采煤工艺设计

模块Ⅲ采煤工艺设计课题八炮采与普采工艺设计课题九综合机械化采煤工艺设计课题十其他开采方式的工艺特点总目录下页上页爆破采煤工艺：简称“炮采〞，其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤．用单体支柱和顶梁或悬移液压支架支护任务空间顶板。普通机械化采煤工艺：简称“普采〞，其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采空区处置与炮采工艺根本一样。综合机械化采煤工艺：简称“综采〞，即破、装、运、支、处五个主要工序全部实现机械化.下页上页一、适于采用综采工艺的条件适用：煤层地质条件较好、构造少。优先配备综采的条件序号使用条件井型/Mt·a-1煤层厚度/m煤层倾角/（0）地质构造基本顶（级别）直接顶（类型）备注1中厚煤层＞1.201.3～3.5＜15比较简单Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、2、3大型矿井2厚煤层开采＞1.20＞5＜15比较简单Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、2、3大型矿井3厚煤层一次采全高＞1.203.5～4.0＜15比较简单Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、2、3大型矿井4经济型综采＞0.603.0以下＜25比较简单Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、2、3大型矿井下页上页可以配备综采的特殊条件序号使用条件井型/Mt·a-1煤层厚度/m煤层倾角/（0）地质构造基本顶（级别）直接顶（类型）1厚煤层一次采全高＞1.204.04.5＜15简单Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、2、32坚硬难冒顶板＞1.20中厚煤层＜15简单Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3、43薄煤层＞0.60＞1.11.3＜15简单Ⅲ、Ⅳ1、2、34急斜特厚煤层放顶煤＞0.45＞15＜45简单Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、2、3下页上页二、适宜普采工艺的条件普采对地量变化的顺应性比综采强，任务面搬迁容易。对推进间隔短、外形不规那么、小断层和褶曲较发育的任务面，综采的优势难以发扬，而采用普采那么可获得较好的效果。与综采相比，普采操作技术较易掌握，组织消费比较容易。因此，普采是我国中小型矿井开展采煤机械化的重点。下页上页三、炮采工艺的主要优点炮采工艺技术配备投资少，顺应性强，操作技术容易掌握，消费技术管理比较简单，是我国目前采用依然较多的一种采煤工艺，2006年国有重点煤矿炮采产量占25%左右。但是，由于炮采单产和效率低、劳动条件差，根据我国的技术政策，凡条件适于机采的炮采面，特别在国有重点煤矿都要逐渐改呵斥为普采面。在炮采工艺方式上，应积极推行运用新技术、新设备、新资料，尽量提高装煤机械化程度，减少劳动强度。下页上页课题八炮采与普采工艺设计义务一爆破设计义务二单滚筒采煤机任务方式的选择义务三任务面支护设计义务四普采任务面工艺参数和设备配套下页上页模块首页义务一爆破设计知识点才干点1、爆破采煤工艺过程2、爆破落煤的要求3、毫秒爆破参数确实定方法和平安技术措施可以根据任务面煤层和顶板岩层等详细条件，编制爆破设计阐明书下页上页课题首页爆破采煤工艺设计主要是爆破设计和支护设计两个方面，爆破设计主要是编制爆破设计阐明书。阐明书的内容及要求包括：〔1〕炮眼布置图必需标明采煤任务面的高度和打眼范围或掘进任务面的巷道断面尺寸，炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号，并用正面图、平面图和剖面图表示。〔2〕炮眼阐明表必需阐明炮眼的称号、深度、角度、运用炸药、雷管的种类、装药量、封泥长度、连线方法和起爆顺序〔3〕爆破作业阐明书必需编入采掘作业规程，并根据不同的地质条件和技术条件及时修正补充。下页上页义务首页除上述<煤矿平安规程>规定的要求外，爆破作业阐明书还必需有预期爆破效果表，阐明炮眼利用率、每循环进尺和炮眼总长度，炸药和雷管总耗费量及单位炸药耗费量等主要技术经济目的。炮眼名称循环个数角度眼深(m)眼距（米）炸药雷

管封孔炮眼角(°)仰角(°)俯角(°)距顶板距底板间距种类每眼装药量(kg)每循环装药量(kg)种类段数循环用量(发)水炮泥(个)封孔长度(m)顶眼腰眼底眼每循环炮眼数每循环总药量(kg)每循环雷管数(发)每循环水炮泥数(个)炮眼阐明表下页上页义务首页一、爆破落煤爆破落煤，包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序。爆破落煤要求：保证规定进度、任务面平直，不留顶煤和底煤，不破坏顶板，不崩倒支柱和不崩翻任务面保送机，崩落煤炭高度和块度适中，尽量降低电雷管和炸药耗费。爆破参数，包括炮眼陈列、角度、深度、装药量、一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。根据煤层的强度、厚度、节理和裂隙的发育情况及顶板条件确定。根据爆破落煤所用电雷管不同，可以分瞬发雷管爆破、毫秒雷管爆破〔也称微差爆破技术〕两种。相关知识爆破采煤的工艺过程包括打眼、爆破落煤和装煤、人工装煤、刮板保送机运煤、移置保送机、支护和回柱放顶等主要工序。下页上页义务首页〔一〕瞬发雷管爆破1、炮眼布置①单排眼：普通用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层，如图〔a〕所示。②双排眼：其布置方式有对眼、三花眼和三角眼等，普通适用于采高较小的中厚煤层。煤质中硬时可用对眼，煤质软时可用三花眼，煤层上部煤质软或顶板较破碎时可用三角眼，如图〔b〕所示。③三排眼：亦称五花眼，用于煤质巩固或采高较大的中厚煤层，如图〔c〕所示。下页上页义务首页下页上页义务首页动画2、炮眼角度应满足以下要求：①炮眼与煤壁的程度夹角普通为500～800，软煤取大值，硬煤取小值。为了不崩倒支架，应使程度方向的最小抵抗线朝向两柱之间的空档；②顶眼在垂直面上向顶板方向仰起50～100，要视煤质软硬和煤层粘顶情况而定，应保证不破坏顶板的完好性；③底眼在垂直面上向底板方向坚持100～200的俯角，眼底接近底板，以不丢底煤和不崩翻保送机为原那么。下页上页义务首页3、炮眼深度根据每次的进度而定。普通每次进度有0.8m、1.0m、1.2m三种，与单体支架顶梁长度相顺应。每个炮眼的装药量根据煤质软硬、炮眼位置和深度以及爆破次序而定，通常为150～600g。4、其他参数爆破采用串联法联线，普通可将可弯曲刮板保送机移近煤壁。每次起爆的炮眼数目，应根据顶板稳定性、保送机启动及运输才干、任务面平安情况而定。条件好时，可同时起爆数十个眼；如顶板不稳定，每次只能爆破几个眼，甚至留煤垛间隔爆破。下页上页义务首页〔二〕毫秒雷管爆破1.爆破器材〔1〕炸药。根据矿井的瓦斯等级，低瓦斯矿井选用二级煤矿许用炸药；高瓦斯矿井选用三级煤矿许用炸药；有煤与瓦斯突出危险任务面选用三级煤矿含水炸药。〔2〕毫秒雷管。