矿井生产系统及采煤方法

鲁能菏泽煤电公司

LUNENG HEZE COAL&POWER CO。， L TD。

新工人岗前培训教案

授课教师：张华清

矿井生产系统及采煤方法

教学目的：了解煤矿企业的几大系统；熟悉采煤工作面巷道布臵方式；掌握不同采煤工作面的回采工艺。

重点难点：知道煤矿几大生产系统；熟悉走向长壁采煤法工作面巷道布臵；熟悉综合机械化采煤工作面回采工艺。

教学内容：

第一节矿井生产系统

一个煤矿有很多生产系统，而且每个生产系统在运行的可靠性方面要求严格。只有各个生产系统正常运行，才能保证煤矿井下安全生产。

一、提升运输系统

煤矿的产品是煤炭。煤炭从几百米深的井下要到地面必须经过一系列运输环节，才能到达地面；井下要开掘巷道，掘出的矸石要运到地面矸石山；井下各种支护材料、采掘设备要经运输才能到达采掘工作面；人员的上下班等都需要矿井的提升运输系统来完成。

以彭庄煤矿立井开拓为例，对提升运输系统作一简述。

1、提升系统

彭庄煤矿以一对立井开拓，主副井的作用除了通风外，就是提升作用。主井用来提升煤炭；副井用来升降人员、排出矸石、

运输材料和设备。

2、运煤系统

采煤工作面（煤壁）的煤炭→工作面机道（刮板输送机）→工作面运输巷（桥式转载机、胶带输送机）→区段溜煤眼→采区胶带下山（胶带输送机）→采区煤仓→主要运输大巷（胶带输送机）→井底煤仓→主井（主绞）→地面动筛车间→地面原煤仓

3、排矸系统

掘进工作面矸石→矿车（调度绞车）→中部车场→采区轨道下山（绞车）→主要轨道大巷（蓄电池机车）→井底车场→副井（副绞）→地面→矸石山

4、运料系统

地面材料设备库→副井（副绞）→井底车场→水平轨道大巷（蓄电池机车）→采区车场→采区轨道下山（绞车）→中部车场→工作面材料巷存放点

二、通风系统

矿井通风系统是煤矿井下生产中最重要的系统。通风系统合理、正常、可靠运行，才能保证井下有毒有害气体的稀释和排放，才能保证人员呼吸所需的新鲜空气，才能创造井下良好的气候条件。否则，就无法生产。

地面新鲜风流→副井→井底车场→主要轨道大巷→采区石门→采区轨道下山→中部车场→工作面进风巷→工作面→工作面

回风巷→采区胶带下山→总回风巷→风井→地面（主要通风机）

供电系统是给矿井提供动力的系统。由于煤矿的特殊性，对矿井的供电系统要求绝对可靠，不能出现随意断电事故。为了保证可靠供电，要求必须有双回路电源，同时保证矿井供电。如果某一路电出现故障，另一路电必须立即供电。否则，就会发生重大事故。

一般矿井供电系统：双回路电网→矿井地面变电所→井筒→井下中央变电所→采区变电所→工作面用电点。

除一般供电系统外，矿井还必须对一些特殊用电点实行专门供电。如主通风机房、井底水泵房、掘进工作面局部通风机、井下各需专门供电的机电硐室等。

四、供排水系统

煤矿井下生产要洒水灭尘、液压设备需要水、井下防灭火需要水，所以必须向井下供水；另外，矿井水必须排到地面，否则会淹没采掘工作面，甚至淹井。为此，矿井必须建有供、排水系统。

1、供水系统

矿井地面蓄水池（管道）→井筒→井底车场→水平运输大巷→采区下山→工作面两巷→工作面

在供水管道系统中，有大巷洒水、喷雾、防尘水幕，各个转载点洒水灭尘，采掘工作面洒水灭尘喷雾装臵，采掘工作面机械设备供水系统等。

矿井水主要来自于地下含水层水（三灰、五灰、八灰、十一灰、十二灰、十四灰、奥灰）、顶底板水（3下煤层砂岩水）、断层水、采空区水及地表水的补给。在生产中必须排出地面。

