采礦學(xué)全套課件

崩落采礦法崩落采礦法是以崩落圍巖來實(shí)現(xiàn)地壓管理的采礦方法，即隨著崩落礦石，強(qiáng)制（或自然）崩落圍巖充填采空區(qū)，以控制和管理地壓。分類：單層崩落法、分層崩落法：用淺孔落礦，崩量大，在礦石回采期間，工作面需要支護(hù)，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)能力低，損失貧化小；分段崩落法和階段崩落法：主要用于深孔和中深孔落礦，生產(chǎn)能力大，損失貧化大；第二節(jié) 有底柱分段崩落法主要特征：自上而下逐個(gè)分段進(jìn)行回采，每個(gè)分段下有專門的底部結(jié)構(gòu)（底柱）。依照落礦方式，可以分為：水平深孔落礦的有底柱分段崩落法：具有明顯的礦塊結(jié)構(gòu)，每個(gè)礦塊有獨(dú)立完整的出礦、通風(fēng)、行人和運(yùn)材料設(shè)備等系統(tǒng)。在崩落層下部有補(bǔ)償空間，進(jìn)行自由空間爆破。垂直深孔落礦的有底柱分段崩落法：采用積壓爆破，并且連續(xù)回采，礦塊沒有明顯的界限。一、水平深孔落礦有底柱分段崩落法概述分2~3個(gè)分段，各個(gè)分段有單獨(dú)的底部結(jié)構(gòu)；在礦石層下部拉底，開補(bǔ)償空間；可留臨時(shí)礦柱，與礦體一起崩落；一次性爆破上面的水平孔，形成20~30m高的崩落礦石層；用電耙出礦，耙到溜井，在穿脈運(yùn)輸巷道裝礦；電耙巷道的通風(fēng)，下盤脈外行人通風(fēng)天井進(jìn)入，清洗電耙道后，經(jīng)另一端的通風(fēng)天井流至上階段的回風(fēng)巷道排出；礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)階段高度：40~60m分段高度：15~25m耙道間距：10~15m耙運(yùn)距離：30~50m底柱高度：6~8m（采用漏斗受礦）、11~13m（設(shè)儲礦小井）采場溜井：分段獨(dú)立溜井或上下階段通過分支溜井與礦石溜井相通；采準(zhǔn)天井：用于行人、通風(fēng)和運(yùn)輸材料設(shè)備等；兩種布置形式（1）按照礦塊布置；（2）按照采區(qū)布置；電耙巷道：一般垂直走向布置；當(dāng)?shù)V體厚度變化不大形狀比較規(guī)則時(shí)，也采用沿走向布置，此時(shí)溜井要盡量布置在礦體內(nèi)；底部結(jié)構(gòu)：包括電耙道、放礦口、（斗穿）、漏斗頸和受礦巷道（漏斗或者塹溝）等組成；鑿巖天井：位置和數(shù)量取決于礦塊尺寸、鑿巖設(shè)備性能和礦石的可鑿性。采準(zhǔn)工作環(huán)行運(yùn)輸系統(tǒng)：有穿脈裝車和沿脈裝車；包括：開掘補(bǔ)償空間和劈漏巖石的碎脹：自由空間的深孔或中深孔爆破時(shí)，碎脹體積為崩落前原體積的30%；采用擠壓爆破是，要小于30%；補(bǔ)償空間系數(shù)：K=V1/V(V1:補(bǔ)償空間體積;V:巖石爆破前的體積；）碎脹系數(shù)（松散系數(shù)）：

Ks=(V1+V)/V;Ks=K+1開掘補(bǔ)償空間的方法：礦石穩(wěn)固時(shí)：先用中深孔拉底→爆破上面的水平孔→放出崩落的礦石形成足夠的補(bǔ)償空間；礦石不穩(wěn)固時(shí)：用拉底巷道的空間作為拉底空間。在拉底水平上掘進(jìn)成組的平巷和橫巷，并在平巷和橫巷中鉆深孔；切割工作落礦采用水平扇形深孔自由空間爆破方式；用YQ-100型潛孔鉆鉆孔，最小抵抗線為3~3.5m，炮孔密集系數(shù)1~1.2，孔徑為105~110mm，孔深為15~20m，中深孔用YG-80和YGZ-90鑿巖機(jī)鉆鑿；出礦包括放礦、二次破碎和運(yùn)礦等崩落的礦石的70%~90%是在覆巖下放出的；容易造成損失貧化，需要按計(jì)劃放礦，控制接觸面的形狀，減少貧化；回采工作對于通風(fēng)的具體要求原則上宜采用壓入式通風(fēng)，以減少漏風(fēng)。當(dāng)井下負(fù)壓不大時(shí)，采用單一壓入式通風(fēng)；當(dāng)井下負(fù)壓很大時(shí)，采用壓入式為主的抽壓混合式通風(fēng)。通風(fēng)的重點(diǎn)放在電耙層，把其與總體的通風(fēng)聯(lián)系起來，使新鮮風(fēng)進(jìn)入電耙道。電耙道的風(fēng)流應(yīng)與耙礦方向相反。鑿巖井巷和硐室也應(yīng)該有新鮮風(fēng)流進(jìn)入。盡可能避免全部脈內(nèi)采準(zhǔn)，因?yàn)檫@樣難以構(gòu)成正規(guī)的通風(fēng)系統(tǒng)。采場通風(fēng)小結(jié)適用條件：礦石穩(wěn)固、形狀規(guī)則、急傾斜中厚以上的礦體；優(yōu)點(diǎn)：每次爆破量大，一般不受相鄰采場的牽制，有利于生產(chǎn)銜接；缺點(diǎn)：在天井與硐室中鑿巖，鑿巖工作條件不好；要求礦體條件較高，適應(yīng)性小，靈活性差。在我國應(yīng)用不多。二、垂直深孔落礦有底柱分段崩落法多采用擠壓爆破礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)為：階段高度：50~60m分段高度：10~20m分段底柱高：6~8m礦塊尺寸與電耙道為單元?jiǎng)澐?，長為25~30m，寬為10~15m采準(zhǔn)工作（下盤脈外采準(zhǔn)布置）穿脈裝車的環(huán)形運(yùn)輸系統(tǒng)；電耙道布置在下盤脈外，采用單側(cè)塹溝式漏斗；下兩個(gè)分段采用獨(dú)立的垂直放礦溜井，上兩個(gè)分段用的是斜分支放礦溜井；每2~3個(gè)礦塊設(shè)一個(gè)行人通風(fēng)天井，用聯(lián)絡(luò)道與各分段電耙道貫通；每個(gè)礦塊的高溜井都與上階段脈外運(yùn)輸巷道相通，且以聯(lián)絡(luò)道與各分段電耙道相連，作為各分段電耙道的回風(fēng)井。切割工作包括開掘塹溝和切割立槽；在塹溝巷道內(nèi)鉆鑿垂

