煤礦現代開采技術

1、 緒論緒論 所謂“現代開采技術” 即“現代化礦井現代化礦井”的開采技術開采技術。 我國煤礦目前整體面貌還很落后，在國家現代化發(fā)展中一直處于比較落后的地位。但近10多年來發(fā)展很快，在“高產高效高產高效”、“安全高效安全高效”、“綠色開采綠色開采”等旗幟下，建成了很多在裝備水平、規(guī)模和某些指標上某些指標上處于國際先進水平的優(yōu)秀礦井，但這些礦井還不能稱作現代化礦井。 所謂現代化礦井指具有高素質的人才隊伍，采用適合礦井開采條具有高素質的人才隊伍，采用適合礦井開采條件的、具有當代先進水平的設施、設備、技術、管理等，在產量、件的、具有當代先進水平的設施、設備、技術、管理等，在產量、效率、效益、安全、環(huán)保、

2、采出率等方面取得全面的先進指標，效率、效益、安全、環(huán)保、采出率等方面取得全面的先進指標，并能不斷創(chuàng)新、始終保持其先進性的礦井。并能不斷創(chuàng)新、始終保持其先進性的礦井。 所謂開采技術，主要由兩部分組成：一是開采系統(tǒng)布置技術，開采系統(tǒng)布置技術，二是采煤工藝技術。采煤工藝技術。 主要內容： 第一部分 煤礦開采技術及其發(fā)展 第二部分 長壁綜采技術 第三部分 連續(xù)采煤機房柱采煤技術第一部分第一部分 煤煤礦開采技術及其發(fā)展礦開采技術及其發(fā)展 煤礦開采技術由采煤工藝技術采煤工藝技術和礦井開采系統(tǒng)技術礦井開采系統(tǒng)技術兩部分組成，以采煤工藝技術為核心。 煤礦開采技術發(fā)展以煤礦開采設備發(fā)展為標志，其中以采煤工藝設備

3、發(fā)展為龍頭。 主要內容： 第一章第一章 采煤方法及其發(fā)展采煤方法及其發(fā)展 第二章第二章 礦井開采系統(tǒng)及其發(fā)展礦井開采系統(tǒng)及其發(fā)展 一、采煤方法的概念及分類一、采煤方法的概念及分類 二、采煤工藝二、采煤工藝 三、采煤系統(tǒng)三、采煤系統(tǒng) 四、采空區(qū)處理方式四、采空區(qū)處理方式 （一）采煤方法的概念 采煤方法，簡單講就是大量采出煤炭的方法。由兩個要素組成：一個是采煤工作面采煤系統(tǒng)采煤系統(tǒng)（也叫回采系統(tǒng)）；另一個是采煤工采煤工藝藝。 （二）采煤方法分類 就采煤系統(tǒng)而言，采煤方法分兩大類，一是長壁采煤法長壁采煤法，一是房房柱采煤法柱采煤法。 就采煤工藝而言，按機械化程度分為“炮采炮采”、“普采普采”、“綜綜

4、采采”，雖然這些概念都來自于長壁采煤法，但我認為也可以用于房柱采煤法。 就采空區(qū)處理方式而言，采煤方法分為充填法、垮落法、煤柱支充填法、垮落法、煤柱支撐法。撐法。這種分類適用于各種礦山。采煤工藝和采煤系統(tǒng)是由煤層開采條件煤層開采條件決定的。煤層開采條件包括煤層厚度、傾角，煤層結構與構造，煤層穩(wěn)定性，煤層埋藏深度，煤層頂底板條件，煤層瓦斯、自燃條件，煤塵爆炸性、礦井水文條件、礦區(qū)環(huán)境（生態(tài)）條件等。按煤層厚度將煤層分為薄煤層、中厚煤層、厚煤層等，按傾角分為緩傾斜煤層、傾斜煤層、急傾斜煤層等。煤層開采條件不同，采煤方法不同，按煤層厚度和傾角采煤方法分為：緩傾斜、傾斜薄及中厚煤層采煤方法緩傾斜、傾斜

5、薄及中厚煤層采煤方法（因為這四類煤層的采煤方法相近）、厚煤層采煤方法厚煤層采煤方法、急傾斜煤層采煤方法急傾斜煤層采煤方法等。在陜北，由于煤層賦存和環(huán)境條件特殊煤層賦存和環(huán)境條件特殊，發(fā)展了很多很有特色的采煤方法。采煤工藝采煤工藝采煤工作面采煤工作（工序）進行的方式和各工序之間在時間、空間上的配合方式。采煤工作采煤工作落煤、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理等工作。其中落煤、裝煤、運煤為主要工作，支護和采空區(qū)處理為輔助工作。 過去把支護和采空區(qū)處理兩項工作合起來叫頂板管理頂板管理，現在這種叫法已經不能完全反映其內涵（頂板管理與采空區(qū)處理有關，覆巖與地表控制也與其有關）。 采煤工作是靠采煤裝備完成的，這

6、種裝備稱為采煤工藝裝備采煤工藝裝備。采煤工藝裝備是采煤技術的核心，它影響和制約著整個采煤技術的發(fā)展。 目前我國采用的采煤工藝有炮采、普采和綜采炮采、普采和綜采。 1.炮采 以爆破落煤、人工裝煤、可彎曲刮板輸送機運煤、單體支架支護頂板的一種采煤工藝。 2.普采 以滾筒采煤機落煤和裝煤、可彎曲刮板輸送機運煤、單體支架支護頂板的一種采煤工藝。 3.綜采 以滾筒采煤機落煤和裝煤、可彎曲刮板輸送機運煤、自移式液壓支架支護頂板的一種采煤工藝。綜采是一種先進的采煤工藝，發(fā)展很快。 三、采煤系統(tǒng)三、采煤系統(tǒng) 采煤系統(tǒng)指直接為采煤工作服務的巷道系統(tǒng)和在其中建立的煤炭運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等生

7、產系統(tǒng)的統(tǒng)稱。 目前所使用的采煤系統(tǒng)有兩大類：長壁系統(tǒng)和房柱系統(tǒng)。 1.長壁采煤法采煤系統(tǒng) 最常見的長壁采煤系統(tǒng)如圖1所示，其巷道系統(tǒng)巷道系統(tǒng)由工作面（切眼）和兩條順槽組成，為一單巷和雙巷相結合的布置方式；煤炭運輸煤炭運輸系統(tǒng)系統(tǒng)裝備由工作面刮板機和順槽運輸設備組成；輔助運輸系統(tǒng)裝輔助運輸系統(tǒng)裝備備由設在回風順槽中的輔助運輸裝置和相關車輛組成。圖1 走向長壁綜采面采煤系統(tǒng)圖1絞車房回風斜巷；2采區(qū)回風石門；3絞車房；4采區(qū)上部車場；5采區(qū)中部車場；6聯(lián)絡巷；7區(qū)段運輸順槽；8，10區(qū)段回風順槽； 9開切眼 長壁系統(tǒng)特點： （1）采煤工作面長度大，刮板機沿工作面長度鋪設，煤炭平行于工作面運輸，形

