《综采采煤工艺》PPT课件.ppt

综采采煤工艺,大同煤矿集团公司生产技术部穆秉清,采煤工艺:在采煤工作面内按一定顺序完成各项工序（落煤、装煤、运煤、工作面支护、采空区处理）所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合称为采煤工艺。采煤系统:回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互位置关系。采煤方法:采煤工艺与采煤系统的综合。单一综采工艺流程为：采煤机割煤、装煤移刮板输送机、转载机、缩胶带输送机运煤推移移刮板输送机移架升架，包括端头支架和端头、超前支柱回柱放顶。辅助工序有：乳化液泵运行、清理浮煤搞文明生产、看管采煤机电缆、移动串车和电缆,一、采煤机割煤和装煤采煤机完成割煤和装煤，一般采煤机右滚筒顺时针旋转，左滚筒逆时针旋转，工作面前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，这种方式采煤机司机操作安全，煤尘少，装煤效果好。1割煤标准（1）煤壁要割直、顶底板要割平，既不要留顶底煤，也不能割顶底板，如个别地段出现煤层厚度大于采高时应留底煤开采，不准留顶煤开采。（2）截深：按作业规程规定操作，一般为0.6或0.8m。（3）在割煤过程中，采煤机滚筒将机道浮煤尽量清扫干净。（4）工作面头尾斜切进刀长度、推移刮板输送机距采煤机的距离按作业规程中规定执行。,2割煤过程注意事项（1）采煤机启动前，司机必须巡视采煤机周围，通知其他人员撤离到安全地点，确认在采煤机滚筒转动范围10m内无人员和障碍物后，方可起动采煤机：（2）要经常注意观察顶底板、煤层、煤质变化和刮板输送机载荷的情况，随时调整牵引速度及截割高度，保证顶底板割平，符合安全质量标准化要求，遇到特殊情况及时停机处理。（3）要与工作面支架工、移刮板输送机工及顺槽转载机司机、胶带输送机司机等密切合作，按规定顺序开机、停机。（4）当工作面遇到顶板破碎时,采煤机必须先割底刀,再割顶刀;当工作面过地质构造时(断层、夹石、冲刷等)采煤机的速度必须放慢。需留三角底煤时,采煤机必须逐渐往起爬坡。,3、采煤机割煤方式：采煤机割煤方式要综合考虑顶板管理、移架方式、进刀、端头支护等因素。采煤机割煤方式一般有2种，即单向和双向割煤。双向割煤：采煤机往返一次割两刀，一般采用端部斜切进刀方式，多用于煤层赋存稳定、倾角较小的综采工作面。单向割煤：采煤机往返一次割一刀，一般采用中间或端部斜切进刀方式，该方式适应于顶板稳定性差，或煤层倾角大，不能自上而下移架，运输机容易下滑的综采工作面。单向割煤又可分为上行割煤和下行割煤。,4、单向割煤中上行割煤和下行割煤的优缺点和适应条件？上行割煤优点：（1）、采煤机司机吸尘量少；（2）、有利于防止液压支架及刮板运输机下滑。缺点：（1）、采煤机利用率低，装煤率低；（2）、割煤后顶板悬露面积大、时间长，空顶范围内的顶板较难维护。适应条件：为减少采煤机司机吸尘量时采用。,下行割煤优点：（1）采煤机装煤率高；（2）、有利于减少采煤机牵引部事故；（3）、工作面各工种和各工序之间干扰少。缺点：（1）、采煤机利用率低；（2）、采煤机司机吸尘量大；（3）、割煤后顶板悬露面积大、时间长，空顶范围内的顶板较难维护。,5、工作面端部斜切进刀适用条件和优缺点。适用条件：（1）、顶板较为稳定。（2）、回风及运输顺槽有足够宽度，工作面刮板运输机的机头与机尾伸向顺槽内，能保证采煤机往返斜切时，其前滚筒能割透顺槽内侧煤壁。