采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u15233采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 1113811.1采區(qū)方式、上下山的布置、位置及用途 2116001.1.1采區(qū)形式 260201.1.2采區(qū)下山數(shù)目、位置及用途 268601.2采區(qū)的巷道布置 2293691.2.1區(qū)段的劃分 239181.2.2區(qū)段的開采順序 2121401.2.3區(qū)段平巷的布置方式 211991.3采區(qū)硐室 3241941.3.1采區(qū)溜煤眼 353471.3.2變電所 3297291.4采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 395921.4.1采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng) 3250101.4.2礦井通風(fēng)系統(tǒng) 4174011.4.3排水系統(tǒng) 43061.5采區(qū)開采順序 4252261.6采煤方法 4255801.6.1采煤工藝 4241151.6.2回采工作面長度的確定 4266341.6.3工作面推進(jìn)方向 6175871.6.4綜采工作面破煤、裝煤方法 6214061.6.5工作面的支護(hù)方式 8158351.6.6生產(chǎn)各個(gè)工序過程的安全注意事項(xiàng) 11269031.7循環(huán)圖表及勞動(dòng)組織 12237371.7.1循環(huán)作業(yè)方式 12184951.7.2勞動(dòng)組織 14采區(qū)方式、上下山的布置、位置及用途采區(qū)形式整個(gè)采區(qū)在開采都是均為朝著礦體的走向來進(jìn)行上山式開采，這層煤層各項(xiàng)指標(biāo)條件都特別優(yōu)良，有10°左右傾角，涌水量不是特別大，采煤方法使用采用傾向長壁采煤法。采區(qū)下山數(shù)目、位置及用途 該礦區(qū)采用傾斜長壁采礦法。在礦區(qū)中部，三條主要巷道將礦區(qū)從中部分為東西兩翼?；仫L(fēng)中巷、軌道中巷、皮帶中巷，用于回風(fēng)、物料運(yùn)輸、人行、煤炭運(yùn)輸。具體詳情位置在礦山開拓圖中體現(xiàn)。采區(qū)的巷道布置區(qū)段的劃分區(qū)段的布置應(yīng)合理，規(guī)定區(qū)段的寬度和長度以及區(qū)段的數(shù)量，區(qū)段的寬度等于工作面的長度加上兩條巷道的寬度；工作面的合理長度不僅取決于礦井的產(chǎn)量，而且取決于礦井內(nèi)部的生產(chǎn)和技術(shù)條件，使工作面的產(chǎn)量不受地質(zhì)構(gòu)造的影響。規(guī)定完全機(jī)械化的采礦面長度在150米以下，并且年進(jìn)度不在900米以下。為了使一個(gè)工作面達(dá)到設(shè)計(jì)輸出，以及考慮到整個(gè)礦山的地質(zhì)條件，生產(chǎn)能力和管理水平，工作面為150m，五采區(qū)分為50個(gè)區(qū)段。區(qū)段的開采順序?yàn)槌兄Z生產(chǎn)，兩翼段同采，兩工作面分翼段開采。這樣能減少巷道開采的影響，保持礦壓穩(wěn)，下降巷道維護(hù)成本，提升安全系數(shù)。區(qū)段平巷的布置方式 在整個(gè)工作方面，由于采煤工作面不能等長調(diào)整，復(fù)線式一般以平板卡車部為前面，平板卡車部的運(yùn)輸沿著腰線，便于輔助通道和排水，檢測煤層的變化。同時(shí)在采區(qū)沿線的采動(dòng)段，采用膠輪車進(jìn)行掘進(jìn)使得人員不受傷害降低損失，其主要缺點(diǎn)是要進(jìn)行提前開掘進(jìn)底軌段，雖然有煤柱段的保護(hù)。