ZF209綜采放頂煤工作面(修改版)2

PAGE137銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209工作面（修改版）總體設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)二零一四年五月銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)目錄目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章概述 1第二章工作面開(kāi)采地質(zhì)條件 22.1工作面概況 22.2煤層與煤質(zhì) 22.3頂?shù)装鍡l件 32.4地質(zhì)構(gòu)造 32.5瓦斯 32.6煤塵爆炸性及煤自燃傾向性 32.7水文地質(zhì) 42.8工作面儲(chǔ)量及服務(wù)年限 4第三章采煤方法及巷道布置 63.1采煤方法的確定 63.2工作面基本參數(shù) 63.3工作面進(jìn)度及產(chǎn)量 83.4工作面巷道布置與支護(hù) 9第四章綜放工作面設(shè)備選型與總體配套設(shè)計(jì) 144.1前、后輸送機(jī)機(jī)頭布置方式 144.2工作面設(shè)備選型 144.3綜放工作面設(shè)備配套能力 32第五章采煤工藝設(shè)計(jì) 395.1回采工藝流程 395.2采煤機(jī)割煤 395.3移架 415.4推前部輸送機(jī) 415.5放頂煤 425.6拉后部輸送機(jī) 44第六章工作面生產(chǎn)系統(tǒng) 456.1運(yùn)輸設(shè)備及運(yùn)輸方式 456.2煤炭的運(yùn)輸 466.3輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 466.4通風(fēng)系統(tǒng) 476.5供排水系統(tǒng) 496.6供液系統(tǒng) 516.7供電系統(tǒng) 516.8通訊系統(tǒng) 636.9控制及照明系統(tǒng) 636.10安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)” 64第七章頂板管理及礦壓觀測(cè) 727.1工作面頂板控制 727.2順槽及端頭頂板管理 797.3來(lái)壓及停采線(xiàn)的頂板管理 827.4礦壓觀測(cè) 83第八章工作面回采率與煤質(zhì)管理 858.1回采率的計(jì)算方法 858.2提高頂煤回收率的管理規(guī)定和技術(shù)措施 868.3煤質(zhì)管理 89第九章循環(huán)作業(yè)與勞動(dòng)組織 919.1工作制度 919.2循環(huán)作業(yè) 919.3勞動(dòng)組織 91第十章工作面的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 93第十一章職業(yè)安全衛(wèi)生 9411.1通風(fēng)及瓦斯災(zāi)害預(yù)防 9411.2生產(chǎn)工藝安全衛(wèi)生 9511.3電氣安全及防護(hù) 99第十二章主要安全技術(shù)措施 10112.1防塵措施 10112.2防火措施 10312.3瓦斯防治 10612.4頂板管理 11112.5機(jī)電設(shè)備管理 11412.6運(yùn)輸事故預(yù)防 12912.7避災(zāi)路線(xiàn) 13012.8防治水安全技術(shù)措施 130第十三章其他 132銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第一章概述PAGE4第一章概述秀房溝煤礦位于陜西省銅川市耀州區(qū)照金鎮(zhèn)東北部，距耀州區(qū)約50km，行政區(qū)轄屬耀州區(qū)照金鎮(zhèn)。礦區(qū)南部有2.8km的簡(jiǎn)易公路與柳（林）—照（金）公路相接，有公路直達(dá)銅川、西安等地，交通十分便利。秀房溝井田為一寬緩的小向斜，軸向近東西，幅度呈簸箕向東敞開(kāi)。本井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂，無(wú)巖漿活動(dòng)，開(kāi)采區(qū)構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類(lèi)型。秀房溝煤礦采用斜井單水平開(kāi)拓方式，沿走向劃分為三個(gè)采區(qū)，礦井生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/年。礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)，瓦斯等級(jí)經(jīng)鑒定為瓦斯礦井。24209工作面為242采區(qū)第4個(gè)工作面，開(kāi)采4-1和4-2兩層煤，兩層煤間有0.3-0.6m厚的夾矸。采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，綜采放頂煤、采空區(qū)全部垮落采煤工藝。銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第二章工作面開(kāi)采地質(zhì)條件第二章工作面開(kāi)采地質(zhì)條件2.1工作面概況秀房溝煤礦井田內(nèi)河谷發(fā)育，森林茂盛，山巒重迭起伏，處處可見(jiàn)洛河組砂礫巖形成的陡壁，屬中低山區(qū)地貌。最高點(diǎn)為礦區(qū)東南部，海拔+1555.7m，最低處位于秀房溝河谷，標(biāo)高+1236.1m，相對(duì)高差320m。24209工作面位于井田的西部，為走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化放頂煤工作面，東部為24211已采工作面，兩工作面間留設(shè)的保護(hù)煤柱寬度為25m，西臨24207準(zhǔn)備工作面，兩工作面間預(yù)留保護(hù)煤柱寬度為25m，北接242膠帶運(yùn)輸上山，南至秀房溝河流保護(hù)煤柱。工作面走向平均長(zhǎng)度894米，其中運(yùn)輸順槽900米，回風(fēng)順槽887米，傾斜長(zhǎng)度116m。24209工作面埋藏深度為412.1m-433.1m，工作面對(duì)應(yīng)的地表為中低山區(qū)，森林茂盛，無(wú)建筑。工作面對(duì)應(yīng)的地表南部為秀房溝河，留設(shè)有寬度為100m的保護(hù)煤柱。工作面位置詳見(jiàn)附圖2-1所示。2.2煤層與煤質(zhì)24209工作面開(kāi)采4-1和4-2兩層煤，上下層間距0.3-0.6m，屬侏羅系中下統(tǒng)延安組，24209工作面綜合柱狀圖詳見(jiàn)附圖2-2。24209工作面內(nèi)煤層走向東-西，傾向南-北，煤層傾角為3-5°。根據(jù)相鄰工作面采掘生產(chǎn)揭露，4-2煤層厚度由順槽口3.08米向里逐漸加厚為4.50米，平均厚3.79米，層狀結(jié)構(gòu)，屬Ⅰ階段的低變質(zhì)煙煤，即長(zhǎng)焰煤-不粘范疇，顏色為黑色，瀝青光澤，階梯狀及參差狀斷口，有時(shí)顯水平及微波狀層理，外生裂隙不甚發(fā)育，內(nèi)生裂隙有方解石及黃鐵礦薄膜充填。煤層由亮煤、暗煤、絲炭和鏡煤所組成，以半亮-半暗型煤為主。4-1煤層在4-2煤層上部，與4-2煤層間距0.3-0.6m，煤層走向東-西，傾向南-北，煤層傾角為3-5°。厚度1.45-1.71m，平均1.58m，層狀結(jié)構(gòu)，賦存穩(wěn)定，由亮煤、絲炭和鏡煤所組成，以亮煤-半亮型煤為主。2.3頂?shù)装鍡l件4-1煤層厚度1.45-1.71m，平均1.58m,未見(jiàn)偽頂,直接頂厚0.55-7.55m，以灰黑色、灰色粉砂巖為主，見(jiàn)水易膨脹，老頂以中、細(xì)粒砂巖為主，厚1.04-2.64m，易垮落。4-1煤層底板為厚度0.3-0.6m的夾矸及4-2煤層。4-2煤層厚3.08～4.50m，平均厚度3.79m，為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至較復(fù)雜的穩(wěn)定可采煤層。4-2煤層頂板為厚度0.3-0.6m的夾矸及4-1煤層。4-2煤層直接底為灰黑色炭質(zhì)泥巖，呈薄片狀，易沿層理面張裂，遇水易膨脹，厚0.1～3.6m，為不堅(jiān)固巖石。其老底為砂質(zhì)泥巖，全井田分布厚度0.7～6.63m，吸水易膨脹、崩解，亦為不堅(jiān)固巖石。附圖：工作面煤層底板等高線(xiàn)2.4地質(zhì)構(gòu)造秀房溝井田為一寬緩的小向斜，定名為秀房溝向斜，軸向近東西，長(zhǎng)約4.2km，寬約2.5～3km，幅度呈簸箕向東敞開(kāi)，南翼傾角5～8°，北翼傾角約2°左右，24209工作面位于該向斜的西部。本井田未發(fā)現(xiàn)斷裂，無(wú)巖漿活動(dòng)，開(kāi)采區(qū)構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類(lèi)型。2.5瓦斯2012年8月進(jìn)行鑒定，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量6.06m3/min，相對(duì)涌出量3.66m3/t，CO2絕對(duì)涌出量1.49m3/min，相對(duì)涌出量0.9m3/t，礦井鑒定為瓦斯礦井。2.6煤塵爆炸性及煤自燃傾向性根據(jù)陜西省煤礦安全裝備檢測(cè)中心于2012年3月10日對(duì)秀房溝煤礦4-2煤送樣進(jìn)行的煤塵爆炸性及煤層自燃傾向性鑒定，鑒定結(jié)論為4-2煤煤塵具有爆炸性，煤塵爆炸指數(shù)為37%，4-2煤自燃傾向?qū)佗蝾?lèi)，為自燃煤層，發(fā)火周期為3-6個(gè)月，最短為28天。2.7水文地質(zhì)礦井直接充水含水層為富水性弱的直羅組下段及延安組砂巖裂隙含水層，充水方式為自煤層頂板裂隙中滴水、淋水，礦井水補(bǔ)給源來(lái)自含水層側(cè)向徑流，根據(jù)《秀房溝煤礦水文地質(zhì)類(lèi)型劃分報(bào)告》，礦井井下正常涌水量為20m3/h，最大涌水量為43m3/h。24209工作面直接充水含水層為直羅組下段及延安組砂巖裂隙含水層，富水性弱，易于疏干，根據(jù)掘進(jìn)工作面現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，24209掘進(jìn)工作面最大涌水量為1m3/h。2.8工作面儲(chǔ)量及服務(wù)年限2.8.1儲(chǔ)量計(jì)算⑴地質(zhì)儲(chǔ)量QQ=(L運(yùn)+L回)÷2×M×H×P=（900+887）÷2×116×（1.58+3.79）×1.46=81.26萬(wàn)噸L運(yùn)：工作面運(yùn)輸順槽長(zhǎng)度；L回：工作面回風(fēng)順槽長(zhǎng)度；M：工作面長(zhǎng)度；H：煤層厚度；P：容重，取1.46t/m3⑵可采儲(chǔ)量Q可Q可=Q×c=81.26×93%=75.57萬(wàn)噸根據(jù)規(guī)定，回采率c取93%。