采煤復(fù)訓2014課件1

1、課課 時：時：4課時課時授課教師：隋海龍授課教師：隋海龍教學方法：電教及講授教學方法：電教及講授內(nèi)容提要內(nèi)容提要：第一節(jié) 礦井地質(zhì)基本知識第二節(jié) 采煤方法概述第三節(jié) 采煤工藝第四節(jié) 傾斜煤層開采第五節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)第六節(jié) 采煤工作面礦山壓力及其 顯現(xiàn)規(guī)律第七節(jié) 采煤工作面頂板的控制第一節(jié) 礦井地質(zhì)基本知識1.煤層賦存狀態(tài)2.頂?shù)装鍘r性及其組合3.地質(zhì)構(gòu)造4.其他地質(zhì)因素1、煤層賦存狀態(tài)1)煤層的形狀和厚度 煤層的形態(tài)是指煤層的空間展布特征。根據(jù)煤層成層的連續(xù)性、厚度變化大小及可采情況，將煤層形態(tài)分為層狀、似層狀和不規(guī)則狀三類. 在煤礦中,根據(jù)煤層厚度對開采技術(shù)的影響,將煤層分為以下三類:薄煤層

2、 最低可采厚度1.3m中厚煤層 1.3m3.5m厚煤層 3.5m以上生產(chǎn)工作中有時習慣將厚度6.0m的煤層稱為特厚煤層。頂板煤夾矸底板 煤層的空間狀態(tài),用產(chǎn)狀要素(即煤層的走向、傾向和傾角)來表示。傾角傾向走向 產(chǎn)狀的表示產(chǎn)狀的表示方法：方法： 60NW25 1602525煤層按傾角的分類 巖（煤）層的產(chǎn)狀要素是部署巷道和決定采煤方法的重要依據(jù)。2、頂?shù)装鍘r性及其組合煤層頂板煤層頂板偽頂偽頂直接頂直接頂基本頂基本頂煤層底板煤層底板直接底直接底基本底基本底3、地質(zhì)構(gòu)造 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造：指地質(zhì)體（巖層、巖體、礦體等）存在的空間形式、狀態(tài)及相互關(guān)系，是構(gòu)造運動所造成的巖石（或礦體）變形、變位所留下

3、的形跡。 地質(zhì)構(gòu)造在層狀巖石中表現(xiàn)最明顯，實際在塊狀巖體中也是存在的。 地質(zhì)構(gòu)造可分為四種基本類型：水平構(gòu)造、單斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造 巖層在構(gòu)造應(yīng)力的長期作用下變形，當應(yīng)力達到或超過巖層的強度極限時，其連續(xù)完整性被破壞，產(chǎn)生破裂，即為斷裂構(gòu)造。 常見的斷裂構(gòu)造有節(jié)理構(gòu)造和斷層構(gòu)造。 4、其它地質(zhì)因素（1）水文地質(zhì)條件、巖溶陷落柱（ 2）巖漿侵入（ 3）煤層瓦斯（ 4）地溫及煤自燃第二節(jié) 采煤方法概述1.基本概念2.采煤方法分類采采煤煤方方法法旱旱采采水水采采壁式體系壁式體系柱式體系柱式體系柱式體系柱式體系單一長壁單一長壁放頂煤放頂煤整層開采整層開采斜切分層斜切分層水平分段放頂煤

4、水平分段放頂煤傾斜分層傾斜分層掩護支架掩護支架分層開采分層開采整層開采整層開采整層開采整層開采房式房式房柱式房柱式傾斜短壁式傾斜短壁式走向短壁式走向短壁式走向長壁走向長壁傾斜長壁傾斜長壁走向長壁走向長壁傾斜長壁傾斜長壁下行垮落下行垮落上行充填上行充填垮落垮落刀柱刀柱采煤方法：采煤方法：走向長壁采煤法：走向長壁采煤法：工作面沿傾向布置，沿煤層走向推工作面沿傾向布置，沿煤層走向推進。適用于采區(qū)式巷道布置。進。適用于采區(qū)式巷道布置。傾斜長壁采煤法：傾斜長壁采煤法：工作面沿走向布置，沿煤層傾向推工作面沿走向布置，沿煤層傾向推進。工作面自下而上推進時稱為進。工作面自下而上推進時稱為仰斜長壁仰斜長壁，工作

