【采矿课件】11回采工艺放顶煤急倾斜

134第十一章回采工艺（书上第三章）§11.1炮采回采工艺破、装、运、支、控分别进行工作。发展方向：由高强度体力劳动向低强度方向发展。一、落煤（破）1、打眼：1）、工具：煤电钻、旋转切削式2）、炮眼布置：单排、双排、三排单排：薄煤层或煤软时使用双排：中厚煤层、可分为三花、三角、对眼。硬时用对眼，软时三花。三排：采高较大、煤质坚硬用，一般用五花眼。3）、炮眼角度：顶眼上仰50～100；底眼下扎100～200。一般与煤壁呈500～800。4）、炮眼深度：比一次循环进尺多5～10cm，进尺与顶梁长度有关。800、1000、1200；特殊的有600的；2、装药：视煤质软硬、炮眼布置而定；150～600克；3、联线：串、并4、放炮135二、装、运煤1、爆破装煤2、人工攉煤3、机械装煤（铲煤板）三、支护与采空区处理1、支护1）、设备136金属铰接定梁木料顶梁单体液压支柱微增阻急增阻金属摩擦支柱支柱2）、顶梁与支柱的关系：顶梁与支柱组合图千斤顶推入成支架，有正悬壁、倒悬壁两种。3）、支架间的关系：齐梁齐柱、错梁齐柱、错梁错柱2、特种支架：利于放顶，也叫切顶。有丛柱、密集柱、切顶柱、木垛。3、采空区处理：全部垮落法为主，也有充填方法、恒底分层方法、缓慢下沉方法；图支架形式137解释最大、最小控顶距、放顶步距。3～5排、3～4排。138§11.2普采回采工艺一、设备采煤机、运输机、单体、液压支柱。铰接顶梁等。图3-8是一个实例，表3-1是有关设备，骑溜割煤。二、采煤机工作方式1、滚筒位置：一端或两端2、旋转方向：左右工作面、左右螺旋、左面右旋、右面左旋。1393、割煤方式：采煤机割煤以及与其它工序的合理配合称为割煤方式。1）、单向采煤：（往返一刀）2）、双向采煤：（往返二刀）3）、“∞”型采煤：单滚筒多用。图左面右旋、右面左旋1404、进刀方式：切入煤壁方式1）、直接进刀。做机窝。上大下小。2）、中间进刀1413）斜切进刀：留三角煤，单滚筒可用不留三角煤，常用，单、双滚筒皆可用。三、单体支架支架的选择与煤层条件、采煤机械、顶底板性质相适应1、支架的布置方式正、倒悬壁等1422、端头支护应力集中1）、走向抬棚（1）、双钩双楔梁或普通顶梁反铰接用（2）、长梁工字钢（4～5m）2）、基本支架加迈步走向抬棚3）、十字铰接顶梁四、工艺参数1、支护密度143ttRPnn：支护密度；tP：工作面支护强度；有关《矿山压力支护》的书中有介绍；tR：支柱额定工作阻力；：有效支承系数；金属支柱0.4～0.5；单体液压支柱0.85。2、排距柱距：柱距；排距排距与截深有关，600、800、1000、1200、450等。3、计算a计算工作面所需支柱数mSlbNFm)(F：前端梁至煤壁距离；150～300N：工作面支柱排数；b：排距；l：工作面长度；S：每根柱支护面积；nS/1；而alNm/则SlbNF)(=alN/即ttPNbFNRbNFNSa)(4、上、下缺口长度上缺口长度6～10m，下缺口长度3～4m，深为截深的2～3倍。2m左右；5、斜切进刀长度：一般为25～30m五、普采面的设备配套1、采煤机：以前是系列产品，有MLQ系列、DY系列等，目前，多数厂家按要求生产，书上表3-3；2、运输机：同采煤机一样，有SGW系列、SGB系列、SGD系列等，书上表3-4；3、配套尺寸144在上图中，D为机道宽度；R为无立柱空间宽度；W为运输机机槽宽度；F为铲煤板宽度；G为中部槽宽度；J为导轨宽度；V为电缆槽宽度。R=D+B=F+G+J+V+Z+x+d/2+B，Z：煤壁与铲煤板之间的富裕距离，一般50～150mm，x：最前排支柱与运输机之间的安全距离，一般50～100mm。一般情况下，R越小越好，但取决于机道宽度D和B，而这两个参数又取决于运输机中部槽宽度和工作面采煤机的选择上，所以，确定设备时应该考虑顶板、煤的情况等条件。