采煤工艺学五回采工作面技术安全措施与组织管理PPT课件.ppt

第五章回采工作面技术安全措施与组织管理 第一节回采工作面技术安全措施 一 井下四大灾害的防治措施 一 预防瓦斯爆炸 两条措施 1 防止瓦斯积聚造成瓦斯超限 加大瓦斯积聚点的风速和风量 调整通风方式 若为产量过大引起的瓦斯超限 应限制采煤机最大牵引速度 1 加强通风 保证工作面有完善的独立通风系统 采空区及时封闭并维护好工作面内的通风构筑物 2 及时安全地处理积聚瓦斯 1 杜绝一切火源 防止发生撞击火花 截齿发热 电气火花和油脂着火等 对于工作面放炮与自然发火区管理也应制定严格保安措施 3 加强瓦斯检测 2 防止瓦斯引燃的主要措施 地面水 地下水 断层水和老空水 涌入工作面时 造成水害 水量小时 输送机拉水煤 胶带打滑 水量大时 淹没工作面 巨大损失危及工人安全 对于水害应从地面和井下两方面采取防治措施 探 放 隔 截 堵等综合措施 当工作面需要进行钻孔超前探水时 应制定相应的安全措施 二 预防水害 2 防止煤炭自然发火的措施 1 确定合理的工作面推进长度和回采时间 2 尽量减少丢煤 提高工作面回采率 3 对采空区进行预防性灌浆或全部充填 4 正确选择通风系统 减少采空区漏风 三 预防火灾 1 严格执行矿井各项安全管理制度 井下严禁明火 严格执行放炮制度 2 保证防爆型电气设备运行良好 电缆敷设要符合要求 3 杜绝设备漏油 相应地点设置消防器材 4 发生电气或油类火灾时 用沙子或岩粉灭火 不能用水 防止外因火灾的措施 工作面火灾产生大量有害气体 并可能引起瓦斯煤尘爆炸 3 煤尘 岩尘 不仅直接威胁工人的健康 同时也可能引起爆炸事故 防止措施 1 工作面煤层预先注水 严格掌握吨煤注水量 保证注水效果 2 采煤机要保持良好的内 外喷雾状况 水质 水压要有一定的质量保证 3 移架前 喷雾除尘 4 输送机各转载点应有喷雾 5 定期清扫 冲洗上下顺槽 6 防止因工作面材料 矸石堆积而造成通风断面缩小 7 个人防护 口罩 四 预防煤粉尘事故 4 二 顶板事故的防治措施 回采工作面顶板事故常发生在初次放顶 老顶初次来压和周期来压 回柱放顶 过周期变化带 支架支护质量不合格等情况下 顶板事故的发生既有技术上的原因 又有管理方面的原因 思想麻痹 图省事 怕麻烦 工作面上 下出口处的控顶面积大 顶板暴露时间长 这一区域的顶板较难维护 加大密集支柱或木垛 综采时采用专门的端头支架 1 工作面初次放顶和初次来压时防治顶板事故的基本措施 领导现场跟班指挥 在初次放顶和初次来压期间应特别注意安全 工作面支架要打紧背实 同时要加强支护强度 2 制定工作面上 下出口处的顶板管理措施 5 1 处理冒顶事故前应对冒顶区周围进行必要的加强支护 打临时支柱 检查冒顶区域的安全情况 有害气体积聚 危石等 2 处理冒顶时 为安全 至少要两人以上在场 一人施工 一人观察 3 采空区顶板处理措施 当采用全部冒落法开采采空区顶板悬露一定面积而不冒落时 爆破强制放顶 爆破拉槽 注水软化法 回柱放顶是处理采空区的关键工序 回柱放顶工艺 4 加强回采工作面支护质量的监督检查 支柱的架设要成行成排 支柱要打在硬底上 给足初撑力 支护密度要足够 平时应加强对支架工作阻力变化 活柱下缩量 顶板下沉量等检查监测 5 出现局部冒顶时的处理措施 6 1 工作面上 下顺槽及其回采巷道的维护措施 采动影响时 加强支护 2 打眼放炮的安全措施3 辅助运输的安全措施 1 瓦斯 煤尘爆炸时 自救器 避灾路线撤离 2 突水 透水时 沿安全出口退出 万一不能全部撤到安全地点 3 火灾时 灭火 报警4 冒顶时 人员避入安全地点 将此处支护加固 一旦被困 敲击岩帮 输送机 发出求救信号 三 其他方面的安全措施 