5、面自，工作面自上而下推進時稱為上而下推進時稱為俯斜長壁俯斜長壁。適用于盤區(qū)式和帶區(qū)式。適用于盤區(qū)式和帶區(qū)式巷道布置。巷道布置。 分層開采(3.5m) 一次采全厚（3.5-5.0m） 放頂煤開采（5.0m）第三節(jié) 采煤工藝1.爆破采煤工藝2.普通機械化采煤工藝3.綜合機械化采煤工藝4.綜采放頂煤采煤工藝由于煤層的自然條件和采用的機械不同，完成這些工序的方法也就不同，并且在進行的順序上、時間和空間上，必須有規(guī)律的加以安排和配合。這種按照一定順序完成各項工作的方法及其配合，稱為采煤工藝。在一定時間內(nèi)，按照一定的順序完成采煤工作各項工序的過程，稱為采煤工藝過程。我國目前普遍采用的采煤工藝有：爆破采煤工

6、藝、普通機械化采煤工藝、綜合機械化采煤工藝、綜采放頂煤采煤工藝。采煤機割煤方式：采煤機割煤方式：單向割煤，往返進一刀單向割煤，往返進一刀雙向割煤，往返進兩刀；雙向割煤，往返進兩刀；“”字形割煤，往返進字形割煤，往返進一刀一刀 工作面運煤：工作面運煤：一般采用刮板輸送機運煤。一般采用刮板輸送機運煤。每隔每隔6m6m設(shè)一個液壓千斤頂，彎曲段長度設(shè)一個液壓千斤頂，彎曲段長度15m15m。 工作面支護：工作面支護：木支柱、摩擦式金屬支柱、單體液壓木支柱、摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱支柱頂梁種類：頂梁種類：鉸接頂梁、鉸接頂梁、型梁型梁控頂距：控頂距：放頂步距、最大控頂距、最小控頂距放頂步距、最大控頂距、

7、最小控頂距 0a-單架依次順序式；b，c-分組間隔交錯式；d，e-成組整體依次順序式及時支護方式及時支護方式（a）割煤；）割煤；（b）移架；）移架；（c）推移輸送機）推移輸送機滯后支護方式滯后支護方式（a）割煤；）割煤；（b）推移輸送機；）推移輸送機；（c）移架）移架超前支護方式超前支護方式型號：SGZ800/800型長度: 156m輸送量：1500t/h裝機功率：2400kW刮板鏈速：1.31m/s卸載方式：端卸式緊鏈方式：液壓緊鏈器牽引方式：齒輪銷軌式傳動裝置：6JS-100減速器（傳動比1:29.3623）和110kW單速電機刮板鏈：34126-199-C圓環(huán)鏈“中心鏈”鏈條中心距160

8、mm鏈輪：七齒中間槽：1500mm 長、800mm內(nèi)寬、344mm槽高，鑄焊結(jié)構(gòu) MG400/930QWDMG400/930QWD型采煤機型采煤機 SGZ800/800SGZ800/800型刮板輸送機運輸機型刮板輸送機運輸機 74497449工作面工作面 第四節(jié) 傾斜煤層開采 在煤炭地下開采中，傾斜煤層開采，一般沿走向傾斜布置回采工作面。在煤炭地下開采中，傾斜煤層開采，一般沿走向傾斜布置回采工作面。但是在煤層傾角較大時，工作面支護和采煤機械、人員因為角度大而影響但是在煤層傾角較大時，工作面支護和采煤機械、人員因為角度大而影響正常回采操作，故而回采工作面方向不是正傾斜方向，而是與正傾斜方向正?；?/p>

