某礦采區(qū)設計.doc

1、第五章采區(qū)布置及裝備第一節(jié)采煤方法一、采煤方法的選擇1、煤層賦存條件區(qū)內(nèi)主要可采煤層為批準開采的山西組3 號和太原組 8-2、15-1、 15-3 號煤層，現(xiàn)將各煤層分述如下：位于山西組下部的 3 號煤層，上距 K 8 砂巖 28.3739.60m，平均 33.47m。下距 K 7 砂巖 3.8320.03m，平均 13.05m，下距 8-2 號煤層 31.2375.56m，平均 54.39m。煤層厚 5.807.27m，平均厚 6.64m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，局部含一層夾矸，層位、厚度均穩(wěn)定，全井田可采（部分已采空） 。3 號煤層頂板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖；底板多為泥巖，局部為細粒砂巖。位于太原組三段

2、下部的 8-2 號煤層，上距 K 5 灰?guī)r下 10.4517.78m，平均 14.44m，下距 K 4 灰?guī)r 10.13 19.91m，平均 14.53m，上距 3 號煤層 31.2375.56m，平均 54.39m，下距 15-1 號煤層 46.5964.19m，平均 61.76m。煤層厚 0.502.42m，平均 1.66m，局部含一層夾矸，層位較穩(wěn)定。對比可靠，全井田可采。8-2 號煤層頂板主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖；底板為泥巖，局部為細粒砂巖。位于太原組一段上部的15-1 號煤層，上距 K 2 石灰?guī)r，平均，2.676.96m5.36m上距 8-2 號煤層 46.5964.19m，平均 61

3、.76m；下距 15-3 號煤層 2.45 5.37m，平均 4.13m。煤層厚 0.74 1.37m，平均厚 1.05m，無夾矸，層位、厚度穩(wěn)定，全井田可采。15-1 號煤層頂板多為泥巖、 砂質(zhì)泥巖、局部為炭質(zhì)泥巖； 15-1 號煤層底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖。位于太原組一段下部的15-3 號煤層，上距 15-1 號煤層 2.455.37m，平均 4.13m，下距 K 1 砂巖 1.734.59m，平均 3.19m,煤層厚 0.561.91m，平均 1.46m。結(jié)構(gòu)較復雜，局部夾 23 層夾矸，層位穩(wěn)定、厚度較穩(wěn)定，全井田可采。15-3 號煤頂板多為泥巖，底板多為泥巖、鋁質(zhì)泥巖和細粒砂巖。各煤層

4、賦存情況見表2-1-1。2、其他開采技術(shù)條件根據(jù)整合地質(zhì)報告所述，本礦井為低瓦斯礦井，煤層易自燃，煤塵有爆炸危險，3號煤層礦井水文地質(zhì)類型為中等，8-2 號煤層礦井水文地質(zhì)類型為中等，15 號煤層礦井水文地質(zhì)類型定為中等，無地溫異常區(qū)。3、采煤方法根據(jù)礦井煤層的賦存特點， 煤層厚度、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍘r性，以及其他開采條件，綜合考慮井田地質(zhì)條件，結(jié)合開拓布置，設計確定采用走向長壁和傾斜長壁相結(jié)合的采煤方法，全部垮落式管理頂板。二、采煤工藝的確定1、3 號煤采煤工藝3 號煤的煤層厚度在5.87.27m,平均 6.64m,可供選擇的采煤工藝有： 分層綜采、放頂煤綜采、大采高一次采全厚綜采。參考本礦周

5、邊的漳村及王莊煤礦采煤工藝，由于本井田內(nèi)首采的 3 號煤層煤層厚度大、回采條件簡單，3 號煤具有良好的冒放性，加之三元煤業(yè)及其控股的中能煤業(yè)均采用綜采放頂煤工藝，所以無論是在設備和管理上都便于集中統(tǒng)一管理，故本設計推薦3 號煤采用放頂煤綜采工藝。2、8-2、15-1、15-3 號煤采煤工藝根據(jù)這三層煤的賦存條件，可供選擇的采煤工藝有高檔普采和綜合機械化開采。結(jié)合國內(nèi)外目前綜采機械裝備水平，以及類似條件礦井的生產(chǎn)經(jīng)驗，由于綜采工作面具有安全性好，工藝簡單，產(chǎn)量高，工作面采出率高等特點，設計采用綜采工藝開采。三、工作面主要設備選型由于井田內(nèi) 4 層可采煤層厚度變化較大， 本設計分別對兩種采煤工藝進