其最主要缺點(diǎn)是鐵路線下段要求提前挖好，雖然有煤柱保護(hù)段，但維護(hù)起來通常比較困難，增加了鐵路線的維護(hù)成本和相應(yīng)的封閉成本。區(qū)段運(yùn)輸平巷見圖4.1。圖4.1皮帶順槽的斷面圖采區(qū)硐室采區(qū)溜煤眼該采區(qū)工作面開采的煤炭由溜煤眼管滑向中間運(yùn)輸巷道。工作面兩條巷道與膠帶運(yùn)輸巷道相連，均由膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，無溜煤管道。變電所采區(qū)是供電所的樞紐，由于井巷內(nèi)機(jī)器用電量大，合理確定采區(qū)供電所的位置和型號(hào)是必要的方法之一。變電所錨噴支護(hù)便于長期使用，底板砼找鋪平，接縫要必須高于相鄰近巷道，具有一定坡度或臺(tái)階，防止水倒流入變電所。供電所設(shè)有兩道向外開的消防門，其中不能夠同時(shí)開啟[4]。采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)（1）運(yùn)煤線：采煤面裝煤→皮帶槽子→皮帶下山→轉(zhuǎn)載石門→皮帶中巷→主井→地面洗煤廠。（2）運(yùn)物料：副井下運(yùn)→轉(zhuǎn)運(yùn)車場→膠輪大巷→石門→軌道上山→軌道斜巷→回風(fēng)開巷→采煤面。礦井通風(fēng)系統(tǒng) 總體通風(fēng)線路：主副井送風(fēng)→井底轉(zhuǎn)運(yùn)車場→運(yùn)輸上山→軌道上山→通風(fēng)斜巷→運(yùn)輸順槽→采煤工作面→回風(fēng)順槽→回風(fēng)斜巷→專用回風(fēng)中巷→回風(fēng)豎井。排水系統(tǒng)為解決巷道積水問題，鋪設(shè)排水水管和水窩。具體來說，在路面積水的地方畫水窩。水窩積液由氣泵排入排水管道。水由排水管道直接排入中央集水坑，由央視集水坑泵排至地面。采區(qū)開采順序五采區(qū)只有一層煤開采，可以單層布置作為開采。五采區(qū)煤按順序開采，采區(qū)中部進(jìn)行掘進(jìn)，采區(qū)中部邊界向采取中心開采，不在同一時(shí)間進(jìn)行開采不同的煤層。這樣方法開采可使周圍區(qū)段采動(dòng)影響縮小，開采巖石應(yīng)力穩(wěn)定，不容易對(duì)煤層進(jìn)行破壞，以使確保煤層能夠安全生產(chǎn)[5]。采煤方法采煤工藝技術(shù)人員根據(jù)前期的礦井全面地測資料綜合分析，1號(hào)開采煤層厚度6.6m，傾角10°的煤層，為近水平小傾角煤層，結(jié)構(gòu)不是復(fù)雜，存儲(chǔ)穩(wěn)定。要使采煤面產(chǎn)能大，機(jī)器化使用方面多，綜合機(jī)器開采較傳統(tǒng)的打眼放炮作業(yè)取得顯著成績。根據(jù)上述材料與數(shù)據(jù)分析，運(yùn)用綜放頂煤工藝開采，開采成本膠低。但是綜采放頂煤工藝效率大提高，能耗損失低，技術(shù)超前，對(duì)人員安全好，使得煤優(yōu)質(zhì)厚層的存量多為我們創(chuàng)造最大經(jīng)濟(jì)效應(yīng)?；夭晒ぷ髅骈L度的確定工作面的長度確定是由多個(gè)因素來決定的，有工程機(jī)器、煤層存質(zhì)結(jié)果、瓦斯冒出量，開采技術(shù)管理的先進(jìn)與否及人員合理分配各個(gè)地方。機(jī)器是工作面長度需要考慮的主要方面之一。溜子大部分按150～250m的長度研發(fā)。此外，另一個(gè)方面有地質(zhì)、厚度、傾斜角、頂?shù)装宓榷加绊懝ぷ髅骈L度。我們由先前的經(jīng)驗(yàn)以及理論與實(shí)際上的支持，最后確定綜采工作面長度，長度大多是130~250m附近，且能夠運(yùn)用于近水平煤層。技術(shù)因素我們運(yùn)用的需與溜子長度和采煤機(jī)容量相配套使用。