綜合機械化采煤工藝和生產(chǎn)管理

1、綜合機械化采煤工藝和生產(chǎn)管理本書目錄模塊一：綜采工作面的生產(chǎn)準備（重點）模塊二：綜采工作面的礦壓顯現(xiàn)模塊三：綜采工作面的采煤工藝（重點）模塊四：綜采工作面的頂板管理（重點）模塊五：綜采工作面的生產(chǎn)事故預(yù)防模塊六：特殊地質(zhì)條件下的綜采技術(shù)模塊七：綜采工作面的搬家（重點）模塊八：綜采工作面的瓦斯、煤塵治理（重點）模塊九：綜采工作面的生產(chǎn)管理幾點要求1、認真聽講2、獨立完成作業(yè)3、注重復(fù)習(xí)學(xué)期總成績=平時成績30%+期末考試70%平時成績包含：作業(yè)、課堂提問課程引入1、采煤方法有哪些？2、采煤工作面有哪些采煤工藝？3、什么是綜采工藝？4、綜采工藝的特點是什么？5、綜采工藝有哪些配套設(shè)備？相關(guān)概念：

2、回采工作在采煤工作面內(nèi)，為采取煤炭所進行的各項工作 。五大工序：破煤、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理。采煤工藝在采煤工作面內(nèi)，按照一定順序完成各項工序的方法及其配合。 采煤系統(tǒng)回采巷道的掘進和回采工作之間在時間上的配合以及在空間上的相互位置關(guān)系。 采煤方法是采煤系統(tǒng)與采煤工藝的綜合及其在時間和空間上的配合。兩者之間相互影響相互制約。 采煤方法分類 采煤方法分為：露天開采和井工開采。 井工開采可分為：柱式體系和壁式體系兩種。 壁式體系采煤法 壁式體系采煤法一般以長壁工作面采煤為主要特征，是目前我國應(yīng)用最普遍的一種采煤方法，其產(chǎn)量約占到國有重點煤礦產(chǎn)量的95%以上。 采煤方法分類壁式采煤法的特點：工

3、作面的兩端至少各布置一條回采巷道，用于通風(fēng)和運輸。工作面長度一般80-250米。隨著工作面的推進及時處理采空區(qū)，一般采取全部垮落法管理頂板 工作面通風(fēng)狀況良好。壁式體系采煤法的類型 按采煤工藝分類： 爆破采煤法、普通機械化采煤法、綜合機械化采煤法 按采空區(qū)處理方法分: 全部垮落采煤法、煤柱支撐(刀柱)采煤法、充填采煤法 按工作面布置和推進方向分: 走向長壁采煤法、傾斜長壁采煤法（俯斜，仰斜）采煤方法分類柱式體系采煤法 柱式體系采煤法又稱為短壁體系采煤法，是以房、柱間隔采煤為主要特征，常見的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。 現(xiàn)代短壁機械化開采技術(shù)的成功應(yīng)用，逐漸引起大家的關(guān)注。采煤方法分類采煤方法

4、分類柱式采煤法的特點：工作面長度較短，一般10-30M,工作面數(shù)目較多。需要開掘大量的巷道，掘進率高。一般沒有處理采空區(qū)工序。工作面通風(fēng)條件較差，采出率低。水平分層采煤方法旱采水采壁式體系柱式體系柱式體系單一長壁放頂煤整層開采斜切分層水平分段放頂煤傾斜分層掩護支架分層開采整層開采整層開采房式房柱式傾斜短壁式走向短壁式走向長壁傾斜長壁走向長壁傾斜長壁下行垮落上行充填垮落刀柱2、采煤工作面有哪些采煤工藝？炮采工藝普通機械化采煤工藝高檔普通機械化采煤工藝綜合機械化采煤工藝三種采煤工藝： 爆破采煤工藝方式 解放后至60年代初為主 普通機械化采煤工藝方式 60年代初至70年代中期為主 綜合機械化采煤工藝

5、方式 70年代中期以后為主長壁采煤法的采煤工藝長壁采煤工作面的工藝方式： 炮采：爆破落煤、人工裝煤、機械化運煤、單體支架支護。 普采：采煤機落煤裝煤、機械化運煤、單體支架支護。 綜采：破、裝、運、支、處等主要工序全部采用機械化連續(xù)作業(yè)。 炮采工藝一、爆破落煤爆破落煤由打眼、裝藥、填炮泥、聯(lián)炮線及放炮等工序組成。 炮眼布置：單排眼 雙排眼 三排眼二、裝煤與運煤1）、爆破裝煤：爆破后刮板輸送機貼近煤壁，利于裝煤。2）、人工裝煤：人工攉煤。3）、機械裝煤：在輸送機煤壁側(cè)裝有鏟煤板。炮眼布置圖a單排眼 b對眼 c三角眼 d三花眼 e五花眼炮采工藝炮采工藝三、工作面支護主要采用金屬支柱和鉸接頂梁支護，單

