煤礦采掘工藝及生產能力設計方案

煤礦采掘工藝及生產能力設計方案1.1掘進1.1.1掘進方法及掘進工藝巷道采用EBZ-160綜掘機落煤、裝煤，膠帶輸送機運煤。運料采用WC5E型防爆無軌膠輪車。交接班→安全檢查→畫巷道輪廓線→截割煤、巖→敲幫問頂→前探梁臨時支護→頂部永久支護→進入下一循環(huán)1.1.2掘進施工順序、隊伍安排、工程量及工期該工作面安排一個綜掘隊伍施工，施工順序為：13207主運順槽—13207切眼工作面—13207輔運順槽，待切眼貫通后，調節(jié)通風系統(tǒng)，建設相關通風設施。工程量及工期詳見表3-1（巷道長度均以巷道中線計算），施工工期為2015年1月-2015年8月：表3-1表工程量及工期表序號巷道名稱煤巖別工程量（m）工期(天)113207主運順槽半煤巖巷1325102213207回風順槽半煤巖巷1325106313207切眼（包括擴切眼）半煤巖巷202.530合計2852.51.2回采方法及工藝1.2.1回采方法該工作面設計為傾斜長壁后退式綜采一次采全高頂板自然垮落法采煤。1.2.2工作面設備選型根據(jù)礦井三年規(guī)劃，本工作面為13208綜采工作面的生產接替面，設備采用13209綜采工作面綜采設備，選用MG2×200/870—WD型電牽引雙滾筒采煤機。1、液壓支架 工作面支架選擇：工作面液壓支架的阻力采用估算法來計算估算法首先考慮支撐冒落帶巖層的重量：P＝9.8sr∑hcosα式中：p—支架承受的荷載KNS—支架支護的頂板面積，㎡。取7.92㎡r—頂板巖石密度，t/m。取2.253t/m3 ∑h—冒落帶巖石的高度（直接頂厚度），m 即等于m/k-1=1.7/1.5-1=1.4 m—采高，m，取1.7m k—巖石碎脆系數(shù)，取1.25-1.5 α—煤層傾角，取3°上式可寫成P＝（2～4）×9.8srmcosα即P＝4×9.8srmcosα計算中再考慮支架受力不均衡的安全系數(shù)1.5-2，則P＝（6～8）×9.8srmcosα則：P＝（6～8）×9.8×7.92×2.253×1.7×cos3°＝1784～2375（KN）設計選用ZY6000/8.8/18支撐掩護式液壓支架，其工作阻力6000KN滿足要求。（88-18D薄煤層支架）工作面每平方米頂板壓力P＝nm/kp-1×r＝1.2×1.7/（1.5-1）×2.2×10KN/m3 n—增載系數(shù)取1.2m—采高取1.7m kp--碎脆系數(shù)取1.2r—巖石容重則p＝1.2×1.7/（1.5-1）×2.2×10＝89.76KN/㎡工作面整體壓力計算：工作面整體壓力計算：(1)在最小控頂距狀態(tài)，工作面的頂板壓力：Pmin＝T·Lmin·p＝198×1.99×86.9＝68682KN(2)在最大控頂距狀態(tài)，工作面的頂板壓力Pmax＝T·Lmax·p＝198×4.79×86.9＝82418KN其中T-工作面長度Lmax-最大控頂距Lmin-最小控頂距所以：全工作面支架總阻力810000KN﹥工作面總壓力82418KN，說明支架滿足需要。2、采煤機選型（1）選用MG2*200/870-WD型電牽引雙滾筒采煤機，主要技術參數(shù)詳見表3-2：表3-3MG2*200/870-WD型電牽引雙滾筒采煤機術參數(shù)表序號名稱參數(shù)1設計生產能力255t/h2采高范圍1.25~2.6m3適合煤層傾角≤35°4滾筒轉速56.71r/min6截深800mm7總裝機功率870KW8配套滾筒直徑Ф1250mm9最大采高mm260010搖臂結構形式整體彎搖臂11電電壓114012牽引方式交流變頻調速、電機驅動齒輪銷軌式無鏈牽引13牽引控制形式手動及遙控變頻無級調速控制14牽引速度（m/min）0～7.6～12.615最大牽引力420～240KN16煤質硬度f≤417噴霧方式內外噴霧18整機重量～31t（2）生產能力核算：Q采=60MBⅤ采γK=60×0.8×1.64×6×1.35×0.4=255(t/h)式中:Q采——采煤機實際生產能力，t/hB——截深，取0.8mM——采高，取1.64mⅤ采——給定條件下滾筒采煤機最大牽引速度，取6m/minγ——煤的實體密度，取1.35kg/m3K——總時間利用系數(shù)，取0.43、板運輸機選用SGZ-764/630型刮板運輸機，主要技術參數(shù)詳見表3-4表3-4SGZ-764/630型刮板運輸機參數(shù)表序號名稱參數(shù)1設計長度202.5m2裝機功