1、综合机械化采煤方法山阳大讲堂讲解内容n第一节 采煤方法的发展n第二节 采煤方法的选择n第三节 综采采煤工艺n 一、综采设备的安装n 二、综采采煤工艺n 三、综采遇特殊情况下的采煤工艺n 四、工作面设备的拆迁采煤工艺采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。三种工艺：爆破采煤工艺方式（炮采工艺方式）解放后至60年代初普通机械化采煤工艺方式 60年代初至70年代中期综合机械化采煤工艺方式 70年代中期以来 爆破采煤工艺，简称“炮采”，其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。 普通机械化采煤，简称“普采”，其特点是用采煤机同时完成落煤和装煤工序，
2、而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。 综合机械化采煤工艺，简称“综采”，即破、装、运、支、处五个生产工序全部实现机械化，因此综采是目前最先进的采煤工艺。第一节 采煤方法的发展我国三种工艺方式并存：我国三种工艺方式并存：由于地质条件和煤层赋存条件的复杂由于地质条件和煤层赋存条件的复杂性及技术装备的多层次性。性及技术装备的多层次性。综采是发展方向综采是发展方向高产、高效、安全、劳动条件好和劳高产、高效、安全、劳动条件好和劳动强度小。设备价格高，初期投资大，动强度小。设备价格高，初期投资大，受地质条件限制大。受地质条件限制大。第二节、采煤方法的选择一、炮采工艺的主要特点一、炮采工艺的主要
3、特点 炮采工艺技术装备投资少，适应性强，操作炮采工艺技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握，生产技术管理比较简单，是技术容易掌握，生产技术管理比较简单，是我国目前采用仍然较多的一种采煤工艺我国目前采用仍然较多的一种采煤工艺二、适用于普采工艺的条件二、适用于普采工艺的条件 是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。 三、适于采用综采工艺的条件 优先装备综采的条件优先装备综采的条件序号序号使用条使用条件件井型井型/Mt/Mta a1 1煤层厚煤层厚度度/m/m煤层倾煤层倾角角/(/() )地质构地质构造造基本顶基本顶（级别）（级别）直接顶直接顶（类型）（类型）
4、备注备注1 1中厚煤中厚煤层层1.201.201.31.33.53.51515比较简比较简单单、1 1、2 2、3 3大型矿井大型矿井2 2厚煤层厚煤层开采开采1.201.205 51515比较简比较简单单、1 1、2 2、3 3大型矿井大型矿井3 3厚煤层厚煤层一次采一次采全高全高1.201.203.53.54.04.01515比较简比较简单单、1 1、2 2、3 3大型矿井大型矿井4 4经济型经济型综采综采0.600.603.03.0以下以下1515比较简比较简单单、1 1、2 2、3 3大型矿井大型矿井第三节第三节 综合机械化采煤工艺综合机械化采煤工艺n什么是综合机械化采煤工艺（综采）什
5、么是综合机械化采煤工艺（综采） 落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区五个主要落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区五个主要生产工序全部实现了机械化生产工序全部实现了机械化-综采；也是目前最综采；也是目前最先进的采煤工艺。先进的采煤工艺。n配套设备配套设备n 双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架、胶带输送机等。压支架、胶带输送机等。液压支架的组装方式液压支架的组装方式1）地面组装，整架下井，运到工作面）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。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）地面解体工作面附近组装要求有组装硐室要求有
