单一走向长壁采煤法采煤工艺

13:48煤矿开采学—3.单一走向长壁采煤法采煤工艺主讲：刘建庄单位：河北理工大学日期：2010.0713:483.1爆破采煤工艺3.2普通机械化采煤工艺3.3综合机械化采煤工艺3.4其它条件下机采的工艺特点3.5采煤工艺方式的选择3.6采煤工艺的特殊技术措施3.7采煤工作面工艺设计123.单一走向长壁采煤法采煤工艺3456713:483.单一走向长壁采煤法采煤工艺炮采：爆破落煤，人工装煤，机械运煤，单体柱直护（解放后至60初）普采：采煤机落煤、装煤（60初至70中）综采：五大工序全部实现机械化（70中至今）13:48炮采发展建国初期拆卸式刮板输送机+木支柱60年代中后期整体前移可弯曲刮板输送机+金属摩擦支柱+铰接顶梁80年代单体液压支柱+铲煤板+可移动挡煤板13:48普采发展50年代，深截深采煤机（1.5～1.6m）+拆卸式输送机+木支柱；60年代后，浅截深采煤机（0.6～1.0m）第一代：浅截深采煤机+整体移动可弯曲刮板+摩擦金属支柱+铰接顶梁第二代（70年代后期）：高配套水平的浅截深采煤机+单体液压支柱；第三代（80年代中期）：无链牵引双滚筒采煤机+双速侧卸封底式刮板+“∏”型长钢梁13:48综采发展五大工序全部实现机械化（70中至今）我国于1973年引入综合机械化采煤设备2000年，国有重点煤矿机械化程度74.43%2000年，国有重点煤矿综合机械化程度56.78%13:483.1爆破采煤工艺主要工序：打眼、放炮落装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、推移输送机、人工直护和回柱放顶。一、爆破落煤爆破工作要求：进度准确、煤块均匀、不伤顶板、不留底煤、煤壁平直、不倒支柱、少用耗材。录像13:48（1）炮眼排数:取决于煤层的厚度和煤层的硬度单排眼：一般用于薄煤层M1m或煤质软、节理发育煤层。双排眼：有对眼、三花眼和三角眼等；一般用于采高较小的中厚煤层M=12.5m。三排眼（五花眼）：用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层M2.5m。1.炮眼布置13:48煤层的硬度f=11.5顶梁长度一般12m每茬炮工作面进度0.81.2m一般1.21.5m的钎杆为保护顶板，保护支护，不使煤崩到采空区，要合理装药炮眼深度：一般根据进尺而定，有0.8m、1.0m、1.2m三种（2）炮眼的平距和深度60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼13:48（3）炮眼角度γ0.410.311.2~θβ60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼13:48平面上与煤壁的水平夹角一般为5080，软煤取大值，硬煤取小值。为不崩倒支架，煤软时取大值，煤层硬时取小值。剖面上仰角：顶板稳定时=510；顶板不稳定时：=0；不破坏顶板完整性。俯角：1020，眼底接近底板，不丢底煤和不崩翻输送机。炮眼角度13:48炮眼布置60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼薄、软、节理发育采高较小中厚坚硬、采高较大中厚中硬上软、顶较碎软演示13:48钻眼设备：煤电钻、麻花钎子（电动）风煤钻（风动）炸药与装药量：煤矿许用炸药底眼：150600g顶眼：200g雷管：煤矿许用电雷管，毫秒延期电雷管（4）钻眼、装药13:48电雷管引爆（毫秒延期电雷管），起爆器起爆串联法联线，条件好时，可同时起爆数十个眼，否则只能起爆几个眼；毫秒微差爆破：130ms内全部起爆，避免延期引爆瓦斯。微差爆破优点：安全；有利于顶板控制；缩短爆破时间，提高产量、效率；爆堆集中，提高了爆破装煤率；有利于单体液压支柱的正常使用；提高工作面煤炭采出率；降低炸材消耗；有利于瓦斯、煤尘管理（5）联线与起爆13:48应用毫秒爆破的安全技术措施装药使用与矿井瓦斯等级相适应的矿用许可炸药，合格的煤矿施用毫秒雷管，1～5段总延期量不超过130ms。爆破：炮眼间采用串联，爆前要检查爆破网路的导通情况，一个工作面只能同时使用一台发爆器。通风管理。工作面要有足够的风量，设好防尘水管，放炮前后都要洒水降尘。顶板控制：放炮前，支柱必须保质保量支设好。其他：不同厂家、一同发火参数的毫秒雷管不得混用。13:48爆破工要分开存放炸药、雷管。专用爆炸材料箱，加锁。严禁将电雷管斜插入药卷中部或捆在药卷上，要由药卷顶部装入。装药卷前要清除煤粉。应用水炮泥。严禁裸露煤爆破。要有足够的封泥长度。爆破的有关规定孔深m小于0.60.6-1大于1m封泥m不得放炮或采取措施½孔深≮0.513:481.爆破装煤：可装煤3040%2.人工装煤：余下的多数由人工装（大铁锹）二、装煤与运煤1.0m1.3m1.25m2.2m(b)(a)13:483.机械装煤8354211186691097刮板输送机铲煤板机械装煤13:48机械装煤647231北宿矿：刮板输送机封底，铲煤板调小角度，加档煤板，炮采铲装13:484.运煤炮采面在煤层倾角25°以下时，可采用普通刮板输送机或可弯曲刮板输送机，倾角25～30°采用搪瓷溜槽大于30°采用铸石溜槽自溜运煤。