6、行設備配備，礦井初期只裝備3 號煤的放頂煤綜采工作面設備。（一） 3 號煤回采工作面設備選型本礦井為整合礦井，工作面主要采煤設備按安全高效工作面進行配備。按目前國內(nèi)采煤設備裝備水平及制造工藝，為節(jié)約投資，設備立足國產(chǎn)。根據(jù)國內(nèi)高產(chǎn)高效礦井生產(chǎn)經(jīng)驗，綜采工作面應具有較長的工作面長度，采煤機具有大截深、大功率（可切割夾矸） 、較快的切割速度，液壓支架移架速度快且與可彎曲刮板輸送機相匹配，回采工作面帶式輸送機具有長距離、大運量、大功率等特點。1、液壓支架 支架支護強度根據(jù)礦井的煤層地質(zhì)條件，按倍數(shù)巖重法計算液壓支架的支護強度，公式如下：P1000NM9.8 10-6式中：P 支架支護強度， MPa；

7、M 煤層采高，設計取M 2.6m；頂板巖石容重， 2.6t/m3；N 巖重倍數(shù)，按中等穩(wěn)定以下頂板考慮，取68。P1000（68）2.6 2.6 9.8/10-6 0.40 Mpa 0.53Mpa 支架工作阻力的確定F1000PA(L+C)式中：F 支架工作阻力， kN ；P 支架支護強度， MPa，設計取 0.53；A 支架中心距， A=1.5m；L 支架頂梁長， L=4.5；C 梁端距， c=0.20.35m，取 c=0.3m；則： F=10000.53 1.5 （ 4.5+0.3） 3816kN 支架結(jié)構(gòu)高度放頂煤液壓支架支護高度應與采高相適應，本設計機采高度為2.62.8m；其推移行程

8、要與采煤機截深相匹配；移架速度要適應采煤機的牽引速度。根據(jù)以上計算，設計選用ZF5400-17/32D 型支撐掩護式低位放頂煤液壓支架，該支架支護高度 1.7 3.2m，支護強度 0.75MPa。該支架采用正四連桿擺尾梁式低位放頂煤四柱支撐掩護式。該型支架具有以下特點：a、前后立柱間有寬暢的行人通道。b、有較強的整體穩(wěn)定性和抗沖擊能力。c、采用擺尾梁式。 過渡液壓支架工作面過渡液壓支架選用ZFG6500/19/33D 型支撐掩護式地位放頂煤液壓支架，該支架支護高度 1.93.3m，支護強度 0.785MPa。2）采煤機（ 1）采煤機平均割煤速度VcQ（L2I）3 6 60 k（ L Hc C

9、cH fC fLf ） r BQTd式中：Hf 放頂煤平均厚度， 設計機采高度為 2.6m，按 3 號煤平均厚度6.64m 計算，工作面頂煤平均厚度為4.04m；Cf 頂煤回收率， 75%；L f 沿工作面方向放頂煤面長，140m；Q 工作面平均日產(chǎn)量，設計按1820t/d 考慮；HC 平均割煤高度， 2.6m；B 采煤機截割深度， 0.60m；實體煤容重，為1.37t/m3；CC 工作面采煤機割煤回收率，95%；L 工作面長度， 150m；I 采煤機開缺口行程， 45m；Td 采煤機返向輔助時間，設計取5.0min；k 采煤機開機率，設計取0.6%。代入?yún)?shù)計算：Vc 1820 （15024

10、0）36600.60 （1500.952.64.040.75140） 1.370.6051820 1.01m/min（2）采煤機平均落煤量Qc=60 B Hc Vc Cc=600.60 2.6 1.02 1.43 0.95127.12t/h（ 3）采煤機最大生產(chǎn)能力 Qmax 和最大割煤速度 V maxQmax=kcQc式中：Qmax 采煤機最大落煤量， t/h；kc 采煤機割煤不均衡系數(shù)，取1.4。則： Qmax=1.4 127.12=177.97t/h又： V max=KcVc式中： V max 采煤機最大割煤速度， m/min。則： V max=1.4 1.01=1.41m/min（ 4

