【導(dǎo)讀】設(shè)計中的一些重要數(shù)據(jù)和圖表都是以三礦的地質(zhì)資料、《畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計大綱》的要求進行的。在進行設(shè)計過程中，嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》。勇于創(chuàng)新認真完成了畢業(yè)設(shè)計的全部內(nèi)容。區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)，采區(qū)施工設(shè)計，安全技術(shù)措施等。決了設(shè)計中的各種主要技術(shù)問題。見，進行批評指導(dǎo)。區(qū)內(nèi)呈低緩丘陵地貌，最高為黃牛坡北嶺，海拔+247m，鶴壁礦區(qū)氣候溫和，光熱資源充足，年日照時日數(shù)為左右，℃年平均相對溫濕度60%，平均絕對濕度為。，年最小蒸發(fā)量mm年平均蒸發(fā)量為mm。年主導(dǎo)風(fēng)向為南北向，平均風(fēng)速。對應(yīng)的基本烈度為Ⅷ度。業(yè)務(wù)收入億元，利潤總額億元，凈利潤億元。司所屬礦井保有儲量可采儲量，6對生產(chǎn)礦井，2021年年產(chǎn)量另有三座洗煤廠年入洗能力。目前擁有三、四、六、八、九，十礦六對主力井和坑口電廠。司資產(chǎn)總額和銷售收入均超過50億元。目前礦井的水源為奧陶系灰?guī)r水。其中5個使用，總?cè)　Ｑ由扉L度大于4km。邊界條件下，南部向NNE北部向SSW的壓扭作用下形成的。

　　

【正文】 和厚度較大、圍巖較軟時，煤柱承受的壓力就較大。煤柱強度主要決定于煤層的物理力學(xué)性質(zhì)，并與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務(wù)年限及巷道支護情況有關(guān)。在選擇合理煤柱尺寸時，須綜合分析確定。 煤柱留設(shè)應(yīng)按照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》的 相關(guān)規(guī)定確定。 (1)采區(qū)上 (下 )山間的煤柱寬度 (沿走向 )：對薄及中厚煤層為 20m；對厚煤層為 20～ 25m。工作面停采線至上 (下 )山的煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為 20m；對于厚煤層約為 30~40m。 (2)上下區(qū)段平巷之間的煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為8~15m；對于厚煤層約為 30m。 (3)運輸大巷一側(cè)煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為 20~30m；對于厚煤層約為 25～ 50m。 (4)回風(fēng)大巷一側(cè)煤柱寬度：對于薄及中厚煤層約為 20m；對于厚煤層約為 20～ 30m。 (5)采 區(qū)邊界兩個采區(qū)之間的煤柱寬度為 10m。 (6)斷層一側(cè)煤柱寬度根據(jù)斷層落差及含水等具體情況而定：落差大且含水時留 30～ 50m；落差較大留 10～ 15m；采區(qū)內(nèi)落差小的斷層通常不留煤柱。 應(yīng)當(dāng)指出：大巷布置在較堅硬的巖層中，或大巷距煤層垂距在 20m 以上時，一般不受采動影響，其上方可不留護巷煤柱。 采區(qū)內(nèi)留設(shè)的煤柱可以回收一部分，如區(qū)段隔離煤柱、上（下）山之間及其兩側(cè)煤柱等等，但不可能全部回收出來。 第五章 采煤工藝 第一節(jié) 落煤、裝煤和運煤 一、落煤、 進刀方式、割煤方式 ⑴采煤機類型的選擇 ① 根據(jù)煤的堅硬度選型 滾筒采煤機適用與開采堅硬度系數(shù)小于 4的緩斜煤層，對 f＜ ，可采用中等功率的采煤機，對粘性煤以及 f=— 4的中硬一上的煤層應(yīng)采用大功率的采煤機。 ② 根據(jù)煤層厚度選型 采煤機的最小采高，最大采高，過煤高度、過機高度等都取決于煤層的厚度。 