优点：（1）、采煤机切入煤壁的阻力小。（2）、操作简单，易实现。缺点：（1）、工作面两端空顶距离长，空顶面积大，不利于顶板管理。（2）、采煤机往返斜切距离长，故辅助时间较长。,工作面端部斜切进刀,6、工作面中部斜切进刀方法的适用条件和优缺点适用条件：（1）、工作面较短；（2）、为避开工作面端头作业时各工种互相影响。优点：简化了工作面端部的工序。缺点：（1）、采煤机沿全工作面每往返一次只割一刀煤，增加了空跑时间；（2）不利于工作面工程质量管理。,7、采煤机飘刀啃底的原因和预防措施 原因：(1)、底板起伏不平，使输送机铺设不平；(2)、煤壁前的浮煤清理不干净，推移输送机时，浮煤挤到溜槽下面，使输送机歪斜；(3)、底板为煤层或松软底板时，采煤机容易啃底；底板硬时则容易飘刀；(4)、当工作面有仰角时，采煤机容易飘刀；有俯角时容易啃底。预防措施：(1)、保持输送机平稳。(2)、随时注意采煤机的工作状况，发现有飘刀或啃底趋势，应及时调整摇臂高度或底托架调斜油缸。(3)、经常检查截齿状况，及时更换磨损的截齿，丢失的截齿要补齐。,8、顶板条件较差时，必须适当控制牵引速度，要与移架工密切配合，使新暴露的顶板能得到及时支护。9、采煤机过断层时，要采用前滚筒在下割底煤，后滚筒在上过断层，因为断层带顶板破碎，前滚筒在下割底煤，上面留有顶煤，顶板不易冒落，后滚筒割顶煤后支架立即前移，可防止顶板冒落。,10、综采工作面通常说的“三直”的内涵是什么？工作面煤壁直：采煤机割煤时，要将工作面煤壁采直，采齐，保证按规定采够进度，不留伞檐煤。输送机直：推移输送机时应顺序推移，只允许有一个弯曲段，而且弯曲度不得过大过急；输送机的机头机尾不应超期或落后；当工作面割完一刀后，输送机移成一条直线。液压支架直：液压支架的顶梁、底座与工作面顶、底板平整接触。接顶要严密，架间距离要一致，推移进度要一致。当工作面割完一刀后，支架要呈一条直线。,二、综采工作面支护综采工作面支护包括：工作面支护，工作面端头支护和巷道（包括超前）加强支护。,（一）、综采工作面支护1、要选择好支架：破碎顶板选择掩护式支架，稳定顶板选择支撑掩护式支架，坚硬顶板选择支撑式支架或支撑掩护式支架，放顶煤工作面选择低位放顶煤支架，支架的形式根据顶板情况决顶。随着技术的不断发展，两柱式掩护式支架在全国煤矿综采工作面使用的越来越多。液压支架的作用：液压支架的作用是：支护工作面顶板、切顶和挡矸、护壁及推移刮板输送机。,2、综采工作面支架的支护方式：及时支护：在采煤机割煤后先移支架，再移刮板输送机。因此采煤工艺过程为采煤移架推溜。这种支护方式在顶板破碎容易冒落的情况下采用。滞后支护：在采煤机割煤后先推刮板输送机，再移支架。因此移架要滞后割煤较大距离，顶板暴露面积大时间长。采煤工艺过程为采煤推溜移架。这种支护方式用于顶板岩石不容易冒落的工作面。,超前支护：当煤壁刚发生片帮，不等采煤机采煤，支架就向前挪动，使煤壁片帮后的顶板得到提前支护。这时采煤工艺过程为移架采煤推溜。此方法在煤壁片帮严重的条件下“带压移架”：即同时打开降柱及移架手把，及时调整降柱手把，使破碎矸石滑向采空区，移架到规定步距后立即升柱。此方法在过断层、空巷、顶板破碎带及压力大时使用。,2、液压支架工操作及其注意事项：正常移架操作顺序：收回伸缩梁、护帮板、侧护板；.