机械化采煤最新版本.ppt

1 采煤方法概述 2 晋城市煤矿安全生产培训中心 3 综合机械化采煤技术 4 一 工作面布置综采工作面配套的主要设备有大功率双滚筒采煤机 大功率高强度重型刮板输送机 液压支架 转载机及胶带输送机 乳化泵站等 综采工作面的设备布置如图2 16所示 5 1 采煤机 2 刮板输送机 3 液压支架 4 下端头支架 5 上端头支架 6 转载机 7 可伸缩胶带输送机 8 配电箱 9 移动变电站 10 设备列车 11 泵站 12 喷雾泵站 13 绞车 14 集中控制台 综采面设备布置示例 6 二 采煤工艺综采在工作面采煤工艺过程中的破煤 装煤 运煤 支护 采空区处理五大工序全部实现了机械作业 由于工作面全部实现了机械化作业 所以 综采的采煤工艺要比普通机械化采煤简单 生产工艺过程是 采煤机落煤与装煤 输送机运煤 自移式液压支架前移 推移输送机至新的位置 采空区顶板自行垮落等 综采工艺中的破煤 装煤 运煤三个工序与普通机械化采煤基本一样 只不过是设备的功率大 强度高 1 落煤和普通机械化采煤一样 综采落煤主要包括采煤机进刀方式和割煤方式 1 综采面采煤机的进刀方式 7 滚角钻入法进刀 斜切式进刀 推入式进刀 2 综采面双滚筒采煤机割煤方式 综采面采煤机的割煤方式是综合考虑顶板管理 移架与进刀方式 端头支护等因素确定的 主要有以下两种 往返一次进两刀 这种割煤方式多用于煤层赋存稳定 倾角较小的综采面 工作面为端部进刀 采煤机沿工作面上行割一刀 下行割一刀 所以也叫作穿梭割煤 往返一次进一刀 即单向割煤 工作面中间或端部进刀 该方式适用于 顶板稳定性差的综采面 煤层倾角大 不能自上而下移架 或输送机易下滑 只能自下而上推移的综采面 采高大而滚筒直径小 采煤机不能一次采全高的综 8 采面 采煤机装煤效果差 需单独牵引装煤行程的综采面 割煤时产生煤尘多 降尘效果差 移架工不能在采煤机的回风平巷一端工作的综采面 2 装煤与运煤滚筒采煤机在割煤的同时 滚筒上的螺旋线将割下的煤沿垂直煤壁的方向推出落在工作面刮板输送机上 刮板输送机将煤运出工作面 3 支护与放顶综采工作面用液压支架支护 液压支架沿工作面直线排列 当液压支架随工作面推进向前移架后 支架后方的顶板自由垮落 9 常用的移架方式有三种 一是单架依次顺序移架 液压支架沿采煤机牵引方 向依次前移 移动步距等于截深 支架移成一条直线 二是分组间隔交错移架 三是分组整体依次顺序移架 综采面的割煤 移架 推移输送机三个主要工序中 按照三个工序不同的组合顺序同时综采面的液压支架和刮板输送机在移动时需互相作支点 必须一个先移一个后移 所以 综采面的工序配合有以下两种方式 10 1 及时支护 采煤机割煤后 支架随采煤机立即前移支护顶板 输送机随移架逐段移向煤壁 推移步距等于采煤机截深 即先移支架 后移输送机的方式 称为及时支护 这种支护方式推移输送机后 在支架前端与输送机之间始终有一个截深的宽度 工作空间大 有利于行人 运料和通风 及时支护适用于煤层顶板中等稳定以下的工作面 2 滞后支护 割煤后输送机首先逐段移向煤壁 支架随输送机前移 二者移动步距相同 即先移输送机后移支架的方式 称为滞后支护 这种方式在液压支架前端和输送机之间不再有一个截深的余量 适用于周期压力大以及直接顶比较稳定的工作面 11 基本参数 综合机械化采煤工艺 破 装 运 支 移全部实现机械化 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 12 自移式液压支架 13 双滚筒采煤机 14 一 综采面双滚筒采煤机工作方式 一 双滚筒采煤机的滚筒位置 一般前端的滚筒割顶煤 后端的滚筒割底煤 操作安全 煤尘少 15 1 单向割煤 往返一次进一刀 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 2 双向割煤 往返一次进二刀 