采礦學(xué)課件(新)

采礦學(xué)段緒華2013年2月一次性能源消費中煤炭占70%左右提取200多種產(chǎn)品地下有用資源埋藏的最大深度達(dá)到20Km，煤的最大埋深達(dá)到2000M約168中礦產(chǎn)在中國均有發(fā)現(xiàn)，探明儲量的礦產(chǎn)在153種以上，居世界第三位有20多種礦產(chǎn)的探明儲量居世界前列，煤炭是其中之一地下開采量占總產(chǎn)量的93-94%，露天占6-7%含煤面積約55萬km2，2002年底有6872億噸資源量，有3317億噸基礎(chǔ)儲量，經(jīng)探明可直接利用的儲量1886億噸，按年20億噸/年的產(chǎn)量，可采近百年石油、天然氣等資源有限，2007年探明石油儲量約25億噸，天然氣約5.4億噸。緒論講五個問題：一、煤炭在國民經(jīng)濟中的地位及賦存情況1.煤炭資源在全國的分布情況除上海以外，各省、自治區(qū)均有，北部占探明儲量的86%，南部占14%；儲量超過5000億噸的省份：新疆、內(nèi)蒙、山西；儲量超過1000億噸的省份：陜西、寧夏、甘肅、貴州、河北、山東、安徽、河南。2.能源的分類（1）一次能源——天然存在的，可直接利用的①再生能源：水力、風(fēng)力、太陽能、海洋能、地?zé)帷⑸锬艿?；②非再生能源：煤、油、氣、核。?）二次能源——加工轉(zhuǎn)換電力、煤氣、焦炭、沼氣、蒸汽、石油制品等。3.煤與人民生活的關(guān)系維持生活需要人均0.4噸標(biāo)準(zhǔn)煤；豐衣足食需要人均1.2-1.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤；高級現(xiàn)代生活需要2-3噸標(biāo)準(zhǔn)煤。二、我國煤炭工業(yè)的發(fā)展年產(chǎn)量：1949年（3000多萬噸）→2012年（30多億噸），提高了100倍。百萬噸死亡率：上世紀(jì)九十年代的8-10降至去年的1以內(nèi)。機械化程度：上世紀(jì)五六十年代人工為主的采掘工作，至今已達(dá)到：國有煤礦90%以上，地方國有煤礦80%以上。具體表現(xiàn)在：綜掘、綜采、提升、運輸?shù)淖詣涌刂疲ぷ髅嬷ёo(hù)液壓化，巷道支護(hù)錨網(wǎng)索化，高瓦斯、雙突礦井監(jiān)測監(jiān)控的系統(tǒng)化，災(zāi)害防治有了實質(zhì)性的突破。采掘速度已超歷史最高水平，單面年產(chǎn)量千萬噸以上的礦井，單掘月進(jìn)尺超千米的礦井，已枚不勝舉，引起了世界的高度關(guān)注。采煤方法有了根本的改革：回采方式（放頂煤），巷道布置（沿空巷道）等。三、煤礦地下開采特點煤層賦存條件多變：越往深處，條件越惡劣；工作場所動態(tài)化：沒有固定地點，安全條件不易保障；生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜：以開采為中心，創(chuàng)造條件滿足開采要求；安全問題突出：五大災(zāi)害……；人為構(gòu)筑保障條件，加強不同條件安全開采的研究；環(huán)境問題突出：①對地表的影響——沉陷：井工開采地面沉降率為2000m2/萬噸，露天破壞土地800m2/萬噸。②矸石：每年出矸1.5億噸，總計40億噸，占地約70000公頃。③水資源：北方煤礦每產(chǎn)一噸煤約破壞10m3水資源（西北地區(qū)面積占全國面積三分之一，煤炭產(chǎn)量是全國的四分之一，水資源只占全國的十三分之一）④火：集中在北緯35-45°的侏羅紀(jì)煤層，西起帕米爾高原，東到長白山的11各省、自治區(qū)，共有火區(qū)56處，面積約720km2，約計45億噸煤，每年燃燒煤炭1500萬噸。四、《采礦學(xué)》課程特點

煤炭開采的復(fù)雜性決定了煤炭開采的科學(xué)性，學(xué)習(xí)本課程的目的就在于了解普遍性，掌握規(guī)律性，加強實踐性，增強安全性，追求科學(xué)性。特點：專業(yè)性強<名詞概念、生產(chǎn)系統(tǒng)、安全措施等>

綜合性強<涉及知識廣泛>

時空關(guān)系強<主要學(xué)會看圖識圖、設(shè)計圖、立體關(guān)系復(fù)雜>

實踐性強<從課堂和書本上學(xué)還不行，必須結(jié)合實驗室、生產(chǎn)現(xiàn)場理解書本知識>五、教與學(xué)方法及要求教的方面：重點講細(xì)、關(guān)鍵講清、難點講透、課堂多交流學(xué)的方面：多看書、多推敲、多理解、多記憶、多請教、多實習(xí)要求：記筆記、做作業(yè)、多畫圖參考書：徐永圻，《煤礦開采學(xué)》，中國礦大，1999《采煤學(xué)》，1979考試：以圖形題，理解題為主，死記硬背為輔。第一章煤礦開采的基本概念本章重點：

1、名詞概念與定義；

2、井田劃分及采掘順序；

3、采煤方法分類及適應(yīng)條件。本章難點：

1、巷道概念；

2、掘進(jìn)與采煤多生產(chǎn)系統(tǒng)順序；第一節(jié)煤田開發(fā)的概念一、煤層的賦存特征及影響開采的地質(zhì)因素

1、煤田：同一地質(zhì)時期形成，并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)。

2、煤層傾角也區(qū)別很大，我國將其分成四類：

近水平煤層：<8°

緩（傾）斜煤層：8°-25°

中斜煤層：25°-45°

急（傾）斜煤層：>45°3、煤層厚度，我國將其分成三類：

薄煤層：<1.3m(<0.5-0.8m為極薄煤層)

中厚煤層：1.3-3.5m

厚煤層：>3.5m（>8m為巨厚煤層）第一節(jié)煤田開發(fā)的概念4、煤層的穩(wěn)定性可分為四類：

穩(wěn)定煤層中等穩(wěn)定煤層不穩(wěn)定煤層極不穩(wěn)定煤層5、影響開采的地質(zhì)因素：

斷層、褶曲、節(jié)理、裂隙頂?shù)装鍙姸韧咚购块_采深度礦井水第一節(jié)煤田開發(fā)的概念二、礦區(qū)開發(fā)礦區(qū)礦區(qū)開發(fā)三、井田井田礦田礦井：形成地下煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的井巷、硐室、裝備、地面建筑物和構(gòu)筑物的總稱。生產(chǎn)系統(tǒng)井田范圍、設(shè)計生產(chǎn)能力、服務(wù)年限，是關(guān)鍵問題必須注意：往往一個煤田幾個礦區(qū)開發(fā)，較小的煤田也可能一個礦區(qū)開發(fā)，一個大礦區(qū)也可能開發(fā)幾個小煤田第一節(jié)煤田開發(fā)的概念四、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力與井型礦井設(shè)計生產(chǎn)能力礦井井型核定生產(chǎn)能力三種井型：大型礦井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a及以上。3Mt/a及以上又稱為特大型礦井。中型礦井：0.45、0.6、0.9Mt/a。小型礦井：0.3Mt/a及以下。注意：

1、礦井不應(yīng)出現(xiàn)兩井型之間的類型。

2、礦井年產(chǎn)量每年數(shù)值也不一樣。

3、礦井年設(shè)計能力影響技術(shù)經(jīng)濟效果，是礦區(qū)總體設(shè)計的重要內(nèi)容。第一節(jié)煤田開發(fā)的概念五、地下開采與露天開采

地下開采（井工開采）露天開采依煤種：褐煤不大于5m3/t；非煉焦煤不大于6m3/t；煉焦煤不宜大于8m3/t。第二節(jié)井田內(nèi)的劃分及開采順序一、井田尺寸中型礦井不少于4Km

