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类型第9章 采煤方法设计.ppt

  • 上传人:dzzj200808
  • 文档编号:3330271
  • 上传时间:2018-10-14
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    第9章 采煤方法设计.ppt
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    1、第九章 采煤方法设计,第一节 回采巷道布置 第二节 采煤工艺设计 第三节 采煤方法的选择,第一节 回采巷道布置,回采巷道的布置方式与回采工作面使用采煤工艺、煤层的倾角、厚度、层数、层间距等因素有关,一般地可按以下几种方式进行分别设计。 一、薄及中厚煤层炮采、普通机械化采煤,图91 薄及中厚煤层煤采、普采时回采巷道的布置方式 1工作面运输平巷;2(2)工作面回风平巷;3联络巷;4煤层底板等高线,第一节 回采巷道布置,二、综合机械化采煤 根据矿井采煤、掘进的机械化程度,煤层巷道的维护条件,煤层瓦斯涌出量的大小以及工作面安全的需要,工作面回采巷道布置有单巷、双巷和多巷等三种方式。,表91 综合机械化

    2、工作面回采巷道布置方式,第一节 回采巷道布置,三、煤层群或厚煤层分层采煤,表92 煤层群或厚煤层分层开采时区段平巷布置方式,第二节 采煤工艺设计,一、采煤工作面长度设计 1. 地质因素 工作面长度按下式验算:,第二节 采煤工艺设计,一、采煤工作面长度设计 2. 技术因素 当地质条件一时,工作面设备是影响长度的主要因素。采时,由于支护、放顶工作量大,推进速度慢,可使工作面长度短些; 普采时,机组割煤,工作面可适当加长; 综采实现了全部工序机械化,为充分发挥设备效能,工作面长度可再加大,在工作面设备中输送机在很大程度上限制着工作面长度。国产刮板输送机大都按150 200 m的铺设长度设计,所以工作

    3、面长度在150 180 m左右。,第二节 采煤工艺设计,一、采煤工作面长度设计 3. 经济因素 从经济角度考虑,工作面存在一个产量和效率最高、效益最好的长度。根据工作面产量和长度的应用数学分析法,给出经济上的最佳长度。 单向割煤,往返进一刀所需时间tL为:双向割煤,往返进两刀所需时间tL为:,第二节 采煤工艺设计,一、采煤工作面长度设计 3. 经济因素 工作面日产量为: 工作面效率P 为: 炮采80 120 m,普采100 150 m,综采120 200 m。,第二节 采煤工艺设计,二、采煤工作面生产能力的确定 1. 炮采工作面 1)影响因素: 煤采中影响循环进度的主要因素有顶板条件、煤的强度

    4、、金属铰接顶梁长度。一般情况下选择循环进度与顶梁长度相等。 在选择铰接顶梁时,必须考虑顶板条件和煤的强度。顶板破碎选小值,反之选大值。煤的强度影响会打眼速度等。,第二节 采煤工艺设计,二、采煤工作面生产能力的确定 1. 炮采工作面 2)提高炮采工作面生产能力的途径: 采用先进的微差爆破技术,减少爆破工序时间; 合理优化爆破参数,提高爆破自装率,降低对支柱的冲击; 合理配备各工序人员和安排各工序的衔接人与合作,减少窝工; 提高管理和技术水平等。,第二节 采煤工艺设计,二、采煤工作面生产能力的确定 2. 普通机械化采煤工作面 1)影响因素: 普采工作面循环进度主要与采煤机功率、输送机能力、铰接顶梁

    5、长度等有关。 2)提高普采工作面生产能力的途径有: 合理安排各工序; 采取措施实行正规循环;提高开机率; 提高管理和生产技术水平,降低人为事故耽误的生产时间等。,第二节 采煤工艺设计,二、采煤工作面生产能力的确定 3. 综合机械化采煤工作面 1)影响因素: 采煤机的功率和煤的强度。 2)综采工作面提高生产能力途径: 合理地进行工作面机械设备配套; 提高开机率; 提高生产管理和技术水平; 制定严格严密的作业规程,确保正规循环作业等。,第二节 采煤工艺设计,三、采煤工艺主要参数 1. 循环方式 1)循环和正规循环作业 工作面内全部工序至少完成一次周而复始采煤过程,叫循环。 在规定时间内,按既定的工

