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1、柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦 后期開采設(shè)計 陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司 柴家溝煤礦后期開采設(shè)計 說 明 書 陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦 二零一二年二月 附 圖 目 錄 序號 圖 紙 名 稱 圖紙編號 比 例 1 資源儲量估算平面圖 F108-103-1 1∶5000 2 后期開采方式平面圖 F108-109-1 1∶5000 3

2、 工作面接續(xù)平面圖 F108-111-1 / 目 錄 總 論 1 第一章 井田概況及開采條件 4 第一節(jié) 井田概況 4 第二節(jié) 地質(zhì)特征 6 第二章 井田開拓 12 第一節(jié) 井田境界及儲量 12 第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 15 第三節(jié) 礦井后期開采設(shè)計方案 17 第四節(jié) 井田開拓 19 第三章 大巷運輸及設(shè)備 22 第一節(jié) 運輸方式 22 第二節(jié) 運輸系統(tǒng) 22 第三節(jié) 運輸設(shè)備 22 第四章 盤區(qū)布置及裝備 25 第一節(jié) 采煤方法的選擇 25 第二節(jié) 后期

3、盤區(qū)巷道布置 40 第三節(jié) 巷道掘進(jìn) 41 第四節(jié) 采、掘生產(chǎn)接續(xù)安排 42 第五章 礦井主要系統(tǒng) 46 第六章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與評價 50 第一節(jié) 勞動定員 50 第二節(jié) 建設(shè)項目投資估算 51 第三節(jié) 原煤生產(chǎn)成本估算與分析 53 第四節(jié) 經(jīng)濟(jì)分析與評價 55 第五節(jié) 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 56 附錄： 一、礦井后期投產(chǎn)井巷工程數(shù)量表 二、《陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設(shè)計主要機(jī)電設(shè)備及器材目錄》 三、《陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設(shè)計投資概算書》 　 IV 柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦

4、 后期開采設(shè)計 總 論 一、項目名稱、所在位置、隸屬關(guān)系 項目名稱：陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設(shè)計。 柴家溝煤礦位于陜西省銅川市西北41km處，行政區(qū)劃屬陜西省宜君縣太安鎮(zhèn)管轄。 陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦現(xiàn)隸屬于神華集團(tuán)神東公司。宜君縣煤炭管理局監(jiān)管。 二、礦井概況 柴家溝煤礦屬原國家計委以煤代油資金投資建設(shè)的地方煤礦，也是陜西省原計委批準(zhǔn)的重點扶貧項目，礦井自1992年10月開始籌建，1993年10月開工，1996年試生產(chǎn)，2000年11月通過竣工驗收,現(xiàn)礦井生產(chǎn)能力已達(dá)到100萬t/a。 柴家溝煤礦為三個斜井單水平開拓

5、，主井斜長697.8m，副井斜長681.7m，主副井坡度均為23，回風(fēng)斜井長468.1m，坡度為25。井田可采煤層為4-2煤層，煤層傾角3～5，煤層平均厚度為5.61m。煤質(zhì)牌號為低變質(zhì)煙煤，即屬長焰不粘煤范疇，具有低灰、中硫、低磷、高發(fā)熱量的特點，可作為動力、氣化及煉油用煤。礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單、涌水量較大，屬低瓦斯礦井。礦井采用中央分列式通風(fēng)，即主副井筒進(jìn)風(fēng)邊界風(fēng)井回風(fēng)。 三、編制設(shè)計依據(jù) 1、柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設(shè)計委托書。 2、國家工程建設(shè)強(qiáng)制性條文及有關(guān)設(shè)計規(guī)范、安全規(guī)程及技術(shù)規(guī)定。 3、陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦基本情況調(diào)查及部分實測圖。 4、國家煤

6、礦安全監(jiān)察局2011年制定的《煤礦安全規(guī)程》。 5、建設(shè)部制定的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》。 6、設(shè)計人員實地踏勘收集的資料。 7、陜西省煤田地質(zhì)局一九四隊編寫的《陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司 柴家溝煤礦資源儲量核實報告》。 四、設(shè)計指導(dǎo)思想 設(shè)計充分考慮到柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦的具體條件和實際情況，在技術(shù)可行、方案合理、保證安全的前提下，設(shè)計積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，以資源回收為中心，考慮經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步優(yōu)化環(huán)節(jié)系統(tǒng)。 五、設(shè)計中的不足之處及生產(chǎn)過程中應(yīng)注意的問題 1、工作面布置受煤層賦存的影響，采煤工作面走向較短，增加了搬家倒面的頻率，提高了原煤成本。 2、礦井煤層

7、為易自燃煤層，須堅持使用以黃泥灌漿為主的綜合防滅火措施。 3、礦井水文地質(zhì)條件較簡單，但必須加強(qiáng)對礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)資料的調(diào)查，在掘進(jìn)過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行探放水制度，堅持“預(yù)測預(yù)報，有疑必探，先探后掘，先治后采”的探放水原則，預(yù)防老空區(qū)積水和有害氣體涌入作業(yè)場所。并建立完善、可靠的排水系統(tǒng)。 4、對井下已報廢巷道要全部進(jìn)行充填或密閉，以減少安全隱患。 5、井巷留設(shè)煤柱的回收要在確保安全的前提下進(jìn)行。 6、須按采煤工作面的接替順序開采，以提高資源回收率。 64

8、

9、 第一章 井田概況及開采條件 第一節(jié) 井田概況 一、交通位置 柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦位于陜西省銅川市西北41km處，行政區(qū)劃屬陜西省宜君縣太安鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)有烈柴公路與銅川、焦坪公路相接通，向東25km接西（安）—包（頭）公路干線，前河火車站位于礦區(qū)西南方約8km，距梅家坪火車站70km，礦區(qū)交通較為便利（圖1-1）。 二、氣象及地震 本區(qū)為大陸性半干旱氣候，四季分明，溫差大，年蒸發(fā)量大于降水量，降水集中在7～9月份。根據(jù)宜君氣象站歷年統(tǒng)計，年平均降

10、水量586mm、蒸發(fā)量為6.892mm。年平均氣溫13.6℃左右，最低氣溫-16℃（元月），最高氣溫38.3℃（七月）。霜凍為10月下旬至2月中旬，最大凍結(jié)深度約0.23m左右。 根據(jù)宜君縣志記載，自1555年至1783年，宜君地區(qū)曾發(fā)生多次地震。根據(jù)國家地震局和建設(shè)部發(fā)布的《中國地震強(qiáng)度區(qū)劃圖（1990）》所示，該地區(qū)地震烈度為VI度。 三、礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 本區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，工業(yè)不發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)比較薄弱，生產(chǎn)力水平低，經(jīng)濟(jì)效益差。主要農(nóng)作物有小麥、玉米、水果等，糧食可以自給。工業(yè)有煙草、電力、煤炭、水泥、酒、肉類及糧食加工等。近10年 來煤炭工業(yè)發(fā)展迅速，先后建設(shè)了一批地方煤炭、鄉(xiāng)鎮(zhèn)

