内蒙古蒙兴投资集团子洲县永兴煤矿矿井开采初步方案.doc

内蒙古蒙兴投资集团子洲县永兴煤矿矿井开采初步方案 江苏矿业工程公司第一章 采煤方法选择综合VII上、VII中具体的赋存条件，结合该生产规模、装备和技术管理水平，可供选择的采煤方法论证如下：一、VII上煤层采煤方法选择VII上煤层属于薄煤层，可采厚度0.422.35m（含夾矸），平均1.26m。根据上述VII上煤层的具体条件、该矿的生产规模、技术管理水平，结合我国目前薄煤层开采技术经验、机械化发展水平及生产管理水平，可提出三个方案：方案：长壁式布置炮采工艺采煤法。即采煤工作面采用长壁式布置，钻爆发破煤、人工装煤、可弯曲刮板输送机运煤、单体液压支柱配金属铰接顶梁支护顶板、全部垮落法管理顶板。这种采煤方法为我国大部分地区地方中小型矿井中普遍采用的一种采煤方法，该采煤方法技术简单，管理简单，工作面整体投资少，适应性强。但机械化程度低，采用单体支架支撑顶板，生产安全较差，人员多，劳动强度大，工作面单产低。另外，工作面推进速度慢，盘区几何尺寸大，不利于回采巷道维护和煤炭自燃的防治。方案：长壁式布置机采工艺采煤法。即采煤工作面采用长壁式布置，滚筒式采煤机破煤和装煤、可弯曲刮板输送机运煤、单体液压支柱配“”型梁支护顶板、全部垮落法管理顶板。这种采煤方法为我国大部分地区中小型矿井中普遍采用的一种采煤方法，该采煤方法技术较先进，机械化程度较高，管理相对集中，工作面整体投资相对较低。但采用单体支架支撑顶板，生产安全较差，单产较低，人员较多，劳动强度较大，另外，盘区几何尺寸大，工作面推进长度大，推进速度较慢，不利于回采巷道维护和煤炭自燃的防治。方案：螺旋钻采煤法是无人采煤工作面中较为成熟的一种方法。广泛地用于开采围岩不稳定的薄煤层和极薄煤层,还可用于开采边角煤和回收各种煤柱。螺旋钻采煤法的最大特点是不需回采工作面,及不需回撤工作面内的采煤机、输送机和支护设备,仅在巷道中用螺旋钻采煤机就可将两侧各5070m范围内的煤采出。工人在支护条件良好的巷道中工作,安全状况有了可靠的保障,彻底地改变了薄煤层回采工人在工作面内爬行的工作状况。螺旋钻采煤机适用于煤厚0.451.5m,倾角15以下,切割阻力小于250330kN/m的煤层。螺旋钻采煤法尽管巷道掘进率高,丢煤多,但用人少,效率高,同时还可使一些平衡表外的储量得到开采,相对提高了工业储量,延长了矿井的服务年限。随着螺旋钻采煤法的不断完善,此种采煤方法将有较好的发展前景。方案：长壁式布置综采工艺采煤法。即采煤工作面采用长壁式布置，工作面装备可有滚筒采煤机和刨煤机螺旋钻破煤和装煤配可弯曲刮板输送机运煤、自移式液压支架支护顶板、全部垮落法管理顶板两种形式。现对国内外薄煤层综合机械化开采技术现状分析比选如下：（一）国外长壁式薄煤层综合机械化采煤技术国外长壁式薄煤层综合机械化采煤技术主要有两种技术途:采用刨煤机、刮板输送机和液压支架的刨煤机采机组;采用滚筒采煤机、刮板输送机和液压支配套的采煤机机组。上世纪90年代开始,德国DBT公司开始薄煤层综合机械化采煤技术研究。目前,该公司已经研究开发的以液支架PM2电液控制系统为基础的全自动化无人煤机综采工作面成套设备已经投入生产应用,实了薄煤层综合机械化采煤向综合自动化无人工作面采煤的发展,使薄煤层综采技术达到了高产高效的。如:德国鲁尔公司佛德利希莱茵兰特矿,煤厚1.3m,面长310m,采用刨煤机、电液控制系统，日产煤均达12653t，最高日产达16500t;该公司的罗伯特煤矿,刨煤机综采工作面,煤厚11.16m,工作面长308m,平均日产原煤13500t。英国Long-公司、美国Joy公司研究开发了具有自动化的滚筒式采煤机综采工作面计算机控制系统,取得了较好成绩。如美国煤钢联BW50#煤矿,煤厚1.38m,工作面长度330m,采用滚筒式采煤机综采创下日产原煤22310t的记录。澳大利亚正在研究程控制全自动无人长壁工作面开采技术。为适应“一矿一面”的高度集中化生产和煤矿生产集团化管理模式,先进采煤国家研发了矿井自动化监测控制系统,主要生产环节已基本实现自动化检测监控,实现了对综采工作面井运输、通风、排水等设备和矿井瓦斯、煤尘全参数的全自动化监测和控制。1999年全美约27个薄和较薄煤层工作面,平均日产量达57Kt。目前,世界各国主要采煤国家相继研制成功且先进的薄煤层滚筒式采煤机有:德国Eickhoff的EDW-170LN,EDW-300LN滚筒采煤机,英国An-rson公司的AM420滚筒采煤机,AS270薄煤层电牵引采煤、美国JOY公司研制了4LS滚筒采煤机和日本三井三池的MCLE300-7575M等滚筒采煤机采煤机,基本上满足了采高0.651.7m薄煤层。（二）国内长壁式薄煤层综合机械化采煤技术目前国内薄煤层综合机械化开采,主要采用如下几种方式:滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法;刨煤机配液压支架综合机械化开采方法。