loading第一节 采区巷道布置及采煤方法
一、采煤工艺及设备 （一）原设计方案
原设计中选用采煤方法选用比塞洛斯DBT欧洲公司提供的全自动化RHH型底拖式刨煤机、薄煤层液压支架及自动化PMCR型设备。为实现刨煤机刨头、刮板输送机、推移千斤顶和液压支架的同步协调工作，配套选用PMCR计算机电液控制系统。工作面实行无人自动化管理。
（二）修改原因 1、技术发展方面
对薄煤层综合机械化开采技术主要有三种，一是刨煤机开采工艺，二是薄煤层综采采煤工艺，三是螺旋钻采煤机开采。其中螺旋钻采煤更适合0.7m以下煤层的开采，且生产能力较小，不适宜于本矿煤层条件。
2005年以前，国内薄煤层滚筒采煤机综采技术在设备和工艺方面水平均不理想，综采设备主要是薄煤层滚筒采煤机质量不过关，维修率高，开机率较低，薄煤层工作面生产能力一般低于20万t/a。而当时的国外引进刨煤机开采已经达到相对较高的技术水平，相比不成熟的薄煤层滚筒采煤机优势明显，因此，原设计选用刨煤机采煤法开采比较合理。
随着朱家店项目的推进，经过近10年发展，国内薄煤层滚筒采煤机综采技术已取得长足的进步，目前薄煤层滚筒采煤机工作面生产能力可达到50-60万t/a，在此背景下刨煤机开采与滚筒采煤机相比，在安全可靠、生产成本综合方面略显不足。
2、国内实例
2003年左右，山西省陆续从德国DBT公司引进了3套刨煤机，其中晋煤集团引进1套，在凤凰山矿实施开采；焦煤集团西山煤电公司引进1套，在马兰矿使用；同煤集团引进1套，在晋华宫矿应用。据了解，3处刨煤机工作面在使用1-2年内均已升井，原因是刨煤机对地质条件要求苛刻，特别是在工作面底板不平时会造成“飘刀”或“啃底”，煤层中出现夹石的情况下刨煤机易断链，出现打刨刀和刨链断链事故，所以刨煤机不能刨石头，过断层必须搬家，受煤层变化
和顶底板起伏不平影响时，工作面不能实现自动化生产。同时设备配件昂贵，生产成本高。
朱家店煤矿技术管理水平与大型煤炭集团公司相比稍有差距，采用刨煤机风险较大。
3、地质条件
刨煤机适用于煤层赋存稳定、厚度变化不大（煤层厚度1.3-1.5m时最佳），工作面无断层、陷落柱等构造，煤层中夹矸少、硬度小，煤层顶底板岩石稳定的地质条件。
朱家店煤矿在建设过程中，随着4号煤层的逐步揭露，地质条件趋于复杂，根据矿方提供的实测资料，在4号煤辅助运输巷掘进过程中（约1000m）已揭露8条小断层，由此可判断，采区内小型断裂构造较发育。4号煤层厚度变化较大，由此分析，该矿4号煤层不适合使用刨煤机开采。
4、滚筒式采煤机的薄和极薄煤层综采工艺对煤层赋存条件适应性较好，可适应各种不稳定复杂条件下的极薄、薄及中厚煤层的开采。如构造较复杂、煤层中夹矸较多时，可采取加大采煤机功率的方式正常生产。
5、根据山西省煤炭地质公司于2004年1月编制的《山西省吕梁地区朱家店煤矿生产矿井地质报告》，本矿4号煤层位于山西组中下部，厚度0—2.28m，平均0.97m，结构简单，偶含1层0.05-0.10m左右的夹矸，倾角一般在10°左右，局部达到23°（井田西南部），煤质为焦煤，井田内已发现十几条断层，最大的为朱家店断层，落差80m，在井田西南边界附近通过，其余落差2-30m。尚未发现陷落柱，无岩浆影响。井田构造属简单类。
通过以上分析，结合实际揭露的地质条件，设计认为本矿4号煤层在煤层倾角、地质构造方面不具备实施刨煤机的条件。采用国内目前技术相对成熟的薄煤层综采工艺更为稳妥。
（三）修改后方案 1、主要设备
本次设计工作面采高范围1.1-2.2m，生产能力按0.61Mt/a计算（详见通风章节）。
（1）设计选用MG320/710-WD型采煤机，其主要参数如下：
总装机功率：710kW； 采 高：1.1～2.2m； 截 深：630/800mm； 牵引方式：电牵引； 牵引速度：0～6； 电 压：1140V； 重量：21t。
