采煤工艺与采煤方法共35页文档
采煤方法及工艺设计
第四章采煤方法及工艺设计第一节设计回采工作面概况4.1.1煤层赋存情况据相邻生产矿井开采和钻孔揭露资料，该矿井含煤地层为石炭系太原组，二叠系山西组、石盒子组，主要含煤地层厚约620m，共含煤27层，煤层总厚度8.48m，含煤系数1.37%，可采煤层有太原组底部的一1煤层和山西组下部的二1煤层，两层煤平均厚5.95m，可采含煤系数为0.96%。
其余各煤层均不可采或偶见可采点.本煤层在当地俗称炭煤，赋存于太原组底部，L1+2灰岩为其直接顶板，煤层发育为独立分层时，直接顶板为粉砂岩、砂质泥岩和泥岩；本溪组铝质泥岩为其直接底板。
上距二1煤层60m左右；下距奥陶系灰岩一般10m左右。
据矿井内43个钻孔、邻区9个钻孔，煤层厚度0~2.32m，平均0.97m，煤层层位稳定，结构简单，含1层夹矸。
该煤层矿井浅部采空区煤厚0.80~1.00m，多为可采区域；矿井深部煤厚多为0.50m左右，绝大部分为不可采区，煤层不可采的主要因素是其夹矸增厚，使煤层分岔为上、下分层，其夹矸层位稳定，厚度变化较大（0.30~3.45m），由于煤层上、下分层都较薄（0.25~0.55m，一般0.4m），夹矸厚度大于上下分层而不可采，一1煤层为较稳定型大部可采之薄煤层，煤层赋存标高+250m~–210m，埋深70~530m。
4.1.2煤质特征物理性质：本煤层为灰黑色，以块煤为主，似金属光泽，贝壳状断口为主，阶梯状、参差状断口次之，煤的硬度较大。
煤层上部呈薄层状光亮型煤为主，下部为中厚层状属光亮型和半亮型煤，中部夹有一层厚0.20m 左右之半暗型或暗淡型煤。
煤的真密度为 1.92 t/m3，视密度为1.64t/m3。
本煤层显微煤岩镜质组占有机组份的96%，其次为丝质组；无机组份主要为硫化物，其次为粘土矿物。
化学性质：⑴灰分（Ad）：本煤层原煤灰分为11.07~31.86%,平均20.03%，属中灰煤。
⑵全硫（St，d）：本煤层原煤全硫（St，d）平均为4.58%，属高硫煤，但经洗选后硫分可降低至1.1%。
采煤方法及工艺
采煤方法及工艺2007-11-23 14:455.2 采煤方法及工艺5.2.1 采煤方法及工艺的选择, 应符合下列规定:1 选择采煤方法, 应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、设备状况及其发展趋势等因素, 以安全、高效、低成本、高回收率为目的, 经综合技术经济比较后确定；2 大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主, 条件适宜的中型矿井, 也宜采用综采工艺；3 设计生产能力3.OMt／a及以上的矿井, 条件适宜, 应采用先进成套综采设备, 设计高产高效采煤工作面。
5.2.2 缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺的选择, 应符合下列规定:1 缓倾斜、倾斜煤层一般应采用长壁采煤法。
当煤层倾角大于12°时, 宜采用走向长壁采煤法后退式开采；当煤层倾角小于12°且条件适宜时, 可采用倾斜长壁采煤法后退式开采；2 低瓦斯矿井, 地质构造简单, 煤层厚度小于2.5m, 煤层不易自燃, 可采用长壁采煤法前进式开采；3 煤层倾角大于35°时, 可采用伪斜走向长壁采煤法后退式开采；4 地质条件、煤层赋存条件及开采技术条件适宜时, 可采用连续采煤机开采的房柱式或短壁采煤法；5 厚度5m以上的无煤与瓦斯突出危险煤层, 符合现行《综合机械化放顶煤开采技术规定》条件的, 宜采用综放开采工艺。
不具备综放开采条件的, 应采用分层综采或分层普采工艺；6 厚度4.0～5.5m的煤层, 地质构造较简单、煤层赋存稳定、煤层较硬, 宜采用一次采全高综采工艺。
不具备一次采全高综采工艺条件的, 宜采用分层综采或普采工艺；7 厚度1.5～4.Om的煤层, 地质构造简单、煤层赋存稳定, 应采用综采工艺。
不具备综采条件的, 宜采用普采工艺；8 厚度1.5m以下的煤层, 条件适宜, 应积极推行薄煤层综采工艺。
