表6.1。表6.1可采煤層特征表特征名稱數(shù)量單位煤層名稱29煤層厚度43m穩(wěn)定性穩(wěn)定穩(wěn)定硬度f(wàn)=2.0～3.0f=2.0～3.0平均傾角1414°煤層牌號(hào)QMQM直接頂巖性砂泥巖泥巖厚度m老頂巖性中細(xì)砂巖中細(xì)砂巖厚度2.32.2m直接底巖性砂泥巖砂泥巖厚度16.215.3老底巖性中砂巖中細(xì)砂巖厚度4.55.2采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量為3.042m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為10.56m3/min，該采區(qū)屬于低瓦斯采區(qū)，但煤層有自燃發(fā)火傾向，煤塵具有爆炸性。礦井正常涌水量為140m3/h，最大涌水量為200m3/h6.1.2確定采煤工藝方式根據(jù)采區(qū)地質(zhì)條件及煤層特征，可選擇分層綜采工藝、放頂煤工藝和一次采全高回采工藝，各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面進(jìn)行比較：1、分層綜采工藝的特點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)：分層綜采工藝技術(shù)成熟，設(shè)備類型齊全性能完好，操作方便，管理簡(jiǎn)單，可選出適應(yīng)各種條件的采煤設(shè)備；液壓支架及配套的采煤機(jī)設(shè)備小、輕便，回采工作面搬家方便。采高一般為2.0～3.5m，回采工作面煤壁增壓小，煤壁穩(wěn)定，生產(chǎn)環(huán)節(jié)良好；工作面采出率高，可達(dá)到93～97%以上。(2)缺點(diǎn)：巷道掘進(jìn)較多，萬(wàn)噸掘進(jìn)率低；工作面單產(chǎn)低，單產(chǎn)提高困難；開采投入高，分層開采人工鋪網(wǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)用大；加劇接替緊張的矛盾，需要等到再生頂板穩(wěn)定后才可采下分層。2、放頂煤工藝(1)優(yōu)點(diǎn)：有利于合理集中生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，單產(chǎn)和效率高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；巷道掘進(jìn)較少，減少了巷道的維護(hù)工程量，同時(shí)生產(chǎn)也相對(duì)集中；工作面搬家次數(shù)少；對(duì)地質(zhì)條件、煤層賦存條件有更大的適應(yīng)性；(2)缺點(diǎn)：煤損多，工作面回采率低；煤塵大，放煤時(shí)煤和矸界線難以區(qū)別，使得煤炭含矸率提高，影響煤質(zhì)；自燃發(fā)火、瓦斯積聚隱患較大，“一通三防”難度大。3、一次采全高工藝(1)優(yōu)點(diǎn)：工作面產(chǎn)量和效率高；巷道掘進(jìn)較少，減少了巷道的維護(hù)工程量，同時(shí)生產(chǎn)也相對(duì)集中；萬(wàn)噸掘進(jìn)率低；工作面搬家次數(shù)少，節(jié)省搬遷費(fèi)用，增加了生產(chǎn)時(shí)間；材料消耗少。(2)缺點(diǎn)：煤炭損失大，對(duì)于煤厚比采高大的煤層，一次不能采完；控頂較困難，煤壁容易偏幫；采高固定，適應(yīng)條件單一。比較上述3種回采工藝的特點(diǎn)，分層開采綜合經(jīng)濟(jì)效益差，不利于礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，初步選擇放頂煤開采工藝或一次采全高工藝，本礦井煤質(zhì)較硬，放煤比較困難，且放頂煤工藝回采率低，再加上礦井平均煤厚為4.0m，賦存穩(wěn)定，因此選擇一次采全高較合理。6.1.3回采工作面參數(shù)從高產(chǎn)高效、一井一面、集中生產(chǎn)的綜采發(fā)展趨勢(shì)要求出發(fā)，增大工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，加大截深，選用能切割硬煤的大功率采煤機(jī)組，提高割煤速度，相應(yīng)地提高液壓支架的移架速度，與大運(yùn)量、高強(qiáng)度的工作面輸送機(jī)的相匹配，運(yùn)輸巷道也必須采用長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)。從設(shè)備技術(shù)性能要求出發(fā)，所選綜采機(jī)械設(shè)備必須是技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、可靠性高，同時(shí)各設(shè)備間要相互配套性好，保持采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。根據(jù)前面開拓、準(zhǔn)備的巷道布置，回采工作面沿傾向布置，走向推進(jìn)；工作面長(zhǎng)度平均為為230m，區(qū)段長(zhǎng)平均為3110m；煤厚4.0m。區(qū)段運(yùn)輸平巷尺寸（寬×高）為4600mm×3800mm，區(qū)段回風(fēng)平巷尺寸（寬×高）為5000mm×4100mm，均采用留5m煤柱沿空掘巷。工作面配套設(shè)備見表6.2。表6.2工作面配套設(shè)備序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備型號(hào)備注1采煤機(jī)MXA-300/4.5W選用一次采全高成套設(shè)備2液壓支架ZZ5600/23/473刮板輸送機(jī)SGZ-830/5006.1.4回采工作面采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)選型按照厚煤層1.5Mt產(chǎn)量的要求，工作制度為330d/a，按每天兩班生產(chǎn)一班檢修計(jì)算，則采煤工作面生產(chǎn)能力約為4545.45t/d，工作面采煤機(jī)開機(jī)率按60%，采煤機(jī)功率按美國(guó)開機(jī)硬煤估算功率經(jīng)驗(yàn)值0.5kw·h/t，則：工作面小時(shí)生產(chǎn)能力為：Q=4545.45/(16×60%)=473.48t/h（6-1）采煤機(jī)功率為：N=473.48×0.5=236.74KW（6-2）工作面采煤機(jī)螺旋滾筒完成破煤、裝煤過(guò)程，部分遺留碎煤由輸送機(jī)上的鏟煤板來(lái)裝入刮板輸送機(jī)。結(jié)合礦上實(shí)際使用情況，工作面選用西安煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的MXA-300/4.5W無(wú)鏈液壓雙牽引采煤機(jī)，詳細(xì)技術(shù)特征見表6.3：表6.3采煤機(jī)技術(shù)特征項(xiàng)目單位數(shù)目型號(hào)MXA-300/4.5W制造廠家西安煤礦機(jī)械廠采高m2.2～4.5截深m0.8滾筒直徑m2.0滾筒中心距m10.326截割功率kW300牽引方式電牽引牽引速度m/min0～8.50牽引功率kW2×90機(jī)面高度m1.905臥底量m0.185控頂距m2.342工作面刮板輸送機(jī)選型需滿足三個(gè)方面的要求，即運(yùn)輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)；外形尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配；運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度與工作面長(zhǎng)度相一致。采煤機(jī)生產(chǎn)能力為:Q=60vMBγη（6-3）式中：Q——采煤機(jī)小時(shí)割煤量，t/hv——采煤機(jī)牽引速度，取4m/minM——煤層厚度，取4mB——截深，取0.8mγ——煤的體積質(zhì)量，1.4t/m3η——有效截割系數(shù)，取0.9Q=60×4×4×0.8×1.4×0.9=967.68t根據(jù)環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力配套并考慮一定的富裕系數(shù)，工作面可彎曲刮板輸送機(jī)的額定運(yùn)量應(yīng)達(dá)到1000t/h。采用張家口煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的SGZ-830/500型刮板輸送機(jī)。采用雙向割煤工藝方式，即采煤機(jī)往返一次為兩個(gè)循環(huán)。刮板輸送機(jī)參數(shù)見表6.4:表6.4刮板輸送機(jī)技術(shù)特征項(xiàng)目單位數(shù)目型號(hào)MXA-300/4.5W制造廠家張家口煤礦機(jī)械廠主機(jī)質(zhì)量t550生產(chǎn)能力t/h1000運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度m200電壓等級(jí)V1140總裝機(jī)功率kW1400鏈速m/s1.21中部槽尺寸mm1756×1332×353進(jìn)刀方式：采用不留三角煤端部斜切進(jìn)刀。進(jìn)刀方法：（1）采煤機(jī)割煤至端頭后，前滾筒降下割底煤，后滾筒升起割頂煤，采煤機(jī)反向沿刮板輸送機(jī)彎曲段斜切入煤壁；（2）采煤機(jī)機(jī)身全部進(jìn)入直線段且兩個(gè)滾筒的截深全部達(dá)到一個(gè)截深后停機(jī)；（3）將支架拉過(guò)并順序移刮板輸送機(jī)至端頭后調(diào)換前后滾筒位置向端頭割煤；（4）割完三角煤后，再次調(diào)換前后滾筒位置，向直線端割煤，開始下一個(gè)循環(huán)的割煤，割過(guò)煤后及時(shí)拉架、頂機(jī)頭（機(jī)尾）、移溜。機(jī)組進(jìn)刀總長(zhǎng)度控制在50m左右，進(jìn)刀方式如圖6-1-1所示。圖6.1采煤機(jī)斜切進(jìn)刀示意圖6.1.5采煤工作面支護(hù)方式(1)支架選型及布置回采工作面支護(hù)采用液壓支架支護(hù)，根據(jù)工作面頂?shù)装鍘r性及煤層厚度、采高等條件，并參照礦上實(shí)際使用情況，選用北京煤機(jī)廠生產(chǎn)的支撐掩護(hù)支架及其相配套的端頭支架。非留巷巷道端頭支護(hù)方式采用端頭支架和單體柱聯(lián)合支護(hù)，留巷巷道的端頭支護(hù)采用單體柱支護(hù)，從工作面機(jī)頭到機(jī)尾分別布置端頭架3架，中間架140架，共計(jì)143架，采用支架技術(shù)特征見表6.5。表6.5(a)液壓支架技術(shù)特征項(xiàng)目單位數(shù)目型號(hào)ZZ5600/23/47型式支撐掩護(hù)式支撐高度m2.3～4.7支架寬度m1.41～1.59中心距m1.5初撐力kN5000工作阻力kN5600支護(hù)強(qiáng)度MPa0.98泵站壓力MPa31.5支架重量t19.5供液泵壓MPa31.5支架最大長(zhǎng)度m6.1制造廠家北京煤機(jī)廠表6.5(b)乳化液泵站技術(shù)特征項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)RB125/31.5流量L/min125柱塞數(shù)量個(gè)3電動(dòng)機(jī)功率kW75電壓等級(jí)V1140質(zhì)量Kg1440泵總成尺寸mm×mm×mm2088×810×875儲(chǔ)液箱L1000表6.5(c)噴霧及冷卻泵技術(shù)特征項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)WPZ320/6.3流量L/min320壓力Mpa6.3電動(dòng)機(jī)功率kW45轉(zhuǎn)速r/min1470質(zhì)量Kg1800外形尺寸mm×mm×mm2500×890×958（2）支架高度的確定及支護(hù)強(qiáng)度的驗(yàn)算最大高度：（6-4）式中：——支架最大支護(hù)高度，m；——煤層最大采高，m；——偽頂或浮煤冒落厚度，m。=4.5+0.2=4.7m最小高度：（6-5）式中：——支架最小支護(hù)高度，m；hmin——煤層最小采高，m；——頂板最大下沉量，取200mm；a——支架移架所需最小下降量，取50mm。b——浮煤厚度，取50mm。支架工作阻力實(shí)際上是反映支架在工作過(guò)程中所需承受的頂板載荷。其大小計(jì)算采用估計(jì)法，估算法認(rèn)為支架的合理工作阻力F應(yīng)能承受控頂區(qū)內(nèi)以及懸頂部分的全部直接頂巖重，還要承受當(dāng)老頂來(lái)壓時(shí)形成的附加載荷。一般取工作面的合理支護(hù)強(qiáng)度P按工作面最大采高的4～8倍進(jìn)行計(jì)算，在頂板條件較好，周期來(lái)壓不明顯時(shí)可取低倍數(shù)，而周期來(lái)壓比較劇烈時(shí)則可用高倍數(shù)。本礦井頂板周期來(lái)壓情況未知，為保險(xiǎn)起見故可以取最大采高8倍進(jìn)行計(jì)算。上覆巖層所需的支護(hù)強(qiáng)度按下式計(jì)算：P=(4～8)×9.8Mγcosα×10-3（6-6）式中：M——工作面最大采高，取4.5m；γ——頂板巖石體積質(zhì)量，取2.7t/m3；α——煤層傾角，α=5°；則：P=(4～8)×9.8×4.5×2.7×cos5°×10-3=0.474MPP=0.474MP≤0.98×80%=0.784MP經(jīng)演算，P不大于支架額定支護(hù)強(qiáng)度的80%，所以該支架能夠滿足支護(hù)要求。工作面供液由RB125/31.5乳化液泵提供，乳化液泵壓力設(shè)計(jì)為31.5MPa。（3）頂板管理工作面采用全部跨落法管理頂板。（4）移架及推移刮板輸送機(jī)方式液壓支架移架方式及刮板輸送機(jī)推移方式有多種：①支架可實(shí)現(xiàn)的四種移架方式：鄰架自動(dòng)順序移架；成組順序移架；采煤機(jī)和支架聯(lián)動(dòng)移架；手動(dòng)移架。②工作面可實(shí)現(xiàn)的四種推移刮板輸送機(jī)方式：雙向鄰架推移；雙向成組推移；采煤機(jī)割煤后自動(dòng)拉架并推移；手動(dòng)推移。主采煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，條件較好，為了提高移架速度，采用成組順序式移架，每3架支架分為一組，組內(nèi)聯(lián)動(dòng)，整體移架，組間順序前移；推移刮板輸送機(jī)采用雙向成組推移，每組設(shè)置為12架。拉架滯后底滾筒3～5架，如果頂板壓力過(guò)大或有冒頂危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)追機(jī)拉架（滯后上滾筒3～5架），以防頂板冒落；如移架過(guò)程中頂板破碎或片幫嚴(yán)重要及時(shí)拉過(guò)超前架并打出護(hù)幫板。6.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式（1）端頭支架支護(hù)及要求端頭是工作面與斜巷的交接處，度大，斷面大，支承壓力在此集中，變形量大，難于維護(hù)。上下斜巷受回采影響，壓力增大，不易支護(hù)。因此，決定采用端頭液壓支架進(jìn)行支護(hù)。其優(yōu)點(diǎn)是支護(hù)方便、安全；為轉(zhuǎn)載機(jī)和輸送機(jī)頭的移動(dòng)提供動(dòng)力；能適應(yīng)工作面傾角變化。因此本設(shè)計(jì)端頭支護(hù)采用ZT7500/18/36型中置式端頭支架。其技術(shù)特征見表6.6。表6.6端頭支架主要技術(shù)特征見表項(xiàng)目單位規(guī)格型號(hào)ZT7500/18/36工作阻力kN7230～7500初撐力kN5380～6030最小支撐高度m1.8最大支撐高度m3.6支護(hù)強(qiáng)度MPa0.43～0.55中心距m1.5底板比壓MPa0.72～0.8重量t21.35（2）超前支護(hù)工作面采用FLZ38－20/110Q型單體液壓支柱加鉸接頂梁進(jìn)行超前支護(hù)。①分帶軌道斜巷的超前支護(hù)從煤壁線向外30m超前支護(hù)，為兩排支設(shè)，離工作面煤柱側(cè)1m打30m一排單體柱，柱距1m；另一側(cè)距煤柱1m打20m一排單體柱，柱距800m。②分帶運(yùn)輸斜巷的超前支護(hù)從煤壁線向外30m超前支護(hù)，為一排支設(shè)，距轉(zhuǎn)載機(jī)外側(cè)500mm左右（人行道側(cè)），柱距800mm。③機(jī)尾上隅角通風(fēng)需要在機(jī)尾打木垛留通風(fēng)通道，木垛緊靠支架，木垛距離不超過(guò)3m，木垛必須用柱帽、木楔背緊。④當(dāng)各橫川進(jìn)入超前支護(hù)范圍內(nèi)，必須在各橫川口加強(qiáng)支護(hù)。在橫川口靠煤柱打一排柱距為1m的戴帽點(diǎn)柱（用單體柱）。（3）超前支護(hù)管理①超前支護(hù)必須嚴(yán)格按照要求打好、打牢，支柱一定要成一直線；回柱時(shí)必須四人以上配合作業(yè)，嚴(yán)禁單人進(jìn)行操作，回柱時(shí)必須有專人看護(hù)好頂板、煤幫情況，發(fā)現(xiàn)有活煤、矸及時(shí)處理后方可作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行先支后回的原則。所有支柱必須戴帽，必須使用規(guī)格柱帽。打好柱要上好保險(xiǎn)繩并將柱與頂網(wǎng)或鋼帶用10#鐵絲捆緊，以防柱倒傷人。②超前支護(hù)處滿足高不低于1.8m，寬不低于0.8m的安全出口和運(yùn)送物料通道。③當(dāng)機(jī)組行至工作面兩頭距巷道15m以內(nèi)時(shí)，嚴(yán)禁在兩頭作業(yè)，以防甩出大塊傷人。當(dāng)在拉動(dòng)端頭架、推動(dòng)轉(zhuǎn)載機(jī)、拖拉液壓管及電纜時(shí)嚴(yán)禁在兩頭作業(yè)并撤出人員，以防撞倒柱傷人或其它意外傷人。超前支護(hù)工作不能與同一地點(diǎn)其它工作平行作業(yè)。④在行人巷行走必須走兩排柱之間，各種電纜液管必須掛在巷幫不低于2.0m處，班長(zhǎng)安檢工必須經(jīng)常對(duì)兩巷的煤幫頂板情況檢查，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)處理；臨近工作面的橫川內(nèi)材料必須提前工作面50m回收，備品備件碼放必須放在工作面70m以外。6.1.7各工藝過(guò)程注意事項(xiàng)（1）割煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)割過(guò)煤后工作面要保證煤壁平直，無(wú)傘檐（長(zhǎng)度超過(guò)1m，最突出部分不超過(guò)150mm；長(zhǎng)度在1m以下，最突出部分不超過(guò)200mm）。無(wú)馬棚、頂?shù)装迤街保鐭o(wú)特殊需要，每循環(huán)頂?shù)装迮c上一個(gè)循環(huán)頂?shù)装邋e(cuò)差不能超過(guò)±50mm。機(jī)頭、機(jī)尾各10m要平緩過(guò)渡，防止出現(xiàn)臺(tái)階，支架頂梁必須接頂嚴(yán)實(shí)。（2）移架質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)移架質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：支架拉過(guò)后必須成一直線，其偏差不得超過(guò)±50mm。架間距要均勻，中心距偏差不超過(guò)±100mm。支架頂梁與頂板平行支設(shè)，最大仰俯角＜7°，相鄰支架間不能有明顯錯(cuò)差（不超過(guò)頂梁側(cè)護(hù)板高的2/3），支架不擠不咬，架間空隙不大于200mm。移架時(shí)要保證支架移到位，梁端距依據(jù)采高變化保持在350～550mm之間；移架過(guò)程中要及時(shí)調(diào)整支架形狀，如發(fā)生倒架咬架等現(xiàn)象，需在移架過(guò)程中及時(shí)利用側(cè)護(hù)板進(jìn)行調(diào)整。（3）推移刮板輸送機(jī)要求刮板輸送機(jī)在推移后必須保證成一直線，保證刮板輸送機(jī)平整，不得出現(xiàn)飄溜，凹溜和局部起伏過(guò)大等現(xiàn)象。刮板輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾推進(jìn)度保持一致，且必須保持推移步距為0.8m，以確保截深及產(chǎn)量和工程質(zhì)量。推移工作面刮板輸送機(jī)時(shí)，必須距采煤機(jī)底滾筒大于15m進(jìn)行，不得出現(xiàn)急彎、除進(jìn)刀所需外其它地段不準(zhǔn)出現(xiàn)彎曲。若推移刮板輸送機(jī)困難時(shí)，不應(yīng)強(qiáng)推硬過(guò)，必須查明原因并處理后再推移。（4）清煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)工作面沒(méi)有超過(guò)100mm的碳?jí)K。清煤工必須滯后移刮板輸送機(jī)10架支架，距采煤機(jī)大于50m，清煤人員必須面向機(jī)尾注意刮板輸送機(jī)、頂板、煤幫情況，以防發(fā)生意外。（5）對(duì)工作面端頭架支護(hù)的管理工作面機(jī)頭采用2臺(tái)端頭支架，機(jī)尾采用2臺(tái)端頭支架，其滯后普通支架一個(gè)循環(huán)，又因端頭至超前支護(hù)20m段是壓力集中區(qū)，特制訂以下管理措施。①端頭支架必須達(dá)到初撐力。②端頭支架底座嚴(yán)禁鉆底，以防壓住推移桿使轉(zhuǎn)載機(jī)和工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭推移困難，損壞設(shè)備。若支架底座壓住推移桿，必須利用提底千斤將支架底座提起，然后在支架底座下墊順山板梁或柱帽將支架底座墊起。③當(dāng)巷道及兩頭出口頂板破碎時(shí)，應(yīng)架棚維護(hù)。架棚必須是一梁三柱，并且有戧柱。架棚時(shí)必須四人以上操作，兩人將板梁抬起至一個(gè)梁頭夠高，抬板梁時(shí)必須用雙手拖住板梁下方，在其下支上點(diǎn)柱將板梁打起，然后在梁頭支柱將板梁升緊，單體柱要支正、升緊，嚴(yán)禁出現(xiàn)三爪柱、漏液柱、上吊柱，一旦發(fā)現(xiàn)要立即更換。在機(jī)頭架棚時(shí)必須閉鎖三機(jī)（兩個(gè)以上有效閉鎖鍵）并派專人看管。（6）采空區(qū)管理采空區(qū)采用自然跨落法處理，若機(jī)頭端頭老塘懸頂面積大于8m2（7）提高塊率、保證煤質(zhì)的措施①在各轉(zhuǎn)載點(diǎn)落煤處加設(shè)緩沖裝置。②在割煤過(guò)程中一定要掌握好采煤機(jī)速度，保持在4m/min左右。③破碎機(jī)錘頭高度保持在150～200mm之間。④機(jī)組司機(jī)要掌握好采高，嚴(yán)禁割底割頂。⑤停機(jī)時(shí)及時(shí)停水，若工作面遇水大時(shí)，要及時(shí)采取排水措施。⑥在分帶運(yùn)輸斜巷皮帶機(jī)頭處加設(shè)除鐵器。⑦各級(jí)運(yùn)輸機(jī)司機(jī)嚴(yán)格把關(guān)，禁止雜物（板皮、木料）進(jìn)入運(yùn)煤系統(tǒng)。（8）頂板維護(hù)及礦壓觀測(cè)措施工作面及區(qū)段巷道必須加強(qiáng)頂板維護(hù)，工作面支架能夠超前拉時(shí)必須超前拉架，且工作面所有支架拉過(guò)后必須升緊達(dá)到初撐力；區(qū)段巷道超前工作面40m加強(qiáng)維護(hù)，對(duì)于失效錨桿由調(diào)度室安排重新補(bǔ)打，對(duì)于網(wǎng)破地點(diǎn)必須進(jìn)行補(bǔ)網(wǎng)并聯(lián)好。礦壓監(jiān)測(cè)由當(dāng)班班長(zhǎng)及驗(yàn)收員完成，每班班后記錄在礦壓觀測(cè)記錄表上，并交相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。6.1.8采煤工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)（1）勞動(dòng)組織形式勞動(dòng)組織以采煤機(jī)割煤工序?yàn)橹行膩?lái)組織拉架、推移刮板輸送機(jī)、清煤等工作，即采用分工種追機(jī)平行作業(yè)，以充分利用工時(shí)、空間，充分發(fā)揮綜合機(jī)械化效能。