充填放顶煤采煤工艺法的分类,特点及工艺过程

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准备方式与采煤方法
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河南理工大学 《采煤概论》精品课程
第四篇& 准备方式与采煤方法
第12章& 采煤方法
第12章& 采煤方法
第一节&&& 基本概念
第二节&&& 采煤方法分类
第三节&&& 爆破采煤工艺
第四节&&& 普通机械化采煤工艺
第五节&&& 综合机械化采煤工艺
第六节&&& 放顶煤采煤法
复习思考题
第一节&&& 基本概念
一、采场和采煤工作面
用来直接大量采取煤炭的场所,称为采场。在采场内进行回采的煤壁,称为采煤工作面。
二、采煤工作
在采场内,为了采取煤炭所进行的一系列工作,称为采煤工作。采煤工作可分为基本工序和辅助工序。
采空区处理
第一节&&& 基本概念
三、采煤工艺
按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合,称为采煤工艺。在一定时间内,按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。
四、采煤系统
采煤巷道之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系,称为采煤巷道布置系统。也即为采煤系统。
五、采煤方法
是采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。根据不同的矿山地质及技术条件,可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合,从而构成多种多样的采煤方法。
第二节& 采煤方法分类
采煤方法的分类方法很多,通常按采煤工艺、矿压控制特点,首先将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类。
第二节& 采煤方法分类
一、壁式体系采煤方法
又称长壁体系采煤方法,以长工作面采煤为主要标志。一般特点:
①采煤工作面长度较长,通常在80 m以上;
②随着采煤工作面推进,顶板暴露面积增大,矿山压力显现较为强烈;
③采煤工作面可分别用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破、装煤,用与采煤工作面相平行铺设的刮板输送机运煤,用支架支护工作空间,用放顶垮落法或充填法处理采空区;
④在采煤工作面两端,一般至少各有一条回采巷道,构成完整的生产系统。
壁式体系采煤法按所采煤层倾角,分为缓斜、倾斜煤层采煤法和急斜煤层采煤法;按煤层厚度,可分为薄煤层采煤法、中厚煤层采煤法和厚煤层采煤法。
按采用的采煤工艺不同,可分为爆破采煤法,普通机械化采煤法和综合机械化采煤法。
第二节& 采煤方法分类
按采空区处理方法不同,可分为垮落采煤法、刀柱(煤柱支撑)采煤法、充填采煤法。
按采煤工作面布置及推进方向的不同,可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。按工作面向仰斜或倾斜推进的方向不同,倾斜长壁又有仰斜长壁和俯斜长壁之分。
按是否将煤层全厚进行一次开采,可分为整层采煤法和分层采煤法。薄煤层、厚度小于3m的中厚煤层采用整层采煤法;厚度较大的中厚煤层、厚煤层既可采甩整层也可采用分层采煤法。
第二节& 采煤方法分类
第二节& 采煤方法分类
第二节& 采煤方法分类
2.厚煤层分层开采的采煤方法
开采厚煤层时,利用单一长壁采煤法来开采将会遇到困难,在技术上较复杂。煤层厚度超过5 m,采场空何支护技术、装备目前尚无法合理解决。因此有时为了克服单一长壁开采的困难,可把厚煤层分成若干采高2~3m的分层来开采。根据煤层赋存条件及开采技术不同,分层采煤法又可以分为:倾斜分层、水平分层、斜切分层三种,前者用于缓斜、倾斜厚煤层,后两种主要用于急斜厚煤层(图12&4)。
第二节& 采煤方法分类
各分层的回采有下行式和上行式两种顺序。
回采顺序与处理采空区的方法有极为密切的关系。当用下行式回采顺序时,可采用垮落或充填法来处理采空区;采用上行式采序时,则一般采用充填法。
不同的分层方法、回采顺序以及采空区处理方法的综合运用,可以演变出各式各样的分层采煤方法。但是,在实际工作中一般采用的主要有下列三种:
①倾斜分层下行垮落采煤法。
②倾斜分层上行充填采煤法。
③水平或斜切分层下行垮落采煤法。
第二节& 采煤方法分类
急斜特厚煤层条件下,近几年来已在水平分层采煤法基础上,成功地采用了水平分段综采放顶煤采煤法,煤厚一般25 m以上,分段高度可为10~12 m,分段底部采高约3 m,放顶煤高度7~9 m.。
第二节& 采煤方法分类
3.厚煤层整层开采的采煤方法
在缓斜厚煤层(煤厚3.5~5.0 m)条件下,随着综采的发展,成功地采用了大采高一次采全厚的单一长壁采煤法。
在缓斜厚煤层(煤厚一般大于5 m)条件下,特别是厚度变化较大的特厚煤层,可采用综采放顶煤长壁采煤法。沿煤层底板开采采高3 m左右的一个分层,随后放出上部的顶煤。
在急斜煤层条件下,可利用煤层倾角较大的特点,使工作面俯斜布置,依靠重力下放工作面支架,为有效地进行顶板管理创造条件,在煤层赋存较稳定条件下河成功采用掩护支架采煤法,实现整层开采。
第二节& 采煤方法分类
二、柱式体系采煤方法
以房柱间隔进行采煤为主要标志。一般特点:
1.在煤层内布置一系列宽为5~7m的煤房,采煤房时形成窄(短)工作面成组向前推进。房与房之间留设煤往孟煤柱宽数米至二三十米不等,每隔一定距离用联络巷贯通,构成生产系统,并形成条状或块林煤柱,支撑顶板;
2.采房时矿山压力显现较和缓,用锚杆支护工作空间,支护较简单;
3.采煤用爆破或连续采煤机配套设备。采煤在一组房内交替作业;
4.采掘合一,掘进准备也是采煤过程,回收房间煤柱时,也使用同一种类型的采煤配套设备。
第二节& 采煤方法分类
高度机械化的柱式体系采煤方法,一般又分为房式采煤法和房柱式采煤法两类。
煤柱可根据条件留下不采--房式采煤法&部分回采。
在煤房采完后,再将煤柱按要求尽可能采出--前者称为房柱式采煤法&全部回采。
典型房柱式采煤法的基本特点是采用短工作面推进,将煤柱作为暂时或永久的支撑物,采用连续采煤机、梭车(或万向接长机)、锚杆等配套设备进行采煤。随着工作面(房)推进,只用较简单的锚杆支架支护顶板,用于防止顶板岩石冒落。由于采用锚杆支护增大了工作面空间,为机械化采煤创造了有利条件。此外,由于采用同类机械采房与采柱提高了采煤的灵活性。
第二节& 采煤方法分类
第三节&&& 爆破采煤工艺
爆破采煤工艺(又称炮采工艺),其工艺过程包括打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支架和回柱放顶等主要工序。
一、爆破落煤
爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成。
一般常用的炮眼布置有以下三种:
