区实践经验,在中等稳定及偏下类顶板开采条件下,采用高强度二柱掩护式支架,可有效地阻止顶板岩层向采空区移动的纵向推力,改善工作面围岩的受力条件,工作面片帮冒顶事故随之减少。如美国个厚煤层矿井中考虑煤质问题有个矿井留有顶煤均采用二柱掩护式支架,均不存在顶煤留不住或工作面冒顶问题。提高液压支架初撑力开滦钱家营西山官地等煤矿通过配备初撑力保证阀,提高液压支架初撑力,有效地减少了工作面顶板下沉量,进而减少了片帮冒顶次数。及时支护端面顶板和煤壁邢台东庞矿在大采高综采工作面实行追机作业,即在采煤机割煤后,紧跟着擦顶带压移架,移架到位后,立即将支架的伸缩式或折叠式前探梁及护帮板伸出,及时支护住新裸露的顶板及煤壁。加固煤壁开滦范各庄矿工作面局部采用木锚杆加固煤壁,效果较好。加快工作面推进速度大采高工作面加快推进速度,缩短端面顶板及煤壁悬露时间,减少煤体及端面顶板的累计变形量,亦可提高煤壁的稳定性。如本矿井邻近的张集矿井大采高.工作面片帮冒顶较少,与工作面推进速度较快平均月有很大关系。合理选择工作面采高根据工作面顶板和煤层条件,合理选择工作面采高,可有效地控制工作面片帮冒顶程度。根据邢台东庞矿在工作面的Ⅱ类顶板条件下,进行次采全高综采试验观测结果,煤壁片帮深度随着实际采高的增大而呈非线性增加当采高超过后,其片帮深度急剧增加。综合近年来神东大柳塔补连塔邢台东庞淮南张集等矿的开采经验,在顶板中等稳定煤质较硬的条件下,采高可达到对于顶板稳定性较差煤质较软的煤层,采高不宜超过.。综上分析,目前国内.以下缓倾斜厚煤层综采成套设备已实现国产化,回采工艺已日趋成熟,工作面单产已达到较高水平,大采高工作面也取得了成功经验。国内外采煤技术的发展为本矿井采煤工艺的选择提供了依据。回采工艺的选择根据本井田煤层赋存条件和国内外采煤技术装备发展水平,设计确定煤层平均厚度为.采用次采全高回采工艺。二综采工作面回采工艺设计国内外采煤工作面设备发展水平液压支架目前,国外液压支架的主要发展趋势是高阻力高可靠性宽中心距和电液控制的二柱掩护式支架。年美国采用二柱支架的工作面达个,占,至年底仅剩个四柱支架工作面。澳英德等国近年来也大力发展二柱支架,新购置支架大多为二柱式。其主要原因是两柱支架结构简单。高强度二柱掩护式支架可有效地遏止顶板岩层向采空区移动的纵向推力,改善工作面围岩的受力条件,减少工作面的片帮冒顶。国内神东大柳塔补连塔邢台东庞义马耿村等矿的大采高工作面均采用二柱掩护式支架,工作面单产达到较高的水平。美国及国内神东矿区井下工作面多为中等稳定顶板,邢台东庞为中等稳定偏下类顶板,多年的生产实践表明,在大采高中等稳定及偏下类顶板条件下,高工作阻力的二柱掩护式支架是发展方向。近年来液压支架有向重型发展的趋势,支架工作阻力逐年增加,美国长壁工作面支架工作阻力大部分在,最大的二柱掩护式支架工作阻力达到,而美国煤层埋深都在以内,平均。国内神东大柳塔矿在采高.的工作面,液压支架工作阻力达到,在回采期间仍存在顶板沿煤壁切落的台阶下沉现象,说明支架的工作阻力并不富裕。神东大柳塔矿在采高的工作面,液压支架工作阻力达到,在回采期间未发生过顶板台阶下沉和支架严重下降问题。国外液压支架普遍采用电液控制和高压大流量供液系统,移架速度达架,年美国已全部采用电液控制。国内神东大柳塔矿国产大采高液压支架采用了大流量片阀,移架速度只能达到架。可见,电液控制系统优势明显。国外液压支架广泛采用高强度材料,支架寿命和可靠性大大提高。部分公司支架寿命达年以上。国内神东大柳塔矿采用德国高强度掩护式支架,该套设备大修前共回采了个综采面,采出煤量.,其可靠的性能卓越的过煤能力为大柳塔矿高产高效的实现提供了保证。采煤机滚筒采煤机的主要发展趋势是大功率电牵引多电机大截深和自动控制等。年美国长壁面采煤机的平均功率已达,最大,采煤机割煤速度普遍在以上,最高达到,空载牵引速度最大达.,截深加大到。