第5章 近水平、緩傾斜和中斜采煤方法

1、第五章 近水平、緩傾斜和中斜采煤方法 第一節(jié) 采煤方法概述 第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝 第三節(jié) 放頂煤采煤工藝 第四節(jié) 回采巷道布置系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述 一、工作面與采空區(qū)一、工作面與采空區(qū) 二、采煤工藝（回采工藝）二、采煤工藝（回采工藝） 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述 一、工作面與采空區(qū)一、工作面與采空區(qū) 開切眼工作空間 采空區(qū) 工作空間采空區(qū) (a) (b) (c) 圖 5-1 工作面空間和采空區(qū) a-開切眼；b-在開切眼附近；c-正?；夭蓵r(shí) 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述 二、采煤工藝（回采工藝）二、采煤工藝（回采工藝） 1.1.采煤工藝采煤工藝

2、: :采煤工作面各工序所用方法、設(shè)采煤工作面各工序所用方法、設(shè) 備及其在時(shí)間、空間上的相互配合。備及其在時(shí)間、空間上的相互配合。 2.2.回采工藝過程包括（采煤主要工序）回采工藝過程包括（采煤主要工序）: : 破破煤、煤、裝裝煤、煤、運(yùn)運(yùn)煤、煤、支支護(hù)和護(hù)和處處理采空區(qū)等。理采空區(qū)等。 采空區(qū)處理方式：采空區(qū)處理方式： 垮落法、煤柱支撐法和充填法垮落法、煤柱支撐法和充填法。 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述 3.按破煤與支護(hù)方法的不同，回采工藝可分為按破煤與支護(hù)方法的不同，回采工藝可分為: a.a.炮采炮采: :用鉆眼爆破法采煤，輸送機(jī)或溜槽運(yùn)煤用鉆眼爆破法采煤，輸送機(jī)或溜槽運(yùn)煤 和單體

3、支柱支護(hù)的方式。和單體支柱支護(hù)的方式。 b.b.普采普采: :用機(jī)械方式破煤裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單用機(jī)械方式破煤裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單 體支柱和鉸接頂梁支護(hù)的方式。體支柱和鉸接頂梁支護(hù)的方式。 c.c.綜采綜采: :用機(jī)械方式破煤裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、液用機(jī)械方式破煤裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、液 壓支架支護(hù)的方式。壓支架支護(hù)的方式。 (a)(d) (b) (e) (c) (f) 圖 5-2 回采工藝過程 a-開始采煤前；b-破煤；c-裝運(yùn)煤；d-移輸送機(jī)；e-支護(hù)；f-處理采空區(qū) 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述 4.4.采煤方法采煤方法: : 采煤工藝與回采巷道布置及其在時(shí)間上、采煤工藝與回采巷道布置

4、及其在時(shí)間上、 空間上的相互配合。空間上的相互配合。 a.a.走向長壁采煤法走向長壁采煤法: :長壁工作面沿煤層長壁工作面沿煤層走向推走向推 進(jìn)進(jìn)的采煤方法。的采煤方法。 b.b.傾斜長壁采煤法傾斜長壁采煤法: :長壁工作面沿煤層長壁工作面沿煤層傾斜推傾斜推 進(jìn)進(jìn)的采煤方法。的采煤方法。 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述 1 2 3 4 3 5 (a) (b) 圖 5-3 兩種采煤方法示意圖 a-走向長壁采煤法；b-傾斜長壁采煤法 1、2-區(qū)段運(yùn)輸、回風(fēng)平巷；3-回采工作面；4、5-條帶運(yùn)輸、回風(fēng)斜巷 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 一、采煤工作面礦山壓力 二、爆破采

5、煤工藝 三、普通機(jī)械化采煤工藝 四、綜合機(jī)械化采煤工藝 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 一、采煤工作面礦山壓力 （一）（一） 頂板與底板頂板與底板 （二）（二） 采動(dòng)后頂板活動(dòng)的一般規(guī)律采動(dòng)后頂板活動(dòng)的一般規(guī)律 （三）（三） 采煤工作面頂板分類采煤工作面頂板分類 （四）采煤工作面圍巖支承壓力及其變化（四）采煤工作面圍巖支承壓力及其變化 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 （一）（一） 頂板與底板頂板與底板 （1）頂板）頂板:賦存在煤層之上的鄰近巖層。賦存在煤層之上的鄰近巖層。 頂板根據(jù)其與煤層的相對(duì)位置和巖性又分為頂板根據(jù)其與煤層的相對(duì)位置和巖性又分為: 偽

