1、長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤工藝長(zhǎng)壁綜合機(jī)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(xué)校哈密煤礦技工學(xué)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(shù)三、薄煤層綜采技術(shù)（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(shí)間上、空間上的相互配合。時(shí)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(shè)采煤工作面各工序所用方法、設(shè)備及其在時(shí)間上、空間上的相互配合。備及其在時(shí)間上、空間上的相互配合。1、壁式體系采煤法一般特點(diǎn)、壁式體系采煤法一般特點(diǎn):工作面較

2、長(zhǎng)，工作面較長(zhǎng)，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(xiàn)較為強(qiáng)烈；頂板暴露面積大，礦山壓力顯現(xiàn)較為強(qiáng)烈；工作面刮板輸送機(jī)與工作面平行。工作面刮板輸送機(jī)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(jī)械化采煤法普通機(jī)械化采煤法 綜合機(jī)械化采煤法綜合機(jī)械化采煤法 q按采空區(qū)處理方法分按采空區(qū)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(jìn)方向分按推進(jìn)方向分: 走向長(zhǎng)壁采煤法走向長(zhǎng)壁采煤法 傾斜長(zhǎng)壁采煤法傾斜

3、長(zhǎng)壁采煤法123435(a)(b)(c)(a)走向長(zhǎng)壁，走向長(zhǎng)壁，(b)傾斜長(zhǎng)壁（仰斜），傾斜長(zhǎng)壁（仰斜），(c)傾斜長(zhǎng)壁（俯斜）傾斜長(zhǎng)壁（俯斜）646040mm綜采：長(zhǎng)壁工作面用雙滾筒采煤機(jī)綜采：長(zhǎng)壁工作面用雙滾筒采煤機(jī)割煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、自移式液割煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、自移式液壓支架支護(hù)采空區(qū)的采煤工藝方式。壓支架支護(hù)采空區(qū)的采煤工藝方式。1采煤機(jī)；采煤機(jī)；2刮板輸送機(jī)；刮板輸送機(jī)；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(zhuǎn)載機(jī)；轉(zhuǎn)載機(jī)；7膠帶輸送機(jī)；膠帶輸送機(jī)；8配電箱；配電箱；9移動(dòng)變電站；移動(dòng)變電站；10設(shè)備列車；設(shè)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(tái)集中控制臺(tái)AA4 631214781110921135A-A設(shè)備及布置設(shè)備及布置1）單向割煤，往返一次進(jìn)一刀）單向割煤，往返一次進(jìn)一刀采煤機(jī)割煤采煤機(jī)割煤移架（滯后采煤機(jī)移架（滯后采煤機(jī)2 3架支架）架支架）采煤機(jī)反向清理浮煤采煤機(jī)反向清理浮煤推移輸送機(jī)（滯后采推移輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)煤機(jī)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(shè)備下滑；大，為防工作面設(shè)備下滑； 采煤機(jī)裝煤效果差、無(wú)擋煤板，需單獨(dú)按采煤機(jī)裝煤效果差、無(wú)擋煤板，需單獨(dú)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(zhǎng)度短。工作面端頭處理慢、工作面長(zhǎng)度短。2）雙向割煤，往返一次進(jìn)二刀）雙向割煤，往返一次進(jìn)二刀采煤機(jī)在下端頭完成進(jìn)刀采煤機(jī)在下端頭完成進(jìn)刀采煤機(jī)上行割煤采煤機(jī)上行割煤移移架（滯后采煤機(jī)架（滯后采煤機(jī)2 3架支架）架支架）推移輸送機(jī)（滯后推移輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)采煤機(jī)15 25m）采煤機(jī)在上端頭進(jìn)刀采煤機(jī)在上端頭進(jìn)刀采煤機(jī)采煤機(jī)下行割煤下行割煤移架（滯后采煤機(jī)移架（滯后采煤機(jī)2 3架支架）架支架）推移推移輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)15 25m）。目前國(guó)內(nèi)綜采工作面大多采用雙向割煤往返一次進(jìn)兩刀的循環(huán)作業(yè)方式。我國(guó)主要用斜切進(jìn)刀方式我國(guó)主要用斜切進(jìn)刀方式端部斜切進(jìn)刀端部斜切進(jìn)刀 ： 不留三

