采煤工作面循环作业是什么?关于采煤工作面循环作业的详细介绍

创闻科学2020-11-19 17:03:24

采煤工作面循环作业是指采煤工作面周而复始地从采煤、装煤、运煤、支架、移输送机、控顶、检修等所有工序进行一遍为一个循环。搞好循环作业的关键是处理好工作面各工序、作业的时空关系。不同采煤工艺工作面的循环作业又各有其特点。

循环作业方式.循环方式

采煤工作面周而复始地完成破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等工序的过程称为采煤循环。一般炮采和普采工作面完成一个采煤循环的标志是回柱放顶,普通综采工作面完成一个采煤循环的标志是移架.而综放工作面完成采、放全部工序才算完成一个采煤循环。

完成一个循环后采煤工作面推进的距离称为循环进度。采煤工作面一昼夜完成的循环数称为循环方式。按循环方式不同,采煤工作面一昼夜内可以有单循环或多循环两种循环方式。

采煤工作面推进过程中,要求各作业班都要完成正规循环。正规循环就是在规定的时间内保质保量地完成循环作业图中规定任务的循环。正规循环作业是工作面合理的生产组织形式,是提高单产和获得良好技术经济效果的一种重要措施。机采工作面应积极组织多循环作业,第一班末工作面未采完是允许的,但末一班必须把工作面做整齐。

作业形式

采煤工作面必须定时专门检修设备,机械化装备水平愈高,对检修的要求愈高。有些普采和炮采工作面需要专门安排人员处理采空区,完成回柱放顶工序。此外,在两巷中还要不断地超前工作面加强支护,缩短运输平巷中的输送机,这些工作称为工作面准备工作。

作业方式是采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式。我国煤矿采煤工作面采用的作业方式如表1所示。

表1 我国煤矿采煤工作面采用的作业方式

作业方式 工作制度
两采一准 三八制
三采三准(三班采煤,采准并行)
两班半采煤,半班准备
三采一准 四六制
四班交叉(每班8小时,两班间重叠2小时) 四八制
炮采和普采工作面循环作业

采用三、五排控顶时,炮采和普采工作面多采用两采一准作业方式,两班采煤,一班准备。在采煤班内,炮采工作面由人工完成落煤和装煤工序,普采工作面由采煤机完成落煤和装煤工序,两种工艺的工作面都要完成挂梁和支柱工序;准备班回两排柱,检修设备,并在两巷内超前支护,工作面形成单循环,循环进度就是两个采煤班的工作面进度。

采用三、四排控顶时,炮采和普采工作面多采用三采三准作业方式,每个班都要落煤、装煤、挂梁、支柱、回柱放顶、检修设备和在两巷内超前支护,工作面形成多循环,循环进度就是各采煤班的工作面进度,普采工作面为采煤班进刀数与截深的乘积。

两采一准作业方式有专门的准备时间,由专人回柱放顶处理采空区,设备检修时间充裕,但出煤时间少,影响工作面单产的进一步提高。

三采三准作业方式要求每班既要采煤,也要回柱放顶,每日可完成多个循环,出煤时间长,充分利用了工时和回采空间,提高了设备的利用率,缩短了循环时间和工作面支柱的承压时间,有利于加快工作面的推进速度,但准备时间少,设备维修的时间少。

在顶板较稳定,回柱后即能冒落,支架布置比较简单,放顶工作量不十分大的工作面,确能在生产间隙中进行设备检修及定期强制检修,在矿井工作制度允许时,可采用三采三准作业方式。目前高产队不少采用这种方式。

在处理采空区工作量较小的情况下,回柱放顶工序也可安排在半个班内进行,从而出现了两班半采煤、半班准备的作业方式。

综采工作面循环作业

在采用三八制的综采工作面,其作业方式分两采一.准或两班半采煤、半班准备。在采用四六制的综采工作面,其作业方式就是三采一准。从目前大多数综采工作面来看,四六制,三班采煤、一班准备的形式是较合适的。考虑到煤矿工作条件的特点,为减轻工人体力劳动,提高效率,今后应向每班纯工作6h的四六制过渡。

工序安排

炮采工作面有落煤、装煤、挂梁、移输送机、支柱、回柱放顶等主要工序;普采的主要工序可简化为割煤、挂梁、移输送机、支柱、回柱放顶;而综采的主要工序已简化为割煤、移架和移输送机。这些工序在时间和空间,上有一定的顺序,并对采场围岩控制产生不同程度的影响。