1.滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法1985年我国引进前苏联K103型电磁调速外牵引采煤机，5套薄煤层综采设备,在徐州、开滦、鸡西、双鸭山、七台河等局、矿使用,后由辽源煤矿机械厂仿制2台,虽然最后成套设备试验未获预期效果。但薄煤层滚筒采煤机在我国研制已有30年历史,开发出多种机型,从液压驱动、钢丝绳或链牵引发展到目前电牵引采煤机。现在国产薄煤层滚筒采煤机基本可以满足煤层厚度0.81.8m,煤质中硬以下的缓倾斜薄煤层开采需求。薄煤层滚筒采煤机基本可分为骑溜式和爬底板式两种。前者具有结构简单,牵引阻力低及空顶面积小等特点,但因采煤机骑溜运行,故通过空间和过顶空间大,需要有较高的空间。后者具有结构紧凑、机械强度高、滚筒拆卸方便、装煤效果好、易于制造和维修方便等特点,但因采煤机爬底板运行,故控顶距离较大。当采高在0.85m以下时宜采用爬底式采煤机;如采高在0.85m以上时,宜采用骑溜式采煤机。为实现无切口采煤,最好选用短机身双滚筒采煤机。2.刨煤机配液压支架综合机械化开采方法刨煤机是一种十分成功的薄煤层开采装备,能极大提高煤炭生产效率。刨煤机的切割速度可达到3m/s,切割功率超过2200kW。根据煤的硬度,每刀截深可达到250mm。目前,工作面输送机和刨煤机均可采用智能驱动系统,加上可靠的支架控制系统,可使采煤工作面实现全部自动化。薄煤层刨煤机综采的优点是驱动装置设于工面端部的巷道中，仅刨头在工作面内运行，刨头结构简单、外形尺寸小、没有复杂的液压元件和液压系统，可开采厚度较小的煤层且易于维护；采用刨煤机刨煤、装煤，采出原煤块率高、块度大，粉尘少、粉尘浓度低、外在灰分混入少、原煤灰分降低，煤质和价格大大提高且减少了粉尘治理环节；采用小截深、多循环的方式紧贴着煤壁快速割煤，利用矿压仅需刨落煤壁压酥区表层，破煤能耗少、对顶板的振动小，割煤后顶板暴露的面积小、时间短、所需液压支架梁端距小、顶板压力小、有利于顶板管理和减少因漏顶而混进煤中的顶板岩石量，使原煤的质量大大提高且可适应破碎顶板；刨头外形尺寸小对工作面通风断面影响甚微，静力刨煤、装煤极少产生火星，原煤块率高、块度大则释放瓦斯均匀，因此刨煤机可在高瓦斯煤层中使用；全自动化刨煤机同样具有电液控制系统的液压支架配套后可采用定量推进替代传统的定压推进，保证了以固定刨深随时刨煤随时推进，实现了连续循环作业，工作时间利用率高、效率高、产量高；操作和监控系统设置在回采巷道内，工作面无人化、工人无需跟机作业、劳动条件好、劳动强度小、事故少、人员少、便于生产管理、有利于安全生产和降低用人成本；开采薄煤层时对长工作面有较强的适应性，相对减少了巷道掘进量，这对于薄煤层开采尤其重要。缺点是刨煤机铸件单一化、形状复杂、精度较高、自动化程度高，要求工作人员具备较高的知识水平；对工作面地质条件要求较高、适应性不如滚筒采煤机，不能随时调整刨头的高度、顶板起伏时要留顶底煤或通过困难，不能随时大量提高刨头起底量、底板起伏不平和调向装置灵敏度不够时会造成“飘刀”或“啃底”，底板松软或煤粘顶时移架困难会影响自动化程度，静力刨煤遇到煤层夹矸或煤质太硬（普氏系数f4）时会降低生产率。（三）滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法的实践效果我国一些省区薄煤层储量比重很大，如安徽占72%、四川占60%、山东占54%、黑龙江占51%、贵州占37%，其它产煤省份如山西、内蒙、河北、吉林等也有丰富的薄煤层资源，他们积累了丰富的薄煤层综合机械化采煤法经验。1.山西大同同家梁煤矿408盘区8#层8805工作面(1)8805工作面地质条件。煤层埋藏深度211273m，平均242m.单一煤层，结构较简单，煤厚0.91.4m，平均1.3m。伪顶为粉砂岩，厚度0.30.8m，坚硬、致密;直接顶为细砂岩，厚度6.916.0m，结构松散;老顶为粉细砂岩，厚度大于10m，层理较发育;直接底为粉砂岩。瓦斯涌出量为3m3/t。工作面走向推进长度800m，工作面长度128m，采高1.01.4m。(2)设备配套。8805工作而采用ZYB4400/8.5/18型掩护式支架，支撑高度为85011800mm，初撑力3837KN，工作阻力4400KN;采煤机为SMG200一B型双滚筒采煤机，生产能力300t/h，适应采高1.01.8m，卧底量100mm，功率200kw;工作而输送机为SGB一630/220W型刮板运输机，运输能力为450t/h;转载机为40型，运输能力500t/h;顺槽皮带机为SJ一80型，运输能力为700t/h。（3）取得的效益8805工作而为首采面，自3月8日投产至5月底共生产原煤102233t。35月分别生产原煤26646t、40198t和35389t.回采工作面工效分别达到17.029、28.429和26.706t/工。