6、组装硐室组装硐室一般在回风平巷中切眼附近组装硐室一般在回风平巷中切眼附近长长 宽宽 高高=8 5 3m一般一般 棚子支护棚子支护 起吊钢梁起吊钢梁 双轨调车线双轨调车线（二）综采工作面的安装（二）综采工作面的安装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
7、道，轨道上铺滑板231(a)(b)1）前进式安装）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，每段护下进行，架尾朝前，边扩巷边安装，每段30 50mn缺点：导向差，转向困难，用在顶板破碎的条件下。缺点：导向差，转向困难，用在顶板破碎的条件下。5、支架安装顺序、支架安装顺序（2）后退式安装）后退式安装开切眼一次掘好，支架由里向外安装开切眼一次掘好，支架由里向外安装231(a)(b)端头液压支架液压支架采空区刮板输送机双滚筒采煤机桥式转载机带式输送机轨道平巷运输平巷二、综合机械化采煤工艺二、综合机械化采煤工
8、艺n综采工艺与普采工艺的区别：综采工艺与普采工艺的区别：n工作面支护实现了机械化。工作面支护实现了机械化。n综采工作面生产工艺过程：综采工作面生产工艺过程：割煤（落、装割煤（落、装煤）、运煤、支护、处理采空区煤）、运煤、支护、处理采空区。n特点：全部实现了机械化，降低劳动强度，特点：全部实现了机械化，降低劳动强度，提高了单产及安全性。提高了单产及安全性。（一）、综采面双滚筒采煤工作方式（一）、综采面双滚筒采煤工作方式 1、滚筒的转向和位置、滚筒的转向和位置n转向：转向：面向煤壁看采煤机的右滚筒应面向煤壁看采煤机的右滚筒应为右螺旋，顺时针旋转；左滚筒为左螺为右螺旋，顺时针旋转；左滚筒为左螺旋，逆
9、时针转旋，逆时针转。n位置位置：一般是前端的滚筒沿顶板割煤，：一般是前端的滚筒沿顶板割煤，后滚筒沿底板割煤（前顶后底）；薄煤后滚筒沿底板割煤（前顶后底）；薄煤层层“前底后顶前底后顶”。2、综采面双滚筒采煤机的割煤方式、综采面双滚筒采煤机的割煤方式n考虑因素考虑因素：顶板管理、移架与进顶板管理、移架与进刀方式、端头支护等因素刀方式、端头支护等因素。两种型式两种型式 单向割煤单向割煤。采煤机上行割煤，下行清理浮煤，推一。采煤机上行割煤，下行清理浮煤，推一个截深；适用于煤层厚度略大于滚筒直径而煤质坚韧个截深；适用于煤层厚度略大于滚筒直径而煤质坚韧的条件。的条件。 双向割煤双向割煤。A.往返一刀往返一
10、刀，当煤层较厚时，采煤机上，当煤层较厚时，采煤机上行时贴顶板截割，下行时贴底板截割并清理浮煤。这行时贴顶板截割，下行时贴底板截割并清理浮煤。这时，往返两个行程滚筒都截割采煤，但工作面只推进时，往返两个行程滚筒都截割采煤，但工作面只推进一个截深。一个截深。B.往返两刀往返两刀，煤层厚度接近滚筒直径，而，煤层厚度接近滚筒直径，而且煤不粘连顶板，即可实现双向采煤，往返行程各推且煤不粘连顶板，即可实现双向采煤，往返行程各推进煤壁一个截深。进煤壁一个截深。进刀方式单向割煤单向割煤双向割煤，双向割煤，往返一刀往返一刀双向割煤，双向割煤，往返二刀往返二刀3、进刀方式、进刀方式推入法进刀推入法进刀：需提前开出
11、工作面端部：需提前开出工作面端部切口。（做机窝）切口。（做机窝）钻入法进刀钻入法进刀（已不用）（已不用）斜切进刀斜切进刀：端部斜切进刀、端部斜切进刀、中部斜切中部斜切进刀进刀nA.A. 端部斜切进刀端部斜切进刀：利用采煤机在工作面两：利用采煤机在工作面两端约端约202030M30M的范围内斜切进刀。（的范围内斜切进刀。（割三角割三角煤、留三角煤煤、留三角煤）过程、特点参图讲。）过程、特点参图讲。nB.B.中部斜切进刀中部斜切进刀: :利用采煤机在工作面中部利用采煤机在工作面中部斜切进刀斜切进刀. .过程参图讲。过程参图讲。n特点特点: :简化了进刀工序，工作量均衡，窝工简化了进刀工序，工作量均