大型礦井走向長度不少于8Km

新設(shè)計的特大型礦井的走向長度已超過20Km

傾斜寬度也有達(dá)10Km或更大的寬度二、井田劃分為階段和水平為了有計劃開采，在井田范圍內(nèi)沿走向按一定標(biāo)高劃分的長條部分為階段。如圖1-1所示。第二節(jié)井田內(nèi)的劃分及開采順序二、井田劃分為階段和水平

階段的走向長度運輸大巷、回風(fēng)大巷開采水平，也成“水平”輔助水平階段與水平的區(qū)別……

水平和階段的開采順序……第二節(jié)井田內(nèi)的劃分及開采順序三、階段內(nèi)的再劃分

1、采區(qū)劃分,如圖1-2所示第二節(jié)井田內(nèi)的劃分及開采順序說明：采區(qū)傾斜長度就是階段斜長，一般在600-1000m，而走向長度由400m到2000m以上不等。如圖1-2C1所示。采區(qū)準(zhǔn)備：雙翼采區(qū)：單翼采區(qū)：第二節(jié)井田內(nèi)的劃分及開采順序2、帶區(qū)式劃分，如圖1-3所示第二節(jié)井田內(nèi)的劃分及開采順序四、井田直接劃分為盤區(qū)、帶區(qū)或分帶盤區(qū)、帶區(qū)、分帶。如圖1-4所示第三節(jié)礦井生產(chǎn)的概念一、礦井井巷礦井井巷：分為：直立巷道水平巷道傾斜巷道

1、直立巷道：與水平面垂直，如立井、暗井和溜井等立井：直通地面的直立巷道，又稱為豎井。立井又分為主立井和副立井。還有風(fēng)井、排水井、充填井等。暗立井：是不與地面直通的直立巷道，其用途同立井。溜井：不裝備提升設(shè)備，專門用來溜煤的，也叫溜煤眼。

2、水平巷道：長軸線與水平面近似平行，如平硐、平巷和石門等。平硐是直通地面的水平巷道，類似于立井，有主、副平硐，排水、通風(fēng)平硐。第三節(jié)礦井生產(chǎn)的概念

平巷不直通地面與煤層走向大致平行，又分為：

煤巷：煤層占4/5及以上者；半煤巖巷：巖層占斷面的1/5-4/5；巖巷：巖層占斷面的4/5以上。為開采水平或階段服務(wù)的稱大巷，為區(qū)段服務(wù)的平巷稱區(qū)段平巷。石門不直通地面、與煤層走向垂直或斜交的巖石平巷。又分為主石門和采區(qū)石門。煤門不直通地面、與煤層走向垂直或斜交的平巷。3、傾斜巷道長軸線與水平面有一定夾角，如斜井、上下山和分帶斜巷等。斜井：主斜井、副斜井，作用與立井相同；還有暗斜井，作用與暗立井相同。

第三節(jié)礦井生產(chǎn)的概念上山：位于開采水平以上，為采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道。分為：煤層上山巖層上山運輸上山軌道上山通風(fēng)行人上山下山：位于開采水平以下，為采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道，也分為：煤層下山巖層下山運輸下山軌道下山分帶斜巷溜煤眼4、硐室絞車房、水泵房、變電所和煤倉等

二、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)，如圖1-6所示：1、井巷開采順序，2、礦井開拓、準(zhǔn)備與回采的概念按其作用、服務(wù)范圍，井巷可分為：開拓巷道：指為井田開拓而開掘的基本巷道。準(zhǔn)備巷道：指為采區(qū)、盤區(qū)、帶區(qū)服務(wù)的巷道?；夭上锏溃褐笧榛夭晒ぷ髅娣?wù)的巷道。3、生產(chǎn)系統(tǒng)

1）運煤系統(tǒng)

2）通風(fēng)系統(tǒng)

3）運料排矸系統(tǒng)

4）排水系統(tǒng)

5）供電系統(tǒng)

6）壓氣系統(tǒng)

7）其他生產(chǎn)系統(tǒng)三、開采順序1、采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間開采順序沿井田走向方向，其開采順序分為：前進(jìn)式后退式如圖1-7兩種開采順序各有其特點：……

前進(jìn)式開采順序：后退式開采順序：對新建礦井，要抓主要矛盾，大巷維護(hù)取決于大巷所在的層位，因此我國多采用前進(jìn)式開采順序。對于下山階段，可采用后退式開采順序，形成往復(fù)式開采。2、采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)內(nèi)工作面的開采順序前進(jìn)式開采順序：……

后退式開采順序：……

往復(fù)式開采順序:……

我國常采用的開采順序歸納起來是“采區(qū)前進(jìn)，區(qū)內(nèi)后退式”順序3、階段間開采順序下行式近水平煤層也可上行式4、區(qū)段間的開采順序采區(qū)內(nèi)各區(qū)段下行式，反之為上行式。我國常采用下行式。近水平也上行式。5、煤層間、厚煤層，分層間及煤組間開采順序煤層、分層、煤組間先采標(biāo)高高的煤層，后采標(biāo)高低的煤層，我國常采用下行式開采。采用水砂充填法可采用上行式開采注：下山階段：指水平上下山開采時，用同一開采水平實現(xiàn)上、下山開采的方法。一般為單水平上、下山開采或最下水平有時可上下山開采，下山開采弊大于利，一般不宜采用。第四節(jié)采煤方法分類采煤方法是采煤工藝與回采巷道布置及其在時間上、空間上的相互組合。如圖1-8所示一、長壁式體系采煤方法一般在50m以上的采煤工作面稱為長壁工作面。特點：（1）采煤工作面較長，一般在80-250m；（2）頂板暴露面積大，礦山壓力明顯。（3）工作面可分別炮采，普采，綜采。支架支護(hù)頂板，用垮落法處理采空區(qū)。（4）工作面兩端各設(shè)一條回采巷道與之相連，形成生產(chǎn)系統(tǒng)。按煤層傾角不同，分為:

近水平煤層采煤法緩（傾）斜煤層采煤法中斜煤層采煤法急傾斜煤層采煤法按煤層厚度，可分為:

薄煤層采煤法中厚煤層采煤法厚煤層采煤法按采煤工藝，可分為:

爆破采煤法（炮采）

普通機械化采煤法（普采）

綜合機械化采煤法（綜采）按采空區(qū)處理方法，可分為

垮落式采煤法

刀柱式采煤法充填法采煤法按工作面推進(jìn)方向，可分為走向長壁采煤法傾斜長壁采煤法仰斜開采、俯斜開采按是否一次采全厚，又可分為：整層采煤法（厚度小于3m，大于3m，可放頂煤）分層采煤法（厚度較大、可分層開采）壁式采煤法的礦壓顯現(xiàn)比較劇烈，且有以下規(guī)律和特點：

在采空區(qū)上部巖層中形成豎“三帶”

冒落帶

裂隙帶

彎曲下沉帶

沿工作面推進(jìn)方向，尤其在工作面及前、后方形成橫“三區(qū)”

應(yīng)力降低區(qū)

應(yīng)力增高區(qū)

應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)1、整層采煤法（1）單一長壁采煤法，如圖1-9所示

當(dāng)頂板極為堅硬時，若采用強制放頂有困難時，可采用刀柱法（煤柱支撐法）處理采空區(qū)，稱單一長壁刀柱采煤法，如圖1-10所示：（2）放頂煤長壁采煤法，如圖1-11所示：（3）柔性掩護(hù)支架采煤法2、分層采煤法，如圖1-12根據(jù)分層方法不同，分為：傾斜分層：水平分層：斜切分層：急傾斜應(yīng)用水平分段放頂煤采煤法，煤厚一般在25m以上，分段高度為分層高度的3-4倍以上，一般為10-12m，分段底部采高約3m，放頂煤高度7-9m。二、柱式體系采煤法以間隔開掘煤房采煤和留設(shè)煤柱為主要標(biāo)志的采煤方法。特點：①寬為5-7m的煤房，房間留煤柱，煤柱寬20-30m，聯(lián)絡(luò)巷貫通，構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)。②礦壓顯現(xiàn)較緩和，錨桿支護(hù)工作空間，支護(hù)簡單。③連續(xù)采煤機及配套設(shè)備，在一組煤房內(nèi)交替作業(yè)。④采掘合一，采掘都出煤，用同類設(shè)備。高度機械化的柱式體系采煤法，一般分為：房式和房柱式。水采也是柱式體系的一種。如圖1-13所示圖1-13房柱式采煤法示意圖1-煤房；2-煤柱；3-回收的煤柱第二章長壁垮落采煤法采煤工藝本章重點：1、工藝的內(nèi)涵及其工序的關(guān)系；