最高日产达2554t，采用四.六制最高班产达1649t。工作而回采率达到98%以上。安全状况良好，35月未出现工伤。2.山西焦煤汾西矿业集团贺西煤矿的二采4#煤层2404工作面（1）2404工作面地质概况。2404工作面采二叠系山西组4#煤层,为中灰特低硫主焦煤,容重为1.39t/m3,倾角29,煤层厚度1.21.6m,底板较硬,工作面构造较复杂,材料巷及运输巷掘进时揭露多条小断层。煤层老顶粉砂岩2.6坚硬、块状。直接顶泥岩2.86块状、较硬。直接底砂质泥岩1.67较硬、固块状。（2）2404工作面主要设备配备。基本架选用ZY4000/08/18L型。高度08-1.8m、宽度1.431.60m、中心距1.5m、初撑力2616kN、工作阻力4000kN，支护强度0.64MPa（65.28t/m2）、对地比压平均1.29MPa、移溜行程700mm、操作方式邻架、泵站压力31.5M。过渡支架选用ZYG5000/11/26L型。高度1.12.6m、宽度1.431.6m、中心距1.5m、初撑力3200KN、工作阻力5000KN、支护强度0.64MPa65.28t/m2、对底比压平均1.29MPa、移溜行程700mm、操作方式本架、泵站压力31.5MPa。选用了MG250/560WD型采煤机,滚筒选用山西海德拉太矿国际采矿刀具设备有限公司d1400刀形齿滚筒。装机总功率560Kw，采高范围1.22.4m，适应倾角16，机面高度870mm，截深630、800mm。选取山西煤机厂改进的SGZ-764/630型刮板输送机。刮板输送机主要技术参数，设计长度200m、出厂长度200m。输送量1200t/h、刮板链速1.07m/s。（3）2404工作面试采效果。2404工作面从2009年12月开始初采,截至2010年7月底,共生产原煤209980t,平均月推进90m。工作面在正常回采期间日产量在12001900t,最大日产量达2230t。工作面采用综采配套设备后装煤效果明显改善,移刮板输送机后浮煤厚度不足50mm。工作面投用至今基本没有出现因设备事故影响生产的情况,安全可靠。3.河北峰峰集团黄沙矿112上89薄煤层工作面综采工艺试采（1）112上89工作面条件。黄沙矿112上89薄煤综采工作面走向推进长度302m,工作面长度仅50m,煤层倾角2126，平均为23,采高1.0m,。工作面煤层厚度最大0.9m,最小0.6m,平均0.75m，煤层厚度较稳定。工作面揭露断层8条,落差0.620.0m,均为正断层,其中落差H=3.0m断层位于运料巷上帮,H=20.0m断层位于运输巷下帮,均对回采造成不同程度的影响。煤层直接顶板为4.05.0m浅灰色粉砂岩,含少量植物根化石,硬度系数f为3.0左右;底板为3.04.0m灰色粉砂岩,含大量植物根化石。（2）112上89工作面三机配套设备。三机配套设备使用了MG200/360-WD变频电牵引采煤机,可远程遥控;SGZ-630/220型刮板输送机配合SGB-40T型刮板输送机和DSJ80/40/80型带式输送机连续运煤;ZY3300/07/13两柱掩护式整体顶梁液压支架,高度0.71.3m,PM32电液操作。（3）112上89工作面试验效果。平均日产原煤720t,平均月产量21600t;最高日推进度17m,最高日产可达到1224t,最高月产36720t,具备年产40万t的生产能力;比同等机采工作面新增产值18144万元/a，净增利润109123万元/a；无工伤事故安全可靠。综上分析，炮采、机采工作面虽技术简单、投资小，但安全条件差，劳动强度大，工作面单产低，劳动效率低；螺旋钻采煤机仅适于开采极薄煤层和回收边角；煤滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法、刨煤机配液压支架综合机械化开采方法相比，薄煤层滚筒式采煤机综采比刨煤机对煤层赋存的地质条件适应性较强、过断层能力高，破煤能力较高、机械化程度高、可有效控制和易于管理顶板、减少了安全隐患、改善了工人劳动条件和减轻了劳动强度，工作面推进速度快、生产效率高、产量高、效益好。最大缺点是最小采高受到一定限制，“小机身、大功率”问题很难有效解决，造成薄煤层综采一般只用于厚度大于0.8m的薄煤层。薄煤层滚筒式采煤机综采采煤法为近年来在大中型矿井中普遍采用的一种采煤方法。我省焦家沟煤矿采用薄煤层滚筒式采煤机综采采煤法也取得了成功，经济安全效果俱佳。该采煤方法技术先进，机械化程度高，管理集中，单产较高，采用液压支架支撑顶板，生产安全，人员少，劳动强度低，工作面推进速度快，有利于回采巷道维护和煤炭自燃的防治。但本矿VII上煤层厚度相对较小，平均只有1.26m，不利于综合机械化采煤工艺的充分发挥，另外，工作面整体投资相对较高。从提高机械化程度，减少工人劳动强度，提高矿井生产安全性角度考虑，设计推荐VII上煤层采用方案长壁式滚筒式采煤机综合机械化采煤工艺采煤法。