第三节&&& 爆破采煤工艺
第三节&&& 爆破采煤工艺
爆破采用串联法联线,一般将可弯曲刮板输送机移近煤壁。
近年来推广微差爆破,使炮采工艺发生深刻变化。微差爆破一次多发炮,顶板震动次数减少,爆破产生的地震波因互相干扰、抵消,从而减少了对顶板的震动,有利于顶板管理;同时微差爆破有利于提高爆破装煤率。
第三节&&& 爆破采煤工艺
二、装煤与运煤
1.爆破装煤
2.人工装煤
3.机械装煤
第三节&&& 爆破采煤工艺
1.炮采工作面支护
目前,我国正规炮采工作面都采用金属支柱和铰接顶梁支护,并正在推广单体液压支柱,其布置形式主要有两种:正悬臂齐梁直线柱(图12&8,a)和正悬臂错梁三角柱(图12&8,b)。但后者现在采用较少。
在有周期来压的工作面中,当工作空间达到最大控顶距时,为了加强对放顶处顶板的支撑作用,回柱之前常在放顶排处另外架设一些加强支架,称为工作面的特种支架。特种支架的形式很多,有丛柱、密集支柱、木垛、斜撑以及切顶墩为等
第三节&&& 爆破采煤工艺
2.采空区处理
全部垮落法通常适用于直接顶易于垮落或具有中等稳定性的顶板。其方法是当工作面从开切眼推进一定距离后,主动撤除采煤工作空间以外的支架,使直接顶自然垮落。以后随着工作面推进,每隔一定距离就按预定计划回柱放顶。这样,不仅可以及时减少工作面的控顶面积,而且由于顶板垮落后破碎矸石体积膨胀而充填采空区,从而减轻工作面压力和防止对工作面产生不良影响。其主要工序是配合工作面的推进,定期地进行回柱放顶工作,如图12&9所示。当工作面推进一次或二次之后,工作空间达到允许的最大宽度,即最大控顶距,应及时回柱放顶,使工作空间只保留回采工作所需要的最小宽度,即最小控顶距。如果不放顶工作面继续向前推进,就会使顶板悬伸宽度和顶板压力过大,占用支柱和顶梁过多。最小控顶距一般为3排支柱,最大控顶距为4排或5排支柱。最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距。
第四节&&& 普通机械化采煤工艺
一、普采面单滚筒采煤机割煤方式
普采面的生产是以采煤机为中心的。采煤机割煤以及与其它工序的合理配合,称为采煤机割煤方式。
(1)双向割煤、往返一刀。
(2)&8&字形割煤、往返一刀
第四节&&& 普通机械化采煤工艺
(3)单向割煤、往返一刀
这种割煤方式适用于采高1.5m以下的较薄煤层,滚筒直径接近采高,顶板较稳定,煤层粘顶性强,割煤后顶煤不能及时垮落等条件。
第四节&&& 普通机械化采煤工艺
(4)双向割煤、往返二刀,该方式又称穿梭割煤。首先采煤机自下缺口沿上行割煤,随机挂梁和推移输送机,并同时铲装浮煤、支柱,待采煤机割至上缺口后,翻转弧形挡煤板,下行重复同样工艺过程。当煤层厚度大于滚筒直径时,挂梁前要处理顶煤。该方式主要用于煤层较薄、并且煤层厚度和滚筒直径相近的普采面。
普采面使用双滚筒采煤机时,一般也采用双向割煤往返二刀的割煤方式。该方式在综采面普遍采用。故留待下节叙述。
第四节&&& 普通机械化采煤工艺
二、普采面单体支架
普采面单体支架布置应与煤层赋存条件、顶底板性质相适应,并符合采煤机割煤特点,除确保回采空间作业安全外,还要力求减少支设工作量。
1.支架布置方式
带帽点柱外,
单体液压支柱或磨擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。
第四节&&& 普通机械化采煤工艺
普采工作面支架布置,按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式两种(图12&15)。为了行人和工人作业方便,工作面支柱一般排成直线状,三角形排列已很少使用。
第四节&&& 普通机械化采煤工艺
2.支架布置特点
齐梁直线柱布置特点是悬梁端沿煤壁方向相齐,支柱排成直线。根据截深与顶梁长度的关系,又可分梁长等于截深和梁长等于截深的2倍。
梁长等于截深时,每割一刀煤沿工作面全部挂梁、支柱,一般全部为正悬臂支架。这种支架形式简单,规格质量容易掌握,放顶线整齐;工序较简单,便于组织和管理,当截深为0.8m和1.0m时,一般都采用这种布置方式。但这种布置方式由于截深大,每架支架都要挂梁和支柱,故割一刀煤需时较长。因此在煤层松软、顶板稳定性差的条件下不宜使用。
第四节&&& 普通机械化采煤工艺
当顶梁长度是截深二倍时,若全部采用正悬臂支架,则割二刀煤挂一次梁。割第一刀时每架支架打临时柱;割第二刀时,挂梁并将临时支柱改为永久支柱。因割第一刀时挂不上梁,机道控顶距太大,顶板易垮落,加之工人的工作量不均衡,故该方式使用较少。
错梁直线柱布置的特点是:截深为顶梁长度的一半;正倒悬臂支架相间;每割一刀煤间隔挂梁,顶梁向前交错;割第一刀煤时,支临时支柱,割第二刀煤时,临时支柱改为永久支柱,每割二刀煤工作面增加一排控顶距,该布置方式机道上方顶板悬露窄,支护及时;每割一刀煤挂梁、支柱数量少,工作量均衡;支柱成直线,行人、运料方便;在切顶线支柱不易被埋住,因此为现场多用。但对切顶不利,倒悬梁易损坏。
第五节&&& 综合机械化采煤工艺
一、综采面双滚筒采煤机割煤方式
综采面采煤机的割煤方式是综合考虑顶板管理、移架与进刀方式、端头支护等因素确定的,主要有如下几种:
1.往返一次割两刀。这种割煤方式也叫&穿梭割煤&,多用于煤层赋存稳定,倾角较缓的综采面,工作面为端部进刀。
2.往返一次割一刀,即单向割煤,工作面中间或端部进刀。该方式适用于顶板稳定性差的综采面;煤层倾角大,不能自上而下移架,或输送机易下滑,只能自下而上推移的综采面;采高大而滚筒直径小,采煤机不能一次采全高的综采面;采煤机装煤效果差,需单独牵引装煤行程的综采面;割煤时产生煤尘多,降尘效果差,移架工不能在采煤机的回风平巷一端工作的综采面。
第五节&&& 综合机械化采煤工艺
二.综采面液压支架的移架方式
我国采用较多的移架方式有三种:①单架依次顺序式,又称单架连续式,支架沿采煤机牵引方向依次前移,移动步距等于截深,支架移成一条直线,该方式操作简单,容易保证规格质量,能适应不稳定顶板,应用较多;②分组间隔交错式;③成组整体依次顺序式。
三.综采工作面工序配合方式
综采面割煤、移架、推移输送机三个主要工序,按照不同顺序有两种配合方式,即及时支护方式(图12&17)和滞后支护方式。
第五节&&& 综合机械化采煤工艺
&1.及时支护方式。采煤机割煤后,支架依次或分组随机立即前移支护顶板,输送机随移架逐段移向煤壁,推移步距等于采煤机截深。这种支架方式,推移输送机后,在支架底座前端与输送机之间要富裕一个截深的宽度,工作空间大,有利于行人、运料和通风;若煤壁易片帮时,可先于割煤进行移架,支护新暴露出来的顶板。但这种支护方式增大了工作面控顶宽度,不利于控制顶板。
2.滞后支护式。割煤后输送机首先逐段移向煤壁,支架随输送机前移,二者移动步距相同。这种配合方式在底座前端和机槽之间没有一个截深富裕量,比较能适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板,但对直接顶稳定性差的顶板适应性差,在我国使用较少。
第六节& 放顶煤采煤法
