王志超煤矿开采与技术毕业论文

姓名：王志超 学号：1220533116 学院：职业技术学院 专业：煤矿开采技术 论文题目：大采高与综采技术的发展 摘摘 要要 煤炭我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支撑 了国民经济的快速发展。在 20 世纪 50 年代和 60 年代，煤炭在 我国一次能源生产和消费结构中的比重分别占 90和 80以上， 2004 年煤炭所占的比例分别为 75.6%和 67.7%。 近年来，随着综采设备制造技术的飞速发展，综采设备走向重 型化、强力化和自动化，使设备的可靠性得到保证，有力的推动 了大采高综采技术的发展，带来了新一轮采煤技术的革命，目前 在神东、晋城等矿区已率先在 f=1.5-5 的厚煤层中使用大采高综 采设备，实现了国内工效最高，吨煤成本最低的成果，极大地提 高了煤炭市场的竞争能力。 本文主要观点有：在煤炭企业生产中地质条件和煤炭赋存条件 允许的情况下应该优先考虑使用大采高采煤方法。 关键词：大采高；综采技术； 目目 录录 摘要.2 1.绪论 .5 1.1 研究的目的和意义5 1.1.1 研究目的5 1.2.2 研究意义5 1.2 本文的框架结构6 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 3 2 煤炭工业发展现状及面临的主要挑战7 2.1 煤炭工业发展现状 7 2.1.1 改革开放以来煤炭工业取得显著成绩. .7 2.1.2 行业主要特点. 8 2.2、煤炭工业面临的主要挑战. .8 2.2.1 资源保障问题. 8 2.2.2 煤矿生产能力与技术结构问题 .9 2.2.3 行业结构与企业发展问题. 10 2.2.4 煤矿安全与矿区环境治理问题 11 2.2.5 煤炭运输与燃煤污染问题 12 3.大采高技术发展现 状.13 3.1 我国大采高技术的应 用13 3.2 高效综采的快速发 展.14 4.综采工作面大采高采煤方法在潞安王庄矿的应 用.16 4.1 王庄煤矿概况. .17 4.2 工作面巷道布置及生产系统. .19 4.2.1 工作面位置选择分析. .19 4.2.2 工作面巷道布置. 20 4.2.3 生产系统. 23 4.3 工作面设备选择. .26 4.3.1 工作面设备选择. 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 5 .26 4.4 采煤方法及回采工艺. 34 4.4.1 采煤方法. 34 4.4.2 回采工艺. 34 4.4.3 工艺说明. .34 4.5 大采高自动化综放工作面取得的成 就.35 4.5.1、工作面单产、工效再创新 高35 4.5.2、提高了采高，优化了采放比，提高了资源回收 率.36 5.研究结论及建议. .37 参考文 献38 1.1. 绪绪 论论 1.1 研究的目的和意义 1.1.1 研究目的 为了研究大采高综采技术的可行性与必要性，详细地分析王 庄矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东上湾、晋城寺河 及赵庄等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综采设备开 采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综采工作面 采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在王庄矿使 用是可行的，必将进一步加快王庄矿以减队减面，增产增效为主 要内容的集约化发展步伐，推动王庄乃至潞安的采煤技术发展， 促进安全高效矿井的建设。 1.1.2 研究意义 为了研究大采高综采技术在王庄矿现有生产条件下的可行性， 王庄矿于 2007 年 11 月成立了由机电、生产、地质、通风、运输、 自动化、计划及综采安装等科室、队组人员组成的调研小组，详 细地分析王庄矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东上湾、 晋城寺河及赵庄等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综 采设备开采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 7 采工作面采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在 王庄矿使用是可行的，必将进一步加快王庄矿以减队减面，增产 增效为主要内容的集约化发展步伐，推动王庄乃至潞安的采煤技 术发展，促进安全高效矿井的建设。