不具备综采条件的可采用普采工艺。
5.2.3 急倾斜煤层采煤方法及工艺的选择, 应符合下列规定:1 厚度大于15m的无煤与瓦斯突出煤层, 条件适宜, 应采用水平分段综采放顶煤工艺。
采煤方法
采煤方法采煤方法包括区内采煤系统和采煤工艺两部分。
（一）采煤系统采煤巷道的掘进一般是超前于回采工作面工作进行的，它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置，称为采煤巷道的布置系统。
也即采煤系统。
实际生产过程中，有时在采煤系统内会出现一些诸如采掘接续紧张、生产与施工相互干扰的为题，应在矿井设计阶段或者掘进工程施工前统筹考虑解决。
（二）运煤系统运煤系统实际上就是把煤炭从采场内运出。
并通过一些关联的巷道、井硐最后运到地面的提升运输路线和手段。
各种矿井开拓方式和不同的采煤方法都有其独特和完善的运输方法。
（三）通风系统通风系统包括通风方法，通风方式和通风网络。
一般分为抽出式通风、压入式通风及抽出压入混合式通风三种。
（四）运料排矸系统煤矿井下掘进、采煤等场所所需要的材料、设备一般都是从地面从副井经由井底车场、大巷等运输的；而采煤工作面回收的材料、设备和掘进工作面运出的矸石又要由相反的方向运出地面，这就形成了运料矸石的运输系统。
可见不同的矿井不同的工作地点，运料排矸的路线也不相同。
（五）（排水系统）为保证井下的安全生产，井下的自然涌水、工程废水等都要必须排出井外。
由排水沟、井底水仓、排水泵、排水管路等形成的系统，其作用就是储水，排水、防止发生矿井水灾事故。
一般情况下，水仓的容量、水泵的排水量等等，只比正常的涌水量略大一些，如何合理的配备备用设施应根据具体的水文地质确定，既不要长期闲置，又要能应对中小型的突发涌水。
（六）供电排水系统。
煤矿正常生产需要许许多多的相关辅助系统。
矿井供电时非常重要的一个系统。
它是采煤、运煤、通风、排水等系统各种机械、设备运转时不可缺少的动力源网络系统。
为了确保矿井生产的安全，一般采用双回路的供电方式，在一条供电线路发生故障的时候能够及时切换到另一条线路进行供电，对于供电要求严格的矿井，还可以采取双电源双回路的供电方式。
总而言之，矿井的生产系统既各自独立运行有相互关联，要搞好煤矿的安全生产，提高经济效益、必须协调的有效的使各生产系统都保持正常运作。
采煤方法和采煤工艺(炮采、综采)
3 1
2
房柱式采煤法示意图 1—房；2-煤柱；3—采柱
第三节 采煤工艺
采煤工艺又称回采工艺，它是指采煤工 作面各工序所用方法、设备及其在时间、 空间上的相互配合关系。
在采煤工作面进行煤炭生产的采煤工 艺有5个工序组成：破煤、装煤、运煤、 支护、采空区处理。
我国目前普遍采用的采煤工艺有：爆 破采煤工艺、普通机械化采煤工艺、综合 机械化采煤工艺。
3 LZ
，要求顶板较
1
1
2
稳定。
1
2
3
2
3
3
1
2
3
(c)
3）液压支架成组整体顺序式移架
2
2
支 架 分 组 ， 每 组 23 架。组内联动，整体 移架，组间顺序前移。 移架快，质量不易保 证，一般有大流量电 液阀成组控制，适用 煤层地质条件好的工 作面
11Leabharlann 12 LZ(d)
3 LZ
(e)
1
1
2
2
2
3.3.4、放顶煤
滚筒钻入法进刀示意图
3.3.2、推移输送机
推移前部输送机在输送机运行中进行。推移 时遵循自下（上）而上（下）顺序推移的原 则，弯曲段长度不得小于15m,保证不得出现 死弯，不能有两处以上弯曲段，不得任意分 段或从两端向中间挤移。
3.3.3、液压支架的移架方式
移架方式： 单架依次顺序式 分组交错式 成组整体顺序式
放煤过程中，严格按单双号间隔多轮次多循 环中位放煤法进行放煤，具体步骤如下：
⑴编号方法 把工作面10架为一眼场，每眼场内把放煤口自
机尾向机头依次编号为1、2、3、4、5、 6……。
⑵单双号间隔放煤
即先在每眼场的1、3、5、7、9架放煤，然后 再在2、4、6、8、10架放煤。每眼场只设一 个放煤口，全工作面最多同时允许2～4个口 放煤，严禁多开口放煤，瓦斯浓度达到0.4% 时严禁放煤，采取措施，进行处理。