截至到今天，溜子的長度一般在200米左右，但隨如今煤炭科學(xué)技術(shù)使得礦井產(chǎn)能的增強(qiáng)和綜采采高的提高，溜子的長度也有增加的趨勢。生產(chǎn)廠家可以定制特殊的溜子。經(jīng)濟(jì)因素這鼓勵(lì)了單位工作空間的生產(chǎn)和效率的提高，合理的工作空間長度應(yīng)確保為實(shí)現(xiàn)工作空間的高生產(chǎn)率和效率提供有利條件。增加工作面的長度，一方面可以增加產(chǎn)量，提高效率，降低成本；另一方面，過長的工作面也會(huì)造成管理上的困難，容易引發(fā)事故，不利于穩(wěn)定生產(chǎn)。礦井人工從采煤面到地面運(yùn)輸煤炭作業(yè)的人員有兩班，剩余下的一班可以來對(duì)機(jī)器進(jìn)行維修與保養(yǎng)。每班工作8小時(shí)。為便于管理，將正常工藝運(yùn)行周期制定為采煤兩班制和檢修一班制?！安伞⒀b、運(yùn)、支、移”的工作程序由采煤隊(duì)執(zhí)行，采煤隊(duì)準(zhǔn)備進(jìn)行各種工作，如柱回頂、設(shè)備維護(hù)、推送機(jī)、運(yùn)輸巷道帶式輸送機(jī)等；維修隊(duì)對(duì)隊(duì)里的設(shè)備進(jìn)行維修，大大提高了采煤效率。礦井理想層面上日產(chǎn)煤數(shù)量：Q=A/T（4-1）式中：A—礦井產(chǎn)能，120萬t/a；T—礦井一年能夠采煤的天數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取300天；即Q=12000t，Q/2=2000t上述計(jì)算結(jié)果及分析得，工作面長度最終150m，現(xiàn)檢驗(yàn)?zāi)芊襁_(dá)到產(chǎn)能。工作面日產(chǎn)量為：Q=N×L×M×B×γ×C （4-2）式中：Q工作面能夠每天產(chǎn)原煤數(shù)量，t；N每日采煤的循環(huán)數(shù)，取7；L工作面長度，取150m；M煤層厚度，根據(jù)資料得可以取6.6m；B循環(huán)進(jìn)尺，取0.8m；Γ煤的容重，資料取得1.4t/m3；C工作面回采率，取0.93。故，Q=7×150×6×1×1.4×0.93=6652.8t核算得到這個(gè)采煤面達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。工作面推進(jìn)方向采煤工作面工作方向分為兩個(gè)方向，一個(gè)方向?yàn)榍斑M(jìn)式，另一個(gè)方向后退式。兩種前進(jìn)方向適用條件及優(yōu)劣點(diǎn)見表4.1。表4.1工作面推進(jìn)方向的優(yōu)勢及劣勢項(xiàng)目適用條件的優(yōu)勢和劣勢前進(jìn)前進(jìn)式在采空區(qū)巷道日常保護(hù)技術(shù)難，技術(shù)原因復(fù)雜，維護(hù)經(jīng)濟(jì)高和工作面漏風(fēng)量大，但其回本快，見效快。后退后退前期需要掘進(jìn)一段巖巷巷道，工作面巷道保護(hù)花費(fèi)少，邊采邊廢成本小，漏風(fēng)小，安全可靠。通過表格比較，結(jié)合本礦實(shí)際開采情況，本設(shè)計(jì)中工作面均采用后退式開采。綜采工作面破煤、裝煤方法近來，綜采法是一項(xiàng)機(jī)械破采煤、裝煤、運(yùn)煤和水液壓支護(hù)的采煤法。采煤面的主要機(jī)器有：雙滾筒采煤機(jī)、可折疊式溜子、液壓支架和懸掛式液壓支架。大興礦區(qū)1#煤根據(jù)煤層賦存條件，為緩斜煤層，平均厚度6.6m，厚度變化不大，采用綜采放頂采煤法。工作面機(jī)械綜合采煤，采煤工作面選擇使用采用MG300/710?WD型號(hào)采煤機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見表4.2。