11、煤礦及中小型煤礦井，煤炭工業(yè)及伴隨煤炭工業(yè)發(fā)展的運輸、建材、服務(wù)性行業(yè)的發(fā)展，對促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)起著十分重要的作用，煤炭工業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)之一。 第二節(jié) 地質(zhì)特征 一、 煤層賦存條件 4-2煤層為礦井唯一可采煤層，煤層厚度一般5～8m，最厚可達(dá)8.59m，平均5.61m（中央?yún)^(qū)域最厚，邊界?。?。煤層傾角3～5。煤層結(jié)構(gòu)為1～3層，頂層煤相對較硬，中間層煤質(zhì)最好，下部0.1～0.4m煤質(zhì)相對較差。夾矸巖性多為炭質(zhì)泥巖、泥炭及粉砂巖，厚度為0.10～0.35m。煤層中局部含F(xiàn)eS2結(jié)核。煤層賦存較為穩(wěn)定。圖1-8為井下煤層賦存情況。圖1-9所示為位于井田中心的LY3鉆孔煤巖層柱狀圖。

12、 煤層頂板直接頂為粉細(xì)砂巖，局部為泥巖及砂質(zhì)泥巖，粉、細(xì)砂巖互層分布在向斜兩翼邊部，一般厚3m，屬不堅實至中等堅實頂板。局部有偽頂炭質(zhì)泥巖，厚度為0.1～0.5m。老頂為5.03～19.81m的粗砂巖，含斜層理，主要成份為石英長石，泥質(zhì)膠結(jié)，較為堅硬。老頂之上多為粉砂巖和粗砂巖，層厚一般為3～10 m。含斜層理，主要成份為石英長石，泥質(zhì)膠結(jié)，較為堅硬。 煤層底板多為炭質(zhì)泥巖及泥巖，局部為粉砂巖、根土巖，厚0.5～3.3m。根土巖遇水膨脹，最大鼓起0.4m/a，一般回采后加劇，其下花斑泥巖為富縣組鋁質(zhì)雜色泥巖，含鮞狀團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，厚度1～15m，一般厚約10m，個別最大厚27.87m，分布普遍，遇

13、水膨脹，可發(fā)生嚴(yán)重底臌，其膨脹率為5.8%～34.9%，多滑面，屬不堅實至極不堅實底板。 根據(jù)地質(zhì)勘探階段的測定結(jié)果，4-2煤層頂?shù)装鍘r石基本力學(xué)性質(zhì)如表1-1所示。從表1-1可知，煤層頂?shù)装鍘r層硬度不大。 圖1.1-1 4-2煤層鉆孔煤巖層柱狀圖 表1.1-1 煤層頂?shù)装鍘r性特征 參 數(shù) 巖 性 單軸抗壓 強(qiáng)度/MPa 單軸抗拉 強(qiáng)度/MPa 彈性模量 /MPa 泊松比 粘結(jié)力 /MPa 內(nèi)摩擦角 / 頂板粉細(xì)砂巖 49.3 5.2 5828 0.21 5.6 38 偽頂粉砂頁巖 34.3 2.4

14、 底板泥巖 34.8 2.0 對于煤層的力學(xué)性質(zhì)，地質(zhì)報告中沒有具體指標(biāo)，但通過煤炭科學(xué)研究總院北京開采研究所煤巖物理力學(xué)試驗可以看出，煤的單向抗壓強(qiáng)度為17.77～25.79MPa，煤質(zhì)中硬（表1.2-2～1.1-5）。 表1.1-2 柴家溝煤礦煤樣力學(xué)性質(zhì)測試結(jié)果 項 目 樣 別 單向抗壓強(qiáng)度/MPa 單向抗拉強(qiáng)度/MPa 彈性 模量/103MPa 泊松比 內(nèi)摩擦角/ 粘結(jié)力/MPa 強(qiáng)度公式 1#煤樣 1 26.24 1.28 14.33 0.23 39.9 3.97 τ=3.97+σ*tg39.9 2 27.6

15、9 1.43 7.83 0.24 3 23.43 0.8 7.40 0.24 平均值 25.79 1.17 9.85 0.24 5#煤樣 1 23.81 0.86 6.22 0.15 3.93 39.2 τ=3.97+σ*tg39.9 2 18.37 0.95 8.85 0.21 3 22.26 1.24 8.27 0.22 平均值 21.48 1.02 7.78 0.19 9#煤樣 1 16.30 1.19 6.13 0.14 6.14 38.2 τ=3.97+σ*tg39.9 2 19.36

16、2.38 8.99 0.20 3 17.34 0.72 8.54 0.15 平均值 17.77 1.43 7.89 0.16 表1.1-3 柴家溝煤礦煤樣抗剪強(qiáng)度測試結(jié)果 項 目 樣 別 45/MPa 53/ MPa 61/Mpa 正應(yīng)力 剪應(yīng)力 正應(yīng)力 剪應(yīng)力 正應(yīng)力 剪應(yīng)力 1#煤 1 20.29 20.29 6.55 8.69 3.89 7.03 2 17.04 17.04 4.15 5.51 2.67 4.82 3 17.82 17.82 5.71 7.5

17、8 4.06 7.33 平均值 18.38 18.38 5.47 7.26 3.54 6.39 5#煤 1 16.36 16.36 5.44 7.21 2.85 5.14 2 16.06 16.06 5.37 7.12 4.4 7.94 3 14.93 14.93 4.2 5.57 3.46 6.25 平均值 15.78 15.78 5 6.63 3.57 6.44 9#煤 1 19.23 19.23 10.03 13.31 6.72 12.12 2 22.37 22.37 10.03 13.

