采煤课件

采煤技术背景介绍：当今井田开采的采煤工艺主要有下列几种：综采工艺、普通机械化采煤工艺、爆破采煤工艺、及各工艺相结合的综合方法。选择合理的采煤工艺是煤矿进行安全、经济、高效生产的保障。在煤矿生产技术不断提高与更新的形势下，结合我矿的实际生产情况，煤炭资源开采主要以综采、炮采两种采煤技术（复采煤采用炮采）。一、生产技术分析1、综采工艺综合机械化采煤简称“综采”即破、装、运、支、处等五个主要生产工序全部实现了机械化连续作业的采煤工艺系统。使用综合机械化采煤工艺能大幅降低劳动强度,提高单产及安全性;因此,是目前最先进的采煤工艺,是采煤工艺的重要发展方向。综采工艺工序主要包括：1、割煤2、运煤3、工作面支护和采空区处理（1）割煤：割煤工序包括破煤与装煤。完成割煤工序的采煤机有滚筒式采煤机和刨煤机两种类型。采煤机滚筒式在割煤的同时,利用滚筒的螺旋叶片和滚筒旋转的抛掷作用,把煤直接装入刮板输送机。采煤机割煤方式有单向割煤和双向割煤两种,单向割煤适用于顶板稳定性差、倾角较大的综采面,双向割煤多用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面。刨煤机与滚筒式采煤机相比,具有结构简单、设备造价低、检修和管理比较容易、易于实现自我控制和工作面无人操作等优点。（2）运煤：采煤机割下的煤炭被装入刮板输送机,从工作面运出后经工作面运输巷中的桥式转载机、可伸缩带式输送机运出综采工作面。刮板输送机的运送能力必须与采煤机的生产能力相匹配,一般情况下输送机的输送能力略大于采煤机的生产能力。（3）工作面支护和采空区处理：工作面应使用液压支架支护。工作面支护方式分及时支护和滞后支护两种方式,滞后支护比较能适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板,对直接顶稳定性差的顶板适应性差。采空区有多种处理方法,但大多采用简单可靠、费用低的全部垮落法处理采空区。综采工艺特点：具有高产、高效、安全、低耗及劳动条件好、劳动强度小的优点。但是综采设备价格昂贵,综采生产优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统,较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。根据我国综采生产的经验和目前的技术水平,综采适用于以下条件:煤层的赋存较稳定,构造较简单,顶、底条件良好,倾角较小煤层。二、综采技术在我矿的应用根据煤炭科学总院沈阳研究分院2010年4月出具的2号煤层突出危险性鉴定报告，2＃煤层为突出煤层。因此选择合理采煤方法实现矿井安全，高效的生产尤为重要。根据我矿的地质条件构造及煤层赋存条件情况，选择了4.5米和5.5米大采高一次采全高综采工艺。1、大采高工作面的主要特点（1）采高3.5m-7.0m。（2）矿压显现强烈，支架高度大，稳定性差工作面及顶板管理难度大。（3）设备：大功率，高强度，高可靠性，吨位重，外形尺寸大，安装、拆卸、运输较困难。（4）由于采高大，控制煤壁偏帮成为关键。2、应用大采高综采支架的优点（1）从根本上稀释工作面的瓦斯浓度，降低瓦斯压力，达到消突目的。（2）避免工作面老塘上部瓦斯积聚。（3）提高工作面回采率。（4）提高煤质。（5）在我矿2110面支架通道沿空留巷，做为2116面的风巷，加快接替工作面的投产时间，节约成本。3、大采高综采支架的应用（x综采面为例）由于x面倾斜长度为180m，工作面煤岩层倾角平均6°平均煤厚4.8m，工作面切眼内安装100架ZY6600/26/55型支架，最大控顶距为5115mm，最小控顶距为4115mm，19架ZY6000/22/45型液压支架，支架的最大控顶距为4540mm，最小控顶距为3940mm，移架步距为0.8m。1、采煤方法：该面采用单一煤层一次采全高走向长臂后退式全部垮落法的综合机械化采煤。2、采煤工艺：1）落煤方式：采用MG650/1480-GWD型双滚筒可调高采煤机，双向割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，滚筒自旋使其截齿将煤体破碎。