本采區(qū)煤層的平均厚度為 4 米，屬于中厚煤層。開采這類煤層在技術(shù)上比較成熟，根據(jù)煤的堅硬度等因素，可選擇中等功率或大功率的采煤機。如： MG3 MXA300/、 MG300W（ 2*300）、MG200W（ 2*200）等。 ③ 根據(jù)煤層傾角選型 煤層傾角分為四類： 0— 8176。為近水平煤層； 825176。為緩斜煤層； 2545176。為傾斜煤層； 45176。以上為急傾斜煤層。 以溜子支撐導(dǎo)向的爬底板采煤機在傾角較大時還應(yīng)考慮防滑問題，在干燥條件下金屬間的摩檫系數(shù)為 — ，相應(yīng)的摩檫角為 176。，故煤層傾角大于 10 度時還應(yīng)考慮防滑裝置；在工作面潮濕的條件下，摩檫系數(shù)減小，傾角大于 8 度時，就應(yīng)該考慮設(shè)備的防滑。 MG2*300、 MG200QW、 WG150、 AM500等型采煤急具有 雙牽引部，牽引力大，其雙自動包閘裝置，防滑性能強，在傾斜煤層中使用時，可取消輔助絞車。 故選用： R550型采煤機，采高為 ，滾筒直徑為1060mm，牽引速度為 。機身高度為 1000mm ⑵采煤機的工作方式 采煤機為雙滾筒采煤機，騎在工作面刮板輸送機上，首先沿工作面傾斜向上移動，把靠近頂板的煤采落下來并裝入輸送機，采過后裸露的巖石頂板，用液壓支柱和金屬鉸接頂梁支撐，以保護機器和工人的安全，緊跟在機器后用千斤頂把輸送機推移至新的煤壁。推移距離等于采煤機滾筒的截割深度，也稱 為步距，為 米。同時把采空區(qū)后排支柱和鉸接頂梁拆除，讓頂板巖石冒落下來，這叫回柱放頂。沿工作面全長這一工作過程稱為一個工作循環(huán)。每個工作面的工作過程都是根據(jù)事先編制好的工作循環(huán)圖表，按照一定的程序工作的。 本工作面采用 端部斜切進刀割三角煤方式 。 二 裝煤 采用滾筒式采煤機裝煤。 三 運煤及移溜 采煤工作面輸送機的選擇 刮板輸送機適用于煤層傾角不超過 25 度的采煤工作面，但對于兼作采煤機運行軌道與機組配合的刮板輸送機，當(dāng)工作面傾角大于 10 度時，要采用防滑措施，在采煤工作面的下順槽和聯(lián)絡(luò)眼也可以使用刮板輸送 機。 所以選用 SGZ764/264，運輸能力為 700t/h，轉(zhuǎn)載機選用SZZ730/帶式輸送機選用 DSP 1080/4060。 采煤工作面的運輸及移溜方式，采用刮板輸送機運輸，轉(zhuǎn)載機將原煤轉(zhuǎn)載到區(qū)段運輸平巷中的膠帶輸送機上，用推移千斤頂推移輸送機。 第二節(jié) 工作面支護頂板管理及采空區(qū)處理 一 .機采工作面支護 液壓支架 支護 ⑴液壓支架 的選擇 液壓支架 按供液方式不同分為內(nèi)注式和外注式兩種類型。內(nèi)注式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、重量大、維修困難、升柱速度慢。外注式結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、初撐 力可靠、升柱速度快、工作行程大、重量小。其缺點是：需要有一套泵站和管路系統(tǒng)，靈活性差，由于乳化液排出后不在復(fù)用，所以乳化液消耗量大，在底板較軟，遇水膨脹時不便使用。 液壓支架 選用 BC48022/42，金屬制造，工作阻力為 4800KN中心距為 。 ⑵工作面支架移架 方式 我國采用較多的移架方式有三種；單架依次順序方式；分組間隔交錯方式；成組整體依次順序。在工作面我們采用依次順序式。 （ 3）液壓支架的支護方式有及時支護和滯后支護兩種。 二、頂板管理及采空區(qū)處理 采用全部垮落法處理采空區(qū)頂板簡單可靠、費用 少。 1 放頂距及控頂距的確定： 頂板管理受移架方式的影響，一般來說，單架依次順序移架雖然速度慢，但卸壓截面積小，頂板下沉量比后兩種小的多，但同時移架的個數(shù)不宜大于 3，以防頂板惡化。 隨著采煤工作面不斷向前推進，頂板懸露面積越來越大為了工作面的安全和正常生產(chǎn)，就需要及時對采空區(qū)進行處理。由于頂板特征、煤層厚度和保護地表的特殊要求等條件不同，采空區(qū)有多種處理方法，但最常用的是全部垮落法 。 全部垮落法，通常適用于直接頂易于垮落，或具有中等穩(wěn)定性的頂板。