1、1一、课题： 第七章 机械化采煤及顶板安全管理 二、教学目的和要求： 熟悉采煤工艺的相关知识，了解综采相关的配套设备，熟悉机械化采煤的相关规定要求及顶板安全管理规定。 三、教学重点和难点： 1、采煤工艺的相关知识及综采相关的配套设备。2、机械化采煤的相关规定要求.3、顶板安全管理的有关规定 。 四、教学方法： 讲授法 五、教具： 无 六、教学过程：一组织课堂二复习旧课三导入新课四讲授新课五归纳总结六作业七课后反思八板书设计七、课程设置和课时分配：本章共有为四节，4 个课时。第一节 机械化采煤概述 1 课时。第二节 综采配套设备的安全使用 1 课时。第三节 综合机械化采煤的有关规定及要求1 课时
2、。第四节 顶板安全管理 1 课时。第一节 机械化采煤概述采煤工艺又称回采工艺，它是指采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空 间上的相互配合关系。在采煤工作面进行煤炭生产的采煤工艺由 5 个主要工序组成：即破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理我国常用的三大采煤工艺：爆破采煤工艺方式（炮采）解放后至 60 年代初普通机械化采煤工艺方式（普采） 60 至 70 年代中期综合机械化采煤工艺方式（综采） 70 年代中期以来爆破采煤工艺，简称“炮采”，其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。一、普通机械化采煤，简称“普采” ，其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序
3、，而运2煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。1.单滚筒采煤机割煤方式普采面的生产是以采煤机为中心的。采煤机割煤以及与其它工序的合理配合，称为采煤机割煤方式。采煤机割煤方式选择是否合理，直接关系到工作面产量和效率的提高。（1）双向割煤、往返一刀。（2）“”字形割煤、往返一刀。（3）单向割煤、往返一刀。（4）双向割煤、往返二刀。该方式又称穿梭割煤。2.普采面单体支架普采面单体支架布置应与煤层赋存条件、顶底板性质相适应，并符合采煤机割煤特点，除确保回采空间作业安全外， 还要力求减少支设工作量。1支架布置方式2支架布置特点齐梁直线柱布置特点是悬梁端沿煤壁方向相齐，支柱排成直线。根据截深与顶梁长
4、度的关系，又可分梁长等于截深和梁长等于截深的 2 倍。二、综合机械化采煤工艺，简称“综采” ，即破、装、运、支、处五个生产工序全部实现机械化，因此综采是目前最先进 的采煤工艺。1.综采面的主要设备：工作面设备：采煤机、自移式液压支架，刮板 输送机平巷设备：转载机，破碎机，可伸缩胶带机，乳化液泵站。2.双滚筒采煤机割煤方式综采面采煤机的割煤方式是综合考虑顶板管理、移架与进刀方式、端头支护等因素确定的，主要有如下几种：（1）往返一次割两刀。这种割煤方式也叫“穿梭割煤 ”，多用于煤层赋存稳定，倾角较缓的综采面，工作面为端部进刀。（2）往返一次割一刀，即单向割煤，工作面中 间或端部进刀。3.综采面液压
5、支架的移架方式单架依次顺 序式。支架依次前移，移 动步距等于截深，操作简单，保证质量，适应不稳定顶板。分组间隔交 错式。移架速度快，适用于 稳定顶板成组整体依次 顺序式。成组控制，适 应煤层地质条件好，采煤机快速牵引割煤（交流电牵引大功率采煤机）4综采工作面支护方式综采面割煤、移架、推移输送机三个主要工序，按照不同 顺序有两种配合方式，即及时支护方式和滞后支护方式。及时支护方式3采煤机割煤后，支架依次或分组随机立即前移。支 护顶板， 输送机随移架逐段移向煤壁。（推移步距截深）滞后支护方式割煤后输送机首先逐段移向煤壁，支架随输送机前移。5、进刀方式推入法进刀 :需提前开出工作面端部切口。 （做机
