采煤工藝與采煤方法

采煤工藝與采煤方法Logo煤層基礎(chǔ)知識采煤方法與工藝內(nèi)容1采煤方法概念和分類采煤工藝2311第1頁/共35頁Log1.煤層基礎(chǔ)知識

煤層的頂?shù)装?.1

煤層的厚度及分類1.2煤層的產(chǎn)狀1.3第2頁/共35頁Logo1.1煤層的頂?shù)装迕簩邮怯赡嗵繉咏?jīng)煤化作用轉(zhuǎn)變而成。煤層的頂?shù)装宓暮x：位于煤層上面和下面的鄰近巖層稱為煤層的頂、底板。煤層頂?shù)装宓姆诸悾?/p>

自上而下可劃分為：老頂、直接頂、偽頂、直接底、老底老頂偽頂直接頂老底直接低第3頁/共35頁Logo1.1煤層的頂?shù)装迕簩禹數(shù)装宓臉?gòu)成：老頂：是指位于直接頂或直接位于煤層之上、難以垮落的厚而堅硬的巖層。通常由堅硬的砂巖、石灰?guī)r等巖層組成直接頂：直接頂是指位于偽頂之上或直接位于煤之上（煤層沒有偽頂時）的一層或幾層巖層。偽頂：是指直接位于煤層之上的較薄巖層，破碎，隨采隨落。通常為炭質(zhì)泥巖、頁巖等，厚度一般在0.5M以下直接底：指直接位于煤層之下的巖層。多為泥巖老底：指位于直接底或直接位于煤層之下，由較硬的砂巖、石灰?guī)r組成。第4頁/共35頁Logo1.2煤層的厚度及分類煤層的厚度是指煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。地下開采時煤層按厚度的大小可分為三類：薄煤層：厚度小于1.3米；中厚煤層：厚度1.3—3.5米；厚煤層：厚度大于3.5米；第5頁/共35頁Logo1.3煤層的產(chǎn)狀1.3.1煤層的產(chǎn)狀的含義：煤層在地殼中賦存的空間狀態(tài)，稱為煤層的產(chǎn)狀。1.3.2煤層的產(chǎn)狀三要素（走向、傾向和傾角）：走向：傾斜煤層層面與任意水平面的交線（圖中AB）稱為走向線。傾向：與走向線垂直向煤層下傾方向引出的射線（圖中OD）稱為傾斜線，傾斜線在水平面上的投影線（圖中OD′）指示的地理方位稱傾向。傾向與走向相差90°傾角：傾斜線與其在水平面上之投影線的夾角（圖中的α），亦稱真傾角。1.3.1煤層的產(chǎn)狀的含義：煤層在地殼中賦存的空間狀態(tài)，稱為煤層的產(chǎn)狀。1.3.2煤層的產(chǎn)狀三要素（走向、傾向和傾角）：走向：傾斜煤層層面與任意水平面的交線（圖中AB）稱為走向線。傾向：與走向線垂直向煤層下傾方向引出的射線（圖中OD）稱為傾斜線，傾斜線在水平面上的投影線（圖中OD′）指示的地理方位稱傾向。傾向與走向相差90°傾角：傾斜線與其在水平面上之投影線的夾角（圖中的α），亦稱真傾角。第6頁/共35頁Logo2.采煤方法概念和分類采煤方法的概念2.1采煤方法的分類2.2采煤方法的概念2.1第7頁/共35頁Logo2.1采煤方法的概念采煤方法：是采煤系統(tǒng)與采煤工藝的綜合及其在時間和空間上的配合。兩者之間相互影響相互制約。采煤系統(tǒng)：采煤巷道的掘進一般是超前于采煤工作進行的。它們之間在時間上的配合以及在空間上的相互位置系，稱為采煤巷道布置系統(tǒng)。也即為采煤系統(tǒng)。采煤工藝：在采煤工作面內(nèi)按照一定的順序完成各項工序的方法及其配合，稱為采煤工藝。在一定時間內(nèi)，按照一定的順序完成回采工作各項工序的過程，稱為采煤工藝過程?；竟ば颍浩泼?、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理。第8頁/共35頁Logo2.2采煤方法的分類水平分層采煤方法旱采水采壁式體系柱式體系柱式體系單一長壁放頂煤整層開采斜切分層水平分段放頂煤傾斜分層掩護支架分層開采整層開采整層開采房式房柱式傾斜短壁式走向短壁式走向長壁傾斜長壁走向長壁傾斜長壁下行垮落上行充填垮落刀柱第9頁/共35頁Logo2.2.1采煤方法分類按工作面推進方向與煤層走向的關(guān)系分：走向長壁采煤法傾斜長壁采煤法

(

a)走向長壁，

(

b)傾斜長壁（仰斜），

(

c)

