1、長壁綜合機械化采煤工藝長壁綜合機械化采煤工藝二二0 0一一0 0年十月年十月哈密煤礦技工學校哈密煤礦技工學校 一、采煤方法概念和分類一、采煤方法概念和分類 二、綜采工藝及裝備配套二、綜采工藝及裝備配套 三、薄煤層綜采技術三、薄煤層綜采技術（一）采煤方法概念（一）采煤方法概念采煤方法采煤方法 采煤工藝與回采巷道布置及其在采煤工藝與回采巷道布置及其在時間上、空間上的相互配合。時間上、空間上的相互配合。采煤工藝采煤工藝采煤工作面各工序所用方法、設采煤工作面各工序所用方法、設備及其在時間上、空間上的相互配合。備及其在時間上、空間上的相互配合。1、壁式體系采煤法一般特點、壁式體系采煤法一般特點:工作面較

2、長，工作面較長，80 300m；工作面兩端，至少各有一條回采巷道；工作面兩端，至少各有一條回采巷道；頂板暴露面積大，礦山壓力顯現較為強烈；頂板暴露面積大，礦山壓力顯現較為強烈；工作面刮板輸送機與工作面平行。工作面刮板輸送機與工作面平行。q按傾角分類分：按傾角分類分： 近水平煤層近水平煤層 45q按采煤工藝分按采煤工藝分 ： 爆破采煤法爆破采煤法 普通機械化采煤法普通機械化采煤法 綜合機械化采煤法綜合機械化采煤法 q按采空區處理方法分按采空區處理方法分: 垮落采煤法垮落采煤法 煤柱支撐法煤柱支撐法 充填采煤法充填采煤法q按推進方向分按推進方向分: 走向長壁采煤法走向長壁采煤法 傾斜長壁采煤法傾斜

3、長壁采煤法123435(a)(b)(c)(a)走向長壁，走向長壁，(b)傾斜長壁（仰斜），傾斜長壁（仰斜），(c)傾斜長壁（俯斜）傾斜長壁（俯斜）646040mm綜采：長壁工作面用雙滾筒采煤機綜采：長壁工作面用雙滾筒采煤機割煤、刮板輸送機運煤、自移式液割煤、刮板輸送機運煤、自移式液壓支架支護采空區的采煤工藝方式。壓支架支護采空區的采煤工藝方式。1采煤機；采煤機；2刮板輸送機；刮板輸送機；3液壓支架；液壓支架；4下端頭支架；下端頭支架；5上端頭支架；上端頭支架；6轉載機；轉載機；7膠帶輸送機；膠帶輸送機；8配電箱；配電箱；9移動變電站；移動變電站；10設備列車；設備列車；11泵站；泵站；12噴霧

4、泵站；噴霧泵站；13絞車；絞車；14集中控制臺集中控制臺AA4 631214781110921135A-A設備及布置設備及布置1）單向割煤，往返一次進一刀）單向割煤，往返一次進一刀采煤機割煤采煤機割煤移架（滯后采煤機移架（滯后采煤機2 3架支架）架支架）采煤機反向清理浮煤采煤機反向清理浮煤推移輸送機（滯后采推移輸送機（滯后采煤機煤機15 25m）。 適用條件：適用條件： 煤層煤層傾角傾角大，為防工作面設備下滑；大，為防工作面設備下滑； 采煤機裝煤效果差、無擋煤板，需單獨按采煤機裝煤效果差、無擋煤板，需單獨按排裝煤行程；排裝煤行程； 工作面粉塵濃度大；工作面粉塵濃度大； 工作面端頭處理慢、工作面

5、長度短。工作面端頭處理慢、工作面長度短。2）雙向割煤，往返一次進二刀）雙向割煤，往返一次進二刀采煤機在下端頭完成進刀采煤機在下端頭完成進刀采煤機上行割煤采煤機上行割煤移移架（滯后采煤機架（滯后采煤機2 3架支架）架支架）推移輸送機（滯后推移輸送機（滯后采煤機采煤機15 25m）采煤機在上端頭進刀采煤機在上端頭進刀采煤機采煤機下行割煤下行割煤移架（滯后采煤機移架（滯后采煤機2 3架支架）架支架）推移推移輸送機（滯后采煤機輸送機（滯后采煤機15 25m）。目前國內綜采工作面大多采用雙向割煤往返一次進兩刀的循環作業方式。我國主要用斜切進刀方式我國主要用斜切進刀方式端部斜切進刀端部斜切進刀 ： 不留三

