采矿综采工艺培训.ppt
长壁综合机械化采煤工艺,一、采煤方法概念和分类二、综采工艺及装备配套三、薄煤层综采技术,一、采煤方法概念和分类,（一）采煤方法概念采煤方法 采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。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。,（二）壁式体系采煤法分类,1、壁式体系采煤法一般特点:工作面较长，80300m；工作面两端，至少各有一条回采巷道；顶板暴露面积大，矿山压力显现较为强烈；工作面刮板输送机与工作面平行。,2、采煤方法分类,按倾角分类分：近水平煤层 45按采煤工艺分：爆破采煤法 普通机械化采煤法 综合机械化采煤法,按采空区处理方法分:垮落采煤法 煤柱支撑法 充填采煤法按推进方向分:走向长壁采煤法 倾斜长壁采煤法,(a)走向长壁，(b)倾斜长壁（仰斜），(c)倾斜长壁（俯斜）,煤柱支撑法,综采：长壁工作面用双滚筒采煤机割煤、刮板输送机运煤、自移式液压支架支护采空区的采煤工艺方式。,二、综采工艺及装备配套,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,设备及布置,1）单向割煤，往返一次进一刀采煤机割煤移架（滞后采煤机23架支架）采煤机反向清理浮煤推移输送机（滞后采煤机1525m）。适用条件：煤层倾角大，为防工作面设备下滑；采煤机装煤效果差、无挡煤板，需单独按排装煤行程；工作面粉尘浓度大；工作面端头处理慢、工作面长度短。,1、采煤机割煤方式,2）双向割煤，往返一次进二刀采煤机在下端头完成进刀采煤机上行割煤移架（滞后采煤机23架支架）推移输送机（滞后采煤机1525m）采煤机在上端头进刀采煤机下行割煤移架（滞后采煤机23架支架）推移输送机（滞后采煤机1525m）。目前国内综采工作面大多采用双向割煤往返一次进两刀的循环作业方式。,我国主要用斜切进刀方式端部斜切进刀：不留三角煤端部斜切进刀（割三角煤端部斜切进刀）留三角煤端部斜切进刀,2、采煤机进刀方式,不留三角煤端部斜切进刀,留三角煤端部斜切进刀,移架方式：单架依次顺序式分组交错式成组整体顺序式,3、液压支架的移架方式,支架沿采煤机牵引方向依次前移，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，用的较多。,1）液压支架单架依次顺序式移架,2）液压支架分组间隔交错式移架,支架分组，每组35架，组内顺序前移，组间平行作业。移架快，移架质量不易保证，要求顶板较稳定。,3）液压支架成组整体顺序式移架,支架分组，每组23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。,综采工作面劳动组织可采用：四六制，三采一准三八制，二采一准 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。,4、综采工作面循环图表,综采工作面循环图,（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,5、综采工作面端头支架,端头支架,6、综采工作面的设备配套,液压支架选型（1）液压支架架型的选择 液压支架选型要考虑的主要因素有：直接顶类型、老顶来压等级、底板特性、采高、截深、煤层倾角、煤层强度、矿井瓦斯涌出量、局部地质构造情况、顶板岩层含水情况、周围和邻近煤层的采动情况以及开采深度等。主要有支撑掩护式和掩护式两种。四柱支撑掩护式支架；二柱掩护式支架。,（2）液压支架参数的选择支架工作阻力的确定方法主要有：载荷估算法、实测统计法、临界阻力法及理论分析法4种。支架高度确定 hd预计的顶板下沉量；he避免支架压死的撤出高度，一般，he=50100mm，hd=(0.040.05)M。,采煤机选型 目前综采工作面使用的采煤机种类很多，采煤机的选型要考虑煤层开采地质条件、工作面设计生产能力、矿井系统配套能力及设备供应状况等因素。采煤机割煤能力与工作面设计生产能力存在如下关系：,Qm采煤机平均落煤能力，t/min；T工作面日生产班时间，h；K工作面生产系统有效度；Q设计工作面平均日产量，t/d。,工作面刮板输送机选型工作面刮板输送机主要参数的确定原则如下：（1）单位时间运输能力：应与采煤机生产能力匹配；（2）电机功率：输送机能力及铺设长度；（3）结构：与采煤机和液压支架相配套。刮板输送机能力充分满足采煤机生产能力的要求，刮板输送机能力应为：,（1）拆除液压支架的通道 工作面割到停采线时将工作面割直，距停采线23m时，只推输送机不移架，留出拆架通道。