四 遇灾害时紧急措施 7 第二节工作制度与劳动组织 破 装 运 支 处等主要采煤工序在空间 时间上的相互配合的方式称为采煤工艺系统 为使整个工艺系统可靠合理 必须制定合理的工作制度与劳动组织 一 工作制度 我国普遍采用三八制与四六制 国外还有四 八交叉制与三七 一三制 四班作业中 三班工作7h 一班工作3h 1 三班作业1 两采一准两班采煤 一班准备 检修 采煤班内进行破煤 装煤 运煤 支护和移输送机等工作 准备班内进行回柱放顶 检修机器设备 接长或缩短顺槽输送机等工作 有专门的准备班 准备时间较充足 矿井设备也有较充足的检修时间 适合炮采和单体机采工作面 有利于实现正规循环作业 但出煤较少 8 2 两班半采煤 半班准备生产准备工作量较少的情况下采用 管理上较困难 3 三班采煤 采准平行普采面将采煤与放顶工序在空间上保持一定距离 15m 实行平行作业 每小班完成一个循环 综采面三班都出煤 每班留有一定的检修时间 该方式可充分利用空间 时间和设备 组织一日多循环 缩小控顶距 有利于顶板管理 还可增加产量 缺点是采煤与回柱放顶相互影响 机械设备维修时间不能完全保证 2 四班作业1 三采一准每班工作6小时 三班采煤 一班检修准备 该方式普遍用于综采面 优点 能充分发挥综采面设备的效能 提高工时及工作空间效率 可保证综采设备的定时检修 降低事故发生率 提高正规循环率 缩短了工人的井下工作时间 9 2 四班采煤 采准交叉每日分为4个班 每班工作8h 每班首尾2h两班工人共同工作 工作量较大的准备工作在交叉时间内进行 3 两采两准在两个采煤班中间分别穿插两个准备班4 四班采煤 采准平行 我国的综采面一般采用2 5班采煤 0 5班准备与三班采煤一班准备的作业方式 二 工序安排 回采的几道主要工序为 采煤 移输送机 支护及回柱放顶 安排形式可分为流水作业 平行作业及二者组合 注意几点 1 采煤班中首先要把采煤工序安排好 使采煤机采煤要充分发挥其效能 2 各主要工序要尽量采用交叉作业 以减少窝工 3 次要工序安排时应以保证不影响主要工序的原则来确定 10 三 劳动组织 采煤工作面的劳动组织是以循环作业方式为基础的 在工作面的人员配备中 根据工作情况不同分为 不常定工种 和 常定工种 常定工种是指与循环工作量变化无关岗位上工作的工人 采煤机司机 运料工 机电检修工 不常定工种指那些与工作面长度和日循环数变化有直接关系的工种 移架工 装煤工 移溜工等 11 单体柱机采长壁工作面劳动组织形式1 追机作业按照生产过程顺序 在采煤机割煤后 组织有挂梁 装煤 移溜 支柱 回柱等专业组 跟机作业 工种单一 便于实行工种岗位责任制 但分工过细 跟机作业时劳动紧张 强度大 2 分段作业工作面按长度划分为若干段 不常定工种混合后分若干组 每组负责一段 劳动量均衡 能实习三定 定人员 定地点 定工作量 便于劳动力的强弱搭配和培养一职多能 缺点 煤层局部出现地质变化时 该段工作量显著增加 工人不足 影响整个采煤工作面进度 3 分段接力追机作业上述两种方式的综合 综采面劳动组织形式同样也有以上3种类型 由于其只有采煤 推输送机 移架三道工序 支护与处理采空区速度比普采面快得多 故采用追机作业形式较多 12 第三节工作面各项技术经济指标确定方法 1 煤层产状及开采条件说明煤层倾角 煤层厚度 工作面长度及推进距离 采高 截深等 2 工作面设备及管理方法说明工作面采 支 运设备型号及数量 支护形式 顶板管理及采空区处理方法 3 工作面效率计划日循环数或日割煤进刀数 日产量及出勤人数 最后计算出回采效率 4 工作面材料消耗以生产万吨煤所消耗的材料数量为单位 称为材料单耗 包括坑木消耗 炸药消耗 雷管消耗 乳化液 油脂 截齿等 一 