影响综合机械化采煤的因素分析.doc

1、影响综合机械化采煤的因素分析摘要：根据多年使用综采设备的实践经验，总结和分析了影响综采的相关因素,并对其做出了评价 关键词：综采；因素；评价 Abstract: Based on the fully mechanized mining equipment with many years of practical experience, the summary and analysis of the related influence factors of mining, and evaluate its Keywords: comprehensive evaluation; factor; 中

2、图分类号：TD822 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 1 前言 我国长壁采煤的发展促进了采煤机械的发展，采煤机械化的发展又巩固了长壁采煤法的主导地位。用于长壁工作面的采煤机械有采煤机和刨煤机两大类。 采煤机适用于：1)煤层稳定，结构简单，不含坚硬夹矸及较大的黄铁矿结核；2)顶底板良好，起伏不大；3)能用于各种硬度的煤层；4)开采煤层厚度为 08 m45 131，倾角 0 55 。 刨煤机适用于：1)煤层稳定，结构简单，不含坚硬夹矸及较大的黄铁矿结核；2)顶板比较稳定；3)煤层中硬以下；4)开采煤层厚度在 2 131以下，倾角小于 25。 下面就影响综合机械化采煤的因素

3、分析如下。 2 煤层 煤层厚度影响采煤机工作机构的晟小结构和凋高范围以及机身高度及过机空间，此外还影响支架的晟小高度和伸缩量。对薄煤层，由于人员活动空间狭窄，采煤机械化条件比较困难，一般讲，煤厚为1.25350 m 是机采最有利的条件，可获得较好的经济效益。 根据我国目前采煤机的使用情况，参考采煤机械化成套设备综台技术特征，可按采高将煤层厚度划分为几个区问，一般可分为 0 65 1 30 m；1 102 40 m；1 70260 m；2 003 20 m；2 504 40 m 以及 4 40 m 以上 6 个区间。在具体选择综采架型时，应首先对矿井的各个煤层划分出一些块段，然后对每个块段的煤层

4、厚度进行方差计算，把块段内计算的煤厚区问与综采架型采高区间加以对比，两者哪个较接近，选择合适的架型。对于一个矿井来说，一般只能选择 23 种架型，因此，架型还应考虑块段的可采储量至少应大于一套综采设备在索回原值和生产费用期问的储量。据该矿生产技术水平，以每套综采年产 50 万 t 计算，国产和进口的综采设备的服务年限应为 4 年和 5 年。 3 大中型断层(落差大于 5 m) 这类断层在地质勘振阶段或矿井开拓及生产准备阶段多数都已查明，在实际工作中往往以大中型断层作为采区或工作面的自然边界。因此，在进行采区或工作面设计之前，应搞清这类断层的展布方向及延伸长度，以便据此设计采区或工作面的尺寸。按

5、目前机采水平及人、财、物耗费情况计算，在两条断层之问布置的工作面，工作面的回采面积需足够开采 5 个月。否则支出的费用将高于收入，使用综采是不合算的 3 小断层(落差小于 5 m) 这类断层在地勘阶段难以发现，在生产开拓及准备中也发现较少，因而往往成为综采工作面内不可避免的地质因素。它对综采的影响主要表现有：断层落差越大对采面影响越大；断层走向线与工作面线的夹角越小，采面过断层越困难，当断层破碎带与工作面平行时。最容易片帮冒顶，当夹角等于 9o。时进人工作面的只有断层破碎带的宽度，最容易通过，但过断层时问要加长，一般夹角小于如。 。破碎带宽度越大的对综采影响亦越大。 4 煤厚与小断层落差的综合

6、影响 断层对综采的影响仅用落差来确定还不够，因为落差相同的断层对不同煤厚的影响是不同的。笔者采用下式来表示对综采生产的影响，即 （1） 式中 K落差与煤厚对综采生产的影响参数； H小断层落差；m； M煤层厚度（分层开采时为分层厚度） ，m； h综采液压支架最小支撑高度，m。 K 值表示综采工作面过断层的难易程度，当 K1 时，可以通过断层，当 K1 时，则必须割煤层的顶板或地板，过断层较困难，具体能否通过，还要根据煤层顶底岩石的软硬程度和割顶底板岩石的厚度。 5 煤层倾角 在干燥的条件下，金属对金属的摩擦系数为 O23 一 O30，其相应的摩擦角为 l317 ；金属对底板岩石的摩擦系数为035