放顶煤采煤法是沿煤层 的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采煤工作面,利用矿山压力将工作面顶部煤层在工作面推进过后破碎冒落,并将冒落顶煤予以回收的一种采煤方法。
一、放顶煤采煤法的分类
(一)顶采顶分层放顶煤采煤法
沿煤层顶板布置一个长壁工作面,用炮采、普采或综采,进行预采。在采煤过程中,沿底板铺设金属网。相隔一段距离后,再沿底板布置一个综采放顶煤工作面进行开采并将上下工作面之间的煤层放落,利用放顶煤工作面后面的输送机,将放落的煤运出。这种方法由于在顶层铺设金属网,可以减少放落煤中的含矸量。其缺点是:需要掘进顶底两个工作面的设备;开采顶分层后一般矿山压力减弱,不利于放落煤的破坏,常有大块煤出现,需要松动爆破
第六节& 放顶煤采煤法
(二)预采中分层放顶煤采煤法
采用这种方法时,先在距煤层底板约3m处布置一个破煤工作面,进行预采。而后再沿底板布置一个放顶煤工作面,采出沿底板的煤层并回收采空区破碎了的顶煤(图12&19)。这种方法易于回收顶煤。但当底板起伏不平时,很难保证放顶煤工作面采高一致,同时,因为顶煤预先受到破坏,对于易于自然发火煤层,容易导致采空区煤的自然,且放顶煤时煤尘较大。
第六节& 放顶煤采煤法
(三)整层开采放顶煤采煤法
沿底板布置一个放顶工作面采煤回收顶煤。其优点是:回采巷道掘进量及维护量少;工作面设备少;采区运输、通风系统简单;实现了集中生产;防顶在矿山压力作用下易于回收。缺点是媒质较软时,工作面运输及回风巷维护困难。如图12&20所示。
(四)分段放顶煤采煤法
当煤层厚度超过20m乃至几十米上百米时,可以将特厚煤层分为10m~12m的若干分段。上下分段前后保持一定距离,同时采两个分段,或者一个一个逐段下行回采。采用这种方法时,可以在第一个放顶煤工作面进行铺网,使以后各分段放顶煤工作,都在网下进行,以提高煤的采出率和减少煤的含矸量。当然也可以根据顶板沿性不铺网(图12&21)。
第六节& 放顶煤采煤法
第六节& 放顶煤采煤法
二、顶煤工艺
根据我国近年来在缓斜厚煤层中使用放顶煤采煤法的经验,其工艺过程如下:
1.采煤机采煤
与单一中厚煤层一样,采煤机可以从工作面端部或中部斜切进刀。采用双向割煤往返一次进一刀,下行割煤、上行装煤。距滚筒12m~15m处推移输送机,完成一个综采循环。根据顶煤放落的难易程度,放顶煤工作在完成一个、两个或三个综采循环以后在检修班或放顶班进行。
放顶煤工作多从下部向上部,也可以从上部向下部,逐架或隔一架或隔数架依次进行。一般放顶煤沿工作面全长一次进行完毕即一轮放完,如顶煤较厚,也可以两轮放完。在放煤过程中,如有片帮预兆,宜停止放煤。当放煤口出现矸石时,应关闭放煤口。
第六节& 放顶煤采煤法
三、放顶煤采煤法的优点、适用条件及应注意的问题
(1)在工作面采高不大的情况下,可大大增加一次开采的厚度,用于特厚煤层的开采。
(2)简化巷道布置,减少巷道掘进工作量。
(3)提高采煤工效。
(4)降低吨煤生产费用。
2.适用条件
放顶煤采煤法适用于煤层厚度5m~20m或更厚的煤层;煤层倾角由缓斜到倾斜或急倾斜厚煤层;煤质比较松软易冒落,冒落块度不大;顶板容易垮落。
3.应注意的问题
(1)应采取措施提高煤炭采出率。
(2)防止煤的自燃和瓦斯爆炸事故的发生。
(3)继续完善控制顶煤下放的技术措施。
复习思考题
1.什么叫采场?什么叫采煤工作面?
2.什么是采煤工作?采煤工作可分为哪几种工序?
3.什么是采煤工艺?什么叫采煤方法?
4.炮采工作面炮眼布置有哪几种方式?
5.普采工作面采煤机有哪几种割煤方式?
6.普采工作面的支架有哪几种布置方式?各有什么优缺点?
7.综采工作面的采煤机有哪几种进刀方式?各有什么优缺点?
8.综采工作面液压支架有几种移架方式?各适用什么条件?
9.放顶煤采煤法可分为哪几类?
10.放顶煤采煤法的优点、适用条件是什么
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什么叫超高水充填采煤,它的优缺点是什么?
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简单讲就是采一立方煤,高流动度的水泥砂浆,保证地面不能沉降一种低成本,充填一立方砂浆,用于煤矿三下开采
是一种新的提法,貌似成本较高、工艺复杂、效果需要检验等。
超高水充填采煤是三下采煤里面充填采煤里面的一种采煤方式,你怎么知道效果需要检验!难道说现在国内还没有使用的吗?还有我问的你是超高水充填的定义!
楼主对此如此熟悉,敝人在此就闭口吧,呵呵
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  第一章
  煤田----井田-----水平 阶段-------采区-----区段(布置工作面)
  1、煤田―在地质历史发展过程中,由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。
  2、矿区―开发煤田形成的社会组合。有时几个矿田开发一个煤田,有时一个矿区开发几个煤田。
  矿区由多个矿井(或露天矿)组成。
  3、井田―划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田
  4、矿井生产能力 ― 矿井设计生产能力,万t /a。即设计中规定矿井在单位时间(年或日)内采出的煤炭和其它矿产品的数量。
  矿井核定生产能力 ― 矿井经过技术改造,核定后的生产能力,万t /a。
  井型 ― 根据矿井设计生产能力不同,我国将矿井分为大、中、小三种类型,称井型。
  矿井年产量― 矿井实际生产的煤炭数量,万t/a。
  矿井年产量与生产能力有时同义,有时不同义。
  6、剥采比――每采一吨煤,需剥离岩石的立方数。褐煤剥采比小于6m3/t、烟煤剥采比8m3/t时,露天开采合理。
  7、矿山井巷 ― 为进行采矿,在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。
  分类: 按空间分 垂直井巷:立井、暗立井、溜井 倾斜井巷:斜井、上山、下山 水平井巷:平硐 、石门 、煤门 、平巷 、煤层平巷 、岩石平巷 、阶段大巷 、区段平巷 按用途分 开拓巷道 为全矿井或一个水平服务的巷道 井筒 井底车场 主要石门 运输大巷 回风大巷 主要风井 准备巷道 为一个采区服务 采区上下山 采区车场 采区硐室 回采巷道 为一个工作面服务 区段运输平巷 区段回风平巷 开切眼
  8、井田划分为阶段和水平 阶段内再划分 井田直接划分为盘区或带区(井田沿倾斜高差较小的条件下)
  9、阶段―沿一定标高划分的一部分井田
  阶段划分 在井田范围内,沿煤层倾斜方向,按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的并等于井田走向全长的长条形,每一个长条形叫一个阶段。
  阶段内的划分(即为开采所需的阶段内的准备)一般有三种方式 采区式 分段式 带区式
  水平― 常指某一标高的水平面。
  开采水平(简称水平)― 布置有井底车场、阶段运输大巷,并担负全阶段运输任务的水平。
