煤矿开采新工艺新技术课件.ppt
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1、2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,目,录,讲,课,提,纲,导,入,掘进技术与工艺,掘进测控技术,回采技术与工艺,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,一、导,入,1,、煤矿开采的历史与沿革,我国主体能源,煤炭,世界,三代能源时期,第一代生物能源:,远古时代学会用火,.,第二代煤炭能源:,从,18,世纪产业革命以来,煤,炭逐渐成为主要能源,,1920,年煤炭在世界能,源结构中占到,87%,;,第三代石油能源,:,20,世纪中叶,煤炭降至,27%,而石油和天然气,增至,63%,;,我国能源处于第二代,-,煤炭能源,
2、.,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,明煤产北,碎煤产南,折氏西域记:,屈茨(新疆库车)北二,百里有山,夜则火光,昼则但烟,人取此山,石炭,冶此山铁,恒充三十国用。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,煤的发现与利用,发,现,和,利,用,煤,的,历,史,较,早,。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,山海经,称煤为石涅,?,石涅,?,黑石脂的别名。,山海经,西山经:“西南三百里曰,女牀之山,,,其阳多赤铜,其阴多石涅。”,?,发现和利用煤的历史较早。中国,山海经,称煤为石涅,并载有产地。,天工开物记述了煤矿开采的通风排气、顶板支护等情况;有“明
3、,煤产北,碎煤产南”的记述。希腊学者泰奥弗拉斯托斯在石史,(,约前,300,年,),中载有煤的性质和产地。,18,世纪后,,蒸汽机的广泛应用,对煤的需求量大增,促使采煤工业迅速发展,对煤的研究也大力加强。,约在,1870,年揭示煤是从植物转变而来,证明了煤的有机成因说。,19,世纪末,20,世纪初,对煤系地层、构造和煤的成因、性质的研究,使,煤地质学飞速发展,,从矿床学和采矿学中独立出来。,30,年代以后,,随着有关学科的迅速发展,煤地质学也得到比较全面、系统的发展,,形成煤岩学、煤化学等分支学科。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,?,山海经是先秦古籍,是一部富于,神话,传
4、说,的最古老的地理书。它主要记述古代,地理、物产、神话、巫术、宗教等,也包,括古史、医药、民俗、民族等方面的内容。,除此之外,山海经还以流水帐方式记,载了一些奇怪的事件,对这些事件至今仍,然存在较大的争论。,?,共有,18,卷,山经,5,卷,,海经,8,卷,?,全书共,31000,字,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,天工开物,?,天工开物初刊于,1637,年(明,崇祯,十年)。,天工开物,是世界上第一部关于农业和,手工业,生产的综合性著作,是中国古代一部综合性的,科,学技术,著作,有人也称它是一部,百科,全书式的著,作,作者是明朝,科学家,宋应星。,?,天工开物对中国古代的
5、各项技术进行了系统,地总结,构成了一个完整的,科学技术体系,。收录,了农业、,手工业,、工业,诸如,机械,、,砖瓦,、,陶,瓷,、,硫磺,、,烛,、纸、,兵器,、,火药,、,纺织,、,染色,、,制盐,、采,煤,、榨油等生产技术。尤其是机械,更,是有详细的记述。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,2,、煤矿开采的支护技术发展,?,木支护技术:解放前,-1980,年的木支护开,采技术,?,金属摩擦支护的开采技术(,1980,1990,年),?,单体液压支柱支护技术的开采方式,(,1990,1995,年),?,高档普采机械化开采技术(,1995,2000,年),?,综采支护技术开采
6、方式(,2000,至今)。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,木支护技术,金属摩擦支护技术,单体液压支护技术,综采液压支护技术,煤矿开采的支护技术进步历程,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,3,、开采技术,?,(,1,)、煤的开采技术,?,技术:,技术:,Technology;Art;Skill;Technique,在,劳动,生产方面的经验、知识和技巧,也,泛指其他操作方面的技巧。,工艺,工艺,英文名称:,technology,定义:,使各种原材料、半成品加工成为产品的方法和过程。,工艺(,Craft,)是,劳动者,利用,生产工具,对各种,原材料,、,半成品
7、,进行增值加工或处理,最终使之成为,制成品,的,方法与,过程,。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,(,2,)、新技术,?,新:,?,刚有的,刚经验到的;初始的,没有用过的,与,“旧”、“老”相对:生。鲜。奇。,贵。绿。星。秀。闻。陈代谢。,?,性质改变得更好,与“旧”相对:改过自。推,陈出。,?,不久以前,刚才:近。,新技术(新工艺):新近使用的、在原有技术之上的、目前普,遍应用的技术方法(或工作流程)称之为新技术。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,?,现代化矿井有效支撑载体,-,新技术、新工,艺,?,孙疃矿概情,.mpg,?,孙疃现代化矿井的一角新面貌
