採煤工作面循環作業

採煤工作面循環作業

採煤工作面循環作業是指採煤工作面周而復始地從採煤、裝煤、運煤、支架、移輸送機、控頂、檢修等所有工序進行一遍為一個循環。搞好循環作業的關鍵是處理好工作面各工序、作業的時空關係。不同採煤工藝工作面的循環作業又各有其特點。

簡介

採煤工作面周而復始地從採煤、裝煤、運煤、支架、移輸送機、控頂、檢修等所有工序進行一遍稱為一個循環。一個循環後工作面推進一段距離稱為循環進度。每天完成的循環數稱為循環方式。每晝夜的工作班數及其生產準備安排,稱為作業形式。搞好循環作業是實現工作面安全正常、均衡生產,優質、高效的保證。搞好循環作業的關鍵是處理好工作面各工序、作業的時空關係。不同採煤工藝工作面的循環作業又各有其特點 。

炮采、普采工作面循環方式

炮采工作面的落煤進度一般為0.8m、1.0m和1.2m;普采工作面截深一般有0.5m、0.6m、0.8m、1.0m 四種。炮采時,一般落煤一次即放頂一次,一次落煤進度即為循環進度。對於普采,當截深為0.5m、0.6m時,一般割2刀放一次頂;當截深為0.8m時,一般割一刀放一次頂。即控頂採用“見四回一”的方法,實現一天2-3個循環;對於頂板好的工作面,也可採用“三、五”排或“四、六”排控頂,二采一準備,則一天完成一個循環。炮采和普采工作面基本是採用兩班採煤、一班準備的兩采一準的作業形式,也有不少工作面採用三班採煤、采準平行作業。兩采一準在準備班可進行回柱放頂、機械檢修、掐接輸送機和縮短平巷輸送機等工作。由於有專門的準備時間,不僅礦井設備有充裕的檢修時間,也保證了回柱工作的安全。

但出煤時間少,影響工作面單產的進一步提高。三班採煤采準平行作業實質是每小班採煤和回柱放頂平行作業,工作面推進一刀或二刀進度,按放頂步距要求回一次柱,每日可完成多個循環。三班採煤采準平行作業出煤時間長,充分利用工時和回採空間,提高了設備利用率,采準作業可以做到邊采邊回,不僅縮短了循環時間,也縮短了工作面支柱的承壓時間,有利於加快工作面的推進速度;但三班採煤作業方式準備時間少,設備的維修時間少。

因此,在頂板較穩定,回柱後即能冒落,支架布置比較簡單,放頂工作量不十分大的工作面,確能抓緊在生產間隙進行設備檢修及定期強制檢修,礦井工作制度允許,可採用三班採煤、采準平行作業的方式,高產隊不少採用這種方式。在放頂工作量較小的情況下,回柱放頂工作也可安排在半個班內進行,從而出現了兩班半採煤、半班準備的作業方式,有的礦也曾試用過兩采兩準、三采一準和四班交叉采準平行作業的方式。應結合循環要求及具體條件合理選擇 。

工序安排

首先要弄清各工序進行時對工作面頂板的影響,各工序彼此間的聯繫和相互關係。實測結果表明,在採煤機割煤時,其附近頂板劇烈運動,並急劇下沉,其影響範圍一般約為25m左右,採煤機前10m左右,後15m左右。放炮落煤時會引起頂板下沉速度的突然增大,其波及範圍在放炮處的上、下方各為15-17m,而劇烈影響範圍又分別在上、下方5-7m的距離內。在回撤工作面靠採空區一側的支架時,由於直接頂的冒落,破壞了上覆岩層的平衡,上覆岩層也將隨後逐漸變形垮落,此時採空區一側的支承點前移,導致頂板下沉急劇增加。據一些工作面觀測,其影響範圍約在15-20m之間,強烈活動區一般在上、下各5-7m左右。在周期來壓時,由於老頂周期折斷垮落的影響,無論採煤、放頂在工作面的任何部位進行,都要受到強烈影響,採煤、放頂兩工序如平行作業,可能導致頂板難以控制,出現冒頂事故。

上述表明,工序對頂板下沉的影響很大的。為此在安排工序銜接時,要把對頂板影響較大的工序在時間和空間上錯開,以防頂板下沉疊加發生冒頂事故。

炮采工作面回柱放頂及放炮落煤兩道工序對頂板下沉量影響較大。如工作面頂板同時受到兩道工序的疊加影響,往往會造成頂板壓力劇增,支架歪扭、折損,以至片幫、冒頂,所以回柱與放炮這兩道工序,在空間上、時間上應予以分開。一般來說,回完柱再放炮,可以縮小控頂距離,還可以使回出的柱子少受一次放炮引起的頂板壓力的影響,放炮滯後回柱距離一般30m,以避免出現回柱與放炮疊加壓力影響區。通常,采支工序在生產班內進行,回柱或放炮工序在準備班進行,這樣可以避免互相影響。但有時在生產班中也常需回柱或放炮,則必須在支柱完成的條件下進行,一般應在該回柱或該放炮地點上下30m範圍內將柱子打齊打好。