12、衡，窝工现象少，提高了采煤机的装煤率为移溜、现象少，提高了采煤机的装煤率为移溜、移架创造了有利条件。移架创造了有利条件。（二）、综采面液压支架的移架方式（二）、综采面液压支架的移架方式1、移架方式、移架方式单架依次顺序式单架依次顺序式：支架依次前移，移动步距：支架依次前移，移动步距等于截深，操作简单，保证质量，适应不稳等于截深，操作简单，保证质量，适应不稳定顶板。定顶板。分组间隔交错式分组间隔交错式：移架速度快，适用于稳定：移架速度快，适用于稳定顶板。顶板。成组整体依次顺序式成组整体依次顺序式：成组控制，适应煤层：成组控制，适应煤层地质条件好，采煤机快速牵引割煤（交流电地质条件好，采煤机快速牵
13、引割煤（交流电牵引大功率采煤机）牵引大功率采煤机） 移架速度取决于泵站流量及阀组和管路的乳化液通过能力、支架所处状态及操作方便程度、人员操作技术等因素。 2、移架方式对移架速度的影响n实测表明，移架中操作调整时间约占实测表明，移架中操作调整时间约占移架总时间的移架总时间的6070，当泵站流当泵站流量不变时，同时前移的支架数增加到量不变时，同时前移的支架数增加到N，供液时间也相应增加，但调整操作时供液时间也相应增加，但调整操作时间间te仍等于单架的调整操作时间，由于仍等于单架的调整操作时间，由于te远大于远大于td，故移架速度可加快。，故移架速度可加快。3、顶板管理受移架方式的影响、顶板管理受移
14、架方式的影响 选择移架方式不仅考虑移架速度，还要考虑选择移架方式不仅考虑移架速度，还要考虑对顶板管理的影响对顶板管理的影响。单架依次顺序虽然速度。单架依次顺序虽然速度慢，但卸压截面积小，顶板下沉量比后两种慢，但卸压截面积小，顶板下沉量比后两种小得多，适用于稳定性顶板。小得多，适用于稳定性顶板。（二）、综采面液压支架的移架方式（二）、综采面液压支架的移架方式沿工作面支架工作阻力分布依次顺序移架。沿工作面支架工作阻力分布依次顺序移架。依次顺序式达到额定工作阻力时间长，分组依次顺序式达到额定工作阻力时间长，分组间隔交错式较快。间隔交错式较快。单向、双向移架，对顶板管理效果影响很大。单向、双向移架，对
15、顶板管理效果影响很大。全卸载与带载移架对顶板管理影响较大。不全卸载与带载移架对顶板管理影响较大。不卸载或部分卸载，有利于控制顶板，尽量采卸载或部分卸载，有利于控制顶板，尽量采用。用。采用分段依次顺序移架时，顶板下沉量叠加，采用分段依次顺序移架时，顶板下沉量叠加，容易造成顶板破碎、煤壁片帮和倒架。容易造成顶板破碎、煤壁片帮和倒架。（三）、液压支架的支护方式（三）、液压支架的支护方式 1、及时支护方式及时支护方式n采煤机割煤后，支架依次或分组随机采煤机割煤后，支架依次或分组随机立即前移。支护顶板，输送机随移架立即前移。支护顶板，输送机随移架逐段移向煤壁。（推移步距截深）逐段移向煤壁。（推移步距截深
16、） 2、滞后支护方式滞后支护方式n割煤后输送机首先逐段移向煤壁，支割煤后输送机首先逐段移向煤壁，支架随输送机前移。架随输送机前移。（四）、综采面端头支护（四）、综采面端头支护1、端头支护方式、端头支护方式单柱加长梁（迈步抬棚）：适应性强，单柱加长梁（迈步抬棚）：适应性强，利于排头支架的稳定，但支设麻烦、利于排头支架的稳定，但支设麻烦、费工费时。费工费时。自移式端头支架：移架速度快，但对自移式端头支架：移架速度快，但对平巷条件适应性差。平巷条件适应性差。用工作面支架支护端头：适用于煤层用工作面支架支护端头：适用于煤层倾角较小的工作面。倾角较小的工作面。（五）、综采设备的配套参数（五）、综采设备的