6、窝）钻入法进刀（已不用）斜切进刀：端部斜切 进 刀、中部斜切 进刀；（目前使用）A. 端部斜切进刀：利用采煤机在工作面两端 约 2025m 的范围内斜切进刀。 （割三角煤、留三角煤）过程、特点。B.中部斜切 进刀；利用采煤机在工作面中部斜切进刀，留三角煤端部斜切进刀往返一次进一刀。特点:简化了进刀工序，工作量均衡，窝工现象少，提高了采煤机的装煤率为移溜、移架创造了有利条件。正切进刀 同斜切进刀方式比较，不留三角煤端部斜切进刀，采煤机端头停机转向两次，双向割煤，多用留三角煤端部斜切进刀，采煤机端头停机转向一次，单向割煤移机头、机尾与清浮煤平行作业，适用于工作面长度短，煤层倾角大，装煤效率低6、综
7、采面端头支护单柱加长梁（ 迈步抬棚）：适 应性强，利于排 头支架的稳定，但支设麻烦、费工费时。自移式端头 支架：移架速度快，但对平巷条件适应性差。用工作面支架支护端头 ：适用于煤层倾角较小的工作面。三、综采放顶煤工艺根据我国近年来在缓斜厚煤层中使用放顶煤采煤法的经验，其工艺过程如下：1采煤机采煤2放顶煤放顶煤工作多从下部向上部，也可以从上部向下部，逐架或隔一架或隔数架依次进行。一般放顶煤沿工作面全长一次进行完毕即一轮放完，如顶煤较厚，也可以两轮放完。在放煤 过程中，如有片帮预兆，宜停止放煤。当放煤口出 现矸石 时，应关闭放煤口。放顶煤采煤法是沿煤层 的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采煤
8、工作面，利用矿山压力将工作面顶部煤层在工作面推进过后破碎冒落，并将冒落顶煤予以回收的一种采煤方法。一、放顶煤采煤法的分类（一）顶采顶分层放顶煤采煤法（二）预采中分层放顶煤采煤法（三）整层开采放顶煤采煤法4（四）分段放顶煤采煤法以提高煤的采出率和减少煤的含矸量。当然也可以根据顶板沿性不铺网。第二节 综采配套设备的安全使用综采配套设备主要包括采煤机、液压支架、乳乳化液泵站、刮板 输送机、转载机和破碎机等。一、采煤机的安全使用滚筒式采煤机的安全使用1、采煤机上必须装有能停止工作面刮板输送机运行的闭锁装置。采煤机暂停打开隔离开关和离合器。停机或检修 断电，并打开其磁力启动器和隔离开关。开机 巡视四周无
9、危险。2、工作面遇坚硬夹矸或黄铁矿结核时， 应采取松动爆破措施处理， 严禁用采煤机强行截割。3、工作面在 15以上时，液压支架必须设防滑装置。4、采煤机必须安装内、外喷雾装置。内 喷雾压力不得小于 2MPa，外喷雾压力不得小于1.5MPa，喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于4MPa，无水或喷雾装置损 坏时，必须停机。5、采用动力载波控制的采煤机，当两台采煤机由一台变压器供电时， 应分别使用不同的载波频率，并保证所有的动 力载波互不干扰。6、采煤机上的控制按钮，必须设在靠采空区一侧，并加保护罩。7、使用有链牵引采煤机时，在开机和改 变牵引方向前，必须发出信号，
