【導讀】增子坊煤礦位于山西省右玉縣東南部元堡子鎮(zhèn)境內(nèi)。煤礦，1962年開工建設(shè)，1972年投產(chǎn)，設(shè)計能力21萬噸/年。度暫停關(guān)閉，1985年延伸至8號煤層?！?0xx年開采8#煤層，批準生產(chǎn)能力為21萬噸。采用斜井開拓，工業(yè)場地內(nèi)布置主、副斜井，中央并列式通風，箕斗提升，畜力運輸，房柱式采煤方法、爆破落煤采煤工藝。

　　

【正文】 日循環(huán)次數(shù)年平均日循環(huán)率每循環(huán)進尺工作面回采率 =2 90 2 =305 t/a=10 萬 t/a。 礦井設(shè)計年產(chǎn)量為 9 萬 t/a。故采區(qū)生產(chǎn)能力滿足礦井設(shè)計年產(chǎn)量的需求。 采區(qū)回采率 根據(jù)經(jīng)驗取采區(qū)掘進出煤率為 。由于該煤層為中厚煤，故取采區(qū)回采率為 80% 25 第五章 回采工藝 第一節(jié) 采煤方法的選擇 煤層賦存情況及開采技術(shù)條件 1． 1，煤層直接底板為灰黑色粉砂巖、砂巖互層，含菱鐵質(zhì)條帶及結(jié)核；老底為堅硬致密的茅口灰?guī)r，厚度 300m。 1． 2，煤層直接頂板主要為細砂巖與粉砂巖互層，產(chǎn)植物碎片，平均厚 16m； 1． 3，頂?shù)装鍘r石物理力學試驗結(jié)果如下表： 巖石物理力學試驗結(jié)果表 巖石名稱 抗壓強度 Kg/cm2 抗剪強度 Kg/cm2 普氏系數(shù) 石英砂巖 9411398 193201 12 粉砂巖 539576 86 6 采煤方法及工藝 根據(jù)我國目前煤礦開采的技術(shù)條件和本礦煤層的賦存條件以及經(jīng)濟技術(shù)指標，決定 采用單一走向長壁 式采煤法采煤，放炮落煤、 全部垮落法 放頂。 礦井設(shè)計生產(chǎn) 能力為 9萬 噸 /年 ， 1個回采工作面生產(chǎn) 。 由于本礦井的平均煤層厚度為 米，小斷層發(fā)育，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 9 萬噸/年，綜合考慮各方面因素，采用炮采工藝較為合適。 第三節(jié) 工藝設(shè)計 工藝設(shè)計內(nèi)容包括回采工作面落煤、裝煤、運煤及頂板管理方法；設(shè)備選用、工作面支護設(shè)計、放頂方式及勞動組織等。 26 回采工作面落煤、裝煤、運煤方式及設(shè)備臺數(shù)型號 落煤方式： 工作面采用爆破落煤法落煤（炮眼布置及參數(shù)見下圖 5— 1）。 爆破要求 采用對眼布置，炮眼間距 1m，排距 ，要根據(jù)煤壁和頂板情況靈活打眼、裝藥，填足炮泥。做到不轟爛頂板 ，不崩倒棚子，不沖翻刮板機，有 95%的煤被崩松，煤的自裝率高，盡量使煤不拋入采空區(qū)，降低炸藥、雷管消耗率。 圖 51 工作面炮眼布置圖 表 51 爆破參數(shù)表 名稱 數(shù)目 深度 角度 裝藥量 封泥 雷 管 段 別 聯(lián)線 方式 起爆 順序 備 注 水平 垂直 卷 /眼 kg/眼 小計 水袋 炮泥 頂眼 90 1 75 15 1 1 填滿 2 串聯(lián) 2 工作面分三段爆破 底眼 90 1 75 20 1 1 1 合計 180 2 裝煤方式： 以放炮自裝與人工裝煤相結(jié)合。 