采矿学电子教案采矿学电子教案

能源科学与工程学院能源科学与工程学院采矿系采矿系 20020066 年年 1010 月月

第一节 工作面调斜与旋转调斜 适应煤层等高线变化 开切眼 停采线α≤45 时叫调斜α＞ 45 时叫旋转

第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展

平六矿 1100m

工作面调斜与旋转

1 、实中心调斜旋转中心 O1 点停移输送机另一端移够一个截深，将输送机调成一直线割煤问题：顶板反复支撑， O1 处顶板和煤壁管理困难。条件：顶板稳定 , 调斜角度小措施：煤壁预先加固 打木锚杆。

一、工作面调斜方法

L

Barctan'

B— 采煤机截深；

L— 工作面面长。

工作面两端都有一个前移量把调斜角分成若干个小角采煤机割过一组通（长）刀和短刀后工作面转过角，完成了一个调斜循环。S=nfB

2 、虚中心调斜

S=nfB

B— 截深；f— 每次调斜循环（转）采煤机，截割的通刀（长刀）数n— 调斜一个角所需的调斜循环数

虚中心调斜

α′

工作面调斜与旋转

虚中心调斜每调斜循环（转）刀数确定的方法 1

按相邻两刀煤的错距应大于输送机最小弯曲段长度 Y 来确定

Y

llLn 21

l1， l2— 刮板输送机机头机尾长度；Y— 刮板输送机最小弯曲段长度。 L

Bnarctan'

YY/2

B=0.5m ,Y=15m

B=0.8m ,Y=20m

B=1m, Y=25m

B

工作面调斜与旋转每调斜循环（转）刀数确定的方法按每调斜循环角小于 1.5 的要求，确定输送机上拐点的最小间距为：

'min tgB

S minS

Ln

L=140m, B=0.5m, Smin=28m, 140/28=5

Smin

B

虚中心调斜

一、断层落差大于或等于采高普采工作面避开炮采工作面避开走向断层 断层走向与煤层走向平行倾向断层 断层走向与煤层走向垂直斜交断层 断层走向与煤层走向斜交开中巷重开切眼搬家

第二节 工作面过断层

工作面开中巷避开断层

工作面开超前巷避开断层

沿断层掘切眼

工作面开新切眼避开断层

工作面调斜

工作面缩短

硬过•要满足设备的坡度 刮板输送机的坡度 留底煤割底板的方法 液压支架和采煤机坡度推进方向上的坡度要小于 8 ° ～ 12 °

二、断层落差小于 1/21/3 采高

12°

断层落差小于 1/21/3 采高时硬过• 控制断层附近顶板防止漏垮 减小截深 缩小控顶距 架超前梁 斜撑 木垛普采和炮采要调斜工作面• 煤硬时， f ＞ 4, 挑顶卧底爆

破岩石

综采设备多，尺寸大，重量大（采煤机 8~12 吨，重的液压支架达 17 吨）涉及：运载工具、起吊、牵引装置、运输移动路线、调向、设备调试，运转

第三节 综采工作面搬迁

综采工作面搬迁搬迁费时费工 （主要是液压支架重，多）设备 1800 ～ 2100t ， 3t 矿车 400 多车，运距 2 ～ 3km我国综采平均搬迁时间： 25 ～ 40d耗工 4500 ～ 8700 ，费用 8 ～ 28 万最好水平：综采工作面安装回撤平均 10 天以内，最快达到 4.9 天。