直向上的中深孔，與

落礦同次分段爆破形

成塹溝；開鑿切割里槽是為了

給落礦和塹溝開鑿自

由面和提供補(bǔ)償空間；可以分為：“八”字形

拉槽法和“丁”字形拉

槽法；“八”字形拉槽法適用于中厚度以上的傾斜礦體；“丁”字形拉槽法掘進(jìn)切割橫巷和切割井兩者組成一個(gè)倒“丁”字形?；夭晒ぷ鞑捎蒙羁缀椭猩羁茁涞V。用YG-80型和YGZ-90型鑿巖機(jī)配FZY-24型圓環(huán)雪橇式鉆架；深孔用YG-100型潛孔鉆機(jī)；為減少采準(zhǔn)工程，可以將鑿巖巷道和塹溝巷道合并為一條；暫留的礦石在下個(gè)分段放出。廣泛使用積壓爆破，可以分為：小補(bǔ)償空間擠壓爆破方案和向崩落礦巖擠壓爆破兩種回采方法。小補(bǔ)償空間擠壓爆破方案：崩落礦石所需的空間由崩落礦體中井巷空間所提供。補(bǔ)償空間系數(shù)為15%~20%；優(yōu)點(diǎn)：（1）靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)，不受礦體形態(tài)變化等的影響；（2）對相鄰礦塊的工程和跑孔影響較??；（3）補(bǔ)償空間比較均勻，且能按照空間分布情況調(diào)整礦量；缺點(diǎn)：采準(zhǔn)切割量大，采場結(jié)構(gòu)復(fù)雜，落礦邊界不整齊；向崩落礦巖擠壓爆破放礦管理放礦方案平面放礦立面放礦斜面放礦放礦計(jì)劃的編制確定每漏口放出的總量；確定每漏口一輪放出量；編繪放礦圖表；確定放礦步驟；放礦控制放礦控制就是控制每個(gè)漏斗放出礦石的數(shù)量和質(zhì)量。按照規(guī)定的截止品位來控制截止放礦點(diǎn)；放礦控制是放礦管理的基本工作；放礦方案的選擇、放礦計(jì)劃的編制可以借助計(jì)算機(jī)來完成；評價(jià)適用條件地表允許崩落；巖石穩(wěn)固性：上盤巖石不限，下盤巖石不低于中穩(wěn)；礦石穩(wěn)固性：應(yīng)允許在礦石中不止采準(zhǔn)和切割巷道，應(yīng)該不低于中穩(wěn)；礦石價(jià)值：不是在特殊條件時(shí)（傾角75o~78o，厚度大于15~20m，形態(tài)比較規(guī)整），損失貧化大；應(yīng)用于開采價(jià)值不高的礦體；優(yōu)點(diǎn)使用靈活，適用范圍廣；生產(chǎn)能力大；采礦與出礦設(shè)備簡單；通風(fēng)條件好，優(yōu)貫通風(fēng)流；缺點(diǎn)采準(zhǔn)切割工作量大；礦石損失貧化大；

邊界品位的確定

邊界品位是區(qū)分礦石與廢石(或稱巖石)的臨界品位，礦床中高于邊界品位的塊段為礦石，低于邊界品位的塊段為廢石。從品位－礦量曲線可知，邊界品位的選擇直接影響到礦石儲量，進(jìn)而影響礦山的生產(chǎn)規(guī)模、最終開采境界、設(shè)備選型和礦山生產(chǎn)壽命。因此，邊界品位是一個(gè)對礦山總體經(jīng)濟(jì)效益有重大影響的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)。邊界品位的確定

概念：表內(nèi)礦；表外礦。邊界品位兩種計(jì)算方法：盈虧平衡法和最大現(xiàn)值法。

一、盈虧平衡品位計(jì)算

令Mc為一噸礦石的開采與加工成本；Mv為一噸品位為1的礦石被加工成最終產(chǎn)品能夠帶來的經(jīng)濟(jì)收入。當(dāng)最終產(chǎn)品為金屬時(shí)

Mc=Cm+Cp+Cr’(16-11)盈虧平衡品位概念：價(jià)值與成本計(jì)算

：(16-12)

一、盈虧平衡品位計(jì)算

故：價(jià)值與成本計(jì)算

：

若金屬的售價(jià)為Pr，Mv可用下式計(jì)算

Mv=rprrPr(16-14)當(dāng)最終產(chǎn)品為精礦時(shí)：

Mc=Cm+Cp(16-15)式中，Pp為每噸精礦售價(jià)。(16-16)(16-13)一、盈虧平衡品位計(jì)算

設(shè)某一塊段已被揭露，這一塊段可以采也可以不采。這時(shí)需要做的決策是采與不采，這兩種選擇間的盈虧平衡品位應(yīng)滿足以下條件：開采盈利=不開采盈利

已揭露塊段的盈虧平衡品位：

因?yàn)樵搲K段可以不采，所以要開采就是作為礦石開采，故開采盈利=gcMv-Mc

若不予開采，盈利為零。所以有：

gcMv-Mc=0gc=Mc/Mv(16-17)一、盈虧平衡品位計(jì)算

當(dāng)最終產(chǎn)品為金屬時(shí)，將式(16-13)和(16-14)代入上式得已揭露塊段的盈虧平衡品位：

當(dāng)最終產(chǎn)品為精礦時(shí)，：

因此，當(dāng)被揭露的塊段的品位大于gc時(shí)，應(yīng)將其作為礦石開采，否則不予開采(16-19)(16-18)一、盈虧平衡品位計(jì)算

必采塊段的盈虧平衡品位

：

如果某一塊段必須被開采（如為了揭露其下面的礦石），那么對該塊段的決策選擇有：作為礦石開采后送往選廠或作為廢石采出后送往排土場。這兩種選擇間的盈虧平衡品位應(yīng)滿足以下條件：作為礦石處理的盈利=作為廢石處理的盈利作為礦石處理時(shí)的盈利=gcMv-Mc;

作為廢石處理時(shí)的盈利=-Wc，即一噸廢石的排土成本，故有g(shù)cMv-Mc=-Wc；即gc=(Mc-Wc)/Mv(16-20)一、盈虧平衡品位計(jì)算

必采塊段的盈虧平衡品位

：當(dāng)最終產(chǎn)品為金屬時(shí)：當(dāng)最終產(chǎn)品為精礦時(shí)：

因此，當(dāng)塊段品位高于gc時(shí)，將其作為礦石送往選廠要比作為廢石送往排土場更為有利。值得注意的是，當(dāng)塊段的品位剛剛高于gc時(shí)，將其作為礦石并不能獲得盈利，然而既然塊段必須采出，將其作為礦石處理的虧損小于作為廢石處理的成本，故仍然將其劃為礦石。(16-22)(16-21)一、盈虧平衡品位計(jì)算

分期擴(kuò)幫盈虧平衡品位

：

采用分期開采時(shí)，從一個(gè)分期境界到下一個(gè)分期境界之間的區(qū)域稱為分期擴(kuò)幫區(qū)域。是否進(jìn)行下一期擴(kuò)幫，取決于開采分區(qū)擴(kuò)幫區(qū)域是否能帶來盈利。進(jìn)行這一決策的盈虧平衡品位應(yīng)滿足以下條件：擴(kuò)幫盈利=不擴(kuò)幫盈利當(dāng)分期擴(kuò)幫區(qū)域內(nèi)礦石的平均品位為gc，剝采比為R時(shí)擴(kuò)幫盈利=gcMv-Mc-RWc

不擴(kuò)幫盈利=0

一、盈虧平衡品位計(jì)算

分期擴(kuò)幫盈虧平衡品位

：故 gcMv-Mc-RWc=0即gc=(Mc+RWc)/M當(dāng)最終產(chǎn)品為金屬時(shí)：當(dāng)最終產(chǎn)品為精礦時(shí)：(16-25)(16-24)(16-23)一、盈虧平衡品位計(jì)算

分期擴(kuò)幫盈虧平衡品位

：

因此，如果分期擴(kuò)幫區(qū)域內(nèi)礦石的平均品位高于gc，將其開采更為有利。必須注意的是，上面公式中用到剝采比R，這意味著在計(jì)算分期擴(kuò)幫盈虧品位前已經(jīng)在該區(qū)域中進(jìn)行了礦巖劃分，而礦巖劃分需要用到邊界品位。如果決定開采分區(qū)擴(kuò)幫區(qū)域，該區(qū)域變?yōu)楸夭蓞^(qū)域，因此將該區(qū)域內(nèi)每一塊段進(jìn)行礦巖劃分的邊界品位是必采塊段盈虧平衡品位。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，計(jì)算分期擴(kuò)幫盈虧平衡品位的目的不是為了區(qū)分礦巖，而是為了決定是否開采整個(gè)分區(qū)擴(kuò)幫區(qū)域。如果用必采塊段盈虧平衡品位進(jìn)行礦巖劃分后得到的礦石的平均品位高于分期擴(kuò)幫盈虧平衡品位，開采分期擴(kuò)幫區(qū)域比不予開采更為有利。二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位

最大現(xiàn)值法（Lane法）概述；定義M—采場最大生產(chǎn)能力m—單位開采成本C—選廠最大生產(chǎn)能力c—單位選礦成本R—冶煉廠最大生產(chǎn)能力r—單位冶煉成本f—不變成本s—最終產(chǎn)品單位售價(jià)y—綜合回收率，二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位盈利及現(xiàn)值計(jì)算

：盈利P=（s-r）Qr-cQc-mQm-fT(16-27)

設(shè)折現(xiàn)率為d，從當(dāng)前時(shí)間算起一直到礦山開采結(jié)束的未來盈利折現(xiàn)到當(dāng)前的最大現(xiàn)值為V，從開采完Qm（即時(shí)間T）算起一直到礦山開采結(jié)束的未來盈利折現(xiàn)到T的最大現(xiàn)值為W。那么有

