采煤工艺教学与交流.ppt

城市现代化的建设，源于能源的开发与利用,采煤概论 课题： 缓倾斜、倾斜、薄及中厚煤层 长壁采煤法 内容：走向长壁、倾向长壁采煤法 回采工艺,义煤技校采矿室 冯卫国,授课思路：,分析目的： 根据讲授内容，对课题要求认真分析，研究教材对课题内容讲述的特点与合理性；参看相关教材，对授课内容进行适当的处理与编排，力使授课内容达到合理科学、系统完整。 讲授内容：走向与倾向长壁采煤法 回采工艺,2. 课程参考教材,采煤概论煤炭工业出版社 P 88 99. (全国技校教材. 煤炭技工学校通用教材) 采煤概论中国劳动社会保障出版社 P 74 88 (职教规划教材. 技工类院校适用) 煤矿开采学中国矿业大学出版社 P 25 123 (普通高教九五重点教材. 煤炭高校采矿专业适用),一、教材分析,3. 教材对比 煤炭出版社的教材，优点是 层次清楚、文字篇章较简练；但是把采煤设备介绍，混入采煤工艺讲述中，造成知识的内容类型混乱，需要修正。 劳动出版社的教材，以分模块方法讲述采煤概论，体现了应用教育的趋向。插入的设备讲述也使用了简要图片式显示，但其文字讲述及内容层次略显不足。 矿大版采煤学，对采煤方法及工艺的教学，完全符合分类知识与教学传授的客观规律。纯粹的采煤工艺教学中，没有混杂入采煤设备的讲授。本教材分类细致讲述深入，是较难得的采煤学教材，适宜高等煤炭学院使用。,4.教学理念分析：,劳动社采煤概论分课题讲述的趋向，所体现的应用教育就是培养技工要针对工业应用教育，以实际工作需要的技术与技能为主，造就对工作环境熟悉、实际操作能力较高的操作者，这尤其是工业技工学校所遵循的教育方向。 借此教学交流机会，可以明确提出，我们需要将职业院校层的教育，从应试教育转向应用教育，从应试考试转变为应用考试，培养实际生产知识与操作技能较充实的技工。 明确了教学理念与方向，我们就会有明确的路线去遵循教学规律，组织教材内容，使用教学工具，收集教学素材，研究教学方法，体现教学内容；明确使课程内容和教学方法达到更高合理性、科学性、系统性、完整性的教学水平。,5.选定教材与组织内容,选择教材：根据目前技校的学生，对理论文字型课程学习能力较差的实际情况，选用文字描述较好的煤炭工业版采煤概论做为教材。因为教材才是学生手中的学习工具和路线，教师必须讲究教学实际。 组织内容：借鉴另两册教材的优点，和提高教学内容的分类规范性，对教材内容的采煤设备讲述，建议全书归纳为一章提前讲授，易于掌握学习深度和层次等。建议本节剔除支架类型与采煤机设备讲述，重点明确地讲授采煤工艺内容。 思考总结：通过具体教学内容的分析与组织，才能很现实推进教材通用由笼统，逐步结合实际 演化为实用的自编教材。,二、授课层次分析,2.内容深度,选用教材为5 -3节P84- 99页，内容较多，可分两次课程容量，炮采工艺列入第一课。本次课程内容有：机采工作面、综采工作面回采工艺，倾斜长壁巷道布置、采煤工艺。 授课内容量较大，归整后使内容性质单一较易学。,1. 授课容量,对采煤专业、或高中基础学生讲授本课程，可将工艺过程和细节，按教材全部讲授。 对专业跨度较大作为基础课程及初中起点的学生，则以工艺总过程讲授为主，在工作中无直接用途的工艺细节，仅作为了解内容。,3. 授课对象,本课程针对我校初中班学生，作为专业基础课，重点讲授采煤工艺过程主线，过度深入的工艺细节略讲。与工作中实际学习相结合，浓缩讲课内容，给学生较多深入思考时间与探讨互动机会，争取有较好的教学学习效果。,1、掌握走向长壁的机采、综采工艺过程,2、掌握倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点, 开采支护方式， 采空区处理方式,1、走向长壁机采、综采工艺过程,2、倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点,三、教学目的、知识重点和难点,四、教学手段与方法选择,2. 