2.8.2服務(wù)期限根據(jù)礦井目前生產(chǎn)情況，生產(chǎn)能力按8.0萬(wàn)噸/月計(jì)，工作面的服務(wù)期限為：T=77.15÷8.0≈9.77(月)因此，24209工作面服務(wù)期限為10個(gè)月。銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第三章采煤方法及巷道布置第三章采煤方法及巷道布置3.1采煤方法的確定工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，綜采放頂煤、采空區(qū)全部垮落采煤工藝。3.2工作面基本參數(shù)3.2.1工作面的走向長(zhǎng)度24209工作面北起242膠帶運(yùn)輸上山，南至秀房溝河流保護(hù)煤柱，工作面走向長(zhǎng)度受到保護(hù)煤柱的限制，兩順槽掘進(jìn)至保護(hù)煤柱時(shí)必須停止，因此運(yùn)順長(zhǎng)度為900米，回順長(zhǎng)度為887米。3.2.2工作面長(zhǎng)度秀房溝煤礦屬機(jī)械化改造礦井，為確保綜放工作面滿(mǎn)足礦井一井一面、年產(chǎn)90萬(wàn)t的要求，24209綜放工作面長(zhǎng)度要能保證年產(chǎn)能達(dá)到90萬(wàn)t。工作面每天估算出煤量Q為：Q=M÷t其中M：年產(chǎn)量；t：年工作日數(shù)，每年工作日數(shù)按330日計(jì)算。則工作面每天估算出煤量Q為：Q=900000÷330≈2727t工作面長(zhǎng)度l為：l=Q÷（n·H·B·r·c·K1）式中l(wèi)—工作面長(zhǎng)度，m；Q—工作面估算日產(chǎn)量，t；n—日循環(huán)數(shù)，4個(gè)；K1—工作面正規(guī)循環(huán)率，取=0.85；H—采放厚度，為5.37m；B—循環(huán)進(jìn)尺，按采煤機(jī)截深0.6m，2刀1放，則B=1.2m；c—工作面回采率，為93%；r—煤體容重，1.46t/m3。則：l=2727÷（4×5.37×1.2×1.46×0.93×0.9）=91.7m根據(jù)臨近的24211工作面（面長(zhǎng)116m）實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)看，每個(gè)工作日仍然能保證4個(gè)循環(huán)，因此，24209工作面長(zhǎng)度布置為116m能夠保證我礦達(dá)到礦井一井一面、年產(chǎn)90萬(wàn)t的要求。同時(shí)，我礦現(xiàn)有設(shè)備配置適合于該面長(zhǎng)組織生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高，考慮到在工作面設(shè)備配置方面具有相似性，以及在工作面生產(chǎn)和管理方面具有經(jīng)驗(yàn)，因此，將24209工作面長(zhǎng)度確定為116m。3.2.3工作面割煤高度與放煤高度工作面割煤高度除應(yīng)滿(mǎn)足通風(fēng)行人的要求外，還應(yīng)考慮設(shè)備投入和機(jī)道上方頂煤和煤壁的穩(wěn)定性，采高越大，煤壁越易發(fā)生片幫，但增大機(jī)采高度、縮小采放比，可以相應(yīng)提高工作面的回收率。因工作面中間支架選用ZF5600/18/28型液壓支架，最大高度為2.8m，綜合考慮，確定工作面采煤機(jī)割煤高度為2.6m。割煤高度確定后，在煤層平均厚度為5.37m、采放高度為5.37m的情況下，放頂煤高度即為2.77m，因而采放比為1：1.06，符合《煤礦安全規(guī)程》第68條規(guī)定。3.2.4采煤機(jī)截深與放煤步距當(dāng)前高產(chǎn)高效工作面截深一般為0.6-0.8m，由于要求工作面生產(chǎn)能力較小、截深淺對(duì)瓦斯礦井開(kāi)采有利，且采煤機(jī)截深大時(shí)對(duì)采煤機(jī)裝機(jī)功率及支架配套尺寸要求較高，因此為減少礦井設(shè)備改造投資費(fèi)用，避免投資上的浪費(fèi)，將采煤機(jī)截深定為0.6m。從正規(guī)循環(huán)要求出發(fā)，為達(dá)到最佳放煤效果，即頂煤回收率最高、含矸率最低，要求工作面放煤步距應(yīng)與液壓支架放煤口縱向尺寸一致，并與采煤機(jī)的截深成倍數(shù)關(guān)系，即所謂“一刀一放”、“二刀一放”、“三刀一放”。根據(jù)國(guó)內(nèi)綜放工作面生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，特別是與秀房溝煤礦臨近的銅川柴家溝煤礦試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，當(dāng)采煤機(jī)截深為0.6m時(shí)，可采用二刀一放循環(huán)作業(yè)方式，又考慮到本工作面頂煤較薄，建議本工作面采用用二刀一放的循環(huán)放煤方式，即放煤步距為1.2m。3.3工作面進(jìn)度及產(chǎn)量3.3.1工作面日循環(huán)數(shù)當(dāng)工作面的長(zhǎng)度確定以后，可按下式計(jì)算工作面的日循環(huán)數(shù)：式中：—日循環(huán)數(shù)；—工作面日產(chǎn)量，按年產(chǎn)90萬(wàn)t、年生產(chǎn)330d計(jì)算，為2727t；—工作面正規(guī)循環(huán)率，取=0.85；—工作面長(zhǎng)度，116m；—采放厚度，為5.37m；—循環(huán)進(jìn)尺，采煤機(jī)截深0.6m，2刀1放，則B=1.2m；—工作面回采率，取93%；—煤體容重，1.46t/m3。則對(duì)于24209的綜放工作面：n=2727÷（0.85×116×5.37×1.2×1.46×0.93）=3.2根據(jù)上述計(jì)算，工作面日完成4個(gè)生產(chǎn)循環(huán)，可達(dá)到礦井年產(chǎn)90萬(wàn)t的生產(chǎn)能力。3.3.2工作面日產(chǎn)量則工作面日產(chǎn)量出煤量Q為：Q=l·n·H·B·r·c·K1式中Q—工作面估算日產(chǎn)量，t；l—工作面長(zhǎng)度，116m；n—日循環(huán)數(shù)，4個(gè)；K1—工作面正規(guī)循環(huán)率，取=0.85；H—采放厚度，為5.37m；B—循環(huán)進(jìn)尺，按采煤機(jī)截深0.6m，2刀1放，則B=1.2m；c—工作面回采率，為93%；r—煤體容重，1.46t/m3。Q=116×4×5.37×1.2×1.46×0.93×0.85=3450.8t3.3.3工作面月產(chǎn)量、年產(chǎn)量每年工作日數(shù)按330日計(jì)算，年產(chǎn)量為：Q年=Q×330=113.8萬(wàn)t。3.4工作面巷道布置與支護(hù)3.4.1順槽布置與支護(hù)由于24209綜放工作面傾向及走向距離較短、工作面生產(chǎn)能力較小，根據(jù)瓦斯涌出量對(duì)風(fēng)量的要求和工作面順槽設(shè)備布置對(duì)巷道斷面的要求驗(yàn)算通風(fēng)斷面。設(shè)計(jì)24209綜放工作面巷道斷面尺寸如下：回風(fēng)順槽為凈高3m、寬凈4.2m的矩形斷面；運(yùn)輸順槽為高凈3m、凈寬4.8m的矩形斷面；切眼為凈高2.8m、凈寬7.5m的矩形斷面?；仫L(fēng)順槽、運(yùn)輸順槽和切眼均布置在煤層中，并按預(yù)留0.5m厚的底煤掘進(jìn)。順槽內(nèi)設(shè)備布置如圖3-7所示。附圖3-1～3-5為兩順槽錨網(wǎng)支護(hù)示意圖，在順槽巷道掘進(jìn)之前已經(jīng)進(jìn)行具體的支護(hù)方案設(shè)計(jì)。3.4.2工作面端頭布置與支護(hù)⑴工作面下端頭在工作面下端頭原有錨網(wǎng)支護(hù)的基礎(chǔ)上，采用DZ—3150型單體液壓支柱配合ZZHJ—1200型鉸接頂梁，一梁一柱鉸接支護(hù)。在前后溜電機(jī)上部采用4對(duì)8根（前溜和后溜各采用2對(duì)4根）5.2m長(zhǎng)鋼梁一梁三柱支護(hù)。后溜至采空區(qū)邊緣，用DZ－3150型單體支柱配合1.2m鉸接梁與超前支護(hù)在同一條線(xiàn)上布置三排支護(hù)至轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾邊沿，以外0.5m范圍內(nèi)用雙排切頂點(diǎn)柱支護(hù)，每排6根，共12根，三角布置，給后溜機(jī)頭及轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾維護(hù)創(chuàng)造空間。在5.2m長(zhǎng)鋼梁與1#架之間采用1根2.6m鋼梁，一梁三柱跨機(jī)頭架及過(guò)渡槽支護(hù)。在推移工作面前后溜時(shí)，要根據(jù)情況及時(shí)更換柱子，始終保證一梁三柱，兩柱可在溜前也可在溜后（如圖3-6所示）。⑵工作面上端頭工作面上端頭支護(hù)采用雙排單梁?jiǎn)沃ёo(hù)，在78#架尾梁末端向采空區(qū)側(cè)延深0.5m雙排點(diǎn)柱支護(hù)，每排4根共8根三角布置，給后溜機(jī)尾創(chuàng)造檢修空間（如圖3-6所示）。⑶兩端頭超前支護(hù)受采動(dòng)的影響，兩端頭前方巷道可能引起片幫、冒頂，需對(duì)兩端頭前方巷道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，根據(jù)我礦以往工作面開(kāi)采情況和實(shí)際操作，在工作面煤壁前方回風(fēng)順槽30m內(nèi)布置兩排一梁一柱支護(hù)，排距2.0m，柱距1.2m，在工作面煤壁前方運(yùn)輸順槽30m內(nèi)三排一梁一柱支護(hù)，柱距1.2m,排距分別為：1.4m（轉(zhuǎn)載機(jī)道）,1.5m（人行道）。柱子和梁分別為DZ—3150單體液壓支柱、1.2m鉸接頂梁。⑷過(guò)渡支架工作面布置過(guò)渡支架2臺(tái)，機(jī)頭、機(jī)尾各1架，過(guò)渡支架采用四柱反四連桿放頂煤過(guò)渡支架。支架后部設(shè)置大尾梁機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)尾梁和插板千斤頂可以有效地支護(hù)后部空間，刮板輸送機(jī)推移耳座中部、機(jī)頭、機(jī)尾，間距86mm,耳板厚度70mm，進(jìn)、回液接口尺寸與原來(lái)中間支架相配套。⑸端頭支護(hù)材料端頭的支護(hù)材料見(jiàn)下表。