选用1～5段合格的煤矿许用的毫秒雷管，桥丝为镍铬丝，铁脚线，电阻普通为5.5～6.0Ω。〔3〕其他器材。发爆器采用最大起爆才干为50～100发的MFB-50A和MFB-100A型。下页上页义务首页2.炮眼布置炮眼布置原那么，普通是根据采高、推进度、煤的硬度、裂隙节理与顶底板岩石性质及有无夹矸而定。采高小于1.6m，采用三花眼布置；采高超越2m，采用五花眼布置；采高在1.6～2m之间，视煤质软硬而定：煤质较软，f=1～1.5，按三花眼布置；煤质较硬，f=1.5以上，按五花眼布置。3.炮眼间距、深度与角度炮眼深度视推进度而定，普通为0.8～1.25m；炮眼角度在垂直煤壁的立面上，普通仰角为2°～3°，最多5°～8°〔顶板破碎时打平眼〕，俯角普通为5°～10°，最大不超越15°，如下图。炮眼与煤层的程度夹角普通为55°～80°〔煤软取大值〕。据一些矿井实验得知，煤质中等硬度时，顶眼间距为1.1～1.3m，底眼间距为0.9～1.0m，装药量为300～500g，可获得较好的爆破效果。下页上页义务首页下页上页义务首页4.确定合理的间隔时间与起爆顺序合理的间隔时间，应大于弹性震动延续时间〔普通为4～6ms〕，应大于煤〔岩〕开场挪动到构成裂隙时间〔普通为4.3～5.8ms〕。确定合理间隔时间的方法是经过现场实验，当炸药耗费量低，炮眼利用率高，震动小，即为合理的间隔时间。下页上页义务首页起爆顺序合理与否，是决议毫秒爆破效果好坏的关键。据一些矿井实验得知，底眼依次１～5段起爆，顶眼2～5段起爆。前段炮眼爆破后，对后段爆破相当于添加一个自在面，爆破效果好、装煤率高，且不崩倒支柱。据测试，用瞬发雷管崩动支柱的占50%～70%，而毫秒雷管仅占3.5%，爆破顺序合理时可降至0.5%。详细炮眼起爆顺序如下图。下页上页义务首页5.运用毫秒爆破的平安技术措施〔1〕装药。必需运用与矿井瓦斯等级相顺应的矿用答应炸药，合格的煤矿许用毫秒雷管，1～5段总延期量不许超越130ms。采用正向装药，并要延续装药，药卷间不许留有间隔。必需装水炮泥，炮孔剩余部分还要用炮泥封满。每装好一个炮眼，其雷管脚线须及时短路拧好，按设计的起爆顺序装药，不准装错。〔2〕爆破。炮眼间必需采用串联，不许用并联或串并联。爆破前要采用数字欧姆表或光电导通表检查爆破网路的导通情况，确定无误，方可起爆。任务面爆破时，必需运用一台发爆器，发爆器要保证起爆电流不小于1.5～2.0A，并要定期检查发爆器参数和改换电池，保证有足够的起爆才干。下页上页义务首页〔3〕通风和瓦斯管理。任务面要有足够的风量，设好防尘水管，放炮前后都必需洒水降尘。对高瓦斯矿井，应设专职瓦斯检查员，坚持装药前、爆破前、爆破后的瓦斯检查，发现瓦斯超越1%时，不许装药爆破。〔4〕顶板控制。任务面爆破前，支柱必需保质保量支设完好，爆破后必需及时挂梁、支柱，减少空顶时间，如有崩翻棚柱，必需先扶棚，后出煤。过断层、破碎带时，断层、破碎带上下2m内应降低一次爆破装药量。下页上页义务首页〔5〕其他。不同厂家，不同发火参数的毫秒雷管不许混合运用。一次起爆长度，应根据顶板条件、瓦斯大小、运输才干、发爆器才干和劳动力配备等要素来确定。任务面分茬爆破，一次放炮长度为5～30m。在顶板破碎地段，可根据详细情况，每隔5～15m，留3～5m煤垛的方法，以减少控顶面积。打眼必需按设计的炮眼间距、角度、深度等参数执行，应先开动保送机再放炮。下页上页义务首页二、装煤与运煤1.爆破装煤爆破装煤率可达31%～37%2.人工装煤人工装煤量主要有：保送机与新煤壁之间松散煤安息角线以下的煤；崩落或撒落到保送机采空侧的煤。3.机械装煤在刮板保送机煤壁侧装铲煤板，在保送机的采空侧装上挡煤板。下页上页义务首页4.运煤及移溜运煤：炮采面在煤层倾角25°以下时，可采用普通刮板输送机或可弯曲刮板保送机，倾角25～30°采用搪瓷溜槽，大于30°采用铸石溜槽自溜运煤。推溜：推移保送机千斤顶、液压式、机械式正常段6m一个，机头机尾各三个，弯曲段长度等于或大于15m。下页上页义务首页义务二单滚筒采煤机任务方式的选择知识点知识点1、单滚筒采煤机滚筒的位置和旋转方向2、单滚筒采煤机进刀方式的种类、优缺陷3、单滚筒采煤机割煤方式的种类、优缺陷和适用条件能根据任务面煤层及其顶板岩层的详细条件，合理选择进刀和割煤方式下页上页课题首页普通机械化采煤〔简称普采〕任务面普通采用单滚筒采煤机〔少数条件下用双滚筒采煤机或刨煤机〕落煤和装煤，可弯曲大型刮板输运机运煤，单体液压支柱铰接顶梁〔或∏型长钢梁对棚或悬移液压支架等〕支护、液压推移器移溜。普采任务面上、下区段平巷断面不大，刮板保送机的机头、机尾通常都设在任务面内，故任务面上、下两端需求用人工打眼爆破开切口〔又称机窝〕，上切口长为6～10m，下切口为3～4m。相关知识下页上页义务首页下页上页义务首页一、滚筒的位置和旋转方向普采任务面单滚筒采煤机的滚筒普通位于机体接近保送机平巷一端。这样可缩短任务面下切口的长度，使煤流尽量不经过机体下方，有利于任务面技术管理。右任务面安装左螺旋滚筒，割煤时滚筒逆时针旋转；左任务面安装右螺旋滚筒，割煤时顺时针旋转。下页上页义务首页二、采煤机的割煤方式普采任务面的消费是以采煤机为中心的。采煤机割煤以及与其他工序的合理配合，称为采煤机割煤方式。1.双向割煤、往返一刀采煤机沿任务面倾斜由下而上割顶煤，随机挂梁〔或π型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁〕，到任务面一端后，采煤机翻转弧形挡煤板，下放滚筒由上而下割底煤，清理浮煤，机后10～15m推移保送机，支柱〔或收回前探梁前移悬移支架〕，直至下部切口，采煤机往返一次，煤壁推进一个截深，挂一排顶梁〔或π型梁迈一次步〕，打一排支柱〔或悬移支架前移一次〕。下页上页义务首页双向割煤、往返一刀割煤方式顺应性强，在煤层粘顶、厚度变化较大的任务面均可采用，无须人工清浮煤。但割顶煤时无立柱控顶〔即只挂上顶梁或π型梁迈步前移而无立柱支撑〕时间长，不利于控顶；实行分段作业时，工人的任务量不平衡，工时不能充分利用。下页上页义务首页2.“∞〞字形割煤、往返一刀将任务面分为两段，中部斜切进刀，采煤机在上半段割煤时，下半段推移保送机；采煤机在下半段割煤时，上半段推移保送机〔也称半任务面采煤方式〕。此方式如下图，其特点是在任务面中部保送机设弯曲段，其过程为：在图〔a〕形状采煤机从任务面中部向上牵引，滚筒逐渐升高，其割煤轨迹为A－B－C；在图(b)形状采煤机割至上平巷后，滚筒割煤轨迹改为C－D－E－A，同时全任务面保送机移直；在图〔c〕形状滚筒割煤轨迹为A－E－B－F，任务面上端开场移保送机；在图〔d〕形状滚筒割煤轨迹为F－G－A，全任务面煤壁割直，而保送机机槽在任务面中部出现弯曲段，回复到图(a)形状。下页上页义务首页这种割煤方式可以抑制任务面一端无立柱控顶时间过长、工人的任务量不平衡等缺陷，并且割煤过程中采煤机自行进刀，无须另外安排进刀时间，在中厚煤层单滚筒采煤机普采任务面中常采用。下页上页义务首页3.单向割煤、往返一刀单向割煤、往返一刀割煤方式，如下图。其工艺过程为：采煤机自任务面下〔或上〕切口向上〔或下〕沿底割煤，随机清理顶煤、挂梁〔或π型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁〕，必要时可打暂时支柱。采煤机割至上〔或下〕切口后，翻转弧形挡煤板，快速下〔或上〕行装煤及清理机道丧失的底煤，并随机推移保送机、支设单体支柱〔或收回前探梁前移悬移支架〕，直至任务面下〔或上〕切口。