采煤工藝及裝備配套
煤礦開采學
資源及環(huán)境科學學院
第七章采煤工藝及裝備配套
采煤工藝—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。 三種工藝方式 爆破采煤工藝方式(炮采工藝方式) 解放后至60年代初 普通機械化采煤工藝方式 60年代初至70年代中期 綜合機械化采煤工藝方式 70年代中期以來
機械化程度
國有重點煤礦約587處 2000年,國有重點煤礦機械化程度74.43% 我國于1973年引入綜合機械化采煤設備 2000年,國有重點煤礦綜合機械化程度 56.78%
第一節(jié) 炮采工藝方式
炮采工藝方式:長壁工作面用爆破方法破 煤、爆破及人工裝煤、輸送機運煤和單體 支柱支護的采煤工藝 炮采工藝標志是爆破破煤
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一、爆破落煤
鉆眼、裝藥、封炮泥、聯(lián)炮線、放炮等工序 1、炮眼布置 1)炮眼排數(shù): 取決于煤層的厚度和煤層的硬度 單排 雙排 三排 M ? 1m M=1?2.5m M ? 2.5m
炮眼布置
0.5 1.0
60
。
1.0 1.0
。 。 50~55
0.3 0.8 0.8 0.4 1.2~1.5
(a) 單排眼
( ) 五花眼
1.2
0.3 0.4
0.4 1~1.2 1.2~1.6 (c) 三花眼
。 。 5~10 1.2~1.5
1.0
2.0 1.2~1.5
(b) 對眼
。 65 ( ) 三角眼
60
。
2)炮眼的平距
(a) 單排眼
煤層的硬度 0.3 1.2 頂梁長度 0.4 1~1.2 一般1?2m 每茬炮工作面進度0.8?1.2m (b) 對眼 一般1.2?1.5m的釬桿 為保護頂板,保護支護,不使煤崩到采空 區(qū),要合理裝藥
1.
3)炮眼角度
1
0.3 0.4 1 ~ 1.2
γ
β θ
炮眼角度
(a) 單排眼
。 。 50~55
( ) 五花 0.5
1.0 平面上 1. 0.3 1.2平 夾 角 一 般 為 0.4 與煤壁的水 。 60 50??80?。 0.4 。。 5~10 1.2~1.6 為不崩倒支架,煤軟時取大 1~1.2 (a) 單排眼 1.2~1.5 值,煤層硬時取小值。 6 剖面上 (c) 三花眼 (b) 對眼 仰角 0.3 1.2 頂板穩(wěn)定時 ?=5??10? 0.4 頂板不穩(wěn)定時 ?=0? 1~1.2
1.2
俯角
10??20?
4)鉆眼、裝藥
( 1 )鉆眼設備:煤電鉆、麻花釬子(電動) 風煤鉆(風動) (2)炸藥與裝藥量: 炸藥 煤礦許用炸藥 底眼 150?600g 頂眼 200g 雷管 煤礦許用電雷管 毫秒延期電雷管
5)聯(lián)線與起爆
聯(lián)線 電雷管引爆(毫秒延期電雷管) 起爆器起爆 毫秒爆破 130ms內全部起 爆,避免延期引爆瓦斯 延期起爆 底眼,中間眼,頂眼 增加了自由面 提高了爆破效率 爆破產生的波相互干擾,有利于減少頂板 震動
爆破的有關規(guī)定
爆破工要分開存放炸藥、雷管。 專用爆炸材料箱,加鎖。 嚴禁將電雷管斜插入藥卷中部或捆在藥卷上, 要由藥卷頂部裝入。 裝藥卷前要清除煤粉。 孔深 小于0.6 0.6~1 大于 1m 應用水炮泥。 m 封泥 不得放炮 ≮0.5 嚴禁裸露煤爆破。 ? m 或采取措 孔深 施 要有足夠的封泥長度。
二、裝煤與運煤
爆破裝煤 可裝煤30?40% 人工裝煤 余下的多數(shù)由人工
裝 大鐵鍬
2.2m
(a)
1.25m
1.0m 1.3m
(b)
裝煤
機械裝煤
刮板輸送機的鏟煤板
3 4 2 1 10 7
5
8 6
6 11
9
9 8
裝煤
北宿礦
刮板輸送機封底,鏟煤板調小角度
加檔煤板
炮采鏟裝
2 1 3 7 4
6
運煤
煤采面多用 SGW-40 或 SGW-44 型 可彎曲刮板輸送機 功率有加大的趨勢
煤層傾角加大后自溜
三、推移輸送機
推移輸送機千斤頂、液壓式、機械式 正常段6m一個 ,機頭機尾各三個,彎 曲段長度等于或大于15m 推移輸送機時,應從工作面一端向另 一端依次推移
6m 15m
三、推移輸送機
推移輸送機千斤頂、液壓式、機械式 正常段6m一個 , 機頭機尾各三個,彎曲 段長度等于或大于15m
15m
(a)
推移輸送機時,應從工作面一 端向另一端依次推移
6m
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四、支護
1
支護裝備 木支柱 單體摩擦支柱 單體液壓支柱
(70年代中期)
2
9 8 3 5 11 12 4 10
國營重點煤礦用 單體液壓支柱 + 金屬絞接 頂梁
7
6
金屬鉸接頂梁
3 2 1
138
5 4 L
165
95.5
1—接頭;2—梁體;3—耳子;4—銷子;5—調角楔;L—中心距
40
單體支柱布置方式
視頂板情況分: 點柱 棚子 我國煤礦采場多用棚子支護
控頂排數(shù)和控頂距
數(shù)值單位:m
控頂距 采煤工作面煤壁至末 排支柱頂梁后端的距 離,或至放頂柱之間 的距離 最小控頂距有3排支 柱,機道、行人道和 材料道 常采用三、四排或三、 五排控頂