18、31 4.69 8.47 3 14.00 14.00 3.54 4.7 4.04 7.29 平均值 18.53 18.53 7.87 10.44 5.15 9.29 表1.1-4 柴家溝煤礦煤樣浸水力學(xué)性質(zhì)測試結(jié)果 樣別 項目 抗拉強(qiáng)度/MPa 抗壓強(qiáng)度/MPa 原始 浸水15a 原始 浸水15a 浸水20a 1#和 3#煤樣 1 1.28 1.00 26.24 17.39 15.79 2 1.43 1.09 27.69 19.67 12.94 3 0.8 0.38 23.43 / /

19、平均值 1.17 0.82 25.79 18.53 14.37 二、 煤質(zhì) 柴家溝井田范圍內(nèi)的4-2煤層為黑色塊狀，條帶狀或線理狀、層狀構(gòu)造，多為玻璃或瀝青光澤，具貝殼狀斷口，質(zhì)脆而易碎，稍具節(jié)理及裂隙，裂隙面被方解石及黃鐵礦薄膜充填。該煤層以半亮型煤為主，夾絲質(zhì)薄層，底部多為半暗及暗淺型煤夾薄層炭質(zhì)泥巖。經(jīng)煤巖鑒定及反射率測定結(jié)果認(rèn)為4-2煤屬I變質(zhì)階段的低變質(zhì)煙煤，即長焰煤-不粘煤范疇。其煤質(zhì)指標(biāo)如表1.1-5所示。 表1.1-5 煤質(zhì)指標(biāo) 序號 指　　標(biāo) 范 圍 平 均 1 灰 分 Ag(%) 11.07~21.76 14.76 2

20、 揮發(fā)分 Vr(%) 34.87~41.67 38.45 3 硫 分 SgQ(%) 0.70~3.14 2.08 4 磷分Pg（%） 0.005~0.056 0.023 5 發(fā)熱量（kcal/kg）　　　 6689~7892 7291 三、瓦斯賦存、煤層自燃及煤塵爆炸危險性 1、瓦斯： 依據(jù)陜西省煤炭局關(guān)于2010年礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù)文件，即陜煤局發(fā)（2011）4號文，柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦在2009年、2010年瓦斯鑒定結(jié)果為：絕對瓦斯涌出量分別為5.59m3／min、7.88m3／min，相對瓦斯涌出量分別為2.76m3／t、3.34

21、m3／t。CO2涌出量為0.81m3／t，屬低瓦斯礦井。 2、煤塵： 陜西煤礦安全裝備監(jiān)測中心依據(jù)煤塵爆炸性鑒定規(guī)范鑒定，本礦煤層有爆炸性，火焰長度大于400mm。 3、煤的自燃傾向性 陜西煤礦安全裝備監(jiān)測中心采用采樣色譜吸氧鑒定法鑒定，本礦煤層屬1類容易自燃煤層，礦井煤層自然發(fā)火期為3-6個月，最短為36天。 四、水文地質(zhì) 正常涌水量為46m3/h，最大涌水量為82 m3/h。礦井總涌水量為1104m3/晝夜。目前礦井使用2臺離心水泵一趟管路排水，水泵型號為100D458，功率為160kW，排水管為D1405型無縫鋼管，控制設(shè)備為JJ1B-160-380-2型自耦減壓起動器。

22、五、地溫 本礦井為地溫正常區(qū)。 第二章 井田開拓 第一節(jié) 井田境界及儲量 一、井田面積 井田境界內(nèi)可采煤層為4-2號煤層，根據(jù)陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦采礦許可證，礦井由11個拐點坐標(biāo)圈定。 柴家溝井田境界西部以龍王—玉華井田第一勘探線（O2，K12兩鉆孔連線）為界，北、東、南部皆以4-2煤層可采邊界線為界。全井田受龍玉向斜控制，形狀為一“B”字型，其東南翼走向長約2.0km，傾斜寬1.6km，西北翼走向長約1.1km，傾斜寬1.1km，兩翼走向大體與向斜軸平行亦呈北東、西南向，井田面積4.29km2。 四鄰無其它礦井及小窯開采。礦區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)

23、斷裂構(gòu)造，只是在局部發(fā)現(xiàn)沖刷帶。 二、儲量 1、保有資源儲量總量 （1）原評審備案證明資源儲量 根據(jù)《陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦資源儲量檢測說明書》評審備案證明（陜國土資儲備［2008］83號）：截止2004年12月底，柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦采礦證范圍內(nèi)保有資源儲量2071.28萬噸。其中：探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（111b）55.58萬噸，控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（122b）461.30萬噸，探明的邊際經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（2M11）24.06萬噸，控制的邊際經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（2M22）90.79萬噸，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）1439.55萬噸。 (2)近年開采量 2004

24、年12月底至2011年12月底，采用綜采放頂煤工藝，估算采出1096.77萬噸。 （3）現(xiàn)剩余保有資源量 估算現(xiàn)柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦范圍內(nèi)剩余保有資源量974.51萬噸，其中：探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（111b）326.4萬噸，控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（122b）87.49萬噸，探明的邊際經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（2M11）58.09萬噸，控制的邊際經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（2M22）144.99萬噸，控制的次邊際經(jīng)濟(jì)資源量（2S22）19.19萬噸，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）338.35萬噸。 2、 礦井工業(yè)資源/儲量： （111b）+（122b）+（2M11）+（2M22）+（333）*0.85=

25、326.4+87.49+58.09+144.99+338.35*0.85=904.57(萬噸) 3、全井田設(shè)計可采儲量 （1）礦井設(shè)計資源/儲量 礦井工業(yè)資源/儲量減去各種永久性煤柱損失后（井田邊界煤柱4.03萬噸）為：900.54萬噸。 （2）盤區(qū)回收率 根據(jù)礦井的煤層厚度、開拓部署及采煤方法，依據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》確定盤區(qū)回收率為75%，放頂煤工作面回收率為83%，高檔普采工作面回收率為95%。 （3）礦井設(shè)計可采儲量 礦井設(shè)計資源/儲量減去工業(yè)場地煤柱68.90萬噸、井筒煤柱21.30萬噸及主要巷道煤柱213.36萬噸后乘以盤區(qū)回收率為：447.74萬噸，考慮工業(yè)場地及井

26、筒煤柱回收18.04萬噸（回收率20%），主要巷道煤柱回收64.01萬噸（回收率30%），煤柱總回收82.05萬噸，則全井田可采儲量為：529.79萬噸。 表2.1-2 礦井設(shè)計可采儲量匯總表 單位：萬噸 煤層 礦井工業(yè)資源/儲量 礦井永久煤柱 損失 設(shè)計資源/儲量 工業(yè)場地和 主要井巷煤柱 回 收煤 柱 礦井可采儲量 井田 境界 小計 工業(yè) 場地 井筒 主要 巷道 小計 4-2 904.57 4.03 4.03 900.54 68.90 21.30 213.36 303.56 82.05

27、529.79 4、礦井后期可采儲量 （1）按100萬噸/a開采的工作面 42206工作面、42204工作面、42202工作面、42209工作面按現(xiàn)生產(chǎn)能力（100萬噸/a）開采，其合計可采儲量為254.79萬噸。 ①、42206工作面 綜采放頂煤工作面， 煤厚3.77～5.22 m，取5.2m，則:可采儲量 Q=3931055.21.40.83=249340（萬噸） 約24.93（萬噸） ②、42204工作面 綜采放頂煤工作面， 煤厚3.77～5.22 m，取平均值5.0m，則:可采儲量 Q=121612551.40.83=883120（萬噸） 約88.3

