普采采煤工艺.doc

第二章 长壁垮落采煤法采煤工艺第一节 采煤工艺类型复习名称概念解释: 复习名称概念解释: 名称概念解释 正悬臂支架,倒悬臂支架,戴帽点住,排距,柱距, 正悬臂支架,倒悬臂支架,戴帽点住,排距,柱距,端面距 最小控顶距: 工作面满足最低要求时煤壁到放顶线的距离 工作面满足最低要求时煤壁到放顶线的距离, 最小控顶距:(工作面满足最低要求时煤壁到放顶线的距离,也就是每循环 放顶工序完成后煤壁到放顶线的距离,一般为三排支护, 放顶工序完成后煤壁到放顶线的距离,一般为三排支护,等 于 3梁长+端面距) 梁长+端面距 最大控顶距: 工作面每循环放顶工序进行前煤壁到放顶线的距离 工作面每循环放顶工序进行前煤壁到放顶线的距离, 最大控顶距:(工作面每循环放顶工序进行前煤壁到放顶线的距离,一般为 四排或五排支护,等于( 梁长+端面距) 四排或五排支护,等于(4 或 5)梁长+端面距 支护强度: 支架实际作用在顶板单位面积上的有效支撑力, ( 支护强度 : 支架实际作用在顶板单位面积上的有效支撑力 , kpa/m2 或 mpa/m2) 支护密度:(单位面积采场的支柱数目,根/m2) 支护密度: 单位面积采场的支柱数目, 单位面积采场的支柱数目 岩石碎胀系数: 顶板岩石垮落破碎后的体积与原实体体积的比之) (顶板岩石垮落破碎后的体积与原实体体积的比之 岩石碎胀系数: 顶板岩石垮落破碎后的体积与原实体体积的比之) ( 周期来压: 随着采煤工作面的向前推进,老顶(基本顶) (随着采煤工作面的向前推进 周期来压: 随着采煤工作面的向前推进,老顶(基本顶)岩层周期性地折 ( 断,引起采煤工作面支架受力大增,顶板快速下沉,同时伴有 引起采煤工作面支架受力大增,顶板快速下沉, 煤壁片帮,顶板断裂声响等矿山压力显现显著增强的现象. ) 煤壁片帮,顶板断裂声响等矿山压力显现显著增强的现象. 坚硬顶板: 是指直接顶为强度高,厚度大,裂隙少的整体性岩层,不能随 坚硬顶板: 是指直接顶为强度高,厚度大,裂隙少的整体性岩层, (是指直接顶为强度高 ( 放顶自然垮落,在采空区中能形成较长的悬臂梁) 放顶自然垮落,在采空区中能形成较长的悬臂梁) 二,普通机械化采煤工艺-简称普采 普通机械化采煤工艺 简称普采 或双滚筒采煤机或刨煤机落煤 单滚筒或双滚筒采煤机或刨煤机落煤,装煤,可弯曲刮板输送机运煤,单 滚筒或双滚筒采煤机或刨煤机落煤,装煤,可弯曲刮板输送机运煤, 体支柱支护采场的采煤工艺,单体支柱采用液压支柱时高档普采,落煤, 体支柱支护采场的采煤工艺,单体支柱采用液压支柱时高档普采,落煤, 的采煤工艺 采用液压支柱时高档普采 装煤,运煤实现机械化. 装煤,运煤实现机械化. 实现机械化 (一) 普采工作面布置及其设备 (二) 普采工作面采煤工艺 1, , 一般采煤工艺过程 采煤机从上端头开始下行割顶煤 追机挂梁 到下端头后采煤机停机换 采煤机从上端头开始下行割顶煤-追机挂梁-到下端头后采煤机停机换 下行割顶煤 追机 挂梁 上行割底煤-在采煤机后方 处追机推移 向,下放滚筒,翻转挡煤板-上行割底煤 在采煤机后方 20m 处追机推移 下放滚筒,翻转挡煤板 上行割底煤 推溜后随即打柱 回柱放顶或在检修班统一 运输机-推溜后随即打柱-( 运输机 推溜后随即打柱 (在打柱后方 30m 处回柱放顶或在检修班统一 再放顶) 采煤机回到上端头后进刀-进入下一个割煤循环 检修班检修 采煤机回到上端头后进刀 进入下一个割煤循环-检修班 再放顶)-采煤机回到上端头后进刀 进入下一个割煤循环 检修班检修 设备,回柱放顶. 