二、确定带区内的工作面数目
（公式1-6）
式中N—工作面数目，个；
H—采区倾向长度，为1100m；
Q—采区上下边界预留煤柱宽度，为2×30=60m；
L—工作面长度，为195m；
L0—区段平巷宽度，为4.5m；
带入数值得：
取5，所以工作面数目为5
三、确定工作面生产能力
（1）工作面生产能力的计算
机采面日生产能力
（公式1-7）
式中
；
；
；
；
；
；
；
；
本设计首选综采工艺。
考虑到煤层条件：
煤层赋存稳定、倾角较缓，且综采面选取端部进刀。
所以确定综采面双滚筒采煤机的工作方式为往返一次割两刀，也叫做“穿梭割煤”。
查询《矿山机械与设备》及《煤矿开采设计手册》可知，取截深
。
设计按“四班倒”原则进行，且三班工作，一班准备，所以日班工作时间为
。
考虑到工作面的检修速度和质量，取采煤机日开机率
。
综采面采煤机的进刀方式选取滚筒钻入法进刀，故工作面端部斜切进刀长度
，且反向操作和进刀所需时间也可认为
。
目前大部分采煤机工作时的牵引速度为
，现取采煤机割煤时的牵引速度
。
由于综采面双滚筒采煤机的工作方式为穿梭割煤，即为双向割煤，所以可以认为
。
因此单个机采面日生产能力的公式可近似简化为
（公式1-8）
由此式可知，机采面日生产能力随采高的不同而变化。
所以对于煤层工作面，其机采面日生产能力为：
对于K1煤层：
对于K2煤层：
对于K3煤层：
（2）工作面生产能力的验算
验算公式
（公式1-9）
式中A—采区生产能力，120万t/a；
Qr—工作面生产能力，t/天；
T—每年正常工作日，330天。
所以
t
此验算的结果，对于K1煤层小于其计算结果，所以按上述的劳动力分配情况可以实现120万t/a的带区设计生产能力要求；对于K2，K3需要采取两个工作面同时回采，以满足生产要求。
四、确定区内同采工作面数目及工作面接替顺序
该矿共三层煤，分别为K1、K2、K3；煤层回采顺序为：
K1→K2→K3；其中K1、K2分两层（F1、F2），K3为一层，每一层煤回采顺序为：
F1→F2；共五个区段（E1、E2、E3、E4、E5），开采顺序为：
E1→E2→E3→E4→E5；由工作面生产能力计算可知：
对于K1煤层布置一个工作面便基本可满足生产要求，而对于K2、K3煤层可采取两个工作面同时回采，以满足生产要求。
其具体回采顺序如下表所示：
K1煤层：
F1[E1（01）→E2（02）→E3（03）→E4（04）→E5（05）]→F2[E1（06）→E2（07）→E3（08）→E4（09）→E5（10）]
K2煤层:
F1[E1（1、2）→E2（1、2）→E3（1、2）→E4（1、2）→E5（1、2）]→F2[E1（1、2）→E2（1、2）→E3（1、2）→E4（1、2）→E5（1、2）]
K3煤层：
E1（1、2）→E2（1、2）→E3（1、2）→E4（1、2）→E5（1、2）
说明：
以上箭头表示方向为工作面推进顺序，小括号内为同采工作面，中括号内为同采层。
第三节确定采（带）区内准备巷道布置及生产系统
一、根据所选题目条件，完善采（带）区所需要的开拓巷道；
带区准备方式优点，不需要开掘上山，大巷掘出后便可以掘顺槽、开切眼和必要的硐室车场，因此巷道系统简单；运输系统环节少，费用低，系统简单，运输设备、数量和辅助人员少；工作面长度可保持等长，对综合机械化非常有利；受断层影响小；技术经济效果显著，国内实践表明，在工作面单产、巷道掘进率、采出率、劳动生产率和吨煤成本等几项指标方面，都有显著提高和改善。
为了减少煤柱损失、提高采出率，利于灭灾并提高经济效益，根据所给地质条件及采矿工程设计规划，在开采水平中，把为该采区服务的运输大巷和回风大巷均布置在煤层底板下方25m的稳定岩层中。
二、确定带区巷道布置方式
就巷道位置而言，本设计将运输大巷、回风大巷都设在两煤层下端的岩层中。
为了减少煤柱损失提高采出率，利于灭灾并提高经济效益，根据所给地质条件及采矿工程设计规划，在第一开采水平中，把为该带区服务的运输大巷和回风大巷均布置在K
煤层底板下方25m的稳定岩层中，两巷水平间距相距961.26m。
带区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，中硬，急斜，中厚煤层，采空区压力较小，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘进行掘进，有利于区段平巷在掘进和生产期间的维护，所以选择区段无煤柱护巷，沿空掘巷，即沿着已采工作面边缘掘进区段平巷。
三、带区布置方案分析比较
1、确定带区内准备巷道布置
根据题目所选条件，完善带区所需的开拓巷道及准备巷道。
还需两条上山。
2、布置上山数目、位置及进行方案关于技术经济比较：
方案一：
一煤一岩上山布置，运输上山布置在k
煤层底板下10m处，轨道上山布置在煤层中。
方案二：
两条岩石上山布置，两条上山均布置在k
以下的岩层中。
3、可行性方案选择：
表1-3-1巷道以及硐室的掘进费用表
