7采煤工艺技术管理、设计及发展

采矿学电子教案能源科学与工程学院采矿系2006年10月第一节工作面调斜与旋转调斜适应煤层等高线变化开切眼停采线α≤45时叫调斜α＞45时叫旋转第七章采煤工艺技术管理、设计及发展平六矿1100m工作面调斜与旋转123431、实中心调斜旋转中心O1点停移输送机另一端移够一个截深，将输送机调成一直线割煤问题：顶板反复支撑，O1处顶板和煤壁管理困难。条件：顶板稳定,调斜角度小措施：煤壁预先加固打木锚杆。一、工作面调斜方法oCDLα′111αLBarctan'B—采煤机截深；L—工作面面长。工作面两端都有一个前移量把调斜角分成若干个小角采煤机割过一组通（长）刀和短刀后工作面转过角，完成了一个调斜循环。S=nfB2、虚中心调斜C'ARLOBFDD'E(b)S=nfBB—截深；f—每次调斜循环（转）采煤机，截割的通刀（长刀）数n—调斜一个角所需的调斜循环数虚中心调斜mA3支架C'21'm'3m'2m'm12m12α′C'ARLOBFDD'E(b)工作面调斜与旋转(a)(b)(c)(d)(f)(e)(g)虚中心调斜每调斜循环（转）刀数确定的方法1按相邻两刀煤的错距应大于输送机最小弯曲段长度Y来确定YllLn21l1，l2—刮板输送机机头机尾长度；Y—刮板输送机最小弯曲段长度。LBnarctan'YY/2B=0.5m,Y=15mB=0.8m,Y=20mB=1m,Y=25mB工作面调斜与旋转(a)(b)(c)(d)(f)(e)(g)每调斜循环（转）刀数确定的方法按每调斜循环角小于1.5的要求，确定输送机上拐点的最小间距为：'mintgBSminSLnL=140m,B=0.5m,Smin=28m,140/28=5SminB虚中心调斜一、断层落差大于或等于采高普采工作面避开炮采工作面避开走向断层断层走向与煤层走向平行倾向断层断层走向与煤层走向垂直斜交断层断层走向与煤层走向斜交开中巷重开切眼搬家第二节工作面过断层工作面开中巷避开断层工作面开超前巷避开断层沿断层掘切眼工作面开新切眼避开断层工作面调斜工作面缩短硬过•要满足设备的坡度刮板输送机的坡度留底煤割底板的方法液压支架和采煤机坡度推进方向上的坡度要小于8°～12°二、断层落差小于1/21/3采高7゜15゜12°断层落差小于1/21/3采高时硬过•控制断层附近顶板防止漏垮减小截深缩小控顶距架超前梁斜撑木垛普采和炮采要调斜工作面•煤硬时，f＞4,挑顶卧底爆破岩石综采设备多，尺寸大，重量大（采煤机8~12吨，重的液压支架达17吨）涉及：运载工具、起吊、牵引装置、运输移动路线、调向、设备调试，运转第三节综采工作面搬迁综采工作面搬迁搬迁费时费工（主要是液压支架重，多）设备1800～2100t，3t矿车400多车，运距2～3km我国综采平均搬迁时间：25～40d耗工4500～8700，费用8～28万最好水平：综采工作面安装回撤平均10天以内，最快达到4.9天。液压支架的组装方式1）地面组装，整架下井，运到工作面该方式广泛采用，要求井巷断面够。2）地面解体工作面附近组装要求有组装硐室组装硐室一般在回风平巷中切眼附近46001410φ800φ700200R7570020一般长宽高=853m棚子支护起吊钢梁双轨调车线1、沿运输平巷运入的设备及顺序工作面刮板输送机机头部转载机破碎机乳化液泵站水泵电气设备管路二、综采工作面设备的搬运与安装2、沿工作面回风平巷运入的设备液压支架刮板输送机中部槽及铲煤板、档煤板刮板输送机机尾采煤机及管路综采工作面设备的搬运与安装3、设备安装顺序一般顺序：液压支架输送机溜槽采煤机输送机机头机尾有时：先安装刮板输送机的中部槽作运送轨道综采工作面设备的搬运与安装4、安装需要的设备绞车沿煤层底板直接拖入工作面到位后，两台或三台小绞车调度底板软时，铺轨道，轨道上铺滑板综采工作面设备的搬运与安装(a)(b)5、支架安装顺序1）前进式安装安装顺序与支架的运送方向一致，安装始终在支架掩护下进行，架尾朝前，边扩巷边安装，每段3050m缺点：导向差，转向困难，用在顶板破碎的条件下。