在采煤机械化程度日益提高 的今天，选用先进的采煤技术已成为保障煤矿企业安全高效生产 的必由之路。 1.2 本文的框架结构 本文一共分为五章，第一章是绪论，对全文内容进行提纲性的 概括，起到总领的作用。第二章是概述煤炭工业发展现状及面临 的主要挑战。第三章是大采高技术发展现状。第四章是综采工作 面大采高采煤方法在潞安王庄矿的应用。第五章是研究结论与建 议。 2 2煤炭工业发展现状及面临的主要挑战煤炭工业发展现状及面临的主要挑战 2.1 煤炭工业发展现状 煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支 撑了国民经济的快速发展。在 20 世纪 50 年代和 60 年代，煤炭 在我国一次能源生产和消费结构中的比重分别占 90和 80以 上，2004 年煤炭所占的比例分别为 75.6%和 67.7%。 2.1.1 改革开放以来煤炭工业取得显著成绩 （1） 煤炭产量持续增长 全国原煤产量由改革开放初期的 6 亿吨左右提高到 2004 年产 量 19.56 亿吨，增长 2 倍多，处于历史最高水平，为我国国民经 济发展提供了能源保障。 （2） 生产水平大幅度提高 大中型煤矿机械化水平、单产、单进、原煤工效，都逐年增高。 建成了一批国际领先、高产高效矿井，初步建全了技术、设计、 制造、培训比较完整的技术保障体系。 (3)产业结构调整取得重大进展 政企分开迈出重大步伐，大多数国有大中型煤炭企业开始建立 现代企业制度。一些企业开始了跨地区、跨行业的产业联合，煤、 电、化、路、港、航产业链开始形成，一批劣势企业退出市场。 (4)行业整体效益不断增加 在经历三年严重的经济困难后，2001 年煤炭行业开始走出低谷， 呈现恢复性增长。2002 年后步入快速增长周期，经济运行质量不 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 9 断提高。2004 年全国规模以上煤炭企业补贴后实现利润达 418 亿元。 2.1.2 行业主要特点 (1)煤炭是资源性行业 煤炭是不可再生的资源。煤矿的寿命取决于其所拥有的煤炭储 量。我国大多数煤矿远离城市和经济发达地区、社会负担重，经 济基础差。地区条件不一，煤炭企业发展不平衡性在行业中十分 突出。 (2)煤炭是高危行业 因煤矿生产条件所限，从历史上看，在各国工业部门中，煤矿 的事故死亡率是最高的。我国煤矿 95%生产能力是井工开采。高 瓦斯和双突矿井占全国煤矿矿井总量的 1/3，90矿井有煤尘爆 炸危险性。随着开采深度增加，影响安全生产因素愈来愈多，条 件愈来愈复杂。 (3)煤炭是投资高风险行业 煤矿开采环节复杂，矿井建设投资大，周期长，见效慢，煤炭 市场不确定因素多。因此，从建井到生产，经营风险大，多数煤 炭企业产业结构上的问题影响了企业市场适应能力和抗灾能力。 ( 4)煤炭是为国民经济发展做贡献的行业 煤炭属于初级产品，煤矿的效益向后续加工工业传递和辐射。 单一的产品结构，企业经济效益难以提高，我国煤炭开采的价值 和效益体现在后续产业和对国民经济发展的支撑作用。 2.2、煤炭工业面临的主要挑战 2.2.1 资源保障问题 我国煤炭品种齐全、资源比较丰富，但资源勘探程度低，经济 可采储量和人均占有量较少，资源破坏和浪费严重，生态环境和 水资源严重制约煤炭资源的开发。 我国煤炭资源区域分布不均衡。秦岭、大别山以北，煤炭储量 占全国总储量的 90.7%，其中晋、陕、蒙三省（区）占全国的 65%。 资源保证程度低。截止 2000 年末，我国尚未利用的精查储量 约为 600 亿吨，目前可供大中型矿井利用的精查储量仅 300 亿吨 左右。据估算，到 2020 年，煤炭精查储量需增加约 1250 亿吨。 