K1-K3煤層-煤采設(shè)計(jì)

河南工程學(xué)院煤礦開采學(xué)課程設(shè)計(jì) 教學(xué)煤礦礦井采區(qū)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 院： 安全工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 專業(yè)課程： 煤礦開采學(xué) 指導(dǎo)教師： 2017 年 12 月 27 日教師評(píng)語(yǔ) 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師（職稱）： 日 期： 課程設(shè)計(jì)要求教學(xué)煤礦第一開采水平上山某采區(qū)綜合柱狀圖見圖1，煤層厚度、層間距及頂?shù)装鍘r性不同。該采區(qū)走向長(zhǎng)度3000m，傾斜長(zhǎng)度1100m，采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，煤層屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù) f=2-3，各煤層瓦斯涌出量也較小。設(shè)計(jì)礦井的地面標(biāo)高為+30m，煤層露頭為-30m。K1煤層傾角為16，K3煤層傾角為8。第一開采水平為該采區(qū)服務(wù)的一條運(yùn)輸大巷布置在煤層底版下方的穩(wěn)定巖層中（灰色中、細(xì)砂巖互層，厚度24.68m），為滿足該采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)所需的其余開拓巷道可根據(jù)采煤方法不同由設(shè)計(jì)者自行決定，對(duì)采區(qū)內(nèi)K1煤層開采的設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：1.儲(chǔ)量計(jì)算，采區(qū)生產(chǎn)能力確定及采區(qū)服務(wù)年限；2.區(qū)段的劃分，工作面長(zhǎng)度的確定，區(qū)段的接替；3.采區(qū)準(zhǔn)備巷道的布置及生產(chǎn)系統(tǒng)（不同方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較）；4.上部車場(chǎng)、中部車場(chǎng)及下部車場(chǎng)的確定；5.采煤工藝設(shè)計(jì)（工藝過程，工作制度，作業(yè)循環(huán)圖表等）6.采區(qū)準(zhǔn)備巷道平面圖及剖面圖的繪制設(shè)計(jì)要求：1.在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)認(rèn)真、獨(dú)立地完成計(jì)算、繪圖、編寫說明書等全部工作。作到分析論證清楚、論據(jù)確鑿，并積極采用切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù)，力爭(zhēng)使設(shè)計(jì)成果達(dá)到較高水平。2.要通過計(jì)算確定的，必須有必要的計(jì)算步驟和過程。要參照有關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)確定的，請(qǐng)說明確定理由。設(shè)計(jì)參照依據(jù)：煤礦安全規(guī)程、煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)、煤礦開采學(xué)、煤炭礦井制圖規(guī)范等 3.說明書用稿紙手寫或者打印，要求字跡工整，內(nèi)容完整，表格要用統(tǒng)一編號(hào)和表頭。圖紙繪制用CAD，繪圖比例用1：5000，打印輸出比例為1：1，紙型為A1。圖紙格式要求參照示例；線型、線寬及圖例，參照采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)采礦制圖部分要求。4.提交的設(shè)計(jì)成果包括：設(shè)計(jì)說明書及有關(guān)圖紙采區(qū)綜合柱狀圖序 號(hào)巖 柱厚度（m）巖 性 描 述18.60灰色泥質(zhì)頁(yè)巖，砂頁(yè)巖互層2-8.40泥質(zhì)細(xì)砂巖，碳質(zhì)頁(yè)巖互層3-0.20碳質(zhì)頁(yè)巖，松軟46.9K1煤層，=1.30t/m354.20灰色砂質(zhì)泥巖，細(xì)砂巖互層，堅(jiān)硬6-7.80灰色砂質(zhì)泥巖73.0灰色細(xì)砂巖，中硬、穩(wěn)定8-4.60薄層泥質(zhì)細(xì)砂巖，穩(wěn)定93.20灰色細(xì)砂巖，中硬、穩(wěn)定102.20K3煤層，煤質(zhì)中硬，=1.50t/m311。