)是：工作面采高大，煤壁穩(wěn)定性差；巷道掘進(jìn)率較放頂煤綜采高；綜采工作面設(shè)備需部分引進(jìn)，初期投資高；上分層開采時(shí)間較短，短期內(nèi)需購(gòu)開采下分層的綜放設(shè)備，投資大。四方案：分層普通綜采，是我國(guó)九十年代前厚煤層普遍使用的采煤方法之一,由于大采高綜采和放頂煤綜采的快速發(fā)展，分層普通綜采逐漸被取代，近幾年發(fā)展速度較慢。到目前為止，國(guó)內(nèi)分層普通綜采的礦井一般均采用分層鋪網(wǎng)方式，由于鋪網(wǎng)工序復(fù)雜。分層普通綜采在本礦區(qū)已經(jīng)使用多年，也積累了很多經(jīng)驗(yàn)，一般采用分層鋪網(wǎng)方式，也可采用分層間留設(shè)煤皮的方式，因此，采用分層普通綜采是可行的。如果選用國(guó)內(nèi)使用成熟的先進(jìn)設(shè)備，加強(qiáng)生產(chǎn)管理。該方案的優(yōu)點(diǎn)：采用鋪網(wǎng)方式時(shí)，第一分層回采率高，達(dá)95%左右；工作面割煤高度小，煤壁不易片幫；設(shè)備國(guó)產(chǎn)率高，投資較少；工作面煤塵小。該方案的缺點(diǎn)是：鋪網(wǎng)工作量大、工序復(fù)雜、下分層巷道維護(hù)困難，維護(hù)成本高；生產(chǎn)組織管理工作較復(fù)雜、掘進(jìn)率高、支護(hù)成本高；由于下分層工作面布置需采用內(nèi)錯(cuò)或外錯(cuò)式布置，下分層煤柱增多，回收率低，煤層綜合回采率較低；工作面單產(chǎn)低，效率低，搬家次數(shù)多。綜上所述，分層綜采在本礦區(qū)已經(jīng)逐漸被分層放頂煤綜采所取代，四方案與其它兩個(gè)方案相比，已沒有優(yōu)勢(shì)。三方案進(jìn)口設(shè)備制造周期長(zhǎng)、價(jià)格高，如果只配一套設(shè)備，工作面搬家、設(shè)備維修時(shí)無備用設(shè)備，影響正常生產(chǎn)，如果備用一套設(shè)備，初期投資高。一方案是主要設(shè)備和配件均為國(guó)產(chǎn)，設(shè)備制造周期短、價(jià)格低。如果礦區(qū)內(nèi)其它礦井也選用同類綜放設(shè)備，設(shè)備的互換性和通用性將進(jìn)一步增強(qiáng)。綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用一方案，即上分層采用放頂煤綜采，下分層采用綜采。投產(chǎn)時(shí)在西帶區(qū)北翼布置一個(gè)綜放工作面。工作面長(zhǎng)度 采煤工作面長(zhǎng)度和采高除受煤層地質(zhì)條件制約外，還與工作面的產(chǎn)量和效率有關(guān)。合理的工作面長(zhǎng)度，既可減少巷道準(zhǔn)備工程量和工作面搬家次數(shù)，又可相對(duì)減少端頭進(jìn)刀等輔助作業(yè)時(shí)間，提高設(shè)備利用率。隨著綜放工作面裝備水平和管理水平的提高，高產(chǎn)高效綜放工作面長(zhǎng)度正逐漸加大，目前，國(guó)內(nèi)綜放工作面最長(zhǎng)為300m。根據(jù)工作面長(zhǎng)度與單產(chǎn)關(guān)系曲線和帶區(qū)尺寸，本井綜放工作面長(zhǎng)度應(yīng)在230～280m之間。在生產(chǎn)過程中，可根據(jù)地質(zhì)條件的變化及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)加以調(diào)整，以期達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效果。為減少巷道維護(hù)工程量以及獲得良好的通風(fēng)效果，工作面采用從邊界向大巷推進(jìn)的俯斜式開采順序。根據(jù)《煤礦開采學(xué)》的有關(guān)論述，綜放工作面的連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度不宜小于8001000 m。另外，考慮到工作面搬遷次數(shù)及煤損，隨工作面推進(jìn)距離增大而減少，確定首采帶區(qū)工作面平均推進(jìn)長(zhǎng)度為2200 m。采高，緩傾斜厚煤層放頂煤綜采技術(shù)近幾年在我國(guó)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，已經(jīng)成為兗州、潞安等礦區(qū)厚煤層開采的主要工藝方式，并達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，突出優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用中厚煤層高效采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)，～。根據(jù)煤層賦存條件、選擇的采煤工藝和配套設(shè)備情況，借鑒類似條件礦井的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，；。下分層采用大采高綜采。在生產(chǎn)過程中，可根據(jù)地質(zhì)條件的變化及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)加以調(diào)整，以期達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效果。、裝煤方式工作面破煤方式及其設(shè)備選擇工作面設(shè)計(jì)采用雙滾筒采煤機(jī)破煤、在采煤機(jī)截割煤的同時(shí)，利用滾筒螺旋齒片和弧型擋煤板自動(dòng)將煤裝到工作面刮板輸送機(jī)，余煤由鏟煤板隨移溜鏟入刮板輸送機(jī)；根據(jù)計(jì)算結(jié)果和煤的硬度，借鑒國(guó)內(nèi)各礦區(qū)采煤機(jī)使用情況及我國(guó)采煤機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及本礦由于煤層硬度和夾矸情況存在一定的變化，為達(dá)到更好的割煤效果，采煤機(jī)裝機(jī)功率應(yīng)適當(dāng)加大。設(shè)計(jì)選用MG610/1400WD型雙滾筒電牽引采煤機(jī)，～，牽引速度0～，總裝機(jī)功率1400kW。表35 MG610/1400WD型雙滾筒電牽引采煤機(jī)型號(hào) MG610/1400WD采高(m)～煤層傾角（176。）≤35176。