炮采普采综采采煤工艺.ppt

模块模块 采煤工艺设计采煤工艺设计 课题八课题八 炮采与普采工艺设计炮采与普采工艺设计 课题九课题九 综合机械化采煤工艺设计综合机械化采煤工艺设计 课题十课题十 其他开采方式的工艺特点其他开采方式的工艺特点总目录总目录下页下页上页上页爆破采煤工艺：爆破采煤工艺：简称简称“炮采炮采”，其特点是爆破落煤，爆破，其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤用单体支柱和顶梁或悬移液压及人工装煤，机械化运煤用单体支柱和顶梁或悬移液压支架支护工作空间顶板。支架支护工作空间顶板。普通机械化采煤工艺：普通机械化采煤工艺：简称简称“普采普采”，其特点是用采煤机，其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采空区械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。处理与炮采工艺基本相同。综合机械化采煤工艺：综合机械化采煤工艺：简称简称“综采综采”，即破、装、运、支、，即破、装、运、支、处五个主要工序全部实现机械化处五个主要工序全部实现机械化.下页下页上页上页一、适于采用综采工艺的条件一、适于采用综采工艺的条件 适用：煤层地质条件较好、构造少。适用：煤层地质条件较好、构造少。优优先装先装备综备综采的条件采的条件序号使用条件井型/Mta-1煤层厚度/m煤层倾角/（0）地质构造基本顶（级别）直接顶（类型）备注1中厚煤层1.201.33.515比较简单、1、2、3大型矿井2厚煤层开采1.20515比较简单、1、2、3大型矿井3厚煤层一次采全高1.203.54.015比较简单、1、2、3大型矿井4经济型综采0.603.0以下25比较简单、1、2、3大型矿井下页下页上页上页可以装可以装备综备综采的特殊条件采的特殊条件序号使用条件井型/Mta-1煤层厚度/m煤层倾角/（0）地质构造基本顶（级别）直接顶（类型）1厚煤层一次采全高1.204.0 4.515简单、1、2、32坚硬难冒顶板1.20中厚煤层15简单、3、43薄煤层0.601.1 1.315简单、1、2、34急斜特厚煤层放顶煤0.451545简单、1、2、3下页下页上页上页二、适合普采工艺的条件二、适合普采工艺的条件普采对地质变化的适应性比综采强，工作面搬迁普采对地质变化的适应性比综采强，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，综采的优势难以发挥，而采曲较发育的工作面，综采的优势难以发挥，而采用普采则可取得较好的效果。用普采则可取得较好的效果。与综采相比，普采操作技术较易掌握，组织生产与综采相比，普采操作技术较易掌握，组织生产比较容易。因此，普采是我国中小型矿井发展采比较容易。因此，普采是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。煤机械化的重点。下页下页上页上页三、炮采工艺的主要优点三、炮采工艺的主要优点炮采工艺技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握，炮采工艺技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握，生产技术管理比较简单，是我国目前采用仍然较多的一种生产技术管理比较简单，是我国目前采用仍然较多的一种采煤工艺，采煤工艺，2006年国有重点煤矿炮采产量占年国有重点煤矿炮采产量占25%左右。但左右。但是，由于炮采单产和效率低、劳动条件差，根据我国的技是，由于炮采单产和效率低、劳动条件差，根据我国的技术政策，凡条件适于机采的炮采面，特别在国有重点煤矿术政策，凡条件适于机采的炮采面，特别在国有重点煤矿都要逐步改造成为普采面。在炮采工艺方式上，应积极推都要逐步改造成为普采面。在炮采工艺方式上，应积极推广使用新技术、新设备、新材料，尽量提高装煤机械化水广使用新技术、新设备、新材料，尽量提高装煤机械化水平，减少劳动强度。平，减少劳动强度。下页下页上页上页课题八课题八 炮采与普采工艺设计炮采与普采工艺设计 任务一任务一 爆破设计爆破设计任务二任务二 单滚筒采煤机工作方式的选择单滚筒采煤机工作方式的选择任务三任务三 工作面支护设计工作面支护设计任务四任务四 普采工作面工艺参数和设备配套普采工作面工艺参数和设备配套下页下页上页上页模块首页模块首页任务一任务一 爆破设计爆破设计知识点知识点能力点能力点1、爆破采煤工艺过程、爆破采煤工艺过程2、爆破落煤的要求、爆破落煤的要求3、毫秒爆破参数的确定方法和安全技术措施、毫秒爆破参数的确定方法和安全技术措施 能够根据工作面煤层和顶板岩层等具体条件，能够根据工作面煤层和顶板岩层等具体条件，编制爆破设计说明书编制爆破设计说明书 下页下页上页上页课题首页课题首页爆破采煤工艺设计主要是爆破设计和支护设计两个方面，爆破采煤工艺设计主要是爆破设计和支护设计两个方面，爆破设计主要是编制爆破设计说明书。