機械化采煤-采煤方法概述

1、1采煤方法概述采煤方法概述2晉城市煤礦安全生產培訓中心3綜合機械化采煤技術綜合機械化采煤技術4 （一）工作面布置 綜采工作面配套的主要設備有大功率雙滾筒采煤機、大功率高強度重型刮板輸送機、液壓支架、轉載機及膠帶輸送機、乳化泵站等。綜采工作面的設備布置如圖2-16所示。51采煤機；采煤機；2刮板輸送機；刮板輸送機；3液壓支架；液壓支架；4下端頭支架；下端頭支架；5上端頭支架；上端頭支架；6轉載機；轉載機；7可伸縮膠帶輸送機；可伸縮膠帶輸送機；8配電箱；配電箱；9移動變電站；移動變電站；10設備列車；設備列車；11泵站；泵站；12噴霧泵站；噴霧泵站；13絞車；絞車；14集中控制臺。集中控制臺。綜采

2、面設備布置示例綜采面設備布置示例AA4 631214781110921135A-A6 （二）采煤工藝 綜采在工作面采煤工藝過程中的破煤、裝煤、運煤、支護、采空區(qū)處理五大工序全部實現(xiàn)了機械作業(yè)。由于工作面全部實現(xiàn)了機械化作業(yè)。所以，綜采的采煤工藝要比普通機械化采煤簡單。生產工藝過程是：采煤機落煤與裝煤、輸送機運煤、自移式液壓支架前移、推移輸送機至新的位置、采空區(qū)頂板自行垮落等。綜采工藝中的破煤、裝煤、運煤三個工序與普通機械化采煤基本一樣，只不過是設備的功率大、強度高。 1落煤 和普通機械化采煤一樣，綜采落煤主要包括采煤機進刀方式和割煤方式。 （1）綜采面采煤機的進刀方式。7 滾角鉆入法進刀。 斜

3、切式進刀。 推入式進刀。 （2）綜采面雙滾筒采煤機割煤方式。綜采面采煤機的割煤方式是綜合考慮頂板管理、移架與進刀方式、端頭支護等因素確定的，主要有以下兩種： 往返一次進兩刀。這種割煤方式多用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較小的綜采面，工作面為端部進刀。采煤機沿工作面上行割一刀，下行割一刀，所以也叫作穿梭割煤。 往返一次進一刀。即單向割煤，工作面中間或端部進刀。該方式適用于：頂板穩(wěn)定性差的綜采面；煤層傾角大，不能自上而下移架，或輸送機易下滑，只能自下而上推移的 綜采面；采高大而滾筒直徑小，采煤機不能一次采全高的綜8采面；采煤機裝煤效果差，需單獨牽引裝煤行程的綜采面；割煤時產生煤塵多，降塵效果差，移架工不能

4、在采煤機的回風平巷一端工作的綜采面。 2裝煤與運煤 滾筒采煤機在割煤的同時，滾筒上的螺旋線將割下的煤沿垂直煤壁的方向推出落在工作面刮板輸送機上，刮板輸送機將煤運出工作面。 3支護與放頂 綜采工作面用液壓支架支護，液壓支架沿工作面直線排列，當液壓支架隨工作面推進向前移架后，支架后方的頂板自由垮落。91011基本參數(shù)基本參數(shù)綜合機械化采煤工藝：綜合機械化采煤工藝：破、裝、運、支、移全部實現(xiàn)破、裝、運、支、移全部實現(xiàn)機械化。機械化。 工作面設備：工作面設備：采煤機、自移式液壓支架、刮板輸送機采煤機、自移式液壓支架、刮板輸送機 平巷設備：平巷設備：轉載機、破碎機、可伸縮膠帶機轉載機、破碎機、可伸縮膠帶

