普通机械化采煤工艺

1、1第三章 第二节第二节 普通机械化采煤工普通机械化采煤工艺艺第三章第三章 单一走向长壁采煤法采煤工艺单一走向长壁采煤法采煤工艺2本次课主要内容本次课主要内容一、普采工艺实例一、普采工艺实例二、采煤机的割煤方式二、采煤机的割煤方式 重点重点三、采煤机的进刀方式三、采煤机的进刀方式 重点，难点重点，难点四、支护方式四、支护方式 重点，难点重点，难点五、循环作业方式五、循环作业方式六、工作面支护参数设计六、工作面支护参数设计七、工作面支护应掌握的基本要点七、工作面支护应掌握的基本要点3普采工艺方式普采工艺方式用机械化方法破煤、装煤、用机械化方法破煤、装煤、输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺输送机

2、运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺机械化方法破煤机械化方法破煤滚筒采煤机滚筒采煤机刨煤机刨煤机我国主要采用滚筒采煤机破煤我国主要采用滚筒采煤机破煤 普采工艺方式普采工艺方式返回目录返回目录41 MDY-150采煤机；采煤机；2 SGB-630/150可弯曲刮板可弯曲刮板输送机；输送机；3 DZ-22单体液压支柱；单体液压支柱；4 HDJA-1000铰接顶梁铰接顶梁5 推移输送机千斤顶；推移输送机千斤顶；6 运输平巷中的输送机。运输平巷中的输送机。13246m0.6m20m20m9004m2100200010001050630270100044002501000210025021501150421

3、00344001000100010002502110m35001750一、普采工艺实例一、普采工艺实例 返回目录返回目录510m20m4m2100105010002150250100025044001000270630115021004122501000 1000 100044003310.6m6m42 20m一、普采工艺实例一、普采工艺实例 返回目录返回目录6人工爆破开切口人工爆破开切口 （机窝）（机窝）上切口上切口 6 10m 下切口下切口 2 3m 切口宽切口宽2 3m下缺口有可能不开：下缺口有可能不开： 刮板输送机机头伸入巷道中刮板输送机机头伸入巷道中双滚筒采煤机能自开缺口双滚筒采煤机

4、能自开缺口4m310.6m6m42一、普采工艺实例一、普采工艺实例 返回目录返回目录7单滚筒采煤机滚筒位置和旋转方向单滚筒采煤机滚筒位置和旋转方向一、普采工艺实例一、普采工艺实例 1-电动机 2-固定减速器 3-牵引部 4-螺旋滚筒 5-挡煤板 返回目录返回目录81、双向割煤，往返一刀、双向割煤，往返一刀单滚筒采煤机，滚筒直径小单滚筒采煤机，滚筒直径小于采高。于采高。割顶煤割顶煤 挂顶梁挂顶梁割底煤割底煤 清理浮煤清理浮煤推移输送机（滞后采煤机推移输送机（滞后采煤机10 15m）采煤机往返一次进一刀采煤机往返一次进一刀煤壁推进了一个截深煤壁推进了一个截深问题：问题：顶板顶板二、采煤机的割煤方式

5、二、采煤机的割煤方式返回目录返回目录92 、 字形割煤往返一次进一刀字形割煤往返一次进一刀 上半段割煤上半段割煤 下半段推输送机下半段推输送机 上半段推输送机上半段推输送机 下半段割煤下半段割煤GFDE工 作 面 正 视 图BA工 作 面 俯 视 图(d )(c )(b )(a )C二、采煤机的割煤方式二、采煤机的割煤方式返回目录返回目录103、单向割煤，往返一刀、单向割煤，往返一刀煤层较薄，单滚筒采煤机，滚筒直径接近煤层层厚煤层较薄，单滚筒采煤机，滚筒直径接近煤层层厚上行：上行： 割煤，割煤， 挂梁挂梁下行：装煤、清底煤下行：装煤、清底煤，推移，推移 输送机，支柱输送机，支柱上行、下行上行、

6、下行往返一次进一刀往返一次进一刀4m310.6m6m42二、采煤机的割煤方式二、采煤机的割煤方式返回目录返回目录114m310.6m6m42（1）煤层厚度与滚筒直径相当，单滚筒）煤层厚度与滚筒直径相当，单滚筒（2）煤层较厚，双滚筒采煤机）煤层较厚，双滚筒采煤机4、双向割煤方式、双向割煤方式上行：上行： 割煤，割煤， 挂梁，推移输送机，支柱挂梁，推移输送机，支柱下行：下行： 割煤，挂梁，推移输送机，支柱割煤，挂梁，推移输送机，支柱上行、下行上行、下行往返一次进两刀往返一次进两刀二、采煤机的割煤方式二、采煤机的割煤方式返回目录返回目录12进刀进刀采煤机滚筒向垂直于煤壁方向推进，采煤机滚筒向垂直于煤