工作面為一次采全高，設(shè)計(jì)采高為4.0m，工作面沿底板推進(jìn)，機(jī)頭、機(jī)尾各10m隨巷道頂?shù)装迤骄忂^(guò)渡。循環(huán)進(jìn)尺0.8m。根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計(jì)回采工作面風(fēng)量計(jì)算，遵循以風(fēng)定產(chǎn)原則。采用“三八”制作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），均執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)交接班制，每班有效工時(shí)為8h。循環(huán)方式為生產(chǎn)班每班進(jìn)3個(gè)循環(huán)，檢修班進(jìn)一個(gè)循環(huán)，日進(jìn)6個(gè)循環(huán)。24小時(shí)正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表，見采煤方法圖。勞動(dòng)組織配備表見表6.7。表6.7勞動(dòng)組織配備表序號(hào)項(xiàng)目班次定員生產(chǎn)一班生產(chǎn)二班檢修班1班長(zhǎng)33392采煤機(jī)司機(jī)22263移架工22264刮板輸送機(jī)司機(jī)11135轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)11136泵站司機(jī)11137皮帶輸送機(jī)司機(jī)33398端頭維護(hù)工334109驗(yàn)收員111310清煤工221511電工115712看電纜工111313庫(kù)工--3314機(jī)動(dòng)人員333915合計(jì)24243379（2）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)循環(huán)產(chǎn)量按下列公式計(jì)算：（6-7）（6-8）（6-9）式中：Q1——割4.0m采高段一刀煤產(chǎn)量，t；Q2——割過(guò)渡段一刀煤產(chǎn)量，t；Q——循環(huán)產(chǎn)量，t；L1——工作面4.0m采高段傾斜長(zhǎng)度，m；L2——工作面過(guò)渡段傾斜長(zhǎng)度，m；S——循環(huán)進(jìn)尺，0.8m；M1——工作面中段采高，4.0m；M2——工作面過(guò)渡段采高，取平均值3.5m；γ——煤的容重，1.4t/m3；C——工作面可采范圍內(nèi)回采率，93％。則：Q1=(210-20)×0.8×4.0×1.4×0.93=791.616tQ2=20×0.8×3.5×1.4×0.93=72.912t循環(huán)產(chǎn)量：Q=Q1+Q2=791.616+72.912=864.528t日產(chǎn)量=Q×日循環(huán)數(shù)=864.528×6=5187.168t噸煤成本根據(jù)礦上實(shí)際數(shù)據(jù)取為220元/t，工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表6.8。表6.8工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量1工作面走向長(zhǎng)度m2102工作面傾斜長(zhǎng)度m14003工作面傾角°44采高m4.05煤的容重t/m31.46循環(huán)進(jìn)尺m0.807循環(huán)產(chǎn)量t864.5288日循環(huán)數(shù)個(gè)69日產(chǎn)量t5187.16810坑木消耗m3/萬(wàn)t111乳化液消耗kg/萬(wàn)t50012回采工效t/工65.6613回采率%9314噸煤成本元/t2206.221011首采工作面回采巷道布置6.2.1回采巷道布置方式（1）布置方式工作面相對(duì)瓦斯涌出量3.04m3/t，生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，根據(jù)以風(fēng)定產(chǎn)的要求以及后面通風(fēng)設(shè)計(jì)關(guān)于工作面通風(fēng)方式選擇的比較論述，確定采用U型通風(fēng)方式。工作面回采巷道布置方式為兩進(jìn)一回，區(qū)段運(yùn)輸斜巷布置帶式輸送機(jī)，運(yùn)煤兼進(jìn)風(fēng)，區(qū)段軌道斜巷布置軌道，輔助運(yùn)輸兼進(jìn)風(fēng)，采空區(qū)留巷段用作回風(fēng)段。采用連續(xù)采煤機(jī)割煤，錨桿機(jī)進(jìn)行支護(hù)的機(jī)械化掘進(jìn)方式。（2）煤柱尺寸區(qū)段斜巷采用沿空留巷方式，掘進(jìn)時(shí)雙巷掘進(jìn)，區(qū)段之間無(wú)需留設(shè)煤柱，采區(qū)兩側(cè)之間留設(shè)20m的采區(qū)邊界保護(hù)煤柱。6.2.2回采巷道參數(shù)1）區(qū)段斜巷巷道參數(shù)區(qū)段運(yùn)輸、軌道斜巷斷面尺寸均為5.0m×3.0m，矩形斷面。采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，礦車輔助運(yùn)輸，膠帶機(jī)巷布置1100mm寬的膠帶運(yùn)煤，軌道斜巷布置排水管路，運(yùn)輸斜巷布置動(dòng)力電纜。2）區(qū)段軌道斜巷支護(hù)方式（1）頂板錨桿①規(guī)格和數(shù)量：規(guī)格Ф22-M24-2800mm，共7根，間排距750×800mm。=2\*GB3②鋼帶：M5型鋼帶，長(zhǎng)4.8m。=3\*GB3③網(wǎng)：8#鐵絲網(wǎng)，規(guī)格為5200×1000mm，網(wǎng)的搭接部分應(yīng)全部壓在鋼帶下方，并用12＃鐵絲按150mm間隔有效連接。④錨桿角度：靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度為與鉛垂線成30°。⑤螺母及墊圈：80～120Nm扭矩螺母及配套塑料墊圈。⑥托盤：采用與M型鋼帶配套的高強(qiáng)度托盤，規(guī)格150×143×8mm。⑦藥卷：采用兩支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360型。=8\*GB3⑧錨固方式：樹脂加長(zhǎng)錨固，錨固長(zhǎng)度為1675mm。=9\*GB3⑨鉆孔規(guī)格：鉆孔直徑28mm，鉆頭直徑27mm，孔深2750mm。=10\*GB3⑩預(yù)緊及錨固力：錨桿預(yù)緊力不低于60～80kN，錨固力不低于120kN，錨桿預(yù)緊力矩不小于300N·m。（2）頂板錨索梁①規(guī)格和數(shù)量：規(guī)格Ф21.8-6300mm，布置成“2-0-2”形式，排距1600mm，緊跟迎頭施工，如圖6-2-1所示。=2\*GB3②鋼帶：16#槽鋼，長(zhǎng)2.4m，兩孔，孔中心距2.0m。=3\*GB3③錨索角度：垂直巖面施工。④螺母及墊圈：OVM錨具。⑤托盤：采用與槽鋼配套的高強(qiáng)度平鋼板，規(guī)格140×100×15mm。⑥藥卷：采用四支樹脂藥卷，一支規(guī)格為K2360型（里端），另三支為Z2360。⑦錨固方式：樹脂加長(zhǎng)錨固，錨固長(zhǎng)度為2875mm。=8\*GB3⑧鉆孔規(guī)格：鉆孔直徑28mm，鉆頭直徑27mm，孔深6000mm。=9\*GB3⑨預(yù)緊及錨固力：預(yù)緊力80～100kN，錨固力不低于200kN。（3）幫部錨桿①規(guī)格和數(shù)量：規(guī)格Ф22-M24-2500mm，共5根，間排距650×800mm。由于煤層較薄，巷道基本為半煤巖巷道，距離底板最近的2排錨桿可以考慮滯后綜掘機(jī)施工。=2\*GB3②鋼帶：M4型鋼帶，長(zhǎng)2.8m。=3\*GB3③網(wǎng)：8#鐵絲網(wǎng)支護(hù)，規(guī)格為3200×1000mm，網(wǎng)的搭接部分應(yīng)全部壓在鋼帶下方，并用12＃鐵絲按150mm間隔有效連接。④錨桿角度：靠近巷幫的幫部錨桿安設(shè)角度為與水平線成30°。⑤螺母及墊圈：80～120Nm扭矩螺母及配套塑料墊圈。⑥托盤：采用與M型鋼帶配套的高強(qiáng)度托盤，規(guī)格150×143×8mm。⑦藥卷：采用兩支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360型。=8\*GB3⑧錨固方式：樹脂加長(zhǎng)錨固，錨固長(zhǎng)度為1675mm。=9\*GB3⑨鉆孔規(guī)格：鉆孔直徑28mm，鉆頭直徑27mm，孔深2450mm。=10\*GB3⑩預(yù)緊及錨固力：錨桿預(yù)緊力不低于60～80kN，錨固力不低于80kN，錨桿預(yù)緊力矩不小于300N·m。（4）個(gè)別地段根據(jù)需要可增設(shè)預(yù)警點(diǎn)柱。（5）巷道幫頂肩角處錨桿適當(dāng)垂直煤巖面，也可帶一定角度。幫頂錨桿扭矩不低于300N·m，機(jī)具扭矩不足時(shí)采用滯后二次加扭。（6）嚴(yán)格控制錨桿排距，確保錨桿排距不得超過(guò)850mm圖6.2區(qū)段軌道斜巷巷道斷面支護(hù)參數(shù)圖3）區(qū)段運(yùn)輸斜巷支護(hù)方式（1）頂板錨桿①規(guī)格和數(shù)量：規(guī)格Ф22-M24-2800mm，共7根，間排距750×800mm。=2\*GB3②鋼帶：M5型鋼帶，長(zhǎng)4.8m。=3\*GB3③網(wǎng)：Ф6mm鋼筋網(wǎng)與鋼塑網(wǎng)雙層網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，鋼筋網(wǎng)規(guī)格為2600×1000mm（兩塊），鋼塑網(wǎng)的規(guī)格為5400×1000mm。④錨桿角度：靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度為與鉛垂線成30°。⑤螺母及墊圈：80～120Nm扭矩螺母及配套塑料墊圈。⑥托盤：采用與M型鋼帶配套的高強(qiáng)度托盤，規(guī)格150×143×8mm。⑦藥卷：采用兩支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360型。=8\*GB3⑧錨固方式：樹脂加長(zhǎng)錨固，錨固長(zhǎng)度為1675mm。=9\*GB3⑨鉆孔規(guī)格：鉆孔直徑28mm，鉆頭直徑27mm，孔深2750mm。=10\*GB3⑩預(yù)緊及錨固力：錨桿預(yù)緊力不低于60～80kN，錨固力不低于120kN，錨桿預(yù)緊力矩不小于300N·m。（2）頂板錨索梁①規(guī)格和數(shù)量：規(guī)格Ф21.8-6300mm，迎頭布置成“3-0-3”形式，排距800mm，如圖4-1所示；在迎頭后根據(jù)礦壓觀測(cè)，及時(shí)補(bǔ)充施工錨索，使每3排錨桿布置錨索數(shù)量達(dá)到14套，即呈“5-4-5”布置，具體見支護(hù)參數(shù)圖6-2-2所示。=2\*GB3②20#槽鋼，長(zhǎng)1.8m、2.8m和3.4m三種。1.8m布置2孔，孔中心距1.4m；2.8m布置3孔，孔中心距1.2m，3.4m布置4孔，孔中心距1.0m。=3\*GB3③錨索角度：垂直巖面施工。④螺母及墊圈：OVM錨具。⑤托盤：采用與槽鋼配套的高強(qiáng)度平鋼板，規(guī)格140×100×15mm。⑥藥卷：采用四支樹脂藥卷，一支規(guī)格為K2360型（里端），另三支為Z2360。⑦錨固方式：樹脂加長(zhǎng)錨固，錨固長(zhǎng)度為2875mm。=8\*GB3⑧鉆孔規(guī)格：鉆孔直徑28mm，鉆頭直徑27mm，孔深6000mm。=9\*GB3⑨預(yù)緊及錨固力：預(yù)緊力80～100kN，錨固力不低于200kN。（3）高幫（非回采側(cè)幫）錨桿①規(guī)格和數(shù)量：規(guī)格Ф22-M24-2500mm，共5根，間排距650×800mm。由于煤層較薄，巷道基本為半煤巖巷道，距離底板最近的2排錨桿可以考慮滯后綜掘機(jī)施工。=2\*GB3②鋼帶：M4型鋼帶，長(zhǎng)2.6m。