3单一走向长壁采煤法采煤工艺.ppt

1、09:36,煤矿开采学3.单一走向长壁采煤法采煤工艺,主讲：刘建庄单位：河北理工大学日期：2010.07,09:36,3.1爆破采煤工艺3.2普通机械化采煤工艺3.3综合机械化采煤工艺3.4其它条件下机采的工艺特点3.5采煤工艺方式的选择3.6采煤工艺的特殊技术措施3.7采煤工作面工艺设计,1,2,3.单一走向长壁采煤法采煤工艺,3,4,5,6,7,09:36,3.单一走向长壁采煤法采煤工艺,炮采：爆破落煤，人工装煤，机械运煤，单体柱直护（解放后至60初）普采：采煤机落煤、装煤（60初至70中）综采：五大工序全部实现机械化（70中至今）,09:36,炮采发展,建国初期拆卸式刮板输送机+木支柱6

2、0年代中后期整体前移可弯曲刮板输送机+金属摩擦支柱+铰接顶梁80年代单体液压支柱+铲煤板+可移动挡煤板,09:36,普采发展,50年代，深截深采煤机（1.51.6m）+拆卸式输送机+木支柱；60年代后，浅截深采煤机（0.61.0m）第一代：浅截深采煤机+整体移动可弯曲刮板+摩擦金属支柱+铰接顶梁第二代（70年代后期）：高配套水平的浅截深采煤机+单体液压支柱；第三代（80年代中期）：无链牵引双滚筒采煤机+双速侧卸封底式刮板+“”型长钢梁,09:36,综采发展,五大工序全部实现机械化（70中至今）我国于1973年引入综合机械化采煤设备2000年，国有重点煤矿机械化程度74.43%2000年，国有重

3、点煤矿综合机械化程度56.78%,09:36,3.1爆破采煤工艺,主要工序：打眼、放炮落装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、推移输送机、人工直护和回柱放顶。一、爆破落煤爆破工作要求：进度准确、煤块均匀、不伤顶板、不留底煤、煤壁平直、不倒支柱、少用耗材。,录像,09:36,（1）炮眼排数:取决于煤层的厚度和煤层的硬度单排眼：一般用于薄煤层M1m或煤质软、节理发育煤层。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M=12.5m。三排眼（五花眼）：用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层M2.5m。,1.炮眼布置,09:36,煤层的硬度f=11.5顶梁长度一般12m每茬炮工作面进度0.81.2m

4、一般1.21.5m的钎杆为保护顶板，保护支护，不使煤崩到采空区，要合理装药炮眼深度：一般根据进尺而定，有0.8m、1.0m、1.2m三种,（2）炮眼的平距和深度,09:36,（3）炮眼角度,09:36,平面上与煤壁的水平夹角一般为5080，软煤取大值，硬煤取小值。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=510；顶板不稳定时：=0；不破坏顶板完整性。俯角：1020，眼底接近底板，不丢底煤和不崩翻输送机。,炮眼角度,09:36,炮眼布置,薄、软、节理发育,采高较小中厚,坚硬、采高较大中厚,中硬,上软、顶较碎,软,演示,09:36,钻眼设备：煤电钻、麻花钎子（电动）风煤钻

5、（风动）炸药与装药量：煤矿许用炸药底眼：150600g顶眼：200g雷管：煤矿许用电雷管，毫秒延期电雷管,（4）钻眼、装药,09:36,电雷管引爆（毫秒延期电雷管），起爆器起爆串联法联线，条件好时，可同时起爆数十个眼，否则只能起爆几个眼；毫秒微差爆破：130ms内全部起爆，避免延期引爆瓦斯。微差爆破优点：安全；有利于顶板控制；缩短爆破时间，提高产量、效率；爆堆集中，提高了爆破装煤率；有利于单体液压支柱的正常使用；提高工作面煤炭采出率；降低炸材消耗；有利于瓦斯、煤尘管理,（5）联线与起爆,09:36,应用毫秒爆破的安全技术措施,装药使用与矿井瓦斯等级相适应的矿用许可炸药，合格的煤矿施用毫秒雷管，

6、15段总延期量不超过130ms。爆破：炮眼间采用串联，爆前要检查爆破网路的导通情况，一个工作面只能同时使用一台发爆器。通风管理。工作面要有足够的风量，设好防尘水管，放炮前后都要洒水降尘。顶板控制：放炮前，支柱必须保质保量支设好。其他：不同厂家、一同发火参数的毫秒雷管不得混用。,09:36,爆破工要分开存放炸药、雷管。专用爆炸材料箱，加锁。严禁将电雷管斜插入药卷中部或捆在药卷上，要由药卷顶部装入。装药卷前要清除煤粉。应用水炮泥。严禁裸露煤爆破。要有足够的封泥长度。,爆破的有关规定,09:36,1.爆破装煤：可装煤3040%2.人工装煤：余下的多数由人工装（大铁锹）,二、装煤与运煤,09:36,3

7、.机械装煤,刮板输送机铲煤板机械装煤,09:36,机械装煤,北宿矿：刮板输送机封底，铲煤板调小角度，加档煤板，炮采铲装,09:36,4.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2530采用搪瓷溜槽大于30采用铸石溜槽自溜运煤。煤采面多用SGW-40或SGW-44型可弯曲刮板输送机；功率有加大的趋势；煤层倾角加大后自溜,09:36,推移输送机:液压式千斤顶、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，从工作面一端向另一端依次推移,5.推移输送机,09:36,1.炮采工作面支护支护装备木支柱单体摩擦支柱单体液压支柱（70年代中

