2022年第三组采矿带区设计最终版 .pdf

1 序论一、设计目的1、初步应用采矿学课程所学的知识，通过课程设计加深对采矿学课程的理解。2、培养采矿工程专业学生的动手能力，对编写采矿技术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。3、为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。二、设计题目1、设计题目的一般条件某矿第一开采水平上山某采（带）区自下而上开采K1、K2 和 K3 煤层，煤层厚度、层间距及顶底板岩性见综合柱状图。该采（带）区走向长度 3600m，倾斜长度 1100m，采（带）区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，K1 和 K2 煤层属简单结构煤层， 硬度系数f=2，各煤层瓦斯涌出量也较小。设计矿井的地面标高为+30m，煤层露头为-30m。第一开采水平为该采（带）区服务的一条运输大巷布置在K3 煤层底版下方 25m处的稳定岩层中，为满足该采（带）区生产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法不同由设计者自行决定。2、设计题目的煤层倾角条（1） 、设计题目的煤层倾角条件1：煤层平均倾角为12 。（2） 、设计题目的煤层倾角条件2：煤层平均倾角为16 。三、课程设计内容1、带区巷道布置设计；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 31 页 - - - - - - - - - 2 2、带区中部甩车场线路设计或下部平车场（绕道线路和装车站线路）线路设计。四、进行方式学生按设计大纲要求， 任选设计题目条件中的煤层倾角条件1 或煤层倾角条件 2，综合应用采矿学所学知识，每个人独立完成一份课程设计。设计者之间可以讨论、借鉴，但不得相互抄袭，疑难问题可与指导教师共同研究解决。本课程设计要求方案进行技术分析与经济比较。附表 1：设计带区综合柱状图柱状厚度（ m）岩性描述8.60 灰色泥质页岩，沙页岩互层8.40 泥质细砂岩，炭质页岩互层0.20 炭质页岩，松软3.50 K 煤层， =1.370tm 4.20 灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬7.80 灰色砂质泥岩0.20.5 K 煤层4.60 薄层泥质细砂岩，稳定3.20 灰色细砂岩，中硬、稳定2.50 K 煤层，煤质中硬， =1.30tm 。 。 。 。 。 。 。 。3.50 灰白色粗砂岩、坚硬、抗压强度6080MPa 。 。 。 。 。 。 。 。24.68 灰色中、细沙岩互层设计说明书内容本人此次课程设计在遵循原有设计条件下选择带区准备方式进行设计，煤层平均倾角为12 ,生产能力为 150 万 t/a。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 31 页 - - - - - - - - - 3 第一章带区巷道布置第一节带区储量与服务年限1、带区生产能力选定为150万 t/a 。2、带区计算的工业储量、设计可采储量分别为：（1） 、带区工业储量由 Zg=HL(m1+m2) 式中： Zg 带区工业储量，万t； H带区倾斜长度， 1100m ； L带区走向长度， 3600m ； 煤的容重， 1.30t/m3 ；m1 K1 煤层煤的厚度，为3.5m；m2 K3 煤层煤的厚度，为2.5m；Zg1=1100 36003.51.3=1801.80 万 t Zg2=1100 36002.51.3=1287.00 万 t Zg=1100 3600（3.5+2.5 ）1.3=3088.8 万 t (2) 、带区可采储量 : Zk=(Zg-P)*C Zk带区可采储量，万t Zg带区工业储量，万t P带区边界保护煤柱量，万t C带区回采率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于 0.80，薄煤层不低于 0.85 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 31 页 - - - - - - - - - 4 Zk1= 3600 11003.5 1.3 （ 3600110035801040）3.51.3 0.7510-6=1270.542 万 t Zk2=360011002.5 1.3 （3600110035801040）2.5 1.3 0.8010-6=968.032 万 t Zk= Zk1Zk2=2238.574 万 t 3、矿井服务年限计算 : T=Zk/A*K T带区的服务年限，年a Zk带区的可采储量，万t K带区储量备用系数，取K=1.4 A带区设计生产能力，万t/a T=Zk/A*K=2238.574/(150 1.4)=10.7年4、验算带区采出率带区采出率 =带区实际出煤量 / 带区工业储量 100（1）k1煤层带区采出率 =(3564 1040-1351040) 1.33.5 0.93/3600 11003.51.3 100=87.44（2）k2煤层带区采出率 =(3564 1040-1351040)1.3 2.5 0.95/3600 11002.51.3 100=89.32根据煤炭工业设计规范规定：采区采出率：厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85，符合煤炭工业设计规范规定。