炮采、普采工作面采煤工艺及安全操作

炮采、普采工作面采煤工艺及安全操作炮采是一种落后的采煤工艺方式，但对复杂的地质条件适应性强，设备简单，所以，广泛使用于条件比较复杂的中小型煤矿。

一、炮采工艺方式炮采工作面的工艺过程有：破煤、装煤、运煤、支护和回柱放顶等。

（一）破煤爆破落煤的生产过程包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序。

1、爆破应达到的要求爆破落煤应满足“两高”、“两少”、“五不”的要求“两高”：炮眼利用率高，保证工作面的循环进度；爆破自装率高，保证爆破后煤体松散适度，尽量减少人工攉煤量，同时要防止煤抛到采空区一侧，提高煤炭采出率。

“两少”：尽量增加每一次爆破的炮眼个数，以减少放炮次数，缩短爆破消耗的时间；合理布置炮眼和装药量，降低炸药和雷管消耗，提高经济效益。

“五不”：不崩坏顶板；不崩倒、崩坏支架；不崩翻刮板输送机；不爆底煤，减少工人起底煤的工作量；不出大块煤，减少工人二次破碎煤的工作量。

另外，对有瓦斯、煤尘爆炸危险的工作面进行爆破作业时的特殊安全要求如下：（1）有瓦斯、煤尘爆炸危险的工作面，必须使用取得产品许可证的煤矿许用炸药和煤矿许用雷管。

（2）放炮工必须由经过专门培训、取得爆破合格证的专职爆破工担任。

爆破作业只准爆破工1人操作。

（3）在爆破作业时，必须执行“一炮三检”和“3人联锁放炮制”。

（4）炮眼封泥必须使用水泡泥，水泡泥外剩余部分炮眼，应用粘土泡泥充填封实，严禁放半炮和出现放炮“打筒”现象。

（5）采煤工作面可以采用分组装药，但一组装药必须一次起爆，严禁在一个采煤工作面使用两台放炮器同时进行放炮。

为达到上述要求，就要根据顶板的稳定程度、煤层厚度和硬度及节理等情况，采用合理的炮眼排列、角度、深度及每眼装药量等。

2、合理的炮眼布置及爆破参数采煤工作面的炮眼布置包括有炮眼布置方式、炮眼深度、角度和炮眼间的距离等内容。

合理炮眼布置一般根据煤层的厚度、煤质的软硬、煤层的层理与节理以及煤层顶底板的情况来确定。

（1）采煤工作面的炮眼布置方式。

在正常情况下，当煤层厚度在1.0m以下或煤质松软的中厚煤层中，可沿工作面中间打一排向下倾斜的炮眼，称为单排眼。

炮眼与工作面煤壁的夹角为65°-75°。

当煤层厚度在1.0m-1.5m时，煤质中硬的中厚煤层中，可靠近顶、底板沿工作面打两排眼称为双排眼。

如上、下两眼互相错开，又称三花眼。

当煤层厚度大于 1.5m时，且煤质较硬的中厚煤层，沿工作面打三排眼，且上、中、下三排眼互相错开，称为五花眼。

综上所述，采煤工作面的炮眼，可归纳为底眼、中间眼、顶眼三种。

底眼位于采煤工作面下部，靠近底板。

它的作用是将下部的煤沿底板首先抛出，起掏槽眼的作用，为中间眼和顶眼的爆破创造条件。

底眼在垂直面上有俯角，俯角为10°-15°，眼底距底板约0.2m，以下留底煤且不破碎底板为原则。

中间眼（又称腰眼）位于煤层顶板与底眼之间。

其作用是进一步扩大底眼掏槽，保证顶眼与顶板震动极小时将煤崩落。

顶眼位于采煤工作面上部，靠近顶板。

它的作用是将煤层沿顶板崩落而不留下顶煤。

顶眼在垂直面上有仰角，一般为5°-10°。

眼底距顶板0.1m-0.5m，视煤质软硬及煤的粘顶情况而顶。

以下不破碎顶板的完整性为原则，如顶板不稳定时，则顶眼平行于顶板。

（2）炮眼角度与间距。

垂直面上，顶眼一般有仰角，底眼有俯角，仰角或俯角的大小视顶板稳定性及煤质软硬情况而定。

炮眼与煤壁在水平面上的角度（水平角）一般为65-75°。

煤质较软时取大值，煤质较硬时取小值。

由于绝大多数炮眼都是在一个自由卖弄的条件下爆破，所以炮眼的水平角都不能过大，否则将降低炮眼利用率，使煤体得不到充分的爆破；但炮眼的水平角也不能太小，否则爆破时将大量的煤块抛向采空区，易崩倒工作面支架，造成煤炭资源损失，不利于安全生产。

