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1、综采工作面构成与运行,二0一四年三月,山西临县华润联盛黄家沟煤业有限公司综采队：,综采工作面的构成与运行,第一章：综采工作面的设备构成第二章：综采工作面的生产运行,1采煤机；2刮板输送机；3液压支架；4下端头支架；5上端头支架；6转载机；7胶带输送机；8配电箱；9移动变电站；10设备列车；11泵站；12喷雾泵站；13绞车；14集中控制台,设备及布置,综合机械化采煤是指采煤工作面中采煤机、可弯曲刮板输送机和自移液压支架等主要设备组合配套。 采煤的主要工序如破煤、装煤、运煤、支护和管理顶板等过程全部机械化，此外，顺槽运输采用带式输送机也实现了相应的机械化。,一、液压支架,液压支架是以高压液体为动力
2、，由若干液压元件（油缸和阀件）与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备。,第一章：综采工作面的设备构成,液压支架是用来有效而可靠的支撑和控制工作面顶板，同时还能前移和推进工作面输送机，与采煤机、输送机配套使用，实现了落煤、装煤、运煤、支护和放顶回采工艺过程的全部机械化，即所谓的综合机械化采煤。,作用：,具有结构强度高、支护性能好、移架速度快、安全可靠等优点，能使采煤工作面达到高产量、高功效和高回采率，减轻劳动强度，降低成本和掘进率，实现安全生产。,液压支架的特点：,液压支架工作原理,根据回采工艺对液压支架的要求，液压支架不仅要能够可靠的支撑顶板，而且应能随着采
3、煤工作面的推进而向前移动。这就要求液压支架必须具备升降和推移两个方面的基本动作，这些动作的完成是利用乳化液泵站供给的高压液体，通过立柱和推移千斤顶来完成的。,液压支架是依靠高压液体、立柱和相应的动力千斤顶可实现升架、降架、推溜、移架四个基本动作。,1、升架 将操作阀7置于“升架”位置，由泵站经压力胶管P输送来的高压液体通过液控单向阀8进入立柱下腔；立柱上腔的液体通过操纵阀流至回液管T，于是立柱向外伸出支架升起。2、推溜 在支架处于支撑的状态下，将操纵阀置于“推溜”位置，高压液体经操纵阀进入推移千斤顶6的左腔；其右腔液体经操纵阀流至回液管T。此时，推移千斤顶活塞杆伸出，将工作面输送机10推向煤壁
4、。推移距离一般为采煤机的一个截深。3、降架 将操纵阀打到“降架”位置，高压液体经操纵阀流入立柱的上腔，并同时打开液控单向阀8；立柱下腔的液体经液控单向阀、操纵阀后流至回液管T，于是立柱回缩，支架高度降低。4、移架 在支架卸载（降架）或部分卸载后，将操纵阀打到“移架”位置，高压液体进入推移千斤顶右腔；千斤顶左腔低压液体流回回液管路T，此时千斤顶缸体带动支架右移。移动的距离与推溜的距离相等。 在生产实际中，对于以上液压支架的四个基本动作的顺序，应根据回采工艺的具体工序来确定。,液压支架的结构及其作用,组成：液压支架由承载结构件、执行元件、控制和操纵元件、辅助装置、传动介质组成,底座,顶梁,立柱,前