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 31 页 - - - - - - - - - 5 第二节带区内的再划分1、确定采煤工作面长度该煤层组左右两边界各留18m的边界煤柱， 上部留 30m防水煤柱，下部留 30m护巷煤柱，则其煤层倾向长度为：1100-60=1040m ，走向长度为 3600-36=3564m 。又因为各煤层埋藏平稳, 地质构造简单，无断层, 煤层附存条件较好，瓦斯涌出量较低, 涌水量也小 , 自然发火倾向较弱, 且现代采矿工作面长度有加长趋势，故采煤工艺选取较先进的综合机械化采煤方法。 一般而言，考虑到设备选型及技术方面的因素,综采工作面长度为180250m ，巷道宽度为4m 5m,设计本带区开掘巷道宽度为 5m ，带区生产能力为150万 t/a ，一个厚煤层或中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求，将整个带区划分为14 个分带，并采用沿空掘巷方式 , 且巷道间留取 5m小煤墙。故工作面长度为： L=（3600-182-135-528）/14 240m 式中： 182m为带区边界煤柱；13 为分带之间巷道之间沿空掘巷的的小煤墙数目；28 为全部分带的运输巷道和回风运料巷道数目；2、确定带区内的工作面数目回采工作面沿走向布置， 沿倾向推进， 采用下行后退式倾斜长壁采煤法开采。工作面数目： N=(L-S0)/(l+l0) 式中： L 煤层走向长度 (m)；S0 带区沿走向所有煤柱宽度之和(m)；l 工作面长度 (m)；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 31 页 - - - - - - - - - 6 l0 回采巷道宽度，取5m ；则: N=(3600-218-135)/( 240+5+5)14 3. 确定工作面生产能力A0=LV0M C0式中： A0工作面生产能力，万t/a ；L采煤工作面长度m ；V0工作面推进度m ；M 采高 m ；C0采煤工作面采出率；（1）带区A1= LV1M C1=2400.6 83303.5 1.3 0.93 10-4=160.86 万 t/a （2）带区A2= LV2M C2=2400.8 83302.5 1.3 0.95 10-4=156.50 万 t/a 4、确定带区内工作面数及工作面接替顺序生产能力为150 万 t/a. 目前开采准备系统的发展方向是高产高效生产集中化，采用提高工作面单产，以一个工作面产量保证带区产量，因此可确定带区内为一个工作面生产。每个煤层带区间采用跳采方式开采, 且 14 个分带工作面接替顺序如下:工作面编号1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112 1113 1114 开采次序1 3 5 7 9 11 13 2 4 6 8 10 12 14 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 31 页 - - - - - - - - - 7 对于 K1煤层工作面接替顺序：11011108110211091103111011041111110511121106111311071114工作面编号2101 2102 2103 2104 2105 2106 2107 2108 2109 2110 2111 2112 2113 2114 开采次序1 3 5 7 9 11 13 2 4 6 8 10 12 14 K2煤层工作面接替顺序：21012108210221092103211021042111210521122106211321072114第三节确定带区内准备巷道布置及生产系统1、完善开拓巷道为了缩短带区准备时间并提高经济效益，根据所给地质条件， 在第一开采水平中，把为该带区服务的运输大巷和回风大巷均布置在K2煤层底板下方 25m的稳定岩层中。2、确定带区巷道布置系统首先确定回采巷道布置方式，由于地质构造简单，无断层, 煤层赋存条件好，涌水量较小，瓦斯涌出量较小，无自然发火倾向, 直接顶较厚且易跨落。