1、辽宁工程技术大学课程设计（说明书）11 采区概况本采区的基本情况如表 1-1 所示。要求根据以下条件对该采区进行设计。表 1-1 采区概况2 采 区煤 炭储 量和 服务 年限 计算经测算可得采区的基础数据如下：1 层倾角 =2.278属于近水平煤层504)(3arctn2 采区走向长度 1536m采区倾斜长度 =1407m27.cos162.1 采区工业储量ZG=采区走向长度采区倾斜长度煤层厚度煤的容重=15361407261.3575856435.2 吨=7585.64 万吨2.2 采区煤柱损失量根据规程规定，为了隔离采取，防止发生火灾、水灾和瓦斯涌出的影响，在采区边界留设的采区隔离煤柱 1
2、0 米；水平边界留 30 米；井田边界留设 40 米。本设计留设采区上下左右边界隔离煤柱均为 10 米；采用无煤柱开采方式，工作面之间不留设煤柱；停采线距大巷水平距离为 20 米。边界煤柱损失=采区左右边界煤柱+采区上下边界煤柱煤层数 1 层煤层号 8#煤层厚度 26m煤层自然发火期 4 个月煤层顶板 砂岩煤层瓦斯涌出量 8.6m3/t产量 120 万 t/a辽宁工程技术大学课程设计（说明书）2=1014072+10(1536-20)2261.35=2051946 吨=205.20 万吨停采界限内的保护煤柱损失停采线长度条带长度条带数煤层厚度煤的重率20（2230+3220+238）261.3
3、5=953316 吨=95.33 万吨P（总的煤柱损失）=边界煤柱损失+停采界限内的保护煤柱损失=205.20+95.33=281.53 万吨2.3 采区可采储量 可采储量是指工业储量中实际可能采出的储量。其计算式为：Zk=ZG-P=7585.64-281.53=7304.11 万吨2.4 采区回采率100= 10096.23GKZC64.75831采区服务年限 = =43.4768 年43.5 年KAZT.12733 采区情况介绍3.1 采区基本情况本课程设计的采区，煤层数一层，煤层厚度为 26m；煤层顶板是砂岩，煤的平均容重为 1.35/t.m-3；采区内煤层赋存稳定，地质构造简单，无断层
4、；煤层的瓦斯涌出量为 8.6/m3.t-1，属于低瓦斯矿井；煤层倾角为 2.27，属于近水平煤层；煤层无自然发火危险，自然发火期为 4 个月；无煤尘爆炸危险。采区走向长度为 1536m，倾斜长度为 1407m；采区工业储量为 7585.64 万吨，开采损失 281.53 万吨，可采储量 7304.11 万吨；采区年生产能力设计为 120 万吨，设计服务年限 43.5 年。3.2 采区巷道布置说明本设计的采区内，煤层数为一层，煤厚为 26m。所以采用分层开采，分层间采用下行开采顺序，垮落法处理采空区。上分层铺设人工假顶。本采区采用盘区石门集中平巷联合准备方式。盘区内单翼开采，采用走向长壁后退式进
5、行开采，工作面长度为 220、230m。在盘区自运输大巷开掘盘区石门，在辽宁工程技术大学课程设计（说明书）3距煤层底板 10m 左右布置轨道下山，在区段边界处，煤层底板 8m 左右的岩层中布置区段运输集中平巷和轨道集中平巷，在区段集中平巷内每隔 350m 分别开掘穿透煤层的进风行人斜巷、回风运料斜巷和区段溜煤眼。在区段平巷内开掘第一分层运输平巷和回风、运料平巷，至区段平巷后，沿煤层倾斜方向开掘开切眼，即可进行回采。3.3 采区内工作系统介绍采区内的工作系统主要包括：(1)运煤系统：工作面第一分层工作面运输平巷溜煤眼-区段岩石运输集中平巷-煤仓-盘区石门-运输大巷(2)通风系统：回采通风系统：新
6、鲜风流采区运输大巷盘区石门进风斜巷区段岩石运输集中平巷进风行人斜巷-第一分层工作面运输平巷第一分层工作面第一分层工作面运输平巷回风运料斜巷-区段岩石轨道集中运输平巷-盘区回风大巷浊风排出；掘进通风系统：新鲜风流采区运输大巷盘区石门进风斜巷区段岩石运输集中平巷进风行人斜巷-第一分层下一工作面运输平巷掘进工作面第一分层下一掘进回风斜巷轨道下山盘区回风大巷-浊风排出。(3)材料及设备运输系统：回采面：盘区运输大巷车场绕道-轨道下山-区段岩石轨道集中运输平巷-回风运料斜巷-第一分层工作面运输平巷-工作面掘进面：盘区运输大巷车场绕道-轨道下山-区段岩石轨道集中运输平巷-回风运料斜巷-第一分层下一工作面运
