1、富源縣后所鎮打廠溝煤礦211808高檔普采工作面設計方案編制單位：富源縣后所鎮打廠溝煤礦編 制 人：袁遠燦編制時間：二 0 一二年四月富源縣后所鎮打廠溝 211808 高檔普采工作面設計方案根據國家安全監管總局、國家煤礦安監局、國家發展改革委、國家 能源局關于推進小型煤礦機械化的指導意見 （安監總煤行, 2010? 178 號） 精神、省工信委安排部署。曲靖市煤炭工業局所作的煤礦機械化改造規劃， 按照富源縣委、政府統一安排布署。結合我礦實際，借鑒相關煤礦經驗和 做法，特編制本設計方案。設計指導思想 曲靖市煤炭工業發展“十二五”規劃提出：全市 范圍內適宜機械化開采的煤礦企業，到 2015 年底前

2、，采煤機械化和掘進裝 載機械化程度必須達到 55%和 80%以上，全部實現井下連續機械化運輸，為 響應曲靖市煤炭工業發展“十二五”規劃及煤礦發展要求，富源縣首 選 11 個煤礦作為采煤機械化示范礦井，實現采煤機械化。針對礦煤層賦存 情況等特點，堅持高標準、高起點、高效率的原則，充分體現高產高效的 設計理念，同時，要做到安全可靠，確保煤礦安全生產。因地制宜采用新 技術、新工藝、新設備，提高機械化水平，提高工作面生產能力，減少工 作面數量，獲取最佳效益之目的。設計主要特點 充分利用原有井巷工程及其設施，設計方案結合實 際、合理布置、優化和完善礦井生產系統，減少井巷工程量。實現采煤機械化、 連續機械

3、化運輸，有效降低工人勞動強度，方案具有前瞻性和可行性。主要技術經濟指標 打廠溝煤礦礦區范圍由 6 個拐點連線圈定， 面積0.1305km2,開采標高 2075m1800m;礦井保有資源/儲量256萬 t，可采儲量177萬t ;礦井采用斜井開拓，現生產水平標高 +1850m設 計高檔普采工作面布置在現生產水平二采區 C18 煤層，采煤方法為走向長壁 采煤法，全部垮落法管理頂板，推薦高檔普采回采工藝；高檔普采工作面 投產時需新增井巷工程量為690m建設工期7個月；本項目建設估算投資 為 1120.1 萬元。機械化開采的必要性 目前，打廠溝煤礦工作面采用炮采，單體液壓 支柱配鉸接頂梁支護，全部垮落法

4、管理頂板。但因為炮采工作面正規循環 率低、推進度緩慢，形成制約生產的惡性循環，為提高礦井產量，急需進 行裝備升級，提升工作面生產能力。裝備高檔普采，能有效發揮機械化裝 備的作用，是我礦裝備升級和提升生產能的最佳途徑。系統改造及采掘部署方案礦井系統改造 現狀：主斜井采用機軌合一進行擴大斷面改擴，裝備1 臺絞車，用于提升及材料下放；采用帶式輸送機運煤，各水平運輸大巷采 用礦用防爆特殊型蓄電池機車牽引礦車運輸。系統改造：煤礦現井下運輸 基本實現連續運輸，但主斜井仍采用絞車下放材料和皮帶運輸煤炭，為實 現全礦井連續運輸，改造礦井現有主運輸方式為帶式輸送機運輸，在運輸 大巷和主斜井間設轉載煤倉。通風系統

5、： 我礦井下現目前已是完整的獨立通風系統，變化不大，因 此不作過大改造。供電系統 現狀：礦井采用低壓下井。系統改造：因礦井新布置工作面 采用機械化開采，設計礦井采用高壓下井，改造現有水泵房及硐室，建中 央配電室，在采區設移動變電站對工作面設備供電。排水系統： 改造現有排水系統，設管子道，水泵房及水倉， ，改造中央 配電室。地面運輸系統：加強地面生產系統的規劃與建設，以解決礦井地面運 輸、卸煤、儲煤等問題；增建地面簡易篩分系統，提高煤質。采掘部署調整和系統優化礦井現開采煤層C9和C18煤層。C9煤層構造比較復雜，不利于布置高檔普采工作面。計劃首個高檔普采工作面布置 在C18煤層。首個高檔普采工作

6、面布置在 G8煤層（211808高檔普采工作面）， 沿C8煤層頂板新掘一條回風上山，作為二采區回風上山；并新掘 211808 高檔普采工作面機運巷、軌運巷、回風巷及開切眼，形成211808高檔普采工作面；布置兩個掘進工作面，即 211808高檔普采工作面機運巷、211808 高檔普采工作面軌運巷，形成一采兩掘。改造現有主斜井及水平大巷運輸 方式為帶式輸送機運輸。系統改造井巷工程量系統改造井巷工程量見表1和表2。表1 新掘井巷工程量表序井巷名稱技術特征斷面（mi）單位工 程 量備注號掘凈煤巷巖巷半煤合計1C8回風上山金屬支架7.35.1m1051052C8回風聯絡巷金屬支架7.35.1m3030

