新11140采煤工作面作業(yè)規(guī)程 2

河南金豐煤業(yè)集團(tuán)有限公司小河煤礦

采煤工作面作業(yè)規(guī)程

工作面名稱(chēng)：11140采煤工作面

編制人：李秉政

目錄

第一章概況..................................................................1

第一節(jié)工作面位置及并上下關(guān)系..........................................1

第二節(jié)煤層...........................................................3

第三節(jié)煤層頂?shù)装?......................................................4

第四節(jié)地質(zhì)構(gòu)造.........................................................5

第五節(jié)水文地質(zhì).........................................................6

第六節(jié)影響回采的其他因素..............................................7

第七節(jié)儲(chǔ)量及服務(wù)年限...................................................8

第二章采煤方法...............................................................9

第一節(jié)工作面巷道布置....................................................9

第二節(jié)綜采放頂煤工藝論證.............................................10

第三節(jié)液壓支架選型及主要工藝參數(shù).....................................15

第四節(jié)工作面三機(jī)及其他配套設(shè)備.......................................23

第五節(jié)工作面生產(chǎn)能力..................................................28

第三章頂板控制.............................................................30

第一節(jié)支護(hù)設(shè)計(jì)........................................................30

第二節(jié)工作面頂板控制..................................................32

第三節(jié)運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷及端頭頂板控制..................................34

第四節(jié)礦壓觀測(cè)........................................................35

第四章生產(chǎn)系統(tǒng).............................................................36

第一節(jié)運(yùn)輸.............................................................36

第二節(jié)工作面通風(fēng)系統(tǒng)..................................................42

第三節(jié)排水............................................................44

第四節(jié)供電............................................................45

第五節(jié)通訊照明........................................................59

第六節(jié)工作面壓風(fēng)系統(tǒng)..................................................60

第七節(jié)瓦斯、煤塵防治系統(tǒng).............................................61

第八節(jié)防滅火系統(tǒng)......................................................66

第九節(jié)安全監(jiān)控、通訊、人員定位系統(tǒng)................................66

第十節(jié)供水施救系統(tǒng)....................................................68

第五章勞動(dòng)組織和主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).........................................68

第一節(jié)、勞動(dòng)組織........................................................68

第二節(jié)主栗經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（附表）.......................................70

第六章綜采工作面設(shè)備的運(yùn)輸、安裝與回撤..................................74

第一節(jié)綜采支架運(yùn)輸、安裝及回撤.......................................74

第二節(jié)采煤機(jī)及其他設(shè)備安裝及調(diào)試.....................................78

第七章主要安全技術(shù)措施...................................................80

第八章煤質(zhì)管理............................................................91

第九章安全技術(shù)措施.......................................................92

第一節(jié)一般規(guī)定........................................................92

第二節(jié)頂板.............................................................97

第三節(jié)防治水..........................................................99

第四節(jié)爆破............................................................100

第五節(jié)“一通三防”及安全監(jiān)控........................................104

第六節(jié)運(yùn)輸............................................................111

第七節(jié)機(jī)電............................................................113

第八節(jié)其它............................................................117

第十章災(zāi)害預(yù)防及避災(zāi)路線

第一節(jié)災(zāi)害預(yù)防........................................................128

第二節(jié)井下自然災(zāi)害防治............................................130

第三節(jié)避災(zāi)原則線路.................................................135

第一章概況

第一節(jié)工作面位置及井上下關(guān)系

11140工作面所對(duì)應(yīng)地表高程+257.8?+264m,沒(méi)有需要保護(hù)的村莊

和其他建筑物。

工作面位置及井上下關(guān)系表

工作面名稱(chēng)11140采煤工作面采區(qū)名稱(chēng)11采區(qū)

地面標(biāo)高+257.8?+264m井下標(biāo)高+120—+170

地面的相對(duì)位置11140工作面位于大冶鎮(zhèn)西部

回采對(duì)地面設(shè)施的回采時(shí)地面建筑物已搬遷，對(duì)供電線路通訊等設(shè)

影響施有一定影響，需加強(qiáng)維護(hù)。

井下位置及相鄰關(guān)11140采煤工作面西南緊鄰我礦原11120采煤工作

系面。北部、東部為副井軌道巷。

工作面長(zhǎng)(m)460寬(m)80煤厚(m)6.24

后附柱狀圖

1

綜和柱狀圖

頂巖性特征

地層系統(tǒng)底

板-----------層厚巖石名稱(chēng)巖石描述

系統(tǒng)組1:200

??,...淺灰色，厚層

老

狀，成份以石

頂LI.6m砂巖

??,.??英為主，次為

下山長(zhǎng)石。

疊統(tǒng)西.?????

