【正文】 大于 的斷層 21 條，具體見附表。斷層附近的頂板破碎，對回采有一定影響。因此，從總體上來看，該面的地質(zhì)條件屬于較復(fù)雜型。 表 斷層產(chǎn)狀要素表 斷層名稱 走向 (176。) 傾角 (176。工作面附近無其它水害威脅。走向長 840m，傾斜寬 160m， 煤厚 ，平均傾角 20176。 瓦斯、煤塵和煤的自燃 XX 煤礦自 1985 年以來瓦斯相對涌出量最高為 ?d（ 87 年）， CO2相對涌出量最高為 （ 93 年），均不大于 10m3/t?d， 應(yīng)屬低瓦斯礦井。礦井為自燃礦井，但無自燃發(fā)火史。地溫梯度煤系地層為 ℃ /100m，煤系上覆地層為 ℃ /100m，均小于 3℃ /100m，為地溫正常區(qū)。 薄煤層綜采適應(yīng)性分析 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 采煤方法改革的必要性 (1)當(dāng)前采煤方法存在的問題 15 煤層厚度 ～ ，平均厚度 ，中部夾矸厚度 ，采高 ，傾角10～ 25176。煤層屬賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄煤層。機(jī)采落煤，采高 ，采用單體液壓支柱和鉸接頂梁支護(hù)。 1200 1500 1000 1000 1000 4500 圖 高檔普采工作面最大控頂支護(hù)圖 工作面長度一般在 120～ 150m 之間。循環(huán)進(jìn)尺 ，日進(jìn) ， 工作面出勤人數(shù) 150 人左右 ， 月產(chǎn) 萬 t，直接工效 4t/工左右，產(chǎn)量低、用人多、效率低。XX 煤礦 15 層煤的采煤方法雖然由原來的炮采改進(jìn)為機(jī)采并且 在巷道布置、兩巷支護(hù)、工作面布置方式等方面做了一些改進(jìn)，但存在著以下嚴(yán)重問題： ① 工作面材料消耗大，工人勞動強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，礦井經(jīng)濟(jì)效益較差。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 ③ 工作面底板為軟底，支柱初撐力低，支柱鉆底量大，造成頂板下沉量大，而且回柱困難，嚴(yán)重危脅采煤工作面的安全。 在目前隨礦井的開采， 15 層煤將作為主采煤層的情況下，由于采煤方法限制，礦井無法實(shí)現(xiàn)減員 提效、集中生產(chǎn)、提高產(chǎn)量降低生產(chǎn)成本的目標(biāo)，在市場經(jīng)濟(jì)條件下礦井缺乏競爭力。 (2)XX 煤礦 15 煤層合理采煤方法 目前國內(nèi)在中厚煤層中實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的開采方法主要是大采高綜采。 薄煤層綜采可以有效地保證安全生產(chǎn)，加快工作面推進(jìn)速度，提高單產(chǎn)，與高檔普采相比，綜采具有以下技術(shù)優(yōu)勢： ① 頂板控制問題減少，綜采初撐力高，移架方便，能快速有效地支護(hù)機(jī)道頂板，減少空頂時(shí)間，減少冒頂事故。 ③ 降低噸煤成本，提高工作面生產(chǎn)效益，由于綜采實(shí)行全封閉支護(hù)，免去了塑料網(wǎng)護(hù)頂費(fèi)用；綜采支架底座面積大，減少了因支柱鉆底穿鞋費(fèi)用；減少了底板特別松軟處鋪大木鞋以及頂板冒頂穿頂造成的坑木消耗；生產(chǎn)噸煤成本大幅度降低。薄煤層綜采工作面年產(chǎn)可以達(dá)到 萬 t 以上，實(shí)際用人控制在 100 人以下，直接工效 ，促進(jìn)我礦向高產(chǎn)高效 Ⅱ 類礦井發(fā)展。 ⑥ 有利于設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，延長設(shè)備使用壽命，綜采可以實(shí)現(xiàn)集中時(shí)間生產(chǎn)和集中時(shí)間檢修。煤層平均傾角 20176。 (2)頂?shù)装宸旨壏诸惽闆r 直接頂為灰色到深灰色粉砂巖或粉細(xì)砂巖互層，厚度平均 6m，斷口較粗糙，層理節(jié)理 較發(fā)育，穩(wěn)定性較差，含植物化石及層狀黃鐵礦，其中煤層上方偽頂厚度 左右，隨采隨冒， 15 層煤直接頂初次跨落步距為 ，直接頂類別 Ⅰ b， f =4，單向抗壓強(qiáng)度為27MPa.。直接底板為 1m 左右粉砂巖，深灰色，易碎，含有大量的植物化石，底板比壓 ， f =3，屬 Ⅲ a 類軟底。 (3)綜采安全性分析 ① 影響綜采安全的主要因素 斯、煤塵具有爆炸性 ， 是影響綜采安全的主要因素之一。 XX 煤礦 15 煤層傾角 15~25176。 )，在大傾角工作面，設(shè)備在重力作用下，存在下滑和失穩(wěn)現(xiàn)象，影響工作面的正常生產(chǎn)和頂板支護(hù)，甚至出現(xiàn)倒架、冒頂?shù)任ｋU(xiǎn)。 ② 綜采工作面瓦斯治理技術(shù) 綜采工作面的實(shí)際需風(fēng)量主要根據(jù)工作面瓦斯涌出量，并兼顧工作面氣溫、風(fēng)速和同時(shí)工作人數(shù)等工作面環(huán)境條件進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)工作面供風(fēng)量達(dá)到335m3/min 時(shí)，不僅可滿足防瓦斯要求，而且可保證工作面氣溫對風(fēng)速的要求。斷電范圍：工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電器設(shè)備 。 合理穩(wěn)定的通風(fēng)系統(tǒng)是保證工作面定量供風(fēng)的前提條件，選 擇通風(fēng)構(gòu)筑物的位置要合理有效；所有影響到綜采面通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定的風(fēng)門都要安設(shè)閉鎖裝置，確保 2 扇風(fēng)門不得同山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 時(shí)敞開。為確保實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，需采取以下措施 ： 保證綜采工作面日推進(jìn)度 以上 ； 工作面開采結(jié)束后及時(shí)封閉采空區(qū) ； 浮煤清理干凈，防止采空區(qū)浮煤自燃。必須對綜采工作面采用綜合防塵措施：建立綜采工作面獨(dú)立的防塵（降塵）系統(tǒng)，降低綜采工作面開采過程中煤塵濃度 ； 對綜采工作面超前高壓注水 ； 采煤機(jī)司機(jī)、移架工佩戴防塵口罩，搞好個(gè)體防塵 ； 工作面進(jìn)、回風(fēng)巷每天用水沖刷一次，保證無煤塵沉積。 綜采設(shè)備選型 (1)工作面割煤高度、采煤機(jī)截深及日循環(huán)數(shù) 按照工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的原則， XX 礦 15 層煤綜采工作面采煤機(jī)截深愈大愈有利，但由于煤層傾角大，工作面設(shè)備下滑及支架歪斜在實(shí)際生產(chǎn)中不可避免 。 因此，選擇采煤機(jī)截深為 ，月產(chǎn)3 萬 t 左右。工作面日循環(huán)數(shù)可按下式計(jì)算： 1000 6 . 6 61 6 0 1 6 0 1 . 2 0 . 6 1 . 3 3 0 . 9 8QN H B r C? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? () 對于首采 31503 東綜采工作面 ， 要求工作面日完成 7 個(gè)循環(huán) ， 即采煤機(jī)割煤 7 刀。 ；直接頂為灰色到深灰色粉砂巖或粉細(xì)砂巖互層，厚度 6m，斷口較粗糙，層理節(jié)理較發(fā)育，穩(wěn)定性較差，含植物化石及層狀黃鐵礦，其中煤層上方偽頂厚度 左右，隨采隨冒， f=3~4。其底部為煤 16，厚度 左右 f＝ 。 