6、體液壓支柱。主要有兩種：正懸臂齊梁直線柱（圖a）和正懸臂錯梁三角柱（圖b） 普采工藝工藝過程： 采煤機破煤裝煤刮板輸送機運煤單體支柱加金屬頂梁支護破煤和運煤滾筒采煤機：單滾筒、雙滾筒采煤機結(jié)構(gòu)：截割部、牽引部、動力部、輔助裝置牽引方式：機械牽引、液壓牽引、電牽引（傳動） 鋼絲繩、有鏈牽引、無鏈牽引（行走） 普采工藝采煤機割煤方式：單向割煤，往返進一刀；雙向割煤，往返進兩刀；“”字形割煤、往返一刀 普采工藝工作面運煤：一般采用刮板輸送機運煤。每隔6m設(shè)一個液壓千斤頂，機頭機尾各3個。彎曲段長度15m。 普采工藝工作面支護：支架布置方式：帶帽點柱、單體液壓支柱或磨擦式金屬支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支

7、架。按懸臂頂梁與支柱的關(guān)系分為正懸梁和倒懸梁兩種；按梁的排列特點分為齊梁式和錯梁式兩種，為了行人和工人作業(yè)方便，工作面支柱一般排成直線狀。普采工藝單體支架正懸臂與倒懸臂布置 支架齊梁式和錯梁式布置 普采工藝控頂距：當工作面推進一次或二次之后，工作空間達到允許的最大寬度，即最大控頂距。及時回柱放頂，使工作空間只保留回采工作所需要的最小寬度，即最小控頂距。最大控頂距與最小控頂距之差即為放頂步距。 普采工藝采空區(qū)處理： 全部垮落法 全部充填法 局部充填法 緩慢下沉法 煤柱支撐法 二、綜采工藝及裝備配套綜采工藝：長壁工作面用雙滾筒采煤機割煤、裝煤，用可彎曲刮板輸送機運煤，自移式液壓支架支護并控制頂板的

8、采煤工藝方式。1采煤機；2刮板輸送機；3液壓支架；4下端頭支架；5上端頭支架；6轉(zhuǎn)載機；7膠帶輸送機；8配電箱；9移動變電站；10設(shè)備列車；11泵站；12噴霧泵站；13絞車；14集中控制臺設(shè)備及布置綜采工藝綜采歷史：自1974年從國外引進50套綜采設(shè)備和78 年引進的100套綜采設(shè)備開始，至今已有30多年的歷史。發(fā)展經(jīng)歷：經(jīng)過了摸索起步、引進提高、仿制創(chuàng)新、國產(chǎn)與引進并重四個階段。 綜采工藝綜采產(chǎn)量： 七十年代綜采面大致為20萬噸/年-面左右 八十年代綜采面大致為100萬噸/年-面左右 2005年兗州東灘礦綜采面生產(chǎn)了753萬噸/年-面 2005年神東上灣礦綜采面生產(chǎn)了1145萬噸/年-面 （

9、神東礦區(qū)目前有4個超千萬噸的綜采面，實現(xiàn)了一井、一面、安全、高效的生產(chǎn)目標。） 綜采工藝綜采現(xiàn)狀： 2006年底全國有高產(chǎn)高效礦井197個 共產(chǎn)煤6.352億噸（占全國當年煤炭產(chǎn)量29%） 平均產(chǎn)煤331萬噸/礦。 2006年底全國有442個綜采面 （占全國2.5萬個工作面 ） 2006年底全國有363個普采面 （占全國2.5萬個工作面 ）綜采工藝綜采參數(shù)： 綜采面長150m400m 采煤機最大功率達2000kW， 刮板輸送機最大功率達3*1000kW， 液壓支架一般20t/架。工藝過程： 采煤機破煤裝煤刮板輸送機運煤液壓支架支護頂板綜采工作面主要設(shè)備33 液壓支架 雙滾筒采煤機 刮板運輸機

10、橋式轉(zhuǎn)載機 膠帶輸送機綜采工藝采煤機的割煤方式：往返一次割兩刀、往返一次割一刀液壓支架類型：支撐式支架、掩護式支架、支撐掩護式支架液壓支架的移架方式單架依次順序式；分組間隔交錯式；成組整體依次順序式。 綜采工藝綜采工作面工序配合方式：綜采面主要工序有三個：割煤、移架、推移輸送機，按照不同順序有兩種配合方式，即及時支護方式和滯后支護方式。綜采相對于炮采、普采而言，具有以下特點：1、機械化程度高，工人勞動強度大大降低。2、生產(chǎn)能力大。企業(yè)效益增加。3、頂板支護效果好，安全系數(shù)高。 因此，目前新建礦井在條件允許下，盡量采用綜采工藝。模塊一 綜采工作面的生產(chǎn)準備本節(jié)重點：1、讀懂礦井巷道布置圖2、理解