技术经济指标主要内容 13 为了得到这些技术经济指标 必须进行一些必要的计算 计算步骤如下 1 确定工作面长度 截深 循环进度 循环产量 日产量及回采面的劳动生产率 截深一般采用0 5 0 6m 若顶板较稳定 地质构造简单 煤质较软时可采用0 8m截深 若采高在1 8m以下 顶板稳定 煤质较软可采用0 8 1 0m的截深 炮采的进度 截深 根据炮眼深度不同分为浅进度和深进度两种 浅进度一般0 8 1 2m 深进度可达2 0m 根据确定的截深及循环方式 可计算出工作面的循环进度和循环产量 回采率按规定取 厚煤层93 中厚煤层95 薄煤层97 工作面的劳动生产率计算 14 2 回采工作面单位生产成本计算 直接发生在回采工作面的材料费 工资费 固定资产折旧费或租赁费 电力费 1 按四项费用计算分项单位成本单位成本等于单价乘以单位消耗量 2 将材料 工资 折旧 租赁 电力费用合计数累加 计算吨煤工作面生产成本 另外一种计算方法 在无同类工作面消耗定额可参考时 采用相应计算公式计算坑木单位消耗量 金属支柱 金属顶梁的单耗 工作面人工单耗等 15 二 经济指标受设备使用时间的影响 机械化采煤设备的工作状态变化一般分为如下三个阶段 1 开始投产阶段此阶段消耗费用低 故障发生少 使得工作面的经济指标迅速增长 2 正常工作阶段稳定工作状态 工作面的经济指标也保持稳定 并达到了最优指标 这个阶段是设备磨损与老化的阶段 应特别注意设备的维护与检修 3 设备系统的老化阶段设备系统老化 发生故障较多 从而使得工作面经济指标急剧下降 要完成工作面的经济指标 就必须要设法延长设备系统的第二阶段时间 设备磨损与老化速度同工作面的强度和频率有关 进刀次数 截割阻力 支架升降次数 输送机移动弯曲次数等 16 三 影响工作面技术经济指标的其他因素 地质 开采因素 17 第四节提高工作面劳动生产率及降低生产成本的途径 提高劳动生产率 降低吨煤成本的途径是多样的 最主要的还是提高工作面单产 减少工作面人员数 一 提高劳动生产率 劳动生产率提高将导致吨煤成本中工资费用的降低 降低率计算公式 18 提高劳动生产率的主要途径有技术革新 提高工人的技术熟练程度和文化素质 我国的回采工作面的劳动定员远远大于其他几个产煤大国 劳动生产率不高 挖掘潜力很大 二 降低生产成本 一 提高工作面设备生产能力的利用率 在可能的条件下 应充分发挥设备的生产能力 尽可能提高设备的开机率 相对降低了成本中的折旧费或租赁费 吨煤成本降低率计算公式 19 二 降低材料和动力消耗 材料和动力消耗在吨煤成本中平均占40 技术越进步 劳动生产率越高 材料与动力消耗在成本中的比重还会增加 三 节约管理费用 管理费的伸缩性很大 管理费节约也可降低生产成本 20 第五节采煤作业规程的编制与设计实例 回采工作面作业规程是指挥和组织工作面循环生产的依据 同时也是安全生产防止事故发生的可靠保证 一 作业规程的内容及编审步骤 回采工作面作业规程反映了某一个具体工作面的工艺设计 规定了该工作面生产全过程的工艺 劳动组织和技术安全措施 反映回采工作面的各项工序安排和配合方式 以及工作面的技术经济效果 1 基本概况工作面位置 范围 与相邻煤层以及已采区域的关系 工作面与地面的相对位置及与建筑物的关系2 地质概况工作面可采储量 煤层赋存条件 顶底板岩性 地质构造及水文条件 煤质及瓦斯含量 21 2 采煤 装煤若为炮采 选煤电钻 确定眼深 炮眼布置和装药量 放炮安排及装煤方法等 如用采煤机 选定采煤机型号 确定截深 上 下缺口的长度 进刀及截煤方式 3 运煤选工作面输送机及型号 顺槽转载机 确定移输送机方法4 支架如选用单体支柱及铰接顶梁 确定规格 型号 确定支架的排列方式 排 柱距 