其主要技术参数见表2-1-1。
表2-1-1 采煤机技术特征表
型号 MG320/710-WD 采高(m) 电机功率(kW) 滚筒直径(m) 截深(mm) 1.1-2.2 710 900 630/800 适应倾角(°) ≤35° 机面高度(mm) 950 重量 (t) 21 （2）工作面可弯曲刮板输送机
工作面刮板输送机选择与采煤机配套的SGZ730/2×200刮板输送机，其主要技术参数见表2-1-2。
表2-1-2 刮板输送机技术特征表
型号 SGZ730/2×200 铺设长度输送能力 (m) (t/h) 120 750 卸载 方式 端卸 牵引 方式 销轨 电机功 率(kW) 2×200 链型 中双链 备注 （3）顺槽可伸缩胶带输送机
选择DSJ100/75/2×250型可伸缩胶带输送机即能满足要求，主要技术参数见表2-1-3。
表2-1-3 可伸缩胶带输送机技术特征表
型 号 DSJ100/75/2×250 输送能力 (t/h) 950 输送长度 (m) 1275 带速 (m/s) 2.0 带宽 (mm) 1000 电机功率 (kW) 2×250 电压等级 (V) 660/1140 （4）工作面顶板管理方式及液压支架选型
液压支架的阻力是支架设计中最基本的参数，支架所有结构的强度都由此决定。设计采用“估算法”计算液压支架工作阻力。
估算法首先考虑支撑冒落带岩层的重量。 P＝9.8Sr∑hcosa
式中：P――支架承受的荷载，kN；
S――支架支护的顶板面积，m2，取平均值7.5m2； r――顶板岩石视密度，t/m3，为2.4t/m3； ∑h――冒落带岩石的高度（直接顶厚度），m； M ∑h＝——— K－1
M――采高，m，首采区内平均为1.1m； K――岩石碎胀系数，取1.25～1.5； α――煤层倾角，（°），平均为2°； 上式可写成：P＝（2～4）×9.8SrMcosa 一般用上限，即P＝4×9.8SrMcosa
计算中再考虑支架受力不均衡量的安全系数1.5～2，则 P＝（6～8）×9.8SrMcosa
则：P＝（6～8）×9.8×7.5×2.4×1.1×cos2＝872.6～1163.4（kN） 设计选用矿方已订货的ZY4000/8/18型掩护式液压支架，工作阻力4000kN，初承力3000KN，支撑高度0.8～1.8mm，支架重量约10t，满足要求。并且该支架配带的主控服务器提供以太网端口，可将数据集成到综合自动化平台通过光缆或工业以太环网上传到地面。满足要求。
工作面过渡及端头支架与厂家配套选购。
工作面超前20m采用DZ28-25/100型单体液压支柱配L=3600型Π型钢梁支护，支撑高度2000-2800mmmm。
表2-1-4 综采工作面×2主要机械配备表
序 号 设备名称 规格型号 MG320/710-WD SGZ730/2×200 ZY4000/8/18 ZY5600/14/28 功率 (kw) 710 2×200 200 2×250 200 45 37 单位 台 台 架 架 组 台 台 套 根 根 台 数量 使用 备用 2 2 2×80 2×2 2×2 2 2 2 2 2×150 2×50 4 8×2 60 40 2 备注 采高1.1-2.2m 运量700t/h 与厂家配套 与厂家配套 运量1200t/h 运量750t/h 2000-2800mm 1 双滚筒采煤机 2 可弯曲刮板输送机 3 4 5 综采支架 过渡支架 端头支架 6 转载机 SZZ-764/200 7 可伸缩胶带伸缩机 DSJ100/75/2×250 8 乳化液泵站 BRW315/31.5 9 10 11 12 喷雾泵站 单体液压支柱 π型梁 注水钻机 BPW320/6.3 DZ28-25/100 3600mm ZDY1200S