表4.2MG300/710-WD采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)表技術(shù)參數(shù)單位技術(shù)參數(shù)采高m1.9~4.0適應(yīng)煤質(zhì)硬度<=4煤層傾角°≤35截深mm800滾筒直徑m1.8牽引方式無鏈電牽引機(jī)面高度mm1202裝機(jī)功率kW610/710噴霧滅塵方式內(nèi)外噴霧總重量t45廠家三一重工表4.3轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位規(guī)格項(xiàng)目單位規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ-764/160標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)破碎機(jī)PEM1000×1000輸送能力t/h1000過煤能力t/h1200設(shè)計(jì)長度m41.2破碎能力t/h500有效搭接長度m12進(jìn)料口寬度mm1000坡道段傾角°10進(jìn)料口高度mm1000電動(dòng)機(jī)型號(hào)YBS-160電動(dòng)機(jī)電壓V660/1140電動(dòng)機(jī)功率kW160配套溜子SZZ-764/160電動(dòng)機(jī)電壓V1140制造廠家張家口煤機(jī)廠刮板鏈型式中雙鏈廠家張家口煤機(jī)廠表4.4膠帶輸送機(jī)技術(shù)特征項(xiàng)目單位規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)SSJ1000/2×160運(yùn)輸能力t/h1000帶速m/s2.5帶寬mm1000傳動(dòng)滾筒直徑mm820電動(dòng)機(jī)型號(hào)YSB-160功率kW2×110電壓V1140質(zhì)量t121廠家張家口煤機(jī)廠工作面的支護(hù)方式工作面的液壓支架的選擇表4.5ZZ6400/17/35型液壓支架主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位參數(shù)項(xiàng)目單位參數(shù)支撐高度m1.7~3.5對(duì)地板最大比壓MPa1.73煤層傾角°＜=25°最小控頂距m4.5工作阻力kN6400最大控頂距m5.1初撐力kN4653移動(dòng)步距m0.8支架中心距mm1500操作方式本支護(hù)強(qiáng)度MPa0.78生產(chǎn)廠家潘集機(jī)廠支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算經(jīng)手冊(cè)查《綜采生產(chǎn)管理手冊(cè)》可得，支撐液壓水的支架最少承受8倍開采高度的頂板巖石重量。支架強(qiáng)度P可由公式4-3計(jì)算得出。P=8×M×γ×9.8×10-6（4-3）式中：P—支護(hù)強(qiáng)度，MPa；M—實(shí)際采高，m；γ—巖石容重，取2500kg/m3。支架支護(hù)強(qiáng)度：P=8×3×2500×9.8×10-6≤0.84支架工作阻力Q由式4-4計(jì)算得出：Q=8×M×S×γ×9.8×10-3（4-4）式中：Q—支架工作阻力，kN；M—實(shí)際采高，m；γ—巖石容重，取2500kg/m3；S—支架的支護(hù)面積，m2。其中支架的支護(hù)面積由式4-5計(jì)算得出：S=Lmax×l（4-5）式中：S—支架的支護(hù)面積，m2；Lmax液壓水支架在這個(gè)支架中的最大控頂距根據(jù)表得取5.1m；l—支架寬度，取1.38m。