单一走向长壁采煤法采煤工艺

第三章单一走向长壁采煤法回采工艺第一节爆破采煤回采工艺第二节普通机械化回采工艺第三节综合机械化回采工艺第四节回采工艺方式的选择第五节回采工作面工艺设计第一节爆破采煤工艺－炮采爆破落煤装煤与运煤支护采空区处理一、工序第一节爆破采煤工艺炮眼布置二、装煤与运煤爆破、人工、机械装煤多采用SGW-40或SGW-44型可弯曲刮板输送机推移输送机二、装煤与运煤三、工作面支护1、支护装备木支柱单体摩擦支柱单体液压支柱（70年代中期）国营重点煤矿用单体液压支柱+金属绞接顶梁单体摩擦支柱单体液压支柱三、工作面支护2、金属铰接顶梁1—接头；2—梁体；3—耳子；4—销子；5—调角楔；L—中心距三、工作面支护控顶排数和控顶距：采煤工作面煤壁至末排支柱顶梁后端的距离，或至放顶柱之间的距离；最小控顶距有3排支柱，机道、行人道和材料道；常采用三、四排或三、五排控顶三、工作面支护带帽点柱三、工作面支护正倒悬臂布置三、工作面支护齐梁齐柱布置特种支护：丛柱、密集、木垛、斜撑三、工作面支护四、采空区处理垮落法充填法煤柱支撑法最常用的是全部垮落法－回柱放顶撤除支架，让顶板垮落。放顶步距：相邻两次放顶间隔的距离，放顶步距等于最大控顶距与最小控顶距之差。专业工种钻眼爆破（放炮）、装药、机电维修综合工种装煤、支柱、回柱放顶专业工种一般在全工作面长度内工作综合工种一般在工作面的一段长度内工作五、劳动组织采煤循环—采煤工作面完成落煤、装煤运煤、支护和处理采空区的周而复始的过程。炮采工作面循环的标志—放顶循环方式—循环进度与昼夜循环数的总称六、循环方式作业方式—采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式准备班工作—回柱、检修刮板输送机、缩短运输平巷中的刮板输送机、超前工作面加强支护两采一准三八制三采三准（三班采煤，边采边准备）三八制三采一准四六制两班半采煤，半班准备三八制四班交叉七、作业方式采煤工区技术员要编制采煤工作面作业规程规程中要有：正规循环作业图劳动组织表技术经济指标表正规循环—在规定的时间内保质保量地完成了循环作业图中规定任务的循环八、循环作业图表炮采面两三采三准循环作业图炮采面四班交叉循环作业图面长100m，四班交叉，每班交叉2小时，Ⅰ、Ⅲ班采煤班，Ⅱ、Ⅳ班以准备为主，采煤班装煤、支柱。准备班运料、回柱放顶、钻眼、放炮、移输送机、少量装煤、支柱。工作面放两次炮，支两排支架，放一次顶，一天一个循环爆破煤壁平直不留底煤不破坏顶板不崩倒支柱不把煤崩到采空区九、炮采工作面的基本特点装煤装煤劳动量大，尽可能爆破装煤。安全先支护，后装煤先敲帮问顶，清除危石处理拒爆炮（瞎炮）在距拒爆炮0.3m以外另打平行新炮眼，重装药。九、炮采工作面的基本特点回柱九、炮采工作面的基本特点由下向上由采空区侧向煤壁侧（由里向外）近水平煤层回柱可以分段炮采工作面机械化水平低人工劳动强度大（装煤、支柱）产量和效率低但对地质条件适应性强十、炮采工艺的特点第二节普通机械化回采工艺机械落煤装煤与运煤支护采空区处理一、工序一、设备及布置

1MDY-150采煤机；2SGB-630/150可弯曲刮板输送机；3DZ-22单体液压支柱；4HDJA-1000铰接顶梁5推移输送机千斤顶；6运输平巷中的输送机。MDY150采煤机二、控顶排数（3、4排）人工爆破开切口（机窝）上切口610m下切口23m切口宽23m下缺口有可能不开：刮板输送机机头伸入巷道中双滚筒采煤机能自开缺口三、人工开切口四、采煤机的工作方式1滚筒的位置和旋转方向