采煤工艺
采煤方法教案第一节概述一、采煤方法的概念采煤方法包括两方面内容：采煤系统和回采工艺。
采煤系统，是指采区巷道的布臵方式，掘进和回采的顺序安排以及采区的通风、运输系统。
回采工艺，是指人们根据煤层赋存条件在回采工作面运用某种技术装备进行落煤、装煤、运煤、支护及采空区处理等工作，以及这些工作如何配合的生产方式。
不同的采煤系统和回采工艺相配合，就形成不同的采煤方法。
下面介绍几个有关的基本概念。
1、开采单元为了对井田进行有计划按顺序地开采，需要把井田划分为阶段，阶段再划分为采区，在采区内布臵工作面进行开采。
因为每个采区都有其相对独立的煤炭运输、通风辅助运输和动力供应等系统，并独立进行开采，故称每个采区为一个开采单元。
2、采场直接用来采出煤炭的工作场所及为其服务的巷道，统称为采场。
3、回采是指在采煤场所为了采取煤炭所作的一切工作，统称为回采。
4、回采工作面是指开采煤炭的主要场所。
在实际工作中，往往把采场也称为回采工作面或采煤工作面。
5、采煤方法在开采单元范围内，直接从回采工作面安全、有效、经济地获取煤炭并运出开采单元所采用的方法。
它包括采煤系统和采煤的回采工艺两大部分内容。
应该指出，采煤系统和回采工艺的选择与确定，都是以矿山具体地质条件及技术条件为依据，所以，不同的矿山地质条件与技术条件就会要求有不同的采煤系统与相应的回采工艺，这就形成了不同的采煤方法。
采煤方法是多种多样的，按照煤层的埋藏条件和开采技术水平，我国煤矿目前采用的采煤方法主要有：1）对缓倾斜及倾斜煤层，煤厚约在2.8m以下的，采用单一走向长壁采煤法；煤厚在2.8-8m的，一般采用倾斜分层下行垮落采煤法；煤厚在8m及以上的，采用倾斜分层水砂充填或风力充填采煤法。
（现在对于煤厚在6m及以上的，可采用放顶煤开采）2）对急倾斜煤层，煤厚在2m以下的，一般采用倒台阶采煤法或伪斜工作面矸石充填采煤法；煤厚2-6m，且煤层厚度不大的，采用掩护支架采煤法；6m及以上的，一般采用水平分层或斜切分层采煤法。
采煤工艺
E
3、斜切进刀
分为割三角煤进刀和留三角煤进刀的斜切进刀 1）割三角煤的端头斜切进刀方式 (a) 割底煤至工作面下端部 (b) 返向沿输送机弯曲段运行，上行割顶煤切入煤壁，直至 完全进入输送机直线段 (c)推移输送机机头及弯曲段成一直线； (d)采煤机返向下行沿顶板割三角煤直至工作面下端部； (e) 进刀完毕,上行正式割煤，至斜切进刀终点位置时，滚筒 沿顶板割煤。
a：右工作面，使用左螺旋滚筒，逆时针旋转； b：左工作面，使用右螺旋滚筒，顺时针旋转
（二）采煤机的割煤方式
普采面的生产是以采煤机为中心的。采煤 机割煤以及与其他工序的合理配合，称为 采煤机割煤方式。采煤机割煤方式选择是 否合理，直接关系到工作面产量和效率的 提高。
1.双向割煤，往返一刀
一般中厚煤层单滚筒采煤机普采面采 用这种割煤方式。当煤层倾角较大时， 为了补偿输送机下滑量，推移输送机必 须从工作面下端开始，为此可采用下行 割顶煤、随机挂梁，上行割底煤、清浮 煤、推移输送机和支柱的工艺顺序，如 下图所示。
1）炮眼的平距 煤层的硬度f=1~1.5 顶梁长度一般12m 工作面进度0.81.2m 一般1.21.5m的钎杆 为保护顶板，保护支护，不 使煤崩到采空区，要合理装 药
1.2
0.3 0.4
1 ~ 1.2
(b) 对眼
2）炮眼角度：
A 炮眼与煤壁水平夹角为 50～80°，软煤取大值，硬 煤取小值； B 顶眼在垂直上向顶板方向 仰起5～10°； C 底眼在垂直面上向低板方 向保持10～20°的俯角。
6m
1 2
3
4
5
(b)
三、炮采工作面支护和采空区处理
1、炮采工作面支护 支护装备： 木支柱 单体摩擦支柱 单体液压支柱 （70年代中期） 国营重点煤矿用 单体液压支柱+金属绞接 顶梁
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（三）爆破的有关规定
爆破工要分开存放炸药、雷管
专用爆炸材料箱, 加锁
严禁将电雷管斜插入药卷中部或捆在药卷上, 要由药卷顶 部装入
装药卷前要清除煤粉 应用水炮泥