8、期）国营重点煤矿大多：单体液压支柱+金属绞接顶梁,三、炮采工作面支护和采空区处理,09:36,金属铰接顶梁,1接头；2梁体；3耳子；4销子；5调角楔；L中心距,09:36,单体支柱布置方式,视顶板情况分：点柱棚子我国煤矿采场多用棚子支护,09:36,带帽点柱,帽厚50100mm，长0.3m（a）矩形布置（b）三角形布置,09:36,控顶排数和控顶距,控顶距：采煤工作面煤壁至末排支柱顶梁后端的距离，或至放顶柱之间的距离最小控顶距有3排支柱，机道、行人道和材料道常采用三、四排或三、五排控顶,09:36,棚子的正悬臂布置,顶梁在采空区方向短，在煤壁方向长；对机道顶板支护好，顶梁不容易折断。,09:3

9、6,棚子的倒悬臂布置,顶梁在采空区方向长，在煤壁方向短，支柱不易被采空区矸石埋住，回柱安全顶梁折断,09:36,炮采工作面齐梁直线柱布置,炮采工作面多采用齐梁直线柱布置方式,09:36,炮采工作面错梁三角柱布置,现在采用较少,09:36,特种支架,在有周期来压的工作面中，当工作空间达到最大控顶距时，为了加强对放顶处顶板的支撑作用，回柱之前常在放顶排处另外架设一些加强支架，称为工作面的特种支架。,丛柱,斜撑,木垛,密集,09:36,处理采空区方法：垮落法（最常用）充填法煤柱支撑法回柱放顶撤除支架，让顶板垮落充填采空区放顶步距：相邻两次放顶间隔的距离，等于最大控顶距与最小控顶距之差。,2.采空区处

10、理,09:36,专业工种：钻眼爆破（放炮）、装药、机电维修一般在全工作面长度内工作综合工种：装煤、支柱、回柱放顶，综合工种一般在工作面的一段长度内工作,四、劳动组织,09:36,采煤循环采煤工作面完成落煤、装煤运煤、支护和处理采空区的周而复始的过程。炮采工作面循环的标志放顶循环方式循环进度与昼夜循环数的总称,五、循环方式,09:36,作业方式采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式。准备班工作回柱、检修刮板输送机、缩短运输平巷中的刮板输送机、超前工作面加强支护两采一准：三八制三采三准（三班采煤，边采边准备）：三八制三采一准：四六制两班半采煤，半班准备：三八制四班交叉（日分四班，每班首尾两小时

11、两班共同工作）,六、作业方式,09:36,采煤工区技术员要编制采煤工作面作业规程，规程中要有：正规循环作业图劳动组织表技术经济指标表正规循环在规定的时间内保质保量地完成了循环作业图中规定任务的循环,七、循环作业图表,09:36,炮采面两三采三准循环作业图,09:36,炮采面四班交叉循环作业图,面长100m，四班交叉，每班交叉2小时，、班采煤班，、班以准备为主，采煤班装煤、支柱。准备班运料、回柱放顶、钻眼、放炮、移输送机、少量装煤、支柱。工作面放两次炮，支两排支架，放一次顶，一天一个循环,09:36,1.爆破煤壁平直不留底煤不破坏顶板不崩倒支柱不把煤崩到采空区,八、炮采工作面的基本要求,09:3

12、6,2.装煤：装煤劳动量大，尽可能爆破装煤。3.安全先支护，后装煤敲帮问顶，清除危石处理拒爆炮（瞎炮）在距拒爆炮0.3m以外另打平行新炮眼，重装药。,炮采工作面的基本要求,09:36,4.回柱由下向上由采空区侧向煤壁侧（由里向外）近水平煤层回柱可以分段,炮采工作面的基本要求,09:36,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,九、炮采工艺的特点,09:36,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,3.2普采工艺方式,录像,09:36,1.设备及布置1-MDY-150采煤

13、机2-SGB-630/150可弯曲刮板输送机3-DZ-22单体液压支柱4-HDJA-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、普采工艺过程实例,09:36,DY150采煤机,09:36,2.控顶排数（三、四排）,09:36,人工爆破开切口(机窝）上切口610m下切口24m下切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,3.人工开切口,09:36,二、普采工作面单滚筒采煤机工作方式,（一）滚筒的位置和旋转方向普采工作面单滚筒采煤机的滚筒一般位于机体靠近输送机平巷一端。,a：右工作面，使用左螺旋滚筒，逆时针旋转,b：左工作面，使用右螺旋滚筒，顺时针旋转,演示,

14、09:36,（二）采煤机的割煤方式,采煤机割煤以及与其他工序的合理配合，称为采煤机割煤方式。采煤机割煤方式选择是否合理，直接关系到工作面产量和效率的提高。,09:36,1.双向割煤、往返一刀,一般中厚煤层单滚筒采煤机普采面采用这种割煤方式。当煤层倾角较大时，为了补偿输送机下滑量，推移输送机必须从工作面下端开始，为此可采用下行割顶煤、随机挂梁，上行割底煤、清浮煤、推移输送机和支柱的工艺顺序。,图3-11上行割顶下行割底,09:36,双向割煤、往返一刀,适应性强，在煤层粘顶、厚度变化较大的工作面均可采用；割煤时无立柱控顶时间长，不利于控顶；实行分段作业时，工人的工作量不均衡，工时不能充分利用。,0