2、采場支護(hù)與采空區(qū)處理的作用；

3、炮采、普采及綜采的使用條件。本章難點：

1、炮采、普采、綜采各采煤方法工序間的關(guān)系；

2、各采煤方法的使用條件；第一節(jié)采煤工藝類型長壁工作面的采煤工藝：

爆破采煤（炮采）

普通機械化采煤（一般機采、高檔普采）

綜合機械化采煤（是我國采煤技術(shù)發(fā)展方向）一、爆破采煤工藝

工藝過程包括：破（鉆眼、爆破）裝（人工裝煤）運（刮板輸送機運煤；推移輸送機）支（支護(hù)頂板）控（回柱放頂）1、爆破落煤根據(jù)煤層厚度和硬度不同，炮眼布置方式為：單排眼：薄煤層、質(zhì)軟、層理發(fā)育；雙排眼：中厚煤層、煤質(zhì)中硬，也叫對眼；三排眼：中厚以上煤層、煤質(zhì)較硬。2、裝煤爆破裝煤：35％自裝。人工裝煤：安息角以下由人工裝入刮板機，要敲幫問頂，防止片幫傷人。機械裝煤：如圖2-3所示

3、運煤機運：傾角<30°

自溜：傾角>30°二、普通機械采煤工藝特點：……1、單滾筒采煤機普采配套設(shè)備有：…….

人工開切口

采煤循環(huán)1.MDY-150采煤機；2.SGB-630/150可彎曲刮板輸送機；3DZ-22單體液壓支柱；4HDJA-1000鉸接頂梁2、雙滾筒采煤機一次采全高，可斜切進(jìn)刀，不必人工開切口。如圖2-5所示：三、綜合機械化采煤工藝

用機械方法破煤、裝煤、運煤和自移液壓支架支護(hù)頂板的采煤工藝，簡稱“綜采”。如圖2-6所示工序簡化為：割煤：移架：推輸送機：注：割煤后，為了支護(hù)新暴露的頂板，正常情況下應(yīng)先移架后推輸送機。第二節(jié)滾筒采煤機工作面采煤工藝一、進(jìn)刀方式進(jìn)刀：滾筒采煤機自身無進(jìn)刀能力，只有與推移輸送機工序相結(jié)合才能進(jìn)刀。如圖2-7所示：

圖2-7直接推入法進(jìn)刀方式1、直接推入法進(jìn)刀人工開不小于4m的切口。

2、端部斜切進(jìn)刀

(1)單滾筒采煤機端部斜切進(jìn)刀割三角煤進(jìn)刀方式：如圖2-8所示。

圖2-8單滾筒采煤機割三角煤端部斜切進(jìn)刀留三角煤進(jìn)刀方式：如圖2-9所示：圖2-9單滾筒采煤機留三角煤端部斜切進(jìn)刀割頂煤至端頭，推機進(jìn)刀段，反向割底三角煤。直段改割頂，推完曲段輸送機至煤壁。割至上口，移直機，下端留下三角煤。正常割底，推機。進(jìn)刀割頂煤，留下底三角煤。(2)雙滾筒采煤機端部斜切進(jìn)刀。如圖2-10所示。

圖2-10雙滾筒采煤機端部割三角煤斜切進(jìn)刀至端頭，前后滾筒間留三角煤。調(diào)滾筒上下，反割煤壁調(diào)直。再調(diào)滾筒上下，割三角，留下機身三角煤。再調(diào)滾筒上下，割機身下底煤。3、中部斜切進(jìn)刀(1)單滾筒采煤機中部斜切進(jìn)刀。如圖2-11所示

軌跡如圖(a)A→B→C，(b)C→D→E，(c)E→B→F，(d)F→G→A，形成橫八字形，即“∞”。(2)雙滾筒采煤機中部斜切進(jìn)刀.如圖2-12所示：至左端，上行空刀，彎曲段進(jìn)刀。右端，前割頂，后割底，左移機。右端，前后滾筒調(diào)位，割機身下煤。煤機下行空刀至中部。在左半段進(jìn)入媒體，前割頂，后割底，左移機，恢復(fù)圖a

二、割煤方式

1、雙向割煤(往返一刀（上行割頂，下行割底）)

優(yōu)點：缺點：

2、雙向割煤（上下都割煤，往返兩刀）

3、單向割煤(往返一刀（上行割煤掛粱，下行清煤支柱）)(1)單滾筒普采面工藝為……(2)雙滾筒采煤機單向割煤方式的主要特點：

三、雙滾筒采煤機進(jìn)刀割煤方式的比較優(yōu)點：缺點：使用條件：支柱(頂板完整)

支柱+帶帽(頂板比較完整)支柱配合鉸接頂梁(頂板中等穩(wěn)定)支柱穿鐵鞋(底板鉸軟)支柱+頂梁+背板(頂板較破碎)第三節(jié)采場支護(hù)及采空區(qū)處理

一、普采和炮采工作面單體支柱支護(hù)方式如下：1.工作面支護(hù)裝備及架設(shè)方法

(1)外柱式單體液壓支架由液壓泵站供液，如圖2-13所示(2)鉸接頂梁。如圖2-14所示。

2.工作面支架布置炮采工作面多采用正懸臂齊梁直線柱，如圖2-15(a)。普采工作面支架有齊梁直線柱和錯梁直線柱，如圖2-15(b)和(c)所示。

根據(jù)截深和頂梁長度，分為兩種情況：

(1)當(dāng)梁長等于截深時，為正懸臂支架。炮采也是同樣；

(2)當(dāng)頂梁長度是截深的兩倍時，多采用錯梁直線柱布置。

(3)當(dāng)頂梁長度是截深的兩倍時，割第一刀時，打臨時點柱；割第二刀時，固定支柱。因割第一刀時掛不上梁，不能實現(xiàn)及時支護(hù)，機道上方無支護(hù)空間大，頂板不易控制，除了頂板特別穩(wěn)定的條件下使用外，這種方式使用較少。

3、支護(hù)參數(shù)支護(hù)參數(shù)包括：排距，柱距，支柱初承力排距:取決于梁的長度、采煤機截深和炮采放一茬炮的進(jìn)度。

柱距:一般為0.6~1.0m。支柱初承力:柱徑為100mm的不小于90kN，柱徑為80mm的不小于60kN。4、端頭支護(hù)二、綜采工作面采場保護(hù)

1、支護(hù)方式：

(1)及時支護(hù)。如圖2-17所示：

(2)滯后支護(hù)。如圖2-18所示：2、移架。如圖2-19所示：⑴移架方式分為：單架依次順序式：又稱單架連續(xù)式，適應(yīng)穩(wěn)定頂板。分組間隔交錯式：相鄰2~3架為一組，組內(nèi)交錯，組間順序前移。成組整體依次順序式：按順序每次移一組，每組2~3架。適用于采煤機快速牽引。⑵移架方式對移架速度的影響⑶移架方式對頂板管理的影響

3、綜采工作面的端頭支護(hù)綜采工作面端頭支護(hù)方式分為4種情況：⑴采用自移式液壓支架，如圖2-20所示：⑵工作面液壓支架支護(hù)端頭，如圖2-21所示：

⑶單體液壓支柱配合“十”字鉸接頂梁的支護(hù)方法，如圖2-22所示：

⑷綜采工作面用單體支柱加長鋼梁組成的四對八梁邁步抬棚支護(hù)，如圖2-23所示

第四節(jié)薄煤層采煤工作面機采工藝特點(自學(xué))

第五節(jié)煤層傾角加大后機采工藝特點大傾角分力增大，煤炭、矸石等物體有下滑的趨勢。實踐證明，傾角小于35°時煤巖塊能就地堆積；傾角大于35°時，煤巖塊下滑。一、刮板輸送機防滑

