1、實 習 報 告2015 年 7 月 2 日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc359222473 第一章 礦區概述3 HYPERLINK l _Toc359222474 第一節 礦區概述3 HYPERLINK l _Toc359222476 第二節 外部條件4 HYPERLINK l _Toc359222477 第三節 資源整合條件綜合評述5 HYPERLINK l _Toc359222484 第二章 井田開拓 PAGEREF _Toc359222484 h 32 HYPERLINK l _Toc359222485 第一節 概 述 PAGEREF _Toc3

2、59222485 h 34 HYPERLINK l _Toc359222485 第二節 井筒位置的確定 PAGEREF _Toc359222485 h 34 HYPERLINK l _Toc279239125 第三節 開拓系統的綜述 PAGEREF _Toc279239125 h 141 HYPERLINK l _Toc279239126 第四節 采區劃分 PAGEREF _Toc279239126 h 141 HYPERLINK l _Toc279239127 第五節 井底車場及硐室 PAGEREF _Toc279239127 h 141 HYPERLINK l _Toc359222487

3、第三章 采煤方法和采區巷道布置 PAGEREF _Toc359222487 h 39 HYPERLINK l _Toc359222488 第一節 采煤方法 PAGEREF _Toc359222488 h 39 HYPERLINK l _Toc359222489 第二節 采區巷道及生產系統 PAGEREF _Toc359222489 h 47 HYPERLINK l _Toc359222490 第三節 巷道掘進 PAGEREF _Toc359222490 h 49第一章 礦區概述第一節 礦區概述一、 交通位置本礦區位于婁煩縣城北赤土壑、遼莊、新舍科一線以北，行政區劃隸屬靜游鎮，其井田地理坐標為：

4、東經11142471114524，北緯380935381152。該礦北距嵐縣縣城約14km，南距婁煩縣城約11km，東南距古交市約48km，鄉級柏油路通過本井田，東距太（原）嵐（縣）公路約4km。交通比較方便。交通位置詳見圖1-1-1。二、 地形、地勢及河流1、 地形地貌井田位于呂梁山脈的東麓，地表呈侵蝕中山地貌，井田內地勢總體為北高南低，最高點位于井田西部邊緣，標高為1384.0m，最低點位于井田東南角的龍泉河谷，標高為1215.2m，最大相對高差168.8m。2、 河流、水系井田內河流不發育，黃土沖溝發育，主溝多沿北東向發育，支溝一般為北西向和南東向，井田南部有龍泉河自西向東流過，在雨季匯

5、集沿途沖溝內洪水向東排入汾河，天旱時一般干涸。三、 氣象及地震本區屬大陸性半干旱氣候，夏季短而燥熱，冬季長而寒冷。平均年降雨量為464.3mm，雨水少，且降水量集中在7、8、9月份。年蒸發量平均為1762.1mm，為降水量的近4倍。年平均氣溫為8.3，最高氣溫為36.4，最低氣溫為-30.5，每年10月底結冰，翌年3月底解凍，冰凍期為160天以上。最大凍土深度0.851.17m。全年主導風向為東南風（夏季），其次為西北風（冬季），最大風速16m/s，平均風速為2.1m/s，風力一般為5級，最大可達8級。根據山西省地震局資料，本區歷史上未發生過強震，據GB18306-2001“中國地震動參數區劃

6、圖”本區抗震設防烈度7度，地震加速度值為0.10g。四、 縣區經濟發展概況區內地下資源豐富，有煤、鐵、大理石、硅、鎢、銅金、石灰巖、石膏等，工業基礎薄弱，現有煤炭、鐵礦、冶金、建材，農作物以土豆、莜麥、豆類為主。第二節 外部條件一、 外運條件分析該礦北距嵐縣縣城約14km，南距婁煩縣城約11km，東南距古交市約48km，鄉級柏油路通過本井田，東距太（原）嵐（縣）公路約4km。交通運輸十分便利，外運條件較好。二、 電源、水源情況（一） 電源條件珠烽礦采用10kV供電，2回路10kV電源分別引自馬家巖礦區35kV變電站不同母線段。選用導線：LJG-300，線路長：22.5km。（二） 水源條件本礦

7、井供水水源采用婁煩縣靜游鎮遼莊村自來水，并已取得供水協議，生活用水供水量為200m3/d，可滿足本礦地面生產、生活及消防用水需要。三、場地征地情況本礦礦井工業場地為利用原巨海煤礦工業場地，已有部分土地使用手續，新增用地及風井場地需要新購土地。四、主要建筑材料供應情況礦井所需鋼材、木材、水泥、各種設備市場上能夠滿足建設需求；磚、石、砂及石灰等本地可滿足需求；當地勞動力較充足；本次擴建各級政府大力支持該礦建設，因此礦井建設各種條件都比較好。第三節 資源整合條件綜合評述該礦經兼并重組后井田資源的開發具有下列優越條件：一、采用綜合機械化采煤方法，提高了機械化水平，擴大了生產能力。二、合理利用原巨海礦工

8、業場地，擴建礦井生產能力，用較少的投資，提高礦井經濟效益和社會效益。三、井田內煤層賦存穩定，儲量豐富，頂底板條件較好，水文地質條件簡單，有利于提高資源回收率。四、外運條件、水源及電源等外部條件均已具備，均能滿足生產需要。綜上所述，資源兼并重組后的山西煤炭運銷集團珠烽煤業有限公司井田內資源可靠、地質條件簡單、交通運輸方便、礦井水源和電源可靠、工業場地征購地容易、產品煤市場需求旺盛，具備建設中型礦井的資源條件和外部協作配套條件。第二章 井田開拓第一節 概述一、 影響井田開拓開采的主要因素本礦井設計開采的三層煤賦存穩定平緩，礦井為低瓦斯礦井，煤塵具有爆炸性，屬自燃煤層；井田已發現三條斷層和一個無陷落