常用教学手段分析,1. 实验心理学家指出： 人们和学生对信息知识的获取，83%来自视觉，11%来自于动感听觉，3.5%来自嗅觉，1.5%来自触觉，1%来自味觉。 关于知识记忆的持久性，人们一般能记住阅读的10%，听到内容的 20%，看到内容的 30%，同时听到与看到内容的 50%，在交流中自己所说内容的 70%。, 板书授课，配合挂图，目前课堂常用方法,基础好学习可达到较好效果; 但书写费时, 较难直观理解,四、教学手段与方法选择, 多媒体投影课件：,结合教具挂图授课，可充分展现影视传授知识的广泛性 省时省力直观理解，深刻广泛应用，可达到好的教学效果, 操作实验或参观教学，是应用教育的主要教学方法,操作参观、边讲边学，理解直观、投资偏大。应据知识性质来设置此类课时。一般用于完成必要的教学课程,综合前述理性知识分析，据本课程特点，选择使用,本教程采用多媒体投影课件辅助，课堂讲述教学方式,本课程知识内容无抽象型原理理解，属普通生产实际观察记忆型掌握内容，所以可采用易解知识比拟，普通讲述传授给别人的简单方式(说课),剔除冗余的内容细节。,3. 讲课方式,五、教学素材收集与课件制作,1. 主要文字资料扫描输入、编辑与处理,2. 图片与视频收集、整理、插入链接，完成PPT课件,3. 辅助教具与挂图：本课需机采、综采工作面 挂图,内容：课程主线和环节点重要知识内容，要系统 、简明、清楚, 争取使课程内容和文字讲述，达到层次简明清楚。 要求：尽量每屏文字不超过200字，字体色彩与知识内容 相协调 注：本次课仍按教材内容安排课程，因教材是学生的路子。,内容：对静态知识环节使用图片，动态工艺全用录相视频展现， 动态原理与参观内容可用动画。这是展现知识的重要方法 要求：尽量做到图视内容简练，尽量替代参观教学，降低成本。,内容：对知识线有明显展示作用，对课件起补充作用 要求：使用教具、挂图要少，起到一统课程知识主线的作用。,六、课程教学构思,1. 复习提问课程相关基础，导入新课,2. 新课内容的编排，与教学方法相结合安排,3. 分析难点学习方法，掌握重点难点讲解方法,4. 多留课堂思考与练习互动，吸引学生注意力,5. 课程小结，布置作业,借助讲授知识相关时机，对学生进行鼓励与激励 课堂纠正学生不良行为的方法策略要规范,7. 借助时机对学生进行安全与文明生产相关教育,8. 布置下次课应预习的内容,七、教材处理：说明教材文字调整删去、添加部分,八、授课步骤与时间分配,九、板书设计,课 题： 缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层采煤方法（二） 走向、倾向长壁 回采工艺,教学目 的：,2、掌握 倾向长壁采煤过程、工艺方法特点,1、 采煤机简介： (1)单滚简采煤机 (2)双滚简采煤机 (3)刨煤机,1、掌握 走向长壁采煤过程、工艺过程,一、走向长壁 回采工艺,2、机采回采工艺 （续） 1机械落煤与装煤 2运煤：可弯曲刮板机 3支护：工件与方式 4推移 刮板输送机 5采空区 处理,九、板书设计,3、走向长壁 综采回采工艺 采、装、运、支、移、采空处理 液压支架的四种类型， 升降方式,十、教学准备,备好：1.多媒体课件教案 2.教材、作业 3.准备上课,二、 倾斜长壁采煤方法,1、单一煤层采区的巷道布置 方法 巷道系统 - 生产系统 - 回采系统 -,2、倾斜长壁 回采工艺 对使用的机械设备提出要求：2点 3、倾斜长壁采煤方法的特点,小结：1. 2. 3. 作业：1. 2. 3. ,授课课件,第三节 缓倾斜、倾斜、薄及中厚煤层 长壁采煤法(二),采煤概论,走向长壁、倾向长壁采煤法 回采工艺,课 题,1、掌握走向长壁的机采、综采工艺过程,2、掌握倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点,采煤机结构、采煤工作面的设备布置,1、走向长壁机采、综采工艺过程,2、倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点,复习与提问,1. 