  广义的水平 ― 布置大巷的某一标高的水平面 。既包括一个水平,又包括所服务的阶段。
  阶段与水平的区别在于:阶段表示井田的一部分范围,水平是指布置大巷的某一标高水平面。
  采区:在阶段范围内,沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的块,每一块叫一个采区。
  区段:在采区内沿倾斜方向划分的开采段。
  带区 由若干分带组成,并具有独立生产系统的区域叫带区
  分带―沿煤层走向把阶段划分为若干长条,每一个长条叫一个分带。
  10、露天开采 从敞露的地表直接采出有用矿物的方法。
  11、矿井巷道的开掘顺序原则:尽量采用平行作业;尽快惯通风路。
  矿井主要生产系统 1)运煤系统 2)通风系统3)运料排矸系统4)排水系统 5)动力供应(电、压风)6)通讯、监测系统
  第二章
  1、采煤工艺―采煤工作面各工序所用方法、及其在时间上、空间上的相互配合。
  2、采煤系统―回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互位置关系。
  3、采煤方法―采煤工艺与采煤系统的综合。 采场----用来直接采取大量煤炭的场所
  4、采煤工作面---在采场内进行回采的煤壁
  5、采煤方法分类 按倾角分 近水平煤层采煤法 缓倾斜煤层采煤法 倾斜煤层采煤法 急倾斜煤层采煤法 按厚度分 薄及中厚煤层采煤法 厚煤层采煤法(分层开采 整层开采(综放、大采高) ) 按采煤工艺分类 爆破采煤法 普通机械化采煤法 综合机械化采煤法
  按推进方向分类 走向长壁采煤法 倾斜长壁采煤法(俯斜,仰斜)按采空区处理方法分类
  垮落采煤法 刀柱(煤柱支撑)法 充填采煤法
  6、壁式体系采煤法 1)薄及中厚煤层单一长臂采煤方法 单一走向长臂垮落采煤法(单一长臂采煤法)单一长臂刀柱式采煤法(煤层顶板极为坚硬) 单一伪斜走向长臂采煤发(急斜煤层)2)厚煤层分层开采的采煤方法 按厚煤层分层方法分: 倾斜分层 水平分层斜切分层 倾斜分层―将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层,然后逐层开采。水平分层―将厚煤层分成若干与水平面相平行的分层,然后逐层开采。斜切分层―将厚煤层分成若干与水平面成一定角度的分层,然后逐层开采。3)厚煤层整层开采的采煤方法
  7、壁式体系采煤法一般特点:工作面较长,80--250m;工作面两端,一般至少各有一条回采巷道;一般顶板暴露面积大,矿山压力显现较为强烈;工作面运煤的刮板输送机与工作面平行
  8、柱式体系采煤法 房式采煤法 房柱式采煤法
  第三章 单一长臂采煤法采煤工艺
  1、炮采――爆
破落煤,爆破及人工装煤, 机械化运煤,单体柱支护。  普采――采煤机落煤,机械及人工装煤,机械化运煤,单体柱支护。  综采――采煤机落煤,机械及人工装煤,机械化运煤,液压支架支护。  2、爆破采煤工艺 工艺过程 打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支柱和回柱放顶  爆破落煤 工序:打眼,装药,填炮泥,连炮线,放炮。炮眼布置: 单排眼;双排眼 三花眼 对眼 三角眼;三排眼 五花眼  装煤与运煤 装煤:爆破装煤 人工装煤 机械装煤  运煤:SGW―40或SGW―44型刮板运输机 。移动千斤顶一台/6m,机头机尾各3台。  炮采工作面支护与采空区处理  工作面支护  (1)支柱类型:单体支柱和金属摩擦支柱。  (2)布置形式: 正悬臂齐梁直线柱,常用;正悬臂错梁三角柱,很少用。  (3)控顶排数:最小三排,最大五排,推进一次或两次放顶一次。(见五回二 见四回一)  特种支柱:切顶墩柱 木支柱:丛柱,密集,木垛,斜撑  采空区处理:尽量采用全部跨落法。  (1)全部跨落法――当工作面从开切眼推进一定距离后,主动撤除采煤工作空间以外的支架,使直接顶自然垮落,以后,随着工作面推进,每隔一定距离就按计划回柱放顶。一般是三、五排放顶或三、四排放顶。  (2)最大控顶距――工作空间达到的允许最大宽度。  (3)最小控顶距――回采工作所需要的最小宽度。  (4)两者之差是放顶步距。  (5)放顶方法:回柱绞车回拄――木支柱;人工回柱――单体柱或金属柱;回柱顺序――自下而上,自采空区侧向煤壁。  3、普通机械化采煤工艺  普采工艺方式―用机械化方法破煤、装煤、输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺  工作面布置:运输平巷 回风平巷 开拓眼  工作面设备:采煤机 运输机 单体液压支柱 金属铰接梁 乳化液泵站  采煤机进刀方式 直接推入缺口 斜切进刀(端头)(留三角煤 割三角煤) 中部斜切进刀  钻入式进刀  采煤机割煤方式 1双向割煤 往返一刀 2∞字形割煤 往返一刀 3单向割煤 往返一刀4双向割煤 往返两刀  工作面支护 单体液压支柱与铰接顶梁  支架布置方式 按悬臂顶梁与支柱关系分为正悬臂与倒悬臂 按梁的排列特点分为齐梁式与错梁式  端头支护 1单体支柱加铰接顶梁支护2用4~5对加长梁加单体支柱组成的迈步走向抬棚支护3用基本支架加走向迈步抬棚支护  4、综合机械化采煤工艺  综合机械化采煤工艺方式  采煤工作面破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区全部实现机械化的采煤工艺。  进刀方式 直接推入法进刀 工作面端部斜切进刀 综采面中部斜切进刀 滚筒钻入法进刀  割煤方式 往返一次割两刀 往返一次割一刀  移架方式 单架依次顺序式:单架依次顺序式 一架一架移 简单,适用不稳定顶板,应用较多,移架时卸载面积小,顶板下沉量小  分组间隔交错式:沿采煤机行走方向移架速度快,适用顶板较稳定,每次不超过3架  成组整体顺序式:一组/次 2~3架/组  综采工作面工序配合方式 及时支护方式 先移架,后推移输送机滞后支护 先推移输送机,后移架  其他条件下机采工艺特点P53  5、采煤工艺方式的选择 综采 高产、高效、安全、劳动条件好和劳动强度小。设备价格高,初期投资大,受地质条件限制大。普采 对地质变化适应性比综采强,工作面搬迁容易。对推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲较发育的工作面,可取得较好的效果 炮采机械化水平低,人工劳动强度大,效率低,但对地质条件适应性强,技术装备投资少,操作技术易掌握,管理简单  6、采煤机日开机率K就是采煤机运转时间占每日时间的百分比。  班开机率可粗略表示为班纯割煤时间与班作业时间之比  7、影响工作面长度的技术因素 设备条件 煤层地质条件 通风能力及瓦斯涌出量  影响工作面长度的经济因素 产量 日进刀数 工效  8、工作面作业形式 两采一准或边采边准 两班半采煤、半班准备 三班采煤一班准备  采煤工作面劳动组织形式 分段作业 追机作业 分段接力追机作业  第四章 单一走向长壁采煤法采煤系统  单一走向长壁采煤法采煤法主要用于缓斜、倾斜薄及中厚煤层或缓斜3.5-5.0m厚煤层  1、掘进 第一步 采区石门1----采区下部车场3------采区上山4、5-----采区上部车场6-----采区回风石门2(贯通)  第二步?  ?采区上山4-----中部车场7----区段回风巷8 区段运输巷9(每隔150m掘联络巷11)  开切眼?上部采场6-----区段回风巷10----采区边界留10m的采区边界煤柱  ?掘硐室  第三步 安装通风设施 机电设备 试运转15天移交生产
