采煤技术

1采煤技术采煤班组长第六章2采煤方法分类煤炭开采露天开采地下开采水采井工开采气(液)采壁式柱式走向倾向炮采普采综采放顶煤与落装运支处3采煤方法采煤工作面是矿井生产的心脏，是矿井生产最基本最重要的场所。对于煤矿企业来说，先的装备是采煤方法先进的关键。采煤方法是不同采煤工艺（根据采煤工作面内煤层的赋存条件，运用各种技术装备进行生产的技艺和方式）与具体采区巷道布置（通达采区的巷道在空间上的位置关系及其掘进顺序）的总和。概念4采煤方法通常按采煤工艺、矿压控制特点将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类。壁式体系的特点：工作面长（80-200m），两端各有一条巷道，用于通风和运输；采落的煤炭沿着平行于煤壁的方向运出工作面；要求及时有计划的处理工作面（常用垮落法）。有走向和倾向长壁两种。有整层、分层和放顶煤回采技术。柱式体系的特点：工作面短（10—30m）,但数目多，煤的运输方向往往垂直于煤壁；一般不处理采空区；工作面通风条件较差。体系5采煤方法工序与不同设备手段结合就形成不同的工艺。采煤的主要工序是：落煤、装煤、运煤、支护和处理顶板。采煤的技术装备有：炮采、普采、综采及放顶煤开采。概念6采煤工艺炮采工艺过程落及装煤人工装煤刮板运煤人工挂梁移输送机人工回柱放顶7炮采工艺爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、连炮线及放炮线及主炮等工序。炮眼的布置：单排眼、双排眼、三排眼等。炮采落煤8炮采工艺炮眼深度取决于工作面一次的推进度、顶板岩性和煤的硬度等。深度一般为1.0~1.2m，最大可达2.0m。工作面炮眼的深度要保持一致，以免影响炮眼的利用率、爆破效果和煤壁的平直。炮眼深度要求9炮采工艺⑴炮眼与煤壁的水平夹角一般为50°~80°，煤软取大（最大取90°），煤硬取小。应使水平方向的最小抵抗线朝向两柱之间。⑵当煤层较硬、粘顶性强时，上排炮眼要有一定的仰角，在垂直面上向顶板方向仰起5°~10°。⑶为了不留底煤，又不崩翻刮板输送机，下排眼要有一定的仰角，在垂直面上向顶板方向保持10°~20°。炮眼角度要求10炮采工艺装药量要根据顶板岩性、煤层软硬、炮眼深度及位置，结合生产经验和相似条件来确定。一般底眼的装药量要多些，约为150~600g.封泥必须按规程要求进行。连线一般采用串联方式。工作面每次起爆的炮眼数目，应综合考虑顶板的稳定性、输送机的启动及运输能力，工作面安全情况而定。装药、连线、爆破11炮采工艺装煤：爆破装煤（可达31%~37%)和人工装煤（劳动强度大，效率低，是炮采工艺的缺点之一）。运煤：由刮板输送机来完成。正规炮采工作面都采用单体液压支柱和铰接顶梁支护。支架的布置形式有正悬臂齐架直线柱和正悬臂错梁三角柱两种（后者现在少用）。装、运煤与支护12炮采工艺常用的是全部跨落法，适用于直接顶易于跨落或中等稳定顶板。必须严格执行安全规程有关规定。回柱放顶13普采工艺是指用机械方法破煤和装煤、输送机运煤和单体支柱支护的采煤方法。其中，使用单体液压支柱进行支护的称为高档普采。普采工作面技术装备主要有滚筒式采煤机或刨煤机、可弯曲刮板输送机和与其配套的推移千斤顶、单体金属支柱与铰接顶梁及乳化液泵站等。普采工作面的工艺过程主要由割煤、运煤、挂梁、推移刮板输送机、打柱以及回柱放顶等工序组成。概括14普采工艺采用滚筒采煤机割煤时，采煤机一般是骑在输送机上，以输送机两侧做导轨上下往复运行，割下的煤，靠螺旋滚筒及弧形挡煤板装入输送机，使落煤、装煤、运煤三道工序实现连续作业。割煤15普采工艺⑴设备。单体液压支柱与金属铰接顶梁支护顶。单体液压支柱分内注式和外注式两种。单体液压支柱的初撑力大，因此，使用非常广泛。