【正文】 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?；夭晒に嚨倪x擇根據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?？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，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，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。根據不同類（級）的頂底板所適應的架型，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，其參數表如下：表41 液壓支架參數型 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，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，K2＝，；計算結果如下：Q＝＝根據以上計算數據結果采煤機選擇MG360W型，其參數表如下：表42 采煤機參數型 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，以滿足工作面安全高效的要求。其參數表如下：表43刮板輸送機參數型 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，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、能力與運距及安全性均優(yōu)于無極繩，結構則較繩式卡軌車簡單。其牽引力可根據所配無極繩絞車功率與鋼絲繩直徑調整，最大運距可達2400m左右。提升坡度可達14176。, 安裝壓繩輪后能適應傾角變化，局部安裝卡軌后則可實現(xiàn)彎道運輸，巷道坡度大于14176。時則需去掉道夾板并加掛限速制動車。該礦井設計井型為240萬噸/年，考慮設置一對井筒進行提升，即主井和副井進行提升。主井采用箕斗提升，主要負責提煤；副井采用罐籠提升，負責提矸、下料、升降設備和人員等各種輔助提升提升為主井和副井提升，大巷運輸水平為600m水平，地面井田標高為+50m，提升高度為650m，故應采用立井多繩摩擦式提升機，副井筒也采用多繩摩擦式提升機進行提升。該礦井設計生產能力為每年240萬噸，年運輸矸石48萬t，井下運輸大巷中采用3t底卸式礦車運煤，輔助運輸通過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 —— 礦井設計生產能力,t；c —— 提升不均衡系數,～,；—— 提升富裕系數,；t —— 日提升小時數,取16h；n —— 年工作日數,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；——最大提升經濟速度，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