1、輸送機下滑時產(chǎn)生的影響

2、輸送機下滑的原因

(1)傾角大于12°~18°，就有可能因自重下滑。

(2)次數(shù)過多的推移不當(dāng)。

(3)若輸送機機頭與轉(zhuǎn)載機機尾搭接不當(dāng)。

3、防止下滑的措施(1)

防止煤、矸進(jìn)入底槽。(2)

工作面適當(dāng)偽斜2°~3°。(3)

盡量自下而上單向推移輸送機。(4)

用單體支柱頂住機頭(尾)，移完錨固。(5)

傾角大于18°，要安裝防滑千斤頂，如圖2-29所示，沿工作面每隔10~15m，布置防滑千斤頂。

二、采煤機防滑措施

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，15°以上，采煤機必須有防滑裝置。三、液壓支架防滑防倒的技術(shù)措施1、液壓支架下滑和傾倒的原因2、防止下滑和傾倒的措施(1)移架時自上而下；(2)嚴(yán)防輸送機下滑牽動支架；(3)支架保持適當(dāng)?shù)挠浇牵?4)將工作面下部3~5架連起來，保證排頭支架組的穩(wěn)定性；(5)鄰架間設(shè)調(diào)整千斤頂；(6)帶壓移架。第六節(jié)大采高一次采全厚綜采工藝特點一、礦壓顯現(xiàn)特點二、工藝特點由于采高大，設(shè)備高度大易片幫等，多用走向長壁和俯斜長壁采煤法，有如下特點。（1）控制初采高度開切眼高度不宜超過3.5m，初采高度與開切眼高度一致。（2）防治煤壁片幫及時擦頂帶壓移架，并立即打開護(hù)幫板。加快推進(jìn)速度。加固煤壁。固結(jié)煤壁。俯斜開采方式。提高初撐力。（3）防倒，防滑措施嚴(yán)格控制采高，有效控制頂板。排頭、排尾的三架支架，用千斤頂進(jìn)行錨固。端頭應(yīng)采用專用支架。三、評價和適應(yīng)條件

1、評價與分層綜采相比：產(chǎn)量大，效率高，巷道掘進(jìn)量減少了一半，減少了鋪設(shè)假頂?shù)墓ば?，減少了綜采設(shè)備的搬遷次數(shù)。缺點是采高增加后設(shè)備的重量增加，搬遷、安裝比較困難。防片幫、防倒、防滑、處理冒頂事故有一定難度，對管理水平要求也高。

2、適用條件地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤質(zhì)較硬，煤層厚度3.5~6m，賦存穩(wěn)定，傾角小于12°，最大不超過20°，頂?shù)装宸€(wěn)定或較穩(wěn)定的厚煤層。前兩章作業(yè)題：1、階段與開采水平有何異同？2、簡述如何從煤田劃分到區(qū)段？并說明劃分的依據(jù)。3、何謂直立水平及傾斜巷道？各含哪些內(nèi)容？4、繪圖并說明什么叫采區(qū)前進(jìn)式和區(qū)內(nèi)后退式開采？5、用文字?jǐn)⑹鰡螡L筒采煤機留三角煤端部進(jìn)刀方式？第三章長壁工作面工藝參數(shù)、管理及設(shè)計本章重點：

(1)采煤工作面長度的確定依據(jù)和影響因素。

(2)采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖的編制。本章難點：

(1)循環(huán)作業(yè)圖的編制及要求。

(2)特殊條件下的采煤技術(shù)措施。第一節(jié)采煤工作面主要技術(shù)參數(shù)一、采煤工作面長度

1、影響工作面長度的因素（1）地質(zhì)因素斷層(大于采高的斷層)，大的褶曲，陷落柱，煤層厚度，傾角急劇變化帶，巖漿巖侵入?yún)^(qū)，瓦斯涌出量。按通風(fēng)能力允許的工作面長度，應(yīng)為：(2)設(shè)備條件刮板輸送機:120~200m，重型刮板輸送機可達(dá)200m。

(3)階段斜長工作面在階段內(nèi)的數(shù)目和長度是整數(shù)。

(4)工作面效率加大工作面長度，減少進(jìn)刀時間，增加割煤時間。

(5)安全自然發(fā)火，礦山壓力，都需加快推進(jìn)速度，故不宜太長。2、長壁工作面長度綜采面不小于160m；普采在中厚煤層中不小于140m；在薄煤層中不小于120m；炮采可取80~120m。長壁工作面長度有加大的趨勢。神東礦區(qū)360m；美國335m。

二、采煤工作面連續(xù)推進(jìn)長度考慮兩個方面：一是裝備設(shè)備的大修期；二是掘進(jìn)通風(fēng)能力、運輸巷的運煤、供電方式等。

1997年，美國：長度達(dá)5280m，面長250m。

2000年以來，神東礦區(qū)：長度達(dá)到6280m。三、采煤機截深目前有兩種做法：一是加大截深；二是減少截深。大截深是發(fā)展趨勢。美國長壁工作面最大1.4m。四、機采工作面的開機率指采煤機運轉(zhuǎn)時間占每日24小時的百分比，用K表示，即提高開機率有兩種途徑：內(nèi)部因素、外部因素。

五、采煤工作面生產(chǎn)能力

1、炮采工作面生產(chǎn)能力2、機采工作面生產(chǎn)能力單滾筒雙向，雙滾筒單向，往返一次割一刀的時間：采煤機雙向，往返一次進(jìn)兩刀，割一刀的時間：機采工作面晝夜割煤進(jìn)刀數(shù)為：機采工作面月生產(chǎn)能力：

舉例：工作面長L=300米，端部割三角煤斜切進(jìn)刀，單向割煤往返一次割一刀，采煤機身長6m，輸送機彎曲段18m，進(jìn)刀時間約為48min，割煤vc=6m/min，空程vk=10m/min，開機率83.5%(端部斜切進(jìn)刀l=2lg+lw；中部斜切進(jìn)刀l=lg+lw)試求晝夜割煤刀數(shù)。解：

(1)

(2)(3)

六、采煤工作面采出率工作面采出率計算如下式：

《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》對工作面采出率的規(guī)定是：厚煤層不低于0.93，中厚煤層不低于0.95，薄煤層不低于0.97。第二節(jié)采煤工作面循環(huán)作業(yè)一、循環(huán)作業(yè)方式

1、循環(huán)方式采煤循環(huán)：炮采和普采（回柱放頂）普通綜采（移架）綜放（采、放全部完成）

2、作業(yè)方式。如表3-4所列。三八制：四六制：3、炮采和普采工作面循環(huán)作業(yè)4、綜采工作面循環(huán)作業(yè)二、工序安排炮采工序：普采工序：綜采工序：

1、炮采和普采工作面工序安排

(1)割煤在前，掛梁滯后采煤5~15m；

(2)移輸送機，滯后采煤機15~20m；

(3)支柱滯后移輸送機不超過15m；

(4)回柱放頂滯后支柱不小于15m，一般為20~30m。及時支護(hù)：超前支護(hù)：滯后支護(hù)：專業(yè)工種：綜合工種：分段作業(yè)：追擊作業(yè)：分段追擊作業(yè)：

2、綜采工作面工序安排三、勞動組織

1、工種分類2、勞動組織形式什么時間各工種在工作面什么位置；各工序相對位置關(guān)系；割一刀(放一炮)所需的時間；一晝夜能完成多少個采煤循環(huán)；進(jìn)刀方式及進(jìn)刀數(shù)，鏈板機彎曲段長度。循環(huán)作業(yè)圖、勞動組織表、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表、設(shè)備配備表、工作面布置圖四、正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表（體現(xiàn)循環(huán)方式，作業(yè)形式，工序安排及勞動組織）五、采煤工作面作業(yè)規(guī)程編制

1、作業(yè)規(guī)程的內(nèi)容

概況、采煤方法、頂板控制、生產(chǎn)系統(tǒng)、勞動組織及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、煤質(zhì)管理、安全技術(shù)措施、災(zāi)害應(yīng)急措施及避災(zāi)路線。

