采矿工程毕业设计（论文）-恒宝源煤矿11号煤层0.9Mta初步设计

1、山西大同大学煤炭工程学院18届本科生毕业设计山西大同大学本科生毕业设计中文题目：大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司11号煤开采设计 英文题目：No. 11coal mining of Datong Coal Mine Group, Heng Bao Yuan Coal Co., Ltd. 学 院：煤炭工程学院 姓 名： 学 号： 专 业： 采矿工程 班 级：16采矿专升本2班指导教师： 职 称： 完成日期： 2018 年 5 月 30 日摘 要全套图纸加扣 3346389411或3012250582大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司井田位于朔州市朔城区下团堡乡上磨石沟-白家窑村一带。行政区划属朔城区下

2、团堡乡管辖。本矿资源储为2958.59万t，设计可采储量为1936.43万t。目前开采11号煤层，开采11号煤层并达到90万t/a时的矿井最大相对瓦斯涌出量为1.13m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为0.5m3/min，属低瓦斯矿井。11号煤层平均厚7.6m，全区可采。11号煤层厚度为7.57.7m，属可采的稳定煤层。含01层夹矸，煤层结构较简单，可采煤层总厚7.6m。直接顶板为粉砂岩或中细砂岩；底板为黑色泥岩或铝土质泥岩。本井田划分为三个，采用主、副斜井开拓方式，采煤方法采用后退式、综合机械化放顶煤采煤法，采用“四六”作业制度。工作面的设备有双滚筒采煤机、液压支架、可弯曲刮板运输机、破碎机、转载

3、机等。采空区采用全部垮落法处理顶板。本矿井设计年产量为0.9Mt，采用一套综采来满足产量的要求。矿井运输大巷采用皮带运输作为主运输，采用矿车作为辅助运输，矿井通风采用中央并列式、抽出式通风方式。关键词：瓦斯；顶板管理；综采AbstractDatong Coal Mining Group Hengbaoyuan Coal Industry Co., Ltd. Jingtian is located in the area of Shangmashigou-Baijiayao Village, Tuanbao Township, Yuancheng District, Shuozhou City.

4、 The administrative division is under the jurisdiction of Tuanbao Township.The reserves of the mine resources are 29,585,900 T, and the design recoverable reserves are 19,34.3 million T. At present, coal seam No. 11 is mined, coal seam No. 11 is mined and the maximum relative gas gush in the mine re

5、aches 900,000 t/a is 1.13 m3/t, and the maximum absolute gas gush is 0.5 m3/min, which is a low gas mine.No. 11 coal seam in the average thickness of 7.6m, the region can be mining. Coal seam thickness of 6.8 8.4m, recoverable coal and stable. Containing 0 1 layers of gangue, coal seam structure is

6、relatively simple, recoverable coal seam thickness 7.6m .The division for four, the main auxiliary shaft to open up the way, mining method by retreating, comprehensive mechanized coal caving mining method, the 46 operating system. Equipment face a double drum shearer, hydraulic support, bending scra

7、per conveyor, crusher, reprint machine. Goaf with fully caving method in the treatment of roof.The mine design annual output is 0.9Mt, using a set of fully mechanized mining to meet the requirements of production.Mine transportation roadway by belt transport as the main transport, the very rope towi

8、ng vehicle as auxiliary transportation, mine ventilation using the central march past, exhaust ventilation mode.Key Words: the gas;Roof control;Fully mechanized minin目 录1 井田概述及井田地质特征11.1 井田概述11.1.1交通位置11.1.2 井田的气候条件21.1.3 井田的水文情况31.2 井田的地质特征41.2.1 井田的地形41.2.2 井田地下含水层情况41.3 设计煤层特征41.3.1 煤层埋藏条件51.3.2

9、煤层的围岩性质51.3.3 煤的特征52 井田储量和服务年限62.1 矿井工业储量62.1.1计算矿井工业储量62.2矿井可采储量72.2.1矿井永久保护煤柱损失量72.2.2 计算矿井可采储量82.3矿井设计生产能力及服务年限92.3.1矿井设计生产能力92.3.2 矿井服务年限92.3.3井型校核103 井田开拓113.1 井田开拓方式的选择113.1.1井筒数量，形式的确定，井筒位置及坐标113.1.2工业场地位置的选择113.1.3开采水平123.2 矿井开拓巷道153.2.1 井筒用途、布置及装备153.2.2井底车场17（一）井底车场形式的选定17（二） 井底车场硐室名称及位置17

