第三章长壁工作面工艺参数、管理及设计(一)

1、授 课 人：潘 卫 东共五十八页第三章.长壁工作面工艺参数、管理(gunl)及设计第一篇：共五十八页矿业(kungy)工程系采矿工程专业办公室：综合楼313联系电话： 010-6233 9153 136 2128 9083 （移动飞信）其他联系方式：Email: 共五十八页第一节、采煤工作面主要技术参数第二节、采煤工作面循环作业第三节、综采工作面主要设备配套第四节、特殊条件下的采煤技术措施(cush)第五节、采煤工艺的选择、应用及发展第六节、采煤工艺应用示例第三章.长壁工作面工艺参数(cnsh)、管理及设计共五十八页第一节、采煤工作面主要技术参数第二节、采煤工作面循环作业第三节、综采工作面主要

2、设备配套第四节、特殊(tsh)条件下的采煤技术措施第五节、采煤工艺的选择、应用及发展第六节、采煤工艺应用示例第三章.长壁工作面工艺(gngy)参数、管理及设计共五十八页1.简述影响长壁工作面长度(chngd)的因素。2.简述开机率的含义，提高机采工作面采煤机开机率的途径。带着问题(wnt)来学习：共五十八页第一节 采煤(ci mi)工作面主要技术参数一、采煤工作面长度A、设备条件：主要(zhyo)是运输机B、煤层地质条件：地质构造,煤层倾角、厚度,顶板条件等C、通风能力：高瓦斯矿井，以风定产（公式）D、管理水平与工人素质及技术水平共五十八页V，工作面允许的最大风速，4 m/s；M，采高；S，工

3、作面最小控顶距；Cf，风流收缩系数，0.9-0.95；qb，昼夜产煤1t所需的风量，m3/min；B，工作面截深；P，煤层产出率，即单位(dnwi)面积上出煤量，P=MrC，t/m2；N，割煤刀数。共五十八页附：长壁工作面的长度目前(mqin)我国煤矿在不受地质构造条件的影响下，缓倾斜煤层综采工作面长度不低于160m；普采工作面长度在中厚煤层中不低于140m，在薄煤层中不小于120m；炮采工作面长度可取80120m。研究认为：放顶煤综采工作面长度在175225m之间，大功率综采工作面长度在220250m之间，工作面单产水平较高，且产量变化平缓，属较优的工作面长度范围。目前高产高效工作面长度已达

4、300m以上。共五十八页二、采煤工作面连续推进(tujn)长度综采工作面合理(hl)推进长度应以综采设备大修周期为基础，国产普通装备一般一个工作面的回采煤量控制在60125万t，大功率综采设备控制在600万t以上。工作面连续推进长度过小，工作面搬家频繁，设备能力，特别是大功率综采设备的能力难以充分发挥，影响工作面经济效益。美国二十英里矿综采工作面连续推进长度为5280 m。神东矿区一些矿井的工作面连续推进长度达到6000m。随着设备水平的提高，工作面推进长度有增加的趋势。共五十八页 三、采煤机截深滚筒采煤机的截深有0.5、0.6、0.8、1.0及1.2m几种，常用的有0.6、0.8及1.0m。

5、采煤机截深应根据工作面围岩条件、采高、支架形式、采煤机和输送机的能力等因素合理(hl)确定。共五十八页附：采煤机截深的合理(hl)选择在选择合理截深时，一般在煤层(micng)较厚、采高大于1.8m、顶板不稳定时，应首先考虑有利于顶板管理和运输，宜用0.50.6m截深。顶板较稳定、地质构造简单、为了加大循环进度，可采用0.8或1.0m截深。顶板很稳定的薄煤层，有足够的运输能力，可考虑加大截深至1.0m，个别的可达1.2m。在条件许可情况下，适当加大截深也是今后发展的趋势。1995年美国最大的截深已达到1.4m。共五十八页四、 机采工作面的开机率采煤机运转时间(shjin)占每日24小时的百分比

6、。共五十八页附：提高(t go)工作面开采率途径a.加强设备维护检修b.减少路途时间损失c.合理的设备配套,选用可靠(kko)的设备d.提高全矿生产系统的可靠性e.加强端头支护作业水平f.提高工人素质和管理水平共五十八页五. 机采工作面的生产能力(shn chn nn l)日产量 Q=N L M B C日进刀数共五十八页六. 工作面的采出率(回采(huci)率)工作面采出率C： 工作面采出率的规定(gudng)： 厚煤层不低于0.93, 中厚煤层不低于0.95， 薄煤层不低于0.97。 共五十八页1.简述影响长壁工作面长度的因素(yn s)。2.简述开机率的含义，提高机采工作面采煤机开机率的途