11、）采煤機截割功率N 60BHV maxHW/3.6式中： N采煤機切割功率， kW ；HW采煤機割煤能耗系數(shù)，取2.53。則： N=600.60 2.6 1.41 (2.5 3)/3.6=91.65kW 109.98kW根據(jù)以上計算，所需采煤機功率并不大，但考慮煤層的硬度、夾矸情況，結(jié)合目前國內(nèi)安全高效回采工作面的設備配置，以及周邊煤礦生產(chǎn)實際，設計選用MG160/390-WD 型電牽引采煤機，其主要技術(shù)特征如下：電動機總裝機功率為390kW，其中切割功率為2160kW ；電壓 1140V；采高為 1.3 2.9m；截深： 0.6m；牽引方式：交流變頻電牽引；牽引速度 07.0m/min；滅塵

12、方式：內(nèi)外噴霧3）工作面刮板輸送機對于綜放回采工作面，前、后刮板輸送機應考慮工作面的采放比，并與工作面采煤裝備相配套。（ 1）前刮板輸送機前刮板輸送機的運輸能力應不低于采煤機的最大割煤能力，故前刮板輸送機的運輸能力為 :QqQmax177.97t/h（ 2）后刮板輸送機前、后刮板輸送機之間的配套主要取決于回采工作面的采放比。3 號煤層平均開采厚度為6.64m，采煤機的切割高度一般為2.6m，放頂煤的高度為4.04m 左右，采放高度比為1:1.55。后部刮板輸送機的能力應與放煤能力相適應，根據(jù)采放平行作業(yè)的要求，工作面平均放頂煤速度 V f 為：V fL fL 2LSL m3t dt dtt1V

13、C式中：V f 工作面平均放頂煤速度，m/min ；L f 工作面放頂煤區(qū)段長度，140m；L 工作面的長度， 150m；L S刮板輸送機彎曲段長度，35m；L m采煤機兩滾筒中心距，取5.8m；td 采煤機的反向輔助時間，取5.0min；tdt工作面端頭作業(yè)時間，取10.0min；t1 工作面放頂煤輔助工序時間，取25.0min；V C采煤機平均割煤速度， 1.01m/min。則：V f1400.63( m / min)1502355.8510251.023工作面平均放頂煤能力Qf 為：Qf =60HfBCf(1+Cg ) Vf式中：Qf 工作面平均放頂煤能力，t/h；Hf 放頂煤高度， 4

14、.04m；B 采煤機滾筒截深， 0.60m；Cf 放頂煤的回收率，取75%；煤的容重， 1.37t/m3；Cg 放頂煤的含矸率，取15%；V f 工作面平均放頂煤速度，0.6m/min。則： Qf=604.04 0.60 0.75 1.37 (1+0.15) 0.60=103.11t/h后部刮板輸送機能力Qh 為：QhKfK yQf式中：Qf 工作面平均放頂煤能力，t/h；K f 工作面放頂煤不均勻系數(shù)，取1.25；K y運輸方向及傾角修正系數(shù)，取1.2。則： Qh 1.25 1.2 103.1541.67(t/h)根據(jù)以上計算，為使前后刮板輸送機能互換使用，前、后刮板輸送機均選用SGD-63

15、0/180 型，該刮板輸送機運輸能力為450t/h，電機功率為 290kW。4）綜放工作面破碎機、轉(zhuǎn)載機和帶式輸送機為了保證割煤和放頂煤工序平行作業(yè)，工作面運輸巷設備能力應滿足前、后刮板輸送機同時出煤的要求，考慮到割煤和放頂煤作業(yè)的不均衡性，破碎機、轉(zhuǎn)載機和帶式輸送機的能力按下式確定：QQCQ f( K C1)2 QC2( K f1)2 Q f 2式中：Qc采煤機的平均落煤能力，取127.12t/h；Qf 放煤能力，取 103.11t/h；K C采煤機割煤速度不均勻系數(shù)，取1.3；K f 工作面放煤流量不均勻系數(shù)，取1.3。則：Q127.12103.11(1.31)2127.122(1.31)