8、成沿工作面全長分布的長廊式作業(yè)空間，為采煤工作的平行作業(yè)、連續(xù)工作提供了條件，只要采煤工作在時間和空間上合理安排和配合，就可實現平行作業(yè)、保證連續(xù)工作； （2）采煤工作面生產系統(tǒng)完善、合理； （3）工作面通風條件好，頂板管理條件好，生產安全； （4）煤柱少、掘進量小、產量高、消耗少、效率高。 2.房柱采煤法采煤系統(tǒng) 圖2所示為一連續(xù)采煤機房柱采煤法采煤系統(tǒng)，是一典型的房柱系統(tǒng)。其巷道系統(tǒng)巷道系統(tǒng)由5條縱向布置的巷道和用于貫通他們的聯(lián)絡巷組成；煤炭運輸系統(tǒng)煤炭運輸系統(tǒng)裝備由連續(xù)采煤機的轉載機構、梭車（或萬向接長機）、給料破碎機、帶式輸送機等組成；輔助運輸系統(tǒng)輔助運輸系統(tǒng)裝備由無軌膠輪車和鏟車組成

9、；通風系統(tǒng)設施通風系統(tǒng)設施主要包括永久風墻、縱向風障、風簾等，有時還需要安裝局部通風機。 特點：（1）采煤工作面及作業(yè)空間有限，采煤工作在一個采煤工作面不能平行作業(yè)、連續(xù)工作；（2）工作面生產的煤炭垂直于工作面運輸，運輸系統(tǒng)復雜；（3）通風系統(tǒng)復雜，通風效果不好；（4）頂板管理條件不好，管理效果受影響；（5）掘進量大、煤柱多、采出率低、產量有限、效率不高。圖2 連續(xù)采煤機房柱采煤法采煤系統(tǒng)及采煤工藝過程圖1連續(xù)采煤機；2錨桿機；3轉車點；4縱向風障；5運煤車；6風簾；7鏟車；8給料破碎機；9防火簾；10移動變電站；11永久風墻；12帶式輸送機 四、采空區(qū)處理方式四、采空區(qū)處理方式 采空區(qū)處理即

10、對采出煤炭后留下的空間進行有效的處理。 采空區(qū)處理的目的： （1）保證開采的安全保證開采的安全控制頂板； （2）滿足環(huán)境保護的要求滿足環(huán)境保護的要求控制覆巖和地表移動變形和破壞。 采空區(qū)處理的方式有三大類：垮落法、煤柱支撐法和充填法。 1.垮落法 分全部垮落法和部分垮落法。 全部垮落法與充分垮落法的區(qū)別。 2.煤柱法 煤柱的留法很多，有臨時煤柱，如房柱采煤法中的煤柱；也有永久煤柱，如“三下”開采中的條帶煤柱。煤柱有自然煤柱和加固加固煤柱煤柱。 3.充填法 有全部充填和部分充填之分。 全部充填即全面積和全厚度充填； 部分充填分部分區(qū)域充填和部分厚度充填，部分區(qū)域充填包括人造柱。 實際上煤柱法、充

11、填法、垮落法相互關聯(lián)，煤柱留法和充填多少決定了垮落的多少，而垮落的多少是由頂板條件頂板條件和環(huán)境保護環(huán)境保護要求決定的。 我國在長壁采煤法中主要用垮落法，垮落法的優(yōu)點很多，但是對環(huán)境破壞嚴重，包括破壞水資源、土地資源、生態(tài)資源、地表環(huán)破壞水資源、土地資源、生態(tài)資源、地表環(huán)境、地質環(huán)境境、地質環(huán)境等，特別是對地質環(huán)境的破壞可能會引發(fā)多種地質災害，影響周期長。 從長遠考慮，充填法雖增加投資，但會解決很多問題，在有條件時應逐步應用充填法。 一、我國采煤機械化及長壁采煤發(fā)展階段劃分一、我國采煤機械化及長壁采煤發(fā)展階段劃分 二、發(fā)展所取得的主要成就二、發(fā)展所取得的主要成就一、我國采煤機械化及長壁采煤發(fā)展

12、階段劃分一、我國采煤機械化及長壁采煤發(fā)展階段劃分礦井開采技術的發(fā)展以采掘工藝裝備采掘工藝裝備的發(fā)展為龍頭和標志。龍頭和標志。建國以來，我國采掘機械發(fā)展大致經歷了以下四個階段：第一階段，建國初期至1965年，開始發(fā)展采煤機械、推行長壁采煤發(fā)展采煤機械、推行長壁采煤；第二階段，19651975年，發(fā)展長壁采煤機械長壁采煤機械；第三階段，1975年至1990年代末期，發(fā)展長壁綜采長壁綜采；第四階段，1990年末期至今，發(fā)展安全高效及復雜條件綜合機械化安全高效及復雜條件綜合機械化采煤技術采煤技術。今后，重點是建設現代化礦井，實現煤炭開采現代化。 二、發(fā)展所取得的主要成就二、發(fā)展所取得的主要成就 1.長

13、壁全部垮落綜采技術走向成熟 成熟的標志：設備全部國產化； 工藝技術全面發(fā)展； 綜采面管理水平提高； 工作面生產指標全面提高。 在上述四個方面均達到或接近國際先進水平。 2.長壁全部垮落綜采技術得到較全面發(fā)展和推廣 推廣：向大傾角發(fā)展和推廣； 向特厚煤層發(fā)展和推廣； 向薄煤層發(fā)展和推廣。 三、發(fā)展所產生的重要影響三、發(fā)展所產生的重要影響 1.自移式支架的發(fā)展帶動了礦壓理論的發(fā)展； 2.特厚煤層開采（放頂煤開采和大采高裝備開采）、淺埋煤層開采等特殊條件的煤層開采為礦壓理論發(fā)展提供了新的依據； 3.高產高效、安全高效礦井建設在技術、管理等方面帶來了很多新的理念，將影響和改變發(fā)展的方向和進程； 4.安

14、全生產和環(huán)境保護的要求給我們帶來了很多新的命題，將促進現代化的發(fā)展。 第一節(jié)第一節(jié) 礦井開采系統(tǒng)礦井開采系統(tǒng) 所謂礦井開采系統(tǒng)礦井開采系統(tǒng)是指礦井巷道系統(tǒng)和以此為基礎，在其中建立的為開采服務的各種系統(tǒng)的總稱。礦井巷道系統(tǒng)礦井巷道系統(tǒng)由各種巷道組成的從地表到達礦體的通道，是礦井生產最重要和最基礎的設施。礦井生產系統(tǒng)礦井生產系統(tǒng)包括煤炭運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、行人系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)等。 礦井生產系統(tǒng)是由系統(tǒng)設施和設備設施和設備組成，其中巷道系統(tǒng)是最主要、最基礎的設施。 一、一、 井田劃分井田劃分 井田劃分是建立礦井開采系統(tǒng)的前提前提，以礦井開采系統(tǒng)

