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1、综合机械化采煤工艺 主讲人：任秋生 本书目录 v模块一：综采工作面的生产准备（重点） v模块二：综采工作面的矿压显现 v模块三：综采工作面的采煤工艺（重点） v模块四：综采工作面的顶板管理（重点） v模块五：综采工作面的生产事故预防 v模块六：特殊地质条件下的综采技术 v模块七：综采工作面的搬家（重点） v模块八：综采工作面的瓦斯、煤尘治理（重点） v模块九：综采工作面的生产管理 几点要求 v1、认真听讲 v2、独立完成作业 v3、注重复习 v学期总成绩=平时成绩30%+期末考试70% v平时成绩包含：作业、课堂提问 新矿集团高级技校 课程引入 w1、采煤方法有哪些？ w2、采煤工作面有哪些采
2、煤工艺？ w3、什么是综采工艺？ w4、综采工艺的特点是什么？ w5、综采工艺有哪些配套设备？ 新矿集团高级技校 相关概念： 回采工作在采煤工作面内，为采取煤炭所进行的各 项工作 。 五大工序：破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。 采煤工艺在采煤工作面内，按照一定顺序完成各项 工序的方法及其配合。 采煤系统回采巷道的掘进和回采工作之间在时间上 的配合以及在空间上的相互位置关系。 采煤方法是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间 和空间上的配合。两者之间相互影响相互制约。 新矿集团高级技校 采煤方法分类 采煤方法分为：露天开采和井工开采。 井工开采可分为：柱式体系和壁式体系两 种。 壁式体系采煤法
3、壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤 为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采 煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产量的95% 以上。 新矿集团高级技校 采煤方法分类 壁式采煤法的特点： w工作面的两端至少各布置一条回采巷道，用 于通风和运输。 w工作面长度一般80-250米。 w随着工作面的推进及时处理采空区，一般采 取全部垮落法管理顶板 w工作面通风状况良好。 新矿集团高级技校 壁式体系采煤法的类型 按采煤工艺分类： 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: 全部垮落采煤法、煤柱支撑(刀柱)采 煤法、充填采煤法 按工作面布置和推进方向分: 走向长壁采煤法、倾斜长壁
4、采煤法（ 俯斜，仰斜） 采煤方法分类 新矿集团高级技校 柱式体系采煤法 柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤 法，是以房、柱间隔采煤为主要特征，常见 的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。 现代短壁机械化开采技术的成功应用 ，逐渐引起大家的关注。 采煤方法分类 新矿集团高级技校 采煤方法分类 柱式采煤法的特点： w工作面长度较短，一般10-30m,工作面数目 较多。 w需要开掘大量的巷道，掘进率高。 w一般没有处理采空区工序。 w工作面通风条件较差，采出率低。 新矿集团高级技校 水平分层 采 煤 方 法 旱 采 水 采 壁式体系 柱式体系 柱式体系 单一长壁 放顶煤 整层开采 斜切分层 水平分段放顶煤
5、倾斜分层 掩护支架 分层开采 整层开采 整层开采 房式 房柱式 倾斜短壁式 走向短壁式 走向长壁 倾斜长壁 走向长壁 倾斜长壁 下行垮落 上行充填 垮落 刀柱 新矿集团高级技校 w2、采煤工作面有哪些采煤工艺？ w炮采工艺 w普通机械化采煤工艺 w高档普通机械化采煤工艺 w综合机械化采煤工艺 新矿集团高级技校 三种采煤工艺： 爆破采煤工艺方式 解放后至60年代初为主 普通机械化采煤工艺方式 60年代初至70年代中期为主 综合机械化采煤工艺方式 70年代中期以后为主 长壁采煤法的采煤工艺 新矿集团高级技校 长壁采煤工作面的工艺方式： 炮采：爆破落煤、人工装煤、机械化运煤 、单体支架支护。 普采：