28、1（萬噸） ③、42202工作面 綜采放頂煤工作面， 煤厚3.77～5.22 m，取平均值5.0m，則:可采儲量 Q=121612551.40.83=883120（萬噸） 約88.31（萬噸） ④、42209工作面 綜采放頂煤工作面，煤厚1.4～5.2m，取平均值3.5m，則:可采儲量 Q=10071303.51.40.83=532411 （萬噸） 約53.24（萬噸） （2）礦井后期可采儲量 礦井可采儲量減去上述工作面儲量，則礦井后期可采儲量為：274.99萬噸，其中正規(guī)工作面192.94萬噸，煤柱回收82.05萬噸。 4、安全煤柱 設(shè)計留有安全煤柱的地面

29、建筑物、構(gòu)筑物及計算參數(shù)確定如下： ①、工業(yè)場地、井筒及地面建筑物、構(gòu)筑物等保護(hù)煤柱采用垂線法計算。 ②、計算保護(hù)煤柱時，表土層移動角φ=45，基巖移動角δ=72，下山移動角γ=71，上山移動角β=73。工業(yè)場地圍護(hù)帶寬度按20米計。 ③、井田邊界保護(hù)煤柱為20m，采空區(qū)邊界保護(hù)煤柱為20m。 ④、大巷、下山間保護(hù)煤柱為30m。 第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 一、礦井工作制度 礦井年工作日為330d，作業(yè)方式為每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，日提升時間為16小時。 二、礦井后期生產(chǎn)能力 1、礦井后期正規(guī)工作面生產(chǎn)能力的確定 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力是一個與井田地質(zhì)構(gòu)造、水

30、文地質(zhì)條件、煤炭資源量及煤質(zhì)、煤層賦存條件及建井條件、采煤機(jī)械化裝備水平等諸多因素有關(guān)的綜合問題。礦井現(xiàn)在經(jīng)核定生產(chǎn)能力為100萬噸/a，礦井后期正規(guī)工作面生產(chǎn)能力宜為60萬噸/a或45萬噸/a的礦井。 設(shè)計從以下幾個方面對設(shè)計生產(chǎn)能力進(jìn)行論述： （1）資源/儲量及采煤工藝 煤炭儲量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要因素之一。礦井后期可采儲量為：274.99萬噸，其中正規(guī)工作面192.94萬噸，煤柱回收82.05萬噸。 后期正規(guī)工作面設(shè)計生產(chǎn)能力60萬噸/a，則服務(wù)年限3.2a，盡管服務(wù)年限較短，不滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的要求。但由于采用綜采放頂煤工藝，如設(shè)計生產(chǎn)能力為45萬噸/a，采煤機(jī)

31、一開便超產(chǎn)。因此，從資源/儲量及采煤工藝分析，礦井后期正規(guī)工作面合理的生產(chǎn)能力應(yīng)為60萬噸/a。 （2）煤層賦存情況及開采技術(shù)條件 礦井后期盡管為邊角煤，從煤層的厚度、水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯含量、煤層頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性以及目前礦井的生產(chǎn)狀況來分析，礦井60萬噸/a的生產(chǎn)能力是可行的。 （3）礦井開采的外部條件 目前礦井主運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)等能力經(jīng)核定，均滿足礦井100萬噸/a的生產(chǎn)能力，如果能力過小，對現(xiàn)有設(shè)施系統(tǒng)是一種浪費。 綜上所述，確定礦井后期正規(guī)工作面設(shè)計生產(chǎn)能力為60萬噸/a。 2、礦井后期煤柱回收生產(chǎn)能力 礦井后期煤柱回收82.0

32、5萬噸，煤柱回收采用巷柱式炮采，生產(chǎn)能力應(yīng)為30萬噸/a。 三、礦井后期服務(wù)年限 1、礦井后期正規(guī)工作面服務(wù)年限 經(jīng)計算，礦井后期正規(guī)工作面可采儲量為192.94 萬噸，則礦井服務(wù)年限為： ＺＫ 192.94 T= ——— = ——— = 3.2（a） A 60 式中：T—計算服務(wù)年限，a； ZK—可采儲量，萬噸； A—礦井年產(chǎn)量，萬噸； 2、礦井后期煤柱回收服務(wù)年限 經(jīng)計算，礦井后期煤柱回收可采儲量為82.05 萬噸，則礦井服務(wù)年限為： ＺＫ 82.05 T= ——— = ——— = 2.7（a）

33、 A 30 式中：T—計算服務(wù)年限，a； ZK—可采儲量，萬噸； A—礦井年產(chǎn)量，萬噸； 3、礦井后期服務(wù)年限 3.2+2.7=5.9（a） 礦井后期服務(wù)年限5.9年，其中正規(guī)工作面3.2年，煤柱回收2.7年。 第三節(jié) 礦井后期開采設(shè)計方案 一、井田特征 1、本井田地質(zhì)構(gòu)造較簡單。 2、煤層埋深較大，埋深為240m～450m。 3、后期煤層厚度變化較大，煤層厚度一般0.8～4.9m。 4、煤層傾角不大，為3～5。 5、礦井為低瓦斯礦井，煤層為易自燃煤層，煤塵具有爆炸性。 二、后期開采設(shè)計方案 經(jīng)對礦井的開拓布

34、局、井巷現(xiàn)狀以及礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實際情況及存在問題進(jìn)行井上、下實地調(diào)研了解，現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)比較完善，礦井主運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)等能力經(jīng)核定，均滿足礦井100萬噸/a的生產(chǎn)能力，繼續(xù)利用現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)。 礦井生產(chǎn)后期在一盤區(qū)中部布置南北向三條大巷（一盤區(qū)皮帶運輸大巷、一盤區(qū)軌道運輸大巷、一盤區(qū)回風(fēng)大巷），在二盤區(qū)布置南北向兩條上山（皮帶運輸上山、回風(fēng)上山），主要巷道均布置在煤層中。 鑒于剩余煤層厚度變化較大，為提高資源回收率，能布置長壁工作面的盡可能采用機(jī)采，能采用綜采放頂煤的區(qū)域盡可能采用綜采放頂煤采煤工藝，井巷煤柱采用巷柱式炮采由遠(yuǎn)及

35、近、由易到難預(yù)以回收。 考慮單體液壓支柱的可縮范圍，0.97米以下煤層采用殘采（因薄煤層范圍較小、上機(jī)采及小支柱不經(jīng)濟(jì)）。考慮采煤機(jī)的采高，1.3米以下煤層采用炮采（因薄煤層范圍較小、上小采煤機(jī)不經(jīng)濟(jì)）。1.3米以上煤層采用機(jī)采。形狀正規(guī)且煤層大于1.5米處布置輕型綜采放頂煤工作面，形狀不正規(guī)處布置高檔普采工作面 第四節(jié) 井田開拓 一、井筒特征 1、主斜井 主斜井采用大傾角膠帶輸送機(jī)提煤，井筒傾角23，斜長681.7m，凈斷面5.7m2，設(shè)計掘進(jìn)斷面7.8m2。內(nèi)設(shè)臺階、水溝等，主要擔(dān)負(fù)礦井提煤任務(wù)并兼作進(jìn)風(fēng)井。 2、副斜井 副斜井為單軌串車提升（設(shè)置人車）。井筒傾角2