7、3C8軌道平巷錨桿支護8.56m1631634211808回風巷錨桿支護7.77.7m4304305211808機運巷錨桿支護10.410.4m4304306211808開切眼錨桿支護10.68m120120合2 改擴井巷工程量表序號井巷名稱技術特征凈斷面（m）單位工 程 量備注原斷面如后煤巷巖巷半煤合計1主斜井金屬支架6.49.89m3403402軌道運輸大巷金屬支架4.07.26m1601603C8材料下山金屬支架4.07.26m110110合計270340610工作面主要參數確定原則充分考慮工作面煤層地質條件及技術上的先進性、合理性，因地制宜進行優化，增加生產時

8、間，減少故障工時， 提高設備開機率，保證工作面安全生產。工作面長度。影響工作面長度的因素有煤層開采條件、工作面設備運輸能力、技術水平、管理水平等。適當加大工作面長度，不僅可以減少工 作面的準備工程量，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，但同時提高了工作面的投入，增 加了工作面管理難度，增加了設備可靠性和安全性的不穩定因素，因此必 須綜合考慮，合理選擇。根據近年來對我國大部分薄煤層安全高效工作面 生產的調查研究，目前我國薄煤層高檔普采工作面長度多在150 m左右。考慮到打廠溝煤礦煤層頂板較差，斷層較多，為便于管理和加快工作面推 進度，保證首采工作面

9、的安全高效和設備的可靠性，結合首采面鄰近層的 開采情況，首采工作面長度確定為120m在熟練掌握高檔普采技術后，對地 質條件較好的采區，新布置的工作面按130150m設計。工作面走向長度。合理確定采煤工作面走向長度，要充分考慮煤層的 地質條件及技術上的先進性、合理性，因地制宜地進行優化。增大工作面走向長度可以減少工作面搬家時間，提高工效。合理加大連續推進長度有 利于穩產、高產、高效，有條件的區域應進一步加大工作面走向連續長度， 實現一翼工作面跨區連續推進。如地質條件和系統布置合理性不能滿足需 要時，則可以采用重新安裝、往復式或轉向開采，盡可能地減少工作面接 替搬家時間。工作面長度除受地質條件影響

10、外，還要考慮設備的大修周期。 一方面隨著工作面推進長度的增大工作面搬家倒面次數減少、搬家成本降 低；同時隨著工作面走向長度的增大巷道維護和運輸成本增加。對于高檔 普采工作面，為了延長工作面開采時間，減少搬家次數，應盡量加大工作 面的走向推進長度。我礦工作面走向推進長度一般在380-460m左右。工作面采高。 工作面采高根據布置高檔普采工作面采區內煤層的厚度 決定。根據礦區各煤層厚度，確定采高為 1.0-1.4m 。對于局部小于 1.0m 厚 的煤層，因為底板為泥巖或砂質泥巖，強度較低，開采時切割一定量的底 板以滿足高檔普采采高 1.0m 的要求。每個工作面采高是根據煤層厚度條件 確定，并隨煤層

11、厚度變化而變化。首采工作面選定。 首采工作面宜選在煤層厚度相對較厚、地質條件較 好的工作面。根據打廠溝煤礦采掘接替安排結合煤層地質條件，高檔普采 首采面選在條件相對較好的 211808工作面。該工作面位于二采區 ,開采 C18 煤層。煤層平均厚 1.4 米，工作面傾斜長 105米，走向長 430米，煤層傾 角 12-16。首采工作面可采儲量：105X 430X 1.4 X 1.4 X 0.95=84069 噸。工作面基本參數。首采工作面長度：105m新布置采區工作面設計長 度：130-150m;采高：1.01.4m;日推進度：1.2m;年生產日：330天； 生產能力：6萬t/面.年。機采工作面

12、接替計劃。 根據煤層地質條件及采區巷道布置，首采面開 采211808,接替面為211803工作面（工作面長130m 走向長220m）。然后 根據采掘接替安排，開采其他采區的工作面，同一區域內按先采上層煤、 后采下層煤的順序開采。高檔普采方案設計及設備配套選型采煤工藝的選擇與確定 薄煤層綜合機械化開采， 目前國內外主要采用 三種技術，一是刨煤機綜采，二是滾筒采煤機配綜采，三是薄煤層螺旋鉆 無人工作面開采。螺旋鉆采由于只適用開采頂板較穩定的薄煤層和極薄煤 層，單產低、資源回收率低（約為 40%）且開采成本較高，技術方案中不予 考慮。而刨煤機對工作面的頂底板條件及工作面的起伏要求很嚴格，并不 適用曲