10、只有在收到返向信号后，才能开机或改变牵引方向，防止牵引链跳动或断 链伤人。8、更换截齿和滚筒上下 3M 以内有人工作时，必须护帮护顶，切断电源，打开采煤机隔离开关和离合器，并对工作面 输送机施行闭锁。9、采煤机用刮板输送机作轨道时，必 须经常检查刮板输送机的溜槽连接、 挡煤板导向管的连接，防止采煤机牵引链 因过载而断链；采煤机为无链牵引时，齿（销、 链）轨的安设必须紧固、完整，宾经 常检查。必 须按作业规程规定和设备 技术性能要求操作、推进刮板输送机。二、刮板输送机的安全使用1.规程对刮板输送机的有关规定采煤工作面刮板输送机必须安设能发出停止和启动信号的装置，发出信号点的间距不得超过 15m。
11、刮板输送机的液力偶合器必须按所传递的力矩大小，注入规定量的难燃液，并经常检查有无漏失。易熔合金塞必须 符合标准，并 设专人检查 、清除塞内 污物。严禁用不符合标准的物品代替，如提高熔点，用螺钉、木塞堵住等。刮板输送机严禁乘人，用刮板输送机运送物料时，必须有防止顶人和顶倒支架的安全措施。5移动刮板输送机的液压装置必须完整可靠，移动刮板输送机时，必须有防止冒顶、 顶伤人员和损坏设备的安全措施。必 须打牢刮板输送机的机头、机尾锚固支柱。2.推移刮板输送机的安全注意事项严禁从刮板输送机两端头开始向中间推动溜槽，推移时要掌握好推移步距，防止发生脱节故障。进行推移工作时，煤壁与输送机之间不得站人。支撑设备
12、附近不得有其他人员。要将机道浮煤清理干净后在移动。推移时支撑处的顶板要支护可靠，千斤顶与输送机的接头要正确牢固、互相间要垂直，先慢慢地把千斤顶与输送机齿上劲，观察支撑及接头处有无移动，顶板有无异状，一切正常后再做推移工作。当移溜工发现推移困难时，不得强推， 应检查处理。不允许用单体液压支架推移输送机。三、转载机的事故的预防转载机是机械化采煤、掘进运输系统中普通采用的一种中间转载设备，实际上是一种纵向弯曲长度较小的重型刮板输送机。该此设备呈桥形，帮称为桥式转载机。转载机布置在采煤工作面的下顺槽内，把采煤工作面刮板输送机运出的煤炭转运到顺槽可伸缩带式输送机上，随着工作面的推进和带式输送机的伸缩而整
13、体移动。预防转载机伤人事故的措施（1）铺设要平、直、稳，刮板链松紧合适，各部螺栓紧固，运行时声音、震动和各部温度无异常，润 滑良好，有合格的易熔合金塞和防爆片， 转动 部分有防护罩等。（2）锚固支柱，必须选择在顶底板稳定处， 锚固必须牢固、可靠。（3）在处理转载机机头故障时，一定要停止并闭锁搭接的带式输送机。（4）在处理被卡的刮板链时，要停止并挂警示牌。（5）严禁用转载机运送设备或物料。（6）在机尾处安装破碎机，必须加保护栅栏，防止人员进入。四、破碎机安全使用的注意事项破碎机主要用来破碎大块煤和矸石，以防砸伤输送带，保证可伸缩带式输送机的正常运行。破碎机安全使用的注意事项（1）严禁操作人员和其
14、他人员靠近正在工作的破碎机。破碎机前后都应挂挡帘，以防破碎煤、矸石飞出伤人。（2）启动前一定要发出信号，在检查没有人员在转载机上后再正式开机。（3）在检查破碎机（包裹更换破碎齿）时，要停止转载机和刮板输送进。检修结束，人 员撤离到安全地点后再送电试机。（4）每班对破碎机的安全保护设施要检查，确保其灵活、可靠。（5）处理刮板输送机机头和转载机故障时，破碎机一定要先断电，闭锁停机。（6）大块煤矸或其他杂物卡住破碎机时，一定要先停机、后处理。6第三节 综合机械化采煤的有关规定及要求一、规程对综合机械化采煤的有关规定（1）必须根据矿井各个生产环节、煤层地质条件、煤层厚度、煤 层倾角、瓦斯涌出量、自然发
