教学PPT采煤方法.ppt

第五章采煤方法 第一节采煤方法概述一 采煤方法的基本概念1 采场和采煤工作面 用来直接大量开采煤炭的场所 称为采场 在采场内进行回采的煤壁 称为采煤工作面 2 采煤工作 在采煤工作面内 为采取煤炭所进行的各项工作 称为回采工作 基本工序包括 破煤 装煤 运煤 支护和采空区处理 辅助工序 移置运输 采煤设备等工序 3 采煤工艺 在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合 称为采煤工艺 4 采煤系统 在采区 盘区 或条带等开采单元内 准备和采煤巷道的布置以及按其建立运输 通风等生产系统的总称 称为采煤系统 5 采煤方法 采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合 二 采煤方法的分类1 井工开采 露天开采 2 壁式体系 柱式体系 一 壁式体系采煤法1 按煤层倾角 缓斜 倾斜煤层采煤法 急倾斜采煤法2 按煤层厚度 薄煤层 中厚煤层 厚煤层采煤法 3 按采煤工艺 炮采 机采 综采 4 按采空区处理 全部跨落 充填 5 按工作面布置和推进方向 走向长壁 倾斜长壁 6 按工作面沿倾斜推进方向 仰斜长壁 俯斜长壁 7 按是否采全厚 分层开采 整层开采 常用的采煤方法 1 薄及中厚煤层单一长壁采煤法 3 5m以下 2 厚煤层分层开采的采煤法 3 厚煤层整层开采的采煤法大采高一次采全厚的单一长壁采煤法 3 5m 5m 综采放顶煤采煤法 5m以上煤层 二 柱式体系采煤法特点 1 工作面长度短 一般10 30m左右 工作面数量多 2 巷道掘进率高 3 采落的煤炭垂直于工作面煤壁的方向运出 4 一般不处理采空区 5 工作面内通风条件较差 采出率较低 主要方法 房式 柱式 房柱式 三 采煤方法的选择 一 选择采煤方法的基本要求1 技术先进 机械化程度高 煤炭质量好 回采率高 2 经济合理 劳动效率高 材料消耗少 成本低 3 生产安全 系统合理 规程完善 措施到位 二 选择采煤方法的影响因素1 地质因素2 技术及装备水平3 技术管理水平和职工素质 第二节采煤工作面矿山压力一 矿山压力的基本概念1 煤体的原始应力 2 煤体中开掘巷道后应力的重新分布 巷道顶板岩石变为梁板 将上部的载荷传给巷道两帮来支撑 形成两帮的应力集中现象 3 采煤工作面前后方应力的分布 工作面内 包括前方5米煤体内 应力降低区前方煤体 煤壁前5 15m 应力升高区 支撑压力区 最前方煤体 15m以前 原始应力区采空区 由应力升高区过度到原始应力区 二 采煤工作面顶板分类1 伪顶 局部的 随采随冒 2 直接顶 采煤工作空间直接维护的对象 根据直接顶自身的稳定性 分为四类 一类不稳定顶板 炭质泥岩 泥岩等二类中等稳定顶板 粉砂岩 砂质页岩等三类稳定顶板 砂岩 石灰岩等四类非常稳定顶板 致密砂岩 石灰岩 砾岩等 3 基本顶 影响工作面顶板来压的主要因素 是确定支架支撑能力 可伸缩性能 选择采空区处理方法的主要依据 一级来压不明显的顶板 二级来压明显的顶板 三级来压强烈的顶板 四级来压非常强烈的顶板 三 回采工作面顶板岩层移动的一般规律 一 直接顶初次跨落直接顶的第一次大面积跨落称为直接顶初次跨落 一般为6 12m 二 基本顶初次跨落工作面基本顶在采空区的第一次大面积跨落 称为基本顶的初次跨落 压力显现为初次来压 此时工作面至开切眼的距离为初次来压步距 一般10 55m 三 基本顶周期来压随着工作面的继续推进 基本顶在自重及上覆岩层重量的作用下周期性垮落 对工作面产生周期性的来压显现 称为周期来压 两次周期来压 垮落 的间隔时间称为来压周期 两次周期来压 垮落 时工作面之间距离 称为周期来压 垮落 步距 一般10 15m 在同一工作面内 周期来压步距变化不大 且约为初次垮落步距的1 4 1 2 第三节采区准备巷道的布置方式长壁采煤法的巷道布置分类 1 采区式巷道布置 常用于走向长壁采煤法2 盘区式巷道布置 常用于近水平煤层的开采3 带区式巷道布置 常用于倾斜长壁采煤法 采区准备方式 1 上山采区 下山采区2 单翼采区 双翼采区3 单层布置采区 多层联合布置采区4 跨上山布置采区 一 单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置 一 采区巷道构成 1 采区上山2 区段平巷 开切眼3 采区车场4 采区石门5 采区硐室6 辅助巷道 二 采区巷道的掘进顺序 三 采区生产系统1 运煤系统2 运料和排矸系统3 通风系统4 供电系统5 压气和安全用水系统 第四节盘区与条带准备巷道的布置方式通常把5 8 以下的煤层叫做近水平煤层 