7采煤工艺技术管理、设计及发展

1、第一节第一节 工作面调斜与旋转工作面调斜与旋转调斜调斜 适应煤层等高线变化适应煤层等高线变化 开切眼开切眼 停采线停采线45 时叫调斜时叫调斜45 时叫旋转时叫旋转第七章第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展采煤工艺技术管理、设计及发展平六矿平六矿1100m工作面调斜与旋转工作面调斜与旋转123431、实中心调斜、实中心调斜旋转中心旋转中心O1点停移输送机点停移输送机另一端移够一个截深，将输另一端移够一个截深，将输送机调成一直线割煤送机调成一直线割煤问题：问题：顶板反复支撑，顶板反复支撑，O1处处顶板和煤壁管理困难。顶板和煤壁管理困难。条件：条件：顶板稳定顶板稳定,调斜角度小调斜角度小措施：措施

2、：煤壁预先加固煤壁预先加固 打木锚杆。打木锚杆。一、工作面调斜方法一、工作面调斜方法oCDL111LBarctanB采煤机截深；采煤机截深；L工作面面长。工作面面长。工作面两端都有一工作面两端都有一个前移量个前移量把调斜角把调斜角 分成若分成若干个小角干个小角采煤机割过一组通采煤机割过一组通（长）刀和短刀后（长）刀和短刀后工作面转过工作面转过角，角，完成了一个调斜循完成了一个调斜循环。环。S=n f B2、虚中心调斜、虚中心调斜CARLOBFDDE(b)S=n f BB截深；截深；f每次调斜循环（转每次调斜循环（转）采煤机，）采煤机，截割的通刀（长刀）数截割的通刀（长刀）数n调斜一个调斜一个

3、角所需的调斜循环数角所需的调斜循环数虚中心调斜虚中心调斜mA3支架C21m3m2mm12m12CARLOBFDDE(b)工作面调斜与旋转工作面调斜与旋转(a)(b)(c)(d)(f)(e)(g)虚中心调斜虚中心调斜每调斜循环（转每调斜循环（转）刀数确定的方法）刀数确定的方法1按相邻两刀煤的错距应大于输送机最小弯曲段长度按相邻两刀煤的错距应大于输送机最小弯曲段长度Y来确定来确定YllLn21l1，l2刮板输送机机头机尾长度；刮板输送机机头机尾长度；Y刮板输送机最小弯曲段长度。刮板输送机最小弯曲段长度。LBnarctanYY/2B=0.5m ,Y=15mB=0.8m ,Y=20mB=1m, Y=2

4、5mB工作面调斜与旋转工作面调斜与旋转(a)(b)(c)(d)(f)(e)(g)每调斜循环（转每调斜循环（转）刀数确定的方法）刀数确定的方法按每调斜循环角按每调斜循环角小于小于1.5 的要求，确定的要求，确定输送机上拐点的最小间距为：输送机上拐点的最小间距为：mintgBSminSLn L=140m, B=0.5m, Smin=28m, 140/28=5Smin B虚虚中中心心调调斜斜一、断层落差大于或等于采高一、断层落差大于或等于采高普采工作面普采工作面避开避开炮采工作面炮采工作面避开避开走向断层走向断层 断层走向与煤层走向平行断层走向与煤层走向平行倾向断层倾向断层 断层走向与煤层走向垂直断

5、层走向与煤层走向垂直斜交断层斜交断层 断层走向与煤层走向斜交断层走向与煤层走向斜交开中巷开中巷重开切眼搬家重开切眼搬家第二节第二节 工作面过断层工作面过断层工作面开中巷避开断层工作面开中巷避开断层工作面开超前巷避开断层工作面开超前巷避开断层沿断层掘切眼沿断层掘切眼工作面开新切眼避开断层工作面开新切眼避开断层工作面调斜工作面调斜工作面缩短工作面缩短硬过硬过要满足设备的坡度要满足设备的坡度 刮板输送机的坡度刮板输送机的坡度 留底煤割底板的方法留底煤割底板的方法 液压支架和采煤机坡度液压支架和采煤机坡度推进方向上的坡度要小于推进方向上的坡度要小于 8 12 二、断层落差小于二、断层落差小于1/2 1