系組

直--------——

接淺灰色，致密

3.48m

頂砂巖泥巖含較多植物化

o

灰黑色，含植

物化石碎片。

黑色粉粒狀，

單一結(jié)構(gòu)半亮

煤。

直深灰色，含植

接物化石，灰色

泥巖.砂巖

底7.3m成份以石英長(zhǎng)

石為主。

1

深灰色，隱晶

石上太老

炭原底質(zhì)結(jié)構(gòu)，見(jiàn)解

統(tǒng)-----7.42m灰?guī)r

系組石發(fā)育。

1—

2

第二節(jié)煤層

煤層特征情況表

指標(biāo)參數(shù)備注

煤層厚度

（最大?最小/平均）/m6.5一一5.5--6.24

煤層傾角20—8——

（最大?最小/平均）/（°）14

煤層硬度千0.7

煤層層理（發(fā)育程度）不發(fā)育

煤層節(jié)理（發(fā)育程度）不發(fā)育

自然發(fā)火期/d6個(gè)月

絕對(duì)瓦斯涌出量（m3/min）0.8

相對(duì)瓦斯涌出量（m3/t）1.15

煤塵爆炸指數(shù)/%11.74

地溫/℃16.5

3

第三節(jié)煤層頂?shù)装?/p>

頂?shù)装迕Q(chēng)巖石類(lèi)別硬度厚度巖性

基本頂砂巖4-616.2炭質(zhì)泥巖

砂質(zhì)泥

頂板直接頂砂質(zhì)泥巖4-69.6

巖

偽頂炭質(zhì)泥巖2-30.5炭質(zhì)泥巖

直接底泥巖砂巖3-48.1砂質(zhì)泥巖

底板

砂質(zhì)泥巖、

基本底L7-8灰?guī)r3-47.42

砂巖

4

第四節(jié)地質(zhì)構(gòu)造

本區(qū)總體構(gòu)造為復(fù)式褶曲構(gòu)造，分別為大冶向斜、南溝背斜、雅山向

斜。另外區(qū)內(nèi)發(fā)育兩條NE向逆斷層，分別為橋板河逆斷層和吳莊逆斷層,

構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。

11采區(qū)經(jīng)生產(chǎn)揭露，無(wú)斷層存在。

工作面地質(zhì)儲(chǔ)量17萬(wàn)噸

煤層傾角14°厚度6.0mf0.7

偽頂巖性炭質(zhì)泥巖厚度0一0.5mf3-4

直接頂巖性砂質(zhì)泥巖厚度9.6mf4-6

砂質(zhì)泥巖、

直接底巖性厚度1.5—8.1mf3-4

砂巖

最大涌水量6m3/h正常涌水量3m3/h

瓦斯絕對(duì)

0.8m3/min瓦斯相對(duì)涌出量1.15m3/t

涌出量

煤塵爆炸性

11.74煤層自燃發(fā)火期6個(gè)月

指數(shù)

主要地質(zhì)

構(gòu)造

根據(jù)工作面掘進(jìn)期間揭露情況看，該工作面回采過(guò)

水文程中會(huì)出現(xiàn)少量頂板淋水現(xiàn)象，最大涌水量6m3/h,

但對(duì)回采不會(huì)構(gòu)成影響。

1、工作面回采過(guò)程中，加強(qiáng)頂板管理。

回采中應(yīng)2、在工作面回采中，嚴(yán)格執(zhí)行爆破制度。

注意問(wèn)題3、應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)管理，嚴(yán)防瓦斯超限或聚積。

4、加強(qiáng)對(duì)原11120采空區(qū)探放水管理。

5

第五節(jié)水文地質(zhì)

本區(qū)二1煤層頂板直接充水含水層為砂巖裂隙孔隙含水層，砂巖平

均厚22.43m,補(bǔ)給條件差，富水性弱；底板直接充水含水層為太原組上

段灰?guī)r巖溶裂隙含水層，灰?guī)r平均厚7.39m,補(bǔ)給條件差，巖溶裂隙發(fā)育

極不均一，但當(dāng)斷層使其與下部含水層發(fā)生水力聯(lián)系時(shí)，富水性則會(huì)增強(qiáng)。

淺部水壓、礦壓小，礦坑區(qū)充水以頂板為主，礦床水文地質(zhì)類(lèi)型為二類(lèi)一

型，即為水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的煤礦礦床類(lèi)型。

礦井正常涌水量72.69m3/h,最大涌水量90.2m7ho

根據(jù)該礦以往回采觀測(cè)及11140上下付巷掘進(jìn)情況，11140采煤工作

面在回采過(guò)程中的涌水量一般不超過(guò)5m7h,屬頂板裂隙水。

11140工作面煤層底板標(biāo)高+120?+170m,平均埋深116m,對(duì)應(yīng)地表

有一條小水溝，據(jù)礦方反映該河溝雨季有少量流水，其他時(shí)間干涸。為安

全起見(jiàn)，以下計(jì)算防水煤巖柱高度：

防水安全煤巖柱高度為：Hf=HL+Hb

式中：k——防隔水煤巖柱高度，m;

HL=1OOM/(1.6M+3.6)±5.6;

M——水溝下方煤層厚度，二?煤層平均煤厚6.m;

Hb——保護(hù)層厚度，Hb=3A(按松散層底部粘土層厚度大于累

計(jì)采厚)；A------累計(jì)采厚/分層數(shù)，m;

