综合机械化采煤工艺

综合机械化采煤工艺本节主要内容二、综采面双滚筒采煤机工作方式三、综采面液压支架的移架方式四、综采工作面工序配合方式五、综采面端头作业一、综采设备及工艺六、综采工作面循环图表*综合机械化采煤工艺，简称“综采”，即破煤、装煤、运煤、顶板支护、采空区处理五个主要生产工序全部实现机械化，因此综采是目前最先进的采煤工艺。世界先进的煤炭生产国，凡以长壁为主的都已全部或大部分实现机械化采煤。1、综采工艺简介Back一、综采设备及工艺视频介绍*（1）采煤机Back2、综采设备视频介绍采煤机是由牵引部、截割部、电气部和附属装置组成的用于落煤、装煤的大型采煤机械，双滚筒采煤机与液压支架、刮板输送机配套组成综采工作面。*（2）液压支架ZY4000/14/32型掩护式支架Back

液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件（油缸和阀件）与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备。视频介绍*Back（3）刮板输送机

刮板输送机是由绕过机头链轮和机尾滚轮（或机尾链轮）的无机循环的刮板链作为牵引机构，以溜槽作为煤炭的承载机构。启动电动机，经联轴器和减速器传动链轮，从而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤由机尾推运到机头处卸载转运。*综采面设备布置图1集中控制台Back采煤机刮板输送机液压支架下端头支架上端头支架转载机可伸缩胶带输送机配电箱乳化液泵站设备列车移动变电站喷雾泵站液压安全绞车234567891011121314*1、滚筒的转向和位置

当我们面向煤壁站在综采工作面时，通常采煤机的右滚筒为右螺旋，顺时针割煤；左滚筒为左螺旋,逆时针割煤。

这种布置方式操作安全、煤尘少、装煤效果好。（a）动画演示二、综采面双滚筒采煤机工作方式Back*（b）煤层中部含硬夹矸时，使用右滚筒左螺旋，逆时针割煤；左滚筒右螺旋，顺时针割煤。前割底，后割顶，中部硬夹矸易被后滚筒破落下来。

Back动画演示*2、采煤机割煤方式（1）单向割煤，往返一次割一刀顶板稳定性差的综采面煤层倾角大、不能自上而下移架，或输送机易下滑、只能自下而上推移的综采面采高大而滚筒直径小、采煤机不能一次采全高的综采面采煤机装煤效果差、需单独牵引装煤行程的综采面割煤时产生煤尘多、降尘效果差，移架工不能在采煤机的回风平巷一端工作的综采面（2）双向割煤，往返一次割两刀适用于：适用于：煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面Back*3、采煤机进刀方式直接推入法进刀Back*割三角煤留三角煤滚筒钻人法进刀综采面中部斜切进刀工作面端部斜切进刀动画演示工作面端部割三角煤斜切进刀进刀过程：（1）当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身尚留有一段下部煤，如图（a）；Back（4）将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换滚筒，返回正常割煤。（3）再调换滚筒位置，重新返回割煤至输送机机头处；（2）调换滚筒位置，并沿输送机弯曲段反向割入煤壁，直至输送机直线段为止，然后移直输送机；*工作面端部留三角煤斜切进刀进刀过程：在图（a）状态采煤机割至工作面下端头后，反向上行沿输送机弯曲段割三角底煤，割至输送机直线段时改为割顶煤直至工作面上切口；至图（c）状态采煤机下行割底煤至三角煤处改为割顶煤直至工作面下端部；Back到图（b）状态推移机头和弯曲段，将输送机移直，在工作面下端部留下三角煤；到图（d）状态随机自上而下推移输送机至工作面下端部三角煤处，完成进刀全过程*综采面中部斜切进刀动画演示（1）采煤机割至工作面左端；进刀过程：Back（4）采煤机自工作面中部开始割煤至工作面左端，工作面右半段输送机移近煤壁，恢复初始状态。（3）移直输送机，采煤机控牵引至工作面中部；（2）控牵引至工作面中部，并沿输送机弯曲段斜切进刀，继续割煤至工作面右端；*滚筒钻入法进刀进刀过程：（1）采煤机割煤至工作面端部距终点位置3~5m时停止牵引，但滚筒继续旋转；动画演示Back（4）采煤机割煤至工作面端头，可以正常割煤。（3）滚筒边钻进煤壁边上下或左右摇动，直至达到额定截深并移直输送机；（2）开动千斤顶推移支承采煤机的运输机槽；*

钻入法进刀要求采煤机滚筒断面必须布置截齿和排煤口，滚筒不用挡煤板，若用门式挡煤，钻入前需将其打开，并对输送机机槽,推移千斤顶，采煤机强度和稳定性都有特殊要求，采高较大时不宜采用。Back*动画演示单架依次顺序式如图（a），支架沿采煤机牵引方向一次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线，该方式操作简单，容易保证规格质量，能适应不稳定顶板，应用比较多。1、移架方式三、综采面液压支架的移架方式Back（a）*（b）（c）动画演示（b）分组间隔交错式该方式移架速度快，适应于顶板较稳定的高产综采面，图(b)所示分两组，图(c)所示分三组Back动画演示（c）*成组整体依次顺序式如图（d）（e）该方式按顺序每次移一组，每组二三架，一般有大流量液控阀成组控制，适应煤层地质条件好、采煤机快速牵引割煤的综采面。我国采用较多的分段式移架属于依次顺序式。动画演示（d）（d）（e）Back动画演示（e）*2、移架方式对移架速度的影响移架速度取决于泵站流量及阀组和管路的通过能力，支架所处状态及操作方便程度，人员操作技术水平等因素。而当这些因素相同时，决定移架速度的关键因素则是移架方式。支架的移架速度可用下式表示：t2=te+Ntd

vz

==

NlztzNlzte+Ntd

lztztetdvzN移架速度，m/min一架支架的宽度,m移设一架支架或一组支架的总时间，min移设一架支架的调整时间，min移设一架支架的调供液时间,min采用分组间隔交错式和成组整体依次顺序式移架方式时，表示同时的架数，或分段数Back*实测表明，移架中操作调整时间约占移架总时间的60%～70%。当泵站流量不变时，同时移架的支架数增加到N，供液时间也相应增加，但调整时间te