运料系统?采煤面料 采区运输石门1---采区下部车场3----轨道上山4----上部车场6----区段回风巷10----工作面上口
  ?掘进面料 采煤面料采区运输石门1---采区下部车场3----轨道上山4----中部车场7’-----------8’区段回风巷9’区段运输巷-----掘进面
  运煤系统工作面煤 区段运输巷9------运输上山5-----采区煤仓12-----采区运输石门1--外运
  排矸系统 8’区段回风巷9’区段运输巷------中部车场7’----轨道上山4---采区下部车场3------采区运输石门1-----外运
  通风系统
  供电系统:从运上输入
  压风及安全用水系统 :(管路经运上)
  2、构成采区生产系统的巷道类型
  1、回采巷道― 直接为回采工作面服务 横向(沿走向);2、上山巷道― 为各区段服务 ,纵向(沿倾斜);3、采区上、中、下部车场 ― 联结上山与区段平巷 纵 ― 横相联; 4、硐室:绞车房、变电所、煤仓等。5、附属于上述各类巷道的联络巷。
  3、采煤系统分析
  采煤系统―回采巷道的掘进与回采工作在时间上配合及在空间上的相互关系。
  坡度---尽量布置水平巷道 方向-----与煤层走向一致
  机巷---直 轨巷-----平
  4、区段平巷的单巷布置和双巷布置
  双巷:第二条放移动变电站。有利于掘进通风、排水,有利于探煤
  缺点:电缆移设复杂,影响液压支架的通过,不能开缺口。 维护困难,掘进费用高。
  单巷:1)移动变电站在上巷,风流反向,小于10度;
  缺点:不能自开缺口。
  2)移动变电站在下巷,常用方式,皮带一般应靠下帮布置。
  适用于瓦斯含量不大、煤层埋藏较稳定、涌水量不大
  5、单工作面和双工作面布置
  对拉工作面:下工作面要比上工作面短,煤向上运,电机功率有限
  通风方式:第一种 中间进,上下回;或上下进,中间回;第二种 中下进,上回;错距小于5m,通常下超前上。
  优点:费用少,回采率高,生产集中,掘进量和维护量少,占用设备少。
  适用条件:非综采,煤层倾角小于12度,顶板中等稳定以上,瓦斯不大。条件还可放宽。
6、回采顺序 后退式 前进式 往复式 旋转式
7、区段无煤柱护巷
  有沿空留巷和沿空掘巷两种 好处可避开或削弱固定支撑压力的影响,能改善巷道维护状态,减少煤炭损失,减少掘进量,经济效果显著。
  沿空留巷(巷帮充填):工作面采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道
  分为前进式沿空留巷 后退式沿空留巷 和往复式沿空留巷
  适用于缓斜和倾斜、厚度在2m以下的薄及中厚煤层
  沿空掘巷
  特点:沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。
  适用条件:缓倾斜、倾斜,厚度较大的中厚和厚煤层。
  8、采场通风方式和回采巷道布置
  1、工作面通风的要求 :
  符合安全规程,防止上隅角瓦斯聚积;防漏风;通风系统简单;风巷断面足够。
  2、通风方式 有U、Z、Y、H、W型5种。
  单一长壁采煤法的应用 适用条件:顶
板易于冒落的缓倾斜、倾斜的薄、中厚及厚煤层(5.5m以下)。  第五章 倾斜煤层走向长壁下行跨落采煤法  1、基本概念 1、倾斜分层―将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层,然后逐层开采  2、回采顺序:下行式― 先采顶分层,依次下行回采各分层,垮落法管理顶板,称倾斜分层下行垮落采煤法  3、分层同采:在同一区段范围内,上、下分层工作面错开一定距离同时采煤,称:“分层同采”  4、分层分采 :在同一区段范围内,采完一个分层后再采下一个分层称“分层分采”或“大扒皮”?  2、示例  ?掘进顺序 第一步 岩石运输大巷1-----采区下部车场3----轨道上山5 运输上山4----采区上部车场6-----岩石回风大巷2?  第二步 第一区段上部总回风巷2---回风小石门13---上分层回风平巷15  第一区段下部 轨道上山5 运输上山4-----甩车场7 区段回风石门8---- 开切眼  区段轨道集中平巷9----联络斜巷11----上分层运输平巷14  同时掘硐室、车场  运煤系统 工作面---上分层运输平巷14(中分层运输平巷20)-----溜煤眼12----区段运输集中平巷10------区段溜煤眼18----运输上山4------采区煤仓19-----岩石运输大巷1  运料系统 岩石运输大巷1-------采区下部车场3----轨道上山5---采区上部车场6-----岩石回风大巷2---回风小石门13---上分层回风平巷15(中分层回风平巷21)---工作面  分层工作面所需料 岩石运输大巷1-------采区下部车场3----轨道上山5---甩车场7--区段轨道集中平巷9--------联络斜巷11----掘进工作面(上分层运输平巷14(中分层运输平巷20))  掘进出煤运送 上分层回风平巷15中分层回风平巷21------回风小石门13-----岩石回风大巷2----采区上部车场6-----轨道上山5----采区下部车场3岩石运输大巷1  上分层运输平巷14(中分层运输平巷20)--溜煤眼12---区段运输集中平巷10------区段溜煤眼18----运输上山4------采区煤仓19-----岩石运输大巷1  通风系统  3、分层平巷的布置形式 倾斜式布置(内错式 外错式) 水平式布置 垂直式布置  4、区段集中平巷的布置 优点P94  布置方式1)一煤一岩式――留煤柱,维护时间长,困难  2)机轨合一 优点:省一条区段集中巷和一些联络巷,维护量少,运输设备安装方便。  缺点:断面较大,速度较慢,没有煤巷定向。较好。尤其综采应用较多,挂中线定向掘进,上下允许有起伏。  位置 布置要求1巷道与煤层底板之间的垂直距离应不小于一定数值2将巷道布置在压力传递影响角之外3选择好的岩层 4 避开含水层、地质破碎带  分层平巷与集中平巷之间的联系方式 石门,斜巷和立眼。  分层同采的合理错距 超前掘进和回采的前提――基本稳定;滞后时间〉3-4个月,错距现场确定  5、无区段集中平巷的布置 优缺点P97  6、跨上山回采时的巷道布置 目的:不单是为回收上山煤柱。能减少自燃,改善上山应力状态,最主要是减少综采的搬家次数,200万/次 缺点:对石门破坏严重。  注意:1.底板岩石&10m。2.两面不能同时跨越。3.停采线不能与上山太近,&20m。4.不留区段煤柱,以防压上山。  