⑵支架布置方式。采煤机割煤过后，跟随采煤机将工作面支架上的铰接梁向工作面煤壁方向延接，以对割煤后新暴露的顶板进行临时支护。悬臂支架---单体液压支柱或摩擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。按悬臂梁与支柱的关系，可分为正悬臂与倒悬臂两种。采工作面支架的布置方式，按梁的排列特点分为齐梁直线柱和错梁直线柱两种。支护116普采工艺⑶采煤工作面端头支护。应满足的要求：①要有足够的支护强度，保证工作面端部出口的安全。②支架跨度要大，不影响输送机机头、机尾的正常运转，并要为维护和操作设备的人员留出足够的活动空间。③要能够保证机头、机尾的快速移置，缩短端头作业时间，提高开机率。端头支护主要有：单体支柱加铰接顶梁支护、用4~5对长梁加单体支柱组成的迈步走向抬棚支护、用基本支架加走向迈步抬棚支护。支护217普采工艺采煤机割煤后，在距采煤机约12~15m处，操作与刮板输送机配套的专用推移千斤顶向煤壁方向推移刮板输送机，推移步距与采煤机截深相一致，并使输送机平、直，且符合要求。推移输送机18普采工艺走向长壁普采工作面采空区的处理主要采用全部跨落法。当工作面支架的控顶距达到作业规程规定的最大控顶距时，将靠近采空区的一排或两排支架撤掉，让顶板跨落（这就是所谓的回柱放顶）。采空区跨落矸石能起到支撑上方基本顶、缓和基本顶来压的作用。采用全部充填法处理采空区的工作面，采空区处理由回柱充填工序完成。采空区处理19综合机械化采煤工艺综采是指用机械方法破煤和装煤、输送机运煤和液压支架支护的采煤工艺。综采工艺的特点：落、装、运、支、处主要工序全部实现机械化。综采与普采的最大区别是综采使用了自移式支架支护顶板，解决了支护与回柱放顶人工操作的难题，实现了支护与采空区处理的机械化。综采优点：劳动强度低、产量高、效率高、安全条件好。综采20综合机械化采煤工艺滚筒采煤机（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。综采工作面设备采煤工作面的三直是指煤壁直、刮板输送机直、支架直21综合机械化采煤工艺⑴落煤与装煤。其与普采相似，但采煤机的割煤方式有区别。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。落煤、装煤、运煤割煤方式---采煤机割煤以及与其他工序的合理配合。22综合机械化采煤工艺⑶输送机和支架的移动。支架形式不同，则移架和推移输送机的方式也不同。整体式支架，移架和推移输送机共有一个液压千斤顶，连接支架底座和输送机槽，互为支点，进行推移输送机和前拉支架。迈步式自移支架的移动，依靠本身两框架互为支点，用一个千斤顶推拉两框架分别前移，用另一千斤顶推移输送机。支护23综合机械化采煤工艺⑷支护。综采工作面主要采用自移式液压支架来支撑顶板，维护工作空间。根据液压支架与围岩的相互作用方式，液压支架可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种。液压支架的支护方式：根据液压支架的型式、结构、移动方式和支护条件不同，可分为超前支护、及时支护和滞支护三种。支护124综合机械化采煤工艺液压支架的移步（架）方式：归纳为顺序移步和交错移步两种。顺序移步包括单架依次顺序式、成组整体依次顺序；交错移步即指分组间隔交错式移步方式。液压支架的支护速度：沿工作面长度方向上推移支架的速度。支护速度越快对安全越有利。液压支架的移架步距应该和采煤机截深及输送机的推移步距一致。当煤壁留有探头煤或因采煤机飘刀而留有底煤时往往会使输送机和支架移不够规定的步距，会使煤壁前的空顶距离加大，造成顶板破碎、掉渣、冒顶。支护225判断题：液压支架移架时，被移支架下方和距被移支架上下5m范围内机道上，不得有人作业和逗留。