采煤工作面回采工艺

2020/6/9,1,煤矿开采学,主讲人：王开,Tel-mail2020/6/9,2,第六章单一走向采煤法采煤工艺,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,3,采煤工作面工艺设计内容,选择合理的工作面设备及参数采煤工作面工艺参数采煤工作面生产过程组织采煤工作面循环图表编制采煤工作面作业规程,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,4,任务一采煤工作面设备及参数,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,5,综采工作面设备选型与配套的程序,第七节采煤工作面工艺设计,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,7,任务二采煤工作面工艺参数,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,8,影响工作面长度的因素地质因素技术因素经济因素,一、工作面长度,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,9,1、地质因素工作面长度方向上应以大的断层、褶曲、煤层厚度、倾角变化带为上下边界。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,10,煤层厚度、倾角、顶板条件、瓦斯涌出量等地质条件。,V工作面允许的最大风速，4m/s；M采高，m；Lmin工作面最小控顶距，m；容重，kN/m3；Cf风流收缩系数，取0.90.95；N日进刀数；qb日产一吨煤所需风量，m3/min；B循环进尺，m。P煤层单位面积出煤量，t/m2。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,11,2、技术因素生产能力影响受设备限制国产刮板输送机150200m一般工作面长80200m工艺的影响技术管理水平矿井设计时技术参数的影响,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,12,3、经济最佳的工作面长度,1日进刀数，2工作面日产量，3工作面效率,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,13,割煤时间,准备时间,空行时间,采煤机运行时间,停机旋转时间,地质因素,机电因素,工序匹配不当,端头、进刀等,交接班误工,工艺原因,组织管理因素,采区外部系统,采煤班时间,每日时间,采煤机停机时间,二、采煤机开机率,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,14,开机率采煤机实际运转的时间占可利用的采煤作业时间的百分比。有班开机率、日开机率两种。班开机率为：,T采煤作业时间；t1纯割煤时间；t2跑空刀时间；t3进刀时间。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,15,兖州南屯煤矿综采面各环节故障实测统计资料，得各环节的故障比重如图所示。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,16,第七节采煤工作面工艺设计,三、机采面生产能力,单向割煤，进一刀时间,双向割煤，进一刀时间,日循环数（刀数）,日生产能力,2020/6/9,17,任务三采煤工作面生产过程组织,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,18,循环：就是完成工作面落煤、装煤、运煤、支护和放顶（或放顶煤）等工序的全过程，并且周而复始地进行下去。循环标志：炮采、普采工作面多以工作面放顶工序作为完成一个循环的标志，综采工作面一般是以进刀或移架工序作为完成一个循环的标志，放顶煤采煤工作面则是按完成一次放煤工序过程作为循环的标志。,相关知识,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,19,一、循环方式,循环方式：是循环进度和昼夜循环次数的组合。采煤工作面的循环方式主要分为单循环和多循环。（1）循环进度：采煤工作面每完成一个循环向前推进的距离，等于采煤机截深或放一茬炮的距离。（2）昼夜循环次数：主要根据采煤工作面的顶板条件、采煤工艺方式、操作管理水平、工作面的基本参数和作业方式合理确定。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,20,（3）正规循环作业按照作业规程中循环作业图表安排的工序顺序和劳动定员，在规定的时间内保质、保量、安全地完成循环作业的全部工作量，并周而复始地进行采煤工作的一种作业方法。（符合规定的循环时间、循环进度、工作质量和劳动定员）（4）正规循环率：一般情况下日进单和双循环作业，正规循环率不低于80%；日完成3个以上循环的，正规循环率不低于75%。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,21,二、作业形式,作业形式：是采煤工作面在一昼夜内生产班与准备班的相互配合关系。（作业形式应与矿井工作制度相适应）矿井工作制度：“三八”工作制、“四六”工作制、“四八”交叉工作制。“三八”工作制的作业形式有：“两采一准”、“边采边准”、“两班半采煤半班准备”等几种；“四六”与“四八”交叉工作制的作业形式有：“三采一准”或“边采边准”等形式。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,22,1、两采一准作业形式这种作业形式是昼夜3个作业班中2个班生产1个班准备。