金宝屯煤矿北二采区毕业设计说明书 采矿专业毕业设计

前言根据高职煤矿开采技术专业采煤毕业设计设计大纲的编写要求进行了采煤毕业设计。此次毕业设计内容首先了解采煤工作面的位置及开采范围、采煤工作面与地面相对位置；煤层的赋存情况、围岩的性质对采煤的影响；瓦斯煤尘和自然发火情况的一系列自然情况，同时通过对矿井可采储量及服务年限计算、巷道布置和生产系统、采煤工艺、采区的生产技术管理、采区方法图的设计与绘制的设计使我们更深刻的领悟了本专业的精髓。通过此次的毕业设计，不仅提供了一个展示自我的平台，使我们对以前所学知识有了更加深刻的理解，而且通过理论知识与实践的结合，又使自己的知识在深度和广度上又上了一个更高的层次。通过此次的毕业设计不仅让我们认识到了团队精神的重要性，而且锻炼了我们的团队精神。团队精神不仅是学习文化知识的必要保障，也是在今后的工作当中必不可少的一种精神食粮。无论是一个发展中的企业还是一个即将飞腾的公司都必须要有团结合作的精神。随着煤炭事业的迅速发展，更多的煤炭开采技术将会推陈出新。这就需要我们在设计中要充分体现设计的科学性、先进性、实用性。马上就要走上工作岗位，这次毕业设计又为将来从事煤炭行业奠定了坚实的基础。“实践出真知”，工作中的种种困难也许会考验我们的理论和实践，但是它会让设计内容更加趋向合理、完善、科学，同时也是考验我们的能力和信心。踏实求知、辛勤工作、总结经验、勇于创新才是合格的煤炭人才的必备的内涵，只有具备了此内涵才能为我国全面建设小康社会提供充足的能源保障，为煤炭事业贡献自已的光和热。目录第一章矿井概况1第一节矿井概况及井田特征2第二节矿井储量、生产能力、服务年限与工作制度10第三节井田开拓和主要生产系统12第二章采区地质概况14第一节采区自然状况14第二节采区地质概况14第三章采区储量、生产能力及服务年限17第一节采区储量17第二节采区生产能力及服务年限17第四章采区方案设计19第一节采煤方法的选择19第二节采区巷道布置19第三节采区车场23第四节采区煤仓设计23第五章回采工艺26第一节回采工艺方式的选择26第二节回采工艺的过程31回采工作面生产技术管理33主要安全技术措施39各工种安全操作措施41安全措施53第六章采区生产系统69第一节采区运输系统69第二节采区通风系统71第三节采区供电系统74第四节防尘注浆系统80采区排水系统82采区压风系统82第七节采区液压系统83、采区安全技术措施89一通三防措施与安全监控89安全措施90第七章采区技术经济指标表96参考文献97第一章矿井概论第一节矿井概况及井田特征矿井概况金宝屯煤矿位于内蒙古自治区通辽市科左后旗查日苏镇境内，始建于1992年7月1日，投产于2004年6月1日，隶属于辽源矿业（集团）有限责任公司。距国道203线查日苏路段11公里，距平齐线铁路金宝屯车站38公里，距（集团）公司总部220公里，矿区至金宝屯火车站修建了铁路专用线，交通十分便利。金宝屯煤矿井田面积为375平方公里，矿区占地面积16万平方米，地面工业广场建筑面积48万平方米，矿井建设总投资65亿元。矿井地质储量为10632万吨，可采储量为8254万吨，年设计生产能力为90万吨，设计服务年限为529年。经过技术改造，现核定年生产能力为180万吨。井田区域的煤系地层为中生界侏罗系上统协尔苏组含煤段，煤层形成至今约14亿年。矿区内可采煤层为单一煤层，煤质牌号属于长焰煤。煤层赋存深度640米至890米之间，平均埋藏深度765米，煤层平均厚度241米。煤层倾角平均为7度，井田开拓方式为立井单水平开拓，井筒建在煤层垄起剥蚀带中。采区分南北两翼，现开采北翼一阶段，其运输和回风大巷均布置在650米水平，北翼二阶段为开拓准备区。机构设置金宝屯煤矿按照一矿一井的模式设置机构配备人员，全矿现有员工2500人。矿机关设有安全生产部、经营管理部、政治工作部、综合办公室四个职能部室。全矿下设19个基层单位，有2个综采区、1个开拓区、2个综掘区、3个巷修区和11个辅助区队一、矿井自然情况金宝屯矿区位于内蒙古自治区通辽市科尔沁左翼后旗查日苏镇，勘探范围东起哈拉乌苏、公司窝棚，西到城五家子、比力吐，南到后布敦花，北至三爷窝棚，南北长95公里，东西长82公里，面积约为80K。地理坐标为东经1231840至1232618，北纬430641至431032。其中，金宝屯井田的范围南北到隐伏煤层露头，东，西边界以可采边界为限，面积越为32K。矿区的交通较为方便，北侧距金宝屯镇35，有40专用的铁路线相通，南侧距辽宁康平县48，东侧12协尔苏镇有203国道穿过，矿区以场外公路与其相通，距四平136，距郑家屯66。西距科左后旗90，乡村之间均有沙路连通，见交通位置图111。金宝屯矿区地处松辽平原南缘，属于堆积平原，由于少量的垄状撒、沙丘，丘间洼地个带状的沟谷构成，西北高，东部低，海拔高程12201418M，井田中部有一条东西向季性的河流，春冬两季干涸，河流两岸低洼处多为沼泽。区内年平均温度为58C，一月份最低达322C，七月份最高达361C。年平均降水量452左右，平均风速44M/S。区内经济成分以牧业为主，农业次之，并有少量加工业。二、煤层赋存状况本井田区域内底层主要有元古界的前震旦系、中生代侏罗系和白垩系及新生代第四系,含煤地层仅侏罗系协尔苏组,上部沙砾岩段平均厚度4792M,黑色泥岩灰色细砂岩及砾岩,中部黑色泥岩灰白色砾岩、砂岩为主,下部砂砾岩段平均厚度336M灰绿色,灰色砾岩为主,上部有灰绿色粉砂岩、细砂岩,含煤系数为276。