17、配套参数 1、综采设备的尺寸配套关系综采设备的尺寸配套关系 采煤机的几何尺寸采煤机的几何尺寸，（采用不同高度的底托架、，（采用不同高度的底托架、采煤机可获得几种不同的机面高度）采煤机可获得几种不同的机面高度）采高与支架高度关系：采高与支架高度关系：支架最小支撑高度与滚筒直径二者关系：支架最小支撑高度与滚筒直径二者关系：支架支撑高度与采煤机机面高度之间关系：支架支撑高度与采煤机机面高度之间关系： 采煤机的卧底量采煤机的卧底量采煤机底托架高度采煤机底托架高度摇壁升角摇壁升角（升角增大，采高增大）（升角增大，采高增大）n人行道宽度：人行道宽度：M700mm n 端面距：端面距：T=150300mm移
18、架千斤顶的行程比采煤机截深移架千斤顶的行程比采煤机截深大大100200mm 2、综采面设备横向配套尺寸、综采面设备横向配套尺寸3、综采面设备的选择与生产能力配套、综采面设备的选择与生产能力配套采煤机的选型与生产能力采煤机的选型与生产能力 选型依据：选型依据：煤层采高、煤质硬度、地质构造等。煤层采高、煤质硬度、地质构造等。输送机的选型与生产能力输送机的选型与生产能力 原则：原则：与采煤机尺寸、割煤能力、配套、支架的与采煤机尺寸、割煤能力、配套、支架的尺寸配套、运输能力与铺设长度、煤层倾角、机尺寸配套、运输能力与铺设长度、煤层倾角、机槽和刮板链的特点等有关。槽和刮板链的特点等有关。移架方式与综采面
19、生产能力相适应。移架方式与综采面生产能力相适应。平巷上（下）山运输系统以及采区车场能力都要平巷上（下）山运输系统以及采区车场能力都要和综采面生产能力相适应。和综采面生产能力相适应。综采面生产能力要和供风量一致。综采面生产能力要和供风量一致。山阳煤矿1507综采工作面 工作面基本支架是ZY6800/22/45型综采支架，过渡架使ZYG7200/22/45型支架，端头使用ZTZ20000/25/40型端头支架，采煤机型号为MG500/1202-WD，其适合采高2.44.5m，由此确定工作面一次采全高。 本工作面煤层可采平均厚度3.7m，沿顶底板开采，一次采全高，滚筒截深为0.8m，循环进尺为0.8
20、m。 采煤机在工作面端部斜切进刀，双向割煤，双滚筒落煤、装煤，刮板输送机运煤，液压支架护顶，全部垮落法管理顶板。 （六）山阳煤矿综采工艺特点1）支架歪斜、扭转甚至倒架2）容易出现煤壁大面积片帮3）支架防滑，防倒；4）工作面端头管理困难，运输及回风巷最好沿底留顶掘进，有利于端头管理5）初采高度较小，一般为3.5m左右.4、适用条件、适用条件1）地质构造简单，煤层赋存稳定，倾角12；2）采高3.55.0m。3、采煤工艺缺点三、采煤工艺的特殊技术措施 （一）、采煤工作面过地质构造的措施（一）、采煤工作面过地质构造的措施地质构造复杂时，应采取综合治理的方法：地质构造复杂时，应采取综合治理的方法：1）地
21、质构造过分发育的块段，采用炮采工艺，炮采对地质变化的适应）地质构造过分发育的块段，采用炮采工艺，炮采对地质变化的适应能力较强；能力较强；2）在工作面布置时将断层留在区段煤柱内，或虽然工作面内有断层，）在工作面布置时将断层留在区段煤柱内，或虽然工作面内有断层，但与工作面交角不宜太小，以减少对工作面的影响范围；但与工作面交角不宜太小，以减少对工作面的影响范围；3）采用调斜的方法，改变工作面的推进方向，躲开地质变化带；）采用调斜的方法，改变工作面的推进方向，躲开地质变化带；4）工作面推进中，发现了未知的工作面难以通过的地质构造时，可将）工作面推进中，发现了未知的工作面难以通过的地质构造时，可将工作面