同时为减少煤柱损失， 提高采出率，降低巷道维护费用，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 31 页 - - - - - - - - - 8 采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置图所示工作面接替顺序，就能弥补沿空掘巷时工作面接替复杂的缺点。3、带区布置方案分析比较确定带区巷道布置系统，带区内有两层煤，每一层都布置14 个工作面，根据相关情况初步制定以下两个方案进行比较：方案一：分带单独布置每一个分带分别开斜巷进入上部煤层，每一个分带都布置一个煤仓直通运输大巷。通风系统为：新风从运输大巷进风行人斜巷煤层运输平巷分带运输斜巷采煤工作面分带运料斜巷回风运料斜巷回风大巷。该方案的特点是，每个分带都布置了煤仓，所以管理较复杂，煤仓和联络斜巷工程量大，但有利于通风和工作面的接替。方案二：带区联合布置将带区分成 14 个小分带。运输大巷通过进风行人斜巷进入上部煤层，在上部煤层布置两条煤层集中平巷，一条煤层运输集中平巷， 一条煤层回风集中平巷。整个带区布置一个煤仓直通运输大巷。通风系统为：新风从运输大巷进风行人斜巷煤层运输集中平巷分带运输斜巷采煤工作面分带回风斜巷煤层回风集中平巷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 31 页 - - - - - - - - - 9 回风石门回风运料斜巷回风大巷。该方案简化了运输系统， 仅布置了一个煤仓和一对联络巷， 减少了煤仓和联络斜巷的施工量，使运煤、运料集中处理，符合集中化生产理念，但出现了因带区内通风线路长短不同而造成通风协调困难的问题，同时还增加煤巷的维护量，增大了煤柱损失。技术经济比较：巷道硐室掘进费用表 1-1方案方案一方案二工 程名称单价（元）工程量（ m ）费 用 （ 万元）工程量（ m ）费用（万元）回 风运 料斜 巷（m ）157815214=2128335.79841522=30447.9712进 风行 人斜 巷（m ）15789414=1316207.6648942=18829.6664煤 仓（ 元/m3）1443.14422514/4=439663.30243.1442252/4=6289.0432集 中平 巷（ 元/m）8312(3600 - 152)=7140593.334合计606.7656680.0148名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 31 页 - - - - - - - - - 10 巷道硐室掘维护费用表 1-2 方案方案一方案二工 程 名称单价（元）工程量（ m ）费用（万元）工程量（ m ）费用（万元）回 风 运料 斜 巷（m ）40 元/a.m1521416.02=34090.56136.3622415216.022=4870.0819.48032进 风 行人 斜 巷（m ）40 元/a.m941416.02=21082.3284.329289416.022=3011.7612.04704小计220.6915231.52736煤仓 （元/m3）30 元/a.m2516.0214=560716.8212516.021=400.51.2015集 中 平巷（ m ）160 元/a.m257716.02 2=82567.081321.07328合计237.512521353.80214生产经营费用表 1-3方案方案一方案二工程名称单价（元）工程量（ m ）费用（万元）工程量（ m ）费用（万元）斜巷（m ）1164 元/m9414=1316153.1824942=18821.8832煤巷（m ）951 元/m2514=35033.285252=504.755合计186.467426.6382名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 31 页 - - - - - - - - - 11 费用汇总表表 1-4 方案一特点：系统简单，通风容易，但生产调度管理复杂， 煤仓太多，维护困难，装煤点多，管理复杂。方案二特点：采用集中化生产，从根本上克服了方案一的缺点。虽然方案二维护费用高， 但从技术和管理等方面的综合分析，选择方案二更优越一些。综上所述，选择带区联合布置方式，巷道布置情况见巷道布置图、带区巷道剖面图，以K1煤层为例。4、确定工作面回采巷道布置方式及工作面推进终点位置回采巷道布置方式 :采用单巷留小煤墙沿空掘巷掘进方式。分析：已知带区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，同时，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。