3.20灰白色粗砂巖、堅(jiān)硬、抗壓強(qiáng)度6080Mps12。24.68灰色中、細(xì)砂巖互層目 錄第一章 采區(qū)概況及地形特征1一、采區(qū)概況1二、地質(zhì)特征1第二章 采區(qū)巷道布置2一、采區(qū)儲(chǔ)量與服務(wù)年限2二、采區(qū)內(nèi)的再劃分32.2.1 確定工作面長(zhǎng)度及采區(qū)區(qū)段數(shù)目32.2.2 確定工作面生產(chǎn)能力：42.2.3 確定工作面數(shù)目5三、確定采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)52.3.1 完善開拓巷道52.3.2 確定巷道布置系統(tǒng)及采區(qū)布置方案分析比較52.3.3 確定工作面回采巷道布置方式82.3.4 工作面推進(jìn)位置的確定82.3.5 確定通風(fēng)布置系統(tǒng)82.3.6 采區(qū)車場(chǎng)選型8第三章 采煤工藝設(shè)計(jì)9一、采煤工藝方式的確定93.1.1 選取K1煤層為對(duì)象進(jìn)行采煤工藝設(shè)計(jì)93.1.2綜采工作面的設(shè)備93.1.3 采煤與裝煤93.1.4 綜采工作面主要設(shè)備參數(shù)103.1.5 運(yùn)煤12二、工作面合理長(zhǎng)度確定133.2.1 煤層地質(zhì)條件133.2.2 工作面生產(chǎn)能力133.2.3 運(yùn)輸設(shè)備143.2.4 頂板管理及通風(fēng)能力143.2.5 經(jīng)濟(jì)合理的工作面14三、 采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制153.3.1 循環(huán)作業(yè)圖表153.3.2 勞動(dòng)組織表15課程設(shè)計(jì)總結(jié)16參考文獻(xiàn)17第一章 采區(qū)概況及地形特征一、采區(qū)概況教學(xué)煤礦第一開采水平上山某采區(qū)綜合柱狀圖見圖1，煤層厚度、層間距及頂?shù)装鍘r性不同。該采區(qū)走向長(zhǎng)度3000m，傾斜長(zhǎng)度1100m，采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，煤層屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù) f=2-3，各煤層瓦斯涌出量也較小。設(shè)計(jì)礦井的地面標(biāo)高為+30m，煤層露頭為-30m。第一開采水平為該采區(qū)服務(wù)的一條運(yùn)輸大巷布置在煤層底版下方的穩(wěn)定巖層中（灰色中、細(xì)砂巖互層，厚度24.68m）。K1煤層厚度為6.9m，傾角為16，K3煤層厚度為2.2m，傾角為8。二、地質(zhì)特征表1-1 設(shè)計(jì)采區(qū)綜合柱狀圖序 號(hào)巖 柱厚度（m）巖 性 描 述18.60灰色泥質(zhì)頁(yè)巖，砂頁(yè)巖互層2-8.40泥質(zhì)細(xì)砂巖，碳質(zhì)頁(yè)巖互層3-0.20碳質(zhì)頁(yè)巖，松軟46.9K1煤層，=1.30t/m354.20灰色砂質(zhì)泥巖，細(xì)砂巖互層，堅(jiān)硬6-7.80灰色砂質(zhì)泥巖73.0灰色細(xì)砂巖，中硬、穩(wěn)定8-4.60薄層泥質(zhì)細(xì)砂巖，穩(wěn)定93.20灰色細(xì)砂巖，中硬、穩(wěn)定102.20K3煤層，煤質(zhì)中硬，=1.50t/m311。3.20灰白色粗砂巖、堅(jiān)硬、抗壓強(qiáng)度6080Mps12。24.68灰色中、細(xì)砂巖互層第二章 采區(qū)巷道布置一、采區(qū)儲(chǔ)量與服務(wù)年限1、采區(qū)生產(chǎn)能力選定為120萬(wàn)t/a。2、采區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量。