现代采矿技术
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• 2.采煤机进刀方式 • 把采煤机割完一刀煤后,滚筒重新进入煤体的过程称为 进刀,把完成这个过程的方式叫进刀方式。常用的采煤 机进刀方式有斜切进刀、钻入进刀、预做缺口推入进刀 等。综采面双滚筒采煤机多采用斜切进刀方式,常用的 斜切进刀方式有以下两种: • (1)端部割三角煤斜切进刀。其进刀过程如图3所示。 • 采用端部斜切进刀、双向割煤时,要求工作面上、下顺 槽要有足够宽度,能使刮板机机头、机尾尽量伸向顺槽 内,以保证采煤机能在无人工缺口的情况下割通工作面。 • (2)中部斜切进刀。其进刀过程如图4所示。
• 4.移架方式 • 按同时移动的液压支架数目和顺序,液压支架的移架方 式可分为依次顺序式、分组交错式和成组整体顺序式三 种方式。 • (1)依次顺序式。按顺序依次移动支架,每次移动一 台。这种方式操作简单,质量容易保证,但移架速度慢, 适用于采煤机割煤速度慢的工作面。 • (2)分组交错式。将3~5台支架分为一组,组内支架 按顺序移动,组间平行前移。这种移架方式速度快,适 应于顶板较稳定的高产工作面。 • (3)成组整体顺序式。将2~3台支架分为一组,组内 支架同时前移,组间顺序前移。这种方式移架速度快, 对移架技术要求高,适用于顶底板条件好的工作面。
• 中部斜切进刀的特点是:刮板机的弯曲段在工作面中部, 左半段割煤时,右半段移溜;右半段割煤时,左半段移 溜。与端部斜切进刀相比,中部斜切进刀可减少进刀作 业时间,但只能用于单向割煤,且工程质量不易保证。
• 3.液压支架的支护方式 • 在综采面,把移架与移溜操作的配合方式叫支护方式。 一般综采面的移架和移溜是通过在支架底座与刮板机之 间的液压千斤顶的伸缩来实现的。支架与刮板机在移动 时互为支点。 • 如果在采煤机正常割煤时千斤顶处于完全伸出状态,在 支架底座前端与刮板机之间有一个相当于千斤顶一个行 程的距离,在割完煤后,可以先进行移架,完成移架后, 再进行移溜。由于这种配合方式能够保证在采煤后对暴 露的顶板进行及时支护,因此称为及时支护。及时支护 适用于煤层顶板条件较差的工作面。 • 相反,如果在采煤机正常割煤时千斤顶处于完全收缩状 态,支架底座前端与刮板机之间无间隙,则只能先移溜, 移好溜后再移架,这种配合方式称为滞后支护。滞后支 护适用于煤层顶板条件较好的工作面。
• 2.综采面主要装备及布置 • 我国使用最多、效果最好的综采装备是由双滚筒采煤机、 可弯曲刮板输送机和自移式液压支架组成的配套装备。 最常见的综采面布置形式如图1所示。 • 3.综采面采煤工作 • (1)落煤与装煤。沿工作面往复行走的采煤机依靠前 后两个滚筒的旋转、截齿不断切入煤体而破煤;破落的 煤炭依靠采煤机滚筒的旋转,在与滚筒同轴的弧形挡煤 板配合下将其沿滚筒上的螺旋沟槽顺滚筒轴线方向向外 抛出,装入可弯曲刮板输送机上。 • (2)运煤。沿工作面布置的可弯曲刮板输送机将采煤 机破落并装入其上的煤炭沿工作面运至端头,并装入运 输顺槽中的运输装备上。
• 3.液压支架选型 • 在工作面“三机”选型中,液压支架是核心。液 压支架选型既要考虑顶板条件,又要考虑采高。 • 1)顶板综采面对支架选型的要求 • 顶板综采面矿压显现特点是老顶来压步距小,来 压强度低,直接顶稳定性差,特别是端面难控制, 移架影响范围大,因而对支架有以下要求: • (1)初撑力高,支撑效率高,以减小顶板早期 移动量,提高端面顶板的稳定性。 • (2)选用四连杆机构,使其双纽线最佳段为支 架的工作范围,确保支架对端面有较强的控制能 力。
• 图2 综采面双滚筒采煤机割煤
• (1)单向割煤。采煤机上 (下)行割煤,滞后采煤机 2~3个液压支架进行移架,直至端头;采煤机下(上) 行清理浮煤,滞后采煤机10~l5m进行移溜,采煤机往 返一次进一刀,工作面推进了一个截深。 • 单向割煤方式适用于:①煤层倾角大,只能自下而上移 架或自下而上移溜的综采面;②煤层厚度大,采煤机不 能一次采全高的综采面;③采煤机装煤效果差的综采面。 • (2)双向割煤。采煤机上 (下)行割煤,滞后采煤机 2~3个液压支架进行移架,滞后采煤机10~15m进行移 溜,直至端头;采煤机在端头进刀后,下(上)行割煤、 移架、移溜。往返一次进两刀,工作面推进了两个截深。 • 这种割煤方式多用于煤层赋存稳定、倾角较缓和厚度适 合于采煤机一次采全高的条件。