6、角煤端部斜切進(jìn)刀不留三角煤端部斜切進(jìn)刀 （割三角煤端部斜切進(jìn)刀）（割三角煤端部斜切進(jìn)刀） 留三角煤端部斜切進(jìn)刀留三角煤端部斜切進(jìn)刀AA21A2211A-AA-AAA-AA-A(a)(b)(c)(d)AA21(c)(d)(a)(b)移架方式：移架方式：?jiǎn)渭芤来雾樞蚴絾渭芤来雾樞蚴椒纸M交錯(cuò)式分組交錯(cuò)式成組整體順序式成組整體順序式支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移，移動(dòng)步距等于截支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移，移動(dòng)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(jiǎn)單，易保證移架質(zhì)量，能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板，操作簡(jiǎn)單，易保證移架質(zhì)量，能適應(yīng)不穩(wěn)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(nèi) 順 序 前組 內(nèi) 順 序 前移 ， 組 間 平移 ， 組 間 平行作業(yè)。行作業(yè)。移 架 快 ， 移移 架 快 ， 移架 質(zhì) 量 不 易架 質(zhì) 量 不 易保 證 ， 要 求保 證 ， 要 求頂 板 較 穩(wěn) 定頂 板 較 穩(wěn) 定。1Z1L(d)11(e)3L1222222Z支架分組，每支架分組，每組組2 3架。架。組內(nèi)聯(lián)動(dòng)，整組內(nèi)聯(lián)動(dòng)，整體移架，組間體移架，組間順序前移。順序前移。移架快，質(zhì)量移架快，質(zhì)量不易保證，要不易保證，要求頂?shù)装鍡l件求頂?shù)装鍡l件好。好。綜采工作面勞動(dòng)組織綜采工作面勞動(dòng)組織

8、可采用：可采用：四六制，三采一準(zhǔn)四六制，三采一準(zhǔn)三八制，二采一準(zhǔn)三八制，二采一準(zhǔn) 兩班半采煤，半班準(zhǔn)備兩班半采煤，半班準(zhǔn)備示例：兩班半采煤，半班準(zhǔn)備，雙向割煤，示例：兩班半采煤，半班準(zhǔn)備，雙向割煤，日進(jìn)日進(jìn)7刀。刀。4020(m)125.5806010012032165420109871312111715141918232221面長(zhǎng)(m)時(shí)間班次一二三（1）單體支柱加長(zhǎng)鋼梁組成的邁步抬棚）單體支柱加長(zhǎng)鋼梁組成的邁步抬棚 適應(yīng)性強(qiáng)，支設(shè)麻煩，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。適應(yīng)性強(qiáng)，支設(shè)麻煩，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。（2）自移式端頭支架）自移式端頭支架 移架速度快，對(duì)平巷適應(yīng)性差。移架速度快，對(duì)平巷適應(yīng)性差。（3）用工作面液壓支架

9、支護(hù)端頭）用工作面液壓支架支護(hù)端頭用綜采面中間支架管理端頭1432533 支撐掩護(hù)式端頭支架6545216 574初撐力根據(jù)礦壓觀測(cè)結(jié)果選擇參數(shù)工作阻力支護(hù)強(qiáng)度根據(jù)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(zhǎng)度頂梁長(zhǎng)度綜采支架選型根據(jù)底板特性選比壓參數(shù)及推拉結(jié)構(gòu)根據(jù)頂板冒落選擇支架結(jié)構(gòu)性支架最大高度根據(jù)傾角選擇防倒防滑結(jié)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)要求選擇支架斷面根據(jù)生產(chǎn)能力要求選煤機(jī)類型根據(jù)割煤量選擇運(yùn)輸能力采煤機(jī)選型根據(jù)煤的硬度選擇截割功率根據(jù)面長(zhǎng)及支架空間選擇機(jī)身尺寸根據(jù)工藝要求選擇滾筒數(shù)、截深根據(jù)采煤機(jī)選擇輸送機(jī)寬度工作面輸送機(jī)選型根據(jù)工作面長(zhǎng)度選擇長(zhǎng)度根據(jù)拉架力選擇強(qiáng)度綜采設(shè)