=3\*GB3③網(wǎng)：Ф6mm鋼筋網(wǎng)與鋼塑網(wǎng)雙層網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，鋼筋網(wǎng)規(guī)格為2600×1000mm，鋼塑網(wǎng)的規(guī)格為2800×1000mm。④錨桿角度：垂直幫部施工。⑤螺母及墊圈：80～120Nm扭矩螺母及配套塑料墊圈。⑥托盤：采用與M型鋼帶配套的高強(qiáng)度托盤，規(guī)格150×143×8mm。⑦藥卷：采用兩支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360型。=8\*GB3⑧錨固方式：樹脂加長(zhǎng)錨固，錨固長(zhǎng)度為1675mm。=9\*GB3⑨鉆孔規(guī)格：鉆孔直徑28mm，鉆頭直徑27mm，孔深2450mm。=10\*GB3⑩預(yù)緊及錨固力：錨桿預(yù)緊力不低于60～80kN，錨固力不低于80kN，錨桿預(yù)緊力矩不小于300N·m。（4）高幫（非回采側(cè)幫）錨索梁①規(guī)格和數(shù)量：規(guī)格Ф21.8-5300mm，距離底板0.8m、1.5m高度各布置一套沿巷道走向錨索梁，排距800mm，錨索梁在迎頭后根據(jù)礦壓觀測(cè)，及時(shí)補(bǔ)充施工，最終形成如圖6-3所示；=2\*GB3②20#槽鋼，長(zhǎng)2.4m，孔中心距2.0m。=3\*GB3③錨索角度：垂直巖面施工。④螺母及墊圈：OVM錨具。⑤托盤：采用與槽鋼配套的高強(qiáng)度平鋼板，規(guī)格140×100×15mm。⑥藥卷：采用三支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360。⑦錨固方式：樹脂加長(zhǎng)錨固，錨固長(zhǎng)度為2275mm。=8\*GB3⑧鉆孔規(guī)格：鉆孔直徑28mm，鉆頭直徑27mm，孔深5000mm。=9\*GB3⑨預(yù)緊及錨固力：預(yù)緊力80～100kN，錨固力不低于200kN。（5）低幫（回采側(cè)幫）錨桿①規(guī)格和數(shù)量：規(guī)格Ф22-M24-2500mm，共5根，間排距650×800mm。由于煤層較薄，巷道基本為半煤巖巷道，距離底板最近的2排錨桿可以考慮滯后綜掘機(jī)施工。=2\*GB3②鋼帶：M4型鋼帶，長(zhǎng)2.6m。=3\*GB3③網(wǎng)：8#鐵絲網(wǎng)，規(guī)格為2800×1000mm。④錨桿角度：垂直幫部施工。⑤螺母及墊圈：80～120Nm扭矩螺母及配套塑料墊圈。⑥托盤：采用與M型鋼帶配套的高強(qiáng)度托盤，規(guī)格150×143×8mm。⑦藥卷：采用兩支樹脂藥卷，規(guī)格為Z2360型。=8\*GB3⑧錨固方式：樹脂加長(zhǎng)錨固，錨固長(zhǎng)度為1675mm。=9\*GB3⑨鉆孔規(guī)格：鉆孔直徑28mm，鉆頭直徑27mm，孔深2450mm。=10\*GB3⑩預(yù)緊及錨固力：錨桿預(yù)緊力不低于60～80kN，錨固力不低于80kN，錨桿預(yù)緊力矩不小于300N·m。圖6.3區(qū)段運(yùn)輸斜巷巷道斷面支護(hù)參數(shù)圖7井下運(yùn)輸7.1概述7.1.1井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的原始條件和數(shù)據(jù)井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的原始條件和數(shù)據(jù)見表7.1：表7.1井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的原始條件和數(shù)據(jù)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量備注1設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力Mt/a1.5瓦斯涌出量為相對(duì)值2工作制度“三八”制3日凈提升時(shí)間h164年工作日d3305煤層平均厚度m4.06煤層平均傾角°147煤的容重t/m31.48瓦斯涌出量m3/t3.049礦井瓦斯等級(jí)低10煤塵爆炸性有煤塵爆炸危險(xiǎn)性7.1.2運(yùn)輸距離和貨載量區(qū)段斜巷平均運(yùn)距1400m，大巷運(yùn)距1100m，故從工作面到井底車場(chǎng)的最大運(yùn)距為2500m。首采采區(qū)內(nèi)布置一個(gè)工作面、一個(gè)掘進(jìn)面即可保產(chǎn)，設(shè)計(jì)大采高工作面日產(chǎn)量5187.168t/d，掘進(jìn)面日產(chǎn)量518.7t/d，運(yùn)煤系統(tǒng)各環(huán)節(jié)運(yùn)輸能力要大于各工作面的生產(chǎn)能力。輔助運(yùn)輸根據(jù)礦井生產(chǎn)安排與采掘進(jìn)度，材料、設(shè)備運(yùn)輸考慮正常生產(chǎn)與工作面安裝和搬家兩種情況；人員運(yùn)輸以各采掘面人員一次運(yùn)到位為基礎(chǔ)，兼顧其它固定工作點(diǎn)的人員運(yùn)輸，其運(yùn)量見表7.2。表7.2帶區(qū)輔助運(yùn)輸量序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量備注1運(yùn)送人員人/班均取平均值2材料、設(shè)備正常生產(chǎn)t/班52工作面安裝、搬家t/d1043工作面支架安裝架/d12搬遷214工作面設(shè)備安裝t/d110搬家2207.1.3礦井運(yùn)輸系統(tǒng)1）運(yùn)輸方式運(yùn)煤：由于礦井井型大，需運(yùn)輸系統(tǒng)有較大的運(yùn)輸能力，煤層賦存條件比較簡(jiǎn)單，為緩傾斜近水平煤層，且運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，故區(qū)段斜巷、大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，區(qū)段工作面采用連續(xù)刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。輔助運(yùn)輸：軌道大巷采用XK8-9/120-1A型防爆特殊型蓄電池電機(jī)車牽引小礦車運(yùn)輸。小礦車選用MG1.9-9B型1.5噸固定廂式礦車，工作面輔助運(yùn)輸采用無(wú)極繩絞車牽引1.5t固定廂式礦車、5t材料車、1.5t平板車運(yùn)輸材料及設(shè)備。2）運(yùn)輸系統(tǒng)井下運(yùn)輸系統(tǒng)包括運(yùn)煤系統(tǒng)、運(yùn)料系統(tǒng)、人員運(yùn)送系統(tǒng)、排矸系統(tǒng)。（1）運(yùn)煤系統(tǒng)區(qū)段采煤工作面→區(qū)段運(yùn)輸斜巷→區(qū)段煤倉(cāng)→運(yùn)輸大巷→井底煤倉(cāng)→主井→地面掘進(jìn)工作面→區(qū)段運(yùn)輸斜巷→區(qū)段煤倉(cāng)→運(yùn)輸大巷→井底煤倉(cāng)→主井→地面（2）行人、運(yùn)料系統(tǒng)地面→副井→井底車場(chǎng)→軌道大巷→采區(qū)行人運(yùn)料斜巷→采區(qū)軌道集中平巷→區(qū)段軌道斜巷→工作面（3）排矸系統(tǒng)礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)生的矸石大部分為瓦斯抽排巷掘進(jìn)出矸，矸石由礦車經(jīng)軌回聯(lián)巷運(yùn)至軌道大巷后，再由電機(jī)車牽引至井底車場(chǎng)，并由副井提出地面。7.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇7.2.1設(shè)備選型原則1）必須考慮礦井開拓系統(tǒng)狀況，并與運(yùn)輸系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，注意上下運(yùn)輸環(huán)節(jié)能力的配套，以及局部運(yùn)輸與總體運(yùn)輸?shù)慕y(tǒng)一；2）必須使上下兩個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)設(shè)備能力基本一致，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理的選擇生產(chǎn)不均勻系數(shù)和設(shè)備能力的配套系數(shù)；為緩和上下兩個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的生產(chǎn)不均勻性或不連續(xù)性，要采取一些緩沖措施，如設(shè)置煤倉(cāng)或儲(chǔ)車線等；3）必須注意盡量減少運(yùn)輸轉(zhuǎn)載的次數(shù)，不要出現(xiàn)輸送機(jī)—軌道—輸送機(jī)—軌道的情況；4）必須使設(shè)備的運(yùn)輸、安裝和檢修方便，并應(yīng)考慮輸送設(shè)備對(duì)通風(fēng)、供電的要求是否合理，電壓等級(jí)是否相符合等；5）必須在決定主要運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，統(tǒng)一考慮輔助運(yùn)輸是否合理經(jīng)濟(jì)等。7.2.2采區(qū)設(shè)備的選型（1）采煤工作面選用西安煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的MXA-300/4.5W無(wú)鏈液壓雙牽引采煤機(jī)，張家口煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的SGZ-830/500型刮板輸送機(jī)。（2）采區(qū)運(yùn)煤設(shè)備根據(jù)采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備配套原則選擇分帶運(yùn)輸斜巷配套設(shè)備如下：轉(zhuǎn)載機(jī)SZB-830/180，破碎機(jī)PCM132，輸送機(jī)選用SSJ1200/3×200M帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)。技術(shù)特征見表7.3，表7.4，表7.5。表7.3轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)特征項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)SZB-830/180生產(chǎn)能力t/h1200出廠長(zhǎng)度m37.7總裝機(jī)功率kW2×90電壓等級(jí)V1140鏈速m/s1.45有效搭接長(zhǎng)度m12.4爬坡長(zhǎng)度m7.4爬坡角度°10中部槽尺寸長(zhǎng)mm1500寬mm830高mm222表7.4破碎機(jī)技術(shù)項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)PCM132通過(guò)能力t/h1200破碎能力t/h1200整機(jī)重量t14.8電動(dòng)機(jī)功率kW132結(jié)構(gòu)特點(diǎn)錘式外形尺寸mm×mm×mm4560×2095×1742最大出料塊度mm300生產(chǎn)廠張家口煤機(jī)廠表7.5SSJ1200/3×200M帶式輸送機(jī)主要技術(shù)特征表項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)SSJ生產(chǎn)能力t/h1200運(yùn)距m1500皮帶寬度mm1200電壓等級(jí)V1140功率Kw3×200帶速m/s3.15（3）采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備本采區(qū)的煤層傾角較小，因此提升時(shí)采用JW1600/80無(wú)極繩絞車牽引1.5t固定式礦車、5t材料車、5t平板車運(yùn)輸。