【正文】 小峪煤礦東 IV 盤區(qū) 4801 放頂煤工作面開采設(shè)計(jì)說明書 42 圖 233 4801 工作面 設(shè)。為了防止端頭區(qū)的冒落矸石涌入開采空間，保證工作面采放作業(yè)的正常進(jìn)行，在工作面下端頭的過渡支架和上端頭最后一架基本支架尾部靠煤柱側(cè)設(shè)置一組密集支柱。 小峪煤礦東 IV 盤區(qū) 4801 放頂煤工作面開采設(shè)計(jì)說明書 41 工作面下端第 1架過渡支架到輸送機(jī)機(jī)頭鏈輪中心線的距離為 750mm，支架頂梁前端到工作面煤壁的梁端距為 350mm，以此為基準(zhǔn)，自下而上依次安裝工作面下端頭的 3組過渡支架， 76組基本架，上端頭 3組過 渡支架。前部輸送機(jī)中部槽中心線到工作面煤壁的最小距離 923mm；前部輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾架中心線到工作面煤壁的最小距離為 975mm。 安裝設(shè)備時(shí)，以工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭鏈輪中心線距運(yùn)輸巷下幫 1615mm為基準(zhǔn)，按照機(jī)頭架、機(jī)頭過渡槽、中部槽、機(jī)尾架的順序依次布置工作面的前后部輸送機(jī)，前后部輸送機(jī)的機(jī)尾和中部槽之間各增加 1節(jié)過渡槽。因此，采煤機(jī)在機(jī)尾處運(yùn)行時(shí)與刮板輸送機(jī)互不干涉。 按照本設(shè)計(jì)的布置方式，采煤機(jī)滾筒可以清理機(jī)尾前方的浮煤，實(shí)現(xiàn)機(jī)械快速清理回風(fēng)巷端頭處的浮煤，為工作面快速推進(jìn)創(chuàng)造有利的條件。前后部輸送機(jī)的機(jī)尾鏈輪中心線距回風(fēng) 巷下幫 2282mm。 由于工作面長度較大，工作面的前、后部刮板輸送機(jī)均采用雙電機(jī)驅(qū)動，機(jī)尾處的電機(jī)、減速器和相應(yīng)的傳動裝置與機(jī)頭處相同。 小峪煤礦東 IV 盤區(qū) 4801 放頂煤工作面開采設(shè)計(jì)說明書 39 圖 232 過渡支架處工作面“三機(jī)”配套關(guān)系（上、下端頭）小峪煤礦東 IV 盤區(qū) 4801 放頂煤工作面開采設(shè)計(jì)說明書 40 四、 上端 頭處設(shè)備配套 小峪煤礦 4801綜放工作面回風(fēng)巷斷面尺寸的確定，主要考慮設(shè)備列車的布置、工作面采高、采煤機(jī)在上端頭割透煤壁的工藝要求、風(fēng)量要求和適應(yīng)圍巖變形的合理斷面富裕量。前部輸送機(jī)的卸載高度 870mm。為了保證采煤機(jī)滾筒割透運(yùn)輸巷靠工作面?zhèn)鹊拿簬筒⑹共擅簷C(jī)在此位小峪煤礦東 IV 盤區(qū) 4801 放頂煤工作面開采設(shè)計(jì)說明書 38 置仍有一定的臥底 量，采煤機(jī)在機(jī)頭側(cè)割煤的停止位置為前滾筒中心過運(yùn)輸巷上幫 22mm，相應(yīng)的臥底量為 138mm。在工作面采煤機(jī)采用單向割煤方式時(shí)，前部輸送機(jī)機(jī)頭推移到位后，前部輸送機(jī)機(jī)頭架到順槽轉(zhuǎn)載機(jī)靠煤壁側(cè)擋煤板的水平距離為 200mm，即在前部輸送機(jī)推溜之前，輸送機(jī)機(jī)頭與順槽轉(zhuǎn)載機(jī)靠煤壁側(cè)的擋煤板之間保持一個(gè) 1000mm的推溜空間，以保證采煤機(jī)截深 800mm、單向割煤時(shí)推前溜工序與拉順槽轉(zhuǎn)載機(jī)工序互不干擾。工作面前后部刮板輸送機(jī)的鏈輪中心線在同一個(gè)垂直平面內(nèi)，位于運(yùn)輸巷中心線下側(cè) 585mm處，距順槽轉(zhuǎn)載機(jī)溜槽中心 500mm，順槽轉(zhuǎn)載機(jī)外幫距順槽下幫 630mm。前后部輸送機(jī)上的煤炭，在刮板的驅(qū)動下，通過機(jī)頭的鏈輪之后作拋體運(yùn)動，直接拋射到順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的溜槽內(nèi)，煤流比較暢通。隨著工作面推進(jìn)，多出的管線臨時(shí)存放在設(shè)備列車后部的電纜車內(nèi)。 