運煤方式： 工作面、溜子巷用 SGWD22 型刮板運輸機運煤到區(qū)段運輸巷后通過轉(zhuǎn)載機裝至一噸礦車經(jīng)軌道上山運出。 設(shè)備臺數(shù)及型號 表 53 設(shè)備材料配備表 27 工作面支護設(shè)計 工作面支護設(shè)計包括計算支護密度 n、排距 a、柱距 b、支柱和頂梁選型。 ①支護密度 2 煤頂板為黑頁巖混砂質(zhì)頁巖，屬中等穩(wěn)定頂板。根據(jù)各類直接頂所需要的支護密度經(jīng)驗數(shù)據(jù)表分析，為支護可靠，選用 I 類直接頂?shù)纳舷廾芏? 根 /㎡作為工作面的支護密度。 表 54 直接頂支護密度 經(jīng)驗表： 直接頂類別 I 類（不穩(wěn)定） Ⅱ類（中等穩(wěn)定） Ⅲ類（穩(wěn)定） I≤ 4m 4m＜ I≤ 8m 支護密度上限 支護密度下限 ②排距（ a） 為滿足工作面通風、運輸、行人及堆放材料的需要，排距一般為 ~，最大≦ 。結(jié)合選用的頂梁長度及工作面進尺，決定取 a= ③柱距（ b） b= 8 11 ???an m 式中： n=支護密度倒數(shù) ④支柱選型 工作面采用單體液壓支柱配金屬鉸接 頂梁的走向棚子支護方式。故支柱選用單體鋁合金液壓支柱。采區(qū)煤層的采高范圍是 ~，均厚 ，選用 DZ2525/100型液壓支柱合適。 其參數(shù)為： 最大支撐高度： 2500mm 名稱 型號 電動機功率 單位 數(shù)量 備注 液壓支柱 DZ2525/100 根 643 按面長 90 米、最大控頂距所需支護材料計算 鉸接頂梁 HDJA800 根 643 刮板輸送機 SGWD22 22KW 臺 2 工作面一臺 溜子巷一臺 電煤鉆 Mz12 臺 2 根據(jù)實際情況各設(shè)備工具可另行增加 液壓泵站 RB100/100 22KW 套 1 發(fā)爆器 MFB100 臺 1 28 最小支撐高度： 1700mm 額定工作阻力： 250kn 重量： 55kg 直徑： 100mm 為支柱在工作中能安全可靠的工作，支柱應留有 50mm 的備用量，即支柱工作支撐力區(qū)間為 [2450,1750]mm ⑤頂梁選型 為配合工作面進尺需要（一班進 ），選用 HDJA800 型金屬鉸接頂梁合適。 其參數(shù)為： 梁長： 800mm 重量： 22kg 放頂方法 工作面采用走向棚子支護頂板，全部跨落法處理采空區(qū)，五三控頂（見五回二）。 鉸接走向梁棚最大控頂距為 5 +=，最小控頂距為 3 += 工作面特種支架布置及超前支護的方式和布置 工作面特種支架布置 工作面特種支架是指在放頂前用來切斷頂板和加強支護的支架。常用的工作面特種支架有：密集柱、叢柱、木垛、抬棚、戧棚?，F(xiàn)就常用幾種特種支架的作用、布置方式、適用條件、布置要求進行說明： ⑴密集柱 作用：切頂、擋矸 布置形式：單排密集、雙排密集、當班支密 集、予支密集 適用條件： ①工作面基本柱間距≥ 時應設(shè)架設(shè)密集柱 ②單排多用于穩(wěn)定、中等穩(wěn)定及以下的頂板 ③雙排多用于堅硬難冒的頂板 ④當班支密集多用于煤層傾角＜ 30176。的條件 ⑤予支密集多用于煤層傾角＞ 30176。