其方法是，當(dāng)工作面從開切眼推進一定距離后，主動撤除采煤工作空間 以外的支架，使直接頂自然垮落。以后隨著工作面推進，每隔一定距離就按預(yù)定計劃回柱放頂。這樣，不僅可以及時減少工作面的控頂面積，而且由于頂板垮落后破碎巖石體積膨脹而充填采空區(qū)，從而減輕工作面壓力和防止對工作面產(chǎn)生不良影響。其主要工序是配合工作面推進定期進行回柱放頂工作。 當(dāng)工作面推進一次或二 次之后，工作空間達到允許的最大寬度，即最大控頂距，應(yīng)及時移架 ，使工作空間只保留回采工作所需要的最小寬度，即最小控頂距。如果不放頂， 工作面繼續(xù)向前推進，就會使頂板懸露過寬而頂板壓力過大、占用支架和頂梁過多。 采用全部垮落法處理 采空區(qū)簡單可靠、費用少，所以，凡是條件合適時均應(yīng)盡可能采用這種方法。我國開采薄及中厚煤層和大部分厚煤層時，幾乎都采用全部垮落法。 選擇移架方式不僅要考慮移架速度，還要考慮對頂板管理的影響。一般說來，單架依次順序移架雖然速度慢，但卸截面積小，頂板下沉量比后兩種小得多，適于穩(wěn)定性差的頂板。即使頂板穩(wěn)定性好，采用后兩種移架方式時，同時前移的支架數(shù)N 也不宜大于 3，以防頂板情況惡化。 及時支護方式 采煤機割煤后，支架依次或分組隨機立即前移、支護頂板，輸送機隨移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤機截深。這種支護方式，推移 輸送機后，在支架底座前端與輸送機之間要富裕一個截深的寬度，工作空間大，有利于行人、運料和通風(fēng)；若煤壁容易片幫時，可先于割煤進行移架，支護新暴露出來的頂板。但這種支護方式增大了工作面控頂寬度，不利于控制頂板。為此，有的綜采設(shè)備，其支架和輸送機采用插底式和半插底式配合方式。 插底式支架在前移時，將底座前段插入輸送機機槽下方，推移輸送機后，底座前端與機槽相接，控頂減少了一個截深的寬度，適用于穩(wěn)定性差的頂板。但是，其過風(fēng)斷面小，行人運料不便，同時增加機槽高度，不利于裝煤。為克服插底式裝煤困難的缺點，又研制了半插底式 機槽向煤壁傾斜 滯后支護式 割煤后輸送機首先逐段移向煤壁，支架隨輸送機前移，二者移動步距相同。這種配合方式在底座前端和機槽之間沒有一個截深富裕量，比較能適應(yīng)周期壓力大及直接頂穩(wěn)定性好的頂板，但對直接頂穩(wěn)定性差的頂板適應(yīng)性差。為了克服該缺點，在某些綜采面支架裝有護幫板，前滾筒割過后將護幫板伸平，護住直接頂，隨后推移輸送機，移架。 無論是及時支護或滯后支護式，均由設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸決定，使用中不能隨意改動。 第三節(jié) 綜采工藝 ㈠綜采面平巷相對位置與端頭作業(yè) 綜采面平巷布置有利于設(shè)備運轉(zhuǎn)和維 護，有利于煤流在端頭處轉(zhuǎn)載和采煤機實現(xiàn)無人工切口端部進刀，并便于人員進出和材料運送，為端頭頂板支護創(chuàng)造良好條件。平巷臥底掘進、工作面輸送機機頭與機槽坡度一致，機頭與轉(zhuǎn)載機機尾有合理搭接高度，為輸送機提供了良好運轉(zhuǎn)條件。當(dāng)采煤機牽引至終點位置時，端部無須開人工切口。平巷下幫有足夠?qū)挾裙┤藛T通過。可見綜采面平巷臥底掘進有利于端頭管理。根據(jù)不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸和礦山壓力作用，運輸平巷凈寬為 4～ 5m 時，可滿足端頭管理的要求，回風(fēng)平巷寬度則可適當(dāng)窄些。 滾筒的轉(zhuǎn)向和位置 綜合機械化采煤工藝一般均采用雙滾筒采煤機，不開切 口進刀。當(dāng)我們面向煤壁站在綜采工作面時，通常采煤機的右滾筒應(yīng)為右螺旋，割煤時順時針旋轉(zhuǎn)；左滾筒應(yīng)為左螺旋，割煤時逆時針旋轉(zhuǎn)。采煤機正常工作時，一般其前端的滾筒沿頂板割煤，后端滾筒沿底板割煤。這種布置方式司機操作安全，煤塵少，裝煤效果好。在某些特殊條件下，例如煤層中部含硬夾矸時，可使用采煤機的右滾筒為左螺旋，逆時針旋轉(zhuǎn)；左滾筒則為右螺旋，順時針旋轉(zhuǎn)。