高档普采工作面设计
2 第一章 矿井基本概况 矿井位于南川市城郊，交通四通八达，川湘公路从矿区旁经过，地理位臵十分优越，现有员工660人，生产能力30万吨/年。 矿井开采范围为南川井田和东胜井田，井田走向长8.6km，宽1.08km，井田内含煤2～4层，仅底部6号层可采。6号层煤厚0.98～3.46m，平均2.12m，倾角东翼300 左右，西翼200 左右，煤层含夹矸2～4层，夹矸厚0.1～0.25m，煤层牌号为贫煤和瘦煤。南川井田（矿井西翼）地质构造简单，东胜井田（矿井东翼）地质构造复杂，其主要构造形态为背斜在西，向斜居东的褶皱，经过两个大的扭曲后在井田边界出现大的断裂和倒转。 矿井开拓方式为立井＋斜井综合开拓，主立井、副斜井位于井田中部的##河畔，矿井现开采水平为+150m水平，运输大巷和总回风巷均布臵在6号煤层底板的茅口灰岩中。采区按双翼布臵，采用走向长壁采煤法，采区前进、区内后退式回采，回采、掘进均采用钻眼爆破作业，采煤工作面使用单体液压支柱配合绞接顶梁支护。矿井通风方式为对角式，风机房内安设两台FBCDZ54-8-NO21型轴流式风机作抽出式通风,矿井风量4060m3/min，经2008年瓦斯等级鉴定，矿井相对瓦斯涌出量为22.88m3/t，绝对瓦斯涌出量为18.78m3/min。煤层自然发火倾向为Ⅲ级，煤尘有爆炸危险性。
第二章 上高档普采的必要性和可行性 1、长壁开采技术是目前世界各采煤国采用的主流开采技术。长壁开采技术包括综采、高档普采、普采等，可实现连续采装运煤，是高效集约化矿井的发展方向，具有单产高、工效高、采出率高等特点，但要求煤层赋存稳定、地质构造简单。####公司从地奥接手就开始寻找机械化发展道路，目前条件已基本成熟。 2、##煤矿安全监察局、####煤炭工业管理局拟定了《####加快推进小型煤矿机械化的实施意见（讨论稿）》。该文要求淘汰安全性能低下的技术、工艺、装备及落后产能，大力实施小型煤矿安全技术改造，不断提高煤矿机械化程度，全面提升小型煤矿生产力水平；依靠科技进步，提高装备水平，走规模化、现代化发展之路；推进小煤矿机械化，淘汰落后产能，提高劳动效率，降低职工劳动强度，改善安全生产环境；确保企业安全生产主体责任和政府安全监管责任落实到位，强力推进小型煤矿机械化进程，促进小型煤矿生产力水平的提高。具体要求是：煤层厚度在0.6米、地质条件简单到中等复杂的近水平、缓倾斜、倾斜煤层必须实现机械化开采，掘进必须实现机械装载。采煤机械化程度必须达到45%，掘进机装程度必须达到70%。且目前采掘一线工人短缺，因而，发展机械化，提高劳动生产率，降低工人劳动强度，稳定职工队伍势在必行。 3、########的前身是涪陵市##煤矿，##直辖后转给南川管辖，更名为南川市##煤矿。矿井曾于1986年、1996年进行过扩建600kt的相关基础技术工作基本思路是在矿井东翼和西翼各布臵一个高档普采工作面，但对煤层的构造对机械化采煤的影响信心不足，对其它开采的不利因素未作深入了解和分析，担心机械化开采对煤炭质量的影响、投资大等，且矿井东翼煤层突出严重，矿方无法有效解决突出问题，故对机械化采煤积极性不高，也停滞不前。 4、####煤矿现有生产工作面2个，年产量为29万吨。在采煤作业过程中，工人劳动强度大，而且目前设备较小，工作面分多次爆破落煤，占用时间长。为了保证矿井安全、提高效率、降低工人的劳动强度，提高矿井资源回收率，创造更好的经济、社会效益，改善落后的采煤方法，所以对W2512采煤工作面采用高档普通机械化开采的可行性进行初步的论证，并在此基础上提出提高运输提升能力的可行性建议，为提高煤矿产量奠定基础。 5、有利于两翼开采，矿井现开采+150m水平西翼，为单翼开采，达不到设计生产能力，生产各系统不能有效利用，随着不断推进，生产区域距主井和工业广场越来越远，生产能力还将受到影响。 该矿煤层具有突出危险性，而且东翼突出危险性比西翼大，根据国务院446号令要求，该矿必须对煤层采掘进行瓦斯抽放。因为瓦斯抽放必将影响矿井正常的原煤生产，因此，实行两翼开采，不仅有利于对煤层充分的瓦斯抽放，还利于矿井两翼均衡生产。 6、产品具有良好的市场，该公司煤炭产品主要用户是##火电厂、南川爱溪电厂等，是优质动力煤。根据####经委对####2005年至2010年煤炭消费预测，电力工业是拉动煤炭消费的主要因素，到2010年新增火电发电能力达4470MW，需新增电煤约11000kt/a，其中##火电厂异地建设项目万盛电厂，一期装机容量2×300MW，需煤量1460kt/a，煤种为瘦煤、贫煤、无烟煤。根据####经委编制的“####煤炭工业发展规划”的电煤平衡方案，万盛电厂燃煤由南桐煤业公司供给500kt/a，南川区相关煤矿供给500kt/a，万盛乡镇煤矿供给460kt/a。所以稳定万盛、南川两区煤矿产量，对保证电煤供应非常重要。宏能煤业有限责任公司是南川区煤炭行业的骨干企业，及时地进行井下合理布臵，达到设计生产能力，对矿井持续稳定发展，缓解####电煤供给的紧张局面，促进地方经济发展均有重要意义 7、目前矿领导班子对机械化发展有一定的积极性，矿井已有20多年的生产和建设经验，具有相应规模的生产、辅助及生活设施可供利用，有一批精干的管理人员和良好素质的员工队伍。 