得其支護(hù)面積為：S=5.1×1.38=7.03m2根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，支架工作阻力為：Q=8×3×7.03×2500×9.8×10-3=4133.6kN≤6400kN根據(jù)《綜采生產(chǎn)管理手冊(cè)》規(guī)定，直接頂板中等穩(wěn)定時(shí)，初撐力根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得出一般為工作阻力的70~80%，本次設(shè)計(jì)中取80%。所以Q初=0.8Q式中： Q初支架的初撐力，kN； Q架的工作阻力，kN；Q初=0.8×4133.6=3973.312≤6400kN支架設(shè)計(jì)校驗(yàn)①液壓支架工作阻力的校核根據(jù)上面的液壓支架參數(shù)表，我所選所選支架的工作阻力為6400KN，實(shí)際上絕對(duì)可以滿足滿足控頂要求。②液壓支架初撐力的校核根據(jù)液壓支架參數(shù)表得到，進(jìn)行選擇選擇的這種支架初撐力為4653KN，滿足要求。③液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的校核由液壓支架技術(shù)參數(shù)表得到，所選支架支護(hù)強(qiáng)度為0.78MPa，滿足要求。④支架的伸縮比K=Hmax/Hmin（4-6）式中：Hmax——支架最大支撐高度； Hmin——支架最小支撐高度；K=3.5/2.1=1.67，事實(shí)上符合中厚煤層K值大于1.40~1.60的要求。根據(jù)校核，符合要求。因此，采用ZZ64工作面支架布置形式用130~150架ZZ6400/17（5）乏風(fēng)工作面巷道超前支護(hù)及布置方式在這個(gè)回風(fēng)巷道面內(nèi)可以運(yùn)用單個(gè)的金屬單體液壓支柱和頂板中中運(yùn)用的和金屬單體液壓支柱一起支撐的金屬頂梁支撐支護(hù)，在巷道中我們可以使用并排或者錯(cuò)排放置支撐結(jié)構(gòu)，每一排放3根。在梁架上的不平整地方可以用木棒進(jìn)行填實(shí)，使得頂梁能夠在一個(gè)水平上。這種液壓支柱單體打樁范圍是要從巷道兩邊的煤壁開始算起，我們要遵守每班在超前支護(hù)的過程中保護(hù)距離不得小于20米，在人員出入一邊，我們要有一定距離保護(hù)行人最低也不得小于30cm，在人員不進(jìn)行出入的那一邊可以布置的距離在不傷害單體和轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)器的原則下布置。生產(chǎn)班組人員在操作這些布置的液壓支柱單體是隨循環(huán)推進(jìn)時(shí)刻注意巷道的方式，可以在排頭支架液壓支柱單體撤掉前就進(jìn)行下一根的單體柱向前保護(hù)，這樣可以使超前支護(hù)的前方20米巷道內(nèi)一直能夠始終保持每排3個(gè)的液壓支柱單體保護(hù)人員安全，每根相鄰柱子之間的距離要保證人行走的過道寬度大于等于80厘米，在這個(gè)基礎(chǔ)能夠同時(shí)又不影響單體轉(zhuǎn)運(yùn)推拉，最后哦我們要把每根單柱要用10#鐵絲連接在一起避免單體的傾倒。這是最好的辦法之一。（6）工作面進(jìn)風(fēng)巷道前支護(hù)布置形式在這個(gè)回風(fēng)巷道面內(nèi)可以運(yùn)用單個(gè)的金屬單體液壓支柱和頂板中中運(yùn)用的和金屬單體液壓支柱一起支撐的金屬頂梁支撐支護(hù)，一根液壓單體支柱和一根的金屬頂梁之間相互咬合接觸來進(jìn)行對(duì)頂板的超前支護(hù)。點(diǎn)柱支護(hù)和回風(fēng)工作面支護(hù)支撐一樣的液壓單體支護(hù)，超前支護(hù)的前方20米巷道內(nèi)一直能夠始終保持每排3個(gè)的液壓支柱單體保護(hù)人員安全。