采矿工作面设计

1、第1章 矿井概况 1.1 井田地质特征回坡底煤矿隶属于霍州煤电集团公司。其矿井工业场地位于山西省洪洞县城西北刘家垣镇回坡底村东1.0km处，距洪洞县城25km，距赵城发煤站17km，紧邻赵（城）克（城）公路，公路交通方便。矿区位于吕梁山南端东麓，汾河西岸，地形切割强烈，沟谷纵横形成了以黄土梁、塬、峁为特征的低山基岩丘陵地貌。主要山梁走向近南北向，沟谷纵横，地形复杂。最高点位于区西北边界沟北村东北山梁，标高985.2m，最低点位于东北边界沟谷，标高624.17m，相对高差361.03m。回坡底矿井采用斜井开拓，单水平开采，开采11号煤层，目前采用高档机械化，倾斜长壁式采煤，矿井的正常涌水量120

2、m3/h，最大涌水量240m3/h，扩区煤层底板标高300-630m，目前开采水平最低为570m，均高于奥灰岩溶水地下水位（525m左右），矿井充水方式为顶板淋水或裂隙水，通过开采产生的煤层冒落带，导水裂隙带与K2含水层发生水力联系，使K2含水层地下水进入矿井坑道，随着两区向前延伸开采，开采水平将逐渐降低，矿井的涌水量也将随着增大，尤其是两区奥灰岩溶水位地下，并有可能在构造破坏地段存在突水危险，因此要引起足够的重视。1.4 井田开拓矿井改扩建工程移交生产和达到设计年生产能力时，共设置主斜井、副斜井、二号进、回风立井四个井筒，主斜井为延深井筒，刷大副斜井，二号进、回风立井为新建井筒。 3、二号进

3、风立井敷设动力电缆，兼安全出口。4 、二号回风立井主要担负东区初期回风，兼安全出口。二号进风立井井筒净直径6.0m ，垂深375m，井筒内装备应急排水管路、压风管路，敷设动力电缆。为了东区的开发，设计在纬距4036000附近布置胶带、轨道暗斜井，均落底+556m水平，落地后沿东北方向布置+556m水平胶带大巷和+556m水平轨道大巷。+556m水平胶带大巷尽头处设采区集中煤仓；+556m水平轨道大巷在1900m处转至东南西北方向，并通过二号进风立井井底。平行与转至后的+556m水平轨道大巷布置三条煤层巷道，其中在11号煤层中布置两条采区巷道，分别是东区皮带巷和东区轨道巷；沿K2顶板布置一条回风

4、巷，为东区回风巷。东区皮带巷在东南部通过采区集中煤仓与+556m水平胶带大巷相联。平行与这组巷道，沿601、603钻孔一线再布置同样的一组上下山巷道。这两组巷道通过布置在井田突水系数为0.16分界线附近的一组+385m水平轨道集中巷道和一条胶带集中巷道相联，这样东区开拓巷道基本成工字型布置。1、运煤系统综采工作面胶带顺槽东区皮带巷采区集中煤仓+556m水平胶带大巷东区煤仓主斜井地面。2、辅助运输系统地面副斜井轨道暗斜井+556m水平轨道大巷东区轨道巷轨道顺槽综采工作面。3、通风系统主、副斜井胶带、轨道暗斜井+556m水平轨道大巷及胶带大巷东区轨道巷顺槽联络巷胶带顺槽综采工作面轨道顺槽东区回风巷

5、二号回风立井地面。第三章 采煤方法及采区巷道布置3.1 采煤方法的选择根据井田开拓部署，结合矿井规模和采煤工作面装备水平，矿井东区移交生产和达到设计生产能力时，共布置一个生产采区为东一采区。保证矿井110万t/a的生产能力。回坡底矿井采用斜井开拓，单水平开采，开采11号煤层，目前采用高档机械化，倾斜长壁式采煤，矿井的正常涌水量120m3/h，最大涌水量240m3/h，扩区煤层底板标高300-630m，目前开采水平最低为570m，均高于奥灰岩溶水地下水位（525m左右），矿井充水方式为顶板淋水或裂隙水，通过开采产生的煤层冒落带，导水裂隙带与K2含水层发生水力联系，使K2含水层地下水进入矿井坑道，