10、備選型平巷輸送機(jī)選型根據(jù)巷道斷面選擇運(yùn)輸能力根據(jù)最大割煤量選擇運(yùn)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(lái)壓等級(jí)、底板特性、采高、截深、煤層傾角、煤層強(qiáng)度、礦井瓦斯涌出量、局部地質(zhì)構(gòu)造情況、頂板巖層含水情況、周圍和鄰近煤層的采動(dòng)情況以及開(kāi)采深度等。 主要有支撐掩護(hù)式和掩護(hù)式兩種 。 四柱支撐掩護(hù)式支架； 二柱掩護(hù)式支架 。 （2）液壓支架參數(shù)的選擇 支架工作阻力的確定 方法主要有：載荷估算法、實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)法、臨界阻力法及理論分析法4種。 支架高度確定 hd預(yù)計(jì)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(jī)選型采煤機(jī)選型 目前綜采工作面使用的采煤機(jī)種類很多，采煤機(jī)的選型要考慮煤層開(kāi)采地質(zhì)條件、工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、礦井系統(tǒng)配套能力及設(shè)備供應(yīng)狀況等因素。 采煤機(jī)割煤能力與工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力存在如下關(guān)系：KTQQm60Qm采煤機(jī)平均落煤能力，t/min；T工作面日生產(chǎn)班時(shí)間，h；K工作面生產(chǎn)系統(tǒng)有效度；Q設(shè)計(jì)工作面平均日產(chǎn)量，t/d。 工作面刮板輸送機(jī)選型工作面刮板輸送機(jī)選型 工作面刮板輸送機(jī)主要參數(shù)的確定原則如下： （1）單位時(shí)間運(yùn)輸能力：應(yīng)與采煤機(jī)生產(chǎn)能力匹配； （2）電機(jī)功率：輸送機(jī)能力及鋪設(shè)長(zhǎng)度； （3

12、）結(jié)構(gòu)：與采煤機(jī)和液壓支架相配套。 刮板輸送機(jī)能力充分滿足采煤機(jī)生產(chǎn)能力的要求，刮板輸送機(jī)能力應(yīng)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(shí)將工作面割直，距工作面割到停采線時(shí)將工作面割直，距停采線停采線2 3m時(shí)，只推輸送機(jī)不移架，留出時(shí)，只推輸送機(jī)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(wǎng) 加 木 板 梁 （ 徐 州 龐 莊 礦 ）金 屬 網(wǎng) 加 木 板 梁 （ 徐 州 龐 莊 礦 ）1500 100 200mm，間距間距0.6m。 金屬網(wǎng)加鋼絲繩（兗州局）。金屬網(wǎng)加鋼絲繩（兗州局）

13、。 金屬網(wǎng)加鋼絲繩加錨桿（徐州龐莊礦）。金屬網(wǎng)加鋼絲繩加錨桿（徐州龐莊礦）。16371741(a)1234612(b)1523421(c)薄煤層開(kāi)采薄煤層開(kāi)采有利因素不利因素瓦斯等涌出量較低 煤層自然發(fā)火傾向小 一般不存在沖擊地壓威脅 周期來(lái)壓表現(xiàn)不強(qiáng)烈采煤工作面空間狹小工作面單產(chǎn)和效率低 掘進(jìn)率高，生產(chǎn)成本高 由于作業(yè)空間小，作業(yè)條件差工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作困難刨煤機(jī)的概況刨煤機(jī)的概況: 從1976年我國(guó)成功試制出第一臺(tái)MBJ-1型拖鉤式刨煤機(jī)后，在其后30余年時(shí)間里，我國(guó)共開(kāi)發(fā)了兩種型式（拖鉤式和滑行式）8種規(guī)格的刨煤機(jī)，刨煤機(jī)功率從230kW到2200kW，刨頭速度由單速發(fā)展到雙速。工作面

14、輸送機(jī)和刨煤機(jī)均可采用智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，加上可靠的支架控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化。刨煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：刨煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： （1）刨煤機(jī)實(shí)現(xiàn)了落煤、裝煤、運(yùn)煤的聯(lián)合機(jī)械化。 （2）刨煤機(jī)動(dòng)力部分放在兩側(cè)巷道中。刨頭較低，適用薄煤層工作面。 （3）刨煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維修方便。 （4）可開(kāi)采有突出危險(xiǎn)的煤層。 （5）操作安全，司機(jī)可在順槽里操作，無(wú)須在工作面內(nèi)跟機(jī)作業(yè)。 （6）同電液控制的液壓支架配套后，可實(shí)現(xiàn)由井下無(wú)人工作面作業(yè)。 刨煤機(jī)的應(yīng)用條件刨煤機(jī)的應(yīng)用條件： （1）煤層硬度：煤層越硬，刨煤機(jī)的刨削阻力和橫向反力越大，刨頭穩(wěn)定性越差，設(shè)備壽命越短。煤層夾矸的位置、硬度、厚度對(duì)刨煤機(jī)都有較大的影響。煤層

