煤礦采區(qū)課程設(shè)計

1、一、設(shè)計題目課程設(shè)計條件采區(qū)概況位置某礦東翼二采區(qū)，西部以一采區(qū)為界，東部以三采區(qū)為界走向長度自量， 傾斜長度 自量大巷位置回風大巷及運輸分別設(shè)在+50M和-250M標高運輸方式大巷采用3噸底卸式，架線電機車牽引14個井底車場環(huán)形車場瓦斯等級相對涌出量5m3/噸日礦井通風方式對角式地表特征柱狀圖煤層賦存條件可采煤層數(shù)傾角厚度煤巖性質(zhì)柱狀厚度m砂巖15砂頁巖22#煤4砂頁巖123#煤3.5粗砂巖204#煤2.5中砂巖10自量C2 4mC3 3.5mC4 2.5m地質(zhì)構(gòu)造斷層褶曲火成巖侵入無走向有起伏其他發(fā)火期23個月設(shè)計任務(wù)確定采區(qū)生產(chǎn)能力為90萬/年的采煤方法。二、設(shè)計圖紙的內(nèi)容本設(shè)計繪制兩張

2、大圖（零號圖紙）1、采煤工作面層面圖（1：4000），剖面圖（1: 4000），2、工作面巷道布置平面圖（1：300）和剖面圖。設(shè)計圖紙上、下、右各留10mm邊框線，左邊留25mm邊框線，右下角留出標題欄。第一章 采區(qū)巷道布置第一節(jié) 采區(qū)儲量與服務(wù)年限1、設(shè)計生產(chǎn)能力90萬t/年。2、采區(qū)工業(yè)儲量、設(shè)計可采儲計算（1）采區(qū)工業(yè)儲量Zg=H×L×(m1+m2)× (公式1-1)式中： Zg- 采區(qū)工業(yè)儲量，萬t；H- 采區(qū)傾斜長度，1040m；L- 采區(qū)走向長度，2780m；- 煤的容重 ，1.50t/m3；m1- 煤層煤的厚度，為4米；m2- 煤層煤的厚度，為3.

3、5米；m3- 煤層煤的厚度，為2米Zg1=1040×2780×4.0×1.5=1734.72萬tZg2=1040×2780×3.5×1.5=1517.88萬tZg3=1040×2780×2.5×1.5=1084.2萬tZg=1040×2780×（2.5+3.5+4）×1.5=4336.8萬t（2）設(shè)計可采儲量ZK=（Zg-p）×C 式中：ZK- 設(shè)計可采儲量, 萬t；Zg- 工業(yè)儲量，萬t；p- 永久煤柱損失量，萬t；C- 采區(qū)采出率，厚煤層取75%，中厚煤取80%

4、，薄煤層85%。P1=15×2×2780×4×1.5+15×2×(1040-15×2)×4×1.5=82.36萬tP2=15×2×2780×3.5×1.5+15×2×(1040-30)×3.5×1.5=73.8萬tP3=15×2×2780×2.5×1.5+15×2×(1040-30)×2.5×1.5=52.74萬tZ1= ( Zg1-p1)

5、5;C=(1734.72-82.36)×0.75=1238.82萬tZ2=( Zg2-p2)×C=(1517.88-73.8)×0.8=1155.3萬tZ3= ( Zg3-p3)×C=(1084.2-52.74)×0.8=825.17萬tZK= Z1+Z2+Z3 =1238.82+1155.3+825.17=3219.29萬t（3）采區(qū)服務(wù)年限T= ZK/(A×K) (公式1-3)式中： T-采區(qū)服務(wù)年限，a;A-生產(chǎn)能力，90萬t；ZK-設(shè)計可采儲量；K-儲量備用系數(shù)，取1.3。T= ZK/(A×K) =3219.29 /

6、（90×1.3）=27.52a取T=28年。(4)驗算采區(qū)采出率采區(qū)采出率 C=(Zg-P)/Zg (公式1-4)式中： C-采區(qū)采出率，% Zg - 采區(qū)的工業(yè)儲量，萬t P - 采區(qū)的煤柱損失量，萬t 1煤層：C1=（Zg1P1）Zg1=()1734.12=95.2% > 75% 2煤層：C2=（Zg2P2）Zg2=()1517.88=95.1% > 75% 2煤層：C3=（Zg3P3）Zg3=()1084.2=95.1% > 75% 則1#、2#、3#均滿足采區(qū)回采要求。(符合國家對采區(qū)采出率的要求。)第二節(jié) 采區(qū)內(nèi)的再劃分1、確定工作面長度由已知條件知：該煤