煤采面多用SGW-40或SGW-44型可弯曲刮板输送机；功率有加大的趋势；煤层倾角加大后自溜13:48推移输送机:液压式千斤顶、机械式正常段6m一个，机头机尾各三个，弯曲段长度等于或大于15m推移输送机时，从工作面一端向另一端依次推移5.推移输送机123456m15m(b)(a)13:481.炮采工作面支护支护装备木支柱单体摩擦支柱单体液压支柱（70年代中期）国营重点煤矿大多：单体液压支柱+金属绞接顶梁三、炮采工作面支护和采空区处理12351148679101213:48金属铰接顶梁3214513816595.540L1—接头；2—梁体；3—耳子；4—销子；5—调角楔；L—中心距13:48单体支柱布置方式视顶板情况分：点柱棚子我国煤矿采场多用棚子支护13:48带帽点柱帽厚50～100mm，长0.3m（a）矩形布置（b）三角形布置13:48控顶排数和控顶距控顶距：采煤工作面煤壁至末排支柱顶梁后端的距离，或至放顶柱之间的距离最小控顶距有3排支柱，机道、行人道和材料道常采用三、四排或三、五排控顶数值单位：m0.3ⅡⅡⅡ3.61.21.24.8Ⅱ13:48棚子的正悬臂布置顶梁在采空区方向短，在煤壁方向长；对机道顶板支护好，顶梁不容易折断。13:48棚子的倒悬臂布置顶梁在采空区方向长，在煤壁方向短，支柱不易被采空区矸石埋住，回柱安全顶梁折断13:48炮采工作面齐梁直线柱布置数值单位：m0.3ⅡⅡⅡ3.61.21.24.8Ⅱ炮采工作面多采用齐梁直线柱布置方式13:48炮采工作面错梁三角柱布置现在采用较少13:48特种支架在有周期来压的工作面中，当工作空间达到最大控顶距时，为了加强对放顶处顶板的支撑作用，回柱之前常在放顶排处另外架设一些加强支架，称为工作面的特种支架。(a)(b)(c)(d)丛柱斜撑木垛密集13:48处理采空区方法：垮落法（最常用）充填法煤柱支撑法回柱放顶撤除支架，让顶板垮落充填采空区放顶步距：相邻两次放顶间隔的距离，等于最大控顶距与最小控顶距之差。2.采空区处理(a)(b)(c)(d)0.31m3mm5m3m13:48专业工种：钻眼爆破（放炮）、装药、机电维修一般在全工作面长度内工作综合工种：装煤、支柱、回柱放顶，综合工种一般在工作面的一段长度内工作四、劳动组织13:48采煤循环—采煤工作面完成落煤、装煤运煤、支护和处理采空区的周而复始的过程。炮采工作面循环的标志—放顶循环方式—循环进度与昼夜循环数的总称五、循环方式13:48作业方式—采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式。准备班工作—回柱、检修刮板输送机、缩短运输平巷中的刮板输送机、超前工作面加强支护两采一准：三八制三采三准（三班采煤，边采边准备）：三八制三采一准：四六制两班半采煤，半班准备：三八制四班交叉（日分四班，每班首尾两小时两班共同工作）六、作业方式13:48采煤工区技术员要编制采煤工作面作业规程，规程中要有：正规循环作业图劳动组织表技术经济指标表正规循环—在规定的时间内保质保量地完成了循环作业图中规定任务的循环七、循环作业图表13:48炮采面两三采三准循环作业图工作面一天推进三次，放顶三次，一天完成三个循环。三八制，三班采煤，边采边准。说明炮采工作面循环作业图表回柱支柱移溜挂梁图例班次间时面长/m三班二班一班23222120191817161514131211109876543211201101009080706050403020100放炮打眼装煤检修13:48炮采面四班交叉循环作业图回柱放顶移输送机打眼放炮支柱14VI长(m)时班I121086IIIII22201816运料VI64224面100放炮装煤0102030405060708090面长100m，四班交叉，每班交叉2小时，Ⅰ、Ⅲ班采煤班，Ⅱ、Ⅳ班以准备为主，采煤班装煤、支柱。准备班运料、回柱放顶、钻眼、放炮、移输送机、少量装煤、支柱。工作面放两次炮，支两排支架，放一次顶，一天一个循环13:481.爆破煤壁平直不留底煤不破坏顶板不崩倒支柱不把煤崩到采空区八、炮采工作面的基本要求(a)(b)(c)(d)0.31m3mm5m3m(a)(b)(c)(d)0.31m3mm5m3m13:482.装煤：装煤劳动量大，尽可能爆破装煤。3.安全先支护，后装煤敲帮问顶，清除危石处理拒爆炮（瞎炮）在距拒爆炮0.3m以外另打平行新炮眼，重装药。炮采工作面的基本要求13:484.回柱由下向上由采空区侧向煤壁侧（由里向外）近水平煤层回柱可以分段炮采工作面的基本要求13:48机械化水平低人工劳动强度大（装煤、支柱）产量和效率低但对地质条件适应性强九、炮采工艺的特点13:48普采工艺方式—用机械化方法破煤、装煤、输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺机械化方法破煤滚筒采煤机刨煤机我国主要采用滚筒采煤机破煤3.2普采工艺方式录像13:4813ⅡⅡ246mⅠ0.6mⅠ20m≮≮≮20m900ⅢⅢ4mⅠⅠ2100200010001050Ⅲ630270100044002501000Ⅲ210025021501150Ⅱ4210034400100010001000250Ⅱ2110m350017501.设备及布置1-MDY-150采煤机2-SGB-630/150可弯曲刮板输送机3-DZ-22单体液压支柱4-HDJA-1000铰接顶梁5-推移输送机千斤顶6-运输平巷中的输送机一、普采工艺过程实例13:48DY150采煤机13:482.控顶排数（三、四排）10mⅢ≮Ⅲ2