15、節(jié)理的發(fā)育程度和發(fā)育方向?qū)ε倜簷C(jī)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(wěn)定；礦山壓力作用有利于刨煤機(jī)刨煤。 （3）煤層賦存情況：煤厚0.6m-2.5m，采高越大，刨頭穩(wěn)定性差，需增加輔助導(dǎo)向裝置。 （4）工作面傾斜長(zhǎng)度：刨煤機(jī)的切割速度已達(dá)3m/s，在工作面兩端需留1520m減速段。設(shè)備名稱型號(hào)技術(shù)特征數(shù)量受控隸屬備注刨煤機(jī)Gleithobe19-ve/4.7刨體25628001678mm額定生產(chǎn)能力：900t/h電機(jī)功率：2315kW刨深：120mm1臺(tái)PROMOS德國(guó)DBT工作面輸送機(jī)PF2.3/732額定生產(chǎn)能力: 900 t/h電機(jī)功率：2315kW1臺(tái)PROM

16、OS德國(guó)DBT轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ-764/160長(zhǎng)度:38m1臺(tái)PROMOS國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)PEM65010001臺(tái)PROMOS國(guó)產(chǎn)液壓支架ZY6400-09/20100臺(tái)VRT32中的PW4國(guó)產(chǎn)饋電開(kāi)關(guān)KE1004/控制系統(tǒng)中的部件德國(guó)薄煤層滾筒采煤機(jī)特點(diǎn)：薄煤層滾筒采煤機(jī)特點(diǎn)： 適應(yīng)于煤層厚度變化較大的工作面； 對(duì)煤層頂?shù)装迤鸱兓m應(yīng)性強(qiáng)； 適用于含有夾矸煤層的回采； 過(guò)斷層能力強(qiáng)； 對(duì)工作面長(zhǎng)度要求比刨煤機(jī)短。薄煤層滾筒采煤機(jī)要求：薄煤層滾筒采煤機(jī)要求： （1）機(jī)面高度低。 （2）新一代薄煤層滾筒采煤機(jī)的總裝機(jī)功率不應(yīng)小于400kW， （3）采煤機(jī)常用截深為0.63m、0.8m。最大的截深已達(dá)1.

17、0m。常用開(kāi)采速度為24m/min，最大牽引速度可按6m/min。當(dāng)工作面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化作業(yè)開(kāi)采速度可達(dá)1015m/min，最大牽引速度可達(dá)20m/min。 （4）可雙向采煤，自開(kāi)缺口。 （5）故障少，可靠性高，檢修維護(hù)方便。 （6）過(guò)煤空間大，要求機(jī)身下面過(guò)煤空間不小于250mm，以保證煤流能順利通過(guò)。型 號(hào)BM-100MG150-B5MG200-BMG344-PWDMG250-BWMG200/450-BWDMG250/550-BWD裝機(jī)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(jī)身布置方式騎輸送機(jī)騎輸送機(jī)騎輸送機(jī)爬底板騎輸送機(jī)騎輸送機(jī)騎輸送機(jī)我國(guó)幾種主要薄煤層滾筒采煤機(jī)的技術(shù)參數(shù)我國(guó)幾種主要薄煤層滾筒采煤機(jī)的技術(shù)參數(shù) 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(xì)砂巖互層，工作面長(zhǎng)150 m。 工作面主要設(shè)備及性能：工作面主要設(shè)備及性能： 采煤機(jī)： IMC-200型雙滾筒采煤機(jī)，生產(chǎn)能力245t/h； 輸送機(jī)：SGB-630/220型可彎曲刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸能力450t/h； 轉(zhuǎn)載機(jī)：SZB-730/75型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，運(yùn)輸能力630t/h； 膠帶輸送機(jī)：DSP-1063/1000型，運(yùn)輸能力630t/h； 液壓支架：BZY-520型支撐掩護(hù)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(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)云崗煤礦薄煤層工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 作面編號(hào)面長(zhǎng)/m走向長(zhǎng)/m生產(chǎn)天數(shù)/d月產(chǎn)/t日產(chǎn)/t平均月進(jìn)/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(shè)備一覽表山西汾西水浴煤礦工作面主要設(shè)備一覽表 序號(hào)設(shè) 備型 號(hào)主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)量1刮板輸送機(jī)SGB-730/320出廠長(zhǎng)度：200m1輸送量：700t/h刮板轉(zhuǎn)速：1.1m/s2采煤機(jī)7LS2裝機(jī)功率：872kW1適應(yīng)采高：1.423.2m適應(yīng)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(hù)強(qiáng)度：0.570.88MPa120工作高度：0.92.0m對(duì)底比壓(均)：2.5MPa通風(fēng)斷面約：4.5m2單架重量約：15.6t4液壓支架電液控制系統(tǒng)PM31對(duì)液壓支架實(shí)行遠(yuǎn)距離自動(dòng)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(wú)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(kāi)采圍巖不穩(wěn)定的薄