为了排出矿井水，矿井一般都在井底车场处设有专门的水仓及中央水泵房。主水仓一般有两个（外水仓和内水仓），其中一个储水，一个清理。中央水泵房内装有至少3台水泵（彭庄煤矿有5台），通过多级水泵将水排到地面。

采掘工作面涌出的水或生产中积水，通过各种小水泵由管道排至采区上下山水沟，上山采区的水一般自动流入大巷排水沟，下山采区的水先排至采区水仓，由采区泵房内安装的水泵通过管道将水排至大巷排水沟，再流入中央水仓。

五、其他系统

煤矿井下除上述系统外，还有一些系统，如瓦斯监控系统、灌浆系统、通信系统等。

1、瓦斯监控系统

所有煤矿矿井，都必须安装矿井瓦斯监控系统。在井下采掘工作面及需要监测瓦斯的地点安设多功能探头，能一天24小时不间断监测井下瓦斯浓度，并把监测结果转变为电信号通过电缆传至地面主机房，再转变为数字信号，在计算机及大屏幕上显示出来。管理人员随时通过屏幕掌握井下各监控点的瓦斯浓度。一旦某处瓦斯超限，井上下会同时报警并自动采取相应的断电措

施。

瓦斯监控系统是我们每一位煤矿职工的一道生命保护线，都要爱护、保护好这些安全设施。

2、灌浆防灭火系统

主要用来防止煤层自然发火。

这种系统是在地面建立制浆站，将黄土、砂子等制成泥浆，由管道送入采煤工作面上顺槽。随工作面推采，对采空区后方进行灌浆，用浆体将采空区遗煤包裹起来，使煤和氧气隔绝，从而防止煤的氧化自燃。

3、通信系统

为了更好的进行煤矿生产，井下一般都有通信系统。在井下各个采掘工作面、煤的装车点、变电所、主要机电硐室、火药库等地方都装有防爆电话机。通过电话联络，我们可以随时掌握井下及地面生产情况。

第二节采煤方法

采煤方法是采煤巷道布臵系统和回采工艺这两项内容的总称。不同的采煤方法所采用的采煤巷道布臵系统和回采工艺也就不同。

一、采煤工作面巷道布臵

（一）走向长壁采煤法工作面巷道布臵

“走向”是指工作面两巷顺煤层走向布臵，工作面沿走向向前推采。“长壁”是指工作面煤壁较长，其长度随工作面机械化程度和运输设备功率的不同而不同。一般地，综合机械化采煤工作面长度不大于200m。

工作面的两巷，由于用途不同叫法也不同。对应地名称有：上顺槽、下顺槽；进风巷、回风巷；轨道巷（材料巷）、运输巷；轨道顺槽、运输顺槽。

将两巷在设计位臵贯通的一条巷道，叫工作面开切眼，在开切眼内布臵采煤支架和设备，工作面就可以向前推进采煤了。

走向长壁工作面巷道的特点是：工作面两巷基本上呈水平状态，而工作面是沿倾斜的。这种布臵方式一般用于缓倾斜煤层的开采，也用于倾斜煤层的开采。

（二）倾斜长壁采煤工作面巷道布臵

倾斜长壁采煤工作面的进风巷和回风巷沿煤层的倾斜方向

布臵，工作面沿煤层倾斜方向推采。其特点是：两条巷道为倾斜的，其倾角和煤层倾角一致，而工作面是水平的。工作面向上推采称为仰斜回采，向下推采称为俯斜回采。倾斜长壁采煤法只适用于近水平煤层开采。

（三）急倾斜煤层采煤工作面巷道布臵

作一般了解。

在急倾斜煤层中常见的采煤方法有：

1、台阶采煤法

2、水平分层采煤法

3、伪斜柔性掩护支架采煤法

二、采煤工作面回采工艺

长壁式采煤工作面的回采工艺包括工作面破煤、装煤、运煤、支护及采空区处理五大项内容。

（一）炮采工作面回采工艺

炮采工作面是指以钻爆法落煤、人工装煤、单体支柱配合金属铰接顶梁或π型梁支护的工作面。

1、工作面破煤

煤电钻打眼，装入煤矿许用安全炸药及煤矿许用电雷管，联线，将人员撤至安全地点，设好警戒，起爆，把煤从煤壁上崩落下来。

2、装煤

人工攉煤。

装煤前必须首先检查放炮后的顶板及支架，进行敲帮问顶、处理活矸，然后控制顶板，才能开始攉煤。装煤中要随时注意煤帮、顶板，防止片帮、掉矸伤人。遇大块煤矸应人工破碎后再装入输送机。

