第三章長壁工作面工藝參數(shù)、管理及設(shè)計(一)

1、授 課 人：潘 衛(wèi) 東共五十八頁第三章.長壁工作面工藝參數(shù)、管理(gunl)及設(shè)計第一篇：共五十八頁礦業(yè)(kungy)工程系采礦工程專業(yè)辦公室：綜合樓313聯(lián)系電話： 010-6233 9153 136 2128 9083 （移動飛信）其他聯(lián)系方式：Email: 共五十八頁第一節(jié)、采煤工作面主要技術(shù)參數(shù)第二節(jié)、采煤工作面循環(huán)作業(yè)第三節(jié)、綜采工作面主要設(shè)備配套第四節(jié)、特殊條件下的采煤技術(shù)措施(cush)第五節(jié)、采煤工藝的選擇、應(yīng)用及發(fā)展第六節(jié)、采煤工藝應(yīng)用示例第三章.長壁工作面工藝參數(shù)(cnsh)、管理及設(shè)計共五十八頁第一節(jié)、采煤工作面主要技術(shù)參數(shù)第二節(jié)、采煤工作面循環(huán)作業(yè)第三節(jié)、綜采工作面主要

2、設(shè)備配套第四節(jié)、特殊(tsh)條件下的采煤技術(shù)措施第五節(jié)、采煤工藝的選擇、應(yīng)用及發(fā)展第六節(jié)、采煤工藝應(yīng)用示例第三章.長壁工作面工藝(gngy)參數(shù)、管理及設(shè)計共五十八頁1.簡述影響長壁工作面長度(chngd)的因素。2.簡述開機率的含義，提高機采工作面采煤機開機率的途徑。帶著問題(wnt)來學(xué)習(xí)：共五十八頁第一節(jié) 采煤(ci mi)工作面主要技術(shù)參數(shù)一、采煤工作面長度A、設(shè)備條件：主要(zhyo)是運輸機B、煤層地質(zhì)條件：地質(zhì)構(gòu)造,煤層傾角、厚度,頂板條件等C、通風(fēng)能力：高瓦斯礦井，以風(fēng)定產(chǎn)（公式）D、管理水平與工人素質(zhì)及技術(shù)水平共五十八頁V，工作面允許的最大風(fēng)速，4 m/s；M，采高；S，工

3、作面最小控頂距；Cf，風(fēng)流收縮系數(shù)，0.9-0.95；qb，晝夜產(chǎn)煤1t所需的風(fēng)量，m3/min；B，工作面截深；P，煤層產(chǎn)出率，即單位(dnwi)面積上出煤量，P=MrC，t/m2；N，割煤刀數(shù)。共五十八頁附：長壁工作面的長度目前(mqin)我國煤礦在不受地質(zhì)構(gòu)造條件的影響下，緩傾斜煤層綜采工作面長度不低于160m；普采工作面長度在中厚煤層中不低于140m，在薄煤層中不小于120m；炮采工作面長度可取80120m。研究認(rèn)為：放頂煤綜采工作面長度在175225m之間，大功率綜采工作面長度在220250m之間，工作面單產(chǎn)水平較高，且產(chǎn)量變化平緩，屬較優(yōu)的工作面長度范圍。目前高產(chǎn)高效工作面長度已達(dá)

4、300m以上。共五十八頁二、采煤工作面連續(xù)推進(jìn)(tujn)長度綜采工作面合理(hl)推進(jìn)長度應(yīng)以綜采設(shè)備大修周期為基礎(chǔ)，國產(chǎn)普通裝備一般一個工作面的回采煤量控制在60125萬t，大功率綜采設(shè)備控制在600萬t以上。工作面連續(xù)推進(jìn)長度過小，工作面搬家頻繁，設(shè)備能力，特別是大功率綜采設(shè)備的能力難以充分發(fā)揮，影響工作面經(jīng)濟效益。美國二十英里礦綜采工作面連續(xù)推進(jìn)長度為5280 m。神東礦區(qū)一些礦井的工作面連續(xù)推進(jìn)長度達(dá)到6000m。隨著設(shè)備水平的提高，工作面推進(jìn)長度有增加的趨勢。共五十八頁 三、采煤機截深滾筒采煤機的截深有0.5、0.6、0.8、1.0及1.2m幾種，常用的有0.6、0.8及1.0m。

