机械化倾斜长壁采煤法开采1123采面工作面施工组织设计--1123工作面运输机巷皮带机安装、转载机安装及工作面支架安装、工作面刮板机安装和采煤机的安装

第一章工程简介一、1123工作面基本情况1123采面工作面采用高档普通机械化倾斜长壁采煤法开采，工作面使用双滚筒采煤机落煤。1123采煤工作面位于+838m水平一带区（+850m～+748m水平之间）。采煤工作面运输巷和回风巷分别在+850m上下连运输巷开口掘进石门揭煤后，顺煤层下山550米布置开切眼，1123工作面平均采高为1.45m，平均煤厚0.7m。单面走向长度147米，倾斜长550米。工作面标高+761～+856m,相应地表标高+1280～+1220m，埋深519～364米，平均441m。该工作面所属煤层为上下连煤层，煤种为无烟煤，属于不易自燃煤层，无煤尘爆炸危险性，煤层顶板以细砂岩、泥岩为主，稳定性较差，底板以泥岩及细砂岩为主，稳定性一般，属较稳定薄～中厚可采煤层。二、工作面位置及井上下关系（见表1）工作面位置及井上下关系表表1水平名称+838m水平采区名称一带区工作面名称1123采煤工作面地面标高(m)+1220～+1280井下标高(m)+856～+761地面相对位置工作面对应地面位置为杨湾村瓦厂坪社，地面标高为+1220～+1280米，工作面标高为+856～+761米，地表平均高差441米。井下位置及与四邻关系1123采煤工作面是河坪煤厂+838m水平一带区上下连煤层第3个采煤工作面。该工作面南1121、1122采煤工作面均已回采完毕，现已封闭；北面正在布置1124工作面；东为+748m底板岩石运输巷；西为+850m上下连运输巷和+850m上下连煤层回风巷,以煤柱为限。工作面地呈南低北高。回采对地面设施的影响该工作面地表为山林，无民房及建筑物，根据矿井多年回采，未出现地表塌陷,预计该工作面回采对地表影响不大。 工作面长度147m×2倾斜长度（m）550面积（㎡）161700三、相邻工作面1123工作面北为1124采煤工作面（正在布置）；东为+748m水平+748m底板岩石运输巷；南为1122采煤工作面已回采完毕，现已封闭；西为+850m上下连煤层回风巷，+850m水平以上为采空区。四、采煤规模名称走向长倾斜长回采面积煤层平均厚度原煤比重回采率工业储量可采储量可采期限单位mmm²mt/m3%ktkt月参数2945501440600.71.4089.1158.4141.127.6四、工程范围1123工作面运输机巷皮带机安装、转载机安装及工作面支架安装、工作面刮板机安装和采煤机的安装。按照支护设计进行支护，包括支护材料的采购、加工、安装及拆除；1123采煤工作面机电设备，包括采煤机、刮板机、转载机、液压支架、泵站、移动变电站、供回液管路、电气开关、电缆及供排水管路等。（1123工作面长度294m）1123工作面机电设备安装及调试。八、工作面储量及服务年限（一）、工作面工业储量单面A=147m×550m×0.7m×1.40t/m3=79.2(kt)双面工作面A工=79.2×2=158.4(kt) （二）工作面回采量及回采率+850m上下连回风巷护巷煤柱30m，因此回采倾斜长度550-60=490m。回采量：A回=147×490×0.7×1.40×2=141.1kt回采率：144.1/158.4×100%=89.1%（三）生产能力及服务年限根据矿井的核定生产能力150kt、2017年采掘计划及实际生产能力，设计工作面两班生产，一班准备检修，班循环2次，日推进两刀1.2m（实际只有1.1m），工作面回收率95%，正规循环率70%（考虑到工人操作不熟练及设备运行因素），按年工作276个工作日计算。工作面年产量：A采=l·L·r·C·m·10-3=147×2×276×1.1×0.70×1.45×1.40×95%×10-3=12.05kt/a式中：A采-普采工作面年产量，kt/a；M—回采工作面煤层厚度0.7m（平均采高1.45m）；l—回采工作面长度，平均147m×2；L—回采工作面年推进度，212.5m；r—开采煤层的平均容重，1.40t/m3；C—工作面采出率，95%。工作面平均日生产能力：120.5/276=0.437t/d工作面服务年限：(550-60)/212.5=2.3（年）预计工作面于2016年4月份始采，2018年6月终采。 第二章采煤方法及回采工艺流程根据我矿《整合工程初步设计（修改版）》，1123采煤工作面为采用普通机械化采煤工艺，倾斜长壁后退式采煤法进行回采，采空区采用自然垮落充填法管理顶板。