7、層左右邊界各有15m的邊界煤柱，上部、下部留15m護巷煤柱，故其煤層傾向共有：1040-30=1010m的長度，走向長度2780-30=2750m。地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層附存條件較好，瓦斯涌出量小。且現(xiàn)代工作面長度有加長趨勢，且采煤工藝選取的是較先進的綜采。又知，一般而言，考慮到設(shè)備選型及技術(shù)方面的因素綜采工作面長度為180250m，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90萬t/a，一個中厚煤層的一個工作面便可以滿足生產(chǎn)要求，采用雙巷布置,巷道間留煤墻， 取5米，如圖1-2：圖1-2 采區(qū)工作面劃分示意圖取區(qū)段平巷的寬度為4.5m，留5m煤墻，則采煤工作面長度為：L1=(b

8、-2×q-(2×L2+p) ×n-p)/n (公式1-5) 式中：L1工作面長度，m； L2區(qū)段平巷寬度，m；b采區(qū)傾向長度，m； q采區(qū)上下邊界預留煤柱寬度，m； P護巷煤柱寬度，m； n區(qū)段數(shù)目，個； L1=(1040-2×15-(2×4.5+5)×5)-5)/5=181m，取L=1802、工作面生產(chǎn)能力Qr = A/(T×1.1) (公式1-6)式中：A-采區(qū)生產(chǎn)能力，90萬t/a ； Qr -工作面生產(chǎn)能力，t /天； T-每a正常工作日，330天。故： Qr = A/（T×1.1） =90/(330

9、15;1.1) =2479.3t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，新建大型化礦井均朝“一礦一井一面”的設(shè)計思想改革，采用提高工作面單產(chǎn)，用一個工作面的產(chǎn)量來保證整個礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力，故為適應(yīng)現(xiàn)階段煤炭行業(yè)的知道規(guī)范，本采區(qū)設(shè)計一個采煤工作面。其工作面接替順序如下表：對于1#煤層：1102停采線40m1101110411031106110511081107111011091#煤層工作面接替順序：1101110211031104110511061107110811091110對于2#煤層：2102停采線40m2101210421032106210521082107211021

10、092#煤層工作面接替順序：2101210221032104210521062107210821092110對于3#煤層：3102停采線40m3101310431033106310531083107311031093#煤層工作面接替順序：3101310231033104310531063107310831093110注：箭頭表示回采工作面的接替順序。第三節(jié) 確定采區(qū)內(nèi)準備巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)一、根據(jù)所選題目條件，完善開拓巷道為了減少煤柱損失提高采出率，利于滅災(zāi)并提高經(jīng)濟效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件及采礦工程設(shè)計規(guī)劃，在1#煤層中上部邊界+50處開掘一條階段回風大巷。第一開采水平為該采區(qū)服務(wù)的一條運輸大

11、巷，布置在3#煤層底板下方-250的穩(wěn)定巖層中。二、確定巷道布置系統(tǒng)及采區(qū)布置方案分析比較確定采區(qū)巷道布置系統(tǒng)， 采區(qū)內(nèi)有三層煤，采用聯(lián)合布置，每一層都布置5個工作面，根據(jù)相關(guān)情況初步制定以下三個方案進行比較。方案一：（一）. 煤層上山 方案一示意圖 1. 優(yōu)缺點 煤層上山掘進容易，費用低，速度快，聯(lián)絡(luò)巷道工程量少，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單并可補充勘探資料。但是巷道維護困難，成本高。2. 適用條件（1）、 開采薄或中厚煤層的采區(qū)，采區(qū)服務(wù)年限短； （2）、 開采分層數(shù)少的厚煤層，煤層頂?shù)装鍘r石比較穩(wěn)固、煤質(zhì)中硬以上；（3）、 煤層群聯(lián)合準備的采區(qū)，下部有維護條件好的薄及中厚煤層。方案二：（一）. 巖石上山