9、采操作，故而回采工作面方向不是正傾斜方向，而是與正傾斜方向有一定夾角，這樣就相當于減緩了煤層傾角，叫做偽傾斜回采。有一定夾角，這樣就相當于減緩了煤層傾角，叫做偽傾斜回采。 緩斜和傾斜煤層開采的基本原則與急斜煤層一樣，但由于煤層傾角緩斜和傾斜煤層開采的基本原則與急斜煤層一樣，但由于煤層傾角比較大，在地質(zhì)、礦壓、開采技術(shù)和安全方面，具有許多特點：由于地比較大，在地質(zhì)、礦壓、開采技術(shù)和安全方面，具有許多特點：由于地質(zhì)構(gòu)造結(jié)果，使煤層傾角變大、構(gòu)造復(fù)雜，埋藏不穩(wěn)定，增加了開采的質(zhì)構(gòu)造結(jié)果，使煤層傾角變大、構(gòu)造復(fù)雜，埋藏不穩(wěn)定，增加了開采的困難。（困難。（1 1）頂板沿層面傾斜方向的壓力增大，而垂直層面

10、方向的壓力變）頂板沿層面傾斜方向的壓力增大，而垂直層面方向的壓力變小，因此支架不穩(wěn)定，容易傾倒；護巷煤柱容易片幫；頂，底板都可能小，因此支架不穩(wěn)定，容易傾倒；護巷煤柱容易片幫；頂，底板都可能沿傾斜方向滑動。（沿傾斜方向滑動。（2 2）采下的煤和冒落的矸石，都可自重下溜，簡化工）采下的煤和冒落的矸石，都可自重下溜，簡化工作面的裝運工作，但容易砸人，沖倒支架，影響安全。工作面行人、運作面的裝運工作，但容易砸人，沖倒支架，影響安全。工作面行人、運料比較困難。（料比較困難。（3 3）一般用于緩斜煤層沿底板運行的采煤機和自移式液壓）一般用于緩斜煤層沿底板運行的采煤機和自移式液壓支架，不適用于急斜煤層，所

11、以急斜煤層目前仍以炮采為主。支架，不適用于急斜煤層，所以急斜煤層目前仍以炮采為主。圖 例 ：運 煤排 水進 風回 風供 水進 料 回 收9 4 4 4 運 輸 機 道9 4 4 4 材 料 道7 4 4 8 運 輸 機 道7 4 4 8 材 料 道運 輸 斜 巷- 1 2 0 0 皮帶暗斜井- 1 2 0 0 軌道暗斜井- 1 2 0 0 回風暗斜井7 4 4 9 綜 采 工 作 面7 4 4 9 材 料 道里 材 料 道7 4 4 9 運 輸 機 道9 4 4 7 材 料 道1.礦山壓力的概念及影響因素2.采煤工作面的礦山壓力觀測 礦山壓力礦山壓力就是由于井下采掘工作破壞了巖體中原巖應(yīng)力平衡

12、狀態(tài)，引起應(yīng)力重新分布，把存在于采掘空間周圍巖體內(nèi)和作用在支護物上的力稱為礦山壓力。 影響礦山壓力顯現(xiàn)的因素 （1）開采技術(shù)條件：工作面頂板巖層，斷層與褶曲，擠壓帶與破碎帶，節(jié)理和裂隙，煤層傾角。 （2）生產(chǎn)技術(shù)因素：開采深度，工作面推進速度，上部煤層中遺留煤柱，采高與控頂距。a-應(yīng)力升高區(qū)； b-應(yīng)力降低區(qū)； c-原巖應(yīng)力區(qū)（1）、采煤工作面前后方支承壓力 采煤工作面前后方支承壓力分布圖主要特點：（1）工作面前方支承壓力遠比工作面后方大；（2）工作面前后方支承壓力是移動支承壓力；（3）采煤工作面處于減壓力范圍。 結(jié)論：（1）其影響區(qū)并不在煤體邊緣，而是位于煤體邊緣有一定距離的地帶；（2）其邊