说明书的内容及要爆破设计主要是编制爆破设计说明书。说明书的内容及要求包括：求包括：（1）炮眼布置图必须标明采煤工作面的高度和打眼范围）炮眼布置图必须标明采煤工作面的高度和打眼范围或掘进工作面的巷道断面尺寸，炮眼的位置、个数、深度、或掘进工作面的巷道断面尺寸，炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号，并用正面图、平面图和剖面图表示。角度及炮眼编号，并用正面图、平面图和剖面图表示。（2）炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度、使）炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度、使用炸药、雷管的品种、装药量、封泥长度、连线方法和起用炸药、雷管的品种、装药量、封泥长度、连线方法和起爆顺序爆顺序（3）爆破作业说明书必须编入采掘作业规程，并根据不）爆破作业说明书必须编入采掘作业规程，并根据不同的地质条件和技术条件及时修改补充。同的地质条件和技术条件及时修改补充。下页下页上页上页任务首页任务首页除上述除上述煤矿安全规程煤矿安全规程规定的要求外，爆破作业说明书还必须有预规定的要求外，爆破作业说明书还必须有预期爆破效果表，说明炮眼利用率、每循环进尺和炮眼总长度，炸药和期爆破效果表，说明炮眼利用率、每循环进尺和炮眼总长度，炸药和雷管总消耗量及单位炸药消耗量等主要技术经济指标。雷管总消耗量及单位炸药消耗量等主要技术经济指标。炮炮眼眼名名称称循循环环个个数数角角 度度眼眼深深(m)(m)眼眼 距（米）距（米）炸炸 药药雷雷 管管封孔封孔炮炮眼眼角角()()仰仰角角()()俯俯角角()()距距顶顶板板距距底底板板间间距距种种类类每眼每眼装装药药量量(kg)(kg)每循每循环环装装药药量量(kg)(kg)种种类类段段数数循循环环用量用量(发发)水水炮炮泥泥(个个)封孔封孔长长度度(m m)顶顶眼眼腰腰眼眼底底眼眼每循每循环环炮眼数炮眼数每循每循环总环总药药量量(kg)(kg)每循每循环环雷雷管数管数(发发)每循每循环环水水炮泥数炮泥数(个个)炮眼说明表炮眼说明表 下页下页上页上页任务首页任务首页一、爆破落煤一、爆破落煤 爆破落煤，包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序。爆破落煤，包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序。爆破落煤要求：保证规定进度、工作面平直，不留顶煤和底煤，不破爆破落煤要求：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。中，尽量降低电雷管和炸药消耗。爆破参数，包括炮眼排列、角度、深度、装药量、一次起爆的炮眼数爆破参数，包括炮眼排列、角度、深度、装药量、一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。根据煤层的强度、厚度、节理和裂隙的发育状况量以及爆破次序等。根据煤层的强度、厚度、节理和裂隙的发育状况及顶板条件确定。及顶板条件确定。根据爆破落煤所用电雷管不同，可以分瞬发雷管爆破、毫秒雷管爆破根据爆破落煤所用电雷管不同，可以分瞬发雷管爆破、毫秒雷管爆破（也称微差爆破技术）两种。（也称微差爆破技术）两种。相关知识相关知识 爆破采煤的工艺过程包括打眼、爆破落煤和装煤、爆破采煤的工艺过程包括打眼、爆破落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、支护和回柱人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、支护和回柱放顶等主要工序。放顶等主要工序。下页下页上页上页任务首页任务首页（一）瞬发雷管爆破（一）瞬发雷管爆破 1、炮眼布置炮眼布置 单排眼：单排眼：一般用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层，如图（一般用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层，如图（a）所示。所示。双排眼：双排眼：其布置形式有对眼、三花眼和三角眼等，一般适用于采高其布置形式有对眼、三花眼和三角眼等，一般适用于采高较小的中厚煤层。