设备,回柱放顶. 两采一准:就是两班采煤,一班专门准备,采煤班不放顶,集中在准备班 两采一准:就是两班采煤,一班专门准备, 采煤班不放顶, 统一放顶. 统一放顶. 专门准备班:检修设备,顺槽加强支护,端头维护,处理冒顶,回柱放顶. 专门准备班:检修设备,顺槽加强支护,端头维护,处理冒顶,回柱放顶. 边采边准:不设专门准备班,三个班都既采煤又准备, 边采边准:不设专门准备班,三个班都既采煤又准备,就是上班后先准备 12 个小时,再进行采煤,回柱放顶与采煤同时进行,只是两工 个小时,再进行采煤,回柱放顶与采煤同时进行, 与采煤同时进行 序的位置距离不能小于 30m, , 回柱放顶要滞后采煤机 30m 以上. 回柱放顶要滞后采煤机 以上. 准备工作:检修设备,顺槽加强支护,端头维护, 准备工作:检修设备,顺槽加强支护,端头维护,处理冒顶等 加强支护:为抵抗工作面前方移动支撑压力对顺槽的影响, 加强支护:为抵抗工作面前方移动支撑压力对顺槽的影响,在工作面前方 范围内对伸长进行加强支护, 约 30m 的范围内对伸长进行加强支护,就是在伸长原有支护的 基础上, 排单体支柱进行支护. 基础上,再增加 12 排单体支柱进行支护. 开切口:工作面两端采煤机割不到的煤壁范围,用爆破方法超前回采. 切口:工作面两端采煤机割不到的煤壁范围,用爆破方法超前回采. 截深:采煤机滚筒割入煤壁的深度,也就是滚筒垂直煤壁方向的尺寸. 截深:采煤机滚筒割入煤壁的深度,也就是滚筒垂直煤壁方向的尺寸. 2, , 采煤机工作方式 (1) 采煤机滚筒的位置 ) 采煤机滚筒的位置 滚筒上下(左右)位置:单滚筒采煤机的滚筒位于下端(准确地说在运 滚筒上下(左右)位置:单滚筒采煤机的滚筒位于下端(准确地说在运 输平巷一侧) 运输机中的煤不经过采煤机机身下方,不易卡堵;但采 输平巷一侧) 运输机中的煤不经过采煤机机身下方, 不易卡堵; ,运输机中的煤不经过采煤机机身下方 , 煤机司机吃煤尘, 顶煤底煤位置:一般先顶后底,特殊情况(过断层, 煤机司机吃煤尘,顶煤底煤位置:一般先顶后底,特殊情况(过断层, 上部有厚硬夹矸)也可先底后顶 上部有厚硬夹矸) (2) 采煤机滚筒转向 ) 采煤机的稳定性 滚筒装煤效果 产生煤尘的多少 采煤机司机的安全性 煤体对截齿反作用力方向指向硬约束面时,采煤机就稳定;割顶煤时, 煤体对截齿反作用力方向指向硬约束面时,采煤机就稳定;割顶煤时,顶 板是硬约束面,反力指向顶板,割底煤时,底板是硬约束面, 板是硬约束面,反力指向顶板,割底煤时,底板是硬约束面,反力指向底 板,特殊情况(煤比顶板还硬)相反. 特殊情况(煤比顶板还硬)相反. (3) 采煤机的进刀方式 ) 进刀:将采煤机向煤壁方向前移一个截深,进入下一刀割煤位置. 进刀:将采煤机向煤壁方向前移一个截深,进入下一刀割煤位置. 直接推入式:将采煤机与运输机机头或机尾同步整体推入. 直接推入式:将采煤机与运输机机头或机尾同步整体推入. 端部斜切进刀:采煤机沿运输机弯曲段运行割煤,逐渐切入煤壁, 端部斜切进刀:采煤机沿运输机弯曲段运行割煤,逐渐切入煤壁,之后 将运输机机头或机尾推直. 