（2）拆架前顶板管理 金属网加木板梁（徐州庞庄矿）1500100200mm，间距0.6m。金属网加钢丝绳（兖州局）。金属网加钢丝绳加锚杆（徐州庞庄矿）。,7、综采工作面的拆除顶板管理,三、薄煤层综采技术,1、刨煤机配液压支架综合机械化开采方法,刨煤机的概况:从1976年我国成功试制出第一台MBJ-1型拖钩式刨煤机后，在其后30余年时间里，我国共开发了两种型式（拖钩式和滑行式）8种规格的刨煤机，刨煤机功率从230kW到2200kW，刨头速度由单速发展到双速。工作面输送机和刨煤机均可采用智能驱动系统，加上可靠的支架控制系统，可实现全部自动化。刨煤机的优点：（1）刨煤机实现了落煤、装煤、运煤的联合机械化。（2）刨煤机动力部分放在两侧巷道中。刨头较低，适用薄煤层工作面。（3）刨煤机结构简单，使用、维修方便。（4）可开采有突出危险的煤层。（5）操作安全，司机可在顺槽里操作，无须在工作面内跟机作业。（6）同电液控制的液压支架配套后，可实现由井下无人工作面作业。,刨煤机的应用条件：（1）煤层硬度：煤层越硬，刨煤机的刨削阻力和横向反力越大，刨头稳定性越差，设备寿命越短。煤层夹矸的位置、硬度、厚度对刨煤机都有较大的影响。煤层节理的发育程度和发育方向对刨煤机刨削阻力影响极大。（2）围岩条件：底板平整、硬度较大；直接顶稳定；矿山压力作用有利于刨煤机刨煤。（3）煤层赋存情况：煤厚，采高越大，刨头稳定性差，需增加辅助导向装置。（4）工作面倾斜长度：刨煤机的切割速度已达3m/s，在工作面两端需留1520m减速段。,铁法小青煤矿刨煤机配电液控制支架应用,2、滚筒采煤机配液压支架综合机械化采煤法,薄煤层滚筒采煤机特点：适应于煤层厚度变化较大的工作面；对煤层顶底板起伏变化适应性强；适用于含有夹矸煤层的回采；过断层能力强；对工作面长度要求比刨煤机短。,薄煤层滚筒采煤机要求：（1）机面高度低。（2）新一代薄煤层滚筒采煤机的总装机功率不应小于400kW，（3）采煤机常用截深为0.63m、0.8m。最大的截深已达1.0m。常用开采速度为24m/min，最大牵引速度可按6m/min。当工作面实现远程控制自动化作业开采速度可达1015m/min，最大牵引速度可达20m/min。（4）可双向采煤，自开缺口。（5）故障少，可靠性高，检修维护方便。（6）过煤空间大，要求机身下面过煤空间不小于250mm，以保证煤流能顺利通过。,我国几种主要薄煤层滚筒采煤机的技术参数,大同矿务局云岗煤矿薄煤层滚筒采煤机应用实例,工作面概况：煤层平均厚度小于1.3m，煤层倾角为26.6，平均4，直接顶和底板分别为12m和13m厚的粉细砂岩互层，工作面长150 m。工作面主要设备及性能：采煤机：IMC-200型双滚筒采煤机，生产能力245t/h；输送机：SGB-630/220型可弯曲刮板输送机，运输能力450t/h；转载机：SZB-730/75型桥式转载机，运输能力630t/h；胶带输送机：DSP-1063/1000型，运输能力630t/h；液压支架：BZY-520型支撑掩护式液压支架，支撑高度1.01.75m，初撑力3958 kN，工作阻力5100kN；端头支架：ZY-560型，支撑高度1.652.65m，初撑力4736kN，工作阻力5600kN；乳化液泵：MRB-125/31.5型，压力31.5MPa，流量125L/min。,大同云岗煤矿薄煤层工作面技术经济指标,山西汾西水浴煤矿工作面主要设备一览表,3、螺旋钻采煤法,螺旋钻采煤法的概况：螺旋钻采煤法是无人采煤工作面中较为成熟的一种方法。该采煤法广泛地用于开采围岩不稳定的薄煤层和极薄煤层，还可用于开采边角煤和回收各种煤柱。我国徐州矿务局2000年从乌克兰购回一套螺旋钻采煤机组，在韩桥矿使用，年产在4-5万吨左右。山东新汶矿务局引进乌克兰机组。机组价格在300万元人民币左右。安徽国投新集、河北金牛集团（邢台局）、邯郸局等企业均引进了该机组。目前山东新汶已实现了机组的国产化。,1螺旋钻杆；2中间通风管；3轴承座；4钻头；5变速器；6控制箱,螺旋钻机钻头割煤,钻机在顺槽中工作状态,后退式工作面主要设备布置,适用条件,（1）煤层较稳定，构造较简单；（2）顶板一般稳定，底板较完整；（3）煤层厚度在0.61.1m之间。,新汶南治煤矿工作面的主要设备为：BSHK-2DM型螺旋钻采煤机，其主要技术参数为：钻高0.65m，钻宽1905mm；钻深（上山方向）85m；下山方向钻深45m；电机功率1102+15kW；钻进速度1.0m/min。,4、连续采煤机巷柱式采煤法,连续采煤机巷柱式采煤法概况：在美国井工开采的薄煤层中95%采用的是连续采煤机巷柱式采煤法，其生产能力可达到长壁综采的水平，但设备价格仅相当综采设备的1/41/3。,5、不同薄煤层开采方案各项指标对比表,谢 谢,