当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着“采厚弃薄 “、“吃肥丢瘦“等浪费资源现象，全国煤矿平均资源回收率为 30%35%左右，资源富集地区的小型矿井资源回收率只有 10%15%。我国适合建设大型煤炭基地的整装煤田，随意被分 割肢解现象严重。 2.2.2 煤矿生产能力与技术结构问题 (1)煤矿生产技术水平低 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 11 全国采煤机械化程度仅为 42，除部分国有大矿之外，大多数 煤矿生产技术水平低，装备差，效率低。特别是乡镇煤矿，基本 上是非机械化开采。 2004 年乡镇煤矿产量仍占我国煤炭总产量的 39，在资源消 耗和人员伤亡上，已付出了很大的代价。 (2)部分煤矿超能力生产 据调查分析，2003 年国有煤矿的 11.2 亿吨产量中，属于超能 力和无能力矿井生产的煤炭约为 1.42 亿吨，占国有煤矿产量的 13%。煤矿超强度超能力生产满足了国民经济发展对煤炭的需求， 但其造成的负面影响，一是缩短煤矿开采年限，二是威胁煤矿安 全生产。 (3)大中型煤矿煤炭供给能力不足 据预测，我国现有生产煤矿和在建煤矿的合计生产能力到 2010 年和 2020 年分别为 17.7 亿吨和 14.7 亿吨。要实现煤炭产 需平衡，需要再建设一批新井和扩大现有煤矿的生产能力，预计 到 2010 年和 2020 年分别需要再增加生产能力 4.5 亿吨和 11.1 亿吨。 2.2.3 行业结构与企业发展问题 (1)煤炭产业集中度低 2004 年我国前 8 家煤炭企业市场集中度为 20.68%，远低于 世界其它主要产煤国家。 ( 2)煤炭企业负担过重 煤矿企业税负比 1994 年税制改革前提高了 6 个百分点； 2003 年，煤炭行业支出铁路建设基金约 100 多亿元；国有重点 煤矿企业办社会问题突出，地方政府接收困难，原国有重点煤矿 办社会年净支出 60 亿元。 2004 年末，原国有重点煤矿在职人员 257 万人，由于所在地 区社会承受能力弱，难以减人提效。 部分煤矿资源枯竭，生产能力下降，生产成本上升，富余人员、 工伤抚恤人员多，转产困难。 (3)煤矿企业效益差、职工收入低 2004 年原中央财政煤炭企业补贴前亏损面仍高达 48%，补贴 后仍有 6%的企业亏损。2004 年原国有重点煤矿在岗职工平均收 入 16812 元，低于全国平均水平。 2.2.4 煤矿安全与矿区环境治理问题 (1)煤炭安全形势严峻 2004 年煤矿共死亡 6027 人，百万吨死亡率为 3.08，显著高于 世界其它主要国家。如美国为 0.03，波兰 0.09； 大多数煤矿生产和安全技术装备落后，防灾抗灾能力差，重大、 特大事故频繁发生。2004 年共发生死亡 10 人以上特大和特别重 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 13 大事故 42 起，死亡 1008 人。 ( 2)矿区环境治理问题 矿井生产中排放的煤矸石约占原煤产量的 810%，现已累计 堆存煤矸石 30 多亿吨，占地超过 15 万亩。 矿区地面塌陷、煤田自燃火灾、部分煤矸石自燃、煤矿瓦斯排 放对生态环境构成严重影响。 煤矿开采每年排出地下水约 22 亿立方米，我国西北部主要煤炭 产区，煤炭开采加剧了水资源的匮乏，对矿区生态环境造成影响。 井下煤层气年抽出量约 100 亿立方米，90直接排放到大气中。 2.2.5 煤炭运输与燃煤污染问题 (1)煤炭运输制约 我国煤炭资源主要分布在西北部，而煤炭消费重心在东南部， 形成了“北煤南运、西煤东调“的格局，运输距离长，运输费用高， 影响煤炭供应能力和市场竞争力：铁路运力不足的问题将长期存 在；港口吞吐能力满足不了需要；公路长距离运输成本过高。 (2)煤炭消费与环境保护问题 煤炭在利用过程中将产生大量的污染物和温室气体。特别是煤 炭的不合理利用，排放了大量烟尘和有害气体，严重污染环境。 随着煤炭消费量的增加，环境保护压力将越来越大。 我国酸雨覆盖区已扩大到约占国土总面积的 30%，SO2 排放的 75%以上来源于燃煤。2003 年 SO2 排放总量增加至 2158 万吨， 酸雨污染加重。2003 年燃煤总量增加，烟尘排放总量增加至 1047 万吨。