傾斜長壁（俯斜）1、2—運輸、回風平巷；3—采煤工作面；4，5—運輸、回風斜巷第10頁/共35頁Logo2.2.1采煤方法分類按采空區(qū)處理方法分:

全部垮落采煤法煤柱支撐法充填采煤法

煤柱支撐法第11頁/共35頁Logo2.2.1采煤方法分類壁式體系采煤法按采煤工藝分類:爆破采煤法普通機械化采煤法綜合機械化采煤法第12頁/共35頁Logo2.2.2采煤方法分類柱式體系采煤法特點:煤房比較窄

57m

，采掘合一，煤柱支撐頂板柱式體系采煤法分類:房式采煤法房柱式采煤法房柱式采煤法示意圖1—房；2-煤柱；3—采柱第13頁/共35頁Logo3.采煤工藝采煤工藝概述3.1爆破采煤工藝3.2普通機械化采煤工藝3.3普通機械化采煤工藝3.3綜合機械化采煤工藝3.4采煤工藝概述爆破采煤工藝普通機械化采煤工藝采煤工藝概述爆破采煤工藝綜合機械化采煤工藝普通機械化采煤工藝采煤工藝概述爆破采煤工藝第14頁/共35頁Logo3.1采煤工藝概述采煤工藝的概念：采煤工藝：在采煤工作面內(nèi)按照一定的順序完成各項工序的方法及其配合，稱為采煤工藝。在一定時間內(nèi)，按照一定的順序完成回采工作各項工序的過程，稱為采煤工藝過程。采煤工藝的基本工序：破煤、裝煤、運煤、支護、采空區(qū)處理采煤工藝的分類：爆破采煤工藝、普通機械化采煤工藝、綜合機械化采煤工藝。

第15頁/共35頁Logo3.2爆破采煤工藝爆破采煤工藝的概念：簡稱“炮采”。是指在長壁工作面用爆破方法破煤、人工裝煤、輸送機運煤和懸移支架支護的采煤工藝爆破采煤工藝的優(yōu)缺點：優(yōu)點：適應性強，各種條件的采煤工作面均可適用，所需設(shè)備少，初期投入??；缺點：工人勞動強度大，日產(chǎn)量及勞動生產(chǎn)率低

第16頁/共35頁Logo3.2.1爆破落煤爆破落煤的工序：

包括打眼、裝藥、填炮泥、聯(lián)炮線、放炮等工序炮眼排數(shù)：取決于煤層的厚度和煤層的硬度

單排雙排三排M

<1mM=1-2.5mM

>

2.5m炮眼布置圖：

（a）單排眼（b）雙排眼（c）三排眼第17頁/共35頁Logo

3.2.1爆破落煤炸藥毫秒雷管其他器材根據(jù)礦井的瓦斯等級，低瓦斯礦井選用二級煤礦許用炸藥；高瓦斯礦井選用三級煤礦許用炸藥；有煤與瓦斯突出危險工作面選用三級煤礦含水炸藥選用1～5段合格的煤礦許用的毫秒雷管，橋絲為鎳鉻絲，鐵腳線，電阻一般為5.5～6.0Ω

發(fā)爆器采用最大起爆能力為200發(fā)的FD100Z/200Z礦用電容式發(fā)爆器爆破落煤器材第18頁/共35頁Logo3.2.2裝煤與運煤爆破裝煤：爆破裝煤率可達31%～37%人工裝煤：人工裝煤量主要有：輸送機與新煤壁之間松散煤安息角線以下的煤及崩落或撒落到輸送機采空側(cè)的煤{安息角：散料在堆放時能夠保持自然穩(wěn)定狀態(tài)的最大角度（單邊對水平面的角度），稱為“安息角”。}運煤：

工作面使用一部可彎曲刮板輸送機，運輸巷使用刮板輸送機和膠帶輸送機運煤第19頁/共35頁Logo3.2.3工作面支護和采空區(qū)處理支護形式：采用ZH2000/16/24Z型整體頂梁組合懸移液壓支架,每架四柱

第20頁/共35頁Logo3.2.3工作面支護和采空區(qū)處理采空區(qū)處理：采用全部垮落法處理采空區(qū)，要求冒落高度普遍大于1.5倍采高，當采空區(qū)冒落不充分（面積超過2×5m2）時，必須采取加固支架、采空區(qū)充填措施或制定強制放頂措施

