中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)采礦學(xué)

1、煤礦開采學(xué)第三章第三章 長(zhǎng)壁工作面工藝參數(shù)、管理及設(shè)計(jì)長(zhǎng)壁工作面工藝參數(shù)、管理及設(shè)計(jì) 主講:孟憲銳第一節(jié)第一節(jié) 采煤工作面主要技術(shù)參數(shù)采煤工作面主要技術(shù)參數(shù)n一、采煤工作面長(zhǎng)度a.設(shè)備條件:主要是運(yùn)輸機(jī)b.煤層地質(zhì)條件:地質(zhì)構(gòu)造,煤層傾角、厚 度,頂板條件等c.通風(fēng)能力:高瓦斯礦井d.管理水平與工人素質(zhì)及技術(shù)水平 2、長(zhǎng)壁工作面長(zhǎng)度、長(zhǎng)壁工作面長(zhǎng)度n目前我國(guó)煤礦在不受地質(zhì)構(gòu)造條件的影響下，緩傾斜煤層綜采工作面長(zhǎng)度不低于160m；普采工作面長(zhǎng)度在中厚煤層中不小于140m，在薄煤層中不小于120m；炮采工作面長(zhǎng)度可取80120m。n研究認(rèn)為：放頂煤綜采工作面長(zhǎng)度在175225m之間，大功率綜采工作

2、面長(zhǎng)度在220250m之間，工作面單產(chǎn)水平較高，且產(chǎn)量變化平緩，屬較優(yōu)的工作面長(zhǎng)度范圍。二、采煤工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度n綜采工作面合理推進(jìn)長(zhǎng)度應(yīng)以綜采設(shè)備大修周期為基礎(chǔ)，國(guó)產(chǎn)普通裝備一般一個(gè)工作面的回采煤量控制在60125萬t，大功率綜采設(shè)備控制在600萬t以上。工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度過小，工作面搬家頻繁，設(shè)備能力，特別是大功率綜采設(shè)備的能力難以充分發(fā)揮，影響工作面經(jīng)濟(jì)效益。n美國(guó)二十英里礦綜采工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度為5280 m。神東礦區(qū)一些礦井的工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)到6000m。隨著設(shè)備水平的提高，工作面推進(jìn)長(zhǎng)度有增加的趨勢(shì)。 三、采煤機(jī)截深三、采煤機(jī)截深n滾筒采煤機(jī)的截深有0.5、0.6、0.8、1

3、.0及1.2m幾種，常用的有0.6、0.8及1.0m。n采煤機(jī)截深應(yīng)根據(jù)工作面圍巖條件、采高、支架形式、采煤機(jī)和輸送機(jī)的能力等因素合理確定。采煤機(jī)截深的合理選擇n在選擇合理截深時(shí)，一般在煤層較厚、采高大于1.8m、頂板不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)首先考慮有利于頂板管理和運(yùn)輸，宜用0.50.6m截深。n頂板較穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、為了加大循環(huán)進(jìn)度，可采用0.8或1.0m截深。n頂板很穩(wěn)定的薄煤層，有足夠的運(yùn)輸能力，可考慮加大截深至1.0m，個(gè)別的可達(dá)1.2m。n在條件許可情況下，適當(dāng)加大截深也是今后發(fā)展的趨勢(shì)。1995年美國(guó)最大的截深已達(dá)到1.4m。四四 機(jī)采工作面的開機(jī)率機(jī)采工作面的開機(jī)率提高工作面開采率途徑a

4、.加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)檢修b.減少路途時(shí)間損失c.合理的設(shè)備配套,選用可靠的設(shè)備d.提高全礦生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性e.加強(qiáng)端頭支護(hù)作業(yè)水平f.提高工人素質(zhì)和管理水平五. 機(jī)采工作面的生產(chǎn)能力日產(chǎn)量 Q=N L M B C日進(jìn)刀數(shù)日進(jìn)刀數(shù)六六. 工作面的采出率工作面的采出率(回采率回采率)n工作面采出率C： n工作面采出率的規(guī)定： 厚煤層不低于0.93, 中厚煤層不低于0.95， 薄煤層不低于0.97。%100工作面實(shí)際儲(chǔ)量工作面實(shí)際采出煤量工作面采出率 第二節(jié) 采煤工作面循環(huán)作業(yè) 一、循環(huán)作業(yè)方式 1、循環(huán)方式n采煤循環(huán)：工作面周而復(fù)始地完成破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和處理采空區(qū)等工序的過程稱為采煤循環(huán)。一般完