截深（mm）800滾筒直徑（m）牽引方式電牽引（交）無鏈　銷軌牽引力（kN）150牽引速度（m/min）0～12搖臂擺動(dòng)中心距（mm）650/410臥底量（mm）434～554電動(dòng)機(jī)功率（kW）610臺(tái)數(shù)（臺(tái)）2電壓（V）3300冷卻方式水冷噴霧除塵方式內(nèi)、外噴霧總重（t）65制造廠家雞西煤礦機(jī)械廠由于Ⅱ1煤賦存穩(wěn)定，煤層傾角平緩，采煤機(jī)采用端部割三角煤斜切進(jìn)刀、往返一次割兩刀的割煤方式，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。割三角煤進(jìn)刀過程如下見圖32：（1）當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，將其后的輸送機(jī)移近煤壁。（2）調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機(jī)彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止。然后將輸送機(jī)移直 （3）再調(diào)換兩個(gè)滾筒上下位置，重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處；（4）將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上下滾筒，返程正常割煤。 圖32工作面端部割三角煤斜切進(jìn)刀(a)起始 (b)斜切并移直輸送機(jī) (c)割三角煤 (d)開始正常割煤1綜采面雙滾筒采煤機(jī)；2刮板輸送機(jī) 回采工作面運(yùn)煤方式、主要采煤機(jī)械選型回采工作面運(yùn)煤方式回采工作面采下的煤由工作面刮板輸送機(jī)通過轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)到皮帶運(yùn)輸順槽?；夭晒ぷ髅婀伟暹\(yùn)輸機(jī)的選擇刮板輸送機(jī)的選型主要從設(shè)備能力、使用壽命、可靠性、互換性、大塊壓溜和煤壁片幫等方面考慮。前部刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力應(yīng)滿足采煤機(jī)最大落煤能力的要求，后部刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力應(yīng)滿足最大放煤流量的要求。經(jīng)計(jì)算，前部刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力不小于1574t/h，后部刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力不小于1889t/h。 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇SGZ1200／2600型（前部）和SGZ1200／2700型（后部）刮板輸送機(jī)共兩臺(tái)，前部刮板輸送機(jī)電機(jī)功率為2600kW，運(yùn)輸能力為2000t/h；后部刮板輸送機(jī)電機(jī)功率為2700kW，運(yùn)輸能力為2500t/h。表32 SGZ1200／2600型前部刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表型號(hào)SGZ1200／2600輸送能力2000t/h內(nèi)槽寬1000mm裝機(jī)功率2600kw電壓3300v圓環(huán)鏈規(guī)格2φ38137mm圓環(huán)鏈破斷負(fù)荷1810kN表37 SGZ1200／2700型前部刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表型號(hào)SGZ1200／2700輸送能力2000t/h內(nèi)槽寬1200mm裝機(jī)功率2700kw電壓3300v圓環(huán)鏈規(guī)格2φ38137mm圓環(huán)鏈破斷負(fù)荷1810kN轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)為了配合工作面的快速推進(jìn)、減少輔助生產(chǎn)時(shí)間，提高工作效率、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，選擇自移式刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，運(yùn)輸能力不小于2614t/h。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇配套的SZZ1200/525型自移式刮板轉(zhuǎn)載機(jī)一臺(tái)，電機(jī)功率525kW，運(yùn)輸能力3500t/h；選擇PLM179。500型破碎機(jī)一臺(tái)，功率250kw，破碎能力3500t/h可伸縮帶式輸送機(jī)可伸縮帶式輸送機(jī)能力與工作面生產(chǎn)能力息息相關(guān)，根據(jù)設(shè)備選型原則，帶式輸送機(jī)小時(shí)運(yùn)輸能力應(yīng)大于轉(zhuǎn)載機(jī)小時(shí)運(yùn)輸能力。因此，選用SSJ1400／4400型可伸縮帶式輸送機(jī)，帶寬B＝1400mm，L＝3170m，Q＝3000t／h，電機(jī)功率為4400kw。液壓支架 綜采放頂煤液壓支架的選型是放頂煤技術(shù)的關(guān)鍵，它不同于普通綜采液壓支架，其作用不僅是支護(hù)頂板、推移支架和刮板輸送機(jī)，還起到回收和破碎頂煤、隔離矸石的作用。支架按放煤口位置分為高、中、低位放頂煤液壓支架。從實(shí)際使用情況上看，低位放頂煤液壓支架是在尾梁下部放煤，利用尾梁下部可伸縮插板來控制頂煤排放速度和破碎塊煤，因此，低位放頂煤液壓支架具有放煤連續(xù)、無脊背損失、回采率高、產(chǎn)量高、煤塵小、放煤速度快、采煤和放煤可平行作業(yè)、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。是目前普遍使用的架型，故設(shè)計(jì)選用低位放頂煤液壓支架。綜放液壓支架的工作阻力與采深、頂煤厚度、頂煤強(qiáng)度有關(guān)，。井田內(nèi)可采煤層頂板巖性由泥巖、粉砂巖及粗中砂巖組成，以粗、中砂巖為多，泥質(zhì)膠結(jié)，粗、中砂巖松散、抗壓強(qiáng)度低。一般規(guī)律是煤層的抗壓強(qiáng)度普遍較高，巖石抗壓強(qiáng)度較低，巖石隨粒度變粗而抗壓強(qiáng)度變低。根據(jù)支架選型經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，～，工作阻力在4151～5534kN之間。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，考慮一