表3-1端頭支護(hù)材料表名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量/根備注單體液壓支柱DZ—3150250其中50根備用單體液壓支柱DZ—280050主要用在巷道變形處單體液壓支柱DZ—120030用于工作面安裝、搬家或正常生產(chǎn)中鉸接頂梁1.2m200其中20根備用長(zhǎng)鋼梁5.2m8其中2根備用(非標(biāo)，可用兩根2.6m的對(duì)接)長(zhǎng)鋼梁2.6m4其中2根備用圖3-6工作面端頭支護(hù)示意圖圖3-7順槽內(nèi)設(shè)備布置耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第四章工作面設(shè)備選型及總體配套設(shè)計(jì)第四章綜放工作面設(shè)備選型與總體配套設(shè)計(jì)4.1前、后輸送機(jī)機(jī)頭布置方式前、后部輸送機(jī)機(jī)頭垂直布置方式，如圖4-1所示。 圖4-1工作面前、后輸送機(jī)機(jī)頭垂直布置4.2工作面設(shè)備選型4.2.1工作面放頂煤液壓支架架型的選擇采用雙輸送機(jī)插板式低位放頂煤支架。支架工作阻力確定支架工作阻力確定的基本條件：綜放工作面采厚5.32m，采煤機(jī)割煤高度2.6m，放煤高度2.7m，采深380～480m左右，煤的硬度中等偏硬，煤層硬度系數(shù)f按2.0和2.5考慮。⑴統(tǒng)計(jì)計(jì)算法確定支架工作阻力根據(jù)對(duì)我國(guó)30多個(gè)綜放開(kāi)采工作面實(shí)測(cè)支架最大載荷與煤層硬度系數(shù)f，采深以及頂煤厚度進(jìn)行回歸，得到如下關(guān)系式：將綜放工作面煤層條件代入上式求出，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，即（～1.35）①按采深=380m，f=2.0，=1.9m計(jì)算kN=4748kN（1.25）②按采深=480m，f=2.0，=1.9m計(jì)算kN=5023.2kN（1.25）③按采深=380m，f=2.5，=1.9m計(jì)算kN=5042.5kN（1.25）④按采深=480m，f=2.5，=1.9m計(jì)算kN=5317.6kN（1.25）若按秀房溝礦井煤層的最大厚度6.0m進(jìn)行考慮，此時(shí)綜放工作面采厚5.5m（留0.5m的護(hù)底煤柱），采煤機(jī)割煤高度2.6m，放煤高度2.9m，采放比1：1.2，此時(shí)計(jì)算出的支架工作阻力如下：①按采深=380m，f=2.0，=2.9m計(jì)算kN=4713kN（1.25）②按采深=480m，f=2.0，=2.9m計(jì)算kN=4988kN（1.25）③按采深=380m，f=2.5，=2.9m計(jì)算kN=5007.4kN（1.25）④按采深=480m，f=2.5，=2.9m計(jì)算kN=5282.4kN（1.25）⑵類(lèi)比法確定支架工作阻力①陜西彬縣下溝煤礦工作面參數(shù)和所采煤層自然條件如表4-1所示；所選工作面液壓支架主要技術(shù)參數(shù)如表4-2所示。下溝煤礦使用ZF4600/17/28低位放頂煤反四連桿液壓支架，目前已經(jīng)使用了四年多的時(shí)間，正服務(wù)于第五個(gè)綜放工作面，從支架的使用情況來(lái)看，主要是支架的液壓系統(tǒng)制約了支架的工作阻力，從設(shè)計(jì)工作阻力來(lái)看，還能達(dá)到支護(hù)要求。2002年對(duì)ZF1812工作面25號(hào)和35號(hào)架的工作阻力進(jìn)行實(shí)際測(cè)定，測(cè)得35號(hào)架最大阻力主要分布在3000~3500KN之間，占全部次數(shù)的47.8%，平均加權(quán)阻力主要分布在2500-3000KN，占全部次數(shù)的54.1%；25號(hào)架最大阻力在大于2500KN占全部次數(shù)的47.1%，加權(quán)阻力在1500~250KN占總次數(shù)的78.2%。35號(hào)架加權(quán)阻力的平均值是2646KN，相當(dāng)于額定工作阻力的57.5%；最大阻力的平均值是3278KN，相當(dāng)于額定工作阻力的71.3%，所以從上面的數(shù)據(jù)可以看出支架工作阻力設(shè)計(jì)比較合理的。表4-1下溝煤礦工作面參數(shù)和煤層自然條件煤層編號(hào)4號(hào)工作面長(zhǎng)度90m煤層傾角3～5°工作面采高2.6m平均厚度16.7m放煤高度11m煤層埋深350m直架型號(hào)ZF4600/17/28表4-2液壓支架主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)單位支架高度1.7～2.8m支架寬度1430～1600mm中心距1500mm初撐力3944kN工作阻力4600kN支護(hù)強(qiáng)度0.69～0.70MPa底板比壓（平均）1.7MPa泵站壓力31.4MPa行程1098mm在2004年工作面回采ZF1810工作面時(shí)，工作面時(shí)常出現(xiàn)壓架等現(xiàn)象，但工作面安全閥開(kāi)啟率不高。經(jīng)過(guò)2004年10月份工作面搬家過(guò)程中更換了支架的所以操作閥并更換了部分供液管路，截至目前，工作面未發(fā)生一次壓架現(xiàn)象，支架工作狀態(tài)良好。②銅川玉華煤礦工作面參數(shù)和所采煤層自然條件如表4-5所示；所選工作面液壓支架主要技術(shù)參數(shù)如表4-6所示。玉華煤礦曾使用過(guò)ZF4800/17/28型液壓支架，但在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)工作面壓架現(xiàn)象，后加大了支架工作阻力和支護(hù)強(qiáng)度，工作面支護(hù)質(zhì)量有明顯好轉(zhuǎn)，但是由于工作面長(zhǎng)度較長(zhǎng)，支架支護(hù)強(qiáng)度還偏小，使得工作面仍有壓架現(xiàn)象。③銅川柴家溝煤礦工作面參數(shù)和所采煤層自然條件如表4-3所示；所選工作面液壓支架主要技術(shù)參數(shù)如表4-4所示。表4-3柴家溝煤礦工作面參數(shù)和煤層自然條件煤層編號(hào)4-2號(hào)工作面長(zhǎng)度90m煤層傾角3～5°工作面采高2.6m平均厚度5.61m放煤高度3.11m煤層埋深271～538m直架型號(hào)ZF5200/18/28表4-4液壓支架主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)單位支架高度1.8～2.8m支架寬度1430～1600mm中心距1500mm初撐力4653kN工作阻力5200kN支護(hù)強(qiáng)度0.84MPa底板比壓（平均）0.9～1.4MPa泵站壓力28MPa行程1000mm表4-5玉華煤礦工作面參數(shù)和煤層自然條件煤層編號(hào)4-2號(hào)工作面長(zhǎng)度165m煤層傾角10～12°工作面采高2.6m平均厚度15m放煤高度10.0m煤層埋深400～500m直架型號(hào)ZF6400/17/30表4-6液壓支架主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)單位支架高度1.7～3.0m支架寬度1430～1600mm中心距1500mm初撐力5216kN工作阻力6400kN支護(hù)強(qiáng)度0.84MPa底板比壓（平均）2.7MPa泵站壓力31.4MPa行程1300mm煤層編號(hào)4-2號(hào)工作面長(zhǎng)度90m煤層傾角3～5°工作面采高2.6m平均厚度5.61m放煤高度3.11m煤層埋深271～538m直架型號(hào)ZF5200/18/28銅川柴家溝煤礦使用ZF5200/18/28低位放頂煤正四連桿液壓支架，在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)支架仍有一定的富裕系數(shù)，安全閥很少有開(kāi)啟顯現(xiàn)。使用至今，從未出現(xiàn)過(guò)一次工作面壓架現(xiàn)象。秀房溝煤礦和以上3礦所采煤層為同一煤層，同為4號(hào)煤層。但是工作面煤層埋深不同，彬縣下溝礦埋深350m左右，柴家溝埋深270～330m，而秀房溝煤礦煤層埋深在380m以上。玉華煤礦埋深比秀房溝煤礦還深，從煤層厚度上來(lái)說(shuō)，秀房溝煤礦首采面煤厚和柴家溝相似。所以從支架支護(hù)強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，支架的支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)在0.84以上。根據(jù)上述3種方法計(jì)算、分析結(jié)果，并結(jié)合4-2煤層的條件，支架設(shè)計(jì)工作阻力確定為5600kN，支架支護(hù)強(qiáng)度定在0.84以上。支架的主要技術(shù)參數(shù)24209工作面綜放液壓支架主要技術(shù)參數(shù)為如表4-7、圖4-2所示。表4-724209工作面綜放液壓支架主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)ZF5600/18/28型式四柱支撐掩護(hù)式正四連桿低位放頂煤液壓支架；高度1800～2800mm；寬度1430～1600mm；中心距1500mm；初撐力4653kN（P＝31.5MPa）；工作阻力5600kN（P＝33.7MPa）；底板比壓（前端值）：0.97～1.5MPa支護(hù)強(qiáng)度:0.90MPa；泵站壓力:31.5MPa；立柱型式：?jiǎn)紊炜s缸徑/桿徑230/210mm工作阻力（P=33.7Mpa）1400KN行程1000mm推移千斤頂型式：普通雙作用缸徑/桿徑160/105mm推力/拉力321/563KN行程700mm配套截深：600mm分體頂梁：上擺17o，下擺22o操縱閥流量：200L/min4.2.2采煤機(jī)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)2刀1放。割煤和放煤可以平行作業(yè)，互不干擾，互不等待。因此，秀房溝煤礦4-2煤層首采綜放工作面采用端部斜切進(jìn)刀單向割煤，采煤機(jī)的平均落煤能力為：式中：——采煤機(jī)平均落煤能力,t/h；——工作面平均日產(chǎn)量，t/d；——采煤機(jī)截深，0.6m；——割煤高度，2.6m；——實(shí)體煤容重，1.49t/m3；——工作面采煤機(jī)割煤回采率，97%；L——工作面長(zhǎng)度，90m；Ls——輸送機(jī)彎曲段長(zhǎng)度，20mLf——工作面放煤長(zhǎng)度，84m；Lm——采煤機(jī)兩滾筒中心距，9.3m；Td——采煤機(jī)返向時(shí)間，1.0min；——綜放工作面平均頂煤厚度，2.9m；——頂煤回收率，75%；K——采煤機(jī)平均日開(kāi)機(jī)率，0.4；T1——綜放工作面日生產(chǎn)時(shí)間，1440min；工作面采煤機(jī)平均落煤能力：=采煤機(jī)平均割煤速度按采煤機(jī)平均落煤能力288.6t/h計(jì)算：根據(jù)計(jì)算結(jié)果，年產(chǎn)90萬(wàn)t綜放工作面要求采煤機(jī)平均割煤速度應(yīng)不小于2.07m/min。