4第三章 第二节 普通机械化采煤工艺.ppt

1 第三章 第二节普通机械化采煤工艺 第三章单一走向长壁采煤法采煤工艺 2 本次课主要内容 一 普采工艺实例二 采煤机的割煤方式 重点三 采煤机的进刀方式 重点 难点四 支护方式 重点 难点五 循环作业方式六 工作面支护参数设计七 工作面支护应掌握的基本要点 3 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 普采工艺方式 返回目录 4 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 一 普采工艺实例 返回目录 5 一 普采工艺实例 返回目录 6 人工爆破开切口 机窝 上切口6 10m下切口2 3m切口宽2 3m下缺口有可能不开 刮板输送机机头伸入巷道中双滚筒采煤机能自开缺口 一 普采工艺实例 返回目录 7 单滚筒采煤机滚筒位置和旋转方向 一 普采工艺实例 1 电动机2 固定减速器3 牵引部4 螺旋滚筒5 挡煤板 返回目录 8 1 双向割煤 往返一刀单滚筒采煤机 滚筒直径小于采高 割顶煤挂顶梁割底煤清理浮煤推移输送机 滞后采煤机10 15m 采煤机往返一次进一刀煤壁推进了一个截深问题 顶板 二 采煤机的割煤方式 返回目录 9 2 字形割煤往返一次进一刀上半段割煤下半段推输送机上半段推输送机下半段割煤 二 采煤机的割煤方式 返回目录 10 3 单向割煤 往返一刀煤层较薄 单滚筒采煤机 滚筒直径接近煤层层厚 上行 割煤 挂梁下行 装煤 清底煤 推移输送机 支柱上行 下行往返一次进一刀 二 采煤机的割煤方式 返回目录 11 1 煤层厚度与滚筒直径相当 单滚筒 2 煤层较厚 双滚筒采煤机 4 双向割煤方式 上行 割煤 挂梁 推移输送机 支柱下行 割煤 挂梁 推移输送机 支柱上行 下行往返一次进两刀 二 采煤机的割煤方式 返回目录 12 进刀 采煤机滚筒向垂直于煤壁方向推进 进入下一截深的切割作业进刀 切入煤壁进刀方式的实质采煤机运行与推移输送机的关系 直接推入法端部斜切进刀中部斜切进刀 三 采煤机的进刀方式 返回目录 13 用的少 容易损坏采煤机与刮板输送机 三 采煤机的进刀方式 直接推入法 返回目录 14 端头割三角煤斜切进刀 单滚筒采煤机双向 单向割煤有利于端头管理 费时 往返 20 25m 进刀与移机头干扰 a 割底煤至工作面下端部 b 返向沿输送机弯曲段运行 上行割顶煤切入煤壁 直至完全进入输送机直线段 c 推移输送机机头及弯曲段成一直线 d 采煤机返向下行沿顶板割三角煤直至工作面下端部 e 从工作面下端部上行割底煤 至斜切进刀终点位置 割三角煤完毕 滚筒沿顶上行正式割煤 三 采煤机的进刀方式 斜切进刀法 返回目录 15 端头留三角煤斜切进刀 单滚筒采煤机双向 单向割煤端头不往返 进刀与移机头不干扰 端部煤壁不直 a 下行进入进刀段后割顶煤至工作面下端头后停机 随机下行推输送机至进刀段 采煤机返向上行沿输送机弯曲段割三角底煤 b 割底煤至输送机直线段后改为割顶煤 此时 推移机头和弯曲段 c 上行割顶煤直至上切口 输送机已移直 在下端头留下三角煤 d 在正常段下行割底煤 并随采煤机下行推移输送机 e 采煤机在进刀段割顶煤直至工作面下端部 随机自上而下推移输送机 在工作面下端部留下底部的三角煤 重复 a 图 完成进刀全过程 三 采煤机的进刀方式 返回目录 16 中部斜切进刀 字形割煤往返一次进一刀工艺方式上半段割煤下半段推输送机上半段推输送机下半段割煤 三 采煤机的进刀方式 返回目录 17 四 支护方式 一 单体液压支柱和金属铰接顶梁 a 正悬臂 b 倒悬臂 返回目录 18 四 支护方式 1 齐梁直线柱布置绞接顶梁梁端在煤壁方向相齐 支柱成直线 梁长等于截深割一刀全部挂梁 支柱 简单 容易管理截深为0 8m或1m 多用正悬臂 返回目录 19 高档普采工作面支护 四 支护方式 返回目录 20 普采工作面支护 四 支护方式 返回目录 21 梁长等于2倍截深全正悬臂割两刀挂梁一次 第一刀支临时支柱 不挂梁 第二刀变永久支柱 空顶距大 工作量不均 少用 四 支护方式 返回目录 22 2 错梁直线柱布置梁长等于2倍截深正倒悬臂相间割一刀相间挂梁一次 顶梁交错 第一刀支临时支柱 第二刀变永久支柱支护及时 工作量均匀 柱成直线 多用 不利切顶 四 支护方式 返回目录 23 加强机道支护 防止机道冒顶预掏梁窝 临时支护提高初撑力和支护强度破碎顶板铺设金属网加强放顶排支护的稳定性斜撑 