采矿学电子教案(中国矿业大学)

采矿学电子教案总结煤田—在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。矿区—开发煤田形成的社会组合。井田—划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。矿井生产能力—矿井设计生产能力，万t/a。即设计中规定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。矿井开采的基本概念阶段—沿一定标高划分的一部分井田。开采水平—布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全阶段运输任务的水平。采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的块，每一块叫一个采区。区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。分带—沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条叫一个分带。各类巷道的名称和开拓、准备和回采巷道。三种工艺方式爆破采煤工艺方式（炮采工艺方式）普通机械化采煤工艺方式综合机械化采煤工艺方式三种工艺方式的各工序的作业方式循环作业方式、布置方式、设备配套、发展方向等。第五章采煤工艺及装备配套第七章采煤工艺技术管理、设计及发展第一节工作面调斜和旋转第二节工作面过断层第三节综采工作面搬迁第四节采煤工艺主要技术参数的确定第九章单一长壁采煤法工作面推进方向：走向长壁倾斜长壁第一节走向长壁采煤法采区巷道布置特点巷道名称生产系统掘进顺序102146781123987493412141067891251113A'9'9''8'7114,5'区段平巷的坡度和方向1、普采或炮采区段平巷布置1）区段回风平巷（轨巷）：tracksubentry（1）功用：轨道运输、回风、行人。（2）要求：与采面上出口相连，必须沿煤层掘进；断面要符合运输、通风、行人、安全等要求；轨道要求：i、坡度i=35‰，有时610‰，以利于矿车运输、流水；ii、能适应弯道，1t矿车，R6m，1.5t矿车，R9miii、轨距与全矿一致（3）施工措施：轨道要求巷道按腰线沿煤层走向掘进。两端安绞车时也可以按中线掘进，分段取值。2）区段运输平巷（机巷）（1）功用：铺输送机，运煤或物料，行人。（2）要求：•与采面下出口相连，必须沿煤层掘进。•位置、断面利于装运煤。•方向要求直或分段取直，利于运煤。如采用刮板输送机运煤，输送机每部长200m±，允许弯度值3o;如采用转载机+胶带输送机运煤，则要求取直。运输机要求:能适应上下坡度变化；胶带机向上≯17o向下≯15o断面符合运输、通风、行人安全等要求；既要沿煤层掘进，又要求直，巷道必定不平；方案一：挂中线掘进；方案二：分段挂中线取直。+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.5+0.5+1.0+1.5A-B-C-D-EDA-F-G-HFAGHECB0100200300400500mAABCDEHFG00+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.50方案一：A—B—C—D—E直线，挂中线掘进。（i）上下起伏变化大，C、E点最低，达1.0m;（ii）低点积水；泵排水；方案二：A—F—G—H，分段挂中线取直。（i）坡度缓和，相差(0.5m)；（ii）低点积水，用水泵排出；（iii）折点少，占用设备少，每段宜用一台输送机。+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.5ABCDEHFG01243(a)2'（3）施工措施：定向取直或分段取直，挂中线掘进。普采、炮采—轨巷按腰线施工；机巷按中线分段取直。如采用双巷布置方式，要求：双巷（上区段机巷、下区段轨巷）一次掘出，且轨巷超前机巷：i、超前探清煤层沿走向的变化情况，确定机巷转折点，为机巷定向取直，保证施工质量；ii、机巷低洼处泄水（通过联络巷泄水）2、综采工作面区段平巷布置1）综采工作面特点•设备多，重量大。如采煤机812t；支架17t左右。•设备功率大，有液压系统，供电系统及其附属设备，液压泵站，移动变电站，转载机等。