10、3.2.3主要开拓巷道184 带区巷道布置214.1 带区巷道布置及生产系统214.1.1 确定带区巷道布置214.1.2带区生产系统214.1.3 带区开采顺序及工作面的接替顺序214.1.4 带区巷道掘进工艺224.1.5带区生产能力及采出率225 采煤方法245.1 采煤工艺方式245.1.1 回采工作面长度的确定245.1.3 采煤工作面的设备选型及配套255.1.4 采煤机的工作方式345.2矿井工作制度345.2.1采煤工作面技术经济指标346 矿井通风及安全技术386.1 矿井通风方式与通风系统的选择386.1.1 矿井通风系统的基本要求386.1.2 矿井通风方式的选择386.

11、2 带区及全矿所需风量406.2.1 矿井风量的计算406.2.2确定矿井通风容易时期和困难时期446.3 防止特殊灾害的安全措施456.3.1 预防瓦斯爆炸的措施456.3.2 防止煤尘爆炸措施46建井前期要选用带有除尘装置的设备466.3.3 预防井下火灾的措施及工艺466.3.4 粉尘的综合防治466.3.5 预防井下水灾的措施467 矿井提升、运输和排水系统487.1 概述主副井提升487.1.1主斜井提升设备487.1.2副斜井辅助提升设备597.2 带区运输设备选择617.3 大巷运输设备选择648 设计矿井基本技术指标68参考文献71致 谢72山西大同大学煤炭工程学院18届本科生

12、毕业设计1 井田概述及井田地质特征1.1 井田概述1.1.1交通位置大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司井田位于朔州市朔城区下团堡乡上磨石沟-白家窑村一带。行政区划属朔城区下团堡乡管辖，其地理坐标为东经1121752-1121922，北纬392318-392350。本井田东南距下团堡乡8km，东距平鲁朔州公路8km，距大（同）运（城）二级公路10km，东距刘家口煤炭集装站7km，距朔州市16km。具体交通位置详见交通位置图1-1。恒宝源井田为低山丘陵地貌，沟谷纵横，地形比较复杂。地势为西北高东南低，最高点标高1518.00m，最低点标高1293.00m，相对高差225.00m。交通位置图1-11.1

13、.2 井田的气候条件本区属温带大陆性气候。空气干燥、温差大、风沙多，为本区气候的主要特点。全年平均气温4.5，年极端最低气温-32.4。七月份最热，年极端最高气温38.2。历年降水量主要集中在7、8月份，平均为420mm。冰冻期当年10月至次年4月，最大冻土厚181cm；最大积雪深度25cm，全年无霜期100120天。1.1.3 井田的水文情况井田沟谷发育，呈“V”或“U”字形，沟谷多呈现北西南东方向延伸（见地表沟谷分布示意图1-2），井田内大小沟谷平时基本干涸无水，唯雨季时才汇集洪水沿沟谷向东南排泄，流量受季节性影响，。3山西大同大学煤炭工程学院18届本科生毕业设计本井田地下岩溶水地质单元属

14、神头泉域，水位高程1052-1065m，地面高程1044-1053m，为构造上升泉。1.2 井田的地质特征1.2.1 井田的地形井田内地质构造极其简单，不存在节理、裂隙、断层发育，未发现断层、陷落柱分布，也无岩浆岩侵入活动。1.2.2 井田地下含水层情况区域含水层主要有：1、 寒武奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层分布于单元的北西东三面，构成裸露的石灰岩中，高山地貌。含水层构成煤系地层之底，裂隙节理发育。据钻孔抽水资料表明单位涌水量0.1193.36L/sm。、太原组、山西组砂岩裂隙含水层本组地层渗水性差中等。含水性较弱且均一，据钻孔抽水资料表明单位涌水量为0.00840.056l/sm。3、第四系孔隙