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，采煤機(jī)割煤速度可達(dá)4m/min以上，因此在計(jì)算采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力時(shí)，平均割煤速度按3.0m/min計(jì)算。采煤機(jī)最大割煤速度和最大生產(chǎn)能力采煤機(jī)最大割煤速度：采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力：式中：—采煤機(jī)最大割煤速度，m/min；—采煤機(jī)最大落煤量，t/h；—采煤機(jī)平均割煤速度為3.0m/min時(shí)的平均落煤能力；—采煤機(jī)割煤不均衡系數(shù)，取1.3。取上述結(jié)果最大值，則：t/h采煤機(jī)裝機(jī)功率按采煤機(jī)單位能耗計(jì)算采煤機(jī)功率為：式中：—采煤機(jī)裝機(jī)功率，kW；—備用系數(shù)，取=1.5；—采煤機(jī)割煤?jiǎn)挝荒芎?，按鐵法、晉城等礦區(qū)實(shí)測(cè)，=0.55～0.85kwh/m3，由于秀房溝礦4-2煤層煤質(zhì)偏硬，這里取=0.80kwh/m3。取最大割煤速度=3.9m/min,則采煤機(jī)裝機(jī)功率：N=60×1.5×0.6×2.6×3.9×0.80=438kW。采煤機(jī)型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)上述計(jì)算，按照采煤機(jī)裝機(jī)功率大于438kW的原則，可選用兩種機(jī)型，即MG200/500-W、MG200/468-W，目前在銅川礦區(qū)MG200/468-W應(yīng)用多，效果較好，秀房溝礦均可選用以上兩種采煤機(jī)?？紤]到秀房溝礦首采工作面煤層較薄，相對(duì)來(lái)說(shuō)，采煤工藝主要以割煤為主；從該礦211工作面附近鉆孔資料顯示，該煤層下位有數(shù)層夾矸，厚度0.3～0.65m不等，巖性為泥巖和粉砂巖，給采煤機(jī)割煤造成了一定的困難。MG200/468-W型采煤機(jī)主要參數(shù)如下：采高范圍：1.6～2.8m機(jī)面高度：1.2m適應(yīng)煤層傾角：≤40°煤質(zhì)硬度：f≤4供電電壓：1140V裝機(jī)總功率：468kW(200kW2+302+7.5kW)滾筒直徑:：1400mm牽引方式：齒輪銷(xiāo)軌無(wú)鏈牽引牽引速度：0～5.7m/min牽引力：500kN采煤機(jī)整機(jī)重量：36tMG250/600-W型采煤機(jī)主要參數(shù)如下：采高范圍：1.6～3.2m機(jī)面高度：1.2m適應(yīng)煤層傾角：≤40°煤質(zhì)硬度：f≤4供電電壓：1140V裝機(jī)總功率：600kW(250kW2+100kW)滾筒直徑:：1800mm牽引方式：齒輪銷(xiāo)軌無(wú)鏈牽引牽引速度：0～5.7m/min牽引力：500kN采煤機(jī)整機(jī)重量：36t4.2.3前部輸送機(jī)⑴前部輸送機(jī)能力核算選擇工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)滿(mǎn)足采煤機(jī)最大落煤能力的要求:式中:——刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力，t/h；——考慮運(yùn)輸方向及傾角系數(shù)，煤層傾角為2～12°，取1.0?！擅簷C(jī)割煤速度不均勻系數(shù)，可取1.3；——考慮采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)同向運(yùn)動(dòng)時(shí)的修正系數(shù)，；——刮板輸送機(jī)鏈速，取1.3m/s；=1.0×0.765×1.3×544=540t/h⑵前部輸送機(jī)選型按照輸送機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足的生產(chǎn)能力和采煤機(jī)型號(hào)，需選用型號(hào)為SGZ730/200的中雙鏈鑄焊封底式溜槽刮板輸送機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為：設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：100m出廠(chǎng)長(zhǎng)度：100m運(yùn)量：700t/h中部槽規(guī)格：1500×730×260mm中部槽型式：鑄造焊底中部槽間聯(lián)接形式：?jiǎn)♀忎N(xiāo)連接強(qiáng)度：2500KN刮板鏈型式：中雙鏈刮板鏈速：0.99m/s刮板間距：1104mm圓環(huán)鏈規(guī)格：2×Φ26×92刮板鏈破斷負(fù)荷：850kN減速機(jī)速比：36.737：1減速機(jī)型號(hào)：J×200冷卻形式：水冷潤(rùn)滑方式：自循環(huán)潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)型號(hào)：YBS-200電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：1480r/min電動(dòng)機(jī)電壓：1140V電動(dòng)機(jī)功率：200kW電動(dòng)機(jī)冷卻方式：水冷緊鏈方式：閘盤(pán)緊鏈垂直向彎曲：±2°水平向彎曲：±1°電機(jī)布置方式：垂直布置4.2.4后部輸送機(jī)⑴后部輸送機(jī)能力核算與采煤機(jī)割煤速度相匹配的工作面放煤速度Vf：式中：Dt——端點(diǎn)作業(yè)影響時(shí)間，12min；則工作面平均放煤量Qf：Qf=60·m·B·Hf·Cf·（1+C矸）··Vf式中：Cf——頂煤回收率，%；C矸——煤中含矸率，%得：Qf=60×2×0.6×2.9×0.75（1+0.1）×1.49×1.18=302.8（t/h）工作面運(yùn)輸機(jī)輸送能力Q：Q≥Kf·Qf=1.5×302.8=454.2（t/h）式中：Kf——放煤不均衡系數(shù)，1.5；⑵后部輸送機(jī)選型根據(jù)運(yùn)輸能力，并考慮工作面運(yùn)輸機(jī)的互換性，便于維修管理，選用與前刮板輸送機(jī)同型號(hào)的SGZ730/200型鑄焊封底式刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸能力700t/h。其主要技術(shù)參數(shù)為：設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：100m出廠(chǎng)長(zhǎng)度：100m運(yùn)量：700t/h中部槽規(guī)格：1500×730×260mm中部槽型式：鑄造焊底中部槽間聯(lián)接形式：?jiǎn)♀忎N(xiāo)連接強(qiáng)度：2500KN刮板鏈型式：中雙鏈刮板鏈速：0.99m/s刮板間距：1104mm圓環(huán)鏈規(guī)格：2×Φ26×92刮板鏈破斷負(fù)荷：850kN減速機(jī)速比：36.737：1減速機(jī)型號(hào)：J×200冷卻形式：水冷潤(rùn)滑方式：自循環(huán)潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)型號(hào)：YBS-200電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：1480r/min電動(dòng)機(jī)電壓：1140V電動(dòng)機(jī)功率：200kW電動(dòng)機(jī)冷卻方式：水冷緊鏈方式：閘盤(pán)緊鏈垂直向彎曲：±2°水平向彎曲：±1°電機(jī)布置方式：垂直布置4.2.5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(mǎn)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：式中：——轉(zhuǎn)載機(jī)生產(chǎn)能力，t/h；——采煤機(jī)平均落煤能力，取采煤機(jī)正常割煤速度為3.0m/min時(shí)的落煤能力，418.5t/h；——工作面平均放頂煤能力，302.8t/h；——采煤機(jī)割煤速度不均勻系數(shù)，1.3；——放煤流量不均勻系數(shù),1.5；則:⑵轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào)選擇按照轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)輸能力要求，需選用型號(hào)為SZZ764/160的橋式刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，輸送能力為1000t/h，具體技術(shù)參數(shù)為：設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：41.5m運(yùn)量：1000t/h刮板鏈速：1.33m/s電機(jī)型號(hào)：YBS-160減速器：MRH70EA（SEW）傳動(dòng)比：1：25.38刮板鏈：中雙鏈圓環(huán)鏈規(guī)格：26×92破斷負(fù)荷：850KN槽間聯(lián)接型式：?jiǎn)♀忎N(xiāo)聯(lián)接緊鏈方式：閘盤(pán)緊鏈器拉移方式：2LY拉移裝置4.2.6破碎機(jī)根據(jù)能力配套要求，需選用與刮板轉(zhuǎn)載機(jī)配套的PCM110型破碎機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)為：破碎能力：1000t/h最大輸入塊度（長(zhǎng)度不限）：700×700mm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：890kg/m電機(jī)型號(hào)：KBY-550/110電機(jī)功率：110kW電機(jī)轉(zhuǎn)速：1470r/min破碎錘頭轉(zhuǎn)速：470r/min破碎錘頭沖擊速度：22.7m/s外型尺寸：4560×2025×1808mm設(shè)備總重：14692kg4.2.7膠帶輸送機(jī)由于礦井工作面的接續(xù)，24211工作面采完后就采24209工作面，在膠帶輸送機(jī)的服務(wù)年限內(nèi)所采工作面的走向長(zhǎng)度均不超過(guò)1000m，所以根據(jù)工作面生產(chǎn)能力，擬選用型號(hào)為SSJ1000/200的膠帶輸送機(jī)，輸送能力為800t/h，輸送距離1000m。