1、個人資料整理僅限學習使用胡村煤礦采煤方法設計教案案例胡村煤礦地處河東煤田東南部，位于山西省鄉寧縣管頭鎮境內。該區尚無鐵路通達，礦井距南同蒲鐵路侯馬站60km。礦井設計能力達到1.5Mt/a。本井田主要含煤地層為上石炭統太原組與下二迭統山西組，共含煤11層，自上而下為： 1上號、 l下 號、 2號、 2下號、 3號、 5號、 6號， 7號、 8號、 9號、 12號煤層。其中 1上號、 2號、 9號為穩定、全區或全區大部可采煤層， 3號煤為局部可采煤層，其余均不可采。煤層總厚 9.92m，含煤系數 9.48%，其中可采煤層總厚 8.07m?，F將主要可采煤層簡述如下： b5E2RGbCAP1上號煤層

2、：厚度 0.532.65m，平均厚： 1.93m。位于山西組上部 K 8砂巖到中間砂巖之間，下距 2號煤層 21.14m。直接頂為黑色泥巖及深灰色砂質泥巖，基本頂為中細粒 K 8砂巖。底板為灰黑色泥巖和砂質泥巖。鉆孔見煤率 100%，可采率 93.75%，賦存呈南西厚、北東薄之趨勢，結構簡單，屬全區穩定大部可采煤層。 p1EanqFDPw2號煤層：厚度 1.683.19m，平均厚 2.64m。位于山西組下部中間砂巖到 K7砂巖之間，下距 9號煤層約 49.31m。直接頂為深灰、黑色砂質泥巖、泥巖，基本頂為中細粒中間砂巖。底板為泥巖和炭質泥巖。鉆孔見煤率及可采率均為100%，屬全區穩定、全區可采

3、煤層。DXDiTa9E3d3號煤層：厚度 0.201.18m，平均厚 0.72m。位于山西組下部 2號煤層到 K7砂巖之間，下距 9號煤層約 45.80m。上距 2號煤層 3.51m，全區發育穩定，局部可采。 RTCrpUDGiT9號煤層：厚度 0.603.74m，平均厚 1.84m。位于太原組下部 K2石灰巖到 K1砂巖之間。直接頂為 K2石灰巖。底板為泥巖或砂質泥巖。鉆孔見煤率為93.33%，可采率為 92.86%，屬全區穩定大部可采煤層。5PCzVD7HxA1/13個人資料整理僅限學習使用各可采煤層特征詳見表 1。表 1 可采煤層特征表煤層厚度煤層煤層最小 頂板底板間距平矸可采性穩定性編

4、號最大巖性巖性<m）平均 <m）上0.53-2.6521.1401泥巖、砂巖炭質泥巖、泥巖、砂巖基本全區穩定1.93121.68-3.1901泥巖、砂巖泥巖、炭質泥巖全區可采穩定2.643.5130.20-1.1801巖質泥巖、泥巖、炭質砂質泥巖局部可采較穩定0.72泥巖、砂質泥巖90.60-3.7445.800巖質泥巖、泥巖、砂質泥巖大部可采穩定1.84泥巖、鋁土巖一、采煤方法選擇本井田編號煤層 11層，自上而下分別為 1上號、 1下號、 2號、 2下 號、 3號、5號、 7號、 8號、 9號、 12號。其中 1上號、 2號、 9號煤為穩定、全區或全區大部可采煤層， 3號煤層為局

5、部可采煤層，其余均不可采。1上 、2號、 3號煤層為薄或中厚煤層，煤層頂底板穩定，根據各煤層賦存條件和開采技術條件，結合礦井的生產能力，可供選擇的采煤方法有刨煤機綜采和滾筒采煤機綜采。刨煤機和滾筒采煤機各自的適應條件表述如下：jLBHrnAILg1. 采煤機(1>煤層厚度：經濟開采厚度1.0m以上，厚度 <1.0m時，設備的適應性較差；(2>煤層傾角：無鏈牽引采煤機適應性較廣，但傾角大于16°時，需采取防滑措施；(3> 傾角大、煤層薄時，司機工作條件差；2/13個人資料整理僅限學習使用(4> 煤質硬度：煤質硬度越大要求截割功率越大；(5>煤層結構：