煤质中硬时可用对眼，煤质软时可用三花眼，煤层较小的中厚煤层。煤质中硬时可用对眼，煤质软时可用三花眼，煤层上部煤质软或顶板较破碎时可用三角眼，如图（上部煤质软或顶板较破碎时可用三角眼，如图（b）所示。）所示。三排眼：三排眼：亦称五花眼，用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层，如图亦称五花眼，用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层，如图（c）所示。）所示。下页下页上页上页任务首页任务首页下页下页上页上页任务首页任务首页动画动画 2、炮眼角度应满足下列要求：、炮眼角度应满足下列要求：炮眼与煤壁的水平夹角一般为炮眼与煤壁的水平夹角一般为500800，软煤取大值，硬，软煤取大值，硬煤取小值。为了不崩倒支架，应使水平方向的最小抵抗线煤取小值。为了不崩倒支架，应使水平方向的最小抵抗线朝向两柱之间的空档；朝向两柱之间的空档；顶眼在垂直面上向顶板方向仰起顶眼在垂直面上向顶板方向仰起50100，要视煤质软硬，要视煤质软硬和煤层粘顶情况而定，应保证不破坏顶板的完整性；和煤层粘顶情况而定，应保证不破坏顶板的完整性；底眼在垂直面上向底板方向保持底眼在垂直面上向底板方向保持100200的俯角，眼底接的俯角，眼底接近底板，以不丢底煤和不崩翻输送机为原则。近底板，以不丢底煤和不崩翻输送机为原则。下页下页上页上页任务首页任务首页 3、炮眼深度、炮眼深度根据每次的进度而定。一般每次进度有根据每次的进度而定。一般每次进度有0.8m、1.0m、1.2m三种，与单体支架顶梁长度相适应。每个炮眼的装药三种，与单体支架顶梁长度相适应。每个炮眼的装药量根据煤质软硬、炮眼位置和深度以及爆破次序而定，通量根据煤质软硬、炮眼位置和深度以及爆破次序而定，通常为常为150600g。4、其他参数、其他参数爆破采用串联法联线，一般可将可弯曲刮板输送机移近煤爆破采用串联法联线，一般可将可弯曲刮板输送机移近煤壁。每次起爆的炮眼数目，应根据顶板稳定性、输送机启壁。每次起爆的炮眼数目，应根据顶板稳定性、输送机启动及运输能力、工作面安全情况而定。条件好时，可同时动及运输能力、工作面安全情况而定。条件好时，可同时起爆数十个眼；如顶板不稳定，每次只能爆破几个眼，甚起爆数十个眼；如顶板不稳定，每次只能爆破几个眼，甚至留煤垛间隔爆破。至留煤垛间隔爆破。下页下页上页上页任务首页任务首页（二）毫秒雷管爆破（二）毫秒雷管爆破 1.爆破器材爆破器材（1）炸药）炸药。根据矿井的瓦斯等级，低瓦斯矿井选用二级煤。根据矿井的瓦斯等级，低瓦斯矿井选用二级煤 矿许用炸药；高瓦斯矿井选用三级煤矿许用炸药；有矿许用炸药；高瓦斯矿井选用三级煤矿许用炸药；有 煤与瓦斯突出危险工作面选用三级煤矿含水炸药。煤与瓦斯突出危险工作面选用三级煤矿含水炸药。（2）毫秒雷管）毫秒雷管。选用。选用15段合格的煤矿许用的毫秒雷管，段合格的煤矿许用的毫秒雷管，桥丝为镍铬丝，铁脚线，电阻一般为桥丝为镍铬丝，铁脚线，电阻一般为5.56.0。（3）其他器材）其他器材。发爆器采用最大起爆能力为。发爆器采用最大起爆能力为50100发的发的 MFB-50A和和MFB-100A型。型。下页下页上页上页任务首页任务首页 2.炮眼布置炮眼布置炮眼布置原则，一般是根据采高、推进度、煤的硬度、裂隙节理与顶炮眼布置原则，一般是根据采高、推进度、煤的硬度、裂隙节理与顶底板岩石性质及有无夹矸而定。采高小于底板岩石性质及有无夹矸而定。采高小于1.6 m，采用三花眼布置；，采用三花眼布置；采高超过采高超过2 m，采用五花眼布置；采高在，采用五花眼布置；采高在1.6 2 m之间，视煤质软硬之间，视煤质软硬而定：煤质较软，而定：煤质较软，f=11.5，按三花眼布置；煤质较硬，按三花眼布置；煤质较硬，f=1.5以上，以上，按五花眼布置。按五花眼布置。3.炮眼间距、深度与角度炮眼间距、深度与角度炮眼深度视推进度而定，一般为炮眼深度视推进度而定，一般为0.81.25 m；炮眼角度在垂直煤壁；炮眼角度在垂直煤壁的立面上，一般仰角为的立面上，一般仰角为23，最多，最多58（顶板破碎时打平眼），（顶板破碎时打平眼），俯角一般为俯角一般为510，最大不超过，最大不超过15，如图所示。炮眼与煤层的水平，如图所示。炮眼与煤层的水平夹角一般为夹角一般为5580（煤软取大值）。（煤软取大值）。据一些矿井试验得知，煤质中等硬度时，顶眼间距为据一些矿井试验得知，煤质中等硬度时，顶眼间距为1.11.3 m，底，底眼间距为眼间距为0.91.0 m，装药量为，装药量为300500 g，可取得较好的爆破效果。，可取得较好的爆破效果。下页下页上页上页任务首页任务首页下页下页上页上页任务首页任务首页 4.