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1、长壁综合机械化采煤工艺 二0一0年十月 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 q按倾角分类分： 近水平煤层 45 q按采煤工艺分 ： 爆破采煤法 普通机械化采煤法 综合机
2、械化采煤法 q 按采空区处理方法分: 垮落采煤法 煤柱支撑法 充填采煤法 q 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
3、（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 ：
4、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
5、，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 初撑力根据矿压观测结果选 择参数 工作阻力 支护强度 根据煤厚选择支架的 支撑高度 支架最大高度 底座面积及比压 推溜力、拉架力 前探梁
6、长度 顶梁长度 综采支 架选型 根据底板特性选比压 参数及推拉结构 根据顶板冒落选择支 架结构性 支架最大高度 根据倾角选择防倒防滑结构 根据通风要求选择支架断面 根据生产能力要求选煤机类型 根据割煤量选择运输能力 采煤机 选型 根据煤的硬度选择截割功率 根据面长及支架空间选择机身尺寸 根据工艺要求选择滚筒数、截深 根据采煤机选择输送机宽度 工作面 输送机 选型 根据工作面长度选择长度 根据拉架力选择强度 综采设 备选型 平巷输 送机选 型 根据巷道断面选择运输能力 根据最大割煤量选择运输能力 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、
7、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
8、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
9、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 薄煤层开采 有利因素不利因素 瓦斯等涌出量较低 煤层自然发火倾向小 一般不存在冲击地压威胁 周期来压表现不强烈 采煤工作面空间狭小 工作面单产和效率低 掘进率高，生产成本高 由于作业空间小，作业条件差 工人劳动强度大，操作困难 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
10、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
11、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0.6m-2.5m，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。 煤矿刨煤机配电液控制支架应用 设备名 称 型号技术特征数量受控隶属备注 刨煤机 Gleithobe19- ve/4.7 刨体25628001678mm 额定生产能力：900t/h 电机功率：2315kW 刨深：120m
12、m 1台PROMOS 德国 DBT 工作面 输送机 PF2.3/732 额定生产能力: 900 t/h 电机功率：2315kW 1台PROMOS 德国 DBT 转载机SZZ-764/160长度:38m1台PROMOS国产 破碎机PEM65010001台PROMOS国产 液压支 架 ZY6400-09/20 100 台 VRT32 中的PW4 国产 馈电开 关 KE1004/ 控制系统中 的部件 德国 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
13、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。 型 号BM-100MG150-B 5MG200- B MG344- PWD MG250- BW M
14、G200/ 450-BWD MG250/ 550-BWD 装机功率 /kW 100150180(200)300+222250 2200+ 225 2250+ 225 采高范围 /m 0.75 1.3 0.81.51.01.80.91.60.851.51.01.71.01.7 牵引速度 /mmin-1 06050606/7.8060606 牵引力/kN120160180350/262300440440 滚筒直径 /mm 750,800 800,900,1 000 1000,1250 900,1000, 1250,1400 850,1000 1000,1250, 1400(1500 ) 1000,
15、1250, 1400(150 0) 截深/mm600 600 1000 800800800800800 机身布置方 式 骑输 送 机 骑输 送机骑输 送机爬底板骑输 送机骑输 送机骑输 送机 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-73
16、0/75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 作面 编号 面长 /m 走向 长/m 生产 天数 /d 月产/t日产/t 平均 月进 /m 最高平均最高平均 840315085015847181 3958