4、端面距（T）的确定1）、采用正悬臂T=D1l1l：支架前探梁宽度2）、采用倒悬臂有两种情况，T=D1lL挂上一个梁T=D1l没有挂梁L：顶梁长度5、普采设备的新发展145§11.3综合机械化回采工艺如图所示设备一、工作方式1、滚筒位置：一边一个2、滚筒转向：背向机体146薄煤层前底后顶（俯视图）1473、割煤方式：1）、双向割煤；2）∞型；3）、单向割煤；4）、进刀方式：斜切、中间、直接（机窝、钻入）148二、移架方式有三种：单架依次顺序式：多采用，利于顶板管理；149分组间隔交错式：产量高，移速快；成组整体依次顺序式：2～3架一组，好顶板。三、工序配合方式指移架、推溜的先后顺序1、及时支护；1502、滞后支护151四、端头作业1、支护：1）、单体支柱与长梁（与普通机械化采煤的端头支护相同）；2）、端头支架；图3-33；3）、工作面支架。利用工作面支架做端头支架（图3-34）。2、平巷布置平巷断面积10～12m2；当采高小，用卧底形式；采高大，多留顶煤，顶煤留不住时，留底，采用一些措施，图3-35、36。152五、综采设备的配套参数成套设备1、尺寸配套：采高与支架支护高度应适应。采用不同高度的底托架，可以适应不同的采高。（高度配套）1）、采煤机尺寸：2/sin2/3maxDLAAMmmaxM：采煤机最大采高，m；m：摇臂向上的最大摆角，ｏ；A：机面高度，m；3A：机身高度，m；L：摇臂长度，m；D：滚筒直径，m；153采煤机最大与最小采高之比为1.6～2.0之间；2）、采高与支架高度关系hSMH1maxmaxaSMH2maxminmaxmax,MH：支架的最大最小高度，1S、2S：分别为前后柱处的顶板最大下沉量；h：支架支撑高度富裕量，一般为200左右；a：支柱伸缩余量，一般为50左右；3）、aSDH2min4）、如下图所示，支架支撑高度H与采煤机机面高度A之间关系，当采煤机处于最小高度时，机面至梁底面有富余，Y，通常，mmY200，用下式计算)(minAHY：梁的厚度；若机面高度A过大，大于maxH，则煤层变薄时，支架不能放下来，只能割顶或底板岩石；若机面高度A过小，采煤机的过煤空间（E值）小，不利于煤流通过。5）、采煤机的下切量x（图3-37）：2/sin2/3DLAAxm能够m：摇臂向下的最大摆角，ｏ；计算的数值一般为负数才是向下切割的深度，x一般为150～200左右。6）、)2/sin2/(13max2ADLAMAm2A：采煤机底托架高度；1A：运输机机槽高度；7）、摇臂升角越大，采高越大，但当角度太大时，使滚筒中心距机身距离过小，装煤效果不好。2、横向尺寸配套1）、机道宽度就是无立柱空定宽度R，及时支护包括一个截深，采煤机与运输机的中心线偏离一定的距离e，视情况而定。2）、人行道宽度mmM700，位置可在两立柱之间，也可在前柱与输送机之间。3）、端面距T一般为150～mm350，采高小时取下限，大时取上限；4）、移架千斤顶的行程距离比截深大100～mm200。3、能力配套：采煤机、运输机、皮带、转载机、上山、煤仓、通风等。1）、采煤机154采煤机选择的依据主要是采高、煤的硬度、节理裂隙发育程度、地质构造发育程度。确定的参数为采高、牵引速度、电机功率。截深可以定做。2）、输送机：（1）、尺寸与采煤机严格配套；（2）、机槽等部件的强度与采煤机的重量和运行特点相适应；（3）、能力与采煤机的相适应；（4）、尺寸与液压支架的结构尺寸相适应，合理配套；输送机的运输能力与铺设长度、电机功率、煤层倾角、机槽和刮板链的结构和特点等因素有关。为使输送机既不过载又能够发挥运输潜力，根据实际测量的运输机的实际运输能力yQ，按下式计算采煤机的牵引速度cvCMBKQvyc60,,BM：工作面的采高、截深、煤的密度；K：考虑到运输机的运行条件差所考虑的系数，一般取1.1～1.15；C：工作面采出率3）、液压支架液压支架移架方式与生产能力相适应。