煤层赋存深度在500890M之间，煤层在含煤段中部，区内仅有一个复煤层，该煤层全区发育，上部煤质姣好，中、下部以炭页为主厚度在18183M,平均971M。煤层有西向东、由薄到厚，煤层结构由简单变复杂。这个复煤层分三个分煤层，上分层大部分地区可采，煤层厚度为03557M之间平均厚度31M，有西向东上分层煤由单一结构变为复杂结构，煤层由薄变厚，再由厚变分岔变薄。本区只有上分层是可采煤层全区发育。本井田没有邻近生产矿井，仅根据原始资料无法清楚了解煤质特征及其工业用途。煤呈褐黑色条退为褐色与黑褐色，以沥青光泽为主，此为油脂光泽以亮煤为主，次为暗煤和丝煤，基本上以暗煤和丝煤为主夹细条带亮煤MM左右，从煤岩类型上属于中亮到暗亮型煤，坚硬呈块状，全区的赋存深度变化交大全区属区域性多质。没有明显变化及特点，可以确定说该区属低多变质烟煤。三、井田地质构造及水文地质全区地层产状比较平缓，向斜构造也比较缓近等轴状倾斜，局部有较大的波状起伏。煤层基本形态以原始沉积形态为主，后期断层较少，断距大部分在50M以下，断层对煤层影响较小，全区以平缓的背向斜构造为主。区内只有一次岩浆活动，再晚侏罗系初期有一次中性火山岩的喷发与侵入活动。含水层在该区内有两个1、第四系空隙含水层该层分布广泛而且厚度较大，最大厚度8615M，最小厚度6455M，平均厚度7425M。由粉砂岩、中砂岩组成，少量粗沙，间夹3层粘土亚粘土及淤泥质亚粘土、亚砂土等，单位涌水量518L/SM1，PH值71中性对混凝土具有弱侵蚀性，大气降水及区域径流为补给来源。2、基岩孔隙裂合水层该含水层主要埋藏于白垩系地层中，下部及煤系地层沙砾岩中以孔隙式合水为主，次为裂隙水。断层水本区构造简单，仅有8条断层，断层落差不大而且又都无断到泉头组，煤系底部砾岩含水微弱，因此构造导水的可能不大。地下水的补给、排泄条件差，本区地下水的补给来源是康平一带。隔水层1下白垩纪部隔水层本层岩性为泥岩、粉砂岩、细砂岩平均厚度为238M在全区发育,而且厚度变化不大,较稳定隔水性能好2煤层上部直接顶板隔水层本层全区发育,厚度比较稳定,平均厚度为12204M岩性为白垩纪泥岩、粉砂岩、细砂岩组成隔水性能较好涌水量煤层顶板涌出量为110M3/H,煤层底版涌出量为20M3/H,主井井筒涌水量为602M3/H,副井涌水量为572M3/H,防尘水为5M3/H,全矿井实测涌水量为52M3/H,全矿井排水量为60M3/H左右四、瓦斯与煤尘揭露煤层前,曾组织打钻孔探查煤层瓦斯附存情况,发现有瓦斯存在,初次揭露瓦斯大,随后瓦斯的涌出量减少根据资料分析,顶部虽然有泥岩,但分布面积小厚度较薄而且大部分顶板泥岩为粗砂岩和含粗砂岩所以不利于瓦斯的储存,其瓦斯成分以氧气为主,一般都在80以上为甲烷气,二氧化碳少量因此本矿井属于低瓦斯矿井该矿井瓦斯的相对涌出量为465M3/T,绝对涌出量为1768M3/T无瓦斯突出,煤层自然发火期为23个月,煤层自然等级为级,煤尘爆炸指数为4904第二节矿井储量生产能力、服务年限与工作制度一、矿井储量矿井地质储量为10632万吨，全矿井可采储量825426万吨，储量备用系数取13。二、矿井生产能力和服务年限原设计能力为120万吨到2006年验收为180万吨当年生产162万吨到现在生产200万吨服务年限为529年三、矿井工作制度及工作形式该矿井采用“三八”工作制，采用边采边准的作业形式。第三节井田开拓和主要生产系统一、井田开拓方式金宝屯煤矿采用两立井开拓,分为南北双翼,现今开采水平为单一水平650M的北翼采区井筒位于井田面积中心主井提煤为回风井,副井提材料为进风井筒主井采用JKM3254巨型塔式多绳摩擦式提升机采用功率1800KW的交流电动机主井井底标高674M深8065M井底车场标高650M。二、矿井主要生产系统通风金宝屯煤矿采用全风压中央并列抽出式的通风方式,副井如风井,主井为排风井两个主要通风机采用BD811028型2500KW对旋轴流式,风量可在60012300之间调节运输大巷中用皮带运输输送能力为800T/H皮带宽1M,矿车可采用柴油机车牵引排水该矿井在730处的水泵房用5KW水泵排到650水仓排水量为280M3/H三、矿井现有采区概况金宝屯煤矿现有北翼四个采区投产的只有一采区的一个工作面,工作面长200M采用带区式开采综合机械化采煤,只采上煤层所以无影响第二章采区地质概况第一节采区自然状况本采区位于金宝屯煤矿北翼第二采区,走向长2120M倾斜长度1120M,采区范围上至620M下至680M,相邻采区为第一、四采区,由于该矿周边地区为沙漠所以对地面无影响图21为金宝屯煤矿地理位置图。第二节采区地质概况一、地质构造该采区内无断层,陷落柱,火成岩侵入的影响是比较平坦的向斜构造二、煤层及顶底板情况本采区可采用煤层为单一煤层,平均厚度为5M，倾角平均为4O左右,煤层为西南东北走向,西北高东南低,瓦斯涌出量为01M3/MIN,煤层自然发火期为23个月,该煤无夹石火成岩入侵的情况,无煤层内失火、分叉及合并情况煤层顶板为泥岩,厚度为1M层状量冒落底板泥煤劣煤厚为08M层状质软易碎三、瓦斯及煤尘该矿为低瓦斯矿井该采区无煤与瓦斯突出,没的自然发火期为54天易自然,煤尘爆炸的可能性为65为强爆四、矿井水对采区开采的影响采区回采不波及顶板含水层,底部无含水层,本采区没有出水点,采区内6个钻孔封堵质量均合格回采中为确保安全在距钻孔50M的范围内应打探眼前进,周围无采空区无小煤矿,该采区无断层所以不影响开采。