液压支架的组装方式1 ）地面组装，整架下井，运到工作面该方式广泛采用，要求井巷断面够。2 ）地面解体工作面附近组装要求有组装硐室组装硐室一般在回风平巷中切眼附近

一般长宽高 =853m棚子支护 起吊钢梁 双轨调车线

1 、沿运输平巷运入的设备及顺序工作面刮板输送机机头部转载机破碎机乳化液泵站水泵电气设备管路

二、综采工作面设备的搬运与安装

2 、沿工作面回风平巷运入的设备液压支架刮板输送机中部槽及铲煤板、档煤板刮板输送机机尾采煤机及管路

综采工作面设备的搬运与安装

3 、设备安装顺序一般顺序： 液压支架 输送机溜槽 采煤机 输送机机头机尾有时： 先安装刮板输送机的中部槽作运送轨道

综采工作面设备的搬运与安装

4 、安装需要的设备绞车沿煤层底板直接拖入工作面到位后，两台或三台小绞车调度底板软时，铺轨道，轨道上铺滑板

综采工作面设备的搬运与安装

5 、支架安装顺序

1 ）前进式安装

安装顺序与支架的运送方向一致，安装始终在支架掩护下进行，架尾朝前，边扩巷边安装，每段 3050m

缺点：导向差，转向困难，用在顶板破碎的条件下。

综采工作面设备的搬运与安装

（ 2 ）后退式安装开切眼一次掘好，支架由里向外安装要求顶板条件好，效率高。

综采工作面设备的搬运与安装

1 、综采工作面设备拆除顺序 可伸缩胶带输送机 桥式转载机 双滚筒采煤机 工作面刮板输送机 液压支架

三、综采工作面的拆除

2 、拆除液压支架的通道法距停采线 10 ～ 12m左右铺网距停采线 6 ～ 7m 左右铺板梁、钢丝绳工作面割到停采线时将工作面割直，距停采线 23m 时，只推输送机不移架，留出拆架通道。

综采工作面的拆除

１金属网；２钢丝绳；３棚梁；４自移支架；６贴帮柱；

拆架前顶板管理

１金属网；２钢丝绳；３棚梁；４自移支架；５锚杆；６贴帮柱；７木板梁

拆架前顶板管理

3 、拆架前顶板管理（ 1 ）金属网加木板梁（徐州庞庄矿） 1500100200mm ，间距 0.6m。（ 2 ）金属网加钢丝绳 兖州局（ 3 ）金属网加钢丝绳加锚杆（徐州庞庄矿）

综采工作面的拆除

从运输巷拆到回风巷，上端头处刷大，挑高 架设吊架 挖装卸地槽 一般采用后退式拆除，有利于维护顶板

4 、液压支架拆除

液压支架拆除

从回风平巷拆至运输平巷

当平巷中铺有轨道

液压支架拆除

开辅助巷道拆除法

综采工作面安装回撤平均综采工作面安装回撤平均 1010天天以以内，最快达到内，最快达到 4.94.9天天。。

一、工作面长度影响工作面长度的因素（一）地质因素（二）技术因素（三）经济因素

第四节 采煤工艺主要技术参数的确定

（一）地质因素•断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带工作面长度方向上应以大的断层、褶曲、煤层厚度变化带、倾角变化带为上下边界。

影响工作面长度的因素

•煤层厚度煤层较厚， M2.5m ，普采面过长控顶和管理困难煤层较薄，工作面过长，作业困难•煤层倾角25 ，煤矸滚动，行人困难工作面不宜过长顶板破碎，工作面不宜过长。•瓦斯涌出量限制工作面长度

影响工作面长度的因素

工作面日产量 = 面长 × 循环进尺 ×昼夜循环数 × 煤层生产率

Q = L × B × N × M × γ

工作面需要的风量 = 日产量 ×昼夜产煤一吨所需风量

Q × qb

工作面的最小断面 = 工作面最小控顶距 × 采高 ×风流收缩系数

S= l min × M × Cf

工作面实际风速 =风量 / 断面

V 实际 =（ Q × qb ） / S

　　　　　工作面实际风速≤工作面允许的最大风速

V 实际≤ V

瓦斯涌出量限制工作面长度

工作面长度

瓦斯涌出量限制工作面长度

L × B × N × M × γ× qb

l min × M × Cf

≤V

P=M × γ

m × m × m × t/m3 × m3 / t. min

m ×m

V =4m/s

（二）技术因素受设备限制国产刮板输送机 150200m

一般工作面长 80200m

炮采—工作面较短普采—工作面长度可适当加大综采—工作面最长

影响工作面长度的因素

（二）技术因素•工艺的影响 在缓倾斜煤层中：工作面 炮采 普采 综采长 度 （ m ） 80120 100150 160200

•技术管理水平 工作面愈长，要求愈高。•矿井设计时技术参数的影响阶段斜长的影响•足够的月进度

影响工作面长度的因素

（三）经济上因素经济上最佳的工作面长度 ：产量、效率和效益

单向采煤，往返一次进一刀的时间

影响工作面长度的因素

11 )11

)(( tVV

LLtkc

l

11 )1

)(( tV

LLtc

l

双向采煤，往返一次割每一刀的时间

工作面日产量

影响工作面长度的因素

CBMLNQr lt

KTTN

60)24( 21日循环数（刀数）

tl —— 进一刀的时间， min;