6、随着两区向前延伸开采，开采水平将逐渐降低，矿井的涌水量也将随着增大，尤其是两区奥灰岩溶水位地下，并有可能在构造破坏地段存在突水危险，因此要引起足够的重视。3.3 采区巷道布置根据开拓部署，首采区为东一采区。初期在东一采区内沿K2顶板布置有一条东区回风巷，沿11号煤层布置东区轨道巷、东区皮带巷，共三条巷道，间距为30m。在大巷西南侧布置一个11号煤工作面。胶带顺槽直接与东区皮带巷相连，轨道顺槽直接与东区轨道巷相连，并都通过联络巷与东区回风巷相连，从而形成完善的采区运输、通风、排水、行人等系统。3.4 回采工艺及劳动组织东一采区走向长2.55km，倾斜宽1.93km，面积为4.94m2， 10号煤

7、工业储量16.62Mt，设计可采储量11.09Mt，服务年限3.8a。11号煤工业储量18.80Mt，设计可采储量12.040Mt，服务年限4.1a。1、采煤工作面长度根据11号煤层赋存特征、开采条件及矿井规模，确定综采工作面长度采用250m。2、采煤工作面采高井田内11号煤层厚度1.843.00m，平均2.8m，设计确定一次采全高。3、采煤工作面日进度、年进度工作面采煤机截深为0.6m，循环进度0.6m，日循环次数为6次。采煤工作面年进度按下式计算：年进度=循环进度×日循环次数×循环率×年工作日=0.6×6×0.9×330=1069

8、m五、采区及工作面回采率采区及工作面回采率根据开采煤层厚度依据煤炭工业矿井设计规范确定：11号煤层采区回采率取80%，工作面回采率取95%。 工作面基本参数序号项目指标序号项目指标1工作面长度250m11日产量5848吨2煤层平均厚度2.8m12月产量132223吨3煤层倾角1°12°13回采率95%4采高2.8m14可采期8.4月5容重1.4t/m315在册人数97人6循环产量731吨16回采工效25.7吨/工7循环进度0.6m17坑木消耗1.0m3/万吨8每日循环个数6个18乳化液消耗200升/万吨9正规循环率85%19油脂消耗300升/万吨10可采储量1109899吨

9、20坑代品丢失率单体支柱1其它4以下名称规格型号额定电压（V）额定功率（KW）安装台数使用台数使用功率（KW）配套开关型号采煤机MG-400/930-AWD330093011930KJZ6-1800/3300-14工作溜子SGZ-800/105033001050111050KJZ6-1800/3300-14胶带输送机SSJ-1000/2×160114032011320TTQ-400涨紧绞车JD-7.5KW11407.5117.5QJZ-80转载机SZZ-800/250114025011250QJZS-2*400破碎机PCM2000/160114016011160QJZ-200乳化液泵

10、BRW400/31.5114025021250KJZ6-1800/1140-14排水泵BQS150-50/556605543165QJZ-120排水泵BQS100-80/37660376274QJZ-80排水泵BQS100-80/45660451145QJZ-80排污泵BQS100-15/7.56607.57430QJZ-80照明综保ZBZ-10/127V6603226ZBZ-10/127V无极绳绞车SQ-1200/75660751175QJZ-80回柱绞车JH-28T660371137QJZ-80调度绞车JD-55660551155QJZ-80 回采工作面主要设备型号3.5 采区准备根据井田

11、开拓部署，结合矿井规模和采煤工作面装备水平，改扩建工程移交生产及达到设计生产能力时，共布置一个采区，即在11号煤层中布置一个生产工作面。2、回采工作面生产能力计算工作面生产能力按下式计算：A采= l·L·m·r·C式中：A采工作面年产量，t/a；l工作面长度， m；L工作面年推进度， m；m工作面采高， m；r煤的容重， t/m3；C工作面回采率。A采= 250×1069×2.8×1.37×0.95=0.97Mt/a。回采工作面年产量为0.97Mt/a， 3、掘进工作面产量计算矿井移交生产时共配备两个煤巷掘进工作面

12、，一个顺槽掘进工作面和一个大巷掘进工作面。掘进煤量按工作面生产能力的10%计则：A掘= 0.97×10=0.097Mt/a矿井生产能力为：A矿A采+ A掘=0.97+0.0971.067 Mt/a经计算，全矿井回采工作面年产量0.97Mt，掘进煤量0.097Mt/a，总产量1.067Mt/a，可以满足1.10 Mt/a的设计生产能力。移交生产及达到设计生产能力时，共布置1个回采工作面，4个掘进工作面，采掘比1：4。矿井移交生产时，在东一采区共布置两个煤巷掘进工作面和2个岩巷掘进工作面，预计矸石量100Kt/a。4.1 采区运输1、主斜井带式输送机现状回坡底煤矿主斜井井筒宽：4400m

