液压支架的移动方式
采煤机的牵引速度受移架速度限制,由于回采工艺的要求,采空区的工作空间必须立即支护,以保证良好的顶板状态。而移架速度又受支架的移动方式、泵站的供液量、乳化液胶管直径的大小、操作熟练程度等因素的影响。
支架的移动方式常用的有两种:第一种为单架连续移支方式,支架沿采煤机截割方向依次顺序前移,支架只有一架在动作;第二种为分段交错式移支方式:每组2~3架,组内顺序移支,组间平行作业。同时移动的支架数等于分组数。
美国、澳大利亚电液控制支架的“降柱-移架-升柱”工作循环时间为10s,移架速度可达9m/min。
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综合机械化放顶煤开采
放顶煤采煤方法,就是在开采煤层的底部,或在特厚煤层中部布置采煤工作面,利用工作面矿山压力的作用或以爆破等方法,将顶煤破碎并促使其垮落,而后将垮落的顶煤由工作面后方或架前放出。 一、 预采顶分层放顶煤综采
利用普通综采设备,预采顶分层并铺上金属网假顶,然后沿煤层底板布置放顶煤综采工作面,放中层煤。
二、 预采中间层放顶煤综采
先在底板以上3m处布置一普通综采工作面,上覆顶煤在采空区垮落并自行破碎,后沿煤层底板布置放顶煤综采工作面,回收已经破碎的顶煤。 三、 分段放顶煤综采
当煤层厚度超过20m甚至更大时,可以在同一煤层中依次或同时布置多个放顶煤综采工作面。
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四、 一次采全厚放顶煤综采
在煤厚适中(5~15m),顶板中等稳定,煤质中硬以下的条件下,沿煤层底板布置放顶煤综采工作面,实现一次采全厚放顶煤综采。目前一次采全厚放顶煤综采方法主要有高位放顶煤综采、中位放顶煤综采和低位放顶煤综采。
1. 高位放顶煤综采:放煤口在液压支架的上部,即顶梁或掩护梁上。优
点:工作面运输系统简单(一般使用单部输送机)端头易维护。缺点:煤尘较大,支架顶梁较短,容易出现架前顶煤放空而造成支架失稳或移架困难现象。
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2. 中位放顶煤综采:支架的放煤口位于支架高度的中部。优点:工作面
有两部输送机,可以实现采、放平行作业,提高工作面单产,通常割2~3刀放一次顶煤。缺点:放煤口小。
3. 低位放顶煤综采:支架的放煤口低、
尺寸大、连续性的,放煤效果好,煤尘小,一般不需清理后方浮煤,回收率高。但支架稳定性较差,工作面端头维护较困难。
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五、 一次采全厚放顶煤综采主要工艺过程
1、 采煤:放顶煤综采工作面一般采用双滚筒采煤机沿工作面端面
斜切进刀双割煤。
2、 移架:为维护端面顶煤的稳定性,放顶煤液压支架一般均有伸
缩前量和防片帮装置。在采煤机割煤后,立即伸出伸缩前梁支护新暴露顶煤。采煤机通过后,及时移架,同时收回伸缩前梁,并伸出防片帮板护住煤壁。
3、 移前部输送机:若采用一次推移到位,可以在距采煤机约10m
处逐节一次完成推溜。若采用多架协调操作,分段移输送机,可在采煤机后5m左右开始推溜,每次推移不超过300mm,分2~3次将前部输送机推靠煤壁,并保证前溜弯曲段不小于12~15m,推溜后呈直线状。
4、 移后部输送机:在拉架和推前溜后,拉后部输送机。
5、 放顶煤:多数采用“二采一放”或“三采一放”。可以从一端开
始顺序换架依次放煤,顶煤较厚也可以隔架轮换或每2~3架一组,隔组轮换放煤。放煤顺序有以下几种形式:(1)顺序单轮放煤;(2)顺序多轮放煤;(3)间隔折返放煤;(4)端头放煤:多数工作面靠近上下槽的3~5架不放煤,其煤炭损失增加3~15%。(5)处理大块煤:如果煤块过大放不下来,可通过支架上的插板、搅动杆等破碎或松动顶煤。
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倾斜煤层综合机械化采煤工艺(大倾角)
一、工艺特点
在倾斜煤层采用综合机械化采煤工艺,除与缓倾斜煤层综合机械化采煤工艺存在同样一些特点外,由于煤层倾角大,要采取特殊措施,防止和处理回采设备“三滑一倒”问题。即煤层倾角大,采煤机、输送机与液压支架沿工作面下滑移动;液压支架的重心线超过支架底座边缘线,产生倾倒力矩。 二、采煤机防滑
1、有链牵引采煤机:在工作面回风巷设一绞车,一是辅助外力牵引采煤机,二是防止采煤机下滑。
2、无链牵引采煤机:具有双行走部、牵引力大、有双自动刹车作用、防滑性能强等特点,在倾斜煤层中取消了辅助牵引绞车。