36、3，斜長697.8m，凈斷面8.2m2，設(shè)計掘進(jìn)10.6m2。砼軌枕，軌型24kg/m，軌距600mm。主要任務(wù)是上、下人員，運料提矸并兼作進(jìn)風(fēng)井。 3、回風(fēng)斜井 回風(fēng)斜井傾角25，斜長468m，凈斷面5.6m2，設(shè)計掘進(jìn)斷面7.4m2。內(nèi)設(shè)臺階、水溝等，主要擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，并兼作礦井安全出口。 4、井筒特征表 井筒技術(shù)參數(shù)表 井筒名稱 副斜井 主斜井 斜風(fēng)井 井口坐標(biāo) X 3914922.478 3914895.410 3914804.280 Y 36586251.305 36586212.464 36586755.840 井口標(biāo)高（m） +1252.

37、183 +1249.66 +1234.564 井底標(biāo)高（m） +986 +965 +1027.057 水平標(biāo)高（m） +986 井筒傾角（度） 23 23 25 井筒斜長（m） 697.8 681.7 468 井筒方位角（度） 942355" 942355" 1063422" 斷面積(㎡) 凈 8.2 5.7 5.6 掘進(jìn) 10.6 7.8 7.4 斷面形狀支護(hù)形式 半圓拱料石砌碹 半圓拱料石砌碹 半圓拱料石砌碹 裝備 單軌串車提升（設(shè)置人車）軌型24Kg/m，軌距600mm 大傾角強(qiáng)力膠帶 輸送機(jī) 鋪設(shè)單軌軌

38、型24Kg/m，軌距600mm 用途 上下人員、運料、 提矸并兼進(jìn)風(fēng)井 提升原煤并 兼進(jìn)風(fēng)井 礦井回風(fēng)并 兼安全出口 二、水平劃分 單水平生產(chǎn)，開采水平為+986m。 三、 主要巷道布置 礦井現(xiàn)布置三條上山、三條下山和三條大巷，礦井生產(chǎn)后期在一盤區(qū)中部布置南北向三條大巷（一盤區(qū)皮帶運輸大巷、一盤區(qū)軌道運輸大巷、一盤區(qū)回風(fēng)大巷），在二盤區(qū)布置南北向兩條上山（皮帶運輸上山、回風(fēng)上山）。由于采空區(qū)的限制，三條大巷間相距22米，大巷保安煤柱留設(shè)30米。 三、盤區(qū)劃分 沿軌道下山將井田劃分為兩個盤區(qū)，東部為一盤區(qū)，西部為二盤區(qū)。一盤區(qū)為單翼開采，二盤區(qū)為雙翼開采。盤區(qū)開采順序

39、：先開采二盤區(qū)，后開采一盤區(qū)，盤區(qū)內(nèi)均為后退式開采。 四、通風(fēng)系統(tǒng) 1、通風(fēng)方式 中央并列式通風(fēng)。 2、通風(fēng)方法 機(jī)械抽出式。 由主、副井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)井回風(fēng)。新鮮風(fēng)流從主、副井進(jìn)入井下，經(jīng)井底車場、皮帶運輸下（上）山、大巷到工作面運輸順槽進(jìn)入回采工作面。污風(fēng)流自工作面經(jīng)回風(fēng)順槽、回風(fēng)下（上）山、回風(fēng)大巷進(jìn)入回風(fēng)井，通過主扇排入大氣。構(gòu)成通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。 五、102工作面投產(chǎn)井巷工程數(shù)量 巷道總長為4985m，其中煤巷4685m，巖巷300m。掘進(jìn)總體積65763m3，其中煤巷61773m3，巖巷3990m3。 柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦

40、 后期開采設(shè)計 第三章 大巷運輸及設(shè)備 第一節(jié) 運輸方式 一、煤炭運輸 膠帶運輸具有安全、事故少、效率高的特點，煤炭運輸采用膠帶運輸機(jī)運輸。 二、輔助運輸方式 采用無極繩絞車和調(diào)度絞車運輸。 第二節(jié) 運輸系統(tǒng) 一、煤炭運輸 回采工作面的煤經(jīng)運順膠帶運輸機(jī)→運輸大巷膠帶運輸機(jī)→主斜井膠帶運輸機(jī)→地面。 二、材料設(shè)備運輸 材料→副井（礦車）→軌道運輸大巷（無極繩絞車、礦車）→工作面。 三、主要運輸巷道 兩條大巷的坡度均為3～5度，斷面均為13.2 m2，人行道寬度為1.1米。 第三節(jié) 運輸設(shè)備 一、帶式輸送機(jī) 大巷膠帶輸送機(jī)按順槽

41、膠帶輸送機(jī)運輸能力的1.25倍計算,根據(jù)順槽膠帶輸送機(jī)的運輸能力，大巷膠帶輸送機(jī)選用DSJ1000/1000/300型膠帶運輸機(jī)，見表3.3-1。 表3.3-1 膠帶輸送機(jī)技術(shù)特征表 型號 鋪設(shè)長度（m） 輸送能力 (t/h) 帶寬 mm 帶速 m／s 傳動滾筒 直徑(mm) 托輥直徑(mm) 電機(jī)功率(kw) DSJ1000/1000/300 900 1000 1000 3.15 200 133 2*150 二、輔助運輸絞車選型 選用無極繩絞車、雙速回柱絞車和調(diào)度絞車運輸。 1、無極繩絞車 選用三臺無極繩絞車運輸，所選無極繩絞

42、車技術(shù)參數(shù)見表3.3-2。 表3.3-2 無極繩絞車主要技術(shù)參數(shù)表 型 號 最大牽引力（KN） 繩速(m/s) 鋼絲繩直徑(mm) 容繩量(m) 最大運距(m) 電動機(jī)功率(kw) 外形尺寸 長寬高 (mm) KWG-110/55-600 85 0.636/1.269 22-26 800 1500 110/55kw 30092310 2180 2、雙速回柱絞車 選用兩臺雙速回柱絞車，所選的調(diào)度絞車技術(shù)參數(shù)見表3.3-3。 表3.3-3 雙速回柱絞車主要技術(shù)參數(shù)表 型 號 最大靜張 力（