7、040，其相应的摩擦角为 l820 。而在潮湿的情况下，摩擦系数将会降低，因此。当倾角大于铲时，在一般情况下采煤机要设防滑装置。倾角大于 l 时，支架及输送机也要有防滑装置，而倾角大于l 铲时，支架应同时设防滑防倒装置。即机采最佳的倾角是012。根据摩擦系数，结合综采设备的技术特征，将煤层倾角划分为 O 12 ；1318 ；1935 ；3690 四类。一类上综采条件最好，二、三类必须采取技术措施，四类则很困难。6 煤的硬度 煤的硬度影响采煤机的功率选择，也影响采煤机工作机构型式的选择。我国常用煤的单向抗压强度或硬度系数来表示，但它只反映煤破碎的难易程度，不能完全反映采煤机刀具的受力大小，因此，

8、应用煤的截割阻力系数来表示煤抵抗机械破碎的能力。公式如下 A=Z/m（2） 式中 A煤的截割阻力系数，kg/cm； Z截割阻力，kg； M截割煤层深度，cm。 根据煤的截割阻力系数大小，可将煤的硬度分为：A240 360 的中硬煤、硬煤及粘性煤，则宜采用大功率的采煤机。 7 煤层顶底板性质 顶板和底板的性质主要表现在岩石的强度。对综采的影响来说，又可分为冒落性和稳定性两个方面。老顶与直接顶为厚层坚硬的砂岩、砾岩条件下，抗压强度多数为 80120 MPa，岩石坚硬，整体性强。不易冒落，使用综采必须对顶板采取一系列措施，如打孔注水，放炮等，进行强制性放顶，因此，难冒落的顶板对综采不利。顶底板岩石的

9、稳定性对综采的影响也较大，刨煤机晟适宜用于 23 h 内，允许暴露宽度 06 m 以上的中等稳定顶板。且煤不粘顶的条件，否则要采取分段刨煤或缩小移架步距。在选择采煤机时，若顶板不稳定，宜采用机身长度较小、输送机宽度较窄的型号，以减少无立柱空问的宽度及采煤机顶部的悬顶面积。顶底板岩石以稳定和较稳定的对综采有利。综机过断层与断层上下盘的煤层顶底板岩性也有密切的关系，如果顶底板岩石为泥岩或炭质泥岩，即使置值小于 1，综机也能过断屡，但截割顶底板的岩石厚度一般以不超过 06 m 为宜。如果顶底板岩石为坚硬的砂岩或砾岩，当值小于 1时，综机过断层很困难。 8 煤层的构造破坏 煤层在褶曲的核部增厚，翼部变

10、薄；不协调褶曲可以形成煤包；正断层附近煤层变薄，逆断层附近煤层变厚；书斜形小断层则使煤层呈锯齿状。 由于煤层遭到构造破坏后，再经过重新胶结而形成的细粉煤，已失去原先的条带状结构，即形成所谓构造煤。受火成岩侵入而变成天然焦的煤，使煤变硬，综机截割较为困难。 煤层受地应力作用形成的构造节理对综采的影响主要表现为：工作面在回采过程中会产生顶压大、片帮和顶板岩石抽条等现象。片帮的程度与节理走向和工作面的夹角有关，节理走向与工作面垂直时不易片帮，与工作面平行则最容易片帮。我矿主要节理组走向为 N97。左右，与煤层倾斜方向近于平行，因此，走向长壁面在回采过程中多次发生片帮，而倾斜长壁面很少片帮。 9 其他因素 冲击地压、煤的自燃发火等对综采的正常进行都有不同程度的影响。综上所述，影响综采的因素是多方面的，其中煤层的厚度可视为最主要的影响因素，煤厚不满足就谈不上进行综采，断层和古河流冲刷可影响工作面的尺寸太小；火成岩和无炭柱则使煤层失去开采价值，或者使工作面缩小，其他几项因素一般表现为影响综机正常作业、使产量降低。