15、9:36,2.“”字形割煤、往返一刀,其特点是在工作面中部辅送机设弯曲段，其过程为：在图(a)状态采煤机从工作面中部向上牵引，滚筒逐步升高，其割煤轨迹为A-B-C在图(b)状态采煤机割至上平巷后，滚筒割煤轨迹改为C-D-E-A同时全工作面输送机移直；在图(c)状态滚筒割煤轨迹为A-E-B-F，工作面上端开始移输送机；在图(d)状态滚筒割煤轨迹为F-G-A，全工作面煤壁割直，而输送机机槽在工作面中部出现弯曲段，回复到图(a)状态。,09:36,“”字形割煤,“”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。,09:36,3.单向割煤、往返一刀,采煤机自工作

16、面下(或上)切口向上(或下)沿底割煤，随机清理顶煤、挂梁，必要时可打临时支柱。采煤机割至上(或下)切口后，翻转弧形挡煤板，快速下(或上)行装煤及清理机道丢失的底煤，并随机推移输送机、设单体支柱，直至工作面下(或上)切口。这种割煤方式适用于采高1.5m以下的较薄煤层、滚简直径接近采高、顶板较稳定、煤层粘顶性强、割煤后顶煤不能及时垮落等条件。,09:36,单向割煤、往返一刀,a：上行割煤、挂梁b：下行装煤、推移输送机、支柱,09:36,4.双向割煤、往返两刀,又称穿梭割煤，首先采煤机自下切口沿底上行割煤，随机挂梁和推移输送机，并同时铲装浮煤，支柱，待采煤机割至上切口后，翻转弧形挡煤板，下行重复同样

17、工艺过程。当煤层厚度大于滚筒直径时，挂粱前要处理顶煤。该方式主要用于煤层较薄并且煤层厚度和滚筒直径相近的普采面,09:36,双向割煤、往返两刀,a：上行割煤、挂梁、推移输送机、支柱，b：下行重复上行时工序,09:36,5.普采面双滚筒采煤机,一般采用双向割煤往返两刀的方式，在综采工作面应用普遍,09:36,（三）单滚筒采煤机的进刀方式,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实质：利用配合采煤机运行与推移输送机的关系切入煤壁。直接推入法端部斜切进刀中部斜切进刀,09:36,1.直接推入法,人工做切口容易损坏采煤机与刮板输送机用的少。,09:36,2.中部斜切进刀,“”字形割煤

18、采煤机沿中部弯曲段自行进刀；中部斜切进刀有利于端头作业和顶板维护；但为单向割煤，往返一次只能进一刀。,09:36,3.斜切进刀,分为割三角煤进刀和留三角煤进刀的斜切进刀（1）割三角煤的端头斜切进刀方式(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)进刀完毕，上行正式割煤，至斜切进刀终点位置时，滚筒沿顶板割煤。,09:36,割三角煤的端头斜切进刀,单滚筒采煤机双向、单向割煤均可采用；有利于端头管理，输送机保持直线。费时、往返（2025m）进刀与移机头

19、干扰,09:36,（2）留三角煤斜切进刀,(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。,09:36,留三角煤斜切进刀,单滚筒单向割煤端头不往返，进刀与移机头不干扰，端部煤壁不直，不易保障规格质量。,09:36,三、普采工

20、作面单体支架,（一）支架布置方式正悬臂布置：顶梁在采空区方向短，在煤壁方向长对机道顶板支护好，顶梁不容易折断。倒悬臂布置：顶梁在采空区方向长，在煤壁方向短支柱不易被采空区矸石埋住，回柱时顶梁易折断。,09:36,1.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,09:36,高档普采工作面支护,09:36,普采工作面支护,09:36,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；第二刀挂梁变永久支柱机道控顶距大，顶板易垮落，工作量不均，少用,09:36,2.错梁直线柱布置,梁长等于2倍

21、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。,09:36,3.普采面采空区处理,采空区处理与特种支架的使用同炮采当顶板较稳定、有利于切顶时，也可采用切顶墩柱，图3-3。,09:36,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刚度破碎顶板或网下用成对型钢梁，迈步前移加强放顶线支护的稳定性斜撑、木垛、双排柱、丛柱主要是针对水平推力,普采工艺支护基本点,09:36,端头平巷与工作面的交会处，控顶面积大，设备大且多，设备人员集中，人材设备进出口。要求：足够支护强度，保证端部出口安全；支架跨度要大，不影

22、响机头机尾运转与人员活动空间；保证快速移置，缩短端头作业时间，提高开机率。,（二）普采面端头支护,09:36,普采面端头支护种类,(1)单体支柱加铰接顶梁：双钩双楔梁，抬棚(2)45对长梁加单体支柱组成迈步走向抬棚：四对八梁(3)基本支架加迈步走向抬棚：四对八梁，十字绞接顶梁原平巷内：顺向托梁加单体支柱或十字绞接顶梁,09:36,端头十字绞接顶梁（补）,09:36,端头四对八梁,09:36,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,09:36,端头支护，四对八梁,2-抬棚长梁；4-输送机,09:36,端头支护-基本支架加走向迈步抬棚,1-基本支架；2-抬棚长梁

