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第二节 采煤工艺
一、采煤工艺
工作面设计采用钻眼爆破落煤的采煤工艺。
二、作业形式和循环进度
作业形式：两采一准。
循环进度：1.2m，每天完成2个。
三、落煤、装煤、运煤及顶板控制方式
㈠、落煤、装煤及运煤 1、落煤：爆破落煤。
2、装煤：由人工将放落的煤装入刮板输送机。
3、运煤：工作面由刮板输送机运出；机巷采用刮板输送机、带式输送机运煤。 ㈡、顶板控制方式 1、支护形式
工作面采用2.8m长的π型钢梁配合单体液压成对交替迈步进行支护，齐柱式走向棚布置，一梁三柱支护形式，支柱排距为1.2m，组距为0.8m。采用“三〃四”排管理，最大控顶距为5.2m，最小控顶距为4.0m，放顶步距为1.0m，全部跨落法管理顶板。
2、支护质量
⑴、支柱打成一条直线，排距1200mm、柱距800mm，偏差均不超过±100mm；新暴露的顶板要及时支护。
⑵、支柱有迎山角，迎山角3°～5°，工作面支柱必须全承载。
⑶、支柱钻底量大于100mm时要穿鞋，初撑力不得低于10MPa，不足的要进行二次补液。
⑷、煤层变化时，必须及时更换适应采高的支柱，防止支柱超高或压死，活柱伸出量不小于200mm。
⑸、工作面顶梁挂设平直，梁小头垂直指向煤壁，梁与梁之间相互平行，过顶材料均匀排列。
附图四：工作面支护平、剖面图。
四、炮眼布置设计及爆破说明书
1、炮眼布置方式及爆破方法 ⑴炮眼布置方式：三角眼。
⑵爆破方法：串联联炮，毫秒微差、正向爆破。 2、爆破说明书
详见爆破说明书及炮眼布置三视图。 附图五：爆破说明书及炮眼布置三视图。
五、工艺流程
[一班/准备]实施防突措施→效果检验→检修、伸缩溜子→打眼→ [二班]装药、联线
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→撤人、警戒→放炮→排炮烟→洒水、防尘→挂网→移梁→攉煤→推溜→收浮煤→支柱→回柱→文明生产→打眼→[三班] 装药、联线→撤人、警戒→放炮→排炮烟→洒水、防尘→挂网→移梁→攉煤→推溜→收浮煤→支柱→回柱→文明生产→[一班] 附图六：工艺流程图。
六、回采工作面正规循环生产能力
工作面平均长度174.5m，循环进尺1.2m，平均采高2.0m，容重1.8t/m3，回采煤率为95%。则
W循环＝L×S×h×r×c
＝174.5×1.2×2.0×1.8×95% ＝716.2(t)
式中：W-------工作面正规循环生产能力，t； L-------工作面平均长度，m； S------工作面循环进尺，m； h-------工作面设计采高，m； r--------煤层视密度，m； c--------采出率，%；
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第三节 设备配置
工作面设备配置详见表工作面设备配置2-3-1。
表2-3-1 工作面设备配置表 设备名称 规格型号 单位 数量 主要技术参数 煤电钻 GMZ-12 台 2 功率：1.2 kw 刮板输 送机 SGB-630/ 150C 运输能力：250t/h，长度：100m，链速：0.868m/s，配套电机功率：实配电机为125kw电压660V 备注 工作面 台 1台 刮板输 送机 75型 台 1台 运输能力：250t/h，长度：70m，工作链速：0.868m/s，配套电机功面 率：实配电机为75kw电压660V 运输能力：250t/h，长度：40m，链速：0.868m/s，配套电机功机巷 率：实配电机为40kw电压660V 刮板输 送机 40T 台 1台 皮带输 送机 乳化液 泵站 回柱绞车 调度绞车 单体柱 π型钢梁 铰梁 机头大板 SPJ-800 XRB2B-86/ 200 JH2-14 JD-11.4 DZ14-25/30 2.8米 HDJA-1000 4.2米 台 台 台 台 棵 棵 棵 棵 运输能力：350t/h，出厂长度：机巷5台，300m，带宽：800mm，带速：运输上山3 1.63m/s，配套电机功率：22kw台 ×2，电压380V/660V 功率：37kw，额定输出压力2 机巷 20MPa，流量：80L/min， 1 功率17kw，容绳量150m 风巷 4 功率：11.4kw 风巷 1860 支撑高度1.0～2.8m 500 长2.8米 320 长1.2m π型20 长4.2米 钢梁 附图七：工作面设备布置示意图。
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第三章 顶板管理
第一节 支护设计
一、工作面支护设计
采用类比法进行设计。
1、根据本矿矿压观测资料，选择本工作面矿压参数，详见矿压参数参考表3-1-1。
表3-1-1 矿压参数参考表 序号 项目 单位 同煤层实测 本面选取 直接顶厚度 m (2.7～5.7)/4.3 4.3 顶底(17.9～基本顶厚度 m 25.0 1 板条28.0)/25.0 件 (7.70～直接底厚度 m 12.3 15.5)/12.3 2 直接顶初次垮落步距 m (20～30)/25 25 来压步距 m 12.0 12.0 2最大平均支护强度 kN/m 240.2 240.2 初次3 来压 最大平均顶底板移近量 mm 800 800 来压显现程度 不明显 不明显 来压步距 m 8.0 8.0 最大平均支护强度 kN/m2 220.8 220.8 周期4 来压 最大平均顶底板移近量 mm 600 600 来压显现程度 不明显 不明显 最大平均支护强度 kN/m2 215.0 215.0 5 平时 最大平均顶底板移近量 mm 400 400 6 直接顶悬顶情况 M (0～10.8)/2 2 7 底板容放比压 MPa （4~10））/7 6 8 直接顶类型 类 III III 9 基本顶级别 级 III III 10 巷道超前影响范围 m <25 20 2、支护强度 ⑴、采用经验公式计算支护强度 Pt＝9.81×h×γ×k ＝9.81×2.0×2.5×7 ＝294.3kN/m3