表 采煤機(jī)技術(shù)特征表 ② 刮板輸送機(jī) 按照輸送機(jī)應(yīng)滿足的生產(chǎn)能力和采煤機(jī)型號，可選用西北奔牛機(jī)械有限公司的SGZ630/264W 型中單鏈刮板輸送機(jī)。 表 刮班輸送 機(jī)技術(shù)特征表 名稱 型號 電機(jī)功率 (kW) 電壓 (V) 輸送量 (t/h) 長度 (m) 單鏈 刮板輸送機(jī) SGZ630/264W 264 1140 450 160 ③ 液壓支架 綜采工作面支架架型是否與工作面煤層地質(zhì)條件相適應(yīng) ， 是綜采工作面安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。 名稱 采高 (mm) 滾筒直徑 (mm) 截深 (mm) 裝機(jī)總功率(kW) 滾筒 轉(zhuǎn)速 (r/min) 供電電壓(V) 牽引 速度 (m/min) MG132/300WB采煤機(jī) 850~1800 1100 630 304 75 1140 0~6 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 根據(jù)綜采支架選型原則，采用掩護(hù)式輕型支架，支架適應(yīng)高度 ~。 (4)其他設(shè)備選型 其他設(shè)備選型見表 。 綜采工作面走向長 760～ 900m，平均 840m。工作面下巷標(biāo)高為～ ， 上巷頂板標(biāo)高 ～ ，工作面距地表垂深 ～ 。由于東部邊界煤層受斷層影響，煤層變薄，因此，自斷層向西 120m，由下平巷導(dǎo) 26 號點(diǎn)向上正傾斜布置切眼，切眼規(guī)格： 2m2，矩形斷面 ， 坡度 20176。切眼采用樹脂加長錨桿配錨帶網(wǎng)錨固，并進(jìn)行錨索補(bǔ)強(qiáng)；工作面切眼按 3 部分先后掘進(jìn)，首先掘 Ⅰ 區(qū)，然后再由下向上分別掘進(jìn) Ⅱ 區(qū)和 Ⅲ 區(qū)。工作面切眼支護(hù)斷面如圖 所示。120020211500III20176。850 85055002500I1500II100120030176。30176。錨索間距 ，排距 3m，鋼帶長 ，錨桿間排距 850700mm。 Ⅱ 區(qū)和 Ⅲ 區(qū)：錨帶網(wǎng)支護(hù)，錨桿間排距 850700mm。 錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支 MSK2850 樹脂錨固劑，鉆孔直徑 32mm，錨固長度 1000mm。 。 ② 兩幫支護(hù) 錨桿形式和規(guī)格： Φ181800 mm 等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿。 錨桿角度：靠近頂板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平線呈 20176。 。 (2)工作面上平巷 沿煤層頂板布置。巷道斷面規(guī)格：凈寬 高（下幫）＝ 。如回采期間有一定 的底鼓量，可進(jìn)行起底。 見圖 。 錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支樹脂錨固劑，鉆孔直徑 32mm，錨固長度 1000mm。 。 ② 巷幫支護(hù) 錨桿形式和規(guī)格： Φ181800mm 等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿。 錨桿角度：靠近頂板的巷幫錨桿安設(shè)角度為與水平線呈 20176。 。 圖：工作面上平巷支護(hù)及設(shè)備布置圖圖：工作面下平巷支護(hù)及設(shè)備布置圖300085030008508805001002030850301003020110085030162010030850中心線巷道20303030線1400 500道心中巷850100302030 圖 工作面上平巷支護(hù)及設(shè)備布置圖 (3)工作面下平巷 沿煤層頂板布置，按中線掘進(jìn)。采用錨帶網(wǎng)支護(hù)，用于煤炭運(yùn)輸與進(jìn)風(fēng)。