5、機 液壓系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)：乳化液泵站、乳化液混溶箱、進回液主乳化液泵站、乳化液混溶箱、進回液主管路管路 控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)：控制臺、聲光信號、擴音電話及線路控制臺、聲光信號、擴音電話及線路 供水系統(tǒng)：供水系統(tǒng)：冷卻水、噴霧泵、水箱、管路冷卻水、噴霧泵、水箱、管路 供電系統(tǒng)：供電系統(tǒng)：高壓供電線路、開關、移動變電站、配高壓供電線路、開關、移動變電站、配電開關、線路電開關、線路 其它：其它：照明、絞車、水泵照明、絞車、水泵12自移式液壓支架13雙滾筒采煤機14一、綜采面雙滾筒采煤機工作方式一、綜采面雙滾筒采煤機工作方式（一）雙滾筒采煤機的滾筒位置（一）雙滾筒采煤機的滾筒位置一般前端的滾筒割頂煤，后端

6、的滾筒割底煤一般前端的滾筒割頂煤，后端的滾筒割底煤 操作安全，煤塵少。操作安全，煤塵少。151 1）單向割煤，往返一次進一刀）單向割煤，往返一次進一刀 割煤、移架（滯后采煤機割煤、移架（滯后采煤機2 3架支架）、架支架）、反向清理浮煤、推移輸送機（滯后采煤機反向清理浮煤、推移輸送機（滯后采煤機10 15m） 2 2）雙向割煤，往返一次進二刀）雙向割煤，往返一次進二刀 割煤、移架（滯后采煤機割煤、移架（滯后采煤機2 3架支架）、架支架）、推移輸送機（滯后采煤機推移輸送機（滯后采煤機10 15m）（二）采煤機割煤方式（二）采煤機割煤方式16（三）采煤機進刀方式（三）采煤機進刀方式不留三角煤端部斜切

7、進刀不留三角煤端部斜切進刀 采煤機端頭停機轉向兩次，雙向割煤，多用采煤機端頭停機轉向兩次，雙向割煤，多用 留三角煤端部斜切進刀留三角煤端部斜切進刀采煤機端頭停機轉向一次，單向割煤采煤機端頭停機轉向一次，單向割煤 移機頭、機尾與清浮煤平行作業(yè)移機頭、機尾與清浮煤平行作業(yè)適用于工作面短，煤層傾角大，裝煤效率低適用于工作面短，煤層傾角大，裝煤效率低中部斜切進刀中部斜切進刀 有利于工作面端頭管理、上下平巷維護，單向有利于工作面端頭管理、上下平巷維護，單向割煤割煤適用于工作面短，煤層傾角大，裝煤效率適用于工作面短，煤層傾角大，裝煤效率低，端頭維護困難低，端頭維護困難17（三）采煤機進刀方式（三）采煤機進

8、刀方式AA21A2211A -AA -AAA -AA -A(a )(b )(c )(d )AA21不留三角煤端部斜切進刀18（三）采煤機進刀方式（三）采煤機進刀方式(b )(a )(d )(c)留三角煤端部斜切進刀19（三）采煤機進刀方式（三）采煤機進刀方式AAAAA AA AA AAAA AAA(a )(b )(c )(d )AAAAA AA AA AAAA AAA(a)(b)(c)(d)中部斜切進刀20（一）移架方式（一）移架方式單架依次順序式：單架依次順序式：單架依次順序式單架依次順序式 一架一架一架一架移移 簡單，適用不穩(wěn)定頂板，應用較多，移簡單，適用不穩(wěn)定頂板，應用較多，移架時卸載面

9、積小，頂板下沉量小架時卸載面積小，頂板下沉量小 分組間隔交錯式：分組間隔交錯式：沿采煤機行走方向移架速沿采煤機行走方向移架速度快，適用頂板較穩(wěn)定，每次不超過度快，適用頂板較穩(wěn)定，每次不超過3架架 成組整體順序式：成組整體順序式：一組一組/次次 23架架/組組 二、綜采面液壓支架的移架方式二、綜采面液壓支架的移架方式211、液壓支架單架依次順序式移架、液壓支架單架依次順序式移架(a)ZL1234支架沿采煤機牽引方向支架沿采煤機牽引方向依次順序逐架依次順序逐架前移，前移，移動步距等于截深，支架移成一條直線。移動步距等于截深，支架移成一條直線。 操作簡單，易保證移架質量，能適應不穩(wěn)操作簡單，易保證移