图21第三章采区储量、生产能力与服务年限第一节采区储量采区工业储量7708万吨采区煤柱损失井田边界留保护煤柱10M，采区其他边界留10M。采区内两工作面间保护煤柱10M，共9个保护煤柱。煤柱损失煤量518万吨。采区可采储量计算（7708518）805752万吨年掘进出煤量1100314122525138146万吨单工作面年产量1386万吨采区总生产能吨采区服务年限1070167864年第二节采区生产能力与服务年限根据二种采煤方法设计方案，即倾斜长壁采煤法、走向长壁采煤法，即而产生两种关于采区生产能力和采区服务年限的计算方法。方案一倾斜长壁采煤法采区采用倾斜长壁采煤法，根据煤层赋存条件，可用综合机械化采煤，为单一工作面生产，日产量23598T，月产量为71万T，年产量为779万T，服务年限为5年，设计生产能力为90万T。采区生产能力计算ABAOLVOMDRNCOL工作面的长度为200MVO工作面的推进度为36M/DM煤层厚度为25MD工作面作业天数330DR煤的体积密度为138T/M3N同时生产的采煤工作面1个CO采煤工作面采出率95AB2003625330138195779万T采煤服务年限TM可采/ABM可采可采储量5752万TAB年生产能力为779万T/A所以采区服务年限为TM可采/AB5752/7797年方案二走向长壁采煤法采区采用走向长壁采煤法，根据煤层赋存情况，选用综合机械化采煤法，双工作面日产量为47196T,月产量为142万T,年产量为1557万T,服务年限33年，设计生产能力为180万T。采区生产能力计算ABAOLVOMDRNCOL工作面的长度为200MVO工作面的推进度为36M/DM煤层厚度为25MD工作面作业天数330DR煤的体积密度为138T/M3N同时生产的采煤工作面2个CO采煤工作面采出率96AB20036253301382961574万T采煤服务年限TM可采/ABM可采可采储量5752万TAB年生产能力为150万T/A所以采区服务年限为TM可采/AB5752/1504年第四章采区方案设计第一节采煤方法的选择方案一带区式倾斜长壁采煤法采区工作面的长度为200M，斜长为1100M，有9个工作面组成。采用“四六”工作制，及“三班采煤一班准备”作业形式，每班进两刀，截深为06M，每日6次循环，日进度36M。方案二采区式走向长壁采煤法采区工作面的长度为200M，区段长为1000M，两翼开采，每翼分为5个采区。采区由10个工作面组成，采用“四六”工作制，及“三班采煤一班准备”每班进两刀，截深为06M。每日6次循环，日进度36M。第二节采区巷道布置一、初期采区选择方案的确定、工作面数目由于该采区位于井田中部，所以定该采区为北二采区，此采区内的绝大部分煤量属于高级储量，采区内没有断层，煤层倾角平缓，约4O。采区的开采条件好，对工艺要求比较简单。根据北二采区的资源条件结合小组讨论和目前综采工作面的实际达到生产能力和管理水平，确定矿井达产时为一个工作面同时开采。即单工作面现将采区内的巷道布置进行比较方案一倾斜长壁采煤法每个工作面有两条巷道，一条运输斜巷、一条回风斜巷，两工作面之间留有20M的保护煤柱。见图（1）为倾斜长壁开采巷道布置优点1、倾斜回采工作面的矿山压力显现比较缓和，工作面动压对左右顺槽的影响范围小。因而回采巷道的维护量和维护费用相应地要小些；2、由于工作面沿倾向推进，在一个带区回采过程中工作面长度可保持不变，避免了因工作面长度变化而增、减支架的装拆和接长或拆短输送机的工序，对充分发挥综采设备的效能，提高工作面产量和效率有利。缺点1、左右顺槽斜长达1100M以上，掘进和回采时输送机设备、材料和人员通行难度大，如用绞车，容绳量也大，斜巷中辅助运输就要俩段接力才能完成。2、在带区式的特定条件下，绞车房的开拓等巷道多了环节上述走向长壁开采和倾向长壁开采两巷布置方式经分析比较，虽各有利弊，但在技术上都是可行的对现在政策加大采区回采率和工作面的统一长度考虑，选择倾斜带区式。对倾斜带区式中的缺点现将方案补充如下关于巷道维护问题为了减少综采工作面的搬家次数，北二采区综采工作面的有效斜长为1100M，两侧的顺槽长度大，维护时间长，维护量大。因此，对于顺槽，除了采用综采、综掘加大采掘推进长度外，顺槽应尽量选用重型的U型钢可缩性支架支护。为提高顺槽的支护效果，通过实践，必要时也可以采取加大支架密度的方法来提高支护效。方案二本采区在采区中部布置两条上山，间隔20M，在两条上山之间留设20M的保护煤柱。运输上山和轨道上山布置在采区中部，运输上山通过煤仓与大巷连接，轨道上山和运输大巷之间开一进风行人斜巷，两个方案中的上山和斜巷均布置在煤巷中。见图（2）为走向长壁开采采区巷道布置优点1、运输顺槽和回风顺槽沿走向掘进，施工比较方便；2、掘进和回采的材料、设备等辅助运输方式比较简单，用常规的调度绞车等辅助运输设备就可以满足要求；3、采区内煤的运输和辅助运输由于输送机下山和轨道下山分别与运输顺槽和回风顺槽相连接，均可减少一个环节，相应可以减少运输的设备台数。