15、為基礎。 1.幾個概念煤層單元煤層單元煤層為層狀礦體，在煤田內一個煤層的范圍很大，為了便于開采，需要對其由大而小逐級劃分，直到形成大小合適的條塊，再逐條塊開采。在煤層劃分過程中形成的范圍大小不同的各種煤層條塊都叫煤層單元。煤田煤田在同一地質年代形成的大面積含煤地帶。煤田內煤層是最大的煤層單元，是一種原始的煤層單元。井田井田在煤田內，劃歸一個礦井開采的部分。 礦井開采是在井田范圍內進行的，井田是礦井開采的最大煤層單元，礦井開采設計是從井田劃分開始的。 2.井田劃分方式 （1）井田劃分為階段 （2）井田劃分為盤區(qū) 3.井田劃分為階段 （1）劃分程序。井田-階段-采區(qū)-區(qū)段或井田-階段-條帶或井田-

16、階段-分段 （2）幾個概念階段階段在井田范圍內按一定標高將煤層劃分為若干走向長條，每個長條為一階段。采區(qū)采區(qū)在階段內沿走向將煤層劃分成若干塊段，每一塊段為一個采區(qū)。區(qū)段區(qū)段在采區(qū)范圍內沿傾斜將煤層劃分為若干走向長條，每個長條為一區(qū)段。條帶條帶在階段內沿走向將煤層劃分成若干傾斜長條部分，每一部分為一個條帶。分段分段在階段內沿傾向將煤層劃分成若干走向長條部分，每一部分為一個分段。 區(qū)段、條帶、分段都是最小的煤層單元，都可以在其中直接布置工作面進行回采，所以也叫回采單元回采單元。 4.井田劃分為盤區(qū) （1）劃分程序。井田-盤區(qū)-區(qū)段（條帶） （2）盤區(qū)盤區(qū)的概念 在井田內劃分的相當于采區(qū)大小的一個區(qū)

17、域。 就劃分程序而言，盤區(qū)與采區(qū)不同； 就單元功能講，盤區(qū)與采區(qū)完全相同。 盤區(qū)與采區(qū)的主要區(qū)別主要區(qū)別在于：一般在同一個煤層的盤區(qū)，常常用一個開采水平開采；而在同一個煤層的采區(qū)則根據其所處的階段不同，需要用若干個開采水平開采。 二、礦井開采系統(tǒng)二、礦井開采系統(tǒng) 進行井田劃分是為了便于開采，而要有計劃的將井田內煤層采出，使劃分具有實質意義，必須建立完善的礦井開采系統(tǒng)。 1.礦井巷道系統(tǒng) 1）巷道分類 （1）按傾角傾角分為垂直巷道、傾斜巷道、水平巷道 （2）按服務范圍服務范圍分為開拓巷道、準備巷道、回采巷道 （3）按分為煤層巷道、巖石巷道、半煤巖巷道 2）巷道命名 按用途命名 按裝備命名 按傾角

18、命名 3）巷道布置要求 巷道設計包括斷面形狀和尺寸、角度（坡度）、方位等。 巷道布置必須滿足生產系統(tǒng)布置的要求。主要是煤炭運輸、輔助運輸和通風的要求。 2.煤炭運輸系統(tǒng) 煤炭運輸系統(tǒng)是礦井最重要的生產系統(tǒng)。 常用的煤炭運輸系統(tǒng)有兩大類： 1）軌道運輸（普通軌道運輸）軌道運輸（普通軌道運輸） 主要設備：軌道、電機車（絞車）、礦車 軌道：600mm、900mm 電機車：架線電機車、蓄電池電機車 特點：可以擔負全部運輸任務，系統(tǒng)復雜，間斷運輸 2）膠帶運輸膠帶運輸 主要設備：膠帶輸送機 特點：連續(xù)運輸，運輸能力大。 3.輔助運輸系統(tǒng) 輔助運輸一般包括材料運輸、設備運輸、矸石運輸、人員運輸等。 常用的

19、輔助運輸系統(tǒng)有以下幾類： 1）軌道運輸（普通軌道） 2）無軌運輸 3）其他運輸 4.通風系統(tǒng) 是由風機和通風設施組成的。風機提供通風動力，保證風流正常流動；通風設施保證風流按設計風量、沿預期線路分配和流動。 第二節(jié)第二節(jié) 礦井開采系統(tǒng)的發(fā)展礦井開采系統(tǒng)的發(fā)展 一、巷道系統(tǒng)的發(fā)展一、巷道系統(tǒng)的發(fā)展 巖石巷道煤層巷道；兩個安全通道多通道；小斷面大斷面。 使用大斷面、多通道煤層巷道的條件：一是煤巷掘進技術；二是煤巷支護技術；三是采煤工作面快速推進使巷道維護時間縮短。 二、煤炭運輸系統(tǒng)發(fā)展二、煤炭運輸系統(tǒng)發(fā)展 由軌道運輸膠帶運輸 三、輔助運輸系統(tǒng)發(fā)展三、輔助運輸系統(tǒng)發(fā)展 普通軌道運輸新型運輸方式 新型

20、運輸方式指無軌運輸和其他運輸 其他運輸指單軌吊車運輸、齒軌機車運輸、套膠輪機車運輸、卡規(guī)機車運輸等。 四、煤層開采單元劃分四、煤層開采單元劃分 煤層單元參數由小大適當 工作面（回采單元）參數是最基本的煤層單元參數，其他單元參數均與他有關。煤層單元參數確定由煤層賦存條件煤層賦存條件決定，受采煤采煤工藝裝備工藝裝備和礦井開采系統(tǒng)裝備開采系統(tǒng)裝備（主要是煤炭運輸系統(tǒng)裝備和輔助運輸系統(tǒng)裝備）制約。 良好的煤層條件是加大回采單元參數的基礎，先進的采煤工藝裝采煤工藝裝備和開采系統(tǒng)裝備備和開采系統(tǒng)裝備是加大煤層單元參數的保證。 煤層單元參數增加會帶來很多好處，包括提高工作面產量、實現集中生產；減少煤柱量，提

21、高煤炭采出率；減少工作面、采區(qū)、開采水平接續(xù)的頻度等。 因此為追求某些高指標，煤層單元參數的增加一度呈現快速增長趨勢。 煤層單元參數增加也會帶來一些不利影響：增加巷道掘進費用和維護工程量及費用，增加工作輔助時間等。 理性考慮，煤層單元參數應該有一個合理值，這個合理值需要進行研究。 1綜采的概念 綜采是綜合機械化采煤工藝的簡稱，是利用采煤機落煤和裝煤，利用可彎曲刮板輸送機運煤，利用自移液壓支架進行支護和采空區(qū)處理的一種采煤工藝。 綜采是在炮采、普采的基礎上逐步發(fā)展而來的，炮采、普采、綜采是在長壁采煤機械化發(fā)展三個重要階段的產物，目前在我國炮采、普采和綜采三種工藝并行，分別用于不同煤層條件、不同經