7、无煤柱护巷时的巷道布置 沿空留巷――只在顶分层,中下分层无定论 沿空掘巷――恢复溜煤斜巷(书上P90),指有区段集中巷。 通过区段石门,没有区段集中巷。  8、采煤工艺特点 顶分层回采工艺特点 顶分层增加了为下分层铺设人工假顶或形成再生顶板的工作  人工假顶 1、竹笆、荆笆假顶 2、金属网假顶3、塑料网假顶  再生顶板 煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩层,冒落后注水或注泥浆,在上覆岩层重压下形成再生顶板。一般4 ---6个月胶结形成。  假顶下采煤工艺的特点 (一)假顶下支护及顶网管理(二)假顶下的放顶工艺(三)分层采高的控制  优点:1)有效解决中倾斜以下厚煤层开采时顶板支护和采空区处理问题;顶分层以下各分层矿压显现缓和。  2)安全;3)采出率高;4)技术经济指标较好。  缺点: 1)铺假顶工作量大;2)巷道维护较困难;3)生产组织管理工作较复杂;4)开采易自燃煤层,采取防自燃措施等。  第六章 倾斜长壁采煤法  倾斜长壁采煤法 ¾ 回采工作面沿煤层走向布置,沿倾斜(仰斜或俯斜)推进采煤。或长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。该法采煤量占总产量的12
%以上。  1、示例  单一倾斜长壁采煤法采煤系统  倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法采煤系统  2、采煤系统分析  1)、仰斜开采 ― 采面沿倾斜从下向上推进采煤。  适用:顶板稳定,煤质较硬;顶板淋水大;煤易自燃需注浆  2)、俯斜开采 ― 采面沿倾斜自上向下推进采煤。  适用:煤厚,倾角大,煤松软易片帮,瓦斯含量大。  3、单工作面与双工作面  1)、单工作面布置 炮采、普采、综采均可。 2)、双工作面(两面三巷) 普采、炮采。  1、前进式---- 回采工作面从大巷向井田边界方向推进采煤。  2、后退式回采----- 回采工作面从井田边界向主要水平大巷方向推进采煤。  3)、混合式-----往复式― 前进式与后退式回采相结合。  4、主要巷道类型  1、回采巷道― 为采面服务,沿煤层倾斜线或伪斜线开掘的斜巷2、水平运输和回风大巷 3、联接水平大巷与各煤层回采巷道的联络巷4、硐室 倾斜长壁取消了采(盘)区上(下)山巷道。布置方式 :井筒―井底车场―主石门―水平大巷―回采巷道  5、运输系统问题 1)运煤 ― 胶带机 2)辅运 ― 运送物料困难,长距离斜巷 多台小绞车; 无极绳运输; 单轨吊;卡轨车、 齿轨车  6、采煤工艺特点  煤层倾角对顶板稳定性影响: 1)、仰采 : (1) 顶板产生向采空区方向的分力(2)顶板受向下拉力,不易获得平衡 (3)煤壁易片帮(4)采空区顶板冒落滚向采空区(5)支架主要作用是支撑顶板  (6)支撑式或支掩式支架; 当倾角大于12度时,支柱迎山角为6度,设置复位千斤顶;防片帮装置,锚杆;大拉力的推移千斤顶  2)、俯采:顶板产生指向煤壁的分力 ;岩层受压力,顶板易平衡,稳定; 煤壁稳定, 不易片帮; 矸石易窜入采面; 支架支撑顶板,防矸石窜入工作面;支掩式:掩护梁上有防窜装置  7、评价及适用条件  1)、优点 (1)巷道布置简单,巷道掘进及维护费低,投产快。(2)运输系统简单,占用设备少。运输费用低(3)由于倾斜长壁工作面的回采巷道既可以沿煤层掘进,又可以保持固定方向,故可使采煤工作面长度保持等长,从而减少了因工作面长度的变化给生产带来的不利影响,对综采面机械化采煤非常有利。有利于普采工作面的集中生产。4)通风系统简单,风路短,通风构筑物减少。(5)对某些地质条件适应性强(6)技术经济效果比较显著。  2)、 缺点(1)长距离倾斜巷道辅运和行人困难; (2)当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁的要求; (3)大巷装车点多;(4)存在着污风下行问题。  3)、适用条件 (1)倾角在12度以下的煤层,效果最好。 (2)采取一定技术措施,可适用于12度--- 17度的煤层。 (3)可据地质构造的特点采面呈伪斜布置。 (4)不同采深、围岩特性、沼气涌出量及水涌出量均可采用倾斜长壁开采 。(5)据不同倾角,同一矿井亦可采用倾斜长壁和走向长壁配合开采。  第七章 放顶煤采煤法  1、基本特点及类型 概念:在缓斜厚煤层的底部(或煤层上部某一范围的底部)布置长壁 工作面用常规方法进行采煤,随该工作面推进,利用矿山压力或人工破碎方法,将顶煤破碎,而后将顶煤放出,由采面运出。 基本特点:采底层,上部冒落放出,高位、中位、低位,过程,不充分碎裂体,较充分,冒落放出  基本类型 1、一次采全厚放顶煤开采2、预采顶分层网下放顶煤开采3、倾斜分层放顶煤开采  2、放顶煤开采支护设备  单输送机高位放顶煤支架 煤尘大、采放不能平行作业、回收率低双输送机中位放顶煤支架 双输送机低位放顶煤支架 后输送机铺在底板上,煤尘小,有发展前景  3、矿压显现特点及顶煤破碎机理 顶煤破碎机理 煤层的采出必然造成煤壁前方的应力集中,即形成支承压力。随工作面的继续推进,顶煤又先后承受顶板和支架的作用。顶煤破碎是支承压力、顶板活动(回转)及支架支撑共同作用的结果。其中支承压力对顶煤有预破坏作用,是顶煤实现破碎的关键,顶板回转对顶煤的再破坏作用使顶煤进一步破碎,但它是以支承压力的破煤作用为前提。而而支架仅对下位2--3M范围的顶煤作用较为明显。  顶煤破坏过程  破坏发展区:受顶板回转作用,煤壁前方附近顶煤发生破坏,裂隙扩展,位移增大。  裂隙发育区:支架反复支撑,控顶区内的顶煤形成发育的裂隙。支架反复支撑,形成交变应力,破碎效果提高。梁长顶煤破碎加剧,顶上易冒空。支架反复支 撑的次数n与顶梁长度L及截深B有关。  垮落破碎区:顶煤完全破坏,失支连续性,在支架后方垮落放出。  4、放顶煤工艺特点 顶煤放出规律 椭球体放矿理论认为:矿石在采场破碎后,是按近似椭球体形状向下自然流动下来的,即原来所占的空间形状为一个旋转椭球体,放煤椭球体表面上的颗粒将大体同时到达放煤口。  放煤步距(循环放煤步距): 在工作面推进方向上,前后两次放顶煤之间工作面推进的距离。  确定放煤步距原则:顶煤充分破碎,提高采出率,减少煤矸混杂。  放煤方式:放顶煤工作面放煤顺序、次数和放煤量的配合方式  1)、多轮、分段、顺序、等量放煤 2)、多轮、间隔、顺序、等量放煤3)、单轮、间隔、多口放煤 4)、单轮、多口、顺序、不等量放煤