的條件 要求： ①密集柱與基本柱同類型同型號 ②每隔 3~5m 留 1個寬度不小于 500mm 的安全出口，方便行人運料 ③密集柱與基本柱上下成直線布置，初撐力要達到《規(guī)程》要求 ④當班支密集超前放頂點 15m 支設(shè) ⑤予支密集應超前放頂作業(yè) 8 小時以上預支 ⑵木垛： 作用：增大采場支護面積 布置形式：矩形、方 形 29 適用條件： ①采場支護應為木支護或金屬鉸接梁支護 ②煤層傾角＜ 25 ③應采用走向長壁垮落采煤法 要求： ①所用坑木長度要盡量一致 ②木垛應緊靠基本柱架設(shè)，且層面應與煤層傾斜面一致，不得架在松矸或浮煤上 ③木垛所在位置的基本支架必須整齊完好。 ④木垛的寬高比應在 以上； ⑤木垛的四角要成 90176。，各層坑木的探頭長度應不小于 ⑶ 叢柱： 作用：增加切頂線處的支撐強度，以利切斷頂板 布置形式： 三角形 ∵ 方 形 ∷ 長方形 ?? 適用條 件： ①煤層傾角 25176。以下 ②頂板堅硬難冒，懸頂面積大 ③煤厚在 以上 ④采用走向棚支護的工作面 要求： ①支柱間距一般應小于 100mm ②必須沿切頂線架設(shè)，靠采空區(qū)一側(cè)的叢柱與基本柱上下成直線布置 ③所用支柱的性能要好，用木柱時，其直徑應大于基本柱 ⑷ 戧棚 作用： 防止密集柱被采空區(qū)垮落矸石推倒 防止小傾角斷層面的片垮 布置形式： 一梁二柱，一梁三柱，木梁木柱，木梁金屬柱 適用條件： ①煤層厚度 以上 ②斷層傾角小于 60176。 ③多用于直接頂初次來壓，老頂初次來壓及周期來壓期間 要求： ①靠切頂 線上的密集柱或靠斷層斜面架設(shè) ②棚梁應位于密集柱高的 2/3 處，棚腿斜角一般為 50176。以下 ③棚腿一般要緊靠基本柱腿支設(shè) ④創(chuàng)棚要超前放頂點 10m 架設(shè) ⑸抬棚 30 作用： 增加基本支架的穩(wěn)定性； 增大采場支護強度 布置形式： 一梁二柱，一梁三柱，木梁木柱，木梁金屬柱 適用條件： ①采用傾斜棚支護的工作面； ②整個工作面來壓或局部支柱失效，棚梁變形處。 要求： ①要垂直基本支架棚梁設(shè)置； ②抬棚柱的上方不得空頂； ③要緊靠基本支架的失效支柱或棚梁壓彎變形處架設(shè) 超前支護的方式和布置 超前工作面煤壁 20m 范圍內(nèi)的運 輸（回風）巷架設(shè)超前支護，架設(shè)單列鉸接頂梁和單體液壓支柱 配合金屬頂梁組合成十字型支護。 超前支護巷道內(nèi)支架要完整無損，其高度不得低于 。 第三節(jié) 工作面勞動組織及技術(shù)經(jīng)濟指標 工作面勞動組織 ①工作面作業(yè)及循環(huán)方式 作業(yè)方式采用“三八制”即一天三個班，每班工作八小時。一個圓班由 2個生產(chǎn)班和1個放頂班組成；每兩小班完成一個循環(huán)，每循環(huán)進尺為 。 ②工藝過程： 打眼→爆破→掛梁→出煤→移溜→支柱→回柱放頂。 ③勞動組織： 1121 工作面每班有 1名班長負責組織生產(chǎn)，配有質(zhì)量驗收員、采煤工、司機、放 炮員等相關(guān)工種的操作人員若干，根據(jù)炮采工作面勞動定額制作 勞動組織表。按 80%的出勤率計算，全隊共需 60 人。 