12、 圖1-3 方案二示意圖 1.優(yōu)缺點巖石上山布置在煤層底板巖層中，掘進速度慢，準備時間長，受煤層傾角變化和走向斷層影響小，維護條件好，維護成本低。2.適用條件服務(wù)年限長的采區(qū)。上山條數(shù)的確定 采區(qū)上山至少要有兩條，即一條運輸上山，一條軌道上山。當采區(qū)生產(chǎn)能力較大、瓦斯涌出量較大、下山采區(qū)、后煤層采區(qū)以及煤層群聯(lián)合布置時，常增加一條通風上山，并兼作行人和輔助提升之用。本采區(qū)采用2條上山。上山間的相互關(guān)系 采區(qū)上山之間在層面上需要保持一定間距。當采用兩條巖石上山布置時，其間距一般取2025m；采用三條巖石上山布置時，其間距縮小到1015m。 采區(qū)上山可以在同一層位的煤巖層中，也可以根據(jù)需要，在層位

13、上保持一定的高差。上山的用途上山布置在巖層中，分別為軌道上山、運輸上山。軌道上山是用于運輸采區(qū)的材料、工作人員、設(shè)備、矸石、鋪設(shè)管路和電纜線以及鋪設(shè)軌道，主要擔負采區(qū)輔助運輸工作，常在軌道上山的上部布置絞車房，同時還作為采區(qū)的進風巷道，新鮮空氣從軌道上山分別向采區(qū)各地方供給；在軌道上山內(nèi)可以修水溝，起由工作面，經(jīng)區(qū)段運輸平巷流下來的礦水的引流的作用。運輸上山主要是用于運輸煤炭。綜上所述，確定本采區(qū)的上山布置在煤層底板巖層中，采用雙巖布置上山，上山間距為20m。分別為為軌道上山、運輸上山。三、采區(qū)巷道的形式我國煤礦井下使用的巷道斷面形狀，按其結(jié)構(gòu)的輪廓線可以分為兩種：折線型：矩形、梯形、不規(guī)則形

14、；曲線型：直墻拱形(如三心拱形、半圓拱形、圓弧拱形)以及封閉拱形、橢圓形、圓形等。見圖 3-1 巷道斷面形狀。圖 3-1 巷道斷面形狀1、影響巷道斷面選擇的因素1、作用在巷道上的地壓大小和方向在選擇巷道斷面形狀時起主要作用。2、巷道用途和服務(wù)年限也是選擇巷道斷面形狀不可缺少的重要因素。3、礦區(qū)的支架材料和習慣使用的支護方式，也直接影響巷道斷面形狀的選擇；4、掘進方法和掘進設(shè)備對于巷道斷面形狀的選擇也有一定影響。 5、需要風量大的礦井，選擇通風阻力小的斷面和支護方式，有利于安全和具有經(jīng)濟效益。綜上所述，采區(qū)上山的斷面形狀選擇拱形巷道，其寬取4m，墻高取1.8m。因此采區(qū)上山的總凈高度為3.8m，

15、以保證能滿足運輸能力、通風和行人的要求。采區(qū)平巷（區(qū)段運輸平巷和區(qū)段回風平巷）也是拱形巷道，借以緩和地應(yīng)力對巷道的影響。（巷道斷面圖如下）采區(qū)上山斷面圖區(qū)段回風平巷斷面圖在采區(qū)中，上山布置在煤層底板相對較穩(wěn)定巖層中，圍巖比較穩(wěn)定，可以采用錨網(wǎng)聯(lián)合支護。其余的巷道也可用同樣支護方式支護，必要或局部需要時，還可使用一些加強支護。2、 采區(qū)巷道掘進順序注釋：在上表中，步驟二軌道上山、運輸上山應(yīng)當同時掘進，以減少貫通的時間。步驟四中，應(yīng)先掘進運輸和回風石門，然后一組掘進區(qū)段平巷（區(qū)段運輸平巷或區(qū)段回風平巷皆可），一組掘進溜煤眼。第四節(jié) 確定工作面回采巷道布置方式及工作面推進終點位置1、根據(jù)煤層儲存條件

