综合机械化采煤工艺

第三章单一走向长壁采煤法采煤工艺第三节综合机械化采煤工艺1本次课内容一、双滚筒采煤机的滚筒位置二、采煤机割煤方式三、采煤机进刀方式四、液压支架的移架方式五、液压支架的支护方式六、综采工作面端头支架七、综采工作面循环图表八、大倾角综采工艺特点九、综采工作面的设备配套十、采煤工艺方式的选择2综采装备的发展1、探索阶段（1960～1977）自已研制2、引进、吸收、消化阶段（1974～1980）1974年引进综采设备近50套，英国、联邦德国、波兰、苏联，首次引进和投入。1978年引进综采设备100套，英、德、日、法3、研制、发展阶段1990年底，在籍469套，国产307套，65.5%3返回目录综采工艺方式综合机械化采煤工艺方式采煤工作面破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区全部实现机械化的采煤工艺。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，可伸缩胶带机液压系统：乳化液泵站，乳化液混溶箱，进回液主管路控制系统：控制台，声光信号，扩音电话及线路供水系统：冷却水，喷雾泵，水箱，管路供电系统：高压供电线路，开关，移动变电站，配电开关，线路其它：照明，绞车、水泵4返回目录综采工作面5返回目录自移式液压支架6返回目录自移式液压支架7返回目录自移式液压支架8返回目录双滚筒采煤机9返回目录可弯曲刮板输送机10返回目录乳化液泵站及混溶箱11返回目录综采工艺方式示例1—采煤机；2—刮板输送机；3—液压支架；4—下端头支架；5—上端头支架；6—转载机；7—可伸缩胶带输送机；8—配电箱；9—移动变电站；10—设备列车；11—泵站；12—喷雾泵站；13—绞车；14—集中控制台12AA4631214781110921135A-A设备及布置返回目录一、双滚筒采煤机的滚筒位置一般前端的滚筒割顶煤，后端的滚筒割底煤操作安全，煤尘少。13当中部含夹矸时，前端的滚筒割底煤，后端的滚筒割顶煤，夹矸容易垮落返回目录二、采煤机割煤方式1）单向割煤，往返一次进一刀割煤移架（滞后采煤机23架支架）反向清理浮煤推移输送机（滞后采煤机1015m）适用条件：•煤层倾角大，煤层赋存稳定14返回目录二、采煤机割煤方式2）双向割煤，往返一次进二刀上行割煤移架（滞后采煤机23架支架）推移输送机（滞后采煤机1015m）下行割煤移架（滞后采煤机23架支架）推移输送机（滞后采煤机1015m）15返回目录三、采煤机进刀方式我国主要用斜切进刀方式端部斜切进刀：割三角煤端部斜切进刀留三角煤端部斜切进刀中部斜切进刀16返回目录割三角煤端部斜切进刀17AA21A2211A-AA-AAA-AA-A(a)(b)(c)(d)AA21三、采煤机进刀方式返回目录留三角煤端部斜切进刀18(b)(a)(d)(c)三、采煤机进刀方式返回目录中部斜切进刀19AAAAAAAAAAAAAAAA(a)(b)(c)(d)AAAAAAAAAAAAAAAA(a)(b)(c)(d)三、采煤机进刀方式返回目录斜切进刀比较•割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短，装煤效率低•中部斜切进刀有利于工作面端头管理、上下平巷维护，单向割煤适用于工作面短，装煤效率低，端头维护困难20三、采煤机进刀方式返回目录四、液压支架的移架方式移架方式：•单架依次顺序式•分组交错式•成组整体顺序式21返回目录1、液压支架单架依次顺序式移架支架沿采煤机牵引方向依次顺序逐架前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线。操作简单，易保证移架质量，能适应不稳定顶板，移架速度慢，用的较多。22(a)ZL1234四、液压支架的移架方式返回目录2、液压支架分组交错式移架23将相邻的2～3支架分为一组，组内的支架间隔交错前移，相邻组间沿采煤机牵引方向顺序前移，组间的一部分支架可以平行前移。移架快，移架质量不易保证，要求顶板较稳定Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组1ZL13L(b)1222(c)23232311Z21231四、液压支架的移架方式返回目录3、液压支架成组整体顺序式移架241Z1L(d)11(e)3L1222222Z支架分组，每组23架。组内联动，整体移架，组间顺序前移。移架快，质量不易保证，要求顶底板条件好。四、液压支架的移架方式返回目录移架速度的影响因素移架速度，m/min国外先进的单架移架速度4～5秒泵站流量阀组和管路的乳化液通过能力操作水平移架方式25四、液压支架的移架方式返回目录26支架的移动速度可表示为：tz=te+Ntdtz▬移设一架支架或一组支架的总时间五、液压支架的支护方式割煤、移架、推移输送机的配合方式割煤后，按推移输送机与移架的先后关系，分：•及时支护•滞后支护1、及时支护先移架，后推移输送机工作空间大，行人，通风，运料及时支护顶板，但控顶宽度大27返回目录五、液压支架的支护方式2、滞后支护先推移输送机，后移架工作空间小，行人，通风，运料滞后支护顶板，要求顶板稳定优点：控顶宽度小两者由设备结构及尺寸决定，使用时不能改动28返回目录六、综采工作面端头支架1、单体支柱加长钢梁组成的迈步抬棚适应性强，支设麻烦，费工费时。