(1)采區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量： （2-1）式中：采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t；采區(qū)傾斜長(zhǎng)度，1100m；采區(qū)走向長(zhǎng)度，3000m；煤的厚度，M1=6.9m，M3=2.20m；煤的容重，=1.30t/m，=1.50t/m； =110030006.91.3=2960.1萬(wàn)t =110030002.21.5=1089萬(wàn)t = + =2960.1萬(wàn)t+1089萬(wàn)t=4049.1萬(wàn)t(2)設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量： （2-2） 式中： 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t； 工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t； 永久煤柱損失量，萬(wàn)t； 采區(qū)采出率，厚煤層可取75%，中厚煤層取80%，薄煤層85%。分別取左右邊界永久煤柱各10m，上邊界永久煤柱10m，下部護(hù)巷煤柱30m，上山保護(hù)煤柱30+30=60m，則： =183.71萬(wàn)t =67.58萬(wàn)t=(-)=(2960.1-183.71)75%=2082.29萬(wàn)t (-)=(1089-67.58)80%=817.14萬(wàn)t+2082.29+817.14=2889.43萬(wàn)t(3)采區(qū)服務(wù)年限： （2-3）式中： 采區(qū)服務(wù)年限，a； 采區(qū)生產(chǎn)能力，120萬(wàn)t； 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t； 儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4。取T=17年(4)驗(yàn)算采區(qū)回采率： （2-4）式中： 采區(qū)回采率，% ； 煤層的工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t ； 煤層的永久煤柱損失，萬(wàn)t； 對(duì)于K1煤層: （-）/=(2960.1-183.71-2960.17%)/2960.1=86.8%75%對(duì)于K3煤層: （-）/=(1089-67.58-1089)/1089=88.8%80%則K1、K3 均滿足采區(qū)回采要求。二、采區(qū)內(nèi)的再劃分2.2.1 確定工作面長(zhǎng)度及采區(qū)區(qū)段數(shù)目煤層左右邊界各有10m的邊界煤柱，上山保護(hù)煤柱60m，上部留10m防水煤柱，下部留30m護(hù)巷煤柱。因?yàn)樵摰V地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層附存條件較好，瓦斯涌出量小，另外現(xiàn)代工作面長(zhǎng)度有加長(zhǎng)趨勢(shì)，采煤工藝K1煤層選取的是較先進(jìn)的綜放K3選擇綜采。結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況以及考慮到設(shè)備選型及技術(shù)方面的因素，巷道寬度為4m4.5m,本采區(qū)選取4.5m，且采區(qū)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)t/a，采用沿空掘巷，區(qū)段間留保護(hù)煤柱9.2m。一個(gè)中厚煤層的一個(gè)工作面便可以滿足生產(chǎn)要求。采煤工作面長(zhǎng)度為： （2-5） 式中： 采區(qū)傾向長(zhǎng)度，m；工作面長(zhǎng)度，m；上部邊界煤柱，m；區(qū)段煤柱，m； 回采巷道寬度，m； 護(hù)巷煤柱寬度，m； 區(qū)段數(shù)目，6個(gè)； =則=160m。2.2.2 確定工作面生產(chǎn)能力： 工作面年產(chǎn)量： （2-6） 式中： 工作面生產(chǎn)能力，萬(wàn)； 采煤工作面長(zhǎng)度；160m； 工作面年推進(jìn)度，； 放頂煤工作面采放高度，6.9m； 煤的密度，1.3；工作面采出率，綜放面的采區(qū)率平均達(dá)到81%83%，取81%。于是：工作面日產(chǎn)量： Qr = A/T （2-7）式中： A采區(qū)生產(chǎn)能力，120萬(wàn)t/a ； Qr工作面生產(chǎn)能力，t /d； T每年正常工作日，330d。