普通機(jī)械化采煤工藝

1、普通機(jī)械化采煤工藝（一）單滾筒采煤機(jī)普采工作面配套設(shè)備有：單搖臂滾筒采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)單體液壓支柱及金屬鉸接頂梁。沿工作面6m的間距設(shè)置一個用于推移輸送機(jī)的的千斤頂，這些液壓千斤頂可用乳化液泵提供的壓力進(jìn)行控制。普通機(jī)械化采煤（簡稱普采）工作面一般采用單滾筒采煤機(jī)（少數(shù)條件下用雙滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)）落煤和裝煤，可彎曲大型刮板輸運機(jī)運煤，單體液壓支柱鉸接頂梁（或型長鋼梁對棚或懸移液壓支架等）支護(hù)、液壓推移器移溜。 普采工作面上、下區(qū)段平巷斷面不大，刮板輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾通常都設(shè)在工作面內(nèi)，故工作面上、下兩端需要用人工打眼爆破開切口（又稱機(jī)窩），上切口長為610 m，下切口為34 m。普通機(jī)械化采

2、煤（簡稱普采）工作面一般采用單滾筒采煤機(jī)（少數(shù)條件下用雙滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)）落煤和裝煤，可彎曲大型刮板輸運機(jī)運煤，單體液壓支柱鉸接頂梁（或型長鋼梁對棚或懸移液壓支架等）支護(hù)、液壓推移器移溜。 （一）、滾筒的位置和旋轉(zhuǎn)方向普采工作面單滾筒采煤機(jī)的滾筒一般位于機(jī)體靠近輸送機(jī)平巷一端。這樣可縮短工作面下切口的長度，使煤流盡量不通過機(jī)體下方，有利于工作面技術(shù)管理。 右工作面安裝左螺旋滾筒，割煤時滾筒逆時針旋轉(zhuǎn)；左工作面安裝右螺旋滾筒，割煤時順時針旋轉(zhuǎn)。（二）、采煤機(jī)的割煤方式 普采工作面的生產(chǎn)是以采煤機(jī)為中心的。采煤機(jī)割煤以及與其他工序的合理配合，稱為采煤機(jī)割煤方式。 1. 雙向割煤、往返一刀采煤機(jī)沿

3、工作面傾斜由下而上割頂煤，隨機(jī)掛梁（或型梁邁步前伸或伸懸移支架前探梁），到工作面一端后，采煤機(jī)翻轉(zhuǎn)弧形擋煤板，下放滾筒由上而下割底煤，清理浮煤，機(jī)后1015 m推移輸送機(jī)，支柱（或收回前探梁前移懸移支架），直至下部切口，采煤機(jī)往返一次，煤壁推進(jìn)一個截深，掛一排頂梁（或型梁邁一次步），打一排支柱（或懸移支架前移一次）。 雙向割煤、往返一刀割煤方式適應(yīng)性強(qiáng)，在煤層頂、厚度變化較大的工作面均可采用，無須人工清浮煤。但割頂煤時無立柱控頂（即只掛上頂梁或型梁邁步前移而無立柱支撐）時間長，不利于控頂；實行分段作業(yè)時，工人的工作量不均衡，工時不能充分利用。 （3） 、單滾筒采煤機(jī)的進(jìn)刀方式 1. 直接推入法

4、進(jìn)刀采煤機(jī)向上運行時升起搖臂，滾筒沿頂板割煤，并利用滾筒螺旋及弧形擋煤板裝煤。工人隨機(jī)掛梁（或型梁邁步前伸或伸懸移支架前探梁），托住剛暴露的頂板。采煤機(jī)運行至工作面上切口后，翻轉(zhuǎn)弧形擋煤板，將搖臂降下，開始自上而下運行，滾筒割底煤并裝余煤。采煤機(jī)下行時負(fù)荷較小，牽引速度較快。滯后采煤機(jī)1015 m，依次開動千斤頂推移輸送機(jī)，與此同時，輸送機(jī)槽上的鏟煤板清理機(jī)道上的浮煤。推移完輸送機(jī)后，開始支設(shè)單體液壓支柱（或懸移支架前移）。當(dāng)采煤機(jī)割底煤至工作面下切口時，支設(shè)好下端頭處的支架，移直輸送機(jī)，采煤機(jī)滾筒直接推入下切口進(jìn)入新的位置，以便重新割煤，如下圖所示。直接推入法進(jìn)刀方式（a） 推入切口前（b）