13、靖地區的煤層賦存條件，因此我們主要選擇滾筒采煤機配高檔普采， 工作面采用“n”型長鋼梁交替邁步對棚支護頂板。采煤機的工作方式采 煤機的工作方式。由于采區內煤層賦存穩定傾角較緩所以采用采煤機雙向 割煤，追機作業，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，在工作面端頭斜切進刀， 上行下行均割煤，往返一次進兩刀；采煤機過后移頂梁，后推移刮板輸送 機，兩工序分別滯后采煤機后滾筒 1015m和1015m進刀方式 采用割三角煤工作面端部斜切進刀方式。進刀過程：當采 煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處留有 一段下部煤（見圖a）;調換滾筒位置，前滾筒降下，后滾筒升起，并沿輸 送機彎曲段返向割入煤壁

14、， 直至輸送機直線段為止， 然后將輸送機移直 （圖 b）;再調換兩個滾筒上、下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處（見圖 c）; 將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調換上、下滾筒，返程正常割煤（見 d）。工作面端部割三角煤斜切進刀回采工藝回采工藝流程：采煤機割煤一一移頂梁一一推前部運輸機移后部運輸機。裝運煤：在采煤機截煤的同時，利用滾筒螺旋齡片和 弧型擋煤板自動將煤裝入刮板運輸機；余煤由鏟煤板隨移溜鏟入刮板運輸 機；機采工作面設備選型方案配套原則 工作面高檔普采設備的配套和選型直接關系高檔普 采設備的有效發揮和可靠性，決定高產高效目標能否實現。龍海煤礦工作 面高檔普采設備的配套選型主要從以下幾方面入手

15、：采用技術先進、性能 優良的高可靠性裝備。通過合理選型和正確配套，保證整個系統的性能協 調和可靠。提高高檔普采設備的配套能力與生產協調性。高檔普采面的配 套設備必須適應滿足高產高效的需要，以工作面設備能力為基礎，形成配 套生產能力，用高檔普采設備的協調性來保證工作面快速推進的需要。設 備選型按照大功率、高強度、重型化的原則。為實現高可靠性和低故障率，并為今后布置長工作面留有足夠余地，工作面設備能力按250m設計高檔普采方案設備選型 我礦的首采工作面為 C18 煤層，采高范圍為1.41.6米，平均1.5米，工作面傾角12°16°，煤質硬度小。采煤機選型。 選型原則：適合特定的

16、煤層地質條件，采煤機采高、截 深、功率、牽引方式等主要參數選取合理，有較大的適合范圍； 滿足工作 面生產能力的需要，采煤機實際生產能力要大于工作面的設計生產能力； 采煤機檢修、維護等方便。薄煤層采煤機選型，因為工作面高度受到限制， 尤其重要的是協調好功率、機身高度、過煤高度之間的關系，盡可能同時 實現功率大、機身高度低、過煤高度高。主要參數。采煤機滾筒的選擇：根據工作面采高1.41.6m,采煤機選 擇雙滾筒，雙向割煤，可以自開缺口。滾筒直徑一般為采高的0.550.6倍，取滾筒直徑D= 650mm可根據工作面煤厚情況對滾筒進行調換。采 煤機平均牽引速度及最大牽引速度。工作面進刀方式采取斜切進刀雙

17、向割 煤方式。往返一次割兩刀，計為兩個循環。采煤機的牽引速度應與支架循 環動作協調。工作面刮板輸送機選型 選擇刮板輸送機的主要原則是以采煤機最 大生產能力為基數，保證工作面運煤能力和運輸設備的可靠性和耐用性， 兼顧設備啟動、保護和控制性能。主要有以下幾個方面：輸送量應與采煤 機最大生產能力相適應，并且有一定備用能力。結合煤質硬度、塊度、運 量選擇結構型式（單鏈、雙邊鏈、雙中鏈等） 。煤質較硬、塊度較大時優先 選用雙邊鏈；煤質較軟時可選用單鏈或雙中心鏈。我礦底板較松軟，因為 封底式阻力小，優先選用封底式溜槽。輸送機溜槽的結構選擇鑄焊結合高 強度溜槽。為了配合滾筒采煤機自開切口，優先選用短機頭和短

18、機尾，但機頭架和機尾架中板的升角不宜過大，以減少通過壓鏈塊時的能耗。由于薄煤層采煤機機面高度小，截割功率要求大，為了能割透三角煤，上下順 槽采用破底式布置，下順槽寬度不小于 3.5米，上順槽寬度不小于2.8米 刮板機機頭機尾采用倒置式布置。為滿足生產能力，根據我國現行成熟的 機型，選用SGZ-730/264型刮板輸送機。高檔普采設備選型一覽表序 號設備名稱型號設備主要參數數量備 注1采煤機MG200/448-BWD截割高度1.0-1.7m ;煤層傾角w 35°裝機功率 4 X 100+2 X 18.5+11kw ;電壓 等級1140V;滾筒直徑$650mm強力滾筒；截深630mm1臺

