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1、采矿学电子教案采矿学电子教案能源科学与工程学院能源科学与工程学院采矿系采矿系2002006 6年年1010月月第一节第一节工作面调斜与旋转工作面调斜与旋转调斜调斜适应煤层等高线变化适应煤层等高线变化开切眼开切眼停采线停采线45 时叫调斜时叫调斜45 时叫旋转时叫旋转第七章第七章采煤工艺技术管理、设计及发展采煤工艺技术管理、设计及发展平六矿平六矿1100m工作面调斜与旋转工作面调斜与旋转1、实中心调斜、实中心调斜旋转中心旋转中心O1点停移输送机点停移输送机另另一一端端移移够够一一个个截截深深，将将输输送机调成一直线割煤送机调成一直线割煤问问题题：顶顶板板反反复复支支撑撑，O1处处顶板和煤壁管理困
2、难。顶板和煤壁管理困难。条件：条件：顶板稳定顶板稳定,调斜角度小调斜角度小措施：措施：煤壁预先加固煤壁预先加固打木锚杆。打木锚杆。一、工作面调斜方法一、工作面调斜方法B采煤机截深；采煤机截深；L工作面面长。工作面面长。工工作作面面两两端端都都有有一一个前移量个前移量把把调调斜斜角角 分分成成若若干个小角干个小角采采煤煤机机割割过过一一组组通通（长长）刀刀和和短短刀刀后后工工作作面面转转过过角角，完完成成了了一一个个调调斜斜循循环。环。S=n f B2、虚中心调斜、虚中心调斜S=n f BB截深；截深；f每每次次调调斜斜循循环环（转转）采采煤煤机机，截割的通刀（长刀）数截割的通刀（长刀）数n调斜
3、一个调斜一个 角所需的调斜循环数角所需的调斜循环数虚中心调斜虚中心调斜工作面调斜与旋转工作面调斜与旋转虚中心调斜虚中心调斜每调斜循环（转每调斜循环（转）刀数确定的方法）刀数确定的方法1按相邻两刀煤的错距应大于输送机最小弯曲段长度按相邻两刀煤的错距应大于输送机最小弯曲段长度Y来确定来确定l1，l2刮板输送机机头机尾长度；刮板输送机机头机尾长度；Y刮板输送机最小弯曲段长度。刮板输送机最小弯曲段长度。YY/2B=0.5m,Y=15mB=0.8m,Y=20mB=1m,Y=25mB工作面调斜与旋转工作面调斜与旋转每调斜循环（转每调斜循环（转）刀数确定的方法）刀数确定的方法按每调斜循环角按每调斜循环角小于
4、小于1.5 的要求，确的要求，确定输送机上拐点的最小间距为：定输送机上拐点的最小间距为：L=140m,B=0.5m,Smin=28m,140/28=5SminB虚虚中中心心调调斜斜一、断层落差大于或等于采高一、断层落差大于或等于采高普采工作面普采工作面避开避开炮采工作面炮采工作面避开避开走向断层走向断层断层走向与煤层走向平行断层走向与煤层走向平行倾向断层倾向断层断层走向与煤层走向垂直断层走向与煤层走向垂直斜交断层斜交断层断层走向与煤层走向斜交断层走向与煤层走向斜交开中巷开中巷重开切眼搬家重开切眼搬家第二节第二节工作面过断层工作面过断层工作面开中巷避开断层工作面开中巷避开断层工作面开超前巷避开断
5、层工作面开超前巷避开断层沿断层掘切眼沿断层掘切眼工作面开新切眼避开断层工作面开新切眼避开断层工作面调斜工作面调斜工作面缩短工作面缩短硬过硬过要满足设备的坡度要满足设备的坡度刮板输送机的坡度刮板输送机的坡度留底煤割底板的方法留底煤割底板的方法液压支架和采煤机坡度液压支架和采煤机坡度推进方向上的坡度要小于推进方向上的坡度要小于812二、断层落差小于二、断层落差小于1/2 1/3采高采高12断层落差小于断层落差小于1/2 1/3采高时硬过采高时硬过控制断层附近顶板控制断层附近顶板防止漏垮防止漏垮减小截深减小截深缩小控顶距缩小控顶距架超前梁架超前梁斜撑斜撑木垛木垛普采和炮采要调斜工作面普采和炮采要调斜
6、工作面煤煤硬硬时时，f4,挑挑顶顶卧卧底底爆爆破破岩石岩石综综采采设设备备多多，尺尺寸寸大大，重重量大量大（采采煤煤机机812吨吨，重重的的液液压支架达压支架达17吨）吨）涉涉及及：运运载载工工具具、起起吊吊、牵牵引引装装置置、运运输输移移动动路路线线、调向、设备调试，运转调向、设备调试，运转第三节第三节综采工作面搬迁综采工作面搬迁综采工作面搬迁综采工作面搬迁搬迁费时费工搬迁费时费工（主要是液压支架重，多）主要是液压支架重，多）设备设备18002100t，3t矿车矿车400多车，多车，运距运距23km我国综采平均搬迁时间：我国综采平均搬迁时间：2540d耗工耗工45008700，费用，费用82