炮采和普采工作面工序安排

破煤使煤体脱离煤壁,顶板失去一部分支撑,无支护空间的面积扩大。爆破落煤时会引起顶板下沉速度突然增大,其波及范围在爆破处上、下方各为15~17m,剧烈影响范围又分别在上、下方5~7m。采煤机割煤时,其附近顶板剧烈运动,并急剧下沉,其影响范围一般约为25m左右,采煤机前10m左右、后15m左右。同样,回撤工作面靠采空区一侧的支架时,使直接顶板的支撑点前移,也要导致顶板下沉急剧增加。周期来压时,由于基本顶周期折断垮落的影响,无论采煤、回柱放顶在工作面的任何部位进行,都要受到强烈影响。采煤和回柱放顶两工序如平行作业,特别是在同一位置平行作业,都可能对采场围岩控制产生,不利影响,甚至出现冒顶事故。因此.采煤工作面要合理安排工序,尽量把对顶板影响较大的工序在时间上和空间,上错开。

炮采工作面回柱放顶与爆破落煤对顶板下沉影响较大。一般情况下,回完柱后再爆破可以缩小控顶距离,还可以使已回出的支柱少受- -次爆破引起的顶板压力的影响。爆破滞后回柱的距离一般要大于30m。生产班中回柱或爆破时,必须在支护(柱)完成和完好的条件下进行,一般应在该回柱或该爆破地点上下30m范围内将支柱支齐、支好,并要达到规定的初撑力要求。

沿工作面方向,采煤机割煤和回柱放顶工序在空间上一般要错开30m,在时间上回柱放顶要超前割煤,这样,使采煤机处于最小控顶距情况下割煤,相对减少了采煤机割煤时对顶板的影响。由于回柱在前,割煤在后,采煤机割煤后追机挂梁,使用回出的支柱和顶梁更加方便。

普采工作面工序安排随割煤和支护方式不同。例如,采用单滚简采煤机双向割煤,往返一次进两刀,工作面支架采用齐梁直线柱布置方式,其工序安排为:当采高大于滚简直径,且粘顶煤不落时,提前放顶眼震动炮一沿底割煤——挂梁移输送机——支柱——回柱——放顶——设备检修。

如采用单滚筒采煤机往返一进一刀,支 架采用错梁直线柱布置方式,其工序安排为:上行沿顶割煤一间隔挂梁——下行沿底割煤——间隔支柱。

由此,工序安排的程序是:

①割煤在前,挂梁在后,根据顶板条件和防止割煤飞出煤块伤人,一般挂梁滞后采煤机割煤5~15m;

②移输送机,其滞后采煤机的距离一般在15~20m的范围内;

③支柱与移输送机之间的距离要根据顶板情况决定,一般支柱落后移输送机最远不得超过15 m;

④回柱放顶滞后支柱的距离不小于15 m,-般为20~30 m。在顶板破碎、遇地质构造或煤壁严重片帮的情况下,应根据具体情况采取措施,可提前预掏梁窝、挂梁或打贴煤帮临时支柱等。

综采工作面工序安排

应以采煤机割煤为中心统一安排各 工序,做到采煤机割煤.移输送机、移架三项工序的合理配合。

根据工作面顶板岩性及瓦斯涌出不同选用及时支护或滞后支护的液压支架,国内多用及时支护的液压支架。

及时支护方式的采煤工艺过程为:割煤一移架 --移输送机。 根据顶板情况,一般割煤后滞后采煤机2~3架支架移架,有时,跟机移架至采煤机的后滚筒。这种方式要求支架前柱与输送机的电缆托架间要富裕一个截深,宜在顶板破碎及易冒落、瓦斯涌出量大的煤层中使用。在采高和采深均较大,煤壁片帮比较严重的煤层中,有时要采取超前支护方式,即当煤壁刚发生片帮,不等采煤机割煤,支架就利用前柱与输送机间的富裕量向前挪移,其采煤工艺过程为:移架——割煤——移输送机,此时,要特别注意保持采煤机滚筒与支架顶梁或前探梁间的距离。

滞后支护方式的采煤工艺过程为:割煤——移输送机——移架。这种方式宜在顶板较坚硬及不易冒落、瓦斯涌出量小的煤层中使用,为防止出现冒顶,滞后距离也不应过大,一般移输送机滞后采煤机不大于15 m,移架滞后不大于20m。