V=W/(1+d)T+P/(1+d)T或W+P=V(1+d)T

由于d很小(一般為0.1左右），(1+d)T可用泰勒級數(shù)的一次項(xiàng)近似，即(1+d)T

1+Td。故上式可以寫成

W+P＝V(1+Td）或V-W=P-VTd二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位盈利及現(xiàn)值計(jì)算

：V-W為開采Qm產(chǎn)生的現(xiàn)值增量，記為Vm，則有

Vm=P-VTd

將（16－27）代人上式得：

Vm=(s-r)Qr-cQc-mQm-(f+Vd)T(16-28)

上式是現(xiàn)值增量的基本表達(dá)式。求作用于Qm的最佳邊界品位就是求使Vm最大的邊界品位。二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位受生產(chǎn)能力約束的最佳邊界品位：

企業(yè)由采、選、冶三個(gè)階段組成，每一階段有其自己的最大生產(chǎn)能力。當(dāng)不同階段成為整個(gè)生產(chǎn)過程的瓶頸，即其生產(chǎn)能力制約著整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)能力時(shí)，最佳邊界品位也不同。二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位1、采場生產(chǎn)能力約束下的最佳邊界品位

當(dāng)采場的生產(chǎn)能力制約著整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)能力時(shí)，時(shí)間T是由開采時(shí)間決定的，即T=Qm/M。式（16-28）變?yōu)椋?16-29)使Vm最大的邊界品位gm應(yīng)滿足

(s-r)gmy-c=0

即 gm=c/(s-r)y

(16-30)二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位2、選廠生產(chǎn)能力約束下的最佳邊界品位

當(dāng)冶煉生產(chǎn)能力制約著整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)能力時(shí)，時(shí)間T由冶煉時(shí)間給出，即T＝Qr/R。式(16-28)變?yōu)?/p>

使Vr最大的邊界品位為：(16-33)(16-34)二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位3、冶煉廠生產(chǎn)能力約束下的最佳邊界品位

當(dāng)選廠生產(chǎn)能力制約著整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)能力時(shí)，時(shí)間T是由選礦時(shí)間決定的，即T＝Qc/C。式(16-28)變?yōu)?/p>

Vc=(s-r)Qr-[c+(f+Vd)/C]Qc-mQm(16-31)

通過與上面同樣的分析，使Vc最大的邊界品位為(16-32)二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位

生產(chǎn)能力平衡條件下的邊界品位

品位-金屬量曲線；

采選平衡邊

界品位，記為gmc,gmc應(yīng)滿足下列條件：(16-35)

采冶平衡邊界品位，記為gmr，滿足條件(16-36)(16-37)

選冶平衡邊界品位，記為gcr，滿足條件二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位最佳邊界品位

首先考慮只有采場和選廠的情形。當(dāng)邊界品位變化時(shí)，Qc與Qr隨之變化。因此以采場生產(chǎn)能力為約束的現(xiàn)值增量Vm和以選廠生產(chǎn)能力為約束的現(xiàn)值增量Vc也隨之變化。當(dāng)邊界品位較低時(shí)Vm大于Vc，隨著邊界品位的增加，二者逐漸靠近，當(dāng)邊界品位等于gmc時(shí)，Vm等于Vc，之后Vm小于Vc。這一變化過程可用圖16-4表示。二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位最佳邊界品位

VcVmgmcgcgm邊界品位

圖16-4Vm與Vc隨邊界品位變化示意圖(情形I)Vm

Vc二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位最佳邊界品位

還可能出現(xiàn)圖16-5和圖16-6所示的兩種情形。在圖16-5所示的情形中，最終邊界品位為gm；在圖16-6所示的情形中，最終邊界品位為gc?？偨Y(jié)上述討論，當(dāng)同時(shí)考慮采場與選廠時(shí)，最佳邊界品位Gmc可用下式求得：(16-38)二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位最佳邊界品位

Vm

VcVcVmgmcgcgm邊界品位圖16-5Vm與Vc隨邊界品位變化示意圖(情形II)二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位最佳邊界品位

Vm

VcVcVmgmcgcgm邊界品位

圖16-6Vm與Vc隨邊界品位變化示意圖(情形III)二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位最佳邊界品位

用同樣的分析可以得出當(dāng)同時(shí)考慮采場與冶煉廠時(shí)的最佳邊界品位Gmr。 (16-39)當(dāng)同時(shí)考慮選廠與冶煉廠時(shí)的最佳邊界品位Gcr為(16-40)二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位最佳邊界品位

當(dāng)同時(shí)考慮采、選、冶三個(gè)階段的約束時(shí)，在任一邊界品位處企業(yè)可能獲得的最大現(xiàn)值增量為Vm、Vc和Vr中的最小者，如圖16-7中粗黑線所示，因此整體最佳邊界品位G是圖16-7中粗黑線的最高點(diǎn)所對應(yīng)的邊界品位。可以證明，最佳邊界品位總是Gmc、Gmr與Gcr中的中間者即G=middlevalue(Gmc，Gmr，Gcr) (16-41)二、最大現(xiàn)值法(Lane法）確定邊界品位最佳邊界品位

VcVmVrgmrgcrgmcGcrGmcGmrgrgcgm邊界品位圖16-7VmVcVr

隨邊界品位變化示意圖Vm

VcVr三、算法與算例

計(jì)算gc和gr時(shí)需要用到現(xiàn)值V，而現(xiàn)值V在確定邊界品位前是未知的。因此，求最佳邊界品位需要進(jìn)行迭代運(yùn)算。具體步驟如下：第一步：根據(jù)采、選、冶最大生產(chǎn)能力計(jì)算生產(chǎn)能力平衡邊品位gmc、gmr和gcr。由于最大生產(chǎn)能力不變，這三個(gè)邊界品位是固定值。第二步：計(jì)算以采場生產(chǎn)能力為約束的邊界品位gm。由于gm與V無關(guān)。因此gm也是固定值。第三步：令V=0。第四步：計(jì)算gc和gr并確定最佳邊界品位G。根據(jù)品位分布計(jì)算邊界品位為G時(shí)的總礦量Qct和總金屬量Qrt。第五步：計(jì)算當(dāng)邊界品位為G時(shí)，采、選、冶各階段滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)所需的時(shí)間Tm=Qmt/M，Tc=Qct/C，Tr=Qrt/R。需要時(shí)間最長的階段即為瓶頸階段(即制約整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)能力的階段)。算法三、算法與算例

第六步：計(jì)算使瓶頸階段滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)其它階段的年產(chǎn)量，這一產(chǎn)量小于對應(yīng)階段的最大生產(chǎn)能力。第七步：根據(jù)各階段的產(chǎn)量計(jì)算年盈利P，并計(jì)算現(xiàn)值V1。第八步：令V=V1，返回到第四步，求得最佳邊界品位G。若新G與上一次迭代得到的G不同，繼續(xù)迭代，否則，停止迭代。迭代結(jié)果是第一年的最佳邊界品位以及對應(yīng)的開采量。第九步：將第一年的開采量從總儲量中去掉，得到第一年末(第二年初)的儲量。假設(shè)品位分布不品變。重復(fù)上述第三到八步，即可求得第二年的最佳邊界位。以此類推，直至總儲量被采完，就得到了各年的最佳邊界品位。算法三、算法與算例

算例

采場最大生產(chǎn)能力M=100噸礦巖/年，單位開采成本m=1元/噸(礦巖)，選廠最大生產(chǎn)能力C=50噸原礦/年，單位選礦成本c=2元/噸(原礦)，冶煉廠最大生產(chǎn)能力R=40公斤金屬/年，單位冶煉成本r=5元/公斤(金屬)，金屬售價(jià)s=25元/公斤，綜合回收率y=100％，不變成本f=300元/年，總儲量Qmt=1000噸。品位分布如表16-2所示。

為了計(jì)算生產(chǎn)能力平衡邊界品位gmc、gmr和gcr，需要首先計(jì)算品位－礦量曲線和品位－金屬量曲線。計(jì)算結(jié)果列入表16-3中。三、算法與算例

表16-2原始儲量品位分布品位段(公斤/噸)儲量(噸)0.0-0.11000.1-0.21000.2-0.31000.3-0.41000.4-0.51000.5-0.61000.6-0.71000.7-0.81000.8-0.91000.9-1.0100總計(jì)1000三、算法與算例

表16-3不同邊界品位下的礦量與金屬量

邊界品位(公斤/噸)

礦量Qct(噸)

金屬量Qrt(公斤)0.010005000.19004950.28004800.37004550.46004200.55003750.64003200.73002550.82001800.910095三、算法與算例