    6、艺方式,保质保量完成的一个循环称为正规循环。 循环率是衡量正规循环完成好坏的标准。,第二节 采煤工艺设计,三、采煤工艺主要参数 1. 循环方式 2)循环和正规循环作业 (1)循环分类:单循环和多循环。 (2)确定循环方式的影响因素: 应综合考虑矿井生产能力;工作面生产能力;矿井工作制度;人员配备;管理水平等。 其中工作面生产能力与工作面选择的作业形式、工序安排、劳动组织有关。,第二节 采煤工艺设计,三、采煤工艺主要参数 1. 循环方式 2)循环和正规循环作业 (3)确定循环方式的一般步骤: 首先根据工作面地质条件、生产技术条件,确定工序安排形式,排出工艺流程图; 其次据工序安排和劳动定额确定作

    7、业形式和人员配备; 第三,绘出正规循环图并计算产量; 第四,根据该工作面的计划产量,对工作面循环方式进行调整。如此反复,直至达到80%循环率的情况下能完成计划产量,并留有适当余地为止。,第二节 采煤工艺设计,三、采煤工艺主要参数 2. 作业形式 (1)作业形式的确定 “两采一准”,适于准备工作量较大的炮采面。 “三班采煤、边采边准” ,适于普采面。 “四班作业、三采一准” ,适于综采面。 “四班交叉”,适用于炮采或普采中各工序工作量差别较大的工作面。 “两班半采煤、半班采煤”,适用于准备工作量较小时的综采或普采面。,第二节 采煤工艺设计,三、采煤工艺主要参数 3. 劳动组织 劳动组织是指正规循

    8、环中生产工人的组织形式和劳动定员。 (1)分段作业 (2)追机作业 (3)分段接力追机作业,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 1. 综采工作面选型配套原则 从高产高效、一井一面、集中生产的综采发展新趋势要求出发: 必须增大工作面设计长度,加大截深,选用能切割硬煤的特大功率采煤机组,提高割煤速度,相应地提高液压支架的移架速度,与大运量、高强度的工作面运输机相匹配,机巷也必须采用长距离大运量的胶带输运机。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 1. 综采工作面选型配套原则 从设备技术性能要求出发: 所选综采机械设备必须是技术上先进,性能优良,可靠性高,以保证综采设备的开

    9、机率,同时各设备间要相互配套性好,保持采运平衡,最大限度地发挥综采优势。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 1)采煤机 (1) 确定采煤机的牵引速度,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 1)采煤机 (2) 采煤机的功率,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 1)采煤机,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 2)工作面可弯曲刮板输送机 (1) 工作面刮板输送机的生产能力应保证采煤机采的煤被全部运出,并留有一定备用能力。,Q = 6050.86561

    10、.450.9 = 2 031(t/h),第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 2)工作面可弯曲刮板输送机 (2) 运输机的铺设长度和装机功率应依照工作面设计长度和采煤参数确定。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 3)液压支架的选择 (1) 液压支架架型选择 掩护式液压支架两柱式液压支架 (2) 操作方式的选择 电液控制系统的全自动化操作。 总之,支架应具有结构简单,控制先进可靠,操作简单,便于维修等特点。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 3)液压支架的选择 (3) 支架支撑高度

    11、的确定 最大高度: Hmax = hmax+S1 最小高度: HminhminS2aminb (4) 支架支护强度的计算 根据支架支护强度的估算法。P = Nhl P = (6 8)5.02.57 = 80.18 106.9 (t/m2)。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 3)液压支架的选择,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 2. 工作面设备的选型 3)液压支架的选择 (5) 工作面支架数量 首采工作面共设计配套130架支架,其中端头架、过渡架共15架,支承高度2.25 4.5 m;中间架115架,支承高度2.55 5.5 m;每个支架

    12、由1个带微处理器的PM4服务器和螺纹式驱动器和若干传感器组成。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 1)转载机与破碎机 (1)转载机 转载机应具有高强度能够与皮带机尾整体自移,选择参数以工作面运输机额定运量乘1.1环节系数确定,额定运输能力2 750 t/h,以此选择DBT公司PF4/1332转载机,技术特征见表9-5。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 1)转载机与破碎机 (1)转载机,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 1)转载机与破碎机 (2)破碎机 破碎机通过能力应