仍等于单架的调整操作时间，由于te

远大于td

，故移架速度可加快。Back

若同时移架的支架数增加到N，泵站流量也增加了N倍，则多架支架同时前移是供液时间没有增加，故可使移架速度进一步提高。兖州矿务局南屯矿综采面采用分段移架，同时移架的段数与乳化液泵站开动的台数相一致，大大加快了移架速度，并保证了支架移架的额定初撑力，这是该矿综采面单产实现高产的关键技术措施之一。*3、移架方式对顶板管理的影响选择移架方式不仅要考虑移架速度，还要考虑对顶板管理的影响。一般说来，单架依次顺序移架虽然速度慢，但卸载面积小，顶板下沉量比后两种小得多，适于稳定性差的顶板。即使顶板稳定性好，采用后两种支架方式时，同时前移的支架数N也不宜大于3，以防顶板情况恶化。由于顶板状况多变，还要依照以下具体情况考虑移架方式：Back*依次顺序移架

沿工作面支架工作阻力分布如图3-29所示。在采煤机工作范围内移架，虽可防止伪顶垮落，但割煤和移架同时进行，悬顶面积剧增，下沉速度加快，有可能出现顶板失控。这种情况下，采煤和移架要保持合理距离。Back*在某些特定顶板条件下，尽管设备和顶板条件完全相同，依次顺序式移架需要经过较长时间支架才能达到额定工作阻力，而分组间隔交错式移架则能较快地达到额定工作阻力，矿压显现比前者缓和。Back与单向、双向割煤相适应的单向、双向移架，对顶板管理效果影响很大。单向移架时，先移的支架先达到额定工作阻力，支架阻力沿煤壁方向分布大致相同，有利于顶板管理；双向移架时，工作面端部支架短时间内了两次移动，长时间处于初撑状态，不利于顶板管理。*全卸载与带载移架对顶板管理影响较大（图3-30）。不卸载或部分卸载移架时，有利于控制顶板，应尽量采用。采用分段依次顺序式移架时，由于段与段之间的接合部位在时间与空间上交叉，导致顶板下沉量叠加，容易造成顶板破碎、煤壁片帮和倒架。Back*1、及时支护方式

采煤机割煤后，支架依次或分组随机立即前移、支护顶板，输送机，输送机随移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤机截深。四、综采工作面工序配合方式Back*（a）割煤（b）移架（c）推移输送机动画演示Back这种支护方式，推移输送机后，在支架底座前端与输送机之间要富裕一个截深的宽度，工作空间大，有利于行人、运料、通风；若煤壁容易片帮时，可先于割煤进行移架，支护新露出来的顶板。但这种支护方式增大了工作面控顶宽度，不利于顶板控制。*2、滞后支护方式割煤后输送机逐段移向煤壁，支架随输送机前移，二者移动步距相同。这种配合方式在底座前端和机槽之间没有一个截深富余量，比较能适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板，但对直接顶稳定性差的顶板适应性差。Back动画演示*五、综采面端头作业1、综采面端头支护方式（1）单体支柱加长梁组成的迈步抬棚，与普采面的该方式端头支护相同。该方式适应性强，有利于排头液压支架的稳定，但支设麻烦、费工费时。Back（3）用工作面液压支架支护端头，适用于煤层倾角较小的综采面，通常在机头（尾）处要滞后于工作面中间支架一个截深。（2）自移式端头支架。移动速度快，但对平巷条件适应性差。*2、综采面平巷相对位置与端头作业综采面平巷布置应有利于运输设备运转和维护，有利于煤流在端头处转载和采煤机实现无人工切口端部进刀，并便于人员进出和材料运送，为端头顶板支护创造良好条件。图3-35为一个综采面下端头刨面图。平巷卧底掘进，工作面输送机机头与机槽坡Back*度一致，机头与转载机机尾有合理搭接高度，为输送机提供了良好运转条件。当采煤机牵引至终点位置时，其滚筒正好割至Dm和Am点，端部无需开人工切口。平巷下帮有足够宽度供人员通过。可见综采面平巷卧底掘进有利于端头管理。根据不同的设备结构尺寸和矿山压力作用，运输平巷净宽为4~5m时，可满足端头管理的要求，回风平巷宽度则可适当窄些。Back*为避免卧底掘进时破岩及留顶煤的困难，某些综采面平巷沿煤层顶板掘进，的那个煤层厚度大于平巷高度时，在综采面端部一定长度内留有三角形底煤（图3-36）。Back*下卧转载机机尾，减少机头抬高量；随工作面推进，超前下卧平巷底煤。但是这些措施都比较费工费时。当机头不得不抬高时，应保证机槽有一段合理竖直弯曲段长度，以免摔坏输送机。为保证搭接高度，就要套高输送机机头和机尾，这很不利于端头支护和输送机运行。此时，可采取一