6、采煤机落煤装煤、机械化运煤、单 体支架支护。 综采：破、装、运、支、处等主要工序全 部采用机械化连续作业。 新矿集团高级技校 炮采工艺 一、爆破落煤 爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及 放炮等工序组成。 炮眼布置：单排眼 双排眼 三排眼 二、装煤与运煤 1）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤 壁，利于装煤。 2）、人工装煤：人工攉煤。 3）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤 板。 新矿集团高级技校 炮眼布置图 a单排眼 b对眼 c三角眼 d三花眼 e五花眼 炮采工艺 新矿集团高级技校 炮采工艺 三、工作面支护 主要采用金属支 柱和铰接顶梁支 护，单体液压支 柱。主要有两种 ：正悬臂齐梁直
7、线柱（图a）和 正悬臂错梁三角 柱（图b） 新矿集团高级技校 普采工艺 工艺过程： 采煤机破煤装煤刮板输送机运煤单体支柱加 金属顶梁支护 破煤和运煤 滚筒采煤机：单滚筒、双滚筒 采煤机结构：截割部、牵引部、动力部、辅助装置 牵引方式：机械牵引、液压牵引、电牵引（传动） 钢丝绳、有链牵引、无链牵引（行走） 新矿集团高级技校 普采工艺 采煤机割煤方式： 单向割煤，往返进 一刀； 双向割煤，往返进 两刀； “”字形割煤、往 返一刀 新矿集团高级技校 普采工艺 工作面运煤： 一般采用刮板输送机运煤。 每隔6m设一个液压千斤顶， 机头机尾各3个。 弯曲段长度15m。 新矿集团高级技校 普采工艺 工作面支
8、护： 支架布置方式：带帽点柱、单体液压支柱或 磨擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架 。 按悬臂顶梁与支柱的关系分为正悬梁和倒悬 梁两种； 按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式两种， 为了行人和工人作业方便，工作面支柱一般 排成直线状。 新矿集团高级技校 普采工艺 单体支架正悬臂 与倒悬臂布置 支架齐梁式和错梁式布置 新矿集团高级技校 普采工艺 控顶距： 当工作面推进一次或二次之后，工作空间达 到允许的最大宽度，即最大控顶距。 及时回柱放顶，使工作空间只保留回采工作 所需要的最小宽度，即最小控顶距。 最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距 。 新矿集团高级技校 普采工艺 采空区处理： 全部垮落法
9、全部充填法 局部充填法 缓慢下沉法 煤柱支撑法 新矿集团高级技校 综采工艺：长壁工作面用双滚筒采 煤机割煤、装煤，用可弯曲刮板输 送机运煤，自移式液压支架支护并 控制顶板的采煤工艺方式。 二、综采工艺及装备配套 新矿集团高级技校 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 新矿集团高级技校 新矿集团高级技校 综采工艺 综采历史：自1974年从国外引进50套综采设 备和78 年引进的100套综采设备开始，至今 已有30多年的历史
10、。 发展经历：经过了摸索起步、引进提高、仿 制创新、国产与引进并重四个阶段。 新矿集团高级技校 综采工艺 综采产量： 七十年代综采面大致为20万吨/年-面左右 八十年代综采面大致为100万吨/年-面左右 2005年兖州东滩矿综采面生产了753万吨/年-面 2005年神东上湾矿综采面生产了1145万吨/年-面 （神东矿区目前有4个超千万吨的综采面，实现了 一井、一面、安全、高效的生产目标。） 新矿集团高级技校 综采工艺 综采现状： 2006年底全国有高产高效矿井197个 共产煤6.352亿吨（占全国当年煤炭产量29%） 平均产煤331万吨/矿。 2006年底全国有442个综采面 （占全国2.5万
