新大采矿学课件02-2采煤工艺及装备配套（二）

第三节综采工艺方式―、双滚筒釆煤机的滚筒位置二、采煤机割煤方式三、采煤机进刀方式U!液压支架移架方式五、液压支架的支护方式六、综采工作面端头支护七、综采工作面循环图表八、大倾角综采工艺特点第三节综釆工艺方式综合机械化釆煤工艺方式釆煤工作面破煤、装煤、运煤、支护和处理釆空区全部实现机械化的釆煤工艺。工作面设备：釆煤机、自移式液压支架，刮板输送机转载机，破碎机，可伸缩胶带机乳化液泵站，乳化液混溶箱，进回液主管路控制台，声光信号，扩音电话及线路冷却水，喷雾泵，水箱，管路高压供电线路，开关，移动变电站，配电开平巷设备液压系统：控制系统：供水系统供电系统：关，线路其它：照明，绞车、水泵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双滚筒釆煤机,最大的采煤机MG900/2210-WD最大米咼6.0m英国雷波公司(RMI)乳化液箱乳化液泵站及混溶箱箱综釆工艺方式示例1—釆煤机；2一刮板输送机；3一液压支架；4一下端头支架；5—上端头支架；6一转载和■7—可伸缩蕨带输送机;8—配电箱；9—移动变电站；10—设备列车；11一泵站；12—喷雾泵站；13一绞车；14—中握制台513A-A/及7U/△/△/△/△/△/△

