二采区专门设计了采区变电所,从地面变电所高压下至变电所,满足采煤机和掘进机1140V供电需要。
四、掘进配套工程
综合机械化采煤,不只是综采工作面,必须有相关的综掘做保障,不然存在接续问题,因二采区为没有经过瓦斯突出危险性鉴定,开拓系统形成后,需两翼施工底板瓦斯抽放巷(距离K3底板25米处的岩石中),一次抽放三层煤瓦斯(因层间距近),我们准备上岩巷综掘机(260型),煤巷采用煤巷综掘机(130型),加快掘进速度,煤巷掘进进尺正常为350米/月,而综采推进度为2500/(140*2*1.45)=6米/日,月进度6*25=150米,采掘进度比为1:2.3,满足接续要求。
五、选煤系统
二采区开始投产前,地面优化建设分选筛选系统乃至风选系统,规模和产量配套,确实把煤炭质量提升起来。
第四节 垭关煤矿推广综采需注意的问题
一、煤层厚度变化
根据钻孔资料分析,K1煤层在1.5~2.0米变化,K2煤层在1.8~3.0米,K3煤层在1~4.5米,但因K3煤层稳定性稍差,所以在机械选型时重点考虑上部两层煤。 二、地质条件
一采区地质条件相对复杂,小构造较多,进入二采区后许多走向方向断层不影响二采区,但少量倾斜方向断层二采区方面时需考虑过断层措施。
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三、底板岩石
根据垭关煤矿生产现状分析,K2、K3底板属泥岩,遇水易膨胀,在矿山压力下易变形,综采机械选型时,支架的选型特别重要,需选轻小型易推进防滑的支架。至于层间距小,下两层顶板破碎,综采可以解决,只是两翼交替避开岩石移动影响期就可以。
第三章 综采工作面生产能力及设备选型
第一节 综采面生产能力
一、二采区综采工作面主要参数
根据二采区优化设计方案,工作面主要技术参数为 走向长 两翼平均1000米 面 长 三层煤平均150米 煤 厚 平均2.0米 容 重 1.4吨/米3
二、生产能力计算
按年产60万吨计算,月生产天数25天,年生产天数为300天 日生产能力:60/300=2000吨
每天实行“三。八”制,两班生产,一 班检修 班生产能力为:1000吨
工作面割一刀产量为:150*2*1.4*0.8=336吨(截深暂按0.8米计算)
每班走刀数为:1000/336=3刀 每刀用时140min
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按60%开机率计算,每刀用时为84min 采煤机牵引速度为150/84=1.786m/min 以上可以作为采煤机选型的基础。
第二节 综采设备选型
一、依据
垭关煤矿煤层特点,皆为中厚煤层,两层煤层稳定,K1煤层顶底板条件较好,K2、K3底板易底鼓,煤层层间距较小,进入二采区后,根据钻孔地质资料分析,层间距分别为6米和3米,地质构造方面东翼有斜交断层(F5)落差为5米左右。鉴于以上条件,在综采设备中液压支架选型是重点。 二、设备选型
综采液压支架是关键,根据实际情况选型。采煤机选型因K3煤层属于较稳定煤层,主要考虑K1、K2煤层厚度及支架型号进行选型。
液压支架选型
(1)支护强度(工作阻力)计算
q?H???q??(K?1)co?s
2qT/m式中:------液压支架的支护强度,〔〕;
H------采高,〔m〕;
?------顶板岩石容量,一般取2.3T/m3;
K------顶板岩石破碎膨胀系数,一般取1.2~1.5;
?------工作面倾角,〔度〕;
?------附加阻力系数,二排立柱支架?取1.6,单排立柱支架?取
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1.2;
q?------顶板周期来压动载系数。
周期来压时矿压值q?=非周期来压时矿压值,q?值可按以下情况选取:周期来压不明
显顶板:q?取1.1;周期来压明显顶板:q?取1.3;周期来压强烈顶板:
q?取1.5~1.7。
本矿q=2*2.3*1.2*1.2/(1.4-1)*cos20=17.623T/m3 (2)初撑力
目前在坚硬、中硬和破碎的顶板条件下,多趋向于采用较高的初撑力。现在支架的设计中初撑力,已高达工作阻力(支护强度)的90%以上。根据有关资料介绍,初撑力与支护强度的比例关系,即=初撑力强度/支护强度,以顶板的的稳定性不同,一般在60~85%区内选取为宜。
在确定出撑力时,可按以下原则考虑:对于不稳定和中等稳定顶板,为了维护机道上方的顶板,应取较高的初撑力,约为工作作阻力的80%;对于稳定顶板,初撑力不易过大,一般不低于工作阻力的60%,对于周期来压强烈的顶板,为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁,应取较高的初撑力,约为工作阻力的75%。
垭关煤矿K1、K2煤层顶板属于稳定型,K3属于极不稳定顶板,所以初撑力主要考虑上两层顶板可以考虑为工作阻力的70%。
(3)移架阻力及推溜力
移架力中厚煤层支架为150~300kN;推溜力一般为100~150kN。 (4)支架高度
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支架的最大和最小支撑高度,应根据煤层厚度的变化合理选择,片面地认为调高范围越大越好,过大地加大调高范围将增加设备重量及制造成本。 支架高度可由下式计算:
Hmax=h大-S1+0.2
Hmin=h小—S2—a—c
式中:Hmax------支架最大结构高度,〔m〕;
Hmin------支架最小结构高度,〔m〕;
〔m〕; h大------煤层最大采高,〔m〕; h小------煤层最小采高,
S1------支架前柱上方顶板下沉量,一般取0.1m; S2------支架后柱上方顶板下沉量,一般取0.2m;
a------支架前移时可缩余量,一般取不小于0.05m;
c------支架与顶底板间的浮煤,破矸厚度一般取0.1m。
跟据此公式同时考虑三层煤通用减少投资,支架高度应为 Hmax=3.0-0.1+0.2=3.1m Hmin=1.5-0.2-0.05-0.1=1.15m (5)顶梁长度
直接撑定掩护式支架,如图4-1所示。
b1???y?d?l?0.3?tg??c
式中:?------铲煤板铲尖到煤臂的距离,取100~200mm(具 体大小也可计算);
y=F+G+J+V
式中:F------铲煤板宽度,一般取150~240mm;
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