各設(shè)備技術(shù)特征如下：表7.6JW1600/80無(wú)極繩絞車主要技術(shù)特征表項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)JW1600/80載荷鋼絲繩最大靜張力kN60兩鋼絲繩最大張力差kN50繩速m/s0.751滾筒直徑mm1600鋼絲繩直徑mm28電動(dòng)機(jī)型號(hào)YB280M—6功率kW55/75電壓V380/660外形尺寸mm3485×1720×1672表7.7井下運(yùn)輸車輛主要技術(shù)特征表名稱型號(hào)載重量/t外型尺寸長(zhǎng)×寬×高軌距/mm軸距/mm自重/kg數(shù)量/輛礦車MG1.7-9B1.59007509741000材料車MLC5-95900600790200平板車MPC55900600780507.2.3采區(qū)運(yùn)輸能力驗(yàn)算（1）運(yùn)煤能力驗(yàn)算對(duì)礦井年產(chǎn)量（AB=150萬(wàn)t/a），按各環(huán)節(jié)通過(guò)能力進(jìn)行驗(yàn)算，AB應(yīng)由必要的運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸能力來(lái)保證，即：（7-1）式中：An——各運(yùn)輸環(huán)節(jié)運(yùn)輸能力，t/h；K——產(chǎn)量不均衡系數(shù)，取1.2；T——日工作時(shí)間，取16小時(shí)；η——運(yùn)輸設(shè)備正常工作系數(shù)，取0.8；則：通過(guò)驗(yàn)算，各運(yùn)輸環(huán)節(jié)的運(yùn)輸設(shè)備均滿足要求。（2）采區(qū)輔助運(yùn)輸能力驗(yàn)算采區(qū)車場(chǎng)設(shè)計(jì)一次提升的礦車為8個(gè)。根據(jù)礦車連接器強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算：（7-2）（7-3）式中:W——礦車與軌道間的摩擦系數(shù)；F——礦車運(yùn)行阻力，N；g——重力加速度，m/s2；K——車輪與軌道間的滾動(dòng)摩擦因數(shù)，K=0.5～0.6；u——車輪軸承的摩擦因數(shù)；d——車輪的軸徑，mm；D——車輪直徑，mm；Z——一次能提升的最大礦車數(shù)，個(gè)。因?yàn)?＜11，故一次提升8個(gè)礦車滿足要求。7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇根據(jù)礦井地質(zhì)條件及生產(chǎn)礦井的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)在軌道大巷內(nèi)采用XK8-9/120-1A型蓄電池電機(jī)車牽引礦車進(jìn)行輔助運(yùn)輸，在運(yùn)輸大巷內(nèi)采用DX-1200/4×2000型帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭，其主要技術(shù)特征如下：表7.8XK8-9/120-1A型電機(jī)車主要技術(shù)特征表項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)XK8-9/120-1A粘著質(zhì)量t8軌距mm900最小曲率半徑m7連接器距軌面高mmmm320；430固定軸距mm1100主動(dòng)輪直徑mm680機(jī)械傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比6.92外型尺寸mm4500×1360×1550制動(dòng)方式機(jī)械牽引力小時(shí)制kN11.172長(zhǎng)時(shí)制kN2.94速度小時(shí)制km/h6.8長(zhǎng)時(shí)制km/h12.4最大km/h25牽引電動(dòng)機(jī)型號(hào)ZQ—11B額定電壓V120小時(shí)制功率kw11長(zhǎng)時(shí)制功率kw4.3臺(tái)數(shù)臺(tái)2小時(shí)制電流A112長(zhǎng)時(shí)制電流A44表7.9DX-1200/4×2000帶式輸送機(jī)主要技術(shù)特征表項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)DX-1200/4×200輸送能力t/h1400帶速m/s3.15帶寬mm1200適應(yīng)傾角°±4電動(dòng)機(jī)功率Kw4×200型號(hào)YBKYS-2000轉(zhuǎn)速r/min1478電壓V660/11408礦井提升8.1礦井提升概述本礦井設(shè)計(jì)井型為1.5Mt/a，服務(wù)年限為53.8a。本礦井采用立井兩水平開拓方式，一水平標(biāo)高為-50m，礦井工作制度為“三八”制，兩班采煤一班檢修，每天凈提升時(shí)間為16h，礦井設(shè)計(jì)年工作日為330天。主井井筒內(nèi)布置2套16t多繩箕斗，用于煤炭提升，副井井筒內(nèi)布置一對(duì)1.5t固定箱式礦車雙層四車罐籠；一個(gè)帶平衡錘的加寬雙層四車罐籠提升。8.2主井提升8.2.1箕斗礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，屬大型礦井，全部煤炭由主井雙箕斗提升至地面，裝備16t側(cè)卸式箕斗。具體參數(shù)見表8.1。表8.1箕斗技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)目備注型號(hào)-JDG16/150×4Y淮南煤機(jī)廠名義載重t16有效容積m317.6最大終端載荷kN600尾繩懸掛裝置最大允許載荷kN300最大提升高度m1000箕斗自重t17.88.2.2提升機(jī)井筒裝備地面設(shè)井塔式多繩摩擦提升機(jī)，型號(hào)為JKM-2.5/6（Ⅱ），由洛陽(yáng)礦山機(jī)械廠生產(chǎn)提供，提升機(jī)主要特征見表8.2。表8.2多繩摩擦式提升機(jī)技術(shù)特征表項(xiàng)目單位數(shù)目備注型號(hào)JKM-2.5/6（Ⅱ）洛陽(yáng)礦山機(jī)械廠主導(dǎo)輪直徑m3.5導(dǎo)向輪直徑m3綱絲繩最大靜張力kN800最大靜張力差kN230有導(dǎo)向輪直徑m35數(shù)量條4間距mm250最大提升速度m/s148.2.3鋼絲繩技術(shù)特征多繩摩擦提升機(jī)所用鋼絲繩技術(shù)特征見表8.3：表8.3鋼絲繩技術(shù)特征表項(xiàng)目單位數(shù)目型號(hào)繩6W（19）股（1+6+6/6）繩纖維芯直徑鋼絲繩mm35鋼絲中心2.6第一層2.5第二層大2.6小1.9鋼絲繩總斷面積mm2501.52參考重力N/100m4664鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度N?mm-21550鋼絲破斷拉力總和（不小于）N702000安全系數(shù)—8.38.2.4提升能力驗(yàn)算礦井深度和產(chǎn)量的不斷增加，纏繞式提升機(jī)的卷筒直徑和寬度也隨之加大，使得提升機(jī)卷筒體積龐大而笨重，給制造、運(yùn)輸。摩擦提升與之相比，摩擦輪的寬度明顯減少而且不會(huì)因井深的增加而增大，同時(shí)由于主軸跨度的減小而使得主軸的直徑和長(zhǎng)度均有所降低，整機(jī)的質(zhì)量大為下降。而且由于提升機(jī)回轉(zhuǎn)力矩的減小，使得提升電動(dòng)機(jī)容量降低，能耗減少。單繩摩擦式提升機(jī)沒(méi)有解決卷筒直徑過(guò)大的問(wèn)題，因?yàn)槿拷K端載荷由一根鋼絲繩承擔(dān)，故鋼絲繩直徑很大，所以最終選用多繩摩擦提升機(jī)。提升參數(shù)計(jì)算如下：（1）提升高度：H=HS+HZ+HX（8-1）式中：H——提升高度，m；HS——礦井深度，912m；HZ——裝載高度，30m；HX——卸載高度，20m。H=912+30+20=962（m）（2）經(jīng)濟(jì)提升速度：Vm=0.4×H0.5（8-2）式中：Vm——經(jīng)濟(jì)提升速度，m/s。Vm=12.4（m/s）（3）一次提升循環(huán)估算時(shí)間：TX=Vm/a+H/Vm+t（8-3）式中：TX——一次提升循環(huán)估算時(shí)間，s；a——初估加速度，取0.8m/s2；t——裝卸載時(shí)間，取30s。TX=12.4/0.8+962/12.4+30=123.1（s）（4）小時(shí)提升次數(shù)：Ns=3600/TX（8-4）式中：Ns——小時(shí)提升次數(shù)。Ns=3600/123.1=30（次）（5）小時(shí)提升量：As=An×c×cr/（Bn×Tv）（8-5）式中：As——小時(shí)提升量，t；An——設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，1.5Mt/a；c——提升不均衡系數(shù)，1.3；cr——提升備用系數(shù)，1.3；Bn——年工作日，330d；Tv——日提升時(shí)間，16h。As=1.5×100000×1.3×1.3/（330×16）=480.11（t）（6）一次合理提升量：Q=As/（2×30）（8-6）式中：Q——一次合理提升量，t；2——兩套提升設(shè)備。Q=480.11/（2×30）=8.0（t）表8.4提升參數(shù)提升高度/m提升速度/m·s-1一次提升時(shí)間/s每小時(shí)提升次數(shù)每小時(shí)提升量/t一次合理提升量/t96212.4123.130480.118.0提升參數(shù)見表8.4，所選箕斗提升容量為16t，所以能夠滿足礦井生產(chǎn)的需要。8.3副井提升選擇寬罐籠型號(hào)為GDG1.5/9/2/4K，窄罐籠型號(hào)為GDG1.5/9/2/4，采用落地式多繩摩擦提升機(jī)型號(hào)為JKM-2.25×4（II）A，罐籠、提升機(jī)和鋼絲繩等具體參數(shù)如下：表8.5罐籠技術(shù)特征表罐籠型號(hào)GDG1.5/9/2/4KGDG1.5/9/2/4乘人面積/m215.211.6乘人數(shù)8464罐籠總載重/t14.6814.68罐體自重/t11.8810.93最大終端載荷/kN570570罐籠長(zhǎng)和寬A×B/mm5290×16745290×1274鋼罐道C/mm51005100組合鋼罐道寬度/mm180180編制單位南京院表8.6主提升機(jī)特征使用井筒提升機(jī)形式型號(hào)最大張力/t功率/kW電力形式最大提速/m·s-1產(chǎn)地副井落地摩擦輪4×41721250交-交10德國(guó)表8.7副井提升鋼絲繩參數(shù)主繩尾繩型號(hào)三角股鍍鋅8×4×19-178×28直徑/mm42178×28單位重量/kg·m-17.515.05抗拉強(qiáng)度/N·mm-216701372每根繩總破斷力/kN1289-根數(shù)42安全系數(shù)大件10.31-矸石物料11.63-人員14.92-大采高的上覆巖層特性分析 第101頁(yè)2-編制日期：DATE\@"M/d/yyyy"3/20/20259礦井通風(fēng)及安全9.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括通風(fēng)方式（即進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的布置方式）、通風(fēng)方法（即礦井通風(fēng)機(jī)的工作方法）以及由若干通風(fēng)井巷和交匯點(diǎn)構(gòu)成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。9.1.1礦井概況顯德汪煤礦位于河北省邢臺(tái)市，交通十分便利。井田走向（東西）長(zhǎng)平均約4km，傾向（南北）長(zhǎng)平均約5km，井田水平面積為20km2。主采煤層為2號(hào)煤、9號(hào)煤，平均傾角14°，煤層平均總厚為7.0m。井田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)礦井井型為1.5Mt/a，服務(wù)年限53.8a，第一水平服務(wù)年限32.8a。2號(hào)煤層平均厚度4m，煤層平均傾角14°，煤的容重為1.4t/m3，9號(hào)煤層平均厚度3.6m，煤層平均傾角14°，煤的容重為1.34/m3，矸石容重為2.5t/m3。