16、2103.112279.33(t / h)根據(jù)以上計算，對工作面的破碎機、轉(zhuǎn)載機和工作面運輸巷可伸縮帶式輸送機選型如下：轉(zhuǎn)載機選用 SZB730/40 型刮板轉(zhuǎn)載機，功率 40kW ，電壓 1140V，轉(zhuǎn)載能力 400t/h。破碎機選用 PEM1000 650 型破碎機，功率 55kW，電壓 1140V，破碎能力 450t/h。工作面帶式輸送機選用 SSJ800/90型輸送機，電機功率為 90kW，電壓 660V，長度700m，輸送能力 450t/h。綜放工作面主要設備選型結(jié)果見表5-1-1。表 5-1-13 號煤綜放工作面主要設備技術(shù)特征序號設備名稱型號主要技術(shù)特征1雙滾筒采煤機MG160/

17、390-WD切割部功率 1602kW ，總功率 390kW，1140V2液壓支架ZF5400/17/32D支撐高度 1.73.3m，工作阻力 5400kN3過渡液壓支架ZFG6500 -19/33D支撐高度 1.93.3m，工作阻力 6500kN4架前刮板輸送機SGD-630/180功率 290kW，1140V，輸送能力 450t/h5架后刮板輸送機SGD-630/180功率 290kW，1140V，輸送能力 450t/h6破碎機PEM1000650功率 55kW，1140V，破碎能力 450t/h7轉(zhuǎn)載機SZB730/40功率 40kW，1140V，轉(zhuǎn)載能力 400t/h8乳化液泵站W(wǎng)RB-

18、160/31.5功率 110kW， 660V，160L/min ，兩泵一箱9噴霧泵站XPB200/5.5功率 22kW，660V，泵站公稱流量 200L/min10可伸縮帶式輸送機 SSJ800/90功率 90kW，1140V，輸送能力 450t/h，（二） 8-2、15-1、15-3 號煤回采工作面設備選型（約10a 后布置）“整合地質(zhì)報告 ”提供本礦井 8-2、15-1、15-3 號煤層厚 0.502.42m。平均 1.66m，但通過對井田內(nèi)8 個鉆孔進行統(tǒng)計分析， 8-2、15-1、15-3 號的煤厚在 0.5 2.01m平均 1.26m，各煤層結(jié)構(gòu)簡單。為兼顧各煤層回采，設計為8-2、

19、15-1、15-3 號統(tǒng)一配備一套薄煤層綜采工作面設備，根據(jù)周邊同類礦井生產(chǎn)經(jīng)驗，綜采工作面應具有較長的工作面長度，采煤機具有大截深、大功率（可切割夾矸）、較快的切割速度，液壓支架移架速度快且與可彎曲刮板輸送機相匹配，回采工作面帶式輸送機具有長距離、大運量、大功率等特點。1、液壓支架根據(jù)礦井的煤層地質(zhì)條件，按倍數(shù)巖重法計算液壓支架的支護強度，公式如下：P1000NM9.8 10 6100071.66 2.6 9.8 10 60.25MPa式中：P支架支護強度， MPa；N與煤層頂?shù)装宸诸愊嚓P(guān)系數(shù)，取7；M 煤層采高， 1.26m；頂板巖石容重， 2.6t/m3。根據(jù)以上計算，設計選用ZY480

20、0/85/19 型液壓支架，該支架支護高度0.851.9m，支護強度 0.46MPa.2、采煤機綜采機組每班開機率為60%，長壁綜采工作面年產(chǎn)量按0.6Mt 考慮，日產(chǎn)量應在 1820t 左右，相應的采煤機的平均截割牽引速度為：V1820( LI )( LHBrC )3TK60式中：L 工作面長度，取150mH 采高，平均取1.26mB 截深，取0.60m 煤層容重，取1.42t/m 3T 每班工作時間，取6hI 采煤機開缺口行程，取45mK 采煤機開機率，取60%C 工作面回采率，取97。代入則得：V=3.6m/min在采煤過程中， 采煤機實際落煤量和割煤速度是一個隨機值，因此 ,采煤機的最

21、大割煤速度應較平均割煤速度有一定的富裕量。采煤機的最大割煤速度：V max1.2 V C 1.2 3.6 4.32(m/min)采煤機的最大割煤能力:Qmax60BHVmax 600.60 1.26 1.51 4.32 295.94(t/h)采煤機功率按下列計算經(jīng)驗公式計算：N (60 BHVmaxHw)/3.6式中：N采煤機所需功率， kW ；B采煤機截深，取0.6m；H采煤機切割高度（采高） ，1.26m；V 采煤機的最大切割速度，取4.32m/min；Hw 能耗系數(shù)，取值范圍為2.53.0。N (60 BHVmaxHw)/3.6 (60 0.6 1.26 4.68 （2.53）)/3.6