6、/3采高采高7 b15 b12断层落差小于断层落差小于1/2 1/3采高时硬过采高时硬过 控制断层附近顶板控制断层附近顶板防止漏垮防止漏垮 减小截深减小截深 缩小控顶距缩小控顶距 架超前梁架超前梁 斜撑斜撑 木垛木垛普采和炮采要调斜工作面普采和炮采要调斜工作面 煤硬时，煤硬时，f4,挑顶卧底爆破挑顶卧底爆破岩石岩石综采设备多，尺寸大，重综采设备多，尺寸大，重量大量大（采煤机（采煤机812吨，重的液吨，重的液压支架达压支架达17吨）吨）涉及：运载工具、起吊、涉及：运载工具、起吊、牵引装置、运输移动路线、牵引装置、运输移动路线、调向、设备调试，运转调向、设备调试，运转第三节第三节 综采工作面搬迁综

7、采工作面搬迁综采工作面搬迁综采工作面搬迁搬迁费时费工搬迁费时费工 （主要是液压支架重，多）主要是液压支架重，多）设备设备1800 2100t， 3t矿车矿车400多车，多车，运距运距 2 3km我国综采平均搬迁时间：我国综采平均搬迁时间：2540d耗工耗工4500 8700，费用，费用8 28万万最好水平：最好水平：综采工作面安装回撤平均综采工作面安装回撤平均10天以内，最快达到天以内，最快达到4.9天。天。液压支架的组装方式液压支架的组装方式1）地面组装，整架下井，）地面组装，整架下井，运到工作面运到工作面该方式广泛采用，要求井该方式广泛采用，要求井巷断面够。巷断面够。2）地面解体工作面附近

8、）地面解体工作面附近组装组装要求有组装硐室要求有组装硐室组装硐室一般在回风平巷组装硐室一般在回风平巷中切眼附近中切眼附近4 6 0 014108 0 0 7 0 0200 R 7 57 0 020一般一般长长 宽宽 高高=8 5 3m棚子支护棚子支护 起吊钢梁起吊钢梁 双轨调车线双轨调车线1、沿运输平巷运入的设备及顺序、沿运输平巷运入的设备及顺序工作面刮板输送机机头部工作面刮板输送机机头部转载机转载机破碎机破碎机乳化液泵站乳化液泵站水泵水泵电气设备电气设备管路管路二、综采工作面设备的搬运与安装二、综采工作面设备的搬运与安装2、沿工作面回风平巷运入的设备、沿工作面回风平巷运入的设备液压支架液压支

9、架刮板输送机中部槽及铲煤板、档煤板刮板输送机中部槽及铲煤板、档煤板刮板输送机机尾刮板输送机机尾采煤机及管路采煤机及管路综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装3、设备安装顺序、设备安装顺序一般顺序：一般顺序： 液压支架液压支架 输送机溜槽输送机溜槽 采煤机采煤机 输送机机头机尾输送机机头机尾有时：有时： 先安装刮板输送机的中部槽作运送轨道先安装刮板输送机的中部槽作运送轨道综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装4、安装需要的设备、安装需要的设备绞车沿煤层底板直接绞车沿煤层底板直接拖入工作面到位后，拖入工作面到位后，两台或三台小绞车调两台或三台小绞车调度度底板软时，铺轨道

10、，底板软时，铺轨道，轨道上铺滑板轨道上铺滑板综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装(a)(b)5、支架安装顺序、支架安装顺序1）前进式安装）前进式安装安装顺序与支架的运送方向一致，安装始终安装顺序与支架的运送方向一致，安装始终在支架掩护下进行，架尾朝前，边扩巷边安在支架掩护下进行，架尾朝前，边扩巷边安装，每段装，每段30 50m缺点：导向差，转向困难，用在顶板破碎的缺点：导向差，转向困难，用在顶板破碎的条件下。条件下。综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装231（2）后退式安装）后退式安装开切眼一次掘好，支架由里向外安装开切眼一次掘好，支架由里向外安装要求顶板条件好

11、，效率高。要求顶板条件好，效率高。综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装1、综采工作面设备拆除顺序、综采工作面设备拆除顺序 可伸缩胶带输送机可伸缩胶带输送机 桥式转载机桥式转载机 双滚筒采煤机双滚筒采煤机 工作面刮板输送机工作面刮板输送机 液压支架液压支架三、综采工作面的拆除三、综采工作面的拆除2、拆除液压支架的、拆除液压支架的通道法通道法距停采线距停采线1012m左左右铺网右铺网距停采线距停采线67m左右左右铺板梁、钢丝绳铺板梁、钢丝绳工作面割到停采线时工作面割到停采线时将工作面割直，距停将工作面割直，距停采线采线2 3m时，只推时，只推输送机不移架，留出输送机不移架，留出拆架