有专门的准备检修班，准备时间比较充分，可保证工作面支护、机械、电气等设备的正常检修时间，有利于保障支架和机械、电气设备的完好性。准备班还可进行工作面安全施工，确保生产班安全顺利的进行生产。这种形式经常应用在机械化采煤工作面或开采有煤与瓦斯突出危险的工作面。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,23,2、三班采煤、边采边准作业形式这种作业形式是昼夜3个作业班边生产边准备。其特点是生产时间相对较长，可实现日进多循环；工作面推进速度比较快，有利于顶板控制。但这种作业形式没有专门的准备检修班，不能保障机械设备的正常维护、保养和检修，对设备的正常使用有一定的影响，必须23天安排一班进行设备的集中检修。这种作业形式在机械设备比较简单的炮采工作面应用较多。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,24,3、两班半采煤半班准备作业形式该作业形式是针对边采边准作业形式无法保障每天正常的检修时间，则在2个班采煤的基础上，另一班采用半班准备半班生产。这样既增加工作面的生产时间又保证有固定的机械设备检修时间，可较好地保障工作面开采设备的可靠性和完好性。该作业形式主要在一些设备比较先进、检修工作量较少的机采和炮采工作面采用。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,25,4、三采一准作业形式三采一准是“四六”工作制时经常采用的作业形式。每天3个生产班工作时间为18h，和两采一准作业形式相比增加有效生产时间2h，可较好地发挥设备效益，又保证设备的检修时间。并有效地改善井下工人工作条件，对保障工人身心健康与矿井的安全生产非常有利。该作业形式适用于工作地点较远的综采工作面。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,26,5、四班交叉三采一准作业形式四班交叉三采一准作业形式是在“四六”工作制三采一准基础上，为使工人每天有效的工作时间达到8h采用的一种作业形式。该作业形式每次交接班时两个班工人在工作地点相互交叉2h，接班的提前进行生产准备工作。它保证工人有效的工作时间和提高设备利用率，可提高工作面生产能力。但在交接班时在工作面的较长时间内有两班工人工作，组织管理比较复杂，不利于工作面安全管理。该作业形式只在一些中小型矿井中工作地点距离井口较近或有时为赶任务、抢循环等情况下采用，是一种临时性的作业形式。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,27,三、工序安排,1、保证主要工序的顺利进行。工作面的主要工序是落煤、装煤、推移输送机、支设支架和放顶。在安排工序时，必须保证主要工序在时间和空间能顺利进行。2、处理好主要工序和辅助工序的关系。辅助工序与基本工序的作业关系可采用平行作业或顺序作业。工序的安排，一定要符合工艺要求，确保前一个工序按时转入后一工序，各工序之间有机配合，互不影响。3、采用平行作业，提高工作效率。在保证安全的前提下，工作面的工序应尽可能采用平行作业。充分利用工作面的有限空间和工作时间，缩短循环周期。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,28,四、劳动组织,劳动组织：是各工作班中劳动力定员与各工种的相互配合关系。采煤工作面劳动组织形式对提高工作面的产量和劳动效率有很大的影响。劳动组织的确定：应根据循环方式、作业形式和工序安排合理确定。（1）根据循环方式确定一昼夜内工作面总的工作量及各工种的工作量定额，计算个工种所需定员；（2）依据作业形式分配生产班与准备班的工作时间；（3）然后按工种确定每个生产班的工作量、劳动定员及占据的时间与空间。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,29,采煤工作面劳动组织形式1、追机作业特点：是依照普采工作面的生产过程，组织挂梁、推移输送机、支柱和回柱放顶等专业工作组，在采煤机割煤后顺序跟机进行作业。优点：各工种之间分工明确，工种单一，便于新工人尽快掌握生产技术；有利于实现工种岗位责任制；适应机采工作的特点，各工种工作效果与采煤机工作效能一致；人力集中，在正常条件下可较好地发挥机械采煤的优势，加快采煤机割煤速度，提高采煤工效。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,30,缺点：各工种分工过细，追机作业劳动强度较大；由于各工种要顺序作业，一个工种跟不上将影响整个采煤生产过程；在采煤机进刀过程中，可出现部分工种窝工现象；容易出现各工种之间工作量的不平衡，造成忙闲不均等现象。适用：工作面较长、每班进刀数较少、顶板条件较好、采煤队管理水平较高的机采和综采工作面。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,31,2、分段作业特点：除采煤机司机、机电、泵站、钻眼爆破和作缺口工等与工作面长度无关的专职工种外，将采支工组成若干工作小组，每组23人，按工作面长度分为几段，各工作小组在本段内完成采煤过程中除落煤外的各项工作。据工作难易程度和工作量的大小，每段的长度1520m。优点：各段劳动强度比较均衡；能实现“三定”，易保证工作面的工程质量；工人每天固定在某段工作便于掌握该段的顶板变化规律，可进行及时预防处理，有利于工作面的安全生产；能够培养一职多能，整体能力强的职工队伍。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,32,缺点：采煤机进入该段时，工人工作量比较集中，易出现工作时间内的忙闲不均；当工作面长度过长时，占用人员较多，可造成窝工现象；当煤层局部发生变化时，该段工作量显著增大，而处理人员较少，将影响整个工作面采煤工作顺利进行。