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 二 采煤机割煤方式 16 三 采煤机进刀方式 不留三角煤端部斜切进刀 采煤机端头停机转向两次 双向割煤 多用 留三角煤端部斜切进刀 采煤机端头停机转向一次 单向割煤 移机头 机尾与清浮煤平行作业 适用于工作面短 煤层倾角大 装煤效率低 中部斜切进刀 有利于工作面端头管理 上下平巷维护 单向割煤适用于工作面短 煤层倾角大 装煤效率低 端头维护困难 17 三 采煤机进刀方式 不留三角煤端部斜切进刀 18 三 采煤机进刀方式 留三角煤端部斜切进刀 19 三 采煤机进刀方式 中部斜切进刀 20 一 移架方式 单架依次顺序式 单架依次顺序式一架一架移简单 适用不稳定顶板 应用较多 移架时卸载面积小 顶板下沉量小 分组间隔交错式 沿采煤机行走方向移架速度快 适用顶板较稳定 每次不超过3架 成组整体顺序式 一组 次2 3架 组 二 综采面液压支架的移架方式 21 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 22 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 组 组 组 组 23 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 要求顶底板条件好 24 二 移架方式对移架速度的影响 移架速度 m min 国外先进的单架移架速度4 5秒 因素 泵站流量 阀组和管路的乳化液通过能力 操作水平 移架方式 三 移架方式对顶板管理的影响 顶板的稳定性 移架 卸载 25 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及时支护方式 割煤 移架 推溜利于行人 运料 通风 适用直接顶不好 老顶周期压不大 滞后支护 割煤 移溜 移架 我国较少用 26 一 综采面端头支护方式 1 单体支柱加长钢梁组成的迈步抬棚 适应性强 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 四 综采面端头作业 27 综采面端头支架 1 2掩护梁 3机头 5千斤顶 6机尾 煤层倾角小 滞后一个截深 28 二 综采面平巷相对位置与端头作业 综采面平巷布置应有利于 运输设备运转 采煤机自开缺口 人员进出 材料运进 29 五 综采设备的配套参数 30 设备几何尺寸配套 设备生产能力配套 一 综采工作面设备的几何尺寸配套 采煤机的采高与煤厚 采煤机与液压支架高度 采高与液压支架高度 支架的最小支撑高度与滚筒直径 采煤机的截深与液压支架步距 五 综采设备的配套参数 31 Mm A A3 2 LSin m D 2 Mm 采煤机的最大采高 m m 摇臂向上的最大摆角 度 A 机身高度 A1 机槽高 A2 底托架高度 A3 机体厚度 E 过煤高度 A A1 A2 A3 L 摇臂长度 m D 滚筒直径 m 采煤机的最大与最小采高之比应在1 6 2 0 采煤机的采高 32 Hmin Mmin S2 a S1 S2 液压支架在前后柱处的顶板下沉量 h 支架支撑高度的富裕系数 一般取200mm a 支架卸载高度 一般取50mm 支得起 卸得掉 液压支架高度与采高的关系 Hm Mm S1 h Hm Hmin 支架的最大与最小支撑高度 33 原则 从工作面往外生产能力要加大 一 采煤机的实际生产能力 Qc 60VcSM K 10 3 二 输送机的生产能力 Qs Qc 1 1 1 15 Qc 三 液压支架的移架速度 液压支架的移架速度要大于采煤机的实际牵引速度 四 转载机和可伸缩胶带输送机的能力与正常生产能力的关系 QZ 1 5 3 0 Q 二 综采设备的生产能力配套 34 综采循环以移架为标志 可采用 四六制 三采一准 三八制 两采一准 两班半采煤 半班准备 示例 两班半采煤 半班准备 双向割煤 日进7刀 六 综采工作面循环图 