故： Qr = A/T =1200000/330 = 3636.36t/d.2.2.3 確定工作面數(shù)目 （2-8）式中： 工作面數(shù)目，個(gè)；采區(qū)傾向長(zhǎng)度，m；邊界煤柱寬度，m；工作面長(zhǎng)度，m；區(qū)段回采巷道寬度，m；帶入數(shù)值得，取6，所以工作面數(shù)目為6個(gè)。目前，煤炭企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)向高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)的方向發(fā)展，為適應(yīng)現(xiàn)階段煤炭行業(yè)的知道規(guī)范，本采區(qū)設(shè)計(jì)兩個(gè)采煤工作面。其工作面接替順序?yàn)殡p翼跳采方式。其特點(diǎn)是采區(qū)上下山布置在采區(qū)中部，為采區(qū)兩翼服務(wù)。110111021201120213011302140114021501150216011602圖2-1 K1煤層工作面接替順序圖K1煤層接替順序：1101、11021301、13021501、15021201、12021401、14021601、1602注：箭頭表示回采工作面的接替順序。三、確定采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)2.3.1 完善開拓巷道為了縮短采區(qū)準(zhǔn)備時(shí)間并提高經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件，在第一開采水平中，把為該采區(qū)服務(wù)的運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在K3煤層底板下方25m的穩(wěn)定巖層中。2.3.2 確定巷道布置系統(tǒng)及采區(qū)布置方案分析比較首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，煤層賦存條件好，涌水量較小，瓦斯涌出量較小，無(wú)自然發(fā)火傾向。煤層直接頂為碳質(zhì)頁(yè)巖，薄且易跨落，K3煤層直接頂較厚且穩(wěn)定。同時(shí)為減少煤柱損失，提高采出率，降低巷道維護(hù)費(fèi)用等，采用沿空掘巷的方式，就能彌補(bǔ)沿空掘巷時(shí)工作面接替復(fù)雜的缺點(diǎn)。三個(gè)采區(qū)上山布置方案進(jìn)行比較：方案一：兩條巖石上山將兩條上山都布置在K3煤層底板巖石中，軌道上山布置在距離底板10m處，運(yùn)輸上山布置在距離底板15m處，兩上山分別聯(lián)結(jié)兩翼的區(qū)段，平巷不交叉。其布置特點(diǎn)為，巖石工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高，聯(lián)絡(luò)石門長(zhǎng)。但維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，有利于通風(fēng)，運(yùn)輸能力大。 方案二：兩條煤層上山將兩條上山都布置在K3煤層中。特點(diǎn)：節(jié)省兩條巖石上山，相對(duì)減少了巖石工程量。但軌道上山不易維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用高，需要保護(hù)煤柱。方案三：一巖一煤上山將兩條上山分別布置在K3煤層的底板和煤層中，運(yùn)輸上山布置在距離K3底板10m處，軌道上山布置在K3煤層中。特點(diǎn)：節(jié)省了一條巖石上山，相對(duì)減少了巖石工程量。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：表1-1 掘進(jìn)費(fèi)用表方案工程名稱單價(jià)方案一方案二方案三工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）巖石上山（m）2139.1564.730.000.0011001.2=1320282.37煤層上山（m）1778.50.000.00469.5311001.2=1320234.77硐室(元/m3)155.7121.970.000.007.33平巷(元/m)1033.627.010.000.000.000.00合計(jì)613.71469.53524.46表2-2 