缺点1、回采工作面动压对上下顺槽的影响范围大。（据统计资料一般影响工作面前方3060米，而倾斜长壁为2040米）2、由于采区边界影响，工作面长度相差大，工作中设备调用复杂。二、工作面巷道布置及支护方式金宝屯北二采区综采面煤层在矿井右翼，其巷道布置如图24所示，工作面为倾斜带区式，面长初步确定为200M，倾向推进长度约1100M，两顺槽均为拱形断面，金宝屯北二采区工作面回采巷道，根据该工作面产量、瓦斯涌出量及通风情况，确定均为拱形断面，回风顺槽底宽35M，高4M，净断面面积为10M2；运输顺槽底宽35M，高4M，净断面面积为10M2。超前支护各20M，梯形断面，回风顺槽底宽40M，顶宽32M，高4M，净断面10M2；运输顺槽底宽40M，顶宽32M，高4M，净断面10M2。1回采巷道支护方式的参数选择煤层顶底板岩性特征及厚度见图41。根据煤及顶底板岩石的力学，该煤层顶板破碎稳定性差，底板松软。因此经可行性研究决定两个顺槽的支护方式都选择U型钢棚支护。见附图42说明1、单位2、该断面适合综采工作面的上下顺槽。3、净0；掘12042图21上下顺槽断面支护图根据工作面所选择的设备，确定开切眼为矩形断面，要求净宽55M，净高3M，以满足综放支架的安装与搬家要求。具体施工方法可分两次完成，即先开掘383M的小开切眼，安装前再扩宽至553M的正式开切眼。开切眼的支护方式选择目前广泛采用技术先进的锚梁网支护（图22）。2开切眼锚杆支护参数的确定1）顶板采用高强度螺纹钢锚杆，锚杆排距为750MM，间距为800MM，铺设金属网，相邻网搭接250MM。同时，为确保安全，要求加打锚索，锚索在顶板双排布置，排距152M，间距35M，用聚氨树脂锚固时，内锚固段长度应达到40M。锚索安装时应达到一定的预紧力，要求预紧力为100150KN。2）帮锚杆锚杆排距750MM，锚杆间距700MM，采用双抗塑料网和钢筋梯子梁组合锚网梁支护。金宝屯北五采区工作面开切眼锚杆布置如图22所示。顶板需7根锚杆，间距800MM，两帮各为4根锚杆，间距700MM，锚杆排距初步确定为750MM。另外顶板每隔35M打一对锚索，确保安全。如图43。11551图43切眼锚杆布置示意图图41第三节采区车场1辅助提升车场线路设计采用双道起坡，对称岔道选用DC61539,道岔参数为A1880,B2880,18O5530,用中间人行道，线路中心距取为1800。斜面线路各参数斜面曲线半径R取9000，对称道岔平行线路连接点长度LCAS1/21TAN/2RTAN/41880900/TAN9O2745TAN4O43538025MM2竖曲线各参数及相对位置高道为重车取坡度IG375ORGARCTAN003752O0851低道为空车取坡度ID475ORDARCTAN004752O4310取轨道上山起坡角250高道低道竖曲线两端点高差及水平距离，取RD12000MMRG20000MMHGRGCOSRCOS20000COS2O0851COS25O1860MMHDRDCOSRCOS12000COS2O4310COS25O1111MMLGRGSINSINR20000SIN25OSIN2O08517703MMLDRDSINSINR12000SIN25O2O43105641MM高低道最大高差HLHGIGLHGID800000375800000475680两竖曲线上端点间距L1L1（HGHDH）/SIN/SIN25O3381两竖曲线下端点水平距离L2L2L1COSLDLG3381COS25O564177031002MM即低道起坡点超前高道起坡点1002MM3平面储车线计算求出L1和L2以后，还要LHG（680100200475）/（003700475）8442MM则LHDLHGL2744010028442MM高道储车线直线段DLHG7440MM低道储车直线段D。DLHDL2844210027440MM储车线单开道岔选用4号DK618412右，其参数A3472MM，B3328MM，L6800MM，14O15。平行线路联接点曲线半径选12000MM，联接点长度LKLKASCOSRTAN/234721800/TAN14O1512000TAN7O73012060MM储车线单开道岔与平行线路联接点曲线间设缓和直线段数为2000MM4标高计算，计算高道竖曲线上端点的标高设高道自行滚动坡度终点为O，O点标高为0。高道起坡点C的标高HCLHGIG744000375279MM高道竖曲线上端点标高HAHGHM低道起坡点C标高HCLHDID844200475401低道竖曲线上端点标高HAHCHD4011111710两竖曲线上端点高差HAAL1SIN25O3381SIN25O1429若HAHAAHA，则计算无误，71014292139MM。故计算无误。2绕道线路设计绕道为底板绕道式，斜式车场布置。