孔深 m
小于0.6
0.6～1 大于 1m
2.“∞ ”字形割煤，往 返一刀
其特点是在工作面中部辅送机设弯曲段，其过程 为: 在图(a)状态采煤机从工作面中部向上牵引， 滚筒逐步升高，其割煤轨迹为A—B一C在图(b) 状态采煤机割至上平巷后，滚筒割煤轨迹改为 C—D一E一A同时全工作面输送机移直；在图(c) 状态滚筒割煤轨迹为A--E—B—F，工作面上端开 始移辕送机；在图(d)状态滚筒割煤轨迹为F— G—A，全工作面煤壁割直，而输送机机槽在工作 面中部出现弯曲段，回复到图(a)状态。
(d)
2.处理采空区方法
垮落法 充填法 煤柱支撑法 最常用的是全部垮落法。 回柱放顶撤除支架，让顶 板垮落 放顶步距: 相邻两次放顶间隔的距离 放顶步距等于最大控顶距 与最小控顶距之差。
0.3 m
3m
1m
(a)
5m (b)
(c) 3m
(d)
四、爆破采煤新工艺
采用毫秒爆破与抗炮崩单体液压支 柱、双速或大功率刮板输送机三项 技术（设备）的配套, 并辅之相应的 劳动组织管理, 形成新的炮采工艺。
一、爆破落煤
钻眼、装药、封炮泥、联炮线、放炮等工序 钻眼爆破效果影响后续工序的工作量、工作 难度和安全。 爆破落煤技术要求: 保证规定进度、工作面平 直、不留顶煤和底煤，不破坏顶板，不崩倒 支柱和不崩翻工作面输送机，崩落煤炭高度 和块度适中，尽量降低电雷管和炸药消耗。 根据爆破落煤所用电雷管不同，可分为:
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适应条件
1、煤层倾角小于15°或近水平。
2、煤质较松软，层节理发育、顶煤易于破碎 冒落。中间没有不易破碎的夹石层及硬煤层（ƒ＜ 3.0）。
3、直接顶较厚，且能随采随冒，自然发火期 在3个月以上，无瓦斯突出等。
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综采放顶煤采煤工艺
规程规定支护
放顶煤工作面严禁采用木支柱、金属摩擦支柱 支护方式。有下列情形之一的，严禁采用单体液 压支柱放顶煤开采：
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综合机械化采煤工艺
综采工作面设备
滚筒采煤机（或刨煤机）、液压支架、可 弯曲刮板输送机、桥式转载机、可伸缩带式输 送机、乳化液泵站、供电设备、集中控制设备、 单轨吊车以及其他辅助设备等。
其中“三机”是关键，要符合工作面的条 件，并在生产能力、设备强度、空间尺寸等方 面配套。
采煤工作面的三直是指煤壁直、刮板输送机直、支架直
3、倾角大行人、运输、回采的操作条件困难， 必须采区有效措施。
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特殊条件下的采煤工艺
分类
1、采煤工作面过断层 2、综采工作面过陷落柱 3、综采工作面过褶曲带 4、综采工作面通过旧巷道
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综合机械化采煤工艺
落煤、装煤、运煤
⑴落煤与装煤。其与普采相似，但采煤机的
割煤方式
割煤方式---采煤机割煤以及与其他工序的合理配合。
有区别。综采一般主要采用双向割煤、往返一次
进两刀和斜切式进刀方式。
⑵运煤。煤由工作面重型可弯曲刮板输送机 运到工作面的下端，转载到工作面下端所铺设的 桥式转载机上，经运输平巷中所铺设的可伸缩带 式输送机，运到采区运输上山（下山）中的带式 输送机上，然后进入煤仓。随着工作面的向前推 进转载机和可伸缩带式输送机不断交替推进前进。
采煤方法与采煤工艺
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采煤机 简介：
刨煤机 刨煤机是根据刨削原理工作的浅截深(一次刨深在50～100mm) 采煤机。
刨煤机组：由刨煤机、可弯曲刮板输送机、液压推装置和电气控制等部 分组成。在我国使用较少。
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普采工艺