22、不同煤層條件、不同經濟條件和不同規(guī)模的礦井濟條件和不同規(guī)模的礦井。 綜采是長壁采煤方法中機械化程度最高的一種采煤工藝，是采煤工藝進一步發(fā)展的基礎。 2綜采面主要裝備及布置 最常見的綜采面布置形式如圖3所示。 3綜采面采煤工作 （1）落煤與裝煤。由采煤機落煤，依靠采煤機滾筒裝煤。 （2）運煤。由可彎曲刮板輸送機運煤。 （3）支護與回收支架。由自移式液壓支架支護頂板和切頂（空區(qū)采用全部垮落法處理）。 4綜采面采煤工藝過程 綜采面采煤機簡稱為割煤割煤；移刮板機簡稱為移溜移溜；升降和移動液壓支架簡稱為移架移架。因此綜采面的五項采煤工作被簡化為割煤、移溜和移架三項作業(yè)。這三項作業(yè)按一定順序進行就形成了綜

23、采面的采煤工藝過程。 常見的采煤工藝過程有以下兩種安排方式： （1）按照割煤割煤移架移架移溜移溜的順序安排，即及時支護。 （2）按照割煤割煤移溜移溜移架移架的順序安排，即滯后支護。圖圖3 走向長壁綜采面走向長壁綜采面主要裝備及布置主要裝備及布置1一運輸平巷；一運輸平巷；2一膠帶輸送機；一膠帶輸送機；3一轉載機；一轉載機；4一破碎機；一破碎機；5一電纜車；一電纜車；6一磁力開關；一磁力開關； 7一泵站；一泵站；8一回柱絞車；一回柱絞車； 9叢柱；叢柱；10刮板輸送機；刮板輸送機；11一液壓支架；一液壓支架；12采煤機；采煤機；13一回風平巷；一回風平巷；14一超前支護一超前支護 1雙滾筒采煤機割

24、煤方式 通常把采煤機沿工作面將煤層全厚割完一次稱為進一刀。將一刀割煤的深度稱為截深截深。把采煤機在工作面往返行走時的狀態(tài)與割煤效果（刀數）相結合稱為割煤方式割煤方式。常用的割煤方式有以下兩種，影響因素有：（1）采煤機滾筒數和直徑；（2）煤層厚度、傾角；（3）頂板條件。 （1）單向割煤單向割煤。采煤機上 （下）行割煤，滯后采煤機23個個液壓支架進行移架，直至端頭；采煤機下（上）行清理浮煤，滯后采煤機10l5m進行移溜，采煤機往返一次進一刀，工作面推進了一個截深。 單向割煤方式適用于以下條件：煤層傾角大，只能自下而上移架或自下而上移溜的綜采面；煤層厚度大，采煤機不能一次采全高的綜采面；采煤機裝煤效

25、果差的綜采面。 圖4 綜采面雙滾筒采煤機割煤 （2）雙向割煤雙向割煤。采煤機上 （下）行割煤，滯后采煤機23個液壓支架進行移架，滯后采煤機1015m進行移溜，直至端頭；采煤機在端頭進刀后，下（上）行割煤、移架、移溜。往返一次進兩刀，工作面推進了兩個截深。 這種割煤方式多用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較緩和厚度適合于采煤機一次采全高的條件。 2采煤機進刀方式 把采煤機割完一刀煤后，滾筒重新進入煤體的過程稱為進刀，把完成這個過程的方式叫進刀方式進刀方式。常用的采煤機進刀方式有斜切斜切進刀、鉆入進刀、預做缺口推入進刀進刀、鉆入進刀、預做缺口推入進刀等。綜采面雙滾筒采煤機多采用斜切進刀方式，常用的斜切進刀方式

26、有以下兩種： （1）端部割三角煤斜切進刀。其進刀過程如圖5所示。 采用端部斜切進刀、雙向割煤時，要求工作面上、下順槽要有足上、下順槽要有足夠寬度，夠寬度，能使刮板機機頭、機尾盡量伸向順槽內，以保證采煤機能在無人工缺口的情況下割通工作面。 （2）中部斜切進刀。其進刀過程如圖6所示。 其特點是：刮板機的彎曲段在工作面中部，左半段割煤時右半段移溜；右半段割煤時左半段移溜。與端部斜切進刀相比，可減少進刀作業(yè)時間，但只能是單向割煤；當采煤機空行速度快時，可實現工作面高產，因此在一些先進礦井目前應用比較普遍。圖圖5 綜采工作面綜采工作面割三角煤斜切進刀過程割三角煤斜切進刀過程（a）起始；）起始；（b）上行

27、切入煤壁并移直輸）上行切入煤壁并移直輸送機；送機；（c）下行割三角煤；）下行割三角煤；（d）上行準備正常割煤）上行準備正常割煤1雙滾筒采煤機；雙滾筒采煤機；2一刮板輸送機一刮板輸送機圖圖6 綜采面綜采面中部斜切進刀過程中部斜切進刀過程（a）采煤機向左割煤至左端；）采煤機向左割煤至左端；（b）采煤機空返至工作面中）采煤機空返至工作面中部后切入煤壁；部后切入煤壁；（c）采煤機向右正常割煤至）采煤機向右正常割煤至右端頭，同時將左半段刮板右端頭，同時將左半段刮板機移近煤壁；機移近煤壁；（d）采煤機空返至中部后向）采煤機空返至中部后向左割煤至左端，同時將右半左割煤至左端，同時將右半段刮板機移近煤壁段刮板

28、機移近煤壁 3液壓支架的支護方式 在綜采面，把移架與移溜操作的配合方式叫支護方式移架與移溜操作的配合方式叫支護方式。 及時支護及時支護先移架，后移溜。能夠保證在采煤后對暴露的頂板進行及時支護，適用于煤層頂板條件較差的工作面。 要實現及時支護，支架必須有特殊的結構。 滯后支護滯后支護先移溜，后移架。頂板會懸空較長時間，適用于煤層頂板條件較好的工作面。 4移架方式 移架方式指移架的順序和每一次同時移架的數目。 按同時移動的液壓支架數目和順序，液壓支架的移架方式可分為依次順序式、分組交錯式和成組整體順序式依次順序式、分組交錯式和成組整體順序式三種方式。 （1）依次順序式依次順序式。按順序依次移動支架

29、，每次移動一臺。這種方式操作簡單，質量容易保證，但移架速度慢，適用于采煤機割煤速度慢的工作面。 （2）分組交錯式分組交錯式。將35臺支架分為一組，組內支架按順序移動，組間平行前移。這種移架方式速度快，適應于頂板較穩(wěn)定的高產工作面。 （3）成組整體順序式成組整體順序式。將23臺支架分為一組，組內支架同時前移，組間順序前移。這種方式移架速度快，對移架技術要求高，適用于頂底板條件好的工作面。 5端頭支護 工作面端頭是指工作面與順槽連接處附近的區(qū)域，這個區(qū)域是人員與設備出入工作面的出入口。一般端頭設備和人員集中、控頂面積大、礦山壓力復雜，而且隨工作面推進，需要不斷在這里拆除和更新順槽中的支護，作業(yè)量大