9、柱，無巖漿入侵現象，地質構造屬簡單類型；水文地質條件為較簡單，開采技術條件較好。井田內原各礦開采區主要集中在西南煤層露頭的前部，已形成較大面積的采空區，整合后資源儲量主要是東北部煤層深部。所以井田原有的開采范圍，采空區現狀對開拓布置影響較小，地質構造及井田村莊是影響井田合理的開拓開采布置的主要因素。二、 礦井工業場地位置的選擇礦井開拓布置必須依據煤層賦存條件，地面地形地勢條件，并考慮兼顧開采全井田的各個煤層，應盡可能減少井巷開拓工程量保證礦井合理開采和安全生產。根據整合后的井田范圍，井田位于呂梁山脈的東麓，地表呈侵蝕低山地貌，井田內地勢總體為北高南低。井田南部有龍泉河自西向東流過，龍泉河兩岸河

10、灘和兩岸臺地地勢較低，地面較為平坦，適合布置工業場地；龍泉河以北地勢逐漸變高，地面溝谷縱橫，難以布置工業場地；再者礦井龍泉河以南資源已被小礦采礦破壞，可采資源主要集中在龍泉河以北，因此在龍泉河北岸布置工業場地是比較合理的。經過現場勘查，確定遼莊村西側井田的東南部5號拐點附近，原山西巨海國際經貿有限公司婁煩遼海煤礦工業場地和井田西部赤土壑村以東的臺地兩塊場地地勢較為開闊平坦，接近礦井儲量中心，適合布置工業場地。現將兩場地的優缺點比較如下方案一：工業場地選擇在龍泉河北岸、赤土壑村以東的臺地上（原機械化升級改造初步設計選擇工業場地）。優點：1、工業場地比較平坦，挖填方工程量較小；2、工業場地位于井田

11、南北向中央附近，便于井下開拓巷道布置開拓井田內的主要儲量中心，即井田東北部的三角部分；3、工業場地附近在井田范圍內地勢較高，不受龍泉河洪水威脅；4、該場地已經獲得環保部門批準。缺點：1、場地位置屬基本農田，征地困難，場地平整工程量大。2、場地位置處于煤層露頭附近，有老窯開采多年，開采范圍不詳，老空區會對地面建筑產生影響，增加投資。3、工業場地壓煤量大。4、地勢較高，井筒長度長。方案二：工業場地選擇在遼莊村西側原山西巨海國際經貿有限公司婁煩遼海煤礦工業場地。優點：1、重發利用原巨海煤礦場地，減少新征地面積，且周邊均為河灘荒地，征地容易；2、地勢較低，井筒長度短；3、與村莊公用保護煤柱，場地壓煤資

12、源少；4、地勢平坦，場地平整工程量少。缺點：1、地勢低，受龍泉河洪水威脅；2、離村莊和高速公路距離短；3、場地較為狹小。綜合比較，方案二較方案一有征地簡單，地勢平坦，場地壓煤量小的優點，雖然有地勢低，場地較為狹小的缺點，但只要適當填高場地，合理布置地面設施，做到地面功能分區集中、明確，就可解決這些問題。雖然赤土壑村以東的臺地上（原機械化升級改造初步設計選擇工業場地）已經環保部門批準，但該場地一直未施工和辦理相關用地手續，另外根據業主和婁煩縣人民政府的要求，設計綜合確定推薦方案二，即礦井工業場地的選擇在遼莊村西側原山西巨海國際經貿有限公司婁煩遼海煤礦工業場地。第二節 井筒位置的確定一、 井筒數目

13、及用途本次設計共布置三個井筒，包括主斜井、副斜井和回風立井，各井筒特征分述如下： 主斜井：凈寬5.0m，凈斷面16.32m2，鋼筋混凝土砌碹/錨網噴支護，斜長472.9m，井筒裝備一部帶寬B=1000的大傾角強力帶式輸送機，擔負全礦井的煤炭運輸任務，架設一部架空乘人器，擔負全礦井人員升降任務，敷設綜合管線，并做為礦井的一個安全出口。副斜井：凈寬5.0m，凈斷面17.32m2，鋼筋混凝土砌碹/錨網噴支護，斜長354.2m，井筒鋪設一條30kg/m單軌，擔負全礦井的輔助運輸任務，敷設綜合管線，并做為礦井的一個安全出口。回風立井：井筒直徑6.0m，混凝土砌碹，垂深325.0m，井筒內裝備梯子間，擔負

14、全礦井的回風任務，敷設黃泥灌漿管路，并做為礦井的安全出口。二、井壁結構根據井田內各鉆孔地質及水文地質資料預計，各井筒施工時所穿各巖層巖性良好，無流砂層、破碎巖層和強富水性含水層等不良地層，設計初步確定新建的主、副斜井和回風立井井筒表土段及基巖段均采用普通鑿井法施工。各井筒井壁結構詳見圖4-2-1、4-2-2、4-2-3、4-2-4、4-2-5。井筒特征詳見表4-2-6。表4-2-1 井筒特征表名稱特征主斜井副斜井回風立井井口坐標（m）緯距X西安804226830.94226858.94226986.9北京544226941.84226907.04227035.0經距Y西安8019564553.

