综合机械化采煤工艺简介.ppt
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1、综合机械化采煤工艺简介二零一二年一月,综采工艺概述首采工作面概况综采设备配套选型生产工艺特殊时期及特殊地段顶板管理质量标准及支护要求安全技术措施安全管理制度,第一节综采工艺概述,综采工艺概述:综合机械化采煤工艺,简称“综采”,是指破煤、装煤、运煤、支护等主要生产工序全部实现机械化的采煤工艺,因此综采是目前最先进的采煤工艺。工作面主要设备有:双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架。两巷的主要设备有:桥式转载机(或普通刮板输送机)、可伸缩胶带输送机(或普通胶带输送机)、可移动变电站、泵站及电气设备等,第二节首采工作面概况,3907工作面东邻CF1断层(4575,H=012m);西邻3908 工作
2、面(未准备);南至3907轨道巷和3907固定机巷;北至F43断层(4570,H=935m)。上覆3907工作面已回采。该煤层上距煤3采空区为5.211.8m,平均7.6m左右,南部薄北部厚。煤层厚度为0.951.3m,平均1.2m左右。煤层中部含一层粘土质粉砂岩,厚度00.1m,平均0.02m。,推采长度386m,面长6687m,平均76m。煤层倾角811,平均9。工业储量47524T,可采储量45148T。巷道布置:工作面东侧为出口,沿煤层顶板破底施工。巷道为梯形工字钢棚支护,净宽净高=2.6m2.0m,净断面为5.2m2。主要为该工作面运料、进风和行人服务。工作面西侧为机巷,沿煤层顶板破
3、底施工。巷道为锚网索或梯形工字钢棚支护,净宽净高=2.6m2.0m,净断面为5.2m2。主要为该工作面运煤、回风和行人服务。切眼布置在工作面北侧,沿煤层底板破顶施工,巷道为锚网配合锚索支护,净宽净高=5.0m1.5m,净断面为7.5m2,第三节综采设备配套选型,1.三机配套原则:,结合工作面煤层地质状况,尽量做到适应我公司各层位薄煤层的地质特点。综合考虑薄煤层工作面对三机(支架、采煤机、刮板输送机)配套后必须满足高度、宽度、安全操纵空间、行人空间的特殊要求。根据矿井实际,考虑运输条件对设备尺寸的要求。,2、支护设计:,应用经验公式Pt=9.81hk计算顶板(岩重)对支架造的载荷强度(工作面支架
4、应该支护上覆岩层厚度与采高之比,一般为48倍,根据工作面现场情况,选取最大数8倍)。P2=8hmg=9.811.22.58=235.44KN/m2=0.235Mpa其中:Pt 工作面合理的支护强度,KN/m2;h 工作面采高,m;顶板岩石容重,t/m3,取2.5 t/m3;k 工作面支架应该支护上覆岩层厚度与采高之比,一般为48倍,所选用支架的最小支护强度为0.4Mpa0.235Mpa,因此工作面支护强度满足要求。,3.三机配套选型,A、液压支架:中部支架型号:ZY2600/07/14;过渡支架型号:ZYG2800/09/20.具体参数(中部支架):架 型:掩护式液压支架高 度:7001400
5、mm中 心 距:1500mm,宽 度:1430mm初 撑 力:2182kN(P=31.5MPa)工作阻力:2600kN(P=37.6MPa)支护强度:0.410.46MPa底板比压:1.421.53MPa适应煤层倾角:20泵站压力:31.5MPa操作方式:邻架手动支架重量:6212kg泵站压力:31.5MPa,B:采煤机:采高范围(m)0.851.29 适应倾角()30;煤质硬度 f3;装机功率(kW)100 x2+15x2+4x2;电压等级(V)1140;牵引速度(m/min)0610;牵引力(kN)270/162;机面高度(mm)610 摇臂回转中心距(mm)4670;过煤高度(mm)19
