煤礦新技術(shù)新工藝、

新設(shè)備新材料肥礦技師學院2014.2一、 教學目的通過對掘進、采煤新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備新材料的運用，提高生產(chǎn)效率、保證安全生產(chǎn)、節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。二、 教學重點掘進錨、網(wǎng)、噴技術(shù)實現(xiàn)快速掘進。綜采放頂煤技術(shù)的運用與實施三、 教學難點錨索支護放頂煤步距四、 教學方法講授。五、 教學用具板書、幻燈片。六、 課時分配第一部分掘進新技術(shù)新工藝6課時。第二部分綜采液壓支架在特殊情況下的處理4課時。第三部分綜采放頂煤工藝流程及技術(shù)4課時七、 教學內(nèi)容第一部分掘進新技術(shù)新工藝綜掘機在半煤巖巷道中的快速掘進，巷道支護是制約掘進速度的大問題，如何才能在保證支護安全可靠的前提下快速的安設(shè)巷道支護，半煤巖巷道復(fù)合頂板是巷道支護技術(shù)的一個重點，也是影響礦井的正常生產(chǎn)和安全的主要方面之一，因此，綜掘機怎樣在半煤巖巷道中的快速掘進具有非常重要的現(xiàn)實意義。采用錨桿、錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護的施工方案有效控制了半煤巖巷道復(fù)合頂板的穩(wěn)定和變形，一次進巷成功，避免了施工后由于壓力顯現(xiàn)的返修，頂板及兩幫采用等強螺紋鋼錨桿和金屬網(wǎng)，根據(jù)圍巖特性，合理選擇支護參數(shù)，降低了成本投入，節(jié)約了支護材料和勞動力，獲得了較好的經(jīng)濟效益。錨桿、錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護的施工技術(shù)方案不僅在技術(shù)上可行，安全上可靠，經(jīng)濟上合理，為綜掘機在半煤巖巷道快速掘進，提供了一條行之有效的技術(shù)途徑。結(jié)合礦井的具體條件，依靠科技進步，堅持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的原則，認真貫徹執(zhí)行國家和地方的煤礦安全生產(chǎn)法律法規(guī)，建立精簡高效的礦井安全管理機構(gòu)，完善礦井安全技術(shù)措施、設(shè)施、裝備，按照高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井模式，力爭把平禹鳳翅山礦建設(shè)成為安全設(shè)施齊備，抗災(zāi)能力強、安全高效的現(xiàn)代化礦井。根據(jù)半煤巖復(fù)合頂板巷道變形破壞機理，21100機巷頂板以深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，厚1.50?9.00m，局部有炭質(zhì)泥巖偽頂0.30?0.50m。底板為深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，厚5?10m。結(jié)合綜掘機施工特性，設(shè)計采用矩形斷面結(jié)構(gòu)，全斷面實施“三錨”聯(lián)合支護，兩頂角和底角打75°傾斜錨桿加固，以改善底板和兩幫巖體的承載能力。巷道施工步驟：進刀t巷道成型t前移前探梁t檢查迎頭積渣量t打頂錨桿掛網(wǎng)「打頂錨索t打兩幫錨桿掛網(wǎng)。錨索施工時，一般滯后掘進工作面2~5m，與上述工序平行作業(yè)。支護結(jié)構(gòu)及參數(shù)選擇：巷道斷面規(guī)格：凈寬X凈高=3.8m正.3m，荒斷面為寬X高=4mX2.4，巷道支護采用“三錨”復(fù)合結(jié)構(gòu)，加打錨索補強加固。