7、8万万最好水平：最好水平：综采工作面安装回撤平均综采工作面安装回撤平均10天以内，最快达到天以内，最快达到4.9天。天。液压支架的组装方式液压支架的组装方式1）地地面面组组装装，整整架架下下井井，运到工作面运到工作面该该方方式式广广泛泛采采用用，要要求求井井巷断面够。巷断面够。2）地地面面解解体体工工作作面面附附近近组装组装要求有组装硐室要求有组装硐室组组装装硐硐室室一一般般在在回回风风平平巷巷中切眼附近中切眼附近一般一般长长 宽宽 高高=8 5 3m棚子支护棚子支护起吊钢梁起吊钢梁双轨调车线双轨调车线1、沿运输平巷运入的设备及顺序、沿运输平巷运入的设备及顺序工作面刮板输送机机头部工作面刮板输
8、送机机头部转载机转载机破碎机破碎机乳化液泵站乳化液泵站水泵水泵电气设备电气设备管路管路二、综采工作面设备的搬运与安装二、综采工作面设备的搬运与安装2、沿工作面回风平巷运入的设备、沿工作面回风平巷运入的设备液压支架液压支架刮板输送机中部槽及铲煤板、档煤板刮板输送机中部槽及铲煤板、档煤板刮板输送机机尾刮板输送机机尾采煤机及管路采煤机及管路综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装3、设备安装顺序、设备安装顺序一般顺序：一般顺序：液压支架液压支架输送机溜槽输送机溜槽采煤机采煤机输送机机头机尾输送机机头机尾有时：有时：先安装刮板输送机的中部槽作运送轨道先安装刮板输送机的中部槽作运送轨道综采工
9、作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装4、安装需要的设备、安装需要的设备绞绞车车沿沿煤煤层层底底板板直直接接拖拖入入工工作作面面到到位位后后，两两台台或或三三台台小小绞绞车车调调度度底底板板软软时时，铺铺轨轨道道，轨道上铺滑板轨道上铺滑板综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装5、支架安装顺序、支架安装顺序1）前进式安装）前进式安装安安装装顺顺序序与与支支架架的的运运送送方方向向一一致致，安安装装始始终终在在支支架架掩掩护护下下进进行行，架架尾尾朝朝前前，边边扩扩巷巷边边安安装，每段装，每段30 50m缺缺点点：导导向向差差，转转向向困困难难，用用在在顶顶板板破破碎碎的的条
10、件下。条件下。综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装（2）后退式安装）后退式安装开切眼一次掘好，支架由里向外安装开切眼一次掘好，支架由里向外安装要求顶板条件好，效率高。要求顶板条件好，效率高。综采工作面设备的搬运与安装综采工作面设备的搬运与安装1、综采工作面设备拆除顺序、综采工作面设备拆除顺序可伸缩胶带输送机可伸缩胶带输送机桥式转载机桥式转载机双滚筒采煤机双滚筒采煤机工作面刮板输送机工作面刮板输送机液压支架液压支架三、综采工作面的拆除三、综采工作面的拆除2、拆拆除除液液压压支支架架的的通道法通道法距距停停采采线线1012m左左右铺网右铺网距距停停采采线线67m左左右右铺板梁、钢丝
11、绳铺板梁、钢丝绳工工作作面面割割到到停停采采线线时时将将工工作作面面割割直直，距距停停采采线线2 3m时时，只只推推输输送送机机不不移移架架，留留出出拆架通道。拆架通道。综采工作面的拆除综采工作面的拆除金属网；钢丝绳；棚梁；金属网；钢丝绳；棚梁；自移支架；贴帮柱；自移支架；贴帮柱；拆架前顶板管理拆架前顶板管理金属网；钢丝绳；棚梁；金属网；钢丝绳；棚梁；自移支架；锚杆；贴帮自移支架；锚杆；贴帮柱；木板梁柱；木板梁拆架前顶板管理拆架前顶板管理3、拆架前顶板管理、拆架前顶板管理（ 1） 金金 属属 网网 加加 木木 板板 梁梁 （ 徐徐 州州 庞庞 庄庄 矿矿 ）1500 100 200mm，间距间
12、距0.6m。（2）金属网加钢丝绳金属网加钢丝绳兖州局兖州局（3）金属网加钢丝绳加锚杆（徐州庞庄矿）金属网加钢丝绳加锚杆（徐州庞庄矿）综采工作面的拆除综采工作面的拆除从运输巷拆到回风巷，上端头处刷大，挑高从运输巷拆到回风巷，上端头处刷大，挑高架设吊架架设吊架挖装卸地槽挖装卸地槽一般采用后退式拆除，有利于维护顶板一般采用后退式拆除，有利于维护顶板4、液压支架拆除、液压支架拆除液压支架拆除液压支架拆除从回风平巷拆至运输平巷从回风平巷拆至运输平巷当平巷中铺有轨道当平巷中铺有轨道液压支架拆除液压支架拆除开辅助巷道拆除法开辅助巷道拆除法综采工作面安装回撤平均综采工作面安装回撤平均1010天天以内，以内，最
