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1、第二章 长壁垮落采煤法采煤工艺第一节 采煤工艺类型复习名称概念解释: 复习名称概念解释: 名称概念解释 正悬臂支架,倒悬臂支架,戴帽点住,排距,柱距, 正悬臂支架,倒悬臂支架,戴帽点住,排距,柱距,端面距 最小控顶距: 工作面满足最低要求时煤壁到放顶线的距离 工作面满足最低要求时煤壁到放顶线的距离, 最小控顶距:(工作面满足最低要求时煤壁到放顶线的距离,也就是每循环 放顶工序完成后煤壁到放顶线的距离,一般为三排支护, 放顶工序完成后煤壁到放顶线的距离,一般为三排支护,等 于 3梁长+端面距) 梁长+端面距 最大控顶距: 工作面每循环放顶工序进行前煤壁到放顶线的距离 工作面每循环放顶工序进行前煤
2、壁到放顶线的距离, 最大控顶距:(工作面每循环放顶工序进行前煤壁到放顶线的距离,一般为 四排或五排支护,等于( 梁长+端面距) 四排或五排支护,等于(4 或 5)梁长+端面距 支护强度: 支架实际作用在顶板单位面积上的有效支撑力, ( 支护强度 : 支架实际作用在顶板单位面积上的有效支撑力 , kpa/m2 或 mpa/m2) 支护密度:(单位面积采场的支柱数目,根/m2) 支护密度: 单位面积采场的支柱数目, 单位面积采场的支柱数目 岩石碎胀系数: 顶板岩石垮落破碎后的体积与原实体体积的比之) (顶板岩石垮落破碎后的体积与原实体体积的比之 岩石碎胀系数: 顶板岩石垮落破碎后的体积与原实体体积
3、的比之) ( 周期来压: 随着采煤工作面的向前推进,老顶(基本顶) (随着采煤工作面的向前推进 周期来压: 随着采煤工作面的向前推进,老顶(基本顶)岩层周期性地折 ( 断,引起采煤工作面支架受力大增,顶板快速下沉,同时伴有 引起采煤工作面支架受力大增,顶板快速下沉, 煤壁片帮,顶板断裂声响等矿山压力显现显著增强的现象. ) 煤壁片帮,顶板断裂声响等矿山压力显现显著增强的现象. 坚硬顶板: 是指直接顶为强度高,厚度大,裂隙少的整体性岩层,不能随 坚硬顶板: 是指直接顶为强度高,厚度大,裂隙少的整体性岩层, (是指直接顶为强度高 ( 放顶自然垮落,在采空区中能形成较长的悬臂梁) 放顶自然垮落,在采
4、空区中能形成较长的悬臂梁) 二,普通机械化采煤工艺-简称普采 普通机械化采煤工艺 简称普采 或双滚筒采煤机或刨煤机落煤 单滚筒或双滚筒采煤机或刨煤机落煤,装煤,可弯曲刮板输送机运煤,单 滚筒或双滚筒采煤机或刨煤机落煤,装煤,可弯曲刮板输送机运煤, 体支柱支护采场的采煤工艺,单体支柱采用液压支柱时高档普采,落煤, 体支柱支护采场的采煤工艺,单体支柱采用液压支柱时高档普采,落煤, 的采煤工艺 采用液压支柱时高档普采 装煤,运煤实现机械化. 装煤,运煤实现机械化. 实现机械化 (一) 普采工作面布置及其设备 (二) 普采工作面采煤工艺 1, , 一般采煤工艺过程 采煤机从上端头开始下行割顶煤 追机挂
5、梁 到下端头后采煤机停机换 采煤机从上端头开始下行割顶煤-追机挂梁-到下端头后采煤机停机换 下行割顶煤 追机 挂梁 上行割底煤-在采煤机后方 处追机推移 向,下放滚筒,翻转挡煤板-上行割底煤 在采煤机后方 20m 处追机推移 下放滚筒,翻转挡煤板 上行割底煤 推溜后随即打柱 回柱放顶或在检修班统一 运输机-推溜后随即打柱-( 运输机 推溜后随即打柱 (在打柱后方 30m 处回柱放顶或在检修班统一 再放顶) 采煤机回到上端头后进刀-进入下一个割煤循环 检修班检修 采煤机回到上端头后进刀 进入下一个割煤循环-检修班 再放顶)-采煤机回到上端头后进刀 进入下一个割煤循环 检修班检修 设备,回柱放顶.
