煤矿工人培训讲课教案采煤技术及锚杆支护.docx

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煤矿工人培训讲课教案采煤技术及锚杆支护

五星煤矿新工人培训讲课

教

案

授课教师：

单位：

马依镇五星煤矿

时间：

年月日

课时安排

班级

新工人培训班

科目

采煤技术锚杆支护

任课教师

时间

章节

课时

课题

第一课时：

采煤技术

第二课时：

锚杆支护

第三课时：

《煤矿安全规程》对锚杆支护技术的相关要求

教学重点

教学难点

《煤矿安全规程》的相关规定

课题类型

新课

教学方法

讲授

教学过程

附后

教学用具

无

教学目的

使新工人对煤矿生产有初步的了解和认识

小结

第一课时

采煤技术

一、爆破采煤技术

二、普通机械化采煤技术

三、综合机械化采煤技术

1）爆破采煤技术

爆破采煤技术有称炮采，指在长壁工作面用爆破方法破煤和装煤、人工装煤、输送机运煤和单体液压支柱支护的采煤工艺。

炮采除运煤的工艺实现了机械化外，其余工序全部是由人工来操作，所需设备少，初期投资小。

缺点是回柱放顶不够安全，顶板事故多，产量及效率低，工人劳动强度大等。

2）普通机械化采煤

普通机械化采煤简称“普采”。

普采就是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤和单体液压支柱支护顶板的采煤技术。

普采工作面的主要设备有：

破煤与装煤用的设备为滚筒采煤机或刨煤机，运输设备为可弯曲刮板输送机、带式输送机、支护用的单体液压支柱为摩擦式金属支柱或单体液压支柱及铰接顶梁。

普采工作面采煤工艺工程中的工序有落煤、装煤、运煤、采煤工作面支护和采空区处理等。

3）综合机械化采煤

综合机械化采煤简称“综采”，是指在长壁工作面用机械方法破煤和装煤、输送机运输和液压支架支护顶板的采煤工艺。

综采工作面配套的主要设备有大功率双滚筒采煤机、大功率高强度重型刮板输送机、液压支架、转载机及胶带输送机、乳化泵站等。

综采工作面采煤工艺过程中的破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理五大工序全部实现机械作业，所以，综采工作面的采煤工艺要比普通机械化采煤简单。

生产工艺过程是：

采煤机落煤与装煤、输送机运煤、自移式液压支架前移、推移输送机至新的位置、采空区顶板自行垮落等。

综采工艺中的破煤、装煤、运煤三个工序与普通机械化采煤基本一样，只不过是设备的功率大、强度高。

综采面双滚筒采煤机工作方式

（一）、滚筒的转向和位置

当我们面向煤壁站在综采工作面时，通常采煤面的右滚筒应为右螺旋，割煤时顺时针旋转割；左滚筒应为左螺旋，割煤时逆时针旋转。

采煤机正常工作时，一般其前端的滚筒沿顶板割煤，后端滚筒沿底板割煤。

这种布置方式司机操作安全，煤尘少，装煤效果好，要某些特殊条件下，例如煤层中部含硬夹矸时，可使用左螺旋的右滚筒，逆时针旋转；左滚筒则为右螺旋。

运行中，前滚筒割底煤，后滚筒割顶煤，在下部采空的情况下，中部硬夹矸易被后滚筒破落下来。

有一些型号的薄层采煤机滚筒与机体在一条轴线上，前滚筒割出底煤以便机体通过，因此也采用“前底后顶”式布置。

有时，过地质构造也需要采用“前底后顶”式，后滚筒割顶煤后，立即移支架，以防顶煤或碎矸垮落

（二）、综采面双滚筒采煤机的割煤方式

综采面采煤机的割煤方式是综合考虑顶板管理、移架与进刀方式、端头支护等因素确定的，主要有如下两种：

1、往返一次割两刀。

这种割煤方式也叫做“穿梭割煤”，多用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面，工作面为端部进刀。

2、往返一次割一刀，即单向割煤，工作面中间或端部进刀。

该方式适用于：

顶板稳定性差的综采面；煤层倾角大、不能自上而下移架，或输送机易下滑、只能自下而上推移的综采面；采高大而滚筒直径小、采煤机不能一次采全高的综采面；采煤机装煤效果差、需单独牵引装煤行程的综采面；割煤时产生煤尘多、降尘效果差，移架工不能在采煤机的回风平巷一端工作的综采面。

