煤回採工藝
正文
在回採工作面內,為采出煤炭所進行的落煤、裝煤、運煤、工作面支護和採空區處理等工序叫回採;按一定順序回採,並在空間和時間上合理安排、有機配合,稱回採工藝。落煤是把煤從煤壁上破落下來,主要有打眼放炮落煤、機械割煤和水力落煤等方式。裝煤是把落下的煤裝入輸送機,主要有人工裝煤、機械裝煤和爆破裝煤等方式。運煤是把採下來的煤運出工作面,傾角小於25°時工作面鋪設輸送機,大於25°時可改用溜槽。工作面支護是支護控頂區內的頂板,防止冒頂,減少頂板下沉量,以保證工作面安全回採。在急傾斜煤層中有時還要支護底板。工作面支護主要有木柱、棚子、金屬支柱或單體液壓支柱配合鉸接頂梁組成的懸臂支架以及自移式液壓支架等。回採後不再支護的空間稱採空區。為減少工作面壓力而對採空區頂板加以管理的方法叫採空區處理,頂板管理是工作面支護與採空區處理的合稱。中國多數礦區採用全部垮落法將採空區支架撤回,使採空區頂板下部垮落並利用其碎脹性支撐上部頂板。少數礦區採用全部充填法將採空區用充填材料填滿,不讓頂板垮落;極少數礦區則採用煤柱支撐法或局部充填法管理頂板。
50年代初,中國煤礦大力推廣壁式採煤法,並採用了輸送機。使回採工藝改進很大,大體上經歷了以炮采、機采、綜採為主要標誌的三個發展階段。
炮采 打眼放炮落煤方式的簡稱。回採工藝過程是打眼放炮、人工或機械法裝煤和刮板輸送機運煤。工作面推進後用人工移設輸送機,也稱人工移溜,用木柱、棚子或金屬支架支護工作面,回柱放頂或回柱充填等。炮采的設備和技術簡單,對複雜的地質條件很能適應,目前在中國仍占總產量的60%。但炮采勞動強度大,人工裝煤和移設輸送機費工費時,工作面月產量僅萬噸左右,工作面效率每工約4噸。
機采 落煤、裝煤和運煤等回採工序實現普通機械化,簡稱普采。50年代中國採用深截式採煤機(即康拜因)採煤。這種機械的結構複雜,需要專門機道,割煤後頂板懸露的面積大。60年代初期,中國開始推廣了淺截式機組採煤。工作面的裝備有:淺截式採煤機,滾筒採煤機(或刨煤機),可彎曲刮板輸送機,金屬摩擦支柱或單體液壓支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支架。這種回採工藝過程主要是機械採煤、液壓千斤頂移設輸送機、人工支護(使割煤後懸露出的頂板能及時得到支撐)和回柱放頂或回柱充填。機采使工作面回採工藝簡化,勞動強度減輕;工作面單產和工效比炮采提高了一倍。目前中國機采產量已達總產量的20%以上。
綜采 綜合機械化採煤的簡稱。回採工作面的落煤、裝煤、運煤、支護和頂板管理等基本工序全部實現機械化。中國在70年代初開始推廣這種方法。在綜采工作面內的設備包括:滾筒採煤機或刨煤機、可彎曲刮板輸送機、自移式液壓支架以及其他一些附屬設備。在運輸巷道內裝設有轉載機和可伸縮帶式輸送機(見礦井運輸);在迴風巷道內裝設單軌吊車或雙軌平板車,供輸送材料和設備等使用。
採煤方式 有單向和雙向兩種:①單向採煤,上行進一刀(0.6~0.8m)割煤,下行裝煤,即往返只進一刀;②雙向採煤,往返各進一刀(0.6~0.8m)×2,即往返都割煤、裝煤,又稱穿梭式採煤。採煤時,前滾筒割頂煤,後滾筒割底煤。裝煤是藉助滾筒的螺鏇葉片和擋煤板將割下的煤裝進輸送機。一般應採用雙向採煤的方法。
推移輸送機 採煤機採過10~15m後,用液壓千斤頂將輸送機頂推到煤壁。推移時要保持彎曲段有一定長度,不使輸送機過度彎曲。
移架 採煤機採過後,要前移支架維護新露出的頂板。移架方式有兩種:①及時移架,採煤機採過5m後,先移支架,後推輸送機,又稱及時支護;②滯後移架,採煤機採過10~15m後,先推輸送機,後移支架,又稱滯後支護。應根據工作面頂板穩定性選擇移架方式。
綜采改善了勞動條件,使工作面產量和效率比機采提高了一倍,工作面安全,頂板事故大為減少,是煤炭工業的發展方向;但綜采設備昂貴,技術性很強,對地質條件要求嚴格。到80年代初,中國綜采產量僅占統配煤礦產量的15%左右。在地質條件簡單、煤層賦存穩定的礦區,應優先採用綜采。
在綜采中放頂煤開採又占到很大的比例。
按照工作面布置方式分類:根據煤層及圍岩的賦存條件放頂煤開採可以分為四類。
1 整層放頂煤採煤法
2預采頂分層採煤法 主要是解決三個問題:首先是直接頂堅硬或者厚度較薄,不能隨采隨落,需要人工措施處理頂板。 其次 防止在底部放頂煤時發生混矸現象,預采頂分層時鋪設隔離網,形成網下放煤。 再次當煤層中含有大量的瓦斯或有突出的危險時,預采頂分層可以事先釋放瓦斯,或者進行抽方的工作。但是這種採煤法必須煤層厚度在8米以上。
3預采中間分層放頂煤採煤法 主要是適用於十米以上的煤層,硬度大,需要預先疏乾的煤層。
4水平分段放頂煤採煤法 適用於極厚的煤層,按照每10~20米分成若干個分段,自上而下開採
按照支護方式可以分:
1 綜采放頂煤
2輕型綜采放頂煤
3懸移支架放頂煤