采煤工艺设计教学1采煤工作面长度设计1.1地质因素煤层地质条件是影响工作面长度的重要因素之一。凡在工作面长度方向有较大的地质变化(如断层、褶曲、煤层厚度、倾角等)应以此为界限划分工作面。当有下列情况时，工作面长度不宜过长：采用单体支柱，采高大于2.5m煤层倾角大于25°时；工作面顶板破碎难以维护时。工作面瓦斯涌出量决定着通风能力。低瓦斯矿井一般不受限制，但高瓦斯矿井，通风能力则是限制工作面长度的重要因素。工作面长度按下式验算。60vMlC(10-1)LminfqBPnb式中v工作面允许的最大风速，4m/sM采高，m;Lin工作面最小控顶距，m;Cf风流收缩系数，可取0.9-0.95qb昼夜产煤一吨所需风量，m3/minB循环进尺，m;P煤层生产率，即单位面积出煤量，P=Myx土0t/仍；Y煤的容重，kN/m3；n昼夜循环数。1.2技术因素当地质条件一时，工作面设备是影响长度的主要因素。采时，由于支护、放顶工作量大，推进速度慢，可使工作面长度短些；高档普采时，机组割煤，工作面可适当加长；综采实现了全部工序机械化，为充分发挥设备效能，工作面长度可再加大，在工作面设备中输送机在很大程度上限制着工作面长度。国产刮板输送机大都按1502m的铺设长度设计，所以工作面长度在150-180m左右。1.3经济因素从经济角度考虑，工作面存在一个产量和效率最高、效益最好的长度。根据工作面产量和长度的应用数学分析法，给出经济上的最佳长度。单向割煤，往返进一刀所需时间〔为：tL（LL1）（11）t1（10-2）ck双向割煤，往返进两刀所需时间〔为：tL（LL1）；t1（10-3）c式中L工作面长度，m;L1工作面端部采煤机斜切刀长度，m;vc采煤机割煤时牵引速度，m/min;vk采煤机反向空牵引或清浮煤、割煤时的牵引速度，m/min;[采煤机反向操作及进刀所需时间，min。工作面日产量为：(10-4)(10-5)QnLMBC式中n每日循环数，个；L工作面长度，m;M采高，m;B循环进尺，m;Y-一煤的容重，kN/m3;n昼夜循环数。60（24TT）KnL式中T1上、下路途时间，min;T2生产准备时间，min;K开机率，（%）;B循环进尺，m;Y煤的容重，kN/m3;n昼夜循环数。将式（10-5）带入式（10-4）,对于某一具体的工作面，将L看作变量，其他参数基本为常数，则化简后为：Qr(10-6)AlLB工作面中工人数目可分为随工作面长度变化而变化的人数e和与工作面长度无关的固定人数f两部分，故总出勤人数D=eL+f,则工作面效率P为：(10-7)式(10-6)和式(10-7)表示的是曲线Qr、P随L的增加而增加，达到一值后，L增加值又会减小。由此可确定经济上最佳的工作面长度。此外，还可综合考虑工作面设备租凭费、修理费、区段平巷掘进费、工作面搬家费、工人工资等费用，求出工作面吨煤费用最低的最优工作面长度。我国目前的开采技术条件及近年来的发展，缓倾斜煤层工作面长度一般为：炮采80120m普采1150m综采1202m2采煤工作面生产能力的确定当采煤工作面长度一定时，工作面的生产取决于循环进度和日循环数。不同的采煤工艺有不同的影响因素。2.1炮采工作面煤采中影响循环进度的主要因素有顶板条件、煤的强度、金属铰接顶梁长度。一般情况下选择循环进度与顶梁长度相等地。但在选择铰接顶梁时，必须考虑顶板条件和煤的强度。顶板破碎选小值，反之选大值。煤的强度会影响打眼速度等。通常煤采工作面年推进度可达480540m平均产量15万t/a循环进度初定后，依此确定日循环数,然后结合矿井生产计划进行适当调整，最后确定工作面生产能力。提高炮采工作面生产能力的途径有：采用先进的微差爆破技术，减少爆破工序时间；合理优化爆破参数，提高爆破自装率，降低对支柱的冲击；合理配备各工序人员和安排各工序的衔接人与合作，减少窝工；提高管理和技术水平等。2.2普通机械化采煤工作面普采工作面循环进度主要与采煤机功率、输送机能力、铰接顶梁长度等有关。每日循环数影响到工作面年进度，它又受采煤机的开机率和牵引速度的影响，进而又受工作面中其他工序的影响。设计规范规定普采工作面年推进长度不应小于7m。因此可根据此初定工作面生产能力，再根据矿井计划产量和正规循环率等情况来适当调整，最后确定工作面生产辐射能。目前国内平均单产在20-30万t/a提高普采工作面生产能力的途径有：合理安排各工序；采取措施实行正规循环；提高开机率；提高管理和生产技术水平，降低人为事故耽误的生产时间等。2.3综全机械化采煤工作面由于综采工作面应用液压支架，移动距离较灵活，循环进度主要取决于采煤机的