•设备安装、拆卸及运输费工耗时。•综采面产量高。•巷道断面尺寸大。2）一般综采工作面机巷、风巷布置（1）机巷、风巷定向取直、平行布置，保持采面等长；（2）机巷、风巷分段定向取直、平行布置，保持采面等长；（3）施工技术：沿中线定向取直或分段取直。4212(b)'（三）区段平巷单、双巷布置方式1、双巷布置上区段机巷与下区段风巷统一布置。双巷同时一次掘出，轨巷超前。优点：（1）掘进通风容易；2）安全好—进出掘进面有两个出口，对回采也有避灾出口；124区段平巷双巷布置双巷布置的优点：3）可超前勘探煤层变化，利于为机巷定向；4）泄水方便；5）易送物料到机巷（安装维修）；6）为上、下采面及时接替创造条件。双巷布置缺点：（1）下区段风巷受采动影响，维护时间长且困难；（2）若设备放在下区段风巷内，需重新移置电路和油管等；（3）损失区段煤柱。2、一条半巷布置上区段机巷掘出，下区段风巷掘一半。优点：同双巷布置，利于接替，一半长巷道易维护。3、单巷布置Fig.9-4（b），分巷布置，10o时，下行风，设备在上巷，可用于低瓦斯矿井。Fig.9-4（c），设备在机巷，要求机巷大断面。12354135424、高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置高瓦斯矿：Fig.9-5，双巷布置设瓦斯尾巷（3）。321（四）单工作面与双工作面布置Fig.9-6，对拉工作面1、对拉采面生产系统•运煤：上采面下运下采面上运•通风：（1）1-进风，2、3-回风，下采面下行风；（2）2、3-进风，1-回风，上采面下行风；（3）串联掺新，3、1-进风，2-回风。2135m150m120m1—中间运输平巷2—上轨道平巷3—下轨道平巷2、上、下采面错距：一般5m，木垛维护。3、优、缺点及适用：优点—减少平巷掘进量和维护量；采出率高；占用设备少；生产集中；管理方便。缺点—上、下采面交接处难维护。适用：非综采工作面；顶板中等稳定以上；瓦斯少。2135m150m120m第二节倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法回采工作面沿煤层走向布置，沿倾斜（仰斜或俯斜）推进采煤。或长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。一、单一倾斜长壁采煤法采煤系统巷道布置特点和巷道名称掘进顺序生产系统三、矿压显现及支护特点煤层倾角对顶板稳定性影响：1、仰采：（1）顶板产生向采空区方向的分力;（2）顶板受向下拉力，不易获得平衡;（3）煤壁易片帮;（4）采空区顶板冒落滚向采空区;（5）支架主要作用是支撑顶板;（6）支撑式或支掩式支架。设置复位千斤顶；防片帮装置，锚杆；大拉力的推移千斤顶。仰采与俯采2、俯采：顶板产生指向煤壁的分力岩层受压力，顶板易平衡，稳定；煤壁稳定,不易片帮；矸石易窜入采面；支架支撑顶板，防矸石窜入工作面支掩式：掩护梁上有防窜装置，四、回采工艺特点1、仰采1）水自流入采空区；2）顶板稳定性差，临界角8；3）当时，采煤机偏离煤壁，减少截深;输送机：煤滚入下侧，不易装满，易断链。4）当时，采煤机不稳定，易翻倒。措施：输送机设下部三角架，调平。回采工艺特点2、俯采1）水流入采面，工作条件差；2）顶板相对稳定；3）机组不稳定，易掉道。五、倾斜长壁采煤法评价及适用条件（一）评价1、优点（1）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产快。巷道掘进工程量少15%，相应工期短。（2）运输系统简单，占用设备少。运输设备及辅助人员可减少30。（3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长布置，利于生产管理。（4）通风系统简单，风路短，通风构筑物减少约1/3。倾斜长壁采煤法优点（5）对某些地质条件的适应性强，如：倾斜断层—可沿断面伪斜布置；淋水—仰斜开采；瓦斯大—俯采。（6）技术经济效益显著采面单产增加，巷道掘进率（m/万t）降低，采出率（%）增加，工效（t/工）提高。倾斜长壁采煤法缺点2、缺点（1）长距离倾斜巷道辅运和行人困难；（2）当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁的要求；（3）大巷装车点多，可设带区，共用一个煤仓。阳泉一矿：4个分带共用一煤仓；二道河子矿：5个分带共用一煤仓。