15、含水层本组地层富水性较弱，据钻孔抽水资料表明单位涌水量为0.00750.0333L/s。4、隔水层本溪组隔水层平均厚度27.78m左右，起到相对隔水作用；下石盒子组隔水层富水性很弱，为一相对隔水层。1.3 设计煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件（1）煤层赋存条件分析 11号煤层：该区为大采高煤层的煤炭储存量比较丰富，煤层厚度基本处于2.02.8m，平均煤厚4.5m；11号煤层煤层厚度较大，而且本煤层生产能力大。（2）煤层赋存条件评价 根据矿井的煤层的赋存厚度以及煤层的储存条件及分布区域，本矿井的主要开采煤层为11煤层。此两煤层的间距较大分布不集中，而且除局部区域的煤层厚度小于1.5m外，大部分煤

16、层都大于1.5m而且煤层条件相对比较稳定且在此条件下适于进行综合机械化开采，此地区是煤层的是保证矿井产量的基本组成区域；对于采煤工作面开采层厚度小于1.5m的煤层考虑其经济技术因素可选用生产能力较低的炮采方法。1.3.2 煤层的围岩性质顶板条件11号煤层顶板：对于恒宝源矿的第一带区的11号煤顶板岩层属于不稳定的粘土岩和粉砂岩组成而平均厚度3.58m和普氏硬度系数为2.2，相对煤层的顶部不好支护；底板主要为粉砂岩，普氏系数为2.6，属与中等稳定岩层，也需要主意。1.3.3 煤的特征煤质位于朔州的恒宝源矿的地下采出的煤的煤质为低灰到中灰和低硫(11号煤高硫)以及低磷的长焰煤和少量的不粘结煤，经计算

17、此煤发热量一般为28.8929.31MJ/kg。煤的用途本井田的煤除作动力用煤外，还可作为气化用煤。瓦斯其他矿井位于朔州走遍的这些年的地质勘探过程中采取的煤层瓦斯样并且经试验表明CH4最高含量仅为0.62m3/min，故设计确定本矿井属低瓦斯矿井。煤尘爆炸危险性位于山西朔州的恒宝源矿的地下采煤工作面主要可采煤层均具爆炸危险性胶大。2 井田储量和服务年限2.1 矿井工业储量2.1.1计算矿井工业储量 设计的储量计算是在地质部门提供的1：5000煤层底板等高线图基础上算出来的，数据真实可靠。 根据地质勘探情况，利用块段法来计算矿井工业储量。在煤层地板等高线上划分为1、2、3三个块段，在各块段范围内

18、，用算术平均法求得每个块段的储量，各块段储量之和即为煤层总储量。井田划分块段图2-1测量图中各块段图中面积，通过下面公式计算块段的真面积； (2-1)式中： 由图计算各块段真面积分别为：=1306825m2； =785670m2； =552776m2；按下式计算 (2-2) 式中：1块段储量：13068257.601.45 =1489.78 万t2块段储量：7856707.561.45 =861.25万t3块段储量：5527767.581.45 =607.56万t则该煤层工业储量： =1489.78+861.25+607.56=2958.59万t2.2矿井可采储量2.2.1矿井永久保护煤柱损失

19、量1.井田边界保护煤柱边界煤柱可按下列公式计算 (2-3) 式中： 井田边界保护煤柱：6842.90207.601.4510-4=150.82万t2.工业广场保护煤柱根据煤炭工业设计规范第二十二条规定：工业广场的面积为1.2平方公顷/10万t。本矿井设计生产能力为90万t/a，工业广场的尺寸为230160 m的长方形。工业广场所在位置煤层倾角为3，其中心处埋藏深度为450 m，该处表土层厚度为51m，主井、副井和风井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护带，宽度为20 m。本矿井的地质条件及冲积层和基岩层移动角见表2-1。表2-1 岩层移动角广场中心深度/m煤层倾角/煤层厚度/

20、m冲积层厚度/m/50037.60545767684用垂直剖面法来计算工业广场保护煤柱，计算出工业广场保护煤柱的尺寸为：S=梯形面积=20468.6/cos3=20496.69m2则工业广场的煤柱量为： （2-4） 式中： 则：20496.697.601.4510-4=225.87 万t表2-2 保护煤柱损失量煤 柱 类 型储 量（万t）井田边界保护煤柱150.82工业广场保护煤柱225.87合 计376.69由表2-2得：矿井永久保护煤柱损失总量P=150.82+225.87=376.69 万t2.2.2 计算矿井可采储量矿井可采储量可按下式计算： （2-5）式中： （2958.59-376