这种割煤方式适用于采高1.5m以下的较薄煤层、滚筒直径接近采高、顶板较稳定、煤层粘顶性强、割煤后顶煤不能及时垮落等条件。下页上页义务首页4.双向割煤、往返两刀双向割煤、往返两刀割煤方式又称穿越割煤，如下图。首先采煤机自下切口沿底上行割煤，随机挂梁〔或π型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁〕和推移保送机，并同时铲装浮煤、支柱〔或收回前探梁前移悬移支架〕，待采煤机割至上切口后，翻转弧形挡煤板，下行反复同样工艺过程。当煤层厚度大于滚筒直径时，挂梁〔或π型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁〕前要处置顶煤。该方式主要用于煤层较薄并且煤层厚度和滚筒直径相近的普采任务面。下页上页义务首页三、单滚筒采煤机的进刀方式1.直接推入法进刀采煤机向上运转时升起摇臂，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋及弧形挡煤板装煤。工人随机挂梁〔或π型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁〕，托住刚暴露的顶板。采煤机运转至任务面上切口后，翻转弧形挡煤板，将摇臂降下，开场自上而下运转，滚筒割底煤并装余煤。采煤机下行时负荷较小，牵引速度较快。滞后采煤机10～15m，依次开动千斤顶推移保送机，与此同时，保送机槽上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完保送机后，开场支设单体液压支柱〔或悬移支架前移〕。当采煤机割底煤至任务面下切口时，支设好下端头处的支架，移直保送机，采煤机滚筒直接推入下切口进入新的位置，以便重新割煤，如下图。下页上页义务首页直接推入法进刀方式〔a〕推入切口前〔b〕推入切口后下页上页义务首页2.斜切进刀斜切进刀可分为任务面端部和中部斜切进刀，端部斜切进刀又有割三角煤和留三角煤两种方式。〔1〕中部斜切进刀“∞〞字形割煤时，采煤机沿任务面中部保送机弯曲段斜切进入煤层，完成进刀，这种进刀方式有利于端头作业和顶板支护，如图。下页上页义务首页〔2〕端部斜切进刀①割三角煤进刀。现以采煤机上行割顶煤、下行割底煤的割煤方式为例阐明斜切进刀割三角煤进刀的详细过程，如以下图：在图〔a〕形状采煤机割底煤至任务面下端部；由图〔b〕形状采煤机返向沿保送机弯曲段运转，直至完全进入保送机直线段，当其滚筒沿顶板斜切进入煤壁到达规定截深时便停顿运转；从图〔c〕形状推移保送机机头及弯曲段，使其成不断线；至图〔d〕形状采煤机返向沿顶板割三角煤直至任务面下端部；到图〔e〕形状采煤机进刀终了，上行正式割煤，开场时滚筒沿底板割煤，割至斜切终点位置时，改为滚筒沿顶板割煤。这种进刀方式有利于任务面端头管理，保送机坚持成一条直线，但比较费时，采煤机要在任务面端部20～25m行程内往返一次，并要等待移机头和重新支护端头支架。下页上页义务首页割三角煤端部斜切进刀下页上页义务首页②留三角煤进刀。留三角煤进刀的过程，如以下图：在图〔a〕形状采煤机割煤至任务面下端头后，返向上行沿保送机弯曲段割三角底煤〔上刀留下的〕，割至保送机直线段时改为割顶煤直至任务面上切口；到图〔b〕形状推移机头和弯曲段，将保送机移直，在任务面下端部留下三角煤；至图〔c〕形状采煤机下行割底煤至三角煤处改为割顶煤直至任务面下端部；再到图〔d〕形状随机自上而下推移保送机至任务面下端部三角煤处，完成进刀全过程。这种进刀方式与割三角煤方式相比，采煤机无须在任务面端部往返斜切，进刀过程简单，移机头和端头支护与进刀互不干扰。但由于任务面端部煤壁不直，不易保证工程质量。普采任务面双滚筒采煤机的任务方式与综采任务面双滚筒采煤机任务方式一样。下页上页义务首页留三角煤端部斜切进刀下页上页义务首页义务三任务面支护设计知识点才干点1、任务面支架种类和布置方式2、任务面控顶方式、最大控顶距、最小控顶距和放顶步距3、特种支架的种类可以根据任务面煤层和顶底板岩层详细情况，合理进展任务面支护设计下页上页课题首页一、任务面支架布置方式确实定1.单体液压支柱和金属铰接顶梁普通均采用单体液压支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。按悬臂顶梁与支柱的关系，可分为正悬臂与倒悬臂两种，如下图。炮采和普采任务面支架布置方式主要有齐梁直线柱和错梁直线柱两种，如图。〔a〕正悬臂〔b〕倒悬臂下页上页义务首页下页上页义务首页齐梁直线柱的布置特点梁端沿煤壁方向对齐，支柱排成直线。落煤时，任务面一次进度〔爆深或截深〕应与铰接顶梁长度相等。每次落煤后沿任务面全部挂梁、支柱，普通全部为正悬臂支架。这种支架方式简单，规格质量容易掌握，放顶线整齐；工序较简单，便于组织和管理。下页上页义务首页错梁直线柱布置的特点任务面一次进度〔爆深或截深〕为顶梁长度的一半；正倒悬臂支架相间布置；每次落煤后间隔挂梁，顶梁交错向前挪动；任务面全长完成第一次落煤时，支暂时支柱，任务面全长完成第二次落煤煤时，暂时支柱改为永久支柱，任务面全长完成二次落煤任务面添加一排控顶距，该布置方式机道上方顶板悬露窄，支护及时；任务面全长完成一次落煤挂梁、支柱数量少，任务量平衡；支柱成直线，行人、运料方便；在切顶线处支柱不易被埋住，因此为现场多用。但是，对切顶不利，倒悬臂梁易损坏。下页上页义务首页最小控顶距时应有３排支柱，以保证有足够的任务空间最大控顶距时普通不宜超越5排支柱。通常推进一或两排柱放一次顶，即三四排或三五排控顶。在有周期来压的任务面中，当任务空间到达最大控顶距时，为了加强对放顶处顶板的支撑作用，回柱之前常在放顶处另外架设一些加强支架，称为任务面的特种支架。特种支架的方式很多，有丛柱、密集支柱、木垛、斜撑支架以及切顶墩柱等。〔a〕丛柱〔b〕密集支柱〔c〕木垛〔d〕斜撑支架下页上页义务首页2.单体液压支柱和π型长钢梁组成的迈步抬棚如下图，这种支架布置的控顶方式普通为三四排控顶。梁的长度为机道宽度和两个排距之和，每架棚子由两根梁组成，两根梁相距0.2m，前后相错一次进度长，梁端距煤壁0.2m～0.3m，两架棚子相距0.6m～0.8m。随任务面每次落煤，每架棚子中滞后的顶梁前移，这样两根顶梁交错前移。下页上页义务首页π型长钢梁下页上页义务首页3.悬移液压支架悬移液压支架是炮采和普采最新出现支护方式，其顶梁和单体液压支柱联接在一同，顶梁由贯穿任务面全长的方形梁承托。随任务面落煤，液压支柱回缩柱根提起，顶梁和液压支柱一同向前移开任务面一次进度的间隔后，液压支柱伸长柱根落向底板支撑顶梁。悬移液压支架按照顶梁的宽窄有分体顶梁、整体顶梁和复合顶梁三种类型；按照刮板保送机的位置和数量又有前部单保送机、中部单保送机和前部中部双保送机三种类型〔如图〕。前部单保送机适用于单一薄及中厚煤层的开采，中部保送机和前部中部双保送机适用于厚煤层放顶煤开采。下页上页义务首页〔a〕分体顶梁；〔b〕整体顶梁；〔c〕复合顶梁下页上页义务首页分体顶梁液压支架下页上页义务首页整体顶梁液压支架下页上页义务首页复合顶梁液压支架下页上页义务首页二、任务面支护设计〔一〕单体液压支柱和铰接顶梁或π型长钢梁支护设计1.