确定合理的间隔时间与起爆顺序确定合理的间隔时间与起爆顺序合理的间隔时间，应大于弹性震动延续时间（一般为合理的间隔时间，应大于弹性震动延续时间（一般为46 ms），应大于煤（岩）开始移动到形成裂隙时间（一般），应大于煤（岩）开始移动到形成裂隙时间（一般为为4.35.8 ms）。确定合理间隔时间的办法是通过现场）。确定合理间隔时间的办法是通过现场试验，当炸药消耗量低，炮眼利用率高，震动小，即为合试验，当炸药消耗量低，炮眼利用率高，震动小，即为合理的间隔时间。理的间隔时间。下页下页上页上页任务首页任务首页起爆顺序合理与否，是决定毫秒爆破效果好坏的关键。据一些矿井试起爆顺序合理与否，是决定毫秒爆破效果好坏的关键。据一些矿井试验得知，底眼依次验得知，底眼依次5段起爆，顶眼段起爆，顶眼25段起爆。前段炮眼爆破后，段起爆。前段炮眼爆破后，对后段爆破相当于增加一个自由面，爆破效果好、装煤率高，且不崩对后段爆破相当于增加一个自由面，爆破效果好、装煤率高，且不崩倒支柱。据测试，用瞬发雷管崩动支柱的占倒支柱。据测试，用瞬发雷管崩动支柱的占50%70%，而毫秒雷管，而毫秒雷管仅占仅占3.5%，爆破顺序合理时可降至，爆破顺序合理时可降至0.5%。具体炮眼起爆顺序如图所。具体炮眼起爆顺序如图所示。示。下页下页上页上页任务首页任务首页 5.应用毫秒爆破的安全技术措施应用毫秒爆破的安全技术措施（1）装药）装药。必须使用与矿井瓦斯等级相适应的矿用许可炸药，合格。必须使用与矿井瓦斯等级相适应的矿用许可炸药，合格的煤矿许用毫秒雷管，的煤矿许用毫秒雷管，15段总延期量不许超过段总延期量不许超过130 ms。采用正向。采用正向装药，并要连续装药，药卷间不许留有间隔。必须装水炮泥，炮孔剩装药，并要连续装药，药卷间不许留有间隔。必须装水炮泥，炮孔剩余部分还要用炮泥封满。每装好一个炮眼，其雷管脚线须及时短路拧余部分还要用炮泥封满。每装好一个炮眼，其雷管脚线须及时短路拧好，按设计的起爆顺序装药，不准装错。好，按设计的起爆顺序装药，不准装错。（2）爆破）爆破。炮眼间必须采用串联，不许用并联或串并联。爆破前要。炮眼间必须采用串联，不许用并联或串并联。爆破前要采用数字欧姆表或光电导通表检查爆破网路的导通情况，确定无误，采用数字欧姆表或光电导通表检查爆破网路的导通情况，确定无误，方可起爆。工作面爆破时，必须使用一台发爆器，发爆器要保证起爆方可起爆。工作面爆破时，必须使用一台发爆器，发爆器要保证起爆电流不小于电流不小于1.52.0 A，并要定期检查发爆器参数和更换电池，保证，并要定期检查发爆器参数和更换电池，保证有足够的起爆能力。有足够的起爆能力。下页下页上页上页任务首页任务首页（3）通风和瓦斯管理）通风和瓦斯管理。工作面要有足够的风量，设好防。工作面要有足够的风量，设好防尘水管，放炮前后都必须洒水降尘。对高瓦斯矿井，应设尘水管，放炮前后都必须洒水降尘。对高瓦斯矿井，应设专职瓦斯检查员，坚持装药前、爆破前、爆破后的瓦斯检专职瓦斯检查员，坚持装药前、爆破前、爆破后的瓦斯检查，发现瓦斯超过查，发现瓦斯超过1%时，不许装药爆破。时，不许装药爆破。（4）顶板控制）顶板控制。工作面爆破前，支柱必须保质保量支设。工作面爆破前，支柱必须保质保量支设完好，爆破后必须及时挂梁、支柱，减少空顶时间，如有完好，爆破后必须及时挂梁、支柱，减少空顶时间，如有崩翻棚柱，必须先扶棚，后出煤。过断层、破碎带时，断崩翻棚柱，必须先扶棚，后出煤。过断层、破碎带时，断层、破碎带上下层、破碎带上下2 m内应降低一次爆破装药量。内应降低一次爆破装药量。下页下页上页上页任务首页任务首页（5）其他）其他。不同厂家，不同发火参数的毫秒雷管不许混。不同厂家，不同发火参数的毫秒雷管不许混合使用。一次起爆长度，应根据顶板条件、瓦斯大小、运合使用。一次起爆长度，应根据顶板条件、瓦斯大小、运输能力、发爆器能力和劳动力配备等因素来确定。工作面输能力、发爆器能力和劳动力配备等因素来确定。工作面分茬爆破，一次放炮长度为分茬爆破，一次放炮长度为530 m。在顶板破碎地段，。在顶板破碎地段，可根据具体情况，每隔可根据具体情况，每隔515 m，留，留35 m煤垛的方法，煤垛的方法，以减少控顶面积。打眼必须按设计的炮眼间距、角度、深以减少控顶面积。打眼必须按设计的炮眼间距、角度、深度等参数执行，应先开动输送机再放炮。度等参数执行，应先开动输送机再放炮。下页下页上页上页任务首页任务首页二、装煤与运煤二、装煤与运煤 1.爆破装煤爆破装煤 爆破装煤率可达爆破装煤率可达31%37%2.人工装煤人工装煤 人工装煤量主要有：输送机与新煤人工装煤量主要有：输送机与新煤壁之间松散煤安息角线以下的煤；崩壁之间松散煤安息角线以下的煤；崩落或撒落到输送机采空侧的煤。落或撒落到输送机采空侧的煤。3.机械装煤机械装煤 在刮板输送机煤壁侧装铲煤板，在在刮板输送机煤壁侧装铲煤板，在输送机的采空侧装上挡煤板。