經(jīng)計(jì)算，二?煤層防水安全煤巖柱垂高為51.5m+18.72m=70.02m,小

于基巖厚度，采取措施后可實(shí)現(xiàn)安全開(kāi)采。

但開(kāi)采時(shí)，地面塌陷比較明顯，要做好地表防滲水工作，及時(shí)充填塌

6

陷裂縫，填埋地表低洼地帶，防止積水涌入井下。礦井在生產(chǎn)中只要經(jīng)常

檢查地表，及時(shí)充填裂隙。每年雨季前應(yīng)對(duì)地面塌陷裂縫集中檢查和充填

一次，疏通河溝，將地表滲水降低至最低程度。

第六節(jié)影響回采的其他因素

影響回采的其它地質(zhì)情況表

CH4瓦斯相對(duì)涌出量1.15m\t

煤塵爆炸指數(shù)煤塵爆炸指數(shù)11.74

煤的自燃傾向性屬于不易自然的煤層

地溫危害地溫正常區(qū)，在16.5℃左右

沖擊地壓危害該區(qū)域無(wú)地壓影響

7

第七節(jié)儲(chǔ)量及服務(wù)年限

11140工作面凈寬度80m,走向可采長(zhǎng)度430m,煤層厚度4.8?7m,

平均6.24m。工作面回采率93%,放頂煤回采率80%,采高2.2m,放頂煤

高度4.04m,采放比1:1.840煤的容重1.45t/m3。

工作面循環(huán)產(chǎn)量二(2.2X93%+4.04X80%)X80X0.6X1.45=298噸

班產(chǎn)量=循環(huán)產(chǎn)量義1.5=230X1.5=442.5噸

日產(chǎn)量二班產(chǎn)量X2=442.5X2=885噸

11140工作面年生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：

A=(MiG+M2C2).ILy

式中：A——回采工作面年生產(chǎn)能力，t;

M1—工作面采高，2.2m;

M2一放頂煤高度，4.04m;

I一回采工作面切巷長(zhǎng)度，凈長(zhǎng)度80m;

L一工作面年推進(jìn)度，495m(年工作天數(shù)330天，正規(guī)循環(huán)率93%);

Y一煤的容重，1.45t/m3;

G—工作面回采率，0.93;

—放頂煤回采率，0.8

經(jīng)計(jì)算A=26.6萬(wàn)噸。

工作面月產(chǎn)量=年產(chǎn)量/12=32.4萬(wàn)噸/12=2.67萬(wàn)噸

工作面月推進(jìn)二年推進(jìn)度/12=535m/12=41.25m

工作面服務(wù)年限二工作面可采長(zhǎng)度/月推進(jìn)度=460/41.2=11.2個(gè)月。

8

第二章采煤方法

第一節(jié)工作面巷道布置

一、順槽、切眼、停采線等位置的確定

11140工作面是11采區(qū)最后一個(gè)回采工作面，其運(yùn)輸順槽與總回風(fēng)巷

之間有30m寬的保護(hù)煤柱，上順槽與11080工作面采空區(qū)之間留有10m煤

柱，停采線與副井軌道巷間距為30mo

二、巷道斷面形狀、幾何參數(shù)及支護(hù)形式

設(shè)計(jì)順槽凈斷面11m2,采用29#U型鋼支護(hù)。順槽沿煤層底板布置在

煤層中。軌道順槽車(chē)場(chǎng)在副井軌道巷430m處開(kāi)口，開(kāi)口標(biāo)高為+170m,開(kāi)

口方位5°,施工32m后，調(diào)整方位角為305°8'施工軌道順槽。運(yùn)輸順

槽在主斜井757m處開(kāi)口，開(kāi)口標(biāo)高為+170m,開(kāi)口方位305°8'。

三、順槽與其他巷道連接方式

工作面上順槽與副井軌道巷之間采用甩車(chē)場(chǎng)連接，甩車(chē)場(chǎng)采用單道起

坡二次回轉(zhuǎn)方式。軌道轉(zhuǎn)彎半徑均取6mo為便于運(yùn)輸順槽設(shè)備安裝，由

副井軌道巷施工一甩車(chē)場(chǎng)與運(yùn)輸順槽連通。

四、順槽工程量

11140工作面回采巷道以及相關(guān)聯(lián)的巷道總工程量為693mo井巷掘進(jìn)總體

積7709m3o

9

第二節(jié)綜采放頂煤工藝論證

一、本礦采煤工藝沿革過(guò)程及要求

礦井初步設(shè)計(jì)選擇的采煤工藝：礦井初步設(shè)計(jì)采煤工藝為單體液壓支

柱配n型鋼梁炮采工藝，本礦以往大部分工作面的回采均采用這種工藝。

采煤工藝現(xiàn)狀：稍前回采完畢的12030工作面采用懸移支架炮采放頂

煤工藝。

國(guó)家對(duì)采煤工藝的要求：在《關(guān)于推進(jìn)小型煤礦機(jī)械化的指導(dǎo)意見(jiàn)》

以及《關(guān)于發(fā)布禁止井工煤礦使用的設(shè)備及工藝目錄（第三批）的通知》

中，已明確要求淘汰落后的回采工藝，提升回采工作面安全保障能力，降

低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)減人提效。推廣綜合機(jī)械化開(kāi)采是今后采煤工藝的