43、KN） 繩速(m/s) 鋼絲繩直徑 (mm) 容繩量(m) 滾筒直徑(mm) 電動機(jī)功率(kw) 慢速 快速 慢速 快速 JSDB-19 250 25 0.157 1.538 30 400 545 45 3、調(diào)度絞車 選用兩臺調(diào)度絞車，所選的調(diào)度絞車技術(shù)參數(shù)見表3.3-4。 表3.3-4 調(diào)度絞車主要技術(shù)參數(shù)表 型 號 鋼絲繩載荷（KN） 繩速(m/s) 鋼絲繩直徑(mm) 容繩量(m) 電動機(jī) 外形尺寸 長寬高 (mm) 最大靜張 力 最大靜張力差 型 號 功率(kw) 電壓 (V) JD

44、-1.6 16 16 0.6-1.2 16 400 YBJ25-4 25 660 135011401190 第四章 盤區(qū)布置及裝備 第一節(jié) 采煤方法的選擇 一、采煤方法的選擇 柴家溝煤礦開采的4-2煤層剩余厚度為0.8～4.9m，煤層埋深約240m～450m左右。實踐證明柴家溝煤礦4-2煤層頂煤的冒放性較好。 鑒于剩余煤層厚度變化較大，為提高資源回收率，能布置長壁工作面的盡可能采用機(jī)采，能采用綜采放頂煤的區(qū)域盡可能采用輕型綜采放頂煤采煤工藝，井巷煤柱采用巷柱式炮采由遠(yuǎn)及近、由易到難預(yù)以回收。 二、輕型綜采放頂煤工作面采煤、裝煤、運煤方式及設(shè)備類型

45、輕型綜采放頂煤工作面的采、裝、運、支工序全部機(jī)械化。 工作面采、運、支設(shè)備的選擇需要滿足技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠、開機(jī)率高的原則，采、運設(shè)備能力配套，運輸能力須適應(yīng)放頂煤瞬時產(chǎn)量高的要求，確保環(huán)節(jié)暢通，考慮搬家倒面較頻繁，設(shè)備選型盡可能輕?，F(xiàn)將工作面主要采煤設(shè)備分述如下： 1、采煤機(jī)： （1）采煤機(jī)截深 考慮到礦井可采儲量較小，礦井生產(chǎn)能力受到儲量的制約，工作面生產(chǎn)能力不宜過大，根據(jù)礦井年產(chǎn)60萬t，為充分利用礦山壓力，節(jié)約能耗，采煤機(jī)截深為0.6m。 （2）采煤機(jī)裝機(jī)功率 按采煤機(jī)單位能耗計算采煤機(jī)功率為： 式中：——采煤機(jī)截割功率，kW； ——備用系數(shù)，取=1.5；

46、 B——采煤機(jī)截深，m； H——工作面采煤機(jī)采高，m；取2.4 m（最大）。 ——采煤機(jī)割煤單位能耗，按鐵法、晉城等礦區(qū)實測， =0.55～0.85kWh/m3，考慮柴家溝礦后期由于煤層變薄，采煤機(jī)割頂、底板的原因，取=0.90kWh/m3。 取最大割煤速度= 2.5 m/min，則采煤機(jī)裝機(jī)功率： N=601.50.62.42.50.90=291.6kW。 （3）采煤機(jī)型號及主要技術(shù)參數(shù) 根據(jù)上述計算，按照采煤機(jī)裝機(jī)功率大于291.6kW的原則，采煤機(jī)可選雞西煤礦機(jī)械有限公司的MG160/390-WD型電牽引采煤機(jī)，其主要參數(shù)如下： 表4.1-1

47、 采煤機(jī)技術(shù)特征表 煤機(jī)型號 技術(shù)特征 MG160/390-WD MG150/375-W 采高 m 1.3～3.0 1.3～2.9 截深 m 0.6 適應(yīng)傾角(0) ≤35 滾筒直徑m 1.2；1.4；1.6 滾筒轉(zhuǎn)速r/min 46；52 搖臂長度mm 1700 搖臂擺動中心距mm 5813 5169 牽引力kN 410 350 牽引速度 m/min 0～7 0～6 牽引型式 電牽引 銷軌式無鏈牽引 機(jī)面高度mm 1100 最小臥底量 mm 130；205；305 167；242；342 滅塵方式 內(nèi)外噴霧 裝機(jī)

48、功率 kw 2160+230+11 2150+75 電壓 V 1140 設(shè)計生產(chǎn)能力t/h 550 500 最大不可拆卸件尺寸mm 2455975700 2245979940 機(jī)重t 27 25 2、工作面前、后部可彎曲刮板輸送機(jī) 運輸系統(tǒng)設(shè)備選型需滿足以下五個方面要求： （1）運輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力和放頂煤能力相適應(yīng) a、輕型放頂煤工作面機(jī)采生產(chǎn)能力為： Q=60.V.M.B.γ.η=6022.00.61.310.9=167.8（t/h） 式中:Q:采煤機(jī)小時割煤量：t/h； V:采煤機(jī)牽引速度取2m/min M:采高取2.0m（平均

49、）； B:截深取0.6m γ:煤的容重1.31t/m3； η:有效截割系數(shù)取0.9 根據(jù)經(jīng)驗,瞬時可達(dá)320t/h。 b、輕型放頂煤生產(chǎn)能力 根據(jù)目前放頂煤工作面的經(jīng)驗，放頂煤的生產(chǎn)能力不穩(wěn)定（因頂煤的冒落依靠礦壓的作用），一般為：0～80t/h。 C、輕型綜采放頂煤工作面的生產(chǎn)能力 輕型綜采放頂煤工作面的最大生產(chǎn)能力為320+80=400t/h。 （2）槽子的外型尺寸及其配件（銷軌）與采煤機(jī)的牽引方式相匹配。 （3）運輸機(jī)長度與工作面長度相一致。 （4）運輸系統(tǒng)的運輸能力應(yīng)大于采面生產(chǎn)能力的原則。 根據(jù)輕型綜采放頂煤工作面的生產(chǎn)能力，

50、考慮設(shè)備配件的通用性，在液壓支架的前、后部均選用一臺SGB630/220型刮板輸送機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見表4.1-2。 4.1-2 前、后部刮板輸送機(jī)特征表 型號 鋪設(shè)長度（m） 輸送能力 (t/h) 刮板鏈型式 中部槽 (長寬高)(mm) 電機(jī)功率(kw) SGB630/220 130 450 邊雙鏈 1500590222 2110 3、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)及破碎機(jī) 順槽轉(zhuǎn)載機(jī)型號為SZB730/90，其技術(shù)參數(shù)同表4.1-3。順槽破碎機(jī)型號為PEM10001000，其技術(shù)參數(shù)同表4.1-4。 4.1-3 順槽轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)特征表 型號 鋪