采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量為3.042m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為10.56m3/min，該采區(qū)屬于低瓦斯采區(qū)，但煤層有自燃發(fā)火傾向，煤塵具有爆炸性。礦井工作制度為“三八制”，提升設(shè)備年工作日為330d，日工作小時(shí)數(shù)為16h。設(shè)計(jì)為立井一水平和一輔助水平（-50m和-280m）開拓。首采區(qū)內(nèi)布置一個(gè)綜采工作面保產(chǎn)，工作面長(zhǎng)度210m，同時(shí)布置一備用面，根據(jù)通風(fēng)需要，一個(gè)工作面布置兩條平巷。綜采工作面生產(chǎn)能力為5187.2t/d，采煤機(jī)選用MXA-300/4.5W型采煤機(jī)，截深0.8m，每日進(jìn)6刀，每日推進(jìn)度為4.8m，采高為2.2～4.5m。9.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)較快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等總原則。具體地說(shuō)，要適應(yīng)以下基本要求：1）礦井至少要有兩個(gè)通地面的安全出口；2）進(jìn)風(fēng)井口要有利于防洪，不受粉塵等有害氣體污染；3）北方礦井，冬季井口需裝供暖設(shè)備；4）總回風(fēng)巷不得作為主要行人道；5）工業(yè)廣場(chǎng)不得受扇風(fēng)機(jī)的噪音干擾；6）裝有皮帶機(jī)的井筒不得兼作回風(fēng)井；7）裝有箕斗的井筒不得作為主要進(jìn)風(fēng)井；8）可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)盡可能獨(dú)立通風(fēng)；9）通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件；10）通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。9.1.3礦井通風(fēng)方法選擇按通風(fēng)方法獲得的動(dòng)力來(lái)源可將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。利用自然因素產(chǎn)生的通風(fēng)動(dòng)力使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)。利用通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風(fēng)動(dòng)力，致使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法叫做機(jī)械通風(fēng)，其可分為抽出式、壓入式、混合式。其中抽出式和壓入式兩種通風(fēng)方法是現(xiàn)今煤礦運(yùn)用得最普遍的兩種通風(fēng)方法。故現(xiàn)對(duì)這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際條件進(jìn)行綜合比較，選用較優(yōu)的通風(fēng)方法。（1）抽出式抽出式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是：井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比較安全；漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單；與壓入式比，不存在過(guò)渡到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難。缺點(diǎn)是：當(dāng)?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)井和采區(qū)溝通時(shí)，抽出式不會(huì)將小窯積存的有害氣體抽到井下使礦井有效風(fēng)量減少。（2）壓入式壓入式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省風(fēng)井場(chǎng)地，施工方便，主要通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)少，管理方便；開采淺部煤層時(shí)采區(qū)準(zhǔn)備較容易，工程量少，工期短，出煤快；能用一部分回風(fēng)把小煤窯塌陷區(qū)的有害氣體壓到地面。缺點(diǎn)是：進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難；風(fēng)阻大、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；由第一水平的壓入式過(guò)渡到深部水平的抽出式有一定的困難；通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌量增加。另外，由于采空區(qū)是通過(guò)塌陷向外漏風(fēng)，自然征兆不易被發(fā)現(xiàn)。正因?yàn)槌槌鍪接兄?dú)自的優(yōu)點(diǎn)，井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比較安全；漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單；與壓入式相比，不存在過(guò)渡到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難。本礦井地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，為低瓦斯礦井，自然發(fā)火危險(xiǎn)性較大，走向較長(zhǎng)，開采面積較大，為了便于管理，通風(fēng)安全，減少漏風(fēng)，因此選用抽出式通風(fēng)方式。9.1.4礦井通風(fēng)方式選擇按進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的相互位置關(guān)系一般可將礦井通風(fēng)方式分為以下五種：即中央并列式、中央分列式、兩翼對(duì)角式、分區(qū)對(duì)角式和混合式通風(fēng)，各適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)見表9.1。選擇礦井通風(fēng)方式時(shí)，應(yīng)考慮以下兩種因素：（1）自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、礦井瓦斯等級(jí)。（2）經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)、設(shè)備裝備費(fèi)。一般說(shuō)來(lái)，新建礦井多數(shù)是在中央并列式、中央分列式、兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式中選擇。結(jié)合本礦的實(shí)際條件：若采用中央并列式，工業(yè)場(chǎng)地布置集中，管理方便，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱小，這樣可以盡早構(gòu)成風(fēng)路，少掘開拓巷道。但隨著采區(qū)逐步向兩翼，通風(fēng)阻力不斷增大，且井田走向最大長(zhǎng)度為6.28km，后期通風(fēng)困難。由于本礦采用采區(qū)布置，中央分列式對(duì)于中央并列式并無(wú)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由于走向長(zhǎng)度過(guò)大的原因，此方式并不適合。采用兩翼對(duì)角式，能夠滿足礦井通風(fēng)要求，但要占用很大的保護(hù)煤柱，煤柱損失大，且在地表要占用大量耕地。井田地處平原，且埋藏較深，所以不適合用分區(qū)對(duì)角式。表9.1通風(fēng)方式比較分類通風(fēng)系統(tǒng)圖示使用條件及優(yōu)缺點(diǎn)中央并列式進(jìn)、回風(fēng)井均布置在井田中央的同一個(gè)工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)。適用于煤層傾角大、埋藏深，但走向長(zhǎng)度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重的礦井。優(yōu)點(diǎn)：初期投資較少，出煤較多。缺點(diǎn)：風(fēng)路較長(zhǎng)，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大。中央分列式進(jìn)風(fēng)井在井田中央，回風(fēng)井在井田上部邊界的中部。適用于煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長(zhǎng)度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重的礦井。優(yōu)點(diǎn)：通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，增加了一個(gè)安全出口且工業(yè)廣場(chǎng)沒(méi)有主要通風(fēng)機(jī)的噪音響。缺點(diǎn)：風(fēng)路較長(zhǎng)，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大。兩翼對(duì)角式進(jìn)風(fēng)井位于井田的中央，回風(fēng)井設(shè)在井田兩翼的上部邊界，成對(duì)角布置。適用于煤層走向較大（超過(guò)4km），井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新礦井。優(yōu)點(diǎn)：風(fēng)路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風(fēng)較小，比中央并列式安全性更好。缺點(diǎn)：建井期限略長(zhǎng)有時(shí)初期投資稍大。分區(qū)對(duì)角式進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井設(shè)在各采區(qū)。適用于煤層距地淺或因地表高低起伏較大，無(wú)法開掘淺部的總回風(fēng)道的礦井。優(yōu)點(diǎn)：通風(fēng)路線短，阻力小。缺點(diǎn)：井筒數(shù)目多、基建費(fèi)用多。本礦雖屬于低瓦斯礦井，但煤層煤塵具有爆炸性，有自然發(fā)火危險(xiǎn)，且礦井走向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，井田面積大，產(chǎn)量大，為實(shí)現(xiàn)前期盡快采煤和保證安全起見及解決后期通風(fēng)困難問(wèn)題，根據(jù)以上分析，確定技術(shù)可行的方案為：前期為中央并列式通風(fēng)，后期為對(duì)角式通風(fēng)。風(fēng)井具體位置見開拓平面圖。（1）采區(qū)通風(fēng)總要求：①能夠有效地控制采區(qū)內(nèi)風(fēng)流方向、風(fēng)量大小和風(fēng)質(zhì)；②漏風(fēng)少；③風(fēng)流的穩(wěn)定性高；④有利于排放沼氣，防止煤塵自燃和防塵；⑤有較好的氣候條件；⑥安全經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)。（2）采區(qū)通風(fēng)的基本要求：①回采面和掘進(jìn)面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)，不能串聯(lián)；②工作面盡量避免位于角聯(lián)分支上，要保證工作面風(fēng)向穩(wěn)定；③回采工作面的風(fēng)速不得低于1m/s；④工作面回風(fēng)流中沼氣濃度不得超過(guò)1％；⑤必須保證通風(fēng)設(shè)施（風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)筒）規(guī)格質(zhì)量要求；⑥要保證風(fēng)量按需分配，盡量使通風(fēng)阻力小風(fēng)流暢通；⑦機(jī)電硐室必須在進(jìn)度風(fēng)流中；⑧采空區(qū)必須要及時(shí)封閉；⑨要防止管路、避災(zāi)路線、避災(zāi)硐室和局部反風(fēng)系統(tǒng)。