采煤方法_1.docx

采煤方法第十二章采煤方法第一节基本概念一、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。实际工作中，采煤工作面与采场是同义语。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。煤的破、装、运是回采工作中的基本工序。工作面支护、采空区处理。此外，通常还需进行移置运输、采煤设备等工序。除了基本工序以外的这些工序，统称为辅助工序。三、采煤工艺由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成这些工序的方法也就不同，并且在进行的顺序上、时间和空间上，必须有规律的加以安排和配合。这种根据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，根据一定的顺序完成采煤工作各项工序的经过，称为采煤工艺经过。四、采煤系统采煤巷道的掘进一般是超前于采煤工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的互相位置系，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、空间上互相配合的总称，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，进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，如图121所示。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。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。图121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。按能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可以采用分层采煤法。1薄及中厚煤层单一长壁采煤方法图122单一长壁采煤法示意图a走向长壁；(b倾斜长壁仰斜；c倾斜长壁俯斜1、2区段运输、回风平巷；3采煤工作面；4，5分带运输、回风斜巷图122(a)所示为单一走向长壁垮落采煤法示意图。所谓“单一即表示整层开采；“垮落表示采空区处理是采用垮落的方法。由于绝大多数单一长壁采煤法均用垮落法处理采空区，故一般可简称为单一走向长壁采煤法。首先将采盘区划分为区段，在区段内布对倾斜长壁采煤法，首先将井田或阶段划分为带区，在带区内布置回采巷道分带斜巷、开切眼，采煤主作面呈水平布置，沿倾斜推进，两侧的回采巷道是倾斜的，并通过联络巷直接与大巷相联。采煤工作面向上推进称仰斜长壁图122(b)；向下推进称俯斜长壁图122(c)。为了便于顺利开采，煤层倾角不宜超过12o。当煤层顶板极为坚硬时，若采用强迫放顶或注水软化顶板垮落法处理采空区有困难，有时可采用煤柱支撑法刀柱法，称单一长壁刀柱式采煤法，见图123。采煤工作面每推进一定距离，留下一定宽度的煤柱即刀柱支撑顶板。但这种方法工作面搬迁频繁，不利于机械化采煤，资源的采出率低。图123刀柱式采煤法示意图当开采急斜煤层时，为了便于生产及安全，工作面可呈俯伪斜布置，仍沿走向推进，则称为单一俯伪斜走向长壁采煤法。2厚煤层分层开采的采煤方法3厚煤层整层开采的采煤方法在缓斜厚煤层煤厚3.55.0m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。图124厚煤层分层方法a)倾斜分层；b)水平分层；c)斜切分层1顶板；2底板二、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7m的煤房，采煤房时构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穿，构成生产系统，并构成条状或块林煤柱，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，掘进准备也是采煤经过，回收房间煤柱时，也使用同一种类型的采煤配套设备。高度机械化的柱式体系采煤方法，一般只分为房式采煤法和房柱式采煤法两类。图125房柱式采煤法示意图1房；2-煤柱；3采柱第三节爆破采煤工艺爆破采煤工艺又称炮采工艺，其工艺经过包括打眼、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、爆败落煤爆败落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成。二、装煤与运煤1爆破装煤2人工装煤3机械装煤三、炮采工作面支护和采空区处理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128,a)和正悬臂错梁三角柱(图128,b)。2采空区处理采用全部垮落法处理采空区简单可靠，费用少。所以，但凡条件适宜时应尽可能采用这种方法，我国开采薄及中厚煤层和大部分厚煤层，几乎都是采用全部垮落法。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。采煤机割煤方式选择能否合理，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。2“字形割煤、往返一刀。3单向割煤、往返一刀。4双向割煤、往返二刀。该方式又称穿梭割煤。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支架布置方式图1214单体支架正悬臂与倒悬臂布置a正悬臂布置；b倒悬臂布置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。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。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(图1216)：单架依次顺序式，又称单架连续式(图中a)，分组间隔交织式；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，根据不同顺序有两种配合方式，即及时支护方式和滞后支护方式。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二预采中分层放顶煤采煤法图1218预采顶分层顶煤采煤法图1219预采中分层顶煤采煤法三整层开采放顶煤采煤法四分段放顶煤采煤法以提高煤的采出率和减少煤的含矸量。当然可以以根据顶板沿性不铺网图1221。二、放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历，其工艺经过如下：1采煤机采煤2放顶煤放顶煤工作多从下部向上部，可以以从上部向下部，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，可以以两轮放完。在放煤经过中，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。三、放顶煤采煤法的优点、适用条件及应注意的问题1优点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5m20m或更厚的煤层；煤层倾角由缓斜到倾斜或急倾斜厚煤层；煤质比拟松软易冒落，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。考虑题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