16、可知，1#煤層厚4m，2#煤層厚3.5m，為厚煤層和中厚煤層，瓦斯含量較低，涌水量也較小，易于維護。采用雙巷布置，且一個工作面就可以達到設(shè)計生產(chǎn)能力的要求。該采區(qū)有三層煤，采用采區(qū)多煤層集中上山聯(lián)合布置的準備方式。煤層與上山間通過石門及采區(qū)上部甩車場聯(lián)系。區(qū)段平巷采用雙巷布置，設(shè)在煤層中，上區(qū)段的進風平巷在采煤后，作為下區(qū)段的回風平巷，平巷與上山之間以石門連接。2、在采區(qū)巷道布置平面內(nèi)，工作面布置及推進到的位置應(yīng)以達到采區(qū)設(shè)計產(chǎn)量為準。該采區(qū)采用雙翼開采，在采區(qū)兩側(cè)各留15m煤柱，開始布置工作面，進行推進。在采區(qū)巷道布置中，工作面布置及推進到的位置應(yīng)以達到采區(qū)設(shè)計產(chǎn)量安全為準，工作面應(yīng)推進到距

17、上山20m處停采線位置處，即為避開采掘影響對上山的影響而留設(shè)的20m護巷煤柱處。第五節(jié) 采區(qū)上、中、下部車場選型一）、采區(qū)車場形式采區(qū)車場是采區(qū)上（下）山與運輸大巷、回風大巷或區(qū)段平巷聯(lián)結(jié)處的一組巷道和硐室的總稱，是采區(qū)巷道布置系統(tǒng)中的重要組成部分。采區(qū)車場的巷道包括甩車道、存車線及一些聯(lián)絡(luò)巷道，硐室主要有煤倉、絞車房、變電所和采區(qū)水倉等。1、采區(qū)上部車場采區(qū)上部車場是采區(qū)上山與采區(qū)上部區(qū)段回風平巷之間的一組聯(lián)絡(luò)巷道和硐室。基本形式有平車場、甩車場和轉(zhuǎn)盤式車場。1）. 采區(qū)上部平車場采區(qū)上部平車場是將采區(qū)絞車房布置在階段回風水平，采區(qū)軌道上山以一段水平巷道與區(qū)段回風平巷（或石門）聯(lián)結(jié)，并在這條

18、水平巷道內(nèi)布置車場調(diào)車線和存車線。2）. 采區(qū)上部甩車場采區(qū)上部甩車場是將采區(qū)絞車房布置在階段回風水平以上的位置，絞車將礦車沿軌道上山提至甩車道標高以上，然后經(jīng)甩車道下甩入上部區(qū)段回風平巷。甩車場可以在平巷中設(shè)置存車線和調(diào)車線。按甩車方向可分為單向甩車場和雙向甩車場。3）. 轉(zhuǎn)盤車場采區(qū)上部轉(zhuǎn)盤車場就是將上山軌道以一段水平巷道與區(qū)段回風平巷聯(lián)結(jié)，并在水平巷道與區(qū)段回風平巷或回風大巷的交叉處設(shè)置轉(zhuǎn)盤，礦車從軌道上山提到上部平臺之后，經(jīng)轉(zhuǎn)盤將礦車直接轉(zhuǎn)向平巷。這種形式的上部車場，巷道工程量省，調(diào)車簡單，但體力勞動強度大，車場通過能力小。適合在小型煤礦或生產(chǎn)能力小的采區(qū)應(yīng)用。2、采區(qū)中部車場聯(lián)結(jié)采區(qū)

19、上山和區(qū)段下部平巷的一組巷道稱為采區(qū)中部車場。采區(qū)中部車場一般為甩車場，無極繩運輸時可采用平車場。，一個采區(qū)由于巷道布置、區(qū)段劃分不同，一般要設(shè)置多個中部車場。中部車場按甩入地點不同，分為平巷式、石門式和繞道式三種。1）. 繞道式中部車場 在采區(qū)某個區(qū)段下部，甩車道線路由上山斜面進入與平巷同一平面后，經(jīng)頂板繞道到達上山的兩翼巷道，即為繞道式中部車場。 2）. 平巷式中部車場薄及中厚煤層采區(qū)，一般可將軌道上山布置在煤層中，這時可在采區(qū)各區(qū)段下部，利用甩車道將上山提上來的礦車直接甩入?yún)^(qū)段平巷，并在平巷中設(shè)置存車線，這就是所謂的甩入平巷式中部車場。3）. 石門式中部車場 煤層群聯(lián)合布置采區(qū)，由于區(qū)段