6、角煤端部斜切進刀不留三角煤端部斜切進刀 （割三角煤端部斜切進刀）（割三角煤端部斜切進刀） 留三角煤端部斜切進刀留三角煤端部斜切進刀AA21A2211A-AA-AAA-AA-A(a)(b)(c)(d)AA21(c)(d)(a)(b)移架方式：移架方式：單架依次順序式單架依次順序式分組交錯式分組交錯式成組整體順序式成組整體順序式支架沿采煤機牽引方向依次前移，移動步距等于截支架沿采煤機牽引方向依次前移，移動步距等于截深，支架移成一條直線。深，支架移成一條直線。操作簡單，易保證移架質量，能適應不穩定頂板，操作簡單，易保證移架質量，能適應不穩定頂板，用的用的較多較多。1L(a)2Z1ZL13L(b)12

7、22(c)23232311Z21231支 架 分 組 ，支 架 分 組 ，每組每組3 5架，架，組 內 順 序 前組 內 順 序 前移 ， 組 間 平移 ， 組 間 平行作業。行作業。移 架 快 ， 移移 架 快 ， 移架 質 量 不 易架 質 量 不 易保 證 ， 要 求保 證 ， 要 求頂 板 較 穩 定頂 板 較 穩 定。1Z1L(d)11(e)3L1222222Z支架分組，每支架分組，每組組2 3架。架。組內聯動，整組內聯動，整體移架，組間體移架，組間順序前移。順序前移。移架快，質量移架快，質量不易保證，要不易保證，要求頂底板條件求頂底板條件好。好。綜采工作面勞動組織綜采工作面勞動組織

8、可采用：可采用：四六制，三采一準四六制，三采一準三八制，二采一準三八制，二采一準 兩班半采煤，半班準備兩班半采煤，半班準備示例：兩班半采煤，半班準備，雙向割煤，示例：兩班半采煤，半班準備，雙向割煤，日進日進7刀。刀。4020(m)125.5806010012032165420109871312111715141918232221面長(m)時間班次一二三（1）單體支柱加長鋼梁組成的邁步抬棚）單體支柱加長鋼梁組成的邁步抬棚 適應性強，支設麻煩，費工費時。適應性強，支設麻煩，費工費時。（2）自移式端頭支架）自移式端頭支架 移架速度快，對平巷適應性差。移架速度快，對平巷適應性差。（3）用工作面液壓支架

9、支護端頭）用工作面液壓支架支護端頭用綜采面中間支架管理端頭1432533 支撐掩護式端頭支架6545216 574初撐力根據礦壓觀測結果選擇參數工作阻力支護強度根據煤厚選擇支架的支撐高度支架最大高度底座面積及比壓推溜力、拉架力前探梁長度頂梁長度綜采支架選型根據底板特性選比壓參數及推拉結構根據頂板冒落選擇支架結構性支架最大高度根據傾角選擇防倒防滑結構根據通風要求選擇支架斷面根據生產能力要求選煤機類型根據割煤量選擇運輸能力采煤機選型根據煤的硬度選擇截割功率根據面長及支架空間選擇機身尺寸根據工藝要求選擇滾筒數、截深根據采煤機選擇輸送機寬度工作面輸送機選型根據工作面長度選擇長度根據拉架力選擇強度綜采設

10、備選型平巷輸送機選型根據巷道斷面選擇運輸能力根據最大割煤量選擇運輸能力 液壓支架選型 （1）液壓支架架型的選擇 液壓支架選型要考慮的主要因素有：直接頂類型、老頂來壓等級、底板特性、采高、截深、煤層傾角、煤層強度、礦井瓦斯涌出量、局部地質構造情況、頂板巖層含水情況、周圍和鄰近煤層的采動情況以及開采深度等。 主要有支撐掩護式和掩護式兩種 。 四柱支撐掩護式支架； 二柱掩護式支架 。 （2）液壓支架參數的選擇 支架工作阻力的確定 方法主要有：載荷估算法、實測統計法、臨界阻力法及理論分析法4種。 支架高度確定 hd預計的頂板下沉量； he避免支架壓死的撤出高度，一般，he=50100mm，hd=(0.