第21頁/共35頁Logo3.3普通機械化采煤工藝普通機械化采煤工藝用機械方法破煤、裝煤、輸送機運煤和懸移支架支護的采煤工藝叫普通機械化采煤工藝（簡稱普采）。普采的特點：采用采煤機械同時完成落煤和裝煤工序，而運煤、頂板支護和采空區(qū)處理與炮采工藝基本相同第22頁/共35頁Logo3.4綜合機械化采煤工藝綜合機械化采煤工藝在長壁工作面用機械方法破煤、裝煤、輸送機運煤和液壓支架支護的采煤工藝叫綜合機械化采煤工藝（簡稱綜采）。綜采的特點：落煤、裝煤、運輸、支護、采空區(qū)處理等工序全部實現(xiàn)機械化。它與普采最大的區(qū)別是：綜采使用了自移式支架支護頂板，解決了支護人工操作的難題，實現(xiàn)了支護與采空區(qū)處理的機械化綜采工藝優(yōu)點：勞動強度低、產(chǎn)量高、效率高、安全條件好

第23頁/共35頁Logo3.4綜合機械化采煤工藝綜采工作面主要設(shè)備配置圖：

1.采煤機2.刮板輸送機3.液壓支架4.下端頭支架5.上端頭支架6.轉(zhuǎn)載機7.可伸縮膠帶輸機8.組合開關(guān)第24頁/共35頁Logo3.4.1綜采面雙滾筒采煤機工作方式滾筒的轉(zhuǎn)向和位置：綜合機械化采煤工藝一般均采用雙滾筒采煤機。當我們面向煤壁站在綜采工作面時，通常采煤機的右滾筒應為右螺旋，割煤時順時針旋轉(zhuǎn)；左滾筒應為左螺旋，割煤時逆時針旋轉(zhuǎn)。這種布置方式司機操作安全，煤塵少，裝煤效果好第25頁/共35頁Logo3.4.1綜采面雙滾筒采煤機工作方式綜采面雙滾筒采煤機的割煤方式：綜采面采煤機的割煤方式是綜合考慮頂板管理、移架與進刀方式、端頭支護等因素確定的，主要有兩種：A.往返一次割兩刀:這種割煤方式也叫做“穿梭割煤”，多用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較緩的綜采面，工作面為端部進刀。B.往返一次割一刀:即單向割煤，工作面中間或端部進刀。該方式適用于：頂板穩(wěn)定性差的綜采面；煤層傾角大、不能自上而下移架，或輸送機易下滑、只能自下而上推移的綜采面第26頁/共35頁Logo3.4.1綜采面雙滾筒采煤機工作方式綜采面采煤機的進刀方式：A.工作面端部斜切進刀①當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤，如圖a所示；②調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。然后將輸送機移直，如圖b所示；③再調(diào)換兩個滾筒上下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處，如圖c所示；④將三角煤割掉，煤壁割直后，調(diào)換上下滾筒，返程正常割煤，如圖d所示第27頁/共35頁Logo3.4.1綜采面雙滾筒采煤機工作方式綜采面中部斜切進刀：B.工作面中部斜切進刀

右圖所示是綜采面中部斜切進刀過程，其特點是輸送機彎曲段在工作面中部，操作過程為：①采煤機割煤至工作面左端；②空牽引至工作面中部，并沿輸送機彎曲段斜切進刀，繼續(xù)割煤至工作面右端；③移直輸送機，采煤機空牽引至工作面中部；④采煤機自工作面中部開始割煤至工作面左端，工作面右半段輸送機移近煤壁恢復初始狀態(tài)。第28頁/共35頁Logo3.4.2推移輸送機推移前部輸送機在輸送機運行中進行。推移時遵循自下（上）而上（下）順序推移的原則，彎曲段長度不得小于15m,保證不得出現(xiàn)死彎，不能有兩處以上彎曲段，不得任意分段或從兩端向中間擠移第29頁/共35頁Logo3.4.3液壓支架的移架方式單架依次順序式：支架沿采煤機牽引方向依次前移，移動步距等于截深，支架移成一條直線。操作簡單，易保證移架質(zhì)量，能適應不穩(wěn)定頂板，用的較多。第30頁/共35頁Logo3.4.3液壓支架的移架方式分組間隔交錯式移架：

支架分組，每組23架，組內(nèi)順序前移，組間平行作業(yè)。移架快，移架質(zhì)量不易保證，要求頂板較穩(wěn)定。第31頁/共35頁Logo3.4.3液壓支架的移架方式成組整體順序式移架：

支架分組，每組23架。組內(nèi)聯(lián)動，整體移架，組間順序前移。移架快，質(zhì)量不易保證，一般有大流量電液閥成組控制，適用煤層地質(zhì)條件好的工作面第32頁/共35頁Logo3.4.4放頂煤放頂煤的原則：放煤過程中，嚴格按單雙號間隔多輪次多循環(huán)中位放煤法進行放煤放煤具體步驟：A.編號把工作面10架為一眼場，每眼場內(nèi)把放煤口自機尾向機頭依次編號為1、2、3、4、5、6……B.單雙號間隔放煤即先在每眼場的1