    13、确保工作面刮板机、转载机煤流的及时通过,应不小于1.2 2 500 = 3000 t/h。根据这些需求,选择DBT公司的WBl418破碎机,技术特征见表9-7。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 2)浮化液泵的选型及液箱配置 浮化液泵的压力要满足初撑力和千斤顶所需最大推力的要求,流量要满足每架(组)在移动循环中所需的动作的立柱和千斤顶的最大流量,同时要满足支架追机速度要求。 控制方面要求随支架载荷变化,根据系统压力自动调节开启泵的台数,能根据液位自动控制补水,具有乳化液自动配液装置,并对高液位、乳化液出口压力、泵润滑油压力进行检测和保护。,第二节 采煤

    14、工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 2)浮化液泵的选型及液箱配置 依据原则,泵站压力应满足: Pb1 = 4P1/ZD1 (914) Pb1 泵站压力,MPa;P1支架初撑力,5890 kN; Z支架的主立柱根数,个; D1支架立柱缸体内径,0.325 m。 Pb1 = 4 5890/2 3.14 0.3252 = 35518 kPa = 35.5 (MPa)。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 2)浮化液泵的选型及液箱配置 泵站压力还应满足: Pb2 = 4Pn/D2 (915) Pb2 泵站压力,MPa; Pn 千斤顶的

    15、最大推力,310 kN; D2 千斤顶缸体内径,0.1 m。 Pb2 = 4 310/3.14 0.12 = 36470 kPa = 36.5 (MPa),第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 2)浮化液泵的选型及液箱配置 满足式1014、1015的泵站压力为: P = K Pbmax (916) P 泵站压力,MPa; K 泵站系统压力损失系数,取1.051.1; Pbmax Pb1、Pb2中的大者; D2 千斤顶缸体内径,0.1 m。 P = 1.05 36.5 = 38.3 (MPa),第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道

    16、设备的选型 2)浮化液泵的选型及液箱配置 泵站流量应考虑成组快速移架的需要,按6架/组计算: Q(n1S(F1+F2)+n3BF3)/(1000(L/Vqt4) (1/) Q(12 290(934.82 1056.24)+6 86.5 298.17)/(1000(1.756 6/70.2) (1/0.91)= 563.6 L/min,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 2)浮化液泵的选型及液箱配置 德国豪森科公司的EHP-3K200型泵和液箱。具体技术参数见表9-8。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 3)供电系

    17、统及设备 据工作面设备的装机容量大(4707.5 kW),走向长度长(2 0003 000 m),主要设备采煤机和运输机单机功率大的特点,为提高工作面供电质量,降低起动和正常电压损失,采用了3.3 kV供电,其余设备用1140 V供电,盘区用6 kV供电。 工作面电气设备选用法国赛特公司生产的2台TEKl534-2000-6/3.45负荷中心,低压侧4组合,分别供SL500采煤机和工作面刮板输送机。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 3)供电系统及设备 2台TSl281-100006/1.2负荷中心(低压侧8组合)分别供转载机、破碎机、其它辅助设备和乳

    18、化液泵和喷雾冷却泵。该负荷中心的特点是集成度高,体积小,微机保护,功能齐全,控制方式灵活,电缆连接采用快速接头,方便快捷。其具体技术参数特征及配置见表9-10。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 3)供电系统及设备,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 4)胶带输送机选择 机巷胶带输送机随着高产高效矿井的出现,原有带式输送机无论主参数还是运行性能都不能满足要求,国外已向长距离、大运量、大功率、大型化方向发展。 另外,为适应快速推进需要,可伸缩胶带机尾必须能快速自移。经分析对比选择了澳大利业ACE公司的胶带输送机,其

    19、主要技术参数见表9-11。,第二节 采煤工艺设计,四、采煤工作面设计选型设例 3. 回采巷道设备的选型 4)胶带输送机选择,第三节 采煤方法的选择,一、选择采煤方法的原则 安全; 经济; 煤炭采出率。 选择采煤方法应当结合区域经济特点,根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素,选用技术先进、经济合理、安全生产条件好,资源回收率高的采煤方法。,第三节 采煤方法的选择,二、影响采煤方法选择的因素 (1)地质因素 (2)技术发展及装备水平 (3)矿井管理水平 (4)矿井经济效益,第三节 采煤方法的选择,二、影响采煤方法选择的因素 (1)地质因素 煤层倾角 煤层厚度 煤层特征及顶底板稳定性 煤层地质构造 煤层含水量 煤层瓦斯含量 煤层自然发火倾向性,

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