6、頂：偽頂：位于煤層之上隨采隨冒落的極不穩(wěn)定巖層，其厚位于煤層之上隨采隨冒落的極不穩(wěn)定巖層，其厚 度一般在度一般在0.5m以下，巖性多為炭質(zhì)頁巖。以下，巖性多為炭質(zhì)頁巖。 直接頂直接頂：位于煤層或偽頂之上有一定的穩(wěn)定性，移架或位于煤層或偽頂之上有一定的穩(wěn)定性，移架或 回柱后能自行垮落的巖層，巖性多為砂頁巖、頁巖回柱后能自行垮落的巖層，巖性多為砂頁巖、頁巖 基本頂基本頂：又稱老頂。位于直接頂或煤層之上，通常厚度又稱老頂。位于直接頂或煤層之上，通常厚度 及巖石強(qiáng)度較大、難以垮落的巖層。及巖石強(qiáng)度較大、難以垮落的巖層。 （2）底板）底板:賦存在煤層之下的鄰近巖層。賦存在煤層之下的鄰近巖層。 第二節(jié)第二

7、節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 1 2 3 4 圖 5-4 煤層、頂板、底板的相對(duì)位置關(guān)系 1-砂巖（基本頂） ；2-頁巖（直接頂） ； 3-煤層；4-頁巖（底板） 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 （二）（二） 采動(dòng)后頂板活動(dòng)的一般規(guī)律采動(dòng)后頂板活動(dòng)的一般規(guī)律 直接頂初次垮落直接頂初次垮落:當(dāng)直接頂垮落高度超過當(dāng)直接頂垮落高度超過0.5m， 沿工作面方向垮落長度超過工作面總長度沿工作面方向垮落長度超過工作面總長度 的的50%時(shí)。時(shí)。 直接頂初次垮落距直接頂初次垮落距:直接頂初次垮落時(shí)工作面直接頂初次垮落時(shí)工作面 煤壁至開切眼煤幫之間的距離。煤壁至開切眼煤幫之間的距

8、離。 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 圖 5-5 直接頂初次垮落 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 圖 5-6 直接頂垮落后的巖石充填情況 圖 5-7 基本頂呈雙固定支點(diǎn)梁狀態(tài) 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 o初次來壓：初次來壓：工作面回采以來老頂?shù)谝淮未?規(guī)模來壓。 o基本頂初次來壓步距：基本頂初次來壓步距：開切眼到初次來壓 時(shí)工作面推進(jìn)的距離。 o周期來壓：周期來壓：基本頂周期折斷在采煤工作面 引起的礦壓顯現(xiàn)。 o基本頂周期來壓步距：基本頂周期來壓步距： 基本頂巖梁周期折 斷的距離。 圖 5-8 基本頂初次來壓 a-基本頂斷裂下沉

9、；b-基本頂臺(tái)階下沉 長 壁 工 作 面 采 煤 工 藝 (a) (b) 圖 5-9 基本頂周期來壓 a-基本頂斷裂下沉；b-基本頂臺(tái)階下沉 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 （三）（三） 采煤工作面頂板分類：采煤工作面頂板分類： 根據(jù)老頂壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈程度，將老頂分為根據(jù)老頂壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈程度，將老頂分為4級(jí)：級(jí)： 級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí) 來壓來壓 不明顯不明顯明顯明顯強(qiáng)烈強(qiáng)烈 非常強(qiáng)烈非常強(qiáng)烈 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 （四）采煤工作面圍巖支承壓力及其變化：（四）采煤工作面圍巖支承壓力及其變化： 1.圍巖圍巖：礦體或采掘空間周圍的巖體。：礦體或采掘空間周圍

10、的巖體。 2.原巖應(yīng)力原巖應(yīng)力：天然存在于原巖內(nèi)的應(yīng)力。：天然存在于原巖內(nèi)的應(yīng)力。 3.支承壓力：采煤后，由于采掘空間被采物承支承壓力：采煤后，由于采掘空間被采物承 受的載荷轉(zhuǎn)移到周圍支承體上的壓力。受的載荷轉(zhuǎn)移到周圍支承體上的壓力。 4.礦壓礦壓：存在于采掘空間周圍巖內(nèi)的力。：存在于采掘空間周圍巖內(nèi)的力。 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 二、爆破采煤工藝二、爆破采煤工藝 爆破采煤工藝：爆破采煤工藝：又稱又稱“炮采炮采”，指在長壁工作，指在長壁工作 面用爆破方法破煤和裝煤、人工裝煤、輸送機(jī)面用爆破方法破煤和裝煤、人工裝煤、輸送機(jī) 或溜槽運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)采空區(qū)的采煤工藝。或

11、溜槽運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)采空區(qū)的采煤工藝。 1.破煤：破煤：鉆眼放炮鉆眼放炮 2.裝煤：裝煤：人工人工 3.運(yùn)煤：運(yùn)煤：刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī) 4.支護(hù)：支護(hù)：單體支柱和鉸接頂梁單體支柱和鉸接頂梁 5.處理采空區(qū)：處理采空區(qū)：全部跨落法（另：充填法、煤全部跨落法（另：充填法、煤 壁支撐法）壁支撐法） 單位：m 1.2 0.3 4.8 3.6 1.2 0.6 1.2 1.21.7 0.2 1.2 0.8 5.6 0.3 0.60.9 (a) (b) 圖 5-15 炮采工作面單體支柱和鉸接頂梁支架布置圖 a-正懸臂齊梁直線柱布置；b-正懸臂錯(cuò)梁三角柱布置 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤

12、工藝 三、普通機(jī)械化采煤工藝三、普通機(jī)械化采煤工藝 普通機(jī)械化采煤工藝：簡稱普通機(jī)械化采煤工藝：簡稱“普采普采”，是用機(jī)，是用機(jī) 械方法破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單體支柱和械方法破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單體支柱和 鉸接頂梁支護(hù)采空區(qū)頂板的采煤工藝。鉸接頂梁支護(hù)采空區(qū)頂板的采煤工藝。 回采工序如下：回采工序如下： 1.破煤：破煤：采煤機(jī)采煤機(jī) 2.裝煤：裝煤：采煤機(jī)采煤機(jī) 3.運(yùn)煤：運(yùn)煤：刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī) 4.支護(hù)：支護(hù)：單體支柱和鉸接頂梁單體支柱和鉸接頂梁 5.處理采空區(qū)：處理采空區(qū)：與炮采同。與炮采同。 普 通 機(jī) 械 化 采 煤 工 藝 5 上行 下行 2 1 3 35 4 810 圖

13、5-17 普采工作面布置示意圖 1-采煤機(jī)；2-可彎曲刮板輸送機(jī)；3-推溜千斤頂； 4-油泵；5-回柱鉸車 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 四、綜合機(jī)械化采煤工藝四、綜合機(jī)械化采煤工藝 綜合機(jī)械化采煤：簡稱綜合機(jī)械化采煤：簡稱“綜采綜采”。在長壁工。在長壁工 作面用機(jī)械方式破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和作面用機(jī)械方式破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和 液壓支架支護(hù)頂板的采煤工藝。液壓支

14、架支護(hù)頂板的采煤工藝。 回采工序如下：回采工序如下： 1.破煤：破煤：采煤機(jī)采煤機(jī) 2.裝煤：裝煤：采煤機(jī)采煤機(jī) 3.運(yùn)煤：運(yùn)煤：刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī) 4.支護(hù)：支護(hù)：液壓支架液壓支架 5.處理采空區(qū)：處理采空區(qū)：與炮采同。與炮采同。 綜 采 AA 4 6 3 1214 7811109 2 1 135 A-A 第二節(jié)第二節(jié) 長壁工作面采煤工藝長壁工作面采煤工藝 自移式液壓支架分類自移式液壓支架分類 1.支撐式自移支架：支撐式自移支架：適用在直接頂完整，適用在直接頂完整， 老頂來壓強(qiáng)烈的條件。老頂來壓強(qiáng)烈的條件。 2.掩護(hù)式自移支架：掩護(hù)式自移支架：適用在直接頂破碎適用在直接頂破碎 而老頂來壓不

15、明顯的條件。而老頂來壓不明顯的條件。 3.支撐掩護(hù)式自移支架：支撐掩護(hù)式自移支架：適用直接頂破適用直接頂破 碎又有老頂來壓的條件。碎又有老頂來壓的條件。 支撐掩護(hù)式自移支架支撐掩護(hù)式自移支架 支撐掩護(hù)式自移支架支撐掩護(hù)式自移支架 掩護(hù)式自移支架掩護(hù)式自移支架 圖 5-22 掩護(hù)式液壓支架 1-頂梁；2-支柱；3-掩護(hù)梁；4-底座；5-推移千斤頂 1 3 2 5 4 1 3 4 5 2 1 2 3 4 5 6 掩護(hù)式 支撐式 支撐掩護(hù)式 第三節(jié)第三節(jié) 放頂煤采煤工藝放頂煤采煤工藝 1.定義定義: 在開采在開采6m及以上厚煤層時(shí)，先開采煤層的及以上厚煤層時(shí)，先開采煤層的 底部，工作面上方的頂煤利用礦山壓力的作底部，工作面上方的頂煤利用礦山壓力的作 用或輔以人工松動(dòng)方法使其破碎，并隨工作用或輔以人工松動(dòng)方法使其破碎，并隨工作 面推進(jìn)在后方放的回采工藝。面推進(jìn)在后方放的回采工藝。 2.放頂煤支架類型放頂煤支架類型: 高位、中位、低位放頂煤。高位、中位、低位放頂煤。 6 I 1 2 8 34 ? ?I-I 7 4 9 3 2 1 C 5 BA 10 圖 5-28 放頂煤綜采工作面設(shè)備布置 1-采煤機(jī)；2-前輸送機(jī)；3-放頂煤液壓支架；4-后輸送機(jī)；5-平巷帶式輸送 機(jī)；6-配電設(shè)備；7-安全絞車；8-泵站；9-放煤窗口；10-轉(zhuǎn)載破碎機(jī) A-不充分裂碎煤體；B