我国 CO2 排放量目前居世界第二位，CO2 的排放约 80%来自煤炭燃烧。 3.3.大采高技术发展现状大采高技术发展现状 3.1 我国大采高技术的应用 我国国有重点煤矿厚煤层储量占 44，而厚煤层产量占 45以上，绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产 条件下实现的。目前，我国重点煤矿厚煤层开采方法主要有综采 放顶煤开采和大采高综采两种。放顶煤开采虽然已经在我国发展 成为一种厚煤层高产高效采煤方法，广泛应用于 515m 厚煤层 一次采全高，但仍有许多难以解决技术难题。对于 46m 的稳定 厚煤层，大采高综采具有更好的技术经济优势， 近十年来，以神 东矿区为代表的现代化矿井建设，依靠得天独厚的厚煤层覆存条 件和先进的管理模式，采用国际一流装备，进行 46m 一次采全 高，不断刷新工作面高产高效纪录，工作面年产超过 1000 万 t。 晋城寺河煤矿采用国产大采高液压支架，成功实现 6 元 6.5m 一 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 15 次采全高，月产突破 80 万 t，创造了世界最大采高高产高效纪录 国外主要产煤国家厚煤层开采主要采用一次采全高长壁开采，美 国、澳大利亚等发达国家家的煤矿普遍采用高效集约化生产，最 大采高 45m；南非和捷克最大采高达到 6m 液压支架向高工作 阻力的两柱掩护式支架发展，支护工作阻力达 6 00012 000kN，支护高度 3 一 6m，支架立柱缸径 320440mm，支架 中心距 175m 和 2om，支架控制方式为环形供液及电液控制， 支架的降、移、升循环时间小于 10s，支架的寿命试验高达 50 000 次以上. 3.2 高效综采的快速发展 世纪之交的十多年间，以长壁高效综采为代表的煤炭井工开 采技术取得前所未有的新进展。高效综采发展主要体现在以下三 方面：一是综采工作面生产能力大幅度提高，采区范围不断扩大， 出现了“一矿一面”年产数百万吨煤炭的高产高效和集约化生产 模式；二是高效综采装备和开采工艺不断完善，推广使用范围不 断扩大，中厚煤层开采、厚煤层一次采全高开采和薄煤层全自动 化生产等技术和工艺取得巨大成功；三是高效综采装备的研制开 发取得新的技术突破，年生产能力已经达到 10 Mt，并实现了综 采工作面生产过程自动化，大型综采矿井技术经济指标已经达到 大型先进露天矿水平。鉴于我国煤炭为主的能源结构和当前煤炭 需求快速增长，高效综采也将成为能源开发技术重要的竞争领域 一次采全高工作面的循环进度主要考虑采煤机的截深，放顶煤开 采工作面的循环进度.考虑采煤机截深和放煤步距。截深的确定首 先是根据工作面整体生产能力进行考虑，综合机械化开采初期， 工作面截深均选用 o6m 标准截深，随着技术的进步，工作面装 备能力的加大提供了采煤机足够的截割功率和输送机足够的输送 能力，巷道支护技术的提高保证了大断面巷道的掘进和维护, 给工 作面加大截深提供了有力的技术支持，近年来，高产高效矿井能 够普遍采用 08m 和 1om 截深，有力保证了矿井生产能力的 提高。 实际生产中，截深的确定首先考虑煤层地质条件的影响，其考 虑因素包括：工作面顶板的破碎程度、工作面煤质(硬度、节理层 理发育程度)、煤层的瓦斯含量等。其次要考虑工作面设备能力； 截深的加大是伴随着采煤机截割功率的增加而实现的，同时对采 煤机截齿、截割部受力、整体结构等因素有关，采煤机的能力增 加一方面体现在截割功率的增加，另一方面体现在牵引速度的增 加；同时截深的选取还应考虑支架的支护强度和 防护能力以及输 送机的运输能力。采煤机截深不但要考虑传统的截割功率大小， 而且对于综采放顶煤工作面还要考虑与放煤步距的协调统一。放 顶煤工作面实践证明合理的放煤步距为 1 m 左右。即采煤机截深 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 17 为 06 m 时采用两刀一放，采煤机截深为 08m 和 10m 时 采用一刀一放。合理的放煤步距是提高回采率、降低含矸率的重 要因素。放煤步距应该满足两个条件，一是与支架放煤口的纵向 尺寸的水平投影一致，二是与采煤机截深成整数倍关系。