采煤工作面循環(huán)作業(yè)

炮采工作面的落煤進(jìn)度一般為0.8m、1.0m和1.2m；普采工作面截深一般有0.5m、0.6m、0.8m、1.0m 四種。炮采時(shí)，一般落煤一次即放頂一次，一次落煤進(jìn)度即為循環(huán)進(jìn)度。對(duì)于普采，當(dāng)截深為0.5m、0.6m時(shí)，一般割2刀放一次頂；當(dāng)截深為0.8m時(shí)，一般割一刀放一次頂。即控頂采用“見四回一”的方法，實(shí)現(xiàn)一天2-3個(gè)循環(huán)；對(duì)于頂板好的工作面，也可采用“三、五”排或“四、六”排控頂，二采一準(zhǔn)備，則一天完成一個(gè)循環(huán)。炮采和普采工作面基本是采用兩班采煤、一班準(zhǔn)備的兩采一準(zhǔn)的作業(yè)形式，也有不少工作面采用三班采煤、采準(zhǔn)平行作業(yè)。兩采一準(zhǔn)在準(zhǔn)備班可進(jìn)行回柱放頂、機(jī)械檢修、掐接輸送機(jī)和縮短平巷輸送機(jī)等工作。由于有專門的準(zhǔn)備時(shí)間，不僅礦井設(shè)備有充裕的檢修時(shí)間，也保證了回柱工作的安全。

但出煤時(shí)間少，影響工作面單產(chǎn)的進(jìn)一步提高。三班采煤采準(zhǔn)平行作業(yè)實(shí)質(zhì)是每小班采煤和回柱放頂平行作業(yè)，工作面推進(jìn)一刀或二刀進(jìn)度，按放頂步距要求回一次柱，每日可完成多個(gè)循環(huán)。三班采煤采準(zhǔn)平行作業(yè)出煤時(shí)間長，充分利用工時(shí)和回采空間，提高了設(shè)備利用率，采準(zhǔn)作業(yè)可以做到邊采邊回，不僅縮短了循環(huán)時(shí)間，也縮短了工作面支柱的承壓時(shí)間，有利于加快工作面的推進(jìn)速度；但三班采煤作業(yè)方式準(zhǔn)備時(shí)間少，設(shè)備的維修時(shí)間少。

因此，在頂板較穩(wěn)定，回柱后即能冒落，支架布置比較簡單，放頂工作量不十分大的工作面，確能抓緊在生產(chǎn)間隙進(jìn)行設(shè)備檢修及定期強(qiáng)制檢修，礦井工作制度允許，可采用三班采煤、采準(zhǔn)平行作業(yè)的方式，高產(chǎn)隊(duì)不少采用這種方式。在放頂工作量較小的情況下，回柱放頂工作也可安排在半個(gè)班內(nèi)進(jìn)行，從而出現(xiàn)了兩班半采煤、半班準(zhǔn)備的作業(yè)方式，有的礦也曾試用過兩采兩準(zhǔn)、三采一準(zhǔn)和四班交叉采準(zhǔn)平行作業(yè)的方式。應(yīng)結(jié)合循環(huán)要求及具體條件合理選擇 。

1.循環(huán)及作業(yè)方式。

綜采工作面的循環(huán)含意有兩種不同的解釋：通常是以移架為循環(huán)的標(biāo)志，沿工作面每割一刀，工作面向前推進(jìn)一個(gè)截深的距離，隨即完成移架、清理浮煤、修整工作面和推移輸送機(jī)等全部工序后，就算完成一個(gè)循環(huán)；另一種概念是以設(shè)備檢修為循環(huán)標(biāo)志，強(qiáng)調(diào)設(shè)備檢修的重要性，在生產(chǎn)管理制度中明確規(guī)定出檢修時(shí)間，在專門的時(shí)間內(nèi)完成工作面、平巷、上山、裝車站全部設(shè)備的檢修作業(yè)，才算一個(gè)完整的循環(huán)。一個(gè)完整的循環(huán)要達(dá)到多刀進(jìn)度。