（三）、综采面采煤面的进刀方式

1、直接推入法进刀

其过程与单滚筒采煤机直接推入法进刀相同。

因该方式需提前开出工作面端部切口，而且大功率采煤机和重型输送机机头（尾）叠加在一起，推移困难。

因此很少采用。

2、工作面端部斜切进刀

该方式又分为割三角煤（图2）和留三角煤两种。

割三角煤方式进刀过程如下：

①当采煤机割至工作面端头时,其后的输送机槽已移近煤壁,采煤机机身处沿留有一段下部煤[图2（a）];②调换滚筒位置,前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段返向割入煤壁直至输送机直线段为止。

然后将输送机移直[图2（b）]；③再调换两个滚筒上下位置，重新返回割煤至输送机机头处[图2（c）]；④将三角煤割掉后，煤壁割直后，再次调换上下滚筒，返程正常割煤[图2（d）]。

综采面斜切进刀，要求运输及回风平巷有足够宽度，工作面输送机机头（尾）尽量伸向平巷内，以保证采煤机滚筒能割至平巷的内侧帮，并尽量采用侧卸式机头。

若平巷过窄，则需辅以人工开切口方能进刀，这就难以发挥综采的生产潜力。

3、综采面中部斜切进刀

综采面中部斜切进刀，其特点是输送机弯曲段在工作面中部，操作过程为：

①采煤机割煤至工作面左端；②空牵引至工作面中部，并沿输送机弯曲段斜切进刀，继续割煤至工作面右端；③移直输送机，采煤机空牵引至工作面中部；④采煤机自工作面中部开始割煤至工作面左端,工作面右半段输送机移近煤壁,恢复初始状态。

端部斜切进刀时，工作面端头作业时间较长，采煤机要长时间等待推移机头和移端头支架，影响有效割煤时间。

而采用中部斜切进刀方式可以提高开机率，它适用于：

较短的综采面，采煤机具有较高的空牵引速度；工作面端头空间狭小，不便于采煤机在端头停留并维修保养；采煤机装煤效果较差的综采面。

但是采用该项方式，工作面工程规格质量不易保证。

二综采面液压支架的移架方式

（一）、移架方式

我国采用较多的移架方式有三种：

①单架依次顺序式，又称单架连续式，支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线，该方式操作简单，容易保证规程质量，能适应不稳定顶板，应用比较多；②分组间隔交错式，该方式移架速度快，适用于顶板较稳定的高产综采面；③成组整体依次顺序式，该方式按顺序每次移一组，每组二三架，一般由大流量电液阀成组控制，适用煤层地质质条件好、采煤机快速牵引割煤的日产万吨综采面。

我国采用较多的分段式移架属于依次顺序式。

（二）、移架方式对移架速度的影响

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、支架所外状态及操作方大便程度、人员操作技术水平等因素。

而当这些因素相同时，决定移架速度的关键因素则是移架方式。

（三）、移架方式对顶板管理的影响

选择移架不仅要考虑移架速度，还要考虑对顶板管理的影响。

一般说来，单架依次移架虽然速度慢，但卸载面积小，顶板下沉量比后两种小得多，适于稳定性差的顶板，即使顶板稳定性好，采用后两种移架方式时，同时前移的支架数N也不宜大于3，以防顶板情况恶化，由于顶板状况多变，还要依照以下具体情况考虑移架式：

1、依次顺序移架，在采煤机工作面范围内移架，虽可防止伪顶垮落，但割煤和移架同时进行，悬顶面积剧增，下沉速度加快，有可能出现顶板失控。

这种情况下，采煤和移架要保持合理距离。

2、在某些特定顶板条件下，尽管设备的顶板条件完全相同，依次顺序式移架需要经过较长时间才能达到额定工作阻力，而分组间隔交错式移架则能较快地达到额定工作阻力，矿压显现比前者缓和。

3、与单向、双向割煤相适应的单向、双向移架，对顶板管理效果影响很大。

单向移架时，先移的支架先达到额定工作阻力，支架阻力沿煤壁方向分布大致相同，有利于顶板管理；双向移架时，工作面端部支架短时间内两次移动，长时间处于初撑状态，不利于顶板管理。

4、全卸载与还载移架对顶板管理影响较大（图3-30）。

不卸载或部分卸载移架时，有利于控制顶板，应尽量采用。

5、采用分段依次顺序式移架时，由于段与段之间的接合部位在时间与空间上交叉，导致顶板下沉量叠加，容易造成顶板破碎、煤壁片帮和倒架

三综采工作面工序配合方式

综采面割煤、移架、推移输送机三个主要工序，按照不同顺序有以下两种配合方式，即及时支护方式和滞后支护方式。

1及时支护方式

采煤机割煤时，支架依次或分组随机立即前移、支护顶板，输送机随移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤机截深。