表 55 勞動組織表 工種 1隊 2 隊 3隊 合計 31 采煤、支架工 8 8 0 16 檢修、放頂工 0 0 12 12 拖料工 0 0 4 4 溜子司機 1 1 0 2 注水、防塵 1 1 0 2 打眼工 （兼放炮） 4 4 0 8 泵站司機 1 1 0 2 上下出口維修工 0 0 1 1 質(zhì)量驗收員 1 1 1 3 合計 16 16 18 50 ④ 工作面正規(guī)循 環(huán)作業(yè)圖 表 56 1121 工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表 班次時間工作面長0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 241 班 2 班 3 班09060打眼 裝藥、放炮 裝煤 移溜支柱進班檢查灑水檢修放頂30運料 32 技術(shù)經(jīng)濟指標 表 57 技術(shù)經(jīng)濟指標表 序號 項目 單位 數(shù)量 １ 工作面走向長度 m 350 ２ 工作面斜長 m 90 ３ 采 高 m 2 ４ 煤 容 重 KN／ m３ ５ 可采儲量 萬 t 98 ６ 平均日產(chǎn)量 T 383 ７ 正規(guī)循環(huán)率 % 80 ８ 月循環(huán)個數(shù) 個 23 ９ 月 產(chǎn) 量 t／月 8426 １０ 月推進度 m 44 １１ 坑木消耗 m３ ／萬 t 1 １２ 單 體消耗 根／萬 t 1 １３ 頂梁消耗 根／萬 t 2 １４ 炸藥消耗 Ｋ g／萬 t 1762 1 5 回采工效 t/工 6 第四節(jié) 保證工作面產(chǎn)量的安全措施 初次來壓和周期來壓的措施 初次來壓的措施： 對于二類以上的直接頂，因垮落步距大，對工作面的安全威協(xié)也大，故應從實際需要出發(fā)，采取以下各項有針對性的安全措施： ①采場內(nèi)加強支護措施 “三加”：加大支柱初撐力 加大支柱密度 加支抬棚（傾斜棚時）或加支貼幫柱（鉸接梁支護時）。 “一穿”：軟底工作面，支柱要穿鞋。 ②切頂線加強支護措施 ⒈強化單排 密集； ⒉加支雙排密集（傾斜棚）或叢柱（走向棚）； ⒊加支木垛（傾斜棚及鉸接梁棚）； ⒋加支戧棚。 ③若上述措施仍不能確保工作面頂板安全時，可采取人工強迫放頂措施，在切頂線以里布置 12排眼深＞ ，間距＜ 的炮眼，每孔裝藥量≧孔深的 2/3，采用毫秒管起爆?；蛄粼O(shè) 1020m 的隔離煤柱，重新掘切眼采煤，將生產(chǎn)區(qū)與安全威協(xié)區(qū)隔開。 33 ④當采空區(qū)懸頂沿走向長度達 510m 時，可在采空區(qū)內(nèi)沿傾斜設(shè)置 3 排（即距采面上下出口各 20m 及采面中部等 3 處位置）信號柱（可用直徑小于 80mm 的坑木或圓竹），之后隨采面推 進，沿走向每隔 510m 設(shè)置一次，以便觀察頂板來壓動態(tài)。 ⑤工作面上下安全出口及上下平巷 20m 范圍內(nèi)，必須保持支架完好，暢通無阻，嚴禁堆放材料、設(shè)備和煤矸。 ⑥要堅持全工作面撤人放炮措施，非突出煤層工作面，人員需至少撤到距采煤面進口50m 以外的新鮮風流中，突出煤層工作面，人員需至少撤到距采煤面進口 200m 以外的新鮮風流中。 ⑦工作面要有一定數(shù)量的備用材料，其中坑木 1m179。，金屬柱 5%，鉸接梁 10%，兀梁 2%。 ⑧要成立初次放頂領(lǐng)導小組，由生產(chǎn)或安全副礦長任組長，并安排區(qū)隊長和采礦技干跟班指揮，發(fā)現(xiàn)問題，及時研 究處理。 周期來壓的措施： ①準確的判斷周期來壓的預兆，建立頂板動態(tài)監(jiān)測機制，及時采取加強支護措施。 ②保證支護材料的規(guī)格質(zhì)量，保證一定的支架密度及支架穩(wěn)定性，