操作前探梁回转千斤顶，使前探梁降低，躲开前面的障碍物；降柱使主顶梁略离顶板；当支架可移动时立即停止降柱，使支架移至规定步距；,调架使推移千斤顶与刮板输送机保持垂直，支架不歪斜，中心线符合规定，全工作面支架排成直线；升柱同时凋整平衡千斤顶，使主顶梁与顶板严密接触约35秒，以保证达到初撑力；伸出伸缩梁使护帮板顶住煤壁，伸出侧护板使其紧靠相邻下方支架；将各操作手把扳到“零”位。,移架操作要掌握八项要：各操作要快；移架速度要均匀；移架步距要符号作业规程规定；支架位置要正，不咬架；各组支架要排成一条直线；支架、刮板输送机要平稳牢靠；顶梁与顶板接触要严密不留空隙；煤、矸、煤尘要清理干净。,推移工作面刮板输送机：先检查顶底板、煤帮，确认无危险后，再检查铲煤板与煤帮之间无煤、碎石、杂物后方可进行推移工作；推移工作面刮板输送机与采煤机应保持1215米距离，弯曲段下小于15米；可自上而下，自下而上或从中间向两头推移刮板输送机，不准由两头向中间推移；除刮板输送机机头、机尾可停机推移外，工作面内的溜槽要在刮板输送机运行中推移，不准停机推移；,千斤顶必须与刮板输送机联结使用，以防止顶坏溜槽侧的管线；移动机头、机尾时，要有专人（班长）指挥，专人操作。慢速绞车移机头、机尾时，必须按回柱绞车司机有关操作规定执行；移设后的刮板输送机要做到：整机安设平稳，开动时不摇摆，机头、机尾和机身要平直，电动机和减速器的轴的水平度要符合要求；刮板输送机推移到位后，随即将各操作手把扳到停止位置。,液压支架工注意事项：液压支架工必须熟悉液压支架的性能及构造原理和液压控制系统，通晓本操作规程，能够按完好标准维护保养液压支架，懂得顶板管理方法和本工作面作业规程，经培训考试合格并持证上岗。液压支架工要与采煤机司机密切合作。移架时如支架与采煤机距离超过作业规程规定，应要求停止采煤机。,掌握好支架的合理高度：最大支撑高度应小于支架设计最大高度的0.1互米，最小支撑高度应大于支架设计最小高度的02米。当工作面实际采高不符合上述规定时，应报告班长并采取措施后再移架。支架内各立柱机械加长段伸出长度应一致，其活住行程保证支架不被“压死”。,支架所用的阀组、立柱、千斤顶均不准在井下拆检，可整体更换。更换前尽可能将缸体缩到最短，接头处要及时装上防尘帽。备用的各种液压软管、阀组、液压缸、管接头等必须用专用堵头堵塞，更换时用乳化液清洗干净。更换胶管和阀组液压件时，只准在“无压”状态下进行，而且不准将高压出口对人。不准随意拆除和调整支架上的安全阀。,移架操作注意事项：每次移架前都先检查本架管线，不得刮卡，清除架前障碍物。移架时，本架上下相邻两组支架推移千斤顶处于收缩状态。带有伸缩前探梁的支架，割煤后应立即伸出前探梁支护顶板。铺设顶网的工作面，必须先将网放下后再行移架。采煤机的前滚筒到达前应先收回护帮板。降柱幅度低于邻架侧护板时，升架前应先收回邻架侧护板,待升柱后再伸出邻架侧护板。,移架受阻达不到规定步距，要将操作问手把置于断液位置，查出原因并处理后再继续操作。邻架操作时，应站在上一架支架内操作下一架支架；本架操作时必须站在安全地点，面向煤壁操作，严禁身体探入刮板输送机挡煤板内或脚蹬液压支架底座前端操作。移架的下方和前方不准有其他人员工作。移动端头支架时，除移架工外，其余人员一律撤到安全地点。假顶网下可采用“带压移架”：保持一定初撑力，紧贴或略脱离假顶网前移支架，要防止刮坏网或出现大网兜造成冒顶。,保证工作面支架的初撑力。泵站压力必须达到规定值。一般不小于30MPa，有特殊情况达不到的向集团公司生产技术部打报告并说明理由，批准后方可执行。