/△左7乏△A设备及布置4614789101112饌时?烈煎饌岬煎回II理叫哩I肿寧-沱in—ni图1走向长壁综釆面主要装备及布置1一运输平巷；2-、胶带输送机；3-转载机；4…破碎机；5，电缆车；6-磁力开关；7,泵站；8项柱绞车；9一一从柱；10一刮板输送机；11一液压支架；12—釆煤机；13一回风平巷；14一超前支护\双滚筒釆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。/石/△/△/人/△/△/石/△/△/△/石/△/△/△嘉震馨冒S震Y美寡書胃饕曇割底煤，后端二、釆煤机割煤方式1）单向割煤，往返一次进一刀割煤移架（滞后釆煤机2~3架支架）反向清理浮煤推移输送机（滞后釆煤机10~15m）适用条件：•煤层倾角大，不能自上而下移架由于输送机下滑，只能自下而上移•釆高大，滚筒直径小，不能一次釆全高•釆煤机装煤效果差，需单独按排装煤行程釆煤机割煤方式2）双向割煤，往返一次进二刀上行割煤移架（滞后釆煤机2~3架支架）推移输送机（滞后釆煤机10~15m）下行割煤移架（滞后釆煤机2~3架支架）推移输送机（滞后釆煤机10~15m）3）两种采煤方式的优缺点和适用条件目前囲内综采面大多采用双向割煤往方式。-双向割煤采煤机避免了一个空行过程，效率高。-单向割煤工序之间相互干扰少，进刀过程采煤机等待时间少，割煤牵引速度快和空载装煤效率高，机道浮煤少，底板平整，推移输送机阻力小，能保证采煤机的进尺，有利于工作面的顶板管理。-在大倾角工作面吨煤能耗少，有利于防止工作面输送机等设备的下滑，在粉尘较大的工作面采煤机司机、移架工吸尘量少，工人作业环境好等。-实例：峰峰万年矿煤层硬度f=3~5、倾角16。~26。、采高3.6~3.8m,面长150m。AM-500采煤机、SGB-764/264输送机、ZY4000-18/38支架。单向割煤与双向割煤相比：-①实测采煤机上行割煤速度1.25m/min，下行割煤速度4.3m/min，上行空返速度3.5m/min，单向割煤65~75min/刀，双向割煤80~90min/刀；-③单向割煤自下向上推输送机，避免了输送机下滑；-④单向割煤比双向割煤能耗降低10%；-⑤双向割煤循环产量650t，单向割煤循环产量670t；-⑥单向割煤煤壁片帮明显减少。割煤方式及其比例割煤方式比例/%双向割煤，端头斜切92.5单向割煤，端头斜切7.5三、釆煤机进刀方式我国主要用斜切进刀方式端部斜切进刀：不留三角煤端部斜切进刀（割三角煤端部斜切进刀）留三角煤端部斜切进刀中部斜切进刀（一）不留三角煤端部斜切进（二）留三角煤端部斜切进刀(a)(b)(c)(d)（三）中部斜切进刀A（淳）A（》）(c)■J^Ja------------1A~~A£L斜切进刀比较•不留三角煤端部斜切进刀釆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釆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，装煤效率低呻部斜切进刀有利于工作面端头管理、上下平巷维护，单向适用于工作面短，煤层倾角大，装煤效率低，端头维护困难IS四、液压支架的移架方式移架方式：•单架依次顺序式•分组交错式•成组整体顺序式1、液压支架单架依次顺序式移架Lz1234支架沿釆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。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，相邻组间沿釆煤机牵引方向顺序前移，组间的一部分支架可以平行前移。3Lz---------------------------------------------------1■■■■—32132bO(jQ21I组II组III组IV组移架快，移架质量不易保证，要求顶板较稳定3、液压支架成组整体顺序式移架支架分组，每组2~3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。2L1122(d)3Lz(e)移架速度的影响因素lii]移架速度，m/min国外先进的单架移架速度4〜5秒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顶板的稳定性（移架一一卸载）乳化液泵站及混溶箱箱MRB200/31.5200L/min,31.5MPa五、液压支架的支护方式割煤、移架、推移输送机的配合方式割煤后，按推移输送机与移架的先后关系，•及时支护•滞后支护_____1、及时支护先移架，后推移输送肮工作空间大，行人，通风，运料及时支液压支架的支护方式2、滞后支护机，后移架先推移输送工作空间小，行人，通风，运料_____滞后支护顶板，但控顶宽度小要求顶板稳定两者由设备结构及尺寸决定,使用时不能改动六、综釆工作面端头支架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，对平卷适应性差。3、用工作面液压支架支护端头D1ZY35型端头支架ZT24000/23/50巷道超前液压支架整架图王庄煤矿ZDWX-07型侧向自移式端头液压支架示意图综釆面端头支架支撑掩护式端头支架2用综采面中间支架管理端头1,2掩护梁，3机头，5千斤顶，6机尾煤层倾角小，滞后一个截深运输平巷超前工作面加强支护距离不小于50mA-AB一B37003100各班出勤人员工作面正规循环作业图早班中班617181920212223140--120一100——806040200推移输送机例91011121314151,工种早班中班夜班合计班长1113队长1113质检员1113泵站司机1113五铁管理员1113运料工2226机电维护工2226机组司机3339输送机司机2226支架工88824端头支护工66618整修工3339防尘工1113工区管理人员1113合计33333399LB综釆面端头支架轨道平巷超前工作面加强支护距离不小于50m综釆面平巷与端头综釆面平巷布置应有利于:运输设备运转釆煤机自开缺口人员进出材料运进七、综釆工作面循环图坦综釆循环以移架为标志可釆用：四六制，三釆一准三八制，两釆一准两班半釆煤，半班准备示例：两班半釆煤，半班准备，双向割煤，日进7刀。长壁工作面长度(|n,国内外鼠长的综釆面「小口5Qm,一七，「面，在20«ni以上I综采：屮号:及厚煤层不宜小」ZWm|薄煤层不宜小于12"m普采：中厚煤层不宜小『161血i炮釆；80TWm双滚筒采煤机普采工作面循环作业图双滚筒采煤机综采工作面采煤工艺示例面长200m、煤厚2.5m、倾角8°名称型号采煤机蔔板输誤机MXA—300/3.5DSGZ-764/500液压支架ZZ4800/17/28SZZ-764/160转钗机名称胶带输送机破碎机乳化液泵站型号-SSJ.12OO/3X2OOpcm200GRB315/315移动变电站KGSBY-1250/6双滚筒采煤机综采工作面循环作业图综釆工作面循环图卞"班次面长/m7"、一班二班三班四班1234567891011121314151617181920212223150140130120110100908070605040302010图例---------------H---1---H----------采煤机割煤移架移输送机检修说明四六制，三班采煤，一班准备。双滚筒采煤机双向割煤往返一次进两刀。进刀方式为割三角煤斜切进刀。大采高综采综采工作面循环作业图鳶部斜切进刀.双向割煤、日2,刀、八八六二作业方式第四节综釆工作面的设备配套设备几何尺寸配套设备生产能力配套一、综釆工作面设备的几何尺寸配套•釆煤机的釆高与煤厚•釆煤机与液压支架高度•釆高与液压支架高度•支架的最小支撑高度与滚筒直径•釆煤机的截深与液压支架步距综釆工作面的设备配套史Mm=A—A3/2+LSinam