画出单煤层长壁采煤法 单面双巷布置简图 (全体同学自已画出),3. 炮采工艺由哪几个步骤组成？,2. 单煤层长壁采煤方法 生产系统主要由什么构成 ？,2. 题 长壁采煤方法 生产系统由： 运煤系统、 通风系统、 运料排矸 系统等组成。,3. 题 炮采工艺由： 爆破落煤、 装煤、运煤、 移动输送机、 支架支护、 采空区处理， 六个步骤构成。,1.题,课程导入与概述,本节要讲述机械化单双滚简采煤机简单功能，机械化工作面回采工艺、综采工作面回采工艺，液压支架的类型与使用；单一煤层倾斜长壁采煤法采区巷道布置、回采工艺，及本方法的特点。,课堂板书：记录我们本节课程学习的内容,1、 采煤机简介： (1)单滚简采煤机 (2)双滚简采煤机 (3)刨煤机,一、走向长壁 回采工艺,2、机采回采工艺 1机械落煤与装煤 2运煤：可弯曲刮板机 3支护：工件与方式 4推移 刮板输送机 5采空区 处理,| | | | | | | | | |,3、走向长壁 综采回采工艺 采、装、运、支、移、采空处理 液压支架的四种类型， 升降方式,二、 倾斜长壁采煤方法,1、单一煤层采区的巷道布置 方法 巷道系统 - 生产系统 - 回采系统 -,2、倾斜长壁 回采工艺 对使用的机械设备 提出要求：2点 3、倾斜长壁采煤方法的特点,一、走向长壁采煤回采工艺,1. 采煤机 简介：,（1）滚筒采煤机构造 滚筒采煤机主要由： 截煤部、牵引部、电动机及辅助装置组成。 它的类型较多，分为单滚筒和双滚筒两种。 A. 单滚筒采煤机：功率小、生产能力低，适用于采高不大的中厚煤层。,一、走向长壁采煤回采工艺,B. 双滚筒采煤机：功率较大、生产能力大、牵引速度高，适用于采高较大的中厚煤层。外形如下图所示：,一、走向长壁采煤回采工艺,1. 采煤机 简介：,双滚筒采煤机一般是综采工作面主要采煤机械。 滚筒式采煤机的截割部滚筒和截齿， 如图所示。,一、走向长壁采煤回采工艺,1. 采煤机 简介：,C.刨煤机 刨煤机是根据刨削原理工作的浅截深(一次刨深在50100mm)采煤机。 刨煤机组：由刨煤机、可弯曲刮板输送机、液压推装置和电气控制等部分组成。在我国使用较少。,一、走向长壁采煤回采工艺,2. 机采回采工艺：,1机械落煤与装煤 机采工作面的落煤与装煤是由机械完成。 滚筒采煤机：滚筒上镶有反向螺旋板，在螺旋板上布有截齿，滚筒旋转割煤时，可将煤抛掷装入可弯曲刮板输送机内。,影响工作面落煤与装煤效率的因素很多。 但在滚筒采煤机造型以后，直接影响的因素是 采煤机的割煤方式和进刀方式。,机械化采煤工艺过程 动画,单向割煤方式上割下装：采煤机向上沿底板割煤。下行时，翻转弧形挡煤板下放装煤。沿工作面往返一次只进一刀。如图所示。 适用：单滚筒采煤机在顶板较稳定、采高较大、煤的粘顶性不强、割煤后顶煤能自行垮落的煤层中割煤。 优点：单向割煤能充分利用机械装煤，提高工效。缺点：下行装煤或空行，使顶板悬露时间较长。,一、走向长壁采煤回采工艺,滚筒采煤机的割煤方式：,双向割煤方式有往返一次进一刀和往返一次进两刀两种。如图所示。 往返一次进一刀：煤层厚度大于滚筒直径、且煤粘顶性强时：采煤机上行割顶煤、下行割底煤。这种割煤方式的主动强度大。 往返一次进两刀：总是前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，以提高机械装煤效率。,一、走向长壁采煤回采工艺,滚筒采煤机的割煤方式：,滚筒切人煤壁的过程和方式称为进刀方式。 常用的进刀方式有：斜切式、推人式、钻人式等几种。以斜切式进刀应用最广。,一、走向长壁采煤回采工艺,滚筒采煤机的进刀方式：,A. 斜切式进刀 采煤机沿输送机弯曲段逐渐切入煤壁的进刀方式。 分为：割三角煤进刀、留三角煤进刀和中间进刀几种。