支柱规格选择①支柱最大高度计算：②支柱最小高度计算：Mmax——任务面开采范围内的煤层最大采高，m；Mmin——任务面开采范围内的煤层最小采高，m；c——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，m；η——顶板下沉系数，取=0.025～0.05；L1——任务面顶板最大控顶距；s——活柱最小平安回柱行程，普通取0.05m。下页上页义务首页2.任务面支护参数确实定①任务面的支护强度pt：顶板压力大小，通常用支护强度来表示。所谓支护强度，就是指顶板单位面积所需的支撑力。目前确定支护强度的方法有方法三种。一是有本煤层临近任务面的矿压观测资料，据此来确定任务面支架的支护强度；二是根据本煤层的顶板分类，经过查表即可求得任务面的支护强度，这种方法对缓倾斜煤层是比较可靠的；三是估算法，当没有上述两种数据时，也可以采用估算法求得任务面的支护强度。其计算公式如下：Kd——动载系数，普通不超越2；Kp——直接顶岩石的碎胀系数，普通为1.25～1.5，所以Kd/(Kp－1)＝4～8；m——任务面平均采高，m；ρ——任务面顶板岩石平均重度，普通取ρ＝25kN/m3；，kPa下页上页义务首页②支柱的有效支撑才干pE：③任务面所需支护密度n：④支架排距b：在普采和炮采任务面，当排距小于0.8m时，行人困难，会降低工人的消费率。因此，根据采煤机截深的不同，排距主要有三种规格：0.8m、1.0m、1.2m。⑤任务面支柱的柱距α：kE——支柱有效支撑系数，单体液压支柱取0.8；PA——支柱的最大任务阻力，kN；，Kn，根/m2下页上页义务首页计算出任务面柱距后，根据顶板管理的要求选取小于计算值的整数值。采用π型长钢梁对棚支护时，柱距可取大于计算值的整数值。3.任务面所需支柱、顶梁数量N式中LN——最大控顶距时支柱的排数；L——任务面的长度，m；在思索任务面暂时支护、加强支护与备用量的要求，任务面支柱须添加10%～15%，顶梁须添加2%～4%。采用π型长钢梁对棚支护时，支柱数量为计算值的2倍；顶梁数量按照任务面支架布置要求，以一梁4柱进展计算。下页上页义务首页〔二〕悬移液压支架支护设计根据任务面煤层地质条件、顶底板性质、采煤工艺、最大与最小采高等，选择较适宜的支架的型号和规格，最后进展支护强度验算。支护强度验算方法如下：1.计算支护强度pt2、计算支架任务阻力PA式中LK——梁端距，m；LD——顶梁长度〔支架处在最大控顶距时的顶梁长度〕，m；B——支架支护宽度〔或支架中心距〕，m。3.对比验算当P＞PA〔P为支架额定任务阻力〕时，支架选择合格；否那么重新选择。下页上页义务首页三、任务面端头支护设计任务面上下端头是任务面和平巷的交会处，此处控顶面积大，设备人员集中，又是人员、设备和资料出入任务面的交通口。因此，搞好任务面端头支护极为重要。端头支护应满足以下要求：要有足够支护强度，保证任务面端部出口的平安；支架跨度要大，不影响保送机机头、机尾的正常运转，并要为维护和支配设备人员留出足够活动空间；要可以保证机头、机尾的快速移置，缩短端头作业时间，提高开机率。下页上页义务首页①单体支柱加铰接顶梁支护如下图，为了在跨度大处固定顶梁铰接点，可采用双钩双楔梁，或将普通铰接顶梁反用，使楔钩朝上。下页上页义务首页②用4～5对长梁加单体支柱组成的迈步走向抬棚支护下页上页义务首页③用根本支架加走向迈步抬棚支护如下图，除机头、机尾处支护外，在任务面端部原平巷内可用顺向托梁加单体支柱或“十〞字铰接顶梁加单体支柱支护。下页上页义务首页四、超前支护设计任务面运输和回风顺槽接近任务面的20m左右，有时可到达30m的范围内，由于任务面前方挪动支承压力和顺槽两侧固定支承压力的共同作用，而使该范围内顺槽压力很高，假设依然采用正常巷道支护方式，很难到达支护目的，有时甚至发惹事故而影响任务面正常消费，为此应加强该范围内顺槽支护。在消费实际中，任务面顺槽断面外形和支护方法各异。所以，应在矿山压力观测的根底上，充分思索煤层及其顶底板岩层的性质，结合顺槽断面外形和支护方式，确定超前支护间隔和支护方式。下页上页义务首页〔a〕工字钢梯形棚巷道〔b〕锚〔或锚网〕梯形巷道〔c〕锚〔或锚网〕矩形巷道〔d〕锚〔或锚网〕拱形巷道〔e〕拱形U钢巷道1—工字钢棚梁；2—工字钢棚腿；3—π钢长梁；4—单体支柱；5—π钢棚梁；6—U钢棚子；7—锚杆下页上页义务首页五、任务面支护应掌握的根本要点1.加强机道支护机道是任务面支护的薄弱点，这里往往由于片帮和不能及时支护发生部分冒顶。加强机道支护主要方法有：向煤壁开梁窝架超前梁，落煤后立刻打暂时支柱；提高支柱支撑力和支护刚度。近年来Π形钢顶梁加强破碎顶板和分层网下顶板的机道支护是非常有效的，所谓Π形钢顶梁就是用Π形钢对焊成的2.6m长钢梁，Π形钢顶梁在任务面是成对布置，随采煤机割煤，Π形钢顶梁交替前移，及时支护顶板。下页上页义务首页2.加强放顶线支护的稳定性无论是有排柱还是无排柱，由于直接顶垮落或根本顶来压，往往因程度推力而推倒末排支柱。为此，必需使末排支柱不仅支撑力强，而且支护形状稳定。普通采用斜撑把排柱连锁起来，构成一个防护整体，必要时加打木垛，硬顶板时打双排柱或打对柱、丛柱等添加切顶力。3.加强任务面端头维护其支护方式普通采用四对八梁走向大抬棚。十字梁是任务面端头的一种有效支护，选用时根据顶板条件、保送机传动安装以及人行道的要求可灵敏调整。下页上页义务首页4.加强任务面“三度〞管理支护强度是指任务面单位顶板面积上的支护阻力。支护强度应以任务面最困难形状下满足支架—围岩岩体体系的平衡，不发生艰苦顶板事故为准那么。支护密度是指控顶范围内单位面积顶板所支设的支柱数量。设计支柱密度时必需掌握任务面所用支柱的实践阻力情况，加强金属支柱抽样实验和失效检查。支护刚度是指支护物产生单位紧缩量所需求的力。提高支护刚度的主要措施是：〔1〕去除浮煤浮矸，保证支柱支在实顶实底上；〔2〕顶底板松软时支柱穿鞋戴帽。柱帽规格不应过大，更不允许带双帽、穿双鞋；〔3〕严厉支柱操作，坚持运用液压升柱器升柱，坚持支柱有足够的初撑力。下页上页义务首页采空区处置随着采煤任务面不断向前推进，顶板悬露面积越来越大，为了工作面的平安和正常消费，就需求及时对采空区进展处置。由于顶板特征、煤层厚度和维护地表的特殊要求等条件不同，采空区有多种处置方法，但最常用的是全部垮落法。方法：当任务面从开切眼推进一定间隔后，自动撤除采煤任务空间以外的支架，使直接顶自然垮落。以后随着任务面推进，每隔一定间隔就按预定方案回柱放顶。特点：简单可靠、费用少；凡是条件适宜时均应尽能够采用这种方法。适用：直接顶易于垮落或具有中等稳定性的顶板。主要工序：配合任务面推进定期进展回柱放顶任务，链接知识下页上页义务首页〔a〕最小控顶距时支架方式；〔b〕第一次推进后支架方式；〔c〕放顶前〔最大控顶距〕支架方式；〔d〕放顶后恢复到最小控顶形状下页上页义务首页动画当任务面推进一次或二次之后，任务空间到达允许的最大宽度，即最大控顶距，应及时回柱放顶，使任务空间只保管回采任务所需求的最小宽度，即最小控顶距。假设不放顶，任务面继续向前推进，就会使顶板悬露过宽而顶板压力过大，占用支柱和顶梁过多。最小控顶距普通为3排支柱，最大控顶距为４排或５排支柱。最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距。任务面运用单体液压支柱时，通常用人工回柱，有时支柱钻底或被垮落碎矸埋住，那么需辅以拔柱器。回柱应按由下而上、由采空区向煤壁方向的顺序进展，并应遵守平安规程的各项规定，以保证回柱放顶任务的平安。