3、运煤

炮采工作面运煤实现了机械化,即依靠铺设在工作面机道上的可弯曲刮板输送机将煤运入顺槽转载机后经胶带输送机运出

工作面。

4、支护

炮采工作面的基本支架，是依靠单体支柱配合金属铰接顶梁或π型梁支护顶板的。

5、采空区处理

根据煤层开采条件一般有三种，即全部垮落法、充填法、缓慢下沉法。我们通常采用全部垮落法。

综上所述，炮采工作面回采工艺过程是由放炮员首先在工作面打眼、装药、放炮。放炮结束后，攉煤工开始进入工作面挂梁控制顶板并攉煤入工作面输送机中运出。装运煤工作完成后，开始整体推移输送机至煤壁处，随后打工作面固定柱。当工作面达到最大控顶距时，回收采空区一侧1～2排固定柱，使顶板自然垮落。

（二）普通机械化采煤工作面回采工艺

普通机械化采煤工作面是指在工作面装备了单滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护的工作面。工作面破煤、装煤、运煤基本实现机械化，而支护和采空区处理还是人工进行的。

1、破煤

由单滚筒采煤机完成。采煤机在运行中，安装在摇臂上的滚筒不停旋转，利用截齿将煤截割下来。

2、装煤

依靠采煤机滚筒上的螺旋叶片和挡煤板配合，在滚筒割煤的同时将煤推入溜槽内；如果还有少量遗煤，则需人工清理后才能推移输送机。

3、运煤

依靠铺设在工作面刮板输送机、顺槽转载机和胶带输送机运煤。

4、支护

利用DZ型单体液压支柱配合HDJA型铰接顶梁进行支护。

5、采空区处理

全部垮落法。即在工作面达到最大控顶距后回收放顶线1～2排支柱，使顶板自然垮落。

（三）综合机械化采煤工作面回采工艺

综合机械化采煤工作面是在工作面配备了大功率的双滚筒采煤机、大功率的可弯曲刮板输送机、液压自移支架及转载机、可伸缩胶带输送机，实现了工作面破煤、装煤、运煤、支护及采空区处理的全部机械化。

综合机械化采煤工艺如下：由于采用了大功率双滚筒采煤机，可在工作面实现一次采全高。采煤机首先由工作面下顺槽处完成斜切进刀割入煤壁后，开始向上割煤。割煤同时滚筒上的螺旋叶片和挡煤板配合将煤装入工作面溜槽中运出。在采煤机割煤同时滞后一段距离拉架并推输送机，支架后方的顶板在拉架中自然垮落。

（四）综采放顶煤工作面简介

综放放顶煤技术是我国近十多年来发展起来的针对厚煤层

开采的一项新技术。在煤层厚度不稳定的厚煤层开采中取得了很好的经济效益。

复习题：

1、矿井生产系统包括哪些内容？

答：矿井生产系统包括提升运输系统、通风系统、供电系统、供排水系统，另还有一些系统，如瓦斯监控系统、灌浆系统、通信系统等。

2、长壁采煤法工作面布臵有哪两种？走向长壁采煤法的特点是什么？

答：长壁采煤法工作面布臵有走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。

走向长壁采煤法的特点是：工作面两巷基本上呈水平状态，而工作面是沿倾斜的。

3、简述综合机械化采煤工作面回采工艺。

答：综合机械化采煤工作面回采工艺是：采煤机首先由工作面下顺槽处完成斜切进刀割入煤壁后，开始向上割煤。割煤同时滚筒上的螺旋叶片和挡煤板配合将煤装入工作面溜槽中运出。在采煤机割煤同时滞后一段距离拉架并推输送机，支架后方的顶板在拉架中自然垮落。