综采工作面设备的搬运与安装231（2）后退式安装开切眼一次掘好，支架由里向外安装要求顶板条件好，效率高。综采工作面设备的搬运与安装1、综采工作面设备拆除顺序可伸缩胶带输送机桥式转载机双滚筒采煤机工作面刮板输送机液压支架三、综采工作面的拆除2、拆除液压支架的通道法距停采线10～12m左右铺网距停采线6～7m左右铺板梁、钢丝绳工作面割到停采线时将工作面割直，距停采线23m时，只推输送机不移架，留出拆架通道。综采工作面的拆除16371741(a)1234612(b)1523421(c)１金属网；２钢丝绳；３棚梁；４自移支架；６贴帮柱；拆架前顶板管理16371741(a)1234612(b)1523421(c)１金属网；２钢丝绳；３棚梁；４自移支架；５锚杆；６贴帮柱；７木板梁拆架前顶板管理3、拆架前顶板管理（1）金属网加木板梁（徐州庞庄矿）1500100200mm，间距0.6m。（2）金属网加钢丝绳兖州局（3）金属网加钢丝绳加锚杆（徐州庞庄矿）综采工作面的拆除从运输巷拆到回风巷，上端头处刷大，挑高架设吊架挖装卸地槽一般采用后退式拆除，有利于维护顶板4、液压支架拆除液压支架拆除从回风平巷拆至运输平巷当平巷中铺有轨道液压支架拆除开辅助巷道拆除法5000500016150034150004600061500525020019000综采工作面安装回撤平均10天以内，最快达到4.9天。一、工作面长度影响工作面长度的因素（一）地质因素（二）技术因素（三）经济因素第四节采煤工艺主要技术参数的确定（一）地质因素•断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带工作面长度方向上应以大的断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带为上下边界。影响工作面长度的因素•煤层厚度煤层较厚，M2.5m，普采面过长控顶和管理困难煤层较薄，工作面过长，作业困难•煤层倾角25，煤矸滚动，行人困难工作面不宜过长顶板破碎，工作面不宜过长。•瓦斯涌出量限制工作面长度影响工作面长度的因素工作面日产量=面长×循环进尺×昼夜循环数×煤层生产率Q=L×B×N×M×γ工作面需要的风量=日产量×昼夜产煤一吨所需风量Q×qb工作面的最小断面=工作面最小控顶距×采高×风流收缩系数S=lmin×M×Cf工作面实际风速=风量/断面V实际=（Q×qb）/S工作面实际风速≤工作面允许的最大风速V实际≤V瓦斯涌出量限制工作面长度工作面长度瓦斯涌出量限制工作面长度NPBqClMVLbfmin60L×B×N×M×γ×qblmin×M×Cf≤VP=M×γm×m×m×t/m3×m3/t.minm×mV=4m/s（二）技术因素受设备限制国产刮板输送机150200m一般工作面长80200m炮采—工作面较短普采—工作面长度可适当加大综采—工作面最长影响工作面长度的因素（二）技术因素•工艺的影响在缓倾斜煤层中：工作面炮采普采综采长度（m）80120100150160200•技术管理水平工作面愈长，要求愈高。•矿井设计时技术参数的影响阶段斜长的影响•足够的月进度影响工作面长度的因素（三）经济上因素经济上最佳的工作面长度：产量、效率和效益单向采煤，往返一次进一刀的时间影响工作面长度的因素11)11)((tVVLLtkcl11)1)((tVLLtcl双向采煤，往返一次割每一刀的时间工作面日产量影响工作面长度的因素CBMLNQrltKTTN60)24(21日循环数（刀数）tl——进一刀的时间，min;T1——上下班路途时间，min;T2——生产准备时间，minK——开机率；N——日循环数L——面长B——循环进尺C——工作面采出率。