發(fā)展方向。

二、開(kāi)采條件分析

1、地質(zhì)構(gòu)造

11140工作面總體為一單斜構(gòu)造，底板起伏不大。相鄰工作面及巷道

沒(méi)有揭露斷層?？傮w地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，對(duì)綜采工作面的推進(jìn)影響不大。

2、煤層厚度、強(qiáng)度及夾奸情況

11140工作面煤層賦存較穩(wěn)定，煤厚4.8?7m,平均6.24m。煤層結(jié)

構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾葉或局部含一層黑色泥巖薄層，煤的普氏系數(shù)f=0.7,屬

于松軟煤層，適合采煤機(jī)滾筒切割。

3、煤層傾角

11140工作面煤層傾角為平均14°,屬于緩傾斜煤層，對(duì)于綜合機(jī)械

化生產(chǎn)是非常適宜的。

10

4、煤層頂板、底板

二?煤層直接頂板為灰黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖，平均厚度3.48m,含大

量植物葉化石，強(qiáng)度相對(duì)較低，工作面回采過(guò)程中直接頂隨采隨落，采空

區(qū)被直接頂充實(shí)。根據(jù)以往工作面觀測(cè)，周期來(lái)壓明顯，周期來(lái)壓步距一

般為15?20m,周期來(lái)壓動(dòng)載系數(shù)較小。老頂為大占砂巖，巖性為中細(xì)粒

砂巖,平均厚度10.38m。老頂初次垮落步距約為25?35m。

根據(jù)直接頂垮落情況，確定該工作面的直接頂板類(lèi)型為II類(lèi)中等穩(wěn)定

頂板。因頂板砂質(zhì)泥巖的脆性較強(qiáng)，裂隙較發(fā)育，工作面回采過(guò)程中是隨

采隨落型頂板。老頂來(lái)壓明顯，老頂分級(jí)指標(biāo)確定為II級(jí)。

二?煤層直接底板為灰黑色根土巖，厚度不足1m。間接底板為粉砂巖或

細(xì)粒砂巖，平均厚度4.19m。

根據(jù)臨近礦井對(duì)煤層底板泥巖物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試結(jié)果，該根土巖的抗

壓強(qiáng)度為14.8?32.1MPa,一般為26.8MPa,屬于II類(lèi)軟巖底板類(lèi)型。

綜合來(lái)看，屬I(mǎi)I?III類(lèi)型頂/底板，生產(chǎn)中易于產(chǎn)生冒頂、片幫、掉

塊及底鼓變形，遇水易泥化變形，并產(chǎn)生支柱下沉等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，

其工程地質(zhì)條件不佳。這正是液壓支架發(fā)揮其自身支護(hù)優(yōu)勢(shì)的地方，液壓

支架護(hù)頂面積大，有效防止漏殲；支架底座抗鉆底能力強(qiáng)，初撐力和工作

阻力大，可大大提高工作面支護(hù)安全性，減少冒頂事故發(fā)生。

5、工作面涌水

根據(jù)以往工作面涌水量觀測(cè)，一般涌水量較小，若底板有起伏，可在

低洼處施工水窩，安設(shè)小水泵及排水管路，能夠保證回采期間的正常排水,

對(duì)綜采工作面的回采影響不大。

6、瓦斯和煤塵

11

本礦屬瓦斯礦井，只要保持工作面適宜的風(fēng)量，并采取煤層注水、噴

霧降塵等措施，可有效防治瓦斯和粉塵災(zāi)害。

三、采區(qū)內(nèi)、外部生產(chǎn)、輔助系統(tǒng)的配套適應(yīng)性

本礦采用綜合機(jī)械化開(kāi)采主要困難是液壓支架、采煤機(jī)、移動(dòng)變電站

等大件設(shè)備如何運(yùn)至井下。下運(yùn)設(shè)備的途徑有兩條，一是由副井下運(yùn)，二

是由主斜井下運(yùn)?？紤]到主斜井鋪設(shè)四部膠帶運(yùn)輸機(jī)，且斷面較小，沒(méi)有

檢修道，若從主斜井下運(yùn)設(shè)備，需拆除膠帶運(yùn)輸機(jī)，造成生產(chǎn)停頓。因此

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，結(jié)合礦方意見(jiàn)，選擇由副井下運(yùn)設(shè)備。

副井井筒直徑4.0m,地面裝備一部2JTP7.6X0.9雙滾筒提升機(jī)，

配套電機(jī)功率95kW,電壓380V。提升容器為一對(duì)單車(chē)單層非標(biāo)罐籠，

鋼絲繩罐道，擔(dān)負(fù)礦井的提殲、下料和上下人員任務(wù)。1t非標(biāo)罐籠的內(nèi)

部空間尺寸為2200X980X2100mm,大件設(shè)備即便分體也不能裝入罐籠，

且副井提升機(jī)的最大靜張力為45kN,最大靜張力差為30kN,經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，