8、积累了比较丰富的瓦斯抽放经验，该矿目前已建立了集中瓦斯抽放系统，对西翼煤层进行瓦斯抽放，通过近三年的瓦斯抽放工作，该矿已锻炼出一支精干的瓦斯抽采队伍，对开采突出煤层做好了充分的准备。 9、 该矿现在采用炮采炮掘，工作效率低下，工人劳动强度大，特别是一线工人，平均年龄偏大，而且存在招工难的问题。采用高档普采后，可以提高工作效率，降低工人劳动强度； 10、 现在该矿的生产能力仅仅30万吨/年，该矿的地质条件较好，煤层厚度平均2.2m，属于缓倾斜煤层，部分适合机械化采煤。采用机械化采煤可以提高了矿井的生产能力，从而向高产高效的目标迈进； 11、随着社会发展，技术进步，低下的生产效率已不能满足日益增长的社会需求。因此需要改革生产技术，提高矿井生产能力、提高公司员工的工资待遇、改善员工的工作条件才有利于企业的长远发展。 12、采用机械化采煤后可以调节生产旺季和淡季的产量分配，可以不受或者少受火工产品供应的限制。 13、经过发展机械化，提高工作面能力就有条件重新核准矿井生产能力，通过改造运输方式，将副斜井作为提升矸石和材料，把主立井的能力解放出来只提升煤炭，这样矿井生产能力至少在现在基础上提高10万吨/年。这样对矿井在市场中的生存能力、矿井形象和经济效益都是一个大的提升。不过这是一个逐步完成的过程。 根据以上分析南川具有上机械化的必要性和可行性.7
第三章 现有采煤方法概述 +150水平西五采区采取双翼布臵形式，采区上山布臵在采区中央，采区上山为3条，均布臵在茅口灰岩内，轨道上山用作采区提升、运输、进风，回风上山用作采区回风，皮带上山用作采区运煤。现有采煤工作面采用走向长壁采煤法放炮落煤，沿煤层倾斜方向布臵沿煤层走向推进。采面采用DZ型外注式单体液压支柱配合HDJA-1000型金属铰梁支护，组成一梁一柱正悬臂直线柱的布臵方式，金属铰梁沿煤层走向架设，排材芭片接顶。工作面采用“三四排”控顶或“三五排”控顶，放顶步距为1m或2m，最大控顶距4m或5m，最小顶距3m，柱距为0.75m，排距1米，沿工作面倾斜方向每10～15米架设木垛。工作面采用分次放炮，年生产能力15万吨/年.面。
第四章 企业对####高档普通采煤工作面设 计的要求 （1）开采中能可靠保证安全； （2）设备必须适应开采区的煤厚、倾角和顶底板等地质条件，所选的设备尽可能与地奥能源公司其他矿井通用； （3）####以后的生产格局为一个高档普采(综采)工作面+一个炮采工作面,生产能力为40-45万吨/年； （4）弥补炮采在生产中的不足，使之更完善、更先进，其档次应达到高档普通采煤的较好水平； （5）工作面生产能力目标是达到每天4刀煤的产量，正常水平800—1000吨/天，工作面生产能力≥20万吨/年； （6）工作面两端能割透，不开机窝，减轻工人劳动强度； （7）工作面至集中煤仓的煤炭实现连续采煤连续运输。 （8）劳动组织合理，能提高生产效率； （9）本着尽可能利用现有设备的原则，逐步提高生产能力； （10）达到以点带面发展采煤机械化的目的。
9 第五章 2512工作面设计 5.1 工作面概况 W2512采煤工作面位于＋150水平西五采区，东邻西四采区，西止本区轨道上山，上邻W2511工作面、下邻W2513工作面，对应地面标高为+575m～+650m，距地表垂深为+341～+389m。工作面由东向西推进，距本区轨道上山10m时为停采线，工作面平均走向长为480m ,平均倾向长为135m(最长141米)，煤层平均厚度1.9m（最大2.4最小1.4），煤层平均倾角17.8度。煤层硬度f=2～3，容重1.45吨/立方米。工作面回采煤量185371吨。预计开采期为9个月。 W2512工作面地质情况比较简单，煤层赋存情况较稳定，煤层最小倾角15°，最大倾角 22°。根据该工作面上、下风巷及开切眼在掘进时所揭露的情况表明，无大、中型断层出露，仅就局部有小断层、褶曲以及顶、底板发生非平整性现象，对正常开采影响不大。 5.2 水文地质情况 表1:预测储量
采面长度m 采面宽度m 煤厚 比 重 倾角 储量wt 平均储量wt 519.1565 127.61（E2） 1.9 1.45 15.790 18.9674 18.7608 519.1565 120.37(回8) 1.9 1.45 20.270 17.8108 519.1565 130（回1） 1.9 1.45 17.60 19.5066
注：采面长度是以中位线来计量的；采面宽度取采面东、中、西各取一点计算储量，再求平均。
面积m2 平均煤厚m 平均倾 角 比重 储量wt 64754.9 495 1.9 17.880 1.45 18.7454
预测回采煤量为18.7wt 南川矿区只有6#及k1煤层可采，除了部分地质情况极为复杂的地方和高速公路压煤段外，都可使用普采。东翼煤层倾角较大，采用伪斜的采面布臵法也能使用普采。现在探明地质构造情况的区域都基本能使用普采。 已揭露的地质资料： 表2岩层及岩性特征
