我国发展采煤机械化的措施和经验.doc

我国发展采煤机械化的措施和经验 一、总结以下几点 1、增大矿井各生产环节的能力，实现集中生产，充分发挥机械化采煤的效益。 ⑴在生产矿井的技术改造中应强调一加大三集中，一加大就是加大矿井综合生产能力。三集中，水平、采区、工作面集中。 ⑵为了发挥机械化采煤的效益，一定要抓好各生产环节的配套工作，主要有以下三方面一是运输、提升环节要配置，二是采区的准备工作要配套，三是安全技术工作要配套。 2、搞好综采工作面的地质、测量和矿山压力观测工作面，选好架型和机械，充分发挥综采设备的经济效益。 ⑴直接顶不稳定，压力不大时一般选用掩护式支架，直接顶不稳定，老顶压力明显时，选用支撑掩护式。顶板完整和坚硬的可选用节式和剁式支架。 ⑵选支架四考虑 ①适应煤层厚度变化，不丢资源。 ②适应顶板岩性。 ③考虑井型和生产环节能力，特别是井巷断面较小，环节能力不大时，要选用轻架型。 ④选择架型时一个矿区最好架型不要太多。 3、加快掘进速度，做好开采准备和综采搬家工作。 4、加强技术培训，不断提高队伍素质。 5、坚持科学管理，实现以工程质量和设备维修质量为中心的正轨循环作业。 二、综合机械化采煤，科学管理着重抓好以下几个方面 1、加强领导，健全机构。 2、健全制度，明确责任。 3、有奖有惩，赏罚分明。 4、实行全面质量管理。 三、综合机械化采煤工艺的具体措施和经验 ㈠倾斜长壁仰斜和俯斜采煤工艺 1、仰斜采煤 ⑴防止片帮和冒落的措施 ①当片帮严重，顶板在割煤前就暴露出来时，要提前移架，如不能提前移架或顶板暴露面积较大时，可在支架前梁上面垂直工作面放置23根木板梁，当悬梁较大，可紧靠煤壁打临时支柱，支撑木板梁。 ②如果割煤后，伪顶很快冒落，那么在前滚筒割完后，就立即移架，及时支护好刚裸露的顶板，如果顶板比较破碎，在割煤钱可沿工作面在顶板上打锚杆，托柱顶板。锚杆间距一般为300400mm。 ③对采高大而有易于片帮的煤层，应选用带有支护壁装置的液压支架，也可在煤壁上打上一排木锚杆或速凝水泥锚杆或树脂锚杆。 ⑵防止瓦斯超限的措施 用仰斜采煤时，除采煤涌出的瓦斯外，采空区内的瓦斯也涌向工作面，使回风顺槽与工作面连接部靠老塘一侧风流较小，瓦斯超限。其处理措施为 ①用风筒布制作挡风墙，使工作面尾部的风流绕到支架后部，把瓦斯冲淡带走。 ②对瓦斯较大的矿井，在回风顺槽留一尾巷，使风流一部分顺回风顺槽流除，另一部分风经尾巷流到附近的回风顺槽或岩石回风道。 ⑶防止采煤设备向老塘滑动的措施 ①仰斜采煤工作吗，在煤层倾角较大时（一般在1215甚至更大），采煤机重心向老塘倾斜。为了保持采煤机稳定，可用双导向装置，并在输送机下设三角托架，使输送机保持水平状态。同时为了保持采煤机滚筒与煤层层理面平行，骑在输送机上的采煤机还需调斜。 ②为防止采煤机，输送机等向老塘下滑，一般输送机的推移千斤顶还应起锚固输送机的作用。对推移千斤顶应有油液闭锁装置，对普通机械化工作面，必须设置锚固柱。 2、俯斜采煤 ⑴俯斜采煤的特点悬顶岩梁的重心和工作面煤体的重心都倾向于煤壁，使直接顶板下的煤层处于挤压状态，使煤壁不易被压松而片帮，对顶板管理有利，由于采煤机、输送机和支架的重心都倾向煤壁，对采煤机进刀、移架和推溜都有利。 ⑵在涌水大的煤层使用俯斜采煤，开采时水流向工作面，会给工作面带来困难。 ⑶俯斜采煤水患处理措施 ①首先弄清煤层顶板的水文地质构造，含水量大小和其他水源的关系，并制定一个好的方案。 ②如果水量大，为便于排水，在倾斜的皮带道和材料道要设有足够大的水沟，一般材料道应逼皮带道低一些。作为主排水道，在皮带中为保证煤粉不淤埋皮带和托辊，可在皮带道中设纵向、横向挡帘，要及时派人清理，将煤粉装入皮带运出，工作面下部要设有水仓，沉淀后，使煤水分离，煤用扒斗运到刮板输送机，再运到煤仓。 ③如果顶板含水较大，可进行采前预放水。其办法是在倾斜材料道和皮带道中，用小钻机向煤层顶板含水层钻出大直径的放水钻孔，使顶板水沿钻孔流入斜巷水沟。 ㈡旋转式开采和扇形开采 综采工作面搬家工程量大、花费人工多、时间长、备件和物资损失量大，影响综采生产能力和各项技术经济指标。办法一加大采区走向长度和改走向长壁为倾斜长壁。办法二有些矿由于受地质和技术条件限制，很难加大综采面的连续推进度，采用旋转式开采法，用以增加综采工作面连续推进的距离。 1、扇形开采 扇形开采实质上是旋转式开采的一种，只不过旋转角度小，多数用在工作面开始或末尾的三角煤开采。 ⑴旋转式采煤的进刀方法 ①旋转采煤的特点就是圆周部分的进度要大，越靠近圆心部分的进度越小，在圆心旋转进度为零。 ②先零后整 如工作面长144m，共安98架。先从75号开始，向机尾割煤，这是第一短刀，随后移架而不推溜，然后采煤机空刀退回到50号，这是随机移架和推溜。空刀退回到25号，随机移架和推溜，在割第三短刀。最后退到2号时，向机尾割第四刀，这是一长刀，即把工作面割透，同样只移架不推溜，并把溜子、支架调直，这就一个循环 ③先整后零 它是割5刀。机尾是用斜切进刀。第一刀割长刀后，010m，只调架不推溜，1030m微推溜，30m以后按一个截深移架推溜，采煤机到机尾后斜切进刀，然后下行割煤，一直割到距机头30m处，这是第二刀，移架推溜到60m为止，第三刀上行割煤，3060m是空刀，从60m割到机尾，从1090m微推理，主要是调直输送机，90m以后移架推溜到一个截深，第4、5刀都是短刀，完成一个循环。 究竟用几刀完成一个循环，这与工作面长度、采煤机每班的割煤长度、截深和工作面允许的水平弯曲度有关。 实例以鸡西小恒山煤矿进行180旋转采煤为例，工作面长148m，截深0.6m，每班实际截煤总长度370m，工作面输送机允许弯曲水平角度252′。 首先根据采煤机每班实际截深煤长度来确定循环进刀数 根据等差级数几项和的公式 Sn{a1an/2}*n 式中Snn项和，这里用n刀的总长度代入。 a1 、an第1刀和第n到截割长度。 nn项数，这里为循环中的刀数。 n 2Sn/ a1an 令第一刀a1为0，并已知an为148m n2*370/1485 因为第一刀为零，实际只进行了4刀每刀增（减）距离P148/437m，则四个切割点的初始位置分别为a、74号架，111m处，b、49号架，74m处，c、24号架，37m处，d、2号架，0m处。 对工作面输送机允许水平弯曲角进行验算 4刀的最大周长为4*0.62.4m，其圆心角α与工作面输送机弯曲角度β是相等的。