常用割三角煤进刀方式。 割三角煤进刀：如下图所示。,割三角煤进刀 特点： 减少工作面上下两端切口(俗称“机窝”)的工作量；切口处顶板悬露面积较小，易于维护；采煤机与输送机头分开推移时比较方便。,割三角煤进刀方式 缺点： 是在工作面一端25m的范围内，采煤机往返割煤，进刀时间较长。 留三角煤进刀方式 是指采煤机斜切进刀达到截深以后，不反向割三角煤，待采煤机割到工作面顶端后，再反向空行(或装煤)割掉三角煤。 中间进刀方式，与留三角煤进刀方式基本相同，只是将进刀位置选择在工作面中部。 留三角煤和中间进刀方式，适用于长度较短、采用单向割煤方式的工作面。,一、走向长壁采煤回采工艺,B.推人式进刀当采煤机割到工作面上下端部时，在推移输送机机头或机尾的同时，把采煤机滚筒推人预先用爆破法开好的切口内。这种方式称为推入式进刀，如图所示。 特点是：进刀方式简单，适用于各种割煤方式； 缺点：1)增加了做切口的工作量；2)加大了工作面端部控顶面积；3)推移采煤机及输送机机头或机尾时，需要推力大的千斤顶。 通常只适用于：单滚筒采煤机。,一、走向长壁采煤回采工艺,滚筒采煤机的进刀方式：,C. 钻入式进刀方式： 用滚筒端盘截齿的旋转及千斤顶的推力，使滚筒直接旋转钻入煤壁。 适应条件： 1)除滚筒必须具有端面截齿外，采煤机应具有可回转的门式挡煤板， 2)千斤顶应具有足够的推力，输送机槽应有足够的强度。,一、走向长壁采煤回采工艺,滚筒采煤机的进刀方式：,一、走向长壁采煤回采工艺,2运煤：机采工作面运煤除必须采用可弯曲刮板输送机外，与炮采工作面运煤相同。 走向长壁回采工艺 运煤系统录像动画,2. 机采回采工艺：,3 支护： 支护材料 机采工作面使用金属摩擦支杵或单体液压支柱。 单体液压支柱是用高压液体作动力的单体支柱，分内注式和外注式两种。,走向长壁运煤系统录像,一、走向长壁采煤回采工艺,2运煤：机采工作面运煤除必须采用可弯曲刮板输送机外，与炮采工作面运煤相同。 走向长壁运煤系统录像动画,2. 机采回采工艺：,3 支护： 支护材料 机采工作面使用金属摩擦支杵或单体液压支柱。 单体液压支柱是用高压液体作动力的单体支柱，分内注式和外注式两种。,单体液压支柱 内注式是支柱内有一定量的油液，支柱工作时，活柱像千斤顶一样，靠液压伸出。 外注式是由井下平巷液压泵站经高压软管向支柱供液，使活柱升降。,一、走向长壁采煤回采工艺,支护方式 除了一些顶板坚硬或薄煤层工作面可以用戴帽点柱外，机采工作面的支架布置方式通常采用悬臂支护。 悬臂支架方式分类：齐梁式适用于顶板比较稳定的条件(a)； 错梁式适用于顶板比较破碎的条件(b)。,一、走向长壁采煤回采工艺,2. 机采回采工艺：,4移输送机 在距采煤机15m以远处，利用液压(或其它类型)千斤顶将输送机移到正确地点。并使输送机平、直符合要求。 5采空区处理 采空区处理与炮采相同。对极坚硬的顶板，可利用深孔爆破方法强 制放顶，以保证工作面的安全生产，避免因采用煤柱支撑法而增加工作面的搬家次数。,一、走向长壁采煤回采工艺,2. 机采回采工艺：,1)综采设备配置。 综采工作面设备的配套问题很关键，尤其应使采煤机、刮板输送机和液压支架，这三大设备均符合工作面的条件，并在生产能力、设备强度、空间尺寸等方面配套。 综采工作面设备配置及布置如下页图所示。,3. 综采回采工艺,一、走向长壁采煤回采工艺,综采工作面 走向长壁 回采工艺图,液压综采工作面 总布置 图,2)回采工艺 (1)落煤与装煤：综采主要采用双向割煤往返一次进两刀和斜切式进刀工作方式。 (2)运煤： 运煤同机采工作面一样，采用输送能力大、强度高的重型输送机。 (3)支护： 综采工作面支护主要采用自移式液压支架。,3. 综采回采工艺,一、走向长壁采煤回采工艺,综采工作面 回采工艺,支架的种类 按支架与围岩的相互作用方式分为：支撑式、掩护式及支撑掩护式三种基本类型。 支撑式液压支架支撑式液压支架主要对顶板起支撑作用。