【正文】 支架的伸縮式（或折疊式）前探梁及護(hù)幫板伸出，及時支護(hù)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(jìn)速度大采高工作面加快推進(jìn)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(jìn)速度較快（平均186m/月）有很大關(guān)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(jìn)行一次采全高綜采試驗觀測結(jié)果，煤壁片幫深度隨著實際采高的增大而呈非線性增加；當(dāng)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(bǔ)連塔、邢臺東龐、淮南張集等礦的開采經(jīng)驗，在頂板中等穩(wěn)定、煤質(zhì)較硬的條件下，采高可達(dá)到5m；對于頂板穩(wěn)定性較差、煤質(zhì)較軟的煤層。綜上分析，回采工藝已日趨成熟，工作面單產(chǎn)已達(dá)到較高水平，5m大采高工作面也取得了成功經(jīng)驗。國內(nèi)外采煤技術(shù)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(nèi)外采煤技術(shù)裝備發(fā)展水平，設(shè)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(chǔ)上，對首采區(qū)首先投產(chǎn)工作面回采工藝設(shè)計，回采工藝設(shè)計主要包括機(jī)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(jī)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。國內(nèi)外采煤工作面設(shè)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(hù)式支架。1996年美國采用二柱支架的工作面達(dá)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(jié)構(gòu)簡單。高強(qiáng)度二柱掩護(hù)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(nèi)神東大柳塔、補(bǔ)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(hù)式支架，工作面單產(chǎn)達(dá)到較高的水平。美國及國內(nèi)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(chǎn)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(hù)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(hù)式支架工作阻力達(dá)到9800kN，而美國煤層埋深都在500m以內(nèi)，平均306m。，液壓支架工作阻力達(dá)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(dá)到8670kN，在回采期間未發(fā)生過頂板臺階下沉和支架嚴(yán)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(dá)6～8s/架，1996年美國已全部采用電液控制。國內(nèi)神東大柳塔礦國產(chǎn)大采高液壓支架采用了大流量片閥，移架速度只能達(dá)到12～15s/架?？梢?，電液控制系統(tǒng)優(yōu)勢明顯。國外液壓支架廣泛采用高強(qiáng)度材料，支架壽命和可靠性大大提高。部分公司支架壽命達(dá)14年以上。國內(nèi)神東大柳塔礦采用德國高強(qiáng)度掩護(hù)式支架，該套設(shè)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(chǎn)高效的實現(xiàn)提供了保證。（2）采煤機(jī)滾筒采煤機(jī)的主要發(fā)展趨勢是大功率、電牽引、多電機(jī)、大截深和自動控制等。1996年美國長壁面采煤機(jī)的平均功率已達(dá)933kW，最大1492kW，采煤機(jī)割煤速度普遍在8～9m/min以上，最高達(dá)到13m/min，～。大部分采煤機(jī)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(jī)，可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的頂煤厚度自動調(diào)整滾筒高度，自動調(diào)整牽引速度和測定采煤機(jī)位置。國內(nèi)神東大柳塔礦采用美國6LS5型電牽引采煤機(jī)，功率1500kW，牽引速度0～15m/min。國產(chǎn)電牽引采煤機(jī)經(jīng)過多年的研制和實踐已經(jīng)成熟，裝機(jī)總功率已達(dá)1200kW，。（3）工作面刮板機(jī)工作面刮板機(jī)是向重型化、大功率、大運(yùn)量、高強(qiáng)度和高壽命方向發(fā)展。1998年，美國長壁面刮板機(jī)功率平均1195kW，最大2238kW，運(yùn)量最大4000～5000t/h。近年來安裝的工作面刮板機(jī)還采用了CST保護(hù)驅(qū)動控制裝置，可實現(xiàn)重載軟啟動和載荷分配。國產(chǎn)工作面刮板機(jī)功率達(dá)到1400kW，運(yùn)量達(dá)到2500t/h，長度達(dá)到300m。