αβae/L（2.4/180）*（180/π）55′45″ ⑵采三角煤时，一般旋转角度较小 ①用输送机来控制截深度。这种方法不区分割长刀短刀，而是每刀都割通，为了控制采煤机进刀量，只要把每次移溜位置顶下来，这样以输送机为导轨采煤机进刀量也就定了下来。 如下图所示，如果工作面有92架，已知机尾进600mm，机头处不动，则每15架为一控制标准架。算出标准架和输送机每一刀推进的位置，并用长短不同的限位套，扣在标准架推移千斤顶的活塞杆上，以确定每一刀每一标准架和输送机的推移位置，这样就保证了工作面以机头为圆心的旋转式推进的开采方法。（附图前为机头，后为机尾） ②采三角煤并不一定非要机头不动，机尾沿圆周摆动的开采方法。 由于机头不动，给机头处的顶板维护带来很大的困难。大同同家矿采用的方法与旋转式“先零后整”的方法类似，一循环割6刀，它的最后一刀是长刀，并从工作面机头开始到机尾都进入一个截深，即每一个循环，机尾圆周处进3.6m，而机头处进0.6m。这样就形成一个扇形。（附图，小为机头，大为机尾） 2、旋转式采煤机头处的支架和设备布置 旋转式采煤处一个关键问题是机头处煤层顶板的维护和设备布置 ⑴英国在旋转90采煤时，在机头处旋转中心采用了标准连接部的位置，首先将机头处巷道加宽，并将一个5.2㎡钢制方形连接部安在旋转中心，该中心也是顺槽输送机轴线中心的通过点。方形连接部四个角都架立柱，并在靠近工作面的承载梁下架5根立柱，这些立柱随工作面输送机旋转而拆除和重新安装，以便工作面输送机能顺利通过。为了增加支护密度，在方形对角线上安装一根对角梁，以支护连接部的中部。 ⑵在工作面推进到距旋转圆心30m左右时，将顺槽可伸缩输送机缩短30m，并加设一台SGW-44刮板输送机。该机机头与缩短的顺槽胶带输送机斜交搭接，机尾向上帮紧贴煤壁，并拉低0.5m1.2m左右，以便转载机或将来转载机拆除后，工作面输送机可直接搭接在该刮板输送机机尾上，这时，该刮板输送机就相当于一台转载机。 3、旋转式采煤应注意的问题 ⑴由于工作面在旋转期间保持等长，因此掘进时，对回风顺槽的曲率半径应保持一致，不然就会出现增减支架数量和输送机变换长度的情况。 ⑵要防止旋转时工作面支架和输送机上下 窜动。液压支架最好是有侧护板和防滑导向装置的支架，要经常调整支架角度，使其垂直工作面。输送机机头最好使用端头支架，并使机头处于旋转中心。 ⑶旋转中心的维护问题。因为旋转中心点维护时间长，支架、设备移动频繁，顶底板都要加强维护。除前面谈到的旋转中心点的维护外，工作面前10m左右一段，由于支架的反复支撑对顶底板破坏较大，所以控制顶板应采区铺金属网，背长板梁等措施，如底板松软，也要在支架下铺铁板或铺大梁。 ⑷其他措施，如前面谈到的采煤机进刀方式，是保持煤壁、输送机旋转到位的关键，要掌握好，同时要注意通风问题，均压通风。 ㈢大倾角煤层综合机械化采煤（措施，另一个笔记本为理论） 大倾角综采出现的问题是“三滑”问题 1、工作面输送机防滑措施 ⑴工作面输送机下滑原因和下滑实测数据。大倾角工作面输送机主要受下列重力的影响，使输送机处于下滑状态 PP1P2P3*sinа-cosа*fP4P5 P使输送机沿底板下滑的合力 P1输送机重量 P2输送机载重煤炭重量 P3输送机上采煤机及牵引链重量 P4采煤机向上割煤时牵引链张力 P5输送机底链阻力 а煤层倾角 f输送机与底板的摩擦系数 ①随а增大，P也增大，下滑趋势将增大 ②采煤工艺不当也会影响输送机下滑。