1、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,第三章单一长壁采煤法采煤工艺,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,爆破采煤工艺: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 爆破采煤工艺,钻眼、装药、封炮泥、联炮线、放炮等工序1、炮眼
2、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
3、,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,装煤与运煤,机械装煤 刮板输送机的铲煤板,装煤与运煤,北宿矿刮板输送机封底,铲煤板调小角度加档
4、煤板炮采铲装,装煤与运煤,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,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,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,三、支护和采空区处理,工作面支护,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,
5、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,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,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
6、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。,处理采空区,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,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,炮采工艺的特点,普通机械化采煤工艺用机械化方法破煤、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
7、滚筒采煤机刨煤机我国主要采用滚筒采煤机破煤,第二节 普通机械化采煤工艺,一、工艺过程实例,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,人工开切口,二、采煤机的割煤方式,双向割煤,往返一刀字形割煤,往返一刀单向割煤,往返一刀,中厚煤层,单滚筒采煤机,双向割煤、往返一刀,下行: 割顶煤,挂梁,上
8、行:割底煤,清浮煤,推移输送机,支柱(底消下光滑),上行: 割顶煤,挂梁,下行:割底煤,清浮煤,推移输送机,支柱,采煤机往返一次进一刀,煤壁推进了一个截深问题:顶板,双向割煤,往返一刀特点,适应性强:能适应粘顶、厚度变化、无须人工清浮煤。不利于控顶:无立柱控顶时间长工作量不均衡:,“”字形割煤、往返一刀,“”字形割煤、往返一刀特点,工作面中部输送机设弯曲段无立柱控顶时间变短工作量变均衡采煤机自行进刀,煤层较薄,单滚筒采煤机,滚筒直径接近采高,单向割煤、往返一刀,上行: 沿底割煤, 清理顶煤、挂梁下行: 清理底板浮煤,推移输送机,支柱上行、下行往返一次进一刀,煤层较薄,单滚筒采煤机,滚筒直径接近
9、采高,双向割煤、往返两刀,上行: 底割煤, 清理顶煤、挂梁、推移输送机,支柱下行:底割煤, 清理顶煤、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,单滚筒采煤机的进刀方式,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
10、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。,端头留三角煤斜切进刀,单滚筒采煤机双向、单向割煤端头不往返,进刀与移机头不干扰,端部煤壁不直,端头留三角煤斜切进刀,单滚筒采煤机双向、单向割煤端头不往返,进刀与移机头不干扰,端部煤壁不直,(a) 下行进入进刀段后割顶煤至工作面下端头后停机,随机下行推输送机至进刀段,采煤机返向上行沿输送机弯曲段割三角底煤;(b) 割底煤至输送机直线段后改为割顶煤,此时,推移机头和弯曲段;(c)
11、 上行割顶煤直至上切口,输送机已移直,在下端头留下三角煤;(d)在正常段下行割底煤,并随采煤机下行推移输送机;(e)采煤机在进刀段割顶煤直至工作面下端部,随机自上而下推移输送机,在工作面下端部留下底部的三角煤。重复(a)图,完成进刀全过程。,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,三、普采面单体支架,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
12、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、丛柱主要是针对水平推力,普采工艺支护基本点,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,普采面端头支护,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;,