煤 层 及 顶 底 板 情 况 顶底 板名称 岩石名称 厚 度 （m） 普氏系数 岩 性 特 征 描 述 老 顶 石灰岩、细砂岩 ＞7m 12 深灰色层状石灰岩、 细砂岩 直 接 顶 砂质页岩 2m 4-6 灰色细粒砂岩、黑灰色砂质泥岩 伪 顶 炭质泥 岩 0.1m 0.5-2 含铁质结核的薄层 煤层 2.2m 2-3（夹矸3-4） 6#煤层系黑灰色条带状半暗半亮型贫煤 直 接 底 铝土岩 3.6m 2-6 上部灰白色铝土岩、 下部杂色角砾岩 老 底 茅口灰岩 166m >12 常见0.1米的炭质泥 岩伪底
5.2 水文地质情况
表2岩层及岩性特征
图1煤层顶底板柱状图
表3 煤层顶底板硬度和底板比压试验数据表（3月29日）
表4工作面起伏状况及地质构造
表5采高及煤层情况
19 的装臵；机头尾分别设不少于两处单体支柱的柱位； 13、订货长度150米； 14、配套高档普采煤工作面； 16、刮板间距0.9米左右； 17、整机有煤矿安全标志。 18、刮板运输机的防滑：10 、溜槽板加挡板打单体支柱，20 、斜向推溜，30 、伪斜开采，40、上顺槽安装固定绞车等。 （三）、转载机 1、型号：SZB630/40；机头宽1.6米，高1.53米.Q=300吨/小时。 2、长度25米； 3、电压等级：660V； 4、采用φ18*64的C级边双链，链速1—1.2m/s； 5、刮板间距≤700mm； 6、中板厚度14mm，封底板厚度10mm； 8、紧链方式：闸盘紧链； 9、整机有煤矿安全标志。 （四）、顺槽皮带运输机 目前南川矿使用的皮带运输机为STP-650/30S型运输能力约100吨/小时，由南川矿联系加工单位改造，达到速度≥1.5-1.6米/秒。皮带机尾重新加工,满足转载机的移动。 方案二：采煤机MG150（160）/380（375、390）-WD型采煤机，刮板运输机采用SGZ630/264技术参数和方案一相同；
20 顺槽转载用SGB630-40型运输机转载，它的运行速度为0.86米/秒,这样就不用改造STP-650/30S型皮带运输机,但是割煤速度必须控制在1.5米/分钟。割一刀煤炭需2小时多。SGB630-40型运输机故障比转载机高，移动转载机困难，但可以集中分段移动。 此方案最大的问题就是转载速度（0.86）小于工作面运输机速度（1.16），如果割煤速度控制不好转载机处将有可能堆积煤炭。 方案三: 采煤机采用MG150（160）/380（375、390）-WD型,工作面刮板运输机采用SGB630/150, 顺槽转载用SGB630-40型运输机转载. SGB630/150的运输能力Q=250吨/小时,速度0.868米/秒, 链条规格Ф18*64，中板厚16mm。 可以不改造顺槽皮带,但是对能力发挥有制约.工作面运输机故障较高使用寿命短。 方案四:采煤机用MG200/500-WD,工作面刮板输送机用SGZ730/320型,转载机用SZZ730/75型,皮带机用SPS80/80型. 设备主要技术参数和要求如下： （一）、采煤机： 1、型号：MG200/500-WD，电压1140V；Q=800-1000吨/小时； 2、数量：1台； 3、采高1.6—3.4m,配1600凯南麦特强力滚筒一对,截深
21 630mm，配制动器适应倾角≤35°； 4、机面高度≤1450mm； 5、配四象限变频器、H型电缆夹（要能夹住采煤机所需电缆和水管），配遥控器和端头站按钮各4套（8个）； 6、适应煤层硬度f≤4，夹矸或者顶底板硬度f≤7； 7、牵引方式：齿轮销轨式；牵引力满足采煤机在最大倾角和地质变化时的牵引； 8、配套刮板运输机SGZ730/320； 9、用于高档普采工作面； 10、整机和相关配套设备有煤矿安全标志MA。 （二）、刮板运输机 1、型号：SGZ730/320 Q=700-800吨/小时;电压1140v，采用双速电机，配双速度控制开关两台。 2、数量：1台； 3、配套工作面长度141米，采用端卸， 4、刮板运输机的电动机减速器采用平行布臵，减速器为圆柱行星减速器。运输机机头高度不超过1.2m； 5、紧链方式：闸盘紧链； 6、采用φ26*92 mm的C级中双链，链条长度30m/根； 7、中部槽采用铸造槽帮，每7块中部槽配一块开天窗槽，中部槽和开天窗槽长1500mm/节并配相应调节槽。中板厚度30mm，封底板厚20mm，中板前后段200mm采用耐磨板； 8、采用铸造销轨（采煤机行走轮与之配套）；
22 9、链速≤1.16m/s； 10、中部槽连接装臵破断力≥2000KN； 11、配电缆槽、铲煤板、挡煤板电缆槽高度约0.8米，使电缆夹局部达三层时也不会从槽上垮下。使用H型电缆夹，保证能夹住采煤机所需电缆和水管； 12、每三块中部槽老塘侧设一块利用单体支柱防刮板机下滑的装臵；机头尾分别设不少于两处单体支柱的柱位； 13、订货长度150米； 14、配套高档普采煤工作面； 15、刮板间距0.92米； 15、整机有煤矿安全标志。 （三）、转载机 1、型号：SZZ730/75；Q=600吨/小时 2、长度40米； 3、电压等级：660V； 4、采用φ26*92mm的C级中双链，链速1-—1.2m/s； 5、刮板间距≤800mm； 6、中板厚度18mm，封底板厚度12mm； 8、紧链方式：闸盘紧链； 9、箱体高度不大于350mm； 10、整机有煤矿安全标志。 （四）、顺槽皮带运输机 皮带机用SPJ80/80型,运输能力约400吨/小时，运行速度
23 2米/秒.设计长度600-800米,运行倾角00 -负130 .