5、采煤機截深應(yīng)根據(jù)工作面圍巖條件、采高、支架形式、采煤機和輸送機的能力等因素合理(hl)確定。共五十八頁附：采煤機截深的合理(hl)選擇在選擇合理截深時，一般在煤層(micng)較厚、采高大于1.8m、頂板不穩(wěn)定時，應(yīng)首先考慮有利于頂板管理和運輸，宜用0.50.6m截深。頂板較穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造簡單、為了加大循環(huán)進(jìn)度，可采用0.8或1.0m截深。頂板很穩(wěn)定的薄煤層，有足夠的運輸能力，可考慮加大截深至1.0m，個別的可達(dá)1.2m。在條件許可情況下，適當(dāng)加大截深也是今后發(fā)展的趨勢。1995年美國最大的截深已達(dá)到1.4m。共五十八頁四、 機采工作面的開機率采煤機運轉(zhuǎn)時間(shjin)占每日24小時的百分比

6、。共五十八頁附：提高(t go)工作面開采率途徑a.加強設(shè)備維護檢修b.減少路途時間損失c.合理的設(shè)備配套,選用可靠(kko)的設(shè)備d.提高全礦生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性e.加強端頭支護作業(yè)水平f.提高工人素質(zhì)和管理水平共五十八頁五. 機采工作面的生產(chǎn)能力(shn chn nn l)日產(chǎn)量 Q=N L M B C日進(jìn)刀數(shù)共五十八頁六. 工作面的采出率(回采(huci)率)工作面采出率C： 工作面采出率的規(guī)定(gudng)： 厚煤層不低于0.93, 中厚煤層不低于0.95， 薄煤層不低于0.97。 共五十八頁1.簡述影響長壁工作面長度的因素(yn s)。2.簡述開機率的含義，提高機采工作面采煤機開機率的途

7、徑。回顧(hug)兩個問題：共五十八頁思考題：1.簡述影響長壁工作面長度的因素。（1）煤層(micng)地質(zhì)條件: 地質(zhì)構(gòu)造, 煤層傾角、厚度, 頂板條件等。（2）設(shè)備條件: 主要是運輸機。（3）通風(fēng)能力: 尤其是高瓦斯礦井，工作面的通風(fēng)能力則是限制工作面長度的重要因素。（4）管理水平與工人素質(zhì)及技術(shù)水平。共五十八頁思考題：2.簡述開機率的含義，提高機采工作面采煤機開機率的途徑。（一）開機率的含義：采煤機運轉(zhuǎn)時間占每日24小時的百分比。t1，純割煤時間；t2，跑空刀時間；t3，進(jìn)刀(jn do)時間；T，每天工作時間，24h共五十八頁思考題：2.簡述開機率的含義，提高機采工作面采煤機開機率的途

8、徑。（二）提高開機率的途徑：a. 加強設(shè)備維護檢修b. 減少路途時間損失c. 合理的設(shè)備配套,選用可靠的設(shè)備d. 提高全礦生產(chǎn)系統(tǒng)(xtng)的可靠性e. 加強端頭支護作業(yè)水平f. 提高工人素質(zhì)和管理水平共五十八頁第一節(jié)、采煤工作面主要技術(shù)參數(shù)第二節(jié)、采煤工作面循環(huán)作業(yè)第三節(jié)、綜采工作面主要設(shè)備配套第四節(jié)、特殊條件下的采煤技術(shù)措施第五節(jié)、采煤工藝的選擇、應(yīng)用及發(fā)展(fzhn)第六節(jié)、采煤工藝應(yīng)用示例第三章.長壁工作面工藝參數(shù)(cnsh)、管理及設(shè)計共五十八頁第二節(jié) 采煤工作面循環(huán)(xnhun)作業(yè) 一、循環(huán)作業(yè)(zuy)方式 1、循環(huán)方式采煤循環(huán)：工作面周而復(fù)始地完成破煤、裝煤、運煤、支護和處

9、理采空區(qū)等工序的過程稱為采煤循環(huán)。一般完成一個采煤循環(huán)的標(biāo)志炮采是回柱放頂，普采是移架，而綜放是完成采、放全部工序。循環(huán)進(jìn)度：完成一個循環(huán)后采煤工作面推進(jìn)的距離。循環(huán)方式：采煤工作面一晝夜完成的循環(huán)數(shù)。共五十八頁2、工作面作業(yè)形式： 作業(yè)形式：是采煤工作面在一晝夜內(nèi)生產(chǎn)(shngchn)班與準(zhǔn)備班的相互配合關(guān)系。 礦井工作制度：“三八”工作制、 “四六”工作制、“四八”交叉工作制。 “三八”工作制的作業(yè)形式有：“兩采一準(zhǔn)”、“邊采邊準(zhǔn)”、“兩班半采煤半班準(zhǔn)備”等幾種； “四六”與“四八”交叉工作制的作業(yè)形式有：“三采一準(zhǔn)”或“邊采邊準(zhǔn)”等形式。共五十八頁二、工序安排炮采工作面：落煤、裝煤、掛梁