6、0,中部下切深度(mm)140滚筒直径(mm)850;截深(mm)730;滚筒:镐型齿强力滚筒(凯南麦特滚筒);控制方式:四象限交流变频,DSP控制技术和中文液晶显示屏,故障记忆多于50条;操作方式:无线电遥控(控制距离约15米)、操作站线控、本机控制、应急控制;牵引电机电压(V)380;牵引调速方式:非机载四象限运行交流变频调速;降尘方式:内外喷雾,内喷雾水压小于4MPa;供水管通径 25通径;整机重量:约16吨,MG100/238-WD型采煤机,MG100/238-WD型采煤机,MG100/238-WD型采煤机,MG100/238-WD型采煤机,C:刮板输送机:型号:SGZ630/150。
7、出厂长度:120米。输送量:250t/h。链速:1.1m/s,驱动电机型号:DSB-75A(宁夏三一西北骏马)刮板链:中双链减速器:JS75牵引方式:齿轮-销轨式,铸造销轨,节距125mm。中部槽规格:1500590(内宽)190(详见配套图及视频资料),第四节生 产 工 艺,1.工艺流程:,采用MG100/238-WD型电牵引双滚筒采煤机落煤、装煤,滚筒截深0.73m,采用SGZ630/150型中双链刮板输送机、SGW-40T型刮板输送机和SPJ-800型吊挂式皮带联合运煤,ZY26000714型掩护式液压支架支护顶板,施工顺序为:割煤移架移运输机。采煤机正常割煤采用前滚筒在上部、后滚筒在下
8、部的方式。,2.割煤及进刀方式:,割煤方式:采用双滚筒采煤机双向割煤,往返一次进两刀。进刀方式:双滚筒采煤机自开缺口,采煤机采用端头斜切,割三角煤进刀方式。进刀距离不小于23m,采煤机上(下)行割煤,往返一次进两刀,双向割煤。采煤机割煤、刮板输送机和螺旋滚筒装煤、刮板运输机运煤、液压支架支护顶板,主要工序全部实现机械化。,机头进刀及割煤:采煤机下行割煤至机头时,推移采煤机以上刮板输送机。下滚筒下降沿底,上滚筒上升沿顶,反向斜切两个机身长的距离,当斜切至足够截深时,停止割煤。将采煤机至机头的刮板输送机推靠至煤壁。采煤机下滚筒上升沿顶,上滚筒下降沿底下行切割。采煤机切割至机头,下滚筒下降沿底,上滚
9、筒上升沿顶,再次上行。采煤机上行至吃刀茬处,推移采煤机以下刮板输送机及机头至煤壁,完成进刀。然后下滚筒下降沿底,上滚筒上升沿顶,上行割煤移刮板输送机。,b、机尾进刀及割煤:采煤机上行割煤至机尾时,推移采煤机以下刮板输送机。下滚筒上升沿顶,上滚筒下降沿底,反向斜切两个机身长的距离,当斜切至足够截深时,停止割煤。将采煤机至机尾的刮板输送机推靠至煤壁。采煤机上滚筒上升沿顶,下滚筒下降沿底上行切割。采煤机切割至机尾,上滚筒下降沿底,下滚筒上升沿顶,再次下行。采煤机下行至吃刀茬处,推移采煤机以上刮板输送机及机尾至煤壁,完成进刀。然后下滚筒上升沿顶,上滚筒下降沿底,下行割煤移刮板输送机。,3、工艺要求:,
10、(1)割煤:沿顶底板双向割煤,往返一次进两刀,采煤机进刀深度为0.7m,在割煤过程中,采煤机速度要适宜,且保证顶底板平整,煤壁齐直,不得随意割底或留伞檐。(2)移架:采用追机移架支护方式,正常移架要滞后采煤机后滚筒最少为3个架,最多不得超过5个架;顶板破碎处可紧跟采煤机前滚筒,停机移架或拉超前架及时支护顶板,移架步距为0.7m。工作面使用支架为临架操作,正常移架操作顺序为:施工人员必须站在所移支架的临近支架底座前端操作台上操作支架,面向下前方观察支架和煤帮情况;降柱使支架顶梁略离顶板;,当支架可移动时,立即停止降柱,使支架移够规定步距(0.7m);调架使推移千斤顶与刮板输送机保持垂直,支架不歪
