无人工作面采煤技术.ppt

采矿新技术 制作人：丁国荣 时间：2009年7月 无人工作面采煤技术 无人工作面采煤指：工人不出现在回采工作面内，而是在回采工作面以外地点操作和控制机电设备，完成破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等各项工序。 无人工作面最大特点： 1 . 使工人摆脱较危险的工作地点，把工人从繁重的体力劳动和恶劣的工作环境中解放出来。 2 . 能使一些普通方法无法开采或很难开采的煤层得以开发，提高资源利用程度。 无人工作面分类： 1、按采煤机设备的种类分为： 煤锯采煤、水力采煤、刨煤机采煤、 钻机采 煤、综合机械化采煤。 2、按开采时是否改变煤的聚集状态分为： （1）改变煤的聚集状态化学方法： 如煤的地下气化、地下分馏等 （2）不改变煤的聚集状态物理方法（机械方 法） 第一节 煤锯无人工作面开采 煤锯采煤是1910年在德国出现的。 煤锯主要用来开采厚度0.3~5m的围岩稳定的倾斜和急倾斜煤层。 第一节 煤锯无人工作面开采 煤锯一般是由双向割煤的碎煤刀组成，碎煤刀上有截尺，截尺上钳有合金钢片。一般每0.5~1m安装一组碎煤刀，煤锯与牵引钢丝绳相连接，钢丝绳通过两个出口绕过导向滑轮，与位于巷道中的绞车相连接。绞车带动牵动引钢丝绳，使锯绳压紧煤壁，做往复切割运动，煤锯就拉出一个槽沟，随着槽沟的加深，煤壁在矿山压力的作用下，自行垮落破碎，然后靠煤炭自溜运出工作面，再由巷道中的输送机将煤运出。煤锯采煤工人不进人工作面工作，只是在巷道中开动绞车和移动导向滑轮，大大减轻了工人的劳动强度，而且设备简单，所以曾一度得到广泛应用。 煤锯采煤的缺点 首先是设备，尚没有理想的可靠的煤锯，现有的煤锯工作性能差、可靠性低，经常出现卡绳和断绳事故。 其次是煤锯采煤中的顶板管理问题没有得到解决。即使在顶板稳定的条件下，也经常发生冒顶事故，顶板的冒落和底板的滑落都使回采工作不能正常进行。 第二节 螺旋钻机无人工作面开采 井下常用螺旋钻机开采厚度为0.45~1.5m的缓倾斜煤层。 钻头直径比煤厚小50mm一般为0.4~1.45m，每节螺旋钻杆的长度1.2~1.9m，启动功率一般为30~200kW。 按切削方式不同螺旋钻机可分为正面钻进和侧面钻进螺旋钻机。井下采煤多用侧面钻进螺旋钻机。 第二节 螺旋钻机无人工作面开采 目前世界各国都在对螺旋钻机进行改进和完善研究工作，其主要研究方向是：研制出性能更加可靠的钻机，保证能全部或部分地采出钻孔间的煤柱，以减少煤炭损失；研制出根据煤层厚度可控制钻头的各种装置；研制出在煤层能安全地钻进更大的长度，能连续地接长钻杆的螺旋钻机等。 螺旋钻机采煤的条件及评价 螺旋钻机采煤法适用于倾角15°以下、厚度0.5~1.5m的煤层，煤的切割阻力不大于250kN／m。同时要求煤层中不含黄铁矿和石英石结核，煤层无自然发火倾向，煤层无突出危险，无冲击地压危险。一般不适用于开采无烟煤。当煤层顶底板起伏较大时螺旋钻机采煤也比较困难。 螺旋钻机采煤法对开采围岩不稳定的薄和极薄煤层是一种有效的方法，在这种条件下用综采很困难。螺旋钻机还可以用来开采边角煤和回收各种煤柱。 在极薄煤层中，其他机械化采煤很困难，劳动条件和工人的工作环境、安全问题都较突出。尽管螺旋钻机采煤巷道掘进效率高，丢煤较多，但用人少，效益较好，同时还可以使一些平衡表外的储量得到开采，提高了工业储量，多回收了地下资源，延长了矿井的服务年限。螺旋钻机采煤随着扩孔钻头的应用和完善，必将有一个较大的发展。 第三节 刨煤机无人工作面开采 从1971年开始，顿涅茨克煤管局利用刮刨机开采倾角3°~5°的极薄煤层，煤层的直接顶为裂隙发育的厚度的8~9m的砂质页岩，底板为砂质页岩，采用不支护采空区的刮刨机刀柱式采煤系统。 刀柱式采煤工艺系统中工作面长100~120m，由刮刨机采煤，采空区不支护。在工作面与巷道的连接处架设木垛保护巷道，采煤工作在顶板冒落前结束。当采空区宽度达到13~20m之后，重新开切割眼，从工作面拆除刮刨机，安装在新的开切眼内。新开切眼应提前准备出。在采空区之间留下3~5m的煤柱。 刮刨机刀柱式不支护采空区采煤工艺系统的技术经济指标为：平均日产量150t，工作面工人劳动生产率12t／工。该系统工作面产量较低，开切眼工作量较大。 第四节 综合机械化无人工作面开采 顿涅茨克煤矿机械设计研究院首先研制出了用于缓倾斜薄煤层的KTⅡ型综采机组。这种