2、作業(yè)規(guī)程的審批及執(zhí)行第三節(jié)綜采工作面主要設(shè)備配套

一、綜采設(shè)備的幾何尺寸配套原則：（1）支架高度>采煤機高度：（2）架寬=溜長：（3）截深=移架步距：（端面距控制在250~400mm之間）二、綜采面設(shè)備生產(chǎn)能力的配套原則（1）自移液壓支架速度>采煤機牽引速度。（2）采煤機生產(chǎn)能力<輸送機<轉(zhuǎn)載機<膠帶輸送機，

（按20%~30%富裕量考慮）三、綜采設(shè)備的服務(wù)時間配套原則液壓支架常用時間來衡量采煤機常用連續(xù)割煤長度或采煤量衡量刮板輸送機用過煤量衡量四、綜采的其他設(shè)備配套原則第四節(jié)特殊條件下的采煤技術(shù)措施一、綜采面調(diào)斜及旋轉(zhuǎn)

1、工作面需要調(diào)斜及旋轉(zhuǎn)的條件。如圖3-3所示：2、工作面調(diào)斜方法（1）實中心調(diào)斜。如圖3-4所示：調(diào)斜的角度為：(2)虛中心調(diào)斜，如圖3-5所示：二、工作面遇斷層的技術(shù)措施

1、斷層落差大于或等于采高（炮采和普采采取避開的方法處理）(綜采面多用搬家的辦法。小于采高3倍的情況下，采用硬過的辦法。)2、斷層落差小于采高一般可以硬過，但要制定專門的措施防漏水和防冒頂。炮采和普采裝備少，過斷層較容易。綜采面過斷層，容易使液壓支架空頂或歪扭，導(dǎo)致液壓支架傾倒或被壓死，有時處理斷層帶的巖石，容易損壞支架、采煤機，輸送機等設(shè)備，同時出矸要通過運煤系統(tǒng)運出，對礦井生產(chǎn)系統(tǒng)影響較大。工作面硬過斷層，一般應(yīng)根據(jù)斷層的性質(zhì)和位置的不同，過斷層應(yīng)解決好三個方面的問題：（1）斷層處的巖石處理

若巖石硬度系數(shù)f<4~5，機采面直接割巖，但牽引速度要小。若巖石硬度系數(shù)f≥5以上，要用爆破法，鉆淺眼，放小炮，防止崩壞設(shè)備。對液壓支架，為保護(hù)支架一般不爆破，用風(fēng)鎬處理斷層。

（2）過斷層時底板坡度控制。如圖3-7所示：

斷層走向與工作面平行或小角度相交時，如圖3-8所示：

減小截深，縮小控頂距；支架要超前支護(hù)；逐段過斷層，避免全長同時過斷層；綜采面過斷層，可采用隔架移架；頂板破碎時，采煤機前滾筒割煤而立即移架，并帶壓移架，減少頂板松動；破碎頂板應(yīng)少采用錨桿或化學(xué)加固法,為防止片幫，采用木錨桿加固。

（3）過斷層時破碎頂板控制三、綜采工作面遇陷落柱盡可能確定其大小及巖性，從安全生產(chǎn)考慮，硬過比繞過存在的不安全因素較多，故通常采用繞過的辦法。(自學(xué))

四、綜采工作面的拆遷與安全(自學(xué))

一、采煤工藝選擇原則目前我國有三種采煤工藝：

炮采：地方國營礦為輔、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦為主；

普采：地方國營礦為主、國有礦為輔；

綜采：國有重點礦為主。

炮采普采綜采優(yōu)點：優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：缺點：二、采煤工藝選擇的相應(yīng)規(guī)定(自學(xué))第六節(jié)采煤工藝應(yīng)用案例（自學(xué)，下節(jié)課提問）

第五節(jié)采煤工藝的選擇、應(yīng)用即發(fā)展第四章單一走向長壁采煤法本章重點：

1、采區(qū)巷道布置，掘進(jìn)順序和生產(chǎn)系統(tǒng)。

2、采煤工作面的回采順序。本章難點：采區(qū)巷道布置的特點及構(gòu)造對平巷布置的影響。

第一節(jié)采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)一、采取巷道布置。如圖4-1所示：

準(zhǔn)備程序：后退式開采順序……

二、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)……1、運煤系統(tǒng)……2、通風(fēng)系統(tǒng)……(1)采煤工作面：

(2)掘進(jìn)工作面：

(3)硐室：

3、運料排矸系統(tǒng)

4、供電系統(tǒng)

5、壓氣供水系統(tǒng)

三、采區(qū)內(nèi)巷道類型

1、回采巷道：

2、上山：

3、車場：

4、硐室：

5、聯(lián)絡(luò)巷道：四、區(qū)段參數(shù)

1、區(qū)段走向長度

《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定為：普采面一翼不少于600m；綜采面不宜少于3000m。

2、區(qū)段傾斜長度。如圖4-2所示：

工作面長度一般為120~220m。綜采面長度不宜小于150m。高產(chǎn)高效面長度超過了200m，有的達(dá)到300多米。 區(qū)段煤柱寬度：一般為8~20m，無煤柱護(hù)巷0~5m。巷道的寬度一般為2.5~5.0m，炮采工作面和普采工作面一般為2.5~3.5m，綜采面一般為3.5~5.0m。

第二節(jié)回采巷道布置分析一、區(qū)段平巷的功能與裝備

1、運輸巷

2、軌道巷二、區(qū)段平巷的坡度與方向

1、區(qū)段平巷按中線和按腰線施工的差異按照0.3%~1.0%的坡度布置和掘進(jìn)；如圖4-3所示。（排水和礦車運輸）

如圖，中線控制方向，腰線控制坡度。按中線掘進(jìn)是直線，適用于運輸機巷，也可分段按中線掘進(jìn)，適宜刮板機的鋪設(shè)。按腰線掘進(jìn)，適宜鋪軌道。2、采煤工藝對區(qū)段平巷的坡度的方向的要求 回采巷道可同時按兩種不同運輸方式的坡度和方向掘進(jìn)，形成的工作面必定等長。如圖4-4（a）（b）所示。

三、區(qū)段平巷布置與掘進(jìn)方式

1、雙巷布置與掘進(jìn)。如圖4-5（a）所示：

優(yōu)點……

缺點……

兩巷間留8~20m的煤柱，要么區(qū)段煤柱加大到30m左右。如圖4-7所示。2、多巷布置與掘進(jìn)。如圖4-8所示。3、單巷布置與掘進(jìn)。如圖4-9所示，

主要用于瓦斯不大、煤層穩(wěn)定、涌水不大的情況下。 優(yōu)點：……

缺點：……

（1）留煤柱護(hù)巷(2)沿空掘巷。如圖4-10所示：

時間間隔不小于3個月，通常為4~6個月，個別情況下8~10個月，堅硬頂板比松軟頂板時間更長。

為保證單一煤層雙翼采區(qū)的產(chǎn)量，工作面可在同一區(qū)段左右兩側(cè)依次接替回采，也可采用跳采的方式，以緩和采掘接替緊張。如圖4-11所示。優(yōu)點：……缺點：……(3)巷內(nèi)設(shè)備布置。如圖4-12所示

一般情況下，運輸設(shè)備布置在運輸巷下幫，電氣設(shè)備在上幫，這樣有利于進(jìn)刀，如果反過來，則有利于行人。也可將電氣設(shè)備布置在上部平巷中，傾角小于10°，采用上部平巷進(jìn)風(fēng)，允許下行通風(fēng)。

（4）高產(chǎn)高效綜采面單巷加中切眼布置在高瓦斯條件下，工作面推進(jìn)長度較大，為解決掘進(jìn)頭通風(fēng)困難，可布置中切眼。如圖4-13所示。4、沿空留巷。如圖4-14所示。

取消了區(qū)段煤柱，有利于工作面接替，但維護(hù)難度大，需在巷旁支護(hù)。故多用于薄及中厚煤層中。

四、雙工作面布置。如圖4-15所示：

五、回采順序。如圖4-16所示。1、工作面后退式：

2、工作面前進(jìn)式：

3、工作面往復(fù)式：

4、工作面旋轉(zhuǎn)往復(fù)式：六、通風(fēng)方式與回采巷道布置通風(fēng)方式的選擇與回采順序、通風(fēng)能力、巷道布置有關(guān)。對高瓦斯、高溫礦井，通風(fēng)方式是否合理，成為影響工作面正常生產(chǎn)的重要因素。布置原則：