（1）计算为绕道交岔点出非平行线路联接点各参数MABTSIN/SIN347233283300SIN30O45/SIN458265TRTAN/212000TAN30O45/2330045O14O1530O45N（BSINRCOSRCOS）/SIN（3328SIN14O1512000COS14O1512000COS45O）/SIN45O5607MM2计算通过线至绕道单轨直线段间距SSNCTSINN5607MMCSB2X其中SB1100MM当R12000，机车运行速度U20M/S时H可取20MMX取300H，即X300H300206000MMC11002600013100MMTRTAN25O/212000TAN45O/24971MMS（5607131004971）SIN45O16743MM第四节采区硐室采区煤仓设计一采区煤仓容量采区生产能力，采区车场装车站和运输大巷的通过能力等综合因素决定采区煤仓的容量。（1）按采区高峰生产延续时间，保证连续生产QAGANTGKBAG采区高峰生产能力，小时产量为平均产量的1520倍T/H；AN装车站通过能力，为平均产量的1013倍T/H；TG采区高峰生产延续时间，机采1015H；KB运输不均匀系数，机采取115120；AG24144T/HAN14486T/HTG取15KB取20Q244411486152017384T2按装车站的装车间隔时间QAGTOKBTO装车间隔时间，可取1530MINQ24144202512072T综合考虑确定采区煤仓容量为170T二煤仓形式采用垂直煤仓圆形断面设计圆形断面利用率高,不易形成死角,稳定性好,溜煤速度快,不易堵塞,施工方便确定煤仓直径D为4M,高度H为15MH35D满足设计要求二煤仓形式采用垂直煤仓圆形断面设计圆形断面利用率高,不易形成死角,稳定性好,溜煤速度快,不易堵塞,施工方便确定煤仓直径D为4M,高度H为15MH35D满足设计要求1煤仓上口由于煤仓断面较大，保证煤仓上口安全需用混凝土收口为防止大块煤，矸石，废木料等进入煤仓造成堵塞在煤仓上口按设铁箅子采用20KG/M旧钢轨，网孔尺寸定为200MM200MM为防止井下水流进煤仓内，煤仓上口高出巷道底板。适当扩大上口处巷道断面，加强支护2仓身煤仓仓身采用砌碹壁,壁厚300M3下口漏斗收口漏斗成截圆锥形,垂直煤仓下口处倾角取60煤仓直径4M锁口斜长3400MM,收口处采取铺设密集旧钢轨，钢轨一正一反，摆好后灌入混凝土4煤仓闸门采用上关式气动闸门,因其不易被大块煤夹住以至撒煤,启闭迅速,操作方便,动作可靠,安全省力,不漏不堵,不飞扬煤尘安装闸门时超矿车车厢上缘200300MM溜煤方向为顺向。采区煤仓示意图见下页图44图44第五章回采工艺第一节回采工艺方式的选择北翼第一采区为近水平煤层，平均倾角为4O，区内构造简单，属于单一中厚煤层，煤层赋存稳定，煤层顶板（直接顶）为泥岩急易冒落，底板为厚曾页岩遇水膨胀，鼓底严重，自然发火期较短，为此应加快推进度防止发火，提高产量，该曲煤层厚度平均为25M，为了一次采全高不丢煤，只有选用可调性和稳定性好的支撑掩护式支架才能满足要求。故该区确定为单一长壁，依据目前的技术条件采用综合机械化采煤工艺，一次采全高。工作面为倾斜长壁采煤法布置。根据该采区的煤层厚度及煤质可以确定工作面所选用的采煤机为MG300W型，可弯曲刮板输送机为SGZ730/320型，可伸缩带式输送机为SDJ150型，转载机为SZQ75型，液压支架为ZZ4000/17/35型。工作面机电设备的组成，见表51。表51机电设备明细表序号名称型号单位数量1采煤机MG300W台12液压支架ZZ4000/17/35型台2293刮板输送机SGZ730/320型台14破碎机LPS1000台15桥式转载机SZQ75型台16可伸缩带式输送机SDJ150型台17乳化液泵站XRB2B台18乳化液箱XRXTA台19回柱绞车JH214台110移动变电站KSGZY500/6套111馈电开关KBS450/1140Y台1以上设备的有关技术性能参数如下MG300W型采煤机的技术性能参数生产能力（TH1）600采高（M）25截煤机构滚筒直径（MM）1500卧底量（MM）216截深（M）06牵引机构牵引转速（RMIN1）25牵引速度（M/MIN）06配套电机型号YSKBC3004功率（KW）300转速（RMIN1）1472电压（V）1140/660外形尺寸MM机面高度1600两摇臂摆动中心距5000摇臂摆动中心距底板高度1300重量T374ZZ4000/17/35型液压支架的技术性能参数支架高度MM17003500工作阻力KN3920处撑力KN1844支护强度PA73105中心距MM1500推溜力KN1421移架力KN2254泵站工作压力MPA147支架质量KG10500SGZ730/320型可弯曲刮板输送机的技术性能参数设计长度（M）200运输量（TH1）700链速（MS1）093减速器速比39739电动机型号YSB160额定功率KW1602额定电压V660/1140额定转速RMIN11480联轴器型号TV562额定功率KW160工作液体难燃液充液量L171刮板链形式中双规格MM26922链环破断力KN850链条中心距MM120每米质量KG521中部槽长宽高MM1500730222水平可弯角度O12垂直可弯角度O6紧链方式闸盘整机质量T140SZQ75型桥式转载机的技术性能参数运输能力T/H630出厂长度M25可延伸长度M60有效搭载长度M12刮板链链规格MMD1864链速M/S133刮板间距MM640破断拉力KN35液力联轴器型号YL450配套电机型号DSB70功率KW75电压V1140/660中部槽长宽高MM1500730190重量T14405SDJ150型可伸缩带式输送机的技术性能参数运输能力