机械化采煤方案.docx

机械化采煤方案富源县后所镇打厂沟煤矿211808高档普采工作面设计方案编制单位：富源县后所镇打厂沟煤矿编制人：袁远灿编制时间：二0一二年四月富源县后所镇打厂沟211808高档普采工作面设计方案根据（国家安全监管总局、国家煤矿安监局、国家发展改革委、国家能源局关于推进小型煤矿机械化的指导意见）安监总煤行2020?178号精神、省工信委安排部署。曲靖市煤炭工业局所作的煤矿机械化改造规划，根据富源县委、政府统一安排布署。结合我矿实际，借鉴相关煤矿经历和做法，特编制本设计方案。设计指导思想（曲靖市煤炭工业发展“十二五规划）提出：全市范围内适宜机械化开采的煤矿企业，到2021年底前，采煤机械化和掘进装载机械化程度必须到达55%和80%以上，全部实现井下连续机械化运输，为响应（曲靖市煤炭工业发展“十二五规划）及煤矿发展要求，富源县首选11个煤矿作为采煤机械化示范矿井，实现采煤机械化。针对矿煤层赋存情况等特点，坚持高标准、高起点、高效率的原则，充分体现高产高效的设计理念，同时，要做到安全可靠，确保煤矿安全生产。因地制宜采用新技术、新工艺、新设备，提高机械化水平，提高工作面生产能力，减少工作面数量，获取最佳效益之目的。设计主要特点充分利用原有井巷工程及其设施，设计方案结合实际、合理布置、优化和完善矿井生产系统，减少井巷工程量。实现采煤机械化、连续机械化运输，有效降低工人劳动强度，方案具有前瞻性和可行性。主要技术经济指标打厂沟煤矿矿区范围由6个拐点连线圈定，面积0.1305km2，开采标高2075m1800m；矿井保有资源/储量256万t，可采储量177万t；矿井采用斜井开拓，现生产水平标高+1850m，设计高档普采工作面布置在现生产水平二采区C18煤层，采煤方法为走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板，推荐高档普采回采工艺；高档普采工作面投产时需新增井巷工程量为690m，建设工期7个月；本项目建设估算投资为1120.1万元。机械化开采的必要性目前，打厂沟煤矿工作面采用炮采，单体液压支柱配铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。但由于炮采工作面正规循环率低、推进度缓慢，构成制约生产的恶性循环，为提高矿井产量，急需进行装备升级，提升工作面生产能力。装备高档普采，能有效发挥机械化装备的作用，是我矿装备升级和提升生产能的最佳途径。系统改造及采掘部署方案矿井系统改造现状：主斜井采用机轨合一进行扩大断面改扩，装备1台绞车，用于提升及材料下放；采用带式输送机运煤，各水平运输大巷采用矿用防爆特殊型蓄电池机车牵引矿车运输。系统改造：煤矿现井下运输基本实现连续运输，但主斜井仍采用绞车下放材料和皮带运输煤炭，为实现全矿井连续运输，改造矿井现有主运输方式为带式输送机运输，在运输大巷和主斜井间设转载煤仓。通风系统：我矿井下现目前已是完好的独立通风系统，变化不大，因而不作过大改造。供电系统现状：矿井采用低压下井。系统改造：因矿井新布置工作面采用机械化开采，设计矿井采用高压下井，改造现有水泵房及硐室，建中央配电室，在采区设移动变电站对工作面设备供电。排水系统：改造现有排水系统，设管子道，水泵房及水仓，改造中央配电室。地面运输系统：加强地面生产系统的规划与建设，以解决矿井地面运输、卸煤、储煤等问题；增建地面简易筛分系统，提高煤质。采掘部署调整和系统优化矿井现开采煤层C19和C18煤层。C19煤层构造比拟复杂，不利于布置高档普采工作面。计划首个高档普采工作面布置在C18煤层。首个高档普采工作面布置在C18煤层211808高档普采工作面，沿C18煤层顶板新掘一条回风上山，作为二采区回风上山；并新掘211808高档普采工作面机运巷、轨运巷、回风巷及开切眼，构成211808高档普采工作面；布置两个掘进工作面，即211808高档普采工作面机运巷、211808高档普采工作面轨运巷，构成一采两掘。改造现有主斜井及水平大巷运输方式为带式输送机运输。系统改造井巷工程量系统改造井巷工程量见表1和表2。