主要技術(shù)參數(shù)為：膠帶寬度：1000mm運(yùn)量：800t/h帶速：2.5m/s傾角：0°機(jī)長(zhǎng)：1200m電壓：1140V電機(jī)（一臺(tái)）：型號(hào)：YBS-200防爆電機(jī)功率：200KW轉(zhuǎn)速：1488r/min電壓：660/1140V行星減速器（一臺(tái)）：SSX200-25制動(dòng)器（一臺(tái)）：YWZ400/90（電壓127V）偶合器（一臺(tái)）：YOXⅡZ560型帶制動(dòng)輪偶合器張緊形式：絞車(chē)張緊，張緊功率：7.5KW傳動(dòng)滾筒直徑：Φ800mm機(jī)尾滾筒直徑：Φ400mm4.2.8乳化液及噴霧泵站泵站位置一般工作面走向推進(jìn)長(zhǎng)度大于1000m需要考慮設(shè)置移動(dòng)泵站，即工作面泵站布置在大約500m處，這樣由于工作面距離泵站較近，各種供液管路的壓損較小，特別是能夠保證支架的供液壓力。對(duì)于秀房溝煤礦24209采面來(lái)說(shuō)，由于工作面走向推進(jìn)長(zhǎng)度僅900m，在布置工作面泵站時(shí)考慮到泵站的移動(dòng)搬家比較麻煩，所以設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮以上幾種因素，將工作面泵站布置在順槽口242皮帶上山與回風(fēng)上山212聯(lián)絡(luò)巷道中，距離切眼954m的位置。乳化液泵站設(shè)備選型采用BRW400/31.5×4A乳化液泵及XR-WS2500泵箱，兩泵一箱，其主要技術(shù)參數(shù)如下：乳化液泵技術(shù)參數(shù)公稱(chēng)壓力：31.5MPa公稱(chēng)流量：400L/min柱塞根數(shù)：5根曲軸轉(zhuǎn)速：425r/min電機(jī)功率：200KW工作電壓：1140V/660V配液方式：自動(dòng)工作介質(zhì)：含3%～5%乳化液油的中性水混合物乳化液箱容積：2500L噴霧泵站根據(jù)工作面噴霧降塵及設(shè)備冷卻的需要，綜放工作面噴霧泵站分別由BPW320/10型、BPW320/6.3型噴霧泵及水箱組成，其中前者供采煤機(jī)外噴霧、支架前后噴霧；后者供前后輸送機(jī)、采煤機(jī)冷卻。設(shè)備主要技術(shù)特征為：⑴BPW320/10型噴霧泵公稱(chēng)壓力10MPa公稱(chēng)流量320L/min電動(dòng)機(jī)功率75kW電動(dòng)機(jī)電壓1140V/660V⑵BPW320/6.3噴霧泵公稱(chēng)壓力6.3MPa公稱(chēng)流量320L/min電動(dòng)機(jī)功率55kW電動(dòng)機(jī)電壓1140V/660V清水箱容積2500L4.2.9工作面主要設(shè)備選型結(jié)果根據(jù)上述計(jì)算分析，工作面設(shè)備選型結(jié)果如表4-2所示。表4-2綜放工作面主要設(shè)備組成表序號(hào)名稱(chēng)數(shù)量備注1ZF5600/18/28型放頂煤支架76面長(zhǎng)116m2ZFG6400/20/32型過(guò)渡支架23MG200/468-W采煤機(jī)11140V4SGZ730/200前部刮板輸送機(jī)11140V5SGZ730/200后部刮板輸送機(jī)11140V6SZZ764/160型轉(zhuǎn)載機(jī).l1140V7PCM110型破碎機(jī)11140V8SSJ1000/200可伸縮帶式輸送機(jī)11140V/660V9BRW400/31.5×4A型乳化液泵21140V/660V10XR-WS2500型乳化液箱11140V/660VBPW320/6.3型冷卻泵站11140V/660V4.3綜放工作面設(shè)備配套能力4.3.1工作面中部三機(jī)尺寸配套本設(shè)計(jì)按照及時(shí)支護(hù)原則對(duì)24209綜放面中部的采煤機(jī)、放頂煤液壓支架和前后部輸送機(jī)進(jìn)行配套,如圖4-4所示。放頂煤液壓支架的工作高度2600mm，頂梁與采煤機(jī)之間的最大過(guò)機(jī)高度為841mm，前后部輸送機(jī)間距4322mm。前部輸送機(jī)推移到位后，鏟煤板前端到煤壁的距離為329mm。采煤機(jī)滾筒內(nèi)側(cè)與輸送機(jī)鏟煤板前端的側(cè)向間隙為24209mm。在刮板輸送機(jī)靠擋煤板一側(cè),采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)擋煤板間的最小側(cè)向間隙位于采煤機(jī)牽引裝置處,其值為30mm。在前部輸送機(jī)推靠煤壁到位、放頂煤液壓支架移架之前的正常位置，放頂煤液壓支架過(guò)橋前端到前部輸送機(jī)電纜槽外沿保持668mm的移架空間和安全富裕量，支架底座后端到后部輸送機(jī)鏟煤板尖端的安全間隙為167mm。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。在采煤機(jī)割煤過(guò)后并完成拉架工序的放煤狀態(tài)，放頂煤液壓支架過(guò)橋與前部輸送電纜槽之間的安全間隙為68mm，支架底座到后部輸送機(jī)鏟煤板尖端的距離為767mm，后部輸送機(jī)刮板鏈上沿到尾梁插板尖端的過(guò)煤高度為492mm。放煤結(jié)束且插板伸出后，插板尖端到后部輸送機(jī)槽幫之間61mm的安全間隙可以有效地封閉采煤空間。采煤機(jī)采用無(wú)鏈牽引，齒輪銷(xiāo)排傳動(dòng)。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(xiāo)排軌上。采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒輪在輸送機(jī)銷(xiāo)排上相對(duì)嚙合前進(jìn),從而實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)在工作面往返運(yùn)行。銷(xiāo)排軌固定在刮板輸送機(jī)靠擋煤板側(cè)的軌座上,柱銷(xiāo)間距為125mm。輸送機(jī)溜槽間允許的偏擺角度為：水平方向±2°，垂直方向±3°。在確保以上參數(shù)的情況下,采煤機(jī)可以在刮板輸送機(jī)上順利行走。4.3.2運(yùn)輸巷端頭設(shè)備的配套為了避免后部輸送機(jī)在正常工作時(shí)處于多段彎曲狀態(tài)，同時(shí)盡量減小前后部輸送機(jī)的中心距，降低支架?chē)嵨缓驮O(shè)備投資，24209綜放面的前后部輸送機(jī)采用端卸式垂直布置方式。前后部輸送機(jī)上的煤炭通過(guò)機(jī)頭的鏈輪之后作拋體運(yùn)動(dòng)，直接拋射到順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的溜槽內(nèi)，煤流比較暢通。輸送機(jī)的電機(jī)和傳動(dòng)裝置與溜槽中心線(xiàn)垂直布置在輸送機(jī)機(jī)頭的前側(cè)。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(guò)煤幫123mm，相應(yīng)的臥底量為80mm。此時(shí)采煤機(jī)滾筒與刮板輸送機(jī)的電機(jī)與傳動(dòng)裝置互不干涉。工作面刮板輸送機(jī)的鏈輪中心位于順槽中心線(xiàn)下側(cè)180mm處，距順槽轉(zhuǎn)載機(jī)中心550mm，卸載高度750mm。順槽轉(zhuǎn)載機(jī)外幫距順槽下幫878mm。在運(yùn)輸順槽底面和工作面底板的交界處用一段平滑的曲線(xiàn)連接，以保證工作面刮板輸送機(jī)溜槽之間的彎曲角不超過(guò)±3°。此范圍內(nèi)的煤層頂板也采用同樣的過(guò)渡方式。位于此范圍內(nèi)的放頂煤液壓支架，其中心線(xiàn)互不平行，生產(chǎn)中要加強(qiáng)管理，避免架與架之間出現(xiàn)咬架或架間間隙過(guò)大的現(xiàn)象。4.3.3軌道巷端頭設(shè)備配套由于工作面長(zhǎng)度較短，工作面的前、后部刮板輸送機(jī)均采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)尾處無(wú)電機(jī)、減速器和相應(yīng)的連接器，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，沿工作面推進(jìn)方向的橫向尺寸較小，且機(jī)尾的長(zhǎng)度較短，高度較低，與工作面的放頂煤液壓支架配合后能夠滿(mǎn)足割透回風(fēng)巷側(cè)煤壁的要求。4.3.4工作面設(shè)備布置工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度120m。軌道巷和運(yùn)輸巷均采用矩形斷面，軌道巷寬4.20m、高3.0m，運(yùn)輸巷寬4.8m、高3.0m。以工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭鏈輪中心距運(yùn)輸順槽下幫下角點(diǎn)2500mm為基準(zhǔn)，按照機(jī)頭架、機(jī)頭過(guò)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)。工作面前、后部刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度均為120.365m，其中包括機(jī)頭架、機(jī)尾架、過(guò)渡槽和中部槽。全工作面共布置78個(gè)放頂煤液壓支架。在回風(fēng)巷端頭前、后部刮板輸送機(jī)機(jī)尾上方的無(wú)支護(hù)頂板采用兩排長(zhǎng)度1000mm的金屬鉸接頂梁配合單體液壓支柱支護(hù)，一梁一柱。為了防止端頭區(qū)的冒落矸石涌入開(kāi)采空間，保證工作面采放作業(yè)的正常進(jìn)行，在工作面上下端頭的放頂煤支架尾部各設(shè)置一組密集支柱。運(yùn)輸順槽內(nèi)的超前支護(hù)和端頭區(qū)的支護(hù)也采用由金屬鉸接頂梁與單體液壓支架組成的走向抬棚支護(hù)?？肯聨蛡?cè)的走向抬棚中心距運(yùn)輸巷下幫150mm，靠上幫側(cè)的走向抬棚中心距排頭架下側(cè)的側(cè)護(hù)板400mm，電機(jī)上面采用長(zhǎng)梁配合單體支柱支護(hù)方式。在移溜過(guò)程中，前部輸送機(jī)溜槽彎曲段的長(zhǎng)度不少于10節(jié)溜槽，即不小于15m，以避免采煤機(jī)進(jìn)入彎曲段割煤時(shí)滾筒與鏟煤板相互干涉。耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第四章工作面設(shè)備選型及總體配套設(shè)計(jì)圖4-2ZF5600/18/28型放頂煤支架圖4-3綜放工作面中部三機(jī)配套圖圖4-4綜放工作面機(jī)頭三機(jī)配套圖銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第五章采煤工藝設(shè)計(jì)PAGE155銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第五章采煤工藝設(shè)計(jì)第五章采煤工藝設(shè)計(jì)5.1回采工藝流程24209工作面采用走向長(zhǎng)壁式綜采放頂煤全部垮落后退式采煤工藝，端頭斜切進(jìn)刀，單向割煤，兩刀一放，其回采工藝流程為：采煤機(jī)上端頭斜切進(jìn)刀—正常下行割煤—移架—采煤機(jī)返向上行清浮煤（采煤機(jī)割煤至機(jī)頭后）—推前部輸送機(jī)—放頂煤—拉后部輸送機(jī)—上端頭斜切進(jìn)刀—正常下行割煤。5.2采煤機(jī)割煤5.2.1采煤機(jī)割煤方式及運(yùn)行順序雙滾筒采煤機(jī)一次沿底采高2.6m，最高不能超過(guò)2.7m，最低不能低于2.3m,最低采高設(shè)置的目的是使支架后部有足夠的過(guò)煤空間。采煤機(jī)自開(kāi)缺口，采用端頭斜切進(jìn)刀單向割煤，其工藝流程如圖5-1所示，工序如下：采煤機(jī)端部斜切進(jìn)刀割透煤壁后反向時(shí)，將前部輸送機(jī)全部推向煤壁，此時(shí)采煤機(jī)先割剩余15m的底煤，接著向另一端正常割煤（圖5-1，a）；采煤機(jī)到達(dá)另一端割透煤壁后，立即反向先割剩余15m的底煤，然后向斜切進(jìn)刀端跑空刀清理浮煤（圖5-1，b）；在采煤機(jī)到達(dá)斜切進(jìn)刀段以前，輸送機(jī)機(jī)頭已推向煤壁，此時(shí)采煤機(jī)可順勢(shì)進(jìn)行斜切進(jìn)刀（圖5-1，c）；采煤機(jī)斜切進(jìn)刀完成后，反向向另一端割煤，開(kāi)始下一個(gè)割煤循環(huán)（圖5-1，d）。5.2.2采煤機(jī)割煤質(zhì)量要求⑴采煤機(jī)的任務(wù)，除了完成下部2.6m煤層的割煤任務(wù)之外，還要有利于礦山壓力顯現(xiàn)，使支架上的頂煤借助于礦壓作用將其壓裂、壓碎，便于從支架放煤口放出。因此，需盡量在放盡頂煤的條件下，進(jìn)行采煤機(jī)割煤。采煤機(jī)割過(guò)后，必須及時(shí)移架，其作用除防止架前冒頂、片幫外，由于支架的卸壓前移和再支撐作用，還會(huì)造成頂煤的壓裂、壓碎，為后部放頂煤創(chuàng)造條件。⑵由于放頂煤步距（1.2m）的需要，采煤機(jī)必須是在割完0.6m截深后，按程序再割0.6m的截深，其后才可放煤。因此當(dāng)采放工序不平衡時(shí)，可通過(guò)及時(shí)調(diào)整采煤機(jī)的割煤速度或采取暫停割煤等措施，來(lái)配合放頂煤工序的完成。⑶在采煤機(jī)割煤時(shí)，必須嚴(yán)格按照采煤機(jī)安全操作規(guī)程的要求進(jìn)行操作。⑷在采煤機(jī)割至運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾時(shí)，為了使采煤機(jī)能割透煤壁，在緊靠機(jī)頭機(jī)尾處，采煤機(jī)運(yùn)行軌道朝煤壁的方向上裝有變線(xiàn)裝置，這樣采煤割煤時(shí)只能慢速緩行，并注意安全。⑸控制機(jī)組牽引速度，防止壓溜、涌煤事故發(fā)生，保持割煤過(guò)程中的頂?shù)灼秸?a)采煤機(jī)向上割煤（b）采煤機(jī)向下跑空刀清浮煤，下機(jī)頭推向煤壁（c）采煤機(jī)向下端斜切進(jìn)刀（d）采煤機(jī)反向割下一刀煤，輸送機(jī)全長(zhǎng)推向煤圖5-1采煤機(jī)端部斜切進(jìn)刀單向割煤5.3移架5.3.1移架工藝工作面實(shí)行追機(jī)移架，隨著采煤機(jī)的割煤，要按順序移架，移架步距0.6m。為了及時(shí)支護(hù)頂板，當(dāng)采煤機(jī)前滾筒割煤完畢，在保持前滾筒3～5m的安全距離后，隨機(jī)移架。5.3.2移架質(zhì)量要求⑴移架時(shí)必須進(jìn)行檢查，在確認(rèn)頂煤全部放盡后方可隨機(jī)移架，否則就打亂了放煤順序，丟掉頂煤，影響了回收率。⑵必須嚴(yán)格按移架安全操作規(guī)程進(jìn)行移架，移架的程序是：降支架主柱→以前運(yùn)輸機(jī)為支點(diǎn)，用推移千斤頂移架0.6m的距離→升起支架支柱，并在升柱手把位置保持幾秒鐘使支架達(dá)到額定的初撐力。⑶在移架時(shí)，必須使工作面支架保持成一條直線(xiàn)，直線(xiàn)誤差在±5mm以?xún)?nèi)，保持頂煤的放盡和工作面的安全作業(yè)。⑷為保證拉架時(shí)不致將前部輸送機(jī)后拉，在移架時(shí)，應(yīng)將鄰架的推移千斤頂手把打在推溜位置。⑸當(dāng)煤壁片幫較深（≥0.6m）或頂板破碎時(shí)，應(yīng)超前移架支護(hù)。5.4推前部輸送機(jī)5.4.1推前部輸送機(jī)工序推前運(yùn)輸機(jī)在移架工序之后，滯后采煤機(jī)10～15m跟機(jī)進(jìn)行的，割煤和推運(yùn)輸機(jī)平行作業(yè)。除斜切進(jìn)刀段外，每次推進(jìn)度應(yīng)保持0.6m，彎曲長(zhǎng)度不小于15m。5.4.2推前部輸送機(jī)質(zhì)量要求⑴推前運(yùn)輸機(jī)，必須在采煤機(jī)后滾筒割煤后進(jìn)行操作，并與采煤機(jī)后滑靴保持1～1.5m的直線(xiàn)段（即隔一個(gè)運(yùn)輸機(jī)中部的溜槽），以免影響采煤機(jī)在運(yùn)輸機(jī)上的正?；?。⑵推前部運(yùn)輸機(jī)的每次進(jìn)度，除斜切進(jìn)刀外，應(yīng)保持0.6m的距離，并與煤壁平行成一直線(xiàn)，即使運(yùn)輸機(jī)上的鏟煤板與煤壁保持155mm的距離，其直線(xiàn)誤差應(yīng)在±30mm以?xún)?nèi)。⑶為了減少輸送機(jī)在彎曲段的磨損，提高其壽命，在推運(yùn)輸機(jī)時(shí)，必須要保持采煤機(jī)之后的彎曲段長(zhǎng)度不得小于15m。⑷為了保證在推運(yùn)輸機(jī)時(shí)，操作順利，不致發(fā)生“飄底、啃底”現(xiàn)象，所以在推運(yùn)輸機(jī)時(shí)，同時(shí)使用3個(gè)千斤頂一起推。⑸推輸送機(jī)必須單方向進(jìn)行，嚴(yán)禁從兩頭向中間進(jìn)行。⑹為防止卡死輸送機(jī)，采煤機(jī)停機(jī)時(shí)嚴(yán)禁推溜；但在移機(jī)頭、機(jī)尾時(shí)必須停機(jī)作業(yè)。⑺在完成推移運(yùn)輸機(jī)后，必須及時(shí)清掃散落在電纜槽內(nèi)、輸送機(jī)與液壓支架之間等處的浮煤和矸石，并且把浮煤和矸石一起裝入運(yùn)輸機(jī)內(nèi)。5.5放頂煤綜采放頂煤工藝包括放煤程序、放煤步距、放煤時(shí)間與放煤量的控制等。合理的放頂煤工藝的實(shí)現(xiàn)是與支架的工作性能及其在采場(chǎng)的實(shí)際工作狀態(tài)緊密聯(lián)系在一起的。合理的放煤工藝應(yīng)保持放煤過(guò)程中頂煤運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和規(guī)律性，保持直接頂板有規(guī)律地暴露，即頂煤有規(guī)律的放空和及時(shí)冒落。5.5.1放頂煤工藝的原則要求保證有安全的割煤、移架和放煤的間距，防止支架空頂，防止工作面的漏矸、片幫。要求把放煤步距、移架步距與直接頂垮落步距統(tǒng)一起來(lái)，要求依次，連續(xù)跟進(jìn)、順序地放煤。5.5.2放煤方式根據(jù)煤層賦存情況、裝備狀況和工人操作的水平，24209工作面采用單輪順序間隔放煤方式。這種放煤方式的特點(diǎn)是：在每架放煤口的上方，待放頂煤體均受到鄰架放煤過(guò)程的影響，鄰架的放煤增加了本架放煤的自由度，并隨鄰架的放煤而進(jìn)一步使本架的頂煤破碎、膨脹，從而使頂煤在放出前的破碎度加大，有利于頂煤的回收。同時(shí)每架放煤量基本均等，使工作面頂煤的放出和輸送和比較均勻，單架放煤的時(shí)間變化不大，便于放煤管理，有利于提高頂煤的回收率。5.5.3放煤順序大量的綜放實(shí)踐證明，多輪順序或多輪間隔放煤可提高頂煤的回收率。秀房溝礦屬中等偏硬煤層，頂煤塊率高，放煤時(shí)冒落的頂煤體易形成拱式平衡結(jié)構(gòu)，放煤時(shí)除要反復(fù)擺動(dòng)放煤插板外，還要多輪放煤，利用本架放煤而破壞相鄰放煤口所形成的平衡結(jié)構(gòu)，以提高頂煤架收率。但考慮首采面的煤層較薄和管理上的方便，確定秀房溝煤礦首采面的放煤順序?yàn)閱屋嗧樞蚍琶悍绞?，以后接續(xù)工作面根據(jù)具體條件可采用雙輪順序放煤的方式。5.5.4初次放頂煤的方法因?yàn)樵诔醮畏彭斆簳r(shí)，礦壓未明顯顯現(xiàn)，頂板尚未開(kāi)始活動(dòng)，頂煤破碎不充分，因此，可以在初次放頂煤時(shí)采用以下方法：⑴放慢割煤速度和移架速度，增加空頂時(shí)間；⑵連續(xù)升降支架的頂梁和尾梁，使頂煤松動(dòng)、離層、破碎和垮落，但升降幅度不宜過(guò)大，一般在200～300mm之間；⑶在必要時(shí)，在工作面兩端頭超前段頂板打深孔，進(jìn)行爆破，切斷頂板，強(qiáng)迫頂板垮落。5.5.5放煤操作⑴放煤工作是在采煤機(jī)割二刀后進(jìn)行，放煤步距要保持1.2m。⑵放煤時(shí)，先收回放煤插板，并操作尾梁千斤頂，使尾梁擺到適當(dāng)位置，以便能使頂煤直接流入后部運(yùn)輸機(jī)。放煤時(shí)，可多次反復(fù)地?cái)[尾梁使大塊煤破碎，便于放盡。見(jiàn)頂板巖石停止放煤，并伸出插板封住頂板矸石，使矸石不能滑入后部運(yùn)輸機(jī)，最后完成放頂煤工作；⑶要嚴(yán)格控制單架每次的放煤量，主要目的是使每架的放煤量大體均等，便于充分利用礦壓破煤，提高回收率。⑷在放煤過(guò)程中，當(dāng)頂煤懸頂不落時(shí)，可以采取前述的四種措施。嚴(yán)禁不放煤就移架，嚴(yán)禁未放完頂煤就割煤進(jìn)刀，必須嚴(yán)格執(zhí)行放煤制度，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督和檢查；⑸放煤時(shí)，必須注意后部運(yùn)輸機(jī)中運(yùn)煤量的情況，可以從放煤量和放煤時(shí)間上進(jìn)行控制，使運(yùn)輸機(jī)不至于超負(fù)荷輸送，達(dá)到能均勻輸送的目的；⑹放煤時(shí)，必須同時(shí)進(jìn)行噴霧防塵，這樣不但有利于工人身體的健康，同時(shí)也可防止自燃發(fā)火和煤塵爆炸。