项目
方案
方案一
（万元）
方案二
（万元）
岩石上山
（1000-40）*1578=151.5
（1000-40）*1578*2=303
煤层上山
（1000-40）*1284=123.3
0
回风石门
44.8/sin160*1152=18.7671
44.8/sin160*1152=18.7671
区段石门
29.8/sin160*1152=12.4834
29.8/sin160*1152=12.4834
变电所
（2.25*4+2.5*4+π/4*42）*144=0.4886
（2.25*4+2.5*4+π/4*42）*144=0.4886
绞车房
（2.75*3.5+π/4*42）*162=0.3593
（2.75*3.5+π/4*42）*162=0.3593
带区煤仓
π/4*82*32*144=29.6616
π/4*82*32*144=29.6616
总费用
334.5
364
表1-3-2巷道以及硐室的维护费用表
项目
方案
方案一
（万元）
方案二
（万元）
岩石上山
（1000-40）*30*11=31.8
（1000-40）*30*2*11=63.1
煤层上山
（1000-40）*90*11=95.1
0
回风石门
44.8/sin16*80*29.76=38.7853
44.8/sin16*80*29.76=38.7853
区段石门
29.76*29.8/sin16*80=25.7992
29.76*29.8/sin16*80=25.7992
变电所
62*30*29.76=5.5353
62*30*29.76=5.5353
带区煤仓
1.2*2824*0.6*0.381=0.0774
1.2*2824*0.6*0.381=0.0774
总费用
196.96
132.97
方案一的总费用：
531.46万元
方案二的总费用：
496.97万元
从如上的经济比较中，可以看出双岩上山所需的总费用要比一煤一岩上山所需的总费用要少，因此在经济上更加合理，双岩上山维护费用少且无需留煤柱。
综合考虑以上因素，可采用在K
煤层下15m处集中布置两条岩石上山，。
即：
选中双岩上山方式布置生产系统。
四、确定工作面回采巷道布置方式
K1煤层为厚煤层，单独开采时，可满足生产要求，故先开采K1煤层，K1煤层采完后，接着采K2，K3煤层。
考虑到K1煤层生产能力较大，且矿井瓦斯涌岀量较低，为更好地进行工作面接替，减少煤柱损失，故采用沿空掘巷。
沿采空区留5m的护巷煤柱。
在带区巷道布置平面图内，工作面布置及推进的位置应以达到带区设计产量为准。
由于K1、K2、K3煤层采取联合布置的开采方式，且岩体较稳定煤层上山易维护，故在K1煤层两侧各留5m边界煤柱。
煤层适合综采一次采全高放顶煤。
K2、K3煤层一次采全高。
第四节采区车场的设计
五、带区上、中、下部车场选型
带区上部车场选用单道顺向平车场；
带区下部车场选用大巷装车顶板绕道式，由于煤层倾角为70。
，而且顶底板围岩稳定，所以选用该形式的车场。
第二章采煤工艺设计
第一节采煤工艺方式的确定
一、选第一煤层，即K1煤层为对象设置采煤工艺。
K1煤层厚度为6.9m，属于中硬煤层，故可用倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法。
二、由于设备资料来源的原因，选用国产综采设备。
根据煤层的实际情况，经查《矿山机械与设备》，选择采煤机。
采煤机的型号为：
MG300—W
采高：
2.1-3.7m
适应煤层硬度：
1-3
煤层倾角：
α≤350
截深：
800mm
滚筒直径：
1600mm
卧底量：
464mm
牵引方式：
齿轨——销轨型无链牵引
牵引力：
196KN
牵引速度：
0—10.3m/min
滚筒中心距：
6120mm
电机功率：
200kw
总质量：
41吨
制造厂：
武汉煤矿机械厂
三、采煤与装煤
（1）落煤方式
本设计首选综采工艺。
考虑到煤层条件：
煤层赋存稳定、倾角较缓，且综采面选取端部进刀。
所以确定综采面双滚筒采煤机的工作方式为往返一次割两刀，直接落煤，也叫做“穿梭割煤”。
（2）确定截深
选取MG300—W型号采煤机，其截深确定为800mm。
（3）进刀方式
进到方式采用滚筒钻入法进刀。
过程如下：
采煤机割煤至工作面端部距终点位置3～5m时停止牵引，但滚筒继续旋转；开动千斤顶推移支撑采煤机的输送机槽；滚筒边钻进煤壁边上下或左右摇动，直至达到额定截深并移直输送机；采煤机割煤至工作面端头，可以正常割煤。
四、运煤
工作面采用可弯曲刮板输送机运煤，运输平巷采用转载机和胶带运输机运煤。
（1）工作面可弯曲刮板输送机型号：
SGZ—730/264
适用条件：
缓倾斜2.5～4.8m综采工作面
出厂长度：
200米
运输能力：
600吨/h
刮板链形式：
双边链
紧链形式：
液压马达紧链器
电动机型号：
DSB—90
电机功率：
2×132kw
电机电压：
1140V
总质量：