将运输机机头或机尾推直. (a)采煤机经过一个往返割完一刀煤,停在机头或机尾处,升摇臂,翻转 )采煤机经过一个往返割完一刀煤,停在机头或机尾处,升摇臂, 挡煤板,换向等待进刀; 挡煤板,换向等待进刀; (b)采煤机沿运输机弯曲段运行割顶煤,直到采煤机进入直线段,滚筒完 )采煤机沿运输机弯曲段运行割顶煤,直到采煤机进入直线段, 全切入煤壁, 后启动若干个推移千斤顶,将机头或机尾推向煤壁, 全切入煤壁,之后启动若干个推移千斤顶,将机头或机尾推向煤壁,直到 将运输机推直; 将运输机推直; 运输机的过程中 翻转挡煤板, (c)推移运输机的过程中,采煤机翻转挡煤板,换向,但不降摇臂; )推移运输机的过程中,采煤机翻转挡煤板 换向,但不降摇臂; (d)采煤机反向割三角顶煤,直到端头,降摇臂,挡煤板,换向; )采煤机反向割三角顶煤,直到端头,降摇臂,挡煤板,换向; (e)割三角底煤到进刀煤垛处,升摇臂,正常割顶煤. )割三角底煤到进刀煤垛处,升摇臂,正常割顶煤. 割三角煤进刀优点:煤壁直,梁齐,好管理, 割三角煤进刀优点:煤壁直,梁齐,好管理,工程质量易保证 割三角煤进刀缺点:采煤机切入煤壁后要等待较长时间移机头(或机尾) 割三角煤进刀缺点:采煤机切入煤壁后要等待较长时间移机头(或机尾) 和端头支架,影响开机率;进刀段顶板无立柱支护时间长. 和端头支架,影响开机率;进刀段顶板无立柱支护时间长. 单滚筒采煤机端部留三角煤斜切进刀 (a)采煤机经过一个往返割完一刀煤,停在机头或机尾处,升摇臂,翻转 )采煤机经过一个往返割完一刀煤,停在机头或机尾处, 摇臂, 挡煤板,换向等待进刀; 挡煤板,换向等待进刀; (b)采煤机沿运输机弯曲段运行割顶煤,直到采煤机进入直线段,滚筒完 )采煤机沿运输机弯曲段运行割顶煤,直到采煤机进入直线段, 全切入煤壁,之后启动若干个推移千斤顶,将机头或机尾推向煤壁, 全切入煤壁,之后启动若干个推移千斤顶,将机头或机尾推向煤壁,直到 将运输机推直; 将运输机推直; (c)采煤机不停机,直接上行(或下行)割顶煤; )采煤机不停机,直接上行(或下行)割顶煤; 下行( (d)采煤机下行(或上行)割底煤到进刀段端点; )采煤机下行 或上行)割底煤到进刀段端点; (e)不停机抬高摇臂割三角顶煤; )不停机抬高摇臂割三角顶煤 (f)返回去割进刀段底煤; )返回去割进刀段底煤; (g)下行空回到下端头,并将运输机弯曲段推移至采煤机上端. )下行空回到下端头,并将运输机弯曲段推移至采煤机上端. 留三角煤进刀优点:采煤机切入煤壁后不需要等待移机头(或机尾) 留三角煤进刀优点:采煤机切入煤壁后不需要等待移机头(或机尾)和端 头支架;进刀段顶板由煤壁支撑,有利于控制顶板. 头支架;进刀段顶板由煤壁支撑,有利于控制顶板. 部斜切进刀; 中部斜切进刀;ABCDEBFGAEA 运输机在工作面中部形成一段弯曲段,采煤机在中部斜切进刀, 运输机在工作面中部形成一段弯曲段,采煤机在中部斜切进刀, (a)采煤机在中部向右斜切进刀,逐步抬高滚筒割顶煤(ABC) 并 )采煤机在中部向右斜切进刀,逐步抬高滚筒割顶煤( ) , 挂梁,推左半段工作面运输机并打柱; 挂梁,推左半段工作面运输机并打柱; (b)采煤机向左割右半段工作面底煤(DEB) 推左半段工作面运输 )采煤机向左割右半段工作面底 ) , 向左割右半段工作面 机并打柱; 机并打柱; ,并挂梁 (c)采煤机向左割左半段工作面顶煤(BF) 并挂梁,推右半段工作面 )采煤机向左割左半段工作面顶煤( ) 并挂梁, , 运输机并打柱; 运输机并打柱; ,推右半段工作面 (d)采煤机向右割左半段工作面底煤(GAEA) 推右半段工作面 )采煤机向右割左半段工作面底煤( ) , 运输机并打柱. 