在下放大件時(shí)不能滿足安全要求。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)選型和校驗(yàn)，可有兩種方案下

運(yùn)大件設(shè)備，詳見(jiàn)第三章第一節(jié)內(nèi)容。

經(jīng)過(guò)測(cè)量，副井井筒在吊運(yùn)大件設(shè)備（移動(dòng)變電站為最大件）時(shí)，各

部位安全間隙滿足規(guī)定。

副井底軌道大巷（凈斷面10.9m2）,副井軌道巷（凈斷面10.9m2）長(zhǎng)、

寬、高滿足大件運(yùn)輸要求；軌道順槽（凈斷面9m②）長(zhǎng)、寬、高也滿足大

件運(yùn)輸要求。

副井軌道巷安裝JBSD79多速絞車(chē)絞車(chē)，通過(guò)校驗(yàn)滿足大件運(yùn)輸要

求。

主斜井現(xiàn)有4部800mm寬膠帶運(yùn)輸機(jī)，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭運(yùn)輸任務(wù)。

12

井下煤炭運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)了皮帶化連續(xù)運(yùn)輸。根據(jù)該礦生產(chǎn)能力核定報(bào)告，主斜

井提升能力為79.2萬(wàn)噸/年，能夠滿足工作面運(yùn)輸要求。

經(jīng)過(guò)對(duì)供電系統(tǒng)的校核，本礦從劉碑110kV變電站10kV引進(jìn)的LGJ-95

電源線截面完全滿足綜合機(jī)械化開(kāi)采后的用電需要。

中央變電所能夠滿足綜采工作面660V設(shè)備用電，另外增加一臺(tái)

1OOOkVA移動(dòng)變電站后，能夠滿足采煤機(jī)、刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)以及泵站等用

電需要。

根據(jù)該礦生產(chǎn)能力核定報(bào)告，礦井通風(fēng)系統(tǒng)能力為63.4萬(wàn)噸/年，礦

井總回風(fēng)目前為58m7s,通風(fēng)系統(tǒng)滿足安全生產(chǎn)需要。

綜上所述，本著安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的原則，11140工作面具備實(shí)現(xiàn)礦

井安全生產(chǎn)的工程地質(zhì)條件，外部提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、供電等系統(tǒng)能較好

地滿足工作面生產(chǎn)要求。

四、11140工作面使用放頂煤工藝的合法性

11140工作面滿足《煤礦安全規(guī)程》和《關(guān)于加強(qiáng)全省煤礦放頂煤開(kāi)

采安全技術(shù)管理的實(shí)施意見(jiàn)》對(duì)放頂煤開(kāi)采的規(guī)定，可以采用放頂煤開(kāi)采。

各項(xiàng)要求及符合性見(jiàn)下表：

規(guī)程要求本礦情況符合性

1、煤層平均厚度24.0m11140工作面平均煤厚6.24mo符合

采高2.2m,放頂煤高度

2、采放比不超過(guò)1:3符合

4.04m,采放比1:1.84

3、采區(qū)或工作面回采率達(dá)到礦能夠達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定符合

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規(guī)程要求本礦情況符合性

井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定

4、煤層無(wú)煤（巖）和瓦斯（二氧

屬瓦斯礦井符合

化碳）突出危險(xiǎn)

5、頂板垮落充填采空區(qū)的高度三軟煤層，直接頂板要能隨采

符合

不小于采放煤高度隨冒，可充滿采空區(qū)

6、采放后裂隙帶不會(huì)與地表地表無(wú)水體、開(kāi)采原煤，頂板

符合

水、老窯積水和強(qiáng)含水層導(dǎo)通無(wú)強(qiáng)含水層

五、經(jīng)濟(jì)性分析

11140工作面走向長(zhǎng)度較短，綜采設(shè)備安裝和拆除時(shí)間占生產(chǎn)時(shí)間比

例較大，效率暫難以發(fā)揮，下一步開(kāi)采的12采區(qū)開(kāi)采條件與11140工作

面類(lèi)似，可繼續(xù)采用綜合機(jī)械化開(kāi)采，今后礦井綜合經(jīng)濟(jì)效益將得到明顯

提升。11140工作面作為首個(gè)綜采工作面，可起到積累綜采管理和技術(shù)經(jīng)

驗(yàn)、培訓(xùn)管理和技術(shù)人員，鍛煉綜采隊(duì)伍的作用，因此實(shí)行綜采是必要的。

14

第三節(jié)液壓支架選型及主要工藝參數(shù)

一、支架選型需考慮的問(wèn)題

在綜采工作面中，液壓支架是綜采設(shè)備的核心，科學(xué)合理地選擇適應(yīng)

“三軟”煤層情況的液壓支架尤其重要。液壓支架的選型及結(jié)構(gòu)的確定既

要考慮工作面頂?shù)装鍘r性，又要考慮煤巖層的賦存條件，如煤層傾角、煤

層厚度及變化，煤層普氏系數(shù)，頂板的垮落步距等，同時(shí)應(yīng)考慮回采時(shí)易

發(fā)生煤壁片幫、冒頂和支架下陷問(wèn)題。

根據(jù)煤層及地質(zhì)特征，對(duì)液壓支架以及工藝參數(shù)需滿足以下要求：

1、支護(hù)強(qiáng)度：“三軟”煤層松軟破碎，液壓支架支護(hù)強(qiáng)度不宜過(guò)大，以免

造成頂板的進(jìn)一步破碎，對(duì)頂板以護(hù)為主，適宜選擇掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式