8、,-,图示照片,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,二、掘进技术与工艺,?,掘进技术与工艺:,?,指矿井开采时所进行准备的巷道施工,技术方法与施工顺序流程的总称。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,EBZ160TY,型掘进机外形图,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,综掘机构造图,悬臂式掘进机的主要结构,1.,截割机构,2.,装载机构,3.,运输机构,4.,机架及回,转台,5.,行走机构,6.,液压系统,7.,电气系统,8.,供水系统,9.,操作台,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,?,在岩体中,采用一定的手段把部分岩石破,碎
9、下来,形成地下空间,接着对这个空间,进行支护的工作,叫巷道掘进。,?,分类:钻爆法掘进工艺(炮掘)和综合掘,进施工工艺。,?,本次重点:综合掘进施工工艺。,巷道掘进的工序,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,先观察迎头顶,板是否安全、,瓦斯是否正常,综掘工艺过程主要工序图,1,接通综掘机电,源、检查各操,作手把、喷雾,照明等,2,综掘机开进,施工迎头,3,按照由下向上,的顺序横向截,割,4,截割完成后退,出掘进机,5,清理综掘机上,的浮煤,6,关闭电源,7,8,打锚杆或架棚,支护,9,重复以上循环,过程,综掘工艺过程的主要工序,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井
10、,截割机构,?,截割机构,?,截割机构主要由截割头、悬臂、截割减速,器、截割,电机组成,部分悬臂式掘进机截割部还设有叉形架,用来,保护截割电机。截割机构工作时,截割电机通过减速器驱,动截割头旋转,利用装在截割头上的截齿破碎煤岩。截割,头纵向推进力由行走机构(或伸缩油缸)提供。截割机构,铰接于回转台上,并借助于安装在截割部和回转台之间的,升降油缸和安装于回转台与机架之间的两个回转油缸,实,现整个截割机构的升、降和回转运动,由此截割出任意形,状的断面。,?,按照破碎岩石的方式不同,悬臂式掘进机截割机构,可分为横轴式和纵轴式两类。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,综掘成套设备施工
11、方法,?,迎头采用全硬岩综掘成套设备进行破岩、,运矸、装矸。使用,EBZ318H,型综掘机破岩,,配合,SZD1000/15G,转载带式输送机运矸、,P-60B,型耙矸机装矸。支护打眼采用,7665,型风锤配,22mm,的六棱中空钢钎和,32mm,柱齿型钻头或,MQT-130/2.8J,锚杆钻机配,B19,钻杆和,28mm,金刚石复合片钻头。锚,杆安装机安装锚杆,所有锚杆采用风动扳,手紧固,并用扭矩扳手测试保证其扭矩不,小于,300N,m,。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,机掘截割,?,、切割路线示意图(见下页),?,掘进机型号及截割方式,EBZ318,型掘进机,,铣削式
12、切割开窝位置巷道断面底中部一次,截割深度,300,400,切割路线示意图(锚,锚支护),2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,切割路线示意图(锚锚支护,),掘进机型,号及截割,方,:,EBZ3,18,型掘进,机,铣削,式切割,一次截割,深度,:,300,400,开窝位置,:,巷道断面底,中部,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,掘进机操作顺序流程,?,启动油泵电机、打开喷雾装置,开动第一运输机,与铲板部,将截割部处于水平和机器中心位置,,启动截割电机,开动履带行走机构,让机器慢速,推进,使截割头逐渐插入岩体,插入深度,300,400mm,。推动截割部回转油缸操作手
13、把,使截割,部向左向右横扫,再推动升降油缸,使截割部向,上向下截割。利用截割头上下、左右移动截割,,可截割出初步断面形状,如此截割断面与实际所,需要的形状和尺寸有一定的差别,可进行二次修,整,以达到断面尺寸要求。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,岩巷掘进综掘机布置断面图,巷,道,中,心,线,5300,5060,120,120,1,0,0,4900,底 板 水 平,1,5,0,0,80,80,水,沟,中,心,线,9,5,0,1 m,腰线,北翼轨道大巷掘进机布置断面图(锚锚),2,6,5,0,2000,3900,500,2,2,2,8,3300,电缆,操作台,截割头,履带,铲板
14、,2,0,0,0,2,8,0,0,R,4,0,0,600,6,0,0,150,1,5,0,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,北,翼,轨,道,大,巷,综,掘,全,套,设,备,布,置,平,面,图,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,掘进机截割头施工工艺,?,掘进机通过其截割头完成对岩体的截割和,破碎,截割头首先在断面内挖掘一个窝槽,(即截割头插入岩体中先进行扩窝),窝,槽深度以半个截割头为宜。窝槽开掘工作,完成后,关闭行走电机,让装载臂与刮板,机工作,运走割下的岩石。截割头沿断面,宽度水平摆动开掘槽,截割头移动到位后,,使其升高一个距离,接着驱动截割头水平,摆动,