設(shè)備選型原則（1）本礦井采煤工作面裝備力求達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。（2）設(shè)備選型在技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠的同時，兼顧設(shè)備間的相互配套，保證運(yùn)輸系統(tǒng)流暢，以期達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采設(shè)備優(yōu)勢。（3）根據(jù)對全國高產(chǎn)高效工作面裝備的調(diào)研和分析，工作面要實現(xiàn)高產(chǎn)高效，其主要設(shè)備應(yīng)有足夠的富裕系數(shù)，以減少設(shè)備故障率，提高開機(jī)率，實現(xiàn)工作面高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。（4）根據(jù)開采煤層（112）的開采技術(shù)條件以及國內(nèi)采、支、運(yùn)設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)狀，112煤層綜采工作面全部采用國產(chǎn)設(shè)備，但關(guān)鍵部件考慮進(jìn)口，且生產(chǎn)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(zhì)粘土巖和炭質(zhì)頁巖，屬2～3類，老頂為Ⅱ～Ⅲ級；直接底為粘土巖和砂質(zhì)泥巖，基本屬Ⅲb類。根據(jù)不同類（級）的頂?shù)装逅m應(yīng)的架型，本礦井112煤層一次采全高工作面可選擇二柱掩護(hù)式或者四柱支撐掩護(hù)式支架，設(shè)計結(jié)合國內(nèi)外大采高液壓支架的實踐經(jīng)驗和發(fā)展趨勢，推薦采用國產(chǎn)高強(qiáng)度支撐掩護(hù)式支架。（a）圍巖條件對支架結(jié)構(gòu)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(qiáng)度較低，且該煤層煤質(zhì)較軟。因此，要求支架必須能夠?qū)崿F(xiàn)快速移架、追機(jī)作業(yè)、及時支護(hù)，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(qiáng)的控制煤壁片幫的能力。（b）支架高度的確定。結(jié)合煤層及頂、底板條件，～。（c）支護(hù)強(qiáng)度估算P＝7mr103cosα式中：P—支護(hù)強(qiáng)度，Mpa；m—采高，；r—巖石容重，；計算結(jié)果如下：P＝7mr103cosα＝ 7103cos12＝按支架有效支護(hù)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(jié)合高產(chǎn)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(hù)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(yīng)傾角ZY40018/38～4000/3760kN30176。(1)采煤機(jī)理論生產(chǎn)率計算Qt＝60VcmBr式中：Qt—采煤機(jī)小時能力，t/h； Vc—采煤機(jī)的牽引速度，取8m/s；m—采高，；B—截深，；r—煤容重，；計算結(jié)果如下：Qt＝608＝2174t/h(2)采煤機(jī)技術(shù)生產(chǎn)率計算Q＝K1Qt式中：Q—技術(shù)生產(chǎn)率，t/h；K1—采煤機(jī)技術(shù)上連續(xù)工作系數(shù)，K1＝，；計算結(jié)果如下：Q＝2174＝(3)采煤機(jī)實際生產(chǎn)率計算Qm＝K2Q式中：Qm—實際生產(chǎn)率，t/h；K2—采煤機(jī)在連續(xù)工作系數(shù)，K2＝，；計算結(jié)果如下：Q＝＝根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)結(jié)果采煤機(jī)選擇MG360W型，其參數(shù)表如下：表42 采煤機(jī)參數(shù)型 號采 高截 深傾 角滾筒直徑功 率12176。2000mm360kW刮板輸送機(jī)選型根據(jù)采煤機(jī)實際生產(chǎn)率選擇刮板輸送機(jī)型號，原則上刮板輸送機(jī)的小時運(yùn)輸能力應(yīng)大于采煤機(jī)的實際生產(chǎn)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(jī)參數(shù)型 號長 度運(yùn)輸能力刮板鏈速鏈條形式SGZ764/320W150m900噸/h圓環(huán)鏈其它主要設(shè)備選型根據(jù)采煤機(jī)小時割煤能力，結(jié)合國內(nèi)高產(chǎn)高效工作面設(shè)備配備經(jīng)驗，各運(yùn)輸環(huán)節(jié)應(yīng)留有足夠的富裕能力，以減少設(shè)備故障率，提高開機(jī)率，從而達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。工作面及順槽主要運(yùn)輸設(shè)備選型如下：71煤層綜采工作面轉(zhuǎn)載機(jī)采用與其刮板輸送機(jī)配套的SZD730/160型國產(chǎn)設(shè)備。