7、输平巷掘进工作面。(4)排矸系统：掘进巷道时所出的煤和矸石分层工作面回风平巷-区段岩石轨道-回风运料斜巷-区段岩石轨道集中运输平巷-轨道下山-车场绕道-盘区运输大巷(5)排水系统：在盘区石门、轨道下山等各条巷道中布置水槽，使水依靠自重在水槽中流动，最终流入水仓。辽宁工程技术大学课程设计（说明书）4(6)供电系统高压电缆由井底中央变电所，经大巷、盘区运输石门、至采区变电所。经降压后的低压电，由低压电缆分别引向回采和掘进工作面附近的配电点以及输送机、绞车房等用电地点。3.4 巷道断面选取盘区运输大巷、盘区回风大巷、盘区石门、轨道下山采用拱形断面，锚喷支护；工作面运输巷道和回风巷道、区段岩石运输集中
8、平巷、区段岩石轨道集中平巷采用梯形断面，工字梁支护。随着锚喷支护的推广，采用拱形断面拱部成形好，施工方便，利用率高；梯形断面能够使顶板暴露面积少，可减少顶压，能承受较大的侧压。其中，盘区石门采用带式输送机运输煤炭；工作面运输巷道采用带式输送机运输，为单输送机道；工作面回风巷道利用 1.5t 矿车运输材料和设备，为单轨巷道。巷道断面及其技术参数如下：(1)采区运输、回风大巷、盘区石门、轨道下山设计掘进断面积 16.2 m2，净断面积 14.2 m2，净周长 14.4m；设计掘进宽度B=4.8m,高度 H=3.9m，喷射厚度 T=100mm；锚杆型式为钢筋砂浆，外露长度 50mm，排列方式为矩形，
9、间排距为 800mm，锚深 1600mm，锚杆直径 14mm，巷道断面图如图4-1。图 4-1 采区运输大巷巷道断面图(2)回采工作面运输、分层回风巷及通风道、区段岩石运输集中平巷、区段岩石轨道集中平巷设计掘进断面积 10.8 m2，净断面积 10 m2，净周长 13.4m；设计掘进底板宽度辽宁工程技术大学课程设计（说明书）5B=4890m，顶板宽度 B =3990m,高度 H=2435m；金属支架采用 GB700-65，11#A5 矿用工字钢，断面设计如图 4-2 所示。BB39015480152230H52 B3901548390B250H31工作面运输巷道 工作面回风巷道BB390154
10、80152230H52 B3901548390250H315工作面运输巷道 工作面回风巷道图 4-2 工作面运输、回风巷道断面图4 回采工艺设计4.1 采煤方法的选择由于煤层倾角为 2.27，因而采用走向长壁采煤法，采用后退式开采。采用走向长壁采煤法具有以下优点:(1)巷道布置简单,巷道掘进和维护费用低、投产快；(2)运输系统简单,占用设备少,运输费用低；(3)回采巷道既可以沿煤层掘进,又可以保持固定方向,使采煤工作面长度保持等长,减少了因工作面长度的变化给生产带来的不利影响,非常有利于综采；(4)对某些地质条件的适应性较强。当煤层的地质构造,如倾斜和斜交断层比较发育时,布置倾斜长壁工作面可减
11、少断层对开采的影响,可保证工作面的有效推进长度；当煤层顶板淋水较大或采空区采用注浆防火时,仰斜开采有利于疏干工作面,创辽宁工程技术大学课程设计（说明书）6造良好的工作环境；(5)技术经济效果比较显著。国内外实践表明,在工作面单产、巷道掘进率、采出率、劳动生产串和吨煤成本等几项指标方面,都有显著提高或改善。4.2 盘区开采顺序与开采方法本设计将煤层分为8层，每层煤3.2米厚。各分层间划分为区段进行开采，按地理位置自西向东依次编号为1、2、3、4、5、6，共同组成一个盘区。开采顺序为：首先进行第1区段，然后依序号向下开采。当开采上一工作面时，下一区段进行掘进作业。开采作业以后，利用沿空掘巷方式保留
12、上一工作面巷道。上一工作面开采结束后，再移至下一区段开采。当第一分层都开采结束后，再去开采第二分层。层与层之间铺设金属网做为人工假顶。4.3 采煤设备的选择根据煤层厚度、煤层倾角、工作面长度选择成套的采煤设备。采煤机型号 MXA-300/4.5，液压支架为 ZY3400/24/45 型掩护式支架，工作面刮板输送机为 SGZ764/264A 型，刮板转载机型号为 SZB-764/132 工作面运输巷道用SSJ-1000/2160 型伸缩带式输送机，破碎机型号为 PEM1000650。 （1） 采煤机型号 MXA-300/4.5，其主要参数如表 5-1 所示：表 5-1 MXA-300/4.5 采