主要设备材料投资名细表
三机投入见：方案比较表，乳化泵供液系统采用现有系统，推溜力偏小。
方案比较表(主要设备费用比较)
设备与地奥其他矿设备的通用性： 根据采高要求本次所推荐的MG150（160）/380（375、390）-WD型交流电牵引采煤机采高1.4-2.9米,可以使用在金鹅池东的工作面使用,但是刮板运输机不适合在综合采煤工作面使用(无推溜装臵);由于箭竹坪煤薄不能在箭竹坪使用.西郎沟设计能力大,建议重新选型.大旗B3煤层最大厚度3.56m，最小厚度0.85m，平均2.07m, 倾角多在15～20°之间,可以采用MG150（160）/380（375、390）-WD型交流电牵引采煤机,但是如果大旗的B3煤层顶板不是太好建议采用综合机械化,这样三机应重新选型才可以发挥更好的水平。如果用到大旗，建议按照方案四配套。 南川现在的炮采工作面（长度110-150米）使用两台30型溜子运输,运输能力不足造成经常压死溜子,从而在现场就进行分次放炮,对工作造成较大影响,因此建议在符合条件的工作面将运输机改为一台.建议使用SGB630/150刮板运输机（投资约100万）。和高档普采工作面的区别是：1、不能配臵太大，大了对操作不利，2、可以不配铲煤板挡煤板销排和电缆槽，3、只使用焊接槽帮，4、槽帮可以不配T型螺栓位。 三）、支护 根据工作面和实际情况，本工作面支护布臵方式设计了三种，前两种都是单体柱和铰接顶梁联合布臵支护，后一种采用的是单体柱和π梁组合的方式支护工作面。根据铰接顶梁的排列方式，又分为两种，一是错梁式布臵方式，另一种是齐梁式支护方式。本设计优先推荐第一种支护方案（错梁式布臵方式）。 第一种支护方案：单体柱和铰接顶梁组合错梁式支护方式。这种支护方式是，正倒悬臂支架相间；每隔一到煤间隔挂梁，顶梁向前交错；割第一刀煤时，支临时支柱，割第二刀煤时，临时支柱改为永久支柱，每割两刀煤工作面增加一排控顶距，该布臵方式上方顶板悬露窄，支护及时；每割一刀煤挂梁、支柱数量少，工作量均衡；支柱成直线，行人、运料方便；在切顶线处支柱不易被埋住。但是，这种支护方式的缺点是：对切顶不利，倒悬臂易损坏； 第二种支护方案为比较常见的齐梁式支护。由于，每次进刀进尺是顶梁的一半，割两刀煤才能挂一次梁，支一排柱。所以必须进行临时支护。本设计的临时支护方式为一π梁加两单体柱联合支护顶板。每进一刀，进行一次临时支护，即π梁向前移600mm，每进两刀，回后一排支柱，并向前移2400mm进行后打柱。 第三种支护方案：一根π梁加三根单体液压支柱组成一个支架进行支护顶板。这种支护方式是对错梁式和临时支护的综合。割第一刀煤后，向前移动π梁进行支护；割第二刀煤厚，将后一排的单体液压支柱回撤，向前移3600mm后，进行打柱支护。其27 缺点是：在移动π梁是，工作量大，而且，没割一刀煤，必须移动一次，如果不能借助机械力量，单凭人工，工作难度很大。 综合以上三种支护方式，建议采用第一种，单体液压支柱加铰接顶梁以错梁式的布臵方式进行支护。该方式不需要临时支护，工作强度比较小，工作量比较均衡。 端头支护采用π型钢梁加单体液压支柱，上端头采用四对八梁，下端头采用五对十梁，一梁三柱的支护方式对端头进行加强支护。 两顺槽超前支护采用单体液压支柱加铰接顶梁以一梁二柱的抬棚方式进行支护，超前支护长度暂定为20m，期中，前10m为双排支护，后10m为单排支护，在实际生产过程中，超前支护长度可根据顺槽压力实际显现情况进行合理调整。 5.6 生产系统 5.6.1 运煤系统 本矿运输系统为：采面（刮板运输）→机巷（转载刮板运输和吊挂皮带运输）→采面煤仓→皮带下山（吊挂皮带运输）→采区大巷煤仓（200吨）→矿车（机车运输）→+150水平电翻笼（煤仓）→大倾角皮带→+300水平煤仓→矿车（机车运输）→主立井提升→地面工业广场电翻笼（煤仓）→皮带运输机→煤坪。 本来运输系统比较复杂。 5.6.2 运料系统 a、地面→副斜井→+150水平轨道上山→+150水平运输大巷→西五采区轨道上山→2#甩车场→W2512回风巷→掘进碛头→工作面。 b、地面→副斜井→+150水平轨道上山→+150水平运输大巷→西五采区轨道上山→3#甩车场→W2513回风巷→联络斜巷→W2512机运巷→工作面。 5.6.3 运输系统分析： 1、本矿+150水平现有4台8T机车进行煤矸运输，每台机车串一吨矿车40个。 2、机车由+150水平车场至西五煤仓装煤运出完成一个循环理想状态下需要100分钟。 3、机车由+150水平车场至西四煤仓装煤运出完成一个循环理想状态下需要80分钟。 4、本矿+150水平是单轨道运输，分别在西二、西三、西四、西五采区各有一条100余米的汇车轨道进行机车的进出调节。 