大部分采煤机装有遥控监测故障诊断系统。近年来已有部分长壁面采用智能采煤机,可根据预先设定的顶煤厚度自动调整滚筒高度,自动调整牵引速度和测定采煤机位置。国内神东大柳塔矿采用美国型电牵引采煤机,功率,牵引速度。国产电牵引采煤机经过多年的研制和实践已经成熟,装机总功率已达,牵引速度达到.,截深达到.,采高达到.,基本上能满足.大采高综采面采煤需要。工作面刮板机工作面刮板机是向重型化大功率大运量高强度和高寿命方向发展。年,美国长壁面刮板机功率平均,最大,溜槽宽最大.,运量最大。近年来安装的工作面刮板机还采用了保护驱动控制装置,可实现重载软启动和载荷分配。国产工作面刮板机功率达到,溜槽宽达到.,运量达到,长度达到。设备选型原则本矿井采煤工作面装备力求达到国内领先国际先进水平。设备选型在技术先进生产可靠的同时,兼顾设备间的相互配套,保证运输系统流畅,以期达到采运平衡,最大限度地发挥综采设备优势。泵房硐室的地平应高出通道与车场连接处地板.米,设有流水坡,以防硐室积水。水泵工作的总能力应满足小时内排出矿井小时的正常涌水量。井底水仓井底水仓是按照矿井正常涌水量计算的,煤矿安全规程规定,当矿井正常涌水量在立方米小时以下,主要水仓有效容积能容纳小时的正常涌水量。同时主要水仓的有效容积不得小于四小时的矿井正常涌水量。矿井主要水仓必须含有内水仓和外水仓,当个水仓清理时,另个水仓能正常使用,特殊情况应设多条水仓。据上述可知,本矿正常涌水量立方米小时,小于立方米小时。故其容量•式中水仓容积,立方米矿井正常涌水量,立方米小时计算得立方米本矿井水仓断面为半圆拱形,用混凝土砌碹,考虑到支架间隙亦可储水,水仓净断面应乘以.的系数。为使淤泥易于沉淀和清理,水仓向配水仓方向设立反坡,其坡度常为,在水仓最低点既清理斜巷底部附近应设积水窝,在清理水仓时能将积水排出,以方便清理工作。等候室在副井井筒附近应设置等候室,作为工人候跟休息的场所。等候室多和工具房相邻,以便于工人领取工具。六其他硐室其他硐室主要有调度室电机车库及电机车修理间防火门硐室火药库等。各硐室的具体位置见井底车场平面布置图所示。第五节开采顺序及带区采煤工作面的配置开采顺序安全规程规定突出矿井高瓦斯矿井低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面,不得采用前进式采煤方法。在井田范围内,带区的开采顺序为后退式,即从井田南北两翼向井田中央推进的方式。在带区内优先开采离井筒近的条带,矿井投产快,可以节约初期投资。然后再在带区内进行跳采,跳采方式巷道掘进工程量少。二保证年产量的同采采区数和工作面数保证年产量的同采采区数和工作面数本矿采用综合机械化采煤,个工作面的生产能力可达到万吨左右。矿井达到产量时工作面个数确定达到设计产量时工作面总线长••••式中采煤工作面总线长,矿井设计年产量,取.回采出煤率,取.同采煤层总厚度,取.煤层容重,取.工作面回采率,取年推进度,.其中矿井年工作日,天日循环数,个个循环进度,.正规循环系数,煤层厚度介于的综合机械化采煤工作面年推进度不应小于。故••••.确定同采工作面个数•取整数式中同采工作面数,个工作面总线长,同采煤层数回采工作面长度,计算得.取整数为故工作面个数为个。矿井产量的验算根据所配置同采工作面的具体条件,验算投产初期矿井年产量,验算公式如下式中矿井同采工作面产量总和,万第号工作面采高,第号工作面年推进度,第号工作面长,第号工作面煤的容重,同采工作面数,个回采工作面采出率计算得.万吨加上全矿井掘进煤之和为万吨,小于.,故符合规范要求。确定同采工作面为个,工作面长为。第六节井巷工程和建井工期巷道掘进进度指标见表,根据上述有关的设计和计算结果,编制施工进度表确定建井工期见表,并计算统计达到设计产量时的井巷工程量见表。