劳动组织

劳动组织是指正规循环中生产工人的组织形式和劳动定员。劳动组织与采煤工艺、作业形式、工序安排等有密切关系,合理的劳动组织应有利于完成正规循环,提高产量和效率。

工种分类

长壁工作面生产人员按工种不同可分为专业工种和综合工种。专业工种一般要完成技术含量相对较高,或有特殊要求,或对安全生产影响较大的工作,一般占用人员不多,但要经过较长时间的专门培训,如采煤机司机、机电设备维修工、炮采工作面爆破工等。有时炮采和普采工作面内的回柱放顶工作也由专业工种完成。显然,分工过细将使生产人员的劳动量不均匀。综合工种一-般要完成采煤工作面占用人员较多、劳动量较大、时间较长,而工序不同的工作,如炮采工作面的装煤、挂梁、支柱等工作;综采工作面的移架和推移输送机等工作。

劳动组织形式

长壁工作面按工种不同,劳动组织形式一般有以下几种:

1)分段作业

把工作面全长分为若干段,把综合工种的工人分成若干组,每组负责一段内的综合工作。如普采工作面采用三采三准作业方式时,各段内的工人要完成挂梁、移输送机、支柱、回柱、放顶等工作。

2)追机作业

工作面生产人员按专业分组,炮采工作面各专业组沿工作面全长作业,如爆破工、挂梁支柱工、推移送机工,往往由工作面一端工作到另一端;普采和综采工作面跟随采煤机作业,如采煤机司机、挂梁支柱工、推移输送机工等。

3)分段追机作业

这种作业方式是上述两种作业方式的组合,将工作面划分为若干段,将工人划分为若干组,每组负责一段内的综合工作。各组轮流接力追机。这种形式可充分利用工时,也可减轻劳动强度,适用于较长的普采或综采工作面,我国一些高产高效工作面多用这种劳动组织形式。

正规循环作业图表

采煤工作面的循环方式、作业形式、T序安排及劳动组织最终由循环作业图表体现,包括循环作业图、劳动组织表、技术经济指标表、设备配备表、工作面布置图。

正规循环作业图规定了各作业班的任务和完成任务的时间,它以工作面长度为纵坐标,以一昼夜的时间为横坐标,以不同的线条表示工作面各工序在时间和空间上的关系。

劳动组织表反映了作业班工人出勤人数、出勤时间、工种。技术经济指标表则反映了工作面的地质技术条件和技术经济效果,内容有工作面长度、采高、煤层倾角、储量、可采期、进度循环数、产量、工效、材料消耗、成本、含矸率等。设备配备表则反映了采煤工作面主要装备及为其服务的两巷装备技术参数。

采煤工作面作业规程编制

采煤工作面作业规程是指挥和组织工作面生产的技术文件,每个工作面开采前必须编制作业规程,并要执行严格的审批制度和执行程序。

作业规程的内容

作业规程就是某一具体工作面的回采工艺设计。它规定了该工作面生产全过程的工艺、组织和措施,反映了采煤工作面各项工序的安排和配合及其技术经济效果,是采区生产技术工作的一个基本文件。

采煤工作面作业规程详细地说明了工作面的工艺设计,一般应包括下列内容:

①概况。工作面位置及井上下关系、煤层、煤层顶底板、地质构造、水文地质、影响回采的其他因素、储量及服务年限。

②采煤方法。巷道布置、采煤工艺、设备配置。

③顶板控制。支护设计、工作面顶板控制、运输巷、回风巷及端头项板控制、矿压观测。

④生产系统。运输、“一通三防”与安全监控、排水、供电、通信照明。

⑤劳动组织及主要技术经济指标。劳动组织、作业循环、主要技术经济指标。

⑥煤质管理。煤质指标和提高煤质的措施。

⑦安全技术措施。一般规定、顶板、防治水、爆破、“一通三防”与安全监控、运输、机电、其他。

⑧灾害应急措施及避灾路线。

作业规程的审批及执行

工作面作业规程编制完成后,通常由采煤的主要技术负责人召集地测、机电、安全等部门对规程会审,提出意见或建议后由编制者修改,然后提交矿总工程师审批。经审查批复后,与该工作面生产有关的全体人员要学习和贯彻,自工作面投产起,技术、机电、安全等部门均应严格按作业规程规定管理,生产人员必须严格执行作业规程中的有关规定。情况发生变化时,必须及时修改作业规程或补充安全措施。