22、=136.08163.30(kW)。根據(jù)以上計算，所需采煤機功率并不大，但考慮到煤層夾矸影響，根據(jù)以上計算，設計選用 MG2 100/460-WD 型采煤機，其主要技術(shù)特征如下：電動機總裝機功率為400kW，電壓 1140V；采高為 1.2 2.0m；截深 0.6m；牽引方式：交流變頻電牽引；牽引速度 07.2m/min。3、刮板輸送機刮板輸送機輸送能力要與采煤機生產(chǎn)能力相匹配；外形尺寸要與采煤機相匹配。工作面可彎曲刮板輸送機選用SGZ630/180型，功率 290kW，電壓 1140V，輸送能力 450t/h。4、破碎機和轉(zhuǎn)載機順槽破碎機選用 LPS-500 型破碎機，功率 75kW ，電壓

23、 1140V，破碎能力 500t/h。順槽轉(zhuǎn)載機選用 SZD-730/40 型刮板轉(zhuǎn)載機，功率 40kW，電壓 1140V，轉(zhuǎn)載能力400t/h。5、帶式輸送機順槽帶式輸送機選用 SSJ1000/125型可伸縮帶式輸送機， 功率 125kW ，電壓 1140V，輸送能力 500t/h。乳化液泵站和噴霧泵站選型為：乳化液泵站選用DRB200/31.5 型，由兩泵一箱組成。噴霧泵站選用WPZ-320/6.3 型，由兩泵一箱組成。薄煤 層綜采工作面主要設備配備見表5-1-2。四、工作面回采方向工作面回采方式有前進式和后退式兩種，前進式回采具有初期工程量省、投產(chǎn)快等優(yōu)點，但在采空區(qū)維護工作面巷道比較困

24、難，技術(shù)復雜，維護費用高，且工作面漏風量大；后退式回采雖然初期需要掘出長距離的工作面巷道，但生產(chǎn)過程中其維護量小，隨采隨廢，漏風量小，安全可靠。故設計采用后退式回采方式。表 5-1-2薄煤層綜采工作面主要設備配備表設備名稱設備型號主要技術(shù)特征采煤機MG2 100/460-WD總功率 400kW，1140V液壓支架ZY4800/85/19支撐高度 0.85 1.9m，工作阻力 2800kN端頭液壓支架ZZ4800/85/19支撐高度 0.85 1.9m，工作阻力 2800kN可彎曲刮板輸送機SGZ630/180功率 290kW，1140V，輸送能力 450t/h轉(zhuǎn)載機SZD-730/40功率 4

25、0kW，1140V，輸送能力 400t/h破碎機LPS-500功率 55kW，1140V，破碎能力 450t/h可伸縮帶式輸送機SSJ800/90功率 40kW，1140V，轉(zhuǎn)載能力 450t/h乳化液泵站DRB200/31.5噴霧泵站W(wǎng)PZ-320/6.3五、采煤工作面參數(shù)的確定（一）放頂煤工作面參數(shù)的確定1、工作面長度的確定回采工作面長度的確定主要考慮以下因素：工作面長度應與工作面輸送機相適應，并有利于發(fā)揮采煤機的效能和提高工作面的單產(chǎn)與效率，還應與煤層賦存條件、地質(zhì)條件相適應。由于高產(chǎn)高效回采工作面推進速度加快， 為了減少采煤機斜切進刀時間和工作面端口作業(yè)影響時間，提高有效開機率，必須進

26、一步加大工作面長度。工作面長度加大后，工作面可采儲量增加，延長工作面連續(xù)推進時間，可以保證工作面穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)；加大回采工作面的長度，可以減少工作面的準備工作量和減少輔助作業(yè)時間，降低工人的勞動強度和提高采出率，并使礦井減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可充分發(fā)揮設備潛力，提高工作面單產(chǎn)，并減少搬家倒面次數(shù)，可降低生產(chǎn)成本。對綜放工作面，隨著工作面長度的加長，周期來壓步距縮短，整個工作面呈現(xiàn)來壓不同步特性，易在工作面中部形成周期來壓壓力重疊區(qū)，使頂煤破碎帶加寬，有利于放頂煤。加大工作面長度，一方面可以提高產(chǎn)量，提高效率，降低成本；但另一方面，工作面過長不易管理，容易導致事故增多，反而不利于高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。鑒于本礦井初期開