1、工作面有足夠風(fēng)量，符合規(guī)程規(guī)定，防止上隅角積聚瓦斯。

2、無煤柱開采時，采取措施防止向采空區(qū)漏風(fēng)

3、風(fēng)流應(yīng)盡量單向順流，少折返逆流，系統(tǒng)簡單，風(fēng)路短。

4、根據(jù)通風(fēng)要求，進(jìn)、回風(fēng)巷應(yīng)有足夠的斷面和數(shù)目，保證風(fēng)速不超限。工作面通風(fēng)方式有以下幾種方式，如圖4-17所示。

七、地質(zhì)構(gòu)造對區(qū)段平巷布置的影響。如圖4-18所示。如圖4-19所示。

第三章、第四章作業(yè)：

1、機采工作面日生產(chǎn)能力公式的物理意義？

2、簡述圖3-17所示的循環(huán)作業(yè)圖表的繪制方法，說明其作用？

3、繪圖簡述4-1的掘進(jìn)順序及生產(chǎn)系統(tǒng)？（能用數(shù)字表達(dá)的不用文字）

4、繪圖并用文字說明采煤工作面不同回采順序特點？

第五章傾斜長壁采煤法 本章重點：1.傾斜長壁采煤法的特點及適應(yīng)條件

2.仰斜和俯斜開采的特點及適用條件本章難點：1.傾斜長壁采煤法的巷道布置

2.傾斜長壁采煤法的的各生產(chǎn)系統(tǒng)適用條件：傾角小于12°?？蛇x擇炮、普、綜采工藝。

第一節(jié)傾斜長壁采煤法帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)一、帶區(qū)巷道布置。如圖5-1所示：1.巷道開掘順序

2.生產(chǎn)系統(tǒng)

第二節(jié)帶區(qū)參數(shù)及巷道布置分析一、帶區(qū)參數(shù)

1.面長一般在150m，甚至可達(dá)250m以上。（神東240~300m）

2.分帶傾斜長度為階段斜長，一般上山部分1000~1500m或下山為700~1200m。

3.分帶數(shù)目依走向長度，走向長度依地質(zhì)構(gòu)造情況。二、巷道布置分析

1.巷道布置分析①仰斜開采：②俯斜開采：③適用條件：2.單工作面和雙工作面布置。如圖5-2所示：3.工作面后退、前進(jìn)、混合式回采順序。如圖5-3所示：

4.回采巷道布置朝向大巷為后退式回采順序；背離大巷為前進(jìn)式回采順序；兩者相結(jié)合為混合式回采順序

第三節(jié)傾斜長壁采煤法工藝特點一、仰斜開采特點分析。如圖5-4所示：特點：……特點：1、由于煤層傾角的影響，頂板產(chǎn)生指向采空區(qū)的分力。2、分力使頂板受拉破壞，支架有后仰趨勢，角度越大，頂板越不穩(wěn)定。3、冒落矸石涌向采空區(qū)，支架的作用主要是支撐頂板。4、綜采可選支撐及支撐掩護(hù)式支架，以支為主，掩護(hù)的必要性不大。5、炮、普采時，支柱向采空區(qū)傾斜，支柱時應(yīng)向煤壁傾斜6°左右，并加復(fù)位裝置或復(fù)位千斤頂，確保支柱與煤壁的正確位置關(guān)系。6、煤層傾角較大時，仰斜工作面長度不能過大，防止片幫造成機道碎煤過多，輸送機難以啟動。7、煤厚時，要防片幫，如打錨桿，液壓支架應(yīng)有防片幫裝置等。8、仰斜開采移架困難，要小移量多次前移的方法，同時優(yōu)先配套大拉力推移千斤頂?shù)囊簤褐Ъ堋?、水可自流到采空區(qū)，有利于注漿。工作面無積水，勞動條件、裝煤效果好。10、當(dāng)傾角＜10°時，采煤機與輸送機穩(wěn)定性能好，隨傾角增大、影響進(jìn)刀與截深。輸送機也會因采下的煤滾向溜槽下側(cè)，易造成斷鏈?zhǔn)鹿?。為此要采取措施，如減少截深，采用中心鏈?zhǔn)捷斔蜋C。在輸送機采空區(qū)側(cè)加擋煤板，下部設(shè)三角架把輸送機調(diào)平，推移千斤頂應(yīng)有閉鎖裝置。

二、俯斜開采的特點分析。如圖5-6所示：特點：……特點：1、分力指向煤壁，裂隙閉合，頂板穩(wěn)定；2、采空冒矸有涌入工作空間趨勢，支架要有防止碎矸涌入的功能。3、要選擇掩護(hù)式或支掩式支架，掩護(hù)梁要具備掩護(hù)和承載雙重性能。4、支架有前傾現(xiàn)象，要帶壓移架。5、工作面易積水，不利于采空區(qū)注漿。6、煤機易進(jìn)刀，但煤機重心偏向煤壁，易掉道，易損壞煤機導(dǎo)向裝置。.7、傾角大于22°時，割下來的煤難以裝進(jìn)輸送機。此時靠煤壁側(cè)吊起輸送機，使之保持13°-15°。第四節(jié)傾斜長壁采煤法的評價及適用條件評價優(yōu)點：

1、巷道布置簡單，掘進(jìn)與維護(hù)費用低，投產(chǎn)快；

2、運輸比較簡單，占用設(shè)備少，運輸費用低；

3、工作面保持等長，有利于綜采機械化

4、通風(fēng)線路簡單，通風(fēng)構(gòu)筑物少；

5、地質(zhì)條件適應(yīng)性強。頂板淋水大或采空區(qū)需注漿防水時，仰斜開采較為有利；瓦斯涌出量大或煤壁易片幫時，俯斜開采有利于防治。

6、技術(shù)經(jīng)濟效果較好。單產(chǎn)及采出率高，掘進(jìn)率低，噸煤成本低。缺點：

1、多礦車軌道輔助運輸，長距離傾斜巷道掘進(jìn)、輔運、行人比較困難

2、煤倉和材料車場的數(shù)目多，大巷裝載點多。

3、分帶斜巷內(nèi)存在下行通風(fēng)問題。

二、適用條件1、該方法的應(yīng)用取決于煤層傾角與工作面連續(xù)推進(jìn)長度；2、如不受走向斷層影響，適于傾角小于

12°的煤層，采取措施可用到12°-17°；3、在煤層傾角較小的條件下，走向長壁也能取得較好的技術(shù)經(jīng)濟效果，此時要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較后，再確定用何種方法。第六章厚煤層傾斜分層長壁下行垮落采煤法本章重點：

1.該方法分層分采的采區(qū)巷道布置，掘進(jìn)順序及生產(chǎn)系統(tǒng)。

2.該方法的工藝特點。

3.與單一煤層巷道的區(qū)別本章難點：

1.分層同采時的生產(chǎn)系統(tǒng)

2.分層同采時巷道間的聯(lián)系。在同一區(qū)段范圍內(nèi)，上下兩個分層同時開采時，稱為“分層同采”，反之，稱為“分層分采”。第一節(jié)分層分采的采區(qū)巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)

一、采區(qū)巷道布置 分層分采可分為：“剝皮”和“大剝皮”如圖6-1所示：

二、生產(chǎn)系統(tǒng)

1.運煤

2.通風(fēng)

3.運料排矸三、采煤方法參數(shù)

1.傾斜分層厚度：普采分層厚度在2m左右，不超過2.4m；采用綜采時，為3m左右，不超過3.5m。

2.工作面長度四、回采巷道布置分析開采厚煤層時，分層平巷有三種布置方式。1、傾斜分層。如圖6-2所示：

如圖所示，各分層平巷是按25°~35°角呈傾斜布置，一般適應(yīng)于傾角小于15°~20°的煤層。區(qū)段煤柱，一般不小于15m。內(nèi)錯式：外錯式：2.水平布置。如圖6-3所示3.垂直布置。如圖6-4所示。