5、成一個(gè)采煤循環(huán)的標(biāo)志炮采是回柱放頂，普采是移架，而綜放是完成采、放全部工序。n循環(huán)進(jìn)度：完成一個(gè)循環(huán)后采煤工作面推進(jìn)的距離。n循環(huán)方式：采煤工作面一晝夜完成的循環(huán)數(shù)。工作面效率與工作面作業(yè)形式工作面效率:工作面作業(yè)形式:a.兩采一準(zhǔn) b.三采三準(zhǔn)c.兩班半采煤半班準(zhǔn)備 d.三采一準(zhǔn)e.四班交叉二、工序安排二、工序安排n炮采工作面：落煤、裝煤、掛梁、移輸送機(jī)、支柱、回柱放頂?shù)戎饕ば?；n普采工作面：割煤、掛梁、移輸送機(jī)、支柱、回柱放頂；n綜采工作面：割煤、移架和移輸送機(jī)。n這些工序在時(shí)間和空間上有一定的順序，并對(duì)采場(chǎng)圍巖控制產(chǎn)生不同程度的影響。三. 工作面勞動(dòng)組織形式a.分段作業(yè): 炮采、綜采、

6、刨煤機(jī)b.追機(jī)作業(yè): 普采、綜采c.分段追擊作業(yè): 普采、綜采、高產(chǎn)高效面四.正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表n組成：循環(huán)作業(yè)圖、勞動(dòng)組織表、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表、設(shè)備配備表、工作面布置圖。n正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖：反映了各作業(yè)班的任務(wù)和完成任務(wù)的時(shí)間，以不同的線條表示工作面各工序在時(shí)間和空間上的關(guān)系。n勞動(dòng)組織表：反映了作業(yè)班工人出勤人數(shù)、出勤時(shí)間、工種。n技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表：反映了工作面的地質(zhì)技術(shù)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。n設(shè)備配備表：反映了采煤工作面主要裝備及為其服務(wù)的兩巷裝備技術(shù)參數(shù)。高產(chǎn)高效工作面循環(huán)作業(yè)圖/m長(zhǎng)面作h間別檢修推移輸送機(jī)移架割煤圖例檢修班生產(chǎn)二班工時(shí)班生產(chǎn)一班204060801001201401601802

7、002202322201918172176543211514131211109勞動(dòng)組織表n項(xiàng)目一班/人二班/人 檢修班四班/人采煤機(jī)司機(jī)2222支架工2232三機(jī)司機(jī)2232電工1131泵站工0010超前支護(hù)0020班長(zhǎng)1111隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)1111技術(shù)員1111小計(jì)10101710工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表n項(xiàng) 目單位數(shù)量項(xiàng) 目單位數(shù)量工作面長(zhǎng) m240開機(jī)率%65每刀產(chǎn)量 t1420日產(chǎn)量t31240推進(jìn)長(zhǎng)m6000平均截割速度m/min7.0日循環(huán)數(shù) 個(gè)2430月產(chǎn)量萬t/月93.7采高m4.55.3搬家時(shí)間d15回采工效 t/工893年產(chǎn)量萬t/a1000五、采煤工作面作業(yè)規(guī)程編制 作業(yè)規(guī)程的內(nèi)