此采煤方法也符合我国目前煤炭工业的方针政策，提高矿井安全装备水平、改进落后采煤工艺、提高劳动效率、降低劳动强度。二、VII中煤层采煤方法选择VII中煤层属于薄煤层，可采厚度0.401.44m，平均0.73m，根据上述VII中煤层的具体条件、该矿的生产规模、技术管理水平，结合我省目前厚煤层开采技术经验、机械化发展水平及生产管理水平，从提高矿井生产安全可靠、经济、高产、高效和有利于综合机械化设备选型角度考虑，设计推荐VII中煤层采用方案螺旋钻采煤法的最大特点是不需回采工作面,及不需回撤工作面内的采煤机、输送机和支护设备,仅在巷道中用螺旋钻采煤机就可将两侧各5070m范围内的煤采出。工人在支护条件良好的巷道中工作,安全状况有了可靠的保障,彻底地改变了薄煤层回采工人在工作面内爬行的工作状况。此采煤方法符合该矿设计生产规模、生产技术管理水平和VII中煤层的具体赋存条件。第二章 采煤工艺第一节 概述VII一盘区东西长约2291m；南北宽约540m。有2层可采煤层，自上而下为VII上、VII中煤层。VII上煤层为区内的主采煤层，基本全区可采，几何形状分布规则，根据钻孔资料，可采煤层厚度1.501.56m，平均约1.5m，结构简单；VII中煤层为局部可采煤层，几何形状分布极不规则，可采煤层厚0.431.08m，平均0.73m，结构简单。该煤层普遍含一层夹矸，厚度0.150.67m，大步地段0.50，岩性以砂质泥岩、泥岩为主。两层煤层间距约4.076.15m，一般46m。煤层埋深约68.17246.00m。总体趋势为由西北向东南逐渐变厚，并在此基础上发育了幅度不大的波状起伏，地质构造较简单。低瓦斯，煤尘具有爆炸性，煤层属易自燃，水文地质较简单。煤层直接顶底板多为砂纸泥岩、细粒砂岩、粉砂岩及砂质泥岩。该盘区设计推荐采用走向长壁采煤法，工作面顺槽沿东西方向布置。工作面切眼长度净宽140m，顺槽走向全长2291m。第二节 VII上煤采煤工艺本盘区VII上煤层为全区可采煤层，分布较稳定，可采煤层厚1.501.56m，平均1.53m，结构简单。下距VII中煤层间距平均约5m。煤层埋深约68.17246.00m。总体趋势为由西北向东南部逐渐变厚，倾角05左右的宽缓单斜，并在此基础上发育了幅度不大的波状起伏，地质构造较简单。低瓦斯，煤尘具有爆炸性，煤层属易自燃，水文地质较简单。根据盘区开采顺序安排，VII一盘区首采VII上煤层，首采工作面安排在VII上煤层7103区段，即7103工作面。一、工作面参数确定1.工作面长度：VII上煤层可采煤层厚0.801.39m，平均1.11m，结构简单。结合盘区生产规模，既考虑综采工作面推进度合理，又要使综采工作面长度较合理，设计确定工作面长度为150m（净宽140m）。2.采高：根据盘区内钻孔资料推测，7103工作面内VII上煤层厚度为1.501.56m，平均厚度取1.53m，设计确定采高为1.50m。3.工作面推进长度：根据划分的盘区几何尺寸7103工作面推进长度为2260m。4.工作面年推进长度：年工作日按330天计，工作面采用“三.八”工作制，采用“两采一准”作业形式，循环方式为每天10个循环，循环进尺0.6m,日进度为6m，正规循环率取0.9，则年推进长度：年推进长度=33060.9=1782m5.工作面年产量工作面循环产量=工作面长度采高循环进尺容重回采率=1401.50.61.370.95=163.989t。VII上煤层容重为1.37t/m3,薄煤层工作面回采率取0.95。工作面日产量=循环产量日循环数=163.98910=1639.9t。工作面平均年产量=工作面日产量年工作日正规循环率=1639.93300.9=0.4870Mt/a。6.工作面可采储量及可采期：根据7103工作面几何尺寸、采高及VII上煤层视密度1.37/m3，工作面回采率按0.95计，经计算工作面可采储量0.475Mt,可采期约为15.2个月。二、7103综采工作面回采巷道布置7103综采工作面沿北南布置，由东向西推进。其西部为矿井主要大巷，南部与7105工作面相邻，北部为工业广场保护煤柱，东为井田边界。工作面布置三条平行巷道，即首采面运输顺槽、辅运顺槽及回风顺槽，掘至井田东部距边界线20m位置开切眼布置工作面，构成7103工作面生产系统，安装设备进行回采。7103综采工作面回采巷道布置见盘区巷道布置图所示。三、采煤系统1.运煤：7103工作面7103运输巷溜煤眼辅运大巷主斜井皮带上山地面。2.运料：地面主斜井主运大巷7103辅助运输巷7103工作面。3.通风：主副斜井主运大巷/辅运大巷（新风）7103运输巷/辅助运输巷7103工作面（污风）7103回风巷回风大巷回风井地面。4.供电：由中央变电所向采煤工作面移动变电站供电。5.排水：7103工作面7103运输巷/回风巷（自流，低洼处利用小水泵排）矿井主副水仓。三、采煤工艺设计确定采用综合机械化采煤工艺，主要工艺为，滚筒式采煤机割煤和装煤，可弯曲刮板输送机运煤，掩护式液压支架支护顶板，全部垮落法处理采空区。