27、采的3 號煤層厚度大，傾角平緩，地質(zhì)構(gòu)造簡單，開采技術(shù)條件優(yōu)越，設計確定回采工作面長度為150m。但在實際生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)生產(chǎn)管理水平、地質(zhì)條件以及采區(qū)具體情況對工作面長度進行適當調(diào)整。針對 8-2、15-1、15-3 號煤為薄中厚煤層的特點及周邊類似礦井的工作面長度，設計確定回采 8-2、15-1、15-3 號煤的工作面長度為150m。但在實際生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)生產(chǎn)管理水平、地質(zhì)條件以及采區(qū)具體情況對工作面長度進行適當調(diào)整。2、工作面機采高度及采放比工作面機采高度的確定綜合考慮了工作面通風行人、頂煤和煤壁的穩(wěn)定性、工作面回收率等因素。增大工作面機采高度，縮小采放比雖然提高了工作面回收率

28、，但由于煤壁高，且本礦井煤質(zhì)軟，必將增大片幫的機率，對工作面穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)帶來不利影響。采放比的大小，與開采煤層的厚度，煤層結(jié)構(gòu)，頂煤的冒放性等因素有關(guān)。根據(jù)我國十多年來對緩傾斜煤層放頂煤開采經(jīng)驗，采放比大小與煤層硬度有著直接關(guān)系，在煤質(zhì)中硬以下時節(jié)理發(fā)育時，其采放比一般以 1： 1 2.4 為宜。根據(jù)本礦井 3 號煤賦存條件及液壓支架支護范圍，考慮到工作面瓦斯涌出量較大，為加大工作面過風斷面，結(jié)合本區(qū)其它同類礦井放頂煤開采經(jīng)驗，根據(jù)煤層瓦斯含量，確定工作面機采高度為2.6m。據(jù)此， 3 號煤平均厚度為6.64m，根據(jù)機采高度的確定，工作面放煤高度為4.04m，其采放比為 1： 1.55。3、工作面

29、放煤步距由于采放比為1： 1.55，為減少丟煤，提高煤炭回收率，本礦井宜采用割一刀放一次煤的形式，其放煤步距為0.60m。4、綜放工作面年推進度1）工作面循環(huán)進度綜放工作面采煤機有效截深為0.60m，則其循環(huán)進度為0.60m。2）工作面日循環(huán)數(shù)礦井工作制度為 “四六”制，三班生產(chǎn)，一班準備，每班工作時間6h。采煤機開機率 k1 =60，工作面長度L 1 =150m ，進刀長度l 1 =40m ，采煤機割煤速度 V 1 =1.01m/min ，則割煤一刀所需時間T 1 :T 1=40+1.25(L 1 l 1 )/V 1 =40+1.25 (150 40)/1.01=176min采煤機每班有效割

30、煤時間T1：T 1 =6600.60 216min工作面日循環(huán)數(shù)N1：N 1=3T 1 /T 1=3216/176 3.7，設計取3。年推進度：30.60 330 594m ，設計取580m 。（二）薄煤層工作面年推進度1、工作面長度的確定采煤工作面長度的確定主要考慮以下因素： 工作面長度要與礦井設計生產(chǎn)能力相適應，并有利于發(fā)揮采煤機的效能和提高工作面的單產(chǎn)與效率，還要與煤層賦存條件、地質(zhì)條件相適應。由于高產(chǎn)高效采煤工作面推進速度快， 為了減少采煤機斜切進刀時間和工作面端口作業(yè)影響時間，提高有效開機率，必須進一步加大工作面長度。工作面長度加大后，一方面可延長工作面連續(xù)推進時間，保證工作面穩(wěn)產(chǎn)高