15、火倾向和矿山压力等因素， 编制设计。（2）运送、安装和拆除液压支架时，必 须有安全措施，明确规定运送方式，安装质量、拆装工艺和控制顶板的措施。（3）工作面煤壁、刮板输送机和支架都必须保持直线。（4）液压支架必须接顶。顶板破碎时必须超前支护。在处理液压支架上方冒顶时，必 须制定安全措施。（5）采煤机采煤时必须及时移架。采煤与移架之间的悬顶距离，应根据顶板的具体情况在作业规程中明确规定；超过规定距离或发生冒顶、片帮时，必须停止采煤。（6）严格控制采高，严禁采高大于支架的最大支护高度。（7）当采高在 3 米以上或片帮严重时，液压支架必须有护帮板，防止片帮伤人。（8）工作面两端必须使用端头支架或增设其
16、他形式的支护。（9）工作面转载机安装有破碎机时，必须有安全防护装置。（10）处理倒架、歪架、压架以及更换支架和拆修顶梁、支柱、座箱等大型部件时，必须有安全措施。（11）工作面爆破时必须有保护液压支架和其他设备的安全措施。（12）乳化液的配制、水质、配比等，必须符合有关要求。二、综采工作面巷道布置的要求综合机械化采煤在采区巷道的布置方面应满足以下特殊要求：（1）保证采煤工作面的连续推进速度。（2）回采巷道应具有较好的工作条件。（3）保持工作面长度基本稳定。（4）有利于开拓准备和采掘平衡。第四节 顶板安全管理一、采煤工作面支护安全管理（一）不同煤层开采时的顶板控制措施1.厚煤层分层垮落法开采时的顶
17、板控制措施（1）采用倾斜分层垮落法回采时，下一分层的采煤工作面必须在上一分层顶板垮落的稳定区域下面进行，上下分层 的回采间隔时间不应过长，以防假顶腐朽。（2）采用人工假顶分层垮落法开采的采煤工作面，人工假顶必须铺设好，搭接严密；采用7金属网或矿用塑料网假顶时，必须把网连接好。（3）确认垮落的顶板岩石能够胶结形成再生顶板时，可不铺设人工假顶。（4）采用分层垮落法开采时，必须向采空区注水或注浆。（5）采用水平分层垮落法回采时，上一分层的采煤工作面超前下一分层采煤工作面的距离，应在作 业规程中规定。2.厚煤层倾斜分层垮落法开采时的顶板控制方法（1）上分层开采铺设假顶 采后注浆 保证下分层 的开采高度
18、 做好初次放顶工作（2）下分层开采在假顶下采煤，不论采取何种落煤方式，都 应使假顶的悬露面积尽量小，时间尽量短。 放顶线采用无密集放 顶 ，根据压力大小，加大向采空区倾斜的戗柱、戗棚或木垛。下分层初次放 顶时，要随着回柱在下帮煤边缘剪断全部金属网，保证开切眼及上、下顺槽的网边放落好。 网下开采出现网兜时，要及时处理。在下分层开采 过程中，要注意观察顶板冒落情况。3.倾斜煤层长壁采煤工作面顶板控制措施（1）严格把好支柱规格质量关。（2）采用倾斜托棚，应用防倒柱的措施。（3）为防止放顶垮落的岩石撞到支柱引起冒顶，放顶线应保持成一直线。（4）分段回柱时，上下分段之间要设挡矸帘，并在下分段的上部设戗柱
19、和木垛等特殊支护。（5）当煤层倾角大于 35，采空区上部矸少，若出现顶板抽空情况时，应采取特殊措施。4.采用掩护支架开采急倾斜煤层时的顶板控制措施（1）采用掩护支架开采急倾斜煤层时，支架的角度、结构、排列方式和密度，必 须在作业规程中规定。（2）生产中遇有断梁、支架悬空、串矸等情况 时，必须及时处理。（3）正倾斜掩护支架的每个回采带的两端，必须设置人行眼，并用木板隔出溜煤眼。（4）掩护支架接近平巷时，应缩短每次下放支架的距离，并减少同时爆破的炮眼数目和装药量。（二）采煤工作面支架架设的质量要求1.规程对采煤工作面支架架设的有关规定2. 采煤工作面支架架设的安全质量要求8（1）初撑力不低于规定值
20、的 80 % （立柱和平衡干斤顶有表显示）（2）支架要排成一条直线，其偏差不得超过50mm。中心距按作业规程要求，偏差不超 过100mm（3）支架顶梁与顶板平行支设，其最大仰俯角7 （4）相邻支架间不能有明显错差（不超过顶梁侧护板高的 2 /3 )，支架不挤、不咬，架间空隙不超过规定（ 2O0mm )（三）采煤工面支架架设的质量要求（1）工作面和顺槽输送机机头、机尾有压柱，小 绞车有牢固地锚。 行人通过的顺槽输送机机尾处要加盖板。行人跨越 输送机的地点有过桥 （2）支柱高度与采高相符，不得超高使用。（3）在用支柱完好、不漏液、不卸载、无缺损。（4）支柱迎山有力，不出现连续 3 跟以上支柱迎山角