6、含有菱鐵礦、砂質巖或黃鐵礦結核、巖漿體的煤層，對截割部有嚴重影響時不宜使用；(6>煤層頂板：按頂板類別選用支架，基本上可滿足要求，特別是對堅硬或松軟的頂板需要采取特殊的措施；(7>煤層底板：對于采煤機一般影響不大。特別松軟、有粘土質的底板不宜使用；(8>地質構造：斷層落差不大于二分之一的煤層厚度，褶曲曲率半徑大于30m，無大的底凸或頂褶等地質障礙。xHAQX74J0X2. 刨煤機(1> 煤層厚度：開采高度 0.62.0m；(2> 煤層傾角：小于 40°；(3> 煤層結構：含堅硬夾雜物的煤層慎用；(4>煤層頂、底板：頂板松軟、或有粘土質巖性偽頂

7、的粘頂煤層則不宜選用，要求底板平整，無大的起伏或底凹現象，底板松軟也不宜選用；LDAYtRyKfE(5>地質構造：無 0.5m以上落差的斷層、起伏較大的褶曲，包括頂褶或底褶，以及影響連續刨削的地質障礙。Zzz6ZB2Ltk根據采煤機與刨煤機的各自適應條件，結合本井田的煤層賦存特征，設計推薦的采煤方法為：礦井移交時開采 1上號煤層，裝備一個滾筒采煤機長壁機械化綜采工作面，生產能力為 0.6Mt/a。礦井能力達到 1.5Mt/a時， 1上 、2號煤層各布置一工作面， 1上號煤層新增一套薄煤層刨煤機綜采工作面，生產能3/13個人資料整理僅限學習使用力為 0.6Mt/a；原 1上號煤綜采面移至

8、2號煤層，生產能力為 0.9Mt/a。dvzfvkwMI1二、工作面主要設備選型目前國內外綜采礦井發展趨勢要求加大工作面長度和采煤機截割深度，選用能切割硬煤的大功率采煤機，提高采煤機的牽引速度和切割速度，提高液壓支架移架速度，配備大運量的重型可彎曲刮板輸送機，采用長距離大運量的工作面巷道帶式輸送機。針對這種發展趨勢，工作面主要設備選型時，考慮以下主要原則：rqyn14ZNXI(1> 技術先進、操作簡單、維修方便、運行可靠、生產能力大。(2> 各設備間相互適應、能力匹配、運輸暢通，不出現“卡脖子 ”現象。(3> 綜采設備選型立足于國產先進設備。綜采工作面設備選型分述如下：(一&

9、gt; 刨煤機綜采工作面1. 刨煤機刨煤機是整個生產系統的核心，設計選用BH34/2×200型系列刨煤機，本套刨煤機包括刨煤機部分、輸送機部分及液壓推進系統。主要技術參數如下： EmxvxOtOco總裝機功率： 2×200kW，電壓 1140kV采高： 0.851.8m刨深： 40mm刨煤速度： 0.561.7m/s2. 刮板輸送機功率： 2×250kW供電電壓： 1140V鏈速： 0.95m/s3. 轉載機與工作面刮板輸送機配套，設計選用SZZ764/132型刮板轉載機，主要技術參數如下：4/13個人資料整理僅限學習使用額定輸送能力： 800t/h裝機功率： 1

10、32kW供電電壓： 1140V設計長度： 50.0m<鏈輪中對中）4. 破碎機設計選用 PEM1000× 1000型破碎機，主要技術參數如下：額定破碎能力： 600t/h裝機功率： 55kW供電電壓： 1140V破碎粒度： -300mm5. 可伸縮膠帶輸送機型號： SSJ1000/2×200輸送能力： 1000t/h裝機功率： 2×200kW運輸距離： 2000m6. 支護設備設計工作面支架選擇 ZY5000/09/20型，該支架主要參數如下：支撐高度： 9002000mm支護強度： 0.720.98MPa支架中心距： 1500mm支架重量： 15.4t7.

11、 乳化液泵站與所選支架相適應，工作面配備 WRB-200/31.5型乳化液泵站，由三臺乳化液泵和兩個乳化液箱組成，工作壓力31.5Mpa，泵站流量 2×200l/min ，功率 2×132kW。SixE2yXPq58. 其他主要設備除上述主要設備外，還配備有WPZ320/10型噴霧泵站、 MYZ 150B型探5/13個人資料整理僅限學習使用水鉆機、 XRB50/12.5型阻化劑發射泵、小水泵、膠帶輸送機快速推移裝置、多功能膠體壓注機等設備。6ewMyirQFL(二> 采煤機綜采工作面1. 采煤機按綜采工作面最高產量0.9Mt/a的要求，求得采煤機平均割煤速度為4.2m