最大控顶距 最小控顶距 放顶步距 工作面上下出口的支护方式 若选用液压支架 要确定型号 规格 架中心距 移架方式及端头支护方式 移动变电站与泵站的型号和规格 3 采煤方法 1 回采巷道的布置方式 工作面长度 采高 22 5 采空区处理 一般采用全部跨落法 特殊要求时可采用其他方法 6 应绘制工作面的层面图及剖面图 用以表示工作面的设备布置 落煤方法 支护及通风方式等 炮采时要绘制炮眼布置图 回采方式的进刀方式 支架控顶距应尽量绘图表示 该部分应将工作面供电网路与电气设备布置用图及文字表示 并对低压供电网路和电缆的选择加以验算 通风系统中说明工作面所需风量要求 最大风速及有关通风构筑物的建立 风流方向 并绘制简单的通风系统图 5 编制工作面的正规循环图表 劳动组织图表和技术经济指标表6 制定安全技术措施 包括预防四大灾害的技术措施 安全生产的注意事项 设备安全操作规定 避灾路线示意图 4 工作面供电与通风系统 23 回采作业规程的编审步骤 1 调查研究 掌握地质及设备情况 2 明确任务 矿 采区下达的对该面产量 效率等要求 3 召开技术人员 工人 干部三结合会 研究有关生产技术和安全问题 4 编制作业规程并上报审批 5 执行过程中如条件变化 要及时进行修改或编制补充措施 任何改动需要上报审批 批准后才能执行 二 循环作业图表的编制 将工作面的循环方式 工序安排 劳动组织及经济效益用循环作业图表的形式表示 采煤工作面的循环作业图表包括 循环作业图 劳动组织表 技术经济指标表 工作面布置图四大部分 24 在一个循环内各工序在时间 空间上相互关系 普采面以工作面回柱放顶完毕为完成一个循环的标志 综采以移架完毕作为标志 分为一日单循环 一日多循环两种 正规循环率是衡量循环完成好坏的标准 一 循环作业图 25 此值一般不应低于80 循环作业图以直角坐标形式绘制 纵轴表示工作面在长度上的空间位置 横轴表示时间 1 工序组成应尽量简单 每班应有固定工序 目的是为便于管理 便于工人了解自己在生产过程中 有利于提高工人的主动性 便于积累经验 提高技术水平 2 尽量提高各工序平行作业的程度 以充分利用工作面的空间和时间 从而缩短循环时间 提高生产效率 3 前一道工序要为后一道工序准备好工作地点 同时每道工序要留有一定的后备时间 才能使后道工序顺利进行 同时不致因为个别工序没完成而打乱整个循环 4 贯彻安全生产方针 安排工序时要考虑工人工作的安全情况 编制循环作业图表应注意 26 二 劳动组织表 说明每一道工序每班工人的出勤人数及工人在该工作面工作的起止时间 当有些工序工作量较小时 适合采用综合工作队来完成 若工序单一 各工序间联系又不大时 适合采用专业队来完成 27 三 技术经济指标表 反映工作面基本地质条件 技术情况 主要经济结果的图表 编制此表前 应将其他工艺设计完毕 经过一系列的技术经济指标计算 汇总编表 28 四 工作面布置图 说明工作面各种设备的安装位置及相互配合关系 以及工作面的支护形式 采煤方法 运输方式等 还应对工作面端头 顺槽内设备及支护形式加以说明 根据工作面长度以一定比例绘制 29 三 循环图表的编制实例 一 普采 某倾斜煤层中布置一工作面 工作面长度100m 倾角26度 平均采高1 8m 采用HZWA 2000支柱及HDJA 1200顶梁 错梁直线柱布置 排距0 6m 柱距0 75m 最小控顶距3m 最大控柱距5 4m 放顶步距2 4m 使用MLQ 64型采煤机 截深0 6m 滚简直径1 25m 预放震动炮 双向采煤 采用直接推入法进刀 昼夜分三班作业 第一 二班为出煤班 第三班为准备班 第一班开工后 全工作面分三段预放震动炮 然后采煤机由下缺口处开始向 上割煤 紧接着跟机清浮煤 推移