13、快达到最快达到4.94.9天天。 一、工作面长度一、工作面长度影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素（一）地质因素（一）地质因素（二）技术因素（二）技术因素（三）经济因素（三）经济因素第四节第四节采煤工艺主要技术参数的确定采煤工艺主要技术参数的确定（一）地质因素（一）地质因素断断层层、褶褶曲曲、煤煤层层厚厚度度变变化化带带、倾倾角角变变化化带带工工作作面面长长度度方方向向上上应应以以大大的的断断层层、褶褶曲曲、煤煤层层厚度变化带、倾角变化带为上下边界。厚度变化带、倾角变化带为上下边界。影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素煤层厚度煤层厚度煤煤层层较较厚厚，M 2.5m，普普采采面面过过长长
14、控控顶顶和和管管理困难理困难煤层较薄，工作面过长，作业困难煤层较薄，工作面过长，作业困难煤层倾角煤层倾角25 ，煤矸滚动，行人困难工作面不宜过长，煤矸滚动，行人困难工作面不宜过长顶板破碎，工作面不宜过长。顶板破碎，工作面不宜过长。瓦斯涌出量限制工作面长度瓦斯涌出量限制工作面长度影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素工作面日产量工作面日产量=面长面长循环进尺循环进尺昼夜循环数昼夜循环数煤层生产率煤层生产率Q=LBNM工作面需要的风量工作面需要的风量=日产量日产量昼夜产煤一吨所需风量昼夜产煤一吨所需风量Qqb工作面的最小断面工作面的最小断面=工作面最小控顶距工作面最小控顶距采高采高风流收缩系数风
15、流收缩系数S=lminMCf工作面实际风速工作面实际风速=风量风量/断面断面V实际实际=（Qqb）/S工作面实际风速工作面实际风速工作面允许的最大风速工作面允许的最大风速V实际实际V瓦斯涌出量限制工作面长度瓦斯涌出量限制工作面长度工作面长度工作面长度瓦斯涌出量限制工作面长度瓦斯涌出量限制工作面长度LBNMqblminMCfVP=Mmmmt/m3m3/t.minmmV=4m/s（二）技术因素（二）技术因素受设备限制受设备限制国产刮板输送机国产刮板输送机150 200m一般工作面长一般工作面长80 200m炮采炮采工作面较短工作面较短普采普采工作面长度可适当加大工作面长度可适当加大综采综采工作面最
16、长工作面最长影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素（二）技术因素（二）技术因素工艺的影响工艺的影响在缓倾斜煤层中：在缓倾斜煤层中：工作面工作面炮采炮采普采普采综采综采长度（长度（m）80 120100 150160 200技术管理水平技术管理水平工作面愈长，要求愈高。工作面愈长，要求愈高。矿井设计时技术参数的影响矿井设计时技术参数的影响阶段斜长的影响阶段斜长的影响足够的月进度足够的月进度影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素（三）经济上因素（三）经济上因素经济上最佳的工作面长度经济上最佳的工作面长度：产量、效率和效益：产量、效率和效益单向采煤，往返一次进一刀的时间单向采煤，往返一次进一刀的
17、时间影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素双向采煤，往返一次割每一刀的时间双向采煤，往返一次割每一刀的时间工作面日产量工作面日产量影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素日循环数（刀数）日循环数（刀数）tl进一刀的时间，进一刀的时间，min;T1上下班路途时间，上下班路途时间，min;T2生产准备时间，生产准备时间，minK开机率；开机率；N日循环数日循环数L面长面长B循环进尺循环进尺C工作面采出率。工作面采出率。建立产量与面长的关系建立产量与面长的关系影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素日循环数（刀数）日循环数（刀数）tl进一刀的时间，进一刀的时间，min;T1上下班路途时间，上下班路