11、040.05)M。)3 . 01 . 0(maxmax MHedhhMHminmin 采煤機選型采煤機選型 目前綜采工作面使用的采煤機種類很多，采煤機的選型要考慮煤層開采地質條件、工作面設計生產能力、礦井系統配套能力及設備供應狀況等因素。 采煤機割煤能力與工作面設計生產能力存在如下關系：KTQQm60Qm采煤機平均落煤能力，t/min；T工作面日生產班時間，h；K工作面生產系統有效度；Q設計工作面平均日產量，t/d。 工作面刮板輸送機選型工作面刮板輸送機選型 工作面刮板輸送機主要參數的確定原則如下： （1）單位時間運輸能力：應與采煤機生產能力匹配； （2）電機功率：輸送機能力及鋪設長度； （3

12、）結構：與采煤機和液壓支架相配套。 刮板輸送機能力充分滿足采煤機生產能力的要求，刮板輸送機能力應為： cvyyQKKQQ)2 .11 .1 (max（1）拆除液壓支架的通道）拆除液壓支架的通道 工作面割到停采線時將工作面割直，距工作面割到停采線時將工作面割直，距停采線停采線2 3m時，只推輸送機不移架，留出時，只推輸送機不移架，留出拆架通道。拆架通道。（2）拆架前頂板管理）拆架前頂板管理 金 屬 網 加 木 板 梁 （ 徐 州 龐 莊 礦 ）金 屬 網 加 木 板 梁 （ 徐 州 龐 莊 礦 ）1500 100 200mm，間距間距0.6m。 金屬網加鋼絲繩（兗州局）。金屬網加鋼絲繩（兗州局）

13、。 金屬網加鋼絲繩加錨桿（徐州龐莊礦）。金屬網加鋼絲繩加錨桿（徐州龐莊礦）。16371741(a)1234612(b)1523421(c)薄煤層開采薄煤層開采有利因素不利因素瓦斯等涌出量較低 煤層自然發火傾向小 一般不存在沖擊地壓威脅 周期來壓表現不強烈采煤工作面空間狹小工作面單產和效率低 掘進率高，生產成本高 由于作業空間小，作業條件差工人勞動強度大，操作困難刨煤機的概況刨煤機的概況: 從1976年我國成功試制出第一臺MBJ-1型拖鉤式刨煤機后，在其后30余年時間里，我國共開發了兩種型式（拖鉤式和滑行式）8種規格的刨煤機，刨煤機功率從230kW到2200kW，刨頭速度由單速發展到雙速。工作面

14、輸送機和刨煤機均可采用智能驅動系統，加上可靠的支架控制系統，可實現全部自動化。刨煤機的優點：刨煤機的優點： （1）刨煤機實現了落煤、裝煤、運煤的聯合機械化。 （2）刨煤機動力部分放在兩側巷道中。刨頭較低，適用薄煤層工作面。 （3）刨煤機結構簡單，使用、維修方便。 （4）可開采有突出危險的煤層。 （5）操作安全，司機可在順槽里操作，無須在工作面內跟機作業。 （6）同電液控制的液壓支架配套后，可實現由井下無人工作面作業。 刨煤機的應用條件刨煤機的應用條件： （1）煤層硬度：煤層越硬，刨煤機的刨削阻力和橫向反力越大，刨頭穩定性越差，設備壽命越短。煤層夾矸的位置、硬度、厚度對刨煤機都有較大的影響。煤層

15、節理的發育程度和發育方向對刨煤機刨削阻力影響極大。 （2）圍巖條件：底板平整、硬度較大；直接頂穩定；礦山壓力作用有利于刨煤機刨煤。 （3）煤層賦存情況：煤厚0.6m-2.5m，采高越大，刨頭穩定性差，需增加輔助導向裝置。 （4）工作面傾斜長度：刨煤機的切割速度已達3m/s，在工作面兩端需留1520m減速段。設備名稱型號技術特征數量受控隸屬備注刨煤機Gleithobe19-ve/4.7刨體25628001678mm額定生產能力：900t/h電機功率：2315kW刨深：120mm1臺PROMOS德國DBT工作面輸送機PF2.3/732額定生產能力: 900 t/h電機功率：2315kW1臺PROM

