一、适于采用综采工艺的条件
1、综采的优点:高产、高效、安全、低耗、劳动条件好、劳动强度小; 2、综采的缺点:设备价格昂贵、要求矿井具有良好的生产系统、较好的煤
层赋存条件及较高的操作和管理水平。 3、适于条件:
(1) 优先装备综采的条件:P65,表3-5; (2) 可以装备综采的条件:P65,表3-6。
二、适合普采工艺的条件
1、 普采的优点:与综采相比,设备价格便宜,只相当综采的1/4、产量
可达1/3-1/2;对地质条件变化的适应性较强,工作面搬迁容易;操作技术较易掌握、组织生产比较容易。 2、 普采的缺点:与综采的优点相反。
3、 适于条件:煤层赋存和地质条件较复杂的中小型矿井。
三、适合炮采工艺的条件
1、炮采的优点:技术装备投资少、适应性强、操作技术容易掌握、生产技
术管理比较简单;
2、炮采的缺点:单产和效率低、劳动条件差;
3、适于条件:任何煤层都行,所以又被戏称为“万能采煤法”。
第六节 采煤工艺方式的特
殊技术措施
一、采煤工作面过地质构造的技术措施(略) 二、综采面的拆迁和安装
(一)综采面设备拆除 1、拆除期间顶板控制 有三种方法:
(1) 金属网加木板梁:图3-53(a); (2) 金属网加钢丝绳:图3-53(b); (3) 金属网加钢丝绳加锚杆:图3-53(c); 详见P68。
2、综采面设备的拆除方法
先拆输送机的机头或机尾,再拆采煤机合金槽,最后拆除支架。较为困
难的是支架的拆除。其方法一般是支架在工作面由小绞车转向(90度)后拉到工作面与回风巷的交叉口,装上平板车外运。图3-54。在外运过程中,若地板较软,则可在运输机上铺上滑板,把支架拉上滑板后在再拉出工作面。在工作面与回风巷的交叉口,由于巷道断面较小,必须进行刷大和挑高,以便架设提吊架, 把支架等设备装入平板车。支架的拆除顺序多为后退式,即从运输巷向回风巷拆除,这中方法有利于顶板的控制。
在拆除工作中要注意对零部件的管理,以防损坏和丢失。 (二)综采工作面的安装
1、开切眼断面的扩大及支护方式 P70。 方法:(1)顶板稳定,压力小,一次扩完;
(2)顶板破碎,压力大,边扩边安装。 支护可用走向棚加顶网或锚杆加顶网。 2、综采设备的组装 P70。 方法:(1)地面: (2)井下巷道: (3)工作面:
3、综采设备运进工作面的方法: 主要是支架。(与前支架的拆除相同)。P71。 4、综采面的安装顺序
前进式和后退式。P71-72。
第七节 采煤工作面工艺设
计
采煤工作面工艺设计就是根据煤层地质条件解劝矿生产系统能力、技术和组织管理水平,合理选择工作面设备及其参数和采煤工艺参数,编制作业规程。
一、确定工作面的开机率
采煤机日开机率K就是采煤机运转时间占每日时间的百分比。它综合反映了 20
机采面的地质条件、管理水平、设备使用情况和采区各生产系统的可靠性。
1、综采面日开机率K可用下式表示: K=(t1+t2+t3/T)*100% 式中:t1——采煤机纯割煤时间,min; t2——采煤机跑空刀时间,min;
t3——采煤机在工作面端头反向操作和进刀时间,min; T——全日时间,1440min。 2、采煤班开机率K可表示为:
K=[(t1+t2+t3)/T2]*100% 式中:T2——采煤作业时间,min。 3、采煤班开机率K可粗略表示为: K= t1/ T2。 4、提高开机率的途径:P73。
二、机采面的生产能力Q
一般我们用下式计算即可: Q=NLMBγC
式中:N——采煤机每日割煤刀数; L——工作面长度,m; M——煤层采高,m; B——采煤机截深,m; γ——煤的容重;
C——煤层采出率,%。
三、确定工作面的合理长度
(一)影响工作面长度的技术因素
1、设备条件:我国制造的输送机大都按150-200m的铺设长度设计,因此,工作面长度宜在150-180m。
2、地质条件:
地质构造、煤层的厚度、倾角、顶底板情况等均会影响工作面的长度。 我国不同条件合理的工作面长度范围如下: (1)、缓斜煤层综采面长:采高:∠1.3m时,L=120-150m; 采高:1.3-3.5m时,L=150-240 m; 采高:3.5-4.5m时,L=120-180m。 (2)、普采面长:采高不超过2.5m,而是1.3-2.5m时,L=120-180 m。 (3)炮采面长:装备较高,地质条件较好,与机采面相同,否则应短。 3、通风能力的限制: 这主要针对高瓦斯矿井。在高瓦斯矿井,工作面的通风能力会限制工作面的长度。要满足通风能力的要求,工作面长度必需按下式计算:
L=60vMSCf/qbBPN
式中:v——工作面内允许的最大风速,v=4m/s; M——采高,m;
21 S——工作面最小控顶距,m;
Cf——风流收缩系数,可取0.9-095; qb——昼夜产煤一吨所需风量,m3/min; B——循环进度,即机采面采煤机截深m;
P——煤层生产率,即单位面积上的出煤量,P=MγC,t/m2;
N——日循环数,即每日割煤刀数。 (二)影响工作面长度的经济因素分析
采用优化设计和数学分析的的方法,可以得出经济上最佳的工作面长度。 1、产量与工作面长度的分析式: Qr=AL/L+B
2、每日割煤刀数与工作面长度的分析式: N=Aˊ/(L+Bˊ) 3、工作面效率P与工作面长度的分析式: P= Qr/(eL+f) 对于某一具体的工作面,可测定和统计出各种参数,以工作面长度为自变量,将各参数代入以上各式,就可作出Qr=f(L)、N= f(L)、P= f(L)三条曲线图,见P75,图3-58。从这个图中,我们可以看出,产量、效率和日割煤刀数的增加都只是在工作面一定长度范围内,超过这个范围反而会下降。
四、采煤工作面作业规程的内容及编制步骤
1、采煤工作面作业规程的内容
(1) 工作面的位置、范围、与相邻工作面的关系及地面概括; (2) 地质情况;
(3) 采煤方法有关內容;
(4) 绘制循环图表、劳动组织和技术经济图表; (5) 安全措施。 2、循环图表的编制方法
(1)循环的概念:在采煤工作面内规定的时间内保质、保量、安全地完成采、装、运、支、处这样一个采煤全过程,叫做循环。
(2)循环的标志:炮采和普采是以回柱放顶为标志;综采于移架为标志。 (3)循环的方式:单循环和多循环两种。
工作面要求要实现正规循环作业,最低不能低于80%。 (4)工作面作业形式
一昼夜內,采煤工作与准备工作在时间上的配合关系。有以下四种: A、“两采一准”或“边采边准”
两采一准是昼夜三班,两班采煤,一班准备,一日完成一个循环;图3-59。 边采边准是也昼夜三班,三个都是采煤班,每班留两个小时时间用来作设备检修等准备工作。
这种方式适合于普采面。 B、“两班半采煤、半班准备” 图3-60。 22 这种方式适合于综采面。 C、“三班采煤、一班准备”
即四六工作制,每天四班,每班六小时。 这种方式适合于综采面。
D、“四班交叉作业” 每天四班,每班八小时,每班首尾两小时工人共同工作,这主要用于炮采面,这时可把工作量大的装煤放在交叉时间内来进行。图3-61。
(5)工艺流程图:采煤工作面各工序在时间和空间上配合的关系图。图3-62。
五、采煤工作面劳动组织形式的选择
长壁工作面劳动组织形式主要有以下三种: 1、分段作业:
采用综合工种。工作面分段,每段由一组负责。 优点:P78。 2、追机作业: 采用专业组。 优点:P78。
3、分段追机作业: 以上两种形式的综合。
作业:某综采工作面长150米,双滚筒采煤机采煤,留三角煤斜切进刀,滞后支护,作业形式为两班半采煤、半班准备。请画出其作业循环图。 习题
1、 说明近年来炮采工艺技术发展的新成果及提高炮采工艺单产和效
率的途径。
2、 简述普通机械化采煤的工艺过程及适用条件。 3、 普采面单体支架有哪几种布置方式?怎样选择? 4、 说明综采双滚筒采煤机的割煤、进刀方式及其适用条件。 5、 试分析工作面的合理长度及影响合理长度的因素。
第四章 单一走向长壁采煤法采煤系统
第一节 示 例
主要用于缓斜、倾斜薄及中厚煤层或缓斜3.5-5.0m的厚煤层。 示例:
1、煤层情况:
一层薄或中厚煤层,煤层埋藏平稳,地质构造简单,瓦斯涌出量较小,采区馁划分为三个区段,普通机械化采煤,采区走向长1200m。
2、采准工作:
采区运输石门1→采区下部车场3→轨道上山4、运输上山5(相距20米)→采区上部车场6(与采区回风石门2相通,形成通风系统);在第一区段下部