錨桿選用直徑20mm、2000mm長的等強錨桿（每排14根），排距：700X700mm，托盤為碟形，直徑為100mm，用10mm厚鋼板壓制成弧形。樹脂錨固劑直徑為23mm，每根長度為350mm，錨桿均使用配套標準螺母緊固，錨固劑型號為2335#，錨桿外露長度為30?50毫米，每根錨桿錨固力不小于80kN。頂網(wǎng)采用規(guī)格為4.4X0.9m的鋼絲網(wǎng)；上幫網(wǎng)采用規(guī)格為2.4X0.9m的鋼絲網(wǎng)，下幫網(wǎng)采用規(guī)格為2.4X0.9m的鋼絲網(wǎng)。錨索及時跟進工作面支護，錨索間、排距為1600

X2000mm,當巷道頂板巖性較好時，可以適當放寬錨索間排距。錨索采用鳥巢式錨索，直徑15.24mm、長為6000mm的鋼絞線配合鎖頭、托盤制作；其中錨索有效長度為5900mm，外露部分為100mm；每孔使用不少于5卷?23mm>長為350mm的錨固劑固定，錨固力不低于200KN/根；錨盤用長500mm長的工字鋼制作，并在上面鉆一個直徑不小于?15.24mm的孔。錨固長度不小于1200mm，錨固劑型號為2335#，錨索與工作面的距離不大于X2000mm,EBZ160二代掘進機的特點：1EBZ160二代掘進機由截割部、鏟板部、第一運輸機、本體部、行走部、后支撐、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)10部分構(gòu)成，具有可靠性高、作業(yè)效率高、智能化程度高、適用范圍廣、機構(gòu)合理可維修性好等特點。EBZ160二代掘進機的技術(shù)參數(shù)：EBZ-160二代掘進機總體長度為9m,總體寬度為2.9m，總體高度1.8m，總重45T，總功率246KW,經(jīng)濟/最大截割硬度60/80MPa,對地壓強0.14MPa，最大爬行坡度士18°，最大截割高度4.8m，最帶截割寬度5m,最大截割面積24川。掘進工藝流程交接班-安全檢查-校中線-畫巷道輪廓線-定截割位置-開機檢查t掘進機切割掘進（自動出巖、噴霧灑塵）一敲幫問頂一前移臨時支護-打錨桿掛網(wǎng)支護-安全檢查-進入下循環(huán)1、EBZ160II掘進機的掘進要求：（1）掘進機切割程序是首先在工作面進行掏槽，掏槽一般在工作面下部。開始時機器逐步向前，截割頭切入工作面（巖石或煤）一定深度（切深），然后停止機器移動，以鏟板緊貼工作面底板為前支點，機尾后支撐也同樣緊貼底板為后支點，以提高機器在切割過程中的穩(wěn)定性。最后在由下往上，左右擺動懸臂,截割頭切落整個巷道的巖石和煤。EBZ160II懸臂式掘進機截割頭的最佳切割深度應(yīng)根據(jù)所切割的煤、巖的性質(zhì),巷道頂板情況，支護距離的規(guī)定，以及通過落煤效果和切割一米巷道所耗時間最短來確定，切巖時,本—割股推意3米。圖中的箭頭表示切割方向，進刀深度一般以0.3m為宜，待截割完畢且打設(shè)完錨桿后，再進行下一個循環(huán)，往復(fù)進行。巖性較硬時，截割頭深入巖壁不得超過200伽，擴窩后，再依照上圖箭頭所示的截割方式進行切割。在掘進機切割前進的同時，利用截割頭的上下、左右移動截割，可截割出初步的斷面形狀，如此截割的斷面與實際所需要的形狀和尺寸有一定的差別， 可進行二次修整，已達到斷面尺寸的要求。當掘進底板時，應(yīng)將鏟板降至最低位置。當巖性較軟時，可直接采用上圖所示的截割方法進行割煤（巖），所破落煤（巖）經(jīng)掘進機自動出巖到伸縮皮帶再到膠帶輸送機，掘進機切割一個循環(huán)后停機，掘進機向后退，支護頂板，進入下個循環(huán)。