21、.69）0.75=1936.43 万t矿井储量汇总表见表2-3：表2-3 矿井储量汇总煤层工业储量（万t）（A+B）/（A+B+C）永久煤柱损失（万t）设计可采储量（万t）112958.59100%376.691936.43 2.3矿井设计生产能力及服务年限2.3.1矿井设计生产能力本矿井煤层赋存稳定，顶底板条件好，煤层属厚煤层，煤层倾角小，平均倾角3，为近水平煤层，煤质为优质动力煤，交通运输便利，市场需求量大，但是本井田的煤层储量小，按照矿井设计规范规定，结合本井田的工业储量和开采储量选定矿井设计生产能力为90万t/a。2.3.2 矿井服务年限矿井可采储量和设计生产能力及矿井服务年限之间的关

22、系为： （2-6）式中：则矿井服务年限为： 1936.43/（901.4）=15.37a服务年限符合规范要求。2.3.3井型校核按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：1.煤层开采能力井田内11号煤层可采，赋存条件好，属中厚煤层，煤厚变化小。平均煤层倾角3，为近水平煤层，构造极其简单，可以布置一个综采工作面。2.矿井的设计生产能力与服务年限相匹配，才能获得好的技术经济效益。规范给出了我国各类井型和服务年限的对应要求，及第一水平的设计服务年限。2-4 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限矿井设计生产力（Mt/a）矿井设计服务年限（a）第一开采水平服务年限

23、（a）煤层倾角456.00及以上70353.005.0060301.202.40502520150.450.90401515153 井田开拓3.1 井田开拓方式的选择3.1.1井筒数量，形式的确定，井筒位置及坐标 大同恒宝源煤业有限公司设计采用3个井筒，能够满足矿井设计生产能力的需要。3.1.2工业场地位置的选择（一）工业场地位置选择方案现有工业场地位置选择方案2种，其中：方案1:工业场地布置在，主要优缺点包括：无需征地，地势相对崎岖，河流较密集，离主要公路有一定距离。方案2:工业场地布置在井田东面，主要优缺点包括：地势相对平坦，离主要公路相对较近，河流分布少，但需要征地。（二）工业场地的选择

24、根据现场勘探，在井田东面，地势较平坦，距离主要运输公路较近，对外联系方便，能够满足工业场地的要求，根据矿井地势来看，并基于上述原则，矿井工业场地选择在井田西面，主要原因如下：1、该场地地面平坦、开阔，地质条件简单，开拓相对容易2、该工业场地位于全井田中心以南，便于井下运输、通风等；3、该场地内需征地，可在开拓前期减少投入3.1.3开采水平根据11号煤层赋存特征，煤层近水平，直接设计带区式开采，根据本矿井开采水平，本井为单水平采，开采水平的标高+1350m。（一）大巷布置在井田中央南北布置三条大巷，分别为回风大巷、运输大巷、轨道大巷，轨道大巷和运输大巷沿11号煤层底板布置，回风大巷沿11号煤层顶

25、板布置。（二）11#煤层带区的开采顺序井田共1个煤层，全井田划分为1个开采水平，一带区位于轨道大巷与轨道大巷相交处西北部，首带区为一采区，布置一个综采工作面保证矿井的设计生产能力。首采区内工作面接替顺序采用前进式。（四） 井田开拓方案1、矿井设计开拓方案主要考虑下列原则：(1)因地制宜，尽量利用已有设施和设备；(2)力求简化生产系统，尽量减少井巷工程量；(3)适当提高机械化程度，提高生产效率，实现安全高效；(4)投资少，工期短，见效快。(5)近期与长远相结合，既要考虑当前效益，又要有利长远规划。2、开拓方案根据选定的矿井工业场地位置，结合11号煤层赋存条件、井田特征，设计了二个方案进行比较：（