維護(hù)費(fèi)用表方案工程名稱單價(jià)方案一方案二方案三工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）巖石上山（m）40264017=44880179.520.000.00132017=2244089.76煤層上山（m）900.000.00264017=44880403.92132017=22440201.96平巷 (元/m)80261.2317=4440.9135.530.000.000.000.00合計(jì)215.05403.92291.72表2-3 輔助費(fèi)用表 方案工程名稱單價(jià)方案一方案二方案三工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量費(fèi)用（萬(wàn)元）硐室(元/m3)9511411.15134.200.000.00470.3944.74平巷(元/m)951261.2324.850.000.000.000.00合計(jì)159.050.0044.74表2-4 費(fèi)用總匯表 方 案費(fèi)用項(xiàng)目方案一方案二方案三掘進(jìn)費(fèi)用613.71469.53524.46維護(hù)費(fèi)用215.05403.92291.72輔助費(fèi)用159.050.0044.74費(fèi)用總計(jì)987.81873.45860.88百分率114.74%101.46%100%表2-5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表方案一方案二方案三優(yōu) 點(diǎn)兩條上山均布置在演示中，巷道穩(wěn)定，受采掘干擾較小，且維護(hù)容易兩條上山均布置在同一煤層中，降低了出矸量，提高了煤炭的生產(chǎn)率，掘進(jìn)容易兼有方案一和二的優(yōu)點(diǎn)，維護(hù)較容易缺 點(diǎn)巖石工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高，工期長(zhǎng)維護(hù)困難，受采掘影響較大增加了巖石工程量，降低了生產(chǎn)率，增加了掘進(jìn)成本綜合其他因素,方案二、方案三在技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)上有利，又考慮到采區(qū)服務(wù)年限較長(zhǎng)，一巖一煤上山的管理比較容易，故選擇方案三。巷道布置情況見采區(qū)巷道平面圖、剖面圖。2.3.3 確定工作面回采巷道布置方式由于采區(qū)內(nèi)煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。結(jié)合綜放面特點(diǎn)，故采用雙沿空掘巷掘進(jìn)方式。但由于巷道斷面較大，要求采用強(qiáng)度較高的支護(hù)材料。2.3.4 工作面推進(jìn)位置的確定在采區(qū)巷道布置中，工作面布置及推進(jìn)到的位置應(yīng)以達(dá)到采區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量安全為準(zhǔn)，工作面應(yīng)推進(jìn)到距上山保護(hù)煤柱合適位置處，即為避開采掘超前影響而留設(shè)的護(hù)巷煤柱。2.3.5 確定通風(fēng)布置系統(tǒng)采區(qū)通風(fēng)路線:新鮮風(fēng)流從階段運(yùn)輸大巷采區(qū)主石門采區(qū)下部車廠軌道上山中部甩車場(chǎng)區(qū)段運(yùn)輸平巷采煤工作面區(qū)段回風(fēng)平巷回風(fēng)石門階段回風(fēng)大巷。2.3.6 采區(qū)車場(chǎng)選型(1)考慮采用采區(qū)上部平車場(chǎng)有車輛運(yùn)行順當(dāng)、調(diào)車方便等優(yōu)點(diǎn)，確定采用上部平車場(chǎng)。(2)采區(qū)中部車場(chǎng)采用石門甩車形式，甩車場(chǎng)斜面線路布置方式采用斜面線路一次回轉(zhuǎn)方式，雙道起坡。(3)由于采區(qū)生產(chǎn)能力大，故下部車場(chǎng)可選擇大巷裝車式下部車場(chǎng)，裝車站采用折返式調(diào)車。輔助提升下部車廠采用頂板繞道式。第三章 采煤工藝設(shè)計(jì)一、采煤工藝方式的確定3.1.1 選取煤層為對(duì)象，進(jìn)行采煤工藝設(shè)計(jì)由于煤層厚度為6.9米，屬于厚煤層，硬度系數(shù)f=2-3，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，瓦斯涌出量較低，涌水量也較少，故可用綜合機(jī)械化采煤工藝，進(jìn)行綜采放頂煤開采。