5、工作面长度及推进长度 合理的工作面长度应是在一个生产班内能将工作面内的顶煤全部放完。  煤炭采出率 国家规定:厚及特厚煤层的采区煤炭采出率不得低于75%。采区内的煤炭损失可分为工作面内和工作面外的两部分。  工作面内煤炭损失分析 初采损失率 末采损失率 端头损失率 采煤工艺损失率  6、适用条件及评价  优点 单产高;效率高;成本低;巷道掘进量小;减少了搬家倒面次数,节省了采煤工作面的安装和搬迁费用;对煤层厚度变化及地质构造的适应性强。  问题不足 煤损多;易发火;煤尘大;瓦斯易积聚。  适用条件 1) 煤层厚度:M = 6----10m为佳,过小易超前冒顶,过大破坏不充分;2)煤层硬度 煤的坚固系数应小于3 3)煤层倾角 倾角不宜过大否则支架易滑倒 4)煤层结构 5)顶板条件 应具有随顶煤下落的特性 6)地质构造 7)自然发火、瓦斯及水文地质条件  第八章 急倾斜煤层采煤法  1、急倾斜煤层采煤法特点 (1)采煤工作面采下的煤块能自动下滑,从而简化了采煤面的装运工作,但下滑的煤块和矸石容易冲倒支架,砸伤人员,给生产带来不安全因素(2)急斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓斜煤层要小,而沿倾斜作用的分力较大,煤层顶底板都有可能沿倾向滑动,支架稳定性大,因而增加了回采和支护工作的复杂性。(3)采煤工作面的行人、运料、落煤、支护、采空区处理等各项工序的操作都比较困难,增加了机械化采煤的难度。为克服这些困难,采用了多种多样的采煤工作面的布置形式和推进方向,因而构成了各种各样的采煤方法。(4)采区中的一组上山眼的布置可以溜煤眼代替缓斜煤层中的运输上山,而以运料眼代替轨道上山;为了安全,分段设行人眼;出矸时还需另设溜矸眼。(5)一般来说,急斜煤层都经历过强烈的地质变动,地质构造复杂,围岩条件较差;再加上采煤工作面推进速度慢,采出率较低。因而,采区走向长度比缓斜煤层要小。  2、急斜煤层走向长壁采煤法  1)倒台阶采煤法 采煤工作面呈倒台阶形 优点:巷道布置简单;掘进率低;通风系统简单;采出率高;对地质条件的适应性强。 缺点:工艺多,操作复杂,劳动强度大,支护技术要求高;坑木耗量大;煤尘大,安全性差;技术经济指标低。 适用:煤层赋存变化大,厚度小于2m的煤层。  2)俯伪斜走向长壁采煤法 特点:采煤工作面成直线形按俯伪斜方向布置,沿走向推进;用分段水平密集切顶挡矸隔离采空区与回采空间;工作面分段爆破落煤,煤炭自溜运输。  优点:采面伪斜直线布置,减少了煤、矸下滑速度,有利于防止冲倒支架和砸伤人员,改善了工作面安全生产条件;同时因为工作面伪斜直线布置,改善了工作面顶底板受力状况,相对增加了稳定性,不会大面积出现推底和顶板拉裂现象;在区段垂高相同条件下,工作面有效利用率比台阶采煤法高,为提高单产、改善工作面近煤壁处的通风状况及实现机械化采煤提供了条件;分段走向密集除切顶外主要起挡矸作用,拦截采空区矸石,在工作空间与顶板冒落区之间形成一个自然填充带,使基本顶来压滞后较远,减缓了基本顶来压的作用,减少了工作面支柱的损耗量及维修工作量。 问题:工作面支柱回采工作量仍很大,工人操作还不够方便;分段密集支柱下方的三角区通风条件较差,易积聚瓦斯;煤层顶板有淋水时,劳动环境比较差。 适用 倾角40度以上,顶板中等稳定,煤壁易片帮,工作面采高不超过2m的低瓦斯煤层,或不宜使用伪倾斜柔性掩护支架采煤法的不稳定急斜薄及中厚煤层。  3、伪倾斜柔性掩护支架采煤法  伪斜柔性掩护支架采煤法 ― 采面呈直线伪斜布置,沿走向推进,并用柔性掩护支架隔离采空区,工人在掩护支架下采煤.  回采工作 ― 准备、回采、收尾  ?准备回采 将回风巷扩宽到煤层顶底板,从切眼外?  5m处挖地沟 在扩宽的回风巷里安掩护支架  ?  掩护支护调斜 将掩护支护调斜成伪斜工作面,  斜角为25--30度  正常回采 1)接长掩护支架 ― 采煤 ―溜煤眼上留巷拆支架 在回风巷接长掩护支架,超过上出口8 ~ ----10m 2)采煤 ― 炮采 打眼- 装药- 联线- 放炮(全采面一次爆破或分段爆破)出煤(铺溜槽)- 调支架等。3)拆支架 ― 在采面下端将支架放平,并留出空间1.2m高,拆除支架  收尾 1) 在停采线一侧掘两条收尾上山 ―走向间距8---
--10m,用联络眼贯通 2)支架安装到收尾上山处,不再接长 3)随采煤下放前端支架,伪斜角逐渐变小,并拆除上端多余的支架,放平支架。 4)全部拆除支架  优点 巷道布置和生产系统简单、掘进率低;利?  用掩护支架把工作空间与采空区隔开,大大简化了复杂繁重的顶板管理工作,为安全生产和三班出煤创造了良好条件;工作面煤炭自溜运输,减轻了繁重的攉煤劳动。经济技术效果高。  缺点:支架结构不完善,不能调节宽度,适应性差; 如有淋水,劳动条件差; 采面仅一组工人工作,工艺待改进; 煤尘大,工作环境差;支架拆除费事;无法排除矸石,降低煤质。  4、水平分段放顶煤采煤法  水平分段放顶煤采煤法 ― 在急斜煤层中,按一定高度分成若干个分段。在分段的底部布置采煤工作面,先采出底部工作面的煤,随即放出上部顶煤的方法。  5、仓储式采煤法 优点: 巷道布置简单,生产系统简单。 工序少、效率高,取消支回工序。 坑木耗量少。 劳动强度有所减轻。 缺点:采出率低; 煤质不易保证; 使用条件要求严格。  6、水平分层及倾斜分层采煤法 水平分层采煤法是把急斜厚煤层划分成若干个与水平面相平的分层,每个分层厚度为2-3M,并在每个分层内布置回采巷道,形成采煤工作面,然后依次地进行回采,采煤工作面沿走向推进。倾斜分层采煤法的分层方法是分层面与水平面成25--30度夹角。  第九章 柱式体系采煤法  第十章 采煤方法的选择及发展  采煤方法选择的原则 1.生产安全2.经济合理3.煤炭采出率高  影响采煤方法选择的主要因素 1、地质因素 (1) 煤层的倾角 ;(2)煤层的厚度(3) 煤层及围岩特征;(4)煤层中的地质构造;(5) 煤层的涌水量、瓦斯涌出量及煤的自然发火性 。 2、技术发展及装备水平的影响3、管理水平因素  采煤方法的发展方向 (1)不断改进采煤工艺,发展机械化;(2)改进巷道布置,优化采区系统和参数;  (3)缓斜、倾斜厚煤层开采:大采高综采一次采全厚 ;厚煤层放顶煤采煤法 ;倾斜分层下行垮落采煤法 (4)薄煤层机械化开采;(5)无煤柱护巷技术; (6)急斜煤层开采技术;(7)三下”采煤问题中充填采矿方法 ;(8)连续采煤机为特征的柱式体系采煤法;(9)采煤工艺是采煤方法的核心,改善采煤工艺主要依赖于回采设备(尤其是支护、采煤设备)的改进。 (10)用系统发展的观点分析采煤方法的各项参数及其优化组合,发展采煤方法选择及优化设计的方法,把采煤方法的研究和完善提高到一个新水平。  第十一章 准备方式的类型及其选择  1、准备方式 准备巷道――为一个采区或数个区段服务的巷道。 准备方式 ――准备巷道的布置方式。  选择准备方式的基本原则 合理集中生产,使采准巷道系统有合理的生产能力和增产潜力;巷道系统简化,减少巷道掘进及维护工程量;生产系统完善,功能齐全,为机械化和自动化创造条件;煤损少,有利于提高采出率;安全好,符合《安全规程》的有关规定。  准备方式分类 按煤层赋存条件――采区式、盘区式及带区式。采区 ― 广泛采用;带区 ― 12度以下煤层,多分带组成带区。盘区 ― 近水平煤层,井田不划分为阶段,而直接划分为盘区。  按开采方式 上山采(盘)区与下山采(盘)区准备。上山采区 ― 开采水平(标高)之上的采区。 下山采区 ― 开采水平(标高)之下的采区。 高瓦斯矿井不宜用下山开采。  按采区上下山布置 单翼采区 双翼采区 跨多上山采区准备 单翼采区或盘区 采区或盘区的主要巷道(上山、下山或石门)布置于采区或盘区一翼。 双翼采区或盘区 采区或盘区的主要巷道(上山、下山或石门)布置于采区或盘区中部。 跨多上山采区或跨多石门盘区  按煤层群开采时的联系 单层准备与联合准备 单层准备 ― 各煤层独立布置准备巷道及生产系统。  联合准备 ― 几个煤层共用一套准备巷道及生产系统。 联合准备 :集中上山(共用上山)和区段集中平巷(共用区段平巷) 共用上山,不共用区段平巷  ?  2、采区式准备 1)煤层群单层采区准备方式 特点:  (1)一组上山及相应的硐室外和车场只为一个煤层服务,或者说各煤层单独布置采区;  (2)和大巷相联的采区石门贯穿若干煤层采区;  (3)解决的问题:采区走向长度;合理布置上山(位置);划分区段, 采区车场形式等。  2)采区多煤层联合准备方式 采区集中上山联合布置  3)煤层群分组集中采区联合准备方式 特点: (1)按层间距不同,分为若干组;(2)每组煤层集中联合准备采区;(3)采区石门贯穿若干独立采区。  缓倾斜、倾斜煤层采区准备方式的选择 主要因素:煤层间距及技术装备条件 联合准备的优