算例

gmr是使Qr/Qm=R/M=40/100=0.4的邊界品位。與上面理由相同，Qrt/Qmt=0.4,Qrt=0.4

1000=400。從表16-3可知，gmr介于0.45與0.5之間，利用線性插值得gmr=0.456。

gcr是使Qr/Qc=R/C=40/50=0.8的邊界品位，也是使Qrt/Qcr=0.8的邊界品位。從16-3可知，當(dāng)邊界品位為0.6時(shí)Qrt=320,Qct=400,二者之比為0.8，故gcr=0.6。三、算法與算例

算例

令V=0由于gmc

gc,Gmc=gc=0.4由于gmrgr,Gmr=gr=0.16由于gcrgc,Gcr=gc=0.4

取中間者，得G=0.4。三、算法與算例

算例

從表16-3可知，當(dāng)邊界品位G=0.4時(shí)，礦量Qct=600,金屬量Qrt=420。按最大生產(chǎn)能力計(jì)算三個(gè)階段所需時(shí)間Tm=1000/100=10，Tc=600/50=12，Tr=420/40=10.5。所以選廠是瓶頸。實(shí)際上，G=gc意味著整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)能力受選廠生產(chǎn)能力的約束，不用計(jì)算時(shí)間也可以從G的選擇上確定瓶頸階段。由于邊界品位G是受選廠生產(chǎn)能力約束下的邊界品位，所以選廠滿負(fù)荷運(yùn)行，年產(chǎn)量Qc=50。從表16-3可知，當(dāng)邊界品位為0.4時(shí)，總礦量Gct=600。因此，按所選定的邊界品位開采，為選廠提供50噸礦石所要求的采場礦巖產(chǎn)量為Qm=501000/600=83.3噸。當(dāng)邊界品位為0.4時(shí)，600噸礦石所含的金屬量為420公斤。故50噸礦石產(chǎn)量所對應(yīng)的金屬產(chǎn)量為Qr=420/60050=35公斤。三、算法與算例

算例

年盈利為：P=(s-r)Qr-cQc-mQm-fT =(25-5)

35-2

50-1

83.3-300

1=216.7

將儲量開采完需要1000/83.3=12年。每年盈利為P，12年的現(xiàn)值為：

以V=1174.6計(jì)算新的gc和gr得：gc=0.576,gr=.0247。其它品位不變，即gm=0.1,gmc=0.5,gmr=0.456,gcr=0.6。三、算法與算例

算例

依據(jù)最佳品位確定原則得G=0.5。由于G=gmc，所以采場與選廠均以滿負(fù)荷運(yùn)行，達(dá)到生產(chǎn)能力平衡。故Qc=50，Qm=100。從表16-3查得：當(dāng)邊界品位為0.5時(shí)，總礦量為500，總金屬量為375。所以金屬年產(chǎn)量Qr=375/50050=37.5。年盈利為P=250。生產(chǎn)年限為10年，現(xiàn)值為V=1254.7。以V=1254.7重復(fù)以上計(jì)算得到的最佳邊界品位為G=0.5，與上次迭代結(jié)果相同。因此第一年的最佳邊界品位為0.5，采場、選廠和冶煉廠的產(chǎn)量分別為100，50和37.5。經(jīng)過第一年的開采，總礦巖量變?yōu)?00噸，這900噸的礦巖在各品位段的分布密度保持不變，表16-2變?yōu)楸?6-4。以表16-4為新的品位分布，計(jì)算不同邊界品位（0.1-0.9）下的礦量與金屬量，以V=0為初始現(xiàn)值，重復(fù)第一年的步驟，可求得第二年的最佳邊界品位和采、選、冶三個(gè)階段的產(chǎn)量。這樣逐年計(jì)算，最后結(jié)果列于表16-5。從此表可以看出，前七年中，采場與選廠以滿負(fù)荷運(yùn)行（生產(chǎn)能力達(dá)到平衡），此后，選廠變?yōu)槠款i。

采煤工藝及裝備配套采煤工藝—采煤工作面各工序所用方法、設(shè)備及其在時(shí)間上、空間上的相互配合。三種工藝方式爆破采煤工藝方式（炮采工藝方式）解放后至60年代初普通機(jī)械化采煤工藝方式60年代初至70年代中期綜合機(jī)械化采煤工藝方式70年代中期以來機(jī)械化程度國有重點(diǎn)煤礦約587處2000年，國有重點(diǎn)煤礦機(jī)械化程度74.43%我國于1973年引入綜合機(jī)械化采煤設(shè)備2000年，國有重點(diǎn)煤礦綜合機(jī)械化程度56.78%第一節(jié)炮采工藝方式炮采工藝方式：長壁工作面用爆破方法破煤、爆破及人工裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)的采煤工藝炮采工藝標(biāo)志是爆破破煤一、爆破落煤鉆眼、裝藥、封炮泥、聯(lián)炮線、放炮等工序1、炮眼布置1）炮眼排數(shù):取決于煤層的厚度和煤層的硬度單排雙排三排M

1mM=1

2.5mM

2.5m炮眼布置2）炮眼的平距煤層的硬度頂梁長度一般1

2m每茬炮工作面進(jìn)度0.8

1.2m一般1.2

1.5m的釬桿為保護(hù)頂板，保護(hù)支護(hù)，不使煤崩到采空區(qū)，要合理裝藥3）炮眼角度炮眼角度平面上與煤壁的水平夾角一般為50

80

。為不崩倒支架，煤軟時(shí)取大值，煤層硬時(shí)取小值。剖面上仰角頂板穩(wěn)定時(shí)

=5

10

頂板不穩(wěn)定時(shí)

=0

俯角10

20

4）鉆眼、裝藥（1）鉆眼設(shè)備：煤電鉆、麻花釬子（電動）風(fēng)煤鉆（風(fēng)動）（2）炸藥與裝藥量：炸藥煤礦許用炸藥底眼150

600g頂眼200g雷管煤礦許用電雷管毫秒延期電雷管5）聯(lián)線與起爆聯(lián)線電雷管引爆（毫秒延期電雷管）起爆器起爆毫秒爆破130ms內(nèi)全部起爆，避免延期引爆瓦斯延期起爆底眼，中間眼，頂眼增加了自由面提高了爆破效率爆破產(chǎn)生的波相互干擾，有利于減少頂板震動

爆破的有關(guān)規(guī)定爆破工要分開存放炸藥、雷管。專用爆炸材料箱，加鎖。嚴(yán)禁將電雷管斜插入藥卷中部或捆在藥卷上，要由藥卷頂部裝入。裝藥卷前要清除煤粉。應(yīng)用水炮泥。嚴(yán)禁裸露煤爆破。要有足夠的封泥長度?？咨頼小于0.60.6～1大于1m封泥m不得放炮或采取措施?孔深≮0.5二、裝煤與運(yùn)煤爆破裝煤可裝煤30

40%人工裝煤余下的多數(shù)由人工裝大鐵鍬裝煤機(jī)械裝煤刮板輸送機(jī)的鏟煤板裝煤北宿礦刮板輸送機(jī)封底，鏟煤板調(diào)小角度加檔煤板炮采鏟裝運(yùn)煤煤采面多用SGW-40或SGW-44型可彎曲刮板輸送機(jī)功率有加大的趨勢煤層傾角加大后自溜三、推移輸送機(jī)推移輸送機(jī)千斤頂、液壓式、機(jī)械式正常段6m一個(gè)，機(jī)頭機(jī)尾各三個(gè)，彎曲段長度等于或大于15m推移輸送機(jī)時(shí)，應(yīng)從工作面一端向另一端依次推移四、支護(hù)支護(hù)裝備木支柱單體摩擦支柱單體液壓支柱（70年代中期）國營重點(diǎn)煤礦用單體液壓支柱+金屬絞接頂梁金屬鉸接頂梁1—接頭；2—梁體；3—耳子；4—銷子；5—調(diào)角楔；L—中心距

單體支柱布置方式視頂板情況分：點(diǎn)柱棚子我國煤礦采場多用棚子支護(hù)控頂排數(shù)和控頂距控頂距采煤工作面煤壁至末排支柱頂梁后端的距離，或至放頂柱之間的距離最小控頂距有3排支柱，機(jī)道、行人道和材料道