三、工 作面生产能力工作面的生产能力与采煤机截深、牵引速度及设备 开机率有关。国产综采工作面装备经过近十几年的发展，技术水 平及可靠性得到了很大的提高，采煤机的牵引速度可以达到 68mmin，综采工作面的开机率已经由 50左右提高到 70以上。 4.4.综采工作面大采高采煤方法在潞安王庄矿的应用综采工作面大采高采煤方法在潞安王庄矿的应用 王庄煤矿自 1988 年探索综放开采技术以来，经过近二十年的 发展，这种对厚煤层的采煤技术日趋成熟,目前已经成为我国厚煤 层的主要开采方法之一。但近年来，随着综采设备制造技术的飞 速发展，综采设备走向重型化、强力化和自动化，使设备的可靠 性得到保证，有力的推动了大采高综采技术的发展，带来了新一 轮采煤技术的革命，目前在神东、晋城等矿区已率先在 f=1.5-5 的厚煤层中使用大采高综采设备，实现了国内工效最高，吨煤成 本最低的成果，极大地提高了煤炭市场的竞争能力。 为了研究大采高综采技术在王庄矿现有生产条件下的可行性， 王庄矿于 2007 年 11 月成立了由机电、生产、地质、通风、运输、 自动化、计划及综采安装等科室、队组人员组成的调研小组，详 细地分析王庄矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东上湾、 晋城寺河及赵庄等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综 采设备开采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综 采工作面采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在 王庄矿使用是可行的，必将进一步加快王庄矿以减队减面，增产 增效为主要内容的集约化发展步伐，推动王庄乃至潞安的采煤技 术发展，促进安全高效矿井的建设。 4.1 王庄煤矿概况 王庄煤矿于 1966 年 12 月建成投产，原设计能力为 90 万吨 /年，先后经过两次改扩建和多次系统环节改造，矿井集约化程度、 综合生产能力和可持续发展能力大幅度提高，目前矿井安全生产 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 19 许可能力达 710 万吨/年。王庄矿井田面积 79.68Km2 （包括后 备区 28Km2） ，开采深度由+880 米至+350 米标高. 矿井开拓:矿井开拓方式为立、斜井综合开拓，现有+740和 +630两个生产水平，上下水平通过暗斜井沟通。目前，正在准备 +540水平的开拓延深。现有43、52、61、62四个生产盘区。 主提升运输系统:王庄矿有两套主提升运输系统，+740 水平为 立井箕斗(7.5t/斗)提升，+630 水平为斜井胶带提升。主斜井胶带 年提升能力为 537 万吨，主立井箕斗年提升能力为 175 万吨，通 过主提升运输系统环节改造，沟通了两水平的主运输提升系统， 实现了两水平提升能力互补，矿井综合提升能力超过 710 万吨/年。 辅助运输系统: 辅助运输为轨道运输,轨道轨距为900mm。斜 井轨道提升方式为斜井串车提升。水平大巷均采用架线电机车牵 引材料列车运送生产材料、设备等。采区车场及采区轨道，采用 无极绳绞车与小绞车接力运输方式运送材料。工作面风、运巷轨 道采用无极绳绞车与小绞车牵引运输方式。 地质概况：王庄煤矿现开采的 3 号煤层赋存于二叠系下统山 西组地层的中下部，煤层厚度 3.167.87m，平均厚度 6.62m， 硬度 f=1-3,62、43 采区稍硬，f=2-3，结构一般较简单，该煤层 厚度变异系数10.59。其可采指数m，属稳定煤层。 3 号煤层直接顶板为砂质泥岩、泥岩、局部为粉砂岩，厚 0 10.75m。老顶为中粒砂岩、细粒砂岩，厚 1.1013.60m。裂隙 发育，呈张开状，无充填物充填。煤层上覆岩性,从直接顶到老顶 为软弱坚硬型，坚硬坚硬型。上部覆岩为软弱坚硬相间平 行复合结构。岩层倾角为 311。直接底板为炭质泥岩、砂质泥 岩、粉砂岩，厚度 05.33m。其下部为细粒砂岩和中粒砂岩。 现有储量：截止 2007 年 12 月末，王庄煤矿现开采的 3 号煤 层储量/资源量为 39584.4 万吨，其中现生产水平+740 及+630 水平 16237.1 万吨，+540 水平 23347.3 万吨。