煤矿采掘工艺及生产能力设计方案

煤矿采掘工艺及生产能力设计方案1.1掘进1.1.1掘进方法及掘进工艺巷道采用EBZ-160综掘机落煤、装煤，胶带输送机运煤。运料采用WC5E型防爆无轨胶轮车。交接班→安全检查→画巷道轮廓线→截割煤、岩→敲帮问顶→前探梁临时支护→顶部永久支护→进入下一循环1.1.2掘进施工顺序、队伍安排、工程量及工期该工作面安排一个综掘队伍施工，施工顺序为：13207主运顺槽—13207切眼工作面—13207辅运顺槽，待切眼贯通后，调节通风系统，建设相关通风设施。工程量及工期详见表3-1（巷道长度均以巷道中线计算），施工工期为2015年1月-2015年8月：表3-1表工程量及工期表序号巷道名称煤岩别工程量（m）工期(天)113207主运顺槽半煤岩巷1325102213207回风顺槽半煤岩巷1325106313207切眼（包括扩切眼）半煤岩巷202.530合计2852.51.2回采方法及工艺1.2.1回采方法该工作面设计为倾斜长壁后退式综采一次采全高顶板自然垮落法采煤。1.2.2工作面设备选型根据矿井三年规划，本工作面为13208综采工作面的生产接替面，设备采用13209综采工作面综采设备，选用MG2×200/870—WD型电牵引双滚筒采煤机。1、液压支架 工作面支架选择：工作面液压支架的阻力采用估算法来计算估算法首先考虑支撑冒落带岩层的重量：P＝9.8sr∑hcosα式中：p—支架承受的荷载KNS—支架支护的顶板面积，㎡。取7.92㎡r—顶板岩石密度，t/m。取2.253t/m³ ∑h—冒落带岩石的高度（直接顶厚度），m 即等于m/k-1=1.7/1.5-1=1.4 m—采高，m，取1.7m k—岩石碎脆系数，取1.25-1.5 α—煤层倾角，取3°上式可写成P＝（2～4）×9.8srmcosα即P＝4×9.8srmcosα计算中再考虑支架受力不均衡的安全系数1.5-2，则P＝（6～8）×9.8srmcosα则：P＝（6～8）×9.8×7.92×2.253×1.7×cos3°＝1784～2375（KN）设计选用ZY6000/8.8/18支撑掩护式液压支架，其工作阻力6000KN满足要求。（88-18D薄煤层支架）工作面每平方米顶板压力P＝nm/kp-1×r＝1.2×1.7/（1.5-1）×2.2×10KN/m³ n—增载系数取1.2m—采高取1.7m kp--碎脆系数取1.2r—岩石容重则p＝1.2×1.7/（1.5-1）×2.2×10＝89.76KN/㎡工作面整体压力计算：工作面整体压力计算：(1)在最小控顶距状态，工作面的顶板压力：Pmin＝T·Lmin·p＝198×1.99×86.9＝68682KN(2)在最大控顶距状态，工作面的顶板压力Pmax＝T·Lmax·p＝198×4.79×86.9＝82418KN其中T-工作面长度Lmax-最大控顶距Lmin-最小控顶距所以：全工作面支架总阻力810000KN﹥工作面总压力82418KN，说明支架满足需要。2、采煤机选型（1）选用MG2*200/870-WD型电牵引双滚筒采煤机，主要技术参数详见表3-2：表3-3MG2*200/870-WD型电牵引双滚筒采煤机术参数表序号名称参数1设计生产能力255t/h2采高范围1.25~2.6m3适合煤层倾角≤35°4滚筒转速56.71r/min6截深800mm7总装机功率870KW8配套滚筒直径Ф1250mm9最大采高mm260010摇臂结构形式整体弯摇臂11电电压114012牵引方式交流变频调速、电机驱动齿轮销轨式无链牵引13牵引控制形式手动及遥控变频无级调速控制14牵引速度（m/min）0～7.6～12.615最大牵引力420～240KN16煤质硬度f≤417喷雾方式内外喷雾18整机重量～31t（2）生产能力核算：Q采=60MBⅤ采γK=60×0.8×1.64×6×1.35×0.4=255(t/h)式中:Q采——采煤机实际生产能力，t/hB——截深，取0.8mM——采高，取1.64mⅤ采——给定条件下滚筒采煤机最大牵引速度，取6m/minγ——煤的实体密度，取1.35kg/m3K——总时间利用系数，取0.43、板运输机选用SGZ-764/630型刮板运输机，主要技术参数详见表3-4表3-4SGZ-764/630型刮板运输机参数表序号名称参数1设计长度202.5m2装机功率630KW3链速1.28m/s4刮板链型式中双链5链条规格26×92-C6链条破断负荷850KN7中部槽规格（长*宽*高）1500×764×2908输送能力700t/h9电压660/1140v10电动机型号YBSD-315/160-4/84、顺槽皮带运机根据运输顺槽长度，选用DSJ100/63/2*125型伸缩带式输送机两部，主要技术参数详见表3-5表3-5DSJ100/63/2*125型伸缩带式输送机参数表序号名称参数1输送量500t/h2带速2m/s3带宽1000mm4电机功率2*125KW根据运输顺槽长度以及近似水平等，选用DSJ100/63/2*125型伸缩带式输送机一部，长度为1300米。各条皮带在停机前必须提前将皮带拉空，严禁皮带重负荷起动。皮带主要技术参数如下：皮带选型计算（1）、输送带宽度的确定我国带速已标准化，初步确定带速2m/s，在确定带速的基础上，计算满足生产条件要求的带宽。1）满足设计运输能力的带宽Ｂ１的计算：Ｂ１＝（Q/Kυγc）1/2式中：Q—设计运输能力,500t/hＢ１—满足设计运输能力的输送带宽度，mmK—物料断面系数458，υ—输送带运行速度，2m/sγ—物料的散状密度，0.9t/m3c—倾角系数，1，得Ｂ１=779mm2）满足物料块度条件的带宽Ｂ2的计算：B2≥2amax+200amax—物料中最大块度的长尺寸，350mmＢ2—满足物料块度条件的输送带宽度，900mm根据Ｂ1、Ｂ2和带型选取1000mm标准带宽的输送带。（2）、基本参数的确定计算1）输送带线质量qd当输送带选定后，可从其规格表中或通过计算得出输送带每米长的质量，即线质量qd=19.3，单位为kg/m。2）物料线质量q当已知设计运输能力和带速时，物料线质量q=Q/1.6υ式中：q—物料线质量，kg/mQ—生产地点设计运输能力，t/hυ—输送带运行速度，m/s得q=69.44kg/m3）托辊旋转部分线质量q’t、q“t选择承载、回程托辊和托辊布置间距，求出托辊旋转部分线质量q’t=G‘/L’tq“t=G”/L”t式中：q’t—承载托辊旋转部分线质量，kg/mG‘—承载托辊旋转部分的质量，15.27kgL’t—承载托辊间距，1.5mq“t—回程托辊旋转部分线质量，kg/mG”—回程托辊旋转部分的质量，10.44kgL”t—回程托辊间距，3m求得：q’t=10.18kg/m，q“t=1.48kg/m4）计算输送带许用张力，NSe=σdB/m式中：Se—输送带许用张力，Nσd—带芯拉断强度，1000N/mmB—输送带宽度1000mmm—输送带安全系数。钢绳芯带：m=10，整体带芯带：采用塑化接头m=9，采用机械接头m=14。求得Se=71428.57N5)选择滚筒根据1m皮带相关参数得知传动滚筒直径630mm，确定改向滚筒直径320，滚筒表面采用包胶形式。6)计算圆周驱动力圆周驱动力：圆周驱动力=系数*主要阻力+附加阻力+特种主要阻力+特种附加阻力+倾斜阻力经查表计算得知主要阻力：41373N附加阻力：1150N特种主要阻力：4282.57N附加特种阻力：5910N倾斜阻力：680N综上所述，圆周驱动力为：55877.95N电机功率计算：电机功率=（0.85*0.9*圆周驱动力*带速）/1000得出电机功率为85.5kw，综合考虑电机效率：PM＝PA/η＝85.5/0.8＝106kW选取电机功率：N＝125kW防爆1台。(3)各特性点张力及胶带安全系数校核：以传动滚筒不打滑计算松边最小张力，并以胶带下垂度验算，各特性点张力计算结果如下：传动滚筒松边张力：S2＝44207N空载运行工况胶带最大张力（传动滚筒趋入点处）：S1＝8603N尾部改向滚筒处胶带张力：S3＝332N安全系数：m＝B×ST/S1＝1000×1000/44207＝22.6>7，符合要求。经验算，滚筒不打滑及胶带垂度也满足要求。m-安全系数，最小安全系数要求大于7，重大载荷时，一般可取10-12。因m值大于7，所以符合要求。