23、；3-转载机；4-输送机；5-十字绞接顶梁;,09:36,四、普采面工艺参数分析,在普采面工艺设计中，除了合理选择支架布置方式外，还要正确确定工作面支护密度和排距、柱距。支护密度是控顶范围内单位面积顶板所支设的支柱数量。支护密度既是支护参数，又是确定生产组织管理方式和经济技术指标的重要参数。支护密度n(棵m)可用下式表示：,09:36,支护密度n(棵m),pt工作面支护强度(矿山压力及控制)一书中有详述)，kPa；Rt支柱额定工作阻力(在矿压及矿机有关书中可查到)，kN棵；支柱额定工作阻力实际利用系数.一般摩擦式金属支柱为0.40.5，单体液压支柱为0.85左右,09:36,排拒,在普采和炮采

24、工作面，当排距小于0.8m时，行人困难，会降低工人的生产效率。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。按照采煤作业的需要，最少需要3排柱，在工作面形成三条道:机道人行道和堆放支柱顶梁及其他材料的材料道。当排距小或工作面所需支护材料较多时，一条材料道不能满足需要，工作面最少就需要4排柱，即最小控顶距为4排。,09:36,柱距,工作面柱距可根据所需支护密度n和排距b，求出柱距aN工作面支柱排数；F机道上方梁端至煤壁距离，m;S每根支柱的支护面积，m2。,09:36,端部切口,普采面端部切口对采煤机进刀、架设端头支架、操纵和维修设备以及出入人员、运送材料和设备均是

25、有用的，也是工作面安全出口。切口的尺寸与平巷宽度、采煤机和输送机的结构特点以及工作面工艺方式有关。当平巷较宽、输送机机头和机尾的一部分可以布置在其内、采煤机的摇臂较长而没有切口也能进刀时，仍需有一定长度的切口，以保证能支设端头支架，并使其顺利前移。,09:36,端部切口长度和深度,通常，普采面的下切口长度为34m。若使用单滚筒采煤机，上切口长度视机身长度和采煤机牵引的终点位置而定，一般为610m；采用双滚筒采煤机、大宽度平巷，可以不开切口，切口实际被宽平巷所代替。普采面端部切口的深度，一般为截深的23倍；截深0.8m和1.0m时，切口深度应不小于2倍截深；截深0.5m和0.6m时，应大于3倍截

26、深，以确保迈步式端头抬棚的顺利前移。,09:36,斜切段长度,采煤机采用工作面端部斜切方式进刀时，斜切段长度与输送机机头(尾)布置的位置和长度、采煤机机身长度、输送机弯曲段长度等因素有关。当输送机机头(尾)完全布置在平巷时，斜切段长度等于采煤机机身长度+输送机弯曲段长度。输送机弯曲段长度与机槽尺寸，机槽间水平可转角度，每次推移步距(即采煤机滚筒截深)等参数有关。国产输送机弯曲段最小长度1015m左右，槽间水平可转角23。,09:36,五、普采面设备配套,（一）中厚煤层普采设备采煤机：1MG170（双滚筒）和MDY-150（单滚筒）刮板输送机：SGB-630/150与SGB-630/180技术参

27、数（表3-3与表3-4）。,09:36,（二）普采面设备横向配套尺寸,采煤机与输送机的生产率必须匹配，并受机槽宽度的制约。保证普采面有一定生产能力的同时，有一定的横向配套尺寸。,09:36,（三）端面距（T）的确定,炮采与普采端面距的控制是能否管好机道上方顶板的关键之一，一般要求炮采、普采不大于200mm，综采不大于300mm。不同支护形式端面距的确定：顶板破碎时有的采用活动短梁,09:36,（四）普采面的最新发展,1.双滚筒无链牵引采煤机，不必人工爆破开缺口，顶底煤一刀下来，采煤机自开缺口，机道上方顶板支护及时。2.封底式双速侧卸式刮板运输机：启动、减阻、运行和推溜、开缺口。3.型长刚梁对接

28、布置或铰接顶梁混合支护方式：每架是个整体，一梁两柱，两架一组，实现迈步。4.转载机和可伸缩胶带输送机应用。查庄实践提升产量46%，效率26%。,09:36,第三代普采设备,09:36,两采一准一昼夜一循环单向割煤三五排控顶,六、普采循环作业图,演示,09:36,普采循环作业图,09:36,3.3综采工艺方式,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。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：

29、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,录像,09:36,综采工作面,09:36,综采工作面,09:36,自移式液压支架,放顶媒支架录像,09:36,自移式液压支架,09:36,自移式液压支架,09:36,自移式液压支架,09:36,双滚筒采煤机,09:36,可弯曲刮板输送机,09:36,乳化液泵站及混溶箱箱,09:36,综采装备的发展,1.探索阶段（1960-1977）：自已研制2.引进、吸收、消化阶段（1974-1980）：1974年引进综采设备近50套，英国、联邦德国、波兰、苏联，首次引进和投入。1978年引进综采设备100套，英、德、日、法3.研制、发展阶

30、段：1990年底，在籍469套，国产307套，65.5%,09:36,1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,综采工艺方式示例,设备及布置,09:36,一、综采面双滚筒采煤工作方式,（一）滚筒转向和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。当中部含夹矸时，前端的滚筒割底煤，后端的滚筒割顶煤，夹矸容易垮落,演示,演示,09:36,滚筒转向和位置,部分型号薄煤层采煤机滚筒和机体在同一轴线上，前滚筒割底煤便于机体通过；采用前底后顶。过地质构造前底后顶，割顶煤后立即移