13、m、高：3500mm、井筒倾角：15°，主斜井井筒内一侧装备一台带宽B=1000mm的钢丝绳芯带式输送机、担负全矿井原煤的提升任务。 该矿主斜井带式输送机的技术参数为：带宽B=1000mm、机长L=726m、带速V=2.5m/s、运量Q=429t/h、倾角=15°、钢丝绳芯胶带带强St=1600N/mm，双滚筒双电动机驱动，电机功率N=2×220kw、电压6kv，液压自动拉紧。2、主斜井带式输送机改造方案及选型：主斜井带式输送机改造方案回坡底煤矿矿井能力1.10Mt/a；工作制度为：330d/a，16h/d，生产不均衡系数：K=1.15，散密度：=0.9t/m3

14、。 矿井技改后，主斜井井筒宽度不变、长度有所延长。主斜井带式输送机运量增至Q=458t/h、斜长L=812.565m、倾角=15°、带速V=2.5m/s、带宽B=1000mm、带强St=1600N/mm。经核算原主斜井带式输送机的输送能力不能满足矿井改扩建后的生产要求，需进行改造。由于本矿是生产矿井，主斜井又是矿井的咽喉，为了缩短该带式输送机改造周期，经技术方案比较，对主斜井带式输送机采用提高带速，更换驱动装置，来提高胶带机的运输量，以避免增加胶带的宽度而造成机架的更换。 设备选型计算：1、原始资料： 输送物料：原煤、粒度0300mm 输送量：Q=458t/h 散密度：=0.9t/m

15、3 水平输送距离：Lh=784.878m 提升高度：H=210.304m 倾角：=15° 生产不均衡系数：K=1.152、选型计算：根据输送带上物料的最大截面积、带速和倾斜系数，经核算带宽B=1000mm、带速：V=3.15m/s，满足Q=458t/h的生产能力。 q=40.34/mq1=18.4/mq2=5.7/m胶带：St=1600N/mm，q0=31/m 、g=9.81m/S2阻力系数：=0.036阻力：上分支阻力 F1=24873N 下分支阻力 F2=10172.8N 提升阻力 F3=83214.5N圆周力：P= F1+ F2+ F3=118260.7N轴功率：N0=372.

16、5kW电机功率：N=521.5kW 双滚筒双电机驱动，功率配比：P1:P2=1 ：1 =400° =0.30 e=8.12自控液压张紧，启动系数A=1.0，拉紧装置设在尾部，滚筒摩擦系数=0.3。头部张力：S1=183447.6.N S2=65186.8N尾部张力：S3=11404.1N S4=11404.1N打滑验算：S1A/S2=2.81 e=8.12 满足要求。 S1/S12=1.48 e1=2.85 满足要求。S1-2/S2=1.91 e2=2.85 满足要求。安全系数：m=B·St/S1=8.72>7.0 满足要求最小张力在尾部也满足该处小于1悬垂度要求。选

17、型结果：基本数据：B=1000mm、V=3.15m/s、Lh=784.878m、H=210.304m、=15°Q=458t/h驱动方式：驱动方式采用头部双滚筒双电机软驱动。电动机：Y400394型，N=315kW，U=6KV 两台。减速器：M3PSF70型、i=25、带风扇、(SEW)两台。胶带：钢丝绳芯阻燃抗静电胶带，必须满足MT668-97标准要求，St=1600N/mm制动器：YWZ5500/201型、制动力矩：20003600N.m 两台。逆止器：DSN130型低速逆止器，两台。M=130kN.m.。可变冲液型液力偶合器装置：24 KPTB/S型、两台。带油泵电机及

18、风冷电机。该液力偶合器是意大利TRANSFLUID公司KTP系列产品。其优点：电机空载起动；电机可在额定电流下平稳起动；冲击和过载保护；吸收和消除振动；避免皮带打滑；可通过电磁阀进行远程控制；点动驱动。主要附件如滤油器、充液泵和控制阀外部安装，维修方便。利用已有的胶带自控液压拉紧站：DYL015/10型、N=4kw（防爆）拉紧行程：5.0m，F=100kN。原主斜井带式输送机的滚筒的强度需要校核。主斜井胶带输送机配电控制：回坡底矿井主斜井采用胶带输送机提升煤炭，技改后规模110kt/a，电动机容量由原来的2×220kW增加2×315kW，电控系统现有的电控设备仍可以利用。电