運(yùn)輸巷為機(jī)軌合一巷，其中膠帶輸送機(jī)布置在運(yùn)輸巷下幫側(cè)，設(shè)備列車布置在運(yùn)輸巷上幫側(cè)，距工作面煤壁 45～ 50m。巷道寬度主要由順槽轉(zhuǎn)載機(jī)溜槽中心線的位 置與機(jī)頭的橫向尺寸、人行道側(cè)與非人行道側(cè)寬度確定，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)端頭直接割煤，并留有適當(dāng)?shù)母辉Ａ?，巷道寬度定?4200mm。架后過煤空間縮小，過煤困難，這樣對工作面正常生產(chǎn)和管理不利。如兗州興隆莊，采高 ，巷高 ；彬縣下溝煤礦綜放工作面采高 ，巷高 ；汝箕溝礦綜放面采高，巷高 。 三、 下端頭處設(shè)備配套 ⑴ 運(yùn)輸巷斷面設(shè)計(jì) 根據(jù)當(dāng)前高產(chǎn)高效綜放工作面成功經(jīng)驗(yàn)及錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，工作面的回采巷道采用新型組合錨桿支護(hù)技術(shù)進(jìn)行支護(hù)，工作面的運(yùn)輸巷道采用矩形斷小峪煤礦東 IV 盤區(qū) 4801 放頂煤工作面開采設(shè)計(jì)說明書 37 面，巷道高度由工作面機(jī)采高度、巷道掘進(jìn)條件及巷道變形量決定。為滿足這一擋矸要求，后部輸送機(jī)過渡槽上的擋煤板不應(yīng)突然加高，而應(yīng)逐漸加高。 在 2800mm工作高度下，為防止過渡支架與基本架處側(cè)向漏矸， 3號過渡支架的尾梁相對于 1號過渡支架的尾梁下擺 10176。；梁端距變?yōu)?350mm；過渡支架拉移到位后，支架底座前過橋與前部輸送機(jī)傳動裝置間的最小自由空間是 201mm，前立柱與前部輸送機(jī)機(jī)頭傳動裝置間的最小間隙為 476mm。由圖可知，為滿足前、后部輸送機(jī)過渡槽處高度較大的實(shí)際需要，過渡支架掩護(hù)梁與水平面的夾角由工作面基本架的 32176。 根據(jù)采煤機(jī)搖臂與輸送機(jī)機(jī)頭突出部分位置，可保證采煤機(jī)正常割煤和適當(dāng)?shù)呐P底量，并避免采煤機(jī)的搖臂在端頭割底煤或清浮煤時(shí)與前部輸送機(jī)的過渡槽和機(jī)頭、機(jī)尾架相互干涉。因此，根據(jù)電機(jī)與傳動裝置的幾何尺寸，需要在工作面的 上下端頭各布置 3組過渡支架。為了保證前、后部輸送機(jī)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，減少輸送機(jī)彎曲段的運(yùn)行阻力和磨損，工作面中部前、 后部輸送機(jī)彎曲段的溜槽個(gè)數(shù)不少于 17節(jié)，彎曲段長度應(yīng)不小于 。3176。1176。銷排軌固定在刮板輸送機(jī)靠擋煤板側(cè)的軌座上。采煤機(jī)依靠安裝在工作面靠煤壁側(cè)的行走滾輪和布置在工作面靠采空區(qū)側(cè)的傳動齒輪與導(dǎo)向滑靴，騎行在前部刮板輸送機(jī)靠煤壁側(cè)的鏟煤板和靠采空區(qū)側(cè)的銷排軌上。在前部輸送機(jī)推溜工序完成之后、后部輸送機(jī)拉溜工序完成之前，前后部輸送機(jī)中心線間離為 6200mm。此時(shí)，在前部輸送機(jī)推溜工序完成之前，前后部輸送機(jī)中心線間距為 5400mm,支架底座前端到前部輸送機(jī)推溜耳子外沿的最小安全間隙為 28mm，抬底座千斤頂與前部輸送電纜槽之間的最小安全間隙為 91mm。此時(shí)，由于伸縮梁行程可達(dá) 800mm,可以保證工作面煤壁的空頂距不變。此時(shí)處于伸出狀態(tài)的掩護(hù)梁插板完全可以將采空區(qū)的矸石擋在采煤空間之外，后部輸送機(jī)上方不存在串矸問題。若放煤口上方的頂煤在放煤過程中出現(xiàn)成拱現(xiàn)象，可通過掩護(hù)梁上、下擺動松動煤體，掩護(hù)梁向上松動待放頂煤的最大擺角為 176。此時(shí)掩護(hù)梁到底板的最小高度為 544mm，大于后部輸送機(jī)的外沿高度 300mm。當(dāng)插板全部收回時(shí)的最小放煤口高度，即掩護(hù)梁底部與后部輸送機(jī)中 板的最小間隙為 391mm；在插板全部伸出時(shí)的封閉狀態(tài)，插板與后部輸送機(jī)上沿的最小間隙為 。前后部輸送機(jī)中心距4600mm,電纜槽與抬底座千斤頂之間的最小安全間隙為 91mm。