Ⅱ Ⅱ
4.8
Ⅱ Ⅱ
0.3 1.2 3.6 1.2
帶帽點柱
帽厚50~100mm,長0.3m 矩形布置 三角形布置
棚子的正倒懸臂布置
正懸臂 頂梁在采空區(qū)方向短,在煤壁方向長 對機道頂板支護好,頂梁不容易折斷
棚子的正倒懸臂布置
倒懸臂 頂梁在采空區(qū)方向長,在煤壁方向短 支柱不易被采空區(qū)矸石埋住,回柱安全 頂梁折斷
數(shù)值單位:m 炮采工作面齊梁齊柱布置
Ⅱ
Ⅱ
炮采工作面多采用 齊梁齊柱布置方式
4.8
Ⅱ Ⅱ
0.3 1.2 3.6 1.2
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四、處理采空區(qū)
處理采空區(qū)方法: 垮落法 充填法 煤柱支撐法 最常用的是全部垮落法。 回柱放頂撤除支架,讓頂板 垮落 放頂步距: 相鄰兩次放頂間隔的距離 放頂步距等于最大控頂距與 最小控頂距之差。
0.3 m 3m 1m (a)
5m
(b)
(c ) 3m
(d )
特種支護 叢柱、密集、木垛、斜撐
加強放頂處對頂板的支撐,回柱前在放頂排處 另外架設的支架
(a)
(b)
(c)
(d )
五、勞動組織
專業(yè)工種 鉆眼爆破(放炮)、裝藥、機電維修 綜合工種 裝煤、支柱、回柱放頂 專業(yè)工種一般在全工作面長度內工作 綜合工種一般在工作面的一段長度內工作
六、循環(huán)方式
采煤循環(huán) — 采煤工作面完成落煤、裝煤運 煤、支護和處理采空區(qū)的周而復始的過程。 炮采工作面循環(huán)的標志—放頂 循環(huán)方式—循環(huán)進度與晝夜循環(huán)數(shù)的總稱
七、作
業(yè)方式
作業(yè)方式—采煤工作面一晝夜內采煤班和準備班 的配合方式 準備班工作—回柱、檢修刮板輸送機、縮短運輸 平巷中的刮板輸送機、超前工作面加強支護 兩采一準 三八制 三采三準(三班采煤,邊采邊準備) 三八制 三采一準 四六制 兩班半采煤,半班準備 三八制 四班交叉
八、循環(huán)作業(yè)圖表
采煤工區(qū)技術員要編制采煤工作面作業(yè)規(guī)程 規(guī)程中要有: 正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖 勞動組織表 技術經濟指標表 正規(guī)循環(huán)—在規(guī)定的時間內保質保量地完成了循環(huán) 作業(yè)圖中規(guī)定任務的循環(huán)
炮 采 面 三 采 三 準 循 環(huán) 作 業(yè) 圖
炮采工作面循環(huán)作業(yè)圖表
班次 時 間 面長/m 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 一 1 2 3 4 班 5 6 7 8 9 10 二 11 12 班 13 14 15 16 17 18 三 19 20 班 21 22 23
圖 例 說 明
打 眼
放 炮
掛 梁
裝 煤
移 溜
支 柱
檢修
回 柱
三八制,三班采煤,邊采邊準。 工作面一天推進三次,放頂三次,一天完成三個循環(huán)。
炮 采 面 四 班 交 叉 循 環(huán)
IV 班 面 時 8 長(m) 6
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
裝煤 放炮
I I I
10 12 14 16 18 20 22
IV I I I
24 2 4 6
作 業(yè)
圖
支柱 移輸送機
打眼放炮 回柱放頂
運料
面長100m,四班交叉,每班交叉2小時,Ⅰ、Ⅲ班采煤班,Ⅱ、Ⅳ班以 準備為主,采煤班裝煤、支柱。準備班運料、回柱放頂、鉆眼、放炮、 移輸送機、少量裝煤、支柱。工作面放兩次炮,支兩排支架,放一次頂, 一天一個循環(huán)
九、炮采工作面的基本點 (c ) (a)
?爆破 煤壁平直 不留底煤 不破壞頂板 不崩倒支柱 不把煤崩到采空區(qū)
3m
5m
( (b d) )
(c ) 3m
炮采工作面的基本點
?裝煤 裝煤勞動量大,盡可能爆破裝煤。 ?安全 先支護,后裝煤 先敲幫問頂,清除危石 處理拒爆炮(瞎炮) 在距拒爆炮0.3m以外另打平行新炮眼,重 裝藥。
炮采工作面的基本點
?回柱 由下向上 由采空區(qū)側向煤壁側(由里向外) 近水平煤層回柱可以分段
十、炮采工藝的特點
炮采工作面機械化水平低 人工勞動強度大(裝煤、支柱) 產量和效率低 但對地質條件適應性強
第二節(jié) 普采工藝方式
普采工藝方式 — 用機械化方法破煤、裝煤、 輸送機運煤和單體支柱支護頂板的采煤工藝 機械化方法破煤 滾筒采煤機 刨煤機
我國主要采用滾筒采煤機破煤
≮ 20m
Ⅰ Ⅰ
1MDY-150采煤 機;
6m
4
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一、 設 備 及 布 置
4
2
3
1150 1000 1000 1000 250 4400
Ⅰ2
Ⅰ
Ⅱ
1
Ⅱ
2 SGB-630/150 可彎曲刮板輸 送機; 3 DZ-22單體液 壓支柱; 4 HDJA-1000 鉸接頂梁