26、一）工业场地：工业场地布置在井田中部偏北。井筒：矿井采用斜井开拓，倾角16，斜长834m，装备带式输送机，担负矿井主提升任务，设置检修轨道、台阶和扶手，兼作安全出口；副斜井方位角90，倾角18，斜长721m，装备单钩穿车，担负矿井辅助提升和人员运输任务，设置台阶和扶手兼作安全出口；倾角90，垂深240m，担负矿井回风任务，设台阶和扶手，兼作安全出口。大巷：井筒落底后，沿北偏西方向布置运输大巷，轨道大巷至井田中央，沿北偏西方向布置运输大巷，轨道大巷和回风大巷。（二）工业场地：工业场地布置在井田中部。主副井双斜开拓，主斜井：X=4362800；Y=3761300；H=200；L=834；副斜井：X

27、=4362700；Y=3761300；H=228；L=721；担负矿井回风任务，装备梯子间，兼作矿井安全出口。大巷的开拓与一方案相同。3-1 井田开拓方案一平面图（3）方案技术比较表3-1 开拓方案技术比较表优点缺点方案一1、斜井施工容易，工期短，井筒工程少；2、 斜井作为主井提升，连续运转能力大；3、工业场地不受限制；4、斜井装备较简单，容易检修。1、三个井筒不在一个工业场地，管理不方便。2、斜井开拓工程量大，井筒较长，支护费用高，工期长；3、通风线路长，阻力大。方案二1、风井为立井，通风线路短，阻力小；2、 井筒工程少，建井工期短，井筒内布置线路短，地面生产系统环节少。3、风井独立工业场地

28、，风机噪声不影响活区；1、井筒工程费用大；2、风井为立井，施工难度大，建井准备期长；3、作为提升井，不能连续运输。4、立井装备复杂，不易检修。 3-2 井田开拓方案二平面图（3）方案经济比较由于两个方案大巷布置基本一致，现经济比较仅需比较井筒成本，其中风井方案相同，比较井筒，方案一主副井采用斜井开拓，主斜井斜井834，副斜井斜长721，方案二主副井采用立井开拓，主井垂深200m，副井垂深228m，一方案斜井掘进费用取14000元/m，二方案立井掘进费用取27000元/m，煤巷掘进费用取8500元/m。表3-2 建费用表项目一方案二方案工程量m单价元/m费用万元工程量m单价元/m费用万元主井井筒

29、4773000143.19063000271.8副井井筒4553000136.57173000215.1井底车场100900917590015.75运输大巷2370800189.62370800189.6小计478.5692.25通过上述两方案技术经济比较可知，一方案比二方案在技术及经济上均较优越，故设计推荐采用方案一。3.2 矿井开拓巷道3.2.1 井筒用途、布置及装备井筒特征表，见表3-3。表3-3 井筒特征表井 筒 名 称主斜井副斜井回风立井井口坐标(m)纬距X4362800436270086.395经距Y376130037613002.335标高(m)井口112411381150井底8

30、98910915井筒倾角（）161890提升方位角（）9090井筒长（深）度(m)834721240井筒断面形状半圆拱半圆拱圆井筒净断面(m2)29.829.819.6井筒净宽 (m)555井筒装备胶带、台阶猴车、单轨、台阶台阶井筒用途煤炭提升、进风安全出口辅助提升、进风安全出口回风、安全出口3.2.2井底车场（一）井底车场形式的选定本矿井主、副井筒均为斜井，主斜井直接延伸到11煤层井底煤仓下口处，通过煤仓及进风行人斜巷与运输大巷连接；副斜井落底后，与井底平车场相连，车场长度为120m。（二） 井底车场硐室名称及位置在主斜井井底布置井底煤仓，在副斜井井底布置主变电所、急救硐室、主排水泵房、管子

31、道、井底水仓、等候室等，在轨道大巷和运输大巷之间布置消防材料库和永久避难硐室。3.2.3主要开拓巷道1.三条大巷的断面形式、断面大小及支护方式三条大巷都为半圆拱形断面，具有受力好、设计与施工方便等特点而被采用。1)运输大巷的净宽为3.82m，净高为2.92m；掘进宽度为3.92m,掘进高度3.22m；巷道支护采用锚喷支护，巷帮喷射混凝土厚度100mm，底板喷射200mm，锚杆以800800mm布置。图3-7 运输大巷断面图2）轨道大巷的净宽为3.86m，净高为2.99m；掘进宽度为4.06m,掘进高度3.29m；巷道支护同运输大巷，巷帮喷射混凝土厚度100mm，底板喷射200mm，锚杆以900