7、壁方向推进，进入下一截深的切割作业进入下一截深的切割作业进刀：切入煤壁进刀：切入煤壁进刀方式的实质采煤机运行与推移输送机的进刀方式的实质采煤机运行与推移输送机的关系。关系。直接推入法直接推入法端部斜切进刀端部斜切进刀中部斜切进刀中部斜切进刀三、采煤机的进刀方式三、采煤机的进刀方式返回目录返回目录13用的少，容易损坏用的少，容易损坏采煤机与刮板输送采煤机与刮板输送机机(a)(b)三、采煤机的进刀方式三、采煤机的进刀方式直接推入法直接推入法返回目录返回目录14端头割三角煤斜切进刀端头割三角煤斜切进刀单滚筒采煤机双向、单向割煤单滚筒采煤机双向、单向割煤有利于端头管理、费时、往返（有利于端头管理、费时

8、、往返（2025m)进刀与移机头干扰进刀与移机头干扰b)a)c)d)e)(a) 割底煤至工作面下端割底煤至工作面下端部；部；(b) 返向沿输送机弯曲段返向沿输送机弯曲段运行，上行割顶煤切入煤运行，上行割顶煤切入煤壁，直至完全进入输送机壁，直至完全进入输送机直线段；直线段；(c)推移输送机机头及弯曲推移输送机机头及弯曲段成一直线；段成一直线；(d)采煤机返向下行沿顶板采煤机返向下行沿顶板割三角煤直至工作面下端割三角煤直至工作面下端部；部；(e)从工作面下端部上行割从工作面下端部上行割底煤，至斜切进刀终点位底煤，至斜切进刀终点位置，割三角煤完毕。滚筒置，割三角煤完毕。滚筒沿顶上行正式割煤。沿顶上行

9、正式割煤。 三、采煤机的进刀方式三、采煤机的进刀方式斜切进刀法斜切进刀法返回目录返回目录15端头留三角煤斜切进刀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dcba(a) 下行进入进刀段后割顶煤至工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；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；

10、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，并随采煤机在正常段下行割底煤，并随采煤机下行推移输送机；下行推移输送机；(e)采煤机在进刀段割顶煤直至工作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机，在工作面下端部留下底部的三角煤。重复角煤。重复(a)图，完成进刀全过图，完成进刀全过程。程。 三、采煤机的进刀方式三、采煤机的进刀方式返回目录返回目录16中部斜切进刀中部斜切进刀 字形割煤往返一

11、次进一刀工艺方式字形割煤往返一次进一刀工艺方式上半段割煤上半段割煤 下半段推输送机下半段推输送机上半段推输送机上半段推输送机 下半段割煤下半段割煤GFDE工 作 面 正 视 图BA工 作 面 俯 视 图(d)(c)(b)(a)C三、采煤机的进刀方式三、采煤机的进刀方式返回目录返回目录17四、支护方式四、支护方式（一）（一） 单体液压支柱和金属铰接顶梁单体液压支柱和金属铰接顶梁（a）正悬臂）正悬臂 （b）倒悬臂）倒悬臂返回目录返回目录18四、支护方式四、支护方式1、齐梁直线柱布置、齐梁直线柱布置绞接顶梁梁端在煤壁绞接顶梁梁端在煤壁方向相齐，支柱成直方向相齐，支柱成直线。线。梁长等于截深梁长等于截

12、深割一刀全部挂梁、支割一刀全部挂梁、支柱，简单，容易管理柱，简单，容易管理截深为截深为0.8m或或1m。多用正悬臂多用正悬臂返回目录返回目录19高档普采工作面支护高档普采工作面支护四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录20普采工作面支护普采工作面支护四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录21梁长等于梁长等于2倍截深倍截深全正悬臂全正悬臂割两刀挂梁一次、第割两刀挂梁一次、第一刀支临时支柱，不一刀支临时支柱，不挂梁；第二刀变永久挂梁；第二刀变永久支柱，空顶距大，工支柱，空顶距大，工作量不均，少用作量不均，少用四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录222、错梁直线柱布置、错梁直线柱布置梁长等于

13、梁长等于2倍截深倍截深正倒悬臂相间正倒悬臂相间割一刀相间挂梁一次、割一刀相间挂梁一次、顶梁交错；第一刀支顶梁交错；第一刀支临时支柱，第二刀变临时支柱，第二刀变永久支柱永久支柱支护及时，工作量均支护及时，工作量均匀，柱成直线，多用，匀，柱成直线，多用，不利切顶。不利切顶。121/2L四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录23 加强机道支护，加强机道支护， 防止机道冒顶防止机道冒顶预掏梁窝，临时支护预掏梁窝，临时支护提高初撑力和支护强度提高初撑力和支护强度破碎顶板铺设金属网破碎顶板铺设金属网加强放顶排支护的稳定性加强放顶排支护的稳定性斜撑、木垛、双排柱、丛柱斜撑、木垛、双排柱、丛柱主要是针对水平