它由支柱、顶梁、底座(或底座箱）推移斤顶等主要构件组成。 特点：支撑面积和承载能力大，可使顶板在顶梁后部被切断而垮落。这类支架切顶性能较好。 适用：支撑中等稳定以上的顶板。 垛式支架整体结构，整体移动。这种支架的支撑能力大，一般有46根立柱。,3. 综采回采工艺,一、走向长壁采煤回采工艺,各 种 液 压 支 架,国产BZZC型垛式液压支架，综采工作面,节式支架由24个框架组成，其支撑能力比垛式小，但其结构灵活，便于移动、拆装； 适用于支撑中硬顶板。但这种支架的稳定性差。 掩护式支架掩护式支架是利用立柱、短顶梁支撑顶板用一较大的掩护梁来防止岩石落进工作面。掩护梁与冒落的岩石接触，支架的掩护性能和稳定性较好，调高范围大。 优点：对破啐顶板适应性较强，支撑力小，适用支护松散破碎不稳定或中等稳定的顶板。 支撑掩护式支架这类支架如图528d所示。可以起到支撑为主、掩护为辅的作用，适用于矿压较大、易于冒落的中等稳定或稳定的顶板。,3. 综采回采工艺,一、走向长壁采煤回采工艺,液压支架的支护方式 及时支护在采煤机割煤后先移支架(承压或降架移步)，再移输送机，适用于顶板中等稳定以下或煤壁片帮较严重的工作面。 滞后支护在采煤机割煤后先移输送机，再移支架，适用于顶板岩石不易冒落的工作面。 流液压支架的升与降： 升架操纵控制手把使其位于升柱位置，支撑顶板。 降架操纵手把位于降架位置，高压液体进入立柱上腔，同时打开液控单向阀，立柱下腔排出液体(支架处于卸载状态)，立柱带动顶梁下降。,3. 综采回采工艺,一、走向长壁采煤回采工艺,2) 回采工艺 (4)刮板输送机和支架的移动 支架的型式不同，则移架和移输送机的方式也不同。整体式支架，移架和推移输送机共用一个液压千斤顶，分别连接支架底座和输送机槽，且互为支点，进行推、拉输送机和支架。迈步式自移支架的移动，依靠本身两框架互为支点，用一千斤顶推拉两框架分别前移，另用一千斤顶推移输送机。 (5)采空区处理 综采工作面主要用垮落法处理采空区。因液压支架具有切顶性能强(支撑式)、掩护作用好(掩护式)、种类多等特点，所以不采用局部充填和煤柱支撑法。对极坚硬顶板的处理方法与机采相似。,3. 综采回采工艺,一、走向长壁采煤回采工艺,长壁工作面沿煤层走向布置、沿煤层倾向推进的采煤方法，称为倾斜长壁式采煤法。 1. 单煤层巷道布置方式 1)巷道系统 以俯斜推进工作面为例，采区巷道布置如下图所示。沿水平运输大巷1每隔一定距离(工作面长度)，沿倾斜布置一条斜巷道直掘到采区边界。 在边界将相邻两条斜巷连通(即为开切眼)，其中一条巷道为工作面运输巷4，另一条巷道为回风巷5。运输巷中靠近工作面安装1台可伸缩带式输送机，其余为吊挂式带式输送机。 回风巷中铺设轨道，用无级绳绞车或单轨吊车运送设备和材料。,1. 采区巷道布置,二、倾斜长壁采煤方法,2)生产系统 (1)运煤系统 煤炭由工作面3运出，经工作面运输巷道4到煤仓6，在水平运输大巷1装车运出采区。 (2)通风系统 新鲜风流由水平运输大巷1，经进风、行人斜巷7、工作面运输巷4进人工作面3；乏风由工作面回风巷5进入水平回风大巷2排出。 各分系统如下图。,1. 采区巷道布置,二、倾斜长壁采煤方法,倾斜长壁采煤方法 采区巷道布置,3)回采方式 (1)仰斜回采和俯斜回采 倾斜长壁回采工作面，按推进方向分为仰斜回采和俯斜回采两种。工作面沿倾斜从下向上推进的称为仰斜回采，适用于煤层顶板破碎、煤质较硬或顶板淋水较大煤层。工作面沿倾斜从上向下推进的称为俯斜回采，适用于煤层厚度较大、煤质松软、易片帮或瓦斯含量较大煤层。 (2)单工作面和对拉工作面布置 倾斜长壁工作面可以按单工作面布置，也可按对拉工作面布置(图)。对拉工作面比单工作面布置可少掘一条巷道，占用设备也少，所以在布置倾斜长壁工作面时应首先考虑对拉布置。,1. 采区巷道布置,二、倾斜长壁采煤方法,倾斜长壁 综采工作面 采煤工艺,倾斜长壁采煤方法的回采工艺和走向