工作面运煤： 一般采用刮板输送机运煤。 每隔6m设一个液压千斤顶， 机头机尾各3个。 弯曲段长度15m。
钢丝绳、有链牵引、无链牵引（行走）
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普采工艺
采煤机割煤方式： 单向割煤，往返进
一刀；
双向割煤，往返进
两刀；
“∞”字形割煤、
往返一刀
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采煤机 简介：
（1）滚筒采煤机构造 滚筒采煤机主要由： 截煤部、牵引部、电
动机及辅助装置组成。 它的类型较多，分为单
滚筒和双滚筒两种。 A. 单滚筒采煤机：功率
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长壁采煤法的采煤工艺
三种采煤工艺：
① 爆破采煤工艺方式
解放后至60年代初为主
② 普通机械化采煤工艺方式
60年代初至70年代中期为主
③ 综合机械化采煤工艺方式
70年代中期以后为主
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炮采工艺
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、人工支架和 回柱放顶等主要 工序。
约，在选择时应当综合考虑。
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煤层倾角、厚度
煤层及围岩特性
煤层地质构造
影 响 采 煤
地质因素
煤层水文地质条件 矿井瓦斯等级 地温、地压
方
煤层自燃发火倾向性
法
煤尘的爆炸危险性
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采煤工艺1. 采煤工作面的循环：完成破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理这样一个周而复始的采煤过程。
2. 循环的标志：对于单体支柱工作面常以回柱放顶完毕为标志；对于综采工作面是以移佳为标志。
3. 循环按昼夜回柱（或移架）次数，可分为单循环和多循环。
4. 采煤工作面正规循环作业的意义：它可以使采煤工作面中的各工序在时间和空间上合理的配合，设备有效的利用，劳动力组织和调配的更为合理，从而是工作面达到高产、稳产。
高效、安全、低耗。
5. 正规循环率（%）=月实际完成正规循环/月工作日数X作业规程规定日循环数X100%6. 循环方式就是循环进度和每昼夜循环数的总称。
7. 循环进度是采煤工作面完成一个循环后向前推进的距离。
8. 落煤进度：落一次煤，向前推进的距离。
9. 确定落煤进度时考虑一下几个因素：①顶板稳定性②工作面运输能力③工作面支架排距④采煤机械的技术特征。
10. 为是回柱后顶板充分冒落，必须使L放≥L冒11. 采煤工作面作业形式就是一昼夜内采煤班和准备班的配合方式。
12. 工序的安排形式一般有流水作业平行作业以及流水作业和平行作业相结合13. 采煤机割煤、回柱放顶和爆破这三道工序平行作业时，必须保持30m以上的安全错距。
14. 其他工序与上述三道工序之一平行作业时，应保持15m的错距。
割煤和推溜应保持15m 的错距。
15. 分段作业的优缺点？①优点：劳动量均衡，能实行三定（定人员、定地点、定工作量），便于劳动力的打配合培养一直多能，工人熟悉工作地点的情况，有利于安全。
但当局部发生变化时，该段劳动量随着增加，可能影响全工作面的采煤进度。
16. 追机作业的优缺点？其优点：工种单一，便宜实行公众岗位责任制，工作效率高；缺点：分工过细，根机作业时劳动紧张且强度大，当采煤机进刀及回头时可能窝工，因此造成忙闲不均17. 分段接力追机作业优缺点？即减轻了追机作业的劳动强度，又能提高工时利用，提高劳动效率。
18. 循环图标的组成：循环作业图、工人出勤表、技术经济指标表19. 循环作业图来表示：巩固走面内各工序在时间以空间上的相互关系。