（1）、液压支架的性能达到：有效支护顶板，能够快速移设；（2）、顶板稳定性好的条件，采用单架依次顺序式；155（3）、顶板稳定性差的条件，采用分段作业或分段追机作业方式。分段时，工作面最多不能超过三段。4）、工作面的生产能力与顺槽、采区上下山、车场的运输能力、供风量的能力均应该相适应。§11.4其它条件下机采的特点一、薄煤层机采的特点1、滚筒采煤机机采1）、骑运输机式采高为0.8～0.9m2）、爬底板式采高为0.6～0.8m由于采煤机高度小，机身可加厚，能力大，较好。双滚筒时，先底后顶，便于机身通过。图3-40，BM—100型。3）、采用综采时，液压支架调高范围应该大一些，通常采用滞后支护。1564）、对采煤机的要求：（1）、机身矮，有足够的功率，通常不低于100～200KW；（2）、机身尽可能短，以适应煤层的波状起伏；（3）、要有足够的过煤和过机空间高度；（4）、尽可能实现工作面不用人工切口进刀；（5）、有较强破岩过地质构造能力；（6）、结构简单、可靠、便于维护和安装。2、刨煤机机采1）、工作过程：图3-41，利用带刨刀的煤刨沿工作面往复落煤和装煤，煤刨靠工作面输送机导向。2）、特点：（1）、刨煤机结构简单、可靠，便于维修；（2）、截深小（一般5～10cm）,只刨落煤壁压酥区，能耗少；（3）、落煤快度大，粉尘量小，劳动条件好；（4）、司机在平巷内操作（落煤、移架、推溜），安全；3）、刨煤机的类型：国内外常用的大多数是静力刨，特点是刨刀靠锚链拉力对煤体施以静压力破煤；根据安装和结构的不同，可分为：（1）、拖钩刨（图3-42（a）（b））特点：刨体宽度c大于刨深h，煤刨经过处运输机被推向采空区方向，掌板在运输机底部来回运动，摩擦阻力大，落、装消耗的功率只占总功率的30%左右；（2）、滑行刨（图3-42（c）（d））157158与拖钩刨相比较，摩擦力小，阻力小，效率高，但稳定性较差；（3）、拖钩—滑行刨（图3-42（e））在运输机与煤层底板之间安装一个滑板，减少了摩擦阻力，提高了效率，也增加了稳定性，是一种很好的设计结构机械，但结构相对复杂；4）、生产能力CKhMvQbb3600bQ：煤刨的刨煤能力，ht/；bv：煤刨的刨速，sm/；h：煤刨的刨深，m；h值与煤体的抗压强度y有关，当ayMP20时，取04.0h～0.06m；ayMP20时，取05.0h～0.15m；K：刨煤机的日开机率。5）、刨煤方法刨煤方法是指煤刨的运行速度和输送机刮板链的链速之间的相对关系，目前有三种：（1）、普通刨煤方法煤刨的速度bv小于输送机的链速1v，两者的速度不变。在煤刨下行159时，需要较大的装载截面，与其他方法相比，输送机能力相同时，煤刨生产能力最低。（2）、组合刨煤方法链速不变化，煤刨上行速度大于或等于链速，下行时，小于链速。优点是输送机装载均衡，其他条件相同时，煤刨生产能力较大。（3）、超速刨煤方法煤刨速度大于链速，两者的速度不变。适应于高速刨煤机，其生产能力最大。6）、适应条件（1）、软及中硬以下的脆性煤，当节理裂隙发育时，效果最好；大功率滑行刨和拖钩—滑行刨可用于开采中硬以上的煤层；（2）、顶板中等稳定，底板平整，拖钩刨要求底板中硬以上，滑行刨、拖钩—滑行刨在底板较软条件下，也可以使用；（3）、断层高差在0.3～0.5m，硬结核较少、块度小；（4）、适应于采高1.4m以下的薄煤层，大于1.4m时，煤层不粘顶，能够自行落下来；（5）、煤层倾角小于15°，否则，设全工作面锚固装置。二、大采高综采的特点采高在3.5～6.0m左右，主要问题是倒架、片帮。1、偏移：支架会偏移，采煤机也偏移，向煤壁会增大空顶面积，向支架则割支架。2、防偏移及倒架1）、司机的技术要好，割平底板2）、煤壁割直，支架垂直煤壁前移，邻架不能推挤。3）、最好带压移架，防矸窜，但不易过大，防后倾。4）、出现小歪斜时，立即调整；5）、通过地质构造时，应有措施保证质量。3、防片帮1）、改变推进方