位置：靠下巷，下缺口长度短，利于下巷及端头支护，煤不从采机下放过，利于工作面管理。

旋转方向：左工作面-面向回风平巷左→左右工作面-面向回风平巷右→右

单滚筒：左旋-右面→左旋→逆时针右旋-左面→右旋→顺时针上述方式的优点：上行割顶煤，煤反力方向合理，顶板不震动，煤块不打司机。下行割底煤，煤反力方向合理，底板不震动，煤块不打采机。（1）单向割煤方式单滚筒采煤机，滚筒直径小于采高割顶煤挂顶梁割底煤，清理浮煤推移输送机（滞后采煤机1015m）采煤机往返一次进一刀煤壁推进了一个截深问题：顶板2采煤机的割煤方式煤层较薄，单滚筒采煤机，滚筒直径接近煤层层厚（2）双向割煤方式上行：割煤，挂梁，推移输送机，支柱下行：割煤，挂梁，推移输送机，支柱上行、下行:往返一次进两刀进刀—采煤机滚筒向垂直于煤壁方向推进，进入下一截深的切割作业进刀：切入煤壁进刀方式的实质采煤机运行与推移输送机的关系。直接推入法端部斜切进刀中部斜切进刀五、采煤机的进刀方式直接推入法端头割三角煤斜切进刀单滚筒采煤机双向、单向割煤有利于端头管理、费时、往返（20～25m)进刀与移机头干扰(a)割底煤至工作面下端部(b)返向沿输送机弯曲段运行，上行割顶煤切入煤壁，直至完全进入输送机直线段

(c)推移输送机机头及弯曲段成一直线；(d)采煤机返向下行沿顶板割三角煤直至工作面下端部；(e)进刀完毕,上行正式割煤，至斜切进刀终点位置时，滚筒沿顶板割煤。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(a)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；(b)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；(c)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；（d）在正常段下行割底煤，并随采煤机下行推移输送机；(e)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机，在工作面下端部留下底部的三角煤。重复(a)图，完成进刀全过程。采煤机的进刀方式

单滚筒采煤机中部斜切进刀字形割煤往返一次进一刀工艺方式上半段割煤下半段推输送机上半段推输送机下半段割煤六、支护方式1、齐梁直线柱布置绞接顶梁梁端在煤壁方向相齐，支柱成直线。梁长等于截深割一刀全部挂梁、支柱，简单，容易管理截深为0.8m或1m。多用正悬臂支护方式2、错梁直线柱布置梁长等于2倍截深正倒悬臂相间割一刀相间挂梁一次、顶梁交错；第一刀支临时支柱，第二刀变永久支柱支护及时，工作量均匀，柱成直线，多用，不利切顶。高档普采工作面支护普采工作面支护加强机道支护，防止机道冒顶预掏梁窝，临时支护提高初撑力和支护刚度破碎顶板或网下用成对Ⅱ型钢梁，迈步前移加强放顶线支护的稳定性斜撑、木垛、双排柱、丛柱主要是针对水平推力普采工艺支护基本点端头支护端头—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①双钩双楔梁，抬棚②四对八梁③四对八梁，十字绞接顶梁要保证支护质量，初撑力普采工艺支护基本点端头十字绞接顶梁端头四对八梁端头支护，双钩双楔梁4—输送机;6—木垛;7—双钩双楔梁;8—绞车3m端头支护，四对八梁2—抬棚长梁;4—输送机端头支护，抬棚长梁，十字绞接顶梁1—基本支架;2—抬棚长梁;3—转载机;4—输送机;5—十字绞接顶梁;两采一准一昼夜一循环单向割煤三五排控顶七、普采循环作业图普采循环作业图第三节综合机械化采煤工艺基本参数综合机械化采煤工艺：破、装、运、支、处全部实现机械化。工作面设备：采煤机、自移式液压支架、刮板输送机平巷设备：转载机、破碎机、可伸缩胶带机液压系统：乳化液泵站、乳化液混溶箱、进回液主管路控制系统：控制台、声光信号、扩音电话及线路供水系统：冷却水、喷雾泵、水箱、管路供电系统：高压供电线路、开关、移动变电站、配电开关、线路其它：照明、绞车、水泵综采工作面综采工作面自移式液压支架自移式液压支架自移式液压支架自移式液压支架自移式液压支架双滚筒采煤机可弯曲刮板输送机乳化液泵站及混溶箱箱综采装备的发展1、探索阶段（1960～1977）自已研制2、引进、吸收、消化阶段（1974～1980）1974年引进综采设备近50套，英国、联邦德国、波兰、苏联，首次引进和投入。1978年引进综采设备100套，英、德、日、法3、研制、发展阶段1990年底，在籍469套，国产307套，65.5%1—采煤机；