液压系统不得的有跑冒滴漏现象。要做好支架的检修工作保证支架的完好率。,支架接顶严密，不得有浮煤（矸）。采煤机司机割平顶板，支架工应及时清理顶梁上的浮煤（矸）。支架工操作熟练，升架时间达到要求。严格按正确的操作程序降、移、升支架，升架时间达到45秒。每个支架必须安装压力表，支架工升架时看表使初撑力达到规定值的80%以上。,为什么液压支架接顶要严密：若支架不接顶，顶板与支架间有空顶，势必造成顶板的离层、下沉，顶板出现台阶状，造成支架前移困难，甚至移不动支架。为什么液压支架必须保持直线：综采工作面支架不保持直线，交错处端面距过大，易引起冒顶，矸石也易窜入支架内，处理不及时可能造成死架。,（二）、综采工作面端头支护和巷道（包括超前）加强支护。安全出口是采煤工作面的咽喉，它们担负着采煤工作面运输煤炭、物料，进回风、行人、供电、灭尘洒水等任务。综采工作面上下安全出口、超前20米控制面积大，上下顺槽的顶板暴露时间长，加上工作面支撑压力的影响，随着工作面的推进，工作面煤壁内就形成了超前支承压力带，这个支承压力带不断前移变化，在回采期间一直存在且支承压力带的最大应力要高于原始应力好几倍，支承压力的最大值约在煤壁前方215米处。,1、综采工作面上下端头支护：综采工作面上下端头必须按集团公司规定支护，支架跨半巷配合单体支柱支护，单体支柱的支护方式、排距、柱距根据工作面的顶板情况在作业规程中规定。如工作面发生上（下）窜时，在作业规程中应明确规定单体支柱的支护方式、形式。,2、综采工作面超前支护：1）、回采工作面上下顺槽距煤壁线20米范围内必须采用双排单体柱进行加强支护,支护形式、柱距、排距要在作业规程中明确规定。2）、两巷超前支护单体支柱必须进行监测，初撑力要求达到50KN以上,达不到的要进行二次注液；要有单体支柱防倒和顶梁防坠装置,并符合要求。3）、上下顺槽自工作面煤壁超前20米范围内,支柱完整无缺；高度不低于1.8米，有0.7米宽的人行道。4）、如综采工作面两巷的超前需要防片帮的，其支护方式、形式要在作业规程或措施中明确规定。,三、破碎顶板控制：复合型顶板：所谓复合型顶板是指煤层顶板由下软上硬不同岩性的岩层组成，软硬岩层间夹有煤线或薄层软弱岩层，下部软岩的厚道一般为0.5-2m。1、工作面破碎顶板的端面冒顶是影响提高开机率及单产的主要原因，在诸因素中，煤层及顶板的易冒落性是其内因，它决定于本身强度、层理、节理的类型及密度和地质构造的影响。端面距、片帮和支架的工作状态，包括支撑力、接顶状态、推进速度是外因。,要控制破碎顶板应采取：（1）采用及时移架方式，缩小端面距，尽量减少端面顶板的暴露时间；（2）采取有效的防片帮措施及机构；（3）采用带压移架方式；（4）必要时铺顶网以防止漏矸及改善支架接顶状态；（5）局部破碎严重地段进行煤岩固化。,2、综采工作面顶板事故形成的原因是什么？如何预防？1）、顶板条件差。工作面煤层顶板为破碎型、复合型、再生型时，顶板稳定性差，易发生冒顶、漏顶事故；坚硬顶板难冒时，周期来压显现剧烈，是形成工作面顶板事故的潜在威胁。2）、支护不及时。工作面顶板事故，往往因为支护不及时所引起，所以必须及时支护新暴露出来的顶板，尽量减小空顶面积和空顶时间。,3）、煤壁片帮严重。工作面煤壁严重片帮后，增大了空顶区的面积，如果不及时支护，则容易发生顶板冒落事故。4）、支架操作使用不当。工作面支架工作状态差，接顶不好，起不到支护作用，从而发生顶板事故。5）、措施不得力。