如工作面由上向下割煤时，随着向下移置输送机也会造成下滑，这是移溜千斤等不垂直输送机，而是向下偏移，在推移规程中下滑。 ⑵把工作面布置成伪倾斜防止输送机下滑。 把工作面煤壁与运输顺槽排成一个锐角а，使机头超前机尾一定距离，在推移输送机时，就能向上推移一定距离，使其与输送机下滑量相等，防止了输送机下滑。具体做法是 ①边观察边调整锐角а ②根据实测下滑量计算 如果新采区采煤没有数据，就采用经验数据。如果输送机仍然下滑，则进行调整，即加大下机头的进度，使а值变小，相反，如果输送机上窜，则应减小下机头进度，使а值变大。 具体计算方法附公式与图 θtg（D/1000） α90-θ SL*cosα L工作面长度，m D输送机每米下滑量，mm。 S下机头超前上机尾的距离，m ⑶加强输送机的防滑紧固装置，这是根本，首先加强机头、机尾的紧固，特别是机尾。以下为经验 ①在机尾安设3个防滑千斤顶，机头安设一个，并且规定在没有紧固好之前，不准开机。 ②在机尾支架支设两根液压支柱作为压柱，支柱与底板的家教为7075，压柱要牢固可靠，压柱底盘与底板间不能有浮煤，顶板应刨成麻面，防止滑动，如顶板破碎应在柱顶上垫上大板。 ③输送机机身紧固也很重要。一般用移溜千斤顶加上液压锁，作为紧固千斤顶，一头固定在支架上，一头固定在输送机上。每10架安设一紧固千斤顶，倾角大时，可增加。 ⑷改进采煤工艺，防止输送机下滑，经常采用的是双向割煤，单向推移输送机。即采煤机向上行割煤时，除第一、二支架外，移支架和输送机移动顺序都是由下向上进行，当采煤机下行割煤时，割了一段距离后，移架和移输送机仍然由下向上进行，这样就防止了在移溜过程中下滑。 ⑸防止输送机下滑，把移溜千斤顶向上斜1020，一般为15，注意产生一个向上推理（约为2.07t）以阻止。 ⑹机尾固定，割三角煤，也可防止溜子下滑。 2、采煤机防滑措施 ⑴为采煤机配上安全液压绞车 ①当采煤机牵引链断裂时，液压绞车离心限速开关动作，切断电源，制动闸在弹簧力作用下使闸带抱住滚筒，制止采煤机下滑，起到保护。 ②当向上割煤时，液压绞车能起到辅助牵引作用。 ⑵防止采煤机电缆下滑及打叠 ①防滑措施，即在电缆槽内铺上一层皮带以增加摩擦力，或每隔20m用木楔拖拽链固定在电缆槽帮，当采煤机向下割一定距离时在把木楔去掉或把铁丝解开。 ②改变电缆拖拽链的运动方式。 ⑶防止采煤机在采煤或停机时下滑的措施 ①采煤机上行割煤时，最好及时拉架、推溜，尽量使输送机的弯曲段靠近采煤机，这样即使采煤机发生牵引链断裂，采煤机下滑时，其滚筒在输送机弯曲段易插入片帮，防止下滑。 ②停机时，为防止采煤机下滑，上行割煤停机前一定要将上下滚筒全部落地，以增加阻力，下行割煤时滚筒要切入煤帮后在停机。 ③在移动液压绞车或要延长（缩短）工作面输送机时，要用防滑千斤顶将采煤机锁住。如果安装采煤机，要用四道锚链将采煤机底座锁住，再安装其他不见。 3、液压支架防倒、防滑经验 液压支架在大倾角煤层移动过程中，可能发生下述情况a、歪斜，即支架不垂直于输送机。