18、途时间，min;T2生产准备时间，生产准备时间，minK开机率开机率L面长面长1日进刀数，日进刀数，2工作面日产量，工作面日产量，3工作面效率工作面效率影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素1日进刀数，日进刀数，2工作面日产量，工作面日产量，3工作面效率工作面效率产量、效率增加只在工作面一定长度范围内产量、效率增加只在工作面一定长度范围内影响工作面长度的因素影响工作面长度的因素建立工作面效率与面长的关系建立工作面效率与面长的关系工人的出勤人数：工人的出勤人数：D=eL+f1日进刀数，日进刀数，2工作面日产量，工作面日产量，3工作面效率工作面效率开机率开机率采煤机实际运采煤机实际运转的时间占可
19、利用的采转的时间占可利用的采煤作业时间的百分比煤作业时间的百分比提高开机率两种途径：提高开机率两种途径：工作面内部工作面内部工作面外部工作面外部二、采煤机开机率二、采煤机开机率t1进刀时间；进刀时间；t2纯割煤时间；纯割煤时间；t3跑空刀时间。跑空刀时间。T1路途时间路途时间T2准备时间准备时间T3采煤作业时间采煤作业时间（去掉准备时间和走路时间后的时间）（去掉准备时间和走路时间后的时间）采煤机有效开机时间采煤机有效开机时间采煤班工作时间采煤班工作时间K=地质、管理、设备、系统可靠性地质、管理、设备、系统可靠性采煤机开机率采煤机开机率80年代统计，面机电事故影响年代统计，面机电事故影响60%端
20、头影响端头影响20%外部条件影响外部条件影响20%90年代初统计，百万吨队开机率大于年代初统计，百万吨队开机率大于45%全国平均开机率全国平均开机率23%提高设备的可靠性提高设备的可靠性减少生产准备时间减少生产准备时间提高检修质量提高检修质量提高系统的可靠性提高系统的可靠性正正规规循循环环规规定定的的时时间间内内保保质质保保量量完完成成循循环环图中规定任务的循环。图中规定任务的循环。三、循环率三、循环率要求要求80%要考虑井型、采区和工作面要考虑井型、采区和工作面工作面工作面年进度（年进度（m/a）产量（万产量（万t/a）炮采炮采50015普采普采 70020 30综采综采 100080 90
21、四、工作面生产能力的确定四、工作面生产能力的确定2000年国营重点煤矿工作面年国营重点煤矿工作面综采面综采面266个，面长个，面长158m，推进长推进长9001000m高产高效面长高产高效面长200m，最长最长270m，推进长推进长3400m。普采面普采面260个，单产个，单产25.8万吨万吨炮采面炮采面716个，单产个，单产15万吨万吨我国高产高效矿井工作面长度及分布我国高产高效矿井工作面长度及分布工作面类型工作面类型放顶煤综采放顶煤综采大采高综采大采高综采 3.5m采高综采采高综采普采普采平均面长（平均面长（m）138.9154.1154.4143长度大于等于长度大于等于180m的的工作面
22、数（个）工作面数（个）145127其中大于等于其中大于等于200m的的工作面数（个）工作面数（个）5476矿及面最大长度（矿及面最大长度（m）潞安王庄潞安王庄270兖州东滩兖州东滩235潞安常村潞安常村210潞安石圪节潞安石圪节200兖州鲍店兖州鲍店200神华补连塔神华补连塔240神华大柳塔神华大柳塔238大同燕子山大同燕子山200西山杜儿坪西山杜儿坪200大同马脊梁大同马脊梁250晋城古书院晋城古书院225潞安常村潞安常村221兖州南屯兖州南屯219潞安常村潞安常村207铁法大隆铁法大隆200阜新艾友阜新艾友五井五井300新汶协庄新汶协庄212徐州夹河徐州夹河210峰峰万年峰峰万年210综采面年产量综采面年产量综采队平均和最高产量综采队平均和最高产量高产高效矿井采煤工作面连续推进长度及分布 工作面类型放顶煤综采大采高综采3.5m采高综采普采平均连续推进长度（m）1001.213491150739.5推进长度大于等于2000m的工作面个数（个）3580矿及面连续推进长度（m）新集一矿2438兖州东滩2215潞安常村2044神华大柳塔3483神华补连塔2860龙口梁家2311邢台东庞2072兖州南屯2800大同云岗2588晋城古书院2400大同云岗2397大同马脊梁2240平顶山一矿2031