现生产水平工作 面圈定储量为 3121.5 万吨，工作面可采储量为 2809.4 万吨。 +540 水平除去村庄及高速路压煤，河下压煤外，可供开采设计的 储量为 7404.6 万吨。 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 21 综上所述，王庄矿在生产规模、地质条件和煤层储量等方面 上具备应用大采高综采设备的能力和条件。 4.2 工作面巷道布置及生产系统 4.2.1 工作面位置选择分析 根据本次对神东上湾、晋城寺河及赵庄等矿大采高工作面现场 调研情况，综合分析王庄矿各采区煤层赋存、矿压特征和生产条 件，认为将大采高工作面布置在 6207 较为合理： 1、6207 所在的 62 采区为 2006 年新投入运行的采区，储量 丰富，安排衔接容易；另一方面 62 采区进风 6450m3/min，6207 工作面回采时，风量也容易满足。 2、6207 工作面埋藏深度为 260 米左右，煤质为 f=2-3，构 造简单，与晋城寺河矿相似，同时根据相邻 6205 已采工作面的 矿压资料分析，62 采区的矿压显现不明显。 3、6207 工作面为下山回采，可以适当缓解大采高开采带来的 煤墙片帮现象，有利于煤墙和顶板管理。 4.2.24.2.2 工作面巷道布置工作面巷道布置 （1） 、工作面巷道布置 6207 工作面沿煤层倾斜方向布置，俯斜开采。工作面切眼长 度 230m ,沿推进方向风、运巷长 970m。6207 工作面巷道布置 见图 21。 62下山专回 62专用回风巷 630轨道巷 630/3#皮带 6207工作面 6207风巷 6207运巷 6205采空区 图 21 6207 工作面巷道布置图 (2). 巷道断面与支护形式 巷道断面、支护形式及用途 6207 工作面风、运两巷及开切眼均采用锚网支护， 运巷主要用于运煤、进风及列电、皮带、转载机等设备布置。 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 23 风巷主要用于运料、回风。 巷道断面确定 巷道宽度的确定 运巷 按我矿设备列车与带式输送机中间部分并列布置，人行道与 设备检修道合并考虑，所需的巷道净宽 L 应满足： LL1+K1+K2+K3+L2 L巷道净宽； L1列电设备的最大宽度，m；取 1.85m K1列电至煤墙间隙，m；取 0.3m K2人行道及检修空间宽度，m；取 0.7m 即可满足要求 K3皮带架至煤墙间隙，m；取 0.5m L2皮带架宽度，m；取 1.95m 因此，L1.85+0.3+0.7+0.5+1.95=5.3m 运巷宽度确定为 5.3m。 风巷 风巷为安装和回采期间运输巷道，为满足运输要求，对照寺 河矿巷道设计选取风巷宽度为 5.0m。 开切眼宽度的确定 按支架安装要求，开切眼宽度应满足： B（L2+w2）1/2+S+K B切眼宽度，m L支架的运输长度，m；取 7.0m w支架宽度，m；取 2.0m S安全间隙，m；取 0.7m K辅助支护的支柱所需空间，m；取 0.4m 因此，B（72+22）1/2+0.7+0.4=8.38 m 综上所述，开切眼宽度可以取 8.5m。 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 25 巷道高度 大采高工作面端头架的支撑高度为 3.05.5m，采煤机滚筒 直径 3.5 m，综合考虑，各巷的高度选为 4.0m，开切眼选为 3.8m。 目前王庄矿使用的 150 掘进机可掘最大断面为 5.54.8 m， 可满足其要求，不需增加掘进设备。 4.2.3 生产系统 (1)、运煤系统 采煤机落煤 工作面刮板运输机转载机6207 运巷皮带 630/3#皮带630/2#皮带630/1#皮带61 煤仓630 强皮 51 煤仓51 强皮主皮带煤仓主皮带地面。 运煤系统的瓶颈为 630/3#皮带，带速 4m/s,能力 3000t/h， 不重载起动是可行的，要上大采高设备对 630/3#皮带进行扩容即 可。 (2)、辅助运输系统 运料： 材料副斜井暗斜井630 大巷62 材料车场630 南轨 6207 风运车场 6207 工作面 运人： 副立井暗斜井630 大巷火药库通道630/3#皮带 6207 运巷6207 工作面 (3)、通风系统 西进风井- 630/3#皮带-6207 皮带皮带 火药库通道大巷 #2/630#1/630 630 运巷 -6207 工作面-6207 工作面风巷-62 专用回风巷 - 62 风井- 地面 (4)、供电系统：6207 工作面由 62/1#变电所供电，62/1#变为双 回路供电电源分别来自 62 总变 I、II 回路，地面电源为 62 风井 35KV 变电所，互为备用。 (5)、通讯系统 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 27 在 6207 运巷机头和工作面转载机机头分别安设一部程控电 话，用于井下及井下与井上的通话联系。 在 6207 工作面安设一套工作面通讯控制系统，用于工作面的 通讯控制。 (6)、排水系统：6207 风运巷低洼处通过水泵排至 630/3#皮带 2#水仓62 水仓地面 (7)、照明系统 运巷皮带机头、三岔口安装 127V 隔爆日光灯，工作面每隔 5 架安装一盏隔爆灯。 4.3 工作面设备选择 4.3.1 工作面设备选择 根据对神东集团上湾煤矿、晋城煤业寺河煤矿和赵庄煤矿使 用大采高支架及其配套设备情况，结合我矿煤层赋存特点、工作 面矿压资料和运输条件，满足高产高效、经济、安全的要求的前 提下，尽量考虑设备的可拆卸性，而且要达到采煤工艺简化、原 煤回收率大幅提高、设备运行可靠之目的，王庄煤矿大采高工作 面设备配套选型如下： (1)、液压支架（郑煤集团 估价 150 万/架） 我矿煤层厚度平均为6.65米，如果考虑一次采全高，就我国 目前支架生产现状来看，没有最适合我矿煤层厚度的架型，针对 这一问题，我们与郑煤集团进行了深入交流，通过联合开发，可 以设计出适合我矿地质条件的采高在6.8米的液压支架，设计制造 周期估计在8-10个月，估价150万/架。 大采高液压支架主要技术特征 架 型 两柱掩护式 底座宽度 约1880mm 支护高度 3.0-6.8m 最低支护强度：大于1.1MPa 平均对地比压：2.48-2.74Mpa 工作阻力 约15000kN 推移步距 1000mm 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 29 (2)、采煤机（西安煤机厂，1200万/台） 目前情况下，德国艾可夫生产的采煤机最大采高为6.3米，美 国久益公司生产的采煤机最大采高为6.5米，均不适应我矿煤层条 件，根据我矿多年使用西安煤机厂生产的采煤机经验，对此厂生 产的采煤机质量和使用情况均比较满意，因此我们选西安煤机厂 生产的MG900/2210-GWD型采煤机。 MG900/2210-GWD型采煤机主要技术特征 采高：3.5-6.8m 生产能力：5500t/h 滚筒直径：3500mm 截深：1000mm 截割功率：2900KW 牵引功率：2110KW 最大牵引力：1000KN 最大牵引速度：23m/min 破碎机功率：150KW 泵电机：40KW 装机总功率：2210KW MG900/2210-GWD型采煤机主要结构特点 MG900/2210-GWD型交流电牵引采煤机是一种多电机驱 动，电机横向布置，交流变频调速无链双驱动重型超大功率电牵 引采煤机。总装机功率2210KW，并配有破碎装置，机面高度 2710mm，适合用于采高3.5米6.8米，煤层倾角15，可以截 割坚硬煤层并可以强行通过矸石断层。 (3)、刮板输送机（山西煤矿机械制造有限公司，1600万/ 部） 为与MG900/2210-GWD型采煤机配套，我们选用 SGZ1200/2700型刮板输送机 SGZ1200/2700型刮板输送机主要技术特征 输送能力：2200t/h 链 速：1.31m/s 功 率：2700/3.3KV 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 31 联轴节形式：限矩摩擦离合器 溜槽内宽：1200mm 链条规格：42146mm SGZ1200/2700型刮板输送机主要结构特点 1）采用高强度合金钢制造，并经淬火处理的锻造刮板。 2）紧凑型行星齿轮传动减速器，可满足任何工作面配套设计 要求。 3）具有伸缩功能的输送机机尾，可保证刮板链在适度张紧的 状态下工作。 