3.1.2綜采工作面的設(shè)備表3-1國(guó)產(chǎn)主要設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1采煤機(jī)MG200/490-W12前刮板輸送機(jī)后刮板輸送機(jī)SGZ-764/3200SGZ-630/220113放頂煤液壓支架ZFS4400/16/281203.1.3 采煤與裝煤1、確定落煤方式 采用綜合機(jī)械化放頂煤開采，雙滾筒采煤機(jī)直接落煤裝煤。2、確定截深 （3-1）式中： 日推進(jìn)度，m/天； 工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，t/天 ； 工作面長(zhǎng)度，m； 煤層高度，m； 頂煤放出率。取0.81； 煤得容重。t/；將數(shù)據(jù)帶入可得： 選擇滾筒截深800mm,日進(jìn)4刀,采用“三八工作制”，即兩采一準(zhǔn)的工作制度。日推進(jìn)40.8=3.2m。3、確定進(jìn)刀方式為提高煤炭采出率，選取端部割三角煤斜切進(jìn)刀方式，如圖所示：圖3-1 進(jìn)刀方式示意圖4、采放比：割煤高度為2.3，則采放比為 2.3：（6.9-2.3）=1：2。5、確定放頂步距： 為使放出范圍內(nèi)得頂煤能充分破碎松散，提高采出率，降低含矸率，此工作面放頂步距選用“一采一放”，即割一刀放一次頂煤。一般情況下放煤步距經(jīng)驗(yàn)公式為： （3-2） h-放煤口至煤層底板的垂高，選用低位放頂煤，取0.5m； H-煤層厚度，m; M-采煤機(jī)割煤高度，m； 則： 6、確定放煤方式 結(jié)合煤層的賦存條件，煤層結(jié)構(gòu)，頂?shù)装鍘r性等。選用單輪間隔放煤。實(shí)踐證明，這種方式擴(kuò)大了放煤間隔，提高工作面產(chǎn)量和加快放煤速度，丟煤少，提高設(shè)備開機(jī)率，混矸少，又易于實(shí)高產(chǎn)高效，是一種較好的放煤方式。3.1.4 綜采工作面主要設(shè)備參數(shù)1、工作面選型的依據(jù)如下：煤層厚度傾角硬度瓦斯?jié)舛鹊V井生產(chǎn)能力6.9162-3低120萬(wàn)t/a表3-2 刮板輸送機(jī)參數(shù)刮板輸送機(jī)型號(hào)SGZ-630/220電動(dòng)機(jī)型號(hào)YSB160適用條件緩斜綜采工作面電機(jī)功率 2160kw出廠長(zhǎng)度 200米電機(jī)電壓 1140V運(yùn)輸能力700噸/h總質(zhì)量 170.8噸刮板鏈形式雙邊鏈制造廠 張家口廠表3-3 采煤機(jī)參數(shù)轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào) MG200/490-W電動(dòng)機(jī)型號(hào)YSKBC300/300適用條件中厚煤層電機(jī)功率490kw截深800mm電機(jī)電壓1140V采高1.9-3.8m總質(zhì)量41噸適應(yīng)煤質(zhì)硬度 F4制造廠雞西煤機(jī)廠2、工作面頂板采用液壓支架支護(hù)由于端頭支架中心距2.2m，液壓支架中心距1.5m，巷道寬度1.5m，考慮到變形的因素，則上下兩端各需端頭支架為兩架。既需要4架端頭支架，工作面所需支架數(shù)量為：，即架。表3-4 液壓支架參數(shù)型號(hào)ZFS4400/16/28中心距1500mm型式支撐掩護(hù)式外形尺寸447014301600mm放煤形式低位放煤支護(hù)強(qiáng)度0.8020.829Mpa運(yùn)煤方式雙輸送機(jī)運(yùn)輸適應(yīng)煤層傾角25高度1.6-2.8m供液泵壓31.4Mpa工作阻力4315 kN支架重量13.5t初撐力3922 kN設(shè)計(jì)單位北京開采研究所3.1.5 運(yùn)煤(1)確定移架及推溜方式 由于頂煤較弱，煤層f=2-3，應(yīng)選用及時(shí)支護(hù)。以防頂煤冒頂，如移架過程中頂板破碎或片幫嚴(yán)重及時(shí)拉過超前架并打出護(hù)幫板，推溜采用單向依次推溜與移架相配合。(2)確定控頂距離 截深0.8m，端面距200mm，支架頂梁長(zhǎng)度3250mm，最小控頂距3250mm，最大4250mm。(3)確定端頭支架根據(jù)工作面條件，選用工作面液壓支架支護(hù)端頭。型號(hào)為ZZ4800/20/30型中置式。