20、石門較長，若在其中能布置車場存車線和調(diào)車線，可以從采區(qū)軌道上山用甩車道直接將礦車甩入石門，即為石門式中部車場。3、采區(qū)下部車場采區(qū)下部車場是采區(qū)上山與階段運輸大巷相聯(lián)結(jié)的一組巷道和硐室的總稱。采區(qū)下部車場通常設(shè)置有裝車站、繞道、輔助提升車場和煤倉等。根據(jù)裝車站的地點不同，分為大巷裝車式、石門裝車式和繞道裝車式三種形式；按軌道上山的繞道位置不同，分為頂板繞道式和底板繞道式兩種。1). 大巷裝車式下部車場采區(qū)煤倉的煤炭直接在大巷由采區(qū)煤倉裝入礦車或輸送機。輔助運輸由軌道上山，通過頂板繞道或底板繞道與大巷聯(lián)接。當上山坡度大于12º，上山起坡點落在大巷頂板，且頂板圍巖條件較好時，可采用頂板繞

21、道式下部車場。當上山坡度小于12º，上山通常提前下扎，并在大巷底板逐步變平，圍巖條件較好，可采用底板繞道式下部車場。大巷裝車式下部車場的優(yōu)點是，調(diào)車方便，線路布置緊湊，工程量少。但巷道維護量大，影響大巷通過能力。2). 石門裝車式下部車場煤層群聯(lián)和布置的采區(qū)，通常具有較長的采區(qū)石門。在布置下部車場時，可在下部采區(qū)石門內(nèi)布置裝車站，利用繞道將軌道上山同采區(qū)石門相連接。采區(qū)石門裝車站下部車場的優(yōu)點是，車場工程量較小，調(diào)車方便，通過能力大，裝車站和軌道上山下部車場都遠離運輸大巷，不影響大巷的正常運輸。通常應(yīng)用在煤層群聯(lián)合布置的采區(qū)中。3). 繞道裝車式下部車場在運輸大巷的一側(cè)，開掘與大巷向

22、平行的繞道作為采區(qū)下部裝車站，運輸上山通過煤倉與繞道聯(lián)系。在大巷另一側(cè)布置材料車場甩車道和繞道，軌道上山則通過材料車場甩車道和繞道與大巷相聯(lián)。繞道裝車式下部車場的優(yōu)點是，裝車站裝煤對大巷的運輸通過能力沒有影響。主要缺點是工程量大，調(diào)車時間較長，適用于采區(qū)石門短，不宜布置裝車站或者是產(chǎn)量高的大型礦井的采區(qū)。根據(jù)上述分析，從礦井經(jīng)濟及有關(guān)因素等方面考慮，采區(qū)上部車場采用平車場。中部車場為甩車場，用甩入石門形式；下部車場采用頂板繞道、大巷裝車式下部車場。（其簡圖如下圖：）采區(qū)上部平 車場采區(qū)中部甩車場 大巷裝車式下部車場第二章 采煤工藝設(shè)計第一節(jié) 采煤工藝方式的確定1、選第一個煤層，即1煤層,進行采

23、煤工藝設(shè)計，布置采煤工作面在該采區(qū)中，煤的工業(yè)儲量為4336.8萬噸，可采儲量為3219.29萬噸。如果用炮采，生產(chǎn)能力低，可能不滿足礦井生產(chǎn)能力，回采率低，煤炭資源損失大。落煤方式是靠爆破落煤，落下的煤一部分是爆破裝煤，另一部分是靠工人裝煤。因此，工人勞動強度大，且服務(wù)年限過長，但對地質(zhì)條件適應(yīng)性強的特點。工作面的支護設(shè)備是金屬摩擦支柱和木支護，斜撐、木垛、雙排柱、叢柱，導致存在安全問題。如果采用普通機械化采煤，用機械化方法破煤、裝煤、輸送機運煤和單體支柱支護頂板及斜撐、木垛、雙排柱、叢柱等支護頂板。生產(chǎn)能力過小和服務(wù)年限過大，只適用于中小型礦井，對于大型礦井，生產(chǎn)不能滿足要求，而且對于礦井