支架。

2、對(duì)底板比壓：應(yīng)使支架對(duì)底板的載荷集中度不超過(guò)底板的允許抗壓強(qiáng)

度。但有時(shí)底板是煤底時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)插底現(xiàn)象，因此需要在底座前端設(shè)置抬

底裝置，當(dāng)出現(xiàn)插底時(shí)利用抬底座千斤頂，使支架拉移時(shí)能夠被抬起，減

小拉架阻力。

3、架間關(guān)系：減少相鄰液壓支架間的間隙，增加支架間的密封性，減少

架間煤殲下漏，并且要考慮支架歪斜時(shí)調(diào)架的需要，需在頂梁和掩護(hù)梁兩

側(cè)配備側(cè)護(hù)板。

4、端面支護(hù)：端面距要求較小，且在升降支架的過(guò)程中，端面距基本保

持不變，減少對(duì)端面頂板的破壞，適合選擇有四連桿結(jié)構(gòu)的支架。

5、立柱要有足夠的伸縮量，使液壓支架適應(yīng)性更強(qiáng)，防止出現(xiàn)死架，并

可提高工作面回收率。

15

6、工作面頂煤冒放性較好，適宜采用低位放頂煤支架，提高頂煤回收率。

7、為減小支架運(yùn)輸對(duì)礦井原有生產(chǎn)系統(tǒng)的影響，便于工作面安裝和撤除，

適宜選擇輕型放頂煤支架。

8、液壓支架與采煤機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備相匹配?；谝陨瞎ぷ髅骈_(kāi)采條件

對(duì)液壓支架要求的特點(diǎn)，擬定液壓支架類(lèi)型為輕型支撐掩護(hù)式低位放頂煤

液壓支架，其頂板采用全部垮落法進(jìn)行管理。

二、確定采高

h=H(k-1)/k=6.24義(1.4-1)/1.4=1.71m

式中h——工作面采高，m;H——煤層平均厚度，6.24m;k——頂煤碎

脹系數(shù)，1.45;考慮到工作面的行人、通風(fēng)，便于支架井下運(yùn)輸，并考慮

立柱的調(diào)高比等要求，設(shè)計(jì)采高范圍1.6?2.4m,正常支撐高度2.2m,放

頂煤厚度4.04m,采放比1:1.84。

三、估算頂板壓力及支架工作阻力

選兩種方法計(jì)算頂板壓力，取最大值：

1、綜采放頂煤理論與實(shí)際公式

q=9.768KM°21R/1000

式中：q一支架額定支護(hù)強(qiáng)度，MPa;

K一備用系數(shù)，取1.2;

M—煤層厚度，6.24m;

R巖石容重，取24kN/m;

貝"：q=9.768X1.1X6.0°21X24/1000=0.413Mpa

2、選取工作面6倍采高的巖(煤)柱壓力進(jìn)行支護(hù)強(qiáng)度選擇：

q=6Hrg/106

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式中：q一支架所需支護(hù)強(qiáng)度，MPa;

H一采高，取2.2m;

r一頂板巖層平均容重，取2.4X10%g/m3；

g一重力加速度，取9.81;

貝hq=6hrg=6X2.2X2.4X103X9.81/106%0.31MPa

根據(jù)以上計(jì)算，取最大值，工作面所需支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到0.413MPa。

由支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算液壓支架工作阻力：

Q=qBS/Ks

式中：Q一支架額定工作阻力，kN/架；

q一支架額定支護(hù)強(qiáng)度，413kPa;

B—控頂寬度，取最大控頂距時(shí)，基本架4.2m,過(guò)渡架4.7m;

S一支架中心距，1.25m;

兒——液壓支架支撐效率，取0.9;

貝U：Q基本=413X4.2X1.25/0.85=2550kN/架

Q過(guò)渡=413X4.7X1.25/0.85=2854kN/架

四、支架選型及配備數(shù)量

根據(jù)我礦地質(zhì)條件、其他礦井的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合生產(chǎn)廠家設(shè)備特征，

工作面基本架選用ZF2600/16/26型低位放頂煤支架，支撐高度1.6?