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 圖：工作面上平巷支護(hù)及設(shè)備布置圖圖：工作面下平巷支護(hù)及設(shè)備布置圖300085030008508805001002030850301003020110085030162010030850中心線巷道20303030線1400 500道心中巷850100302030 圖 工作面下平巷 支護(hù)及設(shè)備布置圖 ① 頂板支護(hù) 錨桿形式和規(guī)格： Φ202021mm 等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿。 錨桿角度：靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度為與鉛垂線呈 30176。 錨桿布置：錨桿間排距 8501100mm，每排長鋼帶之間布置錨桿安裝 2m 短鋼帶。 錨固方式：樹脂端部錨固，采用 1 支錨固劑，鉆孔直徑 32mm。 ，靠近底板的錨桿呈 30176。 錨桿布置：錨桿間排距 10001100mm。煤層平均采高 ，最大 ；循環(huán)進(jìn)度。工作面采用端部斜切進(jìn)刀雙向割煤，工藝 過 程為： 采煤機(jī)上端頭斜切進(jìn)刀 → 正常下行割煤 → 移架 → 推移斜切進(jìn)刀段輸送機(jī) → 采煤機(jī)下頭反刀上行掃浮煤 → 跟機(jī)移架推輸送機(jī) → 上端頭斜切進(jìn)刀。 (1)落煤方式 采用 MG132/300WB 型雙滾筒采煤機(jī)落煤，上下缺口機(jī)組無法割煤時(shí)，采用電煤鉆打眼，放炮落煤，人工攉煤。 (3)移架 工作面隨采煤機(jī)運(yùn)行順序帶壓移架，鄰架操作。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 推機(jī)割煤跟機(jī)推溜推機(jī)至溜尾頭推移溜尾頭推機(jī)進(jìn)刀煤機(jī)推至溜尾（頭）采煤機(jī)進(jìn)刀示意圖 圖 采煤機(jī)進(jìn)刀示意圖 主要生產(chǎn)系 統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng) 通風(fēng)路線 見工作面平面圖 。 乏風(fēng)： 31503 東工作面 → 工作面下平巷 →315 運(yùn)輸上山 → 北區(qū)風(fēng)井第一段 → 北區(qū)風(fēng)井第二段 → 北區(qū)風(fēng)井。 供電系統(tǒng) 根據(jù)位置為止的確定原則和 31503 面的具體情況，向綜采工作面上巷供電的移變站設(shè)在工作面上巷以里 500m 處，向下巷轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等供電的移變站設(shè)在煤倉以下偏口處，工作面其他設(shè)備如絞車、綜保等由三采變電所內(nèi)變壓器供電；掘進(jìn)配電點(diǎn)設(shè)在距掘進(jìn)頭 90m處，供掘進(jìn)的變壓器設(shè)在三采變電所處。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 3 綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 礦壓觀測的目的 和內(nèi)容 礦壓觀測的目的 (1)掌握工作面頂板在工作面正常回采過程中的運(yùn)移 、 垮落規(guī)律； (2)了解巷道受采動影響情況，評價(jià)巷道支護(hù)效果； (3)評估工作面工藝及工作面設(shè)備配套合理性，為以后綜采工作面設(shè)備配套提供依據(jù)； (4)掌握工作面頂板來壓規(guī)律。每條巷道安設(shè) 3 個(gè)測區(qū)，每個(gè)測區(qū)布置 1 個(gè)觀測斷面 ， 同時(shí)進(jìn)行頂板離層觀測 ， 在工作面上 、下平巷離機(jī)窩 20m、 40m、 60m 內(nèi)分別支設(shè)一臺頂板動態(tài)儀 ， 進(jìn)行頂板離層觀測 . 測量