下页上页义务首页“三、四〞排放顶“三、五〞排放顶下页上页义务首页义务四普采任务面工艺参数和设备配套知识点才干点1、普采任务面上、下切口长度和深度2、影响斜切进刀段长度的要素3、刮板保送机弯曲段长度与哪些参数有关可以根据任务面的实践情况，进展设备配套设计下页上页课题首页根据平巷宽度、采煤机和保送机的构造尺寸、截深，确定上、下切口的长度和深度；根据保送机机头〔尾〕布置的位置和长度、采煤机机身长度、保送机弯曲段长度等要素，确定斜切进刀段长度；根据任务面煤层地质条件，进展设备配套设计。下页上页义务首页一、普采任务面工艺参数确定下切口长度：普通为3～4m。上切口长度：视机身长度和煤机牵引的终点位置而定，普通为6～10m；切口的深度：普通为截深的2～3倍；截深0.8m和1.0m时，切口深度应不小于2倍截深；截深0.5m和0.6m时，应大于3倍截深，以确保迈步式端头抬棚的顺利前移。斜切段长度：等于采煤机机身长度加保送机弯曲段长度。保送机弯曲段长度与机槽尺寸、机槽间程度可转角度、每次推移步距〔即采煤机滚筒截深〕等参数有关。相关知识下页上页义务首页二、普采任务面的设备配套〔一〕普采任务面设备横向配套尺寸如下图的普采任务面，通常把割一刀煤的全部工序完成以后，前排柱中心线至煤壁的间隔称为机道宽度〔D〕；机道宽度加截深称为无立柱空间宽度〔R〕。很显然，机道宽度D取决于保送机机槽总宽度Ｗ，即图中铲煤板宽度F、中部槽宽度G、导轨宽度J、电缆槽宽度V之和。下页上页义务首页当煤壁不直或采煤机进入保送机弯曲段时，为防止滚筒截割铲煤板，应在煤壁和保送机铲煤板之间留有一个间隙Z，普通Z=50～150mm；此外，机道宽度还应包括保送机电缆槽与前排支柱之间的空距X，以保证在支柱向煤壁方向偏斜或保送机移设不直时，电缆及水管等不被挤坏，普通X=50～100mm；从前排柱中心线算起，还应包括支柱半径d/2。这样无立柱空间宽度R为B——采煤机滚筒截深，mm；d——单体液压支柱缸体直径，mm。下页上页义务首页影响无立柱空间宽度R的主要尺寸是机道宽度D和截深B。而机道宽度D主要是由保送机机槽总宽度W决议的，而W值那么取决于配套采煤机底托架的导向与支承部分的宽度和消费率。采煤机和保送机的消费率必需相匹配，并受机槽宽度的制约。因此，要保证普采面有一定消费才干，也必需相应保证普采任务面设备有一定的横向配套尺寸。从控顶角度思索，无立柱空间宽度R越小越好，但设备型号确定后，机道宽度已定，只需思索改动截深B。因此，在普采设备选型中，应根据煤层地质条件特别是顶板稳定性选择不同型号的设备和采煤机截深。下页上页义务首页〔二〕端面距〔T〕确实定端面距〔T〕值，是普采任务面能否管好机道上方顶板的关键因素之一。当设备型号确定后，T值大小取决于顶梁长度、截深、单体支架的构造及尺寸，如下图。当采用正悬臂支架时，端面距T值可表示为：T=D－l1式中l1——支架前探梁长度，mm。当支架为倒悬时，能够会出现两种情况：一是可以挂上一棵无立柱顶梁，如图中所示l2；二是不能挂上无立柱顶梁。两种情况之端面距T值可分别表示为：T1=D－l1－L；T2=D－l1式中Ｔ１、Ｔ２——表示采用倒悬臂支架时的端面距，m；Ｌ——顶梁长度，mm。当煤壁易片帮时，片帮后添加了空顶宽度，有时在Ｄ＜〔Ｌ＋l１〕情况下，仍需再挂上一棵无立柱顶梁，有利于顶板管理。下页上页义务首页本课题终了下页上页课题首页课题九综合机械化采煤工艺设计义务一综合机械化采煤工艺方式选择义务二综采任务面设备选型与配套设计义务三综采任务面端头与超前支护下页上页模块首页义务一综合机械化采煤工艺方式选择知识点才干点1、综采面双滚筒采煤机割煤是滚筒位置和旋转方向2、双滚筒采煤机进刀方式和割煤方式3、液压支架的移架方式和支护方式能根据综采面的煤层、顶板条件，合理确定进刀、割煤、移架和支护方式下页上页课题首页综采任务面三机布置立体图下页上页义务首页一、任务面主要设备布置综采任务面设备布置图1—采煤机；2—刮板保送机；3—支架；4—下端头支护；5—上端头支护；6—转载机；7—胶带保送机；8—配电箱；9—乳化液泵站；10—设备平板列车；11—挪动变电站；12—喷雾泵站；13—液压绞车；14—集中控制台下页上页义务首页二、综采面双滚筒采煤机任务方式〔一〕滚筒的转向和位置1、滚筒的转向综合机械化采煤工艺普通均采用双滚筒采煤机，不开切口进刀。当我们面向煤壁站在综采任务面时，通常采煤机的右滚筒应为右螺旋，割煤时顺时针旋转；左滚筒应为左螺旋，割煤时逆时针旋转。这种布置方式司机操作平安，煤尘少，装煤效果好。下页上页义务首页动画在某些特殊条件下，如煤层中部含硬夹矸时，可运用采煤机的右滚筒为左螺旋，逆时针旋转；左滚筒那么为右螺旋，顺时针旋转，如图所示。运转中，前滚筒割底煤，后滚筒割顶煤，在下部采空的情况下，中部硬夹矸易被后滚筒破落下来。下页上页义务首页动画有一些型号的薄煤层采煤机滚筒与机体在一条轴线上，前滚筒割出底煤以便机体经过，因此也采用“前底后顶〞式布置，如图〔c〕所示。有时，过地质构造也需求采用“前底后顶〞式，后滚筒割顶煤后，立刻移支架，以防顶煤或碎矸垮落，如图〔d〕所示。下页上页义务首页动画动画〔二〕综采面双滚筒采煤机的割煤方式综采面采煤机的割煤方式是综合思索顶板管理、移架与进刀方式、端头支护等要素确定的，主要有两种：〔1〕往返一次割两刀。这种割煤方式也叫做“穿越割煤〞，多用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面，任务面为端部进刀。〔2〕往返一次割一刀，即单向割煤，任务面中间或端部进刀。该方式适用于：顶板稳定性差的综采面；煤层倾角大、不能自上而下移架，或保送机易下滑、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任务的综采面。下页上页义务首页〔三〕综采面采煤机的进刀方式1.任务面端部斜切进刀割三角煤进刀过程：①当采煤机割至任务面端头时，其后的保送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤，如图a所示；②互换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿保送机弯曲段返向割入煤壁，直至保送机直线段为止。然后将保送机移直，如图b所示；③再互换两个滚筒上下位置，重新前往割煤至保送机机头处，如图c所示；④将三角煤割掉，煤壁割直后，互换上下滚筒，返程正常割煤，如图d所示。下页上页义务首页2.综采面中部斜切进刀图所示是综采面中部斜切进刀过程，其特点是保送机弯曲段在工作面中部，操作过程为：①采煤机割煤至任务面左端；②空牵引至任务面中部，并沿保送机弯曲段斜切进刀，继续割煤至任务面右端；③移直保送机，采煤机空牵引至任务面中部；④采煤机自任务面中部开场割煤至任务面左端，任务面右半段保送机移近煤壁恢复初始形状。下页上页义务首页3.滚筒钻入法进刀滚筒钻入法进刀的过程。①采煤机割煤至任务面端部距终点位置3～5m时停顿牵引，但滚筒继续旋转；②开动千斤顶推移支承采煤机的保送机槽；③滚筒边钻进煤壁边上下或左右摇动，直至到达额定截深并移直保送机；④采煤机割煤至任务面端头，可以正常割煤。下页上页义务首页三、综采面液压支架的移架方式〔一〕移架方式下页上页义务首页〔二〕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乳化液经过才干、支架所处形状及操作方便程度、人员操作技术程度等要素。