第2章长壁垮落采煤法.ppt

组员 王豪杰王海超王鹏王志超杨鲲鹏 第二章长壁垮落采煤法采煤工艺 采煤工艺 采煤工作面各工序所用方法 设备及其在时间上 空间上的相互配合 三种工艺方式1 爆破采煤工艺方式 炮采工艺方式 爆破落煤 爆破及人工装煤 机械化运煤 单体柱支护 2 普通机械化采煤工艺方式采煤机落煤 机械及人工装煤 机械化运煤 单体柱支护 3 综合机械化采煤工艺方式采煤机落煤 机械装煤 机械化运煤 液压支架支护 第一节爆破采煤回采工艺 炮采工艺方式 长壁工作面用爆破方法破煤 爆破及人工装煤 输送机运煤和单体支柱支护的采煤工艺 炮采工艺标志是爆破破煤炮采工作面示意图 一 爆破落煤 工序 钻眼 装药 封炮泥 联炮线 放炮等工序 钻眼爆破效果影响后续工序的工作量 工作难度和安全 一 爆破落煤技术要求 保证规定进度 工作面平直 不留顶煤和底煤 不破坏顶板 不崩倒支柱和不崩翻工作面输送机 崩落煤炭高度和块度适中 尽量降低电雷管和炸药消耗 二 钻眼爆破参数 包括炮眼排列 角度 深度 装药量 一次起爆的炮眼数量及爆破的次序等 1 炮眼排数 1 单排眼 一般用于薄煤层或煤质软 节理发育的煤层 2 双排眼 有对眼 三花眼和三角眼等 一般用于采高较小的中厚煤层 煤质中硬用对眼 煤质松软用三花眼 上部煤质松软或顶板破碎用三角眼 3 三排眼 五花眼 用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层 炮眼布置图 炮眼排数 取决于煤层的厚度和煤层的硬度单排双排三排M 1mM 1 2 5mM 2 5m 2 炮眼角度 平面上与煤壁的水平夹角一般为50 80 为不崩倒支架 煤软时取大值 煤层硬时取小值 剖面上仰角顶板稳定时 5 10 顶板不稳定时 0 俯角10 20 3 炮眼的深度 煤层的硬度每次进度顶梁长度而定一般为1 2m每茬炮工作面进度0 8 1 0 1 2m一般1 2 1 5m的钎杆为保护顶板 保护支护 不使煤崩到采空区 要合理装药 4 装药量 炸药与装药量 炸药煤矿许用炸药装药量一般为 150 600g雷管煤矿许用电雷管毫秒延期电雷管 5 联线 联线 用串联法联线6 一次起爆的炮眼数量视顶板稳定性 输送机能否启动及运输能力 工作面安全情况确定每次起爆炮眼数目 顶板稳定时 可同时起爆数十个炮眼 顶不稳 每次只能起爆几个炮眼 7 爆破的次序一般是底眼 腰眼 顶眼 二 装煤与运煤 1 爆破装煤可装煤30 40 2 人工装煤余下的多数由人工装大铁锹 3 机械装煤刮板输送机的铲煤板 4 运煤 炮采面在煤层倾角25 以下时 可采用普通刮板输送机或可弯曲刮板输送机 倾角25 30 采用搪瓷溜槽 大于30 采用铸石溜槽自溜运煤 SGW 40或SGW 44型可弯曲刮板输送机功率有加大的趋势 5 推移输送机 推移输送机千斤顶 液压式 机械式正常段6m一个 机头机尾各三个 弯曲段长度等于或大于15m 推移输送机时 应从工作面一端向另一端依次推移 4 炮采工艺的特点 炮采工作面机械化水平低人工劳动强度大 装煤 支柱 产量和效率低但对地质条件适应性强 第二节普采工艺方式 普采工艺方式 用机械化方法破煤 装煤 输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺机械化方法破煤滚筒采煤机刨煤机我国主要采用滚筒采煤机破煤普采工艺实例普采工艺电教片 一 普采工艺过程实例 1MDY 150采煤机 2SGB 630 150可弯曲刮板输送机 3DZ 22单体液压支柱 4HDJA 1000铰接顶梁5推移输送机千斤顶 6运输平巷中的输送机 控顶排数 三 四排 第三节综合机械化采煤工艺 综合机械化采煤工艺方式采煤工作面破煤 装煤 运煤 支护和处理采空区全部实现机械化的采煤工艺 