机械化采煤工艺

第二节 普通机械化采煤工艺



在普采和炮采工作面 ,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. 工作面柱距可根据所需支护密度n和排距b,求出柱距a: a =NS/(Nb+F) 式中 N-----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. S是支护密度n的倒数,因此上式可改写为: a = ηRtN/(Nb+F) pt
一、综采面双滚筒采煤工作方式
1、滚筒的转向和位置 转向：面向煤壁看－采煤机的右滚筒应为右 螺旋，顺时针旋转；左滚筒为左螺旋，逆时 针转。 位置：一般是前端的滚筒沿顶板割煤，后滚 筒沿底板割煤（前顶后底）；薄煤层“前底 后顶”。
一、综采面双滚筒采煤工作方式
2、综采面双滚筒采煤机的割煤方式 考虑因素：顶板管理、移架与进刀方 式、端头支护等因素。 图示a 图示b 图示c 图示d
第二节 普通机械化采煤工艺


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： n = pt/ηRt 式中 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； η——支柱额定工作阻力实际利用系数.一般摩擦式金属 支柱为0.4—0.5,单体液压支柱为0.85左右。
第二节 普通机械化采煤工艺
单向割煤，往返一次进一 刀
a：上行割煤、挂梁 b：下行装煤、推移输送机、 支柱
第二节 普通机械化采煤工艺
4.双向割煤 ,往返两刀 此割煤方式又称穿梭割煤如下图所示.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。
1、齐梁直线柱布置 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；第二刀变永久 支柱，空顶距大，工 作量不均，少用。
2、错梁直线柱布置 梁长等于2倍截深 正倒悬臂相间 割一刀相间挂梁一次、 顶梁交错；第一刀支 1/2 临时支柱，第二刀变 永久支柱 支护及时，工作量均 衡，柱成直线，多用， 但不利切顶。

作业：
1. 长壁采煤法有哪几种主要采煤工艺？说明他们 的主要特点及wenku.baidu.com互关系。 2.爆破采煤工艺由哪些主要采煤工序组成？
第三节 综合机械化采煤工艺

什么是综合机械化采煤工艺（综采） 落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区五个主要 生产工序全部实现了机械化--综采;也是目前最先 进的采煤工艺。
配套设备（动画）
单滚筒采煤机 “”形割煤方 式
(a)
(b)
(c)
(d) 工作面俯视图
C D B F G A
工作面正视图
E
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
第二节 普通机械化采煤工艺
3.单向割煤、往返一刀
单向割煤、往返一刀割煤方式如下图所示的工艺过 程为：采煤机自工作画下(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。
双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压 支架、胶带输送机等。
综合机械化采煤工艺
国内采煤机
国外采煤机
综合机械化采煤工艺
综合机械化采煤工艺
综采工艺与普采工艺的区别： 工作面支护实现了机械化。
综采工作面生产工艺过程：割煤（落、装
煤）、运煤、支护、处理采空区。 特点：全部实现了机械化，降低劳动强度， 提高了单产及安全性。
(a)
(b)
(c)
(d) 工作面俯视图
C D B F G A
工作面正视图
E
第二节 普通机械化采煤工艺
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。
A.
二、综采面液压支架的移架方式
1、移架方式（动画） ①单架依次顺序式：支架依次前移，移动步距等于截 深，操作简单，保证质量，适应不稳定顶板。 ②分组间隔交错式：移架速度快，适用于稳定顶板。 ③成组整体依次顺序式：成组控制，适应煤层地质条 件好，采煤机快速牵引割煤（交流电牵引大功率采 煤机）