运输机并打柱. 中部斜切进刀实质是留三角煤斜切进刀. 中部斜切进刀实质是留三角煤斜切进刀. 中部斜切进刀优点:采煤机切入煤壁后不需要等待,继续割煤;与端部斜 部斜切进刀优点:采煤机切入煤壁后不需要等待,继续割煤; 切进刀比无立柱支护时间减少了一半,有利于控顶. 切进刀比无立柱支护时间减少了一半,有利于控顶. 中部斜切进刀缺优点:煤壁不直,柱梁不整齐,不易保证工程质量. 中部斜切进刀缺优点:煤壁不直,柱梁不整齐,不易保证工程质量. (4) 采煤机的割煤方式 ) 割煤方式:采煤机割煤与其他工序的配合方式. 割煤方式 采煤机割煤与其他工序的配合方式. 采煤机割煤与其他工序的配合方式 单滚筒采煤机双向割煤,往返一刀 单滚筒采煤机双向割煤, 滚筒直径约为采高的二分之一,适应性强,对于煤层粘顶, 滚筒直径约为采高的二分之一,适应性强,对于煤层粘顶,厚度变化大的 中厚煤层均能适应. 中厚煤层均能适应. 又分两种情况: 又分两种情况: 割顶煤, 挂梁( ,返回上 从上端头开始下行割顶煤 追机挂梁 必有时加打临时支柱) , 从上端头开始下行割顶煤,追机挂梁(必有时加打临时支柱) 返回上 行割底煤,推溜,打柱; 割底煤,推溜,打柱; 优点: 当工作面倾角较大时, 运输机从下端头到上端头的顺序推移, 优点: , 当工作面倾角较大时, 运输机从下端头到上端头的顺序推移 能补偿运输机下滑; 能补偿运输机下滑; ,移溜工,打柱工不吃乏风; 移溜工,打柱工不吃乏风; 从下端头开始上行割顶煤,追机挂梁(必有时加打临时支柱) ,返回下 从下端头开始上行割顶煤,追机挂梁(必有时加打临时支柱) 返回下 割顶煤 挂梁 , 行割底煤,推溜,打柱; 割底煤,推溜,打柱; 单滚筒采煤机单向割煤, 单滚筒采煤机单向割煤,往返一刀 一下,略大于滚筒直径,顶煤松软且不粘顶,直接顶较稳定. 煤厚在 1.5m 一下,略大于滚筒直径,顶煤松软且不粘顶,直接顶较稳定. 先沿底板割煤,追机清理顶煤(大部分自然掉落) 追机挂梁( ,追机挂梁 先沿底板割煤,追机清理顶煤(大部分自然掉落) 追机挂梁(必有时加打 割煤 清理顶煤 , 临时支柱) 采煤机快速返回, 清装浮煤,追机推溜,打柱. ,采煤机快速返回 临时支柱) 采煤机快速返回,并清装浮煤,追机推溜,打柱. , 推溜 也分两种情况:从上端头开始;从下端头开始 也分两种情况: 从上端头开始; 单滚筒采煤机双向割煤, 单滚筒采煤机双向割煤,往返两刀 煤厚较薄,与滚筒直径相当. 煤厚较薄,与滚筒直径相当. 采煤机从上( 行沿底板割煤 追机挂梁 割煤, 挂梁( 采煤机从上(下)端头下(上)行沿底板割煤,追机挂梁(必有时加打临 端头下( 时支柱) 推溜,打柱,直到下( ,推溜 时支柱) 推溜,打柱,直到下(上)端头采煤机斜切进刀,上(下)行完 , 端头采煤机斜切进刀, 成相同的作业. 成相同的作业. 