适用：工作面长度较短、顶板条件较差、班进多循环的作业条件，在单体支护工作面应用比较广泛。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,33,3、分段接力追机作业特点：工作面除少数专业工种外，采支工每23人为一小组，工作面共计67小组，每小组一次负责1015m范围内的采、支工作。完成一段工作后，再追机进行另一段的采煤工作。形成几个小组轮流接力前进的工作过程。优点：避免了在工作时间内出现忙闲不均的现象，可充分利用工时；遇到突发事件，可集中人员进行处理。缺点：工人工作地点不固定，不利于工作面的质量管理；回采准备不充分，工作面生产管理难度较大。适用：用于工作面长度较大、顶板条件较好、出勤人员较少的机采或炮采工作面。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,34,4、分段综合作业特点：将工作面分为34个大段，每段配备68名工人为一个工作小组，负责该段内采煤工序的各项工作。各工作组由组长负责进行适当分工，可采用组内追机或分段作业，组内还可以进行协调管理，相互帮助，有利于工作面的安全生产管理。优点：能较好地发挥工人的基本特长，是一种比较合理的劳动组织形式。在工作组内相互协调配合，有利于工作面的生产管理。适用：工作面长度较短、顶板条件较差、班进多循环的作业条件，在单体支护的采煤工作面应用比较广泛。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,35,任务四采煤工作面循环作业图表编制,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,36,一、循环作业图,循环作业图是用来表示采煤工作面各工序在时间上和空间上的相互关系。循环作业图以时间为横坐标，单位是小时，用h表示，画出一昼夜内各工作班的工作时间；以工作面的长度为纵坐标，单位为米，用m表示，下端为工作面机头。按一定比例表示工作面的实际长度。按规定的符号在循环图的hm坐标系中绘出各工序不同时间在工作面所处的位置。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,37,相关知识,采煤工作面循环作业图表是工作面作业规程的主要内容。它主要包括：工作面的循环作业土、劳动组织表、技术经济指标表和工作面布置图四部分。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,38,采煤工作面循环作业图,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,39,采煤工作面循环作业图,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,40,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,41,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,42,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,43,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,44,1、编制循环作业图的步骤（1）根据工作面的条件和作业形式，建立循环图的hm坐标系；（2）按主要工序运行方向，运行的速度与所需时间，在循环图的hm坐标系中画出主要工序运行线。（3）根据次要工序与主要工序相距的距离和滞后的时间，画出次要工序线。超前主要工序画在左侧，滞后主要工序画在右侧。两工序线垂直距离表示工序在工作面的滞后距离，两工序线的水平距离，表示工序间的滞后时间。（4）画出不与主要工序平行作业的其他工序。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,45,2、绘制循环图的注意事项（1）工序符号要使用规定的标准符号来表示。（2）工序所需时间，要以平均的速度计算。如采煤机平均运行速度不同于采煤机实际割煤速度，要考虑采煤机开机率的影响。（3）分段作业各工序在空间和时间上要相互配合，不能在空间上出现间断和重复。（4）单体支护工作面支柱和放顶工序，要注意作业方向。放顶作业在倾角大时必须从下向上进行，循环图中要正确绘制。（5）循环图的比例要合适，力求美观，工序关系要表示清晰正确。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,46,二、劳动组织表,劳动组织表是根据工作面的作业形式与循环作业各种工作量和企业劳动定额规定，计算确定各工种所需定员数目，列表表示工作面各工作班不同工种应出勤人员数目、工作时间、各班即工作面需配备人员总数。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,47,三、技术经济指标表,技术经济指标表是利用列表的方式简明表示采煤工作面基本条件；配备主要设备技术特征、工作面应达到的技术经济效果等指标。（1）采煤工作面技术条件，包括工作面长度、推进长度、煤层厚度、倾角等。（2）采煤工作面地质条件，包括煤层的基本特征，煤层顶底板岩石性质、顶底板的类级，主要地质构造基本特征，瓦斯赋存、涌出特征，煤尘爆炸危险性、煤层自然发火倾向性，涌水影响情况，煤质的主要指标等。（3）循环作业组织概况，包括工作面的循环方式、作业形式、劳动组织等基本状况。（4）主要技术经济指标，包括工作面的各种材料消耗指标和消耗量，工作面采出率、产量、效率、吨煤直接成本等。,第七节采煤工作面工艺设计,2020/6/9,48,四、工作面布置图,工作面布置图是指按一定的比例绘制工作面正常生产时支护设