二、采煤系统布置要求
• 采煤系统的布置,最主要的是巷道系统的布置。巷道系 统布置是按照煤炭运输、辅助运输、通风、排水等其他 主要系统布置的要求进行的。 • 1.巷道系统布置要求 • 巷道的坡度 • 巷道方位 • 巷道断面
• 2.生产及辅助系统布置要求 • 煤炭运输、辅助运输、通风、排水、供电等生产与辅助 系统均布置在巷道之中,是巷道系统功能的实现。选择 装备和布置这些系统时应该充分考虑巷道空间特点,按 照巷道系统设计时的要求进行设备选型和安装。 • 1)煤炭运输系统布置要求 • 2)辅助运输系统布置要求 • (1)轨道运输系统布置要求。 • (2)无轨胶轮车运输系统布置要求。 • 3)通风系统布置要求 • 4)排水系统布置要求
第三章 综采面设备选型与配套
• 综采面设备是指采煤机、刮板机和液压支架,即所谓 “三机”。为了保证这些设备在工作面有限的空间内相 互配合、协调运转、最大限度的发挥各自能力,并取得 最好的整体效果,必须认真分析地质条件,做好每一个 设备的选型工作,并应保证所选各设备在空间几何尺寸 和生产能力等方面按一定要求配套。
Q 60HBV
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2)采煤机的基本参数及其选择 (1)采高。2.7-5.4m (2)生产率。2800-3000t/h (3)牵引速度。0-26m/min (4)装机功率。总功率1875kW 2.刮板机选型 (1)生产率。3500t/h (2)铺设长度。 (3)功率。3×855kW
ZTZ14400/18/30型 放顶煤端头支架
最大的采煤机 MG900/2210-WD 最大采高6.0m
最大的刮板输送机
SGZ1500/2000 小时运量 5000t/h
• (3)支护与回收支架。沿工作面全长布置的自移式液 压支架,依靠液压系统实现升降和移动,完成支架支 设——回收——重新支设的周期性工作,将支护与回收 支架合二为一,实现机械化。 • 4.综采面采煤工艺过程 • 综采面落煤与装煤作业都由采煤机完成,简称为割煤; 煤炭运输作业由刮板机完成,简称为移溜;支护与支架 回收作业均由液压支架完成,简称为移架。因此综采面 的五项采煤工作被简化为割煤、移溜和移架三项作业。 这三项作业按一定顺序进行就形成了综采面的采煤工艺 过程。常见的采煤工艺过程有以下两种安排方式: • (1)按照割煤→移架→移溜的顺序安排。 • (2)按照割煤→移溜→移架的顺序安排。
图3 综采工作面双滚筒采煤机割 三角煤斜切进刀过程 (a)起始; (b)上行切入煤壁并移直输送机; (c)下行割三角煤; (d)上行准备正常割煤 1—双滚筒采煤机; 2一刮板输送机
图4 综采面中部斜切进刀过程 (a)采煤机向左割煤至左端; (b)采煤机空返至工作面中部后 切入煤壁; (c)采煤机向右正常割煤至右端 头,同时将左半段刮板机移近煤 壁; (d)采煤机空返至中部后向左割 煤至左端,同时将右半段刮板机 移近煤壁
一、综采设备选型
• • • • • • • (一)影响综采面设备选型的主要地质因素及分析 1.煤层厚度 2.煤层倾角 3.顶板条件 4.底板条件 5.煤层硬度 6.煤层瓦斯条件
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(二)综采面设备选型 综采面“三机”选型是综采设备选型的重点。 1.采煤机选型 影响采煤机选型的主要因素是煤层条件,包括煤层的厚 度范围、煤层结构与构造、煤层及相关岩层的力学特性 等。 1)对采煤机的基本要求 (1)功能全、性能好。 (2)适应性强。 (3)机电和人身安全保护完善。 (4)工作可靠性高。 (5)产量高、效率高、能耗低。
第二章 走向长壁综采面采煤系统