因此有利于综合机械化作业，可以充分发挥综采高产高效的优势。同时，为矿井费用名称方案一方案二掘进（万元）606.7656680.0148维护（万元）237.512521353.80214生产（万元）186.467426.6382总计（万元）1030.745522060.45514名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 31 页 - - - - - - - - - 12 减小煤柱损失，提高采出率。综合考虑各种因素，采用单巷沿空掘巷掘进方式。这种方式掘出的巷道正处在应力降低区，既好维护又提高了采出率，有取代沿空留巷的趋势。说明：在带区巷道布置平面图内， 工作面布置和推进的位置以达到带区设计产量及安全为准。 工作面推进到距回风大巷30m处的位置，即为避开采掘超前影响所留设的30m护巷煤柱处。5、确定通风布置系统各煤层通风系统为：新风从运输大巷进风行人斜巷煤层运输集中平巷分带运输斜巷采煤工作面分带回风斜巷煤层回风集中平巷回风石门回风运料斜巷回风大巷。第四节带区下部车场线路设计该带区开采近距离煤层群，倾角为12。铺设 600mm 轨距的线路，轨型为 15Kg/m ，采用 1t 矿车单钩提升，每钩提升3 个矿车，要求甩车场存车线设双轨道，斜面线路布置采用二次回转方式。计算步骤如下：道岔选择及角度换算由于是辅助提升故道岔均选择DK615-4-12(左)道岔。道岔参数为 1 = 14?15 , a1 = a2 =3340, b1 = b2 = 3500 斜面线路一次回转角 1 = 14?15斜面线路二次回转角 = 1 + 2 = 14?15 + 14?15 = 28?30一次回转角的水平投影角 1 = arctan(tan 1/ cos ) = 14?47 58 (为进风斜巷倾角 12?) 二次回转角的水平投影角 = arctan(tan / cos ) = 29?17 34( 为进名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 31 页 - - - - - - - - - 13 风斜巷倾角 12?) 一次伪倾斜角 = arcsin(sin cos 1) = arcsin(sin 12? cos 14?15 ) = 15?29 42一次伪倾斜角 = arcsin(sin cos ) = arcsin(sin 12? cos 28?30 ) = 10?30斜面平行线路联接点参数确定本设计采用中间人行道，线路中心距S=1900mm，为简化计算，斜面联接点距中心距与线路中心距相同，曲线半径取 R=9000mm ，则各参数计算如下：B = S cot =1900 cot 14?15 = 7481mm m = S/ sin = 1900/ sin 14?15 = 7719mm T = R tan(/2) = 9000 tan(14?15 /2) = 1125mm n = m - T = 7719 - 1125 = 6594mm c = n - b = 6594 - 3500 = 3094mm L = a + b + T = 3340 + 7481 + 1125 = 11946mm 竖曲线相对位置竖曲线相对参数：高道平均坡度： ia = 11 ,rg=arctan ia = 37 49低道平均坡度： id = 9 ,rd=arctan id = 30 56低道竖曲线半径： Rd=9000mm 取高道竖曲线半径： Rg=20000mm 高道竖曲线参数： = - rg = 15?42- 37 49= 14?51 53hg = Rg(cos rg - cos ) = 20000(cos 37 49- cos 15?29 42) = 725.71mm T g = Rg tan(g/ 2) = 20000 tan(14?51 53/2) = 2609.03mm Kg = Rg g/57.3?= 5188.38mm 低道竖曲线参数：d = + rd = 15?29 42+ 30 56= 16?38hd = Rd(cos rd - cos ) = 9000(cos 30 56- cos 15?29 42) = 326.75mm Ld = Rd(sin - sin rd) = 9000(sin 1?29 42+ sin 30 56) =2485.37mm T d = Rd tan(d/ 2) = 9000 tan(16?38/2) = 1265.71mm Kd = Rd d/57.3? = 2414.75mm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 31 页 - - - - - - - - - 14 最大高低差 H：由于是辅助提升，储车线长度按三钩计算，每钩提1t矿车3辆，故高低道储车线长度不小于 332=18m，起坡点间距设为零，则有：H = 18000 11+18000 9 =3600mm 竖曲线的相对位置：L1 = (T - L ) sin + m sin + hg - hd + H = 2358.83mm 两竖曲线下端点 (起坡点)的水平距离为 L2，则有 L2 = L1 cos + Ld - Lg = 2358.83 cos 15?29 42+ 2485.37 - 5123.08 = - 364.61mm，负值表示低道起坡点超前与高道起坡点，其间距满足要求，说明S选取2000mm合适。