2.6m,工作阻力2600kN。11140工作面凈寬度80m,支架寬度1.25m,可

安裝支架64架，其中中間架60架。

表3-3-1ZF2600/16/26液壓支架（中間架）技術(shù)特征表

項(xiàng)目單位技術(shù)特征

額定工作阻力kN2600

初撐力kN1936

支架中心距mm1250

17

支架高唐mm1600?2600

支架宣唐mm1190—1330（均1250）

最大/最小控頂距mm4200/3600

移架步距mm600

支架重量t7.5

泵站壓力MPa31.5

在底蟲(chóng)U匕序MPa17

運(yùn)輸尺寸（長(zhǎng)X簾Xmm4536X1190X1500

工作面過(guò)渡支架采用ZFG3200/17/27型液壓支架，機(jī)尾2架，支撐高

度為1.7?2.7m,工作阻力為2600kN。

表3-3-2ZFG3200/17/27液壓支架（過(guò)渡架）技術(shù)參數(shù)表

項(xiàng)目單位技術(shù)特征

額定工作阻力kN3200

初撐力kN2532

支架中心距mm1250

支架高度mm1700?2700

支架寬度mm1190—1330（均1250）

最大/最小控頂距mm4700/4100

移架步距mm600

支架重量t10

泵站壓力MPa31.5

對(duì)底找比不MPa1.6

運(yùn)輸尺寸mm4836X1190X1500

液壓支架對(duì)底板比壓為1.2MPa,小于底板根土巖的抗壓強(qiáng)度（為

14.8?32.1MPa,一般為26.8MPa）,滿足使用要求。

五、確定放煤參數(shù)

合理的放煤步距為：

L=0.1（H-h）+0.25=0.1X（6.24-2.4）+0.25=0.634m

考慮到放煤需與循環(huán)進(jìn)度相協(xié)調(diào)，放煤步距取0.6m;

18

合理的放煤間距為：

l=2L=2X0.634=1.268m

因支架間距（中-中）為1.25m,設(shè)計(jì)取放煤間距為1.25m。

因此工作面采用一采一放。根據(jù)實(shí)際煤層厚度采取單輪順序放煤或多

輪順序放煤。工作面上下順槽尾處不得放煤。

六、回采工藝流程

回采工藝流程：采煤機(jī)從中間向下斜切進(jìn)刀T下行割煤T追機(jī)伸出伸

縮梁（放護(hù)幫板）T上行返空刀T由下端開(kāi)始自下而上移架（本支架的后

溜與支架底座連接在一起，無(wú)拉后溜千斤頂，因此移架和拉后溜同時(shí)進(jìn)

行）、推前溜■?采煤機(jī)由中間上行割煤T追機(jī)伸出伸縮梁（放護(hù)幫板）T

下行返空刀T由中間開(kāi)始自下而上移架、推前溜T放頂煤。

1、進(jìn)刀方式

進(jìn)刀方式采用工作面中部斜切進(jìn)刀，往返一次割一刀。

2、割煤

采煤機(jī)前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，依靠后滾筒螺旋葉片自動(dòng)裝煤,

剩余的煤在推移輸送機(jī)時(shí)由鏟煤板自行裝入刮板輸送機(jī)上。

3、移架

拉移支架的操作方式為本架操作，拉架滯后采煤機(jī)3m,移架程序：

收回護(hù)壁板T收回前伸梁T降頂梁T移支架T升頂梁。支架要移成一條直

線，其偏差不得超過(guò)±50mm。

4、推移輸送機(jī)

使用推溜油缸推移前部輸送機(jī)。采煤與移刮板輸送機(jī)間隔距離為15m。

輸送機(jī)彎曲段長(zhǎng)度不小于20m,該段保持多個(gè)推移千斤頂同時(shí)工作，移過(guò)

19

的輸送機(jī)必須達(dá)到平、穩(wěn)、直要求，移溜過(guò)后，支架的操作手柄打到零位。

5、放頂煤。

采用一刀一放。順序放煤，采放平行作業(yè)。工藝流程詳見(jiàn)下圖。

20

七、工作面布置

（后附）工作面布置圖

八、兩巷超前支護(hù)

在兩順槽內(nèi)超前工作面20m范圍內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)將U型鋼棚替換為3.6m

長(zhǎng)的n型鋼梁，兩端支設(shè)DZ25-30/100單體柱。n型鋼梁由支架后部回收。

超前工作面10m內(nèi)架設(shè)雙排抬棚，其他范圍打單抬棚支護(hù)?；蛘?0-20m

巷道壓力不大時(shí)可在原U型鋼支架內(nèi)套棚加強(qiáng)支護(hù)，確保上、下順槽安全

出口暢通。

工作面兩巷20m范圍內(nèi)巷道凈高不低于1.8m,行人側(cè)寬度不少于

0.7m,巷道斷面需滿足通風(fēng)、行人、運(yùn)輸?shù)刃枰?/p>

21

20BI超前支護(hù)

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22

第四節(jié)工作面三機(jī)及其他配套設(shè)備

一■、采煤機(jī)

1、采煤機(jī)平均落煤能力

Qc=QnXf/[DX(N-M)XtXK]

式中Q0---采煤機(jī)最小生產(chǎn)能力，t/h;

Qn——工作面年割煤量，360000t(考慮特殊情況不能放煤時(shí));

D——年生產(chǎn)天數(shù)，330d；

f——不均衡系數(shù)，1.5;

N——日作業(yè)班數(shù)，3班；

M——每日檢修班數(shù)，1班；

t---每班工作時(shí)數(shù)，8h;

K——開(kāi)機(jī)率，55%;

計(jì)算得Qh=186t/h

2、采煤機(jī)平均截割牽引速度

VC=QC/(60XBXHXyXCXK)

