煤矿采煤机司机培训教材正文

1目录第一章、采煤工作面基本知识.................2第一节、开采技术...................2第二节、采煤机概述.................10第二章、采煤机的安全操作与使用技术............13第一节、采煤机司机岗位责任制...........13第二节、采煤机司机安全操作和维护时的注意事项...14第三节、采煤机的操作程序.............16第三章、采煤机的井下运输及安装注意事项............20第一节、井下运输采煤机注意事项..........20第二节、井下安装采煤机注意事项..........21第四章、滚筒采煤机安全操作...............22第一节、采煤机操作过程..............22第二节、采煤机司机安全操作规程..........24第五章、滚筒采煤机常见故障的分析与处理..........28第一节、滚筒采煤机故障的分析判断.........28第二节、滚筒采煤机液压系统故障的分析与处理....30第三节、滚筒采煤机机械故障的分析与处理......402采煤机司机教材第一章、采煤工作面基本知识第一节、开采技术一、概述采煤工作面是矿井生产的心脏，是矿井生产最基本、最主要的场所。根据采煤工作面内煤层的赋存条件，运用各种技术装备进行生产工作的各工序在时间和空间上的配合关系，统称回采工艺。为了能够在采区范围内进行采煤工作，需要开掘一系列巷道通达采煤工作面，用以行人、通风、运输和排水。这些巷道在空间上的位置关系及其掘进顺序，称为采区巷道布置。不同回采工艺要求相应的采区巷道布置，而采区巷道布置状况影响到回采工艺。所谓采煤方法就是不同采煤工艺与具体采区巷道布置的总和。采煤方法分为壁式体系及柱式体系两大类型。壁式体系采煤法的特点是：采煤工作面长度长，一般为80～250m，工作面两端各有一条巷道，用于通风及运输；采落的煤炭沿着平行于煤壁的方向运出工作面；随着采煤工作面的推进，要求及时有计划地处理采空区。在壁式体系采煤法中，由于煤层厚度不同，回采技术有较大区别。对于薄及中厚煤层，一般将其全厚一次采出，即所谓整层回采技术；对于厚煤层，一般将其分层采出，即所谓分层回采技术；对于厚度、硬度适宜的煤层，也可以采用特殊设备通过放顶煤的方法3一次全厚采出，即放顶煤开采技术。无论整层回采或分层回采，按照回采工作面推进的称为走向长壁采煤法；采煤工作面沿走向布置，其推进方向沿倾斜向上或向下的称为倾斜长壁采煤法。采用壁式体系采煤法时，采煤工作面空间应用支架支撑，并随着煤炭采出，多用垮落处理采空区顶板，即当采煤机割过煤后，及时移动支架，支护新暴露的顶板，同时使其后面上方的岩石层垮落下来，工作面重新恢复到原来的状态。柱式体系采煤法的特点是：回采工作面长度较短，一般为10～30m左右，但工作面的数目较多；工作面内煤的运输方向往往垂直于煤壁；回采生产过程中一般没有处理采空区的工序；工作面内的通风条件较差。除少数小型矿井外，我国绝大多数煤矿采用壁式体系采煤法。根据煤层赋存条件，无论采用何种采煤方法，应满足以下基本要求：(1)保证生产安全。回采工作过程中，应严格遵守《煤矿安全规程》的规定，保证安全生产。(2)讲究经济效益。所选择的采煤方法应保证回采工作面生产率高、材料及动力消耗低、劳动效率高。(3)采区回采率高。为了减少煤炭损失，最大限度地开发资源，尽可能防止煤炭自然发火，采区回采率要求达到国家规定的指标。二、矿山压力在采用长壁式开采和全部垮落法管理顶板的采煤工作面中，采煤工作面自开切眼开始后，顶、底板围岩将发生变形移动，伪顶能4随采随落；直接顶在回撤支护装置后也能垮下来；而基本顶岩层却厚而坚硬，难于小面积自行垮落。1、矿山压力及矿山压力显现埋藏在地下的煤体及岩体在未开采之前，处于应力平衡状态；开掘和开采之后，原应力平衡状态遭到破坏，工作面或巷道上方的岩(煤)体由于失去支撑，重量转移到前方的煤壁和采空区的矸石上，使煤壁受力增加并产生内移现象，这种现象叫应力集中及应力重新分布。