30、。端頭支護即指這個區(qū)域的支護。端頭支護是工作面頂板管理的重要內容之一，對工作面安全生產和設備能力的發(fā)揮有很大影響。常用的綜采工作面端頭支護方式有以下三種： （1）用單體支柱與長鋼梁組成邁步抬棚支護。 （2）用專用的自移式端頭液壓支架支護。 （3）用與工作面相同的液壓支架支護。 采煤工作面的采煤系統(tǒng)由直接為工作面服務的巷道系統(tǒng)、煤炭運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、行人系統(tǒng)等組成。 圖7所示為一基本的走向長壁綜采面采煤系統(tǒng)。 采煤系統(tǒng)的布置，主要是巷道系統(tǒng)的布置。巷道系統(tǒng)布置是按照煤炭運輸、輔助運輸、通風、排水等主要生產系統(tǒng)布置的要求進行的。 1巷道系統(tǒng)布置要求 順槽的坡度：

31、 順槽的方位： 順槽的斷面：圖圖7（同圖（同圖1） 走向長壁綜采面采煤系統(tǒng)圖走向長壁綜采面采煤系統(tǒng)圖1絞車房回風斜巷；絞車房回風斜巷；2采區(qū)回風石門；采區(qū)回風石門；3絞車房；絞車房；4采區(qū)上部車場；采區(qū)上部車場；5采區(qū)中部車場；采區(qū)中部車場；6聯(lián)絡巷；聯(lián)絡巷；7區(qū)段運輸順槽；區(qū)段運輸順槽；8，10區(qū)段回風順槽；區(qū)段回風順槽； 9開切眼開切眼 2生產及輔助系統(tǒng)布置要求 煤炭運輸、輔助運輸、通風、排水、供電等生產與輔助系統(tǒng)均布置在巷道之中，是巷道系統(tǒng)功能的實現。選擇裝備和布置這些系統(tǒng)時應該充分考慮巷道空間特點，按照巷道系統(tǒng)設計時的要求進行設備選型和安裝。 1）煤炭運輸系統(tǒng)布置要求 2）輔助運輸系統(tǒng)

32、布置要求 （1）軌道運輸系統(tǒng)布置要求。 （2）無軌膠輪車運輸系統(tǒng)布置要求。 3）通風系統(tǒng)布置要求 4）排水系統(tǒng)布置要求 綜采面采煤工藝設備指采煤機、刮板機和液壓支架，稱為“三三機機”。 為了保證“三機”在工作面有限的空間內相互配合、協(xié)調運轉、最大限度的發(fā)揮各自能力，并取得最好的整體效果整體效果，必須認真分析地質條件，做好每一個設備的選型工作，并應保證所選各設備在空間幾何尺寸和生產能力等方面按一定要求配套。 （一）影響綜采面工藝裝備選型的主要地質因素及分析（一）影響綜采面工藝裝備選型的主要地質因素及分析 1煤層厚度 2煤層傾角 3頂板條件 4底板條件 5煤層硬度 6煤層瓦斯條件 （二）綜采面工藝

33、設備選型（二）綜采面工藝設備選型 綜采面“三機”選型是綜采設備選型的重點。 1采煤機選型 1）影響采煤機選型的主要因素是煤層條件， （）煤層的厚度范圍 （）煤層結構與構造 （）煤層及相關巖層的力學特性等。 ）對采煤機的基本要求 （1）功能全、性能好。 （2）適應性強。 （3）機電和人身安全保護完善。 （4）工作可靠性高。 （5）產量高、效率高、能耗低。 2刮板機選型 （1）生產率。國外設備生產能力已達到3000t/h以上，最大輸送能力達6000t/h, （2）鋪設長度。可達430m。 （3）卸載方式。普遍采用了十字交叉?zhèn)刃妒叫遁d裝置,具有卸載能力高、底槽回煤少、卸載高度低等特點。 3液壓支架選

34、型 在工作面“三機”選型中，液壓支架是核心。液壓支架選型既要考慮頂板條件，又要考慮采高。 對支架的基本要求： （1）初撐力高，支撐效率高，以減小頂板早期移動量，提高端面頂板的穩(wěn)定性。 （2）選用四連桿機構，使其雙紐線最佳段為支架的工作范圍，確保支架對端面有較強的控制能力。 （3）利用伸縮粱或可旋轉180挑梁及時支護剛暴露出的頂板，減小頂板早期破壞，并利用頂梁側護板等裝置提高支架護頂能力，防止頂板巖塊竄入工作空間。 （4）設計有護幫裝置和完善的擋矸裝置，以減小煤壁片幫深度和面積，防止采空區(qū)矸石竄入工作空間。 （5）設置靈活快速的操縱閥，保證快速的鄰架操作移架。 液壓支架的主要參數： 工作阻力 最

35、大達12000kN 立柱缸徑 480mm 支護強度 1.41.8MPa 支護高度 達m 移動速度 5 s/架8 s/架（采用電液控制系統(tǒng)） 主要特點是支架工作阻力大、支護強度高、可靠性高，支架架型結構簡單，適應性強，便于實現自動化控制。一次采全高支架架型主要為二柱掩護式，整體頂梁；控制方式主要是電液系統(tǒng)自動控制。 綜采面采煤機、刮板機和液壓支架通常是由不同廠家生產的，其型號多種多樣，參數和性能差別很大。在“三機”成套使用時，其選型不僅要考慮每個設備的性能參數滿足要求，而且各設備之間必須在性能參數、結構參數、工作面空間尺寸以及相互連接的性能參數、結構參數、工作面空間尺寸以及相互連接的形式、強度和

36、尺寸等方面互相匹配形式、強度和尺寸等方面互相匹配。 （一）綜采面（一）綜采面“三機三機”橫向幾何尺寸要求及配套關系橫向幾何尺寸要求及配套關系 采煤機、刮板機和液壓支架之間橫斷面配套尺寸如圖8所示。FBefsabxGDLtChEAH圖8 綜采面設備橫斷面配套 （二）綜采面（二）綜采面“三機三機”縱向幾何尺寸要求及配套關系縱向幾何尺寸要求及配套關系 （1）采煤機參數確定 采煤機的最大采高與其幾何參數如圖7所示。 （2）液壓支架參數確定 （3）采煤機與液壓支架縱向配套 （三）綜采面（三）綜采面“三機三機”能力要求及配套關系能力要求及配套關系 （1）工作面設備應具有的生產能力 （2）采煤機實際生產能力

37、及要求 （3）刮板機實際運輸能力及要求 （4）液壓支架應達到的移架速度和液壓系統(tǒng)流量圖圖9 9 采煤機幾何尺寸與最大采高的關系采煤機幾何尺寸與最大采高的關系Mm采煤機最大采高采煤機最大采高/m；A采煤機機身高度采煤機機身高度/m；C機體厚度機體厚度/m；D滾滾筒直徑筒直徑/m；E底托架底托架過過煤高度煤高度/m；S機槽高度機槽高度/m；L搖搖臂臂長長/m；U底托架高度底托架高度/m；x最大下切量最大下切量/m；mm,搖搖臂向上及向下的最大臂向上及向下的最大擺擺角角/。mm, （四）綜采面（四）綜采面“三機三機”壽命配套壽命配套 采煤機壽命：Eickhoff 的556 m采煤機的大修周期超過6