3、倾斜煤层无链牵引采煤机割煤特点:采煤机上行割煤速度控制在3m/min以内;上行割煤停机时,上下滚筒均要全部落入底板,以增加其阻力;输送机紧随采煤机移溜,输送机的弯曲段可防止采煤机下滑跑车;下行割煤时滚筒割入煤壁方可停车。 三、输送机防滑与支架的放倒防滑
输送机溜槽与煤(岩层)的摩擦系数一般为0.27~0.3,当煤层倾角大于15°时,在采煤机割煤时的动静力,输送机自重及移溜、吊溜等综合因素作用下,输送机沿工作面下滑。
1、当煤层倾角小于30°时,一般把回采工作面调整成伪倾斜布置,即下
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端头比上端头多推进数十米。 2、工作面输送机发生上窜下滑时,及时改变采煤机割煤方式:输送机下滑时,采煤机单向向上割煤,由下向上推溜;上窜时,采煤机单向向下割煤,由上向下推溜。 3、用单体液压支柱加强对输送机机头、机尾的锚固。移输送机时,先把机头推到预定位置,用单体液
压支柱锚固输送机机头,然后再移过渡段和中部槽;移机尾时,一般先移中部槽和过渡段,然后移机尾,再锚固。应避免先移机尾、锚固,造成移机身时,机尾不能上窜,机身被迫下滑或拱起。
4、工作面输送机每隔一定距离(7~15m)设置一个防滑千斤顶与支架相连,一般先拉架后推溜,推溜同时给防滑千斤顶供液,拉住输送机。 5、采用双向割煤时,单向移输送机。即采煤机上行割煤时,追机推溜;采煤机下行割煤时,先不移输送机,当采煤机割至工作面下端头后,再由下向上推溜。
6、输送机配置:工作面倾角大于30°时,输送机刮板链不是运煤,而是阻止大块煤下滑和刮板链失速。因此刮板链应以边双链或准中双链为好;工作面下端头输送机卸载口配置单动力部(或无动力部),而在上端头配置双动力部(或单动力部),以使刮板链受力均匀;减速器应考虑垂直布置或强制润滑;另外应在机头考虑失速装置。
7、一般把工作面最下端的4~6架支架编为一组,作为整体防滑的排头架,相邻两架顶梁之间用防滑千斤顶联接,底座用调架千斤顶联接。每组中最下部支架先不移动,以该架为支撑点,移动其它架时,用调架千
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斤顶保护,能较好防止支架倾倒。
8、在运输巷布置端头架或两架普通架作为端头架,有利于辅助支架的定位、定向和防倒防滑,其它支架以次端头架为准而不下滑。
9、倾角大于30°时,煤壁片帮会引起顶板冒落,造成支架倾倒、下滑等一系列问题。煤壁片帮是由工作面伪倾斜布置、采高过大、顶板压力较大等引起的,煤质较软时,采高一般小于2.5m为宜,正常生产时,利用支架的护帮板来控制煤壁片帮,输送机应考虑片帮下的启动条件。
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倾斜长壁垮落式采煤法(仰采、俯采)
一、采煤工艺特点
要保证采煤机和输送机的稳定性、生产能力和工作的可靠性,并需改进支护方法和支架的结构形式,确保安全生产。
二、倾斜长壁开采采煤机的稳定性
1、为使滚筒在采煤过程中与顶、底板保持平行,不留三角煤,采煤机必须设有调斜装置。
2、对采高较大的仰采为防止片帮危害、保证司机安全,在采煤机上应设保护板。
3、采煤机长期处于倾斜状态,应采取强制润滑。
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4、仰采推进时,倾角增大到一定值时采煤机向采空区翻转,应设双导向装置,为防止割煤动载作用,使碎煤窜入溜槽底板,输送机采空区应增加底板宽度,以保持稳定性。
5、必须考虑有效锚固输送机的措施,避免仰采时采煤机远离煤壁使截深减小,俯采时采煤机扎入煤壁。 三、倾斜长壁工作面煤的装运特点
一般长壁工作面残留在输送机和煤壁的碎煤很少,而在仰采片帮严重时,或俯采输送机直接放在底板上时,随着倾角增大采煤机的装煤效率急剧降低。
1、在仰斜开采过程中,采煤机自行装煤易将煤炭甩到采空区,可采用加高挡板的方法解决。
2、在俯斜开采工作面,当煤层倾角达6~8°时,输送机的输送能力降低
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10~25%,仅依靠浮煤堆维持运输能力时,将使输送机的牵引功率增加50%,因此须在煤壁侧加设一定高度的档煤板和增大功率;或输送机位置调平,即在输送机下部设调平三角架,同时采煤机需调斜,保持滚筒与煤层平行。
3、由于输送机装载端面的偏斜,其上的煤炭对输送机的载荷不均匀,以及刮板链的自重作用,将使下帮刮板链的负荷增大,下方的槽帮磨损加剧,下帮刮板链的负荷比上帮大3倍。可采用中双链或单链使刮板链受力均衡;加固槽帮提高耐磨性;改进刮板斧头与槽口形式,减少摩擦阻力和易被煤粉楔死现象;采用特殊铲板,防止煤越过输送机底板溜到液压支架侧。