12、/min ，最大割煤速度為 6.3m/min。kavU42VRUs采煤機最大理論生產率Q理論 由下式計算：Q理論 =60·H·b·Vmax·r·K=60×2.0 ×0.6 ×6.3 ×1.45 ×0.95=625<t/h）y6v3ALoS89采煤機裝機功率 P由下式計算：P= Q理論 ·Hw式中： P 采煤機裝機功率， kW ；Hw比能耗，取 0.65kW·h/t。則P=625×0.65=406.3kW結合本礦井具體條件，設計選用MG200/500型滾筒采煤機

13、，主要技術參數如下：額定裝機功率： 500kW采高： 1.83.76m截深： 600mm滾筒直徑： 1.8m牽引方式：電牽引牽引速度： 08.413.9m/min供電電壓： 1140V2. 工作面刮板輸送機工作面刮板輸送機輸送能力應與采煤機生產能力相適應，根據工作面生產能力，設計選用 SGZ764/2×250型可彎曲刮板輸送機，主要技術參數如下：M2ub6vSTnP額定輸送能力： 600t/h6/13個人資料整理僅限學習使用裝機功率： 2×250kW供電電壓： 1140V設計長度： 200m鏈速： 1.0m/s3. 轉載機與工作面刮板輸送機配套，設計選用SZZ764/160

14、型刮板轉載機，主要技術參數如下：額定輸送能力： 800t/h裝機功率： 160kW供電電壓： 1140V設計長度： 50.0m<鏈輪中對中）鏈速： 1.4m/s4. 破碎機設計選用 PEM1000× 1000型破碎機，主要技術參數如下：額定破碎能力： 600t/h裝機功率： 55kW供電電壓： 1140V破碎粒度： -300mm5. 可伸縮膠帶輸送機設計選用 SSJ1000/2×200型，主要技術參數如下：輸送能力： 1000t/h裝機功率： 2×200kW供電電壓： 1140V帶寬： 1000mm帶速： 3.15m/s長度： 2000m6. 液壓支架液壓支

15、架是綜采工作面主要設備之一，國外長壁工作面的生產經驗表明7/13個人資料整理僅限學習使用，液壓支架是工作面裝備中投資最多的設備，約占60%70%，因此應把支架的可靠性放在首位，不但要穩定可靠、故障率低，而且使用壽命要長，近年來液壓支架向重型化發展，支架工作阻力增加。0YujCfmUCw本礦井初期開采的 2號煤層，設計采高 1.73.1m左右，2號煤層頂板為砂質泥巖、泥巖。為保證工作面的正常運行，實現安全、可靠、快速移架，設計選用四柱支撐掩護式支架。 eUts8ZQVRd 支架所需支護強度 :按經驗公式 P=nrH=8.0×2.5 ×<1.73.1）=3462t/m2

16、0.340.62MPasQsAEJkW5TP支架支護強度， MPa；1n采高倍數， n=,k頂板巖石碎脹系數。根據2號煤層頂板巖性，k-1取k=1.125,則n=8.0；r巖石容重， t/m3；H采高，按采高 1.73.1m計算。設計綜采工作面支架選擇ZZ4400/14/31型，該支架主要參數如下：支撐高度： 17003100mm支護強度： 0.720.73MPa支架額定工作阻力： 43234370kN支架中心距： 1500mm支架重量： 13.4t7. 乳化液泵站與所選支架相適應，工作面配備 WRB-200/31.5型乳化液泵站，由三臺WRB-200/31.5乳化液泵和兩臺乳化液箱組成，工作

17、壓力31.5Mpa，泵站流量 2×200l/min ，功率 2×132kW。GMsIasNXkA8. 其他主要設備除上述主要設備外，還配備有WPZ320/10型噴霧泵站、 MYZ 150B型探8/13個人資料整理僅限學習使用水鉆機、 XRB50/12.5型阻化劑發射泵、小水泵、膠帶輸送機快速推移裝置等設備。 TIrRGchYzg三、工作面參數確定1. 工作面長度工作面長度是決定其產量和效率的主要因素之一，適當加大工作面長度，不僅可以減少工作面準備工程量，提高回采率，而且可以減少工作面端頭進刀等輔助作業時間，有利于提高工作面產量和效率。同時，工作面長度與開采技術條件、采煤設備