T/S630输送长度M1000输送带类型正编尼龙宽度MM1000速度M/S19与转载机接头最大长度M12贮带长度M50液力联轴器型号YL450配套电机型号DSB75功率KW752电压V1140/660机头外形尺寸长宽高MM475522661615重量T87107XRB2B型乳化液泵站的技术性能参数额定工作压力/MM343额定工作流量/LMIN180柱塞直径/MM32曲轴转速/RMIN1517工作介质乳化液电动机型号JB32504功率/KW75电压/V1140/660外形尺寸/MM1850750900质量/KG1070XRXTA型乳化液箱的技术性能参数工作容积/L640卸载阀调定压力/MPA98343卸载阀恢复压力/MPA调定压力的70外形尺寸/MMMMMM21307201040质量/KG500KSGZY500/6型移动变电站的技术性能参数额定电压/KV6最高工作电压/KV69额定电流/A100最大断开电流/A1301S热稳定电流/A4000极限通过电流（有效值）A5800JH214型回柱绞车的技术性能参数牵引力（KN）14000卷筒直径（MM）400宽度（MM）300钢丝绳直径（MM）D22绳速（M/MIN）57597容绳量（M）150电动机型号BJO2716功率（KW）17电压（V）660/380外形尺寸长宽高（MMMMMM）1817965930重量（KG）1670第二节采煤工艺过程一、落煤由于所开采的煤层赋存稳定、地质构造简单、顶板较完整、煤层平均厚度在25M左右，工作面为长壁工作面，所以，该采煤工作面采用滚筒采煤机落煤。该采煤工作面选用的采煤机为MG300W型双滚筒采煤机，其截深为06M，不开切口进刀。采煤机割煤时，右滚筒为右螺旋，割煤时顺时针运转；左滚筒为左螺旋，割煤时逆时针运转。采煤机正常工作时，其前端滚筒沿顶板顶煤，后端滚筒沿顶板割底煤。该采煤工作面采用这种布置方式可以使采煤机司机操作安全，煤尘少，装煤效果好。在运行割煤过程中，如果遇到煤层中部含硬夹矸时，可使采煤机的右滚筒为左螺旋，逆时针旋转；左滚筒则为又螺旋，顺时针旋转。运行中，前滚筒割底煤，后滚筒割顶煤，该工作面的采空区在上部，中部硬夹矸在重力和后滚筒的切割力的作用下容易破碎下来。由于采区煤层赋存稳定、倾斜较缓，所以，该采煤工作面采煤机的割煤方式为往返一次割两刀。该采煤工作面采煤机的进刀方式为工作面端部斜切进刀割三角煤。当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤；调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段反向割入煤壁，直至运行到输送机直线段为止。然后将输送机移直；再调换两个滚筒的上下位置，重新返回割煤直至运行到输送机机头处；将三角煤割掉，煤壁割直后，调换上下滚筒的位置，返程正常割煤。（见图51，进刀方式示意图）采煤机进刀示意图说明A、采煤机到端头后，返机进刀。B、采煤机进刀完毕后，返机割三角煤。C、割完三角煤后，采煤机空刀返回。D、进刀完毕后，采煤机进入正常状态。图51采煤机进刀方式示意图二、装煤双滚筒采煤机自下顺槽进刀，通过割三角煤完成进刀程序，然后上行正式割煤，在割煤过程的同时，割落的大部分煤炭通过挡煤板及螺旋叶片将煤推向输送机，完成装煤工序。其余少量浮煤由安装在输送机上的铲煤板在移输送机时产入输送机内，或由人工清理。三、运煤1采煤工作面的运输方式该采区开采的煤层倾角较缓，为近水平煤层，工作面为缓斜工作面，落煤方式为滚筒采煤机落煤。采煤工作面的运输方式采用可弯曲刮板输送机运煤。装煤口将煤炭装入溜槽之上，由溜槽上的刮板连续不断将煤炭运出，通过转载机转载到皮带输送机上，由运输斜巷运往煤仓。2采煤工作面输送机的选择该采煤工作面采煤机的落煤方式为滚筒采煤机落煤，煤采煤工作面的运输方式采用可弯曲刮板输送机运煤。采煤工作面的生产能力为225T/H，根据所选输送机的运输能力应大于工作面生产能力，所以，该工作面选用运输能力为700T/H的SGZ730/320型可弯曲刮板输送机。四、工作面支护该采煤工作面的顶板为粉泥岩和粉砂岩。又由于该煤层埋藏较深，直接顶较软且压力很大，故选用支撑掩护式支架，经相关的压力计算和型号选择，最后选择ZZ4000/17/35型支撑掩护式液压支架。其技术性能参数如下支架高度MM17003500工作阻力KN3920处撑力KN1844支护强度PA73105中心距MM1500推溜力KN1421移架力KN2254泵站工作压力MPA147支架质量KG10500五、采空区处理根据采区顶板特征条件以及该采区对应范围内的地面情况采用一次采全高，及时延伸前探梁支护伪顶，采后直接顶全部跨落的方法来处理顶板（由于该采区顶板煤层埋藏比较深，所以顶板跨落后对地面弯曲下沉量非常小，且地面无须保护物，对地面的建筑物没有大的影响）。本工作面的一般在推进过程中直接顶在撤出支护后直接跨落,然后基本顶（老顶）在达到一定控顶面积之后跨落，当在工作面每推进30M，后如果基本顶还不跨落就要采有震裂法来强制放顶，放顶前要将支护设备收回，在期间打眼，眼深15M,倾角为60O，眼距为15M,老顶跨落步距为1030M第三节回采工作面生产技术管理、循环方式该采煤工作面的循环方式为多循环。