6、 设备,回柱放顶. 两采一准:就是两班采煤,一班专门准备,采煤班不放顶,集中在准备班 两采一准:就是两班采煤,一班专门准备, 采煤班不放顶, 统一放顶. 统一放顶. 专门准备班:检修设备,顺槽加强支护,端头维护,处理冒顶,回柱放顶. 专门准备班:检修设备,顺槽加强支护,端头维护,处理冒顶,回柱放顶. 边采边准:不设专门准备班,三个班都既采煤又准备, 边采边准:不设专门准备班,三个班都既采煤又准备,就是上班后先准备 12 个小时,再进行采煤,回柱放顶与采煤同时进行,只是两工 个小时,再进行采煤,回柱放顶与采煤同时进行, 与采煤同时进行 序的位置距离不能小于 30m, , 回柱放顶要滞后采煤机 3
7、0m 以上. 回柱放顶要滞后采煤机 以上. 准备工作:检修设备,顺槽加强支护,端头维护, 准备工作:检修设备,顺槽加强支护,端头维护,处理冒顶等 加强支护:为抵抗工作面前方移动支撑压力对顺槽的影响, 加强支护:为抵抗工作面前方移动支撑压力对顺槽的影响,在工作面前方 范围内对伸长进行加强支护, 约 30m 的范围内对伸长进行加强支护,就是在伸长原有支护的 基础上, 排单体支柱进行支护. 基础上,再增加 12 排单体支柱进行支护. 开切口:工作面两端采煤机割不到的煤壁范围,用爆破方法超前回采. 切口:工作面两端采煤机割不到的煤壁范围,用爆破方法超前回采. 截深:采煤机滚筒割入煤壁的深度,也就是滚筒
8、垂直煤壁方向的尺寸. 截深:采煤机滚筒割入煤壁的深度,也就是滚筒垂直煤壁方向的尺寸. 2, , 采煤机工作方式 (1) 采煤机滚筒的位置 ) 采煤机滚筒的位置 滚筒上下(左右)位置:单滚筒采煤机的滚筒位于下端(准确地说在运 滚筒上下(左右)位置:单滚筒采煤机的滚筒位于下端(准确地说在运 输平巷一侧) 运输机中的煤不经过采煤机机身下方,不易卡堵;但采 输平巷一侧) 运输机中的煤不经过采煤机机身下方, 不易卡堵; ,运输机中的煤不经过采煤机机身下方 , 煤机司机吃煤尘, 顶煤底煤位置:一般先顶后底,特殊情况(过断层, 煤机司机吃煤尘,顶煤底煤位置:一般先顶后底,特殊情况(过断层, 上部有厚硬夹矸)
9、也可先底后顶 上部有厚硬夹矸) (2) 采煤机滚筒转向 ) 采煤机的稳定性 滚筒装煤效果 产生煤尘的多少 采煤机司机的安全性 煤体对截齿反作用力方向指向硬约束面时,采煤机就稳定;割顶煤时, 煤体对截齿反作用力方向指向硬约束面时,采煤机就稳定;割顶煤时,顶 板是硬约束面,反力指向顶板,割底煤时,底板是硬约束面, 板是硬约束面,反力指向顶板,割底煤时,底板是硬约束面,反力指向底 板,特殊情况(煤比顶板还硬)相反. 特殊情况(煤比顶板还硬)相反. (3) 采煤机的进刀方式 ) 进刀:将采煤机向煤壁方向前移一个截深,进入下一刀割煤位置. 进刀:将采煤机向煤壁方向前移一个截深,进入下一刀割煤位置. 直接
10、推入式:将采煤机与运输机机头或机尾同步整体推入. 直接推入式:将采煤机与运输机机头或机尾同步整体推入. 端部斜切进刀:采煤机沿运输机弯曲段运行割煤,逐渐切入煤壁, 端部斜切进刀:采煤机沿运输机弯曲段运行割煤,逐渐切入煤壁,之后 将运输机机头或机尾推直. 将运输机机头或机尾推直. (a)采煤机经过一个往返割完一刀煤,停在机头或机尾处,升摇臂,翻转 )采煤机经过一个往返割完一刀煤,停在机头或机尾处,升摇臂, 挡煤板,换向等待进刀; 挡煤板,换向等待进刀; (b)采煤机沿运输机弯曲段运行割顶煤,直到采煤机进入直线段,滚筒完 )采煤机沿运输机弯曲段运行割顶煤,直到采煤机进入直线段, 全切入煤壁, 后启
11、动若干个推移千斤顶,将机头或机尾推向煤壁, 全切入煤壁,之后启动若干个推移千斤顶,将机头或机尾推向煤壁,直到 将运输机推直; 将运输机推直; 运输机的过程中 翻转挡煤板, (c)推移运输机的过程中,采煤机翻转挡煤板,换向,但不降摇臂; )推移运输机的过程中,采煤机翻转挡煤板 换向,但不降摇臂; (d)采煤机反向割三角顶煤,直到端头,降摇臂,挡煤板,换向; )采煤机反向割三角顶煤,直到端头,降摇臂,挡煤板,换向; (e)割三角底煤到进刀煤垛处,升摇臂,正常割顶煤. )割三角底煤到进刀煤垛处,升摇臂,正常割顶煤. 割三角煤进刀优点:煤壁直,梁齐,好管理, 割三角煤进刀优点:煤壁直,梁齐,好管理,工