第一节巷道布置一、采煤工作面巷道布置1123采煤工作面为三巷布置，采煤工作面运输巷（1123工作面运输机巷）在+850m水平底板岩石运输巷掘一段岩石巷（1123工作面通风行人巷）与工作面溜煤眼贯通，按方位角52º，倾角-17º掘进65m见煤，顺煤层倾向布置530m；采面回风巷（1123a回风巷、1123b回风巷）从+850m水平底板岩石运输巷掘一段岩石巷（石门）与+850m上下连煤层回风巷贯通，然后顺煤层倾向掘进630m，对接工作面运输巷、回风巷到位后两巷贯通后形成开切眼，安装机电设备、供电系统、控风设施、安全监控等后形成采面生产工作面。1123工作面运输机巷道净高2m，净宽3.6m，矩形断面，锚杆加钢筋梯支护；1123a回风巷、1123b回风巷净高2.0m，净宽3.5m，矩形断面，巷道采用锚杆加锚索钢带支护。工作面巷道布置见图。二、溜煤眼 在+850m水平底板岩石运输巷1123工作面通风行人口距大巷76m处布置有1123工作面溜煤眼，方位角60º，倾角+45º,倾斜长16m。高:2.0m,宽：上口3.0m、下口0.8m，深23m，容积87.4m3，锚杆支护。第二节采煤方法该工作面采用倾斜长壁后退式开采，全部跨落法管理顶板。1123a采面与1123b采面煤壁至煤壁之间的错距离保持在1-3米之间。1、进刀方式：机组自开切口斜切进刀a、采煤机向机（头）尾割煤斜切进刀25～30m，其前后滚筒全部切入 ；b、移溜工序距进风巷（回风巷）15m处停止移溜；C、采煤机割透机头（机尾），调换上、下滚筒位置返回，通过工作溜弯曲段滚筒切入煤体；D、将剩余工作溜推移到煤帮，并完成拉机头（机尾）工作；E、采煤机再次调换上、下滚筒位置，向机头（尾）割三角煤完成斜切进刀；F、割透机头（机尾）煤壁后，调换上、下滚筒位置向机尾（头）正常割煤，推移工作溜机头（机尾），进刀结束；采煤方法图示意图 第三节回采工艺一、回采工艺工艺流程：采煤机从机尾（头）自开切口斜切进刀→调上、下滚筒位置→返向割三角煤→调上、下滚筒位置→向机头（尾）全长割煤→移支架支护→推移工作溜→移后溜→移整体梁。（一）落煤1、采用MG170/410－WD型双滚筒骑溜式交流电牵引采煤机落煤； 2、进刀方式：机尾（机头）割三角煤斜切式进刀，其进刀斜长大于25m。3、割煤方法：双向割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤。4、采煤机型号及主要技术参数型号：MG170/410-WD生产能力t/h650采高m1.3-2.92截深mm600适应倾角≤35°滚筒直径mmΦ1250滚筒转速r/min46摇臂长度mm1798摇臂摆动中心距mm5813牵引力KN408牵引速度m/min0-7,割煤时控制在0-2。牵引形式交流变频调速无链牵引机面高度mm1100最小卧底量mm167最大不可拆卸尺寸（中间箱尺寸）mm2400×1200×800最大不可拆卸重量t≤5.3灭尘方式内外喷雾装机功率kw170×2+30×2+11电压v1140机重t25配套输运机SGZ630/220工作面采煤机割一刀原煤循环进度为0.6m。附图3:正规循环作业图表（二）装煤方式利用采煤机滚筒与工作面SGZ630/220型刮板输送机配合运，实现自装煤。剩余浮煤在推移溜过程中，溜子推移至煤壁溜子铲煤板将煤装入溜中。 （三）运煤工作面刮板机运到1123运输巷刮板机转载到1123运输巷皮带机运至煤仓，转入+850上下连底板岩石运输巷装入矿车，电瓶机车牵引运输到+838m甩道车场，绞车提升到地面，人力推车到地面煤仓。1、工作面内采用SGZ-630/220型中双链可弯曲刮板输送机技术参数电动机功率：2×110KW，电压：1140V运输能力：450t/h，链速：0.93m/s安装长度：150m中部槽规格：1500×630×252mm整机弯曲性能：水平弯曲1°；垂直弯曲3°。2、运输机巷转载使用SGB620/40T型刮板输送机技术参数电机功率：55KW，电压等级：660V运输能力：150t/h，链速：0.86m/s安装长度：80m中部槽规格：1500×620×180mm3、运输机巷DTL80/2×75型固定伸缩胶带运输机技术参数电机功率：2×75KW，电压等级：660V运输能力：400t/h，带速：2.0m/s安装长度：560m胶带宽度：800mm（四）工作面支护及顶板管理工作面采用山东凯瑞矿山设备制造有限公司为我矿设计的 整体顶梁悬移液压支架ZH2000/14/19.5Z、ZH2400/14/19.5Z支撑顶板，三巷超前支护使用JDB-1200型铰接顶梁配DW25-250/100单体液压支柱进行支护。