5、机车进出之间的调节是由本矿自行设计的红绿等控制、红进绿出、由机车司机观察掌握。一旦红绿灯控制出问题就无法清楚掌握对面机车是否在进出，对生产、对安全生产都有一定影响。 6、主立井3米绞车额定提升能力60吨/小时 7、大倾角皮带为额定运输能力130吨/小时、带速2米/秒。 8、皮带下山吊挂皮带额定运输能力110吨/小时、37KW 4级电机。带速0.8米/秒。 9、机巷吊挂皮带额定运输能力110吨/小时、30KW 4级电机带速1.0米/秒。 10、目前采面采用刮板运输、运输能力80吨/小时、30KW 4级电机。 显然采区机巷运输皮带、集中皮带下山和大巷机车运输不能满足运输要求。 解决办法 1、大巷机车运输4台机车只能考虑2台机车来运输西五煤仓的煤炭，其它2台要运输矸石、人员、材料及各采区轨道下山车场的掘进煤。所以+150水平西大巷西五的煤炭运输为2台机车运输、每台机车串40个矿车、每个矿车载重1吨、100分钟完成一次运输（理想情况）即一个班一台机车可在西五煤仓拉4.8次煤炭，由于+150水平西大巷是单轨运输机车进出的错车耽误时间是不可避免的所以实际上只能按4次计算。因此+150水平西五至井底电翻笼的运输能力为40吨/小时。 2、为满足西五煤仓900～1200吨/天的煤炭运输量必须做以下修改： 2.1、专用西五煤仓运输的机车增加一台，即3台机车运输西五煤仓煤炭，在理想情况下每班可运输480吨。 2.2、如果2.1不能满足要求就建议在+150车场增加一台机车专门调车、卸煤.这样每趟可减少时间40分钟左右。 2.3、如果增加机车后仍无法满足运输需要时，把+150水平西大巷运输由单轨道运输改为双轨道运输，其中西三～西五的巷道断面具备双轨道运输的能力。需要铺设轨道长度2000-400（现有4个车场）=1600米(约需50万)。 2.4、可以考虑安装完善车载调度通信系统或设立井下运输调度中心以提高煤炭运输能力。 2.5、每天两班出煤，夜班可以将集中煤仓（200吨）装满，早班机车可以继续运输。 首先按照2.1执行。 3、采面机巷吊挂皮带运行速度为1.0米/秒小于转载机的1.2米/秒速度,所以机巷吊挂皮带带速不能满足运输需要，需要调整带速到大于转载机的速度。设定机巷的皮带运输能力为200吨/小时，带速为1.6米/秒，皮带宽为650mm，皮带长500米，型号为（尼龙）NN—150 螺旋拉紧参数：行程1000mm、最大拉力16KN、传动滚筒直径500mm 已知目前使用皮带为B650×6（3+1.5）传动滚筒500、上托辊间距a0=1.5米、下托辊间距au=3.0米、上托辊槽角35°、松散密度为900Kg/m3 堆积角20°， 经计算要将现在的机巷650皮带机和集中上山的650皮带机的电动机更换为:Y225M—4—45；减速器更换为:DCY250—25；才能满足使用转载机的需要(由南川矿与加工企业联系改造)。且如果使用转载机建议由矿将顺槽皮带的储带仓和机尾跑车道安装上(注意配合尺寸)，才能满足缩运输设备的需要。 4、要将副斜井改为提升矸石，将主立井的运输能力解放出来矿上要加快改造进度以便满足设备的运输需要。 5.7 工作面通风系统 5．7．1 采面通风系统设计 回采工作面通风系统采用U型+尾排通风方式。 1 新鲜风流 主、副井→+150水平胶带、轨道、人车上山→+150水平运输大巷→西五采区轨道上山→3#甩车场→通风斜巷→W2512运输巷→W2512工作面。 2 污风流 W2512工作面→W2512回风巷→西五采区回风上山→+300水平回风大巷→西风井→地面。 W2512工作面→W2512面瓦斯尾行→+300水平回风大巷→西风井→地面。 5．7．2采面瓦斯涌出量的确定 该面瓦斯涌出只考虑本煤层割煤期间的瓦斯涌出，上邻近层和采空区瓦斯用抽放方式解决。 瓦斯涌出量按该矿已采相邻面回采期间的统计量和该矿配风细则综合考察瓦斯涌出量。W2511回采工作面回采巷瓦斯量为0.654 m3 /min，尾排瓦斯总量为3.328 m3/min，由此计算出回采期间，瓦斯绝对涌出量为3.982 m3 /min。由此推算W2511工作面瓦斯相对涌出量为：10.99 m3/t，W2512采面参照W2511采面，结合《########煤业有限公司6号煤层瓦斯抽放可行性研究》中的数据,相对瓦斯涌出量取q瓦=12.93m3 /t。由此推算W2512工作面瓦斯绝对涌出量Q为： q=日产量×Q瓦/1440=8.4m3 /min q采=8.4×0.55=4.62m3 /min q尾= q- q采=3.78 式中：2.41.91411.45932.292t=´´´=日产量，取932t。 其中，按每天最大进4刀，即2.4m；容重取1.45t/ m3 ；煤厚取平均值1.9m。 