常采用三、四排或三、五排控頂帶帽點(diǎn)柱帽厚50～100mm，長0.3m矩形布置三角形布置棚子的正倒懸臂布置正懸臂頂梁在采空區(qū)方向短，在煤壁方向長對機(jī)道頂板支護(hù)好，頂梁不容易折斷棚子的正倒懸臂布置倒懸臂頂梁在采空區(qū)方向長，在煤壁方向短支柱不易被采空區(qū)矸石埋住，回柱安全頂梁折斷炮采工作面多采用齊梁齊柱布置方式炮采工作面齊梁齊柱布置四、處理采空區(qū)處理采空區(qū)方法：垮落法充填法煤柱支撐法最常用的是全部垮落法。

回柱放頂撤除支架，讓頂板垮落放頂步距：相鄰兩次放頂間隔的距離放頂步距等于最大控頂距與最小控頂距之差。特種支護(hù)

叢柱、密集、木垛、斜撐

加強(qiáng)放頂處對頂板的支撐，回柱前在放頂排處另外架設(shè)的支架五、勞動組織專業(yè)工種鉆眼爆破（放炮）、裝藥、機(jī)電維修綜合工種裝煤、支柱、回柱放頂專業(yè)工種一般在全工作面長度內(nèi)工作綜合工種一般在工作面的一段長度內(nèi)工作六、循環(huán)方式采煤循環(huán)—采煤工作面完成落煤、裝煤運(yùn)煤、支護(hù)和處理采空區(qū)的周而復(fù)始的過程。炮采工作面循環(huán)的標(biāo)志—放頂循環(huán)方式—循環(huán)進(jìn)度與晝夜循環(huán)數(shù)的總稱七、作業(yè)方式作業(yè)方式—采煤工作面一晝夜內(nèi)采煤班和準(zhǔn)備班的配合方式準(zhǔn)備班工作—回柱、檢修刮板輸送機(jī)、縮短運(yùn)輸平巷中的刮板輸送機(jī)、超前工作面加強(qiáng)支護(hù)兩采一準(zhǔn)三八制三采三準(zhǔn)（三班采煤，邊采邊準(zhǔn)備）三八制三采一準(zhǔn)四六制兩班半采煤，半班準(zhǔn)備三八制四班交叉八、循環(huán)作業(yè)圖表采煤工區(qū)技術(shù)員要編制采煤工作面作業(yè)規(guī)程規(guī)程中要有：正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖勞動組織表技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表正規(guī)循環(huán)—在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量地完成了循環(huán)作業(yè)圖中規(guī)定任務(wù)的循環(huán)炮采面兩三采三準(zhǔn)循環(huán)作業(yè)圖炮采面四班交叉循環(huán)作業(yè)圖面長100m，四班交叉，每班交叉2小時(shí)，Ⅰ、Ⅲ班采煤班，Ⅱ、Ⅳ班以準(zhǔn)備為主，采煤班裝煤、支柱。準(zhǔn)備班運(yùn)料、回柱放頂、鉆眼、放炮、移輸送機(jī)、少量裝煤、支柱。工作面放兩次炮，支兩排支架，放一次頂，一天一個(gè)循環(huán)九、炮采工作面的基本點(diǎn)爆破煤壁平直不留底煤不破壞頂板不崩倒支柱不把煤崩到采空區(qū)炮采工作面的基本點(diǎn)裝煤裝煤勞動量大，盡可能爆破裝煤。安全先支護(hù)，后裝煤先敲幫問頂，清除危石處理拒爆炮（瞎炮）在距拒爆炮0.3m以外另打平行新炮眼，重裝藥。炮采工作面的基本點(diǎn)回柱由下向上由采空區(qū)側(cè)向煤壁側(cè)（由里向外）近水平煤層回柱可以分段十、炮采工藝的特點(diǎn)炮采工作面機(jī)械化水平低人工勞動強(qiáng)度大（裝煤、支柱）產(chǎn)量和效率低但對地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)第二節(jié)普采工藝方式普采工藝方式—用機(jī)械化方法破煤、裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)頂板的采煤工藝機(jī)械化方法破煤滾筒采煤機(jī)刨煤機(jī)我國主要采用滾筒采煤機(jī)破煤一、設(shè)備及布置

1MDY-150采煤機(jī)；2SGB-630/150可彎曲刮板輸送機(jī)；3DZ-22單體液壓支柱；4HDJA-1000鉸接頂梁5推移輸送機(jī)千斤頂；6運(yùn)輸平巷中的輸送機(jī)。DY150采煤機(jī)二、控頂排數(shù)（三、四排）三、人工開切口人工爆破開切口（機(jī)窩）上切口6

10m

下切口2

3m

切口寬2

3m下缺口有可能不開：刮板輸送機(jī)機(jī)頭伸入巷道中雙滾筒采煤機(jī)能自開缺口四、采煤機(jī)的割煤方式1、單向割煤方式單滾筒采煤機(jī)，滾筒直徑小于采高割頂煤掛頂梁割底煤，清理浮煤推移輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)10

15m）采煤機(jī)往返一次進(jìn)一刀煤壁推進(jìn)了一個(gè)截深問題：頂板2、雙向割煤方式煤層較薄，單滾筒采煤機(jī)，滾筒直徑接近煤層層厚上行：割煤，掛梁，推移輸送機(jī)，支柱下行：割煤，掛梁，推移輸送機(jī)，支柱上行、下行往返一次進(jìn)兩刀煤層較厚，雙滾筒采煤機(jī)雙向割煤方式上行：割煤，掛梁，推移輸送機(jī)，支柱下行：割煤，掛梁，推移輸送機(jī)，支柱上行、下行往返一次進(jìn)兩刀五、采煤機(jī)的進(jìn)刀方式進(jìn)刀—采煤機(jī)滾筒向垂直于煤壁方向推進(jìn)，進(jìn)入下一截深的切割作業(yè)進(jìn)刀：切入煤壁進(jìn)刀方式的實(shí)質(zhì)采煤機(jī)運(yùn)行與推移輸送機(jī)的關(guān)系。直接推入法端部斜切進(jìn)刀中部斜切進(jìn)刀采煤機(jī)的進(jìn)刀方式直接推入法用的少，容易損壞采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)采煤機(jī)的進(jìn)刀方式端頭斜切進(jìn)刀

割三角煤進(jìn)刀留三角煤進(jìn)刀端頭割三角煤斜切進(jìn)刀單滾筒采煤機(jī)雙向、單向割煤有利于端頭管理、費(fèi)時(shí)、往返（20～25m)進(jìn)刀與移機(jī)頭干擾(a)割底煤至工作面下端部(b)返向沿輸送機(jī)彎曲段運(yùn)行，上行割頂煤切入煤壁，直至完全進(jìn)入輸送機(jī)直線段

(c)推移輸送機(jī)機(jī)頭及彎曲段成一直線；(d)采煤機(jī)返向下行沿頂板割三角煤直至工作面下端部；(e)進(jìn)刀完畢,上行正式割煤，至斜切進(jìn)刀終點(diǎn)位置時(shí)，滾筒沿頂板割煤。

端頭留三角煤斜切進(jìn)刀單滾筒采煤機(jī)雙向、單向割煤端頭不往返，

進(jìn)刀與移機(jī)頭不干擾，端部煤壁不直(a)下行進(jìn)入進(jìn)刀段后割頂煤至工作面下端頭后停機(jī)，隨機(jī)下行推輸送機(jī)至進(jìn)刀段，采煤機(jī)返向上行沿輸送機(jī)彎曲段割三角底煤；(b)割底煤至輸送機(jī)直線段后改為割頂煤，此時(shí)，推移機(jī)頭和彎曲段；(c)上行割頂煤直至上切口，輸送機(jī)已移直，在下端頭留下三角煤；（d）在正常段下行割底煤，并隨采煤機(jī)下行推移輸送機(jī)；(e)采煤機(jī)在進(jìn)刀段割頂煤直至工作面下端部，隨機(jī)自上而下推移輸送機(jī)，在工作面下端部留下底部的三角煤。重復(fù)(a)圖，完成進(jìn)刀全過程。