18、能力、刮板輸送機鋪設長度、技術水平、管理水平等因素有關，因此，必須綜合考慮，合理選擇。7EqZcWLZNX目前國內綜采工作面長度已達到150250m。本礦井煤層賦存平緩，裝備先進，有利于工作面長度的提高，同時設計充分考慮了首采區工作面區段劃分的合理性，為減少工作面搬家次數，設計確定初期11盤區綜采工作面長度為 160m。lzq7IGf02E2. 工作面采高工作面采高必須和煤層地質條件、采煤設備及采煤工藝相適應。根據本礦井煤層賦存條件，結合所選的采煤設備和已確定的采煤工藝，工作面采高隨煤層厚度變化而變化，11盤區 1上 煤綜采工作面采高在0.82.6m，首采工作面平均采高2.0m， 2號煤綜采工

19、作面采高在1.73.1m，平均 2.2m。zvpgeqJ1hk3. 工作面推進長度鑒于本井田 1上號煤層和 2號煤層賦存穩定，傾角較平緩，構造簡單，具有布置長距離推進的長壁工作面的資源條件，根據本礦井具體條件和開拓部署，本礦井工作面推進長度定為23km，初期盤區工作面推進長度為1.02.0km左右。 NrpoJac3v14. 采煤機截深根據礦井生產能力、煤層賦存條件和所選用的采煤機特點，設計確定滾筒采煤機截深為 0.6m，刨煤機截深為 40mm。1nowfTG4KI9/13個人資料整理僅限學習使用四、工作面生產能力及回采工藝礦井年工作日 330天，每天三班作業，日凈提升時間16h。礦井生產能力

20、為 1.5Mt/a時， 1上煤布置一個刨煤機綜采面，2號煤布置一個滾筒采煤機綜采面。(一> 1上號煤層綜采工作面1. 循環進度及產量循環進度決定于采煤機截深大小和綜采工作面回采工藝，為實現快速割煤，設計確定刨煤機截深為 40mm，即刨煤機每刀進度為 40mm。工作面長度 160m，平均采高 1.4m，煤層容重 1.51t/m3，工作面回采率為 0.95，則每刀產量由下式計算： fjnFLDa5ZoQ循環 =160×0.04 ×1.4 ×1.51 ×0.95=12.9t/刀2. 工作面年推進度及產量刨煤機刨煤速度為 0.561.7m/s，設計取 1m

21、/s，即 60m/min。工作面每循環作業時間為：T刨 =160/60=2.67min工作面每天割煤刀數：n=16×60×42%÷2.67=151刀則工作面日進度 = 151 ×0.04=6.04m/d工作面日產量 = 151 ×12.9=1948t/d工作面年推進度： L=151×0.04 ×330=1993.2m設計取 1990m3. 工作面年生產能力工作面能生產能力按下式計算：Q=l × h× L××-6 k× 10式中： Q工作面年生產能力， Mt/a ；l- 工作面

22、長度， m，取 160m；h-開采高度， m，取 1.4m；L- 年推進長度， m，取 1990m；-煤層容重， t/m3，取 1.51t/m3；k- 工作面回采率，取 0.95；10/13個人資料整理僅限學習使用代入公式計算得：Q=160×1.4 ×1990×1.51 ×0.95 ×10-6=0.64Mt/a(二> 2號煤層綜采工作面1. 循環進度及產量循環進度決定于采煤機截深大小和綜采工作面回采工藝，為實現快速割煤，設計確定采煤機截深為0.6m，即采煤機一個循環進度為0.6m。工作面長度160m，首采區平均采高 2.0m，煤層容重 1

23、.45/m3，工作面回采率為 0.95，則循環產量由下式計算： tfnNhnE6e5Q循環 =160×0.6 ×2.0 ×1.45 ×0.95=264.5t/循環2. 日循環數及產量高產高效綜采工作面主要靠采煤機的快速割煤來達到設計產量，根據工作面設計生產能力，確定工作面采用“三八 ”作業制，二班生產，每班進5.5刀，日循環數 11個。 HbmVN777sL則工作面日進度 = 11 ×0.6=6.6m/d工作面日產量 = 264.5 ×11=2910t/d3. 工作面年推進度及產量工作面年推進度 =6.6 ×330=2178m/a工作面年生產能力按下式計算：Q=l × h× L××-6 k× 10式中： Q工作面年生產能力， Mt/a ；l- 工作面長度， m，取 160m；h-開采高度， m，取 2.0m；L- 年推進長度， m，取 2178m；-煤層容重， t/m3，