31、架，防止顶煤或破碎矸石跨落。,演示,演示,09:36,1.双向割煤，往返一次进二刀（穿梭割煤）上行：割煤；移架（滞后采煤机23架支架）；推移输送机（滞后采煤机1015m）下行：割煤：移架（滞后采煤机23架支架）；推移输送机（滞后采煤机1015m）端部进刀适用：倾角较缓、赋存稳定。,（二）综采面双滚筒采煤机割煤方式,09:36,割煤；移架（滞后采煤机23架支架）；反向清理浮煤；推移输送机（滞后采煤机1015m）适用条件：顶板稳定性差；煤层倾角大，不能自上而下移架或由于输送机下滑，只能自下而上移；采高大，滚筒直径小，不能一次采全高；采煤机装煤效果差，需单独按排装煤行程；割煤时煤尘多，降尘效果差，移

32、架工不能在采面回风巷一侧,2.单向割煤，往返一次进一刀,09:36,1.推入法进刀需提前开出工作面端部切口。（做机窝）正切进刀端头推移困难，很少采用。2.滚筒钻入法进刀（已不用）要求采煤机端面设置截齿和排煤口，不用或打开挡煤板，对输送机机槽、推移千斤顶、采煤机强度和稳定性均有特殊要求，采高较大时不宜采用。3.工作面端部斜切进刀4.综采面中部斜切进刀,（三）综采面采煤机进刀方式,09:36,割三角煤端部斜切进刀,演示1,演示2,09:36,留三角煤端部斜切进刀,演示,09:36,中部斜切进刀,演示1,演示2,09:36,斜切进刀比较,割三角煤端部斜切进刀：采煤机端头停机转向两次，需停机等待移机头

33、机尾，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、降尘效果差的采面。中部斜切进刀：有利于工作面端头管理、提高开机率、上下平巷维护，单向割煤；适用于工作面短、端头空间小、装煤效果差的采面；工程规格质量不易保证。,09:36,（一）移架方式单架依次顺序式分组交错式成组整体顺序式,二、综采面液压支架的移架方式,09:36,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。,1.单架依次顺序式,演示,09:36,2.分

34、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,演示,09:36,3.成组整体顺序式移架,支架分组，每组23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。采煤机快速牵引割煤（交流电牵引大功率采煤机）,演示,对比演示,09:36,（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45秒影响因素：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；顶板的稳定性（移架卸载）。,09:36,移架方式对移架速度的影响,一

35、架支架的宽度，m；移设一架或一组支架的总时间，min；移设一架支架的操作调整时间，min；移设一架支架的供液时间m/min；移架速度，m/min；采用分组间隔交错式和成组整体依次顺序式移架方式时，表示同时移动的架数；分段依次顺序式移架时，表示分段数。,09:36,移架方式对移架速度的影响,实测表明，移架中操作调整时间约占移架总时间的6070，当泵站流量不变时，同时前移的支架数增加到N，供液时间也相应增加，但调整操作时间te仍等于单架的调整操作时间，由于te远大于td，故移架速度可加快。,09:36,（三）移架方式对顶板管理的影响,选择移架方式不仅考虑移架速度，还要考虑对顶板管理的影响。单架依次

36、顺序虽然速度慢，但卸压截面积小，顶板下沉量比后两种小得多，适用于稳定性顶板。稳定性好，同时前移的支架数N不大于3。顶板情况多变，还要依据其它具体情况考虑移架方式。,09:36,依据其它具体情况考虑移架方式,1.依次顺序移架沿工作面支架工作阻力分布如图3-29，采煤和移架保持合理错距。2.依次顺序式达到额定工作阻力时间长，分组间隔交错式较快。3.单向、双向移架，对顶板管理效果影响很大。4.全卸载与带载移架对顶板管理影响较大。不卸载或部分卸载，有利于控制顶板，尽量采用。5.采用分段依次顺序移架时，顶板下沉量叠加，容易造成顶板破碎、煤壁片帮和倒架。,09:36,依次顺序移架支架阻力分布,09:36,

37、卸载与不卸载支架阻力分布,09:36,割煤、移架、推移输送机的配合方式，按推移输送机与移架的先后关系分：1.及时支护先移架，后推移输送机工作空间大，行人，通风，运料有利及时支护顶板，但控顶宽度大,三、综采面的工序配合方式,演示,09:36,插底和半插底式支架,09:36,先推移输送机，后移架工作空间小，行人，通风，运料不利滞后支护顶板，但控顶宽度小适应周期压力大、直接顶稳定性好的顶板两种方式均由设备结构及尺寸决定，使用时不能改动,2.滞后支护,09:36,（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，利于排头支架的稳定；支设麻烦，费工费时（同普采）。2.自移式端头支架移架

38、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。,四、综采面端头作业,09:36,综采面端头支架,速度快，对平巷适应性差,煤层倾角小，滞后一个截深,09:36,（二）综采面平巷相对与端头作业,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端头支护创造条件,09:36,综采面平巷相对位置与端头,平巷卧底掘进，保证工作面输送机机头与转载机机尾有合理搭接高度端部无须人工开缺口平巷下帮有足够宽度供人员通行平巷卧底有利于端头管理,1-采煤机摇臂回转中心；2-平巷中心线；3-机头链轮中线线；4-转载机中心线；5-输送机机头；6-转载机,09:36,端部留

