第 31 页

虽有区段煤柱护巷，但维护比较困难，且增加了联络巷的掘进费用及相应的密闭费用。当瓦斯含量不大、煤层埋藏较稳定、涌水量不大时，一般采用单巷布置，但是须加强掘进通风管理，减少井筒的漏风量。 （2）双巷布置

采用双巷布置时，可以减少巷道断面，将输送机和电气等设备分别布置在两条巷道内，安置输送机的巷到随采随弃，电气设备平巷加以维护作为下一区段的回风平巷。但是它的缺点是配电点至用电设备的输电点缆需穿过联络巷，当配电点移过一个联络巷时，同时需将输电电缆和油管等也要从原来的联络移巷到下一个联络巷中去。这就要求进行移置和重新拆接电缆和油管等工作，给生产、维护带来了不便。

所以该阶段的分段平巷布置方式最终确定采用单巷布置，设备分巷布置的方式。 3）区段无煤柱护巷的选择 (1) 沿空留巷

沿空留巷一般适用于开采缓斜和倾斜、厚度为2m以下的薄及中厚煤层，这样的方法与留煤柱护巷比可以减少保护煤柱的损失量，而且可以减少平巷的掘进工程量。沿空留巷时区段的布置主要采用的是后退式沿空留巷的方式：先掘出分段运输巷到采区边界，工作面后退式回采，回采后在沿空留出平巷作为下区段的回风巷。这种方式，可克服前进式回采时前方煤层赋存情况不明和留巷影响工作面端头采煤等缺点，但要增加平巷的掘进工程量。 (2) 沿空掘巷

沿空掘巷就是沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷，这种方法利用采空区边缘压力小的特点，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘掘进，有利于区段平巷在掘进和生产期间的维护。多用于开采缓斜和倾斜的中厚煤层和厚煤层。

沿空掘巷虽然没有减少区段的数目，但是不留或少留保护煤柱，减少了采区内煤炭的损失量。又由于巷道布置在采空区的边缘，这样巷道的维护相对要简单许多。由于沿空掘巷的巷道受压较小，对支护的要求不如沿空留巷严格，一般梯形金属支架、木支架均可用，所以该采区区段无煤柱护巷方式采用沿空掘巷。 4）层间的联系方式

该阶段内的设计可采煤层为两层，且两层煤之间的间距都比较小，所以采区内煤层间的联系方式采用石门联系各煤层。

第 32 页

3、采区车场及硐室 1）采区车场

由于轨道上山布置在最下一层煤及19＃煤层的底板岩石中，采区上、中下部车场往往采用甩入石门的甩车场，所以采区中部车场就选用石门甩车的形式，调车方式采用的是折返式调节。 2）采区变电所

采区变电所的布置形式决定采用“－”形，这是因为“－”形的布置最为简单，其支护方式广泛采用料石砌碹。硐室的长度为24m，宽度为3.5m，高3m。硐室内的高压和低压设备一般应分别布置在硐室的两侧，其间过道大于0.8m。硐室地面应高于相邻的底板距离为200㎜，采用100＃混凝土铺地，硐室地面的坡度设计为3‰。 3）采区绞车房

绞车房的位置应布置在围岩稳定、无淋水、矿压小和易于维护的地点；在满足绞车房施工、机械安装和提升运输要求的前提下，绞车房应尽量靠近变坡点，以减少工程量。根据本矿井的实际情况并结合采区的布置位置和方式，决定将采区绞车房布置在地表。绞车房应有两个安全出口，即钢丝绳通道和绞车房的风道，绳道的位置应使绳道中心与上山轨道中心线相重合，尽量使绳道中的人行道位置与轨道上山一致。绞车房断面主要尺寸见表3.2。

表3.2 采区绞车房断面主要尺寸

宽度/mm 左侧绞车型号 人行道 JT8003600 600-30 1000 3000 1200 1500 2700 800 1200 4000 人行道 净宽 面起壁高 拱高 净高 人行道宽 人行道宽 净长 半圆拱 右侧自地高度/mm 前面长度/mm 后面断面形状 绞车房的断面一般设计为半圆拱形，用全料石或混凝土拱料面墙砌筑，本矿井的采区绞车房的支护方式采用的是全料石砌筑。 4、采区生产系统 1）运煤系统

采煤工作面产煤经刮板输送机、转载机和顺槽胶带输送机，石门刮板运输机送至运

第 33 页

输上山，经运输上山胶带输送机运入主平硐胶带输送机，再由主平硐胶带输送机运送至矿井主工业场地。 2）运料系统

掘进工作面出矸经轨道上山绞车提升至播土区工业场地地面。掘进和采煤工作面所需材料和设备，经主平硐（或播土区轨道上山）运送至阶段各中部车场，再运送至各顺槽和工作面。 3）通风系统

新鲜风流由轨道上山、主平硐、运输上山进入，经阶段中部车场、运输石门和分段运输顺槽进入工作面。乏风经工作面分段轨道顺槽、阶段回风石门，经回风上山由通风机抽至地面排入大气。 4）排水系统