14、推力主要是针对水平推力（二）普采工艺支护基本点（二）普采工艺支护基本点四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录24 端头支护端头支护端头端头平巷与工作面的交会处，控顶面积大，平巷与工作面的交会处，控顶面积大，设备大且多，人员集中，进出口设备大且多，人员集中，进出口双钩双楔梁双钩双楔梁，抬棚抬棚四对八梁四对八梁四对八梁，十字绞接顶梁四对八梁，十字绞接顶梁要保证支护质量要保证支护质量 ， 初撑力初撑力四、支护方式四、支护方式（二）普采工艺支护基本点（二）普采工艺支护基本点返回目录返回目录25端头十字绞接顶梁端头十字绞接顶梁四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录26端头四对八梁端头四对八梁四、支护

15、方式四、支护方式返回目录返回目录27端头支护，双钩双楔梁端头支护，双钩双楔梁1480020002000(c)3251.0m24.0m2.0m(b)40.6m421100036001000210020010008150800650(a)42.0m630m74741050290037004 输送机输送机;6 木垛木垛;7 双钩双楔梁双钩双楔梁;8 绞车绞车3m四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录28端头支护，四对八梁端头支护，四对八梁200210010003600100037002000442000180029001050244472.0m(a)(b)(c)30m232.0m65014.0m2

16、8001507450.6m1.0m8100062 抬棚长梁抬棚长梁; 4 输送机输送机四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录29端头支护，抬棚长梁，十字绞接顶梁端头支护，抬棚长梁，十字绞接顶梁2002100100036001000420001244(b)(c)232.0m14.0m250.6m1.0m1基本支架基本支架;2 抬棚长梁抬棚长梁;3 转载机转载机;4 输送机输送机;5 十字绞接顶梁十字绞接顶梁;四、支护方式四、支护方式返回目录返回目录30两采一准两采一准一昼夜一循环一昼夜一循环单向割煤单向割煤三五排控顶三五排控顶五、普采循环作业方式五、普采循环作业方式68101214161820

17、2224246150140130120110100908070605040302010班时面长一二三TPKC 3-59采煤挂梁移输送机打柱回柱放顶挂梁检修做缺口洒水(m)返回目录返回目录31移 溜普采工作面循环作业图表双滚筒采煤机双向割煤往返一次进二刀，三四排控顶，边采煤边准备。进刀方式为割三角煤斜切进刀。三八制，三班采煤，三采三准。说 明图 例采煤机割煤010挂 梁2030405013090607080110100120时班次面长/m一 班140150间12345679810检 修支 柱回 柱22121113二 班15141619三 班1718202123五、普采循环作业方式五、普采循环作业

18、方式返回目录返回目录32六、工作面支护参数设计六、工作面支护参数设计1. 支柱规格选择支柱规格选择 支柱最大高度计算：支柱最大高度计算： 支柱最小高度计算：支柱最小高度计算： Mmax工作面开采范围内的煤层最大采高，工作面开采范围内的煤层最大采高，m； Mmin工作面开采范围内的煤层最小采高，工作面开采范围内的煤层最小采高，m； c 顶梁的厚度，顶梁的厚度，c = 0.1m； SX顶板在最大控顶处的平均最大下沉量，顶板在最大控顶处的平均最大下沉量，m； 顶板下沉系数，取顶板下沉系数，取= 0.0250.05； L1工作面顶板最大控顶距；工作面顶板最大控顶距； s活柱最小安全回柱行程，一般取活柱

19、最小安全回柱行程，一般取 0.05m。cMHmaxmaxsScMHXminmin1minLMSX返回目录返回目录33六、工作面支护参数设计六、工作面支护参数设计2. 工作面支护参数的确定工作面支护参数的确定 工作面的支护强度工作面的支护强度pt： 支护强度指顶板单位面积所需的支撑力。目前支护强度指顶板单位面积所需的支撑力。目前确定支护强度的方法：一是有本煤层临近工作面确定支护强度的方法：一是有本煤层临近工作面的矿压观测资料；二是根据本煤层的顶板分类，的矿压观测资料；二是根据本煤层的顶板分类，通过查表即可求得工作面的支护强度，这种方法通过查表即可求得工作面的支护强度，这种方法对缓倾斜煤层是比较可