39、底煤,为避免卧底掘进时破岩及留顶煤的困难，当煤层厚度大于平巷高度时，在综采面端部一定长度内留有三角底煤。为保证搭接高度，要抬高输送机机头和机尾补救措施：下卧转载机机尾；随工作面推进，超前下卧平巷底煤。,09:36,五、综采工作面的设备配套,（一）综采设备的尺寸配套关系,09:36,式中：Mm采煤机的最大采高，m；m摇臂向上的最大摆角，度；A机面高度；A1、S-机槽高；A2、U-底托架高度；A3、C-机体厚度；E-过煤高度A=A1+A2+A3=S+U+CC机身高度，m；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1.62.0。,1.采煤机的几何尺寸,演示,09:36,式中：Hm

40、ax，Hmin支架的最大与最小支撑高度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支架卸载高度；一般取50mm支得起，卸得掉,2.采高与支架高度的关系,09:36,3.支架的最小支撑高度Hmin与滚筒直径D的关系4.液压支架最小高度要大于采煤机机面高度：保证200mm的过机富裕系数煤层在最小厚度时，采煤机和液压支架均能工作,综采设备的尺寸配套关系,顶梁厚度,09:36,综采设备的尺寸配套关系,5.采煤机的最大下切量（通常150300mm）割入底板的深度。底鼓、浮煤垫起输送机引起输送机槽向采空区倾斜、底板起伏不平、过地质构造,09:36,综采设备的尺寸配套关

41、系,6.底托架高度U影响其它几何参数，过煤高度E不小于500mm。大块的问题。7.采煤机的摇臂升角，太大影响装煤效果。8.采煤机的截深与液压支架步距相等。,09:36,设备几何尺寸配套,9.液压支架的架间距与中部溜槽的长度相等。一般为1.5m，保证每节溜槽有推移千斤顶,09:36,（二）综采面设备横向配套尺寸,人行道宽度：M700mm端面距：T=150300mm，采高大时取上限移架千斤顶的行程比采煤机截深大100200mm，保证支架与输送机不垂直时能移机、拉架满一个截深,09:36,原则：从工作面往外生产能力要加大1.采煤机的选型与生产能力选型依据：煤层采高、煤质硬度、地质构造等。主要确定参数

42、：采高、牵引速度、电机功率，直接决定了采煤机是生产能力。其它特殊要求：滚筒直径、截深、底托架高设备稳定性和可靠型,（三）综采面设备的选择与生产能力配套,09:36,采煤机的实际生产能力,式中Qc采煤机的生产能力，t/h；Vc采煤机的实际牵引速度，34m/min；B截深，m；M采高，m；煤的容重，kg/m3；C工作面采出率，0.95-0.97。,09:36,2.综采面输送机的选型与生产能力,原则：结构尺寸与采煤机严密配套；机槽及其部件强度与采煤机重量及运行特点适应；运输能力与割煤能力适应，保证发挥两者产能；结构尺寸与液压支架配套。,09:36,输送机的生产能力,运输能力与铺设长度、煤层倾角、机槽

43、和刮板链的特点等有关。,09:36,国内外刮板输送机发展趋势,大运量：2000t/h3500t/h功率：大于1000kW长运距：380m400m特点：高强度，长寿命，高可靠性,09:36,3.液压支架的移架方式与综采面的生产能力相适应,液压支架的应有效支护顶板并快速移设。顶板稳定性好的采用单架依次顺序式通过端头返向进刀时间将滞后时间赶上来顶板稳定性差分段管理，同时移架段数不超过3段,09:36,乳化液泵站的供液量=液压支架油缸的充液量,乳化液泵站的供液量Qt1（供液时间）移架千斤顶需要的乳化液立柱需要的乳化液前梁短柱需要的乳化液侧护板千斤顶需要的乳化液,09:36,液压支架的移架速度,移一架或

44、一组总时间t=3060s供液时间t1=918s，快速移架34s操作调整时间t2=2442s移架速度（一般23m/min，快速移架8m/min）,09:36,转载机和可伸缩胶带输送机的能力QZ转载机和可伸缩胶带输送机的能力，t/h；Q工作面正常生产能力，t/h；Qb工作面班产量，t/班；T每班纯割煤时间，h。,4.平巷、上下山运输及采区车场能力与采面生产能力相适应,09:36,5.综采面生产能力要和供风量一致,采面最大风速4m/s，采高和架型一定，过风断面即定，供风量有限。瓦斯大的面按瓦斯涌出速度确定割煤牵引速度，保持均衡生产。割煤过快，瓦斯超限停机，不利于安全和生产。,09:36,综采循环以移

45、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,六、综采工作面循环图,09:36,综采工作面循环图1,示例1：两班半采煤，半班准备，双向割煤，日进7刀。,09:36,综采工作面循环图2,09:36,3.4其它条件下的机采工艺特点,薄煤层m1.3m大倾角煤层（倾斜煤层）大采高M3.5m赋存不规则煤层,09:36,一、薄煤层机采工艺,（一）薄煤层滚筒采煤机采煤特点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0.80.9m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；当采高相同时，与骑输送机式相比，过煤空间高，电机功率可以增大，具有较大生产能

46、力，并且工作面过风断面大、工作安全，可用于开采0.60.8m薄煤层。但爬底式采煤机装煤效果差，结构复杂。在输送机导向管及铲煤板上均有支撑点和导向点，煤壁侧也要设支撑点。,09:36,薄煤层滚筒采煤机采煤特点,2.薄煤层采煤机的滚筒转向是正向对滚的，即左滚筒用右螺旋叶片，并顺时针旋转；右滚筒则相反，防止摇臂挡煤，以提高装煤效果。爬底板式采煤机前滚筒割底煤，以便于机身通过；后滚筒割顶煤，因煤量少，可用输送机铲煤板装煤3.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2.53.0左右。一般为滞后支护式；通常为单向或双向邻架控制，以保证安全，减小劳动强度。4.刮板机一般使用轻型、边双链，矮