工作面采用SGZ900/800型中双链可弯曲输送机运输。2）采煤机进刀方式：工作面采用端头斜切进刀方式，割三角煤方法进刀过程如下：(1)当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段煤；(2)调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止。然后将端头溜子移直；(3)再调换两个滚筒上下位置，重新返回割煤至端头处；(4)将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上下滚筒，返程正常割煤。割煤与移架、推溜顺序进行，割至另一端头后完成一个循环，循环进度0.8m。采煤与移溜的间隔距为15～20m。a图b图c图d图AAAABBBCCCDDDBCD2110综采工作面端部割三角煤斜切进刀示意图a、起始b、斜切并移直输送机c、割三角煤d、开始正常割煤1、双滚筒割煤机2、刮板输送机3、装煤方式：利用机组滚筒螺旋叶片和运输机铲煤板将煤自行装入刮板运输机。4、运煤方式利用SGZ900/800型双中心链可弯曲输送机运输。5、支护方式采用ZY6600/26/55和ZY6000/22/45型掩护式液压支架支护。要求及时支护，片帮时超前支护，顶板破碎时加强支护。6、工作面顶板管理（1）正常工作时期顶板支护方式我矿采用全部垮落法管理顶板，采空区顶板随支架前移自行跨落充填。由于该面倾斜长度为180m，工作面切眼内安装100架ZY6600/26/55型支架的最大控顶距为5115mm，最小控顶距为4115mm，19架ZY6000/22/45型液压支架，基本支架的最大控顶距为4540mm，最小控顶距为3940mm，移架步距为0.8m。工作面内采用及时移架支护，即采煤机割过后及时打出前探梁，并打出护帮板，移架在采煤机后3～5架进行，超过此距离发生片帮或冒顶片帮时，必须停止割煤，采用超前支护方式。2、正常工作时期的特殊支护形式如果顶板破碎，必须采用立即支护，即采煤机后滚筒割过后，带压及时移架，并打出护帮板。如果工作面片帮达500mm时，必须超前支护，即移架在割煤之前进行。3、回柱放顶回柱放顶的方法是使用单体柱和导链。回柱前，维护好附近支护，找掉顶帮活煤矸，清理好退路，保证后路畅通。回柱方法：用单体卸液手把远方操作，由里向外，由下向上，先柱后梁。7、运巷、风巷的超前支护（1）工作面风运巷（锚网支护形式巷道）距煤壁不少于20m内采用1.8m铰接梁配合2.8m或3.5m单体液压支柱支护，支设三趟。（2）工作面风运巷（U钢支护形式巷道）自工作面煤壁超前不少于20m采用铰接支架进行替棚支护，支护采用一根HDJA-1800型金属铰接顶梁配以两个600×600十字顶梁用2.8m或3.5m单体液压支柱，每架备修支护4根单体柱。如果不能全断面支护顶板，可向外帮扩展1m铰接梁。（3）工作面中间巷（锚网支护形式巷道）距煤壁不少于20m内采用1.8m铰接梁配合2.8m或3.5m单体液压支柱支护，排距2.0m，柱距0.9m，一梁两柱，支设两趟。（4）工作面端头支护采用单体液压支柱配合6mπ型梁，一梁四柱，老空帮3根，煤帮1根，对梁梁间距（中—中）不大于200mm。迈步交错支护，柱距1m，排距0.5m。端头支护距支架顶梁不得大于0.5m，初撑力不得小于90KN，单体柱要迎山有力，底软时穿铁鞋，柱头拴防倒链。（5）如果发现有断梁折梁柱，必须及时更换，发现卸载柱，初撑力达不到要求的要及时进行二次注液。严格执行“敲帮问顶”制度，活煤活碴及时处理掉，顶板破碎时用坑木或板梁背顶，并且背严背实。支护时必须把退路杂物清理干净，保证退路巷道畅通。工作面两端头液压支架与两巷单体柱备修的空顶距不超过0.5m，当空顶距每超过0.5m时，必须增加1m铰接梁支护顶板，一梁一柱，排距0.6m。（6）工作面上、下端头老空区侧，打两排密集点柱，柱距不大于0.5m，并按一梁三柱打设一架戗棚加强切顶。老空区顶板跨落后加挡矸帘和塘材，控制老空区矸石，防止矸石涌入工作面。