普采面的生产是以采煤机为中心的。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。
第二节 普通机械化采煤工艺
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, 如下图所示。
进刀方式（动画演示）
单向割煤
双向割煤，往返一刀
双向割煤，往返二刀
一、综采面双滚筒采煤工作方式 3、进刀方式
①推入法进刀:需提前开出工作面端部切口。 （做机窝） ②钻入法进刀（已不用） ③斜切进刀：端部斜切进刀、中部斜切进刀
一、综采面双滚筒采煤工作方式
端部斜切进刀：利用采煤机在工作面两端 约20～30M的范围内斜切进刀。（割三角煤、 留三角煤）过程、特点参图讲。 B.中部斜切进刀:利用采煤机在工作面中部斜 切进刀.过程参图讲。 特点:简化了进刀工序，工作量均衡，窝工现 象少，提高了采煤机的装煤率为移溜、移架 创造了有利条件。
L
1
2
第二节 普通机械化采煤工艺
（二）普采工作面端头支护
双钩、双楔铰接梁支护
2.0m 6
30m
7 4
Ⅰ
7
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
8
(a) 4 —输送机;6 —木垛;7 —双钩双楔梁;8 —绞车
4
迈步走向抬棚支护
150
Ⅰ Ⅰ
3700 2900 1000
800
650
Ⅰ
2
Ⅰ
4 800 2000
1050
4
2 —抬棚长梁; 4 —输送机
端头留三角煤斜切进刀
单滚筒采煤机双向、单向 割煤端头不往返，进刀与 移机头不干扰，端部煤壁 不直
b
a
c
d
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三、普采工作面单体支架 （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
基本支架加迈步走向抬棚支护
1.0m 2.0m 1
0.6m
4 1
2000
Ⅰ Ⅰ
2 4
Ⅰ
4.0m
Ⅰ
200
1000
2100 3600
1000
5
2
3
1—基本支架;2 —抬棚长梁;3 —转载机;4 —输送机; 5 —十字绞接顶梁;
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普采工艺支护基本要点
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Ⅱ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 端头支护 端头—平巷与工作面的交汇处，控顶面积大，设备大且多， 人员集中，进出口通道。 ①双钩双楔梁，抬棚 ②四对八梁 ③四对八梁，十字绞接顶梁 要保证支护质量 ， 初撑力
一、综采面双滚筒采煤工作方式

两种型式： ①单向割煤。采煤机上行割煤，下行清理浮煤，推 一个截深；适用于煤层厚度略大于滚筒直径而煤质 坚韧的条件。 ②双向割煤。A.往返一刀，当煤层较厚时，采煤机 上行时贴顶板截割，下行时贴底板截割并清理浮煤。 这时，往返两个行程滚筒都截割采煤，但工作面只 推进一个截深。B.往返两刀，煤层厚度接近滚筒直 径，而且煤不粘连顶板，即可实现双向采煤，往返 行程各推进煤壁一个截深
第二节 普通机械化采煤工艺
下行割顶煤、上行割底煤
a：采煤机下行割顶煤、随机挂梁；
b：采煤机上行割底煤、清浮煤、推 移输送机、支柱
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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一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一E一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,工作面上端开始移辕送机；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。
第二节 普通机械化采煤工艺



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。 通常,普采面的下切口长度为3-4m。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6-10m；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2-3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倍截深,以确保迈步式端头抬棚的顺利前移。 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加输送机弯 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。
煤矿开采方法
机械化采煤
第二节 普通机械化采煤工艺
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，如下图
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
第二节 普通机械化采煤工艺
（二）采煤机的割煤方式
第二节 普通机械化采煤工艺
双向割煤，往返一次进二 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
第二节 普通机械化采煤工艺
（三）单滚筒采煤机的 进刀方式
1、直接推入进刀 2、“∞”字形割煤，自 行进刀 3、斜切进刀
(a) (b)
直接推入法进刀
“” 形 割 煤 方 式， 自 行 进 刀
端头割三角煤斜切进刀
a)
b)
c)
d)
e)
单滚筒采煤机双向、单向割煤有利于端头管理、费时、往返 （20～25m)进刀与移机头干扰
第二节 普通机械化采煤工艺
2）留三角煤进刀的斜切进刀 (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。