綜采工作面的作業(yè)形式主要有三班制（兩班半采煤、半班準(zhǔn)備或兩班采煤、一班準(zhǔn)備）和四班制（三班采煤、一班準(zhǔn)備）。從大多數(shù)綜采面來看，四班工作制，三班采煤、一班準(zhǔn)備的形式是較合適的。有的采用四八交叉制或三八制。考慮到煤礦井工作條件的特點(diǎn)，今后應(yīng)向每班純工作6h的四班工作制（四六制）過渡，逐步減輕工人體力勞動(dòng)，提高效率。德國、波蘭、法國、前蘇聯(lián)等國，也都采用四班作業(yè)，三班生產(chǎn)一班準(zhǔn)備。

2.綜采工作面工序安排。

在工序之間的安排上，注意以采煤機(jī)割煤為中心統(tǒng)一安排各工序，做到采煤機(jī)割煤、移輸送機(jī)、移架三工序的合理配合。

根據(jù)頂板及煤壁情況，割煤與移輸送機(jī)、移輸送機(jī)與移架有以下三種工藝配合方式：

（1）及時(shí)支護(hù)方式，采煤機(jī)割煤后，先移支架（承壓前移或迫降后移步），再移輸送機(jī)，采煤工藝過程為采煤→移架→移輸送機(jī)，為此，支架前柱與輸送機(jī)的電纜托架間要富裕一個(gè)截深，這種方式宜在頂板破碎及易冒落煤層中采用；

（2）滯后支護(hù)方式，在采煤機(jī)割煤后先移輸送機(jī)，再移支架，移架滯后割煤一定距離，這樣頂板懸露面積較大，因此滯后距離不應(yīng)過大，防止造成冒頂事故，一般規(guī)定移輸送機(jī)滯后采煤機(jī)不大于15m輸送機(jī)彎曲段長度），移架滯后不大于20m，其采煤工藝過程為采煤→移輸送機(jī)→移架，這時(shí)在前梁下一般有立柱，支架的支撐力集中，分布均勻，這種方式在頂板較堅(jiān)硬及不易冒落的煤層中采用；

（3）超前支護(hù)方式，如果煤壁片幫比較嚴(yán)重，可采取超前支護(hù)方式，即當(dāng)煤壁剛發(fā)生片幫，不等采煤機(jī)割煤，支架就利用前柱與輸送機(jī)富裕量向前挪移，其采煤工藝過程為移架→割煤→移輸送機(jī)。在主副架組合的邁步支架中，往往采用移副架→移輸送機(jī)→移主架的順序。使用帶有可伸縮的前探梁支架時(shí)，還可以先將前梁伸出，這也屬于超前支護(hù)方式。

3.綜采工作面進(jìn)刀、割煤方式的工序流程及循環(huán)圖表

將工作面各生序工序在時(shí)間上、空間上進(jìn)行相互配合，并以圖表形式進(jìn)行顯示，稱為循環(huán)工作圖表。橫坐標(biāo)表示一天的小時(shí)數(shù)，縱坐標(biāo)表示工作面長度。綜采工作面長為180m，一天四班工作制，三班生產(chǎn)一班檢修。工作面采用單向割煤，端部不留三角煤的進(jìn)刀方式，割煤后移架，返刀清理浮煤并推移輸送機(jī) 。2100433B

采煤工作面周而復(fù)始地從采煤、裝煤、運(yùn)煤、支架、移輸送機(jī)、控頂、檢修等所有工序進(jìn)行一遍稱為一個(gè)循環(huán)。一個(gè)循環(huán)后工作面推進(jìn)一段距離稱為循環(huán)進(jìn)度。每天完成的循環(huán)數(shù)稱為循環(huán)方式。每晝夜的工作班數(shù)及其生產(chǎn)準(zhǔn)備安排，稱為作業(yè)形式。搞好循環(huán)作業(yè)是實(shí)現(xiàn)工作面安全正常、均衡生產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)、高效的保證。搞好循環(huán)作業(yè)的關(guān)鍵是處理好工作面各工序、作業(yè)的時(shí)空關(guān)系。不同采煤工藝工作面的循環(huán)作業(yè)又各有其特點(diǎn) 。

