第4章采煤方法

4 采煤方法

4.1 采煤方法

4.1.1采煤方法的选择

1. 首采区确定

首采区位置应考虑选择在地质勘探控制程度高、储量级别高、且地质构造简单、煤层赋存稳定、可靠适合机械化开采的地段。

由于本井田为一向北西倾向的单斜构造，且主、副井口及工业场地位于井田北部边界附近，主斜井井底落平在西翼大巷和201盘区北界附近；201盘区控制程度高，且储量丰富、煤层平缓、厚度稳定、结构简单，适用于综合机械化开采；且井巷工程量省，主、辅运输系统简单，便于管理，利于矿井生产和稳定。因此，设计确定201盘区为本矿井的首采区，首采煤层为2号煤层。

2. 采煤方法选择

2号煤层顶底板均为泥岩、砂质泥岩，节理裂隙不发育。煤层倾角一般为2～6°。根据本矿井煤层赋存特征和国内外大采高设备和工艺的发展现状，设计认为采用大采高综采，工作面生产潜力大、可靠性高、工序简单、易管理。因此，设计矿井2号煤层采用走向长壁采煤法，一次采全高，全部垮落法管理顶板。

4.1.2工作面装备水平的确定

沁城矿井设计生产规模0.90Mt/a。矿井首采区位于井田东南部开采技术条件较好的区域。矿井初期开采的2号煤赋存稳定，结构简单，厚度适中，适合综合机械化开采，且易于实现高产，根据国内综采工作面平均水平，要达到0.90Mt/a 的生产能力，井下布置一个综采工作面即可。

4.1.3工作面参数的确定

1、工作面采高

根据首采区201盘区2号煤层赋存条件，设计采用综采一次采全高进行回采，采高随煤层厚度变化而变化，采高变化范围 3.2～3.7m，首采工作面平均采高约

3.5m。

2、工作面长度

根据对近年来我国部分矿井综采工作面的调查研究，目前我国综采工作面面长多在150～300m之间。本矿井地质构造简单、开采技术条件良好，结合本矿井生产能力0.90Mt/a，设计确定初期201盘区工作面长度为180mm。

3、工作面推进长度

本矿井煤层倾角小，地质构造简单，工作面推进长度基本不受地质条件影响，为减少工作面搬家次数，提高工作面产量和效率，设计根据工作面长度，矿井设计生产能力、运输设备性能，结合盘区的合理划分，确定2煤层综采工作面推进长度1000～1500m。

4.1.4工作面主要设备选型

本矿井以一个一次采全高综采工作面和一套综掘及一套炮掘作业线保证全矿0.90Mt/a的生产能力，综采工作面设计按采高3.5m、日产量2727t选择综采设备。根据目前国内外综采三机发展现状，设计选择的首采工作面主要设备如下：

1. 采煤机

根据本矿工作面生产能力及煤层赋存条件，设计采煤机截深为0.6m，工作面面长180m，采煤机割煤高度为3.5m，工作面回采率取0.93，工作面日进5刀。

按产量要求，可求得采煤机平均割煤速度为：

V＝﹛2727÷（L·H·B·r×0.95）×（L十I）﹜÷（3·T×70%×60）式中：

V——采煤机平均割煤速度，m/s；

L——工作面长度m，取180m；

H——采高m，取3.5m；

B——截割深度m，取0.6m；

r——煤层容重t/m3，取1.42t/m3；

T——每班工作时间h，取6h；

I——采煤机开缺口行程m，取5Om；

50%——采煤机组开机率；

O.93——工作面煤炭回收率。

代入上式得：

V＝﹛2727÷（180×3.5×0.6×1.42×0.93）×（180＋50）﹜÷（3×6×50%×60）＝2.3m/min

因工作面产量不均衡，采煤机的实际牵引速度应达到4～6m/min，空载时，要求其速度不小于12m/min，以减少辅助工作时间。

采煤机理论生产率:

Q＝6OH·B·v·r·C

＝6O×3.5×0.6×2.3×1.42×0.93

＝383t/h

式中：

Q——采煤机理论生产率，t/h。

采煤机所需装机功率:

P＝Q·HW

＝383×0.8

＝307kW

式中：

P——装机功率，kW；

HW——比能耗，kW·h/t，根据美国、日本等国开采硬煤层的经验，此处取0.8kW·h/t。

考虑到本区煤层开采技术条件简单，实行综合机械化开采，矿井增产的潜力较大，类比国内相似条件矿井的综采工作面单产可达到2.0Mt/a以上，因此设计考虑留有矿井增产的余地。

2. 刮板输送机

工作面刮板输送机能力的计算：

采煤机生产能力：Q

1

=3.0×60×3.5×1.42×0.6×0.93=537t/h

刮板输送机能力：Q

2=K×Q

1

=1.3×532=697t/h

式中：

K—考虑采煤机割煤不均匀和运输方向及倾角系数，一般为1.1-1.5，取1.3。

根据上述刮板输送机能力要求，设计推荐综采工作面选用SGZ-764/320型刮板输送机，其主要技术参数如下：

功率：2×160kW；

电压：1140V；

运输能力：700t/h；

链速：1.1m/s。

3. 转载机

综采工作面选用SZZ764/132型转载机，其主要技术参数如下：

功率：132kW；

电压：660V；

运输能力：800t/h；

链速：1.3m/s。

4. 破碎机

选用PCM-110型破碎机，其主要技术参数如下：

功率：110kW；电压660V；

破碎能力：1000t/h。

5. 可伸缩胶带输送机

选用SSJ1000/160可伸缩胶带输送机两台，其主要技术参数如下：

功率：160kW；

运输能力：800t/h；

运输距离：1000m。

6. 支护设备