5、 推入切口后2. 斜切進(jìn)刀斜切進(jìn)刀可分為工作面端部和中部斜切進(jìn)刀，端部斜切進(jìn)刀又有割三角煤和留三角煤兩種方式。（1）中部斜切進(jìn)刀“”字形割煤時，采煤機(jī)沿工作面中部輸送機(jī)彎曲段斜切進(jìn)入煤層，完成進(jìn)刀，這種進(jìn)刀方式有利于端頭作業(yè)和頂板支護(hù)，如下圖所示。 （2）端部斜切進(jìn)刀 割三角煤進(jìn)刀。現(xiàn)以采煤機(jī)上行割頂煤、下行割底煤的割煤方式為例說明斜切進(jìn)刀割三角煤進(jìn)刀的具體過程，如下圖：在圖（a）狀態(tài)采煤機(jī)割底煤至工作面下端部；由圖（b）狀態(tài)采煤機(jī)返向沿輸送機(jī)彎曲段運行，直至完全進(jìn)入輸送機(jī)直線段，當(dāng)其滾筒沿頂板斜切進(jìn)入煤壁達(dá)到規(guī)定截深時便停止運行；從圖（c）狀態(tài)推移輸送機(jī)機(jī)頭及彎曲段，使其成一直線；至圖（d）

6、狀態(tài)采煤機(jī)返向沿頂板割三角煤直至工作面下端部；到圖（e）狀態(tài)采煤機(jī)進(jìn)刀完畢，上行正式割煤，開始時滾筒沿底板割煤，割至斜切終點位置時，改為滾筒沿頂板割煤。這種進(jìn)刀方式有利于工作面端頭管理，輸送機(jī)保持成一條直線，但比較費時，采煤機(jī)要在工作面端部2025 m行程內(nèi)往返一次，并要等待移機(jī)頭和重新支護(hù)端頭支架。 割三角煤端部斜切進(jìn)刀工作面支架布置方式1. 單體液壓支柱和金屬鉸接頂梁一般均采用單體液壓支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支架。按懸臂頂梁與支柱的關(guān)系，可分為正懸臂與倒懸臂兩種，如圖所示。 炮采和普采工作面支架布置方式主要有齊梁直線柱和錯梁直線柱兩種，如下所示圖。 （a） 正懸臂 （b）倒懸臂齊梁直線柱的

7、布置特點梁端沿煤壁方向?qū)R，支柱排成直線。落煤時，工作面一次進(jìn)度（爆深或截深）應(yīng)與鉸接頂梁長度相等。每次落煤后沿工作面全部掛梁、支柱，一般全部為正懸臂支架。這種支架形式簡單，規(guī)格質(zhì)量容易掌握，放頂線整齊；工序較簡單，便于組織和管理。 錯梁直線柱布置的特點工作面一次進(jìn)度（爆深或截深）為頂梁長度的一半；正倒懸臂支架相間布置；每次落煤后間隔掛梁，頂梁交錯向前移動；工作面全長完成第一次落煤時，支臨時支柱，工作面全長完成第二次落煤煤時，臨時支柱改為永久支柱，工作面全長完成二次落煤工作面增加一排控頂距，該布置方式機(jī)道上方頂板懸露窄，支護(hù)及時；工作面全長完成一次落煤掛梁、支柱數(shù)量少，工作量均衡；支柱成直線，

8、行人、運料方便；在切頂線處支柱不易被埋住，因此為現(xiàn)場多用。但是，對切頂不利，倒懸臂梁易損壞。最小控頂距時應(yīng)有排支柱，以保證有足夠的工作空間最大控頂距時一般不宜超過5排支柱。通常推進(jìn)一或兩排柱放一次頂，即三四排或三五排控頂。在有周期來壓的工作面中，當(dāng)工作空間達(dá)到最大控頂距時，為了加強(qiáng)對放頂處頂板的支撐作用，回柱之前常在放頂處另外架設(shè)一些加強(qiáng)支架，稱為工作面的特種支架。特種支架的形式很多，有叢柱、密集支柱、木垛、斜撐支架以及切頂墩柱等。（a） 叢柱 （b） 密集支柱 （c） 木垛 （d） 斜撐支架2. 單體液壓支柱和型長鋼梁組成的邁步抬棚如圖所示，這種支架布置的控頂形式一般為三四排控頂。梁的長度為