高低道存车线参数确定设高差为 X，则：tan rd = (X - ?X )/Lhg = 0.009 tan rg = (H - X )/Lhg = 0.011 ?X = L2 id = 364.61 0.009 = 3.281mm 将?X 带入则可得 X=163.80mm，Lhg=17835.93mm 平曲线参数确定区曲线外半径 R1=9000mm，取曲线内半径 R2=9000-1900=7100mm ，曲线转角 =14?47 58K 1 = R1/57.3? = 9000 14?47 58/57.3? = 2324.52mm K 2 = R2/57.3? = 7100 14?47 58/57.3? = 1833.79mm ?K = K 1 - K 2 = 2324.52 - 1833.79 = 490.73mm T 1 = R1 tan /2 = 1168.85mm T 2 = R2 tan /2 = 922.09mm 存车线长度高道存车线长度为 Lhg=17835.93mm；低道存车线长度 Lhd=Lhg- L2=17835.93+364.61=18200.54mm；存车线处于曲线段处， 高道存车线处于外曲线， 外曲线和内曲线得弧长之差为 ?K =K 1 - K 2 = 2324.52 - 1833.79 = 490.73mm, 则有低道存车线得总长度为 L = Lhg +?K = 17835.93 + 490.73 = 18326.66mm 具有自动下滑得长度为 17835.93mm，平破长度为 490.73mm，应在闭合点之前。存车线直线段长度 d: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 31 页 - - - - - - - - - 15 d=Lhd-C1-K2=18200.54-2000-1833.79=14366.75mm 在平曲线终止后接 14366.75mm得直线段，然后接存车线第三道岔得平行线路联接点。存车线单开道岔平行线路连接点长度Lk：存车线单开道岔DK615-4-12，。则 Lk=a+B+T=3340+7481+112 甩车场线路总平面轮廓尺寸及坡度：M2 = a cos + (b + L + a + L1 + Td) cos cos + (Td+ C1+ T1) cos + T1 + d + Lk =3340 cos 16? +(3500+8606+3340+2358.83+1265.71) cos 15?29 42 cos 14?47 58+(1265.71 + 2000 + 922.09) cos14?47 58+ 922.09 + 14366.25 + 11946 = 52262.07mm H2 = (b+L+a+L1+T d) cos sin +(Td+C1+T1) sin +S =(3500+3340+2358.83+1265.71)cos 15?29 42 sin 14?47 58+(1265.71+2000+922.09)sin 14?47 58+1900 =7663.97mm 线路各点标高设低道起坡点标高 ?l1 = 0;提车线 ?2 = ?1 + hd = 326.75mm ?5 = ?2 + (L + L1) sin = 326.75 + (8606 + 2358.83) sin 15?29 42= 3256.05mm 车线?3 = ?1 + H = 0 + 360 = 360mm?3 + hg = 360 + 725.71 = 1085.71mm ?5 = ?4 + m sin + T1 sin = 1085.71 + 7719 sin 14?1 6+ 1125 15?29 42 =3256.05mm 由计算结果可以看出提车线得5标高点与甩车线得 5标高点相同，故标高闭合，满足设计要求。轨起点 ?6 = ?5+(b+a) sin = 3256.05+(3500+3340) sin 15?29 42= 5110.1mm,?7 =?6 + a sin = 5110，1 + 3340 sin 16? =6030.73mm 车线?8 = ?1 + Lhd id = 0 + 18200.54 0.009 = 163.8mm, ?9 = ?8 = 163.80mm 根据上述计算结果，绘制甩车场平面图和坡度图如下: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 31 页 - - - - - - - - - 16 斜面平行线路联接名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 31 页 - - - - - - - - - 17 第二章采煤工艺设计第一节采煤工艺方式的确定1、选第一煤层，即k1 煤层为对象设置采煤工艺。