10、架質量，能適應不穩(wěn)定頂板，移架速度慢，用的定頂板，移架速度慢，用的較多較多。222、液壓支架、液壓支架分組交錯式分組交錯式移架移架1ZL13L(b)1222(c)23232311Z21231將相鄰的將相鄰的2 23 3支架分為一組，組內的支架間支架分為一組，組內的支架間隔交錯前移，相鄰組間沿采煤機牽引方向順隔交錯前移，相鄰組間沿采煤機牽引方向順序前移，組間的一部分支架可以平行前移。序前移，組間的一部分支架可以平行前移。移架快，移架質量不易保證，要求頂板較穩(wěn)定移架快，移架質量不易保證，要求頂板較穩(wěn)定 組組 組組 組組 組組233、液壓支架液壓支架成組整體順序式移架成組整體順序式移架1Z1L(d)

11、11(e)3 L1222222Z支架分組，每支架分組，每組組2 2 3 3架。架。 組內聯(lián)動，整組內聯(lián)動，整體移架，組間體移架，組間順序前移。順序前移。 移架快，質量移架快，質量不易保證，要不易保證，要求頂?shù)装鍡l件求頂?shù)装鍡l件好。好。24（二）移架方式對移架速度的影響（二）移架方式對移架速度的影響移架速度（移架速度（m/min）：）：國外先進的單架移架速國外先進的單架移架速度度45秒秒 因素：因素：泵站流量、閥組和管路的乳化液通過泵站流量、閥組和管路的乳化液通過能力、操作水平、移架方式能力、操作水平、移架方式 （三）移架方式對頂板管理的影響（三）移架方式對頂板管理的影響頂板的穩(wěn)定性（移架頂板的

12、穩(wěn)定性（移架卸載）卸載）25三、綜采工作面工序配合方式三、綜采工作面工序配合方式 割煤、移架、推移輸送機的配割煤、移架、推移輸送機的配合方式合方式 及時支護方式：及時支護方式：割煤割煤移架移架推溜推溜 利于行人，運料，通利于行人，運料，通風，適用直接頂不好，老頂周期風，適用直接頂不好，老頂周期壓不大。壓不大。 滯后支護：滯后支護：割煤割煤移溜移溜移架，我國較少用。移架，我國較少用。 26（一）綜采面端頭支護方式（一）綜采面端頭支護方式 1、單體支柱加長鋼梁組成的邁步抬棚、單體支柱加長鋼梁組成的邁步抬棚 適應性強，支設麻煩，費工費時。適應性強，支設麻煩，費工費時。 2、自移式端頭支架、自移式端頭

13、支架移架速度快，對平巷移架速度快，對平巷適應性差。適應性差。 3、用工作面液壓支架支護端頭、用工作面液壓支架支護端頭四、綜采面端頭作業(yè)四、綜采面端頭作業(yè)27綜采面端頭支架綜采面端頭支架1，2掩護梁，掩護梁，3機頭，機頭，5千斤頂，千斤頂，6機尾機尾煤層傾角小，滯后一個截深煤層傾角小，滯后一個截深 支撐掩護式端頭支架用綜采面中間支架管理端頭3756556443514122328（二）綜采面平巷相對位置與端頭作業(yè)（二）綜采面平巷相對位置與端頭作業(yè)綜采面平巷布置應綜采面平巷布置應有利于有利于:運輸設備運轉運輸設備運轉 ；采煤機自開缺口采煤機自開缺口 ；人員進出人員進出 ；材料運進。材料運進。29五、

14、綜采設備的配套參數(shù)30設備幾何尺寸配套設備幾何尺寸配套 設備生產能力配套設備生產能力配套 （一）綜采工作面設備的幾何尺寸配套（一）綜采工作面設備的幾何尺寸配套 采煤機的采高與煤厚采煤機的采高與煤厚 采煤機與液壓支架高度采煤機與液壓支架高度 采高與液壓支架高度采高與液壓支架高度 支架的最小支撐高度與滾筒直徑支架的最小支撐高度與滾筒直徑 采煤機的截深與液壓支架步距采煤機的截深與液壓支架步距五、綜采設備的配套參數(shù)五、綜采設備的配套參數(shù)31Mm =A A3 / 2 + L Sin m + D / 2Mm采煤機的最大采高，采煤機的最大采高，m； m搖臂向上的最大擺角，度；搖臂向上的最大擺角，度； A機身