19、控系统设有电动机短路、欠压、过载、断电等电气保护及胶带输送机防跑偏、纵撕、打滑、溜槽堵塞、沿线急停开关、温度等各种安全保护。胶带机控制室与胶带沿线之间设联系信号装置。采区运输方式：工作面轨道顺槽采用SQ-1200/75型无极绳绞车运输，工作面运输顺槽采用可伸缩胶带输送机，回采工作面采用可弯曲刮板输送机。采区运输系统如下：1、运煤系统综采工作面胶带顺槽东区皮带巷采区集中煤仓+556m水平胶带大巷东区煤仓主斜井地面。2、辅助运输系统地面副斜井轨道暗斜井+556m水平轨道大巷东区轨道巷轨道顺槽综采工作面。4.3采区供电、电源线路情况回坡底矿地面设35KV变电站一座,两回电源线路分别引自赵城110KV

20、变电站（回坡底492线路）和刘家垣110KV变电站（刘回476线路），两回电源线路规格均为LGJ-150架空线路，线路长度分别为16.5KM和8.1KM，线路杆塔数量分别为61、45基。井下供电电源是从地面35KV变电站6KV出线间隔的四趟电缆分别供东西两区。其中西区双回路为地面35KV变电站至井下中央变电所，电缆线路规格均为YJV22-8.7/10KV 3×120mm²-0.9KM；东区双回路为地面35KV变电所至井下东区变电所，电缆线路规格为MYJV42 8.7/10KV 3×240-1.5KM。主扇风机房两座，一座是1#风机房（回坡底），另一座是2#风机房（

21、磊上），供电电源均实现双回路供电。1#风机房双回路为35KV变电站至1#风机房，线路规格为LJ-3*50-0.4KM。2#风机房双回路为2#风井6KV临时配电点至2#风机房，线路规格均为MYJV22-3×95-0.15KM； 空压风房一座，供电电源均实现双回路（T接）供电，线路规格均为YJV22-3×70-0.1KM。主提升2.5米绞车一座，供电电源均实现双回路供电，线路规格均为YJV22-3×50-0.21KM。主井强力皮带一部，供电电源均实现双回路供电，线路规格均为YJV22-3×50-0.2KM。、矿井变压器容量10000KVA，矿井设备装机总容量

22、8500KW，矿井运行设备总容量7600KW。矿井35KV变电所内安装2台主变压器，型号为SZ9-10000/35，其中分列运行。、东区设有1座变电所（东区变电所）、5座临时配电点（东区二部皮带机头配电点、东区三部皮带机头配电点、三联巷配电点、10-1061配电点、10-1062配电点）供电。 根据采区供电系统拟定的原则，结合回坡底矿井下东一采区供电现状，综采工作面供电选在临时配电点和东区2#变电所。运输巷皮带输送机、转载机、破碎机电压等级选用1140V;轨道巷无极绳绞车电压等级选用660V;排水系统采用双电源，电压等级均选用660V;轨道巷安装KBSGZY-3150/6负荷中心1台,电源来自

23、东区2#变电所，一次电压等级为6KV，二次电压等级为3300V、1140V。负荷中心供采煤机、刮板输送机电压等级选用3300V，供乳化液泵电压等级选用1140V。 7.1采煤机的选型及计算采煤机生产能力计算：Q=60×V×M×B×r×式中：Q采煤机小时割煤能力，t/h；V采煤机牵引速度，取7.13m/min；M割煤厚度，平均2.8m；B截深，取0.8m；r煤的容重，1.37t/m3；采煤机总时间利用系数，取0.7。Q=60×2.8×7.13×0.8×1.37×0.7=918.98t/h 采煤机主

24、要技术特征表设备型号采高范围(m)机面高度(mm)滚筒直径(mm)截深(mm)牵引速度(m/min)电机功率(kW)MG400/920-WD1.93.81505157928007.139207.2 运输机的选型及计算 刮板输送机选择满足三个方面的要求，一是运输能力与采煤机生产能力相适应；二是外形尺寸和牵引方式与采煤机相匹配；三是运输机长度与工作面长度一致。设计选用SGZ830/800型刮板输送机 刮板输送机主要技术特征表设备型号设计长度(m)输送量(t/h)链速(m/s)中部槽(长×宽×高)(mm)电机功率(kW)SGZ830/800250120011500×780×2902×4007.3 顺槽设备的选型及计算转载机的转载能力选择要求与工作面的生产能力相适应，并要求与工作面刮板输送机和顺槽可伸缩带式输送机相配套。设计选用SZZ830/200型转载机，其主要技术参数见表5-3-3。 转载机