采煤機(jī)的進(jìn)刀方式

單滾筒采煤機(jī)中部斜切進(jìn)刀

字形割煤往返一次進(jìn)一刀工藝方式上半段割煤下半段推輸送機(jī)上半段推輸送機(jī)下半段割煤采煤機(jī)的進(jìn)刀方式中部斜切進(jìn)刀有利于端頭作業(yè)和頂板維護(hù)但為單向割煤。六、支護(hù)方式1、齊梁直線柱布置絞接頂梁梁端在煤壁方向相齊，支柱成直線。梁長等于截深割一刀全部掛梁、支柱，簡單，容易管理截深為0.8m或1m。多用正懸臂高檔普采工作面支護(hù)普采工作面支護(hù)支護(hù)方式1、齊梁直線柱布置梁長等于2倍截深全正懸臂割兩刀掛梁一次、第一刀支臨時(shí)支柱，不掛梁；第二刀變永久支柱，空頂距大，工作量不均，少用支護(hù)方式2、錯(cuò)梁直線柱布置梁長等于2倍截深正倒懸臂相間割一刀相間掛梁一次、頂梁交錯(cuò)；第一刀支臨時(shí)支柱，第二刀變永久支柱支護(hù)及時(shí)，工作量均勻，柱成直線，多用，不利切頂。普采工藝支護(hù)基本點(diǎn)

加強(qiáng)機(jī)道支護(hù)，防止機(jī)道冒頂預(yù)掏梁窩，臨時(shí)支護(hù)提高初撐力和支護(hù)剛度破碎頂板或網(wǎng)下用成對Ⅱ型鋼梁，邁步前移加強(qiáng)放頂線支護(hù)的穩(wěn)定性斜撐、木垛、雙排柱、叢柱主要是針對水平推力普采工藝支護(hù)基本點(diǎn)

端頭支護(hù)端頭—平巷與工作面的交會處，控頂面積大，設(shè)備大且多，人員集中，進(jìn)出口①雙鉤雙楔梁，抬棚②四對八梁③四對八梁，十字絞接頂梁要保證支護(hù)質(zhì)量，初撐力端頭十字絞接頂梁端頭四對八梁端頭支護(hù)，雙鉤雙楔梁4—輸送機(jī);6—木垛;7—雙鉤雙楔梁;8—絞車3m端頭支護(hù)，四對八梁2—抬棚長梁;4—輸送機(jī)端頭支護(hù)，抬棚長梁，十字絞接頂梁1—基本支架;2—抬棚長梁;3—轉(zhuǎn)載機(jī);4—輸送機(jī);5—十字絞接頂梁;七、普采循環(huán)作業(yè)圖兩采一準(zhǔn)一晝夜一循環(huán)單向割煤三五排控頂普采循環(huán)作業(yè)圖第三節(jié)綜采工藝方式綜合機(jī)械化采煤工藝方式采煤工作面破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和處理采空區(qū)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的采煤工藝。工作面設(shè)備：采煤機(jī)、自移式液壓支架，刮板輸送機(jī)平巷設(shè)備：轉(zhuǎn)載機(jī)，破碎機(jī)，可伸縮膠帶機(jī)液壓系統(tǒng)：乳化液泵站，乳化液混溶箱，進(jìn)回液主管路控制系統(tǒng)：控制臺，聲光信號，擴(kuò)音電話及線路供水系統(tǒng)：冷卻水，噴霧泵，水箱，管路供電系統(tǒng)：高壓供電線路，開關(guān)，移動變電站，配電開關(guān)，線路其它：照明，絞車、水泵綜采工作面綜采工作面自移式液壓支架自移式液壓支架自移式液壓支架自移式液壓支架自移式液壓支架自移式液壓支架雙滾筒采煤機(jī)可彎曲刮板輸送機(jī)乳化液泵站及混溶箱箱綜采裝備的發(fā)展1、探索階段（1960～1977）自已研制2、引進(jìn)、吸收、消化階段（1974～1980）1974年引進(jìn)綜采設(shè)備近50套，英國、聯(lián)邦德國、波蘭、蘇聯(lián)，首次引進(jìn)和投入。1978年引進(jìn)綜采設(shè)備100套，英、德、日、法3、研制、發(fā)展階段1990年底，在籍469套，國產(chǎn)307套，65.5%綜采工藝方式示例1—采煤機(jī)；

2—刮板輸送機(jī)；

3—液壓支架；

4—下端頭支架；

5—上端頭支架；

6—轉(zhuǎn)載機(jī)；

7—可伸縮膠帶輸送機(jī)；

8—配電箱；

9—移動變電站；

10—設(shè)備列車；

11—泵站；

12—噴霧泵站；

13—絞車；

14—集中控制臺設(shè)備及布置一、雙滾筒采煤機(jī)的滾筒位置一般前端的滾筒割頂煤，后端的滾筒割底煤操作安全，煤塵少。當(dāng)中部含夾矸時(shí)，前端的滾筒割底煤，后端的滾筒割頂煤，夾矸容易垮落二、采煤機(jī)割煤方式1）單向割煤，往返一次進(jìn)一刀割煤移架（滯后采煤機(jī)2

3架支架）反向清理浮煤推移輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)10

15m）適用條件：煤層傾角大，不能自上而下移架由于輸送機(jī)下滑，只能自下而上移采高大，滾筒直徑小，不能一次采全高采煤機(jī)裝煤效果差，需單獨(dú)按排裝煤行程

采煤機(jī)割煤方式2）雙向割煤，往返一次進(jìn)二刀上行割煤移架（滯后采煤機(jī)2

3架支架）推移輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)10

15m）下行割煤移架（滯后采煤機(jī)2

3架支架）推移輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)10

15m）三、采煤機(jī)進(jìn)刀方式我國主要用斜切進(jìn)刀方式端部斜切進(jìn)刀：不留三角煤端部斜切進(jìn)刀（割三角煤端部斜切進(jìn)刀）留三角煤端部斜切進(jìn)刀中部斜切進(jìn)刀不留三角煤端部斜切進(jìn)刀留三角煤端部斜切進(jìn)刀中部斜切進(jìn)刀斜切進(jìn)刀比較不留三角煤端部斜切進(jìn)刀采煤機(jī)端頭停機(jī)轉(zhuǎn)向兩次，雙向割煤，多用留三角煤端部斜切進(jìn)刀采煤機(jī)端頭停機(jī)轉(zhuǎn)向一次，單向割煤移機(jī)頭、機(jī)尾與清浮煤平行作業(yè)適用于工作面短，煤層傾角大，裝煤效率低中部斜切進(jìn)刀有利于工作面端頭管理、上下平巷維護(hù)，單向割煤適用于工作面短，煤層傾角大，裝煤效率低，端頭維護(hù)困難四、液壓支架的移架方式移架方式：單架依次順序式分組交錯(cuò)式成組整體順序式1、液壓支架單架依次順序式移架支架沿采煤機(jī)牽引方向依次順序逐架前移，移動步距等于截深，支架移成一條直線。操作簡單，易保證移架質(zhì)量，能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板，移架速度慢，用的較多。2、液壓支架分組交錯(cuò)式移架將相鄰的2～3支架分為一組，組內(nèi)的支架間隔交錯(cuò)前移，相鄰組間沿采煤機(jī)牽引方向順序前移，組間的一部分支架可以平行前移。移架快，移架質(zhì)量不易保證，要求頂板較穩(wěn)定Ⅰ組Ⅱ組Ⅲ組Ⅳ組3、液壓支架成組整體順序式移架支架分組，每組2

3架。組內(nèi)聯(lián)動，整體移架，組間順序前移。移架快，質(zhì)量不易保證，要求頂?shù)装鍡l件好。移架速度的影響因素移架速度，m/min

國外先進(jìn)的單架移架速度4～5秒泵站流量閥組和管路的乳化液通過能力操作水平移架方式頂板的穩(wěn)定性（移架——卸載）乳化液泵站及混溶箱箱MRB200/31.5200L/min,31.5MPa五、液壓支架的支護(hù)方式割煤、移架、推移輸送機(jī)的配合方式割煤后，按推移輸送機(jī)與移架的先后關(guān)系，分：及時(shí)支護(hù)滯后支護(hù)1、及時(shí)支護(hù)先移架，后推移輸送機(jī)工作空間大，行人，通風(fēng)，運(yùn)料及時(shí)支護(hù)頂板，但控頂寬度大液壓支架的支護(hù)方式2、滯后支護(hù)先推移輸送機(jī)，后移架工作空間小，行人，通風(fēng)，運(yùn)料滯后支護(hù)頂板，但控頂寬度小要求頂板穩(wěn)定兩者由設(shè)備結(jié)構(gòu)及尺寸決定，使用時(shí)不能改動六、綜采工作面端頭支架1、單體支柱加長鋼梁組成的邁步抬棚適應(yīng)性強(qiáng)，支設(shè)麻煩，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。2、自移式端頭支架移架速度快，對平巷適應(yīng)性差。3、用工作面液壓支架支護(hù)端頭綜采面端頭支架1，2掩護(hù)梁，3機(jī)頭，5千斤頂，6機(jī)尾煤層傾角小，滯后一個(gè)截深綜采面平巷與端頭綜采面平巷布置應(yīng)有利于：運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)采煤機(jī)自開缺口人員進(jìn)出材料運(yùn)進(jìn)七、綜采工作面循環(huán)圖綜采循環(huán)以移架為標(biāo)志可采用：四六制，三采一準(zhǔn)三八制，兩采一準(zhǔn)兩班半采煤，半班準(zhǔn)備示例：兩班半采煤，半班準(zhǔn)備，雙向割煤，日進(jìn)7刀。綜采工作面循環(huán)圖綜采工作面循環(huán)圖七、大傾角綜采工藝特點(diǎn)傾角加大后，必須有防滑防倒措施1、輸送機(jī)1）下滑的原因重力原因