13、緣處于應(yīng)力降低區(qū)，支承壓力低于原巖應(yīng)力；（3）合理滯后時間3個月到1年之間。1 1）采空空間上方巖層的分帶）采空空間上方巖層的分帶冒落帶冒落帶多數(shù)情況下，冒落帶是由直接頂跨落后形成的。多數(shù)情況下，冒落帶是由直接頂跨落后形成的。冒落帶的高度：冒落帶的高度：一般認為開采后冒落帶的高度為采高的一般認為開采后冒落帶的高度為采高的2 24 4倍。倍。裂縫帶裂縫帶位于冒落帶之上，隨冒落帶巖石的跨落和逐漸壓實，裂縫帶位于冒落帶之上，隨冒落帶巖石的跨落和逐漸壓實，裂縫帶巖層出現(xiàn)彎曲下沉，離層和斷裂為排列整齊的巖塊。巖層出現(xiàn)彎曲下沉，離層和斷裂為排列整齊的巖塊。彎曲下沉帶彎曲下沉帶裂縫帶上方直至地表的巖層。巖層

14、可保持自身的完整性，并裂縫帶上方直至地表的巖層。巖層可保持自身的完整性，并承擔上覆巖層重力，將巖層重力轉(zhuǎn)移到工作面前方煤體和工承擔上覆巖層重力，將巖層重力轉(zhuǎn)移到工作面前方煤體和工作面后方采空區(qū)冒落的矸石上，形成一個大壓力拱，使工作作面后方采空區(qū)冒落的矸石上，形成一個大壓力拱，使工作面處于壓力拱保護之下。工作面為低應(yīng)力區(qū)。彎曲下沉帶可面處于壓力拱保護之下。工作面為低應(yīng)力區(qū)。彎曲下沉帶可起到隔水作用。起到隔水作用。 1pmKhh 根據(jù)原煤炭部關(guān)于試用緩傾斜煤層工作面頂板分類方案，結(jié)合集團公司煤層頂板條件和礦壓觀測資料，把集團公司煤層頂板按老頂分為四級，即：級老頂來壓不明顯，級老頂來壓明顯，級老頂來

15、壓強烈，級老頂來壓極強烈；直接頂分為四類，即：類為不穩(wěn)定頂板，類為中等穩(wěn)定頂板，類為穩(wěn)定頂板，類為堅硬頂板。 各生產(chǎn)礦井可采煤層的老頂和直接頂?shù)姆旨壏诸愐庖姙椋荷鲜肯堤M（俗稱屯頭系）的層屬于級類，、層屬于級類，二疊系山西組（俗稱小湖系）的、層屬于級類，層屬于級類，二疊系石盒子組（俗稱夏橋系）的、層屬于級類，層屬于級類。 采煤工作面支架的“支、護、穩(wěn)”與常見的頂板事故有著密切的聯(lián)系。1 1、支護對支架的要求、支護對支架的要求 1）、要考慮不同的煤層頂板條件和煤層傾角2）、要考慮不同地點對支護的不同要求3）、要考慮支架性能 2 2、支架與圍巖的關(guān)系、支架與圍巖的關(guān)系 1）、圍巖是一種天然的承

16、載結(jié)構(gòu)3、頂板事故的特點、頂板事故的特點頂板事故具有四個屬性（一）突發(fā)性（一）突發(fā)性（二）災(zāi)難性（二）災(zāi)難性（三）破壞性（三）破壞性（四）繼發(fā)性（四）繼發(fā)性4 4、采煤工作面頂板事故的分類、采煤工作面頂板事故的分類 1）、采場頂板事故按力源可分為（1）壓垮型：由垂直層面方向的頂板力壓壞采場支架而導致的冒頂，又分為：老頂來壓時壓垮型冒頂；厚層難冒頂板大面積冒頂；直接頂導致的壓垮型冒頂 。（2）漏冒型：因破碎頂板沒有得到有效的防護而冒落導致的冒頂，又分為：大面積漏垮型冒頂；局部漏冒型冒頂；工作面上下出口的局部冒頂；放頂線及其附近的局部冒頂；地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂。（3）推垮型冒頂：由于平行于層面方向的頂板力推倒支架而導致的冒頂，又分為：復(fù)合頂板推垮型冒頂金屬網(wǎng)下推垮型冒頂大