【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)為XX集團(tuán)XX礦業(yè)公司XX井的＋900水平北翼一采區(qū)設(shè)計(jì)。厚煤層，煤層平均厚度為。本采區(qū)內(nèi)地質(zhì)儲(chǔ)量萬噸，可采儲(chǔ)量為萬噸，煤的工業(yè)牌號(hào)為氣煤及長(zhǎng)焰煤。為綜合機(jī)械化放頂煤采煤，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。XX縣煤礦后組建而成，為省屬國(guó)有企業(yè)。XX礦業(yè)有限公司XX井現(xiàn)隸屬XXXXXXX集團(tuán)有限公司下屬二級(jí)單位。計(jì)生產(chǎn)能力6萬噸/年，核定生產(chǎn)能力6萬噸/年。該井采用斜井多水平分區(qū)開拓方式。礦井自20xx年底開始進(jìn)行技術(shù)改。正在南翼采區(qū)生產(chǎn)。采區(qū)煤柱包括采區(qū)范圍內(nèi)的巷道煤柱以及采區(qū)邊界煤柱、斷層煤柱等。地和林地，小部分為村莊。變質(zhì)礫巖及板巖組成。含煤地層為中生界侏羅系中上統(tǒng)土城子組，由巖性及巖相組合分為上、中、下三段。勢(shì)，厚78～256m，平均182m。依據(jù)含煤情況，巖性組合特征在井田內(nèi)分東北、西南兩。東北小區(qū)含煤地層主要由灰白、灰、灰。粘土、砂礫等，厚度變化受地形控制，東薄西厚，厚度～42m，平均為18m。無褶曲分布、火成巖侵入、巖溶塌陷現(xiàn)象等。

　　

【正文】 ＝ ｑ 20＝（ 20） KN＝ 1470 KN 選用工作阻力為 294KN 的單體液壓支柱應(yīng)支數(shù)量為 Ｎ ＝ Ｑ 采 ／ Ｆ 支 ＝ 1470／ 294KN＝ 5根 按規(guī)程要求應(yīng)支數(shù)量為 40 根，選用 DW－ 25 或 DW－ 28 型單體液壓支柱，工作阻力為 294KN，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論數(shù)量。 乳化液泵站 一、 泵站型號(hào)、數(shù)量 選擇乳化液泵時(shí)應(yīng)滿足下列兩個(gè)要求： 乳化液泵的壓力。乳化液泵的壓力決定于選定的液壓支架立柱的初撐力，即： ｐ ｂ ＝ 4Ｐ ｚ 10－ 3╱π Ｄ 12（ MPa） 式中 ｐ ｂ — 乳化液泵的壓力， MPa； Ｐ ｚ — 立柱的初撐力，取 631KN； Ｄ 1— 立柱缸體內(nèi)徑，取 。 所以 ｐ ｂ ＝ 4 631 10－ 3╱ （ MPa） ＝ （ MPa） 乳化液泵的流量 支架的移架速度要與采煤機(jī)的牽引速度相匹配，則乳化液泵的流量應(yīng)滿足移架速度的要求，因此流量為： Ｑ ＝（ Ｆ huＬ ji＋ Ｆ yiＬ yi＋ Ｆ huoＬ sh） ｖ／ｓ 103（Ｌ／ min） 式中 Ｆ hu— 立柱活柱腔的環(huán)形面積，其計(jì)算公式為： Ｆ hu＝π／ 4（ Ｄ 12－ Ｄ 22）（ｍ 2） 某礦井采區(qū)設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 Ｄ 1— 立柱缸內(nèi)徑，ｍ； Ｄ 2— 立柱活柱外徑，ｍ； Ｌ ji— 降架距離，ｍ； Ｆ yi— 移架千 斤頂移架時(shí)的作用面積。 對(duì)浮動(dòng)活塞千斤頂： Ｆ yif＝π／ 4（ Ｄ 32－ Ｄ 42）（ｍ 2） 對(duì)框架式千斤頂： Ｆ yik＝π／ 4 Ｄ 32（ｍ 2） Ｄ 3— 千斤頂缸內(nèi)徑，ｍ； Ｄ 4— 活塞桿外徑，ｍ； Ｌ yi— 移架距離，ｍ； Ｆ huo— 立柱活塞腔面積： Ｆ huo＝π／ 4 Ｄ 12（ｍ 2） Ｌ sh— 升架距離，ｍ； ｖ — 采煤機(jī)工作牽引速度，ｍ／ min； ｓ — 支架中心距，ｍ。 所以 Ｑ ＝π／ 4〔（ — ） ＋（ － ） ＋ 〕 4 103 ＝ ／ min 結(jié)論。通過理論計(jì)算，對(duì)照采煤工作面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確定 本采區(qū)各 工作面泵站壓力最小值為 30MPa，額定值為 。配乳化液泵型號(hào)為 MRB— 125/ 兩臺(tái)，一臺(tái)保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用并達(dá)到完好要求。 乳化液泵技術(shù)參數(shù)，見表 9。 