+D/2Mm—釆煤机的最大釆高，m；am一摇臂向上的最大摆角，度；A一机身高度；机槽高；A?一底托架高度；A3一机体厚度；E-过煤高度A=Ai+A?+A3L一摇臂长度，m；D一滚筒直径，m。釆煤机的最大与最小釆高之比应在1・6〜2.0液压支架高度与釆高的关系Hm=Mm-S1+hHmin=Mmin_S2_aHm,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一支架支撑高度的富裕系数，一般取200mma一支架卸载高度；一般取50mm支得起，卸得掉6〜8倍釆高的上覆岩层的重量设备几何尺寸配套.=J•支架的最小支撑高度Hmin与滚筒直径D的关系Hmin>D（1）液压支架最小高度要大于釆煤机机身高度Hmin>A,A=A1+A2+A3煤层在最小厚度时，釆煤机和液压支架均能工作设备几何尺寸配套液压支架与采煤机高度配套要求液压支架支撑高度H=A+J+t—顶梁厚度J—机身上方空间高度底托架过煤高度E不小于250-300inm釆煤机的截深与液压支架步距相等设备几何尺寸配套（2）釆煤机的两滚筒直径之和要大于最大釆咼4D2D>Mg=A-^-+Lsinam+—采煤机高度配套要求采煤机最小采高一般为0.9〜0.95倍煤层最小厚度最大采咼一般为1.1〜1.2煤层最大厚度采煤机的两滚筒直径之和要大于最大采高,C…D2D>M^=A--^L^a^~设备几何尺寸配套(3)釆煤机的卧底量X应小于0,不少于150〜98X要保证割至底板，割入底板的深度底鼓、浮煤垫起输送机、底板起伏不平八丄N300mm刀°x=A---—Lsin&--22设备几何尺寸配套(4)底托架过煤高度不小于500mm。大块的问题。(5)釆煤机的截深与液压支架步距相等。设备几何尺寸配套（6）液压支架的架间距与中部溜槽的长度相等。•般为1.5m,保证每节溜槽有推移千斤顶:、综釆设备的生产能力配套原则：从工作面往外生产能力要加大（一）釆煤机的实际生产能力Qc=60Vs

M丫

Kx10-3生产能力配套(二)输送机的生产能力Qs>

Qc=(1.1~

1.15)Qc生产能力配套（三）液压支架的移架速度液压支架的移架速度要大于釆煤机的实际牵引速度生产能力配套(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=(L5~3.0)QQz—转载机和可伸缩胶带输送机的能力，t/h；Q=Qb

/TQ一工作面正常生产能力，t/h；Qb—工作面班产量，t/班；T—每班纯割煤时间，ho综采生产能力配套原则：从工作面往外生产能力加大考虑不均衡系数向外逐渐加大富裕20%〜30%工作面输送机能力〉采煤机的生产能力转载机、胶带输送机能力〉工作面输送机能力液任支架的移架速度要大于采煤机的实际牵引速度第五节大倾角综采工艺特点—、刮板输送机二、采煤机的防滑三、液压支架的防倒防滑第五节大倾角综釆工艺特点倾角加大后，必须有防滑防倒措施1、输送机1）下滑的原因•重力原因a>12。后•推移输送机不当，从工作面上端多次推往下端•输送机机头与转载机机尾搭接不当，浮煤进入底槽•支架带动输送机下滑。321』』10卩2）防止输送机下滑的措施•防止煤进入底槽•面调成伪斜，a=2°~3。•把握推移输送机顺序，从工作面下端移输送机•推移输送机时，用支柱顶住机头，拉紧机尾•a>18。时，要设防滑千斤顶书中图2-29•防止支架下滑。「底座a>12。，必须装防滑、锚固装置伪斜布置控制输送机下滑回风巷工作面原位置工作面推进后位置/运输巷ZfGcosa-sina)彩