32、900mm布置。图3-8 轨道大巷断面图3）回风大巷的净宽为3.72m，净高为2.92m；掘进宽度为3.92m,掘进高度3.22m；巷道支护采用锚喷支护，巷帮喷射混凝土厚度100mm，底板喷射200mm，锚杆以800800mm布置。图3-9 回风大巷断面图204 带区巷道布置4.1 带区巷道布置及生产系统4.1.1 确定带区巷道布置井田划分为111带区和112带区，设计投产时，在111采区布置一个工作面，配两个掘进工作面，采掘比1：2，达到设计生产能力。带区的推进方向采用前进式开采，回采工作面采用后退式开采。4.1.2带区生产系统（一） 运煤系统（二）运料系统(三）排矸系统(四）通风系统回风顺

33、槽回风大巷回风立井地面。(五)排水系统4.1.3 带区开采顺序及工作面的接替顺序工作面接替采用顺序接替，即111、112依次开采。4.1.4 带区巷道掘进工艺在矿井达产时，为保证工作面的正常衔接，装备二个综掘工作面，掘进方式为掘支顺序作业，一次成巷。采区运输、轨道、回风顺槽均沿煤层布置，矩形断面，锚网支护。根据煤炭工业矿井设计规范要求并结合矿井实际情况，确定掘进指标为300m/月。各采区掘进所出的矸石，通过工作面轨道顺槽、轨道大巷、井底车场，通过副斜井将矸石提至地面。4.1.5带区生产能力及采出率（一）综采工作面的生产能力，按下式计算：A0=LMC0 V0 (5-1)式中：A0工作面生产能力，

34、t；L工作面长度，180m；M割煤厚度，7.6m；煤层容重，1.42t/m3；C0割煤回采率，取C=0.93；V0工作面年推进长度，V0=276nI；其中：276矿井年工作日，d；n日循环数，3个；I循环进度，0.6m；正规循环系数，0.81。V0=27630.61=491.4m则A0=180491.47.61.420.93=887753.8t（二） 掘进工作面生产能力：按规定，掘进出煤量按回采工作面出煤量的5%10%计算，取5%日出煤量： 掘日=采日0.05 （5-2）=32610.05=163吨年出煤量：A1=掘日t =163276=44988吨（三）带区设计能力：A= A0A1 (5-3

35、)=887753.844988=932741.8吨即带区的生产能力为0.93274Mt。由此可知全矿井只设一个回采工作面单产可以达到矿井生产能力，满足设计能力0.9Mt/a要求。5 采煤方法5.1 采煤工艺方式5.1.1 回采工作面长度的确定工作面长度确定的原则：表5-1 采煤工作面长度参考表采煤工艺类型工作面长度（m）综合机械化采煤160240普通机械化采煤薄煤层不小于120，中厚煤层不小于140炮采工艺100140另外，我国近几年推行高产高效矿井，出现生产集中化，规模大型化，一些先进矿井工作面长度逐步在加长，结合本矿井的实际情况，确定带区工作面的长度为180m。 （6-1）式中：q工作面要

36、求的日产量，3261t； s工作面日推进度，m/d，本设计取1.8m/d； h割煤厚度，7.6；m c工作面割煤回采率，本设计取93； 所采煤的容重；本矿3号煤层为1.42t/m3故工作面长度L=3261/（1.87.60.931.42）=180m故工作面长度确定为180m。5.1.2回采工作面的推进方向和年推进度工作面推进方向为由北向南，前进式开采。采用“四六制”作业制度，截深0.6m，每班割1刀煤，日进度1.8m，年工作日按276d计算，正规循环系数取0.8-1。年推进度为497m。5.1.3 采煤工作面的设备选型及配套选型设计原则1、采煤机的平均落煤能力采煤机的平均落煤能力由下式计算：

37、（6-2）式中：采煤机落煤能力，t/h；A回采工作面割煤日产量，3261t/d；L工作面长度，180m；Ls刮板输送机弯曲段长度，20m；采煤机两滚筒中心距，取8m；K采煤机日开机率 ，根据经验取50%；C工作面回采率，取93%；采煤机反向时间，取5min；B采煤机滚筒截深，0.63m；H工作面平均采高，3m；煤的容重，1.42t/m3；得出=407t/h。（2）采煤机的平均割煤速度11号煤采煤机的平均割煤速度按下式计算： （6-3）式中：采煤机落煤能力，407t/h；B采煤机滚筒截深，0.63m；H工作面平均采高，3m；煤的容重，1.42t/m3；得出=1.8m/min。(3) 采煤机的最大