38、Mt； 刮板機壽命：刮板機中部槽使用壽命的過煤量已保證達到6 Mt，實際過煤量已經超過12Mt； 支架耐久次數：美國45000次，德國5000060000次。 一、生產組織一、生產組織 1.作業(yè)方式 工作面采煤工作與準備工作的配合方式叫作業(yè)方式叫作業(yè)方式。 （1）“三八”制：“兩采一準”，“三班采煤，邊采變準”。 （2）“四六”制：“三采一準”。 （3）“八二七七”，“八八六二” 2.勞動組織 勞動組織形式主要有兩種： （）專職一職專能，用于綜采 （）兼職一職多能，用于普采和炮采 神東公司千萬噸工作面勞動組織表 工種出煤一班出煤二班檢修班出煤三班合計采煤司機22228支架工22329三機司機2

39、2329電工11316泵站工11超前維護11班長11114隊長書記1副隊長11114工程師2合計9915942 二、工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)二、工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 長壁采煤工作面的采煤工作是周而復始進行的，把這種工作進行方式叫循環(huán)作業(yè)，其中完成一個周期叫一個循環(huán)循環(huán)。如果在規(guī)定時間保質保量完成一個循環(huán)叫正規(guī)循環(huán)正規(guī)循環(huán)。 由于受煤層條件、工作面設備條件以及礦井其他環(huán)節(jié)和系統(tǒng)等影響，并不是每個循環(huán)都能按期完成，超期完成的循環(huán)叫非正規(guī)循非正規(guī)循環(huán)環(huán)。 工作面的循環(huán)作業(yè)為工作面生產管理提供了方便，按照循環(huán)進行工作面生產管理對保證工作面的產量、效率、質量等十分有利。 用在計劃期（月）內實際完成的循環(huán)數與計劃

40、的循環(huán)數的比值（用百分數表示）表示循環(huán)完成的情況，叫正規(guī)循環(huán)率正規(guī)循環(huán)率，一般該值大于85%。 工作面的正規(guī)循環(huán)是按循環(huán)作業(yè)圖循環(huán)作業(yè)圖進行的，循環(huán)作業(yè)圖在時間和空間兩維坐標系種規(guī)定了每一種作業(yè)的位置及其變化。 循環(huán)作業(yè)是工作面生產管理的重要依據。 三、工作面技術經濟指標表 工作面條件以及生產情況都可以通過工作面技術經濟指標反映出來，這些指標包括煤層厚度、傾角、工作面長度、推進長度、工藝裝備的型號、主要技術參數、采煤工作面工藝參數（截深、采高、循環(huán)進尺）、工作面產量、效率、材料消耗等。 工作面循環(huán)作業(yè)圖、勞動組織表、技術經濟指標循環(huán)作業(yè)圖、勞動組織表、技術經濟指標表合稱為工作面循環(huán)作業(yè)圖表，是

41、工作面設計的重要內容，是工作管理的主要依據 神東公司千萬噸工作面主要技術經濟指標序號項目指標序號項目指標1面長/m30010日產量/t1240-404412推進長/m600011年推進度/m60003采高/m4.5-5.612年產量/萬t10004傾角/（）0-313回采工效893t/工5采出率/%9314萬t截齒消耗6-7個6截深/m0.86515萬t水消耗258m37開機率/%9016萬t電消耗80kWh8循環(huán)產量/t1420-180917萬t油脂消耗5.1kg9日循環(huán)數/個22-2518 萬t配件消耗0.65元 工作面搬遷是礦井生產準備工作的組成部分，是礦井實現高效、安全生產的重要環(huán)節(jié)，

42、也是直接制約綜采面單產水平提高的關鍵因素。 大型綜采設備價格昂貴，對于“一井一面”的礦井，一般不配備備用綜采設備，在綜采面搬遷期間礦井將停產。 綜采面由于設備多、體積大，搬遷任務重，若沒有相應的措施，搬遷時間會很長，對礦井生產會造成嚴重影響。 實現工作面快速搬遷是綜采技術發(fā)展的重要組成部分。近年來我國一些現代化礦井在這方面做了大量工作，取得了豐富的經驗。其中神東公司采用的輔巷多通道綜采面快速搬遷技術最具代表性。 一、神東公司輔巷多通道綜采面快速搬遷技術的產生一、神東公司輔巷多通道綜采面快速搬遷技術的產生 1傳統(tǒng)搬遷技術及存在問題 1）傳統(tǒng)搬遷技術特點 （1）綜采設備搬遷采用軌道運輸。 （2）工

43、作面用于回撤設備的回撤空間由采煤機截割形成。當工作面接近停采線時，停止移架并拆除支架與刮板機之間的連接千斤頂，采用專門設備將刮板機按正常步距逐次向前移動，采煤機按正常割煤方式逐刀割煤，對暴露的頂板用單體支架進行臨時支護，直到支架前端形成能夠滿足設備調向與回撤的寬度后停止采煤作業(yè)，進行正式支護。 （3）綜采設備由工作面軌道順槽一端撤出或進入。形成回撤空間后按照拆卸采煤機拆卸輸送機拆撤液壓支架的順序由工作面軌道順槽一端逐個回撤設備，撤出的設備經新工作面軌道順槽運入新工作面。 2）傳統(tǒng)搬遷技術存在的主要問題 （1）搬遷一次耗時長。搬一個設備總重不足2000t的綜采工作面，需要時間約35 d左右，投入

44、工時約1500個。 （2）綜采面末采期間，需要在工作面預留綜采設備的回撤空間，鋪設鋼絲繩和金屬網，在液壓支架不移動的前提下，采煤機與刮板機需整體前移割煤，且需增加懸露頂板空間的支護工作，生產進度慢，安全問題突出。 （3）采用軌道運輸，工作面需安裝設備裝車平臺、鋪設軌道和安裝數臺絞車。設備的回撤、裝運、新工作面重新安裝環(huán)節(jié)多，無法實現快速回撤和安裝。 （4）為了減少工作面搬遷對礦井正常生產的影響，礦井必須有備用工作面和備用設備。我國很多礦井采用“二保一”或“三保二”的辦法來解決搬遷時間長、產量波動大的問題，結果造成設備浪費，高產不高效。 （5）由于上述問題，導致工作面搬遷費用高。 2輔巷多通道綜

45、采面快速搬遷技術的提出 大柳塔煤礦建設初期試生產的1209綜采面使用的是國產設備，當時工作面綜采支架80以上被壓死，部分立柱折斷、頂梁開縫、立柱洞穿頂梁，工作面架前煤壁垮落，頂板開裂，工作面既無法繼續(xù)生產，又無法撤出支架。在研究回撤這部分支架的技術安全措施時，從救災應急和解決礦區(qū)長遠發(fā)展問題兩個方面的需要出發(fā)，提出了輔助巷道多通道綜采面搬遷方案。 二、輔巷多通道綜采面快速搬遷技術的設備回撤專用巷道系統(tǒng)布二、輔巷多通道綜采面快速搬遷技術的設備回撤專用巷道系統(tǒng)布置及支護置及支護 在工作面停采線處和煤柱中分別預先掘出兩條平行于工作面的輔助巷道，然后根據煤層的地質條件、搬遷的技術裝備、人員配置等情況在