首先要弄清各工序進(jìn)行時(shí)對(duì)工作面頂板的影響，各工序彼此間的聯(lián)系和相互關(guān)系。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，在采煤機(jī)割煤時(shí)，其附近頂板劇烈運(yùn)動(dòng)，并急劇下沉，其影響范圍一般約為25m左右，采煤機(jī)前10m左右，后15m左右。放炮落煤時(shí)會(huì)引起頂板下沉速度的突然增大，其波及范圍在放炮處的上、下方各為15-17m，而劇烈影響范圍又分別在上、下方5-7m的距離內(nèi)。在回撤工作面靠采空區(qū)一側(cè)的支架時(shí)，由于直接頂?shù)拿奥?，破壞了上覆巖層的平衡，上覆巖層也將隨后逐漸變形垮落，此時(shí)采空區(qū)一側(cè)的支承點(diǎn)前移，導(dǎo)致頂板下沉急劇增加。據(jù)一些工作面觀測(cè)，其影響范圍約在15-20m之間，強(qiáng)烈活動(dòng)區(qū)一般在上、下各5-7m左右。在周期來壓時(shí)，由于老頂周期折斷垮落的影響，無論采煤、放頂在工作面的任何部位進(jìn)行，都要受到強(qiáng)烈影響，采煤、放頂兩工序如平行作業(yè)，可能導(dǎo)致頂板難以控制，出現(xiàn)冒頂事故。

上述表明，工序?qū)敯逑鲁恋挠绊懞艽蟮?。為此在安排工序銜接時(shí)，要把對(duì)頂板影響較大的工序在時(shí)間和空間上錯(cuò)開，以防頂板下沉疊加發(fā)生冒頂事故。

炮采工作面回柱放頂及放炮落煤兩道工序?qū)敯逑鲁亮坑绊戄^大。如工作面頂板同時(shí)受到兩道工序的疊加影響，往往會(huì)造成頂板壓力劇增，支架歪扭、折損，以至片幫、冒頂，所以回柱與放炮這兩道工序，在空間上、時(shí)間上應(yīng)予以分開。一般來說，回完柱再放炮，可以縮小控頂距離，還可以使回出的柱子少受一次放炮引起的頂板壓力的影響，放炮滯后回柱距離一般30m，以避免出現(xiàn)回柱與放炮疊加壓力影響區(qū)。通常，采支工序在生產(chǎn)班內(nèi)進(jìn)行，回柱或放炮工序在準(zhǔn)備班進(jìn)行，這樣可以避免互相影響。但有時(shí)在生產(chǎn)班中也常需回柱或放炮，則必須在支柱完成的條件下進(jìn)行，一般應(yīng)在該回柱或該放炮地點(diǎn)上下30m范圍內(nèi)將柱子打齊打好。

采煤機(jī)割煤和回柱放頂在空間上的安排，沿工作面方向，工序之間一般錯(cuò)開30m，在時(shí)間上回柱超前割煤，其優(yōu)點(diǎn)是采煤機(jī)總處于最小控頂距情況下進(jìn)行割煤，相對(duì)減少了采煤機(jī)割煤時(shí)對(duì)頂板的影響。由于回柱在前，割煤在后，采煤機(jī)割煤后追機(jī)掛梁，使用回出的支柱、頂梁更加方便。

割煤方式和支護(hù)方式不同，在工序安排上也不一樣。例如，采用單滾筒采煤機(jī)雙向割煤，往返一次進(jìn)兩刀，工作面支架采用齊頭直線式時(shí)，其工序安排為：當(dāng)采高大于滾筒直徑粘頂煤不落時(shí)，提前放頂眼震動(dòng)炮→沿底割煤→掛梁→移輸送機(jī)→打柱→回柱放頂→設(shè)備檢修。

如采用單向割煤，采煤機(jī)往返一次進(jìn)一刀，工作面支護(hù)可采用交錯(cuò)梁布置方式。其工序安排：沿頂割煤→隔空掛梁→回頭反刀→沿底割煤→隔空打柱后完成一刀。