35 综采工作面循环图 36 综采工作面循环图 37 综采放顶煤技术综放工作面是在综采工作面的基础上发展而来的 同综采工作面相比 综放工作面由于采高的增大 支架直接支护的岩石顶板变为煤顶 增加了放顶煤工艺 工作面输送机由一部变为两部 顶板压力减弱 来压缓和 因而使工作面顶板管理的重点发生了转变 1 综采放顶煤工艺流程 根据我国近年来在缓斜厚煤层中使用放顶煤采煤法的经验 其工艺流程主要包括采煤机割煤和放顶煤两部分 1 采煤机割煤 采煤机可以从工作面端部或中部斜切进刀 采用双向割煤往返一次进一刀 下行割煤 上行装煤 距滚筒12 38 15m处推移输送机 完成一个综采循环 根据顶煤放落的难易程度 放顶煤工作在完成一个或几个综采循环以后 在检修班或放顶班进行 2 放顶煤 放顶煤工作多从下部向上部 也可以从上部向下部 逐架或隔一架或隔数架依次进行 一般放顶煤沿工作面全长一次进行完毕即一轮放完 如顶煤较厚 也可以两轮放完 在放煤过程中 如有片帮预兆 要停止放煤 当放煤口出现矸石时 应关闭放煤口 2 综采放顶煤工艺特点 1 适用于厚度5m以上 煤质较软 顶板易垮落的煤层 2 简化巷道布置 减少巷道掘进工作量 3 提高采煤工效 降低吨煤生产费用等 39 3 煤矿安全规程 对综采放顶煤工艺的安全技术要求 1 必须根据煤层地质特征编制放顶煤开采设计 2 工作面必须符合以下条件 无煤 岩 与瓦斯 二氧化碳 突出危险性 顶煤和煤层顶板能随放煤即行垮落或在采取预裂爆破等措施后能及时垮落 且顶板垮落充填采空区的高度大于采放煤高度 3 必须针对煤层的开采技术条件和放顶煤开采工艺的特点 对防火 防尘 防瓦斯 放煤步距 放煤顺序 采放平行关系 顶板控制 支架选型 端头支护 切眼扩面 支架安装 初次放顶 煤 工作面收尾及支架回撤等制定安全技术措施 4 大块煤 矸 卡住放煤口时 严禁爆破处理 有瓦斯或煤尘爆炸危险时 严禁挑顶煤爆破作业 40 新式采煤法有以下主要特点 1 通常具有较长的回采工作面 一般采用120 200m 2 回采工作面两端至少各有一条巷道 用于通风及运输 3 随工作面前进有计划地处理采空区 4 采下的煤沿平行回采工作面的方向运出采场 5 长壁采煤法的煤炭损失少 回采工作连续性强 6 采煤系统简单 生产集中 通风条件良好 7 工人劳动强度低 41 第二讲怎样对综采工作面进行管理 实践证明 综采回采工艺已经成为我市采煤方法升级改造的方向 具备条件的矿井也已积极着手开始规划 设计 布置 装备综采工作面 但我市地方煤矿专业技术人员匮乏 从业人员素质整体不高 而综采工作面机械化程度高 对从业人员专业技术水平要求较高 如何对综采工作面进行管理是摆在我们面前的现实问题 一 培训先行培训是提高煤矿企业主要负责人 安全管理人员 特种作业人员和其他从业人员整体素质的主要手段 是综采工作面管理的重要组成部分 也是保障煤矿安全生产的基础性工作 42 正如市局一号文件要求 人的安全可靠是实现煤矿安全生产的根本保证 要完善职业教育培训体制和机制 严格实行职业准入制度 以应知应会为内容 以生产现场为依托 以关键岗位为重点 以井下职工为主体 开展全员多层次安全技能和业务培训 大力提升从业人员素质 推广长治县经验 积极探索更加有效的煤矿劳动用工和培训管理模式 变分散招工为统一招生 变分散培训为统一委托培训 先招生后培训 先培训后录用 不合格不录用 不合格不上岗 建立长期培训档案 集中考核与日常考核结合 跟踪学员培训效果 严格入矿 入井 上岗准入制度 全面推行岗位标准化作业 规范职工 上标准岗 干标准活不断提高职工 不伤害自己 不伤害别人 也不被别人伤害 的自我安全保护意识 43 二 把好综采设备选型关综采工作面设备主要由采煤机 刮板输送机和液压支架组成 通常称为工作面 三机 只有通过正确的 三机 配套选型 才能充分发挥设备的生产效能 搞好工作面设备选型和配套是用好工作面设备的前提 一 采煤机选型1 采煤机选型原则 1 适合特定的煤层地质条件 并且采煤机采高 