11、礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)利用自然條件作為井田邊界劃分井田煤田劃分為井田井田邊界劃分方法 1垂直劃分；2水平劃分；3以斷層為界 煤田劃分為井田 井田內(nèi)再劃分井田劃分為階段和水平井田內(nèi)再劃分階段劃分為采區(qū) 井田內(nèi)再劃分1主井；2副井；3井底車場；4階段運輸大巷；5階段回風(fēng)大巷；6回風(fēng)井；7運輸上山；8軌道上山；9區(qū)段運輸平巷；10區(qū)段回風(fēng)平巷；11采煤工作面圖1-1 礦井巷道立體示意圖1主井；2副井；3井底車場；4主要石門；5階段運輸大巷；6回風(fēng)井；7回風(fēng)石門；8回風(fēng)大巷；9采區(qū)運輸石門；10采區(qū)下部材料車場；11上、中部車場甩車道；12行人進風(fēng)斜巷；13采區(qū)煤倉；14運輸上山；15軌道上山；16上山絞車

12、房；17采區(qū)回風(fēng)石門；18采區(qū)上部車場；19采區(qū)中部車場；20區(qū)段運輸平巷；21下區(qū)段回風(fēng)平巷；22聯(lián)絡(luò)巷；23區(qū)段回風(fēng)平巷；24開切眼；25采煤工作面圖1-2 井下生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖巷道分類 1按巷道所處空間位置和形狀分類 垂直巷道 立井：是指有直接通達地面出口的垂直巷道。立井一般位于井田中部，擔負全礦煤炭提升任務(wù)稱為主立井，擔負人員升降和材料、設(shè)備、矸石等輔助提升任務(wù)的為副立井。 暗立井：是指沒有直接通達地面出口的立井，裝有提升設(shè)備，有主、副暗立井之分。 溜井：是指擔負自上而下溜放煤炭任務(wù)的暗井。 傾斜巷道 斜井：是指有直接出口通達地面的傾斜巷道。擔負全礦井下煤炭提升任務(wù)的斜井稱為主斜井。只擔

13、負礦井通風(fēng)、行人、運料等輔助提升任務(wù)的斜井稱為副斜井。 暗斜井：是指沒有直接通達地面的出口、用作相鄰的上下水平聯(lián)系的傾斜巷道，其任務(wù)是將下部水平的煤炭運到上部水平，將上部水平的材料、設(shè)備等運到下部水平。 上山：是指服務(wù)于一個采區(qū)(或盤區(qū))的傾斜巷道，也稱采(盤)區(qū)上山。上山用于開采其開采水平以上的煤層。按上山的用途和裝備可分為運輸上山、軌道上山、通風(fēng)上山和人行上山等。運輸上山內(nèi)的煤炭運輸方向為由上向下運到水平大巷。 下山：是指由運輸大巷向下，沿煤巖層開掘的為一個采區(qū)(或盤區(qū))服務(wù)的傾斜巷道，也稱采(盤)區(qū)下山。按其用途和裝備分為運輸下山、軌道下山、通風(fēng)下山和人行下山。 水平巷道 平硐：是指有出

14、口直接通到地面的水平巷道。一般以一條主平硐擔負全礦運煤、出矸、運材料設(shè)備、進風(fēng)、排水、供電和行人等任務(wù)。專作通風(fēng)用的平硐稱為通風(fēng)平硐。 石門：是指與煤層走向正交或斜交的水平巖石巷道。服務(wù)于全階段、一個采區(qū)、一個區(qū)段的石門，分別稱為階段石門、采區(qū)石門、區(qū)段石門。用作運輸?shù)氖T稱為運輸石門。用作通風(fēng)的石門稱為通風(fēng)石門。 煤門：是指開掘在煤層中并與煤層走向正交或斜交的水平巷道。煤門的長度取決于煤層的厚度，只有在厚煤層中才有必要掘進煤門。 平巷：是指沒有出口直接通達地面，沿煤層走向開掘的水平巷道。開掘在巖層中的叫巖石平巷，開掘在煤層中的稱為煤層平巷。根據(jù)平巷的用途，可將平巷分為運輸平巷、通風(fēng)平巷等。按平巷服務(wù)范圍，將為全階段、分段、區(qū)段服務(wù)的平巷分別稱為階段平巷、分段平巷、區(qū)段平巷。 2根據(jù)巷道服務(wù)范圍及其用途分類 根據(jù)巷道服務(wù)范圍及其用途，礦井巷道可分為開拓巷道、準備巷道和回采巷道三類。 開拓巷道 為全礦井或一個開采水平服務(wù)的巷道稱為開拓巷道。 準備巷道 為一個采區(qū)、一個以上區(qū)段、分段服務(wù)的運輸、通風(fēng)巷道稱為準備巷道。 回采巷道 形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道稱為回采巷道。 一、采區(qū)巷道布置1、采區(qū)巷道掘進順序2、區(qū)段平巷布置方式： 單巷布置 雙巷布置分巷布置瓦斯尾巷布置二