24、來說不經(jīng)濟。如果采用綜合機械化采煤法采煤，工作面是用機械方法破煤和裝煤、輸送機運煤和自移式液壓支架支護頂板，大大地降低了工人勞動強度，采區(qū)回采率高，移架速度快，能夠及時支撐頂板，工作面的液壓支架與刮板輸送機通過千斤頂連接，移動時互為支點，相互推移。生產(chǎn)能力大，適用于大型礦井。但要求煤層的走向長度比較長，埋藏比較穩(wěn)定，頂?shù)装逑鄬ζ秸拿簩?。因此采用綜合機械化采煤，一次采全高。工作面回采工藝流程為：采煤機向上割煤、移架采煤機向下裝煤推移刮板輸送機斜切進刀推移刮板輸送機。2、綜采工作面的設(shè)備選用國產(chǎn)設(shè)備。由于設(shè)備資料來源的原因，選用國產(chǎn)綜采設(shè)備。各設(shè)備技術(shù)參數(shù)(1)采煤機MG400/985-WD采高

25、2.14.0m適應(yīng)傾角30°截深600mm滾筒直徑2.0m牽引方式交流變頻調(diào)速無鏈雙驅(qū)動電牽引牽引力927550kN牽引速度07.128.69滾筒中心距8180mm機面高度1615mm(2)液壓支架 BY3600-25/50型式掩護式支撐高度2.55m外形尺寸6.02×1.43m煤層厚度34.8m初撐力3092KN工作阻力3600kN支架中心距1500mm支護強度0.610.73Mpa適應(yīng)煤層傾角25°(3)工作面刮板輸送機 SGZ764500（張家口煤機廠）出廠長度200m運輸能力1100th鏈速1.21m中部槽規(guī)格1500×764×222m

26、m刮板鏈型式中雙鏈與采煤機配套牽引方式無鏈(4)刮板轉(zhuǎn)載機 SZB830180（張家口煤機廠）出廠長度37.8m運輸能力1200ta中部槽規(guī)格1500×830×222mm刮板間距516mm速度1.46ms(5)破碎機 PCM132（張家口煤機廠）破碎能力1200th(6)膠帶輸送機 SSJ1000M（西北煤機廠）輸送長度2000m輸送量800 th帶速2.5 ms3、采煤與裝煤(1)確定采煤工藝、截深及日進刀數(shù)采用綜合機械化采煤，采煤機落煤和裝煤。依據(jù)選取的設(shè)計生產(chǎn)能力確定工作面每天的推進度為：（公式21）式中：V采煤工作面每天的推進度，md Qr采煤工作面日生產(chǎn)能力, t

27、dL采煤工作面的長度，mM采煤工作面的采高（取4-1煤層厚度4.0m）煤的容重，t/m3C工作面的采出率（由于4-1煤層為厚煤層，因此C值取0.95） 則：v=2479.3/(180×4.0×1.5×0.95)=2.42m/d因選用的采煤機截深為600mm，若每日推進四刀，共推進0.6×4=2.4m，可滿足每天至少推進2.42m的要求。(2)確定進刀方式為了合理利用工作時間，提高工作效率，采用割三角煤工作面端部斜切進刀方式，并采用及時支護。進刀深度0.6m。采煤機進刀示意圖如圖所示，進刀過程如下：a、當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采

28、煤機機身處沿留有一段下部煤(如圖a所示)；b、調(diào)換滾位置，前滾筒降下、后滾筒升起、并沿輸送機彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。然后將輸送機移直(如圖b所示)；c、再調(diào)換兩個滾筒上、下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處(如圖c所示)；d、將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒，返程正常割煤(如圖d所示)4、運煤(1)支架選型采用液壓支架支護，選擇工作面支架的型號為：BY3600-25/50，為掩護式支架。(2)移架方式由于1#煤層上方有2m的砂頁巖，再上面是15m的砂巖，所以選用依次順序移架方式。依次順序移架方式:采煤機割煤后依次順序逐架前移。這種方式操作簡單，容易保證支護質(zhì)量。(3