13、煤机参数表采高(m) 2.33.5 滚筒中心距(mm) 10326适应煤质硬度(kg/cm2) f=24 机面高度(mm) 1905倾角() 525 卧底量(mm) 185截深(mm) 656 型号 DMB- 300s滚筒直径(m) 2.0 功率 KW 300牵引方式 液压、双牵引、无链 台数（台） 1牵引速度(m/min) 08.5 电压（V） 1140链条规格 齿销电动机 冷却方式 水冷主油泵型式 125EV-2XP1-V1300S 变量泵 喷雾灭尘方式 内、外喷雾油马达型式 125-EX-8XP1 定量马达 控顶距(mm) 2342调高泵型式 定量柱塞泵 总量（t） 48.3辅助泵型式
14、定量柱塞泵(2) 液压支架，其主要参数如表 5-2 所示：表 5-2 液压支架参数表型 号 ZYX3400/23/45 ZY3600/25/50辽宁工程技术大学课程设计（说明书）7型式 大采高大倾角掩护式 掩护式高度（m） 2.3-4.5 2.5-5.0宽度（m） 1.43-1.6 1.43-1.6中心距（m） 1.5 1.5初撑力（kN） 2608 3092工作阻力（kN） 3400 3600支护强度(MPa) 0.58 0.61对底板比压(MPa) 1.34 1.31-2.35适应煤层倾角 () 3525降- 移-升循环时间（ s） 28.58 35.9运输尺寸（长 宽 高） （m）5.4
15、7 1.43 2.36.12 1.43 2.5支9 架重量(t) 21.2 19.76型式 双伸缩 双伸缩缸径/中缸内径/柱径(mm) 230/180/220 250/180/160立柱 工作阻力/初撑力(kN) 1700/1304 1800/1546型式 浮动活塞式 浮动活塞式缸径/行程(mm) 150/750 160/700推移千斤顶 推力/拉力(kN) 178.1/452.8 178.8/452.6缸径/行程(mm) 150/415 140/350工作阻力（活塞腔/缸腔）(kN) 671.6/534 646/408平衡千斤顶 每架数量(个) 2 2(3)工作面刮板输送机 ,型号 SGZ-
16、764/264，其主要参数如表 5-3 所示：表 5-3 SGZ-764/264 刮板输送机主要参数表设计长度 (m) 200 刮板链型式 双边链出厂长度 (m) 150 刮板间距 (mm) 1032运输能力 (t/h) 700 与采煤机配套牵引方式 有 链链速 (m/s) 1.12 型号 KBY550-132适应倾角() 无 功率 (kW) 2132液力偶合器型号 YL-500X Q1转速(r/min) 1475液力偶合器介质 油电动机电压(V) 1140布置方式 平行布置 圆环链破断负荷 (KN) 598中部槽规格(mm)（长宽高） 1500764222 总量 (t) 166.62圆环链规
17、格 2686-C 减速器速比 1： 25.444(4)刮板转载机,型号 SZB-764/132，其主要参数如表 5-4 所示：表 5-4 SZB-764/132 刮板转载机主要参数表出厂长度（m） 29.7 刮板链型式 双边链输送能力（t/h） 700 型号 KBY550-132速度（m/s） 1.34电动 功率（KW） 132辽宁工程技术大学课程设计（说明书）8与带式输送机有效重叠长度（m） 11.44 转速（ r/min） 1470爬坡角度（） 10机电压（V） 1140爬坡长度（m） 6.5 规格（mm） 2286-C爬坡性能 爬坡高度（m） 1.6回环链 破断负荷（KN） 598偶合器