综合机械化采煤实例综采工作面电教片工作面设备 采煤机 自移式液压支架 刮板输送机平巷设备 转载机 破碎机 可伸缩胶带机液压系统 乳化液泵站 乳化液混溶箱 进回液主管路控制系统 控制台 声光信号 扩音电话及线路供水系统 冷却水 喷雾泵 水箱 管路供电系统 高压供电线路 开关 移动变电站 配电开关 线路其它 照明 绞车 水泵 综采工作面 自移式液压支架 双滚筒采煤机和可弯曲刮板输送机 一 综采面双滚筒采煤工作方式 一 滚筒的转向和位置1 转向 面向煤壁看 采煤机的右滚筒应为右螺旋 顺时针旋转 左滚筒为左螺旋 逆时针转 2 位置 1 前顶后底右顺左逆 常用 操作安全 煤尘少 装煤效果好 2 前底后顶右逆左顺 中部夹矸易破碎 3 前底后顶 课后思考 特殊型号薄煤层采煤机4 前底后顶右顺左逆 过构造 后滚筒过后 马上稳架 防止碎矸垮落 二 综采面双滚筒采煤机的割煤方式 1 单向割煤 往返一次进一刀 工作面中间或端部进刀 工艺过程 割煤 移架 滞后采煤机2 3架支架 反向清理浮煤 推移输送机 滞后采煤机10 15m 适用条件 顶板稳定性差 煤层倾角大 不能自上而下移架 双滚筒不能一次采全高 煤层厚 贴顶煤 煤机装煤效果差 需单独按排装煤行程煤尘大 回风端不能移架作业 2 双向割煤 往返一次进二刀工作面端部斜切进刀上行割煤 移架 滞后采煤机2 3架支架 推移输送机 滞后采煤机10 15m 下行割煤 移架 滞后采煤机2 3架支架 推移输送机 滞后采煤机10 15m 适用条件 煤层稳定 倾角较缓 常用 三 综采面采煤机进刀方式 进刀方式 推入法进刀 需提前开出工作面端部切口 做机窝 钻入法进刀 已不用 斜切进刀 端部斜切进刀 不留三角煤端部斜切进刀留三角煤端部斜切进刀中部斜切进刀我国主要用斜切进刀方式 1 不留三角煤端部斜切进刀 特点 往返一次割两刀 采煤机需等待移机头 过程 2 留三角煤端部斜切进刀 特点 往返一次割一刀斜切不折返 不等待移架 空牵引 移架跟不上 过程 3 中部斜切进刀 过程 特点 往返一次割一刀 斜切不折返 不等待 简化了进刀工序 空间和时间的配合较好 工作量均衡 窝工现象少 提高了采煤机的装煤率为移溜 移架创造了有利条件 二 综采面液压支架的移架方式 1 液压支架单架依次顺序式移架 支架沿采煤机牵引方向依次顺序逐架前移 移动步距等于截深 支架移成一条直线 操作简单 易保证移架质量 能适应不稳定顶板 移架速度慢 用的较多 2 液压支架分组交错式移架 将相邻的2 3支架分为一组 组内的支架间隔交错前移 相邻组间沿采煤机牵引方向顺序前移 组间的一部分支架可以平行前移 移架快 移架质量不易保证 要求顶板较稳定 3 液压支架成组整体顺序式移架 支架分组 每组2 3架 组内联动 整体移架 组间顺序前移 移架快 质量不易保证 适应要求顶底板条件好 采煤机快速牵引割煤 交流电牵引大功率采煤机 三 综采工作面工序配合方式 割煤 移架 推移输送机的配合方式割煤后 按推移输送机与移架的先后关系 分 1 及时支护方式割煤 移架 推溜工作空间大 行人 通风 运料有利 及时支护顶板 但控顶宽度大 适用直接顶不好 老顶周期压不大 为此 有的综采设备 其支架和输送机采用插底式和半插底式配合方式 如图3 32所示 2 滞后支护方式 割煤 移溜 移架 工作空间小 行人 通风 运料不利 滞后支护顶板 但控顶宽度小 适用 周期压力大及直接顶稳定 两者由设备结构及尺寸决定 使用时不能改动 四 综采工作面端头作业 一 端头支护方式1 单体支柱加长钢梁组成的迈步抬棚适应性强 利于排头支架的稳定 但支设麻烦 费工费时 2 自移式端头支架移架速度快 对平巷适应性差 3 用工作面液压支架支护端头 适用于煤层倾角较小的工作面 二 综采面平巷相对的位置与端头作业 综采面平巷布置应有利于 