现代采矿技术

• 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
• • • • • • • • •
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。