5.6拉后部輸送機(jī)⑴拉后運(yùn)輸機(jī)的工序是在移架工序之前進(jìn)行。⑵后部運(yùn)輸機(jī)的中部槽的槽幫上安裝有鏟煤板。在拉后運(yùn)輸機(jī)之前要仔細(xì)清掃灑落在溜子與支架間的煤塊和矸石。在拉架時(shí)，要用裝在運(yùn)輸機(jī)上的鏟煤板將煤塊和矸石鏟入溜槽內(nèi)。⑶拉后運(yùn)輸機(jī)的操作及注意事項(xiàng)與推前部輸送機(jī)要求相同。⑷隨時(shí)注意后運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)量情況，特別注意在運(yùn)輸機(jī)的槽內(nèi)不得有大于700mm的大塊矸石，遇此情況，必須進(jìn)行人工處理，包括用大錘砸碎或棄于采空區(qū)。若遇大塊矸石擠卡支架，應(yīng)停止運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行，并進(jìn)行處理。銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第六章工作面生產(chǎn)系統(tǒng)銅川市耀州區(qū)秀房溝煤礦ZF24209綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)第六章工作面生產(chǎn)系統(tǒng)第六章工作面生產(chǎn)系統(tǒng)6.1運(yùn)輸設(shè)備及運(yùn)輸方式⑴運(yùn)煤設(shè)備及裝、轉(zhuǎn)載方式采煤機(jī)組割底煤和前部運(yùn)輸機(jī)前移配合裝運(yùn)底煤；破碎并垮落到支架掩護(hù)梁和插板上方的頂煤，在插板縮回后利用自重自動(dòng)溜入后部輸送機(jī)的溜槽中運(yùn)出，插板完成大塊煤的破碎并通過(guò)上下擺動(dòng)破壞掩護(hù)梁上方由大塊煤形成的臨時(shí)拱式結(jié)構(gòu)。前后兩部運(yùn)輸機(jī)平行運(yùn)煤，集中到橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)和膠帶運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)出。⑵輔助運(yùn)輸設(shè)備及運(yùn)輸方式工作面需用的材料、設(shè)備等物資，采用1.0t礦車(chē)或材料車(chē)、JD—25（11.4)絞車(chē)和SDJ—20型雙速絞車(chē)，通過(guò)回風(fēng)順槽或運(yùn)輸順槽運(yùn)進(jìn)工作面。⑶移溜方式采用推移前部輸送機(jī)和拉移后部輸送機(jī)的方式，推拉溜步距0.6m，彎曲段長(zhǎng)度不小于20m，推拉方向?yàn)樽韵拢ㄉ希┒希ㄏ拢?、推移前部運(yùn)輸機(jī)①采煤機(jī)向下(上)端正常割煤時(shí)，按照自上(下)而下(上)順序，依次推拉刮板運(yùn)輸機(jī)，至距離采煤機(jī)后滾筒20m處。②在采煤機(jī)上（下）斜切進(jìn)刀切入煤壁規(guī)定截深后，將前部運(yùn)輸機(jī)按自下（上）而上(下)的順序推向煤壁，成一條直線(xiàn)。2、拉移后部輸送機(jī)工作面后部輸送機(jī)在支架前移后處于放煤位置，待循環(huán)放煤工序結(jié)束后，將后部輸送機(jī)滯后放煤口5～10架拉移一個(gè)步距。6.2煤炭的運(yùn)輸煤流順序?yàn)椋好簷C(jī)落煤(支架后部放煤)→工作面前、后部刮板輸送機(jī)→運(yùn)輸順槽橋式轉(zhuǎn)載機(jī)→運(yùn)輸順槽皮帶輸送機(jī)→242上山皮帶輸送機(jī)→采區(qū)煤倉(cāng)（200噸）→1010皮帶大巷皮帶輸送機(jī)→主斜井底主煤倉(cāng)（500噸）→主斜井皮帶輸送機(jī)→地面驅(qū)動(dòng)機(jī)房→地面轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)→篩分樓振動(dòng)篩→塊煤帶式輸送機(jī)和沫煤帶式輸送機(jī)→儲(chǔ)煤場(chǎng)。6.3輔助運(yùn)輸系統(tǒng)⑴材料運(yùn)輸系統(tǒng)工作面所需材料運(yùn)輸采用1t礦車(chē)，其運(yùn)輸路線(xiàn)為：井口→副斜井→+1010集中軌道巷→242軌道上山→2424皮帶上山→回風(fēng)順槽（或運(yùn)輸順槽）→工作面（或泵站硐室）。⑵工作面設(shè)備安裝路線(xiàn)工作面液壓支架采用1.5t平板車(chē)(承重能力20t)運(yùn)輸，其運(yùn)輸路線(xiàn)為：井口→副斜井→+1010集中軌道巷→242軌道上山→2424皮帶上山→回風(fēng)順槽→工作面。轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、移動(dòng)變電站、泵站、泵箱等工作面其它小型設(shè)備也采用1.5t平板車(chē)運(yùn)輸，其運(yùn)輸路線(xiàn)為：井口→副斜井→+1010集中軌道巷→242軌道上山→2424皮帶上山→或運(yùn)輸順槽→工作面。⑶工作面設(shè)備撤出路線(xiàn)工作面設(shè)備撤出路線(xiàn)與工作面設(shè)備安裝路線(xiàn)相同，順序相反。⑷工作面行人路線(xiàn)①人員進(jìn)入工作面路線(xiàn)井口→副斜井→+1010集中軌道巷→242軌道上山→2424皮帶上山→回風(fēng)順槽（或運(yùn)輸順槽）→工作面（或泵站硐室）。②人員撤出工作面路線(xiàn)人員撤出路線(xiàn)與進(jìn)入路線(xiàn)相同，順序相反。6.4通風(fēng)系統(tǒng)6.4.124209綜放工作面風(fēng)量計(jì)算綜放開(kāi)采工作面實(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)境衛(wèi)生條件進(jìn)行計(jì)算，并取其中最大值。⑴按瓦斯涌出量計(jì)算QC=100qc.kc式中：Qc——采煤工作面風(fēng)量，m3/min；100——工作面回風(fēng)巷瓦斯體積濃度不超過(guò)1%；qc——工作面瓦斯絕對(duì)涌出量，4.07m3/min；kc——風(fēng)量備用系數(shù)，kc=1.9則：Qc=100×4.07×1.9=773.3m3/min。⑵按工作面同時(shí)工作人數(shù)計(jì)算Qc=4·N·K式中：Q——采煤工作面風(fēng)量，m3/min；N——采煤工作面同時(shí)工作人數(shù)，人；K——風(fēng)量備用系數(shù)，K=1.9則：Qc=4×40×1.9=304m3/min。⑶按工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采煤工作面的氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表6-1所示。風(fēng)量計(jì)算式：Qc=60·V·S式中：V——采煤工作面風(fēng)速，m/s；礦井采煤工作面空氣溫度為21℃，則要求風(fēng)速選值V=1.2m/s。S——采煤工作面平均通風(fēng)斷面面積，m2，S=11.18m2則：Qc=60×11.18×1.2=805m3/min。表6-1采煤工作面的氣溫與風(fēng)速采煤工作面空氣溫度（℃）采煤工作面風(fēng)速V（m/s）<1515~1818~2020~2323~2626~280.3~0.50.5~0.80.8~1.01.0~1.51.5~2.02.0~2.5取a、b、c、d四種計(jì)算方法最大值，則Qc=805m3/min。即礦井24209綜放開(kāi)采工作面需風(fēng)量為805m3/min。類(lèi)比相鄰礦井的工作面實(shí)際需風(fēng)量，彬縣下溝煤礦綜放工作面風(fēng)量1110m3/min，柴家溝煤礦綜放工作面風(fēng)量850m3/min，玉華煤礦綜放工作面風(fēng)量800m3/min（設(shè)瓦斯排放巷），綜合考慮，秀房溝煤礦綜放開(kāi)采工作面需風(fēng)量為805m3/min。6.4.224209綜放工作面通風(fēng)方式礦井通風(fēng)采用全負(fù)壓通風(fēng)，利用主扇風(fēng)機(jī)形成機(jī)械風(fēng)壓，24209綜放工作面采用上行通風(fēng)，在正常生產(chǎn)期間，綜放工作面的需風(fēng)量為805m3/min。工作面進(jìn)風(fēng)線(xiàn)路：地面-混合提升斜井-井底車(chē)場(chǎng)-集中軌道巷-242軌道巷-242軌運(yùn)巷-工作面運(yùn)輸順槽-工作面切眼。地面-皮帶斜井-1010軌道巷-242軌道巷-242軌運(yùn)巷-工作面運(yùn)輸順槽-工作面切眼。工作面回風(fēng)線(xiàn)路：工作面切眼-工作面回風(fēng)順槽-242回風(fēng)巷-1030回風(fēng)巷-集中回風(fēng)巷-回風(fēng)斜井-地面。24209綜放工作面通風(fēng)系統(tǒng)見(jiàn)附圖6-1。6.5供排水系統(tǒng)6.5.1供水系統(tǒng)24209工作面運(yùn)順?lè)笤O(shè)一趟直徑為2吋、一趟直徑為2.5吋供水管，供采煤機(jī)冷卻噴霧和乳化液泵站用水及各運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧滅塵用水，每隔50米安裝一組三通和閘閥，供巷道灑水滅塵用。⑴工作面用水：采煤機(jī)內(nèi)外噴霧及冷卻用水量為Q1=320L/min支架?chē)婌F用水量為Q2=47.88L/min各轉(zhuǎn)載點(diǎn)和凈化水幕用水量Q3=123.7L/min其他用水量Q4=250L/min用水量備用系數(shù)K=1.05L/min按割煤和放煤平行作業(yè)計(jì)算，則工作面最大用水量：式中：K——用水量備用系數(shù)。⑵主管路管徑計(jì)算主管路水流流速為2m/s,則主管路直徑：式中：D-主管路直徑，㎜Q-工作面最大用水量，Q=0.013m3/sV-主管路經(jīng)濟(jì)流速V=2m/s=0.045m=45㎜考慮采面內(nèi)其他用水需要，選擇主管路內(nèi)徑為65㎜（2.5英寸）可滿(mǎn)足需要；⑶供水方式24209工作面埋深約380-480m，采用靜壓供水，靜水壓力約為3.8-4.8MPa，直接通過(guò)副斜井輸入井下，經(jīng)軌道大巷、242采區(qū)軌道上山到達(dá)24209運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽及工作面各用水點(diǎn)。6.5.2排水系統(tǒng)：24209工作面直接充水含水層為直羅組下段及延安組砂巖裂隙含水層，富水性弱，易于疏干，根據(jù)工作面現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，24209工作面最大涌水量為1m3/h。