而当这些要素一样时，决议移架速度的关键要素那么是移架方式。支架的移架速度vz〔m/min〕可用下式表示：式中vz——移架速度，m/min；B——一架支架的宽度，m；t——移设一架支架或一组支架的总时间，tz=te+Ntd，min；t2——移设一架支架的操作调整时间，min；t1——移设一架支架的供液时间，min；N——采用分组间隔交错式和成组整体依次顺序式移架方式时，表示同时挪动的架数；分段依次顺序移架时，表示所分段数。下页上页义务首页实测阐明，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，同时前移的支架数添加到N，供液时间也相应添加，但调整操作时间t1仍等于单架的调整操作时间，由于t1远大于t2，故移架速度可加快。假设同时前移的支架数添加到N，泵站流量也添加到N倍，那么多架支架同时前移时的供液时间也没有添加，故可使移架速度进一步提高。下页上页义务首页〔三〕顶板管理受移架方式的影响选择移架方式不仅要思索移架速度，还要思索对顶板管理的影响。普通说来，单架依次顺序移架虽然速度慢，但卸压截面积小，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，采用后两种移架方式时，同时前移的支架数N也不宜大于3，以防顶板情况恶化。由于顶板情况多变，还要按照详细情况思索移架方式：下页上页义务首页〔1〕依次顺序移架时沿任务面支架任务阻力分布，如图a所示。图中1～2段对应未采煤段，支架为恒阻，2～3段对应割煤，支架任务阻力稍有下降，5表示支架卸载，4～5对应该段支架在原位置的阻力下降，5～7表示支架移架后任务阻力的逐渐上升，至7～8段又到达了恒阻。在采煤机任务范围内移架，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，采煤和移架要坚持合理间隔。下页上页义务首页〔2〕在某些特定顶板条件下，虽然设备和顶板条件完全一样，依次顺序式移架需求经过较长时间支架才干到达额定任务阻力，而分组间隔交错式移架那么能较快地到达额定任务阻力，矿压显现比前者缓和。〔3〕与单向、双向割煤相顺应的单向、双向移架，对顶板管理效果影响很大。单向移架时，先移的支架先到达额定任务阻力，支架阻力沿煤壁方向分布大致一样，有利于顶板管理；双向移架时，工作面端部支架短时间内两次挪动，长时间处于初撑形状，不利于顶板管理。〔4〕全卸载与带载移架对顶板管理影响较大，如图b所示。不卸载或部分卸载移架时，有利于控制顶板，应尽量采用。〔5〕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，容易呵斥顶板破碎、煤壁片帮和倒架。下页上页义务首页四、液压支架支护方式及时支护方式〔a〕割煤；〔b〕移架；〔c〕推移保送机滞后支护方式〔a〕割煤；〔b〕推移保送机；〔c〕移架下页上页义务首页义务二综采任务面设备选型与配套设计知识点才干点1、综采任务面主要设备纵向尺寸配套和横向配套尺寸2、综采主要设备选型原那么、根据和内容3、综采主要设备的才干配套能对主要综采设备进展选型，并能进展三机配套设计下页上页课题首页一、综采设备的几何尺寸配套关系1.综采面设备纵向尺寸配套〔1〕采煤机的几何尺寸如下图，采用不同高度的底托架，采煤机可以获得几种不同的机面高度，以顺应不同的采高范围。采煤机的采高可用下式计算，式中参数均可在产品阐明书中查到。为顺应煤层厚度的变化，采煤机最大与最小采高之比应为1.6～2.0。相关知识下页上页义务首页A—机面高度；C—机体厚度；D—滚筒直径；E—过煤高度；S—机槽高度；L—摇臂长；U—底托架高；x—最大下切量；αm、βm—摇臂向上及向下的最大摆角下页上页义务首页〔2〕采高与支架高度关系可按下式计算：〔3〕支架最小支撑高度Hmin、滚筒直径D二者关系可用上式表示。式中，采煤机最小采高就等于滚筒直径D。下页上页义务首页〔4〕支架支撑高度H与采煤机机面高度A之间关系如图所示。当采煤机处于支架最小支撑高度Hmin情况下，其机面至支架顶梁底面仍要坚持一个过机富有高度Y值，通常Y≥200mm，Y可用下式表示：式中δ——顶梁厚度。假设机面高度A过大，超越了支架最小支撑高度，煤层变薄时支架能够降不下来，采煤机就必需截割岩石；假设A值过小，那么导致采煤机底托架与保送机机槽间的过煤高度E值过小，煤流经过困难。下页上页义务首页下页上页义务首页〔5〕采煤机的下切量，即采煤机滚筒能割入底板的深度。下切量的大小表示采煤机对底板平整性以及对保送机机槽歪斜的顺应能力。任务面推进中，假设遇有底板鼓起或浮煤垫起而使保送机槽向采空侧倾斜时，由于采煤机具有下切才干，而仍能割至底板。同时，下切才干也是采煤机过地质构造、仰或俯斜开采以及将底板割成平缓平面所必需的。采煤机的最大下切量x可按下式计算：式中βm——摇臂向下的最大的摆角。计算出的值应为负数，表示割至机槽底面以下的深度；假设是正值，那么表示机器不能下切，通常，x=150～300mm。下页上页义务首页〔6〕采煤机底托架高度U影响到最大采高Mm、机面高度A、过煤高度E和下切深度。U可用下式表示：式中S——保送机槽高度。通常，采煤机阐明书中，列有几种机面高度或底托架高度，以供用户选择。〔7〕摇臂升角α是影响采高的重要参数之一，升角增大，采高增大。但升角α过大时，会使滚筒中心至机身端部的程度间隔过小，从而使较多的割落煤不是在机身端部以外装入机槽，而是在机身的煤壁侧装入机槽，导致装煤效果差，较多的煤落在机面上，操作不平安。下页上页义务首页2.综采面设备横向配套尺寸综采面的机道宽度就是割煤并移架后从支架前柱中心线至煤壁的间隔，因此综采面机道宽度就是无立柱控顶宽度R。及时支护式综采面机道宽度应包括一个截深的宽度，如下图。为了减小机道宽度，以利顶板管理，同时保证铲煤板与煤壁间的间隙Z，以及采煤机电缆拖移安装能对准保送机电缆槽，采煤机机身中心线相对于保送机机槽中心线向煤壁偏移间隔e，其值随机而定。下页上页义务首页<煤矿平安规程>规定，人行道宽度M≥700mm，人行道的位置可在前后柱之间，如图9—13所示，也可在前柱与保送机之间，因设备而异。支架顶梁梁端与煤壁之间必需保管一定端面距，以防机槽不平直或斜切进刀时滚筒割梁端。端面距T值与采高有关，普通T=150～300mm，采高小时取下限，大时取上限。移架千斤顶的行程应比采煤机截深大100～200mm，以保证在支架与保送机不垂直时也能移机、拉架，够一个截深。下页上页义务首页二、综采面设备的选择与消费才干配套1.采煤机的选型与消费才干〔1〕采煤机选型原那么适宜特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、装机功率及牵引方式等主要参数选取合理，有较大的适用范围；满足任务面开采消费才干的要求，采煤机实践消费才干要大于任务面的设计消费才干；采煤机技术性能良好，可靠性高，各种维护功能完善，运用、检修和维护方便。下页上页义务首页〔2〕采煤机选型的主要影响要素及内容主要影响要素有：煤层赋存和开采条件，包括煤层厚度、倾角、硬度、构造，地质构造、顶底板岩性、煤层裂隙及节理发育程度，以及水文地质和瓦斯等；采煤工艺参数，包括采高、任务面消费才干、任务面长度与推进长度等；采煤机与其他设备配套关系，即采煤机的牵引方式应与任务面刮板保送机的构造方式协调一致，与液压支架之间应满足纵向和横向尺寸配套关系。