29、)支護方式由于1#煤層上部為砂頁巖，為防止片幫和冒頂，所以選用及時支護方式，選用BY3600-25/50掩護式支架。(4)工作面支架需要量工作面支架的需要量 （公式22）式中：工作面支架數(shù)目（取整數(shù)）L工作面長度，me架中心間距（BY3600-25/50型支架e值取1.5m）=180/e=120 取=120(5)端頭支架由于巷道寬度為4.5m，選用寬度為2.1m型號為PDZ的端頭支架兩臺架，即兩端共有4架。(6)超前支護方式和距離超前支護方式采用單體支柱和金屬鉸接頂梁支護。由于壓力峰值點距煤壁前方10m左右，所以超前支護距離選20m。(7)校核支架高度與強度在實際使用中，通常所選用的支架的最大

30、結(jié)構(gòu)高度比最大采煤高度大200mm左右，即：Hmax=Mmax0.2，m1=5-4.20.2m，滿足要求；經(jīng)校核，支架高度與強度均符合要求。5、 處理采空區(qū)采用全部垮落法。第二節(jié) 采區(qū)硐室采區(qū)主要硐室有絞車房，煤倉。1. 絞車房 主要是根據(jù)絞車的型號及規(guī)格，基礎(chǔ)尺寸，絞車房的服務(wù)年限和所處的圍巖性質(zhì)等進行設(shè)計，其位置選擇在圍巖穩(wěn)定，無淋水的，地壓小的易維護的地點， 在滿足施工，機械安裝和提升運輸要求的前提下，應(yīng)在滿足足夠存車和安全距離的前提下，盡量靠近上山變坡點，以減少巷道工程量。另外，它與臨近巷道間應(yīng)有足夠的距離，本采區(qū)采用平車場，該絞車房寬度為2.5m，高4m，長6m。2. 煤倉 在采區(qū)煤

31、倉的尺寸確定之前，首先可煤倉的容量進行確定：按采煤機連續(xù)作業(yè)割一刀煤的產(chǎn)量計算。式中Q煤倉容量t 防空倉漏風留煤量，一般取5-10t L工作面長度，mM 采高mb 進刀深度 r 煤的容重1.5t/m3 采區(qū)采出率0.94 工作面采出率0.95n采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面數(shù)目所以Q= 5+（180*2.5*0.6*1.5*0.94*0.95）=489.9t由以上計算作為依據(jù)，選擇煤倉容量為489.9t目前煤倉圓形斷面直徑一般取25米，以45米最佳。煤倉過高易使煤壓實而起拱，引起堵塞，一般不易超過32米，煤倉上口設(shè)鐵箅子煤倉溜口與裝車方向相同，閘門的形式為單扇閘門，開啟方式為氣動。（其簡圖如下）采區(qū)煤

32、倉簡圖第三節(jié) 工作面合理長度的驗證1從煤層地質(zhì)條件考慮該采區(qū)內(nèi)三個煤層的地質(zhì)條件較好，無斷層，煤層傾角為16°，煤層厚度適中，頂?shù)装遢^穩(wěn)定，瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火23個月，涌水量也較小，所以布置181米的工作面比較合適。2從工作面生產(chǎn)能力考慮 工作面的設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬噸/年。正規(guī)循環(huán)每天進四刀，采煤機滾筒截深為600mm，所以1#煤層的工作面實際年生產(chǎn)能力為： 330×0.6×4×4.0×180×1.5×0.95=82.51(萬噸)能夠滿足設(shè)計生產(chǎn)能力的要求，一個工作面生產(chǎn)就能夠滿足設(shè)計生產(chǎn)能力的要求，并且考慮到其他各

33、個方面對生產(chǎn)的影響，工作面的長度確定的合理。3從運輸設(shè)備及管理水平角度考慮采區(qū)生產(chǎn)選用的設(shè)備均為國內(nèi)先進的的生產(chǎn)設(shè)備，工作面選用的200米刮板輸送機能夠利用國內(nèi)先進的技術(shù)，能夠與時俱進的跟上技術(shù)的發(fā)展。由于現(xiàn)在提倡管理人員的知識化、年輕化，所以工作面長度為200米左右在管理上是毫無問題的。4從頂板管理及通風能力考慮該采區(qū)的頂板穩(wěn)定，工作面可以適當?shù)募娱L，綜采工作面的長度一般在180250m，所以選擇的工作面的長度為180米較合適。另外，工作面的瓦斯涌出量較低，通風問題能夠解決。5從巷道布置角度考慮 由于采區(qū)傾斜方向長為1040米，除去煤柱寬30米，剩余1010米，把每個工作面長度定為180米，