表巷道掘进进度指标表井巷道工程名称围岩类别掘进进度指标月立井井筒岩石硐室工程岩石井底车场岩石顺槽及横贯煤开切眼煤注倾角大于的上下山的掘进速度,其修正系数上山应为.,下山应为.有煤和瓦斯突出危险的煤层巷道掘进速度应采用.修正系数。表井巷工程施工进度表表矿井达到设计产量时井巷工程量表序号巷道名称支护材料断面形状巷道断面巷道长度工程量备注净掘净掘开拓巷道主井混凝土圆形副井混凝土圆形风井混凝土圆形井底车场锚喷半圆拱石门锚喷半圆拱轨道大巷锚喷半圆拱运输大巷锚喷半圆拱回风大巷锚喷半圆拱回风石门锚喷半圆拱小计二回采巷道轨道斜巷工字钢梯形皮带斜巷工字钢梯形开切眼液压支架矩形.小计合计由施工进度表可知,四个施工队同时施工,施工过程中如无重大地质问题影响施工的正常进行,理论计算经过.个月可满产。第四章采煤方法第节采煤方法的选择为了对各煤层选择合理的采煤方法,必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征。并参考实习矿井或矿区实际使用经验。.开采条件本井田位于陈桥背斜东翼与潘集背斜西部的衔接带,总体构造形态为走向南北向东倾斜的型单斜构造。地层倾角平缓,平均左右,为近水平煤层,断层较少,构造简单煤层瓦斯相对涌出量.。为高瓦斯矿井,煤尘有爆炸危险。综上所述,本井田煤层赋存稳定块段完整开采面积大适合综采储量多,故应优先考虑采用综合机械化开采。.采煤机械化发展现状近年来,随着世界煤炭技术的不断发展,我国综合机械化采煤技术提高很快,生产技术和管理经验日趋成熟,综合机械化程度已由年的.提高到年的.。我国潞安晋城矿务局及兖州矿业集团的南屯兴隆庄鲍店东滩济宁二号井济宁三号井等对矿井综采机械化程度均达到。淮南矿业集团自年代初以来,已有近年的综合机械化开采经验。年综合机械化开采程度已达.。矿井生产所需要的运输能力,并应满足矿井不断持续增产的需要。为此,井底车场的设计通过能力应大于矿井生产能力。其次,在满足井底车场通过能力的前提下应尽量减少其掘砌体积,而且井底车场应便于管理和安全操车。根据本矿实际情况选用立井刀式环行井底车场。井底车场设计示意图如下图井底车场示意图二线路总平面布置井筒相互位置的确定本矿井所在地地形平坦,井筒位置不受地面限制,主井中心坐标为副井中心坐标为两井筒垂直于存车线方向的距离为,平行于存车线方向的距离为。如下图所示主井中心线副井中心线副井储车线图井筒相互位置图两井筒中心点间的直线距离为.井底车场各存车线长度的确定井底车场线路包括存车线和行车线。存车线为存放空重车辆的线路,它由主井重车线主井空车线副井重车线副井空车线及材料车线组成。行车线为调度空重车辆的线路,如连接主副井空重车线的绕道和调车线。副井马头门线路也用于行车线。除上述主要线路外,在井底车场内还有些辅助线路,如通往各硐室的专用线路和硐室内铺设的线路。当运输大巷采用列车运行时,主副井空重车线长度应符合设计规范规定主井空重车线长度应能够容纳.列车,副井进出车线长度,应能够容纳.列车。材料车线应能够容纳个以上材料车到列车。井底车场线路由直线线路和连接部分所组成,连接部分包括曲线线路和道岔。直线线路就是指存车线和行车线以及调车线。本矿井运煤直接由胶带输送机运往煤仓,故无需计算主井空重车线长度。副井空重车线长度式中副井空重车线长度,列车数目,列数,取列每列矿车数,辆,取辆个矿车长度电机车长度电机车制动距离取副井辅助运输采用固定矿车,型号为.,外形尺寸,自重。电机车选用,外形尺寸。,取材料车线长度材式中材料车线长度,材辆材料车长度本矿井选用材料车,型号为,外形尺寸。材取马头门线路长度马头门线路指副井重车线的末端至材料车线进口变正常轨距的段线路,线路布置图如下所示图马头门线路布置马头门线路可有下式进行计算确定式中马头门线长度,马头门重车线长度,马头门空车线长度,从复式阻车器的前轮挡到对称道岔基本轨起点之间的距离,取.基本轨起点至对