表1新掘井巷工程量表表2改扩井巷工程量表工作面主要参数确定原则充分考虑工作面煤层地质条件及技术上的先进性、合理性，因地制宜进行优化，增加生产时间，减少故障工时，提高设备开机率，保证工作面安全生产。工作面长度。影响工作面长度的因素有煤层开采条件、工作面设备运输能力、技术水平、管理水平等。适当加大工作面长度，不仅能够减少工作面的准备工程量，提高回采率，而且能够减少工作面端头进刀等辅助作业时间，有利于提高工作面产量和效率，但同时提高了工作面的投入，增加了工作面管理难度，增加了设备可靠性和安全性的不稳定因素，因而必须综合考虑，合理选择。根据近年来对我国大部分薄煤层安全高效工作面生产的调查研究，目前我国薄煤层高档普采工作面长度多在150m左右。考虑到打厂沟煤矿煤层顶板较差，断层较多，为便于管理和加快工作面推进度，保证首采工作面的安全高效和设备的可靠性，结合首采面邻近层的开采情况，首采工作面长度确定为120m。在熟练把握高档普采技术后,对地质条件较好的采区,新布置的工作面按130150m设计。工作面走向长度。合理确定采煤工作面走向长度，要充分考虑煤层的地质条件及技术上的先进性、合理性，因地制宜地进行优化。增大工作面走向长度能够减少工作面搬家时间，提高工效。合理加大连续推进长度有利于稳产、高产、高效，有条件的区域应进一步加大工作面走向连续长度，实现一翼工作面跨区连续推进。如地质条件和系统布置合理性不能知足需要时，则能够采用重新安装、往复式或转向开采，尽可能地减少工作面接替搬家时间。工作面长度除受地质条件影响外，还要考虑设备的大修周期。一方面随着工作面推进长度的增大工作面搬家倒面次数减少、搬家成本降低；同时随着工作面走向长度的增大巷道维护和运输成本增加。对于高档普采工作面，为了延长工作面开采时间，减少搬家次数，应尽量加大工作面的走向推进长度。我矿工作面走向推进长度一般在380-460m左右。工作面采高。工作面采高根据布置高档普采工作面采区内煤层的厚度决定。根据矿区各煤层厚度，确定采高为1.0-1.4m。对于局部小于1.0m厚的煤层，由于底板为泥岩或砂质泥岩，强度较低，开采时切割一定量的底板以知足高档普采采高1.0m的要求。每个工作面采高是根据煤层厚度条件确定，并随煤层厚度变化而变化。首采工作面选定。首采工作面宜选在煤层厚度相对较厚、地质条件较好的工作面。根据打厂沟煤矿采掘接替安排结合煤层地质条件，高档普采首采面选在条件相对较好的211808工作面。该工作面位于二采区,开采C18煤层。煤层平均厚1.4米，工作面倾斜长105米，走向长430米，煤层倾角12-16°。首采工作面可采储量：105×430×1.4×1.4×0.95=84069吨。工作面基本参数。首采工作面长度：105m；新布置采区工作面设计长度：130-150m；采高：1.01.4m；日推进度：1.2m；年生产日：330天；生产能力：6万t/面.年。机采工作面接替计划。根据煤层地质条件及采区巷道布置，首采面开采211808，接替面为211803工作面(工作面长130m，走向长220m)。然后根据采掘接替安排，开采其他采区的工作面，同一区域内按先采上层煤、后采下层煤的顺序开采。高档普采方案设计及设备配套选型采煤工艺的选择与确定薄煤层综合机械化开采，目前国内外主要采用三种技术，一是刨煤机综采，二是滚筒采煤机配综采，三是薄煤层螺旋钻无人工作面开采。螺旋钻采由于只适用开采顶板较稳定的薄煤层和极薄煤层，单产低、资源回收率低约为40%且开采成本较高，技术方案中不予考虑。而刨煤机对工作面的顶底板条件及工作面的起伏要求很严格，并不适用曲靖地区的煤层赋存条件，因而我们主要选择滚筒采煤机配高档普采，工作面采用“型长钢梁交替迈步对棚支护顶板。采煤机的工作方式采煤机的工作方式。由于采区内煤层赋存稳定倾角较缓所以采用采煤机双向割煤，追机作业，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，在工作面端头斜切进刀，上行下行均割煤，往返一次进两刀；采煤机过后移顶梁，后推移刮板输送机，两工序分别滞后采煤机后滚筒1015m和1015m。进刀方式采用割三角煤工作面端部斜切进刀方式。