5．7．3工作面风量计算 (1)按工作面瓦斯涌出量计算风量 Q采 =Q采回+Q采尾 =100q采〃K+q尾/2.5%〃K =100×4.62×1.4+3.78÷2.5×1.4 =859m3 /min 式中系数取定：Q采---工作面总风量m3 /min； Q采回---工作面回风巷风量m3 /min； Q采尾---工作面专用排瓦斯巷风量m3 /min； K ---为瓦斯涌出不均衡系数取1.4； q采---工作面回风风排瓦斯量m3 /min； q尾---专用排瓦斯巷风排瓦斯量m3/min； （2）按工作人员数量计算 Q采=4 nc 式中：4每人每分钟供风标准，m3 /min.人；33 nc每个采煤工作面同时工作的最多人数，取30人。 经计算，每个采煤工作面Q采为120m3 /min。 （3）按工作面温度计算 Q采=60×Vc×Sc×Ki 式中：Vc回采工作面适宜风速，取1.2m/s； Sc回采工作面平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，取9.12m2 ； Ki 工作面长度系数，取1.1。 经计算，工作面Q采＝722m3/min。 （4）按风速验算 W2512采面工作面采用三五排支护，最大控顶距6m和最小控顶距3.6m。平均断面积9.12m2。 根据公式：Q采面=SV得V= Q采面/S =859÷60÷9.12 =1.57m/s 式中：Q采面为该工作面的总风量，单位：m/min； S为该工作面的断面，单位：m2 ； V为该工作面的风速，单位：m/s。 所以:0.25＜1.57＜4（m/s），符合《煤矿安全规程》规定。 在生产过程中，通风队应根据该工作面瓦斯涌出的实际情况，随时进行调整风量5.8 压风系统 1、####公司压风系统由地面压风房接∮159管道经主立井到+300水平大巷后改为用∮108管道分别供应井下东西翼用风。其中∮159管道长420米、∮108管道由井底至西五全长4680米。管道在轨道上山甩车场支管改为由∮50管道供风至甩车场八字口在分接6分管道供风至机巷或回风巷各处。 1、 目前矿井现用总供气量50.2m3 /min（最大需要，按凿岩机14台、气动风机2台、气动绞车2台、风煤钻2台计算）、矿井现安装有3台20m3 /min空压机1台10m3/min空压机，能满足需要、但是目前安装的压风管道管径无法满足最大供风量需求。 解决办法 1、目前矿上正在考虑东西翼各布臵一趟∮159管道作为压风管路，东翼目前压风量只需10m3 /min空压机就能满足需要，西翼在用风设备全开的情况下用风总量在42m3 /min正常情况下用风量是最大用量的2/3倍。目前的压风管路使用以经十几年了管道锈蚀严重部分管道轻微碰撞就有可能破裂对安全有一定的影响。 可从采区轨道上山直接在∮108管道上接∮50管道到采面。管道沿回风巷或机巷布臵均可。作为防突打钻用。 5.9 通讯系统 机运巷皮带机头、中部、机尾以及西五采区二甩避难硐室各安设一台ktH1-111型电话机便于联系，安设一台信号综合保护器供运输巷皮带、溜子信号用，运巷皮带、溜子机头各安设一台组合按钮便于35 联系信号用，工作面安装声光信号，具备通话功能，以便联系。 5.10 监测系统 W2512回采工作面掘进、回采期间均采用KJ90型瓦斯监测系统，传感器采用KG9701A，实现瓦斯超限报警断电控制。 采煤期：在机运巷距工作面煤壁5～10米处，回风巷距回风出口10～15米，工作面煤壁处5～10米的回风巷内、上隅角、尾排石门各安设一台传感器，分站设于西五采区3甩车场信号硐室中。 瓦斯报警值：工作面、上隅角传感器瓦斯浓度均≥1.0%，回风传感器瓦斯浓度为≥1.0%，尾排石门传感器瓦斯浓度为≥2.5%，机运巷传感器瓦斯浓度≥0.5%。 瓦斯断电值：工作面感器瓦斯浓度为≥1.5%，工作面回风感器瓦斯浓度为≥1.0 %，尾排巷传感器瓦斯浓度为≥2.5%，机运巷传感器瓦斯浓度为≥0.5%。 断电范围：（1）工作面传感器为工作面及其进、回风巷中全部非本质安全型电器设备；（2）回风巷传感器为工作面及其回风巷中全部非本质安全型电器设备；（3）尾排传感器为工作面内全部非本质安全型电气设备；（4）机运巷传感器为进风巷内全部非本质安全型电气设备。 复电值：工作面传感器瓦斯浓度小于1.0%，回风传感器瓦斯浓度均小于1.5%，尾排传感器瓦斯浓度小于2.5％，机运巷传感器瓦斯浓度小于0.5%。 回采工作面的全部瓦斯监测探头随采面回采进度而随之移动。5.11 工作面供电系统 目前南川矿有主变4000kvA两台,一 台使用一台备用,最大负荷率约70%,有三条6kv电缆下井,到西五采区是一条3*50mm 2 的6kv电缆,供电距离约4000米,目前该区负荷约150kw,使用高档工作面后负荷将增加约500kw,能力能满足本工作面负荷的使用. 