46、兩條輔助巷道之間，掘出若干條聯(lián)巷，構成輔助巷道多通道系統(tǒng)。在停采線處的一條輔助巷道用作工作面液壓支架回撤時的調向通道（回撤通道），當工作面與此巷道采通后即停采；開在煤柱中的另一條輔助巷道作為工作面設備撤出時的運輸通道；兩條輔助巷道之間的聯(lián)絡巷道是工作面多頭作業(yè)的設備運輸通道和安全出口。兩條巷道幾何尺寸為凈寬4.55.0m，凈高3.63.8m。輔巷多通道布置形式如圖所示。 回撤通道一般采用錨、網支護，并配以單體液壓支柱、礦用工字鋼粱、專用垛式支架補強支護。專用垛式支架縱向支設在回撤通道中，一方面支護頂板，另一方面作為工作面支架回撒時的掩護支架。其具體支護方式為：巷道頂板采用錨網支護，金屬網為菱形

47、金屬網，80#鐵絲編織，靠近工作面采空側采用雙層網支護，金屬網錯茬200 mm搭接，錨桿間排距均為1 m。錨桿及金屬網下使用11#工字鋼粱支護，工字鋼梁間距為0.865 m（每臺液壓支架挑兩根工字鋼粱）。工字鋼梁下采用垛式支架與單體液壓支柱聯(lián)合支護的方式。一個綜采面回撤通道共布置60臺垛式液壓支架，有垛式支架的工字鋼梁下采用一梁四柱支護，沒有垛式支架的工字鋼梁下采用一粱六柱支護?；爻吠ǖ乐ёo如圖所示。 回撤輔助運輸通道及聯(lián)絡巷采用錨桿及單層金屬網聯(lián)合支護，金屬網規(guī)格與回撤通道相同。為了便于膠輪車運行，輔助巷道和通道底板均需要鋪設200mm厚的混凝土。 3輔巷多通道系統(tǒng)的特點 （1）以“掘”代“

48、采”，預先形成了液壓支架回撤的調向通道，節(jié)約了搬家所需要的工時。 （2）“多通道”創(chuàng)造了工作面平行作業(yè)的空間，同時也為工作面搬家回撤提供了更為可靠的安全環(huán)境。 （3）搬家通道的預先超強支護，改善了工作面支架在回撤時的工作環(huán)境，有利于設備回撤作業(yè)，降低了這一區(qū)間作業(yè)的安全風險。 三、輔巷多通道綜采面快速搬遷技術的搬遷工藝三、輔巷多通道綜采面快速搬遷技術的搬遷工藝 神東公司綜采面快速搬遷的技術特點是：采用專用無軌重型支架搬運車搬運工作面液壓支架、采煤機、刮板機、破碎機、轉載機，利用輔助巷道多通道進行多頭平行作業(yè)，實現工作面快速回撤；設備運輸和安裝充分利用了綜采面上、下順槽雙巷布置的特點，經多通道將

49、設備運送到新工作面，實現快速安裝。 當工作面推進到停采線并與回撤通道貫通后，工作面液壓支架迅速前移，其頂梁替代通道內的第一排單體液壓支柱，挑上支護頂板的工字鋼梁棚，完成工作面回撤空間的貫通支護。隨后工作面回撤工作即可按照回撤采煤機回撤輸送機回撤液壓支架的順序進行，由舊工作面撤出的設備利用無軌膠輪車快速運至新工作面重新安裝。 在設備的回撤與安裝過程中，盡可能采用整機、整件、整體搬運，減少了設備拆分和對接工序。一般情況下采煤機只分解為左、右搖臂及滾筒和機身三部分進行搬運。溜槽和擋煤板整體運輸。26 m長的轉載機一般只解體為6部分進行搬運。每個聯(lián)絡巷口附近的液壓支架由支架搬運車直接裝運搬走。距離聯(lián)絡

50、巷口較遠的液壓支架由絞車牽引到回撤通道聯(lián)絡巷口，再裝入支架搬運車運走，工作面中部支架由聯(lián)絡巷撤出，工作面兩端支架由上下順槽出口處撤出。 四、實現輔巷多通道綜采面快速搬遷技術的保障四、實現輔巷多通道綜采面快速搬遷技術的保障建立專業(yè)建立專業(yè)化隊伍和配備專門化裝備化隊伍和配備專門化裝備 工作面快速搬遷是綜采面高產高效生產的重要組成部分，是一個復雜的系統(tǒng)工程。為了實現原煤生產的均衡穩(wěn)定，減少非生產時間，于2000年初，從公司各生產礦井抽調了56名綜采精英，組織成立了專職搬遷準備隊專職搬遷準備隊，同時配備全套引進的支架搬運車、支架搬運車、多功能運輸車多功能運輸車等，負責公司各生產礦井綜采面的回撤、安裝及

51、調試工作，基本形成了綜采搬遷特種作業(yè)專業(yè)化搬遷特種作業(yè)專業(yè)化的格局。從舊工作面停采、掛網、6 000余噸重型綜采設備的回撤、搬運到新工作面的設備安裝、調試，并達到生產條件，僅需要10 d左右，最快7 d，真正實現了綜采搬遷快速、安全、優(yōu)質和高效。因此，專業(yè)化搬遷是實現快速搬遷的保證。 五、輔巷多通道綜采面快速搬遷技術應用效果五、輔巷多通道綜采面快速搬遷技術應用效果 神東公司創(chuàng)立的“一井一面一套綜采設備”的高產高效礦井生產組織方式，改變了國內傳統(tǒng)礦井綜采設備“二保一”、“三保二”的生產組織模式，其中的主要原因是成功開發(fā)并推廣應用了快速搬遷技術。公司的骨干礦井沒有備用工作面和備用綜采設備。就礦井而

52、言，少購置一套綜采設備就可以節(jié)約投資2億元。工作面搬遷時間每節(jié)約一天，就可以為礦井創(chuàng)造數百萬元的經濟效益。顯然，綜采面設備的快速搬遷是礦井實現高產高效的必要條件。 神東公司從1997年采用輔巷多通道配無軌膠輪車快速搬遷新工藝以來，工作面搬遷時間記錄不斷創(chuàng)新，達到了世界領先水平。（a） 仰斜工作面 （b）俯斜工作面圖10 傾斜長壁綜采面采煤系統(tǒng)1-階段運輸大巷；2-階段回風大巷；3-切眼；4-工作面運輸順槽5-工作面回風順槽；6-工作面煤倉 4通風系統(tǒng) 5排水系統(tǒng) 對于俯斜開采的工作面，工作面水可沿順槽自流排出，但若工作面有起伏，會在工作面積水，影響工作面作業(yè)環(huán)境，水大時需要采用小水泵排水；對于