15、819564581.819565602.2北京5419564624.019564652.019565672.4標高（m）井口+1240.0+1240.5+1255.0井底+1070.5+1100.0+930.0井筒傾角（）212390方位角（）122122井筒長度（m）472.9354.2325.0凈斷面（m2）16.3217.3228.27井筒凈寬/直徑（m）5.05.06.0支護方式鋼筋砼碹/錨網噴鋼筋砼碹/錨網噴混凝土碹支護厚度（mm）400/150400/150800/400井筒裝備帶式輸送機單鉤串車梯子間井筒用途煤炭提升安全出口綜合管線輔助提升安全出口綜合管線回風安全出口黃泥灌漿備注

16、新掘新掘新掘第三節 開拓系統的綜述1、 開拓方式選擇原則（1）認真貫徹執行煤礦開采的有關方針、政策、法規、規范，以礦井資源開采條件為基礎，合理開采。（2）采用先進的采煤方法，提高資源回收率。（3）保證產品質量，提高經濟效益。（4）以人為本、依靠科技進步、提高機械化水平、簡化開拓系統。（5）礦井的初期巷道布置及采區位置避開采空區和村莊。2、 開拓現狀井田內原各礦均集中在煤層淺部露頭附近開采，遠離新井田的儲量中心，且斷面小，布置不規范，支護差。2006年以來各礦均已關閉，大部井口已經封閉和回填，部分井筒長期受水淹浸泡已經坍塌。因此原各礦井筒無利用價值，本次設計均不予利用。3、 開拓方式方案比選設計

17、從表土層厚度、煤層埋藏深度、煤層產狀以及井田水文地質條件等方面分析，本礦井工業場地附近煤層埋深一般在100150m，適合于斜井開拓方式。結合礦井井型、煤層賦存條件、井筒提升設備、井下開拓布置和回采面裝備水平等因素，考慮了兩個開拓方案進行技術經濟比較，現分述如下：方案一：斜井開拓方式，詳見圖3-3-1、3-3-2、3-3-3。利用遼莊村西側原山西巨海國際經貿有限公司婁煩遼海煤礦工業場地，在工業場地北側的山坡上新建主斜井和副斜井兩個井筒，在工業場地東約1.0km的井田邊界附近新建回風立井，整合前各礦井口全部關閉。副斜井按確定的井口位置，以122方位角向西北方向布置，傾角25；副斜井至4號煤層布置一

18、車場，并在+1100水平布置一水平車場，在一水平車場與4號煤軌道運輸大巷連接處西側布置一段平巷，在平巷內布置主變電所、主水泵房、水倉等硐室等。主斜井按確定的井口位置，以122方位角向西北方向布置，以傾角21掘至4號煤層底板下，布置一下放式井底煤倉，主斜井井底布置井底清理撒煤巷道并與4號煤層軌道大巷相連。主斜井凈寬5.0m，凈斷面16.32m2，鋪設一部帶寬1000mm的大傾角帶式輸送機擔負煤炭運輸任務；副斜井凈寬5.0m，凈斷面17.32m2，鋪設單軌擔負設備、材料、矸石等的輔助運輸提升任務。回風立井凈直徑6.0m，凈斷面28.27m2，擔負全礦井的回風任務。初期開采+1100一水平時，在4號

19、煤層，沿井田東南邊界東西方向布置膠帶運輸大巷（沿4號煤底板）、軌道運輸大巷（沿4號煤底板）、回風大巷（沿4號煤頂板）三條開拓大巷，各大巷間距30m。4號煤全井田在大巷北側布置各工作面順槽，工作面順槽分別與大巷合理相連，形成完整的運輸、通風、排水、供電及井下消防灑水系統。4-1號煤層開拓利用4號煤回采工作面的順槽在分叉線附近沿分叉線方向在4-1煤層布置兩條巷道，利用該兩條巷道并在北側布置工作面開采4-1號煤層。待4-1號煤開采完畢后再開采下部的4號煤層。后期開采+1030二水平時主斜井、副斜井和回風立井均直接延伸至9號煤層， 7、9號煤聯合布置，在7號煤設置輔助水平，采用7、9號煤薄厚煤層配采生

20、產的方式達產。井下主運輸均采用膠帶輸送機，大巷輔助運輸均采用無極繩連續牽引礦車方式。礦井采用分列式通風系統，主、副斜井進風，回風立井回風。礦井通風方式為機械抽出式。方案二：斜井開拓方式與一方案相同采用斜井開拓，詳見圖3-3-4。本方案工業場地位置選擇、水平劃分及井筒斷面與方案一相同，仍在新工業場地新建主、副斜井，在井田西北邊界中部新建回風立井。不同的是副斜井按確定的井口位置，以195方位角向東北方向布置，傾角25。副斜井落底至4號煤層，并在+950水平布置一平車場，在車場內布置主變電所、主水泵房、水倉等硐室。主斜井按確定的井口位置，以195方位角向東北方向布置，以傾角21掘至4號煤層底板下，布