7、径。回顾(hug)两个问题：共五十八页思考题：1.简述影响长壁工作面长度的因素。（1）煤层(micng)地质条件: 地质构造, 煤层倾角、厚度, 顶板条件等。（2）设备条件: 主要是运输机。（3）通风能力: 尤其是高瓦斯矿井，工作面的通风能力则是限制工作面长度的重要因素。（4）管理水平与工人素质及技术水平。共五十八页思考题：2.简述开机率的含义，提高机采工作面采煤机开机率的途径。（一）开机率的含义：采煤机运转时间占每日24小时的百分比。t1，纯割煤时间；t2，跑空刀时间；t3，进刀(jn do)时间；T，每天工作时间，24h共五十八页思考题：2.简述开机率的含义，提高机采工作面采煤机开机率的途

8、径。（二）提高开机率的途径：a. 加强设备维护检修b. 减少路途时间损失c. 合理的设备配套,选用可靠的设备d. 提高全矿生产系统(xtng)的可靠性e. 加强端头支护作业水平f. 提高工人素质和管理水平共五十八页第一节、采煤工作面主要技术参数第二节、采煤工作面循环作业第三节、综采工作面主要设备配套第四节、特殊条件下的采煤技术措施第五节、采煤工艺的选择、应用及发展(fzhn)第六节、采煤工艺应用示例第三章.长壁工作面工艺参数(cnsh)、管理及设计共五十八页第二节 采煤工作面循环(xnhun)作业 一、循环作业(zuy)方式 1、循环方式采煤循环：工作面周而复始地完成破煤、装煤、运煤、支护和处

9、理采空区等工序的过程称为采煤循环。一般完成一个采煤循环的标志炮采是回柱放顶，普采是移架，而综放是完成采、放全部工序。循环进度：完成一个循环后采煤工作面推进的距离。循环方式：采煤工作面一昼夜完成的循环数。共五十八页2、工作面作业形式： 作业形式：是采煤工作面在一昼夜内生产(shngchn)班与准备班的相互配合关系。 矿井工作制度：“三八”工作制、 “四六”工作制、“四八”交叉工作制。 “三八”工作制的作业形式有：“两采一准”、“边采边准”、“两班半采煤半班准备”等几种； “四六”与“四八”交叉工作制的作业形式有：“三采一准”或“边采边准”等形式。共五十八页二、工序安排炮采工作面：落煤、装煤、挂梁

10、、移输送机、支柱、回柱放顶等主要工序；普采工作面：割煤、挂梁、移输送机、支柱、回柱放顶；综采工作面：割煤、移架和移输送机。这些工序在时间和空间上有一定的顺序，并对采场围岩控制产生不同(b tn)程度的影响。共五十八页三. 工作面劳动(lodng)组织形式a.分段作业: 炮采、综采(zn ci)、刨煤机b.追机作业: 普采、综采c.分段追击作业: 普采、综采、高产高效面共五十八页四.正规循环作业(zuy)图表组成：循环作业图、劳动组织表、技术经济指标表、设备配备表、工作面布置图。正规循环作业图：反映了各作业班的任务和完成任务的时间，以不同的线条表示工作面各工序在时间和空间上的关系。劳动组织表：反

11、映了作业班工人出勤人数、出勤时间、工种。技术经济指标表：反映了工作面的地质技术条件(tiojin)和技术经济效果。设备配备表：反映了采煤工作面主要装备及为其服务的两巷装备技术参数。共五十八页共五十八页共五十八页共五十八页共五十八页20406080100120140班次面长时间（m）早 班810121416共五十八页20406080100120140班次面长时间（m）早 班810121416共五十八页共五十八页共五十八页共五十八页共五十八页高产(o chn)高效工作面循环作业图共五十八页劳动(lodng)组织表项目一班/人二班/人检修班四班/人采煤机司机2222支架工2232三机司机2232电工

12、1131泵站工0010超前支护0020班长1111队领导1111技术员1111小计10101710共五十八页工作面主要(zhyo)技术经济指标表项 目单位数量项 目单位数量工作面长m240开机率%65每刀产量t1420日产量t31240推进长m6000平均截割速度m/min7.0日循环数个2430月产量万t/月93.7采高m4.55.3搬家时间d15回采工效t/工893年产量万t/a1000共五十八页五、采煤工作面作业规程(guchng)编制 作业规程的内容1）概况：工作面位置及井上下关系、煤层、煤层顶底板、地质构造、水文地质、影响回采的其他因素、储量及服务年限。 2）采煤方法(fngf)：巷