第二部分綜采新工藝新技術(shù)液莊支加液壓支架是煤礦綜采工作面的重要設(shè)備，在生產(chǎn)過程及易出現(xiàn)自動降架、倒架、死架等事故，其中死架事故一旦發(fā)生經(jīng)常是幾架，甚至十幾架，處理起來難度大，時間長，嚴重制約著安全生產(chǎn)。鳳翅山礦工作面開采的煤層比較薄，頂板比較破碎，地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，對支架防死架管理帶來了一定的困難，對五2—21090綜米工作面ZY4000—10/20型液壓支架死架的原因進行了分析，并采取相應(yīng)的處理措施。ZY4000—10/20型液壓支架防死架技術(shù)在五2—21090綜采工作面應(yīng)用，沒有出現(xiàn)支架死架現(xiàn)象，工程質(zhì)量月月達標，施工環(huán)境得到極大改善，單產(chǎn)水平不斷提高，效益大大增高，為今后鳳翅山礦全面推行綜采機械化，有較強的指導(dǎo)意義，發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。平禹煤電公司鳳翅山綜采工作面使用ZY4000—10/20型支架支撐頂板，在生產(chǎn)過程易出現(xiàn)自動降架、倒架、死架等事故，其中死架事故一旦發(fā)生經(jīng)常是幾架，甚至十幾架，處理起來難度大，時間長，嚴重制約著安全生產(chǎn)。通過一系列行之有效（方案）的支架死架處理與預(yù)防，平禹鳳翅山礦采煤戰(zhàn)線的安全生產(chǎn)、質(zhì)量標準化、單產(chǎn)水平、生產(chǎn)效益、材料消耗等得到進一步得到極大改善。保障了安全，降低了勞動強度，提高了產(chǎn)能，為平禹鳳翅山礦下一步安全生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)，具有良好的社會效益。ZY4000—10/20型液壓支架的主要技術(shù)參數(shù)：（1）、額定初撐力：3082KN。（2）、額定工作阻力：4000KN。、支架高度：1000mm?2000mm、支架中心距：1500mm、支架重量：9450kg、支護強度：0.58?0?67Mpa、支架重量：9450kg⑻、底板比壓(前端)：1?67?1.97Mpa、操作方式：本架操作、泵站壓力：31.5Mpa(11、、支架結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)合工作面現(xiàn)場實際，可以從幾方面著手，預(yù)防死架現(xiàn)象的發(fā)生。(1、、針對不同的頂板情況選好架型，采面架設(shè)支架的目的在于平衡頂板壓力，而不是抗頂板壓力，所以選擇的架型不但有一定的支撐力，而且應(yīng)有一定的可縮量，這個可縮量和老頂形成的“砌體梁”的彎曲下沉相適應(yīng)，只有這樣，才能減少附加載荷，使支架發(fā)揮良好的支撐作用。、工作面遇到地質(zhì)構(gòu)造時，應(yīng)提前采取措施，加快推進速度，當工作面煤層變薄時，應(yīng)破頂或割底回采，當采煤機割不動時，應(yīng)該適當放震動炮崩落頂或底，以滿足支架的最小高度，同時應(yīng)該加快采面推進速度，時刻注意周期來壓，以便順利通過薄煤帶。（3） 、加強工作面工程質(zhì)量管理，嚴格控制采高，不得隨意留頂、底煤。（4） 、加強對液壓系統(tǒng)的管理，保證乳化液濃度及泵站壓力，發(fā)現(xiàn)有跑、漏、滴現(xiàn)象要及時處理。（5） 、加強礦壓監(jiān)測，提高工作面周期來壓預(yù)測預(yù)報水平，在工作面周期來壓之前加快工作面推進速度，減少礦壓對工作面頂板破壞程度，以防“死架?！保?） 、堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，確保工程質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)局部超前或滯后，要及時調(diào)整。（7） 、加強上、下端頭支護，盡量減少上部巖石的變形，從而減少頂板對支架的壓力。（8） 、當工作面通過煤柱時，要加強采面支護，必要時在煤壁側(cè)打幫柱，增加支護強度，防止支架壓死。液壓支架死架的處理根據(jù)回采過程中處理支架死架的教訓(xùn)，得出以下處理液壓支架死架的方法：（1）、首先處理好頂板，適時加快開幫進度，以保持頂板的完好性。2）、加設(shè)移架千斤頂。在死架受力不大，但本架移不動時，可在死架兩側(cè)增設(shè)臨時移架千斤頂，用錨鏈與死架底座固定，然后幾個千斤頂同時移架，這樣，就可能把死架拉出。（3） 、增大支撐法。用幾根備用單體柱支在被壓死支柱的頂梁下，同時向備用支柱和被壓死的支柱供液，進行反復(fù)升柱，在加大支撐力的作用下，頂板可逐漸松動，使被壓支柱產(chǎn)生少量的行程，降柱后就可以向前移架。（4） 、挑頂法。在頂板條件許可下，可采用放小炮挑頂?shù)姆椒ㄌ幚硭兰埽排谝执芜M行，每次裝藥量不宜過大，只要能使頂板松動，支柱稍微升起，即可進行移架，嚴禁不打炮眼，而將炸藥和雷管直接放在支架與頂板空隙中放炮崩頂。（5） 、臥底法。在頂板條件比較破碎而不適宜于挑頂時，可采用臥底的方法，在支架底座的前方，向底座下的底板打淺眼，裝小藥進行放炮，放炮后將崩碎的石塊掏出，使底座下降，當支柱有少量行程時就可以移架。（6） 、松頂松底法。當支架上部巖石非常破碎或底座下面墊有較大的浮煤時，可不采用放炮方法進行挑頂臥底，而是將頂板碎渣和底座下的浮煤支接挖出，使支柱有少量行程后進行移架。以上ZY4000—10/20型液壓支架防死架技術(shù)在五2—21090綜采工作面應(yīng)用，沒有出現(xiàn)支架死架現(xiàn)象，工程質(zhì)量月月達標，施工環(huán)境得到極大改善，單產(chǎn)水平不斷提高，效益大大增高，為今后鳳翅山礦全面推行綜采機械化，有較強的指導(dǎo)意義，發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。第三部分綜采工作面放頂煤采煤工藝流程一、回采工藝流程采煤機采用端頭斜切進刀，雙向割煤，液壓支架及時支護頂板。采煤機上端頭斜切進刀一一正常下行割煤一一移架一一放頂煤一一拉后部刮板輸送機一一采煤機返刀上行清浮煤（采煤機割煤至機頭后）一一推前部刮板輸送機一一上端頭斜切進刀一一進入下一循環(huán)。（一）、采煤機割煤綜放工作面采用端部斜切進刀單向割煤，其工序如下：采煤機下行割煤，右滾筒割頂煤，左滾筒割底煤，行至工作面刮板機頭割通煤壁，將右滾筒降下割底煤.反向?qū)⒉擅簷C機身部底煤割盡，空刀上返清理浮煤，行至上部刮板機彎曲段，采煤機左滾筒升高割頂煤，右滾筒割底煤，斜切進刀，待采煤機進入直線段后，將刮板機推直，采煤機割透煤壁后，將左滾筒降下割底煤，右滾筒升起割頂煤，采煤機下行開始下一個循環(huán)割煤。（二）、移架由于工作面前后輸送機采用機頭平行布置方式，因而在工作面兩端各設(shè)4架過渡支架，而過渡支架不能做到及時支護，即采煤機割煤后，過渡架必須在前部輸送機機頭推移后才能移架，因而造成工作面的基本支架和過渡架不能順序前移，使得移架工序變得復(fù)雜，現(xiàn)將移架順序描述如下（采煤機端部斜切進刀單向割煤）：（1）采煤機斜切進刀割透煤壁下行時，將機頭兩架過渡支架的支架護幫板挑起；采煤機下行完成割底煤進入正常割煤，滯后采煤機左滾筒（此時應(yīng)滯后采煤機前滾筒2架將支架護幫板挑起）3架，順序?qū)⒒炯芤埔粋€步距，移架時應(yīng)先收護幫板；直到工作面下端最后一架基本架。