38、割煤速度 （6-4）式中：采煤机的最大割煤速度，m/min；采煤机的平均割煤速度，1.8m/minK采煤机不均衡系数，取1.15。采煤机最大割煤能力：（4）采煤机截割功率： （6-5）=256KW式中：N采煤机截割功率，kW；Kb备用系数，取1.3；B采煤机滚筒截深，0.63m；H工作面平均采高，3m；采煤机的最大割煤速度，2.07m/min；采煤机割煤单位能耗，取=0.70kWh/m。经调查，初步选用目前国内使用的相对较为可靠的MG160/375-W交流电牵引采煤机。采煤机主要技术参数见表6-2。表5-2 采煤机主要技术特征一览表项目单位技术特征煤层倾角（）35截深mm630采高M1.4-3

39、装机总功率KW375滚筒直径m1.6牵引方式无链电牵引牵引力KN350牵引速度m/min06机面高度mm1180喷雾灭尘方式内、外喷雾最大不可拆卸尺寸（长宽高）mm2670*900*760总重t31制造厂西安煤矿机械厂（二） 刮板输送机工作面可弯曲刮板输送机的选型应满足三个方面的要求：1、工作面刮板输送机能力要保证将采煤机采落的煤全部运出，并留有一定的富裕，刮板输送机能力应不低于采煤机最大割煤能力。QC=KcQm （5-6）式中：Qc刮板输送机能力，t/h；K1采煤机与刮板输送机同向运输时修正系数，1.1；Qm采煤机最大割煤能力，综采采煤机407t/h。综采运输机：Qc= 1.1407=448

40、t/h2、刮板输送机的外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配。3、刮板输送机长度与工作面长度相一致，综采工作面的设计长度为180m。 根据计算，综采工作面选用SGZ-630/220可弯曲刮板输送机。表5-3 SGZ-630/220可弯曲刮板输送机产品型号SGZ-630/220链条形式双中心链主要参数设计长度(m)160输送量（t/h）450电机功率（KW)2110刮板链速（m/s）1中部槽（长宽高）1500*630*222mm生产厂张家口煤机厂（三） 转载机顺槽转载机的转载能力要与工作面的生产能力相配套，并要求与工作面刮板输送机和顺槽可伸缩胶带输送机相适应，根据公式计算：Qz=KzQc （5-7）式

41、中：Qz转载机输送能力，t/h；Kz转载机富裕系数，1.2；Qc刮板输送机能力，应为采煤的最大能力为准，刮板输送机能力为：241t/hQz= KzQc=1.2448=538t/h根据计算，选用SZB-730/75型刮板转载机。表5-4 转载机主要技术特征表项目单位技术特征型号SZB-730/75出厂长度m24运输能力t/h630刮板链速m/s1.34有效搭接长度m12爬坡角度（）10爬坡长度m6.5水平段装载长度m8.5链破断力KN343电动机型号DSB-75功率KW75电压V1140中部槽外形尺寸（长宽高）mm1500730190质量t14.4生产厂家张家口煤机厂（四） 胶带输送机选型1、计

42、算依据首采工作面运输顺槽最大运输距离为1123m。据工作面采掘设备生产能力和刮板输送机运输能力，工作面顺槽可伸缩带式输送机运量按290t/h计算，下图是可伸缩带式输送机。图6-1 可伸缩带式输送机2、 设计选型结果表5-5 工作面可伸缩带式输送机技术特征表项目单位技术特征型号DSJ100/80/（1-2）180运输能力t/h800运输长度m1000带速m/s2.5带宽mm1000电机功率(1-2)160驱动滚筒直径（mm）630电压（V）660/1140（五） 工作面破碎机械选用PCM-110型破碎机，见表：表5-6 破碎机主要技术特征表型号破碎能力(t/h)最大给料尺寸(mm)最大排料尺寸(