2—刮板输送机；

3—液压支架；

4—下端头支架；

5—上端头支架；

6—转载机；

7—可伸缩胶带输送机；

8—配电箱；

9—移动变电站；

10—设备列车；

11—泵站；

12—喷雾泵站；

13—绞车；

14—集中控制台。综采面设备布置示例一、综采面双滚筒采煤机工作方式

（一）双滚筒采煤机的滚筒位置一般前端的滚筒割顶煤，后端的滚筒割底煤操作安全，煤尘少。1）单向割煤，往返一次进一刀割煤、移架（滞后采煤机23架支架）、反向清理浮煤、推移输送机（滞后采煤机1015m）2）双向割煤，往返一次进二刀割煤、移架（滞后采煤机23架支架）、推移输送机（滞后采煤机1015m）（二）采煤机割煤方式（三）采煤机进刀方式不留三角煤端部斜切进刀（三）采煤机进刀方式留三角煤端部斜切进刀（三）采煤机进刀方式中部斜切进刀（三）采煤机进刀方式不留三角煤端部斜切进刀采煤机端头停机转向两次，双向割煤，多用留三角煤端部斜切进刀采煤机端头停机转向一次，单向割煤移机头、机尾与清浮煤平行作业适用于工作面短，煤层倾角大，装煤效率低中部斜切进刀有利于工作面端头管理、上下平巷维护，单向割煤适用于工作面短，煤层倾角大，装煤效率低，端头维护困难（一）移架方式单架依次顺序式：单架依次顺序式一架一架移简单，适用不稳定顶板，应用较多，移架时卸载面积小，顶板下沉量小分组间隔交错式：沿采煤机行走方向移架速度快，适用顶板较稳定，每次不超过3架成组整体顺序式：一组/次2～3架/组二、综采面液压支架的移架方式支架沿采煤机牵引方向依次顺序逐架前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线。操作简单，易保证移架质量，能适应不稳定顶板，移架速度慢，用的较多。1、液压支架单架依次顺序式移架2、液压支架分组交错式移架将相邻的2～3支架分为一组，组内的支架间隔交错前移，相邻组间沿采煤机牵引方向顺序前移，组间的一部分支架可以平行前移。移架快，移架质量不易保证，要求顶板较稳定

Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组3、液压支架成组整体顺序式移架支架分组，每组23架。组内联动，整体移架，组间顺序前移。移架快，质量不易保证，要求顶底板条件好。（二）移架方式对移架速度的影响移架速度（m/min）：国外先进的单架移架速度4～5秒因素：泵站流量、阀组和管路的乳化液通过能力、操作水平、移架方式（三）移架方式对顶板管理的影响顶板的稳定性（移架——卸载）三、综采工作面工序配合方式割煤、移架、推移输送机的配合方式及时支护方式：割煤――移架－－推溜利于行人，运料，通风，适用直接顶不好，老顶周期压不大。滞后支护：割煤――移溜――移架，我国较少用。（一）综采面端头支护方式1、单体支柱加长钢梁组成的迈步抬棚适应性强，支设麻烦，费工费时。2、自移式端头支架移架速度快，对平巷适应性差。3、用工作面液压支架支护端头四、综采面端头作业综采面端头支架1，2掩护梁，3机头，5千斤顶，6机尾煤层倾角小，滞后一个截深（二）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：运输设备运转采煤机自开缺口人员进出材料运进五、综采设备的配套参数设备几何尺寸配套设备生产能力配套（一）综采工作面设备的几何尺寸配套采煤机的采高与煤厚采煤机与液压支架高度采高与液压支架高度支架的最小支撑高度与滚筒直径采煤机的截深与液压支架步距五、综采设备的配套参数Mm=A—A3/2+LSinm+D/2Mm—采煤机的最大采高，m；m—摇臂向上的最大摆角，度；A—机身高度；A1-机槽高；A2—底托架高度；A3—机体厚度；E-过煤高度A=A1+A2+A3L—摇臂长度，m；D—滚筒直径，m。采煤机的最大与最小采高之比应在1.6～2.0采煤机的采高Hm=MmS1+h