整体顶梁悬移液压中间支架ZH2000/14/19.5Z技术特征（见下表2-1）ZH2000/14/19.5Z中间支架技术参数表2-1序号名称参数备注1支架高度1400-1950mm最低/最高2支架宽度960mm3工作阻力2000kNP=41Mpa4初撑力1545kNP=31.5Mpa5支架中心距1000mm6支护强度0.60MPa7对底板比压8支柱缸径Φ125mm9行程550mm10支柱数量4条带Φ350mm铁鞋11移架千斤顶缸径100mm12移架步距700mm13推溜千斤顶缸径100mm14推溜力235kN15行程700mm16档矸板长度580mm17泵站压力31.5MPa18工作介质M10乳化液浓度3-5%19操作方式集中控制 ZH2400/14/19.5Z过渡支架(端头支架）技术参数表2-2序号名称参数备注1过渡支架高度1400-1950mm最低/最高2支架宽度960mm3工作阻力2400kNP=39Mpa4初撑力1940kNP=31.5Mpa5支架中心距1000mm6支护强度0.56MPa7对底板比压8支柱缸径Φ140mm9行程550mm10支柱数量4条带Φ350mm铁鞋11伸缩梁数量112伸缩梁行程700mm13移架千斤顶缸径100mm14移架步距700mm15推溜千斤顶缸径100mm16推溜力235kN17行程700mm18档矸板长度580mm19泵站压力31.5MPa20工作介质M10乳化液3-5%21操作方式集中控制1、支架操作方法：本架操作2、移架方法：追机逐架前移3、工艺关系：正常情况下，采煤机后滚筒割煤后，滞后3-5架开始移架， （顶板破碎段可超前移架即前滚筒割顶煤，滚筒割底煤后立即移架）；推移溜滞后移架10—15m，推溜时，采取多次推到位的方法推溜，必须保证输送机弯曲段长度大于1.5m。输送机弯曲段的弯曲角水平方向不得大于1度，垂直方向不得大于3度。杜绝一次顶到位，严禁把溜子顶成急弯。4、采空区处理：采用自然垮落法充填采空区顶板。根据矿井多年实际情况若采面初期推进5-10米时，采空区顶板不自动垮落，要进行一次强制放顶，以后不需人工强制放顶，顶板直接顶大约2.0-2.5m厚随移架而自然垮落充填采空区。二、工作面正规循环生产能力该工作面选用双滚筒采煤机采煤，ZH2000/14/19.5Z型整体顶梁组合液压支架支护顶板，刮板输送机运煤，采煤机运行时采用双向割煤方式，斜切进刀，自开缺口，日往返一次割两刀（因受矿井运输限制和职工对机采的技术熟练程度），每刀截割深度0.6(实际0.55m），日推进度1.1m。W=LShrc=147×2×0.55×1.45×1.4×95%=311.8（t/1个循环）式中：W——工作面正规循环生产能力，t/1个循环；L——工作面平均长度，147m×2；s——工作面正规循环推进度，0.6m，实际0.55m；h——工作面采高，1.45m； r——煤的视密度，1.4t/m³；c——工作面采出率，95%。第四节设备配置1123工作面主要设备配置设备名称型号功率（KW）运量（t/h）台数采煤机MG170/410-WD4106502刮板运输机SGZ630/2202×1104502刮板运输机SGW-620/40T551501伸缩带式输送机DTL-80/40/2×75/2×552×754001悬移液压支架ZH2000/14/19.5Z284端头过度支架ZH2400/14/19.5Z20乳化泵BRW200/31.51102乳化液箱XR200/161500L1移动变电站KBSGZY315/101移动变电站KBSGZY1000/102开关QJZ-4006双控双速开关QJZ-315/1140(660)SA2防爆电话KTH-1015组合灯光电铃18金属铰接顶梁JDB-1200200单体液压支柱DW25-250/100300第三章顶板控制第一节支护设计一、工作面顶板管理方式及支护设备选型1、液压支架选型计算 1）工作面中间支架选型计算根据本工作面煤层的赋存条件、地质构造特征，为保证选用适用的支架，使得机采各项工艺参数充分发挥，确保工作面实现高产高效，进行工作面支架选型。A、根据工作面自然条件，上下连煤层厚度为1.55-1.9m，煤层倾角为11°-15°等赋存条件，初步选用支架为整体顶梁组合式支架。支架的支护强度≥1000kpa，取支架支护强度为1000kpa。B、支架支护强度的计算：Q=1000×N×h×γ×9.8×10-6/u式中：Q——支架单位面积上应有的工作阻力（即支护强度），MPa；N—支架荷载相当于采高岩重的倍数（6-8倍），取N=8；h——煤层平均采高，1.45-1.9m，取最大1.9m；γ——顶板岩层平均容重，取2.5t/m3；u——支护效率，取0.85；Q=8×1.9×2.5×9.8/0.85＝438.12kN/m2=0.44MPa因此该工作面合理支护强度为0.44MPa