1.采煤机工作方式：割煤方式采用双向割煤，进刀方式采用斜切式割三角煤进刀。如图222所示。图222斜切式进刀示意图2.运煤：采用可弯曲刮板输送机运煤，滞后采煤机一个弯曲段长度推移刮板输送机，与液压支架共用一个千斤顶互为支点。3.工作面工艺流程为：割煤准备斜切进刀（反向）移直输送机（调头）割三角煤（调头）空行割煤移架推溜。4.支护：采用掩护式液压支架支护顶板，支护方式采用及时支护，移架方式采用单架依次顺序移架，支架工作方式采用擦顶带压移架。5.采空区处理：采用全部垮落法处理采空区，最大控顶距为m,最小控顶距为m（视支架型号确定）。6.端头支护：该工作面采高（1.50m）不大，工作面日推进度6m，推进速度不太快，矿山压力不太大等因素，设计确定端头采用单体液压支柱配4m长钢梁对梁支护，一梁3柱，交错迈步前移。7.超前支护：工作面两顺槽超前20m采用单体液压支柱配1m长金属铰接顶梁支护五、7103综采工作面设备选型7103采煤工作面主要设备布置图见设计图。1.采煤机：考虑VII上煤层厚度为1.5m，煤层当中含有一层夹矸，且为预防工作面煤层厚度出现变化，工作面条件将不可避免出现局部破岩情况，这将要求采煤机有较大的截割能力（功率）。根据工作面劳动组织，综采工作面采用“三.八”工作制度，每天2个班生产，每班5个循环1个班准备。平均循环运行时间60min，开机率60，循环平均连续运行时间48min，采煤机的有效牵引速度不得小于3.0m/min，此牵引速度下的小时产量为：h603.00.61.371.5221.94t/h。采煤机功率的确定：AX被截割煤的截割阻抗，考虑切割顶底板岩石(预计f=5)，取450N/mmA标准煤的截割阻抗，200N/mmHW比能耗值，3.0m/min速度下取0.60KW.h/tHWX4500.60/2001.35KW.h/tHWXK3HWX后滚筒比能耗HWX0.91.351.22KW.h/tK1功率利用系数，0.8K2功率水平系数，0.9221.94(0.61.35+0.41.22)/0.8/0.9397.8911KW按30的富裕量考虑，则采煤机的装机功率应达到N397.8911/0.7568.41586KW以上分析计算得出采煤机选型的基本参数要求如下：生产能力：220t/h；装机功率:550kW；有效牵引速度：2.7m/min；采高：1.11.8m；机面高度：850mm；设计推荐选用MG300/700-WD型交流电牵引采煤机，该采煤机是一种多电机驱动，电机横向布置，全机载交流变频调速无链双驱动电牵引采煤机。MG300/700-WD型交流电牵引采煤机技术参数见表51。表2-2-1 MG300/700-WD型交流电牵引采煤机技术参数序号项目参数单位MG300/700-WD1最大计算生产能力t/h2采高1.12.6m3装机功率687.5kW4供电电压1140v5滚筒直径1200mm6.截深630mm7牵引力kN8牵引速度m/min9灭尘方式内外喷雾10拖电缆方式自动拖缆11主机外形尺寸mm12主机重量t13配套运输机SGZ730/220，SZB730/75该机型能实现07.6m/min的截割牵引速度，大于生产要求3.0m/min。采煤机有效的最大牵引速度为理论最大牵引速度的70，即0.77.6m/min5.3m/min，此牵引速度下，采煤机的有效最大割煤能力为5.3600.61.371.500.95372.49t/h。大于要求的221t/h.。2.可弯曲刮板输送机：设计推荐选用SGZ730/220型根据工作面的生产能力和MG300/700-WD型交流电牵引采煤机的配套，选用SGZ730系列刮板输送机，与支架的中心距相配套采用1500mm的节距。输送能力计算：式中F中部槽装载断面积，0.245528m2散煤的松散密度，1t/m3装满系数，0.9V链速，1.1m/s36000.24552810.91.1875.061792t/h与采煤机的生产能力相匹配，大于221.94的生产率要求。电机功率的计算221.94/3.6/1.156.0454Kg/m，式中：N载货每米重量Kg/mq0刮板链每米重量，30Kg/m工作面倾角，0货载与中部槽间运行阻力系数，0.6刮板链与中部槽间运行阻力系数，0.3L输送机铺设长度，130mm传动效率，0.8K电机备用功率系数，1.2K1链轮附加阻力系数，1.1K2水平弯曲时链与槽帮间的附加阻力系数，1.1g9.8m/s2N=1.21.11.1(56.0454(0.61+0)+2300.3)1301.19.8/1000/0.8131.316KW考虑满载启动和负载不均衡因素，选取2110KW的双电机机驱动，总的功率备用系数2110/130.841991.6753圆环链的确定：最大运行阻力WW1.11.1(221.94(0.61+0)+2300.3)1209.8215100.3254N链条最大张力Smax215100.3254/2/0.65165461.7888N圆环链材料强度按700MPa考虑D(24165461.7888/(700106)/3.14)0.50.02454030mm24.54mm，选取C级链D26mmSGZ730/2110型刮板输送机，其主要技术参数和如下：输送量500t/h长度150m（实际使用约145m）装机总功率2110KW链速1.1m/s刮板链型式中双链圆环链规格2-2692-C中部槽结构形式铸焊封底结构（1500730283）电压等级1140V3.