式中：Pt——工作面合理的支护强度，kN/m3； h——采高，1.0～3.0 m，平均2.0m；
γ——直接顶板岩石的密度，t/m3，一般可取2.5 t/m3，取2.5 t/m3；
k——工作面支柱应支护的上覆岩层厚度与采高之比，一般为4～8，应根据实际情况选取。本工作面属于中厚煤层、顶板条件较差,取6。
⑵、选用现场矿压实测工作面初次来压时的最大平均支护强度 Pt＝240.2kN/m3
因此工作支护强度应大于343.35 kN/m3，因此本工作面取300kN/m3。
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3、支柱实际支撑力
Rt＝kg×kz×kb×kh×ka ×R
＝0.99×0.95×0.9×0.95×0.95×250 ＝190.98kN
式中：Rt——支柱实际支撑能力，kN； kg——工作系数； kz——增阻系数； kb——不均匀系数； kh——采高系数； ka——倾角系数；
R——支柱额定工作面阻力，kN。
K ——支柱阻力影响系数，可以从支柱阻力影响系数表3-1-1中查得。
表3-1-1 支柱阻力影响系数表 项 目 工作系数kg 增阻系数kz 不均匀系数kb 采高系数kh 液压支柱 微增阻支柱 急增阻支柱 木支柱 0.99 0.95 0.9 <1.4m 1.0 <10。 1.0 0.91 0.85 0.8 0.5 0.7 0.7 0.5 0.7 0.7 1.5～2.2m 1.5～2.2m >2.2m 0.95 11～25。 0.95 0.95 26～45。 0.9 0.9 >45。 0.85 倾角系数ka 4、工作面合理的支护密度n n＝ Pt/ Rt
＝300/190.98 ＝1.51棵/ m2 5、排、柱距
根据推进度，工作面基本支柱的排距取1.0m，则基本柱距为： L柱＝1÷（L排×n） ＝1÷（1.0×1.51） ＝0.66m
式中：L柱——工作面基本柱距，m； L排——工作面基本排距，m。 取基本支柱的柱距0.6 m。 6、支护密度验证
n′＝ 每棚支柱数/（控顶距×柱距） ＝3/(3.8×0.6）
＝1.32棵/m2<1.51棵/m2
支护密度不能满足要求，由于选取的基本柱距已为最小安全宽度，因此采用每两棚支柱成组使用，交替迈步进行支护，将两棚支护柱距调整为每组距离0.8米。重新验证支护密度：
n′＝ 每组支柱数/（控顶距×组距）
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＝5/(3.8×0.8）
＝1.65棵/m2>1.51棵/m2 支护密度满足要求。 7、控顶距
根据顶板条件，本工作面采用“三〃四”排支护、见四回一”的管理方式。最大控顶距为5.2m，最小控顶距为4.0m，放顶步距为1.2m。
8、柱鞋直径
Φ≥200
190.98Rt＝200×＝636≈650 (mm)
6Q式中：Φ—柱鞋直径，mm；
Q—底板比压，MPa。 根据该工作面的顶底板条件，结合采高等因素，工作面选用DZn-25/100型单体液压支柱，2.8m长的π型钢梁，成对交替迈步进行支护，齐柱式走向棚布置，一梁三柱，支柱排距为1.2m，组距为0.8m。采用“三〃四”排管理，最大控顶距为5.2m，最小控顶距为4.0m，放顶步距为1.2m。全部跨落法管理顶板。
二、支护材料数量及规格
1、单体液压支柱（DZ14-25/100）
采面支柱采用“三〃四”管理，则所需单体液压支柱为： 基本柱：180÷0.8×6+6＝1356根 密集柱：180÷0.8×1＝225根 超前支护：60根
上下安全出口及机头大板支护：50根 合计：1691根
备用柱：169根（10％的备用率） 共计：1860根
2、π型钢（2.8m/棵）
基本梁：180÷0.8×2+2＝452根 备用梁：45根（10％的备用率）
共计：497根，2.8×497＝1391.6米。 3、铰接顶梁
采面切顶排密集柱：225棵 超前梁：60根 合计：285根
备用梁：28根（10％的备用率） 共计：313根
4、柱鞋（Φ650mm） 所需数量为：1691块
备用量：169块（10％的备用率） 共计：1860块
5、塑料锚网：1300×10000㎜，网格50×50㎜ 6、背板：长×宽×高＝1200×140×50（mm） 7、机头大板：长4.2米的π型钢，16棵
三、乳化液泵站设计
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㈠、泵站选型、数量
乳化液泵站型号为BRW80/20，数量为2台，双机并用，使用配套乳化液箱，其额定流量为200L/min，额定工作压力为18MPa；输液管路选用KJR-19型高压胶管，耐压20MPa以上。
㈡、液压管路：泵站→机巷→机巷超前棚→工作面→风巷超前棚。 ㈢、泵站位置
泵站安设在机巷，距离工作面120m以上顶板完好、巷道较宽的位置，并随着工作面的推进及时调整泵站的位置。
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