表 9 乳化液泵技術(shù)參數(shù)表 乳化液泵型號(hào) 公稱流量 公稱壓力 曲軸轉(zhuǎn)速 柱塞直徑 柱塞行程 MRB—125/ 125Ｌ／ min 561ｒ／ min Φ 40ｍｍ 66ｍｍ 某礦井采區(qū)設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 柱塞數(shù)目 電機(jī)轉(zhuǎn)速 電機(jī)功率 重 量 液箱容積 外形尺寸 3 1480ｒ／min 75KW 1600kg 1000Ｌ 2166 838 980ｍｍ 二、 泵站使用規(guī)定 １ 、 乳化液泵站，每月清洗一次乳化液箱，定期清洗過濾網(wǎng)，泵站每日檢查油位、油質(zhì) ,緊固各部螺絲，乳化液配比 3％ — 5％，壓力不低于標(biāo)準(zhǔn) (30MPa)，使用乳化液自動(dòng)配比器，有現(xiàn)場(chǎng)檢查手段，司機(jī)持證上崗。 開泵前 ,首先檢查各部件有無損傷，各連接螺絲是否緊固，檢查乳化液箱的液量大于箱體二分之一 ,用濃度計(jì)檢查乳化液濃度在 3％－ 5％之間。每次加水和加油后，都必須檢查一次乳化液濃度。 開泵時(shí)，時(shí)刻注意泵的聲音 ,正常清晰 ,壓力大于或等于 30MPa，發(fā)現(xiàn)異常，立即停泵處理。 再開泵時(shí)必須得到呼叫停泵人的命令后方可開泵，開泵前，必須向工作面發(fā)出開泵信號(hào)再等 5ｓ后啟動(dòng)。 泵站及液壓系統(tǒng)完好，不漏液。檢修泵時(shí)必須把開關(guān)停電閉鎖。 泵的卸載整定值不超過 ，供液壓力不低于 30MPa，嚴(yán)禁隨意調(diào)整安全閥的整定值。 在泵箱附近掛管理牌，明確配比方法、用液比例、責(zé)任者等，有維修保養(yǎng)制度，并有專人維護(hù)，保證設(shè)備性能良好。 各種膠管液壓元件保持清潔，嚴(yán)禁泵箱隨意敞開，嚴(yán)禁不經(jīng)過過 濾網(wǎng)直接向泵箱加入乳化液。 更換液壓管或液壓管密封，要停油泵或關(guān)閉斷路閥。 工作面頂板管理 一、 工作面支護(hù) 根據(jù) 采區(qū) 地質(zhì)條件 各工作面 采用全部垮落法管理頂板。工作面布置 84 架 ZF3200—15/24B型液壓支架支護(hù)頂板，支架中心距 。最大控頂距 ，最小控頂距 ｍ，移架步距 。 某礦井采區(qū)設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 二、 端頭支護(hù) 下 端頭支護(hù) （ 1）采用長(zhǎng)度為 ，架設(shè)四對(duì)八根長(zhǎng)鋼梁錯(cuò)梁齊柱支護(hù) ， 上下兩對(duì)長(zhǎng)鋼梁對(duì)齊機(jī)頭的上下邊，中間兩對(duì)均勻布置。后排長(zhǎng)鋼梁的末端為一排 支柱，最多不超過兩排支柱，并且排距不超過 。每根長(zhǎng)鋼梁下打設(shè)不少于三根單體液壓支柱，移溜時(shí)不少于兩根，前后梁的柱子成排支設(shè)且保持間距一致。 （ 2）順槽超前支護(hù)的上排支柱及鉸接頂梁的回收位置不得超過工作面煤壁，下排支柱及鉸接頂梁要滯后工作面端頭支護(hù)，但不得超過 。在工作面回采的過程中如出現(xiàn)機(jī)頭下竄并超過順槽下排超前支護(hù)時(shí)，可把超前支護(hù)的下排支柱及梁提前回收，但不得超過工作面煤壁，同時(shí)在長(zhǎng)鋼梁和煤壁之間的頂板加設(shè)一排單體支柱配合金屬鉸接頂梁進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。在工作面回采的過程中如出現(xiàn)機(jī)頭上竄并超過順槽上 排超前支護(hù)時(shí)，順槽超前支護(hù)上排支柱及鉸接頂梁回收位置要滯后端頭支護(hù)，但不得超過 。 上端頭支護(hù) （ 1）正?；夭汕闆r巷中要放置一架支架做為端頭支架進(jìn)行支護(hù)，并把順槽上排超前支護(hù)支柱及鉸接梁滯后煤壁四排，以上支護(hù)方式為工作面上端頭的端頭支護(hù)。如端頭支護(hù)高度超過 屬鉸接頂梁配合單體液壓支柱進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。 （ 2）如支架、溜子整體上竄，支架在巷中支護(hù)跨度超過 ，可用巷中的支架作為端頭的支護(hù)方式，保持支架梁端與超前支護(hù)的鉸接頂梁距離不 超過 。 （ 3）如工作面出現(xiàn)支架及溜子整體下竄 ， 支架超過超前支護(hù)的下排鉸接頂梁時(shí)，上端頭使用單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁支護(hù)，一梁一柱，以順槽雙排超前支護(hù)滯后工作面煤壁部分為工作面上端頭的支護(hù)方式，排距 ，柱距 。如端頭支護(hù)高度超過 單體液壓支柱進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。端頭支護(hù)滯后工作面煤壁四排（見五回一）。 三、 支護(hù)質(zhì)量要求 液壓支架初撐力不低于 24MPa。 支架與頂板接觸嚴(yán)密，不許空頂；掛線移架，同時(shí)要上下 成一直線，偏差不超過177。 50ｍｍ，中心距偏差不超過177。 100ｍｍ。 液壓支架不得歪斜，與刮板輸送機(jī)垂直，誤差小于177。 5；支架頂梁與頂板接觸嚴(yán)某礦井采區(qū)設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 密，平行支設(shè)。 支架不擠不咬，錯(cuò)差不超過側(cè)護(hù)板高的 2/3，架間空隙小于 200ｍｍ。 支架液壓系統(tǒng)保證不漏液、不竄液、不自動(dòng)卸載；推移、護(hù)幫、側(cè)護(hù)等部件完好，能正常使用。 端面距≤ 340ｍｍ，前梁前端至煤壁頂板冒落高度≤ 300ｍｍ。 支架編號(hào)管理，實(shí)行分段包機(jī)責(zé)任制管理。 支架內(nèi)無浮煤、浮矸堆積，活柱、缸臺(tái)和閥體無煤塵堆積。 所有支架的前后立柱必 須安設(shè)靈敏可靠的壓力表，失效或損壞的壓力表必須及時(shí)更換，能正確顯示液壓支架的支撐力。 端頭支護(hù)靠老空區(qū)的梁端必須打戧柱或戧棚，后部要用挑桿劃嚴(yán)。 1 支柱打在實(shí)底上，初撐力不低于 90KN，頂板破碎時(shí)梁頂棚嚴(yán)挑桿。 移架方式 采煤機(jī)割煤后，采用分組間隔移架，工作面清煤工將輸送機(jī)與支架間的浮煤清入輸送機(jī)內(nèi)，為移架做好準(zhǔn)備，然后分組移架，本架操作，先降后移，帶壓移架，支護(hù)頂板。工作面周期來壓或冒頂時(shí)單架依次順序移架，追機(jī)作業(yè)，移架趕不上割煤時(shí)，停止割煤。 超前支護(hù)方式和距離 一、超前支護(hù) 超前工作面支護(hù)，沿煤壁向外巷道方向 20ｍ范圍內(nèi)布置兩趟單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁支護(hù)，排距 、柱距 。 二、 運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷的加強(qiáng)支護(hù) 工作面上、下巷均采用錨梁網(wǎng)支護(hù)，在斷層和頂板破碎壓力大地段，加補(bǔ)點(diǎn)錨或配錨索梁進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。 三、 支、回柱質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 支柱縱橫成線，偏差小于177。 100ｍｍ。 支柱支到實(shí)底并做到迎山有力，單體支柱端頭初撐力不小于 90kN，順槽初撐力不小于 50kN。支柱密封件良好，無漏液，靈敏可靠，柱體完整，無彎曲，不得出現(xiàn)空截支柱。 某礦井采區(qū)設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 所有單體支柱三用閥方向一致，閥端 指向巷幫。 所有單體柱設(shè)置防倒裝置。 不得使用失效的單體支柱、金屬鉸接頂梁。 兩巷巷道高度不低于 ，行人寬度不得小于 。 柱距 ，排距 ，每根梁上背 4— 6 根板梁。 所有支柱打在實(shí)底上且拴牢柱頭，四爪要有勁，底板松軟時(shí)，支柱要穿鞋，鉆底＜ 100ｍｍ。 圖 3 工作面、運(yùn)輸巷、風(fēng)巷及端頭支護(hù)示意圖 1MXG350型采煤機(jī)。 2ZF320015/24B液壓支架。 3SGZ630/220刮板輸送機(jī)。 4SGB630/150型刮板輸送機(jī)；5HDHA4000花邊鋼梁。 