机械化采煤时，因煤质坚硬而需要放震动炮松动煤体时，炮眼水平角可更大些。

炮眼的间距，可根据煤的硬度和块度要求而定。

在正常情况下，炮眼的间距与深度之比，应限制在3：5左右。

因此，采煤工作面炮眼间距一般为1.0m-1.2m。

顶眼与顶板距离，在一次采全高一般为0.3-0.5m；在分层开采采顶层煤时一般为0.3m-0.5m，采中、底层煤时以0.4-0.6m为宜。

底眼一般应高出刮板输送机槽0.2m。

（3）炮眼深度。

采煤工作面炮眼深度取决于一次推进（循环）进度和炮眼角度。

炮采工作面一般多采用小进度，一次推进（循环）进度为1.0-1.2m，炮眼深度要大于循环进度0.2。

小进度可使每个眼装药量少，可实行一次多放炮，能较好地实现爆破装煤，顶板受震动小，悬顶面积小，有利于顶板管理。

为了保证爆破落煤的安全，对装药的外部环境应严格要求。

3、采煤工作面装药时的安全要求（十不装药）（1）采煤工作面及上、下出口的支护达不到工程质量要求，不得装药；（2）采煤工作面风量不足，不得装药；（3）炮眼参数不符合作业规程要求，不得装药；（4）炮眼异常，如炮眼缩小、塌孔、变形或有裂隙，不得装药；（5）炮眼若打到断层处，有出水现象和温度高低明显变化时，不得装药；（6）采煤工作面的煤壁伞檐突出0.5m时，不得砖窑；（7）炮眼没有清楚粉尘，没有使用水泡泥或水泡泥的质量、数量不够，不得装药；（8）采煤工作面煤、岩尘超过规定时，不得装药；（9）装药前，必须检查瓦斯，如果附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时，不得装药；（10）煤帮破碎或在放炮地点20m以内有未清除的煤堆时，不得装药。

