普通机械化与综合机械化的采煤工艺分析

普通机械化与综合机械化的采煤工艺分析

作者：杜宝

来源：《中国科技博览》2013年第10期

[摘要]本文主要对普通机械化采煤工艺和综合机械化采煤工艺进行了分析。

[关键词]普通机械化；综合机械化；采煤工艺

中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0303-01

在煤矿采煤生产中，普通机械化采煤工艺和综合机械化采煤工艺是主要的两种采煤工艺，应用广泛，各个煤矿要从矿井的实际出发，科学地进行应用，以提高采煤生产效率和经济效益。

1、普通机械化采煤工艺

煤矿普通机械化回采工艺即普采，普采的特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，井下运煤、顶板支护及采空区处理等工序与井下炮采工艺大致相同。

1.1 矿井普采工作面单滚筒采煤机作业方式

（1）滚筒的位置和旋转方向

矿井普采工作面单滚筒采煤机的滚筒通常处在机体靠近输送机平巷一端；右工作面的单滚筒采煤机，要安装左螺旋滚筒，在割煤时，滚筒逆时针旋转；左工作面安装右螺旋滚筒，割煤时顺时针旋转。

（2）采煤机的割煤方式

采煤机割煤和与其他工序要协调一致、合理配合。一是双向割煤往返一刀。采煤生产班生产时，采煤机自工作面下缺口开始，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋及弧形挡煤板装煤，跟机挂梁，托住新暴露的顶板。采煤机运行至工作面上缺口后，翻转弧形挡煤板，把摇臂降下，开始从上到下，滚筒割底煤并装余煤。在采煤机后10m～15m，按次序推移输送机，输送机槽上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完输送机就开始支设单体液压支柱。在采煤机割底煤至工作面下缺口时，支设好下端头的支架，移置输送机，应用直接推入法进刀，使采煤机滚筒进入新位置，开始重新割煤。

二是∞字形割煤，往返一刀。在工作面中部输送机设弯曲段，采煤机从工作面中部向上牵引，滚筒不断升高割顶煤；采煤机割到上平巷后，全工作面输送机移置，滚筒下降采煤机向下牵引割底煤至原采煤机起始位置；重新抬高滚筒。

工作面下端的顶煤，工作面上端移输送机；周而复始地进行，全工作面煤壁割直，输送机机槽在工作面中部弯曲段。

三是单向割煤、往返一刀。采煤机自工作面下（或上）缺口向上（或向下）沿底割煤，跟机清理顶煤、挂梁。采煤机割至上（或下）缺口后，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、支设单体支柱，直至工作面下（或上）缺口。

四是双向割煤、往返二刀。即穿梭割煤。采煤机先自下缺口沿底上行割煤，随机挂梁和推移输送机，同时铲装浮煤井支柱，等采煤机制至上缺口后，翻转弧形挡煤板，下行重复同样工艺过程。在煤层厚度不小于滚筒直径时，挂梁前要处理顶煤。

1.2 普采工作面单体支架

通常采用单体液压支柱或摩擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。正悬臂支架悬臂的长段在立柱的煤壁侧，对支护机道上方顶板有利；短段在立柱的采空侧，因此，顶梁不容易被折损；倒悬臂支架却相反，因其长段伸向采空区，立柱不会被碎矸石埋住，可能损坏顶梁。普采工作面支架布置方式有齐梁直线柱和错梁直线柱。前者是悬梁端沿煤壁方向相齐，支柱排成直线。梁长等于截深时，每割一刀煤沿工作面全部挂梁、支柱，全为正悬臂支架。此种支架形式简单，规格质量方便掌握，放顶线整齐；工序简单，易于组织和管理。后者的布置是：截深为顶梁长度的一半；正、倒悬臂支架相间；每割一刀煤间隔挂梁，顶梁向前交错；割第一刀煤时，支临时支柱，割第二刀煤时，临时支柱改为永久支柱；每割二刀煤工作面增加一排控顶距，此布置方式机道上方顶板悬露窄，支护及时；每割一刀煤挂梁、支柱数量少，工作量均衡；支柱成直线，行人、运料方便；在切顶线处支柱不容易被埋住，而倒悬壁梁有可能损坏。

1.3 普采工作面端头支护与端部缺口

端头支护主要有单体支柱加铰接顶梁支护；用四至五对长梁加单体支柱组成的迈步走向抬棚支护；用基本支架加走向迈步抬棚支护等多种形式。

普采工作面端部缺口对采煤机进刀、架设端头支架、操纵和维修设备以及出入人员、运料有用，同时，也是工作面的安全出口。即使当平巷较宽、输送机机头和机尾的一部分能布置在其内、采煤机的摇臂较长而没有缺口也能进刀时，仍需有一定长度的缺口，以确保能支设端头支架，并使其顺利前移。

一般而言，普采工作面下缺口长3m～4m；上缺口长度，单滚筒采煤机为6m～10m；采用双滚筒采煤机、太宽度平巷，可不开缺口。普采工作面端部缺口的深度，通常为截深的二至三倍，确保迈步式端头抬棚的顺利前移。

2、综合机械化采煤工艺

2.1 综采工作面双滚筒采煤机滚筒的转向和位置

在面向煤壁站在综采工作面时，一般采煤机的右滚筒为右螺旋，割煤时顺时针旋转；左滚筒为左螺旋，割煤时逆时针旋转。采煤机正常工作时，通常其前端的滚筒沿顶板割煤，后端滚筒沿底板割煤。

2.2 综采工作面双滚筒采煤机的割煤方式

（1）往返一次割两刀。即穿梭割煤，一般用在煤层赋存稳定，倾角较缓的综采工作面的端部或中部。

（2）往返一次割一刀。即单向割煤，工作面中间或端部进刀。此方式适合顶板稳定性差、煤层倾角大、采高大而滚筒直径小、采煤机装煤效果差等特殊条件下的综采工作面进刀。

2.3 综采工作面采煤机进刀方式的特点

（1）直接推入法进刀；（2）工作面端部斜切进刀；（3）滚筒钻入法进刀；此方法要求采煤机滚筒端面一定布置截齿和排煤口，滚筒不用挡煤板，如果用门式挡煤板，钻入前要把其打开，并对输送机机槽、推移千斤顶、采煤机强度和稳定性有特定要求，而在采高较大时不可采用。

2.4 综采工作面液压支架的移架方式

（1）单架依次顺序式。（2）分组间隔交错式。该方式移架速度快，适合顶板较稳定的高产综采工作面。（3）成组整体依次顺序式。每次移一组，即二至三架，适合煤层地质条件好、采煤机快速牵引割煤的工作面。

2.5 综采工作面工序配合方式

（1）及时支护方式。采煤机割煤后，支架依次或分组跟机马上前移，输送机随移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤机截深。此支护方式，推移输送机后，在支架底座前端与输送机之间要留足一个截深的宽度，工作空间大，对行人、运料和通风有利；如果煤壁易片帮，应先于割煤进行移架，支护新暴露的顶板。而此支护方式增大了工作面控顶宽度，对控制顶板不利。

（2）滞后支护方式。割煤后输送机逐段移向煤壁，支架随输送机前移，移动步距相同。此配合方式在底座前端和机槽之间没有截深富裕量，适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板，而对直接顶稳定性差的顶板适应性差。

2.6 综采工作面端头支护