转载机：SZZ730/110型与刮板输送机的生产能力相匹配。4.液压支架：工作面液压支架由基本架和排头支架组成，受输送机头尾传动部的影响，为保证最小人行空间，该处支架的底座应相对后置一定距离，而顶梁相应加长，该处支架即为排头支架。排头支架在工作面两端顺槽巷道内，因巷道高度与工作面采高存在加大的高差，排头支架的高度也将不同于工作面基本架。（1）基本架主要性能参数确定：架型：当前综采液压支架的型式主要有两柱掩护式和四柱支撑掩护式。两柱掩护式对各种顶板条件有良好的适应性，顶梁尖端阻力大，对不稳定顶板有较好的支护效果；在相同的控顶长度下，有较大的行人通过空间和较大的通风断面积。本方案开采煤层厚度较薄，属接近薄煤层条件，高度空间有限，配套设备和工作人员的通过空间，通风断面积等都要通过加长支架的长度来实现。因此，该支架有较大的控顶长度，只有整体顶梁的两柱掩护式支架才能较好地适应这种条件。支架高度（9002500mm）：支架顶梁体厚度和配套的刮板输送机、采煤机机面高度所决定的最小采高为1200mm，考虑一定的移架收缩余量，确定支架的最小高度900mm。根据开采煤层最大厚度和支架可实现的伸缩比确定支架最大高度2500mm；工作阻力（4000KN）：一般采用矿压理论计算、实际采场矿压观测和相似类比的方法确定工作阻力和支护强度的大小。实际采场矿压观测和相似条件的类比方法更能准确可靠地提供液压支架设计所需的矿压数据。工作面支架支护强度目前没有成熟计算方法，参照中国煤矿采场围岩控制提供的实测统计法，放顶煤工作面支架支护强度计算公式如下：统计法根据顶板特征，由缓倾斜煤层工作面顶板分类试行方案选取支护强度Q=1.3*350=455KN/m2工作阻力W=1.2*L*B*Q=1.2*3.71*1.5*455=3038.49KNL控顶长度m（设备未明确，根据经验预估）；B支护宽度m；岩重法W=H1*F*（KD+1）=7*(1.5*3.71)*2.5*(1.5+1)=2824.24KNH1冒落带高度m；F支护面积m；冒落带内岩石容重，KN/m3；KD动载系数；临界阻力法支护强度Q=58m+14L2+36(lm1)58*1.5+14*12+36*(1.5+1)=345KN/m2m采高m；L2周期来压步距，12m；lm控顶宽度m；工作阻力W=1.2*L*B*Q=1.2*3.67*1.5*457=3622.73KN薄煤层支架必须有足够大的工作阻力，以保证来压时不能允许有立柱卸载而导致的顶梁沉降现象的发生，以免低采高时压死或压坏采煤机。综合上述几种计算方法的结论，确定支架的工作阻力4000KN。支架的结构特征见图2所示。支架的性能参数架型ZY4000/09/25支架中心距1500mm适应工作面倾角0-20最大高度2500mm最小高度900mm支架宽度14001570mm额定工作阻力(31.5MPa)4000KN初撑力(24MPa)3050KN推移步距600mm(其余参数目前无法确定)5.乳化液泵站：WRB200/31.5型，能够正常满足该工作面需要。六、劳动组织1.工作面工作制度：采用“三.八”工作制。2.作业形式：采用“两采一准”即两班采煤、一班准备。3.循环方式：工作面每班5个循环，循环进尺0.6m,每天10个循环，日进尺6m。4.劳动组织形式：工作面采用专业工种追机作业。5.7103综采工作面循环作业图表：工作面循环作业图见图222。图2-2-2 7103工作面循环作业图工作面劳动组织表见表222。表222工作面劳动组织表单位：人序号工种一班二班检修班备注1队长12副队长23技术员14班长1115采煤机司机2226移架工1117移溜工1118调架工1119机修工11310电修工11411泵站工11112端头支护工44313转载机司机11114皮带司机11215运料工兼防尘工11116小计161621417出勤人合计162+21+4=5718在册人合计57113%=65工作面技术经济指标表见表223表223工作面技术经济指标表序号名称单位数量备注1工作面长度m140净长2工作面推进长度m2260可采3地质储量万t66.314可采储量万t61.765煤层厚度m1.501.56极小极大6采高m1.5纯煤平均厚7煤层倾角058容重1.37平均9回收率%95薄煤层10采煤机台1MG300/700-WD11液压支架架110ZY4000/09/25掩护式12可弯曲刮板输送机台1SGZ730/22013循环进度m0.614日循环个数个1015循环产量T16416正规循环率9017平均日产量t1639.918月产量万t4.92每月按30天计19月推进度m18020工作面服务年限月15.221日出勤人数人5722回采效率t/工28.7723坑木消耗m3/万t324截齿个/万t35考虑夹矸及破顶底板七、安全技术措施（一）一般规定1、所有上岗人员必须严格执行煤矿安全规程、7103综采面作业规程，严禁违章指挥、违章作业、违反劳动纪律。