5、探梁,掩护梁,平衡油缸,（1）承载结构件,顶梁：是直接与顶板相接触，并承受顶板岩石载荷的支架部件。,掩护梁：是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间，并承受冒落矸石的载荷，以承受顶板水平推力的部件。,底座：是直接与底板相接触，传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。,千斤顶：除了立柱以外的各种油缸，主要来完成推移刮板输送机、移设支架和支架的调整和各种保护动作等。,（2）执行元件,立柱：主要用于承受顶板载荷和调节支护高度的液压缸。,千斤顶有推移千斤顶、前梁千斤顶、侧护千斤顶、平衡千斤顶、护帮千斤顶等。,（3）控制和操纵元件,阀式液压支架中的控制元件，根据阀在液压系统中的作用不同可分为：,（1）操
6、纵阀：主要完成液压系统中的油路控制，实现液压执行元件的最终工作过程。,三位四通换向阀,二位三通换向阀,（2）安全阀：主要是防止液压执行元件（立柱、千斤顶）过载，保证液压执行元件安全可靠的工作。,（3）液控单向阀：主要实现液压执行元件（立柱、千斤顶）的闭锁。,通过安全阀可以保证支架的可缩性和恒压性，当立柱支撑的顶板压力超过立柱的工作阻力时，安全阀就溢出乳化液，立柱回缩保持支架的恒阻,液压支架升降过程,（4）辅助装置,1、推移装置：是液压支架必有的重要辅助结构件。移液压支架和推刮板输送机的动作，就是通过推移千斤顶及其附属装置来完成。,2、护帮装置：主要是在开采厚煤层或煤质松软的一些中厚煤层时为防止
7、煤壁片帮而设计的。,护帮装置安装在支架前梁的梁端下部，一般又护帮千斤顶和护帮板组成的。,（5）传动介质,液压支架较多使用的传动介质为乳化液。,乳化液是水和油均匀的掺合在一起，形成乳状的液体，可分为油包水型和水包油型两大类。,液压支架使用水包油型乳化液的优点是：粘度小，在管道内流动阻力小；来源广，价格低；不会燃烧，安全性好；不易生成泡沫，空气的溶解度低；加入添加剂，能使金属零件有足够的防锈性，对橡胶等密封材料有良好的适应性；有一定的润滑性能；对人体皮肤无刺激性等。,乳化泵站及供液系统,二采煤机,牵引机构是采煤机的重要组成部分，担负着移动采煤机并进行调整与保护的任务。是牵引动力的输出装置，它牵引采
8、煤机沿工作面方向穿梭工作。,1、牵引机构：,(一)采煤机的组成及作用,齿轮-销排型,采煤机牵引部的驱动轮与铺设在工作面输送机槽帮上的圆柱销齿轨啮合，使采煤机移动。,销轮-齿轨型,由装在底架内的驱动滚轮与固定在输送机上的齿轨啮合而移动采煤机。,1）有足够大的牵引力，使采煤机能顺利割煤和爬坡。,2）牵引速度一般为010m/min，而且能无级变速，适应不同的煤质条件下的工作。,3）采煤机电动机转向不变时，通过换向机构，能实现双向牵引。,（2）牵引部所具有的特点：,4）采煤机牵引可以根据电机负荷和液压变化进行自动调节，以充分发挥采煤机的最大效能。,5）有过载保护装置，当机器超过额定幅在时，能够自动停止
9、牵引，以保护机器。,（3）牵引传动装置,将采煤机电动机的能量传到驱动轮上并实现调速,A、机械牵引,1）牵引部传动装置按传动类型分为：,B、液压牵引,C、电牵引,截割部的作用是将电动机的动力经过减速后，传递给截煤滚筒，以进行割煤，并且通过滚筒上的螺旋叶片将截割下来的煤装到工作面输送机上。,（1）采煤机截割部的组成,截割部有固定减速箱、摇臂、滚筒、挡煤板及滚筒调高装置组成。,2、截割部,（2）采煤机截割部的传动装置,将采煤机电动机的动力传递到滚筒上，以满足滚筒扭矩和转速的需要；同时传动装置还要适应滚筒调高的要求，使滚筒保持适当的工作位置。,这种传动方式由于电动机轴和滚筒轴平行，取消了易损坏的锥齿轮