22、甩掉一一部分；工作面甩掉一一部分；5）遇到较大的地质构造时，需要做各种比较，以权衡利弊，若强行通）遇到较大的地质构造时，需要做各种比较，以权衡利弊，若强行通过地质构造代价太大，则应搬迁。过地质构造代价太大，则应搬迁。（二）采煤工作面过断层方法（二）采煤工作面过断层方法1 1、落差小于煤层厚度和支架最小支撑高度之差，综采面过、落差小于煤层厚度和支架最小支撑高度之差，综采面过断层时不必挑顶或下切，可直接通过断层；断层时不必挑顶或下切，可直接通过断层；2 2、若断层落差大于二者之差，可用采煤机截割顶底板岩石、若断层落差大于二者之差，可用采煤机截割顶底板岩石通过断层，当顶底板岩层坚硬、采煤机截割不动时
23、，则通过断层，当顶底板岩层坚硬、采煤机截割不动时，则可采用爆破方法挑顶或下切穿过断层。可采用爆破方法挑顶或下切穿过断层。工作面遇断层工作面遇断层综采面仰采过断层综采面仰采过断层7b15b过断层技术措施：过断层技术措施：1）适当调整工作面方向；）适当调整工作面方向；2）按断层性质确定采用挑顶和下切或同时采用两种方）按断层性质确定采用挑顶和下切或同时采用两种方法；法；3）当岩石）当岩石f4时，采煤机直接割岩；时，采煤机直接割岩；4）过断层时要预先减小采高；）过断层时要预先减小采高；5）当断层地段需下切或侧斜时，应使顶底板形成平缓）当断层地段需下切或侧斜时，应使顶底板形成平缓侧斜变化；侧斜变化；6）
24、在断层附近采取加强支护等措施）在断层附近采取加强支护等措施1、过陷落柱、过陷落柱（一般强行通过）（一般强行通过）1）控制爆破、采煤机清矸的方法；）控制爆破、采煤机清矸的方法；2）在陷落柱范围内降低采高；）在陷落柱范围内降低采高；3）在陷落柱和工作面正常地段间，保持一段采高逐渐变）在陷落柱和工作面正常地段间，保持一段采高逐渐变化的长度；化的长度；4）陷落柱两侧的工作面正常地段，提前移架；陷落柱范）陷落柱两侧的工作面正常地段，提前移架；陷落柱范围内适当滞后移架，进行特殊支护。围内适当滞后移架，进行特殊支护。2、过褶曲带、过褶曲带n使工作面的推进方向垂直于背、向斜轴，使工作面内沿使工作面的推进方向垂
25、直于背、向斜轴，使工作面内沿煤壁方向没有大的起伏，有利于液压支架处于良好工作煤壁方向没有大的起伏，有利于液压支架处于良好工作条件。条件。（三）综采面过其他地质构造（三）综采面过其他地质构造（四）综采面通过旧巷道（四）综采面通过旧巷道n将旧巷内的支将旧巷内的支架修好，加密架修好，加密支柱。当矿压支柱。当矿压不强烈时，直不强烈时，直接通过；当矿接通过；当矿压显现强烈时，压显现强烈时，先将工作面调先将工作面调成与旧巷斜交，成与旧巷斜交，逐渐通过。逐渐通过。综采设备多，尺寸大，重量大，综采设备多，尺寸大，重量大，搬迁搬迁费时费工（主要是液压支架重，多）费时费工（主要是液压支架重，多）一般由搬迁队专门完
26、成。一般由搬迁队专门完成。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，运转转（一）综采面设备拆除（一）综采面设备拆除1、拆除期间的顶板控制、拆除期间的顶板控制n顶板控制有三种方法：顶板控制有三种方法： 1）金属网加木板梁；）金属网加木板梁； 2）金属网加钢丝绳；）金属网加钢丝绳； 3）金属网加钢丝绳加锚杆。）金属网加钢丝绳加锚杆。2、综采设备的拆除方法、综采设备的拆除方法 综采工作面设备拆除顺序综采工作面设备拆除顺序 双滚筒采煤机、工作面刮板输送机双滚筒采煤机、工作面刮板输送机 、 可伸缩胶带输送机、桥式转载机、可伸缩胶带输送机、桥式转载机、液压支架液压支架四、综采面的拆迁四、综采面的拆迁16371741(a)1234612(b)1523421(c)拆架前顶板管理拆架前顶板管理a）金属网）金属网加木板梁加木板梁b）金属网）金属网加钢丝绳加钢丝绳c）金属网）金属网加钢丝绳加加钢丝绳加锚杆锚杆a：输送机滑板b：轨道滑板1、2、3小绞车(a)(b)用绞车拖运支架1）后退式）后退式从运输巷拆到回风巷，上端头处刷大，挑高，架从运输巷拆到回风巷，上端头处刷大，挑高，架设吊架、设吊架、 挖装卸地槽挖装卸地槽 2）前进式）前进式从回风平巷拆至运输平巷从回风平巷拆至运输平巷液压支架拆除法液压支架拆除法