2、凡是参加作业的人员必须学习本规程，学习完毕并经考试合格，特殊工种持证上岗，否则一律不准参加本工作面的作业。3、所有入井人员必须佩戴安全、有效的个人防护用品，戴好矿帽、系好帽带，必须穿防砸靴。4、严格执行安全质量责任制，各上岗人员、工作人员必须对本岗位范围内的安全、质量负责。5、各工种作业前，首先要对作业场所进行安全状况和施工条件检查，发现安全隐患立即处理，严禁盲目作业。6、严格执行现场交接班制度，交班时本班出现的问题还没有处理完时要向下班交待清楚。接班后，班组长要对作业环境进行一遍认真地检查，确认安全后，方可准许作业。7、严格执行敲帮问顶制度，登高作业时，必须系好安全带。8、在作业过程中，所有人员必须听从指挥，集中精力，严守岗位，作好自保、互保和联保工作，确保整个作业过程的安全。9、人员到运输机铲煤板至煤帮之间工作时，必须闭锁刮板运输机，切断刮板运输机电源，并在工作范围内进行临时支护，确保安全后方可作业。10、人员进入皮带非行人侧拣拾杂物、拆水管时必须在停机状态下进行，并且1人作业，1人监护，开机时严禁人员进入皮带非行人侧。11、进入机尾端头架作业时，必须检查机尾端头架内的CO和氧气浓度，不符合规定不得作业或停留。12、拖、拉、抬、撬重物时，要有专人统一指挥，人员要相互照应且躲开受力方向。两人抬运对象时，必须使用同一个肩膀。13、装卸、运输重件时，需要多人配合工作时，全过程要由专人指挥，作业人员之间要相互照应，人与人之间保持相应安全距离，使用的钢丝绳套、吊装带、吊链要仔细检查，符合安全系数，不符合的禁止使用，在起吊时人员要站在安全地点。14、绞车的操作必须在绞车和钢丝绳完好的情况下操作，在拉液管和电缆小车时分工人员要配合好，连接好钩头，摘挂钩头必须将绞车停止，钢丝绳波及的范围内不得有人员。15、井下需要电气焊作业时，要严格编制审签和贯彻落实安全技术措施。16、在工作面检修完毕后，带班队长必须清点所有工器具，组织清理作业现场，捡净杂物、清点撤离人员，确认无误后汇报调度室，方可开机生产。（二）顶板1、工作面顶板管理安全技术措施：加强液压支架检修，保证液压系统无窜漏液，支架动作灵活；检查所有支架各个部件，如有损坏及时维修或更换，保证支架正常运转，达到支护作用。正常时采用跟机拉架，滞后采煤机后滚筒23架。当工作面来压，顶板破碎时采用追机拉架，滞后采煤机前滚筒23架，采煤机割平顶底板，保证支架接顶良好。来压时要组织快速推进，加快推进速度。严格按支架操作的基本要求操作，液压支架梁端距不应大于370mm。当顶板破碎，漏矸或梁端距大于370mm时必须拉超前架，且从两端顶板好的地方向中间顶板差的地方拉，防止漏矸范围扩大。顶板离层或破碎时，应采用“擦顶移架法”，即首先将支架立柱快速下降100200mm时，停止降架，立刻拉架，到位后立刻升起支架，并达到初撑力。2、工作面上、下出口的安全技术措施人员进入工作面前必须将上下出口时，严格执行敲帮问顶制度，将片帮煤和顶板磷皮安全处理后进入工作面。班长必须负责观测上、下安全出口及胶运、回风顺槽超前支护情况，超前支护必须及时有效，按照规程规定及时做好超前支护工作。超前支护必须由三人作业，必须有一人负责观察周围安全情况。3、超前支护两顺槽超前打单体时必须先观察顶板情况，顶板有鳞皮时及时用敲帮问顶工具处理掉，至少2人作业，1人监护。使用注液枪时，枪口不准对人，以免失手伤人，注液枪使用后要将液管盘好，挂起来，并且关闭进液截止阀。（三）运输1、工作面处理大块煤（矸）安全技术措施如发生大块煤（矸）卡在运输机溜槽内或者堆煤时，首先闭锁刮板机，保证支架达到初撑力，观察周围是否安全，如有片帮等可先将其撬下，确认周围环境安全后，方可进入溜槽内作业。人员进入溜槽可用大锤和单尖镐将其快速分成若干块，直到顺利通过溜槽为止，但处理时必须两人以上同时作业，必须有一人监护。大块煤如卡在转载机内，不能顺利通过破碎机时，工作人员应先闭锁刮板运输机，确认端头支护牢固，同时将破碎机两帮鳞皮处理掉，确认周围环境安全时，人员方可进入转载机内处理。刮板机或转载机内被大块煤（矸）卡住，利用上述方法不能有效处理，需放炮时，要求严格执行煤矿安全规程中有关放炮的规定及本队制定的爆破安全技术措施。2、起吊运输重物及大件安全技术措施装车、运输和起吊时，必须由专人统一指挥，运送设备和大件要选择符合要求的工具，装车时要装平稳，牢固可靠，无滑动部位，不超高超宽。