15、高度；機身高度； A1-機槽高；機槽高；A2底托架高度；底托架高度； A3機體厚度；機體厚度；E-過煤高度過煤高度A=A1+A2+A3L搖臂長度，搖臂長度，m； D滾筒直徑，滾筒直徑，m。采煤機的最大與最小采高之比采煤機的最大與最小采高之比應在應在1.62.0DLAmMmmDx采煤機的采高32 Hmin=Mmin S2 a S1 ，S2 液壓支架在前后柱處的頂板下沉量液壓支架在前后柱處的頂板下沉量 h 支架支撐高度的富裕系數(shù)，一般取支架支撐高度的富裕系數(shù)，一般取200mma 支架卸載高度；一般取支架卸載高度；一般取50mm支支得起，卸得掉得起，卸得掉液壓支架高度與采高的關系Hm=Mm S1+h

16、 Hm，Hmin 支架的最大與最小支撐高度支架的最大與最小支撐高度33原則：原則：從工作面往外生產能力要加大從工作面往外生產能力要加大 （一）采煤機的實際生產能力（一）采煤機的實際生產能力Qc=60 Vc S M K 10-3（二）輸送機的生產能力（二）輸送機的生產能力 Qs Qc =（1.1 1.15）Qc（三）液壓支架的移架速度（三）液壓支架的移架速度液壓支架的移架速度要大于采煤機的實際牽引速度液壓支架的移架速度要大于采煤機的實際牽引速度（四）轉載機和可伸縮膠帶輸送機的能力與正常生（四）轉載機和可伸縮膠帶輸送機的能力與正常生產能力的關系：產能力的關系：QZ=（1.5 3.0）Q（二）綜采設

17、備的生產能力配套 34綜采循環(huán)以移架為標志，可采用：綜采循環(huán)以移架為標志，可采用： 四六制，三采一準四六制，三采一準 三八制，兩采一準三八制，兩采一準 兩班半采煤，半班準備兩班半采煤，半班準備 示例：示例：兩班半采煤，半班準備，兩班半采煤，半班準備，雙向割煤，日進雙向割煤，日進7刀。刀。六、綜采工作面循環(huán)圖 35綜采工作面循環(huán)圖4020(m)125.5806010012032165420109871312111715141918232221面長(m)時間班次一二三36綜采工作面循環(huán)圖四六制，三班采煤，一班準備。雙滾筒采煤機雙向割煤往返一次進兩刀。進刀方式為割三角煤斜切進刀。40說 明圖 例20

18、010301208060507010090110時面長/m140130間150班次采煤機割煤移架移輸送機檢 修二 班綜采工作面循環(huán)作業(yè)圖表51234一 班7689141011131216151718三 班2319202122四 班37綜采放頂煤技術綜采放頂煤技術383940新式采煤法有以下主要特點： 1、通常具有較長的回采工作面，一般采用120200m； 2、回采工作面兩端至少各有一條巷道，用于通風及運輸； 3、隨工作面前進有計劃地處理采空區(qū)； 4、采下的煤沿平行回采工作面的方向運出采場。 5、 長壁采煤法的煤炭損失少，回采工作連續(xù)性強； 6、采煤系統(tǒng)簡單，生產集中，通風條件良好； 7、工人勞

19、動強度低。41第二講 怎樣對綜采工作面進行管理 實踐證明，綜采回采工藝已經成為我市采煤方法升級改造的方向，具備條件的礦井也已積極著手開始規(guī)劃、設計、布置、裝備綜采工作面，但我市地方煤礦專業(yè)技術人員匱乏、從業(yè)人員素質整體不高，而綜采工作面機械化程度高，對從業(yè)人員專業(yè)技術水平要求較高，如何對綜采工作面進行管理是擺在我們面前的現(xiàn)實問題。一、培訓先行 培訓是提高煤礦企業(yè)主要負責人、安全管理人員、特種作業(yè)人員和其他從業(yè)人員整體素質的主要手段，是綜采工作面管理的重要組成部分，也是保障煤礦安全生產的基礎性工作。42 正如市局一號文件要求：人的安全可靠是實現(xiàn)煤礦安全生產的根本保證。要完善職業(yè)教育培訓體制和機制