木垛 双排柱 丛柱主要是针对水平推力 二 普采工艺支护基本点 四 支护方式 返回目录 24 端头支护端头 平巷与工作面的交会处 控顶面积大 设备大且多 人员集中 进出口 双钩双楔梁 抬棚 四对八梁 四对八梁 十字绞接顶梁要保证支护质量 初撑力 四 支护方式 二 普采工艺支护基本点 返回目录 25 端头十字绞接顶梁 四 支护方式 返回目录 26 端头四对八梁 四 支护方式 返回目录 27 端头支护 双钩双楔梁 4 输送机 6 木垛 7 双钩双楔梁 8 绞车 3m 四 支护方式 返回目录 28 端头支护 四对八梁 2 抬棚长梁 4 输送机 四 支护方式 返回目录 29 端头支护 抬棚长梁 十字绞接顶梁 1 基本支架 2 抬棚长梁 3 转载机 4 输送机 5 十字绞接顶梁 四 支护方式 返回目录 30 两采一准一昼夜一循环单向割煤三五排控顶 五 普采循环作业方式 返回目录 31 五 普采循环作业方式 返回目录 32 六 工作面支护参数设计 1 支柱规格选择 支柱最大高度计算 支柱最小高度计算 Mmax 工作面开采范围内的煤层最大采高 m Mmin 工作面开采范围内的煤层最小采高 m c 顶梁的厚度 c 0 1m SX 顶板在最大控顶处的平均最大下沉量 m 顶板下沉系数 取 0 025 0 05 L1 工作面顶板最大控顶距 s 活柱最小安全回柱行程 一般取0 05m 返回目录 33 六 工作面支护参数设计 2 工作面支护参数的确定 工作面的支护强度pt 支护强度指顶板单位面积所需的支撑力 目前确定支护强度的方法 一是有本煤层临近工作面的矿压观测资料 二是根据本煤层的顶板分类 通过查表即可求得工作面的支护强度 这种方法对缓倾斜煤层是比较可靠的 Kd 动载系数 一般不超过2 Kp 直接顶岩石的碎胀系数 一般为1 25 1 5 所以Kd Kp 1 4 8 m 工作面平均采高 m 工作面顶板岩石平均重度 一般取 25kN m3 返回目录 34 支柱的有效支撑能力pE 工作面所需支护密度n 支架排距b 在普采和炮采工作面 当排距小于0 8m时 行人困难 会降低工人的生产率 因此 根据采煤机截深的不同 排距主要有三种规格 0 8m 1 0m 1 2m 工作面支柱的柱距 kE 支柱有效支撑系数 单体液压支柱取0 8 PA 支柱的最大工作阻力 kN N 工作面支柱排数 F 机道上方梁端至煤壁距离 mS 每根支柱的支护面积 m2 S是支护密度的倒数 Kn 根 m2 六 工作面支护参数设计 返回目录 35 六 工作面支护参数设计 计算出工作面柱距后 根据顶板管理的要求选取小于计算值的整数值 采用 型长钢梁对棚支护时 柱距可取大于计算值的整数值 3 工作面所需支柱 顶梁数量N式中LN 最大控顶距时支柱的排数 L 工作面的长度 m 在考虑工作面临时支护 加强支护与备用量的要求 工作面支柱须增加10 15 顶梁须增加2 4 采用 型长钢梁对棚支护时 支柱数量为计算值的2倍 顶梁数量按照工作面支架布置要求 以一梁4柱进行计算 返回目录 36 七 工作面支护应掌握的基本要点 1 加强机道支护机道是工作面支护的薄弱点 这里往往由于片帮和不能及时支护发生局部冒顶 加强机道支护主要方法有 向煤壁开梁窝架超前梁 落煤后立即打临时支柱 提高支柱支撑力和支护刚度 近年来 形钢顶梁加强破碎顶板和分层网下顶板的机道支护是十分有效的 所谓 形钢顶梁就是用 形钢对焊成的2 6m长钢梁 形钢顶梁在工作面是成对布置 随采煤机割煤 形钢顶梁交替前移 及时支护顶板 返回目录 37 2 加强放顶线支护的稳定性无论是有排柱还是无排柱 由于直接顶垮落或基本顶来压 往往因水平推力而推倒末排支柱 为此 必须使末排支柱不仅支撑力强 而且支护状态稳定 一般采用斜撑把排柱连锁起来 形成一个防护整体 必要时加打木垛 硬顶板时打双排柱或打对柱 丛柱等增加切顶力 3 加强工作面端头维护其支护形式一般采用四对八梁走向大抬棚 十字梁是工作面端头的一种有效支护 选用时根据顶板条件 输送机传动装置以及人行道的要求可灵活调整 七 工作面支护应掌握的基本要点 返回目录 38 4 加强工作面 三度 管理支护强度是指工作面单位顶板面积上的支护阻力 支护强度应以工作面最困难状态下满足支架 围岩岩体体系的平衡 不发生重大顶板事故为准则 支护密度是指控顶范围内单位面积顶板所支设的支柱数量 设计支柱密度时必须掌握工作面所用支柱的实际阻力情况 加强金属支柱抽样试验和失效检查 支护刚度是指支护物产