这种支护式，推移输送机后，在支架底座前端与输送机之间要富裕一个截深的宽度，工作空间大，有利于行人、运料和通风；若煤壁容易片帮时，可先于割煤进行移架，支护新暴露出来的顶板。

但这种支护方式增大了工作面控顶宽度，不利于控制顶板。

2、滞后支护式

割煤后输送机首先逐段移向煤壁，支护随输送机前移，二者移动步距相同。

这种配合方式在底座前端和机槽之间没有一个截深富裕量，比较能适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板，但对直接顶稳定性差的顶板适应性差。

为了克服该缺点，在某些综采面支架装有护帮板，前滚筒割过后将护帮板伸平，护住直接顶，随后推移输送机，移架。

四综采面端头作业

（一）、综采面端头支护方式

综采面端头支护方式有以下三种：

①单体支柱加长梁组成的迈步抬棚，与普采面的该方式端头支护相同。

该方式适应性强，有利于排头液压支架的稳定，但支设麻烦、费工费时。

②自移式端头支架。

移动速度快，但对平巷条件适应性差。

③用工作面液压支架支护端头，适用于煤层倾角较小的综采面，通常在机（尾）外要滞后于工作面中间支架一个截深。

（二）、综采面平巷相对位置与端头作业

综采面平巷布置应有利于运输设备运转和维护，有利于煤流在端头外转载和采煤机实现无人工切口端部进刀，并便于人员进出和材料运送，为端顶板支护创造良好条件。

平巷卧底掘进，工作面输送机机头与机槽坡度一致，机头与转载机机尾有合理搭接高度，为输送机提供了良好运转条件。

当采煤机牵引至终点位置时，其滚筒正好割至Dm和Am点，端部无须开人工切口。

平巷下帮有足够宽度供人员通过。

可见综采面平巷卧底掘进有利于端头管理。

根据不同的设备结构尺寸和矿山压力作用，运输平巷净宽为4~5米时，可满足端头管理的要求，回风平巷宽度则可适当窄些。

为避免卧底掘进时破岩及留顶煤的困难，某些综采面沿煤层顶板掘进，当煤层厚度大于平巷高度时，在综采面端部一定长度内留有三角形底煤。

为保证搭接高度，就要抬高输送机机头和机尾，这很不利于端头支护和输送机运行。

此时。

可采取以下补救措施：

①下卧转机机尾，减少机抬高量；②随工作面推进，超前下卧平巷底煤。

但是这些措施都比较费工费时。

当机头不得不抬高，应保证机槽有一段合理竖直弯曲段长度，以免损坏输送机。

五综采面设备的配套参数

（一）、综采面设备横向配套尺寸

综采面的机道宽度就是割煤并移架后从支架前柱中心线至煤壁的距离，因此综采面机道宽度就是无立柱控顶宽度R。

及时支架式综采面机道宽度应包括一个截深的宽度。

为了减少机道宽度，以利顶板管理，同时保证铲煤板与煤壁间的间隙Z，以及采煤机电缆拖移装置能对准输送机电缆槽，采煤机机身中心线相对于输送机机槽中心线向煤壁偏听偏移一距离e,其值随机而定。

根据安全规程的规定，人行道宽度M≥700mm，人行道的位置可在前后柱之间，也可在前柱与输送机之间，因设备而异。

支架顶梁端与煤壁之间必须保留一定端面距，以防机槽不平直或斜切进刀时滚筒割滚筒割梁端。

端面距T值与采高有关，一般T=150~350mm,采高小时取下限，大时取上限。

移架千斤顶的行程应比采煤机截深大100~200mm,以保证在支架与输送机不垂直时也能移机、拉架够一个截深。

（二）综采面设备的的选择与生产能力设备

1、采煤机的选型与生产能力

采煤机是综采生产的中心设备，在综采设备选型中首先要选好采煤机。

国内外制造的采煤机均已成系列，选型的主要依据是煤层采高、煤层截割的难易程度（即普氏系数f和截割阻力系数A）、地质构造发育程度。

主要应确定的参数是采高、牵引速度、电机功率，第三个参数决定着采煤机的生产能力，其余参数均与这三个主要参数成一定比例关系。

当然，选型中还应根据所开采