10、，传动简单，调高范围大，机身长度小。（新的电牵引采煤机都采用这种方式）。,（3）滚筒调高装置,由一套单独的辅助液压系统来完成对滚筒高度的调整。,(4)滚筒和截齿,1）滚筒的结构,螺旋滚筒使滚筒采煤机的截割机构，用来落煤和装煤。,滚筒主要有轮毂、叶片、端盘组成。螺旋叶片和端盘有齿座，上面装有刀形截齿和镐形截齿，叶片内有内喷雾水道，叶片上两齿座之间装有内喷雾喷嘴。螺旋滚筒一般为铸焊结构，即齿座、筒毂和端盘是单独铸造和锻造的，加工后和叶片组焊成一体。,3、电气部,由电动机和电气控制箱组成,4、辅助装置,底托架是支撑采煤机整个机体的一个整体。采煤机的电动机、截割部和牵引部在底托架上成为一个整体，并且用
11、螺栓固定在底托架上，通过底托架上的四个滑靴骑在工作面输送机上。底托架与输送机之间具有足够的过煤空间。 冷却喷雾装置中喷雾主要作用是降尘、湿润、冷却截齿、扑灭滚筒截割时可能产生的火花、稀释有害气体的浓度等。冷却系统用于冷却电动机、截割部、液压牵引部。,煤矿安全规程对采煤机安全使用的相关规定：1、采煤机上必须装有能停止采煤机工作面刮板输送机运行的闭锁装置；2、工作面遇有坚硬夹矸或黄铁矿时，不准强行截割，必须放震动炮处理；3、工作面倾角15度以上时，必须有可靠的防滑装置4、采煤机必须安装内、外喷雾装置，无喷雾装置或损坏必须停机；5、采煤机上的控制按钮必须设在采空区一侧，并加保护罩；6、更换截齿和滚筒
12、上下3米以内有人工作时，必须护帮护顶，切断电源，打开采煤机隔离开关和离合器，并对工作面输送机实行闭锁；7、采煤机采用无链牵引时，齿轨的安设必须紧固，完整，并经常检查。,刮板机由机头、机尾和机身组成,三、刮板机,刮板输送机是由绕过机头链轮和机尾滚轮（或机尾链轮）的无机循环的刮板链作为牵引机构，以溜槽作为煤炭的承载机构。启动电动机，经联轴节和减速器传动链轮，从而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤由机尾推运到机头处卸载转运。,第一节：刮板机的工作原理,1、刮板输送机适用于煤层倾角不超过25的采煤工作面。,2、综采工作面时，刮板机的适用煤层倾角一般不超过10煤层倾角过大时，要采取防滑措施。,3、在采
13、煤工作面运输平巷和联络巷都可以使用刮板输送机运送煤炭。,刮板输送机的使用范围：,刮板输送机的优点：,1、使用圆环链，溜槽间的连接机构有一定的间隙，允许在水平和垂直方向作一定程度的弯曲，适宜工作面地板起伏变化和机械化采煤工艺的要求；,24,2、高度和宽度较小，便于装煤，适宜采煤工作面窄小的条件；,3、货载连续，运输能力大，在工作面任意地点都可以装煤；,4、结构简单、坚固，便于拆装，伸缩、维护和检修；,5、适用较为广泛。,传动装置、刮板链、溜槽、保护装置、紧链装置、推移装置,第二节：刮板输送机电结构,1、电动机：输送机的动力源。,2、联轴节：是电动机和减速器或减速器和机头主轴间的连接装置。,3、减
14、速器：降低速度增大传递力矩。,4、主轴：是传动装置的主要部件，接受电动机方向传来的动力，带动牵引链运动。,一、传动装置,传动装置是刮板输送机的驱动装置。,二、溜槽,溜槽是刮板输送机牵引链和货载的导向机构及支撑机构。,溜槽上一般都安装挡煤板，主要是增加装煤量，加大输送机的运输能力。有些挡煤板敷设电缆、油管、水管及采煤机导向管。,三、液压推移装置,推移刮板输送机随着工作面的行进而前移。综采工作面由于液压支架有移刮板输送机的千斤顶，故刮板输送机上无需再安设液压推移装置，只要与液压千斤顶的推移框架相连即可。,液压推移装置的介质有油液和乳化液两种。,第三节 刮板输送机的安装与调试,一、工作面刮板输送机机