11、斜,中心线符合规定,全工作面支架排成直线;升柱同时调整平衡千斤顶,使顶梁与顶板严密接触约35秒,以保证达到初撑力(24MPa);将各操作手把扳到“零”位。机头处为过渡支架,移架前必须收回侧护板,再进行正常移架工作。(3)推移刮板输送机:随移架并顺序推移刮板输送机,正常移输送机要滞后采煤机后滚筒最少为6个架,最多不得超过8个架,其弯曲段长度不得小于15m,弯曲段要均匀过渡,并保持刮板输送机的平、直、稳。,4、移架方式,割煤时采用追机移架的方式对顶板进行支护,在采煤机割煤后,先移支架,再移运输机,即割煤移架移运输机;正常移架要滞后采煤机滚筒35架。机头处三架排头架的移架的顺序为:先移2#架,后移1
12、#架,再移3#架。顶板破碎或片帮严重时要紧跟前滚筒移架或超前移架,移架时应采取带压移架的方式进行。,5、劳动组织及作业形式:,劳动组织:综合工种,追机作业作业形式:采用“三八”制作业方式,中、夜班出煤(每班三个循环),早班检修(3个小时)并出煤(两个循环),一个圆班共计八个循环,循环进度0.7米。,第五节特殊时期及特殊地段顶板管理,1、特殊时期的顶板管理,工作面基本顶来压及停采前的顶板管理 A、工作面基本顶初次来压前必须编制专门安全技术措施b、工作面基本顶初次来压和周期来压期间,应加强来压的预测预报工作,由专业技术人员在两巷挂牌标明来压位置。c、工作面支架以及两巷所有单体支柱必须达到初撑力,特
13、别注意工作面中部支架的初撑力及支架状态,及时采取措施预防冒顶。d、工作面停采时要编制停采措施,加强顶板管理。,顶板破碎时的顶板管理a、当工作面局部地点顶板破碎、片帮严重时,可超前移架,提前支护机道顶板。施工顺序为:移架割煤移运输机。b、顶板破碎无法实现超前移架时,为了有效地防止顶板冒落、控制煤壁片帮,应采取随割煤随移架的方法维护顶板。即先割煤13架,然后停止割煤,进行移架支护顶板。再割煤再移架,依次进行。,工作面过断层时的顶板管理 过断层时必须根据断层产状确定施工方案,控制工作面采高,保持工作面顶板平、底板平,相邻支架不能有明显错茬,错茬高度不得超过顶梁的厚度;支架仰俯角不超过7,避免出现前倾
14、、后仰现象,运输机平直无较大的起伏。过落差大于1.0m的断层时,另提补充措施。,2、特殊地段的顶板管理,两巷的顶板管理:出口、机巷的超前支护:三路铰接顶梁棚(规格:DZ20、22、25)配HDJA-1200(1000)型金属铰接顶梁,柱距1.2(1.0)m。架棚支护的巷道替换工字钢棚,锚网索支护的巷道引支超前支护时,待锚杆盘、锚索进入工作面煤壁以后及时将顶板锚杆盘、锚索卸掉。工作面上下回头超前工作面放顶线不大于0.8m,滞后工作面放顶线不大于0.5m。工作面机巷、出口超前支护距工作面煤壁线垂距不小于30m,出口、机巷引支三路铰接顶梁棚,前引顶梁与单柱配合形成一梁一柱,压肩接顶,柱距1.2m(1
15、.0m)。,工作面端头的顶板管理 工作面机尾采用同基本架一样的ZY2600/07/14型液压支架支护顶板。机头采用ZYG2800/09/20型过渡液压支架支护顶板,最大控顶距5172mm,最小控顶距4472mm。,第六节 质量标准及支护要求,1.移架质量标准,工作面支架初撑力不得低于24MPa;移架步距为0.6m;移架要作到少降快拉,防止出现漏顶现象;移架后必须保证支架齐直,其偏差不大于50mm,支架中心距在1500100mm以内;保证支架垂直于运输机,其夹角在50mm以内;支架垂直于顶底板,支架顶梁要与顶板平行,其最大仰俯角小于7;相邻支架不能有明显错茬,错茬高度不得超过顶梁的厚度,支架不挤