回采及掘进工作面涌水，通过自流或使用污水泵，排入各轨道上山井筒，流入+1767m水平主平硐，然后自流至矿井主工业场地污水处理站。 5、采区内的开采顺序

阶段内分段间的开采顺序采用下行式；分层间的开采顺序为下行式；煤层间的开采顺序也采用下行式。

第三节 回采工艺

一、设计工作面概况

本设计煤层17#和19#煤层，首采煤层为17#，首采工作面状况为煤层采高位3.17m，煤层容重为1.45 g/cm3 ，采煤工作面长度为200m，采煤工作面瓦斯涌出量为18.87 m3/min。

二、回采工艺方式 1、回采工艺方式的选择

在煤层比较稳定，构造不太复杂的大型矿井及特大型矿井的回采工作面，可采用综合机械化采煤工艺。近几年来，“综采”与其它一般普通机械化采煤相比具有较高的产量、生产能力达、较少的消耗、操作简单、更好的安全性等优点，在煤炭系统得到较快的推广，也是今后相当一段时间内，我国煤炭工业重点发展的回采工艺致之一。由于本矿井的煤层比较稳定，煤层的倾角较缓，所以决定采用综合机械化采煤。 2、工作面生产能力

一个采煤工作面的产量

第 34 页

AO＝LV0MγC0 （3-2） 工作面长度主要取决于采区条件和工作面装备水平，随着煤炭科技进步，综合机械化装备技术和生产管理水平大幅度提高，国内外回采工作面长度也有加长的趋势，综采工作面长度已达到200m以上。

式中：L—采煤工作面长度，m；该工作面的长度取为200m

工作面年推进度受到多种因素影响，如开采技术条件、工作面装备水平、工作面长度、采高、推进长度、生产管理水平等。根据本矿井煤层条件和开采技术条件以及配备的综采设备性能，结合国内目前类似条件的回采水平，确定工作面年推进度为

V0—工作面推进度，m/a；该工作面每年生产时间为330天；每天割煤刀数为五刀，采煤机的截深为0.80m；所以工作面年推进度为1320m。

M—煤层厚度或采高，m；取3.17。 γ—煤的密度，t/m3；取1.45。

C0—采煤工作面采出率，一般取93%～97%，薄煤层取高限，厚煤层取低限。本

采区取95%。

所以该采煤工作面的年产量为A0＝2003132033.1731.45395%＝115.28万t，根据A＝A掘+A采＝（1.05～1.10）A采＝1.08A采＝115.2831.08＝124.50万t。因此一个采煤工作面的年生产能力能够满足矿井的设计生产能力。 3、回采方式综述 1）落煤

对采煤机械的基本要求是高效、经济、安全。具体要求为： （1）采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求；

（2）工作机构能在所给煤层力学特性（硬度、切割阻抗）的条件下正常切割；装煤效果好；落煤块度大、煤尘少、能耗少；

（3）能调节采高，适应工作面煤层厚度变化；能自开缺口；

（4）有足够的牵引力和良好的防滑、自动装置，能在所给煤层倾角下安全生产；牵引速度能随工作条件变化而调节，其大小能满足工作要求；

（5）有可靠的喷雾降尘装置和完善的安全保护装置，电气设备必须能够防爆； 采煤机械是机采工作的关键设备，它的维护费用在吨煤成本中所占比例相当大。因此，要求采煤机械的性能必须可靠，维护正常工作所必需的各种消耗（动力、截齿、液

第 35 页

压轴、易损件等）应较低，经济效益好。

回采面的落煤工序采用的是MG300/700-WD型的采煤机，该类型的采煤机的主要参数为： 型号：MG300/700-WD； 采高范围： 2.0-4.0 m ；煤层倾角 ： ( °) ≤20； 滚筒转速：(mm) ∮1600 ∮1800 ∮2000； 卧 底 量：mm 240 340 440； 滚筒转速 ：r/min 38.3 ；调速方式 ： 机载交流变频调速； 牵引方式 ：齿轮销轨式； 牵 引 力 ： KN 550/302 ；牵引速度： m/min 0-6.4/10.8 ；截割功率：kw 23300 ；牵引功率：kw 2340 ；泵站功率： 20 ；装机功率 ： 700； 灭尘方式 ：内外喷雾 ；重量 t，46； 配套运输机 ： SGZ764 或SGZ830。采高1.8～3.6m，截深800mm，牵引速度0～7.9m/s，总功率700KW。参考价格121万元。

计算采煤机的生产能力： 式中M—采高m B—采煤机的截深m

V采—采煤机的牵引速度m/min γ—煤的容重t/m3 K—时间利用系数选用0.4

所以采煤机的生产能力为Q采＝12033.1730.83631.4530.4 ＝1059t/h 2）装煤

一般的采煤机在设计时，落煤和装煤是同时考虑的，所以在这里装煤工艺不用过多的考虑。 3）运煤

运煤的中心问题是采面刮板运输机的选型问题，在选择运输机的问题上应考虑刮板运输机的能力应略大于采煤机的生产能力；同时还应考虑其结构形式应与采煤机的结构形式相配套。因此选用型号为工作面可弯曲刮板输送机选用SGZ960/750型，输送能力1800t/h。

刮板转载机选用SZZ960/250型，输送能力2000t/h。 破碎机选用LPM220型，破碎能力2200t/h。

顺槽胶带输送机均选用带宽1.2m的SSJ1200/M型，输送能力1500t/h，顺槽长度

Q采＝120MBV采?K （3-3）