输送机的采空侧装上挡煤板。下页下页上页上页任务首页任务首页4.运煤及移溜运煤及移溜运煤：运煤：炮采面在煤层倾角炮采面在煤层倾角25以下时，可采用普通刮板输以下时，可采用普通刮板输 送机或可弯曲刮板输送机，倾角送机或可弯曲刮板输送机，倾角2530采用搪瓷采用搪瓷 溜槽，大于溜槽，大于30采用铸石溜槽自溜运煤。采用铸石溜槽自溜运煤。推溜：推溜：推移输送机千斤顶、液压式、机械式正常段推移输送机千斤顶、液压式、机械式正常段6m一一 个个，机头机尾各三个，弯曲段长度等于或大于机头机尾各三个，弯曲段长度等于或大于15m。下页下页上页上页任务首页任务首页任务二任务二 单滚筒采煤机工作方式的选择单滚筒采煤机工作方式的选择 知识点知识点知识点知识点1、单滚筒采煤机滚筒的位置和旋转方向、单滚筒采煤机滚筒的位置和旋转方向2、单滚筒采煤机进刀方式的种类、优缺点、单滚筒采煤机进刀方式的种类、优缺点3、单滚筒采煤机割煤方式的种类、优缺点和适用条件、单滚筒采煤机割煤方式的种类、优缺点和适用条件能根据工作面煤层及其顶板岩层的具体条件，能根据工作面煤层及其顶板岩层的具体条件，合理选择进刀和割煤方式合理选择进刀和割煤方式下页下页上页上页课题首页课题首页普通机械化采煤（简称普采）工作面一般采用单滚筒采煤普通机械化采煤（简称普采）工作面一般采用单滚筒采煤机（少数条件下用双滚筒采煤机或刨煤机）落煤和装煤，机（少数条件下用双滚筒采煤机或刨煤机）落煤和装煤，可弯曲大型刮板输运机运煤，单体液压支柱铰接顶梁（或可弯曲大型刮板输运机运煤，单体液压支柱铰接顶梁（或型长钢梁对棚或悬移液压支架等）支护、液压推移器移型长钢梁对棚或悬移液压支架等）支护、液压推移器移溜。溜。普采工作面上、下区段平巷断面不大，刮板输送机的机头、普采工作面上、下区段平巷断面不大，刮板输送机的机头、机尾通常都设在工作面内，故工作面上、下两端需要用人机尾通常都设在工作面内，故工作面上、下两端需要用人工打眼爆破开切口（又称机窝），上切口长为工打眼爆破开切口（又称机窝），上切口长为610 m，下切口为下切口为34 m。相关知识相关知识下页下页上页上页任务首页任务首页下页下页上页上页任务首页任务首页一、滚筒的位置和旋转方向一、滚筒的位置和旋转方向普采工作面单滚筒采煤机的滚筒一般位于机体靠近输送机普采工作面单滚筒采煤机的滚筒一般位于机体靠近输送机平巷一端。这样可缩短工作面下切口的长度，使煤流尽量平巷一端。这样可缩短工作面下切口的长度，使煤流尽量不通过机体下方，有利于工作面技术管理。不通过机体下方，有利于工作面技术管理。右工作面安装左螺旋滚筒，割煤时滚筒逆时针旋转；左工右工作面安装左螺旋滚筒，割煤时滚筒逆时针旋转；左工作面安装右螺旋滚筒，割煤时顺时针旋转。作面安装右螺旋滚筒，割煤时顺时针旋转。下页下页上页上页任务首页任务首页二、采煤机的割煤方式二、采煤机的割煤方式 普采工作面的生产是以采煤机为中心的。采煤机割煤以及普采工作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。与其他工序的合理配合，称为采煤机割煤方式。1.双向割煤、往返一刀双向割煤、往返一刀采煤机沿工作面倾斜由下而上割顶煤，随机挂梁（或采煤机沿工作面倾斜由下而上割顶煤，随机挂梁（或型型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁），到工作面一端后，采梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁），到工作面一端后，采煤机翻转弧形挡煤板，下放滚筒由上而下割底煤，清理浮煤机翻转弧形挡煤板，下放滚筒由上而下割底煤，清理浮煤，机后煤，机后1015 m推移输送机，支柱（或收回前探梁前推移输送机，支柱（或收回前探梁前移悬移支架），直至下部切口，采煤机往返一次，煤壁推移悬移支架），直至下部切口，采煤机往返一次，煤壁推进一个截深，挂一排顶梁（或进一个截深，挂一排顶梁（或型梁迈一次步），打一排型梁迈一次步），打一排支柱（或悬移支架前移一次）。支柱（或悬移支架前移一次）。下页下页上页上页任务首页任务首页双向割煤、往返一刀割煤方双向割煤、往返一刀割煤方式适应性强，在煤层粘顶、式适应性强，在煤层粘顶、厚度变化较大的工作面均可厚度变化较大的工作面均可采用，无须人工清浮煤。但采用，无须人工清浮煤。但割顶煤时无立柱控顶（即只割顶煤时无立柱控顶（即只挂上顶梁或挂上顶梁或型梁迈步前移而型梁迈步前移而无立柱支撑）时间长，不利无立柱支撑）时间长，不利于控顶；实行分段作业时，于控顶；实行分段作业时，工人的工作量不均衡，工时工人的工作量不均衡，工时不能充分利用。不能充分利用。下页下页上页上页任务首页任务首页 2.