L?=MS——运输巷超前回风巷距离；1--工作面长度；pD--刮板输送机下滑童；M——综波面一个循环推进童,2、釆煤机的防滑仅IA煤层倾角大于15。时，链牵引釆煤机必须设置安全液压铰车。（防断链和下滑）A大倾角煤层工作面：优先选用无链电牵引釆煤机-有制动器开釆时：上行割煤速度V3m/min,停机时上下滚筒放到底板上；下行割煤滚筒切入煤壁方可停机。a>15。,滚筒釆煤机，必须有可靠的防滑装置3、液压支架的防倒防滑1）倾角加大后的问题＞支架下滑，下滑力大于摩擦力＞支架倾倒，力矩不平衡2）防倒防滑措施A工作面调斜A由下向上移架，防止大块冲击架尾A防止输送机下滑____A保持下端头排头支架的稳定性A间隔移架A带压移架，在大倾角煤层中，防止咬架》支架宜成组布置，有利于增强支架组稳定(b)全工作面支架稳定性控制,増强调架能力（调错位、挤架、咬架）邻架顶梁间设防倒千斤顶调顶梁邻架顶梁与底座间设防滑千斤顶工作面排头支架顶梁和底座连接2onj_*—3100--横向布置的靖头支架组（绿水洞矿）煤厚2.2〜2.8m机巷超前风巷15〜18m,伪倾斜角8。下端头3架ZTHJ11400/15/23型横式端头架斜切割三角煤进刀倾角小于♦尸双向割煤；倾角大于单向割煤下行割煤、上行收浮煤，从机头向机尾移溜S/6横向布置的端头支架组第六节大采高综采工艺特点一、大采高综采设备要求二、煤帮及顶板管理主要措施大采高综采技术是我国厚煤层高效开采的重要发展方向，主要发展趋势：»采高持续增大，由最初的3.5m到现在的6.5m~7m左右，大采高综采技术的使用范围进一步扩大；A由赋存结构相对简单的等矿区向结构复杂的矿区推广。—、大采咼综采设备要求:>1）采用长摇臂采煤机，并具有足够的卧底量；煤机具有调斜功能，以适应工作面地质条件的变化。>3）工作面采落煤块度大，采煤机和输送机应有大块煤的机械破碎装备。>4）大采高液压支架应具有良好的横向与纵向稳定性和承受偏载的能力；结构和性能应具有较好的防片帮能力，初撑力大、伸缩或折叠式前探梁对端面顶板及时支护；可伸缩护帮板应能平移至顶梁端部以外，且具有足够的护帮面积和护帮阻力。>5）大采高工作面矿压显现强烈，支架应具有较大的支护强度和自身强度。二、煤帮及顶板管理主要措施:>1）加快推进速度，降低矿压对煤壁影响，防止煤壁片帮。>2）带压擦顶移架，减少对顶板的破坏。>3）割煤后及时使用伸缩梁和护帮板支护顶帮。>4）制定煤壁加S技术应急预案。如利用“马丽散”煤壁加固等。>5）对支架位态实施监测，掌握液压支架工作状态。>6）在易片帮、掉顶区域，保证煤机通过高度的前提下适当降低采高，使支架能够支护到煤帮，避免了掉顶的砰石从支架前方掉落到工作面输送机中。例：＞晋城寺河矿，采用引进S1500电牵引采煤机，最大采高可达5.2m,两柱掩护式支架，支架高度：2.55m〜5.5m、DBT公司刮板输送机、转载机、破碎机，运输能力均在2500t/h以上，平均日产1万t以上。＞神东补连塔煤矿煤层平均厚7.15m，平均采高6.1m，采用艾柯夫公司SL1000型采煤机，郑州煤机厂两柱掩护式ZY10800/28/63，DBT公司生产的刮板输送机，输送能力为4200t/h，年产达1000万t以上。大柳塔矿大釆高一次釆全厚釆煤壮；采煤机:了LS8型双滚筒电牵。I釆煤机・最大日7I截深0.865m卒引速度。-25m,min液压支架：ZY16800/32/70D型掩护式支架工作阻力16800kN架宽2050mm中双链刮板输送机：中部槽2050iddi生产能力6000t/h补连塔22303面为首个f认采扃幻:第七节薄煤层综采工艺一、薄煤层滚筒采煤机综采工艺特点二、薄煤层刨煤机综采工艺三、薄煤层螺旋钻采煤工艺一、薄煤层滚筒采煤机综采工艺特点:A采高低，要有足够的过煤和过机空间高度，要求采煤机机身矮和薄，有足够的功率；A采煤机机身尽可能短，以适应煤层的起伏变化;A有较强破岩过地质构造能力；1A三机配套设备要求结构简单、可靠，便于维护和安装；A尽可能实现割煤、移架、推移输送机的远距离控制。我国几种主要薄煤层滚筒采煤机的技术参数我国几种主要薄煤层滚筒采煤机的技术参数型号BM-1005MG200-BMG344-PWDMG250-BWMG200/450-BWDMG250/550-BWD采高范0.75〜1.0〜0.9〜1.60.85〜1.51.0〜1.71.0〜1.7围/m1.31.8滚筒直径750,8001000,1250900,1000,1250,1400850,10001000,1250,1000,1250,/mm14001400截深/mm600800800800800800机身布置方式骑输送机骑输送机爬底板骑输送机骑输送机骑输送机>2003年大同煤矿集团晋华宫矿使用国产薄煤层滚筒式MG200/450-WD采煤机，在煤层厚1・2〜1.5m的煤层，实现了最高日产量为6766t，最高月产量为160309t,年产量101万t。二、薄煤层刨煤机综采工艺:刨煤机类型:a—拖钩刨；b一滑行刨；c—拖钩滑行刨图注：1一煤刨；2—牵引链；3一掌板；4一千斤顶；5—滑架；6一滑板刨煤机综采面布置图1—回风平巷3—刨煤机4一液压支架5—刮板输送机6—单体金属支架7—转载机8—工字钢支架9—乳化液泵站10—移动变电站11一运输平巷■=□=(尸一(IMs；800,18007LTT二一———80018001000—刨煤机适用条件：>（1）煤层厚度在2m以下，倾角较小。>（2）煤质中硬及中硬以下，不粘顶板，不含大块硬夹砰。>（3）底板平整，硬度较