单滚筒采煤机中部进刀的割煤 双向割煤, 中部进刀的割煤, 单滚筒采煤机中部进刀的割煤,双向割煤,往返一刀 运输机的工作面中部设弯曲段,采煤机在中部设弯曲段斜切进刀,不停机 运输机的工作面中部设弯曲段,采煤机在中部设弯曲段斜切进刀, 直接向右( 直接向右(左)割右半工作面的顶煤,到右端头返回割右半工作面的底煤, 割右半工作面的顶煤,到右端头返回割右半工作面的底煤, 在这个过程中,左半工作面推溜,打住,采煤机到中部逐渐调高滚筒, 在这个过程中,左半工作面推溜,打住,采煤机到中部逐渐调高滚筒,向 左割左半工作面的顶煤,到左端头返回割左半工作面的底煤, 左割左半工作面的顶煤,到左端头返回割左半工作面的底煤,在这个过程 中,右半工作面推溜,打住. 右半工作面推溜,打住. 双滚筒采煤机双向割煤,往返两刀 双滚筒采煤机双向割煤, 中厚煤层, 中厚煤层, 采煤机从上(下)端头下(上)行前滚筒割顶煤,后滚筒割顶煤,追机挂 采煤机从上( 端头下( 前滚筒割顶煤,后滚筒割顶煤,追机挂 端头采煤机斜切进刀, 梁,推溜,打柱,直到下(上)端头采煤机斜切进刀,上(下)行完成相 推溜,打柱,直到下( 同的作业. 同的作业. 双滚筒采煤机单向割煤 向割煤, 双滚筒采煤机单向割煤,往返一刀 采煤机从上( 行前滚筒割顶煤,后滚筒割顶煤,追机挂 采煤机从上(下)端头下(上)行前滚筒割顶煤,后滚筒割顶煤,追机挂 端头下( 梁,直到下(上)端头,采煤机快速上(下)行空回或装浮煤,推溜,打 直到下( 端头, 采煤机快速上( 行空回或装浮煤,推溜, 柱. 双滚筒采煤机中部进刀的割煤,单向割煤, 割煤 双滚筒采煤机中部进刀的割煤,单向割煤,往返一刀 从中部到两端割煤, 从中部到两端割煤,从两端到中部空回或装浮煤 双向割煤与单向割煤的比较 双向割煤采煤机割煤时间利用率高; 双向割煤采煤机割煤时间利用率高; 双向割煤时,顶板无立柱支护时间短,有利于控顶; 双向割煤时,顶板无立柱支护时间短,有利于控顶; 在一些特殊情况下只能单向割煤,如工作面倾角大, 在一些特殊情况下只能单向割煤,如工作面倾角大,运输机下滑严 运输机从下端头开始推移可补偿一定的下滑量 需单向割煤; 移可补偿一定的下滑量, 重,运输机从下端头开始推移可补偿一定的下滑量,需单向割煤; 煤尘大,为不吃煤尘,可单向割煤;上端头维护困难时, 煤尘大,为不吃煤尘,可单向割煤;上端头维护困难时,采煤机不 能在上端头长时间停留进刀,也要单向割煤. 能在上端头长时间停留进刀,也要单向割煤. 单滚筒采煤机单向割煤从上端头进刀与从下端头进刀比较 单滚筒采煤机单向割煤从上端头进刀与从下端头进刀比较 割煤从上端头进刀与从下端头进刀 工作面倾角不大时,从下端头进刀 进刀, 工作面倾角不大时,从下端头进刀,上部工作面顶板无立柱支护时 间短,有利于上部工作面顶板控顶; 间短,有利于上部工作面顶板控顶; 工作面倾角大运输机下滑严重,从上端头进刀, 工作面倾角大运输机下滑严重,从上端头进刀,返回时从下端头开 运输机下滑严重 始推移运输机. 始推移运输机. 3, , 4, , 5, , 装煤 运煤 大部分由滚筒完成, 大部分由滚筒完成,少部分推溜铲装 相关的工序是推移运输机(推溜) 相关的工序是推移运输机(推溜) 顶板支护 :单体液压支柱 (1) 支护设备(同炮采) 单体液压支柱,铰接顶梁, 型长钢梁(端 ) 支护设