T1 —— 上下班路途时间， min;

T2 ——生产准备时间， min

K —— 开机率；

N ——日循环数

L —— 面长

B —— 循环进尺

C —— 工作面采出率。

建立产量与面长的关系 BL

ALQr

11 )1

)(( tV

LLtc

l

影响工作面长度的因素

lt

KTTN

60)24( 21日循环数（刀数）

tl —— 进一刀的时间， min;

T1—— 上下班路途时间， min;

T2 ——生产准备时间， min

K —— 开机率

L —— 面长

11 )1

)(( tV

LLtc

l

1—日进刀数， 2— 工作面日产量， 3— 工作面效率

影响工作面长度的因素

1—日进刀数， 2— 工作面日产量， 3— 工作面效率产量、效率增加只在工作面一定长度范围内

BL

ALQr

影响工作面长度的因素

CBMLNQr 建立工作面效率与面长的关系

feL

QP r

工人的出勤人数： D=eL+f

1—日进刀数， 2— 工作面日产量， 3— 工作面效率

开机率—采煤机实际运转的时间占可利用的采煤作业时间的百分比提高开机率两种途径： 工作面内部 工作面外部

二、采煤机开机率

%10060 3

321

T

tttK

t1— 进刀时间；

t2—纯割煤时间；

t3—跑空刀时间。

T1 — 路途时间

T2 — 准备时间

T3— 采煤作业时间（去掉准备时间和走路时间后的时间）采煤机有效开机时间

采煤班工作时间K=

地质、管理、设备、系统可靠性

采煤机开机率80年代统计，面机电事故影响 60% 端头影响 20% 外部条件影响 20%90年代初统计，百万吨队开机率大于 45% 全国平均开机率 23%• 提高设备的可靠性• 减少生产准备时间• 提高检修质量• 提高系统的可靠性

正规循环—规定的时间内保质保量完成循环图中规定任务的循环。

三、循环率

%100月计划循环数

月实际完成循环数循环率

要求 80%

要考虑井型、采区和工作面

工作面 年进度（ m/a ） 产量（万 t/a）炮采 500 15

普采 700 2030

综采 1000 8090

四、工作面生产能力的确定

2000年国营重点煤矿工作面

综采面 266 个，面长 158m ，推进长 900 ～ 1000m

高产高效面长 200m ，最长 270m ，推进长3400m 。普采面 260 个，单产 25.8 万吨炮采面 716 个，单产 15 万吨

我国高产高效矿井工作面长度及分布

工作面类型放顶煤综采 大采高综采 3.5m 采高综采 普采

平均面长（ m ） 138.9 154.1 154.4 143

长度大于等于 180m 的工作面数（个）

14 5 12 7

其中大于等于 200m 的工作面数（个）

5 4 7 6

矿及面最大长度（m ）

潞安王庄270兖州东滩235潞安常村210潞安石圪节200兖州鲍店200

神华补连塔240神华大柳塔238大同燕子山200西山杜儿坪200

大同马脊梁 250晋城古书院 225潞安常村 221兖州南屯 219潞安常村 207铁法大隆 200

阜新艾友五井 300新汶协庄212徐州夹河210峰峰万年210

综采面年产量

综采工作面年产量

24. 2

40 42. 954. 7

71. 6687. 24

0

20

40

60

80

100

1975 1980 1985 1990 1995 2000

年

/万吨年

综采队平均和最高产量

综采队平均和最高产量

110162

315.7

803.4

106 133 167.8

1030

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1980 1985 1990 1995 2000 2005年

/万吨年

高产高效矿井采煤工作面连续推进长度及分布

工作面类型 放顶煤综采 大采高综采 3.5m 采高综采 普采

平均连续推进长度（ m ）

1001.2 1349 1150 739.5

推进长度大于等于2000m 的工作面个数（个）

3 5 8 0

矿及面连续推进长度（ m ）

新集一矿 2438兖州东滩2215

潞安常村 2044

神华大柳塔 3483神华补连塔 2860龙口梁家 2311邢台东庞 2072

兖州南屯 2800大同云岗 2588晋城古书院 2400大同云岗 2397大同马脊梁 2240平顶山一矿 2031