8、容n1）概況：工作面位置及井上下關(guān)系、煤層、煤層頂?shù)装?、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、影響回采的其他因素、儲(chǔ)量及服務(wù)年限。n 2）采煤方法：巷道布置、采煤工藝、設(shè)備配置。n3）頂板控制：支護(hù)設(shè)計(jì)、工作面和回采巷道及端頭頂板控制、礦壓監(jiān)測(cè)。n4）生產(chǎn)系統(tǒng)：運(yùn)輸、“一通三防”與安全監(jiān)控、排水、供電、通信照明。n5）勞動(dòng)組織及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：勞動(dòng)組織、作業(yè)循環(huán)、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。n6）煤質(zhì)管理：煤質(zhì)指標(biāo)和提高煤質(zhì)的措施。n7）安全技術(shù)措施：一般規(guī)定、頂板、防治水、爆破、“一通三防”與安全監(jiān)控、運(yùn)輸、機(jī)電、其他。n8）災(zāi)害應(yīng)急措施及避災(zāi)路線。第三節(jié)第三節(jié) 綜采工作面主要設(shè)備配套綜采工作面主要設(shè)備配套一、綜采設(shè)

9、備的幾何尺寸配套xADmmMmLD2、采高或煤厚對(duì)液壓支架支撐高度要求n液壓支架應(yīng)能適應(yīng)煤層厚度變化和頂板的下沉，要在最大采高或煤厚時(shí)支得起，并有一定富裕，在最小采高或煤厚時(shí)能卸得掉。n Hm = MmS1 + hn Hmin=MminS2anHm，Hmin 支架的最大與最小支撐高度；nS1，S2 液壓支架在前、后柱處的頂板下沉量；nMm、Mmin最大采高或煤厚、最小采高或煤厚；nh 支架支撐高度的富裕系數(shù)，一般取200mm左右；na 支架卸載高度，一般取50mm。 3、液壓支架與采煤機(jī)高度配套要求、液壓支架與采煤機(jī)高度配套要求n液壓支架的最小支撐高度要大于采煤機(jī)機(jī)身高度，以保證采煤機(jī)在支架掩

10、護(hù)下安全運(yùn)行。 Hmin A 同時(shí),液壓支架的最小支撐高度Hmin要大于采煤機(jī)的滾筒直徑，滾筒直徑也就是采煤機(jī)最小采高M(jìn)min: Hmin Mmin=D n液壓支架的支撐高度H為 H=A+J+t 式中t支架頂梁厚度； A采煤機(jī)機(jī)身高度、輸送機(jī)高度和采煤機(jī)底托架高度之和（A= C+S+U），但底托架高度要保證過煤高度E250300mm。 J采煤機(jī)機(jī)身上方的空間高度，按便于司機(jī)操作及留有頂板下沉量確定。 二、綜采面設(shè)備的生產(chǎn)能力配套n工作面刮板輸送機(jī)、平巷中的轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)等設(shè)備的能力都要大于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力，且要考慮生產(chǎn)不均衡系數(shù).n由工作面向外逐漸加大，通常按富裕20%30%

11、考慮。三、綜采設(shè)備的服務(wù)時(shí)間配套三、綜采設(shè)備的服務(wù)時(shí)間配套n采煤機(jī)、液壓支架和刮板輸送機(jī)服務(wù)時(shí)間配套是指“三機(jī)”大修周期應(yīng)該相互接近，否則，要在工作面生產(chǎn)過程中交替更換設(shè)備或進(jìn)行大修，或部分設(shè)備“帶病”運(yùn)轉(zhuǎn)，這將對(duì)正在生產(chǎn)的工作面造成影響，也會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。n我國(guó)通常液壓支架在工作面運(yùn)行12年后(設(shè)備較新時(shí)一般為2年)上井大修，則相應(yīng)的采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)可同時(shí)大修。 綜采設(shè)備橫向幾何尺寸配套e=100200mm b=200400mm M500mm T=200400mm B=5001000mm J 200 E 400AHEFB 4、綜采設(shè)備橫向幾何尺寸配套要求、綜采設(shè)備橫向幾何尺寸配套要求n支架前柱到煤壁的無立柱空間寬度F愈小愈好，它的尺寸組成為： F=B+e+G+xnG輸送機(jī)寬度，其組成：