（4）下行回风—注意监测。（二）倾斜长壁采煤法适用条件（1）煤层，效果最好。（2）采取一定技术措施，可适用于1217的煤层。（3）可据地质构造的特点采面呈伪斜布置。（4）不同采深、围岩特性、沼气涌出量及水涌出量均可采用倾斜长壁开采。（5）据不同倾角，同一矿井亦可采用倾斜长壁和走向长壁配合开采。第三节大采高一次采全厚采煤法大采高一次采全厚综采工艺特点1）初采高度较小，一般为3.5m左右；2）控制煤壁片帮—关键；3）支架防滑，防倒；4）端头支护及超前支护比一般综采更重要；5）一次采全厚比分层开采具有很多优点。第十章倾斜分层下行垮落采煤法•倾斜分层—将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采。•下行式—先采顶分层，依次下行回采各分层，垮落法管理顶板，称倾斜分层下行垮落采煤法。•分层同采：在同一区段范围内，上、下分层工作面错开一定距离同时采煤，称“分层同采”。•分层分采：在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个分层称“分层分采”或“大扒皮”。第十一章长壁放顶煤采煤法第一节厚煤层长壁放顶煤采煤法类型和采煤系统一、长壁放顶煤采煤法长壁放顶煤采煤法：开采缓斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面的煤，随即放采上部顶煤的采煤方法。第三节综采放顶煤工艺特点一、放顶煤工艺特点（一）初末采放煤工艺（二）放煤步距（循环放煤步距）放煤步距（循环放煤步距）：在工作面推进方向上，前后两次放顶煤之间工作面推进的距离。放煤步距影响因素。（三）放煤方式放煤方式：放顶煤工作面放煤顺序、次数和放煤量的配合方式1、多轮、分段、顺序、等量放煤2、多轮、间隔、顺序、等量放煤3、单轮、间隔、多口放煤（四）煤炭损失第四节综采放顶煤长壁采煤法的应用一、综采放顶煤与厚煤层分层开采相比（1）有利于合理集中生产，单产高，效率高；（2）巷道少，系统简单；（3）对煤层厚度变化适应性强；（4）经济效益好。减少了巷道掘进费、维护费、分层开采的设备占用费、材料消耗费，工作面安装费和工作面拆迁费，工资。（5）煤损大：比分层开采多10%以上；（6）易自然发火；（7）瓦斯隐患较大，要求管理严格；瓦斯聚积：顶煤空间聚积瓦斯。当顶板垮落、硬岩块摩擦冲击，火星——爆炸（8）煤尘大：比分层采高12倍以上。鲍店降尘后：10毫克/m3。二、放顶煤适用条件1、煤层厚度：M=512m为佳，过小易超前冒顶，过大破坏不充分。2、煤层的可放性：煤质松软，层理节理发育。煤质中硬，f2最好。个别f=3.13.9，层理节理发育亦可。3、煤层倾角：不宜太大，缓倾斜煤层中一般15o，太大影响支架的稳定性，25o42o煤层中也试验成功。4、煤层结构：过厚过硬的夹矸影响顶煤放落，单层夹矸厚大于0.5m或f大于3要采取措施，顶煤中的夹矸总厚度不宜大于顶煤厚度的1015%。5、顶板条件：顶板岩性最理想的条件是基本顶I、II级，直接顶有一定厚度，采空区不悬顶，冒落后松散体基本充满采空区。6、地质构造：煤层厚度变化大，地质构造复杂，断层切割块段，阶段煤柱等无法应用分层长壁采煤法时，可放顶煤。第十二章急倾斜煤层采煤方法第一节采煤方法发展及围岩破坏特征第二节伪斜长壁采煤法第三节伪倾斜柔性掩护支架采煤法第四节水平分段放顶煤采煤法第五节仓储式采煤法第十五章准备方式第一节准备方式分类第二节采区式准备方式第三节盘区式准备方式第四节带区式准备方式第五节厚煤层矿区采区巷道布置实例第一节准备方式分类一、准备方式准备方式—准备巷道的布置方式。二、准备方式分类第二节采区式准备一、煤层群单层采区准备方式二、煤层群采区联合布置准备方式第三节盘区准备方式第四节带区准备方式一、相邻两分带带区准备（一）单一薄及中厚煤层带区(二)近距离煤层群联合布置带区布置特点、巷道名称、生产系统二、多分带带区准备195121011ⅠⅡ9′10′′10m13m3112m87ⅠⅡ23m1mm138′′102′10107ⅡⅡⅠ426Ⅰ6548第十七章准备巷道布置及参数分析第一节采区上山布置一、上山位置（一）煤层上山（二）岩石上山（三）煤层、岩石上山比较二、上山的层位与坡度（一）层位（二）上山的倾角三、采区上山数目及布置类型第二节煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式区段集中巷—煤