(2)支架初撑力校核
对于老顶来压强烈的工作面,支架的初撑力应适当加大,约为额定工作面阻力的75%为宜。则
P0=75%×3351.90=2513.90(kN/架) 2-2
由液压支架技术特征表可知,所选支架初撑力为3958KN,符合控顶设计对支架初撑力的要求。
(3)支架的结构参数校核
支架的结构参数,主要是取定支架的最大最小高度,一般确定支架高度按式2-3与式2-4计算。
Hmin=Mmin-S2-a 2-3 Hmax=Mmax-S1 2-4
式中:Mmin、Mmax——与煤层相应的最小最大采高,m;
Hmin、Hmax——支架的最小最大结构高度,m;
S2——掩护式支架的顶梁尾端最大下沉量其值为:S2=d×Mmax×R2 ; d——顶板级别系数,取0.025;
R2——支架后柱或掩护式支架的顶梁尾端到煤壁距离,m;
S1——前柱处的最小下沉量,即移架后还未形成循环下沉量以前前柱处顶板下沉量,其值为:S1 = d×M min×R1;
R1——前柱到煤壁的距离,m;
A——支架在前移时的可缩余量,本设计取0.05m;
将有关的数据代入式2-3与式2-4得(由于工作面采用放顶煤开采,割煤高度为2.7m,因此,Mmax、Mmin均为2.7m): S1 =0.025×2.7×1.972=0.133 m S2=0.025×2.7×2.722=0.187 m Hmin=2.7-0.197-0.05=2.463 m
Hmax=2.7-0.133=2.567 m
据上述可知,支架高度范围在Mmin、Mmax之间,可见支架的高度符合控顶设计的要求。 3)采煤机的工作方式
采煤机主要技术特征见表2-5所示。 (1)工作方式
由于采区内煤层赋存稳定,倾角较缓,所以采用采煤机双向割煤,追机作业;前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤;在工作面端头斜切进刀,上行下行均割煤,往返一次进两刀;采煤机过后先移架后推移刮板输送机。两工序分别滞后采煤机后滚筒5~10m和10~15m。 (2) 进刀方式
采煤机采用割三角煤工作面端部斜切进刀方式,其进刀过程见图2-1所示。 进刀过程如下:
a. 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(见图2-1a);
b. 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(见图2-1b);
c. 再调换两个滚筒上、下位置,重新返回割煤至输送机机头处(见图2-1c); d. 将三角煤割掉,煤壁割直后,再次调换上、下滚筒,返程正常割煤(见图6-1d)。 该采煤机适用条件为: a. 顶板较为稳定;
b. 回风及运输顺槽有足够宽度,工作面刮板输送机的机头与机尾伸向顺槽内,能保证采煤机往返斜切时,其前滚筒能割透顺槽内侧煤壁。 优点:
a. 采煤机切入煤壁的阻力小; b. 操作简单,容易实现。
缺点:
a. 工作面两端空顶距离长,控顶面积大,不利于顶板管理; b. 采煤机往返斜切距离长,故辅助时间较长。 6.1.5 工作面端头支护
综放工作面和综采工作面端头支护方式基本上相同,主要有以下三种:
1)单体支柱加长梁组成迈步抬棚,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,但对平巷条件实用性差。
3)用工作面液压支架支护端头,适应于煤层能够倾角较小的综采面,通常在机头(尾)处要滞后与工作面中间支架一个截深。
根据支架选型要求,本设计选用ZTF6500-19/32型端头支架,其主要技术特征见表2—8所示。
第二节采煤工作面循环作业图表的编制
2.2.1组织循环作业并编制循环图表
(1)循环作业
工作面实行“四六”作业制,即三班采煤一班检修。采煤机双向割煤,追机作业;上行、下行均割煤,往返一次进两刀,由所选采煤机的技术特征表可知,采煤机的截深为0.8m,所以最终确定本工作面采用双向割煤的多循环方式,每一循环进尺为0.8m。 (2)循环产量的确定
工作面原煤日产计算公式为:
V。= n×x×d 2—5
A。=L×X×d×m×r×C。 2—6
式中:L ----- 回采工作面长度,150m; V。——工作面进度, m/a; m —— 煤层厚度, 6.9m;
r ——煤的容量, 1.30t/m3;
C。——回采工作面回产率,取0.80; X ——每天循环进刀数,取6刀; D ——截深, 0.8m;
把以上参数代入6-5,6-6两式得;
V。=330×6×0.8=1584 m/a;
A。=150×6×0.8×6.9×1.30×0.80 =5166.72t (2)正规循环作业图表
2.2.2劳动组织 (1)作业方式