20、靠的；对缓倾斜煤层是比较可靠的；Kd 动载系数，一般不超过动载系数，一般不超过2； Kp 直接顶岩石的碎胀系数，一般为直接顶岩石的碎胀系数，一般为1.251.5，所以，所以Kd/(Kp1)48； m 工作面平均采高，工作面平均采高，m； 工作面顶板岩石平均重度，一般取工作面顶板岩石平均重度，一般取25kN/m3； mKKppdt1返回目录返回目录34 支柱的有效支撑能力支柱的有效支撑能力pE： 工作面所需支护密度工作面所需支护密度n： 支架排距支架排距b：在普采和炮采工作面，当排距小于：在普采和炮采工作面，当排距小于0.8m时，时，行人困难，会降低工人的生产率。因此，根据采煤机截深行人困难，会

21、降低工人的生产率。因此，根据采煤机截深的不同，排距主要有三种规格：的不同，排距主要有三种规格：0.8m、1.0m、1.2m。 工作面支柱的柱距工作面支柱的柱距：kE支柱有效支撑系数，单体液压支柱取支柱有效支撑系数，单体液压支柱取0.8；PA支柱的最大工作阻力，支柱的最大工作阻力，kN；N 工作面支柱排数，工作面支柱排数，F机道上方梁端至煤壁距离，机道上方梁端至煤壁距离，mS每根支柱的支护面积，每根支柱的支护面积，m2，S是支护密度的倒数。是支护密度的倒数。AEEPkp Etppn，Kn，根，根/m2FNbNSa六、工作面支护参数设计六、工作面支护参数设计返回目录返回目录35六、工作面支护参数设

22、计六、工作面支护参数设计 计算出工作面柱距后，根据顶板管理的要求选取小于计算值的整数计算出工作面柱距后，根据顶板管理的要求选取小于计算值的整数值。采用值。采用型长钢梁对棚支护时，柱距可取大于计算值的整数值。型长钢梁对棚支护时，柱距可取大于计算值的整数值。3. 工作面所需支柱、顶梁数量工作面所需支柱、顶梁数量N式中式中 LN 最大控顶距时支柱的排数；最大控顶距时支柱的排数； L工作面的长度，工作面的长度，m； 在考虑工作面临时支护、加强支护与备用量的要求，工作面支柱须增在考虑工作面临时支护、加强支护与备用量的要求，工作面支柱须增加加10%15%，顶梁须增加，顶梁须增加2%4%。采用。采用型长钢梁

23、对棚支护时，支柱型长钢梁对棚支护时，支柱数量为计算值的数量为计算值的2倍；顶梁数量按照工作面支架布置要求，以一梁倍；顶梁数量按照工作面支架布置要求，以一梁4柱进柱进行计算。行计算。 ) 1(aLLNN返回目录返回目录36七、工作面支护应掌握的基本要点七、工作面支护应掌握的基本要点 1. 加强机道支护加强机道支护 机道是工作面支护的薄弱点，这里往往由于片帮和不机道是工作面支护的薄弱点，这里往往由于片帮和不能及时支护发生局部冒顶。加强机道支护主要方法有：能及时支护发生局部冒顶。加强机道支护主要方法有：向煤壁开梁窝架超前梁，落煤后立即打临时支柱；提向煤壁开梁窝架超前梁，落煤后立即打临时支柱；提高支柱

24、支撑力和支护刚度。近年来高支柱支撑力和支护刚度。近年来形钢顶梁加强破形钢顶梁加强破碎顶板和分层网下顶板的机道支护是十分有效的，所碎顶板和分层网下顶板的机道支护是十分有效的，所谓谓形钢顶梁就是用形钢顶梁就是用形钢对焊成的形钢对焊成的2.6 m长钢梁，长钢梁，形形钢顶梁在工作面是成对布置，随采煤机割煤，钢顶梁在工作面是成对布置，随采煤机割煤，形钢形钢顶梁交替前移，及时支护顶板。顶梁交替前移，及时支护顶板。 返回目录返回目录37 2. 加强放顶线支护的稳定性加强放顶线支护的稳定性 无论是有排柱还是无排柱，由于直接顶垮落或基本顶来压，无论是有排柱还是无排柱，由于直接顶垮落或基本顶来压，往往因水平推力而推倒末排支柱。为此，必须使末排支柱往往因水平推力而推倒末排支柱。为此，必须使末排支柱不仅支撑力强，而且支护状态稳定。一般采用斜撑把排柱不仅支撑力强，而且支护状态稳定。一般采用斜撑把排柱连锁起来，形成一个防护整体，必要时加打木垛，硬顶板连锁起来，形成一个防护整体，必要时加打木垛，硬顶板时打双排柱或打对柱、丛柱等增加切顶力。时打双排柱或打对柱、丛柱等增加切顶力。 3. 加强工作面端头维护加强工作面端头维护 其支护形式一般采用四对八梁走向大抬棚。十字梁是工作其支护形式一般采用四对八梁走向大抬棚。