进刀经过：当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处留有一段下部煤见图a；调换滚筒位置，前滚筒降下，后滚筒升起，并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止，然后将输送机移直图b；再调换两个滚筒上、下位置，重新返回割煤至输送机机头处见图c；将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上、下滚筒，返程正常割煤见d。工作面端部割三角煤斜切进刀回采工艺回采工艺流程：采煤机割煤移顶梁推前部运输机移后部运输机。装运煤：在采煤机截煤的同时，利用滚筒螺旋龄片和弧型挡煤板自动将煤装入刮板运输机；余煤由铲煤板随移溜铲入刮板运输机；机采工作面设备选型方案配套原则工作面高档普采设备的配套和选型直接关系高档普采设备的有效发挥和可靠性，决定高产高效目的能否实现。龙海煤矿工作面高档普采设备的配套选型主要从下面几方面入手：采用技术先进、性能优良的高可靠性装备。通过合理选型和正确配套，保证整个系统的性能协调和可靠。提高高档普采设备的配套能力与生产协调性。高档普采面的配套设备必须适应知足高产高效的需要，以工作面设备能力为基础，构成配套生产能力，用高档普采设备的协调性来保证工作面快速推进的需要。设备选型根据大功率、高强度、重型化的原则。为实现高可靠性和低故障率，并为今后布置长工作面留有足够余地，工作面设备能力按250m设计。高档普采方案设备选型我矿的首采工作面为C18煤层，采高范围为1.41.6米，平均1.5米，工作面倾角12°16°，煤质硬度小。采煤机选型。选型原则：合适特定的煤层地质条件，采煤机采高、截深、功率、牵引方式等主要参数选取合理，有较大的合适范围；知足工作面生产能力的需要，采煤机实际生产能力要大于工作面的设计生产能力；采煤机检修、维护等方便。薄煤层采煤机选型，由于工作面高度遭到限制，尤其重要的是协调好功率、机身高度、过煤高度之间的关系，尽可能同时实现功率大、机身高度低、过煤高度高。主要参数。采煤机滚筒的选择：根据工作面采高1.41.6m，采煤机选择双滚筒，双向割煤，能够自开缺口。滚筒直径一般为采高的0.550.6倍，取滚筒直径D650mm，可根据工作面煤厚情况对滚筒进行调换。采煤机平均牵引速度及最大牵引速度。工作面进刀方式采取斜切进刀双向割煤方式。往返一次割两刀，计为两个循环。采煤机的牵引速度应与支架循环动作协调。工作面刮板输送机选型选择刮板输送机的主要原则是以采煤机最大生产能力为基数，保证工作面运煤能力和运输设备的可靠性和耐用性，兼顾设备启动、保护和控制性能。主要有下面几个方面：输送量应与采煤机最大生产能力相适应，并且有一定备用能力。结合煤质硬度、块度、运量选择构造型式单链、双边链、双中链等。煤质较硬、块度较大时优先选用双边链；煤质较软时可选用单链或双中心链。我矿底板较松软，由于封底式阻力小，优先选用封底式溜槽。输送机溜槽的构造选择铸焊结合高强度溜槽。为了配合滚筒采煤机自开切口，优先选用短机头和短机尾，但高档普采设备选型一览表机风巷断面。机风巷均采用沿顶板、破底布置。211808工作面运输巷断面：211808工作面运输巷长430m，设计为矩形断面，净宽3.0m，净高2.6m，净断面积7.73m2。采用锚杆支护，局部遇构造处工字钢支护。211808工作面机运巷断面：211808工作面机运巷长430m，设计为矩形断面，净宽3.8m，净高2.7m，净断面积10.37m2。采用锚杆支护，局部遇构造处工字钢支护。211808工作面回风巷断面：211808工作面回风巷长430m，设计为矩形断面，净宽3.0m，净高2.6m，净断面积7.73m2。采用锚杆支护，局部遇构造处工字钢支护。211808高档普采面切眼断面：切眼掘进时支护采用3.6m型钢梁和DW25-250/100型单体液压支柱二梁八柱对棚支护，棚距为中见中0.6m。切眼断面为矩形，净高2.5m，净宽3.2m，巷道净面积8m2，掘进宽度3.8m，掘进高度2.8m，掘进断面积10.64m2。两机配套及工作面设备配备图两机配套图及工作面设备配备图