支柱成直线，其偏差不超过±50mm。支柱迎山有力，符合山势。8、工作面上下端头管理支护形式（1）上下机头采用四对八长梁交替前移支护，每根长梁单体不得少于八根。（2）安全出口高度不低于1.8m，宽度不小于0.7m，并要有专人进行维护。（3）工作面两端头放顶时，局部悬顶和冒落高度不充分（＜（2×5）㎡）用丛柱加强支护，超过时要加打木垛加强支护，木垛规格为1800×200×150mm和1600×200×150mm的优质两面平，四角垂直，木楔打紧背牢。（4）此处严禁托顶煤开采。（5）为保证工作面两端支架移动顺利，工作面两端头单体支柱与工作面支架的距离不得大于0.5m，否则，必须增加支护。工作面端头压力大顶板比较破碎时，必须加搪材或木板梁备顶加强端头支护。9、各主要工种的操作规程采煤机司机1、采煤机司机经培训考试合格取得操作资格证后，方可持证上岗。2、采煤机必须由2人，正副司机操作，严禁其他人员操作。正司机负责机组的安全运转与正规生产，副司机协助正司机工作。3、采煤机司机要严格执行操作规程、安全规程，必须熟悉本工作面作业规程。在瓦斯超限、采煤机性能不完好和保护装置不齐全的情况下不准开机，不得擅自离开工作岗位。采煤机司机不得违章作业，有权拒绝违章指挥。4、禁止带负荷启动，避免频繁启动。割煤生产时，不宜过快。5、一般情况下，不许使用隔离开关或断路器断电停机。（紧急情况除外）6、禁止使用采煤机牵引、推托，顶其他设备。7、采煤机无冷却水，或冷却水的压力流量达不到要求时，不准开机，无喷雾严禁生产。8、严禁运输机上有大块异物带动采煤机强迫运动。9、采煤机附近15米内严禁放炮。10、工作面倾角大于15º时，应考虑防滑装置。11、采煤机司机要与工作面及顺槽输送机司机、转载机司机、移刮板输送机工、支护工密切配合，按顺序开机、停机。12、启动采煤机前，必须巡视采煤机周围，确认对人员无危险和机器转动范围内无障碍物后，方可接通电源。13、开机前的检查和准备工作：（1）司机接班后要对采煤机和工作面情况全面了解，检查煤层、顶板、底板变化情况和支护情况、输送机运行情况。（2）检查采煤机隔离开关是否处在切断电源位置，再检查连接螺栓，截齿是否齐全，紧固，各操作手把是否灵活可靠，按钮、阀门等位置正确，各部油量是否充足和不变质，各种密封、防护装置是否完好、齐全有效。（3）检查拖缆装置的夹板及电缆，水管是否完好无损，不挂卡。冷却水和喷雾装置是否齐全，水压流量是否符合规定。滑轮，导向管等的磨损量是否超过规定，还应抽查齿轨是否牢固有无杂物。（4）检查开机，利用机载信号按钮给工作面溜子司机发出开车信号。打开水门，给采煤机供水，并检查机组滚筒附近不得有工作人员，否则不得开机。按钮点动电动机，观察滚筒转动方向及摇臂调高动作情况，把截割滚筒调到适当位置。停机：正常情况下，用“主停”按钮停止采煤机，停机时先将调速手把转到零位，然后按“主停”按钮，停机10~15分钟后，关闭水门，如停机时间长，电机换向器手把应打到停电位置。14、操作注意事项：（1）采煤机牵引速度由小到大慢慢调整，不准快速转动调速手把和盲目开快车。随时注意顶板，煤层的变化，运输机的载荷情况。（2）牵引速度要与支护工相协调，其间隔按作业规程执行，顶底板必须割平，不留台阶，伞沿。不准用采煤机割石头。（3）割煤过程中，发现截齿缺失和不锋利，应立即更换。运输机出现急弯，必须处理好后再开车。（4）随时注意电缆，水管，不得使电缆、水管脱落在槽外，或受挤压、卡、砸损坏。（5）开机前要先喊话，并发出机组的预警信号，仔细观察机器周围情况，确认无不安全因素时方可开机。（6）按规定司机携带的甲烷检测仪指示CH4浓度大于或等于1%时，不得开机。（7）、反向割煤时必须发出明显的反车信号。（8）操作截割部滚筒离合器时，必须在电动机接近停车时，摘离合器，以防打坏齿轮。（9）采煤机改变牵引方向时，必须停止牵引速度，严禁带速度更换牵引方向。（10）采煤机在割煤过程中，要注意割直割平，并严格控制采高，防止工作面出现过度弯曲或顶板出现台阶式状态，注意防止割支架顶梁或输送机铲煤板。（11）采煤机工作时，距机组10m，后方5m机道内不准有人工作或停留。（12）割煤时，随时注