“”字形割煤、往返一刀字形割煤、往返一刀将工作面分为两段，中部斜切进刀，采煤机在上半段割煤时，下半段将工作面分为两段，中部斜切进刀，采煤机在上半段割煤时，下半段推移输送机；采煤机在下半段割煤时，上半段推移输送机（也称半工推移输送机；采煤机在下半段割煤时，上半段推移输送机（也称半工作面采煤方式）。此方式如图所示，其特点是在工作面中部输送机设作面采煤方式）。此方式如图所示，其特点是在工作面中部输送机设弯曲段，其过程为：在图（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，）状态采煤机从工作面中部向上牵引，滚筒逐步升高，其割煤轨迹为滚筒逐步升高，其割煤轨迹为ABC；在图；在图(b)状态采煤机割至上状态采煤机割至上平巷后，滚筒割煤轨迹改为平巷后，滚筒割煤轨迹改为CDEA，同时全工作面输送机移直；，同时全工作面输送机移直；在图（在图（c）状态滚筒割煤轨迹为）状态滚筒割煤轨迹为AEBF，工作面上端开始移输送，工作面上端开始移输送机；在图（机；在图（d）状态滚筒割煤轨迹为）状态滚筒割煤轨迹为FGA，全工作面煤壁割直，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，回复到图而输送机机槽在工作面中部出现弯曲段，回复到图(a)状态。状态。下页下页上页上页任务首页任务首页 这种割煤方式这种割煤方式可以克服工作面一可以克服工作面一端无立柱控顶时间端无立柱控顶时间过长、工人的工作过长、工人的工作量不均衡等缺点，量不均衡等缺点，并且割煤过程中采并且割煤过程中采煤机自行进刀，无煤机自行进刀，无须另外安排进刀时须另外安排进刀时间，在中厚煤层单间，在中厚煤层单滚筒采煤机普采工滚筒采煤机普采工作面中常采用。作面中常采用。下页下页上页上页任务首页任务首页 3.单向割煤、往返一刀单向割煤、往返一刀单向割煤、往返一刀割煤方式，如图所单向割煤、往返一刀割煤方式，如图所示。其工艺过程为：采煤机自工作面下示。其工艺过程为：采煤机自工作面下（或上）切口向上（或下）沿底割煤，（或上）切口向上（或下）沿底割煤，随机清理顶煤、挂梁（或随机清理顶煤、挂梁（或型梁迈步前型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁），必要时可打伸或伸悬移支架前探梁），必要时可打临时支柱。采煤机割至上（或下）切口临时支柱。采煤机割至上（或下）切口后，翻转弧形挡煤板，快速下（或上）后，翻转弧形挡煤板，快速下（或上）行装煤及清理机道丢失的底煤，并随机行装煤及清理机道丢失的底煤，并随机推移输送机、支设单体支柱（或收回前推移输送机、支设单体支柱（或收回前探梁前移悬移支架），直至工作面下探梁前移悬移支架），直至工作面下（或上）切口。（或上）切口。这种割煤方式适用于采高这种割煤方式适用于采高1.5 m以下的以下的较薄煤层、滚筒直径接近采高、顶板较较薄煤层、滚筒直径接近采高、顶板较稳定、煤层粘顶性强、割煤后顶煤不能稳定、煤层粘顶性强、割煤后顶煤不能及时垮落等条件。及时垮落等条件。下页下页上页上页任务首页任务首页 4.双向割煤、往返两刀双向割煤、往返两刀双向割煤、往返两刀割煤方式又称穿双向割煤、往返两刀割煤方式又称穿梭割煤，如图所示。首先采煤机自下梭割煤，如图所示。首先采煤机自下切口沿底上行割煤，随机挂梁（或切口沿底上行割煤，随机挂梁（或型型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁）和梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁）和推移输送机，并同时铲装浮煤、支柱推移输送机，并同时铲装浮煤、支柱（或收回前探梁前移悬移支架），待（或收回前探梁前移悬移支架），待采煤机割至上切口后，翻转弧形挡煤采煤机割至上切口后，翻转弧形挡煤板，下行重复同样工艺过程。当煤层板，下行重复同样工艺过程。当煤层厚度大于滚筒直径时，挂梁（或厚度大于滚筒直径时，挂梁（或型梁型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁）前要迈步前伸或伸悬移支架前探梁）前要处理顶煤。该方式主要用于煤层较薄处理顶煤。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并且煤层厚度和滚筒直径相近的普采工作面。工作面。下页下页上页上页任务首页任务首页三、单滚筒采煤机的进刀方式三、单滚筒采煤机的进刀方式 1.直接推入法进刀直接推入法进刀采煤机向上运行时升起摇臂，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋及弧采煤机向上运行时升起摇臂，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋及弧形挡煤板装煤。