16、、不咬,架间空隙不超过200mm(现场要求不大于100mm)。,2、工作面支护要求,工作面应达到动态的质量标准化要求,确保“三直、二平、一净、二畅通”的质量要求。即:“工作面煤壁直、运输机直、支架直”;“工作面顶板平、底板平”;“工作面浮煤净”;“人行道畅通、安全出口畅通”。采煤机割煤后,要及时移架,移架与采煤机后滚筒的距离一般不超过5架,防止长时间空顶。工作面端面距不得大于340mm,端面距超规定处及时移超前架支护。拉线移架,支架直线性偏差不得超过50mm。泵站压力不小于30MPa,支架系统压力不低于24MPa,前梁及顶梁接顶严密,受力状态良好,当支架上顶板冒高超过300mm时,必须采取穿顶
17、的措施维护顶板,应用木料接顶。相邻支架不得有明显错茬(不超过顶梁的厚度),支架不挤、不咬、不歪。严格控制工作面采高,严禁采高大于支架的最大使用高度,当煤层变薄或遇到断层时,采高不得小于支架的最小使用高度。工作面液压支架实行编号管理。,3、工作面排头架操作要求,工作面紧靠机头或机尾三架为排头支架,移排头支架的顺序:先移第二架,再移第一架,最后移第三架。移第三架时应先对第一、二架支架进行注液,初撑力达到24MPa,以防倒架。移第一架时,要提前对排头支架进行二次注液,靠牢支架,防止支架下滑。(1和2之间使用防滑千斤顶)拉移排头支架前,要首先按标准维护好端头顶板,所有人员全部躲到安全地点后移架。,4、
18、拉移架安全要求,支架工应熟悉支架的结构、性能、支架状况、移架方式及其承载能力。液压支架顶梁与顶板平行支设,其最大仰俯角7,初撑力不小于24MPa。随采煤机运行顺序及时移架,支架采用临架操作。严禁人身探入挡板内或脚踩液压支架底座前端操作。移架过程中,要防止支架倒架、滑架和咬架、挤架,要保持支架垂直煤壁及输送机。移架前要将支架架间和架前浮煤浮矸等杂物清理干净,并检查电缆、液压管有无挂、卡、挤、压现象,如果发现有损坏现象要及时处理好后方能进行移架工作。移架时要通知附近人员,所移支架下方严禁有人。按先后顺序逐架进行,移架点距采煤机后滚筒保持3-5架,单向追机作业。如果顶板破碎,每割3m就停止采煤机,带
19、压移架,防止顶板冒落。工作面倾角大时,只能一处移架,禁止分段移架,平行作业。移架降柱不宜过多,以不超过相邻支架顶梁的厚度为准,严禁两架支架同时降架。,移架时速度要快,一次移到位,并随时调整支架不得歪斜。移架后确保支架、刮板输送机成一条直线,要及时调整支架,使支架垂直于顶板,且顶梁与顶板呈面接触。正常情况下,支架立柱液压行程在缸体内不小于200mm,以免受力不好压死支架。支架钻底严重时,要用单体支柱撑起,降柱提架,并严格执行好以下要求:施工前必须将工作面刮板输送机停电闭锁,并挂好停电牌。在人行道范围内支架下支设不少于两棵完好的单体支柱并垫好铁鞋,将支架撑住并拴好防倒绳套。操作邻架阀组,使支架立柱
20、降下。待支架底座前端略离底板时,将准备好的木料插入底座下部,将底座前端与底板之间的间隙垫好。操作邻架阀组,使支架立柱升起。将单体支柱缓慢降下,运出工作面。按照正常移架方式移架。若支架移不动或升不起时,必须将手把打到零位,检查原因,不得强行推移,以免损坏设备。移架前要拉线,确保按照循环进度移架。移架升起立柱,要在升柱手把位置保持3-5秒钟,使支架达到额定的初撑力。,移架时,人员面向煤壁,做到少降快拉,顶板破碎要时带压移架。严禁人员站在支架与刮板输送机之间或电缆架上。移架时操作人员要密切注意观察面前煤帮顶板情况以及相邻支架、支架与刮板输送机连接装置、支架本身的液压管路等情况,发现问题及时处理。支架