生產(chǎn)班組人員在操作這些布置的液壓支柱單體是隨循環(huán)推進(jìn)時(shí)刻注意巷道的方式，在超前支護(hù)結(jié)束后可以人員可以在提前要對(duì)循環(huán)利用便于下一次的再次運(yùn)用實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，在巷道的最后面也可以和前面支護(hù)的形式一樣始終保持每排3個(gè)的液壓支柱單體保護(hù)人員，在支護(hù)時(shí)液壓支柱單體可以和頂板之間有一定的支撐角度，在這個(gè)角度方面的調(diào)節(jié)可以在巷道內(nèi)實(shí)際進(jìn)行調(diào)節(jié)，在最大程度上就像山間的樹木一樣在山上屹立不把有力量。生產(chǎn)各個(gè)工序過程的安全注意事項(xiàng)（1）采煤①出原煤時(shí)，要出煤均勻，嚴(yán)格控制出煤量，不要在大量混出大矸石。②采煤工序的各個(gè)工種工人必須進(jìn)行崗前培訓(xùn)，在培訓(xùn)的過程必須認(rèn)真學(xué)習(xí)且需取得合格證后方可進(jìn)行上崗。③堅(jiān)持“開機(jī)先開水，沒水不開機(jī)”的工藝要求。④堅(jiān)持“有疑必探，超前支護(hù)，空頂不作業(yè)’’的原則。⑤采煤機(jī)司機(jī)開始工作前，需認(rèn)真檢查，如冷卻水沒有進(jìn)行噴霧，煤機(jī)機(jī)頭水流量的壓力未到合適不準(zhǔn)開機(jī)、采煤機(jī)的最前端機(jī)頭上必須安裝機(jī)載式甲烷斷電儀。檢查前后周圍是否有其他異物并處理、正常喊話后沒有需要處理的異?，F(xiàn)象時(shí)，然后確認(rèn)無狀況情況時(shí)方可開機(jī)采煤作業(yè)。⑥司機(jī)割煤時(shí)，運(yùn)用紅外直線儀使得煤層切割的平整并注意控制采高度，減少作業(yè)面出現(xiàn)過度彎曲或頂板出現(xiàn)像階梯式頂板，還要觀察割支架頂高和溜子邊不要觸碰、認(rèn)真操作，注意頂板變化，頂板和底板盡量要割的平整沒有凸起，煤壁直。隨時(shí)注意機(jī)組各部分運(yùn)行狀況，出現(xiàn)緊急情況時(shí)，檢查安全后方可開機(jī)。（2）移架①人員在進(jìn)行移架作業(yè)時(shí)，運(yùn)用平臺(tái)顯示各個(gè)支架之間的狀態(tài)，是否出現(xiàn)故障，每個(gè)支架都具有獨(dú)立操作的屬性，而且也能夠多臺(tái)支架同時(shí)操作。②工作面在割煤作業(yè)后支架能夠智能進(jìn)行跟隨采煤機(jī)進(jìn)行自主移動(dòng)支架，保證不會(huì)進(jìn)行空頂作業(yè)。③移架工在移動(dòng)支架時(shí)需要使得支架在一條直線上，誤差要在允許的范圍內(nèi)。（3）推溜子①推溜子時(shí)只能是從一個(gè)方向到另一個(gè)方向，不能從兩頭往中間推溜子。②推溜子各個(gè)部位時(shí)，機(jī)頭、轉(zhuǎn)載機(jī)之間以及機(jī)尾流出的多余空間內(nèi)不能進(jìn)行作業(yè)使其停止一切工作，而且禁止任何人停留。以防出現(xiàn)那種那種人擠人現(xiàn)象或著推拉倒柱子在跌倒時(shí)出現(xiàn)傷亡。③每一次推動(dòng)溜子必須夠一個(gè)距離，不能隨意進(jìn)行推溜。循環(huán)圖表及勞動(dòng)組織循環(huán)作業(yè)方式（1）組織循環(huán)如何作業(yè)并編輯編制循環(huán)圖表①人工工作制度工作面運(yùn)行三八制工作模式，兩班人員采煤，剩余一班人員檢修設(shè)備，見圖4.2。圖4.2采煤工作面循環(huán)圖表②工作面割煤方式采煤機(jī)司機(jī)使用雙向割煤來對(duì)礦體進(jìn)行落煤，與煤體相水平的追機(jī)進(jìn)刀作業(yè)方式。進(jìn)刀方式見圖4.3。