这种应力的变化过程必然会影响顶板围岩的稳定性，从而产生井下常见的顶板下沉及垮落、底板隆起、煤壁片帮、支架变形与破坏、冲击地压、地表移动等一系列现象。所谓矿山压力就是由于开掘和开采破坏了周围的岩体及煤体原来的应力状态，引起围岩的应力重新分布后，在围岩和支撑物上所表现的力。由于这些力的作用在采煤工作面周围所产生的一系列力学现象，如顶板下沉、顶板下沉速度及支架载荷变化等统称为矿山压力显现。2、直接顶的初次垮落当工作面自开切眼开始推进一定距离后，直接顶岩层跨度增大至极限跨度，这时，在其自重与上覆岩层的作用下便开始垮落，称为直接顶初次垮落，如图1-1所示。直接顶初次垮落，有时需要人为地控制，所以又称作初次放顶。直接顶初次垮落时工作面推进的距离，叫直接顶初次跨落步距，他决定于直接顶的岩层力学性质、厚度以及直接顶内节理裂隙的发育程度。5由于岩层垮落、破碎、体积膨胀，直接顶垮落后其堆积的高度要大于直接顶岩层原来的厚度。减小直接顶垮落岩堆与基本顶之间的空隙，有利于控制基本顶活动。3、基本顶初次垮落、初次来压当工作面从开切眼向前推进，顶板悬露面积随之扩大，直接顶垮落充填采空区，基本顶仍完整地支承在两帮煤壁上，形成双支板梁构件。当板梁跨度随着工作面推进增大到一定的范围，如图1-2所示的L1时，由于基本顶的自重和上覆岩层的作用，使基本顶断裂垮落。这时，工作面已不再处于基本顶梁掩护之下，顶板迅速下沉而破碎。通常把采空区基本顶第一次大面积垮落的称为初次垮落。由于基本顶初次垮落，使工作面积压力增大，故称为初次来压。初次来压对工作面影响一般持续2～3d。基本顶初次垮落时，工作面距切割煤壁的距离L1值与基本顶岩性、厚度以及地质构造等因素有关，一般为20～35m，少数为50～70m。初次来压的特点是：工作面顶板下沉量和下沉速度急增，甚至出现台阶式下沉；顶板破碎，甚至出现与煤壁平行的裂隙，有时发生巨大的断裂声；支架受力增加，采空区掉块，煤壁严重片帮等。4、基本顶周期来压6基本顶初次垮落后，随着采煤工作面继续推进，工作面上方的基本顶岩层将呈悬臂梁状态，如图1-3所示。此时上覆岩层的荷载将由基本顶的悬臂直接传给煤壁，部分上覆岩层及已破断的基本顶荷载将直接传给煤壁，部分上覆岩层及已破断的基本顶荷载将直接加在已垮落的矸石上。此时采煤工作空间处于基本顶悬梁保护之下。当采煤工作面继续推进，基本顶悬露跨度达到一定长度时，基本顶在其自重及上覆岩层载荷的作用下，沿煤壁处甚至在煤壁之内发生折断和垮落，如图1-4所示。随着工作面的推进，基本顶的这种垮落现象将周而复始地出现，使工作面矿山压力周期性明显增大，这种现象称为周期来压。周期来压的主要表现形式是：顶板下沉速度急剧增加；顶板下沉量变大；支柱所受荷载普遍增加，甚至有时引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。两次周期来压的间隔时间，称为来压周期。在一个来压周期间工作面推进的距离叫做周期来压步距。周期来压步距取决于基本顶的岩性、厚度，基本顶上方岩体的组成情况等因素，一般为基本顶初次来压步距的1／2～1／4。5、采煤工作面顶板的岩层移动7随着工作面回采，上覆岩层移动或破坏，其岩层移动概貌如图1—5所示。根据岩层移动的特征，可将整个上覆岩层分为垮落带、断裂带及弯曲带。在这三带中，垮落和断裂带直接关系到工作面的顶板管理。(1)垮落带。由采矿引起的上覆岩层破坏并向采空区垮落的岩层带。(2)断裂带。垮落带上方的岩层产生离层断裂或裂缝，但仍保持其原有层状的岩层带。(3)弯曲带。断裂带上方的岩层产生弯曲下沉直至地表的岩层带。三、综合机械化采煤与煤层基本知识综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程，包括落煤、装煤、支护、顶板控制以及工作面运输等全部实现了机械化，简称综采。8综合机械化采煤工作面，简称综采工作面，是指用采煤机、自移式液压支架、可弯曲刮板输送机以及其他附属设备，包括通讯、照明装置等进行配套生产的工作面。