採煤機割煤和回柱放頂在空間上的安排,沿工作面方向,工序之間一般錯開30m,在時間上回柱超前割煤,其優點是採煤機總處於最小控頂距情況下進行割煤,相對減少了採煤機割煤時對頂板的影響。由於回柱在前,割煤在後,採煤機割煤後追機掛梁,使用回出的支柱、頂梁更加方便。

割煤方式和支護方式不同,在工序安排上也不一樣。例如,採用單滾筒採煤機雙向割煤,往返一次進兩刀,工作面支架採用齊頭直線式時,其工序安排為:當采高大於滾筒直徑粘頂煤不落時,提前放頂眼震動炮→沿底割煤→掛梁→移輸送機→打柱→回柱放頂→設備檢修。

如採用單向割煤,採煤機往返一次進一刀,工作面支護可採用交錯梁布置方式。其工序安排:沿頂割煤→隔空掛梁→回頭反刀→沿底割煤→隔空打柱後完成一刀。

以上是指在正常條件下的情況,如頂板破碎,遇到地質構造、片幫情況,應根據具體情況採取措施,提前掏梁窩、掛梁或打貼煤幫臨時支柱等 。

綜采工作面循環作業

1.循環及作業方式。

綜采工作面的循環含意有兩種不同的解釋:通常是以移架為循環的標誌,沿工作面每割一刀,工作面向前推進一個截深的距離,隨即完成移架、清理浮煤、修整工作面和推移輸送機等全部工序後,就算完成一個循環;另一種概念是以設備檢修為循環標誌,強調設備檢修的重要性,在生產管理制度中明確規定出檢修時間,在專門的時間內完成工作面、平巷、上山、裝車站全部設備的檢修作業,才算一個完整的循環。一個完整的循環要達到多刀進度。

綜采工作面的作業形式主要有三班制(兩班半採煤、半班準備或兩班採煤、一班準備)和四班制(三班採煤、一班準備)。從大多數綜采面來看,四班工作制,三班採煤、一班準備的形式是較合適的。有的採用四八交叉制或三八制。考慮到煤礦井工作條件的特點,今後應向每班純工作6h的四班工作制(四六制)過渡,逐步減輕工人體力勞動,提高效率。德國、波蘭、法國、前蘇聯等國,也都採用四班作業,三班生產一班準備。

2.綜采工作面工序安排。

在工序之間的安排上,注意以採煤機割煤為中心統一安排各工序,做到採煤機割煤、移輸送機、移架三工序的合理配合。

根據頂板及煤壁情況,割煤與移輸送機、移輸送機與移架有以下三種工藝配合方式:

(1)及時支護方式,採煤機割煤後,先移支架(承壓前移或迫降後移步),再移輸送機,採煤工藝過程為採煤→移架→移輸送機,為此,支架前柱與輸送機的電纜托架間要富裕一個截深,這種方式宜在頂板破碎及易冒落煤層中採用;

(2)滯後支護方式,在採煤機割煤後先移輸送機,再移支架,移架滯後割煤一定距離,這樣頂板懸露面積較大,因此滯後距離不應過大,防止造成冒頂事故,一般規定移輸送機滯後採煤機不大於15m輸送機彎曲段長度),移架滯後不大於20m,其採煤工藝過程為採煤→移輸送機→移架,這時在前梁下一般有立柱,支架的支撐力集中,分布均勻,這種方式在頂板較堅硬及不易冒落的煤層中採用;

(3)超前支護方式,如果煤壁片幫比較嚴重,可採取超前支護方式,即當煤壁剛發生片幫,不等採煤機割煤,支架就利用前柱與輸送機富裕量向前挪移,其採煤工藝過程為移架→割煤→移輸送機。在主副架組合的邁步支架中,往往採用移副架→移輸送機→移主架的順序。使用帶有可伸縮的前探梁支架時,還可以先將前梁伸出,這也屬於超前支護方式。

3.綜采工作面進刀、割煤方式的工序流程及循環圖表

將工作面各生序工序在時間上、空間上進行相互配合,並以圖表形式進行顯示,稱為循環工作圖表。橫坐標表示一天的小時數,縱坐標表示工作面長度。綜采工作面長為180m,一天四班工作制,三班生產一班檢修。工作面採用單向割煤,端部不留三角煤的進刀方式,割煤後移架,返刀清理浮煤並推移輸送機 。

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