由于每天进6刀,为了使采煤班的作业均衡,同时把机械设备检修作为一个班,这样作业方式可确定为三班采煤,一班准备的四六工作制(循环作业图表布局图)。 (2)工序安排
综采面割煤、移架、推移输送机三个主要工序,按照不同工序有以下两种搭配方式,即及时支护方式和滞后支护方式。
①及时支护方式
采煤机割煤后,支架依次或者分组随机立即前移,支护顶板,输送机随移架移向煤壁,推移步距等于采煤机截深。这种支护方式,推移输送机后,在支架底座前端与输送机之间富裕一个截深的宽度,工作空间大,有利益行人运料和通风;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
割煤后输送机实现逐段移向煤壁,支架随输送机前移,二者移动步距相同。这种配合方式在底座前端和机械之间没有一个截深富裕量,比较适应周期压
力大及直接顶稳定性好的顶板,但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,前筒筒割过后将护帮板伸开,护住直接顶,随后推移输送机,移架。
由于本设计中煤层顶板属沙泥岩,属于中等稳定顶板,为防止假冒顶板事故发生,必须采用先移支架后移输送机的“及时支护”方式。 2.2.3综放工艺
(1)放煤步距
放煤步距的大小与顶煤的厚度有关:顶煤厚度较小时,通常以一采一放较为合理;顶煤厚度较大时,则放煤步距应适当增大,可采用两采一放或三采一放。结合该煤层顶板的冒落和运动特点,本矿井放煤步距选用两采一放。在本设计中综放面每班进2刀放一次是能够实现的。 因此,回采工作面作业过程如下:
割煤→移架→推前溜→拉后溜→割煤→移架→推前溜→放煤→拉后溜 (2)采放比
该煤层割煤高度为2.7m,则采放比为:2.7:(6.9-2.7)=1:1.5 (3)放煤方式
根据我国综放面的普遍放煤方式,本矿采用多轮顺序低位放煤。 (4)工艺要求
割煤:割煤方式为双向割煤,端头自开缺口斜切进刀,螺旋滚筒自动装煤,斜切进刀长度不小于30m,截深0.8m。割煤时煤机速度要适宜,且必须保证顶底板平整,煤壁齐直。不得出现割底留伞檐现象,工作面采高应控制在2.7±0.1m。
移架:采用及时移架支护方式,移架滞后煤机后滚筒3--9m,追机作业,并及时伸出伸缩前梁打出护帮板,需要时可于煤机机身处移架或拉超前支护,移架步距为0.8m。
推前溜:在移架后顺序推移前部运输机,滞后移架10—15m左右,其弯曲段长度不得小于30m,推移步距为0.8m,推前溜时必须依顺序进行,严禁相向操作。推溜后溜子必须保持平、直。
放煤:采用多轮顺序低位放煤,两刀一放,采煤机割第二刀时采放平行作业。放煤时需注意以下问题:
①见顶板矸石占放出物的1/3时停止放煤。
②若遇到大块煤不易放出时,可反复伸缩插板,小幅度上下摆动尾梁,使顶煤破碎后顺利放出。
③放煤结束后应关好放煤口,并确保过煤高度不小于500mm,放煤与移架间距不小于20m。 拉后溜:后溜在放完顶煤后拉移,拉移步距为0.8m,必须依次顺序进行,严禁相向操作,杜绝误操作,后部运输机拉移滞后放煤架10~15m,并确保弯曲段不小于30m,确保拉移到位。停机时不得移溜;拉移后应保证其平、直。 2.2.4采空区的处理
由于该采区使用走向长壁全部垮落一次采全高综采放顶煤采煤法,通常采用全部跨落发处理采空区。 2.2.5劳动组织
工作面的劳动组织采用追机作业方式。劳动组织表见表2-9。
2.2.6主要技术经济指标
第三节综合机械化采煤过程中应注意事项
1) 综合机械化采煤工作面,必须根据矿井各个生产环节、煤层地质条件、煤层厚度、煤层倾角、瓦斯涌出量、有无自然发火倾向和矿山压力等因素,编制设计,报矿务局总工程师批准;
2) 运送、安装和拆除液压支架时,必须有安全措施,明确规定运送方式,安装质量,拆装工艺和管理顶板的措施,并指定专人负责;
3) 综合机械化采煤的工作面的煤壁、刮板输送机和支架都应保持直线。支架间的煤、矸石应清理干净。由于煤层倾角大于15°时,液压支架必须采取防倒、防滑措施。该工作面老顶为厚层难冒顶板,应在工作面前方放炮松动1.5m厚的老顶;
4) 采煤机采煤时,必须及时移架。采煤和移架之间的悬顶距离,应根据顶板的具体情况,在作业规程中明确规定。超过规定距离或发生冒顶、片帮时,必须停止采煤;
5) 严格掌握采高,严禁采高超过支架允许的最大高度,当煤层变薄时,采高不得小于支架允许的最小采高;
6) 综合机械化采煤工作面的两端,应使用端头支架;否则,必须增设其他形式的支护; 7) 由于工作面的下口装载机机尾安有破碎机,必须加保护栅栏,防止人员进入; 8) 综合机械化采煤工作面放炮时,必须有保护液压支架和其它设备的安全措施; 9) 乳化液的配制、水质化验、配比等,必须符合有关规定要求;否则,不得使用。