43、mm)电机功率（kW）电压等级（V）备注PCM1101000700700300110660/1140（六） 工作面支护方式及支架选型本次设计11号煤层采用综采放顶煤采煤法，采煤机高度为1.43.0m，所以放顶煤支架选型按1.43.0m计算。支架支撑高度的确定：HmaxMmax+0.2 （6-8）HminMmin-(0.20.3） （6-9）式中：Hmax、Hmin支架最大、最小高度，m；Mmax、Mmin工作面最大、最小采高，m。则：支架最大高度Hmax30.2=3.2m支架最小高度Hmin1.40.2=1.2m。支架支护强度的计算根据矿11号煤层地质条件，按倍数岩重法计算液压支架的支护强度，

44、公式如下：P1000NMg （6-10）1000（68）4.22.59.80.620.83Mpa。式中：P支架支护强度，Mpa；M煤层采高，设计取M4.2m；顶板岩石容重，2.5t/m3；N岩重倍数，取（6-8）；支架工作阻力计算F1000PA(L+C) （6-11）=10000.831.50(5.08+0.2)78883.2kN式中：F支架工作阻力，KN； P支架支护强度，Mpa，设计取0.83 Mpa； A支架中心距，A=1.50m； L支架顶梁长，L=5.08m； C梁端距，c=0.20.35m，取c=0.2m；则支架工作阻力应不小于7883.2kN。综合考虑11号煤层赋存条件及国内综采

45、开采装备，根据以上计算，选取支撑ZF9000-17/30掩护式液压支架型，满足要求，采用全部垮落法处理采空区。表5-7 液压支架技术特征表型号工作阻力(kN)初撑力(kN)支护高度(mm)外形尺寸（长宽高（mm）支护强度(MPa)重量（t）ZF9000-23/447883.2KN3958KN1700-30004680143014000.61-0.8511.2端头支护设计选用ZFG9600/23/38型放顶煤过渡支架。表5-8 液压支架技术特征表型号工作阻力(kN)初撑力(kN)支护高度(mm)外形尺（长宽高）（mm）支护强度(MPa)重量（t）ZFG9600/23/38960077604000

46、-80005190166023000.8933.55.1.4 采煤机的工作方式1、进刀方式: 采煤机自开缺口斜切进刀。图5-1 采煤机进刀示意图5.2矿井工作制度5.2.1采煤工作面技术经济指标表5-11 采煤工作面技术经济指标表序号项目单位指标1工作面长度m1802煤层厚度m7.5-7.73煤层倾角354平均采高m7.65回采率%956循环进尺m1.87平均日产t32618平均月产万t8.39月正规循环率%8010全员效率t/工16.811在册人数人18012截齿消耗个/万吨1013坑木消耗m/万吨614乳化液消耗/万吨2015黄油消耗/万吨15矿井设计生产能力及工作制度矿井煤层生产能力大，

47、厚度大，煤炭资源丰富，井型为0.9Mt/a。矿井设计年工作日276天，每天4班作业，其中：3班生产、1班检修，日净提升时间十六小时。 5-2 工作面循环图表劳动组织形式见下表表5-12 采煤工作面劳动组织形式工种一班二班三班四班合计班长11114采煤机司机22206工作面开溜工11103转载机司机11103输送机司机11103泵站司机11114机电维修工22228瓦斯员11114综合工种1010101545回柱工22206绞车司机11103合计23232320896 矿井通风及安全技术6.1 矿井通风方式与通风系统的选择6.1.1 矿井通风系统的基本要求通风系统的选择应符合投产较快、出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。6.1.2 矿井通风方式的选择新建矿井多数是中央并列式、中央分列式、两翼对角式和分区对角式中选择。对于这几种的特点及优缺点适用条件列表比较，见表6-1。低瓦斯矿井，矿井年产量0.9Mt/a，为中型矿井。煤层倾角不大，为实现尽快采煤和保证安全起见，确定通风方式为中央分列式。表6-1 通风方式比较适用于本设计的采煤工作面通风类型有U、Z、Y和Z等形式。这几种通风类型的粗略比较见表8-2。结合本矿井的具体实际情况，决定采用U型后退式通风方式。表6-2 工作面通风类型6.2 带区及全矿所需风量根据恒宝源煤矿瓦斯资料