一般综采工作面的采煤机是骑跨在刮板输送机中部槽或在底板上沿中部槽移动采煤，刮板输送机将采煤机采下的煤运到桥式转载机。工作面液压支架支护控制顶板，降架时牵引输送机进行自移。端头支架用来推移输送机机头、机尾并支护端头空间。桥式转载机与工作面刮板输送机将煤运出。有的转载机上还设有破碎机，将通过转载机的大块煤破碎成小块。乳化液泵站用来为液压支架提供压力液。设备列车用于安装并移动变电站、乳化液泵站、集中控制台等运输巷设备。喷雾泵站用于为采煤机提供喷雾冷却用的压力水。集中控制台用于控制工作面输送机、桥式转载机、带式输送机及通讯装置等。在开采煤层的底部(沿底板或煤层中某一高度范围的底部)布置综采工作面，除用正常三机(采煤机、输送机及液压支架)采煤外，还利用矿山压力或辅以人工松动法使工作面上方的顶煤破碎，这样的采煤方法称为放顶煤综合机械化采煤。煤层按厚度分为3类：厚度在1．3m以下的煤层为薄煤层；厚度在1．3～3．5m的煤层为中厚煤层；厚度在3．5m以上的煤层为厚煤层。煤层按倾斜分为3类：倾角在25度以下的煤层为缓倾斜煤层；倾角在25度～45度的煤层为倾斜煤层；倾角在45度以上的煤层为急倾斜煤层。9“三硬、“三软”厚煤层尚无统一规定，一般认为顶板坚硬、底板坚硬、煤质硬度f≈4的厚煤层为三硬厚煤层；底板抗压强度0．8MPa、顶板及煤质松软度f≈O．3～O．6的厚煤层为三软厚煤层。层理是煤一层一层之间的接合面。该面上分子之间的结合力很小，一般与煤层倾斜方向平行。节理是不在层间的裂隙，裂隙方向一般与层理相交。岩石试件在单向压缩时能承受的最大压应力值，称为岩石的单向抗压强度。其计算方法是：R=P/A×10式中R---岩石试件的单向抗压强度，MPa；P---试件破坏时施加的载荷，kN；A---试件初始截面积，cm2。岩石的坚固性是指在使用各种破岩方法时，岩石破碎难易程度的综合概念。在各种破碎方式下，同一种岩石的坚固性基本上趋于一致。坚固性强的岩石，不论用什么方法都难破碎，而坚固性较弱的岩石就容易破碎。岩石在不同破碎方式下的坚固性程度，具有同一个比例系数，这就是岩石坚固性系数。岩石坚固性系数是前苏联普罗托季亚科诺夫在1926年提出来的，常称为普氏系数，用f表示。随着采掘技术的发展，当时的测定方法多数已不适用，实际工作中，通常只按岩石单向抗压强度R(MPa)来计算f值，即10F=R／10按照这种方法测算的坚固性系数，只反映小块岩石的力学特性，与大块岩石或岩体的实际情况还有很大差别。所以，不应该简单地根据岩石的名称来确定坚固性系数，而应根据岩体所处的实际状态来确定，例如岩层的风化程度、裂隙多少等。因此，岩石的坚固性系数只是一个相对数值，可作为一个参考指标来衡量岩石的可钻性、煤层的可切割性等。第二节、采煤机概述一、采煤机的发展概况采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展,采煤机的功能越来越多,其自身的结构、组成愈加复杂,因而发生故障的原因也随之复杂。采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。采煤机分锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种：1、锯削式采煤机，即截煤机，靠安装在循环运动的截链上的截齿深入煤壁截煤。2、刨削式采煤机，即刨煤机，靠刨刀的往复运动刨削破煤。3、钻削式采煤机，靠钻头边缘的刀齿钻入煤体，由钻头中部的破煤刀齿将中部的煤体破碎。4、铣削式采煤机，靠滚筒上的截齿旋转铣削破煤。1120世纪初开始应用截煤机；40年代出现了深截式联合采煤机；50年代初期出现了浅截式滚筒采煤机，生产能力和对顶板的适应性都有很大提高，60年代研制成双滚筒采煤机，使生产情况得到进一步改善。中国在1949年以前很少用机械采煤。50年代开始使用截煤机和深截式联合采煤机，60年代开始使用浅截式滚筒采煤机，70年代初在一些矿区开始使用浅截式双滚筒采煤机，机采产量不断提高。70