47、机身可弯曲刮板输送机。,09:36,薄煤层滚筒采煤机,a-骑输送机式b-爬底板式,09:36,薄煤层滚筒采煤机,09:36,（二）刨煤机采煤的特点,技术分析：煤刨靠工作面输送机导向。刨煤机结构简单可靠，便于维修；截深小（一般为510cm），只是刨落煤壁压酥区表层，故刨落单位煤量能耗少；刨落煤的块度大，煤粉及煤尘量少，劳动条件好；司机可在平巷内操作，不必跟机作业，移架和移输送机工人的工作位置相对固定，劳动强度小。因此刨煤机对于开采薄煤层是一种有效的落煤、装煤机械。,09:36,刨煤机采煤的特点,目前国内外使用的主要是静力刨分为拖钩刨、滑行刨和拖钩-滑行刨。刨煤方法：普通刨煤法、组合刨煤法和超速刨

48、煤法。,BH38/2400型刨煤机,09:36,回采工艺,刨煤机布置在工作面刮板运输机上，刨煤机在工作时，刨头在刨链的牵引下沿着安装在运输机中部槽上的滑架运行，刨刀将煤壁刨落，刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入运输机运出工作面。刨头在工作面往返运行，液压支架各种动作和运输机推移由人工或计算机远程控制。,09:36,技术特点,刨煤机开采具有开采强度大、煤炭产量高、生产效率高、顶板易于维护、煤尘生成量少、工作面可实现无人作业等技术特点，有利于煤矿的安全生产。其不足是对工作面煤厚的稳定性、底板硬度及平整度有较高的要求。,09:36,刨煤机工作面设备布置示意图,09:36,适用条件,软及中硬以下的脆

49、性煤当节理裂隙较为发育，效果显著，大功率的滑行刨和托钩-滑行刨可用于中硬以上煤层。顶板中等稳定以上，底板平整（底板遇水不能软化），托钩刨要求底板中硬以上，其它两类可用于较软条件。断层落差小于0.30.5m，硬结核含量少、块度小，夹矸位置不影响刨煤。厚度在1.4m以下的薄煤层，大于该值顶煤不粘顶煤层倾角15以下，否则设全工作面锚固装置。因刨煤机截深小，工作面瓦斯涌出均匀，且刨煤机是静力刨煤，煤尘也少，所以更适应于高瓦斯及有煤与瓦斯突出的矿井。,09:36,二、大采高综采工艺特点,问题提出：3.55.0m煤厚分层开采效益低下，放顶煤综采又较薄，不太适宜。大采高综采工艺特点：1.支架歪斜、扭转甚至倒

50、架。2.容易出现煤壁大面积片帮：优化推进方向；木锚杆或薄壁钢锚杆加固；聚氨酯或其它化学树脂固结煤壁。3.支架防滑，防倒。4.工作面端头管理困难，运输及回风巷最好沿底留顶掘进，有利于端头管理。5.初采高度较小，一般为3.5m左右。,09:36,大采高综设备特点,大功率、高强度、高可靠性机电一体化设备大柳塔矿：采高4m；6LS-03型双滚筒电牵引采煤机，总功率1500kw，生产能力20002800t/h；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；SGZC-730/400型侧卸式双中链槽宽1m，生产能力25002800t/h，功率1400kw。2000年产煤800.

51、3万t/面；2001年产煤全矿1511万t/a；2002年产煤1100万t/a,09:36,适用条件,1.地质构造简单，煤层赋存稳定，倾角12；2.采高3.55.0m。,09:36,12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。（一）防止输送机下滑1.下滑的主要原因：重力原因：当倾角达到1218o时，就有可能因自重而下滑推移输送机不当、次数过多地从工作面某端开始推移输送机机头与转载机机尾搭接不当，浮煤进入底槽。,三、大倾角综采工艺特点,09:36,防止煤进入底槽采面调成伪斜，煤层倾角810时，伪斜调整23，使推移输送机的上移量与下移量相抵。伪斜角不能太大，否则上

52、窜和偏帮。从工作面下端移输送机用单体液压支柱顶住机头（尾）推移，锚固后，斜支底座下端继续推移。推移输送机时，用支柱顶住机头，拉紧机尾，必要时用单体加强锚固。18时，要设防滑千斤顶，尽量不用。,2.防止输送机下滑的措施,09:36,防止输送机下滑,09:36,1.倾角加大后的稳定问题支架下滑，下滑力大于摩擦力。支架倾倒，力矩不平衡。支架前后端下滑特性不同以及垮落矸石沿底板下冲。支架顶底受偏心力矩使其倾倒。,（二）液压支架的防倒防滑,09:36,2.防倒防滑措施,工作面调斜；由下向上移架，防止大块冲击架尾；间隔移架，保持适当迎山角；防止输送机下滑；保持排头支架的稳定性。,09:36,煤层倾角大于1