21、或退山角过大。综采支架要垂直顶底板，歪斜5 采高大、倾角15 的工作面支柱，必须有防倒措施工作面倾角15时，支架设防倒防滑装置，有链牵引采煤机和刮板 输送机设防滑装置 （5）使用铰接顶梁工作面铰接率大于 90。二、综采工作面顶板管理（一）综采工作面顶板管理的要求（1）综采工作面作业规程中，必须有顶板管理的安全技术措施，并在生产过程中认真贯彻执行。（2）必须有液压支架的选型设计，使液压支架的支护强度与工作面的矿压相适应。（3）必须制定完善支护工程质量标准和检查验收考核制度。（4）必须采用有效的工作面端头支护和两巷超前加强支护，保证工作面安全出口畅通。（5）当工作面顶板条件变化时，必须及时制定安全
22、技术措施，并有管理人员现场指挥落实。（6）跟班管理干部、班组长和安全检查员，必 须对各作业地点巡回检查， 认真查处不安全隐患，坚 决杜绝违章作业，保证工作面安全生产。（二）各种条件下综采工作面顶板管理措施1.坚硬顶板条件下综采工作面顶板管理的主要措施（1）采用强力支架（2）促使坚硬顶板及时垮落（3）开展支护质量和顶板动态监测。2.综采工作面使用金属网作为假顶时顶板管理的主要措施和要求（1）及时支护新暴露出来的金属网。（2）工作面液压支架排列要整齐，间距要均匀。（3）时刻掌握分层高度。9（4）采煤机运转时，防止滚筒截割顶网。（5）当煤壁片帮时，在支架顶梁上架设走向梁， 进行超前支护。（6）移架或
23、回柱放顶时，应尽量避免损坏金属网。3.特殊条件下综采工作面顶板管理的要求综采工作面在遇到地质构造带及需调斜、旋转等特殊情况时，应先进行预测，在采取相 应措施。4.综采工作面初采时的基本要求.综采工作面初采时围岩控制的全过程包括：开切眼支护、安装设备过程中的围岩控制及开始回采直至顶板初次垮落期间的控顶。5.综采工作面收尾时的基本要求综采工作面推至停采线附近而进行收尾时，顶板一般比较破碎，为了保证撤架时的安全，加快撤架速度，通常采取预铺 金属顶网保护撤架空间。（三）综采工作面端头支护及要求1.综采工作面端头支护方式端头支护方式主要有端头液压支架支护、普通液压支架支护、组合大台棚支护单体液压支柱十字
24、顶梁支护、锚杆与 钢带支护等。2.综采工作面对端头支架的要求端头支架应满足以下要求：（1）要提供较大的无立柱空间，以便放置和移动输送机机头、机尾及转载机等大型设备。（2）支架结构简单，支卸灵活，移设方便。（3）要用足够的初撑力及支护强度，有侧向抗力和护帮能力。（4）能与原巷道支架及工作面排头支架间具有良好的配合关系。（四）综采工作面防止顶板事故的主要措施（1）根据围岩条件选择合理的架型。（2）确定合理的支架工作阻力。（3）严格控制采高。（4）端面距不能过大。（5）防止煤壁片帮。（6）适时采取防倒、防滑措施。五课后总结本节课我们学习了机械化采煤的几种采煤工艺，希望大家都能够熟练的掌握并且能很好的运用到实践中。 六作业1、综采回采工艺有哪些？2、采煤机进刀方式有哪几种？3、试述采煤机割煤注意事项？104、综采三个主要工序，按不同顺序有哪两种配合方式？七教学反思通过授课感到缺乏综采教学实物，学生对其设备认识不够。在讲授综采进刀方式时不能面面俱到，应侧重于广泛采用的采煤机进刀方式。只有理论联系实际，才能使学 员容易接受和掌握综合机械化采煤工艺。