53、仰斜開采的工作面，工作面水可自流排入采空區(qū)。 6.對拉工作面布置 對拉工作面布置是傾斜長壁采煤法中被普遍采用，是因為這種布置有很多優(yōu)點：可有效增加工作面長度，減少順槽數目和順槽設備，減少人員，提高效率。 采用對拉工作面布置的理由：無下行風，無煤炭上運 傾斜長壁綜采面采煤工作以及循環(huán)過程與走向長壁綜采面完全相同。所不同的是采煤機、刮板機和液壓支架在工作面所處的空間狀態(tài)。 1刮板機的空間狀態(tài)及分析 在傾斜長壁綜采面，刮板機沿長度方向是水平的，因此不存在防滑問題，也不存在煤炭向上運輸的問題，從這一點講，刮板機能夠較好的發(fā)揮能力。但是刮板機沿寬度方向是傾斜的，這種傾斜會帶來如下問題： （1）刮板機裝不

54、滿，影響運輸能力發(fā)揮； （2）刮板機受載不均勻，會導致一側易斷鏈、溜槽磨損嚴重； （3）不利于采煤機的運行和工作。 2采煤機的空間狀態(tài)及分析 在傾斜長壁綜采面，采煤機沿長度方向也是水平的，因此也不存在防滑問題和上、下行割煤的差別，有利于采煤機能力的發(fā)揮。但采煤機沿寬度方向是傾斜的，這種傾斜帶來的問題有： （1）采煤機向煤壁方向傾斜或向外傾斜，都對截割不利，會引起截割負荷較大的波動； （2）俯斜開采時不利于裝煤； （3）會使刮板機受載不均勻； （4）會引起采煤機側翻。 3液壓支架的空間狀態(tài)及分析 在傾斜長壁綜采面，液壓支架沿長度方向是傾斜的，俯斜開采時支架會產生一個由重力引起的向煤壁的推力，有利

55、于頂板管理，特別是對于裂隙頂板；但當仰斜開采時，支架會向后傾斜，甚至向后翻倒，對頂板管理不利，尤其對裂隙頂板。但液壓支架沿寬度方向是水平的，因此不存在防滑和側倒問題，支架由于相互間無依賴，因此也不存在移架時架間影響以及上行或下行移架的優(yōu)劣問題等。 第六章第六章 厚煤層綜采技術厚煤層綜采技術 傾斜分層采煤法是將厚煤層用與煤層頂板（底板）層面相平行的一組面分成若干個相當于中厚煤層厚度的分層后，逐層進行開采的一種采煤方法。如圖所示。 對于傾斜分層下行垮落采煤法，當上分層開采后，頂板將垮落，這就意味著在開采以下各分層時，支架支撐的頂板將是冒落后的破碎矸石，要有效的管理好這種“頂板”，就必須借助于人工假

56、頂。換句話說，在開采上分層時需要鋪設人工假頂為下分層開采做好準備，這就是傾斜分層開采的工藝特點。另外，這種采煤方法將一個煤層分為若干層開采，通常從減少巷道掘進量、減少設備占用量、有利于分層間工作面的接續(xù)、有利于集中生產、有利于煤層自然發(fā)火的防治等考慮，采煤系統(tǒng)一般采用集中布置，因此這種采煤方法的采煤系統(tǒng)相對比較復雜。 圖11 厚煤層開采傾斜分層方法示意圖1頂板；2底板；煤層傾角 特點： 布置集中巷道（共用巷道） 采用超前掘進 采用分層同采 緩傾斜厚煤層傾斜分層綜采面采煤工作比普通綜采面采煤工作多了一項鋪設人工假頂的工作。 1人工假頂 人工假頂是一種人工隔離物，一般是由某種材料（鐵絲、塑料編織帶

57、、荊條、竹條等）編制而成的網片或笆片，將他預先鋪設在將要開采的分層之上，待開采這一分層時用于把上分層開采后形成的破碎巖石與工作面隔開，以保證工作面安全。 人工假頂按材料分為荊笆和竹笆假頂、塑料網假頂、金屬網假頂等。在綜采面一般采用金屬網假頂。用作假頂的金屬網按照編制的形式分為經緯金屬網和菱形金屬網兩種。 多年來，作為人工假頂的金屬網一直采用經緯金屬網，但隨著煤礦裝備的現代化和單產日益提高，經緯金屬網逐漸被菱形金屬網所取代。 菱形金屬網是由熱鍍鋅低碳鋼絲或鐵絲加工為螺旋網絲繞聯(lián)而成，網孔呈菱形。實驗室試驗和生產實踐表明，與經緯網相比，菱形網有以下優(yōu)點： （1）承載能力大。 （2）抗集中載荷能力和

58、抗沖擊載荷能力大。 （3）自鎖能力強，隔矸效果好。 （4）展網、卷網方便，操作工藝簡單。菱形網網絲為鉸鏈結構，因而展網、卷網十分方便，既有利于手工，也有利于機械鋪聯(lián)網。 （5）伸長率變化范圍大，網絲直徑選擇靈活。 菱形網的主要缺點是： （1）續(xù)網工作量大。對于相同直徑的網卷，每卷經緯網的長度相當于菱形網長度的近2倍，因此菱形網的續(xù)網次數約相當于經緯網的近2倍。 （2）機械鋪聯(lián)網的聯(lián)網鉤齒，經緯網可在工作面自動壓齒成形，而菱形網必須在地面人工彎齒成形。 在條件許可時，綜采面金屬網假頂應盡可能選用菱形網。 2綜采面人工假頂自動鋪設工藝 金屬網假頂的鋪設一般有兩種方法，一種是沿底板鋪設，稱為鋪底網；

59、另一種是沿頂板鋪設，稱為鋪頂網。綜采面鋪底網一般在支架底座后端進行，以免移架時破壞網子；鋪頂網則在支架頂梁前端進行。網子可人工鋪設，也可機械鋪設。人工鋪網工作量大、勞動強度大、速度慢。我國研制的自動扣壓聯(lián)網法及其機構可與不同型式的液壓支架配套使用，實現機械鋪網，從而使分層開采綜采面的產量和效率大幅度提高。它可以分為柱后自動鋪聯(lián)網和柱前自動鋪聯(lián)網兩種方式。 1）柱后自動鋪聯(lián)網方式 這種方式是由自動扣壓聯(lián)網法與PLZ40017/35型液壓支架配套實現的。該支架與一般支撐掩護式支架的不同點在于在掩護梁上加了尾粱，長度加長，前后連桿距離加大，使續(xù)網有足夠的空間。自動鋪聯(lián)網是通過壓網齒和聯(lián)網機構在推移支

60、架和輸送機的過程中實現的。 2）柱前自動鋪聯(lián)網方式 這種方式由自動扣壓聯(lián)網法與PLZ60019.5/31型液壓支架配套實現。該支架為短四連桿、陡掩護梁式支撐掩護式支架。其底座與一般支架不同，底座橋洞500mm寬，以保證壓網板、砧板能順利進入底座中間。底座前后端都帶有滑翅，以免支架前移后退時扯網。底座過橋上裝有抬壓千斤頂，以便支架前移時將支架底座前端抬起，避免當底板不平、架前有浮煤、矸石以及出現網包時扯網。由于鋪聯(lián)網機構位于支架底座與輸送機之間，支架的頂梁和前粱比一般支架長，故前粱為可伸縮式，以便及時支護工作面前端頂板。 放頂煤采煤法是一種重要的厚煤層采煤方法。如果將不放頂煤的長壁工作面稱為普通