各分層平巷布置在同一水平標(biāo)高上，煤柱呈平行四邊形。該方式有利于材料運輸、行人和通風(fēng)，分層運輸平巷處于采空區(qū)下方，壓力小，易于維護(hù)。但分層回風(fēng)平巷位于區(qū)段煤柱下方，承受固定支承壓力的作用，維護(hù)困難?？紤]區(qū)段煤柱垂距不小于5m，因此，一般用于傾角大于20°~25°的煤層，否則區(qū)段煤柱太大。第二節(jié)分層同采的采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)

一、采區(qū)巷道布置。如圖6-5所示： 1、區(qū)段集中巷

2、區(qū)段集中平巷與分層平巷之間的聯(lián)系

3、頂分層工作面回采巷道

4、分層工作面聯(lián)絡(luò)斜巷

5、第二區(qū)段開采

二、生產(chǎn)系統(tǒng)

1.運煤;2.通風(fēng)。通風(fēng)系統(tǒng)如圖6-6所示。3.運送材料及裝備

4.掘進(jìn)排矸三、分層同采的工作面合理錯距優(yōu)點：缺點：第三節(jié)傾斜分層下行垮落法工藝特點及其應(yīng)用

一、頂分層采煤工藝特點

1、人工假頂（1）竹笆或荊笆假頂（2）金屬網(wǎng)假頂（3）塑料網(wǎng)假頂2、再生頂板再生頂板形成的時間和效果與巖層成分、含水性、頂板壓力大小等因素有關(guān)，一般需要4-6個月，有的甚至更長，達(dá)一年以上。二、假頂下采煤工藝特點①選用淺截深采煤機，并及時支護(hù)如圖6-8所示②對于綜采面，宜選用掩護(hù)式與支掩式支架，應(yīng)盡量縮小端面距三、假頂下的放頂工藝第七章長壁放頂煤采煤法本章重點：

1、放頂煤采煤法的原理及礦壓特點

2、放頂煤采煤法的主要優(yōu)缺點及使用條件本章難點：

1、放煤理論與頂煤放出規(guī)律

2、長壁綜放工作面參數(shù)分析基本概念：第一節(jié)放頂煤采煤法的分類一、按厚煤層賦存條件和采放次數(shù)分類1、一次采全厚放頂煤，如圖7-1所示優(yōu)點：掘進(jìn)量小，設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，生產(chǎn)集中；缺點：煤層軟時，兩巷維護(hù)困難；使用條件：適用于4-12m厚的緩傾煤層，傾角小于15°效果最佳。2、預(yù)采頂分層頂網(wǎng)下放頂煤優(yōu)點：由于鋪網(wǎng)，減少了放頂煤的含矸量，便于瓦斯釋放、抽放。缺點：開采頂分層后礦山壓力減弱，不利于頂板受壓破碎，常有大塊煤需人工預(yù)裂。使用條件：適用于大于12-14m直接頂堅硬或瓦斯含量高，需預(yù)先抽放的緩斜煤層。3、傾斜分層放頂煤優(yōu)點：采厚較大、工藝簡單、產(chǎn)量大、生產(chǎn)集中；缺點：二分層放采，頂板壓力小，不利煤體的破碎；使用條件：煤層厚度15m以上，煤層傾角不宜過大。4、預(yù)采中分層放頂煤優(yōu)點：相當(dāng)于單層采放，系統(tǒng)簡單、采煤量為兩層即實體煤及上分層碎煤。缺點：煤質(zhì)難以保證，有混矸被放下；在防煤層自燃方面難度大。使用條件：頂板穩(wěn)定，煤層較軟。第七章長壁放頂煤采煤法本章重點：

1、放頂煤采煤法的原理及礦壓特點

2、放頂煤采煤法的主要優(yōu)缺點及使用條件本章難點：

1、放煤理論與頂煤放出規(guī)律

2、長壁綜放工作面參數(shù)分析基本概念：二、按放頂煤工藝及相應(yīng)設(shè)備分類根據(jù)采煤工藝不同，裝備不同，可分為；綜采放頂煤普采放頂煤炮采放頂煤如圖7-2所示按液壓支架與刮板輸送機配合使用的數(shù)量，又分為：單輸送機雙輸送機2、其他支架放頂煤的介紹按照立柱與頂梁的結(jié)構(gòu)、運動方式又分為：滑移頂梁液壓支架懸移頂梁液壓支架組合頂梁液壓支架第二節(jié)長壁綜放工作面冒放性、放出規(guī)律及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律基本概念一、頂煤冒放性的影響因素二、頂煤冒放性的評價及分類方法1、頂煤冒放性評價指標(biāo)體系（見圖表7-1）2、頂煤冒放性分類結(jié)果（見圖表7-2）三、放煤理論與頂煤放出規(guī)律（自學(xué)）四、放頂煤工作面的礦壓規(guī)律

1、支架阻力不高

2、支架前柱阻力一般大于后柱

3、工作面來壓不明顯第三節(jié)長壁放頂煤工作面工藝參數(shù)及過程基本概念：放頂煤工作與普通綜采面相比增加了放煤工序。完成采放全部工序，才算完成一個采煤循環(huán)。一、長壁綜放面參數(shù)分析1、工作面長度及推進(jìn)長度影響因素有：頂煤破碎、放出、煤損、月進(jìn)度、產(chǎn)量、效率等。2、循環(huán)放頂步距（見圖7-11）

兩次放頂煤之間工作面的推進(jìn)距離稱為循環(huán)放煤步距。合理的步距對于提高采出率、降低含矸率十分重要。如圖7-12所示如圖7-13所示放煤步距過小，造成煤炭損失。放煤步距過大，也會造成煤炭損失最佳的步距是頂煤垮落后能從放煤口全部放出的距離

放煤步距與移架步距或采煤機截深成倍數(shù)關(guān)系，一般有一刀一放，兩刀一放，三刀一放三種組合。確定步距時，可借鑒經(jīng)驗公式：L=（0.15-0.21）[（H-M）-h]3、放煤方式放頂煤工作面放煤順序、次數(shù)、放煤量的配合方式成為放煤方式。4、采放比

2005年發(fā)行《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采放比大于1:3的，嚴(yán)禁采用放煤開采。5、采出率（1）工作面煤炭損失的構(gòu)成①難以避免的煤炭損②非正常的煤炭損失③區(qū)段或分帶煤柱損失（2）提高放頂煤采出率的措施①減少初采損失②減少端頭損失③減少放煤損失④改善巷道布置，減少區(qū)段煤柱損失如圖7-17所示，采出率較高二、綜采放頂煤工藝過程1、放頂煤工藝過程（1）割煤（2）移架（3）移前輸送機（4）放頂煤（大塊煤不易放下，可反復(fù)伸縮插板，小幅度擺動尾梁，使頂煤破碎后順利放出）。采出率和含矸率是相關(guān)的，如圖7-18所示（5）拉移后輸送機2、放頂煤時可出現(xiàn)的問題及處理措施問題有三個：碎煤成拱放不下來；大塊煤堵口放不下來；過硬的頂煤難以垮落；處理措施：①擺動支架尾梁或掩護(hù)梁，無效時，采用升降架破壞成拱。②處理大塊煤：采用支架上的插板，攪動桿等結(jié)構(gòu)破碎或松動頂煤。③過硬的頂煤：要預(yù)先高壓注水和深孔爆破。第四節(jié)放頂煤采煤法評價及使用條件一、放頂煤采煤方法及評價1、優(yōu)越性①高產(chǎn)高效②巷道掘進(jìn)率低③工作面搬家次數(shù)少④噸煤成本少⑤適應(yīng)性強2、問題：①采出率低②設(shè)備要系列化；端頭支護(hù)要加強研究③瓦斯災(zāi)害防治不利④自然發(fā)火要采取措施⑤煤塵防治要做大量工作⑥沿底煤巷礦壓控制比較復(fù)雜二、放頂煤采煤法的使用條件①煤層厚度：采放比應(yīng)控制在1:3以內(nèi)，太厚采取措施。②煤層硬度：f<3，否則破煤要采取措施。③煤層的結(jié)構(gòu)：硬夾石，不宜超過0.4m④煤層埋深：不宜<100m。⑤頂板條件：冒高不小于煤厚的1-1.2倍。⑥煤層傾角：傾角應(yīng)小于30°。⑦對于發(fā)火期短，瓦斯涌出量大，煤塵有爆炸危險，采取措施后才能放頂煤。水文地質(zhì)條件復(fù)雜，有煤及瓦斯突出危險的煤層區(qū)域，禁止使用放頂煤開采。五、六、七章作業(yè)題