51、設(shè)長度（m） 輸送能力 (t/h) 刮板鏈型式 中部槽 (長寬高)(mm) 電機(jī)功率(kw) SZB730/90 30 750 邊雙鏈 1500680222 90 4.1-4 破碎機(jī)技術(shù)特征表 型號 破碎能力(t/h) 進(jìn)/出口塊度(長度不限) (mm) 電機(jī)功率(kw) PEM10001000 700 10001000/40～370 55 4、液壓支架 （1）架型的選擇 輕型綜放工作面支架架型是否與工作面煤層地質(zhì)條件相適應(yīng)，是輕型綜放工作面安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。根據(jù)輕型綜放工作面礦壓顯現(xiàn)一般規(guī)律及支架與頂煤相互作用關(guān)系，輕型綜放工作面支

52、架選型過程中需考慮以下幾個方面：煤層地質(zhì)條件、生產(chǎn)技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)條件。輕型綜放開采支架選型設(shè)計應(yīng)考慮以下幾個因素： ①、支架應(yīng)有良好的通風(fēng)、行人空間； ②、煤層底板巖層遇水膨脹，屬不堅實底板； ③、支架可靠性高，但受工作面頻繁搬家的影響，支架重量不宜太重。 ④、受煤層厚度的影響，支架盡可能低。 根據(jù)輕型綜放支架選型原則結(jié)合柴家溝煤礦擬開采煤層的賦存條件，建議采用雙輸送機(jī)插板式低位放頂煤支架。這種支架又可分為正四連桿和反四連桿放頂煤支架。反四連桿支架后部放煤空間大，有利于上部頂煤的回收；正四連桿支架行人空間大，與反四連桿支架同等支護(hù)強(qiáng)度時正四連桿支架重量較輕。由于柴家溝煤礦4-2煤層

53、厚度較小，不易成大塊冒落，柴家溝煤礦宜采用正四連桿雙輸送機(jī)插板式低位放頂煤支架，為避免因端面距過大引起工作面端面冒頂，支架采用鉸接頂梁并配護(hù)幫板。其主要技術(shù)特征見表4.1-5。 （2）支架工作阻力 工作面支架工作阻力支撐冒落帶頂板巖層和頂煤的重量，并平衡基本頂失穩(wěn)時對支架的動載，計算公式為： 式中: ——工作面支架所需支護(hù)強(qiáng)度； ——基本頂失穩(wěn)時的動載系數(shù)，根據(jù)輕型綜放工作面礦壓觀測結(jié)果，一般=1.1～1.8； ——冒落帶巖層自重應(yīng)力，，為頂板巖層容重，取25kN/m3，根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)，取=15m； ——支架上方頂煤自重應(yīng)力，，為頂煤容重，取13.0kN/m3。根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)，取=

54、3m； 由于4-2煤層直接頂為粉細(xì)砂巖，局部為泥巖及砂質(zhì)泥巖，粉、細(xì)砂巖互層分布在向斜兩翼邊部，一般厚3m，屬不堅實至中等堅實頂板。局部有偽頂炭質(zhì)泥巖，厚度為0.1～0.5m?；卷敒?.03～19.81 m的粗砂巖，較為堅硬。頂煤冒落后，其直接頂巖層垮落后不能將采空區(qū)充填滿，因此老頂失穩(wěn)時的動壓對支架工作阻力存在較大影響，因此取=1.5，即 =1.5(1525000+3.013000)= 621 kN/m2 支護(hù)強(qiáng)度確定后，根據(jù)配套尺寸、支架頂梁長度、空頂距算出支架工作阻力： 式中：——支架工作阻力，kN； ——支架的支護(hù)強(qiáng)度， 621 kN/m2 —

55、—空頂距 0.30m ——頂梁長度 3.6m ——支架寬度 1.5m 根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合4-2號煤層的實際賦存條件，輕型綜放工作面液壓支架的工作阻力確定為4000kN。 表4.1-5 ZF4000/15/24型輕型放頂煤液壓支架技術(shù)參數(shù)表 支架型號 ZF4000/15/24 支架工作阻力 4000 KN 支架高度 1500-2400 mm 支護(hù)強(qiáng)度 0.71 Mpa 底板比壓 0.946 Mpa 推溜力 305 KN 拉架力 483 KN 5、工作面兩巷超前支

56、護(hù) 工作面兩巷超前支護(hù)金屬頂梁選擇HDJA-1200型頂梁，單體液壓支柱選用DZ28-25/100型，其技術(shù)特征見表4.1-6。 表4.1-6 單體液壓支柱技術(shù)特征表 型 號 支撐高度(mm) 額定工作阻力(KN) 初撐力 (KN) 額定工作液壓(Mpa) 支柱可縮量(mm) 支柱質(zhì)量(kg) 最大 最小 DZ28-25/100 2800 2000 250 118-157 31.8 800 70 6、順槽可伸縮膠帶輸送機(jī) 順槽膠帶輸送機(jī)要與工作面推采長度及生產(chǎn)能力相適應(yīng)，順槽膠帶能力按工作面生產(chǎn)能力的1.25倍計算,根據(jù)工作面的推

57、采長度、坡度及生產(chǎn)能力選用SSJ1000/800/250型膠帶運輸機(jī)，見表4.1-7。 表4.1-7 順槽膠帶輸送機(jī)技術(shù)特征表 型號 鋪設(shè)長度（m） 輸送能力 (t/h) 帶寬 Mm 帶速 m／s 傳動滾筒 直徑(mm) 托輥直徑(mm) 電機(jī)功率(kw) SSJ1000/800/250 1000 800 1000 3.15 200 133 2*125 三、工作面參數(shù)確定 1、采高及放頂煤高度 根據(jù)北京開采所的研究報告，我國綜采放頂煤工作面的合理采高范圍為2.7～3.5m，考慮剩余煤層較薄，為提高資源回收率，采煤機(jī)的采高范圍

58、是：1.3～3.0 m，液壓支架的支護(hù)高度為1.5～2.4m，設(shè)計工作面的機(jī)采高度為1.3～2.3m，如果煤層高度允許，工作面的機(jī)采高度盡可能大。放頂煤高度為0～2.6m左右，則采放比為1:1.13。 2、工作面長度確定 為提高資源回收率，減小煤柱尺寸，工作面長度為100～130米。 3、回采工作面循環(huán)進(jìn)度、年推進(jìn)度及工作面單產(chǎn)的確定 根據(jù)剩余煤層厚度，后期設(shè)計輕型放頂煤工作面采用間隔單輪放頂煤作業(yè)方式，放煤步距為一采一放，采煤機(jī)截深取0.6m，放煤步距為0.6m。 （1）、循環(huán)割煤量： 一采一放為一個循環(huán)，則： Qg=L.B.H.r.k=1000.61.81.310.95=13