34、1010/180=5，為5個區(qū)段。6. 經(jīng)濟合理的工作面 工作面的長度與地質(zhì)因素及技術(shù)因素的關(guān)系十分的密切 ，直接影響生產(chǎn)效率，所以根據(jù)條件，以高產(chǎn)量、高效率為原則選擇合理的工作面長度。合理的工作面以生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益高為目標。盡量加快工作面的推進速度，減少巷道的維護時間，降低回采總成本，使設(shè)備、資源得到最高利用。 第二章 通風安全第一節(jié) 采煤工作面所需風量計算1 、按瓦斯涌出量計算：QW=100×Qgw×k =100×5×1.25 =625m³/min式中：QW-采煤工作面需要風量，m³/min Qgw-采煤工作面瓦斯絕對涌出量，

35、5 m³/min k-采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)：2 、按工作面氣溫與風速的公式計算，回采工作面所需風量QW=60×Vwi×Swi×Kwi式子中：Vw-采煤工作面的風速，按其進風流溫度查表，取1.6m/s Sw-采煤工作面有效通風斷面，；Sw=4.5×(5.049+4.499)/2=211.483Kw-工作面的長度系數(shù)。取1.2QW=60×1.6×21.483×1.2=2474.8416m³/min3、按井下同時工作人員最多時計算QW=nwk=4×50×1.25=250m

36、³/min式中：4-每人每分鐘應(yīng)供給的最低風量，m³/min nw-第i個采煤工作面同時工作的最多人數(shù)， 個 4、 按風速進行驗算 根據(jù)規(guī)程規(guī)定，回采工作面最低風速為0.25m/s,最高風速為4m/s，要求進行驗算，即 QW0.25×60×4.5×(5.049+4.499)/2=322.245m³/min QW4×60×4.5×(5.049+4.499)/2=5155.92 m³/min經(jīng)驗算，采煤工作面風量最大值為2474.8416 m³/min，取風量為2490 m³/m

37、in為合適。第二節(jié) 掘進工作面所需風量計算1、按瓦斯涌出量計算Qhi=100×Qghi×KghiQhi-第i個掘進工作面的需風量，m³/minQghi-第i個掘進工作面的絕對瓦斯涌出量；m³/minKghi-第i個掘進工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風量系數(shù)，一般可取1.22.0。2、按局部吸風量計算Qhi=Qhfi×khfi式中：Qhfi-第i個掘進工作面同時運轉(zhuǎn)的局部通風機額定風量的和。常用4、11、28KW的局扇，每臺吸風量分別為100、200、350安設(shè)局扇的巷道中的風量，除了滿足局扇的吸風量以外，還應(yīng)保證局扇入口至掘進工作面回風流之間的風

38、速不小于0.15m/s,以防止局扇吸入循環(huán)風和這段距離內(nèi)風流停滯。Khfi-為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系數(shù)，一般取1.21.3；進風巷道中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3Qbi=200×2×1.3=520m³/min3、按風速驗算每個煤巷或半煤巷掘進工作面的風量為Qa0.25×60×12.6=189m³/minQa4×60×12.6=3024m³/min因有兩個掘進工作面所需總風量為520×2=1040 m³/min4、硐室風量計算火藥庫：大型礦井供風標準是100-150 m³/min，此處取150 m³/min采區(qū)變電所：經(jīng)驗數(shù)據(jù)是60-80 m³/min，此處取70 m³/min絞車房：采區(qū)有1個絞車房，需要風量為70 m³/min5、采區(qū)總風量計算采區(qū)的總風量，應(yīng)按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和： Qm=(Qwt+ Qht+ Qrt)×Km式中 Qwt 采煤工作面和備用工作面所需風量之和，m3/min； Qht掘進工作面所需風量之和，m