采矿学五章1采煤工艺及装备配套

采煤工艺采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。 三种工艺方式 爆破采煤工艺方式（炮采工艺方式） 解放后至60年代初 普通机械化采煤工艺方式 60年代初至70年代中期 综合机械化采煤工艺方式 70年代中期以来,第五章采煤工艺及装备配套,国有重点煤矿约587处 2000年，国有重点煤矿机械化程度74.43% 我国于1973年引入综合机械化采煤设备 2000年，国有重点煤矿综合机械化程度56.78%,机械化程度,炮采工艺方式：长壁工作面用爆破方法破煤、爆破及人工装煤、输送机运煤和单体支柱支护的采煤工艺 炮采工艺标志是爆破破煤,第一节 炮采工艺方式,钻眼、装药、封炮泥、联炮线、放炮等工序 1、炮眼布置 1）炮眼排数: 取决于煤层的厚度和煤层的硬度 单排 双排 三排 M 1m M=12.5m M 2.5m,一、爆破落煤,炮眼布置,煤层的硬度 顶梁长度 一般12m 每茬炮工作面进度0.81.2m 一般1.21.5m的钎杆 为保护顶板，保护支护，不使煤崩到采空区，要合理装药,2）炮眼的平距,3）炮眼角度,平面上 与煤壁的水平夹角一般为5080。 为不崩倒支架，煤软时取大值，煤层硬时取小值。 剖面上 仰角 顶板稳定时 =510 顶板不稳定时 =0 俯角 1020,炮眼角度,（1）钻眼设备：煤电钻、麻花钎子（电动） 风煤钻（风动） （2）炸药与装药量： 炸药 煤矿许用炸药 底眼 150600g 顶眼 200g 雷管 煤矿许用电雷管,4）钻眼、装药,毫秒延期电雷管,联线 电雷管引爆（毫秒延期电雷管） 起爆器起爆 毫秒爆破 130ms内全部起爆，避免延期引爆瓦斯 延期起爆 底眼，中间眼，顶眼 增加了自由面 提高了爆破效率 爆破产生的波相互干扰，有利于减少顶板震动,5）联线与起爆,爆破工要分开存放炸药、雷管。 专用爆炸材料箱，加锁。 严禁将电雷管斜插入药卷中部或捆在药卷上，要由药卷顶部装入。 装药卷前要清除煤粉。 应用水炮泥。 严禁裸露煤爆破。 要有足够的封泥长度。,爆破的有关规定,爆破装煤 可装煤3040% 人工装煤 余下的多数由人工装 大铁锹,二、装煤与运煤,装煤,机械装煤 刮板输送机的铲煤板,装煤,北宿矿 刮板输送机封底，铲煤板调小角度 加档煤板 炮采铲装,运煤,煤采面多用 SGW-40或SGW-44型可弯曲刮板输送机 功率有加大的趋势,煤层倾角加大后自溜,三、推移输送机,推移输送机千斤顶、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,推移输送机时，应从工作面一端向另一端依次推移,推移输送机千斤顶、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,三、推移输送机,推移输送机时，应从工作面一端向另一端依次推移,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,四、支护,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,单体支柱布置方式,视顶板情况分： 点柱 棚子 我国煤矿采场多用棚子支护,控顶排数和控顶距,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,带帽点柱,帽厚50100mm，长0.3m 矩形布置 三角形布置,棚子的正倒悬臂布置,正悬臂 顶梁在采空区方向短，在煤壁方向长 对机道顶板支护好，顶梁不容易折断,棚子的正倒悬臂布置,倒悬臂 顶梁在采空区方向长，在煤壁方向短 支柱不易被采空区矸石埋住，回柱安全 顶梁折断,炮采工作面多采用齐梁齐柱布置方式,炮采工作面齐梁齐柱布置,处理采空区方法： 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。,四、处理采空区,特种支护丛柱、密集、木垛、斜撑,加强放顶处对顶板的支撑，回柱前在放顶排处另外架设的支架,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，、班采煤班，、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。,炮采工作面的基本点,回柱 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,炮采工作面的基本点,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,普采工艺方式用机械化方法破煤、装煤、输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺 机械化方法破煤 滚筒采煤机 刨煤机 我国主要采用滚筒采煤机破煤,第二节 普采工艺方式,一、设备及布置,1MDY-150采煤机； 2SGB-630/150可弯曲刮板输送机； 3 DZ-22单体液压支柱； 4 HDJA-1000铰接顶梁 5 推移输送机千斤顶； 6 运输平巷中的输送机。,DY150采煤机,二、控顶排数（三、四排）,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,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,四、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,煤层较厚，双滚筒采煤机,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,采煤机的进刀方式,直接推入法 用的少，容易损坏采煤机与刮板输送机,采煤机的进刀方式,端头斜切进刀 割三角煤进刀 留三角煤进刀,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（2025m) 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。,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,采煤机的进刀方式,中部斜切进刀有利于端头作业和顶板维护,为单向割煤,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,高档普采工作面支护,普采工作面支护,支护方式,1、齐梁直线柱布置 梁长等于2倍截深 全正悬臂 割两刀挂梁一次、第一刀支临时支柱，不挂梁；第二刀变永久支柱，空顶距大，工作量不均，少用,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。, 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,普采工艺支护基本点,破碎顶板或网下用成对型钢梁，迈步前移 加强放顶线支护的稳定性 斜撑、木垛、双排柱、丛柱, 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 双钩双楔梁，抬棚 四对八梁 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,