率630KW3鏈速1.28m/s4刮板鏈型式中雙鏈5鏈條規(guī)格26×92-C6鏈條破斷負荷850KN7中部槽規(guī)格（長*寬*高）1500×764×2908輸送能力700t/h9電壓660/1140v10電動機型號YBSD-315/160-4/84、順槽皮帶運機根據(jù)運輸順槽長度，選用DSJ100/63/2*125型伸縮帶式輸送機兩部，主要技術參數(shù)詳見表3-5表3-5DSJ100/63/2*125型伸縮帶式輸送機參數(shù)表序號名稱參數(shù)1輸送量500t/h2帶速2m/s3帶寬1000mm4電機功率2*125KW根據(jù)運輸順槽長度以及近似水平等，選用DSJ100/63/2*125型伸縮帶式輸送機一部，長度為1300米。各條皮帶在停機前必須提前將皮帶拉空，嚴禁皮帶重負荷起動。皮帶主要技術參數(shù)如下：皮帶選型計算（1）、輸送帶寬度的確定我國帶速已標準化，初步確定帶速2m/s，在確定帶速的基礎上，計算滿足生產條件要求的帶寬。1）滿足設計運輸能力的帶寬Ｂ１的計算：Ｂ１＝（Q/Kυγc）1/2式中：Q—設計運輸能力,500t/hＢ１—滿足設計運輸能力的輸送帶寬度，mmK—物料斷面系數(shù)458，υ—輸送帶運行速度，2m/sγ—物料的散狀密度，0.9t/m3c—傾角系數(shù)，1，得Ｂ１=779mm2）滿足物料塊度條件的帶寬Ｂ2的計算：B2≥2amax+200amax—物料中最大塊度的長尺寸，350mmＢ2—滿足物料塊度條件的輸送帶寬度，900mm根據(jù)Ｂ1、Ｂ2和帶型選取1000mm標準帶寬的輸送帶。（2）、基本參數(shù)的確定計算1）輸送帶線質量qd當輸送帶選定后，可從其規(guī)格表中或通過計算得出輸送帶每米長的質量，即線質量qd=19.3，單位為kg/m。2）物料線質量q當已知設計運輸能力和帶速時，物料線質量q=Q/1.6υ式中：q—物料線質量，kg/mQ—生產地點設計運輸能力，t/hυ—輸送帶運行速度，m/s得q=69.44kg/m3）托輥旋轉部分線質量q’t、q“t選擇承載、回程托輥和托輥布置間距，求出托輥旋轉部分線質量q’t=G‘/L’tq“t=G”/L”t式中：q’t—承載托輥旋轉部分線質量，kg/mG‘—承載托輥旋轉部分的質量，15.27kgL’t—承載托輥間距，1.5mq“t—回程托輥旋轉部分線質量，kg/mG”—回程托輥旋轉部分的質量，10.44kgL”t—回程托輥間距，3m求得：q’t=10.18kg/m，q“t=1.48kg/m4）計算輸送帶許用張力，NSe=σdB/m式中：Se—輸送帶許用張力，Nσd—帶芯拉斷強度，1000N/mmB—輸送帶寬度1000mmm—輸送帶安全系數(shù)。鋼繩芯帶：m=10，整體帶芯帶：采用塑化接頭m=9，采用機械接頭m=14。求得Se=71428.57N5)選擇滾筒根據(jù)1m皮帶相關參數(shù)得知傳動滾筒直徑630mm，確定改向滾筒直徑320，滾筒表面采用包膠形式。6)計算圓周驅動力圓周驅動力：圓周驅動力=系數(shù)*主要阻力+附加阻力+特種主要阻力+特種附加阻力+傾斜阻力經(jīng)查表計算得知主要阻力：41373N附加阻力：1150N特種主要阻力：4282.57N附加特種阻力：5910N傾斜阻力：680N綜上所述，圓周驅動力為：55877.95N電機功率計算：電機功率=（0.85*0.9*圓周驅動力*帶速）/1000得出電機功率為85.5kw，綜合考慮電機效率：PM＝PA/η＝85.5/0.8＝106kW選取電機功率：N＝125kW防爆1臺。(3)各特性點張力及膠帶安全系數(shù)校核：以傳動滾筒不打滑計算松邊最小張力，并以膠帶下垂度驗算，各特性點張力計算結果如下：傳動滾筒松邊張力：S2＝44207N空載運行工況膠帶最大張力（傳動滾筒趨入點處）：S1＝8603N尾部改向滾筒處膠帶張力：S3＝332N安全系數(shù)：m＝B×ST/S1＝1000×1000/44207＝22.6>7，符合要求。經(jīng)驗算，滾筒不打滑及膠帶垂度也滿足要求。m-安全系數(shù)，最小安全系數(shù)要求大于7，重大載荷時，一般可取10-12。因m值大于7，所以符合要求。