用手动葫芦、钢丝绳起吊重物，其起吊能力必须符合煤矿安全规程相关（第四百条等）规定，要先试吊高度100200mm，无误后再起吊，起吊点必须选在牢固、可靠、支护完好的地方。使用多个手提葫芦起吊时，必须使用吨位相同的手提葫芦，同时起吊、下放设备时，几个手提葫芦必须同步，防止个别手动葫芦受力，造成损坏和事故发生。设备在起吊托运时，不得中间停止作业，设备到位或中间停止时，应放置稳固。对重心高的设备及捆绑易变形的部位时，必须采取防摇或倒措施后，方可拆除起重机械或索具。起吊设备时，禁止人员在设备下面或受力索具、钢丝绳附近及吊装物坠落能波及的地方通过和逗留，不得将头或手脚伸到可能被压、挤的位置。（四）机电1、采煤机司机操作安全技术措施采煤机割煤前要首先检查各部位螺丝是否紧固齐全，各操作手把、按扭、开关是否灵活、可靠，截齿是否齐全完好，内喷雾、各部油位是否符合规定。煤机启动后，要监听各部件运转声音，观察各指示灯情况，牵引阻力是否正常等。不得割顶、底板，当煤层起伏变化较大时，必须提前调整，在低洼处留底煤，保证底板的平缓，每刀的抬、卧底量不得大于100mm，且提、卧一刀平一刀，严禁撞、割支架顶梁等部件，以防损坏设备。采煤机到两端头时，将速度控制在3m/mim以内，同时两安全出口以外20m范围内不准有人工作或停留，以防崩出煤块及其他事故伤人。煤机司机必须戴头盔、防护眼镜等劳动保护用品，否则不准操作煤机，其他工作人员在经过采煤机时必须迅速通过，且不得面向煤壁，以防滚筒旋转飞溅的煤块伤人。及时检查煤机截齿磨损情况，磨损每滚筒在5个以上时，必须立即更换。支架工追机作业时与煤机司机搞好配合，观察顶板、煤帮情况，防止支架挤人，掉矸伤人；观察支架的端面距，防止滚筒割顶梁。人员在维修采煤机或者更换截齿等部件时，闭锁并切断电源，周围30台支架护帮打出并闭锁，以免片帮煤伤人。煤机司机割煤时必须在支架立柱内行走，割顶刀时站到滞后滚筒5架处，割底刀时超前滚筒5架。收护帮板超前煤机前滚筒5架，发现护帮挡有大块煤时，采用手动操作，缓慢将大块放到溜子里，防止大块落到支架大脚前。2、支架工操作安全技术措施移架前先检查煤壁、顶板、管路等各部件是否完好，架前架间不准有人作业或停留，确认无误方可操作，防止液管爆裂或U型卡子掉造成液管抖动伤人，严格实行拉架不行人，行人不拉架的原则。在顶板完好情况下，拉架滞后煤机后滚筒23架，在顶板来压时或者破碎时，滞后煤机前滚筒23架。端头支架移架前班长要先检查顺槽超前单体支护情况，保证支护可靠，移架时超前支护段20m范围内不得有人工作、行走或停留。更换支架推拉竖销等部件时，至少两人作业，同时闭锁两旁的支架，防止支架误动作伤人。支架降架距离不应大于侧护板的三分之二，拉架时要利用调架油缸调整支架架型和各支架之间的间距，保证支架前梁接顶严密，不得出现低头或“高射炮”支架。防止咬架、歪架等现象发生。当周期来压，顶板破碎，漏矸或端面距大于370mm时必须拉超前架，当发生冒顶事故时，从两端顶板好的地方向中间顶板差的地方拉，防止冒顶范围的扩大。拉架时不能面向滚筒，追机拉架时要采用反向拉架，背对煤机前进方向，防止滚筒带出的煤块伤人。3、推溜工操作安全技术措施推溜时保证溜子弯曲段大于允许值，防止由于弯曲段过急造成设备的损坏。工作面推溜时，必须确认推溜周围架前无人员时方可作业。工作面堵大块煤需要拽溜时必须确保作业区域没有人员作业，再进行拽溜，防止拽溜时发生意外。4.机头司机操作安全技术措施开机前必须检查各部完好情况，检查信号闭锁是否灵敏可靠并在正常位置，电机冷却水是否正常，确认无误后方可开机。接班时首先将溜子、转载机空转一周，检查链子、刮板及螺栓等有无松动、缺少、损坏、变形等，检查各传动装置及破碎机是否有异常声音，发现问题及时停机处理。正常运转过程中，要避免杂物挤进溜槽和链子之间，停机前必须将煤拉空。正常运转中司机严禁离开岗位，否则必须停止设备运转，当煤机割到机头时及时躲到支架立柱护网后。检查或处理刮板运输机、转载机、破碎机事故时，必须闭锁停电。用刮板运输机运料，必须将物料放好，停止破碎机运转，停止采煤机牵引。运送物料时，必须通知工作面所有人员，派专人在采煤机处和卸料地点看守闭锁，防止发生卡阻，取料时必须闭锁停电。工作面机头溜槽推完后及时将端头架拉出，并升起，保证达到初撑力。每割一刀煤观察一次出口顶板情况，发现有磷时及时处理掉。5.控制台电工操作安全技术措施坚守工作岗位，不准擅离职守，非专职人员不准操作。及时询问和汇报各岗位工作情况，准确传达调度室及队值班室。观察信号灯及仪表显示，密切注意各台设备的运行情况，准确控制设备开停，发现异常情况及时停机，严格执行操作规程、作业规程有关规定。详细记录本班各台设备运行起止时间和工作内容摘要，班后交值班室由专人保管，作为资料统计依据。搞好控制台卫生，交班时必须将本班设备运转情况、存在问题，应注意事项交代清楚。确保电气设备各零部件齐全、完好，使泵站、移变、开关等完好运行，保证工作面各设备正