截深 牵引速度等参数选型合理 有较大的实用范围 2 满足工作面开采生产能力要求 采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力10 20 3 与液压支架和刮板输送机相匹配 44 2 采煤机性能参数的确定 1 采高 采煤机采高应与煤层厚度变化范围相适应 2 截深 选取与煤层厚度 软硬 顶板岩性及支架移架步距有关 3 牵引速度 根据工作面设计能力选择 4 装机功率 决定于煤质硬度和煤层开采厚度 决定采煤机在具体条件下可能达到的生产率 二 刮板输送机选型1 刮板输送机选型原则 1 刮板输送机的运输能力应大于采煤机最大生产能力 一般取1 2倍 2 要根据刮板输送机的负荷确定链条数目 结合煤质硬度选择链子结构型式 3 应优先选用双电机双机头驱动方式 4 应有先选用短机头和短机尾 5 应满足采煤机的配合要求 45 2 刮板输送机参数的确定 1 工作面输送机运输能力的确定 额定运输能力 必备运输能力 2 工作面刮板输送机长度的确定 输送机的铺设长度要能够达到工作面长度 即工作面只铺设1台输送机 3 工作面输送机功率的确定 根据工作面输送机的重段 空段阻力 所需最大最小功率等计算选型 三 液压支架选型1 液压支架选型原则 1 支护强度与工作面矿压相适应 2 支架结构与煤层赋存条件相适应 3 支护断面与通风要求相适应 2 影响液压支架选型的主要因素 顶板 直接顶 老顶 和底板岩性 煤层可采厚度 煤层倾角 煤层瓦斯含量等 46 3 支架性能参数的确定 1 架型根据顶 底板岩性级别来确定 2 支架最大高度和最小高度 由煤层最大 最小采高确定 3 支架工作阻力 按老顶岩性和支架最大高度确定 四 三机 配套选型1 三机 几何关系配套从安全角度出发 支架前柱到煤壁的无立柱空间愈小愈好 2 三机 性能配套主要解决各设备性能间相互制约的问题 从而充分发挥设备性能 以满足生产的需要 3 三机 生产能力配套工作面生产能力取决与采煤机落煤能力 而工作面输送机 液压支架和其它设备的生产能力都要大于采煤机的生产能力 47 三 抓好综采工作面现场管理安全工作要从现场抓起 综采工作面现场管理主要包括组织管理 设备管理和质量管理三大部分 一 综采面的组织管理1 循环作业综采工作面以完成移架工序为循环的标志 在一昼夜内完成一个循环称为单循环 完成两个或两个以上循环称为双循环或多循环 采煤工作面循环作业的内容一般应包括循环方式 作业形式 工序安排和劳动组织等 1 循环方式可明确而完整的用 每日几循环 每循环几刀 每刀进几米 来表达 48 2 作业形式 就是一昼夜内采煤班和准备班在时间上的配合方式 它由工作面循环作业图来反应 综采工作面常用的作业形式有 三班作业 三班出煤 班内检修 三班作业 二班出煤 一班检修 三班作业 二班出煤 一班检修并出煤 四班交叉作业 三班出煤 一班检修 3 工序安排 采煤工作面工序安排有顺序作业 平行作业及两种相结合的作业形式 4 劳动组织 是指正规循环中生产工人的组织形式和劳动定员 劳动组织的形式主要有 分段作业 追机作业 分段接力追机作业 2 综采工作面的设备管理综采工作面由于设备多 机械化水平高 故加强设备的管理工作是生产管理工作中的一个重要的内容 设备管理工作主要包括以下内容 49 1 加强设备的检查和维护 2 加强备品 配件的管理工作 3 建立健全设备技术档案制度 三 综采工作面的质量管理综采工作面质量管理工作的好坏 直接关系着能否实现安全生产和机械设备效能的发挥 质量管理的内容包括工作面的工程质量和设备为维修质量两个方面 二者互相制约 互相影响 综采工作面工程质量管理的主要内容是顶板管理和工作面生产工序质量管理 具体内容如表3 1所示 50 51 52 第三讲锚杆技术简介 锚杆作为地下工程和岩石边坡的主要支护形式之一 对土木工程稳定性的维护起着重要作用 尤其是在节理裂隙岩体中 锚杆对岩体的加固作用十分明显 锚杆支护是以锚杆为主体的支护结构