根据采煤工作面的顶板条件、采煤工艺方式、操作管理水平、工作面的基本参数和作业方式，确定昼夜共6个循环，除最后一班为检修班以外，其余三班均为生产班，都是2个循环。循环进度为06M，日循环进度为36M。二、作业形式该采煤工作面采用“四六”工作制作业形式中的“三采一准”的作业形式。针对边采边作业形式无法保障每天正常的检修时间，该作业形式在3个班采煤的基础上，另一班则进行工作面设备的全方位检修。这样既增加工作面的生产时间又保证有固定的机械设备检修时间，可较好地保障工作面开采设备的可靠性和完好性。三、工序安排该采煤工作面在保证安全的前提下，采用水平作业，工作效率大大提高。各工序在空间上也保持了一定的距离。滞后1015M推移输送机；工作面落煤工序与放顶工序之间的距离也保持在15M以上。四、劳动组织根据该采煤工作面的循环方式、作业形式和工序安排，确定其劳动组织形式为追机作业。该组织形式适用于综采工作面，其优点是各工种之间分工明确，工种单一，便于新工人尽快掌握生产技术；有利于实现工种岗位责任制；适应机采工作的特点，各工种工作效果与采煤机工作效能一致；人力集中，在正常条件下可较好地发挥机械采煤的优势，加快采煤机割煤速度，提高采煤工效。其缺点是各工种分工过细，追机劳动强度较大；由于各工种要顺序作业，一个工种跟不上将影响整个采煤生产过程；在采煤机进刀中，可出现部分工种窝工现象。其具体内容详见劳动组织和工人出勤表，见表52。五、循环作业图该采煤工作面的循环作业图，见图52。六、采煤工作面经济技术指标本采煤工作面的技术经济指标，见表53。七、采煤方法图的设计与绘制采煤方法图的设计与绘制，具体见图53。工作面的循环作业图52表53采区技术经济指标表项目单位指标走向长度M2120采区尺寸倾斜长度M1120煤层倾角（O）4煤层平均厚度M25采高M25区段数目个9工作面长度M200同时生产的工作面个1采区月产量万T/月71采区生产能力万T/年779采区工业储量万T7708采区可采储量万T5752采区采出率80采区服务年限年7采煤方法图53第四节主要安全技术措施一、防火措施1井下不可从事电焊、气焊等焊接工作，如果必须在井下从事该工作时，每次必须制定安全技术措施，经矿有关部门批准，同时还要遵守煤矿安全规程的有关规定。2采用灌浆、阻化剂、凝胶防、均压技术和氮气等技术防灭火。3输送机皮带采用阻燃材料制成，托棍运转灵活。4工作面要快速推进，在煤层自燃发火期前采完。5采煤工作面回采结束后，必须在45天内进行永久性封闭。6严格按煤矿安全规程的有关规定进行防治。二、防瓦斯措施1工作面必须设专职测气员，测气员必须随时检查瓦斯，掌握突出预兆。当发生有突出预兆时，测气员有权停止工作，并协助班对长立即组织人员按避灾路线撤出，同时报告矿调度室。2专职瓦检员经常性检测瓦斯，同时揭煤单位必须在距工作面迎头小于5M悬挂一台瓦斯便携仪，有异常及时向潘北项目部调度所汇报，若迎头瓦斯浓度大于10，二氧化碳浓度大于15时，立即撤出现场所有人员。3巷道见煤后采取钻屑指标和瓦斯涌出初速度法进行循环预测验证，布置4个预测钻孔，巷道中间1个，其它3个分布于巷道下部和两侧，终孔位于巷道轮廓线外5M。若指标超限立即停头，另行采取防突措施直至有效方可恢复施工。三、综合防尘措施1、该区机组割煤时必须使用内外喷雾灭尘装置，防止煤尘飞扬。2、采区工作面设5道全断面水幕，机组割煤开气必须打开水幕。3、入、排风顺槽必须坚持每天全面洒水灭尘一次，清洗浮尘及落尘，消灭煤尘堆积和飞扬。4、采区回风顺槽安设一道水幕净化风流，并保证灵活好使。5、各转载点设好洒水喷雾装置，并保证灵活好使。6、入、回风顺槽各设一组隔爆水袋，搭载不少于200/M3，安设位置距工作面60200米之间，实行挂牌管理。7、回风巷安设除尘供水管路，要求皮带巷每50M，轨道巷每100M安一个出水嘴，按规定要求定期冲洗风道、下运巷帮及采面支架。8、面架间及各运载点安设喷雾降尘装置，并保持完好。9、风巷距工作面60200M按规程安设隔爆水槽，注满水，如有损坏，及时更换。10、带巷距机头、机尾25M安设一个出水嘴，并配备25M喷水管路，在回风巷口不大于5M为止安设一个出水嘴，配备50M喷水管路。四、采煤安全技术措施1开工前，机组司机必须先检查机组的油位、内外喷雾、各种按钮情况、截齿是否齐全、电缆拖拽是否正常、若发现问题要及时处理。检查机组前后是否有任何其他东西，一切正常后发出警告，试运转几分钟在进行割煤。2坚持开机先开水，无水不割煤的制度。3司机不许携带瓦斯报警器。在割煤时要精神集中，随时注意顶板情况，及时上漂或下刹，要与支架工密切配合，将煤壁割直，顶底板割平，不留伞檐。4机组电缆必须入槽，电缆槽内不许存放煤矸、杂物、副插帮连接装置要齐全，防止挤、刮坏电缆。5检修机组或有人在机组附近时，必须把滚筒的离合手把摘开，拉掉闭锁、管制器打零位。更换刀齿是，必须靠人力转动滚筒，严禁点动开机转动滚筒。6机组运行至机头，机尾前、机头、机尾附近有人员撤至5M以外，机组司机在工作时精神要集中，避免割柱，水柱，电缆等。五、顶板事故的防止措施1工作面在采掘施工前均要认真编制作业规程，正确确定工作面支护方式，有效控制顶板，如果情况发生变化时，必须及时修改作业规程或补充安全措施。2井下所有人员必须时刻注意工作面顶板变化情况，特别是安检员要重点检查工作面的顶板状况，发现不安全隐患时，要立即汇报矿调度室和安全调度台并采取措施或下令停工撤人。