4、俯斜开采倾角大于22°时,采煤机机身下滑,滚筒扎入煤壁,落煤装不进输送机。采取把输送机靠煤壁侧先吊起来,使溜槽倾斜度保持在13~15°左右,采煤机割底时卧底,使底板始终保持台阶状。
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综采工作面调斜和旋转采煤工艺
一、概念
一般综采工作面布置要求工作面等长,但一些特殊地质构造难以按正常工作面回采。当工作面旋转角度在45°以下时,工艺难度较小,平巷采用折线布置,习惯上称这类小角度旋转为综采面调斜或调采。大于45°时,旋转的工艺难度加大,称为综采面旋转。 二、综采面调斜和旋转中心
以综采工作面机头端为旋转中心,旋转机尾端,可以保证旋转期间输送机机头和运输顺槽转载机机
尾能正常搭接,使运输通畅,但机尾旋转端应进行适当扩帮或掘成弧形。若以机尾为旋转中心,旋转机头,则输送机机头和转载机机尾搭接就困难的多,但旋转中心位于工作面上部机尾端,可防止旋转中支架挤向工作面下端并有利于从工作面下端推移输送机,克服输送机下滑现象。 1、实心斜切调斜方式:综采工作面割完调斜前的最后一刀煤时,旋转中心一端停推输送机,另一端则移够一个截深,并将输送机调成一条直线,然后采煤机割煤,每一刀煤都是小扇形。
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2、虚心分段割煤调斜方式:为改善旋转中心附近的顶板管理状况,采用虚旋转中心,使调斜综采工作面的中心端也保持一定前移量。通常把调斜角α等分成若干小角α′,当采煤机割完一组长短刀煤,工作面转过一角度α′,即完成一个调斜循环。 三、综采工作面旋转
旋转一个大角度的周期很长,中心附近的顶板管理异常困难;旋
转中工作面倾角不断变化,极易产生挤架、散架和歪架现象以及输送机上窜下滑事故;由于旋转中反复调架,极易损坏支架和输送机;旋转中工作面端头管理以及运煤和辅助运输变得困难。
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薄煤层综合机械化装备
1、采煤机特点:机身矮而短,适应薄煤层工作面空间狭小和煤层起伏的变化,有足够的过煤空间,要有很强的割煤、割岩和装煤能力。双滚筒采煤机的滚筒转向是对滚的,即左滚筒用右螺旋叶片,并顺时针旋转;右滚筒用左螺旋,逆时针旋转;这样可以防止摇臂挡煤,提高装煤效果。
2、支架特点:薄煤层矿压相对缓和,支架工作阻力和初撑力较低;在最低支护状态,必须保证顶梁下面有高400mm,宽600mm的人行道;顶梁、底座厚度要小强度高;为减少控顶距,一般先移溜后拉架;分体式底座便于排矸。
3、输送机特点:薄煤层突出薄弱环节是落煤和装煤,输送机的运输能力应略大于采煤机割煤能力;薄煤层一般波浪起伏变化较大,输送机对底板应有较强适应性;尽量采用薄溜槽输送机,减小采煤机机身高度,增大过煤空间;考虑挡煤效果和销轨排煤作用。
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综采工作面过断层简介
由于断层处的岩石往往比较碎,在工作面通过式很容易造成冒顶;工作面通过断层时,由于顶、底板和采高的变化,很容易造成液压支架的倾倒和“压死”;处理断层带岩石不当,会损坏支架、采煤机和输送机等设备。断层落差越大,断层线与工作面的夹角越小,产量下降越大。
一般断层落差大于采高时,基本上不硬过;断层落差小于采高40%,可直接硬过,断层落差为采高40~60%,采取措施可以硬过,但经济效果不好。
一、调整工作面与断层线的夹角
在通过断层前预先调整工作面,与断层保持一定的夹角。对于中等稳定以上顶板,工作面与断层线的夹角以20~30°为宜;对于不稳定顶板,工作面与断层线的夹角需调到30~45°。
二、处理断层处岩石的措施
工作面工作面过断层时必须处理断层处的岩石。当岩石硬度系数小于4时,可用采煤机直接截割,但牵引速度应减小;当岩石硬度再高时,则要用打眼放炮的方法预先挑底或卧底。
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三、液压支架过断层的措施
在过断层时,支架不是下俯斜就是上仰斜移动。一般过断层时的坡度以10~12°为宜,最大不要超过15~16°;在顶板破碎情况下,应适当带压移架,不得降柱太多,应随采煤机前滚筒割煤而立即移架,尽量减少顶板松动。 四、加固顶板
1、锚杆加固:可采用木锚杆来加固煤壁。
2、化学加固:采用聚胺脂等化学方法加固煤壁。 五、输送机
要适应支架要求,用手动葫芦吊溜,前移成需要的坡度。
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