4）输送机配置液压马达低速传动装置，可用于刮板链的紧链 操作。 (4)、顺槽其他配套设备 转载机（山西煤矿机械制造有限公司，260万/部） 选用SZZ1200/400型中双链转载机，其技术参数如下： 设计长度：60m 输送能力：2500t/h 链 速：1.56m/s 驱动功率：400KW/3.3KV 溜槽内宽：1200mm 链条直径：38137mm 破碎机（山西煤矿机械制造有限公司，40万/台） 选用PCM315型破碎机，其技术参数如下： 破碎能力：2500t/h 驱动功率：315KW/3.3KV 入料粒度：1200800mm 出料粒度：不大于300mm 联轴节形式：液力偶合器 自移装置（山西煤矿机械制造有限公司，75万/套） 选用ZY2700皮带机自移机尾，如果我矿运输条件不能满足皮 带机自移机尾的运输，我矿将不采用皮带机自移机尾，其技术参 数如下： 自移最大推力：2910KN 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 33 行程：2700mm 适应皮带机宽度：1400mm 主要结构特点：配置ZY2700皮带机自移机尾可实现工作面回 采期间皮带机机尾的前移和皮带运行姿态的调整，可实现工作面 不间断连续生产，机尾滚筒采用螺旋滚筒，可以实现自行清煤。 皮带机（西北二厂，1500万/部） 考虑到我矿现主运输运输能力，选用SSJ140/3400型顺槽 皮带机，其技术参数如下： 运输能力：Q2500-3000t/h 带宽：B=1400mm 额定带速：V=3.5-4m/s 胶带型号：PVC阻燃整芯带，带强1800S 电机功率：3400KW 减速装置：CST 乳化液泵站（无锡煤矿机械厂，45万/套） 选用BRW400/31.5型乳化液泵站，配置4泵2箱。 4.3.2供电设计 (1)、工作面总的装机容量为： 采煤机2210KW、刮板输送机1400KW、转载机400KW、破 碎机315KW、乳化液泵站4*250KW、喷雾泵2*45KW，皮带机 3*400KW，风运巷低压34KW，涨紧装置55KW，卷带装置 45KW。 (2)、根据工作面的设备配置情况：（1268万） 配置三台4000KVA负荷中心，两用一备，负荷中心出线 为：3.3KV电压五路出线，1.14KV电压五路出线，127V电压出线 两路。2#负荷中心出线为：3.3KV电压出线五路出线，1.14KV电 压出线四路出线，0.69KV电压两路出线，127V电压两路出线。 皮带机配备一台1600KVA移变,风运巷低压配500KVA移变一 台 报价：4000KVA负荷中心3台1185万，1600KVA移变1台65 万，500KVA移变1台18万，总计1268万。 (3)、电缆截面的选用： 辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计（论文） 35 负荷中心电源电缆用150MM2/6KV高压橡套电缆，采煤机电 缆用150MM2/3.3KV，破碳器电缆用50MM2/3.3KV，转载机电 缆用50MM2/3.3KV，输送机电缆用70MM2/3.3KV，乳化液泵电 缆用50MM2/1.14KV，喷雾泵电缆用25MM2/0.69KV。低压电 缆用70MM2。 (4)、所需电缆及接线盒：（1140.87万） 6KV接线盒40个13万，3.3KV进口快速插头10个30 万，1.14KV接线盒10个0.62万，0.69KV接线盒30个0.6万。总计 44.22万。 6KV高压/150MM2电缆6500米442万，3.3KV/50MM2电缆 1500米48.75万，3.3KV/70MM2电缆1000米43.5 万，1.14KV/50MM2电缆1000米21万，0.69KV/70MM2电缆 4500米127.8万，机组电缆3.3KV/150MM2电缆1000米360.6 万，1.14KV/120MM2电缆1000米53万，总计1096.65万。 4.4 采煤方法及回采工艺 4.4.1 采煤方法： 本工作面采用走向长壁大采高自然冒落后退式综合机械化采煤方 法。 4.4.2 回采工艺 1、进刀方式 本工作面采用端部割三角煤斜切进刀。 2、推溜、移架方式 本工作面推溜、移架全部为邻架（或成组）电液控操作。 4.4