由于 k1 煤层厚度为 3.5m，属于中厚煤层，硬度系数f=2, 结构简单，无断层，故可用综合机械化采煤工艺，一次采全高。2、综采工作面的设备选用国产综采设备。3、采煤与装煤（1）落煤方式与采煤机的选择采用综合机械化采煤， 双滚筒采煤机直接落煤和装煤。依据带区的设计生产能力确定工作面每天的推进度为：V =Qr/L M C=1500000/（3302403.51.30.9 3）=4.48m/d 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 31 页 - - - - - - - - - 18 式中： V采煤工作面每天的推进度，m/d Qr采煤工作面生产能力，t/a L 采煤工作面的长度， m M 采煤工作面采高（ k1 煤层取 3.5） 煤的容重， 1.30t/m3 C 工作面的采出率（k1 煤层为厚煤层，因此 C取 0.93）选择采煤机的截深为600mm ，每天正规循环推进八刀，每个循环共推进 4.80m，可满足每天至少推进4.48m 的要求。 （考虑到产量较大，煤层较厚，一次采全高煤层容易片帮，工作面输送机容易造成压车。故选用截深较小的采煤机）根据煤层的实际情况，经查采矿设计手册，选用采煤机。采煤机的型号为： MG2 300W采高 2.1 3.6m 适应煤层硬度 f=1 3 煤层倾角 35截深 600mm 滚筒直径 1.8m 卧底量 200 mm 牵引方式液压无链牵引力463KN 牵引速度05.2m/min 滚筒中心距9589 mm 电机功率2300kw总质量 44 吨制造厂鸡西煤机厂（2）进刀方式： 为了合理利用工作时间，提高效率。采用割三角煤名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 31 页 - - - - - - - - - 19 端头斜切进刀方式，双向割煤。4、运煤与支护（1）工作面采用可弯曲刮板输送机运煤。工作面 SGZ-764/500可弯曲刮板输送机适用条件：中厚煤层出厂长度： 200 米运输能力： 1000 吨/h 刮板链形式：中双链电动机型号： YBYD680-250/125 电机功率：2002125KW电机电压： 1140V 布置方式 : 平行布置中部槽规格（长宽高） : 1500 764222 (mm)与采煤机配套牵引方式 : 无链电牵引制造厂：西北煤机厂（2）工作面采用支撑掩护式液压支架支护支架型号 ZZS6000 /21/38 支撑高度 2.1 3.8 m 工作阻力 6000 KN 支架中心距 1500 mm 支护强度 0.89 Mpa 移架步距 700 mm 支架重量 24.518 吨生产厂北京煤机厂名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 31 页 - - - - - - - - - 20 机械设备表标号设备名称型号主要参数 1 主要参数 2 生产厂家1 采煤机MG2 400-W 采高 （Mmax+0.2 ） ，满足要求。支架的最小结构高度为2.1mMmin(0.2 5 0.35) ，满足要求。校核支架强度：支护强度：由 q=K M g10-6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 31 页 - - - - - - - - - 22 式中：q支护强度， MPa K作用于支架上的顶板岩石厚度系数，取6 M 采高，米岩石密度，取2.5 103kg/m3G 取 10 m/s2 q=0.525 MPa q=0.525 MPa0.7 Mpa，所以满足要求由 Q=q F103KN式中： F为支架支护面积， F = 6 1.5 = 9 m2Q=0.5259103=4725 KN由 P = Q / 式中： P支架的工作阻力， KN ；Q 支架的有效工作阻力，KN ；支架的支撑效率，取80% ；P=4725 0.8=5906 KN 支架工作阻力6000 KN，满足要求（8）工作面“三机”生产能力配套工作面生产能力取决于采煤机落煤能力，而刮板输送机、 液压支架及转载机、可伸缩带式输送机等设备能力都要大于采煤机的生产能力，国外按大于 20% 设计。 