53、6时，链牵引采煤机必须设置安全铰车。除防止断链和下滑外，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4054以上煤层而无须其他防滑装置轻型采煤机装备简易防滑杆新型采煤机牵引部装备下滑闭锁装置,（三）采煤机的防滑,09:36,工作面调斜与旋转目的：适应煤层等高线变化，在工作面折线布置、采区边界、采区停采线等位置。开切眼停采线45时叫调斜45时叫旋转,四、综采面调斜与旋转工艺,权台矿调斜4次推进长度1400m480m，400m，380m，320m,09:36,1.确定调斜方案,调斜地点合理选择：稳定、无老巷、构造少以利于顶板管理；尽量以机头旋转中心，保证运输

54、畅通，否则采取相应措施保证运输畅通。,09:36,2.调斜期间的顶板管理,调斜旋转中心问题：顶板难管理，输送机和支架下滑、上窜、挤架、散架。措施：旋转中心移到工作面外面，形成虚中心调斜。调斜方法分类：虚中心调斜、实中心调斜,09:36,旋转中心O1点停移输送机另一端移够一个截深，将输送机调成一直线割煤问题：顶板反复支撑，O1处顶板和煤壁管理困难。措施：煤壁预先加固，打木锚杆。,（1）实中心调斜,B采煤机截深；L工作面面长。,09:36,工作面两端都有一个前移量把调斜角分成若干个小角采煤机割过一组通（长）刀和短刀后工作面转过角，完成了一个调斜循环。,（2）虚中心调斜,09:36,S=nfBB截深

55、；f每次调斜循环（转）采煤机，截割的通刀（长刀）数n调斜一个角所需的调斜循环数。,虚中心调斜,09:36,三节溜槽允许的调斜角,09:36,采煤机调斜法,09:36,采煤机调斜法,09:36,调整工作面下部的方法,09:36,调整工作面上部的方法,09:36,虚中心调斜,l1，l2刮板输送机机头机尾长度；Y刮板输送机最小弯曲段长度。,每调斜循环（转）刀数确定的方法1按相邻两刀煤的错距应大于输送机最小弯曲段长度Y来确定,09:36,虚中心调斜,调斜循环（转）刀数确定的方法2每调斜循环角小于1.5的要求，确定输送机上拐点的最小间距为：调整n为整数。140m长工作面，拐点间距最小为28m，采用4短1

56、长，n=5，=1.023。,09:36,调斜工艺要点,防止运输机下滑、上窜，严格掌握推移和调直输送机的顺序，割煤方式与移输送机顺序相适应。割“短刀”时，支架的移架方向保持不变，待“长刀”时，将输送机沿全长工作面调直并割齐煤壁，全工作面支架排成直线，为下一调斜循环打好基础。若工作面小端为输送机巷，则运煤基本不受影响，否则应采取措施保证运输畅通。,09:36,旋转式采煤要点,旋转式采煤单产、效率和效益均降低，旋转180需要约68个月，应详细比较后采用。旋转区域地质条件要好。特别是旋转中心应选在地质情况清楚、无构造和采动影响地方，煤层厚度不宜超过2.5m，倾角12以下，顶板稳定，工作面无淋水。设备可

57、靠性强，支架转向性能好，无须更换溜槽，保证设备无大修。人员操作熟练，组织管理水平高。,09:36,1.合理选择旋转中心位置，平巷折线段要有合理长度。2.不能过大，过大易损设备，一般11.5。3.要严格掌握进度，巷道中要标出。4.保证煤壁、输送机和支架在一条直线上。5.防止输送机上窜下滑。6.最好以输送机机头为中心，旋转机尾。,工作面调斜和旋转开采时应注意的问题,09:36,我国三种工艺方式并存：由于地质条件和煤层赋存条件的复杂性及技术装备的多层次性。一、适于采用综采工艺的条件综采是发展方向：高产、高效、安全、劳动条件好和劳动强度小。缺点：综采设备价格高，初期投资大，受地质条件限制大。适用条件：

58、煤层地质条件较好、构造少，上综采后能很快获得高产、高效。某些地质条件特殊，但上综采后有把握取得较好的经济效益。,3.5采煤工艺方式的选择,09:36,二、适合普采工艺的条件,普采的设备的价格约为综采设备价格的1/4，产量约为1/3。凡适宜普采条件的国营重点煤矿都应采用普采。优点：投资少，对地质变化的适应性强，工作面容易搬迁，技术容易掌握，容易组织生产缺点：产量、效率、安全、劳动强度和条件比综采要差。适用条件：推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲较发育的工作面。,09:36,三、适合炮采工艺条件,优点：技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握。生产技术管理比较简单。缺点：采单产和效率抵、劳动条

59、件差。适用条件：根据我国的技术政策，凡条件适于机采的炮采面，都要逐步改造成为普采面。边角余煤以及呆滞煤柱的回收，有所采用。,09:36,3.6采煤工艺的特殊技术措施,一、采煤工作面过地质构造的技术措施综合治理方法：炮采工艺开采复杂地质构造区域避开断层在采煤推进长度内，或调整推进角度调斜调整方向，避开地质变化带甩开一部分采面，大小面对接搬迁工作面,09:36,（一）工作面过断层,1.落差小于煤层厚度和支架最小支撑高度之差：不必挑定或下切，直接通过。2.大于二者只差，可采用采煤机割顶底板岩石通过断层，割不动放炮挑顶或下切。现有工艺水平和实践：落差相当于煤厚，可以通过，其间仰斜角不超过1516。,09:36,综采工作面过断层的安全技术措施,为了减少断层的暴露范围，可适当调整工作面方向。过断层要确定是挑顶或挖底，还是