工作面刮板运输机和采煤机采用1140v供电，移动变电站设在下一个面(2513)的回风巷，当工作面面采到时移动一次。转载、皮带、信号、回柱设备和乳化液泵等设备由原有变电所的200kvA变压器供电，供电电压660v。具体见2512供电系统和设备布臵图。 5.12 工作面乳化液供液系统 乳化液系统采用矿原有设备解决，如果推溜困难时，考虑增加推溜支柱数量或者采用压力较高的乳化泵。 5.13 冷却防尘系统 矿井防尘水由地面污水处理厂水池处理后的清水、和副井+619水平的水池来水供应井下的防尘水，主要还是污水处理厂经过处理后的水、每小时处理后的清水有280m3 /h，由4KW 98m3 /h的水泵向井下供应防尘水。供水最大垂高400米，防尘水主管道为∮108无缝管（加减压阀），到各采区轨道上山后的分支管道改为DN50无缝管、至各甩车场八字口。然后分别接6分无缝管37 至回风碛头和机巷碛头。 解决办法： 在采区轨道上山主管道∮108管道上分接∮50管道到采面。管道沿回风巷或机巷布臵均可。解决机风巷防尘、采煤机冷却喷雾和刮板运输机冷却等。 5.14 采面抽放系统设计 见《W2512采煤工作面瓦斯抽放设计》 5.15 采面防突设计 见《W2512采煤工作面防突设计》 通风：东、西风井主扇现还有富余，如矿井总风量需增加，可调节主扇角度能满足风量的增大。故通风方面无需大的投入。抽采：该采面W2512回风巷下向孔抽放已于2010年8月施工接抽完，W2512机巷上向孔现已施工至距碛头20米处，已施工完的上下向孔一直在进行抽放，当该采面投入机采时，抽放能达标，不会影响该采面的正常生产。故抽采方面无需大的投入。 综上所述，如果产量达到45万吨/年，通风和抽采现不需要大的投入。 5.16 主要安全技术措施及避灾路线 含设备运输安全技术措施、设备安装安全技术措施、作业规程等另行编制。 5.17 主要技术指标 工作面主要技术经济指标表
5.18 劳动组合 1、作业形式： 采用三、八作业制，两采一准。 2、循环方式： 日循环数四个，循环进度0.6m，日进度2.4m， 正规循环率85％。 3、正规循环作业图表（见图 ） 防突面应加防突工序，文字说明 劳动组合表
41
工 护 队干 1 1 1 3 组织全队安全生产、工作 合 计 23 24 23 78
材料管理 1 材料、设备、库管、核算 机电副队 1 负责本队机电设备维护、检修、管理 检修车间 2 负责本队配件回收、加工、检修及装、卸设备 合计 4 备注：从上表所述，生产班每班应出勤 26人，但由于某些工种可以兼做，如：在无设备故障的情况下，小班电工、钳工均可做运转工，从队编制情况看，生产班每班保证24人出勤即可满足生产需要。两个生产班按26人编制，早班按28人编制，合计78人。附加材料员、检修车间人员和机电管理人员共计82人。在出现特殊情况如请假、长伤等情况时，上述人员分配方式依然能够满足生产需求。 5．19、施工组织 工程量 为满足W2512高档普采设计开采能力必须完成以下相关工程量才能保证W2512高档普采能如期投入生产。 1改造机巷吊挂皮带。
42 2改造皮带下山皮带。 3增加大巷运输系统能力、增加机车。 4改造副斜井轨道运输和消化矸石的配套设备的安装、以提高主立井提升煤炭能力。 5、更换2.5米提升绞车，我矿现在使用的XKT型矿井提升机和TKD型绞车电控及电动机已经是国家禁止井工煤矿使用是设备及工艺目录第二批中明令淘汰的产品，提升机是73年出产的现在滚筒已经失圆，目前只保证每天下放材料无法满足提升矸石的需要） 6安装完善原1#人车巷人车、拆除副井巷人车才能对高档普采设备进行下放。 7地面组装高档普采新设备试运行、培训 8运输安装高档普采新设备. 施工部署与进度计划 施工分为机电队、运输队、掘进队、三组在不影响正常生产的可调节情况下同时进行。W2512采面井巷工程和1#人车巷和1-3项改造预计8月10日前结束。
依据上表，有部分改造设备就需要提前到货工作才能开展。 5．20、副井出矸石的时间安排 副井改造在不影响正常生产的情况下、巷道及绞车部分由运输组织人
44 员完成，井口配套矸石消化系统由机电队组织人员完成。相关改造所需要的设备零件等必须在此时间之前到现场