采煤机实际生产能力的确定采煤机实际生产能力：Qc =60SM K10-3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 31 页 - - - - - - - - - 23 Qc采煤采煤机的实际生产能力，t/h ；采煤机的实际牵引速度，一般综采为m/min S采煤机的截深 ,0.6m ；M 工作面平均采高， 3.5m；煤的实体容重， 1.3kg/m3；K工作面采出率。 0.93 Qc603.20.63.51.30.9 3=487.47t/h 输送机的生产能力工作面输送机的能力要大于采煤机的实际生产能力，即：输送机的生产能力：Qs （ .1 1.15）Qc Qs 工作面输送机的能力，t/h 。Qs.15487.47=560.59t/h 4m/min 满足要求名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 31 页 - - - - - - - - - 24 转载机和可伸缩胶带输送机的能力其能力应大于工作面正常生产能力。输送的能力 : Qz=(1.5 3.0)Q Q= Qb/T Qz转载机和可伸缩胶带输送机的能力,t/h ；Q 工作面日正常生产能力,t/h ；Qb 工作面日产量， t/ 日；一个循环纯割煤时间，h。Q 1000/2500t/h Qb 50016=8000t工作面生产能力： Qr=NLMB C 式中L 工作面长度m ；M 采高 3.5m ；B 循环进尺 0.6m； 煤的容重 ,1.30 t/m3； C 工作面回采率 93% ； N每日循环数 8；Qr=3.52400.681.393% =4874.688t Qb Qr,所以基本满足设计要求。6、处理采空区采用全部跨落法处理采空区。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 31 页 - - - - - - - - - 25 第二节工作面合理长度的验证1、从煤层地质条件考虑该带区内的两层可采煤层的地质条件较好，无断层， 煤层倾角为 12，煤层厚度适中， 顶底板较稳定，瓦斯涌出量较低， 自然发火倾向较弱，涌水量也较小，所以布置240米的工作面比较合适。2、从工作面生产能力考虑工作面的设计生产能力为150 万吨/ 年。正规循环每天进八刀，采煤机滚筒截深为 600mm ，所以 K1煤层的工作面实际年生产能力为：3300.683.5 2401.30.9 3=160.8647( 万 t) 能够满足设计生产能力的要求， 一个工作面生产就能够满足设计生产能力的要求，工作面的长度确定的合理。3、从运输设备及管理水平角度考虑带区生产选用的设备均为国内先进的的生产设备，工作面选用的240米刮板输送机能够利用国内先进的技术，能够与时俱进的跟上技术的发展。由于现在提倡管理人员的知识化、年轻化，所以工作面长度为240米在管理上是毫无问题的。4、从顶板管理及通风能力考虑该带区的顶板较稳定， 工作面可以适当的加长， 综采工作面的长度一般在 180250m ，所以选择的工作面的长度为240 米较合适。另外，工作面的瓦斯涌出量较低，通风问题能够解决。5、从巷道布置角度考虑由于带区走向长为3600 米，除去煤柱宽及巷道宽度，剩余名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 31 页 - - - - - - - - - 26 3360 米，把每个工作面长度定为240 米，3360240=14，正好布置14 个工作面是满足要求的。6、经济合理的工作面工作面的长度与地质因素及技术因素的关系十分的密切，直接影响生产效率，所以根据条件，以高产量、高效率为原则选择合理的工作面长度。合理的工作面以生产成本低，经济效益高为目标。尽量加快工作面的推进速度，减少巷道的维护时间，降低回采总成本，使设备、资源得到最高利用。第三节采煤工作面合循环作业图表的编制1、劳动组织图表序号工种一班二班三班合计1 班长2 2 2 6 2 采煤机司机3 3 3 9 3 输送机司机1 1 1 3 4 转载机司机1 1 1 3 5 胶带机司机1 1 1 3 6 移架工3 3 1 7 7 推溜工2 2 1 5 8 放煤工2 2 1 5 9 超前维护工6 6 1 13 10 电气维修工1 1 3 5 11 运料工5 5 12 安全质量员1 1 1 3 13 机械修理工2 2 4 8 合计25 25 25 75 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 31 页 - - - - - - - - - 27 2、技术经济指标表工作面技术经济指标表序号项目单位数量1 煤层厚度米3.5 2 煤层倾角度12 3 平均采高米3.5 4 采煤机台1 5 液压支架架159 6 端头支架架6 7 刮板输送机部1 8 破碎机台1 9 转载机部1 10 胶带输送机部2 11 循环进尺米0.600 12 日产量吨4874.688 13 生产方式二班采煤一班准备14 出勤人数人75 15 回采工效吨/