以上是指在正常條件下的情況，如頂板破碎，遇到地質(zhì)構(gòu)造、片幫情況，應(yīng)根據(jù)具體情況采取措施，提前掏梁窩、掛梁或打貼煤幫臨時(shí)支柱等 。

（1）循環(huán)時(shí)間要求。即完成一個(gè)正規(guī)循環(huán)所需要的時(shí)間，不得超過所規(guī)定的時(shí)間，也就是在24h內(nèi)要周而復(fù)始地不間斷地完成整數(shù)個(gè)循環(huán)。綜采和邊打邊回的高檔普采工作面，一晝夜超過規(guī)定的循環(huán)次數(shù)后，可以不間斷的增加非整數(shù)個(gè)循環(huán)。

（2）循環(huán)工作量要求。即必須是按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，完成一個(gè)循環(huán)內(nèi)所包括的全部工序和工作量。由于采煤方法、回采工藝和循環(huán)方式不同，完成一個(gè)循環(huán)的全部工序和工作量也有所不同。

（3）循環(huán)進(jìn)度要求。即要達(dá)到作業(yè)規(guī)程中規(guī)定的一個(gè)循環(huán)的工作面進(jìn)度。這個(gè)進(jìn)度必須是沿工作面全長，在完成一個(gè)循環(huán)的全部工序和工作量后的工作面進(jìn)度。

（4）循環(huán)定員要求。即在工種和工數(shù)上要求不得超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定的完成一個(gè)正規(guī)循環(huán)的定員配備。

（5）規(guī)格質(zhì)量要求。即要求按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，保證符合工程規(guī)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、巷道維修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)電設(shè)備維修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，避免發(fā)生死亡和重大事故 。

采煤工作面采煤工作面整體長度設(shè)計(jì)

對(duì)工作面走向長度的探討 在當(dāng)前技術(shù)條件下，我國煤礦井下采煤工作面的走向長度是值得探討的問題。合理的工作面走向長度應(yīng)能夠在最大限度地養(yǎng)活搬家次數(shù)的同時(shí)，提高煤炭資源回收率。當(dāng)然，也不是越長越好，而應(yīng)在摸清工作面具體地質(zhì)條件的基礎(chǔ)下，以具體地質(zhì)條件和生產(chǎn)接續(xù)、配套設(shè)備條件等多方面因素為依據(jù)，對(duì)工作面走向長度予以合理設(shè)定，當(dāng)前我國大型煤礦綜放工作面走向長度大多介于 1100～1400m 間。

采煤工作面采煤工作面順槽布置

軌道順槽布置問題 對(duì)于軌道順槽的布置問題，應(yīng)在考慮到巷道服務(wù)時(shí)間、變形等因素的同時(shí)，以礦井具體生產(chǎn)實(shí)際和地質(zhì)條件為依據(jù)，在布置臨近采空區(qū)采場(chǎng)時(shí)，將軌道順槽沿空側(cè)通長布置，并留置與老空區(qū) 3.5m的保護(hù)煤柱。

運(yùn)輸順槽布置問題 為便于順槽電機(jī)與皮帶的安裝，運(yùn)輸順槽宜沿坡度設(shè)置機(jī)頭段。并保證與聯(lián)絡(luò)巷連接位置處留有 20m 的平段，見煤層后再沿煤層底板掘進(jìn)。同時(shí)，運(yùn)輸順槽內(nèi)的皮帶應(yīng)內(nèi)錯(cuò)布置，皮帶應(yīng)與運(yùn)輸順槽巷道和軌道順槽巷道保持合理的距離。

運(yùn)輸順槽聯(lián)絡(luò)巷布置問題 運(yùn)順聯(lián)絡(luò)巷布置是采煤工作面施工的重要環(huán)節(jié)之一。運(yùn)順聯(lián)絡(luò)巷布置在運(yùn)順東側(cè)或西側(cè)，應(yīng)以具體的井下地質(zhì)條件為主要依據(jù)，并避免應(yīng)力集中，以避免給頂板管理構(gòu)成安全威脅，同時(shí)，應(yīng)盡量減少巷道工程量，只有這樣，運(yùn)順聯(lián)絡(luò)巷的布置才能夠保證順利通過立交，且不需要增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