21、置一下放式井底煤倉，主斜井井底布置井底清理撒煤巷道并與4號煤層軌道大巷相連。初期開采+950一水平時，在4號煤層，沿井田中部南北方向布置膠帶運輸大巷（沿4號煤底板）、軌道運輸大巷（沿4號煤底板）、回風大巷（沿4號煤頂板）三條開拓大巷，各大巷間距30m。在井田北部沿東西方向布置膠帶運輸下山（沿4號煤底板）、輔助運輸下山（沿4號煤底板）、回風下山（沿4號煤頂板）三條下山開拓大巷，各大巷間距30m，。4號煤全井田共布置兩個采區，各工作面順槽，工作面順槽分別與大巷相連，形成完整的運輸、通風、排水、供電及井下消防灑水系統。后期開采+900二水平時主斜井、回風立井直接延伸至二水平，副斜井以暗斜井方式延伸至

22、二水平。井下主運輸均采用膠帶輸送機，大巷輔助運輸均采用無極繩連續牽引車牽引礦車方式。礦井采用分列式通風系統，主、副斜井進風，回風立井回風。礦井通風方式為機械抽出式。方案比較及選擇：上述兩方案各有利弊，結合前面井筒比選內容，各方案優缺點詳見下表4-3-1：表4-3-1 方案技術比較表優 點缺 點方案一1、井筒比方案二少826.2m大巷開拓工程量比方案二少1300m；2、開拓布置簡單，運輸轉載少一個環節；3、工作面長度在1km2.5km之間，利于綜采布置；4、工業場地、井筒、大巷保護煤柱損失少；1、工作面沿煤層傾向長壁布置； 2、4-1號煤層回采困難； 3、井下運輸距離長。 方案二1、工作面沿煤層

23、走向長壁布置；2、4-1號煤層可利用4號煤巷道回采；1、井巷工程量較方案一多2.1Km；2、開拓、運輸環節較一方案多一個環節；3、工業場地、井筒、大巷保護煤柱損失大。通過上表比較，方案一雖然有運輸距離長，工作面沿傾向的缺點，但具有工程量省，場地壓煤資源少等優點。故設計根據以上比選結果，推薦方案一。4、 水平劃分考慮到本井田4、7、9號煤層間距及賦存特點，設計將三層煤分設兩個水平。第一水平即+1100m水平，開采4號煤層；第二水平即+1030m水平，開采7、9號煤層。第四節 采區劃分根據礦井的開采現狀，全井田共分為三個采區，即每層煤為一個采區（4-1號煤含于4號煤層）。礦井采用自上而下的分層開采

24、方式，采區接替順序為：4號煤一采區4（4-1）號煤二采區7、9號煤一采區。采區接續詳見表4-4-2。表4-4-2 采區接續表采區名稱開采水平設計可采資源/儲量(Mt)設計生產能力(Mt/a)服務年限(a)接續計劃 (a)102030404號煤一采區一9.5221.25.74（4-1）號煤二采區一8.4321.25.07號煤一采區、9號煤一采區二4.8931.224.4第五節 井底車場及硐室一、 井底車場依據井田開拓部署，設計初期在一水平4號煤設置一車場，車場采用甩車場形式，車場水平標高+1100m，車場總長度64.2m。井底車場內設高低道，高道存車線長度為35.0m，低道存車線長度為33.6m

25、，采用調度絞車牽引及人力推車相結合的調車方式，車場通過能力能滿足輔助運輸的要求。車場布置形式詳見圖3-5-1。二、 硐室1、 硐室名稱及位置根據生產和安全需要，在井下設有主變電所、主排水泵房、水倉、井底煤倉、井下消防材料庫、采區水泵房、采區變電所等硐室。2、 水倉根據主排水泵房位置，設計將水倉布置在一水平甩車場西北側運輸大巷內。主、副水倉平行布置，凈斷面6.2m2，有效長度250m，有效容積1500m3，滿足安全規程要求。3、 井底煤倉井底煤層采用下放式煤倉，凈直徑6.0m，有效高度30.0m，有效容量800t，可滿足生產要求。4、 其它硐室消防材料庫布置在井底車場東側、軌道運輸大巷北側，采用

26、錨網噴支護方式。采區水泵房、采區變電所布置在回風立井西側，采用錨噴支護方式；采區水倉容量600t，可滿足生產要求。三、 井底車場巷道和硐室支護井下主變電所、主排水泵房、水倉等硐室均采用半圓拱斷面，采用C20混凝土砌碹支護；、井底煤倉采用C25鋼筋混凝土支護方式；井底車場、消防材料庫、采區變電所、采區泵房等硐室均采用錨網噴支護方式。井底車場巷道及硐室工程量見表4-5-1。表4-5-1 井底車場巷道及硐室工程量表序號巷道及硐室名稱煤巖支護形式長度(m)凈斷面(m2)掘進體積(m3)備注巷道硐室1一水平井底車場巖錨網噴64.317.3212802主變電所巖混凝土砌碹3011.888003主排水泵房巖

27、混凝土砌碹3013.59004井下消防材料庫巖錨網噴2510.53005井底主、副水倉巖混凝土砌碹3006.220006管子道巖混凝土砌碹356.23007井底煤倉巖混凝土砌碹3028.310008人車等候室巖混凝土砌碹6028.3600合 計 =SUM(ABOVE) 514.3 =SUM(ABOVE) 7180第三章 采煤方法和采區巷道布置第一節 采煤方法一、 采煤方法選擇1、 煤層條件及開采技術條件初期開采的4號煤厚1.608.47m，平均6.48m，傾角518，為全井田穩定可采厚煤層，結構較簡單。4-1號煤厚3.354.5m，平均厚3.88m，為賦存區穩定可采中厚煤層，結構較簡單。頂板巖