18、型式 YL-5001Q 刮板间距（mm） 516中部槽尺寸（mm）（长宽高） 1500764222 质量（t） 24.90(5)伸缩带式输送机,型号 SSJ1000/2160，其主要参数如表 5-5 所示：表 5-5 SSJ1000/2160 伸缩带式输送机主要参数表输送量 t/h 1000 机尾搭接长度(m) 12输送长度(m) 1200 机尾搭接处轨距(mm) 1362带 速(m/s) 205 机头外形尺寸（宽高）(mm) 26461705传动滚筒直径(mm) 630托辊直径(mm) 108 型号 YSB-90类 型 阻燃输送带 功率(kW) 1602输送带 宽度(mm) 1000电动机
19、电压(V) 660储带长度(m) 100 质量(t) 120(6)破碎机,型号 PEM1000650，其主要参数如表 5-6 所示：表 5-6 PEM1000650破碎机主要参数表结构特点 鄂式 配套转载机型号 SZB-764/132过煤能力(t/h) 700 外形尺寸（长宽高） （mm） 327022601430破碎能力(t/h) 450 型号 JBY91-4/55进料口宽度（mm） 1000功率（ kW） 55进料口高度（mm） 550电动机电压(V) 1140出料粒度（mm） 40-3704.4 综合机械化回采工艺回采工作面循环作业：(1)滚筒的转向和位置前端的滚筒沿顶板割煤,后端滚筒沿
20、底板割煤。即“前顶后底” 、 “右顺左逆” 。综采面双滚筒采煤机的割煤方式：往返一次割两刀。如图 5-7 所示：辽宁工程技术大学课程设计（说明书）9图 5-7 滚筒的转向和位置示意图(2)割煤方式考虑顶板管理、移架与进刀方式、端头支护等因素，采用穿梭割煤，往返一次进两刀。(3)综采面采煤机的进刀方式：工作面端部斜切割三角煤进刀。其过程如下：当采煤机割至工作面端头时,其后的输送机槽已移近煤壁,采煤机机身处尚留有一段下部煤；调换滚筒位置,前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段返向割人煤壁,直至输送机直线段为止。然后将输送机移直；再调换两个滚筒上下位置,重新返回割煤至输送机机头处；将三角煤割掉,煤壁
21、割直后,再次调换上下滚筒,返程正常割煤 。(4)移架方式支架的移架方式为单架依次顺序式,又称单架连续式。支架沿采煤机牵引方向依次前移,移动步距等于截深,支架移成一条直线,该方式操作简单,容易保证规格质量,能适应不稳定顶板,应用比较多。(5)支护方式针对综采面割煤、移架、推移输送机三个主要工序，采用及时支护方式。采煤机割煤后,支架依次前移、支护顶板,输送机随移架逐段移向煤壁,推移步距等于采煤机截深。推移输送机后,在支架底座前端与输送机之间富裕一个截深的宽度,这样工作空间大,有利于行人、运料和通风。综采工作面支护方式：ZZ4400/18/38 型支撑掩护式液压支架。端头支护方式：用 DW35180
22、/100X 型单体液压支柱进行端头支护。超前支护方式：工作面运输巷超前 20m 加强支护，DW35180/100X 型单体液压支柱配合金属铰接梁支护巷道的两帮，柱距均为 1m；回风巷超前 20m 加强维护，只辽宁工程技术大学课程设计（说明书）10在巷道中间支设一排 DW35180/100X 型单体液压支柱。生产班的主要工艺过程是：割煤、移架、推移输送机。采煤机上下两端斜切进刀自开缺口；双向割煤，往返一次割两刀，移架滞后采煤机 4-6m，输送机滞后采煤机 10-15m 推移综采工作面中，沿工作面全长完成采煤、移架、推溜三个主要工序后，工作面就向前推进一个进度，完成一个循环。(6)工作面循环作业计算采区的设计生产能力为 120 万吨/年；平均工作日产量为 1200000/3303636 吨；日推进量 回 采 率煤 的 容 重分 层 厚 度工 作 面 长 度 日 产 量 3636（2203.21.350.95）= 4.03滚筒截深为 0.8 米，进刀数4.030.8=5.035 刀。工作面采用三、八工作制，一采一准作业方式，每天进 5 刀；劳动组织形式为分段作业形式。4.5 回采工作面循环作业图表回采工作面配备三个班进行开采，其中两个开采班，一个检修班。具体回采工作面循环作业如何进行如表 5-8 所示：表 5-8 回采工作面循环作业图表