15、多次重复以上动作,直到完成整个,断面的工作。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,截割保证措施,?,一般情况,当截割硬度较小(,f,6,)的岩石时,,采用左右循环向上的截割方法。当截割岩石硬度,不同时,先选择较软的岩石进行钻进,然后采用,由下而上左右截割的方法;当截割岩石硬度大(,6,f10,)且为同种岩石时,应将截割部处于水平,和机器中心位置进行钻进,可根据岩石硬度和节,理发育情况决定钻进深度,但最大一次钻进深度,以不超过,220mm,为宜,然后截割头扩窝后再继,续进行钻进。切割时截割头最大参与切割长度以,不超过,700mm,为宜。但不管采用哪种方法要尽可,能地按照图,-1,
16、所示截割。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,迎头截割岩石示意图,良好,良好,良好,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,5,3,0,0,5,0,6,0,1,2,0,120,4,9,0,0,底,板,水,平,1500,8,0,8,0,除,尘,器,、,矸,石,仓,(,皮,带,机,),、,巷,道,位,置,关,系,图,2450,2398,940,2,1,0,0,除,尘,器,矸,石,仓,配,套,风,筒,除,尘,器,R,3,0,0,R,3,0,0,注,:,1,.,图,中,尺,寸,只,显,示,该,设,备,或,设,施,的,最,大,轮,廓,尺,寸,;,在,最,大,尺,寸,下,能,
17、满,足,要,求,,,则,必,能,在,实,际,尺,寸,下,满,足,要,求,;,2,.,皮,带,机,断,面,轮,廓,线,在,矸,石,仓,轮,廓,线,以,内,,,图,中,选,用,矸,石,仓,代,替,皮,带,机,,,若,尺,寸,可,满,足,要,求,,,则,皮,带,机,必,定,也,能,满,足,要,求,。,1000,主,道,中,心,线,1000,1610,600,3,2,0,0,1610,400,400,R,4,0,0,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,较软岩层截割工艺要求,?,遇到岩层整体较软时,可采用经济切割法,,即先从底部割,然后一层一层向上割。遇,到岩层软硬不均时,可先截割较软岩
18、石,,再截割较硬岩石;顶板较差时,可从上往,下依次截割;顶板较好时,可从下往上依,次截割。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,三、掘进测控技术,?,掘进巷道中线控制技术应用,?,掘进巷道拨门管理技术应用,?,掘进巷道腰线控制技术应用,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,巷道掘进中线控制技术,?,巷道掘进施工技术,?,1,、中心线、腰线在掘进巷道中作用,?,中心线是巷道掘进方向的基准线。一般巷道中心线标注在巷道顶板或,支架上。,?,腰线是指示巷道坡度的基准线,一般标注在巷道侧帮或支架上,一般,距离巷道底板或永久轨道面以上,1,米为准。,?,使用激光定向仪时,一般
19、安装在距离工作面,100,米以外,围岩较好、,巷道顶板上的中心线位置,然后将定向仪对中调平,光束中心在工作,面岩壁上形成一强亮光点,即为中心位置。根据中心线的高度可确定,腰线位置。,?,2,、使用和延设巷道的中心线,?,中心线的使用和延设最简单、方便的办法为拉线法。如图所示,在原,中线的,1,点上系线绳,拉到工作面,4,点上,同时在原中线,2,、,3,点上挂垂,线,在,4,点移动线绳,使所拉线绳与,2,、,3,点挂垂线相切,此时,,4,点即,为巷道中心线位置。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,拉线法延设中心线剖面图,施工迎头,2,1,3,4,拉线法延设巷道的中心线,图,20
20、12,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,巷道拨门中腰线控制施工技术,?,巷道拨门中腰线控制施工技术,?,巷道拨门中线控制技术,?,已知确定要素:,?,(,1,)、巷道拨门方位角,?,;,?,(,2,)、巷道拨门点,;,其位置要求:,一般设置三点,且三,点呈线;同时,进行校线,进行校验。校线时,进行反,方向校核,减少误差,提高精度。,?,(3),、设计放大平面图。,包括平、剖面图以及点位的要求。,?,(,4,)、施工方法:,第一,仪器法;第二,罗盘法。,?,(,5,)、中线控制技术,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,中线控制技术,?,中线控制技术,?,(,a,)、,瞄线
21、法:,即用矿灯按照前方原中线方向照,射前方,眼睛紧跟原中心方向进行瞄线校核的方,法,该方法较为简单,操作简便,普遍使用,但,精度不高,误差较大。,?,(,b,)、,拉线法:,即在原中线,1,、,2,、,3,点的基础上,沿巷道施工方向进行拉线,使原中线与现需要设,置的中心方向一致相切。要求:拉线与延长的点,线相切方可。,?,(,c,)、,激光法:,使用激光仪器进行定位中线的方,法,即激光法。该方法较普遍,科学,而且测控,精度较高,误差较小,是较为理想的方法。,2012,年,8,月,1,日,淮北矿业集团孙疃矿井,巷道拨门中心线定位控制,巷道拨门中心线控制平面图,A点,B点,?,L1两点间距离,20
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