13、道布置、采煤工艺、设备配置。3）顶板控制：支护设计、工作面和回采巷道及端头顶板控制、矿压监测。4）生产系统：运输、“一通三防”与安全监控、排水、供电、通信照明。5）劳动组织及主要技术经济指标：劳动组织、作业循环、主要技术经济指标。6）煤质管理：煤质指标和提高煤质的措施。7）安全技术措施：一般规定、顶板、防治水、爆破、“一通三防”与安全监控、运输、机电、其他。8）灾害应急措施及避灾路线。共五十八页序号工种班 次合计各工种出勤时间一二三一二三1班长22372采煤工181818543采煤机司机33394运输机司机11135转载机司机11136泵站司机11137维修电工11138验收员11139机械检

14、修工8810电器检修工3311材料运输工6612材料员2213队管员1124合计293742108共五十八页项目单位数量项目单位数目工作面基本参数走向长度m1056材料消耗指标炸药kg/kt5.4倾斜长度m148雷管个/kt20煤层厚度m1.82.2坑木m2/kt0.35平均开采厚度m2.0竹笆块/kt600煤层倾角(0)120木棍根/kt1200回采面积m2156288柱鞋块/kt400工业储量kt453金属网m2/kt可采储量kt435水平楔个/kt2.5采出率%96挡矸帘个/kt2000煤实体密度t/m31.45截齿个/kt1.2乳化油kg/kt15机油kg/kt8.5共五十八页项目单位

15、数量项目单位数目工作面顶板管理顶板类级2循环作业与技术指标工作制度三、八工作制底板分级作业形式两班半采煤半班准备支护方式单体支架支护循环进度m1支柱数量根1100循环产量t412顶梁数量根1030日循环数个4最大控顶距m4.4日产量t1650最小控顶距m3.4正规循环率%92支柱排距m1月进度m110支柱柱距m0.6吨煤直接电耗kWh/t6.6支护密度根/m21.67回采工效t/工14.2放顶步距m1吨煤直接成本元/t21.4回柱方法人工回柱顶板处理方法全部垮落法共五十八页第一节、采煤工作面主要技术参数第二节、采煤工作面循环作业第三节、综采工作面主要设备配套第四节、特殊(tsh)条件下的采煤技

16、术措施第五节、采煤工艺的选择、应用及发展第六节、采煤工艺应用示例第三章.长壁工作面工艺参数(cnsh)、管理及设计共五十八页第三节 综采工作面主要(zhyo)设备配套共五十八页3.综采(zn ci)工作面三机配套几何尺寸的内容和要求。带着问题(wnt)来学习：共五十八页一、综采设备(shbi)的几何尺寸配套共五十八页1、采高或煤厚对液压支架支撑高度要求液压支架应能适应煤层(micng)厚度变化和顶板的下沉，要在最大采高或煤厚时支得起，并有一定富裕，在最小采高或煤厚时能卸得掉。 Hm = MmS1 + h Hmin=MminS2aHm，Hmin 支架的最大与最小支撑高度；S1，S2 液压支架在前

17、、后柱处的顶板下沉量；Mm、Mmin最大采高或煤厚、最小采高或煤厚；h 支架支撑高度的富裕系数，一般取200mm左右；a 支架卸载高度，一般取50mm。共五十八页 2、液压支架与采煤机高度配套要求液压支架的最小支撑高度要大于采煤机机身高度，以保证采煤机在支架掩护下安全运行。 Hmin A 同时,液压支架的最小支撑高度Hmin要大于采煤机的滚筒直径，滚筒直径也就是采煤机最小采高Mmin: Hmin Mmin=D 液压支架的支撑高度H为 H=A+J+t 式中t支架顶梁厚度； A采煤机机身高度、输送机高度和采煤机底托架高度之和（A= C+S+U），但底托架高度要保证过煤高度E250300mm。 J采

18、煤机机身上方的空间高度，按便于司机操作(cozu)及留有顶板下沉量确定。共五十八页 二、综采面设备的生产能力配套工作面刮板输送机、平巷中的转载机、破碎机和可伸缩胶带输送机等设备的能力都要大于采煤机的生产能力，且要考虑生产不均衡系数.由工作面向外逐渐(zhjin)加大，通常按富裕20%30%考虑。共五十八页三、综采设备的服务时间配套采煤机、液压支架和刮板输送机服务时间配套是指“三机”大修周期(zhuq)应该相互接近，否则，要在工作面生产过程中交替更换设备或进行大修，或部分设备“带病”运转，这将对正在生产的工作面造成影响，也会对设备造成损坏。我国通常液压支架在工作面运行12年后(设备较新时一般为2年)上井大修，则相应的采煤机、刮板输送机可同时大修。 共五十八页综采设备横向几何尺寸(ch cun)配套e=100200mm b=200400mm M500mm T=200400mm B=5001000mm J 200 E 400共五十八页 4、综采设备横向几何尺寸配套(pi to)要求支架前柱到煤壁的无立柱空间宽度F愈小愈好，它的尺寸组成为： F=B+e+G+xG输送机宽度，其组成： G