1、試述傾斜長壁采煤法的主要特點、應(yīng)用條件及仰、俯斜開采特點、適用條件。

2、繪圖并用數(shù)字簡述圖6—1所示的掘進(jìn)順序及生產(chǎn)系統(tǒng)。

3、簡述傾斜分層走向長壁下行垮落采煤法分層同采與分層分采的優(yōu)缺點。

4、試分析傾斜分層走向長壁下行垮落采煤法區(qū)段集中巷的作用。

5、簡述放頂煤采煤法的原理和應(yīng)用類型。第八章急（傾）斜煤層采煤法本章重點：

1、急傾斜煤層的開采特點

2、急傾斜煤層幾種采煤方法工藝過程及使用條件本章難點：

1、急傾斜與緩及中斜煤層的巷道布置有什么差異和特點

2、從開采安全考慮，急傾斜煤層的開采應(yīng)注意哪些問題。第一節(jié)急（傾）斜煤層開采綜述一、急傾斜煤層地質(zhì)特征二、急傾斜煤層的開采特點第二節(jié)俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法第三節(jié)偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法第四節(jié)水平分層及水平分段放頂煤采煤法第五節(jié)水平、圓弧過渡工作面綜采長壁放頂煤采煤法合理確定圓弧段半徑，目的是保證運輸機和采煤機正常運行。R*tan(δ/2)=L-L1-L2-L3R=(L-L1-L2-L3)/tan（δ/2）第九章柱式體系采煤法本章重點：（1）柱式體系采煤法的優(yōu)缺點與適用條件。（2）房式與房柱式采煤法的區(qū)別本章難點：高度機械化的房式采煤法裝備類型及工藝過程柱式體系采煤法可分為房式和房柱式采煤法，有時房式也稱為巷柱式采煤法。按裝備不同，又分為鉆眼爆破和高度機械化工藝采煤兩大類。第一節(jié)房式采煤法一、盤區(qū)巷道布置及主要技術(shù)參數(shù)美國采用房式采煤法的巷道布置如圖9~1所示1.平巷數(shù)目

2.煤柱尺寸

3.煤房采高、采寬及截齒二、采煤工藝按運煤方式的不同，連續(xù)采煤機采煤工藝可分為：間斷運輸工藝系統(tǒng)；連續(xù)運輸工藝系統(tǒng)（1）連續(xù)采煤機-梭車間斷運輸工藝系統(tǒng)間斷運輸系統(tǒng)配套設(shè)備包括：一臺連續(xù)采煤機、一臺錨桿機、至少兩臺梭式或蓄電池運煤車、一臺給料破碎機、一臺蓄電池鏟車、一臺移動變電站、充電設(shè)備和足夠的備用電池。采煤機如圖9-2所示梭車如圖9-3所示

連續(xù)采煤機間斷運輸工藝主要用于中厚及厚煤層，有時也用于厚度較大的薄煤層中，如圖9-4所示

圖中的采煤順序如數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，錨桿機安裝錨桿，也是一個門房完成后，立即移到剛采完的門房進(jìn)行鉆錨工作，其尺寸要根據(jù)巷道尺寸和圍巖條件確定。

（2）連續(xù)采煤機-輸送機連續(xù)運輸工藝系統(tǒng)。其系統(tǒng)是將采煤機采落的煤，通過多臺輸送機轉(zhuǎn)運到膠帶輸送機上，如圖9-5所示。薄煤層一般采用縱向螺旋滾筒采煤機，如圖9-6所示三、適用條件和注意的問題第二節(jié)房柱式采煤法一、塊狀煤柱房柱式采煤法二、條狀煤柱房柱式采煤法澳大利亞“汪格維里”采煤法，如圖9-8所示神東礦區(qū)哈拉溝煤礦條狀煤柱房柱式采煤法巷道布置如圖9-9所示。煤柱回收如圖9-10所示在履帶行走式液壓支架的掩護(hù)下，煤房煤柱回收率為84.9%，工作面回收率為82.3%。三、適用條件第三節(jié)房柱式與長壁工作面配合的采煤法

利用房柱式連續(xù)采煤機多巷快速掘進(jìn)之優(yōu)勢，為長壁綜采面掘進(jìn)回采及準(zhǔn)備巷道，形成房柱式與長壁工作面配合的采煤法，不僅有利于采掘銜接，而且充分發(fā)揮了長壁綜合機械化開采和連續(xù)采煤機房柱式開采的優(yōu)點。第四節(jié)高度機械化的柱式體系采煤法優(yōu)缺點和使用條件一、優(yōu)缺點與綜合機械化長壁工作面相比：優(yōu)點：1、設(shè)備投資少，為長壁綜采的1/3~1/6；2、采掘設(shè)備相同，采掘合一；掘也是采煤，建井工期短，出煤快；3、設(shè)備運轉(zhuǎn)靈活，搬遷、拆卸容易，也適宜邊角煤、斷層切割的煤回采出來；4、支護(hù)簡單；矸石量少，有利于地表環(huán)保。缺點：1、采出率低，一般為50~60%，回收煤柱可達(dá)到70~75%；2、通風(fēng)條件差，進(jìn)回風(fēng)并列布置，通風(fēng)構(gòu)筑物多，漏風(fēng)大。3、對地質(zhì)條件要求嚴(yán)格，不適于傾角大的煤層，頂板條件差的煤層。二、適用條件1、深度不宜超過300~500m，煤厚0.8~4.0m的近水平煤層；2、頂板中等穩(wěn)定以上，底板堅硬、平整，且干燥無積水；3、煤質(zhì)中硬以上，沒有夾矸或較多的黃鐵礦；4、瓦斯涌出量低，煤層不易自燃；5、單一煤層或非近距離煤層。在以下情況下，可考慮試用：1、平硐開拓的中小型礦井（效益可提高）；2、大型礦井用連續(xù)采煤機為綜采面掘進(jìn)回采巷道和回收煤柱3、“三下”壓煤，只采煤房，不回收煤柱，減少地表下沉及變形。第十章采煤方法的選擇及發(fā)展本章重點：

1、采煤方法的選擇原則是什么？

2、選擇采煤方法的影響因素有哪些？本章難點：我國采煤方法存在哪些問題，如何改進(jìn)？本章要求：按課后思考題自學(xué)。第十一章準(zhǔn)備方式分類本章重點：

1、采區(qū)準(zhǔn)備方式的類型及應(yīng)用；

2、幾種準(zhǔn)備方式的異同點及應(yīng)用條件。本章難點：

1、準(zhǔn)備巷道與開拓、回采巷道的系統(tǒng)及其作用；

2、煤層群共用上山，共用集中巷的聯(lián)合布置方式。第一節(jié)準(zhǔn)備方式分類基本概念：為建立生產(chǎn)系統(tǒng)，需要開掘的一系列與開拓、回采巷道相連的巷道系統(tǒng)，稱為準(zhǔn)備巷道，它包括：上下山、車場、采區(qū)石門、絞車房、變電所和煤倉、集中巷等。準(zhǔn)備巷道的布置方式稱為準(zhǔn)備方式。準(zhǔn)備方式的布置原則是：生產(chǎn)系統(tǒng)完善；巷道布置簡單，掘進(jìn)和維護(hù)量小，有利于集中生產(chǎn)，及提高單產(chǎn)和采出率；能充分發(fā)揮機電設(shè)備的效能；有利于工作面正常接替和保證安全。我國基本的準(zhǔn)備方式：采區(qū)式：適應(yīng)性強，我國常用的一種方式。盤區(qū)式：<12°帶區(qū)式：<8°，一般不超過12°一、按與開采水平的相對位置分類如圖11-11所示

位于開采水平以上，為上山采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)；反之為下山采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)。適宜條件是：①傾角較小時，多采用上下山采、盤、帶區(qū)。②傾角較大時，只能采用上山采區(qū)準(zhǔn)備方式。③近水平煤層時，將盤區(qū)運輸機上山改為盤區(qū)