确定的内容：采煤机的构造方式，包括滚筒数目、调高方式、牵引方式即牵引控制方式等；采煤机的主要任务参数，包括采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力、消费才干、装机功率和采煤机最大构造尺寸等。下页上页义务首页〔3〕采煤机选型方案主要根据：煤层采高、煤层截割的难易程度〔即普氏系数f和截割阻力系数A〕、地质构造发育程度等。主要参数：采高、牵引速度、截割速度、牵引力、装机功率，这几个参数决议着采煤机的消费才干〔采煤机实践消费才干要大于任务面的设计消费才干〕，其他参数均与这几个主要参数成一定比例关系。选型中还应根据所开采煤层的特性，综合思索其他的参数，在机型根本确定的情况下，定货时还可以向厂家提出特殊要求，例如滚筒直径、截深、底托架高度等参数，厂家均可按用户要求提供。此外，采煤机的可靠性是至关重要的，要根据煤层地质条件和各制造厂的现有产品仔细论证。下页上页义务首页〔4〕采煤机的实践消费才干采煤机的实践消费才干主要取决于采煤机的实践牵引速度，后者与煤层强度、夹石层厚度和强度、司机的操作技艺以及任务面的管理程度有关。式中Qc——采煤机的实践消费才干，t／h；vc——采煤机的实践牵引速度，普通综采为3～4m／min；S——采煤机的截深，m；M——任务面平均采高，m；γ——煤的实体容重，kg／m3；C0——任务面采出率，C0=0.93～0.97。下页上页义务首页2.综采面刮板保送机的选型与运输才干〔1〕综采面保送机选型原那么保送机的构造尺寸应与所选采煤机有严密配套关系，确保采煤机能以保送机为轨道往返运转割煤；机槽及其所属部件的强度应与所选采煤机的分量及运转特点相顺应；运输才干与采煤机割煤才干相顺应，保证采煤机与保送机二者都能充分发扬消费潜力；保送机构造尺寸与液压支架的构造尺寸配套合理；中部槽与液压支架的推移千斤顶衔接安装间距和配合构造要匹配。下页上页义务首页〔2〕保送机的运输才干保送机运输才干与铺设长度、电机功率、煤层倾角、机槽和刮板链的构造特点等要素有关。根据保送机运输才干确定采煤机牵引速度νc，可用下式：式中m、B、γ——任务面采高、截深和煤的密度；QS——保送机实践运输才干，t/h；K——思索到保送机运转条件差且多变所加的系数，普通K=1.1～1.15；任务面刮板保送机的才干大于采煤机实践消费才干，即下页上页义务首页3.液压支架选型与综采面消费才干相顺应〔1〕液压支架选型原那么支护强度应与任务面矿压相顺应，即支架的初撑力和任务阻力要顺应直接顶和根本顶岩层挪动产生的压力，将采空区的顶、底板移近量控制到最小程度；支架构造应与煤层赋存条件相顺应；支护断面应与通风要求相顺应，保证有足够的风量经过，而且风速不得超越<煤矿平安规程>的有关规定；液压支架应与采煤机、刮板保送机等设备相匹配，支架的宽度应与刮板保送机中部槽长度相一致，推移千斤顶的行程应较采煤机截深大100～200mm，支架沿任务面的移架速度应能跟上采煤机的任务牵引速度，支架的梁端距应为150mm左右。下页上页义务首页〔2〕液压支架选型的主要影响要素即内容支架选型的主要影响要素：采煤机选型根本一样。支架选型的内容有：构造方式，有支撑式、掩护式和支撑掩护式三种；控制方式，包括手动控制和自动控制两种，手动控制又有本架控制、单向临架控制和双向临架控制三种方式，自动控制也有分组程序控制、先导程序控制和遥控三种方式。主要任务参数，包括最大和最小支撑高度、初撑力和任务阻力、中心距、移步间隔、泵站压力与流量、支架质量与最大构造尺寸等。下页上页义务首页〔3〕液压支架选型方案普通情况下，煤层顶板稳定、平整、巩固、周期来压明显或剧烈，可选用支撑式支架；顶板松软破碎或中等稳定、底板平整、周期来压不明显、瓦斯涌出量不大，可选用掩护式支架；各种类型顶板〔破碎、中等稳定、稳定〕、周期来压明显、瓦斯涌出量大，可选用支撑掩护式支架。液压支架选定后，还应对其支护强度进展验算，详细方法见前面普采支架支护强度验算。下页上页义务首页〔4〕液压支架移架速度液压支架的移架速度大于采煤机的实践牵引速度。液压支架的移架时间包括泵站向支架的供液时间t1和操作调整时间t2，式中Q——乳化液泵站流量，L/min；d1，l——移架千斤顶缸径和行程，m；n1，D1，l1——立柱的数目、缸径和行程，m；n2，D2，l2——前梁短柱的数目、缸径和行程，m；n3，D3，l3——侧护板千斤顶的数目、缸径和行程，m。下页上页义务首页计算时针对详细支架调整，普通t1的时间约9～18s，快速移架系统3～4s。操作调整时间t2约占总移架时间的2/3，t2=24～42s，故移一架的时间t为为30～60s，快速移架系统可达8～10s，移架速度vc为式中N——每次推移支架数目，普通N=1,采用分组间隔交错式和成组整体依次顺序式移架方式时，表示同时挪动的架数；分段依次顺序移架时，表示所分段数。；B——每架支架的支护宽度，或架间距，m；t——每次移架时间，或每架移架时间，tz=te+Ntd，min。下页上页义务首页普通是经过选择合理移架方式而顺应顶板特性和综采面消费才干的要求。通常做法：①顶板稳定性好时，单架依次顺序式移架，采煤机割至任务面端头时，利用采煤机返向操作和斜切进刀的时间移架工将移架滞后的间隔赶上来。这种方式省人力，有利于控顶，又不影响消费。②顶板稳定性差的综采面，移架工对支架分段管理，采煤机割至哪一段范围，就由该段移架工移架，使移架和割煤的间隔不超越一定值，但同时移架的段数不应超越三段。也可以实行全任务面分组交错随机移架。下页上页义务首页4.转载机和可伸缩胶带保送机的保送才干其才干应大于任务面正常消费才干式中Qz——转载机可伸缩胶带保送机保送才干，t/h；Q——任务面正常消费能，t/h；Qb——任务面班产量，t/班；T——每班纯割煤时间，h。下页上页义务首页5.综采面消费才干要和供风量一致综采面风速不允许超越4m/s，采高和架型一定时，其通风断面也是定值，因此综采面所能到达的供风量是有限的，采煤机割煤时任务面风流中瓦斯含量不能超越<煤矿平安规程>的规定。在瓦斯涌出量较大的综采面，应按瓦斯涌出速度合理确定采煤机割煤牵引速度，使任务面坚持平衡消费。由于割煤过快，常呵斥瓦斯超限而停机、断断续续割煤，这对于消费和平安均是不利的。下页上页义务首页义务三综采任务面端头与超前支护知识点才干点1、综采任务面选择原那么、适用条件及布置方式2、综采任务面平巷位置与端头作业3、综采任务面超前支护的常用方法能根据任务面煤层、顶板和消费条件，确定端头支护方式、平巷位置和超前支护方式下页上页课题首页一、综采面端头支护综采任务面端头是指任务面与两巷的交接处。端头处的悬顶面积大，机械设备多、设备和人员又要经常经过i特别是任务面端头处的顶板事故约占任务事故的1/4～1/3,所以必需采取措施加强支护，作好平安消费任务。确定端头支护方式时，主要思索端头悬顶面积的大小、顶板压力的大小及其稳定性、回采巷道原用支护方式、任务面和两巷道的联络特点、任务面消费工艺特点、端头设备布置方式等要素。相关知识下页上页义务首页〔一〕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一样。该方式顺应性强，有利于排头液压支架的稳定，但支设费事、费工费时。2.自移式端头支架目前运用的端头液压支架类型主要有垛式锚固支架、迈步式端头支架和支撑掩护式端头支架。端头支架挪动速度快，但对平巷条件顺应性差。其主要适用于任务面倾角小，两巷断面大，顶板较为完好的条件。