12、通道。拆架通道。综采工作面的拆除综采工作面的拆除16371741(a)1234612(b)1523421(c)金属网；钢丝绳；棚梁；金属网；钢丝绳；棚梁；自移支架；贴帮柱；自移支架；贴帮柱；拆架前顶板管理拆架前顶板管理16371741(a)1234612(b)1523421(c)金属网；钢丝绳；棚梁；金属网；钢丝绳；棚梁；自移支架；锚杆；贴帮自移支架；锚杆；贴帮柱；木板梁柱；木板梁拆架前顶板管理拆架前顶板管理3、拆架前顶板管理、拆架前顶板管理（ 1 ） 金 属 网 加 木 板 梁 （ 徐 州 庞 庄 矿 ） 金 属 网 加 木 板 梁 （ 徐 州 庞 庄 矿 ）1500 100 200mm，间

13、距间距0.6m。（2）金属网加钢丝绳金属网加钢丝绳 兖州局兖州局（3）金属网加钢丝绳加锚杆（徐州庞庄矿）金属网加钢丝绳加锚杆（徐州庞庄矿）综采工作面的拆除综采工作面的拆除从运输巷拆到回风巷，上端头处刷大，挑高从运输巷拆到回风巷，上端头处刷大，挑高 架设吊架架设吊架 挖装卸地槽挖装卸地槽 一般采用后退式拆除，有利于维护顶板一般采用后退式拆除，有利于维护顶板4、液压支架拆除、液压支架拆除液压支架拆除液压支架拆除从回风平巷拆至运输平巷从回风平巷拆至运输平巷当平巷中铺有轨道当平巷中铺有轨道液压支架拆除液压支架拆除开辅助巷道拆除法开辅助巷道拆除法50005000161500341500046000615

14、00525020019000 一、工作面长度一、工作面长度影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素（一）地质因素（一）地质因素（二）技术因素（二）技术因素（三）经济因素（三）经济因素第四节第四节 采煤工艺主要技术参数的确定采煤工艺主要技术参数的确定（一）地质因素（一）地质因素断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带工作面长度方向上应以大的断层、褶曲、煤层工作面长度方向上应以大的断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带为上下边界。厚度变化带、倾角变化带为上下边界。影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素煤层厚度煤层厚度煤层较厚，煤层较厚，M 2.5m，普采面过长

15、控顶和管理普采面过长控顶和管理困难困难煤层较薄，工作面过长，作业困难煤层较薄，工作面过长，作业困难煤层倾角煤层倾角25 ，煤矸滚动，行人困难工作面不宜过长，煤矸滚动，行人困难工作面不宜过长顶板破碎，工作面不宜过长。顶板破碎，工作面不宜过长。瓦斯涌出量限制工作面长度瓦斯涌出量限制工作面长度影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素工作面日产量工作面日产量=面长循环进尺昼夜循环数煤层生产率面长循环进尺昼夜循环数煤层生产率 Q = L B N M 工作面需要的风量工作面需要的风量 = 日产量昼夜产煤一吨所需风量日产量昼夜产煤一吨所需风量 Q qb工作面的最小断面工作面的最小断面=工作面最小控顶距采高风

16、流收缩系数工作面最小控顶距采高风流收缩系数 S= l min M Cf工作面实际风速工作面实际风速=风量风量/断面断面 V实际实际 =（Q qb ）/ S工作面实际风速工作面实际风速工作面允许的最大风速工作面允许的最大风速 V实际实际 V瓦斯涌出量限制工作面长度瓦斯涌出量限制工作面长度工作面长度工作面长度 瓦斯涌出量限制工作面长度瓦斯涌出量限制工作面长度NPBqClMVLbfmin60 L B N M qb l min M CfVP=M m m m t/m3 m3 / t. min m m V =4m/s（二）技术因素（二）技术因素受设备限制受设备限制国产刮板输送机国产刮板输送机150 200

17、m一般工作面长一般工作面长 80 200m炮采炮采工作面较短工作面较短普采普采工作面长度可适当加大工作面长度可适当加大综采综采工作面最长工作面最长影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素（二）技术因素（二）技术因素工艺的影响工艺的影响 在缓倾斜煤层中：在缓倾斜煤层中：工作面工作面 炮采炮采 普采普采 综采综采长度（长度（m） 80 120 100 150 160 200技术管理水平技术管理水平 工作面愈长，要求愈高。工作面愈长，要求愈高。矿井设计时技术参数的影响矿井设计时技术参数的影响阶段斜长的影响阶段斜长的影响足够的月进度足够的月进度影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素（三）经济上因素（