9.1.5采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求（1）采區(qū)通風(fēng)總要求：①能夠有效地控制采區(qū)內(nèi)風(fēng)流方向、風(fēng)量大小和風(fēng)質(zhì)；②漏風(fēng)少；③風(fēng)流的穩(wěn)定性高；④有利于排放沼氣，防止煤塵自燃和防塵；⑤有較好的氣候條件；⑥安全經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)。（2）采區(qū)通風(fēng)的基本要求：①每個(gè)采區(qū)必須有單獨(dú)的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，回采面和掘進(jìn)面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)，不能串聯(lián)；②工作面盡量避免位于角聯(lián)分支上，要保證工作面風(fēng)向穩(wěn)定；③煤層傾角大于12°時(shí)，不能采用下行風(fēng)；④回采工作面的風(fēng)速不得低于1m/s；⑤工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò)1%；⑥必須保證通風(fēng)設(shè)施(風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)筒）規(guī)格質(zhì)量要求；⑦要保證風(fēng)量按需分配，盡量使通風(fēng)阻力小風(fēng)流暢通；⑧機(jī)電硐室必須在進(jìn)度風(fēng)流中；⑨采空區(qū)必須要及時(shí)封閉；⑩要防止管路、避災(zāi)路線、避災(zāi)硐室和局部反風(fēng)系統(tǒng)。9.1.6工作面通風(fēng)方式的選擇工作面通風(fēng)有上行風(fēng)和下行風(fēng)之分，以下是上行通風(fēng)和下行通風(fēng)兩種通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較：（1）上行風(fēng)風(fēng)速小時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚，下行風(fēng)時(shí)，沼氣和空氣混合能力大，不易出現(xiàn)分層和局部積聚；（2）上行風(fēng)運(yùn)輸途中瓦斯被帶入工作面，工作面瓦斯?jié)舛却螅滦酗L(fēng)運(yùn)輸途中瓦斯被帶入回風(fēng)巷，工作面瓦斯?jié)舛刃?；?）上行風(fēng)須把風(fēng)流引導(dǎo)到最低水平，然后上行，路線長(zhǎng)，風(fēng)流被地溫加熱程度大，且運(yùn)輸設(shè)備發(fā)熱量也加入，故工作面溫度高；（4）上行風(fēng)上隅角瓦斯?jié)舛瘸３?，限制了生產(chǎn)能力；（5）下行風(fēng)運(yùn)輸設(shè)備在回風(fēng)巷運(yùn)轉(zhuǎn)安全性差；（6）下行風(fēng)比上行風(fēng)所需的機(jī)械風(fēng)壓大，因?yàn)橐朔匀伙L(fēng)壓，且一旦停風(fēng)機(jī)，工作面風(fēng)向逆轉(zhuǎn)；（7）下行風(fēng)工作面若有火源，產(chǎn)生火風(fēng)壓與機(jī)械風(fēng)壓相反，會(huì)使工作面風(fēng)量減少，甚至反風(fēng)，導(dǎo)致瓦斯?jié)舛壬仙?，故下行風(fēng)在起火地點(diǎn)瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)大。本礦井采用采區(qū)式布置，工作面緩傾斜，通過(guò)對(duì)上行風(fēng)和下行風(fēng)的比較，確定工作面通風(fēng)為上行通風(fēng)方式。9.1.7回采工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置采場(chǎng)通風(fēng)方式的選擇與回風(fēng)的順序、通風(fēng)能力和巷道布置有關(guān)。目前工作面通風(fēng)系統(tǒng)形式主要有“U”、“W”、“Y”、“Z”、“H”形，各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件如下（由于工作面為后退式開采，故各種通風(fēng)形式只考慮后退式）：（1）“U”型通風(fēng)：在區(qū)內(nèi)后退式回采中，這種通風(fēng)方式具有風(fēng)流系統(tǒng)簡(jiǎn)單、漏風(fēng)小等優(yōu)點(diǎn)，但風(fēng)流線路長(zhǎng)，變化大，工作面上隅角易積聚瓦斯，工作面進(jìn)風(fēng)巷一次掘進(jìn)，維護(hù)工作量大。這種通風(fēng)方式，如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿足要求。（2）“Y”型通風(fēng)：當(dāng)采煤工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時(shí)，采用這種方式可以稀釋回風(fēng)流中的瓦斯。對(duì)于綜合采工作面，上下平巷均進(jìn)新鮮風(fēng)流有利于上下平巷安裝機(jī)電設(shè)備，可以防止工作面上隅角瓦斯積聚及保證足夠的風(fēng)量，這種通風(fēng)方式適用于瓦斯涌出量大的工作面，但需要邊界準(zhǔn)備專用回風(fēng)上山，增加了巷道掘進(jìn)、維護(hù)費(fèi)用。（3）“W”型通風(fēng)：當(dāng)采用對(duì)拉工作面時(shí)，可以采用上下平巷同時(shí)進(jìn)風(fēng)和中間巷道回風(fēng)的方式。采用此種方式有利于滿足上下工作面同采，實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)需要。這種通風(fēng)方式的只要特點(diǎn)是不用設(shè)置第二條風(fēng)道；若上下端平巷進(jìn)風(fēng)，在該巷只撤、安裝、維護(hù)采煤設(shè)備等有良好的環(huán)境；同時(shí)，易于稀釋工作面瓦斯，使上隅角瓦斯不易積聚，排放炮煙、煤塵速度快。（4）“Z”型通風(fēng)：回風(fēng)巷為沿空巷，可以提高煤炭回采率；巷道采準(zhǔn)工作量小；采區(qū)內(nèi)進(jìn)風(fēng)總長(zhǎng)基本不變，有利于穩(wěn)定風(fēng)阻；無(wú)上偶角瓦斯積聚問(wèn)題，但是回風(fēng)巷常出現(xiàn)沼氣超限的情況；同時(shí)也需要在邊界準(zhǔn)備專用回風(fēng)上山，增加了行道的維護(hù)和掘進(jìn)費(fèi)用。（5）“H”型通風(fēng)：工作面風(fēng)量大，有利于進(jìn)一步稀釋瓦斯。這種方式通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜、區(qū)段運(yùn)輸平巷、回風(fēng)巷均要先掘后留，維護(hù)、掘進(jìn)工程量大，故較少采用?！癠”型通風(fēng)系統(tǒng)布置方便，通風(fēng)簡(jiǎn)單，工作面可采用后退式回采。上、下順槽在煤體中維護(hù)，漏風(fēng)量小，風(fēng)流流動(dòng)為上行方向，上、下順槽布置于煤體中，漏風(fēng)量??；瓦斯自然流動(dòng)方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快降低工作面瓦斯?jié)舛?。開掘井巷費(fèi)用低，同時(shí)結(jié)合煤層的儲(chǔ)存形式，本設(shè)計(jì)在回采工作面應(yīng)用“U”型通風(fēng)系統(tǒng)。9.2采區(qū)及全礦所需風(fēng)量9.2.1采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量每個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量、工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別計(jì)算，然后取其中最大值。1、按瓦斯涌出量計(jì)算：根據(jù)《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，按采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過(guò)1%的要求計(jì)算。即：Qai=100×qgai×Kai（9-1）式中：Qai——第i個(gè)回采工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；qgai——該采煤工作面回采時(shí)瓦斯的平均絕對(duì)涌出量，m3/min；Kai——第i個(gè)回采工作面瓦斯涌出不均衡的備用風(fēng)量系數(shù)，它是各個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個(gè)工作面正常生產(chǎn)的條件下，至少進(jìn)行5晝夜的觀測(cè)，得出5個(gè)比值。通風(fēng)機(jī)采工作面可取Kai=1.2～1.6，結(jié)合本礦實(shí)際，取Kai＝1.5。大采高工作面日產(chǎn)量為5187.2t，則瓦斯絕對(duì)涌出量qgai：qgai=5749.63×0.77/(60×24)=3.07(m3/min)工作面需風(fēng)量Qa大：Qa大=100×qgai×Kai=100×3.07×1.5=460.5(m3/min)2、按工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算：采煤工作面應(yīng)有良好的勞動(dòng)氣候條件，溫度和風(fēng)速應(yīng)符合下列要求，見表9.2。表9.2采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)應(yīng)表工作面溫度(℃)<1515～1818～2020～2323～2626～28工作面風(fēng)速(m/s)0.3～0.50.5～0.80.8～1.01.0～1.51.5～2.02.0～2.5按下式計(jì)算：Qa大=60×Vai×Sai（9-2）式中：Vai——回采工作面風(fēng)速，因工作面溫度為24～26°C，取Vai=1.6m/s；Sai——第i個(gè)回采工作面平均斷面積，對(duì)于大采高工作面Sai=21.04m2故工作面風(fēng)量Qa大：Qa大=60×1.6×21.04=2146(m3/min)3、按人數(shù)計(jì)算：按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。Qa大=4×Nai（9-3）式中：4——每人每分鐘供給的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；Nai——第i個(gè)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取55人。故大采高工作面風(fēng)量Qa大：Qa大=4×55=220(m3/min)由以上三種方法計(jì)算的采煤工作面所需風(fēng)量最大值為：Qa大=2146(m3/min)4、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：根據(jù)《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，采煤工作面最低風(fēng)速為0.25m/s，最高風(fēng)速為4m/s的要求進(jìn)行驗(yàn)算。每個(gè)回采面：Qmin≥0.25×60×Sai（9-4）Qmax≤4×60×Sai（9-5）式中：Sai——第i個(gè)工作面的平均斷面積，m2。