工人随机挂梁（或形挡煤板装煤。工人随机挂梁（或型梁迈步前伸或伸悬移支架前探型梁迈步前伸或伸悬移支架前探梁），托住刚暴露的顶板。梁），托住刚暴露的顶板。采煤机运行至工作面上切口后，翻转弧形挡煤板，将摇臂降下，开始采煤机运行至工作面上切口后，翻转弧形挡煤板，将摇臂降下，开始自上而下运行，滚筒割底煤并装余煤。采煤机下行时负荷较小，牵引自上而下运行，滚筒割底煤并装余煤。采煤机下行时负荷较小，牵引速度较快。滞后采煤机速度较快。滞后采煤机1015 m，依次开动千斤顶推移输送机，与，依次开动千斤顶推移输送机，与此同时，输送机槽上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完输送机后，此同时，输送机槽上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完输送机后，开始支设单体液压支柱（或悬移支架前移）。开始支设单体液压支柱（或悬移支架前移）。当采煤机割底煤至工作面下切口时，支设好下端头处的支架，移直输当采煤机割底煤至工作面下切口时，支设好下端头处的支架，移直输送机，采煤机滚筒直接推入下切口进入新的位置，以便重新割煤，如送机，采煤机滚筒直接推入下切口进入新的位置，以便重新割煤，如图所示。图所示。下页下页上页上页任务首页任务首页直接推入法进刀方式直接推入法进刀方式（a）推入切口前推入切口前（b）推入切口后推入切口后下页下页上页上页任务首页任务首页2.斜切进刀斜切进刀斜切进刀可分为工作面端部和斜切进刀可分为工作面端部和中部斜切进刀，端部斜切进刀中部斜切进刀，端部斜切进刀又有割三角煤和留三角煤两种又有割三角煤和留三角煤两种方式。方式。（1）中部斜切进刀）中部斜切进刀“”字形割煤时，采煤机沿字形割煤时，采煤机沿工作面中部输送机弯曲段斜切工作面中部输送机弯曲段斜切进入煤层，完成进刀，这种进进入煤层，完成进刀，这种进刀方式有利于端头作业和顶板刀方式有利于端头作业和顶板支护，如图。支护，如图。下页下页上页上页任务首页任务首页 （2）端部斜切进刀）端部斜切进刀 割三角煤进刀。割三角煤进刀。现以采煤机上行割顶煤、下行割底煤的割煤方式为现以采煤机上行割顶煤、下行割底煤的割煤方式为例说明斜切进刀割三角煤进刀的具体过程，如下图：在图（例说明斜切进刀割三角煤进刀的具体过程，如下图：在图（a）状态）状态采煤机割底煤至工作面下端部；由图（采煤机割底煤至工作面下端部；由图（b）状态采煤机返向沿输送机）状态采煤机返向沿输送机弯曲段运行，直至完全进入输送机直线段，当其滚筒沿顶板斜切进入弯曲段运行，直至完全进入输送机直线段，当其滚筒沿顶板斜切进入煤壁达到规定截深时便停止运行；从图（煤壁达到规定截深时便停止运行；从图（c）状态推移输送机机头及）状态推移输送机机头及弯曲段，使其成一直线；至图（弯曲段，使其成一直线；至图（d）状态采煤机返向沿顶板割三角煤）状态采煤机返向沿顶板割三角煤直至工作面下端部；到图（直至工作面下端部；到图（e）状态采煤机进刀完毕，上行正式割煤，）状态采煤机进刀完毕，上行正式割煤，开始时滚筒沿底板割煤，割至斜切终点位置时，改为滚筒沿顶板割煤。开始时滚筒沿底板割煤，割至斜切终点位置时，改为滚筒沿顶板割煤。这种进刀方式有利于工作面端头管理，输送机保持成一条直线，但比这种进刀方式有利于工作面端头管理，输送机保持成一条直线，但比较费时，采煤机要在工作面端部较费时，采煤机要在工作面端部2025 m行程内往返一次，并要等行程内往返一次，并要等待移机头和重新支护端头支架。待移机头和重新支护端头支架。下页下页上页上页任务首页任务首页割割三三角角煤煤端端部部斜斜切切进进刀刀下页下页上页上页任务首页任务首页 留三角煤进刀。留三角煤进刀。留三角煤进刀的过程，如下图：在图（留三角煤进刀的过程，如下图：在图（a）状态采）状态采煤机割煤至工作面下端头后，返向上行沿输送机弯曲段割三角底煤煤机割煤至工作面下端头后，返向上行沿输送机弯曲段割三角底煤（上刀留下的），割至输送机直线段时改为割顶煤直至工作面上切口；（上刀留下的），割至输送机直线段时改为割顶煤直至工作面上切口；到图（到图（b）状态推移机头和弯曲段，将输送机移直，在工作面下端部）状态推移机头和弯曲段，将输送机移直，在工作面下端部留下三角煤；至图（留下三角煤；至图（c）状态采煤机下行割底煤至三角煤处改为割顶）状态采煤机下行割底煤至三角煤处改为割顶煤直至工作面下端部；再到图（煤直至工作面下端部；再到图（d）状态随机自上而下推移输送机至）状态随机自上而下推移输送机至工作面下端部三角煤处，完成进刀全过程。这种进刀方式与割三角煤工作面下端部三角煤处，完成进刀全过程。