一、采煤系统的构成
Leabharlann Baidu
• 采煤工作面的采煤系统由直接为工作面服务的巷道系统、 煤炭运输系统、辅助运输系统、通风系统、排水系统、 供电系统、行人系统等组成。图5所示为一基本的走向 长壁综采面采煤系统。
图1.1.5 走向长壁综采面采煤系统图 1—绞车房回风斜巷;2—采区回风石门;3—绞车房; 4—采区上部车场;5—采区中部车场;6—联络巷; 7—区段运输顺槽;8,10—区段回风顺槽; 9—开切眼
图1 走向长壁综采面主要装备 及布置 1一运输平巷; 2一胶带输送机;3一转载机; 4一破碎机;5一电缆车; 6一磁力开关; 7一泵站; 8一回柱绞车; 9—丛柱; 10—刮板输送机; 11一液压支架;12—采煤机; 13一回风平巷;14一超前支护
ZZF5200/19/32S放顶煤支架
ZFS4000/15/32L放顶煤支架
现代化矿井开采技术
综采技术
袁海涛
• 所谓现代化矿井是指具有高素质人才队伍、先进的装备 和设施、先进的技术和管理,在给定自然条件下能够在 安全、产量、效率、效益(经济效益、社会效益、环境 效益)等方面取得先进指标的矿井。 1.现代化矿井的硬件条件:人才、装备(全部机械化)、设 施 2.现代化矿井的软件条件:技术、管理 3.现代化矿井的衡量指标:安全、产量、效率、效益等
• 5.端头支护 • 工作面端头是指工作面与顺槽连接处附近的区域,这个 区域是人员与设备出入工作面的出入口。一般端头设备 和人员集中、控顶面积大、矿山压力复杂,而且随工作 面推进,需要不断在这里拆除和更新顺槽中的支护,作 业量大。端头支护即指这个区域的支护。端头支护是工 作面顶板管理的重要内容之一,对工作面安全生产和设 备能力的发挥有很大影响。常用的综采工作面端头支护 方式有以下三种: • (1)用单体支柱与长钢梁组成迈步抬棚支护。 • (2)用专用的自移式端头液压支架支护。 • (3)用与工作面相同的液压支架支护。
• (3)利用伸缩粱或可旋转180°挑粱及时支护刚暴露出 的顶板,减小顶板早期破坏,并利用顶梁侧护板等装置 提高支架护顶能力,防止顶板岩块窜入工作空间。 • (4)设计有护帮装置和完善的挡矸装置,以减小煤壁 片帮深度和面积,防止采空区矸石窜入工作空间。 • (5)设置灵活快速的操纵阀,保证快速的邻架操作移 架。 • 2)大采高综采面对支架选型的要求 • 随着采高加大,老顶初次来压和周期来压步距均有增大, 来压强度剧烈。采高加大后,煤壁片帮的深度和面积也 随之加大,大采高支架的稳定性和刚度十分重要,因而 对支架有以下要求: • (1)应有较高的初撑力和足够富裕的工作阻力,有较 高的支架刚度。
第一章 综采面采煤工艺
一、综采的概念
• 1.综采的定义 • 综采是综合机械化采煤工艺的简称,因依靠采煤机、可 弯曲刮板输送机和自移液压支架三种机械装备有机配合 来完成工作面落煤、装煤、运煤、支护和(采空区处理) 五项工作(工序),实现了采煤工作的完全机械化而得 名。具体说综采就是利用采煤机落煤和装煤,利用可弯 曲刮板输送机运煤,利用自移液压支架进行支护和采空 区处理的一种采煤工艺。 • 综采是在炮采、普采的基础上逐步发展而来的,炮采、 普采、综采是长壁采煤由运煤机械化,落、装、运机械 化到全部工作机械化发展所经历的三个重要阶段,目前 在我国炮采、普采和综采三种工艺并行,分别用于不同 煤层条件、不同经济条件和不同规模的矿井。综采是长 壁采煤方法中机械化程度最高的一种采煤工艺。
二、综采面采煤工艺技术
• 1.双滚筒采煤机割煤方式 • 通常把采煤机沿工作面将煤层全厚割完一次称为进一刀。 将一刀割煤的深度称为截深。把采煤机在工作面往返行 走时的状态和进刀数相结合称为割煤方式。双滚筒采煤 机在正常工作时,一般前滚筒沿顶板割煤,后滚筒沿底 板割煤(如图2所示),行走一趟就可完成一刀割煤任 务。如果采煤机在往返中都在割煤,那么一个往返就可 以完成两刀割煤任务,这种割煤方式称为双向割煤往返 进两刀。如果采煤机在往返中只有一趟在割煤,一趟空 行,那么一个往返就只能完成一刀割煤任务,这种割煤 方式称为单向割煤往返进一刀。