皮带详细参数详见表3-6表3-6皮带参数表序号名称参数1运输能力：630t/h2皮带长度1400m3带速：2m/s4减速机型号：JS1255液力偶合器型号：YOXD5006皮带型号1000s1000p7功率/电压2*125kw1140v8起动方式直接起动9安装保护速度、烟雾、自动洒水、堆煤、沿线急停、跑偏和温度5、转载机选择转载机选用SZZ-764/160型，主要技术参数详见表3-7表3-7SZZ-764/160型转载机参数表序号名称参数1输送量1000t/h2出厂长度42m3装机功率160KW4链速1.33m/s5刮板链型式中双链6链条破断负荷850KN7电动机型号YBSDS-160/80-4/86、乳化泵选型乳化泵选用BRW315/31.5*4A型,主要技术参数详见表3-8表3-8BRW315/31.5*4A型乳化泵参数表序号名称参数1公称压力31.5MPa2流量315L/min3电机功率200KW4重量4800KG5区轴转速585r/min6尺寸（长*宽*高）3070*1265*14557、乳化液箱选型乳化液箱选用XR-WS2500A型,主要技术参数详见表3-8表3-8XR-WS2500A型乳化液箱参数表序号名称参数1公称压力31.5MPa2流量400L/min3容量2500升4重量1880KG6尺寸（长*宽*高）3720*1274*14178、平板车选型选用MPC10-6型平板车，主要技术参数见表3-9：表3-9MPC10-6型平板车参数表序号名称参数1额定载重10T2轨距600mm3车轮直径200mm4轴距1150mm5牵引高度260mm6外形尺寸（长*宽*高）3000*1400*3009、防灭火注浆泵外形尺寸（长*宽*高）3000*1400*30010、支架搬运车选型根据支架型号和井下巷道规格支架搬运车采用WC30J型无轨脚轮车，主要技术参数见表3-10：表3-10WC30J型无轨脚轮车参数序号名称参数1型号WC30J2U型架内部宽度1750mm3载重3000KG4行走速度0~30km/h（空载）0~15km/h（满载）5爬坡能力14°6转弯半径5000mm7发动机功率206kw8电压DC24V9外形尺寸（长*宽*高）8700mm*3200mm*1750mm11、破碎机锤式破碎机选用PCM110型，主要技术参数见表3-11表3-11PCM110型锤式破碎机参数表序号名称参数1破碎能力1000t/h2最大输入块度700*500mm3最大输出粒度300（250.200.150）mm4电机功率110KW5破碎主轴转速370转/分6破碎锤头数4个7破碎垂头冲击速度20米/秒8大小皮带轮节园直径1250/315mm9V带规格窄V带SPC-5600(6根)10外形尺寸（长*宽*高）3540*1785*17361.2.3采煤方法1、采煤方法：长壁综采一次采全高采煤方法，选用MG2×200/870-WD型双滚筒采煤机双向割底煤。2、装煤方法：采煤机螺旋式滚筒和刮板运输机装底煤。3、运输方式：工作面使用SGZ-764/630型刮板运输机。4、支护方式：ZY6000/8.8/18型两柱掩护式液压支架支护顶板。工作面端头采用ZYP6000/12.5/26型端头支架支护，周期来压时要及时检查加强管理工作。工作面超前支护采用DZ25单体液压支柱与DJB1000铰接顶梁支护。1.2.4工艺流程割煤→移架→移运输机→斜切进刀→割煤。作业方式和循环方式：工作面采用“三八”作业制“两采一准”工作面采用正规循环制，循环进度800mm，日进11.9个循环。1.2.5移架方式采用本架操作及时支护，即采煤机割煤后及时移架，移架滞后采煤机3架，追机作业当顶板破碎时移架要紧跟采煤机前滚筒停机移架。1.2.6移架步距移架采用追机作业，移架步距800mm。控顶距：最大控顶距4.79m，最小控顶距1.99m。1.2.7生产能力工作面可采储量：面宽×可采长度×平均煤厚×比重×工作面回采率=可采储量工作面可采储量=198×1300×1.64×1.35×0.98=558000吨工作面日产量：Q=198×1.64×1.35×11.6×0.8×0.98=4000吨工作面月产量： Q=4000×25=100000吨工作面预计服务年限：5.6个月1.2.8工作面的上、下端头支护形式以及顶板管理1、工作面上、下端头支护采用DW-28型单体液压支柱配合HGD-1200型铰接顶梁对顶板进行支护，单体液压支柱