依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范：排水設(shè)備的排水能力必須滿(mǎn)足20小時(shí)內(nèi)排完工作面24小時(shí)的所有涌水。⑴工作水泵必須排水能力Q日=（24/20）qmax=1.2×1=1.2m3/h⑵水泵選型：根據(jù)水泵排水能力及揚(yáng)程結(jié)合本礦情況選型為：工作面排水選用：BQW50-25-7.5隔爆式潛污泵兩臺(tái)，流量：50m3/h，揚(yáng)程：25m；經(jīng)直徑50㎜管路排至242采區(qū)軌道上山水倉(cāng)，距離1000~1700m，再由242采區(qū)軌道上山水倉(cāng)排至242采區(qū)水倉(cāng)，距離700m，最后選用：100MD45×4離心泵經(jīng)直徑6吋2趟管路排至中央水倉(cāng)，距離1700m。⑶依據(jù)本礦實(shí)際情況工作面排水管路選型為內(nèi)徑為50㎜（2英寸）PVC管路。在工作面運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽低凹處分別施工水窩并設(shè)置小型排水泵，將積水排至水倉(cāng)或采空區(qū)。6.6供液系統(tǒng)工作面采用固定泵站供液，泵站由兩臺(tái)BRW-400/31.5型乳化液泵及其配套XR-WS2500型乳化液箱組成。為了減小供液的壓損，主供液管路和主回液管路選用直徑大于32的鋼管分節(jié)連接乳化液泵箱，在距離工作面50m處連接32高壓膠管向工作面供液。主回液管和主進(jìn)液相同，其高壓膠管選用38直徑膠管。6.7供電系統(tǒng)24209工作面供電系統(tǒng)及配置如附圖見(jiàn)6-2所示。6.7.1供電負(fù)荷計(jì)算24209綜放工作面，回風(fēng)順槽為887m，鋪設(shè)軌道，運(yùn)輸順槽為900m。在運(yùn)輸順槽布置移動(dòng)變電站及饋電、開(kāi)關(guān)等設(shè)備列車(chē)，設(shè)有2臺(tái)移動(dòng)變壓器分別為工作面采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、噴霧泵站和運(yùn)輸順槽輔助設(shè)備（絞車(chē)、小水泵）供配電，順槽移動(dòng)配電點(diǎn)距中央變電所按2450m計(jì)算；242皮帶機(jī)上山乳化液泵站硐室設(shè)1臺(tái)移動(dòng)變電站，為乳化液泵、運(yùn)輸順槽皮帶機(jī)和回風(fēng)順槽用電設(shè)備供配電。供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表6-2所示。表6-2供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量（臺(tái)）功率（kW）電壓（kV）合計(jì)（kW）安裝點(diǎn)1采煤機(jī)MXG-468W14681.14468工作面2運(yùn)輸機(jī)SGZ-730/20022001.14/0.66400工作面3轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ-764/16011601.14/0.66160運(yùn)輸巷4破碎機(jī)LPS—50011101.14/0.66110運(yùn)輸巷5乳化泵站W(wǎng)RB2（一備）2501.14/0.66500配電點(diǎn)6噴霧泵WPB1450.6645配電點(diǎn)7順槽皮帶SSJ1000/20012000.66200順槽8漲緊絞車(chē)140.664順槽9調(diào)度絞車(chē)JD-2222*220.6644順槽10排水泵140.664順槽11綜保裝置44*2.50.6610順槽合計(jì)181945⑴供工作面（0.66/1.14kV）用電設(shè)備的移動(dòng)變電站計(jì)算采用需用系數(shù)法：式中S——視在功率，kVA；∑PN——參加計(jì)算的所有用電設(shè)備的額定功率之和，1945kW；——需用系數(shù)，計(jì)算取得；coa——參加計(jì)算的用電設(shè)備加權(quán)平均功率因數(shù)，綜采工作面取值為0.7；的計(jì)算，綜采工作面各用電設(shè)備之間按照一定的時(shí)間順序起動(dòng)，其需用系數(shù)的計(jì)算方法為式中∑Pe——額定功率之和，取1945kW(不含輔助設(shè)備)；PeMax——最大容量的設(shè)備額定功率，按采煤機(jī)計(jì)算，468kW。即：參照要求條件計(jì)算每臺(tái)變壓器的額定容量：式中Se——所選變壓器的額定定量。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)負(fù)荷進(jìn)行分配，考慮選用3臺(tái)移動(dòng)變電站進(jìn)行供電。1臺(tái)型號(hào)KBSGZY9-1000/10/1.2kV，2臺(tái)型號(hào)KBSGZY800/10/1.2kV移變。Se=800kVA+800kVA+1000kVA＝2600kVA3臺(tái)變壓器容量之和為2600kVA大于1722.7VA。⑵工作面供電設(shè)備的變壓器負(fù)荷分配①采煤機(jī)、前刮板輸送機(jī)及輔助設(shè)備共用1臺(tái)變壓器KBSGZY1000/1.2kV負(fù)荷電機(jī)的功率之和為668kW式中：Pmax——視在功率，按啟動(dòng)采煤機(jī)時(shí)，截割部和牽引部同時(shí)啟動(dòng)，Pmax=468kW；∑PN——參加計(jì)算的所有用電設(shè)備的額定功率之和，668kW；——需用系數(shù)，計(jì)算取得。668kVA<1000kVA因此，所選移動(dòng)變電站合格。②后刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)共用一個(gè)變壓器KBSGZY800/1.2kV，所帶設(shè)備功率之和為：200+160+110=470kW式中：S——視在功率，kVA；∑PN——參加計(jì)算的所有用電設(shè)備的額定功率之和，470kW；Pmax——最初啟動(dòng)時(shí)的最大功率，按后刮板運(yùn)輸機(jī)計(jì)算，Pmax=200kVA；——需用系數(shù)，計(jì)算取得。476kVA<800kVA因此，所選移動(dòng)變電站合格。③乳化液泵、噴霧泵、小水泵、調(diào)度絞車(chē)（本移變接一臺(tái)）等共用一個(gè)變壓器KBSGZY800/0.66kV運(yùn)行設(shè)備功率之和為：500+45＋4＋4+32=585kW式中S——視在功率，kVA；∑PN——參加計(jì)算的所有用電設(shè)備的額定功率之和，585kW；——需用系數(shù)，取0.65；coa——參加計(jì)算的用電設(shè)備加權(quán)平均功率因數(shù)，綜采工作面取值為0.7。即：543.2kVA<800kVA,因此，所選移動(dòng)變電站合格。④回風(fēng)順槽調(diào)度絞車(chē)、通訊照明綜合保護(hù)裝置等可根據(jù)負(fù)荷分別選用=1\*GB3①=2\*GB3②變壓器KBSGZY1000/1.2kV、KBSGZY800/1.2KV。運(yùn)行設(shè)備功率之和為：11.4＋2.5＋4＋2.5+32=52.4kW式中S——視在功率，kVA；∑PN——參加計(jì)算的所有用電設(shè)備的額定功率之和，256.5kW；——需用系數(shù)，取0.65；coa——參加計(jì)算的用電設(shè)備加權(quán)平均功率因數(shù)，綜采工作面取值為0.7。即：48.65kVA<100kVA,因此，所選移動(dòng)變電站合格。6.7.2低壓電纜的選型計(jì)算1000kVA移動(dòng)變電站輸出回路計(jì)算（采煤機(jī)組）：⑴1000kVA移動(dòng)站兩條回路取負(fù)荷較大的一個(gè)回路計(jì)算（從泵站到配電點(diǎn)）①計(jì)算長(zhǎng)時(shí)工作電流1000kVA變壓器所帶負(fù)荷S=767kVA式中：S——視在功率，kVA；Ig——長(zhǎng)時(shí)工作電流，A；Up——供電電源額定電壓，1.14kV。②按持續(xù)工作電流選擇電纜截面當(dāng)Ig=389A時(shí)，按橡套電纜截面允許載流量，選擇電纜直芯線(xiàn)截面可選用電纜型號(hào)為UYP-3×70+2×25的兩根電纜并聯(lián)給采煤機(jī)供電，提高供電安全可靠性。UYP-3×70+2×25型電纜連續(xù)載流量為205A；205+205=410>389A③按電壓損失校驗(yàn)電纜截面UYP-3×70+2×35電纜長(zhǎng)度為500m，負(fù)荷功率為767kW。1140V電壓，UYP-3×70+2×35電纜，coa=0.7時(shí).kW～km的電壓損失為k%=0.018因此：⊿V=k%×767×0.65=0.018%×767×0.65×1/2=4.4%按壓降不大于5%校驗(yàn)，滿(mǎn)足要求。⑵采煤機(jī)組的電纜選型計(jì)算及校驗(yàn)（從配電點(diǎn)到采煤機(jī)）：采煤機(jī)持續(xù)工作電流考慮到機(jī)械強(qiáng)度和電纜允許長(zhǎng)時(shí)載流量的限制及負(fù)荷富裕量，應(yīng)選2根電纜給采煤機(jī)供電，提高供電安全可靠性。電纜型號(hào)UCPT—3×90+2×25，載流量為289A；289>249.8A有充足富裕量，故所選電纜合格。①按正常運(yùn)行的電壓損失校驗(yàn)允許電壓損失7%ΔU=1140×7%=80V支線(xiàn)電纜實(shí)際線(xiàn)路的電壓損失式中Pe——電機(jī)額定功率，468kW；kf——負(fù)荷系數(shù)，為單臺(tái)設(shè)備，取1；Lz——電纜長(zhǎng)度，500+100m；D——導(dǎo)電率，銅芯軟電纜為50m/（Ω.mm2）；Ue——額定電壓，1140V；Sz——支線(xiàn)電纜的主芯線(xiàn)截面，90mm2；；——電機(jī)效率，0.95。ΔUz＝ΔUz1＋ΔUz2＝24+4.8＝28.8V比較ΔU>ΔUz，80V>28.8V，符合要求。②按采煤機(jī)起動(dòng)時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)在采煤機(jī)的工作過(guò)程中，截割部電動(dòng)起動(dòng)時(shí)的電壓損失量較大,不考慮變壓器的壓降，起動(dòng)時(shí)線(xiàn)路電壓損失應(yīng)不大于10%。單臺(tái)電機(jī)起動(dòng)IQ=(5～7)Ie進(jìn)行計(jì)算，并聯(lián)90mm2的橡膠套電纜5