31、產(chǎn)，減少工作面的準備工作量和減少輔助作業(yè)時間，降低工人的勞動強度和提高回采率，并減少搬家倒面次數(shù)，降低生產(chǎn)成本；但另一方面設備的故障率會增大，反而影響工作面產(chǎn)量。因此，必須確定一個合理的工作面長度。目前，國內(nèi)高產(chǎn)高效綜采工作面長度普遍在 180m260m 之間，并有逐漸加長趨勢。神東礦區(qū)高產(chǎn)高效綜采工作面長度在 250m 左右。鑒于本礦井后期開采的 8-2、15-1、15-3號煤層厚度較薄，傾角平緩，地質(zhì)構(gòu)造簡單，開采技術(shù)條件優(yōu)越，設計確定回采工作面長度為 150m。但在實際生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)生產(chǎn)管理水平、地質(zhì)條件以及采區(qū)具體情況對工作面長度進行適當調(diào)整。2、工作面機采高度整合地質(zhì)報告提供本

32、礦井8-2、15-1、15-3 號煤層厚 0.502.42m。平均 1.66m，但是通過對 8 號煤的 8 個鉆孔進行統(tǒng)計分析， 8-2、 15-1、15-3 號的煤厚在 0.52.01m平均 1.26m，結(jié)構(gòu)簡單。結(jié)合采煤設備配備，確定薄煤層工作面采高為 1.26m。3、工作面年推進度 工作面循環(huán)進度綜采工作面采煤機有效截深為0.6m，則其循環(huán)進度為0.6m。 工作面日循環(huán)數(shù)礦井工作制度為井下 “四六”制，三班生產(chǎn)，一班準備，每班工作時間6h。采煤機開機率k1=60，工作面長度 L 1=150m，進刀長度 l1=45m，采煤機割煤速度V 1=5.0m/min，則割煤一刀所需時間T1:T1=3

33、0+k2(L1 l1)/V 1 =30+1.3 (150 45)/5.0=57.3min采煤機每班有效割煤時間T1：T1=6600.65 234min工作面日循環(huán)數(shù)N1：N1=2T1 /T1=3234/57.312.3，設計取 12。 工作面年推進度工作面年推進度： 120.6 330 2376m實際取 2376m。六、工作面生產(chǎn)能力1、3 號煤綜放工作面生產(chǎn)時能力按下式計算：A=(L 1M 1 C1+L2M 2C2) S10-6L 1 工作面機采長度，取 150m；L 2 工作面放頂煤長度，取 140m；M 1 工作面平均機采高度，取2.6m；M 2 工作面平均放頂煤高度，取4.04m；S

34、工作面年推進度，取580m；煤體容重，取 1.37t/m3 ；C1 工作面機采采出率，取95%；C2 工作面放頂煤采出率，取80%；則： A =(150 2.6 0.95+1404.04 0.8) 5801.37 10-6=0.64Mt2、薄煤層綜采工作面生產(chǎn)時能力按下式計算：工作面生產(chǎn)能力按下式計算： LS 106式中：工作面生產(chǎn)能力，Mt/aL工作面長度，取150；工作面采高，取1.26；S 工作面平均推進度，取2376m；煤層容重，取1.42t/m ；工作面采出率，取0.97。則： A =1501.26 23761.42 10-6=0.64Mt礦井移交生產(chǎn)及達到設計生產(chǎn)能力時，在3 號煤

35、層布置一個綜放工作面，生產(chǎn)后期在 8-2、 15-1、15-3 號煤層中布置一個薄煤層綜采工作面即可滿足礦井生產(chǎn)需要。工作面產(chǎn)量及特征見表 5-1-3。表 5-1-3工作面產(chǎn)量及特征表采高長度年推容重采出率生產(chǎn)煤層工作面裝備進度能力(m)(m)(t/m3)(%)(m)(Mt/a)3綜放工作面6.641505801.3795/800.648-2、15-1、15-3薄煤綜采工作面1.2615022001.42970.64掘進工作面0.06合計0.70七、工作面回采方式及接替順序工作面回采方向有前進式和后退式兩種。前進式回采具有初期工程量小，投產(chǎn)快的優(yōu)點，但在采空區(qū)巷道維護比較困難，技術(shù)復雜，維護費