18、三）经济上因素经济上最佳的工作面长度经济上最佳的工作面长度 ：产量、效率和效益：产量、效率和效益单向采煤，往返一次进一刀的时间单向采煤，往返一次进一刀的时间影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素11)11)(tVVLLtkcl11)1)(tVLLtcl双向采煤，往返一次割每一刀的时间双向采煤，往返一次割每一刀的时间工作面日产量工作面日产量影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素CBMLNQrltKTTN60)24(21日循环数（刀数）日循环数（刀数）tl 进一刀的时间，进一刀的时间，min;T1 上下班路途时间，上下班路途时间， min;T2 生产准备时间，生产准备时间， minK 开机率；

19、开机率；N 日循环数日循环数L 面长面长B 循环进尺循环进尺C 工作面采出率。工作面采出率。建立产量与面长的关系建立产量与面长的关系 BLALQr11)1)(tVLLtcl影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素ltKTTN60)24(21日循环数（刀数）日循环数（刀数）tl 进一刀的时间，进一刀的时间，min;T1上下班路途时间，上下班路途时间， min;T2 生产准备时间，生产准备时间， minK 开机率开机率L 面长面长11)1)(tVLLtcl123N（刀数/日）L(m)P(t/工)Q(t)1日进刀数，日进刀数，2工作面日产量，工作面日产量，3工作面效率工作面效率影响工作面长度的因素影

20、响工作面长度的因素123N（刀数/日）L(m)P(t/工)Q(t)1日进刀数，日进刀数，2工作面日产量，工作面日产量，3工作面效率工作面效率产量、效率增加只在工作面一定长度范围内产量、效率增加只在工作面一定长度范围内BLALQr影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素CBMLNQr建立工作面效率与面长的关系建立工作面效率与面长的关系feLQPr工人的出勤人数：工人的出勤人数：D=eL+f123N（刀数/日）L(m)P(t/工)Q(t)1日进刀数，日进刀数，2工作面日产量，工作面日产量，3工作面效率工作面效率开机率开机率采煤机实际运采煤机实际运转的时间占可利用的采转的时间占可利用的采煤作业时间的

21、百分比煤作业时间的百分比提高开机率两种途径：提高开机率两种途径： 工作面内部工作面内部 工作面外部工作面外部二、采煤机开机率二、采煤机开机率%100603321TtttKt1进刀时间；进刀时间；t2纯割煤时间；纯割煤时间；t3跑空刀时间。跑空刀时间。T1 路途时间路途时间T2 准备时间准备时间T3采煤作业时间采煤作业时间（去掉准备时间和走路时间后的时间）（去掉准备时间和走路时间后的时间）采煤机有效开机时间采煤机有效开机时间采煤班工作时间采煤班工作时间K=地质、管理、设备、系统可靠性地质、管理、设备、系统可靠性采煤机开机率采煤机开机率80年代统计，面机电事故影响年代统计，面机电事故影响60% 端

22、头影响端头影响20% 外部条件影响外部条件影响20%90年代初统计，百万吨队开机率大于年代初统计，百万吨队开机率大于45% 全国平均开机率全国平均开机率23% 提高设备的可靠性提高设备的可靠性 减少生产准备时间减少生产准备时间 提高检修质量提高检修质量 提高系统的可靠性提高系统的可靠性正规循环正规循环规定的时间内保质保量完成循环规定的时间内保质保量完成循环图中规定任务的循环。图中规定任务的循环。三、循环率三、循环率%100月计划循环数月实际完成循环数循环率要求要求80%要考虑井型、采区和工作面要考虑井型、采区和工作面 工作面工作面 年进度（年进度（m/a） 产量（万产量（万t/a）炮采炮采 500 15普采普采 700 20 30综采综采 1000 80 90四、工作面生产能力的确定四、工作面生产能力的确定2000年国营重点煤矿工作面年国营重点煤矿工作面综采面综采面266个，面长个，面长158m，推进长推进长9001000m高产高效面长高产高效面长200m，最长最长270m，推进长推进长3400m 。普采面普采面260个，单产个，单产25.8万吨万吨炮采面炮采面716个，单产个，单产15万吨万吨我国高产高效矿井工作面长度及分布我国高产高效矿井工作面长度及分布工作面类型工作面类型放顶煤综采放顶煤综采大采高综采大采高综采 3.5m采高综采采高综采普采普采平均面长（平均面长