式中V?！擅簷C(jī)平均截割牽引速度，m/min;

B---截深，0.6m;

H——平均采高，2.2m;

Y---煤的容重，1.45t/m3;

C——工作面回采率，0.93；

K——有效割煤時(shí)間利用率，85%;

計(jì)算得Vc=2.05m/min

23

3、采煤機(jī)裝機(jī)功率

P=QcXHw

式中P——裝機(jī)功率，kW；

Hw——比能耗，0.7kW?h/m3;

計(jì)算得P=130.2kW

經(jīng)計(jì)算選擇：雞西煤機(jī)廠產(chǎn)MG132/320-W液壓無(wú)鏈牽引采煤機(jī)，裝機(jī)

功率:320kw（截割2X132+牽引55）

1、采高范圍：1.3-2.9m

2、滾筒直徑：①1600mm

3、滾筒寬度：630mm截深：600mm

4、滾筒轉(zhuǎn)速：46r/min

5、適應(yīng)傾角：W35°

6、適應(yīng)煤質(zhì)硬度：fW4

7、牽引方式：無(wú)鏈擺線輪銷(xiāo)軌式（節(jié)距125mm）

8、牽引力：300kN

9、牽引速度:0~6m/min

10、電壓等級(jí)：1140V

11、滅塵方式：內(nèi)、外噴霧

12、調(diào)速方式：液壓恒壓無(wú)級(jí)調(diào)速

13、噴霧泵站：額定流量200L/min,壓力2-6.3Mpa

14、生產(chǎn)能力:500t/h

15、搖臂形式：整體彎搖臂，長(zhǎng)度1700mm、擺角+45.8°?-18°

16、過(guò)煤高度：4300mm

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17、臥底量:2312mm

18、機(jī)面高度：954mm

19、機(jī)身外形尺寸:5894X975X735mm

20、操縱方式：中間電控（手動(dòng)牽引和調(diào)高），兩端液控（液控調(diào)高

和急停）

21、機(jī)器重量：21t

22、最大不可拆卸件尺寸、重量：2720義975X650mm、4500kg

23、采煤機(jī)電纜為：MCP-0.66/1.14-3X70+1X16+4X4

二、工作面刮板機(jī)

工作面前部刮板輸送機(jī)能力按下式計(jì)算：

Qg=60V.H.B.丫.冗.k2.k3

式中：Qg——工作面刮板輸送機(jī)能力，t/h；

V----采煤機(jī)運(yùn)行速度，2.05m/min;

H----采高，2.2m;

B----截深，0.6m;

Y---煤的容重，1.45t/m3;

仁——采煤機(jī)與刮板機(jī)同向運(yùn)行時(shí)修正系數(shù)，1.1;

k2——運(yùn)行不均衡系數(shù)，取1.2；

k3——傾角系數(shù)，取0.7；

計(jì)算得Qg=218t/h

根據(jù)以上計(jì)算，與采煤機(jī)配套的前部刮板機(jī)選用SGZ-630/90X2刮板

運(yùn)輸機(jī)。

前部刮板輸送機(jī)技術(shù)特征見(jiàn)下表：

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輸送理論電機(jī)刮板鏈條中部槽規(guī)格

型號(hào)量長(zhǎng)度功率速度規(guī)格長(zhǎng)義寬義高

(t/h)(m)(kw)(m/s)(mm)(mm)

SGZ-630/9?261500X630X

4001502X900.868

0X2X66222

三、順槽膠帶機(jī)

順槽膠帶機(jī)帶寬按下式計(jì)算:

B=Q

KVrc

式中B——帶式輸送機(jī)膠帶寬度，m;

Q——轉(zhuǎn)載機(jī)輸送機(jī)能力，600t/h；

K——貨載截面系數(shù)，400;

V---輸送機(jī)帶速，2m/s;

r——貨載散集容重，1t/m\

c---輸送機(jī)傾角系數(shù)，1

計(jì)算得B=0.8m。選擇一部DSJ80/20/40型膠帶機(jī)，具體技術(shù)參數(shù)見(jiàn)

下表：

傳動(dòng)滾托輻電動(dòng)機(jī)

輸送量帶寬帶速輸送長(zhǎng)

型號(hào)筒直徑直徑功率

(T/h)(mm)(m/s)度(m)

(mm)(mm)(kW)

DSJ80/20/4040080026005008940

四、乳化泵站

26

選用BRW200/31.5型乳化泵，兩泵一箱，一用一備。具體技術(shù)參數(shù)如

下:

公稱(chēng)壓力公稱(chēng)流量電機(jī)功率

型號(hào)工作介質(zhì)

(Mpa)(L/min)(kW)

M10乳化油

BRW200/31.531.5200125

3-5%

11140工作面配套設(shè)備匯總表

功率電壓

設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量備注

(kW)(V)

液壓支架ZF2600/16/26架39基本架

液壓支架ZFG3200/17/27架2過(guò)渡架

采煤機(jī)MG132/320-W3201140部1

工作面前

刮板輸送SGZ-630/90901140后各1部，