下页上页义务首页下页上页义务首页下页上页义务首页下页上页义务首页〔1〕垛式锚固支架它的根本构造和任务原理与同类垛式支架一样。每个端头设两架，任务时利用锚固千斤顶压紧与刮板保送机头尾衔接的推移千斤顶，从而使支架、推移千斤顶和刮板保送机的头尾连成一个半刚性机构，以减少刮板保送机在移设机身时因任务面倾角大而产生下滑。下页上页义务首页〔2〕迈步式端头支架该支架由两个框架并列支撑。运用时先降副架，主架支撑顶板，操作千斤顶以主架为支点，推进副架前移，到新任务位置后，升柱并支撑顶板。下页上页义务首页〔3〕支撑掩护式端头支架该支架布置在任务面下端头，用于支护下顺槽与任务面衔接处的顶板，以隔离采空区。防止矸石进入任务区，并能自动前移和推移转载机及刮板保送机机头，每组两架并列布置。下页上页义务首页运用任务面端头液压支架时，每个端头可安设一组两架，下端头液压支架与巷道转载机的相互位置关系有中置式和偏置式两种情况，如下图为中置式。根据实践情况在出口处可配用大抬棚作为辅助支护。1—端头支架2—任务面支架3—任务面保送机4—长钢梁抬棚5—转载机下页上页义务首页3.任务面液压支架如下图，每个端头普通设置2～3架普通液压支架，因受保送机机头、机尾的端头液压支架往往比任务面内的支架滞后一个截深，采用普通液压支架就能处理此问时要配合相应辅助支护来弥补普通液压支架梁短的缺乏。1—运输巷2—回风巷3—木垛4—液压支架5—端头液压支架6—转载机7—任务面保送机下页上页义务首页4.锚杆一钢带支护用于顶板完好性好，回采巷采用锚杆支护，特别是沿空留巷前进式综采任务面。如下图，为了方便端头巷旁充填施工，任务面液压支架要向内挪动一定间隔，端头处的空顶便可采取锚杆支护与巷道锚杆交错布置。锚杆连上钢带构成锚杆一钢带支护体系。1—锚杆—钢带2—任务面保送机3—液压支架4—巷旁充填体5—巷道锚杆6—转载机下页上页义务首页〔二〕综采面平巷相对位置与端头作业平巷卧底掘进、任务面保送机机头与机槽坡度一致，机头与转载机机尾有合理搭接高度，为保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，端部无须开人工切口。平巷下帮有足够宽度供人员经过。可见综采面平巷卧底掘进有利于端头管理。1—采煤机摇臂回转中心2—平巷中心线3—机头链轮中心4—转载机中心线5—保送机机头6—转载机下页上页义务首页为防止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，当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，如下图。为保证搭接高度，就要抬高保送机机头和机尾，这很不利于端头支护和保送机运转。补救措施：①下卧转载机机尾，减少机头抬高量；②随任务面推进，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，以免损坏保送机。1—保送机机头2—运输平巷3—机槽4—底煤下页上页义务首页二、综采面超前支护确定综采面超前支护方式与普采根本一样，如下图。下页上页义务首页本课题终了下页上页课题首页课题十其他开采方式的工艺特点义务一倾斜分层走向长壁采煤工艺特点义务二倾斜长壁采煤工艺特点义务三厚煤层综采放顶煤采煤工艺特点下页上页模块首页义务一倾斜分层走向长壁采煤工艺特点知识点才干点1、金属网的规格质量要求和铺顶网的特点2、再生顶板构成的时间3、金属网下采煤矿压特点和工艺特点1、金属网的铺设方法2、确保金属网下采煤支架稳定性的措施下页上页课题首页一、顶分层采煤工艺的特点〔一〕人工假顶1.金属网金属网假顶普通是用12～14号镀锌铁丝编织而成，为加强网边的抗拉强度，常用8～10号铁丝织成网边。常见的网孔外形有正方形、菱形及蜂窝形等，如下图。网孔尺寸普通为20mm×20mm或25mm×25mm。消费实际阐明，菱形网在承力性能、延展性等方面的目的均比用一样直径的铁丝编制而成的经纬网优越，目前得到广泛的运用。相关知识下页上页义务首页铺网方法有：铺顶网和铺底网。铺顶网的优点：〔1〕有利于改善任务面顶板管理。〔2〕可提高原煤质量和支柱回收率。〔3〕可简化采煤工艺、提高效率。〔4〕可提高煤炭采出率。详细铺设方法：网的长边平行于任务面煤壁，网之间应搭接，每隔80mm或100mm联一扣。下页上页义务首页手工铺顶网在割煤后紧跟着将金属网卷沿平行于任务面的方向展开，用铁丝与原先的金属网联成一体。金属网卷长10m、宽1.0～1.2m。下页上页义务首页液压支架机械化铺顶网下页上页义务首页液压支架机械化铺底网下页上页义务首页(二)再生假顶假设煤层的顶板为页岩或含泥质成分较高的岩层，顶分层开采后，采空区中垮落的破碎岩石在上覆岩层的压力作用下，在加上顶分层回采时向采空区内注水或灌浆，经过一段时间后能重新胶结成为具有一定稳定性和强度的再生顶板。下分层即可在再生顶板下直接回采，不用铺设人工假顶。再生顶板构成的时间与岩层的特征、含水性、顶板压力大小等要素有关，普通至少需求4～6个月，有的甚至一年的时间。上下分层采煤任务面的滞后时间应大于上述时间。下页上页义务首页二、假顶下采煤工艺特点〔一〕假顶下的支护及顶网管理在假顶或再生顶板下回采时，其顶板为已垮落的岩石，故根本顶周期来压不明显，顶板压力较顶分层小。顶板管理的关键在于如何管好破碎顶板以及防止漏矸。所以，应采用浅截式采煤机并做到及时支护。对于综采假顶下宜选用掩护式或支撑掩护式支架，采煤机采过后，应追机擦顶带压移架，以免在煤壁处出现网兜。假设出现煤壁片帮严重或假顶破损严重且再生顶板胶结不好的情况，应采用超前移架方式。发现金属网有破损时要及时补网。采煤机割煤时，滚筒距顶网不应小于100mm，以免割破顶网。下页上页义务首页在单体支架任务面，普通采用正倒悬臂错梁齐柱方式，割煤后及时挂梁进展支护。当任务面片帮严重时，为防止顶网下沉冒顶，可提前在煤壁顶掏梁窝，挂上铰接顶梁、打贴帮柱进展超前支护。有些煤矿采用Ⅱ型长钢梁组成的对棚在任务面交替迈步前移护顶，这种长钢梁对金属网假顶有较好的整体支护性能，能及时支护裸露后的顶板，有时甚至可不设贴帮柱，也不至于发生漏顶。在移架时有相邻顶梁支护顶板，较好地处理了中下分层顶网下沉及出现网兜等问题。由于顶梁可无极迈步，处理了双滚筒采煤机斜切进刀时的顶板支护，并能适应片帮空顶时的支护需求，有效地控制了顶板。下页上页义务首页〔二〕假顶下的放顶工艺假顶在任务面放顶线处下落时对任务面支架的牵动力较大，往往会呵斥支架倾斜、歪扭，甚至会呵斥支架被大面积推到而冒顶的事故。因此，在单体支架任务面应留意加强支架的稳定性，普通可沿放顶线在最后一排支架下支设单排或双排抬棚，或打斜撑柱，以抵抗金属网下落时对支架产生的程度推力。同时放顶时也可用木料斜撑顶网，使其缓慢下沉究竟板。沿放顶线倒悬臂铰接顶梁的梁头容易刮破顶网，在放顶前应先用戴帽顶柱交换。下页上页义务首页〔二〕假顶下的放顶工艺初次放顶时应特别留意加强对顶网的管理，开帮进度不宜太大，任务面可架设适量的木垛、抬棚、斜撑柱等以增大支架的稳定性。为防止金属网对支架产生过大的牵制力，可先在底板上加铺一层底网，然后沿放顶线将顶网剪断，使顶网沿放顶线呈自然下垂形状。下页上页义务首页三、适用条件及评价1、评价优点：采出率高，工艺、巷布和技术管理成熟缺陷：1、铺设假顶任务量大2、巷道维护困难3、消费组织管理复杂4、开采自燃煤层，需采取特殊措施2、适用条件煤层顶板不太巩固，易于垮落、直接顶有一定厚度的缓及倾斜厚煤层。下页上页义务首页〔三〕分层采高的控制由于煤层厚度