v26综采工作面的端头支护方式：端头支架支护、普通液压支架支护、内注液式单体液压支柱配合十字铰接顶梁支护。综合机械化采煤工艺支护3在同一采煤工作面，不得使用不同类型和不同性能的支柱。在地质条件复杂的工作面中必须使用不同类型的支柱时，必须制定安全措施。53条27综合机械化采煤工艺综采工作面一般主要采用跨落法处理采空区。对极坚硬顶板可采取高压注水软化顶板、爆破强制放顶等方法处理。采空区处理液压支架具有切顶性能强（支撑式）、掩护作用好（掩护式）、种类多等特点。53条:采煤工作面必须经常存有一定数量的备用支护材料。28综采放顶煤采煤工艺综放是对特厚煤层用综采设备进行整层开采的采煤工艺。放顶煤采煤是在煤层底部或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采高为2~3m的长壁工作面，用常规采煤方法进行采煤，并利用矿山压力作用或辅以松动爆破等方法，将上部顶煤在工作面推进后破碎冒落，并将冒落顶煤利用放顶煤支架予以回收，由工作面后部刮板输送机运出。综采放顶煤工艺29综采放顶煤采煤工艺1、一次采全厚放顶煤。2、预采顶分层网下放顶煤。适用于煤层厚度大于12~14m，直接顶坚硬或煤层瓦斯含量高，须预先抽放瓦斯的缓斜煤层。3、倾斜分层放顶煤。煤层厚度在于12~14m以上，将煤层沿倾斜分为两个以上厚度在6~8m以上的倾斜煤层，依次放顶煤开采。分类30综采放顶煤采煤工艺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。适应条件31综采放顶煤采煤工艺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：⑴倾角大于30°的煤层（急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤除外）。⑵冲击地压煤层。规程规定支护32综采放顶煤采煤工艺1、煤层平均厚度小于4m。2、采放比例大于1：3的。3、采区或工作面回采率达不到矿井设计规范规程的。4、煤层有煤（岩）和瓦斯（二氧化碳）突出危险的。5、坚硬顶板、坚硬顶煤不易冒落，且采取措施后冒放性仍然较差，顶板跨落充填采空区的高度不大于采放煤高度的。6、矿井水文地质条件复杂，采放后有可能与地表水、老窑积水和含水层导通的。严禁采用放顶煤的情况33综采放顶煤采煤工艺1、工作面采煤。2、放煤方式。3、放煤步距。具体工艺85页34综采放顶煤1、适于厚度5m以上、煤质松软、顶板易跨落的煤层。2、简化厚度布置，减少巷道掘进工作量。3、提高采煤工效、降低吨煤产生费用等4、采出率较低、煤炭自然发火控制比较困难。工艺特点35综采放顶煤采煤工艺采出率不高易煤炭自燃含矸率增加绝对瓦斯大粉尘量增大存在的问题36急倾斜煤层开采急倾斜煤层是指倾角大于45°的煤层。其与一般煤层开采的工序一样，但工序的操作方法大不相同。存在顶板管理难度大、机械化程度低、巷道系统复杂三个突出问题。其方法有到台阶采煤法、水平分层采煤法和伪斜掩护支架采煤法等方法37急倾斜煤层开采其特点：1、煤炭自动下滑，简化了装和运工作，但易下滑砸人、冲倒支架，煤尘飞扬。2、顶板沿倾斜向下的分力较大，作用于支架上的分力较小。使放顶次数减少，顶板跨落自行滑入采空区，不会出现明显的周期来压。但顶底板都有可能岩倾斜方向向下跨落和下滑，工作面支架不稳定，增加了支护的难度。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。工艺特点38特殊条件下的采煤工艺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分类87页