15、头的安装,1、机头必须摆正；2、驱动装置应安设在采空侧，留油700mm距离，便 于行人和检修；3、减速器与机头部的连接螺栓必须安装齐全紧固；4、机头要稳固，垫实不晃动。,二、工作面刮板输送机中部槽的安装,1、中部槽安装要平、直、稳；2、中部槽安装的方向应从机头向机尾进行；3、每块中部槽的安装方向必须正确。,机头,机尾,顺茬进行,三、工作面刮板输送机搭接要求,1、与顺槽刮板输送机搭接时，垂直高度应保持300mm500mm，搭接距离不应小于250mm。2、直线搭接时,后一台的机头要高于前一台机尾300mm，前后交错不小于500mm.,一种可以纵向整体移动的短的重型刮板输送机,桥式转载机与可伸缩带式
16、输送机配套使用,可以随采煤工作面的推进而整体移动,四、转载机,一、桥式转载机的结构 机头部：导料槽、机头传动装置、机头架、机头小车 机身部：刮板链、溜槽、桥部结构 机尾部：机尾架、机尾轴、压链板,二、桥式转载机的工作原理 桥式转载机的机头部通过横梁和小车搭接在可伸缩带式输送机机尾部两侧的轨道上，并沿轨道整体移动；机尾和水平装载段则沿着巷道底板滑行。,转载机与可伸缩带式输送机的有效搭接长度为4米,破碎机,架设于平巷转载机上用来破碎硬煤和大块矸石的设备,防止硬煤和大块矸石砸坏、砸偏带式输送机。,第二章：综采工作面的生产运行,1、单向割煤，往返一次进一刀采煤机割煤移架（滞后采煤机23架支架）采煤机反
17、向清理浮煤推移输送机（滞后采煤机1525m）。适用条件： 煤层倾角大，为防工作面设备下滑； 采煤机装煤效果差、无挡煤板，需单独按排装煤行程； 工作面粉尘浓度大； 工作面端头处理慢、工作面长度短。,一、采煤机割煤方式,2、双向割煤，往返一次进二刀采煤机在下端头完成进刀采煤机上行割煤移架（滞后采煤机23架支架）推移输送机（滞后采煤机1525m）采煤机在上端头进刀采煤机下行割煤移架（滞后采煤机23架支架）推移输送机（滞后采煤机1525m）。目前国内综采工作面大多采用双向割煤往返一次进两刀的循环作业方式。,我国主要用斜切进刀方式端部斜切进刀 ： 不留三角煤端部斜切进刀 （割三角煤端部斜切进刀） 留三角
18、煤端部斜切进刀,二、采煤机进刀方式,不留三角煤端部斜切进刀,留三角煤端部斜切进刀,移架方式：单架依次顺序式分组交错式成组整体顺序式,三、液压支架的移架方式,支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线。操作简单，易保证移架质量，能适应不稳定顶板，用的较多。,1）液压支架单架依次顺序式移架,2）液压支架分组间隔交错式移架,支架分组，每组35架，组内顺序前移，组间平行作业。移架快，移架质量不易保证，要求顶板较稳定。,3）液压支架成组整体顺序式移架,支架分组，每组23架。组内联动，整体移架，组间顺序前移。移架快，质量不易保证，要求顶底板条件好。,综采工作面劳动组织可采用：四六制，三采一准三八制，二采一准 两班半采煤，半班准备示例：两班半采煤，半班准备，双向割煤，日进7刀。,四、综采工作面循环图表,综采工作面循环图,（1）单体支柱加长钢梁组成的迈步抬棚 适应性强，支设麻烦，费工费时。（2）自移式端头支架 移架速度快，对平巷适应性差。（3）用工作面液压支架支护端头,五、综采工作面端头支护,端头支架,