放頂煤支架的設(shè)計(jì)工作高度為 2800mm，最大高度 3100mm。設(shè)備主要技術(shù)特征為： 公稱壓力： 10 MPa； 公稱流量： 315 L/min； 電動機(jī)功率： 75 kW； 電動機(jī)電壓： 1140/660 V； （七） 4801 綜放工作面設(shè)備配套結(jié)果 經(jīng)過上述計(jì)算分析，綜放工作面選型結(jié)果如表 222所示。 2伸縮型強(qiáng)度膠帶輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)： 帶寬 (mm)： 1000 帶速 (m/s)： ～ 輸送能力 (t/h)： 功率 (kW)： 2179。 2伸縮型強(qiáng)度膠帶輸送機(jī)。 小峪煤礦 綜放工作面運(yùn)輸順槽長約 830m。由于膠帶輸送機(jī)輸送能力與運(yùn)輸距離密切相關(guān)。 108mm； （五）破碎機(jī)和膠帶輸送機(jī) 破碎機(jī)選用現(xiàn)有的 PCM2500（ PCM20xx） 型錘式破 碎機(jī)（ 大同虹云煤機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)并與 SZZ830/315 型整體焊接箱式結(jié)構(gòu)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)相配套）。 （四） 轉(zhuǎn)載機(jī) ⑴ 轉(zhuǎn)載機(jī)生產(chǎn)能力核算 轉(zhuǎn)載機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)能滿足綜放工作面兩部輸送機(jī)的卸載要求：其生產(chǎn)能力按下式計(jì)算： 2222 )1()1( mcfffm QKQKQ ??????? 式中： Q ——轉(zhuǎn)載機(jī)生產(chǎn)能力， t/h； mQ ——采煤機(jī)平均落煤能力， t/h； fQ ——工作面平均放頂煤能力， t/h； CK ——采煤機(jī)割煤速度不均勻系數(shù)， ； fK ——放煤流量不均勻系數(shù)． ； 當(dāng)綜放工作面長度 150m，日進(jìn)尺 時(shí)，采煤機(jī)平均落煤能力為 309t/h，平均放煤能力為 378t/h，則轉(zhuǎn)載機(jī)生產(chǎn)能力： t/h9313781)( 1 . 53091)5( 1 .378309 2222?????????Q ⑵ 轉(zhuǎn)載機(jī)選型 根據(jù) 3 號煤層 4801 面得開采要求，按照轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)輸能力的計(jì)算，礦井現(xiàn)有的 SZZ830/315 型整體焊接箱式結(jié)構(gòu)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)能夠滿足要求。 為了便于設(shè)備和配件互換性，前部輸送機(jī)選用與后部輸送機(jī)同型號的。 代入值可以求得， kWN 3520 ? ，而每個(gè)電機(jī)功率就達(dá)到 400kW，因此所選刮板輸送機(jī)功能 400179。0210 LvqqkkkN ????? 式中： k— 電動機(jī)功率備用系數(shù)，以 ～ ； K1— 刮板鏈繞過兩端鏈輪時(shí)的附加阻力系數(shù)，取 ； K2— 輸送機(jī)水平彎曲時(shí)附加阻力系數(shù)，取 ； ? — 刮板輸送機(jī)安裝傾角（176。 126— 199C； 裝機(jī)功率： 400179。 780179。內(nèi)寬179。 1 VC 小峪煤礦東 IV 盤區(qū) 4801 放頂煤工作面開采設(shè)計(jì)說明書 29 Cg—— 放出頂 煤的含矸率，取 % Hf—— 放頂煤平均厚度，這里取 當(dāng)日進(jìn)尺為 時(shí)，滿足工作面最大放煤流量的要求的后部刮板機(jī)能力： htKgKfQfKgKfQ / ?????? ）（ ⑶后部輸送機(jī)選型 根據(jù)計(jì)算選用中部槽為 830mm的刮板輸送機(jī)，電機(jī)功率為 400179。 ⑵后部 輸送機(jī)能力核算 輸送機(jī)選型 要實(shí)現(xiàn)綜放工作面高產(chǎn)高效，工作面采煤機(jī)割煤機(jī)和放頂煤工序應(yīng)最大限度地平行作業(yè)，在選擇綜放工作面參數(shù)和設(shè)備能力時(shí)，應(yīng)使采煤機(jī)平均循環(huán)割煤時(shí)間 Tc 放頂煤平行循環(huán)時(shí)間 Tf 匹配，以減少兩個(gè)工序的相互影響時(shí)間，提高工作單產(chǎn)。 295 鏈規(guī)格 —— φ 30179。 315kw 鏈速 —— 中部槽規(guī)格 —— 1500179。 （三） 前后部輸送機(jī) ⑴前 部輸送機(jī)能力核算 要實(shí)現(xiàn)綜放工作面高產(chǎn)高效，工作面采煤機(jī)割煤和放頂煤工序應(yīng)最大限度地平行作業(yè)，在選擇綜放工作面參數(shù)和設(shè)備能力時(shí)，應(yīng)使采煤機(jī)平均循環(huán)割煤時(shí)間cT 與放頂煤平行循環(huán)時(shí)間 fT 匹配，以減少兩個(gè)工序的相互影響時(shí)間，提高工作面單產(chǎn)。 2200179。下： 176。 400 牽引電機(jī)功率（ kW）： 2179。型號為 MG400/，其主要參數(shù)如下： 采高范圍： ～ ； 機(jī)面高度： 1579mm； 煤層傾角：≤ 25176。 對于 4801 綜放工作面長度 150m， rQ ＝ 4999t/d， fL ＝ 144m，工作面采煤機(jī)平 均落煤能力： 499912)( ])(150[(499960???????????????????mQ 小峪煤礦東 IV 盤區(qū) 4801 放頂煤工作面開采設(shè)計(jì)說明書 26 =309t/h ⑵采煤機(jī)平均割煤速度 m /m i 30960 ????????? ?HBQV mC ⑶采煤機(jī)最大割煤速度和最大生產(chǎn)能力 當(dāng)綜放工作面日進(jìn)尺為 時(shí)，采煤機(jī)最大割煤速度： m in/ a x ????? cc VKV 當(dāng)綜放工作面日進(jìn)尺為 時(shí)， 采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力： htQKQ mc / 6 33 0 a x ????? ⑷采煤機(jī)裝機(jī)功率 當(dāng)綜放工作面日進(jìn)尺為 時(shí)， 采煤機(jī)單位能耗計(jì)算采煤機(jī)功率為： m a x ???????????? wb HVHBKN kW 在 3 號煤層中含黃鐵礦石等夾矸，因此，為了保證采煤機(jī)的可靠性，采煤機(jī)的功率應(yīng)有一定的富裕系數(shù)，因此礦井現(xiàn)有總功率 930kW（切割功率 800kW）的采煤機(jī)完全能夠滿足割煤要求。因此， 小峪煤礦 4801 工作面的采煤機(jī)的平均落煤能力為： ? ?????????????? ???????????HBQTLCHHCLTKLiiLrdfffmrm22)1(601 ＋＝ 式中： mQ ——采煤機(jī)平均落煤能力 ,t/h； rQ ——工作面平均日產(chǎn)量， t/d； B ——采煤機(jī)截深， ； H ——平均割煤高度， 3號 ； ? ——實(shí)體煤容重， 3 號煤層 179。采煤機(jī)割完一刀煤后，不管放煤作業(yè)是否結(jié)束，立即反向跑空刀清浮煤。 （二） 采煤機(jī) ⑴采煤機(jī)小時(shí)生產(chǎn)能力核算 采煤機(jī)端部斜切進(jìn)刀單向割煤，采放平行作業(yè)一刀一放。 若支架支護(hù)強(qiáng)度能滿足 2 號煤層綜放開采要求，也能滿足 3 號煤層的開采。 根據(jù) 小峪礦 3 號煤層的現(xiàn)場實(shí)際觀測， 取 dK =。 ⑴ 統(tǒng)計(jì)類比法確定支架工作阻力 根據(jù)對我國 30 多個(gè)綜放開采工作面實(shí)測支架最大載荷 maxP 與煤層硬度系數(shù)f，采深 H 以及頂煤厚度 dM 進(jìn)行回歸，得到如下關(guān)系式： dMfHP1 5 54 7 9 3 9m a x ?????? 將綜放工作面煤層條件代入上式求出 maxP ，考慮一定的安全系數(shù)，即可得到工作面支架所需設(shè)計(jì)工作阻力 P ，即 maxPKP ?? （ ?K ～ ） 將 3 號煤層的參數(shù)值代入： dMfHP1 5 54 7 9 3 9m a x ?????? ? ? 3 8 8 8~3 7 7 5 55 1 7 3 3~ 8 9 3 9 ??????? 則： ? ?