運行中，前滾筒割底煤，后滾筒割頂煤，在下部采空的情況下，中部硬夾矸易被后滾筒破落下來。 有一些型號的薄煤層采煤機滾筒與機體在一條軸線上，前滾筒割出底煤以便機體通過 ，因此也采用“前底后頂”式布置。有時，過地質(zhì)構(gòu)造也需要采用“前底后頂”式，后滾筒割頂煤后，立即移支架，以防頂煤或碎矸垮落。 ㈡采面雙滾筒采煤機的割煤方式 （ 1）往返一次割兩刀。這種割煤方式也叫做“穿梭割煤”，多用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較緩的綜采面，工作面為端部進刀。 （ 2）往返一次割一刀，即單向割煤，工作面中間或端部進刀。該方式適用于：頂板穩(wěn)定性差的綜采面；煤層傾角大、不能自上而下移架，或輸送機易下滑、只能自下而上推移的綜采面；采高大而滾筒直徑小、采煤機不能一次采全高的綜采面；采煤機裝煤效果差、需單獨牽引裝煤 行程的綜采面；割煤時產(chǎn)生煤塵多、降塵效果差，移架工不能在采煤機的回風(fēng)平巷一端工作的綜采面。 ㈢工作面 采煤機的進刀方式 1. 直接推入法進刀 其過程與單滾筒采煤機直接推入法進刀相同。因該方式需提前開出工作面端部切口，而且大功率采煤機和重型輸送機機頭（尾）疊加在一起，推移困難，所以很少采用。 2. 工作面端部斜切進刀 該方式又分為割三角煤和留三角煤兩種。割三角煤方法進刀過程如下：①當(dāng)采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤；②調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機彎 曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。然后將輸送機移直；③再調(diào)換兩個滾筒上下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處；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 。 附圖AAAAAAAA12(c)( b )AA(a)A(d)11AA2A1AA22 留 三角煤進刀法與單滾筒采煤機留三角煤進刀法相似 綜采面斜切進刀，要求運輸及回風(fēng)平巷有足夠?qū)挾?，工作面輸送機機頭（尾）盡量伸向平巷內(nèi)，以保證采煤機滾筒能割至平巷的內(nèi)側(cè)幫，并盡量采用側(cè)卸式機頭。若平巷過窄，則需輔以人工開切口方能進刀，這就難以發(fā)揮綜采的生產(chǎn)潛力。 綜采 面中部進 刀 綜采面中部斜切進刀，其特點是輸送機彎曲段在工作面中部，操作過程為：①采煤機割煤至工作面左端；②空牽引至工作面中部，并沿輸送機彎曲段斜切進刀，繼續(xù)割煤至工作面右端；③移直輸送機，采煤機空牽引至工作面中部；④采煤機自工作面中部開始割煤至工作面左端，工作面右半段輸送機移近煤壁，恢復(fù)初始狀態(tài) 。 端部斜切進刀時，工作面端頭作業(yè)時間較長，采煤機要長時間等待推移機頭和移端頭支架，影響有效割煤時間。而采用中部斜切進刀方式可以提高開機率，它適用于：較短的綜采面，采煤機具有較高的空牽引速度；工作面端頭空間狹小，不便于采煤機 在端頭停留并維修保養(yǎng)；采煤機裝煤效果較差的綜采面。但是采用該方式，工作面工程規(guī)格質(zhì)量不易保證 二、綜采面液壓支架的移架方式 （一）移架方式 我國采用較多的移架方式有三種：①單架依次順序式，又稱單架連續(xù)式，支架沿采煤機牽引方向依次前移，移動步距等于截深，支架移成一條直線，該方式操作簡單，容易保證規(guī)格質(zhì)量，能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板，應(yīng)用比較多；②分組間 隔交錯式，該方式移架速度快，適用于頂板較穩(wěn)定的高產(chǎn)綜采面；③成組整體依次順序式，該方式按順序每次移一組，每組二、三架，一般由大流量電液閥成組控制，適用煤層地質(zhì)條件好、采煤機快速牽引割煤的日產(chǎn)萬噸綜采面。我國采用較多的分段式移架屬于依次順序式 （二）移架方式對移架速度的影響 移架速度取決于泵站流量及閥組和管路的乳化液通過能力、支