運(yùn)輸能力為700t/h，功率160kW；71煤層綜采工作面破碎機(jī)采用LPS1000型國產(chǎn)設(shè)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(jī)選用STJ10004X220S型國產(chǎn)設(shè)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(chǎn)設(shè)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(jìn)刀方式：割三角煤斜切進(jìn)刀方式②綜采工作面的主要工序為：割煤→裝煤→運(yùn)煤→伸前梁→移溜→拉架→清煤→割三角煤進(jìn)刀→正式割煤。工作面實行“兩班半采煤，半班準(zhǔn)備”的作業(yè)方式，在采煤班內(nèi)進(jìn)行“落、裝、運(yùn)、支、移”等工序，準(zhǔn)備班進(jìn)行加固煤壁、設(shè)備檢修、推移轉(zhuǎn)載機(jī)及縮短輸送機(jī)膠帶、回收運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷支架、平巷超前支護(hù)等工作。圖41 進(jìn)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(jī)組司機(jī)22263移溜工33394泵站司機(jī)11135電 工11246溜子司機(jī)11137機(jī)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(hù)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(jī)械配備平剖面圖見下圖（圖表43）。圖43 機(jī)械配備平剖面圖5 礦井運(yùn)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(shè)備和人員在內(nèi)的運(yùn)輸系統(tǒng)如下：(1)主運(yùn)煤：采煤工作面→區(qū)段運(yùn)輸平巷→運(yùn)輸大巷→井底煤倉→主井→地面（2）掘進(jìn)出煤：煤巷掘進(jìn)工作面→帶區(qū)下部車場→軌道運(yùn)輸大巷→副井→地面（3）矸石：巖巷掘進(jìn)工作面→帶區(qū)下部車場→軌道運(yùn)輸大巷→副井→地面（4）材料、設(shè)備：地面→副井→井底車場→軌道運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面（5）人員：地面→副井→井底車場→軌道運(yùn)輸大巷→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面，煤層傾角平均12176。，因此設(shè)計采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，每班凈運(yùn)煤時間為5小時，選擇運(yùn)輸機(jī)輸送能力不能小于267t/h，同時考慮到選擇的采煤機(jī)型號及其實際生產(chǎn)率，選擇工作面刮板輸送機(jī)為SGZ764/320W，轉(zhuǎn)載機(jī)為SZD730/160，膠帶輸送機(jī)為SZD730/160型，輸送量為700t/h。軌道斜巷輔助運(yùn)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(shù)特點，配備立式緊繩裝置，可減少硐室長度，配備了牽引車，其提升速度、能力與運(yùn)距及安全性均優(yōu)于無極繩，結(jié)構(gòu)則較繩式卡軌車簡單。其牽引力可根據(jù)所配無極繩絞車功率與鋼絲繩直徑調(diào)整，最大運(yùn)距可達(dá)2400m左右。提升坡度可達(dá)14176。, 安裝壓繩輪后能適應(yīng)傾角變化，局部安裝卡軌后則可實現(xiàn)彎道運(yùn)輸，巷道坡度大于14176。時則需去掉道夾板并加掛限速制動車。該礦井設(shè)計井型為240萬噸/年，考慮設(shè)置一對井筒進(jìn)行提升，即主井和副井進(jìn)行提升。主井采用箕斗提升，主要負(fù)責(zé)提煤；副井采用罐籠提升，負(fù)責(zé)提矸、下料、升降設(shè)備和人員等各種輔助提升提升為主井和副井提升，大巷運(yùn)輸水平為600m水平，地面井田標(biāo)高為+50m，提升高度為650m，故應(yīng)采用立井多繩摩擦式提升機(jī)，副井筒也采用多繩摩擦式提升機(jī)進(jìn)行提升。該礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為每年240萬噸，年運(yùn)輸矸石48萬t，井下運(yùn)輸大巷中采用3t底卸式礦車運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸通過1t固定式礦車、平板車和材料車來完成。，礦井工作制度為：一年工作日為330天，每天凈提升時間16小時，每天3班作業(yè)，每班工作8小時。主立井提升容器確定⑴一次合理提升量式中：A —— 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力,t；c —— 提升不均衡系數(shù),～,；—— 提升富裕系數(shù),；t —— 日提升小時數(shù),取16h；n —— 年工作日數(shù),取330d；—— 一次循環(huán)時間,s；其中：H——提升高度，m；箕斗井：其中：——礦井開采水平垂直深度，m；——卸載水平至井口水平距離，m，取20m；——裝載水平至井底車場水平距離，m，取20m；——最大提升經(jīng)濟(jì)速度，其中；——加速度，；U——箕斗在曲軌上減速與爬行所需的附加時間，取u=10s；——休止時間，s，取θ＝16s；表51 箕斗休止時間箕斗規(guī)格（t）5及以下5～9121620休止時間（s）81012