59、4(t) 式中:Qg:采煤機(jī)循環(huán)割煤量； L:工作面長度：100m；B:煤機(jī)截深：0.6m； H:采高：取1.8m（平均）； R:煤的容重：取1.31t/m3； K:煤機(jī)割煤回收率：取0.95。 （2）、循環(huán)放煤量 Qf=L.B.H.r.k=1000.61.21.310.8=75.5(t) 式中:Qf:循環(huán)放煤量：t； L:工作面長度：100m； B:放煤步距：0.6m； H:放煤高度：取1.2m（平均）； R:煤的容重：取1.31t/m3； K:放頂煤回收率：取0.8。 （3）、每循環(huán)產(chǎn)量：割煤量+放煤量=134+75.5=209.5（t）

60、（4）、每循環(huán)作業(yè)時間 ①、割一刀煤所需時間 T=L/V+Tx+Td=100/2+12+20=82（min） 式中： T：割兩刀煤所需時間； Tx：斜切進(jìn)刀時間； Td：推移機(jī)頭、機(jī)尾所需時間。 ②、放頂煤所需時間 放頂煤和煤機(jī)割煤同時進(jìn)行，則工作面一個循環(huán)所需時間為:82min,考慮系統(tǒng)影響一個循環(huán)所需時間為:90min。工作面日循環(huán)數(shù)及年推進(jìn)度計算結(jié)果見表4.1-8 4.1-8 工作面循環(huán)數(shù)及年推進(jìn)度計算結(jié)果表 項 目 參 數(shù) 備 注 工作面長度(m) 100 考慮搬家倒面時間每年生產(chǎn)8個月，即240天。 采

61、煤高度(m) 1.3～4.9 每循環(huán)時間(min) 90 每班計算循環(huán)個數(shù)(個) 6 班計算產(chǎn)量(t) 1257 日循環(huán)個數(shù)(個) 12 日產(chǎn)量(t) 2514 年產(chǎn)量(萬噸) 60336 年推進(jìn)度(m) 1728 4、盤區(qū)及工作面回采率 （1）、工作面回采率 根據(jù)有關(guān)理論及生產(chǎn)經(jīng)驗，影響放頂煤工作面回收率的因素有： ①、初采損失 ②、工作面端頭開采損失，因煤柱支撐，該處頂煤難以跨落 ③、未采損失，采面距停采線15米不放頂煤的頂煤損失量 ④、支架之間及步距間上部的脊背煤損失 放頂煤開采以其成本低、效率高等優(yōu)點，在我國厚煤層開采中取得了很大的成功，工

62、作面回采率已達(dá)80%-85%以上，設(shè)計確定本礦綜采放頂煤面的回采率為83%。 （2）、盤區(qū)回采率 影響盤區(qū)回采率的因素有：上（下）山、盤區(qū)巷道煤柱損失及順槽頂煤損失，以及無法布置工作面的邊角煤損失等。 根據(jù)上述因素及已確定的工作面回采率，考慮工業(yè)場地煤柱回收20%、主要巷道煤柱回收30%后，盤區(qū)回采率可以達(dá)到75%的設(shè)計要求。 四、高檔普采工作面采煤、裝煤、運煤方式及設(shè)備類型 高檔普采工作面的采、裝、運工序全部機(jī)械化。 工作面采、運、支設(shè)備的選擇需要滿足技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠、開機(jī)率高的原則，采、運設(shè)備能力配套，確保環(huán)節(jié)暢通，考慮搬家倒面較頻繁，設(shè)備選型盡可能輕?，F(xiàn)將工作面主要采煤設(shè)備

63、分述如下： 1、采煤機(jī)： （1）采煤機(jī)截深 考慮到礦井可采儲量較小，礦井生產(chǎn)能力受到儲量的制約，工作面生產(chǎn)能力不宜過大，根據(jù)礦井年產(chǎn)60萬t，為充分利用礦山壓力，節(jié)約能耗，采煤機(jī)截深為0.6m。 （2）采煤機(jī)裝機(jī)功率 按采煤機(jī)單位能耗計算采煤機(jī)功率為： 式中：——采煤機(jī)截割功率，kW； ——備用系數(shù)，取=1.5； B——采煤機(jī)截深，m； H——工作面采煤機(jī)采高，m；取2.4 m（最大）。 ——采煤機(jī)割煤單位能耗，按鐵法、晉城等礦區(qū)實測， =0.55～0.85kWh/m3，考慮柴家溝礦后期由于煤層變薄，采煤機(jī)割頂、底板的原因，取=0.90kWh/m3。 取最大

64、割煤速度= 2.5 m/min，則采煤機(jī)裝機(jī)功率： N=601.50.62.42.50.90=291.6kW。 （3）采煤機(jī)型號及主要技術(shù)參數(shù) 根據(jù)上述計算，按照采煤機(jī)裝機(jī)功率大于291.6kW的原則，采煤機(jī)可選雞西煤礦機(jī)械有限公司的MG150/375-W型電牽引采煤機(jī)，其主要參數(shù)如下： 表4.1-9 采煤機(jī)技術(shù)特征表 煤機(jī)型號 技術(shù)特征 MG160/390-WD MG150/375-W 采高m 1.3～3.0 1.3～2.9 截深m 0.6 適應(yīng)傾角(0) ≤35 滾筒直徑m 1.2；1.4；1.6 滾筒轉(zhuǎn)速r/min 46

65、；52 搖臂長度mm 1700 搖臂擺動中心距mm 5813 5169 牽引力kN 410 350 牽引速度 m/min 0～7 0～6 牽引型式 電牽引 銷軌式無鏈牽引 機(jī)面高度mm 1100 最小臥底量mm 130；205；305 167；242；342 滅塵方式 內(nèi)外噴霧 裝機(jī)功率kw 2160+230+11 2150+75 電壓V 1140 設(shè)計生產(chǎn)能力t/h 550 500 最大不可拆卸件尺寸mm 2455975700 2245979940 機(jī)重 t 27 25 2、工作面可彎曲刮板輸送機(jī) 運輸系統(tǒng)設(shè)備選型需滿

66、足以下五個方面要求： （1）運輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng) 高檔普采工作面機(jī)采生產(chǎn)能力為： Q=60.V.M.B.γ.η=6022.00.61.310.9=167.8（t/h） 式中:Q:采煤機(jī)小時割煤量：t/h； V:采煤機(jī)牽引速度取2m/min M:采高取2.0m（平均）； B:截深取0.6m γ:煤的容重1.31t/m3； η:有效截割系數(shù)取0.9 根據(jù)經(jīng)驗,瞬時可達(dá)320t/h。 （2）槽子的外型尺寸及其配件（銷軌）與采煤機(jī)的牽引方式相匹配。 （3）運輸機(jī)長度與工作面長度相一致。 （4）運輸系統(tǒng)的運輸能力應(yīng)大于采面生產(chǎn)能力的原則。 根據(jù)高檔普采工作面的生產(chǎn)能力，選用一臺SGB630/220型可彎曲刮板輸送機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見表4.1-10。 4.