11、个工作面1.8 ） 2006年底全国有363个普采面 （占全国2.5万个工作面1.5 ） 新矿集团高级技校 综采工艺 综采参数： 综采面长150m400m 采煤机最大功率达2000kW， 刮板输送机最大功率达3*1000kW， 液压支架一般20t/架。 工艺过程： 采煤机破煤装煤刮板输送机运煤液压支架 支护顶板 新矿集团高级技校 新矿集团高级技校 综采工作面主要设备 液压支架 双滚筒采煤机 刮板运输机 桥式转载机 胶带输送机 33 新矿集团高级技校 综采工艺 采煤机的割煤方式： 往返一次割两刀、往返一次割一刀 液压支架类型： 支撑式支架、掩护式支架、支撑掩护式支架 液压支架的移架方式 单架依次
12、顺序式；分组间隔交错式；成组整 体依次顺序式。 新矿集团高级技校 综采工艺 综采工作面工序配合方式： 综采面主要工序有三个：割煤、移架、推移 输送机，按照不同顺序有两种配合方式，即 及时支护方式和滞后支护方式。 新矿集团高级技校 w综采相对于炮采、普采而言，具有以下特点 ： w1、机械化程度高，工人劳动强度大大降低。 w2、生产能力大。企业效益增加。 w3、顶板支护效果好，安全系数高。 因此，目前新建矿井在条件允许下，尽量采 用综采工艺。 新矿集团高级技校 w本节重点： w1、读懂矿井巷道布置图 w2、理解矿井主要生产系统 模块一 综采工作面的生产准备 利用自然条件作为井田边界划分井田 煤田划
13、分为井田 井田边界划分方法 1垂直划分；2水平划分；3以断层为界 煤田划分为井田 井田内再划分 井田划分为阶段和水平 井田内再划分 阶段划分为采区 井田内再划分 新矿集团高级技校 1主井；2副井；3井底车场；4阶段运输大巷；5阶段回风大巷；6回风井； 7运输上山；8轨道上山；9区段运输平巷；10区段回风平巷；11采煤工作面 图1-1 矿井巷道立体示意图 新矿集团高级技校 1主井；2副井；3井底车场；4主要石门；5阶段运输大巷；6回风井；7回风石门； 8回风大巷；9采区运输石门；10采区下部材料车场；11上、中部车场甩车道； 12行人进风斜巷；13采区煤仓；14运输上山；15轨道上山；16上山绞
14、车房； 17采区回风石门；18采区上部车场；19采区中部车场；20区段运输平巷； 21下区段回风平巷；22联络巷；23区段回风平巷；24开切眼；25采煤工作面 图1-2 井下生产系统示意图 新矿集团高级技校 巷道分类 1按巷道所处空间位置和形状分类 垂直巷道 立井：是指有直接通达地面出口的垂直巷道。立井一般 位于井田中部，担负全矿煤炭提升任务称为主立井，担负人员 升降和材料、设备、矸石等辅助提升任务的为副立井。 暗立井：是指没有直接通达地面出口的立井，装有提升 设备，有主、副暗立井之分。 溜井：是指担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。 新矿集团高级技校 w 倾斜巷道 w 斜井：是指有直接出口通达地
15、面的倾斜巷道。担负全矿 井下煤炭提升任务的斜井称为主斜井。只担负矿井通风、行人 、运料等辅助提升任务的斜井称为副斜井。 w 暗斜井：是指没有直接通达地面的出口、用作相邻的上 下水平联系的倾斜巷道，其任务是将下部水平的煤炭运到上部 水平，将上部水平的材料、设备等运到下部水平。 w 上山：是指服务于一个采区(或盘区)的倾斜巷道，也称采 (盘)区上山。上山用于开采其开采水平以上的煤层。按上山的 用途和装备可分为运输上山、轨道上山、通风上山和人行上山 等。运输上山内的煤炭运输方向为由上向下运到水平大巷。 w 下山：是指由运输大巷向下，沿煤岩层开掘的为一个采 区(或盘区)服务的倾斜巷道，也称采(盘)区下
16、山。按其用途和装 备分为运输下山、轨道下山、通风下山和人行下山。 新矿集团高级技校 水平巷道 平硐：是指有出口直接通到地面的水平巷道。一般以一 条主平硐担负全矿运煤、出矸、运材料设备、进风、排水、 供电和行人等任务。专作通风用的平硐称为通风平硐。 石门：是指与煤层走向正交或斜交的水平岩石巷道。服 务于全阶段、一个采区、一个区段的石门，分别称为阶段石 门、采区石门、区段石门。用作运输的石门称为运输石门。 用作通风的石门称为通风石门。 煤门：是指开掘在煤层中并与煤层走向正交或斜交的水 平巷道。煤门的长度取决于煤层的厚度，只有在厚煤层中才有 必要掘进煤门。 新矿集团高级技校 平巷：是指没有出口直接通达地面，沿煤层走向开掘的 水平巷道。开掘在岩层中的叫岩石平巷，开掘在煤层中的称为 煤层平巷。根据平巷的用途，可将平巷分为运输平巷、通风平 巷等。按平巷服务