12、程质量易保证 割三角煤进刀缺点:采煤机切入煤壁后要等待较长时间移机头(或机尾) 割三角煤进刀缺点:采煤机切入煤壁后要等待较长时间移机头(或机尾) 和端头支架,影响开机率;进刀段顶板无立柱支护时间长. 和端头支架,影响开机率;进刀段顶板无立柱支护时间长. 单滚筒采煤机端部留三角煤斜切进刀 (a)采煤机经过一个往返割完一刀煤,停在机头或机尾处,升摇臂,翻转 )采煤机经过一个往返割完一刀煤,停在机头或机尾处, 摇臂, 挡煤板,换向等待进刀; 挡煤板,换向等待进刀; (b)采煤机沿运输机弯曲段运行割顶煤,直到采煤机进入直线段,滚筒完 )采煤机沿运输机弯曲段运行割顶煤,直到采煤机进入直线段, 全切入煤壁
13、,之后启动若干个推移千斤顶,将机头或机尾推向煤壁, 全切入煤壁,之后启动若干个推移千斤顶,将机头或机尾推向煤壁,直到 将运输机推直; 将运输机推直; (c)采煤机不停机,直接上行(或下行)割顶煤; )采煤机不停机,直接上行(或下行)割顶煤; 下行( (d)采煤机下行(或上行)割底煤到进刀段端点; )采煤机下行 或上行)割底煤到进刀段端点; (e)不停机抬高摇臂割三角顶煤; )不停机抬高摇臂割三角顶煤 (f)返回去割进刀段底煤; )返回去割进刀段底煤; (g)下行空回到下端头,并将运输机弯曲段推移至采煤机上端. )下行空回到下端头,并将运输机弯曲段推移至采煤机上端. 留三角煤进刀优点:采煤机切入
14、煤壁后不需要等待移机头(或机尾) 留三角煤进刀优点:采煤机切入煤壁后不需要等待移机头(或机尾)和端 头支架;进刀段顶板由煤壁支撑,有利于控制顶板. 头支架;进刀段顶板由煤壁支撑,有利于控制顶板. 部斜切进刀; 中部斜切进刀;ABCDEBFGAEA 运输机在工作面中部形成一段弯曲段,采煤机在中部斜切进刀, 运输机在工作面中部形成一段弯曲段,采煤机在中部斜切进刀, (a)采煤机在中部向右斜切进刀,逐步抬高滚筒割顶煤(ABC) 并 )采煤机在中部向右斜切进刀,逐步抬高滚筒割顶煤( ) , 挂梁,推左半段工作面运输机并打柱; 挂梁,推左半段工作面运输机并打柱; (b)采煤机向左割右半段工作面底煤(DE
15、B) 推左半段工作面运输 )采煤机向左割右半段工作面底 ) , 向左割右半段工作面 机并打柱; 机并打柱; ,并挂梁 (c)采煤机向左割左半段工作面顶煤(BF) 并挂梁,推右半段工作面 )采煤机向左割左半段工作面顶煤( ) 并挂梁, , 运输机并打柱; 运输机并打柱; ,推右半段工作面 (d)采煤机向右割左半段工作面底煤(GAEA) 推右半段工作面 )采煤机向右割左半段工作面底煤( ) , 运输机并打柱. 运输机并打柱. 中部斜切进刀实质是留三角煤斜切进刀. 中部斜切进刀实质是留三角煤斜切进刀. 中部斜切进刀优点:采煤机切入煤壁后不需要等待,继续割煤;与端部斜 部斜切进刀优点:采煤机切入煤壁后
16、不需要等待,继续割煤; 切进刀比无立柱支护时间减少了一半,有利于控顶. 切进刀比无立柱支护时间减少了一半,有利于控顶. 中部斜切进刀缺优点:煤壁不直,柱梁不整齐,不易保证工程质量. 中部斜切进刀缺优点:煤壁不直,柱梁不整齐,不易保证工程质量. (4) 采煤机的割煤方式 ) 割煤方式:采煤机割煤与其他工序的配合方式. 割煤方式 采煤机割煤与其他工序的配合方式. 采煤机割煤与其他工序的配合方式 单滚筒采煤机双向割煤,往返一刀 单滚筒采煤机双向割煤, 滚筒直径约为采高的二分之一,适应性强,对于煤层粘顶, 滚筒直径约为采高的二分之一,适应性强,对于煤层粘顶,厚度变化大的 中厚煤层均能适应. 中厚煤层均能适应. 又分两种情况: 又分两种情况: 割顶煤, 挂梁( ,返回上 从上端头开始下行割顶煤 追机挂梁 必有时加打临时支柱) , 从上端头开始下行割顶煤,追机挂梁(必有时加打临时支柱) 返回上 行割底煤,推溜,打柱; 割底煤,推溜,打柱; 优点: 当工作面倾角较大时, 运输机从下端头到上端