21、倒架、咬架、失稳、前后错落、蹬空等情况,应及时处理,由班长统一指挥,禁止来往行人,调架时操作人员躲到安全地点。使用单体支柱时柱爪处要垫木楔,防止支柱滑脱或顶坏支架,严禁硬拉硬拖支架。支架出现漏液、串液及自动卸荷现象时,应及时处理管接头、配液阀、安全阀等,严禁出现缺少密封圈、管接头使用单腿销、铁丝销和无销现象。更换液压管、部件时,必须关闭主进和主回截止阀,截止阀必须工作可靠,做到谁关谁开,严禁带压、带载拆卸管子和阀组。严格要求移架正规操作和工程质量管理,充分利用底调千斤顶,及时调整支架工作状态,有效防止支架下滑、倒架现象发生。工作面距离停采线10m时开始在顶板全面铺网,便于工作面回撤期间的顶板维
22、护,届时补充专项措施。,5、两巷的支护质量要求,工作面上下两巷维护有专人(端头工)负责,超前支护按规定排柱距拉线支设,两巷高度符合规定,上下两巷高度不低于1.8m,行人侧宽度出口不小于1.0m,机巷不小于0.8m,卫生保持清洁。班班保证巷道内支架完整,无空帮空顶,质量卫生符合规程规定,无断梁折柱,保证顶板完好。巷道无积水,无浮渣杂物,材料设备码放整齐,并有标志牌。,第七节 安全技术措施,1、工作面初采,工作面试生产(1)综采工作面配备的机电设备,必须符合选型设计要求。试生产 前,由生产矿长组织矿、区队有关人员,按照“设备完好标准”对工作面机电设备逐台进行检查,发现问题及时处理。(2)全面检查采
23、煤机、刮板运输机、皮带运输机、泵站、绞车等设备的各个注油部位,是否按照有关规定(油量适中、油号正确、油质良好)注油,要严格执行润滑制度,然后方可试运转。(3)送电试车前,应全面检查各类电气设备,各种开关、电机、接线盒、电缆,必须符合完好标准,杜绝失爆现象,核对各供电系统、各类保护装置载频频率,防止事故发生。乳化液泵站、皮带运输机、刮板运输机、采煤机等依次逐台送电试车,待无问题后,方可全部送电,联合试运转。,(4)通风防尘和疏排水设施、设备必须齐全可靠,并符合煤矿安全规程、上级有关文件规定和设计要求。(5)运输、轨道两巷应保证通风,行人、运输畅通无阻,并做到文明生产。综采工作面还必须储备足够的油
24、脂、易损件、维修工具及备用材料,以利于生产正常进行。(6)在试生产前,应清理机道,确保浮煤里没有金属物件、杂物,以防损坏采煤机、刮板运输机,避免发生事故。(7)准备工作完成以后,进行工作面试生产;首先开动乳化液泵站,使液压支架升紧,达到支撑状态。,工作面初采措施(1)工作面切眼为锚网索支护,初采前先将切眼内的浮煤清理干净,撤出一切闲置物料。(2)工作面割第一刀煤的施工顺序为:将工作面刮板输送机全部移至煤壁,采煤机上、下滚筒上升沿顶下行割煤,在上滚筒割至距机尾10m处停机,上、下滚筒下降沿底上行割煤至机尾,割透煤壁后下滚筒上升沿顶,上滚筒下降沿底下行割煤,在采煤机向下割煤23m后停机停输送机推移
25、机尾。移机尾后,跟机移架推移输送机,采煤机推至机头并在下端头完成进刀(进刀距离23m),将进刀茬以下输送机推移到位。采煤机完成进刀后按规程规定的循环方式进行循环生产。,(3)采煤机割煤后及时移架并将输送机推移至煤壁,在割煤12刀后,支架不再压着因安面而铺设的铁路时,由班组长带领人员将铁路撤出,在此期间工作面必须停止推采,将工作面所有电器设备停电闭锁,并挂好停电牌。(4)出口机巷及超前支护范围内,巷道净高不小于1.8m,人行道宽度出口不小于1.2m,机巷不小于0.8m确保安全出口畅通无阻。(5)工作面两巷所支单体液压支柱必须支到硬底,迎山有力,必须穿铁鞋,所有单体液压支柱必须达到规定的初撑力,并
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