皮帶詳細參數(shù)詳見表3-6表3-6皮帶參數(shù)表序號名稱參數(shù)1運輸能力：630t/h2皮帶長度1400m3帶速：2m/s4減速機型號：JS1255液力偶合器型號：YOXD5006皮帶型號1000s1000p7功率/電壓2*125kw1140v8起動方式直接起動9安裝保護速度、煙霧、自動灑水、堆煤、沿線急停、跑偏和溫度5、轉載機選擇轉載機選用SZZ-764/160型，主要技術參數(shù)詳見表3-7表3-7SZZ-764/160型轉載機參數(shù)表序號名稱參數(shù)1輸送量1000t/h2出廠長度42m3裝機功率160KW4鏈速1.33m/s5刮板鏈型式中雙鏈6鏈條破斷負荷850KN7電動機型號YBSDS-160/80-4/86、乳化泵選型乳化泵選用BRW315/31.5*4A型,主要技術參數(shù)詳見表3-8表3-8BRW315/31.5*4A型乳化泵參數(shù)表序號名稱參數(shù)1公稱壓力31.5MPa2流量315L/min3電機功率200KW4重量4800KG5區(qū)軸轉速585r/min6尺寸（長*寬*高）3070*1265*14557、乳化液箱選型乳化液箱選用XR-WS2500A型,主要技術參數(shù)詳見表3-8表3-8XR-WS2500A型乳化液箱參數(shù)表序號名稱參數(shù)1公稱壓力31.5MPa2流量400L/min3容量2500升4重量1880KG6尺寸（長*寬*高）3720*1274*14178、平板車選型選用MPC10-6型平板車，主要技術參數(shù)見表3-9：表3-9MPC10-6型平板車參數(shù)表序號名稱參數(shù)1額定載重10T2軌距600mm3車輪直徑200mm4軸距1150mm5牽引高度260mm6外形尺寸（長*寬*高）3000*1400*3009、防滅火注漿泵外形尺寸（長*寬*高）3000*1400*30010、支架搬運車選型根據(jù)支架型號和井下巷道規(guī)格支架搬運車采用WC30J型無軌腳輪車，主要技術參數(shù)見表3-10：表3-10WC30J型無軌腳輪車參數(shù)序號名稱參數(shù)1型號WC30J2U型架內部寬度1750mm3載重3000KG4行走速度0~30km/h（空載）0~15km/h（滿載）5爬坡能力14°6轉彎半徑5000mm7發(fā)動機功率206kw8電壓DC24V9外形尺寸（長*寬*高）8700mm*3200mm*1750mm11、破碎機錘式破碎機選用PCM110型，主要技術參數(shù)見表3-11表3-11PCM110型錘式破碎機參數(shù)表序號名稱參數(shù)1破碎能力1000t/h2最大輸入塊度700*500mm3最大輸出粒度300（250.200.150）mm4電機功率110KW5破碎主軸轉速370轉/分6破碎錘頭數(shù)4個7破碎垂頭沖擊速度20米/秒8大小皮帶輪節(jié)園直徑1250/315mm9V帶規(guī)格窄V帶SPC-5600(6根)10外形尺寸（長*寬*高）3540*1785*17361.2.3采煤方法1、采煤方法：長壁綜采一次采全高采煤方法，選用MG2×200/870-WD型雙滾筒采煤機雙向割底煤。2、裝煤方法：采煤機螺旋式滾筒和刮板運輸機裝底煤。3、運輸方式：工作面使用SGZ-764/630型刮板運輸機。4、支護方式：ZY6000/8.8/18型兩柱掩護式液壓支架支護頂板。工作面端頭采用ZYP6000/12.5/26型端頭支架支護，周期來壓時要及時檢查加強管理工作。工作面超前支護采用DZ25單體液壓支柱與DJB1000鉸接頂梁支護。1.2.4工藝流程割煤→移架→移運輸機→斜切進刀→割煤。作業(yè)方式和循環(huán)方式：工作面采用“三八”作業(yè)制“兩采一準”工作面采用正規(guī)循環(huán)制，循環(huán)進度800mm，日進11.9個循環(huán)。1.2.5移架方式采用本架操作及時支護，即采煤機割煤后及時移架，移架滯后采煤機3架，追機作業(yè)當頂板破碎時移架要緊跟采煤機前滾筒停機移架。1.2.6移架步距移架采用追機作業(yè)，移架步距800mm?？仨斁啵鹤畲罂仨斁?.79m，最小控頂距1.99m。1.2.7生產能力工作面可采儲量：面寬×可采長度×平均煤厚×比重×工作面回采率=可采儲量工作面可采儲量=198×1300×1.64×1.35×0.98=558000噸工作面日產量：Q=198×1.64×1.35×11.6×0.8×0.98=4000噸工作面月產量： Q=4000×25=100000噸工作面預計服務年限：5.6個月1.2.8工作面的上、下端頭支護形式以及頂板管理1、工作面上、下端頭支護采用DW-28型單體液壓支柱配合HGD-1200型鉸接頂梁對頂板進行支護，單體液壓支柱