10、、移輸送機、支柱、回柱放頂?shù)戎饕ば?；普采工作面：割煤、掛梁、移輸送機、支柱、回柱放頂；綜采工作面：割煤、移架和移輸送機。這些工序在時間和空間上有一定的順序，并對采場圍巖控制產(chǎn)生不同(b tn)程度的影響。共五十八頁三. 工作面勞動(lodng)組織形式a.分段作業(yè): 炮采、綜采(zn ci)、刨煤機b.追機作業(yè): 普采、綜采c.分段追擊作業(yè): 普采、綜采、高產(chǎn)高效面共五十八頁四.正規(guī)循環(huán)作業(yè)(zuy)圖表組成：循環(huán)作業(yè)圖、勞動組織表、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表、設(shè)備配備表、工作面布置圖。正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖：反映了各作業(yè)班的任務(wù)和完成任務(wù)的時間，以不同的線條表示工作面各工序在時間和空間上的關(guān)系。勞動組織表：反

11、映了作業(yè)班工人出勤人數(shù)、出勤時間、工種。技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表：反映了工作面的地質(zhì)技術(shù)條件(tiojin)和技術(shù)經(jīng)濟效果。設(shè)備配備表：反映了采煤工作面主要裝備及為其服務(wù)的兩巷裝備技術(shù)參數(shù)。共五十八頁共五十八頁共五十八頁共五十八頁共五十八頁20406080100120140班次面長時間（m）早 班810121416共五十八頁20406080100120140班次面長時間（m）早 班810121416共五十八頁共五十八頁共五十八頁共五十八頁共五十八頁高產(chǎn)(o chn)高效工作面循環(huán)作業(yè)圖共五十八頁勞動(lodng)組織表項目一班/人二班/人檢修班四班/人采煤機司機2222支架工2232三機司機2232電工

12、1131泵站工0010超前支護0020班長1111隊領(lǐng)導(dǎo)1111技術(shù)員1111小計10101710共五十八頁工作面主要(zhyo)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表項 目單位數(shù)量項 目單位數(shù)量工作面長m240開機率%65每刀產(chǎn)量t1420日產(chǎn)量t31240推進(jìn)長m6000平均截割速度m/min7.0日循環(huán)數(shù)個2430月產(chǎn)量萬t/月93.7采高m4.55.3搬家時間d15回采工效t/工893年產(chǎn)量萬t/a1000共五十八頁五、采煤工作面作業(yè)規(guī)程(guchng)編制 作業(yè)規(guī)程的內(nèi)容1）概況：工作面位置及井上下關(guān)系、煤層、煤層頂?shù)装?、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、影響回采的其他因素、儲量及服務(wù)年限。 2）采煤方法(fngf)：巷

13、道布置、采煤工藝、設(shè)備配置。3）頂板控制：支護設(shè)計、工作面和回采巷道及端頭頂板控制、礦壓監(jiān)測。4）生產(chǎn)系統(tǒng)：運輸、“一通三防”與安全監(jiān)控、排水、供電、通信照明。5）勞動組織及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)：勞動組織、作業(yè)循環(huán)、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。6）煤質(zhì)管理：煤質(zhì)指標(biāo)和提高煤質(zhì)的措施。7）安全技術(shù)措施：一般規(guī)定、頂板、防治水、爆破、“一通三防”與安全監(jiān)控、運輸、機電、其他。8）災(zāi)害應(yīng)急措施及避災(zāi)路線。共五十八頁序號工種班 次合計各工種出勤時間一二三一二三1班長22372采煤工181818543采煤機司機33394運輸機司機11135轉(zhuǎn)載機司機11136泵站司機11137維修電工11138驗收員11139機械檢

14、修工8810電器檢修工3311材料運輸工6612材料員2213隊管員1124合計293742108共五十八頁項目單位數(shù)量項目單位數(shù)目工作面基本參數(shù)走向長度m1056材料消耗指標(biāo)炸藥kg/kt5.4傾斜長度m148雷管個/kt20煤層厚度m1.82.2坑木m2/kt0.35平均開采厚度m2.0竹笆塊/kt600煤層傾角(0)120木棍根/kt1200回采面積m2156288柱鞋塊/kt400工業(yè)儲量kt453金屬網(wǎng)m2/kt可采儲量kt435水平楔個/kt2.5采出率%96擋矸簾個/kt2000煤實體密度t/m31.45截齒個/kt1.2乳化油kg/kt15機油kg/kt8.5共五十八頁項目單位