12o后推移輸送機(jī)不當(dāng)，從一點(diǎn)多次推浮煤進(jìn)入底槽2）防止輸送機(jī)下滑的措施

防止煤進(jìn)入底槽

面調(diào)成偽斜，

=2

3

從工作面下端移輸送機(jī)

推移輸送機(jī)時(shí)，用支柱頂住機(jī)頭，拉緊機(jī)尾

17

時(shí)，要設(shè)防滑千斤頂

12，必須裝防滑、錨固裝置2、液壓支架的防倒防滑1）傾角加大后的問題支架下滑，下滑力大于摩擦力支架傾倒，力矩不平衡2）防倒防滑措施工作面調(diào)斜由下向上移架防止大塊沖擊架尾防止輸送機(jī)下滑保持排頭支架的穩(wěn)定性間隔移架3、采煤機(jī)的防滑煤層傾角大于15

時(shí)，鏈牽引采煤機(jī)必須設(shè)置安全鉸車。（防斷鏈和下滑）

15o，滾筒采煤機(jī)，必須有可靠的防滑裝置第四節(jié)綜采工作面的設(shè)備配套設(shè)備幾何尺寸配套設(shè)備生產(chǎn)能力配套一、綜采工作面設(shè)備的幾何尺寸配套

采煤機(jī)的采高與煤厚

采煤機(jī)與液壓支架高度采高與液壓支架高度支架的最小支撐高度與滾筒直徑采煤機(jī)的截深與液壓支架步距綜采工作面的設(shè)備配套采煤機(jī)的采高M(jìn)m=A—A3/2+LSin

m+D/2Mm—采煤機(jī)的最大采高，m；

m—搖臂向上的最大擺角，度；A—機(jī)身高度；A1-機(jī)槽高；A2—底托架高度；A3—機(jī)體厚度；E-過煤高度A=A1+A2+A3L—搖臂長度，m；D—滾筒直徑，m。采煤機(jī)的最大與最小采高之比應(yīng)在1.6～2.0液壓支架高度與采高的關(guān)系Hm=Mm

S1+hHmin=Mmin

S2

aHm，Hmin—支架的最大與最小支撐高度S1，S2—

液壓支架在前后柱處的頂板下沉量h—支架支撐高度的富裕系數(shù)，一般取200mma—支架卸載高度；一般取50mm支得起，卸得掉設(shè)備幾何尺寸配套

支架的最小支撐高度Hmin與滾筒直徑D的關(guān)系Hmin=D

S2

a（1）液壓支架最小高度要大于采煤機(jī)機(jī)身高度Hmin

AA=A1+A2+A3煤層在最小厚度時(shí)，采煤機(jī)和液壓支架均能工作

設(shè)備幾何尺寸配套（2）采煤機(jī)的兩滾筒直徑之和要大于最大采高設(shè)備幾何尺寸配套（3）采煤機(jī)的臥底量X不少于30mm要保證割至底板，割入底板的深度底鼓、浮煤墊起輸送機(jī)、底板起伏不平設(shè)備幾何尺寸配套（4）底托架過煤高度不小于500mm。大塊的問題。（5）采煤機(jī)的截深與液壓支架步距相等。設(shè)備幾何尺寸配套（6）液壓支架的架間距與中部溜槽的長度相等。一般為1.5m，保證每節(jié)溜槽有推移千斤頂二、綜采設(shè)備的生產(chǎn)能力配套

原則：從工作面往外生產(chǎn)能力要加大（一）采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力Qc=60VcSM

K

10-3sM60Vc采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力sM60VcQc=60VcSM

K

10-3Qc—采煤機(jī)的生產(chǎn)能力，t/h；Vc—采煤機(jī)的實(shí)際牽引速度，3

4m/min；S—截深，m；M—采高，m；

—煤的容重，kg/m3；K—工作面采出率，（%）。生產(chǎn)能力配套（二）輸送機(jī)的生產(chǎn)能力Qs

Qc

=（1.1

1.15）Qc國內(nèi)外刮板輸送機(jī)發(fā)展趨勢大運(yùn)量2000t/h～3500t/h功率大于1000kW長運(yùn)距380m～400m高強(qiáng)度，長壽命，高可靠性生產(chǎn)能力配套（三）液壓支架的移架速度液壓支架的移架速度要大于采煤機(jī)的實(shí)際牽引速度乳化液泵站的供液量=液壓支架油缸的充液量乳化液泵站的供液量Q×t1（供液時(shí)間）移架千斤頂需要的乳化液立柱需要的乳化液前梁短柱需要的乳化液側(cè)護(hù)板千斤頂需要的乳化液液壓支架的移架速度供液時(shí)間t1（

9～18s）操作調(diào)整時(shí)間t2（24～42s）

一般t=t1+t2（30～60s）快速移架（4～5s）移架速度液壓支架移架速度一般（2～3m/min）快速移架（8m/min）生產(chǎn)能力配套（四）轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)的能力與正常生產(chǎn)能力的關(guān)系：QZ=（1.5

3.0）QQZ—轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)的能力，t/h；Q=Qb/TQ—工作面正常生產(chǎn)能力，t/h；Qb—工作面班產(chǎn)量，t/班；T—每班純割煤時(shí)間，h。第五節(jié)采煤工藝方式的選擇我國三種工藝方式并存：由于地質(zhì)條件和煤層賦存條件的復(fù)雜性及技術(shù)裝備的多層次性。綜采是發(fā)展方向高產(chǎn)、高效、安全、勞動條件好和勞動強(qiáng)度小。設(shè)備價(jià)格高，初期投資大，受地質(zhì)條件限制大。采煤工藝方式的選擇普采的設(shè)備的價(jià)格約為綜采設(shè)備價(jià)格的1/4，產(chǎn)量約為1/3。凡適宜普采條件的國營重點(diǎn)煤礦都應(yīng)采用普采。炮采的技術(shù)裝備投資少，技術(shù)容易掌握，管理簡單，機(jī)械化水平低，人工勞動強(qiáng)度大，效率低，但對地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。districtstationConcept：1、采區(qū)車場：采區(qū)上（下）山與區(qū)段平巷或階段大巷連接處的一組巷道及硐室2、采區(qū)車場巷道：甩車道、存車線、聯(lián)絡(luò)巷道及各種硐室

采區(qū)車場3、車場分類按地點(diǎn)，

分：

采區(qū)上、中、下部車場

按服務(wù)對象，分：主提升甩（平）車場；

輔助提升甩（平）車場。

按線路布置，分：單道起坡甩（平）車場；

雙道起坡甩（平）車場。

4、采區(qū)車場施工設(shè)計(jì)

線路設(shè)計(jì)線路總體布置，繪草圖；

計(jì)算各線段和聯(lián)接點(diǎn)尺寸；計(jì)算線路總尺寸；作線路布置的平、剖面圖。硐室設(shè)計(jì)按線路設(shè)計(jì)，定巷道或硐室斷面大??；

確定硐室位置

一、采區(qū)上部車場形式

采區(qū)上部車場—采區(qū)上山與采區(qū)上部區(qū)段回風(fēng)平巷或階段回風(fēng)大巷之間一組聯(lián)絡(luò)巷道和硐室。第一節(jié)采區(qū)車場形式布置特點(diǎn)：