本表中采煤工作面是按照每天4刀煤炭安排的，掘进进度按照90米/月，切眼按照60米/月安排。从表中可以看出基本能满足接替要求。 5．22煤炭质量 西五采区有可采煤量84万吨，采完后进入西六，西六煤炭变化比西五大，割底割顶的情况可能增加，将造成煤炭质量下降，可以待西六煤层巷揭露后根据情况而定，如果质量影响大，可以考虑上风选以降低矸石含量。目前年处理能力30万吨/年的风选设备为65万元/套，包括外围设备和其他费用等需投资约100万元。第六章 职工培训 一、 采煤机司机：6人 由南川联系送煤监培训取得操作证后待 设备到货地面组装时由厂家进行实际操作训练；生产实习由矿联系单位. 二、 电钳工由南川联系送煤监培训取得操作证5-6人，设备定 货后新选派5人到厂家培训学习，设备在地面组装运行和井下安装试运行时由厂家进行现场实际培训； 三、 管理人员：机电部1人、矿领导1人、队长1人、分管机 电的副队长1人，共4人，设备出厂前的验收和培训，设备在地面组装运行和井下安装试运行时由厂家进行现场实际培训； 四、 设备出厂验收：矿机电部1人、矿领导1人、队领导1人； 能源公司机电部1-2人、公司领导1人、技术部1人、采购部门1人，共6-7人参加设备出厂前的验收第七章 技术经济分析 1、 需要增加的工程量 将现在有的200米机巷加宽，2.4米增加到2.9米,增加的支护费用2.5万元,没有计算增加部分的人工工资.未计临时硐室的费用.更换风巷钢轨(8kg/米更换为15kg/米共500米)9万元,换风水管1寸变为2寸共1200米4万元.共15.5万元（由于增加的巷道工程量绝大部分是煤炭，所以未计算增加的工程量费用，采煤和掘进的人工差价未计）。 2、 设备材料增加投资计算 按照推荐方案三机投入为516万元，设备材料投入125．65万元，总计641.65万元。 4、前期管理及人工费用 20万元(含出差费、加班费、培训费、办公费等) 5、煤炭生产量 目前南川矿两个炮采工作面生产能力30万吨，如果2512改为高档普采工作面后，按照每班生产两刀煤两采一准计算，135*1.9*1.45*2.4=892吨/天.按照全年300天计算为300*892*0.97=259572吨/年.考虑运输设备等影响,设计该工作面实际生产能力为22万吨.再考虑操作不熟悉工人素质等因素,每年生产能力设计为20万吨。目前在没有经过能力提升核定的情况下,生产能力最多30万吨/年,待机械化操作熟悉后可以申48 请提升矿井生产能力,待将副井改造完毕作为主要提升矸石的通道后矿井生产能力有望达到40万吨/年,但是产量应逐步增加。 6、投入和产出比较 南川矿2010年煤炭综合销售价486.26元/吨.完全成本281元/吨.如果将副井改为提升矸石将主立井的提升能力解放出来提升煤炭.当产量增加5万吨时,利润将增加205.26*5=1026.3万元.工作面设备和电力增加保守计算200(电费增加（约3.5kw.h/吨=40万元/年)万元,则年利润至少增加800万元(人工工资增加在吨煤281元的成本中体现)。如果产量增加更大，效益将更明显。在计算中没有考虑产量增加成本的降低，在生产过程中产量增加应相应增加工资总额，提高干部职工的积极性，所以增加产量和成本降低不是比例关系。 7、 投资回收 总投资为：增加的工程量15.5万元+设备材料增加641.65万元+前期管理20万元+工作面安装费用50万元=727.15万元（矿车40辆20万元）。按照年利润增加800万元计算，投资回收期为727.15/800*12=11个月。 8、 目前南川矿一个采煤炭队管两个面，共123人+值班电工8 人共131人，平均每头66人，高档普通采煤工作面定员82人，增加了16人。回采工效原来150000吨/66=2272吨/年.人提高到200000/82=2440吨/年.人。单面工效提高约9.5%。49 9、存在的问题和风险 1）由于####乃至地奥矿业能源公司都没有机械化采煤的经验,且和国有企业相比,干部职工的信心相对不足,加之职工队伍文化素质相对较低,特别是干部队伍对责任的担忧等均导致在机械化发展上的障碍,所以也存在一定的风险.但是在南川上机械化采煤的条件是成熟的,成功的可能也很大。 2）由于工作面的地质变化，有可能存在割底割顶的情况，这样对煤炭质量有一定影响、但是影响不会太大。 3)要达到预定的效益首先要保证成功,其次是申请能力提升,解放主立井的提升能力,这样才可以保证生产能力增加. 4)2512上普采后开采强度加大,对下个面(2513)的接替要造成紧张局面,矿要加快掘进速度才能保证接替顺利进行。 10、建议 建议公司在上机械化之前及时制定相关的劳动定额和激励政策,要让干部职工看到提升能力对他们的好处.并在干部职工中加大宣传力度，调动干部和职工的积极性,矿上要重视技术培训和管理才能保证本项目的顺利实施和成功。 附：供电系统图，电气设备布臵图，工作面布臵图，通风系统图， 设备、风、水布臵图，巷道断面图； 《W2512采煤工作面瓦斯抽放设计》《W2512采煤工作面防突设计》。