當采煤機返機右滾筒到達距第一過渡架7米時，即將前部輸送機機頭推向煤壁（應(yīng)保證逐架同時推）。（2） 機頭推移后，將工作面下端過渡架（14#架）拉一個步距，移架的順序為：先移2、3#架，后移1#架，再移4#架；（3） 與此同時，當采煤機斜切進刀直線段時，前部輸送機已經(jīng)全長自下而上（或自上而下）推向煤壁，采煤機割透上端煤壁后，將上端4架過渡支架的護幫板挑起，及時支護頂煤。采煤機下行割煤后順序?qū)C尾處四架過渡架向前移一個步距，移架的順序為：先移中間兩架過渡架，后移最后1架過渡架，再移前第四架過渡架，待采煤機出斜切進刀段后將刮板機機尾推至煤壁為下一個循環(huán)段斜切進刀做準備；過渡支架的移設(shè)是按上述移架順序在特定時間內(nèi)完成的；而基本支架的移設(shè)是由采煤機的割煤位置控制的。即在采煤機正常割煤的情況下，滯后采煤機左滾筒3架進行移架（或滯后采煤機右滾筒2架支架將支架的護幫板挑起，臨時支護頂板，等滯后采煤機左滾筒3架時再進行移架）。移架的動作如下：收護幫板-收伸縮梁-降柱（保持一定壓力）-移架（擦頂移架）T升柱（保持初撐力）T打出護幫板。二、放頂煤工作面初次來壓后必須再向前推進10個循環(huán)方可進行放煤作業(yè)。利用礦山壓力、支架反復(fù)支撐、尾梁上、下擺動和預(yù)松動爆破等綜合方式預(yù)裂頂煤，支架收回插板，下擺尾梁進行放煤。本工作面放煤采用兩輪順序放煤，循環(huán)放煤步距0.8m。為有利于端頭管理，機頭、機尾各4個過渡支架原則上不考慮放煤，為提高頂煤回收率，當頂煤冒落塊度較小且塊度均勻時，基本支架側(cè)的過渡支架可適量進行放煤。（一） 、放煤工序采煤機下行割煤時，第一人先從機尾第1中間支架開始放煤，放單號支架頂煤。第二人滯后第一人6?8架進行放煤，放雙號支架頂煤。第一人在放煤口放煤量明顯減小的情況下，關(guān)閉支架放煤口，進行下一單號支架的放煤工作。第二人按雙號支架順序放煤。第三人滯后第二人6?8架進行補放，直至放到機頭與基本架相鄰的過渡支架為止。依次進行，并見砰（出矸量大于1/3）時關(guān)閉放煤口。（二） 、放頂煤工藝要求1、放頂煤工作在采煤機割煤并移架后進行，滯后距離為 5架，采放平行作業(yè)，放煤步距保持0.8m；2、 放煤時，先收回支架放煤插板，并操作尾梁千斤頂，使尾梁擺到適當位置，以便能使頂煤直接流入后部輸送機；放煤時，可多次反復(fù)擺動尾梁使大塊煤破碎，便于放凈；放煤時如遇大塊煤，應(yīng)用尾梁、插板進行破碎；見砰（出砰量大于1/3）時停止放煤，并伸出插板封住放煤口，完成放煤工作；3、 放煤時，必須注意控制放煤量，保證后部輸送機不過載；4、 放煤時，支架后噴霧必須打開，無噴霧或噴霧不完好不準放煤。三、 拉后部輸送機1、拉移時必須單向順序進行，且應(yīng)滯后放煤支架 15m拉后部輸送機，按割煤方向自下而上拉移一個步距（0.8m），同時要求相鄰5個支架順序逐步動作，并確保其彎度段不小于 15m嚴禁從兩頭向中間進行。2、 拉刮板輸送機前，若前面浮煤較多，應(yīng)進行清理，確保拉移到位。3、 拉移時，應(yīng)在輸送機正常運轉(zhuǎn)時進行。4、 拉移完成后，應(yīng)保證輸送機平、直、穩(wěn)。5、 其它注意事項同推移前部刮板輸送機。四、 推移前部輸送機（一）推移前部輸送機分兩個階段單向順序進行。1、在采煤機從工作面下端反向跑空刀清浮煤到達工作面上部斜切進刀段以前，前部輸送機頭必須推向煤壁。2、在采煤機進行端部斜切進刀時，將前部輸送機按順序自下而上依次推向煤壁。（二）推移前部輸送機的要求：1、 每次推進應(yīng)保證0.8m的推進度，并與煤壁保持平行成一直線，其直線誤差在士50mm以內(nèi)；2、在推移輸送機時，必須保持滯后采煤機長度不得小于 15m（滯后采煤機右滾筒