16、OS德國DBT轉載機SZZ-764/160長度:38m1臺PROMOS國產破碎機PEM65010001臺PROMOS國產液壓支架ZY6400-09/20100臺VRT32中的PW4國產饋電開關KE1004/控制系統中的部件德國薄煤層滾筒采煤機特點：薄煤層滾筒采煤機特點： 適應于煤層厚度變化較大的工作面； 對煤層頂底板起伏變化適應性強； 適用于含有夾矸煤層的回采； 過斷層能力強； 對工作面長度要求比刨煤機短。薄煤層滾筒采煤機要求：薄煤層滾筒采煤機要求： （1）機面高度低。 （2）新一代薄煤層滾筒采煤機的總裝機功率不應小于400kW， （3）采煤機常用截深為0.63m、0.8m。最大的截深已達1.

17、0m。常用開采速度為24m/min，最大牽引速度可按6m/min。當工作面實現遠程控制自動化作業開采速度可達1015m/min，最大牽引速度可達20m/min。 （4）可雙向采煤，自開缺口。 （5）故障少，可靠性高，檢修維護方便。 （6）過煤空間大，要求機身下面過煤空間不小于250mm，以保證煤流能順利通過。型 號BM-100MG150-B5MG200-BMG344-PWDMG250-BWMG200/450-BWDMG250/550-BWD裝機功率/kW100150180(200)300+2222502200+2252250+225采高范圍/m0.751.30.81.51.01.80.91.6

18、0.851.51.01.71.01.7牽引速度/mmin-106050606/7.8060606牽引力/kN120160180350/262300440440滾筒直徑/mm750,800800,900,10001000,1250900,1000,1250,1400850,10001000,1250, 1400(1500)1000,1250, 1400(1500)截深/mm6006001000800800800800800機身布置方式騎輸送機騎輸送機騎輸送機爬底板騎輸送機騎輸送機騎輸送機我國幾種主要薄煤層滾筒采煤機的技術參數我國幾種主要薄煤層滾筒采煤機的技術參數 工作面概況：工作面概況： 煤層平

19、均厚度小于1.3m，煤層傾角為26.6，平均4，直接頂和底板分別為12m和13m厚的粉細砂巖互層，工作面長150 m。 工作面主要設備及性能：工作面主要設備及性能： 采煤機： IMC-200型雙滾筒采煤機，生產能力245t/h； 輸送機：SGB-630/220型可彎曲刮板輸送機，運輸能力450t/h； 轉載機：SZB-730/75型橋式轉載機，運輸能力630t/h； 膠帶輸送機：DSP-1063/1000型，運輸能力630t/h； 液壓支架：BZY-520型支撐掩護式液壓支架，支撐高度1.01.75m，初撐力3958 kN，工作阻力5100kN； 端頭支架：ZY-560型，支撐高度1.652.

20、65m，初撐力4736kN，工作阻力5600kN； 乳化液泵：MRB-125/31.5型，壓力31.5MPa，流量125L/min。 大同云崗煤礦薄煤層工作面技術經濟指標云崗煤礦薄煤層工作面技術經濟指標 作面編號面長/m走向長/m生產天數/d月產/t日產/t平均月進/m最高平均最高平均8403150850158471813958828491320161.48401150850132668585225331081685192.084051501400161677415479032581803198.8山西汾西水浴煤礦工作面主要設備一覽表山西汾西水浴煤礦工作面主要設備一覽表 序號設 備型 號主要技術指標數量1刮板輸送機SGB-730/320出廠長度：200m1輸送量：700t/h刮板轉速：1.1m/s2采煤機7LS2裝機功率：872kW1適應采高：1.423.2m適應煤層硬度：f3牽引速度：0 20.0m/min3工作面液壓支架ZY5600/09/20支護強度：0.570.88MPa120工作高度：0.92.0m對底比壓(均)：2.5MPa通風斷面約：4.5m2單架重量約：15.6t4液壓支架電液控制系統PM31對液壓支架實行遠距離自動控制1PM3.1/Ze螺旋鉆采煤法的概況：螺旋鉆采煤法的概況： 螺旋鉆采煤法是無人采煤工作面中較為成熟的一種方法。該采煤法廣泛地用于開采圍巖不穩定的薄