28、性為砂質泥巖、粉砂巖，局部為砂巖或炭質泥巖；底板為砂質泥巖或中砂巖。井田內各煤層煤塵均有爆炸危險性，均屬自燃煤層，為低瓦斯礦井。2、 采煤方法選擇根據珠烽煤礦煤層賦存條件，目前國內成熟的開采技術，可供選擇的采煤方法有：分層綜采和綜采放頂煤兩種采煤方法，各采煤方法優缺點如下：（1）采用分層開采，其頂分層破碎頂板與煤壁的控制將會帶來生產和安全管理上的問題和困難，將會使煤炭生產難以實現高產高效低成本的生產目標。（2）采用高產高效的綜采放頂煤開采工藝在技術和經濟上都是完全合理的。可以實現高產高效、安全、低成本的生產目標。同時也是珠烽煤礦4號煤層采煤方法的最佳選擇。因此根據煤層的賦存條件設計確定采用綜采

29、放頂煤方法開采4號煤層，4號煤層與4-1號煤層分叉處煤層厚度1.653.65m，可利用4號煤采煤設備采用一次采全高和放頂煤結合的采煤方法。后期開采的9號煤層，厚度8.5014.27m，平均11.16m，也采用放頂煤采煤方法；7號煤層厚度0.721.63m，平均1.24m，可采用薄煤層一次采全高采煤方法；與4-1號煤煤厚3.354.5m，平均厚3.88m，可利用4號煤采煤設備采用一次采全高和放頂煤結合的采煤方法。3、 4號煤層冒放性分析（1）煤層強度煤層強度是影響頂煤冒放性的關鍵因素。一般認為煤層巖石硬度系數小于3，抗壓強度小于20MPa時頂煤冒放性較好。本井田4號煤層較軟，抗壓強度為6.26M

30、Pa，內生裂隙較發育，因此有利于頂煤的冒放。（2）煤層厚度綜采放頂煤實踐證明，綜放一次采出的煤層厚度以512m為宜。放頂煤厚度太小，易發生超前冒頂，放頂煤時不易控制，易引起竄矸，原煤含矸率增大；放頂煤厚度過大，破壞不充分，頂煤放出率降低。理論研究證明綜放開采的最大臨界厚度為12.513.0m，最小臨界厚度為4.55.0m。（3）煤層結構煤層中單層夾矸厚度不大于0.30m，巖石硬度系數小于3，頂煤中夾矸厚度占煤層厚度的比例小于1015時，頂煤冒放性好，否則，應采取預破碎措施。4號煤層結構簡單，含05層夾矸，夾矸薄，因此4號煤層結構對放頂煤無不利影響。（4）頂板條件影響煤層冒放性的煤層頂板包含直接

31、頂和老頂兩部分，直接頂對頂煤壓裂無直接影響，但直接頂能夠隨采隨冒并具有一定的厚度是綜放開采頂煤破碎冒落后順利放出的基本條件，否則不利用頂煤回收。因此，無論從礦壓角度還是從頂煤放出率來考慮，都希望直接頂的最小厚度能達到充滿采出煤厚的空間。4號煤層頂板巖性砂質泥巖、粉砂巖，局部為砂巖或炭質泥巖，容易冒落，且厚度適中。經冒放性分析，4號煤層具有較好的冒放性。綜合上述分析，本礦井的煤層賦存及開采技術條件符合煤礦安全規程的有關規定。二、 工作面采煤、裝煤、運煤方式及設備選型1、 主要設備選型根據工作面長度及采高，結合礦井開采技術條件，確定礦井用放頂煤液壓支架支護，綜采放頂煤工藝，綜采工作面的采、裝、運、

32、支工序全部機械化。根據煤層采高及該地區采煤機械使用情況，主要采煤機械配備如下：從目前綜采的發展趨勢看，設計高產高效的綜采面要求加大工作面的長度，加大截深，選用能切割硬煤的特大功率采煤機，提高采煤的切割速度，相應要求提高移架速度，與大運量的重型可彎曲刮板輸送機相匹配，加強端頭支護，采用長距離順槽膠帶輸送機。針對上述要求，對于綜采系統設計考慮了以下原則：機械設備的選擇首先滿足技術先進，生產可靠，提高綜采設備的開機率，達到高產高效。同時各設備間要相互配套，保證運輸暢通，并增加運輸環節的緩沖能力，以期達到采運平衡，最大限度地發揮綜采優勢。為綜采工作面創造快速連續開采的條件，加大工作面推進長度，減少搬家

33、次數，并保證快速搬家。同時做到采準工作快，增大巷道斷面特別是順槽斷面，利用頂板完整，煤層堅硬的條件，采用錨噴方式支護，以提高掘進速度，保證工作面的接替要求。對輔助運輸系統，要求系統簡單、環節少，把工作人員快速方便地運送至工作地點，作為提高工作面生產能力的一個重要因數考慮，并在巷道布置上加以保證。工作面主要采煤設備選擇分述如下：(1)采煤機4號煤層以一個綜采放頂煤工作面、兩個綜掘面保證年產1.2Mt/a的生產能力，綜采放頂煤工作面日產量應在3636t左右。根據地質資料，礦井初期開采的一采區4號煤層厚度1.608.47m，平均6.48m。設計按機采高3.0m，平均放頂高度3.48m。隨著綜采工作面