對(duì)于大采高工作面：Sa大=21.04m2315.6(m3/min)≤Qa大≤5049.6(m3/min)由風(fēng)速驗(yàn)算可知，Qa大=2146m3/min符合風(fēng)速要求。9.2.2備用面需風(fēng)量的計(jì)算無(wú)備用工作面。9.2.3掘進(jìn)工作面需風(fēng)量每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并必須采取其中最大值。各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算如下：1、按瓦斯涌出量計(jì)算：根據(jù)《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過(guò)1％的要求計(jì)算。即：Qai=100×Qgai×Kai（9-6）式中：Qai——第i個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；Qgai——該掘進(jìn)工作面回采時(shí)瓦斯的平均絕對(duì)涌出量，m3/min；Kai——第i個(gè)回采工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，取Kai＝1.5。掘進(jìn)工作面日產(chǎn)量為543.16t；則瓦斯絕對(duì)涌出量：Qgai=530.09×0.77/(60×24)=0.28(m3/min)工作面需風(fēng)量：Qa掘=100×qai×Kai=100×0.28×1.5=42(m3/min)2、按人數(shù)計(jì)算：按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。Qai=4×Nai（9-7）式中：4——每人每分鐘供給4m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；Nai——第i個(gè)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取70人。故連采機(jī)掘進(jìn)工作面風(fēng)量：Qa掘=4×70=280(m3/min)由以上兩種方法計(jì)算的掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量最大值為：Qa掘=280(m3/min)9.2.4硐室需風(fēng)量1、井下火藥庫(kù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，大型爆破材料庫(kù)風(fēng)量不得小于100m3/min，中小型不得小于60m3/min，本設(shè)計(jì)中取100m3/min。2、絞車房井下絞車房一般單獨(dú)供風(fēng)，從一些設(shè)計(jì)單位及部分生產(chǎn)礦井分配情況來(lái)統(tǒng)計(jì)，絞車房的一般供風(fēng)量為60～80m3/min，取80m3/min為佳。因此，本設(shè)計(jì)中取80m3/min。3、機(jī)電硐室按《煤炭安全規(guī)程》要求，一般為80m3/min。綜上硐室總風(fēng)量為100+80+80=260m3/min。9.2.5其它巷道所需風(fēng)量其它巷道所需風(fēng)量由下式計(jì)算：∑Qd≥60×0.25×S×4（9-8）式中：S——其它巷道平均斷面面積，取S=12.8m2；∑Qd=60×0.25×12.8×4=768(m3/min)9.2.6礦井總風(fēng)量1、根據(jù)各用風(fēng)地點(diǎn)需風(fēng)量、采用由里向外配風(fēng)，礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算：（9-9）式中：∑Q—礦井總風(fēng)量，m3/min；K——礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素一般可取K=1.2～1.25，因礦井通風(fēng)距離長(zhǎng)，取K=1.25；∑Q采——大采高工作面所需風(fēng)量，m3/min；∑Q備——備采面所需風(fēng)量，m3/min；∑Q掘——掘進(jìn)面所需風(fēng)量，m3/min；∑Q硐——硐室所需風(fēng)量，m3/min；∑Q其它——其它巷道所需風(fēng)量，m3/min；∑Q=1.25×(2146+0+280×2+260+768)=4608(m3/min)9.2.7風(fēng)量分配根據(jù)實(shí)際需要由里向外的原則配風(fēng)，逆風(fēng)將各用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算值乘以1.2就是各用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量，采煤工作面只配計(jì)算的風(fēng)量，上下平巷的風(fēng)量乘以1.2。順風(fēng)流而下，遇到分風(fēng)地點(diǎn)則加上其它風(fēng)路的風(fēng)量，一起分配給未分風(fēng)前的那條風(fēng)路，作為該風(fēng)路的分量，直至確定進(jìn)風(fēng)井的風(fēng)量。1、大采高工作面，考慮到工作面的采空區(qū)漏風(fēng)占工作面風(fēng)量的20%，工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)平巷風(fēng)量為：Q進(jìn)=2575m3/min2、煤巷掘進(jìn)面：Q煤掘=336m3/min3、大巷掘進(jìn)面：Q掘=336m3/min4、機(jī)電硐室：Q機(jī)電=96m3/min5、絞車房：Q絞車=96m3/min6、火藥庫(kù)：Q火=120m3/min7、其它巷道：Q其它=922m3/min表9.3風(fēng)量分配表用風(fēng)地點(diǎn)分配風(fēng)量m3/min采煤工作面2575掘進(jìn)工作面煤巷336巖巷336火藥庫(kù)120絞車房96機(jī)電硐室96其它巷道922具體風(fēng)量分配見表9.3，經(jīng)以上分配過(guò)程，礦井風(fēng)量正好分配完畢。通風(fēng)容易和困難時(shí)期礦井總需風(fēng)量一樣。井巷風(fēng)速驗(yàn)算結(jié)果見表9.4。9.3礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算9.3.1礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則1、礦井通風(fēng)的總阻力，不應(yīng)超過(guò)2940Pa；2、礦井井巷的局部阻力，新建礦井(包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū))宜按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算，擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算；3、礦井通風(fēng)網(wǎng)路中有很多的并聯(lián)系統(tǒng)，計(jì)算總阻力時(shí)，應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù)；4、設(shè)計(jì)的礦井通風(fēng)阻力不宜過(guò)高，一般不超過(guò)350mm水柱；5、應(yīng)計(jì)算出困難時(shí)期的最大阻力和容易時(shí)期的最小阻力，使所選用的主要通風(fēng)機(jī)既滿足困難時(shí)期的通風(fēng)需要，又能在通風(fēng)容易時(shí)工況合理。表9.4井巷風(fēng)速驗(yàn)算表井巷限速/(m/s)有效斷面/(m2)實(shí)際風(fēng)速/(m/s)備注低高風(fēng)井－1519.633.9符合副井－846.561.6符合井底車場(chǎng)－812.406.2符合采煤工作面0.25421.043.6符合運(yùn)輸大巷－813.205.8符合軌道大巷－812.406.2符合9.3.2確定礦井通風(fēng)容易和困難時(shí)期本礦井采用中央并列式通風(fēng)。根據(jù)《煤炭安全生產(chǎn)規(guī)程》的要求，只需將頭15-25年的開采范圍作為服務(wù)范圍，對(duì)于服務(wù)范圍之外的通風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中只作粗略考慮?？拷I(yè)廣場(chǎng)的一采區(qū)和二采區(qū)2個(gè)采區(qū)的儲(chǔ)量大約可以保證25年的生產(chǎn)，于是將它作為中央風(fēng)井和所選風(fēng)機(jī)的服務(wù)范圍。通風(fēng)容易時(shí)期為首采采區(qū)第7個(gè)達(dá)產(chǎn)工作面布置完成時(shí)。通風(fēng)困難時(shí)期為二采區(qū)第2個(gè)達(dá)產(chǎn)工作面布置完成時(shí)。9.3.3礦井最大阻力路線1、通風(fēng)容易時(shí)期：地面→1→3→6→8→9→14→13→15→7→4→5→地面2、通風(fēng)困難時(shí)期：地面→1→3→18→20→25→27→26→14→19→4→5→地面圖9.1通風(fēng)容易時(shí)期立體圖圖9.2通風(fēng)容易時(shí)期網(wǎng)絡(luò)圖圖9.3通風(fēng)困難時(shí)期立體圖圖9.4通風(fēng)困難時(shí)期網(wǎng)絡(luò)圖9.3.4礦井通風(fēng)阻力計(jì)算沿著上述兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別用下式計(jì)算出各段風(fēng)路井巷的磨擦阻力，通風(fēng)容易和困難時(shí)期的摩擦阻力計(jì)算見表9-5和9-6：hfr=a×L×U×Q2/S3（9-10）式中：hfr——巷道摩檫阻力，Pa；表9-5通風(fēng)容易時(shí)期摩擦阻力計(jì)算表序號(hào)巷道名稱支護(hù)方式a×104(N·s2/m4)L/(m)U/(m)S/(m2)Q/(m3/s)hfr/(Pa)v(m/s)0-1副井鋼筋混凝土35048823.644.276.827.51.61-3井底車場(chǎng)磚砌碹70.0100013.812.476.8216.86.23-6軌道大巷錨噴70.0167013.212.471.2410.36.26-7采區(qū)下部車場(chǎng)錨噴70.07013.212.471.217.26.26-8采區(qū)軌道上山錨噴90.05213.212.463.212.96.28-9采區(qū)中部車場(chǎng)錨噴70.09013.212.463.217.46.28-12掘進(jìn)工作面工字鋼棚子220.020018.021.05.60.33.69-14區(qū)段運(yùn)輸平巷錨網(wǎng)150198817.017.552.0255.84.414-13大采高工作面掩護(hù)式支架22021718.021.052.025.13.613-15區(qū)段軌道平巷錨網(wǎng)150198817.017.552.0255.84.415-7采區(qū)運(yùn)輸上山錨噴90.030713.813.263.266.25.86-7采區(qū)下部車場(chǎng)錨噴70.07013.212.471.217.26.24-6運(yùn)輸大巷錨噴70.0167013.813.271.2355.65.84-5回風(fēng)石門錨噴70.08013.813.276.819.85.82-0風(fēng)井鋼筋混凝土35048815.719.676.8206.93.9合計(jì)1905L、U、S——分別是巷的長(zhǎng)度、周長(zhǎng)、凈斷面積，m、m、m2；Q——分配給井巷的風(fēng)量，m3/s；a——各巷道的摩擦阻力系數(shù)，N·s2/m4。表9-6通風(fēng)困難時(shí)期摩擦阻力計(jì)算表序號(hào)巷道名稱支護(hù)方式a×104/(N·s2/m4)L/(m)U/(m)S/(m2)Q/(m3/s)hfr/(Pa)v(m/s)0-1副井鋼筋混凝土35048823.644.276.827.51.61-3井底車場(chǎng)磚砌碹70