3加强工程质量管理，搞好质量标准化，提高优良品率。4坚持矿压观测与顶板监控、分析，掌握顶板活动规律，及时采取相应措施。5本工作面为回采工作面必须及时拉架。控顶距超过作业规程规定不冒落时，要停止生产，制定专门安全技术措施进行处理。6一定要遵守煤矿安全规程的相关规定。六、1221工作面管理措施1、俯采时，机组割煤拉底时，要随两道坡度调整，保证架子采高，不割顶板岩石，保证顶板不穿矸，破碎。2、俯采时，要严格控制循环推进度，最小控顶距交班，严禁超前割帮。3、俯采移架时，要注意调好架间侧护板，严禁架间超宽淌贷。4、俯采移架时，要“带压移架”，保证架子采高和顶板完整性，如顶板破碎，架子前梁打擎柱，主可移架。5、移下端头架子时，转载机两机要停气，同时用锚链将转载机锁好，移完端头架子后，将转载机两侧找向上的戗柱以防转载机下滑。6、俯采时移上端头架子前，要先加强周围支护，给末尾端头架子前梁打好向上擎柱，戗柱，其他人员停止作业撤离后，方可移末尾支架。7、仰采时，要格外注意，工作面煤壁情况，机组本身要设有防片帮大块，打人装置，机组司机也要格外注意，以防煤壁片帮飞块打人。8、仰采时，要保证架子推进度，不得小于06米，以防机组割到前梁。9、仰采时，看电缆夹消尘人员要在架子里监护作业，以防片帮飞块伤人。10、仰采时，打扫要机组割过帮后的区段作业，机组割帮时不得作业，时刻注意煤壁情况有隐患不处理好不得作业。11、仰采时，移架工移架时，护帮前梁要随架子前移点缩随时注意煤壁情况，以防片帮伤人。12作业人员要严格按防片帮措施执行。13、仰采时，移上下端头架，必要时单柱打好助推腿保证进度，打助推单柱要遥控作业，以防单柱飞伤人。第五节各工种安全操作措施一、采煤机操作安全措施1、采煤机司机必须由专职司机操作，配备正副司机两人操作。同时配备缩梁、消尘、看电缆夹3人。采煤司机必须受过培训上岗。2、采煤机启动前，必须全面检查、维护、注油、更换损坏的截齿。消除各种隐患再启动。3、采煤机开机前，正副司机联系好，发出预警信号，待其他作业人员躲到安全地点后。再合上电动机离合开关点动启动按钮电动机停止运转时，合上截割部离合器；打开水阀总闸，供给冷却喷雾水；按启动按钮，观察滚筒转动方向是否正确；操作调高按钮，把滚筒调至所需高度；使用采煤机操作遥控器时，要检查其电量是否充足、是否灵敏好使，确认无隐患后再用其操作采煤机。4、采煤机牵引速度要由小到大逐渐增加，不许猛增，要跟据顶底板及煤层构造情况随时调整采煤机的牵引速度。5、顶底板不好时，要采取措施，不许强行切割，也不许甩下不管，对夹矸等要提前处理好。6、随时注意采煤机各部的温度、压力、声音和转动情况。发现异常情况要及时停机检查，并处理好，否则不许继续开机。7、大块煤和矸石及其他物料不准拉入采煤机底、拖架内。8、电缆、水管不得受拉受挤压，不许拖在电缆巢外。9、不许在采煤机电动机开动情况下，操作滚筒离合器。10、转动过程中应注意观察冷却喷雾水的压力、流量及变化情况，是否符合要求，无水不得开机割煤。11、停机时坚持先停牵引机构后停电动机，无异常情况不许在运行中直接停电动机的方式停机，更不允许用紧急停机按钮直接停机。12、采煤机开气时，必须空负荷启动，将内外喷雾打开。坚持先给冷却喷雾水后开机，先停机再关冷却喷雾水的原则。13、由于事故或其他原因煤帮溜子停气时，采煤机停止割煤，以防压溜子。14、采煤机割煤时，前滚筒割顶煤，后滚筒个底煤。缩梁距离必须大于15M，以免缩梁不及时，采煤机割前梁，采煤机割完后，及时伸伸缩前梁及护帮板，以免片帮伤人。15、采煤机割煤不准啃底飘刀，不留伞檐，根据煤层厚度及时拉底、留底，保证媒质质量，采高、顶底板留平，煤帮割直。16、采煤机再割到接近上下缺口位置时，必须在上下顺槽设好警戒线，上下端头严禁有人作业、逗留，人员撤到安全地点以防发生意外事故。17、采煤机割完煤后，必须及时伸出架子的前梁维护好顶板，必须将离合器摘掉，电机隔离开关到分的位置。18、班中检修采煤机时，在采煤机靠近煤壁侧先用4M以上长的大棒。一端用架子的护帮板挤住，竖顺在煤壁上护好煤壁，然后必须将离合器摘掉，方可进行检修、注油、更换截齿等。19、采煤机在班中或交接班时间，严禁将采煤机停在下缺口位置，必须保证离下缺口5M以上的位置。20、采煤机司机必须现场交接班，做到隐患清楚。二、推溜子安全措施1、采煤机割煤走过15M以后，方可推溜子。推溜子时，注意看好进度，不准推大或推不够，大小合适保证进度。2、推溜子时要分23次推到位，严禁一次推到位。3、推溜子水平弯曲不得大于3O，在正常的情况下溜子只准有一个弯曲。4、推完溜子后，必须达到平、直、稳，否则吊平处理好。5、发现推溜子不平时，必须通知溜子司机先将溜子开关锁好，保证溜子不在开气的情况下，将溜子吊起垫平。6、推溜子头尾时，必须通知采煤机司机和溜子司机，保证停机的情况下作业。必须检查好周围支柱或支护是否完好，否则必须处理好后方准推移。7、推完溜子头尾后，必须用单柱打牢压顶子，且压顶子绑好吊丝。8、推溜子时，煤帮侧严禁站人和作业，以免挤伤人员。9、推溜子顺序应跟着采煤机由上至下或由下至上依次进行，保证平行移动。溜子要成直线，进度不小于05M。三、延长、缩短面溜子措施1、延长或缩短溜子前，先对作业范围内敲帮问顶，维护好顶