15、數(shù)量項目單位數(shù)目工作面頂板管理頂板類級2循環(huán)作業(yè)與技術(shù)指標(biāo)工作制度三、八工作制底板分級作業(yè)形式兩班半采煤半班準(zhǔn)備支護方式單體支架支護循環(huán)進(jìn)度m1支柱數(shù)量根1100循環(huán)產(chǎn)量t412頂梁數(shù)量根1030日循環(huán)數(shù)個4最大控頂距m4.4日產(chǎn)量t1650最小控頂距m3.4正規(guī)循環(huán)率%92支柱排距m1月進(jìn)度m110支柱柱距m0.6噸煤直接電耗kWh/t6.6支護密度根/m21.67回采工效t/工14.2放頂步距m1噸煤直接成本元/t21.4回柱方法人工回柱頂板處理方法全部垮落法共五十八頁第一節(jié)、采煤工作面主要技術(shù)參數(shù)第二節(jié)、采煤工作面循環(huán)作業(yè)第三節(jié)、綜采工作面主要設(shè)備配套第四節(jié)、特殊(tsh)條件下的采煤技

16、術(shù)措施第五節(jié)、采煤工藝的選擇、應(yīng)用及發(fā)展第六節(jié)、采煤工藝應(yīng)用示例第三章.長壁工作面工藝參數(shù)(cnsh)、管理及設(shè)計共五十八頁第三節(jié) 綜采工作面主要(zhyo)設(shè)備配套共五十八頁3.綜采(zn ci)工作面三機配套幾何尺寸的內(nèi)容和要求。帶著問題(wnt)來學(xué)習(xí)：共五十八頁一、綜采設(shè)備(shbi)的幾何尺寸配套共五十八頁1、采高或煤厚對液壓支架支撐高度要求液壓支架應(yīng)能適應(yīng)煤層(micng)厚度變化和頂板的下沉，要在最大采高或煤厚時支得起，并有一定富裕，在最小采高或煤厚時能卸得掉。 Hm = MmS1 + h Hmin=MminS2aHm，Hmin 支架的最大與最小支撐高度；S1，S2 液壓支架在前

17、、后柱處的頂板下沉量；Mm、Mmin最大采高或煤厚、最小采高或煤厚；h 支架支撐高度的富裕系數(shù)，一般取200mm左右；a 支架卸載高度，一般取50mm。共五十八頁 2、液壓支架與采煤機高度配套要求液壓支架的最小支撐高度要大于采煤機機身高度，以保證采煤機在支架掩護下安全運行。 Hmin A 同時,液壓支架的最小支撐高度Hmin要大于采煤機的滾筒直徑，滾筒直徑也就是采煤機最小采高M(jìn)min: Hmin Mmin=D 液壓支架的支撐高度H為 H=A+J+t 式中t支架頂梁厚度； A采煤機機身高度、輸送機高度和采煤機底托架高度之和（A= C+S+U），但底托架高度要保證過煤高度E250300mm。 J采

18、煤機機身上方的空間高度，按便于司機操作(cozu)及留有頂板下沉量確定。共五十八頁 二、綜采面設(shè)備的生產(chǎn)能力配套工作面刮板輸送機、平巷中的轉(zhuǎn)載機、破碎機和可伸縮膠帶輸送機等設(shè)備的能力都要大于采煤機的生產(chǎn)能力，且要考慮生產(chǎn)不均衡系數(shù).由工作面向外逐漸(zhjin)加大，通常按富裕20%30%考慮。共五十八頁三、綜采設(shè)備的服務(wù)時間配套采煤機、液壓支架和刮板輸送機服務(wù)時間配套是指“三機”大修周期(zhuq)應(yīng)該相互接近，否則，要在工作面生產(chǎn)過程中交替更換設(shè)備或進(jìn)行大修，或部分設(shè)備“帶病”運轉(zhuǎn)，這將對正在生產(chǎn)的工作面造成影響，也會對設(shè)備造成損壞。我國通常液壓支架在工作面運行12年后(設(shè)備較新時一般為2年)上井大修，則相應(yīng)的采煤機、刮板輸送機可同時大修。 共五十八頁綜采設(shè)備橫向幾何尺寸(ch cun)配套e=100200mm b=200400mm M500mm T=200400mm B=5001000mm J 200 E 400共五十八頁 4、綜采設(shè)備橫向幾何尺寸配套(pi to)要求支架前柱到煤壁的無立柱空間寬度F愈小愈好，它的尺寸組成為： F=B+e+G+xG輸送機寬度，其組成： G