200吨
中部槽规格：
1500×730×220毫米
制造厂：
山东新泰天龙机械厂
（2）转载机型号：
SZD—730/160
适用条件：
中厚煤层
出厂长度：
140米
运输能力：
700吨/h
刮板链形式：
中双链
电动机型号：
YSB—160
电机功率：
160kw
电机电压：
1140V
总质量：
25.6吨
制造厂：
西北厂
五、支护方式
由于煤层煤质中硬，为防止片帮和冒顶，所以选用及时支护方式，选用FJ4*457-1.64/3.5支撑掩护式支架。
六、处理采空区
采用全部垮落法处理采空区，如果较长距离顶板不垮落，则采用强制放顶处理采空区。
第二节工作面合理长度的验证
一、煤层地质条件
该带区煤层埋藏稳定，地质构造简单，无断层，属简单结构煤层，煤层属中厚煤层，各煤层瓦斯涌出量低，无自然发火倾向，涌水量小，我国实际情况以及考虑到设备选型及技术方面的因素，缓斜煤层综采工作面长度L的合理取值围：
当煤层采高小于1.3m时，L=120～150m；采高1.3～3.5m时，L=150～240m；采高3.5～4.5m时，L=120～180m。
工作面采高在1.3～3.5m范围内，故选择工作面长度L=150～240m。
由第一章计算可知该工作面长度为195m。
二、工作面生产能力
工作面设计生产能力为120万吨/年，根据工作面生产能力的计算，可以达到设计要求。
三、运输设备及管理水平
采区工作面生产所选用的设备均为国内先进的生产设备，工作面选用刮板输送机能满足工作面的运输要求。
四、顶板管理及通风能力
该带区的顶板较稳定，工作面可以适当的加长，综采工作面的长度一般在150～240，所以选择的工作面的长度合适。
另外，工作面长度与通风无直接的关系，但对于瓦斯涌处量较低的K1、K2、K3煤层，工作面的风速可以适当的减小，通风能力可以降低一些。
五、经济合理的工作面长度
工作面的合理长度与地质因素和技术因素的关系十分密切，直接影响工作面的生产效率，现在煤矿都向“一矿一井一面”的高产高效集中化方向发展，一个工作面就可满足采区，甚至是一个矿井的设计生产能力需要。
合理的工作面长度不仅生产成本低，而且易管理，可以加快工作面的推进速度，减少巷道的维护时间，降低回采成本，以达到最优的技术经济效益。
第三节采煤工作面循环作业图表的编制
一、循环作业图表的编制
表2-3-1循环作业图表
二、相关工种及出勤人数，参照教学例题和现场经验安排如下：
表2-3-2工作面劳动组织表
序号
工种
夜班
早班
中班
检修班
合计
1
管理人员
2
2
2
2
8
2
采煤机司机
3
3
2
4
12
3
输送机司机
1
1
1
3
6
4
转载机司机
1
1
1
3
6
5
胶带机司机
1
1
1
6
9
6
移架工
8
8
6
4
26
7
超前维护工
5
5
4
6
20
8
跟班电工
1
1
1
6
9
9
运料工
6
6
10
安全质量员
1
1
1
1
4
11
跟班机修工
2
2
2
5
11
12
送饭工
1
1
1
3
合计
26
26
22
47
120
三、工作面主要经济技术指标如下表：
表2-3-3工作面主要经济技术指标表
序号
项目
单位
数量
1
煤层厚度
m
6.9
2
煤层倾角
7°
7°
3
平均采高
m
3.5
4
采煤机
台
1
5
液压支架
架
129
6
端头支架
架
6
7
刮板输送机
部
1
8
破碎机
台
1
9
转载机
部
1
10
胶带输送机
部
2
11
循环进尺
m
0.63
12
日产量
t
3534.04t
13
生产方式
三采一准（四六制）
14
出勤人数
人
120
15
回采工效
t/工
45.29
16
日循环数
个
9
四、设计图纸的内容（附图）
倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法综采巷道布置图（图一）
倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法综采工作面布置图（图二）
五、附表
1、井巷掘进直接费
2、井巷辅助费
3、井巷维护费
表2-3-4费用单价表
序号
项目
单价
数量
1
井巷掘
进直接
费
岩石上山
元／m
1578
2
沿煤上山
元／m
1284
3
岩石平巷
元／m
1152
4
煤层平巷
元／m
831
5
采区变电所
元／m3
144
6
采区煤仓
元／m3
144
7
采区绞车房
元／m3
162
表2-3-5费用单价表
项目
井深（m）
单位
300
400
500
700
井
巷
辅
助
费
大巷
元／m
1073
1605
1296
1524
上山
元／m
1164
1302
1407
1605
岩石平巷
元／m
951
1065
1149
1347
煤仓
元／m
951
1065
1149
1347
硐室
元／m3
171
183
195
252
生
产
经
营
费
通风
元/
0.415
0.427
0.480
0.67
升级会员 