这种进刀方式与割三角煤方式相比，采煤机无须在工作面端部往返斜切，进刀过程简单，移机方式相比，采煤机无须在工作面端部往返斜切，进刀过程简单，移机头和端头支护与进刀互不干扰。但由于工作面端部煤壁不直，不易保头和端头支护与进刀互不干扰。但由于工作面端部煤壁不直，不易保障工程质量。普采工作面双滚筒采煤机的工作方式与综采工作面双滚障工程质量。普采工作面双滚筒采煤机的工作方式与综采工作面双滚筒采煤机工作方式相同。筒采煤机工作方式相同。下页下页上页上页任务首页任务首页留留三三角角煤煤端端部部斜斜切切进进刀刀下页下页上页上页任务首页任务首页任务三任务三 工作面支护设计工作面支护设计 知识点知识点能力点能力点1、工作面支架种类和布置方式、工作面支架种类和布置方式2、工作面控顶形式、最大控顶距、最小控顶距和、工作面控顶形式、最大控顶距、最小控顶距和 放顶步距放顶步距3、特种支架的种类、特种支架的种类能够根据工作面煤层和顶底板岩层具体情况，合理能够根据工作面煤层和顶底板岩层具体情况，合理进行工作面支护设计进行工作面支护设计下页下页上页上页课题首页课题首页一、工作面支架布置方式的确定一、工作面支架布置方式的确定 1.单体液压支柱和金属铰接顶梁单体液压支柱和金属铰接顶梁一般均采用单体液压支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。按一般均采用单体液压支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。按悬臂顶梁与支柱的关系，可分为正悬臂与倒悬臂两种，如悬臂顶梁与支柱的关系，可分为正悬臂与倒悬臂两种，如图所示。图所示。炮采和普采工作面支架布置方式主要有齐梁直线柱和错梁炮采和普采工作面支架布置方式主要有齐梁直线柱和错梁直线柱两种，如图。直线柱两种，如图。（a）正悬臂）正悬臂（b）倒悬臂）倒悬臂下页下页上页上页任务首页任务首页下页下页上页上页任务首页任务首页 齐梁直线柱的布置特点齐梁直线柱的布置特点梁端沿煤壁方向对齐，支柱排成直梁端沿煤壁方向对齐，支柱排成直线。落煤时，工作面一次进度（爆线。落煤时，工作面一次进度（爆深或截深）应与铰接顶梁长度相等。深或截深）应与铰接顶梁长度相等。每次落煤后沿工作面全部挂梁、支每次落煤后沿工作面全部挂梁、支柱，一般全部为正悬臂支架。这种柱，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，支架形式简单，规格质量容易掌握，放顶线整齐；工序较简单，便于组放顶线整齐；工序较简单，便于组织和管理。织和管理。下页下页上页上页任务首页任务首页 错梁直线柱布置的特点错梁直线柱布置的特点工作面一次进度（爆深或截深）为顶工作面一次进度（爆深或截深）为顶梁长度的一半；正倒悬臂支架相间布梁长度的一半；正倒悬臂支架相间布置；每次落煤后间隔挂梁，顶梁交错置；每次落煤后间隔挂梁，顶梁交错向前移动；工作面全长完成第一次落向前移动；工作面全长完成第一次落煤时，支临时支柱，工作面全长完成煤时，支临时支柱，工作面全长完成第二次落煤煤时，临时支柱改为永久第二次落煤煤时，临时支柱改为永久支柱，工作面全长完成二次落煤工作支柱，工作面全长完成二次落煤工作面增加一排控顶距，该布置方式机道面增加一排控顶距，该布置方式机道上方顶板悬露窄，支护及时；工作面上方顶板悬露窄，支护及时；工作面全长完成一次落煤挂梁、支柱数量少，全长完成一次落煤挂梁、支柱数量少，工作量均衡；支柱成直线，行人、运工作量均衡；支柱成直线，行人、运料方便；在切顶线处支柱不易被埋住，料方便；在切顶线处支柱不易被埋住，因此为现场多用。但是，对切顶不利，因此为现场多用。但是，对切顶不利，倒悬臂梁易损坏。倒悬臂梁易损坏。下页下页上页上页任务首页任务首页最小控顶距时应有排支柱，以保证有足够的工作空间最大控顶距时最小控顶距时应有排支柱，以保证有足够的工作空间最大控顶距时一般不宜超过一般不宜超过5排支柱。通常推进一或两排柱放一次顶，即三四排或排支柱。通常推进一或两排柱放一次顶，即三四排或三五排控顶。在有周期来压的工作面中，当工作空间达到最大控顶距三五排控顶。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，回柱之前常在放顶处另外架时，为了加强对放顶处顶板的支撑作用，回柱之前常在放顶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、斜撑支架以及切顶墩柱等。丛柱、密集支柱、木垛、斜撑支架以及切顶墩柱等。（a）丛柱丛柱（b）密集支柱密集支柱（c）木垛木垛（d）斜撑支架斜撑支架下页下页上页上页任务首页任务首页2.单体液压支柱和单体液压支柱和型长钢梁型长钢梁组