建立产量与面长的关系BLALQr11)1)((tVLLtcl影响工作面长度的因素ltKTTN60)24(21日循环数（刀数）tl——进一刀的时间，min;T1——上下班路途时间，min;T2——生产准备时间，minK——开机率L——面长11)1)((tVLLtcl123N（刀数/日）L(m)P(t/工)Q(t)1—日进刀数，2—工作面日产量，3—工作面效率影响工作面长度的因素123N（刀数/日）L(m)P(t/工)Q(t)1—日进刀数，2—工作面日产量，3—工作面效率产量、效率增加只在工作面一定长度范围内BLALQr影响工作面长度的因素CBMLNQr建立工作面效率与面长的关系feLQPr工人的出勤人数：D=eL+f123N（刀数/日）L(m)P(t/工)Q(t)1—日进刀数，2—工作面日产量，3—工作面效率开机率—采煤机实际运转的时间占可利用的采煤作业时间的百分比提高开机率两种途径：工作面内部工作面外部二、采煤机开机率%100603321TtttKt1—进刀时间；t2—纯割煤时间；t3—跑空刀时间。T1—路途时间T2—准备时间T3—采煤作业时间（去掉准备时间和走路时间后的时间）采煤机有效开机时间采煤班工作时间K=地质、管理、设备、系统可靠性采煤机开机率80年代统计，面机电事故影响60%端头影响20%外部条件影响20%90年代初统计，百万吨队开机率大于45%全国平均开机率23%•提高设备的可靠性•减少生产准备时间•提高检修质量•提高系统的可靠性正规循环—规定的时间内保质保量完成循环图中规定任务的循环。三、循环率%100月计划循环数月实际完成循环数循环率要求80%要考虑井型、采区和工作面工作面年进度（m/a）产量（万t/a）炮采50015普采7002030综采10008090四、工作面生产能力的确定2000年国营重点煤矿工作面综采面266个，面长158m，推进长900～1000m高产高效面长200m，最长270m，推进长3400m。普采面260个，单产25.8万吨炮采面716个，单产15万吨我国高产高效矿井工作面长度及分布工作面类型放顶煤综采大采高综采3.5m采高综采普采平均面长（m）138.9154.1154.4143长度大于等于180m的工作面数（个）145127其中大于等于200m的工作面数（个）5476矿及面最大长度（m）潞安王庄270兖州东滩235潞安常村210潞安石圪节200兖州鲍店200神华补连塔240神华大柳塔238大同燕子山200西山杜儿坪200大同马脊梁250晋城古书院225潞安常村221兖州南屯219潞安常村207铁法大隆200阜新艾友五井300新汶协庄212徐州夹河210峰峰万年210综采面年产量综采工作面年产量24.24042.954.771.6687.24020406080100197519801985199019952000年万吨/年综采队平均和最高产量综采队平均和最高产量110162315.7803.4106133167.81030100200300400500600700800900198019851990199520002005年万吨/年高产高效矿井采煤工作面连续推进长度及分布工作面类型放顶煤综采大采高综采3.5m采高综采普采平均连续推进长度（m）1001.213491150739.5推进长度大于等于2000m的工作面个数（个）3580矿及面连续推进长度（m）新集一矿2438兖州东滩2215潞安常村2044神华大柳塔3483神华补连塔2860龙口梁家2311邢台东庞2072兖州南屯2800大同云岗2588晋城古书院2400大同云岗2397大同马脊梁2240平顶山一矿2031