34、裝備水平的提高和礦井生產能力的增大，采煤機選型有向大截深、高速度、大功率發展的趨勢。根據本礦井煤層開采技術條件，采煤機選型應滿足下列要求：a 適應煤層厚度大，夾矸厚度大并硬度大的特點，應選用較大功率采煤機；b 采煤機截割效率高，裝煤效果好；c 牽引速度快，穩定性好，操作安全，采用電牽引。根據以上技術要求，結合采區煤層賦存情況，采煤機主要技術參數選型如下：.采煤機應具有的最小生產能力Qh=式中：Qh工作面設備所需最小生產能力，t/h；Qy要求的工作面年產量，按12105t/a；D年生產天數，330d；f能力富裕系數，1.4；N日作業班數，4班；M每日檢修班數，1班；t每班工作時間，6h；K采煤機

35、開機率，取0.4。經計算得：Qh=707t/h。.采煤機平均截割牽引速度Vc=式中：Vc采煤機平均截割牽引速度，m/min；Qh采煤機生產能力，707t/h；H平均采高，取3.0m；B截深，0.8m；煤的容重，1.45t/m3；C工作面回采率，0.93；經計算得：Vc=3.64m/min。采煤機所需最大割煤牽引速度VmaxkcVc5.1m/min式中：Vmax采煤機所需最大割煤牽引速度，m/min；Vc采煤機平均速度， 3.64m/min；kc采煤機行走不均衡系數，取1.4；為使工作面產量均衡，采煤機的實際截割牽引速度應根據煤層厚薄變化適當調整，以減少輔助工作時間，采煤機的實際截割速度普遍都在

36、411m/min左右，最高達13m/min。.采煤機裝機功率裝機功率包括截割電動機、牽引電動機、破碎電動機、液壓泵電動機、機載增壓噴霧泵電動機等電動機功率總和。其中截割功率是衡量采煤機生產能力和破煤能力的綜合性參數，截割功率大，截割硬煤能力以及過地質構造時的割巖能力較強。理論截割功率可用下式進行估算：P=QHw=707（0.70.8）=495566kW式中：P截割功率，kW；Q采煤機生產能力，707t/h；Hw比能耗，一般0.70.8。根據地質報告及鉆孔資料，4號煤層3.0m內賦存12層0.10.35厚的夾矸，采煤機考慮截割矸石的需要，為增強采煤機過地質構造時的破巖能力，確保工作面的推進速度，

37、采煤機的實際截割功率應比理論截割功率高出30%左右，即實際截割功率：N實=1.4P=1.3（495566）=644735kW。根據上述計算，考慮煤層傾角較大，為確保設備運行的可靠性，設計選用MG300/730-WD型采煤機，其主要參數如下：表5-1-1 采煤機技術特征表 型號采高(m)電機功率(kW)滾筒直徑(m)截深(mm)牽引速度(m/min)機面高度(mm)重量(t)MG300/730-WD7301.8600/800154849(2)工作面可彎曲刮板輸送機工作面刮板輸送機選型需滿足三個方面要求：一是運輸能力與采煤機生產能力相適應；二是外型尺寸和牽引方式與采煤機相匹配；三是運輸機長度與工作

38、面長度相一致。回采工作面可彎曲刮板的輸送機輸送能力應大于采煤機的最大生產能力。即： QmKyKvKcQh式中：Qm刮板輸送機運輸能力，t/h；Kc采煤機割煤速度不均勻系數，可取1.2；Kv考慮采煤機與刮板機逆向運動時的修正系數，取Kv1.05；Ky運輸方向及傾角系數，工作面向下運煤，取Ky0.9則：Qm1.21.050.9707802t/h，刮板機能力應大于800t，按山西省煤炭工業廳控制礦井產量的要求，考慮上述因素，工作面前部刮板選用SGZ764/264型刮板輸送機，后部放頂煤刮板用SGZ764/320型刮板輸送機，能滿足要求。其主要技術參數見表5-1-2。表5-1-2 刮板輸送機技術特征表

39、 型號鋪設長度(m)輸送能力(t/h)刮板鏈速(m/s)中部槽規格(長寬高(mm)電機功率(kW)電壓等級(V)備注SGZ764/2641506001.1215007642222641140/660SGZ764/3201507001.115007243003201140/660(3)順槽轉載機順槽轉載機的轉載能力要與工作面的生產能力相適應，并要求與工作面刮板輸送機和順槽可伸縮膠帶輸送機相配套，為此選用SZZ764/132型刮板轉載機。其主要技術參數見表5-1-3。表5-1-3 轉載機技術特征表 型 號出廠長度(m)輸送能力(t/h)電機功率(kW)電壓等級(V)備注SZZ764/13241.2

40、10001321140/660(4)破碎機破碎機的能力要與順槽轉載機的轉載能力相適應，因4號煤層夾矸較多，考慮破碎較大塊矸石的需要，為此選用破碎能力較大的PCM200型破碎機，其主要技術參數見表5-1-4。表5-1-4 破碎機技術特征表 型號進口塊度(mm*mm)破碎能力(t/h)電機功率(kW)電壓等級(V)備注PCM2001000*80022002001140/660(5)順槽可伸縮膠帶輸送機順槽膠帶輸送機要與工作面推進長度相適應，小時運量應與工作面生產能力相匹配。工作面高峰生產能力為Q=800/h，取輸送機帶速V=2.0m/s，則： = 0.98B膠帶寬度，m；K貨載截面系數，=30時，

