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1、 采煤方法包括采煤系统与回采工艺两方面,据不同的井田地质条件,可以有不同的采煤方法与回采工艺相结合,从而构成多种多样的采煤方法,根据煤炭工业设计规范的规定,选择采煤方法时,一般应遵循下列原则:1)生产安全所选择的采煤方法务必符合煤矿安全规程的规定。综合考虑矿井地质构造,煤层特征,顶底板条件以及瓦斯、煤尘、水文、自燃发火等状况,保证安全生产。2)经济合理经济效益是判断采煤方法好坏的依据。设计应尽量采用行之有效的先进技术,积极提高机械化水平,达到工作面的高产高效。获得更多的经济效益。3)煤炭采出率选择的采煤方法,应做到经济上合理,材料消耗少,成本低,减少煤炭损失,提高煤炭采出率。根据以上的原则以及
2、本设计井田的条件,决定回采工艺选择综采,(根据设计规范第612条规定,大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主)综采的优点是:高产、高效、安全、低耗及劳动条件好,劳动强度小。6.2 重点设计煤层及围岩条件 本设计指定重点设计煤层为5煤层,此煤层位于采区可采煤层的第一层,煤厚4.3米,平均倾角为10,煤层顶底板岩石为粉砂岩、粗砂岩,中等稳定,煤层的瓦斯绝对涌出量为12米3/分,煤层爆炸指数为53.13%60.78%,有煤层爆炸危险,煤层的自燃发火期一般为1-3个月,属易燃煤层,本层的煤质牌号为长焰煤,煤质中硬。6.3 工作面长度的确定合理的工作面长度是实现高产、高效的重要条件,虽然在一定的范围内加长工
3、作面长度,有利于提高产量、效率和效益,但工作面长度受设备、煤层地质条件及沼气涌出量等因素制约,同时工作面长度太长,生产技术管理的难度也会增大,因此工作面长度超过一定范围,工作面单产、效率、效益以及安全生产条件等都会下降,据煤矿设计规范规定,综采工作面长度不小于160米,条件适宜时,工作面长度可适当加大,在一定的范围内加长工作面长度,有利于提高产量、效率和效益,但工作面长度受设备、煤层地质条件及沼气涌出量等因素制约,同时工作面长度太长,生产技术管理的难度也会增大。据本设计采区煤层地质条件,确定工作面长度为220米,下面对工作面长度进行校核1)按工作面生产能力保证矿井生产能力进行校核 本设计矿井由
4、一个工作面达产,工作制度为“三八”制,即两班半割煤,每班割4刀,采煤机截深0.75米。 工作面年推进度V0=工作面日进度年工作日数 (6-1) V0=7.5330=2475米 回采工作面产量A0=LV0MgC0 (6-2) 式中:L:回采工作面长度,m; V0:工作面年推进度,m/a;M:采高,m; g:煤的容重,t/m3; C0:回采工作面回采率 A0=22024754.31.350.95=300.3万吨 矿井生产能力 A=K (6-3)式中:K:采区掘进出煤系数,取1.1 A=1.1300.3=330.33万吨 生产能力大于300万吨,因此工作面长度合理.2)按采煤机生产能力进行校核 采煤
5、机理论生产能力为Qt=60MVqgB (6-4) 式中:M:采高,米;B:采煤机截深,米;Vq:采煤机牵引速度,米/分; g:煤的容重;吨/米3; Qt=604.381.350.7524=50155.2(T/D)采煤机实际生产能力Qm=KQt; (6-5) 式中:K:采煤机实际生产能力系数,即开机率取0.7; Qm=0.750155.2=35108.64(T/D) L= Qm /(N*B*M*g*C) =35108.6/(100.754.31.350.95) =848.8米因此工作面长度合理,采煤机生产能力满足要求。3)按运输机能力校核 由于采煤设备选型时,根据采煤机能力小于运输机能力 ,L(
6、nN1Ga)/(BNKP) (6-6) 式中:n:昼夜运煤班数,班; N1:每班内运输机运煤小时数,小时; Ga;输送机小时运输能力,吨/小时; B:采煤机截深,米; N:昼夜进刀数,刀;K:工作面回采率;P:煤层生产能力,吨/米2; L(281000)/(0.75104.31.350.95)=378米因此工作面长度取220米合理。4)按工作面通风能力确定工作面最大长度L L(60VmSCf)/(QbBPN) (6-7) 式中;V:工作面内允许的最大风速,米/秒;S:工作面最小控顶距,米; Cf:风流收缩系数;Qb:昼夜产煤一吨所需风量,米3/吨,取0.33米3/吨; B:截深,米;P;煤层生