2、自移式端头支架移架速度快，对平巷适应性差。3、用工作面液压支架支护端头29返回目录六、综采工作面端头支架301，2掩护梁，3机头，5千斤顶，6机尾煤层倾角小，滞后一个截深支撑掩护式端头支架用综采面中间支架管理端头37565564435141223返回目录六、综采工作面端头支架综采面平巷布置应利于：运输设备运转采煤机自开缺口人员进出材料运进31返回目录七、综采工作面循环图表综采循环以移架为标志可采用：四六制，三采一准三八制，两采一准两班半采煤，半班准备示例：两班半采煤，半班准备，双向割煤，日进7刀。32返回目录334020(m)125.5806010012032165420109871312111715141918232221面长(m)时间班次一二三七、综采工作面循环图表返回目录34四六制，三班采煤，一班准备。双滚筒采煤机双向割煤往返一次进两刀。进刀方式为割三角煤斜切进刀。40说明图例20010301208060507010090110时面长/m140130间150班次采煤机割煤移架移输送机检修二班综采工作面循环作业图表51234一班7689141011131216151718三班2319202122四班七、综采工作面循环图表返回目录八、大倾角综采工艺特点1、输送机（1）下滑的原因重力原因12o后推移输送机不当，从一点多次推浮煤进入底槽358354211186691097返回目录（2）防止输送机下滑的措施防止煤进入底槽面调成伪斜，=23从工作面下端移输送机推移输送机时，用支柱顶住机头，拉紧机尾17时，要设防滑千斤顶3612，必须装防滑、锚固装置八、大倾角综采工艺特点返回目录2、液压支架的防倒防滑（1）倾角加大后的问题支架下滑，下滑力大于摩擦力支架倾倒，力矩不平衡（2）防倒防滑措施工作面调斜由下向上移架防止大块冲击架尾保持排头支架的稳定性间隔移架370G(a)FαB(b)HwHBG0αFHwH(a)(b)八、大倾角综采工艺特点返回目录3、采煤机的防滑煤层倾角大于15时，链牵引采煤机必须设置安全铰车。（防断链和下滑）3815o，滚筒采煤机，必须有可靠的防滑装置八、大倾角综采工艺特点返回目录九、综采工作面的设备配套设备几何尺寸配套设备生产能力配套1、综采工作面设备的几何尺寸配套采煤机的采高与煤厚采煤机与液压支架高度采高与液压支架高度支架的最小支撑高度与滚筒直径采煤机的截深与液压支架步距39返回目录采煤机的采高Mm=A—A3/2+LSinm+D/2Mm—采煤机的最大采高，m；m—摇臂向上的最大摆角，度；A—机身高度；A1-机槽高；A2—底托架高度；A3—机体厚度；E-过煤高度A=A1+A2+A3L—摇臂长度，m；D—滚筒直径，m。采煤机的最大与最小采高之比应在1.6～2.040DLAmMmαmDx九、综采工作面的设备配套返回目录液压支架高度与采高的关系Hm=MmS1+hHmin=MminS2aHm，Hmin—支架的最大与最小支撑高度S1，S2—液压支架在前后柱处的顶板下沉量h—支架支撑高度的富裕系数，一般取200mma—支架卸载高度；一般取50mm支得起，卸得掉41九、综采工作面的设备配套返回目录设备几何尺寸配套支架的最小支撑高度Hmin与滚筒直径D的关系Hmin=DS2a（1）液压支架最小高度要大于采煤机机身高度HminAA=A1+A2+A3煤层在最小厚度时，采煤机和液压支架均能工作42九、综采工作面的设备配套返回目录设备几何尺寸配套（2）采煤机的两滚筒直径之和要大于最大采高432sin223DLAAMDmmDLAmMmαmDx九、综采工作面的设备配套返回目录设备几何尺寸配套（3）采煤机的卧底量X不少于30mm44mmDLAAxm302sin23要保证割至底板，割入底板的深度底鼓、浮煤垫起输送机、底板起伏不平DLAmMmαmDx九、综采工作面的设备配套设备几何尺寸配套（4）底托架过煤高度不小于500mm。大块的问题。（5）采煤机的截深与液压支架步距相等。45九、综采工作面的设备配套返回目录设备几何尺寸配套46（6）液压支架的架间距与中部溜槽的长度相等。一般为1.5m，保证每节溜槽有推移千斤顶九、综采工作面的设备配套返回目录采煤机的实际生产能力47sM60VcQc=60VcSMK10-3Qc—采煤机的生产能力，t/h；Vc—采煤机的实际牵引速度，34m/min；S—截深，m；M—采高，m；—煤的视密度，kg/m3；K—工作面采出率，（%）。九、综采工作面的设备配套返回目录国内外刮板输送机发展趋势大运量2000t/h～3500t/h功率大于1000kW长运距380m～400m高强度，长寿命，高可靠性48九、综采工作面的设备配套返回目录生产能力配套（3）液压支架的移架速度液压支架的移架速度要大于采煤机的实际牵引速度49九、综采工作面的设备配套返回目录十、采煤工艺方式的选择我国三种工艺方式并存：由于地质条件和煤层赋存条件的复杂性及技术装备的多层次性。综采是发展方向高产、高效、安全、劳动条件好和劳动强度小。设备价格高，初期投资大，受地质条件限制大。50返回目录采煤工艺方式的选择普采的设备的价格约为综采设备价格的1/4，产量约为1/3。凡适宜普采条件的国营重点煤矿都应采用普采。炮采的技术装备投资少，技术容易掌握，管理简单，机械化水平低，人工劳动强度大，效率低，但对地质条件适应性强，以后将逐步减少。51返回目录