19、2刮板輸送機SGZ-730/264功率：2X 132kw 電壓：1140v;鏈速 1.0 m/s； 圓環鏈0 26X 92-C，中雙鏈。封底式中部槽。2臺3皮帶運輸機SDJ-800管架式，皮帶寬度 800mm1臺4乳化液泵站系統VRB250/31.5額定壓力：31.5MPa;額定流量：250L/min ;電機功率：160 kw; 電壓：1140v ;乳化液箱容量：2000 L2泵1箱5噴霧泵BPW315/6.3電機功率45kW1臺6單體液壓支柱DW14-250/80最小冋度：0.87m ,最大冋度：1.4m500根機風巷斷面。機風巷均采用沿頂板、破底布置。211808工作面運輸巷斷 面：211

20、808工作面運輸巷長430m設計為矩形斷面，凈寬3.0m，凈高2.6m， 凈斷面積7.73m2。采用錨桿支護，局部遇構造處工字鋼支護。211808工作面機運巷斷面：211808工作面機運巷長430m設計為矩形斷面，凈寬3.8m， 凈高2.7m，凈斷面積10.37m2。采用錨桿支護，局部遇構造處工字鋼支護。 211808工作面回風巷斷面：211808工作面回風巷長430m設計為矩形斷面， 凈寬3.0m，凈高2.6m，凈斷面積7.73mi。采用錨桿支護，局部遇構造處工 字鋼支護。211808高檔普采面切眼斷面：切眼掘進時支護采用3.6m n型鋼梁和DW25-250/100型單體液壓支柱二梁八柱對棚

21、支護，棚距為中見中0.6m。 切眼斷面為矩形，凈高2.5m,凈寬3.2m，巷道凈面積8m2,掘進寬度3.8m, 掘進高度2.8m,掘進斷面積10.64m2。兩機配套及工作面設備配備圖 兩機配套圖及工作面設備配備圖兩機配套圖亠口木大最8013182201015240101811043850505R26R65155690耳厚度60mm間距65mm524雙106147943410242C)133800632350切頂、擋矸支柱:柱距0.3m> 20m工作面推進方向單 體 柱配鉸 接頂梁加強支護刮板輸送機1 20 8 0 1機運巷機巷皮帶ffIfIf移動變電站噴霧泵站600m軌道1 20 8 0

22、 1回風巷n型鋼梁刮板輸送機配電箱乳化液泵站設備列車置于軌運巷中12080軌工作面設備配備機采工作面配電工作面電源電壓來自地面變電所。根據用電設備的容量與布置，采用1140V電壓等級供電，照明及保護控制電壓采用127V。在采區設置移動變電站，為采煤工作面采、運設備和順槽轉、運設備供電；根據高檔普采工 作面設備情況，擬設1#、2#移動變電站用以對工作面設備進行供電。移動變電站的選取1#移動變電站負荷統計表供電設備用電設備額定功率(kW額定電壓(V)KBSGZY-800/10采煤機 MG200/448-BWD100 X 4+18.5 X 2+11=4481140刮板輸送機SGZ-730/2642X

23、 132=2641140合計7122#移動變電站負荷統計表供電設備用電設備額定功率(kW額定電壓(V)KBSGZY-630/10刮板輸送機SGZ-730/2642X 132=2641140噴霧泵 BPW315/6.3451140孚L化泵 VRB250/31.51601140照明綜合裝置 ZBZ-4.04.0127順槽皮帶機SDJ-8002X 75=1501140調度絞車JD-252X 25=50660/380合計673移動變電站高壓開關的選擇1#移變高壓開關的選擇。 選擇BGP23-630/10Y 100/5型高壓真空配電 裝置1套。低壓側配用BXB-800/1140(660)Y礦用隔爆型移動變電站用低壓 保護箱1套，安裝在移動變電站的低壓側，能對低壓側的各種故障進行監 測，并能將故障斷電信號傳遞給移動變電站用高壓真空開關，對低壓供電 系統可實現漏電、漏電閉鎖、過壓、欠壓、短路、過載等保護。2#移變高壓開關的選擇。 選擇BGP23-630/10Y 100/5型高壓真空配電 裝置1套。低壓側配用BXB-630/1140(660)Y礦用隔爆型移動變電站用低壓 保護箱1套。經濟技術指標預測工作面設備投資預算經估算，打廠溝煤礦高檔普采工作面建設項目總投資1705.75萬元，其中：主要設備投資 1109.2萬元，主要井巷工程投資596.55萬元。詳見下表投資估算明細表序