4、装药操作时的安全要求（1）应先清除炮眼内的煤、岩粉，并用炮棍探明炮眼深度、角度。

按作业规程规定要求，确定炮眼装药量。

（2）按炮眼装药量，先将药卷一个接一个地送进眼口，然后一手拉住雷管脚线，另一手操作炮棍，把药卷轻轻推进眼底。

推进药卷时，不得猛力冲击，以防雷管脚线损坏，确保炮眼内的药卷间彼此密接。

（3）对仰角大的炮眼装药时，将药卷一个接一个地送进眼口，最后装1段-2段泡泥随药卷仪器推进眼底，并用炮棍轻轻压一下，以防去掉炮棍后药卷掉出来。

（4）对有水的俯角炮眼装药时，必须把一定数量带有防水套的药卷一次送入炮眼内，其外口必须立即封炮泥，并要求随装随放。

（5）炮眼内药卷安置顺序符合作业规程规定的爆破方向，药卷和雷管的骤能穴朝向爆破方向，即：正向起爆的药卷要一致朝向炮眼底，反向起爆的药卷要一致朝向炮眼口。

（6）不准出现盖药和垫药。

在有瓦斯煤尘爆炸危险的工作面，都必须采用正向起爆，不能采用反向起爆。

（7）装药和填装泡泥工作最好是单人操作，也可以2人操作。

装填工作须按先底眼后中间眼再顶眼的顺序进行。

每装好一个眼后，随即将脚线端部扭结，盘放在眼口。

（8）填装泡泥时须用一只手拉住雷管脚线，另一只手持炮棍送泡泥。

开始进入一二节泡泥要轻轻捣，再送进水泡泥，而后送进泡泥，依次轻轻捣实，不得使劲冲击。

（9）填装泡泥长度必须符合安全规定要求。

（10）炮眼装药时，必须先检查后装药，详见“十不装药”的要求。

5、放炮时的安全要求为确保放炮工作的安全，有下列情况之一者，不准放炮。

（1）采煤工作面工具未收拾好，机电设备、电缆未加保护，不准放炮。

（2）工作面未检查瓦斯浓度或放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达1%时，不准放炮。

（3）在有煤尘爆炸危险的采煤工作面，放炮地点附近20m以内未经清扫煤尘和洒水降尘，不准放炮。

（4）工作面风量不足，而又未改善通风状况以前，不准放炮。

（5）工作面上、下安全出口不安全畅通，工作面顶板、支架不完整，煤壁片帮、有伞檐等不安全隐患而又未处理时，不准放炮。

（6）放炮母线长度不够又未挂好，不准放炮。

（7）不执行一次装药、一次起爆（在采煤工作面可以采用分组装药，但一组装药必须一次起爆），不准放炮。

（8）放炮器不防爆或有故障，一个采煤工作面同时使用2台以上（含2台）放炮器，不准放炮。

（9）工作面人员没有撤离到警戒线以外的顶板、支架完好的安全地点，不清点人数，未设好警戒岗哨，不准放炮。

（10）不发出三声放炮信号，不准放炮。

（二）装煤放炮崩落的煤一部分因爆破崩入刮板输送机外，其余的煤由人工装载。

在装载前应首先检查端面空顶范围及煤壁，若发现问题，处理后在攉煤。

人工装载劳动强度大、效率低，应设法增加爆破装煤比列。

（三）运煤采煤工作面的运输方式主要根据落煤方式及煤层倾角来确定。

倾斜工作面可采用铁溜槽或搪瓷溜槽，缓倾斜工作面主要采用刮板输送机。

推移刮板输送机时，可根据工作面具体情况，采用逐节推、间隔推或几节同时推，但在弯曲段不能出现急弯。

在推移刮板输送机时应注意随时调整推移步距，保持刮板输送机的平直状态，减小其运行阻力，预防卡（掉）链事故的发生。

推移刮板输送机时输送机正常运行，此时若发现运行阻力增大或卡链时，要及时停机检查，找出原因并处理好后方可再推移。

（四）支架炮采工作面常用金属支柱或木支柱。

顶板完整时用点柱。

一般常用三、四排或四、五排控顶、人工架设。

其操作及安全措施见本章第二节、第三节、第四节。

（五）回柱放顶回柱放顶是采煤工作面生产中一项重要工序。

为保证采煤工作面的安全及足够的工作空间，应减小放顶步距。

回单排柱比回双排柱虽然增加了回柱次数及准备工作量，但支柱承压时间短，放顶后顶板活动量小，操作安全。

其具体要求、操作安全措施见本章第五节。

二、采煤工作面循环作业图表和劳动组织为使采煤工作面按计划、有节奏地持续稳产稳高，需要充分发挥人的能动作用，使采面空间、工作时间和设备得以充分利用，因此要合理组织劳动生产，采用正规循环作业。

采煤工作面循环作业，就是完成一个采煤工艺并周而复始的采煤过程。

通常随工作面推进，按规定步距回一次支柱，则标志着完成一个“循环”。

正规循环作业，系指按工作面生产过程配套的工种及定员，一昼夜内，遵循一定采煤工艺顺序，保证质量，为了便于管理生产，正规循环作业常用循环图表来表示，它包括循环作业图、技术经济指标图、劳动组织表和工作面布置图。

其作业方式有：三班采准平行作业；两班半出煤，半班准备；两班出煤，一班准备。

第二节炮采、普采工作面的支护材料及使用在地下采煤时，为了维护采煤工作面的有效使用空间，防止顶板冒落，保证安全生产，必须合理选择支护材料。

普采、炮采工作面支护材料和支护设备有：木材、金属顶梁、摩擦式金属支柱、单体液压支柱、液压切顶支柱等。

一、木支护目前，我国仍有一些中小型煤矿使用木材作为采煤工作面的支护材料。

木支护的优点是支柱制作简单，并具有一定的支撑能力和可缩性，顶板来压时还有响动，起到警示信号作用；木支护的缺点是支设劳动强度大，支柱复用率低。

（一）木支护的种类1、点柱支护成排支设，垂直于顶底板。

平行于工作面支护的支柱叫排，排距依循环进度而定，一般为0.8m-1.2m；垂直工作面支设的支柱叫行，行距也叫柱距，柱距一般为0.6m-1.1m，均匀地分布在工作面内支撑顶板。