41、K=435；R貨載散集容重，取0.95t/m3；C輸送機傾角系數，a=010時，C=1。根據計算可伸縮膠帶輸送機型號選擇DSJ100/70/160，能滿足要求，主要技術參數見表5-1-5。表5-1-5 可伸縮膠帶輸送機技術特征表 型 號輸送能力(t/h)輸送長度 (m)帶速(m/s)帶寬(mm)電機功率(kW)電壓等級(V)DSJ100/70/16080015002.01000160660/380(6)工作面頂板管理方式及液壓支架選型用估算法確定支架工作阻力計算方法的基礎是工作面支架工作阻力支撐冒落帶頂板巖層和頂煤的重量，并平衡基本頂失穩時對支架的動載，此外再考慮1.52.0的安全系數，安全系

42、數取1.5，則計算公式為：q=1.5Kd（q冒+q頂煤）式中：工作面支架所需支護強度；基本頂失穩時的動載系數，根據綜放工作面礦壓觀測結果，一般=1.11.8；冒落帶巖層自重應力，為頂板巖層容重，取26kN/m3，根據煤層結構，取=10.0m；支架上方頂煤自重應力，為頂煤容重，取15.8kN/m3。由于4號煤層頂板一般為砂質泥巖,局部為細砂巖，頂煤冒落后，其直接頂巖層垮落后不能將采空區充填滿，因此基本頂失穩時的動壓對支架工作阻力存在較大影響，因此取=1.5，即q=1.51.5(1024+3.4815.8)=663.7kN/m2支護強度確定后，根據配套尺寸、支架頂梁長度、空頂距算出支架工作阻力：P

43、=q（LKLD）B=5937.5kN式中：P支架工作阻力，kN；q支架的支護強度，663.7kN/m2空頂距，0.8m頂梁長度，5.5mB支架寬度，1.42m礦井所選支架工作阻力需大于5937.5kN，為保證放煤的可靠性和安全性，結合目前國內放頂煤支架型號，設計選用ZF6500/18/35型放頂煤液壓支架, 主要技術參數為：中心距：1500mm；支撐高度：1.83.5m，工作阻力：6500kN；除撐力：5233mm；支護強度：0.80.84MPa底板比壓：0.991.64MPa推移步距：800mm質 量：22t運輸尺寸：550014201800（mm）端頭液壓支架選用可與ZF6500/18/3

44、5型放頂煤液壓支架配套的ZTF8000/20/38型端頭液壓支架（三架一組）。工作面裝備詳見表5-1-6。表5-1-6 4號煤綜采工作面主要機械配備表設備名稱設備型號功率(kW)單位數量備 注總量其中備用雙滾筒采煤機MG300/730-WD700臺1可彎曲刮板輸送機SGB764/264264臺1前可彎曲刮板輸送機SGB764/320320臺1后破碎機PCM200200臺1轉載機SZB764/132132臺1可伸縮膠帶輸送機DSJ100/70/160160臺1液壓支架ZF6500/18/35架11010乳化液泵站BRW400/31.52250套1兩泵一箱噴霧泵站BPW315/10275套1兩泵一

45、箱注液槍DZ-Q1把2小水泵KWQB20-50/4-5.55.5臺4探水鉆機MYZ-20022臺1注水鉆機MYZ-20022臺1注水泵5D-2/15012臺2單體液壓支柱DW40根120型鋼梁HDL-4000根60超前支護回柱絞車JH21418.5臺22、采煤工藝初期4號煤采煤方法為綜采放頂煤采煤法，頂板管理為全部垮落法。回采工作面機采，采高3.0m，滾筒載深0.8m，放煤高度為3.48m，采放比為1：1.2，采用“一采一放”單輪順序放頂煤工藝，放煤步距為0.8m，循環進尺0.8m，日割煤5刀。（1）工藝流程： 割煤移架推前溜放頂煤拉后溜 （2）進刀方式： 采煤機割透機頭時，采煤機后30m外，

46、大溜推向煤壁，做好采煤機進刀和推移機頭的工作。 讓采煤機反向牽引，沿溜方向彎曲段切入煤壁，使采煤機進入下刀工藝，同時將機頭頂向煤壁，使整個大溜成一條直線： 讓采煤機反向牽引，再次割透機頭，割掉三角煤，開始進入下一個循環。 機組割煤時，采用前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤的方式。（3）割煤順序：采煤機在工作面由機頭機尾，機尾機頭反復運行，逐架順序割煤。 （4）移架方式： 工作面移架時，采取及時支護方式，本架手動操作，從端頭或端尾跟機移架。（5）推前溜及拉后溜的方式： 工作面推前溜，拉后溜，采用從一端順序推拉溜的方式。保證推拉前后溜彎曲段不少于15m，逐步將前后溜推拉成一條直線。 （6）放煤方式：在機組

47、往機頭(或機尾)割煤時，將支架移出后，采用順序單輪逐架放煤方式，通過收尾梁使頂煤落入后溜中，直到見矸石，收起尾梁，伸出插板。三、 采煤工作面布置1、采煤工作面布置首采區為4號煤一采區，該采取為單翼采區。首采工作面布置在井田西部邊界，工作面長度為150m，工作面膠帶進風順槽、軌道回風順槽均沿4號煤底板布置。4號煤首采工作面順槽長度1077.7m。膠帶進風順槽與膠帶大巷直接搭接；輔運回風順槽與軌道運輸大巷相接。四、 采煤工作面采高、長度及年推進度1、采煤工作面采高井田內初期開采的4號煤層平均厚度6.48m，設計確定采煤機割煤高度3.0m，放頂高度3.48m。2、采煤工作面長度礦井首采區為一采區4號