6HDHJ1000金屬鉸接頂梁；7頂錨索；8頂錨桿；9幫錨桿；10－單體支柱工作面上巷工作面下巷單位：m m841 礦壓觀測(cè) 一、觀測(cè)內(nèi)容 觀測(cè)目的 通過此項(xiàng)觀測(cè)，主要了解采煤工作面頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律及頂板對(duì) 支架產(chǎn)生的壓力特征，由此可確定頂板初次來壓和周期來壓強(qiáng)度，掌握工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。 觀測(cè)內(nèi)容 本采區(qū)各 工作面的礦壓觀測(cè)研究?jī)?nèi)容主要有：支架阻力觀測(cè)、支架活柱縮量觀測(cè)、巷道圍巖變形觀測(cè)、巷道圍巖表面位移觀測(cè)、順槽超前支護(hù)范圍內(nèi)單體液壓支柱阻力觀測(cè)以及支護(hù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。 二、觀測(cè)方法 工作面的礦壓觀測(cè) 對(duì)機(jī)頭、中間，機(jī)尾各觀測(cè) 6架以上，由當(dāng)班驗(yàn)收員在移架前、移架后進(jìn)行支架前后立柱壓力表的觀測(cè)。 順槽的礦壓觀測(cè) 利用原巷道的頂板離層指示儀觀測(cè)站觀測(cè)頂板的下沉量。兩幫移近量在上下順槽超前工作面 20ｍ 范 圍內(nèi) , 間隔 5ｍ 設(shè)置觀測(cè)站觀測(cè)，監(jiān)測(cè)順槽兩幫的相對(duì)移近量，用來推斷頂板的運(yùn)動(dòng)過程和狀態(tài)。 某礦井采區(qū)設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 三、 數(shù)據(jù)分析 根據(jù)觀測(cè)結(jié)果對(duì)工作面頂板活動(dòng)規(guī)律、來壓特征，工作面支架受力特點(diǎn)，支架對(duì)頂板的適應(yīng)性和控制效果，超前支承壓力影響范圍和分布特點(diǎn)，頂板、煤層穩(wěn)定性，工作面支護(hù)質(zhì)量等進(jìn)行分析。 循環(huán)作業(yè)和勞動(dòng)組織 作業(yè)方式 采用“三八”制作業(yè)，兩采一準(zhǔn)，早班檢修，中、夜班生產(chǎn)。 圖 4 工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表 面長(zhǎng)(m)班時(shí)圖 例移輸送機(jī) 采煤機(jī)割煤 移支架 放頂煤 設(shè)備檢修早 班 中 班 夜 班8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 71256050403020100交接班807090空刀上行100110 勞動(dòng)組織 勞動(dòng)組 織，見表 10。 表 10 勞 動(dòng) 組 織 表 序號(hào) 工 種 班 次 其他 合計(jì) 采煤 1 班 檢修班 采煤 2班 1 班 長(zhǎng) 2 4 2 8 2 驗(yàn) 收 員 1 1 2 3 機(jī)組司機(jī) 3 3 6 4 溜子司機(jī) 3 3 6 5 皮帶機(jī)司機(jī) 2 2 4 6 支 架 工 5 5 10 7 清 煤 工 5 5 10 8 跟班機(jī)電工 2 2 4 9 電 修 工 4 4 某礦井采區(qū)設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 10 機(jī) 修 工 8 8 11 放 炮 工 1 1 1 3 12 運(yùn) 料 工 4 4 13 泵 站 工 1 1 1 3 14 機(jī) 頭 工 3 3 6 15 機(jī) 尾 工 2 2 4 16 兩巷備修 8 8 17 材 料 員 1 1 18 井 上 2 2 19 區(qū) 管 6 6 合計(jì) 30 31 30 8 99 工作面產(chǎn)量和成本計(jì)算 一、工作面循環(huán)產(chǎn)量 Ｗ＝ＬＳｈγｃ 式中 Ｌ — 工作面長(zhǎng)度，ｍ； Ｓ — 采煤機(jī)截深，ｍ； ｈ — 煤層平均厚度，ｍ； γ — 煤的容重， ｔ／ｍ 3； ｃ — 工作面煤炭采出率。 Ｗ ＝ 125 93％ ＝ 二、日循環(huán)數(shù) 某礦井采區(qū)設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 根據(jù)正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表，確定循環(huán)數(shù)為 4個(gè)。 三、日產(chǎn)量 4＝ 四、月產(chǎn)量 27＝ 五、工作面噸煤成本