20、，嚴格實行職業(yè)準入制度；以應知應會為內容，以生產現(xiàn)場為依托，以關鍵崗位為重點，以井下職工為主體，開展全員多層次安全技能和業(yè)務培訓，大力提升從業(yè)人員素質；推廣長治縣經驗，積極探索更加有效的煤礦勞動用工和培訓管理模式，變分散招工為統(tǒng)一招生、變分散培訓為統(tǒng)一委托培訓，先招生后培訓，先培訓后錄用，不合格不錄用，不合格不上崗；建立長期培訓檔案，集中考核與日?？己私Y合，跟蹤學員培訓效果，嚴格入礦、入井、上崗準入制度，全面推行崗位標準化作業(yè)，規(guī)范職工“上標準崗，干標準活不斷提高職工“不傷害自己，不傷害別人，也不被別人傷害”的自我安全保護意識。 43二、把好綜采設備選型關 綜采工作面設備主要由采煤機、刮板輸送

21、機和液壓支架組成，通常稱為工作面“三機”，只有通過正確的“三機”配套選型，才能充分發(fā)揮設備的生產效能，搞好工作面設備選型和配套是用好工作面設備的前提。 一）采煤機選型 1、采煤機選型原則： 1）適合特定的煤層地質條件，并且采煤機采高、截深、牽引速度等參數(shù)選型合理，有較大的實用范圍； 2）滿足工作面開采生產能力要求，采煤機實際生產能力要大于工作面設計生產能力10%-20%； 3）與液壓支架和刮板輸送機相匹配。 44 2、采煤機性能參數(shù)的確定 （1）采高。采煤機采高應與煤層厚度變化范圍相適應。 （2）截深。選取與煤層厚度、軟硬、頂板巖性及支架移架步距有關。 （3）牽引速度。根據(jù)工作面設計能力選擇。

22、 （4）裝機功率。決定于煤質硬度和煤層開采厚度，決定采煤機在具體條件下可能達到的生產率。 二）刮板輸送機選型 1、刮板輸送機選型原則： 1）刮板輸送機的運輸能力應大于采煤機最大生產能力，一般取1.2倍； 2）要根據(jù)刮板輸送機的負荷確定鏈條數(shù)目，結合煤質硬度選擇鏈子結構型式； 3）應優(yōu)先選用雙電機雙機頭驅動方式； 4）應有先選用短機頭和短機尾； 5）應滿足采煤機的配合要求。45 2、刮板輸送機參數(shù)的確定： 1）工作面輸送機運輸能力的確定。額定運輸能力必備運輸能力。 2）工作面刮板輸送機長度的確定。輸送機的鋪設長度要能夠達到工作面長度，即工作面只鋪設1臺輸送機。 3）工作面輸送機功率的確定。根據(jù)工

23、作面輸送機的重段、空段阻力、所需最大最小功率等計算選型。 三）液壓支架選型 1、液壓支架選型原則： 1）支護強度與工作面礦壓相適應； 2）支架結構與煤層賦存條件相適應； 3）支護斷面與通風要求相適應。 2、影響液壓支架選型的主要因素：頂板（直接頂、老頂）和底板巖性，煤層可采厚度，煤層傾角，煤層瓦斯含量等。463、支架性能參數(shù)的確定： 1）架型根據(jù)頂、底板巖性級別來確定。 2）支架最大高度和最小高度。由煤層最大、最小采高確定； 3）支架工作阻力。按老頂巖性和支架最大高度確定。 四）“三機”配套選型 1、“三機”幾何關系配套 從安全角度出發(fā)，支架前柱到煤壁的無立柱空間愈小愈好。 2、“三機”性能配

24、套 主要解決各設備性能間相互制約的問題，從而充分發(fā)揮設備性能，以滿足生產的需要。 3、“三機”生產能力配套 工作面生產能力取決與采煤機落煤能力，而工作面輸送機、液壓支架和其它設備的生產能力都要大于采煤機的生產能力。47 三、抓好綜采工作面現(xiàn)場管理 安全工作要從現(xiàn)場抓起，綜采工作面現(xiàn)場管理主要包括組織管理、設備管理和質量管理三大部分。 一）綜采面的組織管理 1、循環(huán)作業(yè) 綜采工作面以完成移架工序為循環(huán)的標志。在一晝夜內完成一個循環(huán)稱為單循環(huán)，完成兩個或兩個以上循環(huán)稱為雙循環(huán)或多循環(huán)。 采煤工作面循環(huán)作業(yè)的內容一般應包括循環(huán)方式、作業(yè)形式、工序安排和勞動組織等。 1）循環(huán)方式可明確而完整的用“每日