缺点P189  技术发展趋势 趋势―单层化准备方式,少开岩巷,多开煤巷。 原因P189  急斜煤层采区式准备的特点 上山眼数目至少有三条,为采区溜煤眼、采区运料眼和采区行人眼。采取内有矸石运出时,还需增设采区溜矸眼;涌水量大时,还应增设泄水眼。  3、盘区准备方式  盘区 ― 近水平煤层的采区。 盘区分类:按盘区主要巷道位置分: 上山盘区 下山盘区 石门盘区 按开采煤层数目分: 单一煤层盘区 联合布置盘区  上(下)山盘区------上(下)山盘区单层准备 上山盘区集中上山联合准备  石门盘区集中平巷联合准备 石门盘区 ― 自水平运输大巷开掘石门作为盘区主要巷道时,该盘区称石门盘区。 石门盘区的优缺点P194  4、带区准备方式 带区 ― 倾斜长壁分带开采的采区。 基本形式-----相邻分带的带区准备与多分带的带区准备  第十二章 煤层群开采顺序  1、缓斜及倾斜煤层群的开采顺序 下行式开采顺序:先采上煤组或煤层,后采下煤组或煤层。  上、下层采面超前关系 当上、下层间距较小,上、下采面应保持合理的超前关系。  2、急倾斜煤层开采顺序 技术措施P205  第十三章 采(盘)区准备巷道布置及参数分析  1、区段集中巷 ― 煤层群联合布置采区,在煤层或煤组下煤层(或岩石中)布置为区段内各煤层生产服务的巷道或为一个区段的几个煤层或几个分层服务的平巷。区段集中运输平巷(集中机巷):集中出煤。  区段集中轨道平巷(集中轨巷):运送物料等。  布置区段集中平巷的目的------减少分层区段平巷的维护时间,降低维护费;布置能力大的集中运输系统,减少设备占有数;分层同采,合理集中生产。  2、区段集中平巷的布置方式 1)机轨分煤岩布置 (一煤一岩)布置特点:运输集中平巷置于煤层底板岩石内;轨道集中平巷置于煤层内。 区段集中巷与超前平巷间的联系方式-----石门 斜巷 立眼  2)机轨双岩巷布置 布置特点双岩巷相同标高布置;平行布置于同水平底板岩层中,掘进联系方便。  3)机轨合一巷布置 布置特点:胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内  4)机轨双煤巷布置 布置特点 运输集中巷和轨道集中巷均置于下部薄及中厚煤层中。  3、采(盘)区上下山布置  4、确定采区走向长度主要影响因素 (一)地质因素(二)技术因素 区段巷道的掘进、维护、运输、供电等因素。(三)经济因素  5、采区生产能力 采区生产能力―采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面产量之和,单位一般是万吨/年  6、采区采出率 采区工业储量 - 开采损失  采区采出率= ―――――――――― *100%  采区工业储量  开采损失:(1) 采面落煤损失:3---- 7%(2)区段煤柱、上山煤柱、采区边界煤柱等  工作面实际出煤量  工作面采出率=――――――――――― *100%  工作面实际储量  提高采出率途径:减小煤柱损失;尽量回收煤柱;合理加大采区尺寸;减少工作面损失。  第十四章 采区车场  1、基本概念:采区车场:采区上(下)山与区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道及硐室。  作用:在采区内运输方式改变或过渡的地方完成转载工作。 采区车场巷道:甩车道、存车线、联络巷道及各种硐室。  2、车场分类按地点分: 采区上、中、下部车场 按服务对象分:主提升甩(平)车场; 辅助提升甩(平)车场。 按线路布置分: 单道起坡甩(平)车场; 双道起坡甩(平)车场。  3、矿井轨道:巷道底板铺设的道床、轨枕、钢轨和联结件等。 矿井常用轨型有:24、18、15、11等。  4、采区上部车场 采区上部车场 ― 采区上山与采区上部区段回风平巷或阶段回风大巷之间一组联络巷道和硐室。 分为平车场、甩车场、转盘车场  采区上部平车场 布置特点: “轨道上山”以水平的巷道与阶段回风大巷相连,并在平巷内布置储车线及调车线。绞车房与回风大巷在同一水平。 据调车方向分:顺向平车场,逆向平车场 顺向平车场―车辆进入储车线方向与提车线方向一致; 逆向平车场―车辆进入储车线方向与提车线方向相反  采区上部甩车场 布置特点:1)“轨道上山”以倾斜的甩车道与区段回风平巷(或石门)相连,在平巷内设储车线及调车线。2)绞车房高于回风水平。3)按甩车方向,上部甩车场可分: 单向甩车 双向甩车  采区上部甩车场优点:调车省力;通过能力大,可减少工程量。缺点 绞车房高,不易维护,绞车房有下行风。  5、采区中部车场形式选择及线路布置 采区中部车场―联结上山和中部区段平巷的一组巷道和硐室。一般为甩车场 按甩入地点不用分为---绕道式 石门式 平巷式 按甩车方向分为-----单向甩车场 双向甩车场  6、采区下部车场形式选择及线路布置 采区下部车场―采区上山与阶段运输大巷联接处的一组巷道和硐室的总称。由采区装车站和辅助提升下部车场组合而成。 按装车地点不同,采区下部车场可分为:大巷装车式;石门装车式;绕道装车式。  大巷装车式下部车场 优缺点及适用条件 优点:布置紧凑,工程量省;调车方便。缺点:影响大巷通过能力;绕道维护量大 适用条件:顶绕式―上山倾角&12°,起坡点落在大巷顶板,且顶板围岩稳定的条件。底绕式―当上山倾角&12°,上山提前下扎于大巷底板变平,且底板围岩稳定的条件。  石门装车式下部车场 优缺点
及适用条件 优点:工程量小;调车方便,通过能力大,不影响大巷运输。  缺点:石门长度有时不够长,就要将车场延伸到煤层平巷内或延长石门。适用:煤层群联合布置的采区。  绕道式下部车场 优缺点及适用条件优点:不影响大巷运输能力。缺点:工程量大;调车时间长。  适用:采区生产能力大;矿井一翼有两个采区同时生产;不宜布置石门装车站时采用。  辅助提升车场 采区辅助提升车场 ― 采区下部用于掘进出煤、出矸、进料等的转运站。  7、采区峒室 采区煤仓 采区绞车房 采区变电所
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