1）“軌上”以水平的巷道與階段回風(fēng)大巷相連，并在平巷內(nèi)布置儲車線及調(diào)車線。絞車房與回風(fēng)大巷在同一水平。

（一）采區(qū)上部平車場（一）采區(qū)上部平車場

據(jù)調(diào)車方向，上部平車場分：順向平車場,逆向平車場

順向平車場逆向平車場

順向平車場—車輛進(jìn)入儲車線方向與提車線方向一致；

逆向平車場—車輛進(jìn)入儲車線方向與提車線方向相反逆向平車場（二）采區(qū)上部甩車場

布置特點(diǎn)：1）“軌上”以傾斜的甩車道與區(qū)段回風(fēng)平巷（或石門）相連，在平巷內(nèi)設(shè)儲車線及調(diào)車線。2）絞車房高于回風(fēng)水平。3）按甩車方向，上部甩車場可分:單向甩車雙向甩車單向甩車雙向甩車（三）上部車場形式選擇

1、順向平車場i、當(dāng)絞車房與上山變坡點(diǎn)距離近，車場巷道直接與總回風(fēng)巷相連；ii、煤層群聯(lián)合布置采區(qū)用石門聯(lián)接各煤層回風(fēng)平巷和總回風(fēng)巷；iii、采區(qū)上部為風(fēng)化帶或松軟巖層。iv、調(diào)車方便；巷道斷面大，易跑車。2、逆向平車場當(dāng)絞車房距軌上變坡點(diǎn)較遠(yuǎn)；煤層聯(lián)合布置采區(qū)；操作安全；通過能力小。

3、采區(qū)上部甩車場優(yōu)點(diǎn)：調(diào)車省力；通過能力大，可減少工程量。絞車房高，不易維護(hù)，絞車房有下行風(fēng)。

選上部車場解決的關(guān)鍵問題？選用：采區(qū)上部圍巖穩(wěn)定。二、采區(qū)中部車場形式采區(qū)中部車場—聯(lián)結(jié)上山和中部區(qū)段平巷的一組巷道和硐室。采區(qū)中部甩車場車場分：按服務(wù)對象，按提升方式，按甩車方向，甩入地點(diǎn)，

主提升雙鉤提升單向甩車?yán)@道式輔助提升單鉤提升雙向甩車石門式平巷式（一）石門式中部車場石門式中部車場—采區(qū)上山甩車道直接將礦車甩入?yún)^(qū)段石門。布置特點(diǎn)：1）單向甩入石門內(nèi)軌上—石門—軌道平巷相連運(yùn)上—石門—區(qū)段運(yùn)輸平巷相連2）石門內(nèi)設(shè)調(diào)車場

3）上、下區(qū)段過渡期通風(fēng)。適用：煤層群聯(lián)合布置采區(qū)，軌上在下部煤層或底板巖石內(nèi)

（二）繞道式中部車場繞道式中部車場—采區(qū)上山甩車道由斜面進(jìn)入平面后再延伸至頂板繞道內(nèi)，在此設(shè)調(diào)車線。1、繞道式中部車場單向甩入繞道

（三）平巷式中部車場平巷式中部車場—采區(qū)上山甩車道直接甩入?yún)^(qū)段平巷中，在平巷中設(shè)儲車線。特點(diǎn)：設(shè)頂板繞道：單向甩入繞道。適用：運(yùn)上、軌上同一層位上。單一薄及中厚煤層雙翼采區(qū)。

2、布置特點(diǎn)：1）采區(qū)兩翼區(qū)段的平巷不在同一水平；2）雙向甩入不同標(biāo)高的區(qū)段平巷；3）巷道交叉點(diǎn)不易維護(hù)。適用：地質(zhì)構(gòu)造等原因，雙翼區(qū)段不同標(biāo)高。（四）布置采區(qū)中部車場是應(yīng)注意的關(guān)鍵問題。三、采區(qū)下部車場concept：采區(qū)下部車場—采區(qū)上山與階段運(yùn)輸大巷聯(lián)接處的一組巷道和硐室的總稱。按裝車地點(diǎn)不同，采區(qū)下部車場可分為：大巷裝車式；石門裝車式；繞道裝車式。（一）大巷裝車式下部車場采區(qū)煤倉的煤炭直接在大巷裝入礦車或輸送機(jī)；輔運(yùn)由軌上與大巷間的繞道相聯(lián)。大巷裝車式下部車場優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件優(yōu)點(diǎn)：布置緊湊，工程量?。徽{(diào)車方便。缺點(diǎn)：影響大巷通過能力；繞道維護(hù)量大

適用條件：頂繞式—上山傾角

12

，起坡點(diǎn)落在大巷頂板，且頂板圍巖穩(wěn)定的條件。底繞式—當(dāng)上山傾角

12

，上山提前下扎于大巷底板變平，且底板圍巖穩(wěn)定的條件。（二）石門裝車式下部車場

1、在石門里布置裝車站石門裝車式下部車場2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件優(yōu)點(diǎn)：工程量??；調(diào)車方便，通過能力大，不影響大巷運(yùn)輸。缺點(diǎn)：石門長度有時(shí)不夠長，就要將車場延伸到煤層平巷內(nèi)或延長石門。適用：煤層群聯(lián)合布置的采區(qū)。（三）繞道式下部車場

1、繞道式下部車場開一段平行于大巷的巷道，專門布置裝車線路。

繞道式下部車場2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件優(yōu)點(diǎn)：不影響大巷運(yùn)輸能力。缺點(diǎn)：工程量大；調(diào)車時(shí)間長。適用：采區(qū)生產(chǎn)能力大；礦井一翼有兩個(gè)采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)；不宜布置石門裝車站時(shí)采用。（四）布置采區(qū)下部車場時(shí)應(yīng)注意的問題1、軌道上山起坡角

25

。2、軌道上山頂板或底板繞道出口朝向井底車場方向。3、軌道上山繞道出口應(yīng)與通過線接軌。4、布置下部車場的關(guān)鍵問題。一、礦井軌道

礦井軌道：巷道底板鋪設(shè)的道床、軌枕、鋼軌和聯(lián)結(jié)件等。（一）軌型:1、鋼軌的型號，以kg/m表示2、類別：重軌

24kg/m的鋼軌；輕軌

24kg/m的鋼軌；

第二節(jié)軌道線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)礦井常用軌型有：24、18、15、11等。小礦或運(yùn)輸量小的巷道可選用8.5型。

3、軌型選用：使用地點(diǎn)運(yùn)輸設(shè)備軌型（kg/m）運(yùn)輸大巷10t，14t電機(jī)車7t，8t電機(jī)車2418上下山1t，1.5t礦車15平巷1t，礦車1.5t礦車11～1515軌型選用1）根據(jù)列車重量、行車速度、行車頻繁情況選擇軌型。2）斜井用箕斗提升，選用重軌。3）15萬t/a的小礦，斜井及大巷選用18或24型鋼軌。采區(qū)宜選用8.5型鋼軌。

（二）道岔

道岔—使車輛由一線路轉(zhuǎn)運(yùn)到另一線路的裝置（switch）特點(diǎn)：道岔是一個(gè)剛性整體裝置

1、道岔結(jié)構(gòu)及參數(shù)（1）道岔結(jié)構(gòu)1—尖軌；2—轍叉；3—轉(zhuǎn)轍器；4—曲軌；5—護(hù)輪軌；6—基本軌。（2）道岔參數(shù)：a、b—外形尺寸，

—轍叉角。在線路圖中，道岔以單線表示。道岔主線與岔線用粗實(shí)線繪出

2、道岔類別（國標(biāo)）

1）類別：

單開道岔—DK（onewayswitch）對稱道岔—DC（symmetricalswitch）渡線道岔—DX（crossoverswitch）

對稱道岔1渡線道岔2）系列：615、618、624、918、924每個(gè)系列中按轍每個(gè)系列中按轍叉號碼和曲線半徑不同，又有不同型號：DK615—4—12DC624—3—9DX918—5—2016（1）符號含義：

DK、DC、DX單開、對稱、渡線。

（2）第一段數(shù)：6、9—分別表600mm、900mm軌距。15、18、24—分別表示軌型。

第二段數(shù)字（4、3、5）為轍叉號碼（M）（3）轍叉號（M）：M與轍叉角（

）的關(guān)系是：

道岔角

28

04

38

18

55

30

14

15

11

25

16

9

31

38Ctg

24.0003935.9998818.00018510.00006212.000077M23456DK道岔DK道岔有5個(gè)系列：

615、618、624系列各有5個(gè)（M）：2、3、4、5、6。918、924系列各有4個(gè)（M）：3、4、5、6。b段等長。

DC道岔：

615、618、624、各有2個(gè)（M）：2、3。918、924