表3-5 端頭支架參數(shù)型號(hào)ZZ4800/20/30中心距2200mm型式支撐掩護(hù)式外形尺寸547019302030mm放煤形式開天窗支護(hù)強(qiáng)度0.87Mpa運(yùn)煤方式雙輸送機(jī)運(yùn)輸適應(yīng)煤層傾角25高度2.03-2.98m供液泵壓31.5Mpa工作阻力4704 kN支架重量15.57t初撐力3920 kN設(shè)計(jì)單位北京煤機(jī)廠(4)確定超前支護(hù)方式和距離順槽超前支護(hù)布置形式采用鋼帶下套打單體支柱，每排三根支護(hù)，打柱范圍從工作面煤壁開始算起，保證每班超前支護(hù)距離不小于30m，生產(chǎn)隨循環(huán)推進(jìn)，將排頭支架前回掉的單體支柱向前打，使超前支護(hù)距離不小于30m。(5)支架高度與強(qiáng)度校核1、支架工作阻力校核結(jié)合經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際情況，上覆巖所需支護(hù)強(qiáng)度按下式計(jì)算： （3-3）式中： k-采高的倍數(shù)，8； H-工作面采高，2.3m； R-頂煤與頂板巖石密度，2.35 m； S-支架的支護(hù)面積，6.39 m； F-計(jì)算工作阻力，kN； F=可得，工作面阻力p不大于ZFS4400/16/28型支架額定工作阻力。2、支架初撐力校核支架的初撐力約為額定工作阻力的75%， 則 由表可知，液壓支架初撐力為3922kN，符合條件3、支架高度校核： 在實(shí)際使用中，一般所選用的支架得最大結(jié)構(gòu)高度比采高大200mm，最小高度比最小采高小200300mm。 已知所選用得支架ZFS4400/16/28的最大結(jié)構(gòu)高度為2.8m，采高為2.3m，則有 1=2.8-2.3=500mm200mm，滿足要求； 2=2.0-1.6=400mm200mm，滿足要求；故所選支架高度滿足工作要求。(6)采空區(qū)處理一般采用全部跨落法處理采空區(qū)。二、工作面合理長(zhǎng)度確定3.2.1 煤層地質(zhì)條件 該采區(qū)上山階段煤層埋藏穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，K1煤層屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù)f=2-3，傾角為16；K3煤層屬中硬煤層，個(gè)煤層瓦斯涌出量低，無(wú)自然發(fā)火傾向，涌水量小，一般綜采工作面取150200m，由于采區(qū)的地質(zhì)條件好，可以適當(dāng)增長(zhǎng)工作面長(zhǎng)度。3.2.2 工作面生產(chǎn)能力 工作面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)t/年，正規(guī)循環(huán)采用每天進(jìn)4刀，一采一放。每刀進(jìn)800mm，一個(gè)工作面就可滿足采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)力要求。 （3-4）式中：工作面長(zhǎng)度，取160m；工作面日推進(jìn)長(zhǎng)度，=40.8=3.2；采高，取6.9m；煤層容重，取1.3t/m；工作面回采率， 取0.81；工作面日產(chǎn)量， t/d。3636.36t采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)為120萬(wàn)t/a，工作面日產(chǎn)量大于工作面設(shè)計(jì)日產(chǎn)量，能滿足采區(qū)的產(chǎn)量要求。3.2.3 運(yùn)輸設(shè)備 采區(qū)工作面生產(chǎn)所選用的設(shè)備均為國(guó)內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，工作面選用200m的刮板輸送機(jī)能滿足工作面的運(yùn)輸要求。3.2.4 頂板管理及通風(fēng)能力該采區(qū)頂板較穩(wěn)定，兩采一放，采用及時(shí)支護(hù)，可有效控制頂板冒落等不安全因素，采用全部垮落發(fā)處理采空區(qū)，如長(zhǎng)距離頂板不垮落，可采用人工強(qiáng)制放頂?shù)姆椒ㄌ幚眄敯鍐栴}。另外，工作面的瓦斯涌出量較低，通風(fēng)問題能夠解決。3.2.5 經(jīng)濟(jì)合理的工作面合理的工作面長(zhǎng)度不僅生產(chǎn)成本低，