9、機(jī)道寬度和兩個排距之和，每架棚子由兩根梁組成，兩根梁相距0.2m，前后相錯一次進(jìn)度長，梁端距煤壁0.2m0.3m，兩架棚子相距0.6m0.8m。隨工作面每次落煤，每架棚子中滯后的頂梁前移，這樣兩根頂梁交錯前移。 3. 懸移液壓支架懸移液壓支架是炮采和普采最新出現(xiàn)支護(hù)方式，其頂梁和單體液壓支柱聯(lián)接在一起，頂梁由貫穿工作面全長的方形梁承托。隨工作面落煤，液壓支柱回縮柱根提起，頂梁和液壓支柱一起向前移動工作面一次進(jìn)度的距離后，液壓支柱伸長柱根落向底板支撐頂梁。懸移液壓支架按照頂梁的寬窄有分體頂梁、整體頂梁和復(fù)合頂梁三種類型；按照刮板輸送機(jī)的位置和數(shù)量又有前部單輸送機(jī)、中部單輸送機(jī)和前部中部雙輸送機(jī)三

10、種類型（如圖）。前部單輸送機(jī)適用于單一薄及中厚煤層的開采，中部輸送機(jī)和前部中部雙輸送機(jī)適用于厚煤層放頂煤開采。整體頂梁液壓支架復(fù)合頂梁液壓支架工作面端頭支護(hù) 工作面上下端頭是工作面和平巷的交會處，此處控頂面積大，設(shè)備人員集中，又是人員、設(shè)備和材料出入工作面的交通口。因此，搞好工作面端頭支護(hù)極為重要。端部出口的安全；支架跨度要大，不影響輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的正常運轉(zhuǎn)，并要為維護(hù)和操縱設(shè)備人員留出足夠活動空間；要能夠保證機(jī)頭、機(jī)尾的快速移置，縮短端頭作業(yè)時間，提高開機(jī)率。 單體支柱加鉸接頂梁支護(hù) 如圖所示，為了在跨度大處固定頂梁鉸接點，可采用雙鉤雙楔梁，或?qū)⑵胀ㄣq接頂梁反用，使楔鉤朝上。 用45對長梁

11、加單體支柱組成的邁步走向抬棚支護(hù)超前支護(hù)工作面運輸和回風(fēng)順槽靠近工作面的20m左右，有時可達(dá)到30m的范圍內(nèi)，由于工作面前方移動支承壓力和順槽兩側(cè)固定支承壓力的共同作用，而使該范圍內(nèi)順槽壓力很高，如果仍然采用正常巷道支護(hù)方式，很難達(dá)到支護(hù)目的，有時甚至發(fā)生事故而影響工作面正常生產(chǎn)，為此應(yīng)加強(qiáng)該范圍內(nèi)順槽支護(hù)。在生產(chǎn)實踐中，工作面順槽斷面形狀和支護(hù)方法各異。所以，應(yīng)在礦山壓力觀測的基礎(chǔ)上，充分考慮煤層及其頂?shù)装鍘r層的性質(zhì)，結(jié)合順槽斷面形狀和支護(hù)方式，確定超前支護(hù)距離和支護(hù)方式。 （a）工字鋼梯形棚巷道（b）錨（或錨網(wǎng)）梯形巷道（c）錨（或錨網(wǎng)）矩形巷道（d）錨（或錨網(wǎng)）拱形巷道（e）拱形U鋼巷道

12、1工字鋼棚梁；2工字鋼棚腿；3鋼長梁；4單體支柱；5鋼棚梁；6U鋼棚子；7錨桿 。采空區(qū)處理 隨著采煤工作面不斷向前推進(jìn)，頂板懸露面積越來越大，為了工作面的安全和正常生產(chǎn)，就需要及時對采空區(qū)進(jìn)行處理。由于頂板特征、煤層厚度和保護(hù)地表的特殊要求等條件不同，采空區(qū)有多種處理方法，但最常用的是全部垮落法。方法：當(dāng)工作面從開切眼推進(jìn)一定距離后，主動撤除采煤工作空間以外的支架，使直接頂自然垮落。以后隨著工作面推進(jìn)，每隔一定距離就按預(yù)定計劃回柱放頂。特點：簡單可靠、費用少；凡是條件合適時均應(yīng)盡可能采用這種方法。 適用：直接頂易于垮落或具有中等穩(wěn)定性的頂板。主要工序：配合工作面推進(jìn)定期進(jìn)行回柱放頂工作， （a） 最小控頂距時支架形式；（b） 第一次推進(jìn)后支架形式；（c） 放頂前（最大控頂距）支架形式；（d） 放頂后恢復(fù)到最小控頂狀態(tài)。當(dāng)工作面推進(jìn)一次或二次之后，工作空間達(dá)到允許的最大寬度，即最大控頂距，應(yīng)及時回柱放頂，使工作空間只保留回采工作所需要的最小寬度，即最小控頂距。如果不放