采煤工作面采煤工作面支架保護(hù)

采煤工作面合理支護(hù)的原則分析 當(dāng)采煤工作面支護(hù)面積較大時(shí)，可以單根支柱支護(hù)，結(jié)合特殊頂板的特殊支護(hù)方式來進(jìn)行，這樣能通過良好的頂板控制對(duì)支護(hù)面進(jìn)行完整支護(hù)，從而構(gòu)建一個(gè)相對(duì)最優(yōu)的采煤作業(yè)空間。與其它區(qū)域比較，頂板集中點(diǎn)承受的壓力相對(duì)較大，如果失控就可能發(fā)生冒落，對(duì)比其他地區(qū)的承受壓力，頂板集中點(diǎn)的壓力將大大增加，失控的頂板或許發(fā)生冒落。因此，應(yīng)合理選擇排數(shù)和排距的相關(guān)數(shù)據(jù)，有效防止過小或過大排距現(xiàn)象的形成，以避免頂板提前脫離煤層而發(fā)生冒落。

端頭支護(hù)管理工作優(yōu)化 煤礦井工作面的安全開采直接受到工作面端頭支護(hù)，以及高強(qiáng)度支護(hù)和大面積支護(hù)的影響。因此，選擇更加合理的采放工作面端頭方式方式，并在支護(hù)效果良好的基礎(chǔ)上，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)成效更顯著的施工作業(yè)無疑是可行的。過渡支架要選擇最佳位置，輸送機(jī)前后機(jī)頭或機(jī)尾位置是最好的選擇，當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)在支架的一側(cè)設(shè)置相應(yīng)的輸送機(jī)減速器和前后驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這是確保采煤工作面全程保持與輸送機(jī)中心距離長度一致性的有效措施。同時(shí)，特殊架構(gòu)支架，也就是過渡支架必須設(shè)置于輸送機(jī)過渡段。這個(gè)過程中，考慮如下過渡支架的如下問題：①要減小縱向基本架長度、輸送機(jī)前后中心距，應(yīng)最大限度地減小底座箱上部結(jié)構(gòu)過渡支架的縱向尺寸。②后尾梁的掩護(hù)設(shè)置范圍應(yīng)盡可能適中，高度也要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這樣能夠保證相對(duì)寬裕的動(dòng)作、移動(dòng)空間和過煤空間。③與過渡架相應(yīng)的基本架，應(yīng)當(dāng)具備放煤的功能，如采取單擺桿機(jī)制，使其在加大兩排四柱架構(gòu)后部空間的同時(shí)，避免底座與擺桿間千斤頂?shù)氖Ш狻Ｍ瑫r(shí)，還應(yīng)通過后尾梁與銷軸合理連接的頂梁，進(jìn)一步平衡千斤頂，從而調(diào)整尾梁達(dá)到適度的高度與狀態(tài)，進(jìn)而確保和控制縱向架的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)合理控制放煤的目的。

采煤工作面作為煤炭的第一生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，具有作業(yè)空間狹小、機(jī)械設(shè)備多、視覺環(huán)境差、溫度高的特點(diǎn)，是礦井事故的多發(fā)地點(diǎn)。煤礦頂板事故、透水事故、煤炭自燃事故、瓦斯爆炸事故、煤塵爆炸事故以及職業(yè)病在采煤工作面的發(fā)生都占有相當(dāng)大的比例。因此，對(duì)采煤工作面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，成為煤礦安全管理迫切需要解決的問題。在采煤工作面頂板事故中，有 80%的原因是由管理不當(dāng)引起的，由此可見：管理在采煤工作面頂板安全中占到很大的影響比重。著重分析采煤工作面頂板管理的需求，規(guī)劃可行的管理措施，以此來提高采煤事業(yè)的安全度，確保采煤過程中的安全保護(hù)。采煤企業(yè)應(yīng)全面做好頂板管理的工作，發(fā)揮其在安全采煤中的作用，進(jìn)而強(qiáng)化采煤工作面頂板的管理。