(三)綜合機(jī)械化采煤工作面采煤工藝

　　綜采工藝的主要特點(diǎn)是采用采煤機(jī)落煤，用整體自移式液壓支架支護(hù)頂板，落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)全部工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化，綜采工作面設(shè)備布置如圖3-19所示。綜采工作面設(shè)備的配套很關(guān)鍵，尤其應(yīng)使采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架這三大設(shè)備均符合工作面的條件，并在生產(chǎn)能力、設(shè)備強(qiáng)度、空間尺寸等方面配套。

　　1.落煤、裝煤。由采煤機(jī)完成。綜采工作面主要采用雙向割煤，往返一次進(jìn)兩刀，斜切式進(jìn)刀。

　　2.運(yùn)煤。采用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。

　　3.支護(hù)。綜采工作面支護(hù)主要采用自移式液壓支架，工作面兩端一般采用端頭支架支護(hù)。按支架與圍巖的相互作用方式，支架可分為支撐式、掩護(hù)式及支撐掩護(hù)式3種基本類(lèi)型。

　　支架的形式不同則移架和移刮板輸送機(jī)的方式也不同。整體式支架移架和推移刮板輸送機(jī)共用一個(gè)液壓千斤頂連接支架底座和刮板輸送機(jī)槽，互為支點(diǎn)進(jìn)行推、拉刮板輸送機(jī)和支架。邁步式自移支架的移動(dòng)，依靠本身兩框架互為支點(diǎn)，用一千斤頂推拉兩框架分別前移，另用一千斤頂推移刮板輸送機(jī)。

　　4.采空區(qū)處理。綜采工作面主要用垮落法處理采空區(qū)。

　　圖3-19 綜采工作面設(shè)備布置圖

　　1—采煤機(jī);2—刮板輸送機(jī);3—支架;4—下端頭支護(hù);5—上端頭支護(hù);6—轉(zhuǎn)載機(jī);

　　7—膠帶輸送機(jī);8—配電箱;9—乳化液泵站;10—設(shè)備平板列車(chē);11—移動(dòng)變電站;

　　12—噴霧泵站;13—液壓絞車(chē);14—集中控制臺(tái)

　　(四)綜采放頂煤采煤工藝

　　綜采放頂煤工藝的主要特點(diǎn)是采用采煤機(jī)割煤和放頂煤。綜采放頂煤工藝是在厚煤層中沿煤層底板布置采煤工作面，煤壁采用采煤機(jī)割煤，頂煤從支架后部放煤口放煤，用前后2個(gè)刮板輸送機(jī)運(yùn)煤的采煤工藝。綜采放頂煤與綜采工藝基本相似，只是綜采放頂煤適用于厚煤層開(kāi)采，且多一道放煤工序。放煤是利用礦山壓力將工作面頂部煤在工作面推進(jìn)過(guò)后破碎，在支架掩護(hù)梁上的放煤窗口放落，并將冒落頂煤通過(guò)后部刮板輸送機(jī)運(yùn)出。

　　放頂煤綜采機(jī)械由采煤機(jī)、自移式液壓支架及2部刮板輸送機(jī)所組成。其中，液壓支架與普通支架有所不同，即：在掩護(hù)梁上具有一個(gè)液控落煤窗口，在掩護(hù)梁下安裝第2臺(tái)刮板輸送機(jī)。

　　(五)礦山壓力概述

　　1.礦山壓力的基本概念

　　礦山壓力是由于采掘活動(dòng)的影響，在采掘空間周?chē)鷰r體上及支護(hù)物上所產(chǎn)生的力稱(chēng)為礦山壓力。由于礦山壓力的作用將引起圍巖及支護(hù)物的位移、變形、破壞等一系列的力學(xué)現(xiàn)象稱(chēng)為礦壓顯現(xiàn)。礦壓是礦壓顯現(xiàn)的原因，礦壓顯現(xiàn)是礦壓作用的結(jié)果，礦壓存在是絕對(duì)的、不可控制的，礦壓顯現(xiàn)是相對(duì)的、有條件的、可以控制的。

　　影響礦山壓力顯現(xiàn)的基本因素有巖石力學(xué)性質(zhì)、開(kāi)采深度、煤層傾角、節(jié)理、裂隙、斷層與褶曲、擠壓與破碎帶等;巷道位置、開(kāi)采程序、支護(hù)方法、頂板控制方法、工作面推進(jìn)速度、采高與控頂距、上部煤層殘留煤柱等開(kāi)采因素對(duì)礦山壓力顯現(xiàn)也有很大的影響。

　　2.采煤工作面直接頂?shù)某醮慰迓浜屠享數(shù)闹芷趤?lái)壓

　　(1)直接頂?shù)某醮慰迓洌汗ぷ髅孀蚤_(kāi)切眼向前推進(jìn)一段距離后(8-25米)，假如沒(méi)有支護(hù)，直接頂懸露達(dá)到一定距離，在其重力的作用下，就要開(kāi)始跨落，稱(chēng)為工作面直接頂?shù)某醮慰迓�，這時(shí)直接頂?shù)目缇喾Q(chēng)為初次垮落步距。

　　《規(guī)程》規(guī)定：采煤工作面必須按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。直接頂不能任其自然垮落。當(dāng)工作面推進(jìn)距離達(dá)到初次垮落距時(shí)，要進(jìn)行初次放頂。采煤工作面初次放頂時(shí)必須制定安全措施，采煤區(qū)(隊(duì))長(zhǎng)要親臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指揮。

　　(2)工作面老頂?shù)闹芷趤?lái)壓：隨著回采工作面的推進(jìn)，在老頂初次來(lái)壓以后，裂隙帶巖層形成的結(jié)構(gòu)，將始終經(jīng)歷“穩(wěn)定-失穩(wěn)-再穩(wěn)定”的變化，這種變化將呈現(xiàn)周而復(fù)始的過(guò)程。由于結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)導(dǎo)致了工作面頂板的來(lái)壓。這種來(lái)壓也將隨著工作面的推進(jìn)而呈周期性出現(xiàn)。因此，由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來(lái)壓現(xiàn)象稱(chēng)之為工作面頂板的周期來(lái)壓。

　　周期來(lái)壓的主要表現(xiàn)形式是：頂板下沉速度急劇增加，頂板的下沉量變大;支柱所受的載荷普遍增加;有時(shí)還可能引起煤壁片幫、支柱折損、頂板發(fā)生臺(tái)階下沉等現(xiàn)象。如果支柱參數(shù)選擇不合適或者單體支柱穩(wěn)定性較差，則可能導(dǎo)致局部冒頂、甚至頂板沿工作面切落等事故。

　　工作面周期來(lái)壓時(shí)的安全措施：

　　①通過(guò)礦壓觀測(cè)，準(zhǔn)確判斷周期來(lái)壓的時(shí)間和位置，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。

　�、谧龊脕�(lái)壓前的支護(hù)工作，保證支架的規(guī)格質(zhì)量，保證一定的支護(hù)密度和支架穩(wěn)定性。③合理縮小控頂距，以利于工作面維護(hù)。

　�、鼙ＷC直接頂垮落的質(zhì)量。采空區(qū)冒落的矸石可以減輕老頂?shù)膩?lái)壓強(qiáng)度。

　�、菁訌�(qiáng)正規(guī)循環(huán)，保持工作面推進(jìn)速度。

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