Hmin=MminS2aHm，Hmin

—支架的最大与最小支撑高度S1，S2—

液压支架在前后柱处的顶板下沉量h—支架支撑高度的富裕系数，一般取200mma—支架卸载高度；一般取50mm支得起，卸得掉液压支架高度与采高的关系支架的最小支撑高度Hmin与滚筒直径D的关系Hmin

=DS2a（1）液压支架最小高度要大于采煤机机身高度Hmin

AA=A1+A2+A3煤层在最小厚度时，采煤机和液压支架均能工作

设备几何尺寸配套（2）采煤机的两滚筒直径之和要大于最大采高设备几何尺寸配套（3）采煤机的卧底量X不少于30mm设备几何尺寸配套要保证割至底板，割入底板的深度底鼓、浮煤垫起输送机、底板起伏不平（4）底托架过煤高度不小于500mm。大块的问题。（5）采煤机的截深与液压支架步距相等。（6）液压支架的架间距与中部溜槽的长度相等。一般为1.5m，保证每节溜槽有推移千斤顶.设备几何尺寸配套原则：从工作面往外生产能力要加大（一）采煤机的实际生产能力Qc=60Vc

SMK10-3（二）输送机的生产能力QsQc=（1.11.15）Qc（三）液压支架的移架速度液压支架的移架速度要大于采煤机的实际牵引速度（四）转载机和可伸缩胶带输送机的能力与正常生产能力的关系：QZ=（1.53.0）Q(五)与供风量一致（二）综采设备的生产能力配套

第四节其他条件下机采的工艺特点一、薄煤层机采的特点（一）薄煤层滚筒采煤机采煤的特点：双滚筒，功率不小，薄机身，破岩力较强。骑溜式——类似普通采煤机，适用M>0。8—0.9m；爬底式——机身在滚筒侧，M=0。6—0.8m，前底后顶；滚筒转向——对滚；运输机——转型，双边链，矮机身；“三股道”控顶距——人行道，机道，割煤道，尽量减少控顶距，滞后支护。（二）刨煤机采煤特点截深小，功率较小，粉尘较小，司机可在平巷操作，移溜和支护工人位置相对固定。托钩刨——掌板压在输送机下方，直接托底板，稳定性好，阻力大；滑行刨——取消掌板，用滑架；托钩滑行刨——有掌板，掌板下增加滑板，减少摩擦力；刨煤能力

Qb=3600MVb

Hrck适用条件：脆性煤，或裂隙发育；顶板较稳定，底板平整；断层少，硬结核和夹矸少；一般采高<1—4m；煤层倾角<15°二、大采高综采的工艺特点3.5m～5.0m，分层和放顶都不太适合，支架容易歪斜，扭转，倒架，容易出现大面积片帮。保护支架措施：加强司机培训；煤壁要直，输送机要防滑；适度带压移架；过构造有措施。防片帮措施：调整工作面推进方向，推进方向和节理方向一致或交小角有利；用木锚杆加固煤壁；树脂固结。三、大倾角机采面特点（主要防滑，当>12°）（一）运输机防滑防止没煤矸进入底槽、工作面适当伪斜、自上而下，单向移溜，下行割煤，上行装煤移溜、单体柱固定机头、锚固装置不能同时挪开（二）液压支架防倒防滑液压支架防倒：自下向上移架，防采空区矸石下冲支架尾部；间隔移架，并使支架保持适当迎山角；确保工作面下端头排头支架的稳定。采煤机防滑：>16°时，设液压安全绞车采用无链牵引采煤机，本身防滑；轻型采煤机设简单防滑杆；倾角较小时采煤机应具备下滑闭锁功能，以防溜子刮动采煤机，新产品都有四、综采面调斜与旋转工艺（一）确定方案：选择煤层稳定，不受采动影响，构造少，无老巷的快段，一般应以机头端为中心，旋转机尾端。（二）顶板管理：采用虚旋转中心法，实质是靠近端头的支架走一个小弧线。（三）调斜工艺：从长刀逐渐变为短刀，最后调直运输，调正支架，进入下一个转角工程，小角度的旋转叫调斜，转角45°—90°叫旋转。适用条件：局部地质变化，回收边角煤。主要目的：减少搬家次数。一、我国三种工艺方式并存：由于地质条件和煤层赋存条件的复杂性及技术装备的多层次性。综采是发展方向优点：高产、高效、安全、劳动条件好和劳动强度小。缺点：设备价格高，初期投资大，受地质条件限制大。适用条件：煤层地质条件好，构