48、煤，依據首采區煤層賦存特征和礦井設計規模，參照煤炭工業礦井設計規范的有關規定，綜合確定綜采工作面長度為150m。3、采煤工作面年推進度4號煤工作面實行四班作業，三班生產，一班檢修準備，年工作330d，日循環5個，每循環進尺0.8m，工作面正規循環系數0.75，工作面年推進度：L0.853300.75990m則工作面年推進度990m。五、 工作面回采方向回采方式為采區內采用后退式開采，工作面采用后退式開采。工作面接續間采用相間方式開采。六、 采區及工作面回采率井田內4號煤層為厚煤層，依據煤炭工業礦井設計規范，采區回采率取75%，工作面回采率機采回采率95%，放頂煤回采率80%；第二節 采區巷道及

49、生產系統一、 移交生產和達到設計生產能力時的采區數目、位置和工作面生產能力計算(一) 采區數目和位置根據礦井開拓部署，結合礦井規模和采煤工作面裝備水平，礦井移交生產和達到設計生產能力時，共布置1個生產采區。采區內4號煤層賦存較穩定，儲量可靠，地質構造及水文地質條件中等，對礦井及早達產和穩產高產均十分有利。(二) 礦井生產能力計算1、采煤工作面生產能力計算采煤工作面生產能力按下式計算：A采=M1lLrC1M2lLrC2式中：A采采煤工作面年產量，t/a；M1采煤工作面機采高度，M1=3.0m；M2采煤工作面放煤高度，M2=3.48m；采放比為1：1.2l采煤工作面長度，l=150m；L采煤工作面

50、年推進度，L=990m；r煤的容重，r=1.45t/m3；C1采煤工作面機采回采率，取0.95；C2采煤工作面放頂煤回采率，取0.80。則A采=3.01509901.450.95+3.481409901.450.80=1173177(t/a)=1.17Mt/a掘進煤量按回采煤量的5%計算，A掘=1.170.05=0.06Mt/a初期在4號煤層布置一個綜采放頂煤回采工作面和兩個綜掘工作面，礦井年產量：A礦=1.17+0.06=1.23 Mt/a，可滿足礦井1.2Mt/a的生產能力。礦井達到設計生產能力時采區回采工作面特征見表5-2-1。表5-2-1 達到設計生產能力時采區工作面特征表采區名稱采煤

51、工作面個數裝 備煤層平均厚度(m)機采高度(m)放頂高度(m)年推進度(m)生產能力(Mt/a)4號煤采區1綜采工作面6.483.03.489901.17二、 采區尺寸、巷道布置1、 首采區位置本礦一水平開采4號煤層，4號煤全井田分為兩個采區，兩個采區以4-1號煤分岔線為界，即首采區為4號煤一采區。2、 采區尺寸首采區為井田4號煤層一采區，采區基本呈三角型，采區東西寬約1750m，南北長約2050m，采區面積約1.8km2。3、 采區巷道布置首采區即4號煤層一采區共布置三條大巷。膠帶運輸大巷采用矩形斷面，凈寬4.0，凈高3.0m，凈斷面12.0m2，沿4號煤底板布置；軌道運輸大巷采用矩形斷面，

52、凈寬4.5，凈高3.5m，凈斷面15.75m2，沿4號煤底板布置；回風大巷采用矩形斷面，凈寬4.5，凈高3.5m，凈斷面15.75m2，沿4號煤頂板布置。各巷道均采用錨網噴支護方式，錨索補強。膠帶運輸大巷通過井底煤倉與主斜井相聯系，形成完善的煤炭運輸系統；軌道運輸大巷通過井底車場與副斜井相聯系，形成完善的輔助運輸系統。首采工作面布置在一采區4號煤層井田中部，F19 正斷層東側，首采工作面布置在此處的優勢是盡量減少初期大巷開拓長度；工作面長度較長，可達到1.1km；盡量避開西部F19斷層的影響；避開西部古空區影響和西部煤層傾角大的地段。回采工作面共布置輔運回風順槽和膠帶進風順槽兩條順槽，各順槽與

53、大巷合理相連接。膠帶進風順槽采用矩形斷面，沿4號煤底板布置，巷道凈寬4.0m，凈高3.0m，凈斷面12.0m2，軌道回風順槽采用矩形斷面，沿4號煤底板布置，巷道凈寬4.0m，凈高3.0m,凈斷面12.0m2。兩順槽均采用錨桿掛網支護方式，錨索補強。開拓大巷與順槽間有聯絡巷相通，根據需要安裝不同類型的風門。以便于進、回風和運料，回采工作面布置在大巷兩側。首采區巷道布置詳見圖5-2-1、5-2-2。回采工作面回采方式為采區內采用前進式開采，工作面采用后退式開采，工作面接替采用相間跳采順序開采。4、 采區接續礦井初期開采一水平一采區4號煤層，采區接續如下：4號煤一采區4號煤（4-1號煤）一采區7號煤一采區、9號煤一采區。三、采區車場及硐室本礦不設采區車場；根據采區供電要求，設有采區變電所。四、 采區煤炭運輸、輔助運輸、通風及排水系統1、 運煤系統回采工作面(前后可彎曲刮板輸送機)膠帶進風順槽(可伸縮膠帶輸送機)膠帶運輸大巷(帶式輸送機)井底煤倉(給煤機)主斜井（帶式輸