这时需要对支架进行调斜b、错牙相邻支架顶梁交错重叠c、倒架相邻支架侧护板完成错位，上部支架顶梁与下部支架立柱相靠d、支架整体下滑。针对上述情况，可采取以下措施 ⑴工作面调成伪倾斜。在大倾角工作面，支架和输送机、采煤机都在重力影响下向下滑动，特别是输送机下滑明显。 如果输送机下滑，带动移溜千斤顶和支架下滑，这是移输送机，使得输送机下滑量增大，同样支架也下滑，此时，使工作面成伪倾斜布置，工作面下部超前上部，其超前距离和伪倾角的计算方法和调整措施一样。 ⑵在移架过程中防止支架下滑，对已下滑或歪斜支架要及时进行调整，采煤机 上行割煤时，移架是由下向上，当采煤机下行割煤时，移架可分组进行，一般分35架为一组，每组移架也是由下向上进行。 ①支架整体下滑时，可调整工作面伪倾斜角，使工作面下部进刀量大，加大下部工作面超前上部的距离。这样，在移动过程中，可使整个工作面设备上窜，一直到把下滑量减少为零，然后调整伪倾斜角，使其上窜量和下滑量相等。 ②如果支架局部下滑，可将下滑支架顶梁降下，用千斤顶将支架往上顶，直到恢复正常。 ③如果支架歪斜时，在移架时，用手控的办法使前上柱下降或稍微下降，在控架的同时，使其余三根柱卸载，这样整个支架就会以前上柱为圆心，支架发生向上扭转，同时也往前移动，就会使支架从下滑扭转到垂直输送机位置。 ⑶用防滑千斤顶或其他连接机构防止支架下滑或倾倒。 ⑴排头支架和排尾支架的防倒防滑。一般常把工作面下部35架支架称为排头支架，它是整个工作面支架的基础，如果排头支架防倒问题解决了，整个工作面支架防倒防滑问题可以解决。 ①防倒装置一种是用千斤顶分别与邻架顶梁形成一个可互相牵引的整体结构。另一种是用圆环链连接千斤顶，一端连在下方支架顶梁。 ②防滑装置排头支架底座前部连接有三种形式。一种是用移步横梁将排头支架底座连成一个整体。另一种是相邻两架间设双作用的调架千斤顶。第三种是支架直接与输送机 连成一个整体。 ③底座尾部防滑，其下部第一架是关键，一般将第一架尾部与第三架尾部用圆环链和千斤顶连接起来，经常处于拉紧状态，只有在移架时放松。 有的矿在顶板破碎时，为了机头的维护，把滞后的第一架支架的顶梁加长，必须要时打临时支柱支撑加长梁。 ④防止排头支架倾倒。在第一架的下方，打一梁三柱的横大板，并在其下方用单体支柱打上戗柱。 排头支架的移动次序为3、4、5、1、2.因为第一架支架位置因输送机头电机而落后于其他支架一刀的空间，为了防止第二架移动时岩石窜入第一架支架的空间，所以第一架比第二架先移动。 ⑷工作面支架的防倒防滑 底座防滑相邻两支架底座前加设双作用调架千斤顶，可以隔一架设一个，也可以隔几架设一个千斤顶。 底座后部可设侧推防滑装置，底座下滑可用它恢复。 底座间可设置由弹簧套筒和千斤顶控制的导向调梁。 顶梁防倒可相隔几架支架，在顶梁之间安双作用调架千斤顶。 ⑸底座防滑也可用三架一组支架 ⑹支架倾倒时的扶正方法 ①用临时柱子使支架扶正。当支架发生轻微倾倒时，移架前在顶梁的前下方斜支一根柱子，拉架时借斜撑柱摆正的支撑力，把支架向上顶正。 ②用千斤顶扶正。支架倾倒严重，可用两个千斤顶，一个拉顶梁，一个拉底座，使其扶正。 ③用绞车扶正。在支架倾倒严重时，可用绞车把倾倒的架子拉起来。其导向滑轮一定要挂在相邻稳定支架的顶梁卡。