7、产率,吨/米2;N:日割煤刀数,刀;L(6044.33.50.95)/(0.31250.754.31.350.9510)=260述校验,知工作面长度在220米是合理的,故在设计中取工作面长度L=220米6.4 采煤机械的选择及回采工艺方式的确定46.4.1 采煤机械的选择 选择工作面采煤机械要与煤层赋存条件相结合,尽可能保证工作面有良好的生产条件,使煤炭损失少,回采率高,材料消耗量少,所以采煤机的选型是煤矿生产的重要环节。其选择应根据以下原则:1)工作面地质构造包括断层、火成岩侵入,若火成岩宽度大时,采煤机无法通过正常回采;岩体宽度小时,可爆破预掘;若存在落差小于1米的断层,采煤机可强行割岩通
8、过,故考虑小断层存在的可能性,选用功率较大的采煤机。2)选择采煤机时应考虑煤层的机械性质,本煤层f=1.53.0,属中硬煤层,抗截强度A为120180,选择采煤机时应考虑这些指标。 3)考虑综采面的生产能力,适当选择采煤机最大牵引速度,截深与采高。4)为实现工作面综采机械化,选择采煤机时应考虑与其它设备的配套。本带区重点设计煤层厚度为4.3米,而且水文地质条件都比较简单,煤层倾角平均为10,在满足生产能力的前提下,选用EDW380/400L大截深采煤机,这种采煤机适宜采高在2.75.5米,其技术特征见表,工作面刮板运输机、转载机和胶带输送机在满足运输能力和铺设长度前提下,按照设备配套手册选取,
9、其型号分别如下;SGZ-764/264型刮板运输机,SZB-764/132型转载机,破碎机型号为PEN1000650,胶带输送机型号为SSJ1200/M。其技术参数见表表6-1 采煤机的技术参数Tablet.6-1 Table of caimeiji technical parameters型号截深/m滚筒直径/m牵引方式牵引速度/mmin-1滚筒中心距/mm机面高度/mm喷雾方式电动机功率/KwEDW380/400L0.752.0 液压无链08.5103261905内外喷雾420图6-1刮板输送机Figure 6 -1 scraper conveyor 表6-2 刮板运输机技术特征表Tabl
10、et.6-2 Table of rail transport technology features型号运输长度/m运输能力/th-1刮板间距/mm溜槽/mm长宽高链速/ms-1SGZ764/264A2201000103215001.12图6-2转载机Figure 6 -2 reproduced machine表6-3 转载机技术特征表Tablet.6-3 Table of technical characteristics reproduced plane型号输送能力/th-1链速/ms-1中部槽尺寸/mm刮板链型式刮板间距/mmSZZ764/1327001.281500764222双边链5
11、16图6-3破碎机Figure 6 -3 crusher表6-4 破碎机技术参数表Tablet.6-4 Table of breakers technical parameters table型号结构特点过煤能力/th-1进料口宽/mm进料口高/mm电动机功率/KW电压/VPEN1000650轮式连续4501000800551140图6-4可伸缩式输送机Figure 6 -4 can telescopic conveyor表6-5 可伸缩胶带输送机参数Tablet.6-5 Table of extendable tape machine parameters can be channelled
12、型号输送量/th-1输送长度/m带速/ms-1输送带宽/mm储带长/m机尾搭接长/m传动滚直径/mmSSJ-1200/M40010002800100126306.4.2 工作面液压支架的选择液压支架是控制矿山压力的基本手段。回采工作面支架必须具备两个特征:一定的可伸缩性和良好的支撑性能,使支护强度与采面矿压相适应,支架结构与煤层赋存条件相适应,支护断面与通风要求相适应,液压支架与采煤机、输送机相配套,其中直接顶的稳定对支架选型和支护起主要作用,而老顶的失稳及来压强度对支护强度、支架具备的可缩量以及采空区处理起决定作用,因此分析直接顶与老顶的性质,又煤层厚度为4.3米,顶底板岩性分别为粉砂岩、粗
13、砂岩,直接顶厚度为5米,KM=54.3=1.16 0.31.163,故老顶为二级顶板,周期来压明显,再考虑到直接顶粉砂岩为中等稳定顶板,综合考虑以上各种因素,选择ZYD3400/23/45型支撑掩护式支架,其技术特征如下表所示:表6-6液压支架技术特征表Tablet.6-6Table of hydraulic structures technical characteristics型号高度/m工作阻力/KN初撑力/KN支护强度/MPa供液泵压/MPa外型尺寸/m长宽高ZYD3400/23/452.34.5340026080.58155.471.432.3另外,这种液压支架立柱中间有较宽的人行道和较大的通风面积,可采用随机支护,