运输设备运转和维护采煤机自开缺口人员进出材料运进为端头顶板支护创造良好条件 移动变电站布置在工作面一侧 皮带运输机应在远离工作面一侧 应采用斜顶梯形断面 支护用可缩支架或锚杆 第四节薄煤层工作面机采工艺特点 一 薄煤层滚筒采煤机采煤特点刨煤机综采工作面布置图1 采煤机分骑输送机式和爬底板式两类骑输送机式只能用于开采厚度大于0 8 0 9m煤层 爬底板式采煤机机身位于滚筒开出的机道内机面高度低 可用于开采0 6 0 8m薄煤层 但爬底式采煤机装煤效果差 结构复杂 一 薄煤层机采工艺特点 2 支架工作阻力和初撑力相对较低 支架调高范围大 伸缩比要达到2 5 3 0左右 3 刮板机一般使用轻型 边双链 矮机身可弯曲刮板输送机 第五节大倾角机采面的工艺特点 12 以下煤层是机采的有利条件 设备不会下滑 但倾角加大后 必须有防滑防倒措施1 防止输送机下滑1 下滑的原因重力原因当倾角达到12 18o时 就有可能因自重而下滑推移不当 次数过多地从工作面上端开始往下推移输送机机头与转载机机尾搭接不当 过多的浮煤等 导致浮煤进入底槽 2 防止输送机下滑的措施 12 必须装防滑 锚固装置 防止煤 矸等进入底槽 以减小底链运行阻力 工作面调成伪斜 使推移输送机的上移量与下移量相抵 严格把握移输送机顺序 从工作面下端移输送机 推移输送机时 用支柱顶住机头 尾 不能同时松开机头机尾的锚固装置 完后立即锚固 必要时在在机头 尾 底梁上加强锚固 18 时 要设防滑千斤顶 2 液压支架的防倒防滑措施 1 倾角加大后支架下滑与倾倒的原因1 垮落岩石沿底板下冲作用 2 支架下滑 下滑力大于摩擦力3 支架倾倒 力矩不平衡 2 防倒防滑措施 1 工作面调斜 2 由下向上移架 防止大块冲击架尾 3 防止输送机下滑 4 间隔移架 并使支架保持适当迎山角 5 保持排头支架的稳定性 6 邻架顶梁间与底座间设调梁和调底座的千斤顶 7 邻架控制降架高度 防止咬架 8 带压移架 3 采煤机的防滑 工作面倾角大于15 滚筒采煤机 必须有可靠的防滑装置 有链牵引必须设置安全绞车 防止断链和下滑外 并为采煤机上行割煤时提供缠绕力 增加割煤牵引力 无链牵引采煤机装备可靠的制动器 可用于40 54 以上煤层而无须其他防滑装置 第六节大采高一次采全厚综采工艺特点 1 采高 3 5 6 0m2 设备 大功率 高强度 高可靠性机电一体化设备例 大柳塔矿采高 4m 采煤机 6LS 03型双滚筒电牵引采煤机 总功率1500kw 生产能力2000 2800t h液压支架 BY3600 25 30型二柱掩护式液压支架 电液控制 完成全部动作仅8s 刮板输送机 SGZC 730 400型侧卸式双中链槽宽1m 生产能力2500 2800t h 功率1400kw2000年产煤800 3万t 面2001年产煤全矿1511万t a2002年产煤1100万t a一 矿压显现特点大采高工作面基本顶来压更剧烈 局部冒顶和煤壁片帮现象更为严重 二 采煤工艺特点 1 控制初采高度初采高度较小 一般为3 5m左右 2 防治煤壁大面积片帮采取下列特殊措施 割煤后及时擦顶带压移架 并立即护顶护帮 加快工作而推进速度 用木锚杆或树脂可切割锚杆等加固煤帮 用聚氨酯或其他化学树脂固结煤壁 增加煤体强度 改变工作而推进方向 提高液压支架的处撑力和工作阻力 3 液压支架防倒 防滑 相应措施 严格控制采高 尽量不留顶煤 使支架直接支撑顶板 排头 排尾的三架液压支架 用顶梁千斤顶 底座及后座千斤顶进行锚固 防止倒架 移架时 顶梁不脱离顶板 发现小的歪斜时 立即调整 以防进一步恶化 采用大采高专用端头液压支架 三 评价和适用条件 1 评价与分层综采相比 产量与效率大幅度提高 减少回采巷道的掘进量及铺网工作 节省搬迁费 设备投资大 与综采放顶煤相比 采出率高