工作面所采用的防护措施不能有效地控制破碎顶板，移架时，易发生顶板局部冒落。6）、违章指挥、作业。这是形成顶板事故的一个不可忽视的原因。,顶板事故的预防：1)、支架的合理选型。2)、提高和保证支架初撑力。3、过断层、空巷、顶板破碎带及压力大时与正常移架有什么不同？1)、按照过断层、空巷、顶板破碎带及压力大时的安全技术措施进行立即支护或预先支护，尽量缩短顶板暴露时间及缩小顶板暴露面积；,2）、一般采用“带压移架”，即同时打开降柱及移架手把，及时调整降柱手把，使破碎矸石滑向采空区，移架到规定步距后立即升柱；3)、过断层时，应按作业规程规定严格控制采高，防止压死支架；4)、过下分层巷道时，除超前支护外，必须确认下层空巷已充实后方准移架，以防通过时下塌造成事故。,4、工作面冒顶的处理：1）、主顶梁前端顶板破碎局部冒顶时，将顶梁用半圆木刹顶，再升柱使其严密接顶；2）、支架上方空顶有倒架危险时，应用木料支顶空间。处理时先在顶梁上打临时支柱护顶，人员站在安全地点，用方木或半圆木打木垛。木垛最下一层的两端要分别搭在相邻两支架顶梁上并与顶梁垂直。移架时注意交替前移，以保持木垛完整；,3）、煤质松软片帮时，要在支架与煤壁间支棚刹顶帮，以防止继续片帮造成大冒顶；4）、当支架上方与前方有较大面积的片帮冒顶时，可采用撞楔护顶方法处理：（1）在冒顶两侧各架设23架棚子，棚子高度应大于支架高度，其中第一架应大于支架0.5米以上；（2）棚子间距0.61.0米，要挖柱窝0.20.3米，迎山合适有劲，背实背牢，稳固；,（3）将削尖的半圆木平面朝下，从第二架梁下斜穿入第一架梁上打入，随打随用长钎子捅出前阻的煤矸，若大锤打击力不足，可采用0.2米直径的坑木用粗绳吊挂在棚梁上进行撞楔；（4）撞楔间距约0.25米，撞楔间隙用木板背严。5）、移架前应在煤帮侧打上抬棚托住棚梁，以便拆除阻碍移架的棚腿。,5、打钢针做假顶渡漏顶技术综采工作面在遇到地质构造破碎带时有时发生漏顶事故。经过长期的实践，积累了丰富的过漏顶经验，最主要的方法有运用煤壁穿钢针、破碎区域注射马丽散加固采煤工作面破碎顶板、工作面机道冒落区域充填罗克休等方法，可有效控制破碎顶板，并防止冒落区的进一步扩大，及时治理漏顶，保证安全快速通过冒落区。,打钢针做假顶渡漏顶示意图,打钢针做假顶渡漏顶示意图,四、坚硬顶板控制强制放顶技:术大同煤矿侏罗纪煤层赋存具有顶板、煤层两硬的特点，采用长壁式开采时，随着工作面的推进，古塘顶板不易自行跨落，必须进行人工强制放顶。经过长期的研究实践，形成了独特的强制放顶技术。即采用钻机在工作面顺槽按一定的角度打深孔、在工作面内打浅孔，然后装药进行爆破来破坏岩层的完整性，使顶板逐步跨落，避免由于古塘悬板大而突然跨落造成对工作面的冲击破坏，做到了安全生产。放顶分初次放顶和步距放顶。,五、综采工作面停采的支护工艺 1、合理确定停采线位置，要综合考虑矿山压力、资源回收率、安全快速等因素，避开周期来压、破碎顶板和地质构造。2、停采后要保证机道的宽度和高度能满足撤支架要求的空间，确保既有利于快速撤架，又不至于机道太宽不利于机道的支护管理。3、工作面停采时必须铺设金属网护顶护帮，金属网要用锚栓托板压住。机道煤壁侧支护一排支柱，柱帽要护住机道上方，防止漏顶和煤壁片帮。4、采空区有悬板的综采工作面停采前要将放顶孔打好，以便停采后能及时将古塘悬板放下。5、支架上方是否上钢梁、打锚杆锚索应根据顶板情况确定。6、应加强端头和超前支护，防止端头和超前漏顶，保证撤设备的安全。,六、矿压观测管理与方法,