25、幾循環(huán)、每循環(huán)幾刀，每刀進幾米”來表達；48 2）作業(yè)形式：就是一晝夜內采煤班和準備班在時間上的配合方式。它由工作面循環(huán)作業(yè)圖來反應。綜采工作面常用的作業(yè)形式有三班作業(yè)，三班出煤，班內檢修。三班作業(yè)、二班出煤，一班檢修。三班作業(yè)，二班出煤，一班檢修并出煤。四班交叉作業(yè)，三班出煤，一班檢修。 3）工序安排。采煤工作面工序安排有順序作業(yè)、平行作業(yè)及兩種相結合的作業(yè)形式。 4）勞動組織。是指正規(guī)循環(huán)中生產工人的組織形式和勞動定員。勞動組織的形式主要有：分段作業(yè)、追機作業(yè)、分段接力追機作業(yè)。 2、綜采工作面的設備管理 綜采工作面由于設備多，機械化水平高。故加強設備的管理工作是生產管理工作中的一個重要的

26、內容。設備管理工作主要包括以下內容：49 1）加強設備的檢查和維護； 2）加強備品、配件的管理工作； 3）建立健全設備技術檔案制度。 三）綜采工作面的質量管理 綜采工作面質量管理工作的好壞，直接關系著能否實現(xiàn)安全生產和機械設備效能的發(fā)揮。質量管理的內容包括工作面的工程質量和設備為維修質量兩個方面，二者互相制約、互相影響。 綜采工作面工程質量管理的主要內容是頂板管理和工作面生產工序質量管理，具體內容如表3-1所示。50表3-1 綜采工作面工程質量管理的主要內容項目質量標準頂板管理 工作面支護 支架垂直頂?shù)装逯гO、與前后部輸送機垂直，達到支撐力；頂梁與頂板平行支護，接頂嚴實，相鄰支架無明顯錯差；架

27、間距均勻，側護板封頂嚴密；梁端距不大于340mm，端面冒高不大于300mm；煤壁完整，護幫板護幫良好。 端頭支護機頭、機尾上方使用對棚（型鋼）支護，交錯邁步前移，無空載十字頂梁；支架與十字頂梁間及工作面隅角處無500mm以上的空頂區(qū)，否則架棚維護；放頂步距及采空區(qū)側支護符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定；所有單體液壓支柱達到初撐要求，無失效支柱。超前支護 所有單體液壓支柱必須、穿上鐵鞋，支到實底，達到初撐力要求，鉆底量不大于100mm，垂直頂?shù)装逯ёo；兩巷超前工作面換棚距離不小于20m，高度不小于1.8m，且有寬0.7m的人行道；金屬支柱控幫；十字頂梁鉸接率不小于90%，無失效支柱。 51表3-1 綜采工作面工

28、程質量管理的主要內容項目質量標準三直 兩平 一凈兩暢通三直 支架排列成一條直線； 輸送機成直線； 工作面煤壁成直線。 兩平 頂板平，無傘檐； 底板平，無臺階和落差。 一凈 機電設備和工作面底板上無浮煤雜物。 兩暢通 工作面上、下出口有寬0.7m、高1.8m以一的人行通道，無材料及雜物堆積，頂板支護良好；工作面出口處轉載機上方有行人過橋。兩巷及文明 生產 兩巷支架構件齊全，支護完好，無斷梁折柱或嚴重變形的工字鋼棚，無空幫空頂；巷道斷面符合要求，凈高不低于1.8m，且有寬0.7m的人行道；底板無浮煤、積水及臟雜物，材料、備件及設施碼放整齊、存放到指定地點；電纜管吊掛符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定及質量標準化標準。52第三講 錨桿技術簡介 錨桿作為地下工程和巖石邊坡的主要支護形式之