36、用高，且工作面漏風大，不利于通風管理，對易自然發(fā)火煤層的防火增加了困難；后退式回采雖然初期需掘出長距離的工作面巷道，但在生產(chǎn)過程中巷道維護量小，隨采隨廢，漏風少，且提前掘出的兩條巷道有利于探明工作面煤層賦存狀況，便于生產(chǎn)管理。因此，本設計采用后退式回采。為保持采掘平衡，盤區(qū)內(nèi)各煤層回采工作面主要實行順采接替。采區(qū)內(nèi)工作面由近至遠接替，回采工作面巷道采用沿空掘巷。第二節(jié)采區(qū)布置一、首采區(qū)位置結(jié)合礦井開拓布置、設計生產(chǎn)能力、采區(qū)劃分及開采技術(shù)條件，設計確定一采區(qū)為首采區(qū)。其理由如下：1、一采區(qū)位于井底附近，工程量少，建井工期短；2、該采區(qū)儲量較多、回采區(qū)域大，有利于工作面接替。二、采區(qū)巷道布置由于

37、大巷布置于井田中部，采區(qū)面積比較小，故一采區(qū)不再布置準備巷道，直接利用大巷布置工作面巷道，即大巷兼做采區(qū)巷道，三條大巷分別是一條輔助運輸大巷、一條帶式輸送機大巷和一條回風大巷。其中輔助運輸大巷、帶式輸送機大巷沿3 號煤層底板掘進，回風大巷沿3 號煤層頂板掘進。根據(jù)工作面運輸及通風的需要，以及工作面接替，工作面巷道采用雙巷式布置，工作面巷道沿煤層底板布置。采區(qū)巷道布置詳見圖5-2-1。三、采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)1、運輸系統(tǒng)1）煤炭運輸系統(tǒng)井下煤炭運輸采用帶式輸送機連續(xù)運輸。其運輸系統(tǒng)為：回采工作面出煤工作面運輸巷 一采區(qū)帶式輸送機大巷 井底煤倉 裝載巷 主立井 地面。2）輔助運輸系統(tǒng)采區(qū)輔助運輸采用無

38、極繩連續(xù)牽引車。（ 1）設備、材料運輸系統(tǒng)井下生產(chǎn)用設備、 材料經(jīng)副立井 +745m 水平井底車場 一采區(qū)輔助運輸大巷 工作面輔助運輸巷 回采工作面（或掘進工作面） 。（2）矸石運輸系統(tǒng)井下矸石主要來自聯(lián)絡斜巷、裝載巷及其它聯(lián)絡巷出矸，由于矸石量很小，設計考慮掘進矸石充填井下廢棄巷道及采空區(qū)，不再升井處理。（3）人員運輸由于井田面積小、工作地點距副井井底車場較近一般不超過1.5km，故設計不考慮設人員運輸工具，人員步行至工作地點。2、通風系統(tǒng)工作面所需的新鮮風流經(jīng)主立井、 副立井 一采區(qū)帶式輸送機大巷、 一采區(qū)輔助運輸巷 工作面運輸巷 回采工作面。工作面乏風 工作面回風巷 一采區(qū)回風大巷 回風

39、立井 地面。3、排水系統(tǒng)回采工作面及掘進工作面均配備了小水泵，井下水集中匯集到井底車場， 然后流入井底水倉，經(jīng)副立井排至地面。四、首采工作面?zhèn)€數(shù)及位置1、首采工作面?zhèn)€數(shù)根據(jù)礦井設計生產(chǎn)能力及開采技術(shù)條件，本礦井首采3 號煤層平均厚度6.64m，設計生產(chǎn)能力為 0.60Mt/a，根據(jù)工作面生產(chǎn)能力計算， 礦井移交生產(chǎn)時井下僅布置一個3 號煤綜采放頂煤工作面即可保證礦井0.6Mt/a 生產(chǎn)能力。2、首采工作面位置為減少初期井巷工程量，節(jié)省初期投資，首采工作面盡量靠近布置在副井井底車場。第三節(jié)巷道掘進一、巷道斷面和支護形式綜合考慮大型設備運輸、 通風、掘進、礦壓、巷道服務年限等因素， 設計確定采區(qū)巷道 （大巷）斷面形狀采用矩形和半圓拱，支護方式采用錨網(wǎng)噴；工作面巷道采用錨桿支護；開切眼采用錨桿立柱 支護。井下主要巷道斷面特征見表5-3-1。表 5-3-1井下主要巷道斷面特征表序斷面斷面尺寸支護鋪底凈斷面掘進(mm)巷道名稱支護方式厚度厚度斷面號形狀（ m2）(mm)(mm ）(m2）凈寬凈高1帶式輸送機大巷半圓拱46003500錨網(wǎng)噴12010013.815.52輔助運輸大巷半圓拱34003080錨網(wǎng)