一 盘区准备巷道的布置方式二 条带准备巷道的布置方式当煤层倾角小于12 时 长壁工作面可布置成走向长壁或倾斜长壁 采用仰斜或俯斜开采 1 单一薄及中厚煤层条带式准备巷道布置 1 巷道布置 2 生产系统2 近距离煤层群条带准备巷道布置 第五节薄及中厚煤层长壁采煤法的采煤工艺采煤生产过程 破煤 装煤 运煤 支护 采空区处理 采煤工艺方式 炮采 普采 综采一 炮采工艺二 普通机械化采煤工艺 一 工作面布置1 单滚筒 双滚筒采煤机落煤 装煤2 可弯曲刮板输送机运煤3 单体液压支柱 铰接顶梁或 型钢梁支护4 液压推溜器或其他方式移溜 二 单滚筒采煤机工作方式1 滚筒的位置和旋转方向滚筒一般位于机体靠近运输平巷一侧 右工作面 左螺旋滚筒 逆时针旋转 左工作面 右螺旋滚筒 顺时针旋转 2 采煤机的割煤方式 1 双向割煤 往返进一刀 上行割顶煤 下行底煤 2 型割煤 往返一刀 3 单向割煤 往返一刀 采高不大的较薄煤层 4 双向割煤 往返两刀 三 单滚筒采煤机的进刀方式 1 直接推入 2 型割煤 中部进刀 3 斜切进刀 割三角煤进刀和留三角煤进刀 四 装煤与运煤装煤 滚筒上的螺旋叶片 输送机的铲煤板 五 单体支架与采空区处理1 工作面支护 1 单体液压支架 单体液压支柱 金属铰接顶梁或 型钢梁 2 支架布置方式悬臂支护 正悬臂 倒悬臂齐梁直线式 截深等于梁长 错梁直线式 截深为梁长一半 3 工作面上下端头支护单体支柱加铰接顶梁支护 迈步式走向台棚支护 基本支架加走向台棚支护 正悬臂 2 采空区处理 1 全部跨落法工作面最大控顶距 工作面最小控顶距 放顶距 一般采用 三五 排控顶或 三四 排控顶 工作面特种支架 丛柱 密集支柱 木垛 斜撑支架等 回柱放顶顺序 由里向外 由下往上进行 回柱方法 人工回柱 机械回柱 2 全部充填法 3 局部充填法 4 缓慢下沉法 5 煤柱支撑法 刀柱法 三 综合机械化采煤工艺 一 工作面布置及主要装备工作面的设备 1 双滚筒采煤机落煤 装煤2 可弯曲刮板输送机运煤3 自移式液压支架支护平巷内的主要设备 1 桥式转载机2 可伸缩胶带输送机3 可移动变电站4 移动泵站及电气设备 液压支架的种类 1 支撑式支架 支撑为主 适用于中等稳定顶板 2 掩护式支架 掩护为主 适用于破碎或中等稳定一下的条件 3 支撑掩护式支架 支撑为主 掩护为辅 顶板破碎或顶压较大时均可适用 二 双滚筒采煤机的工作方式1 滚筒转向和位置面向工作面煤壁 右滚筒右螺旋 顺时针旋转 左滚筒左螺旋 逆时针旋转 前滚筒割顶煤 后滚筒割底煤 2 采煤机的割煤方式 1 往返一次进两刀 端部进刀 2 往返一次进一刀 单向割煤 中间或端部进刀 3 采煤机的进刀方式 1 直接推入法进刀 提前开缺口 机体推移困难 很少用 2 端部斜切进刀 割三角煤 要求平巷有足够宽度 3 中部斜切进刀 适用于较短的综采面 4 滚筒钻入法进刀 滚筒端部有截齿和排煤口 三 液压支架的移架方式 1 单架一次顺序式 单架连续式 适用不稳定顶板 应用比较多 2 分组间隔交错式 移架速度快 适用于顶板稳定的高产综采面 3 成组整体依次顺序式 适用地质条件好 日产量大的综采面 四 液压支架的支护方式1 及时支护 割煤 移架 推溜2 滞后支护方式 割煤 推溜 移架 五 工作面端头支护方式 1 单体柱加长梁组成的迈步式台棚 费工费时 2 自移式端头支架 速度快 对平巷适应性差 3 液压支架做端头支护 适用倾角较小的工作面 六 倾斜长壁采煤法工艺特点工作面沿走向布置 沿倾斜推进 生产系统简单 工作面搬家次数少 掘进率低 1 仰斜开采时 工作面无涌水 倾角大时 截深会减小 刮板机易断链 甚至采煤机侧翻 2 俯斜开采时 采煤机中心偏向滚筒 机组不稳定 出现机组掉道或断链事故 第六节采煤工作面生产组织管理一 采煤工作面循环作业破 装 运 支 处为一个循环 周而复始 普采工作面以放顶为一个循环标志 综采工作面以进刀或移架工序为一个循环标志 一 循环方式指循环进度和昼夜循环次数的总称 1 循环进度 采煤机的截深 0 5 0 8m 2 昼夜循环次数3 正规循环作业 用循环图表来表示 4 正规循环率 二 作业形式指一昼夜内采煤班与准备班在时间上的配合方式 1 两采一准 2 边采边准3 两班半采煤 半班准备 4 三采一准 5 四班交叉三采一准 三 工序安排 四 劳动组织1 追机作业 分专业组 随机割煤顺序作业 适用普采和综采 2 分段作业 各小组综合作业 适用炮采 3 分段接力追机作业 适用工作面较长的普采和综采 二 采煤工作面循环作业图表是将工作面的循环方式 作业形式 工序安排 劳动组织和主要技术经济指标的最终结果 用图表的形式反映出来 包括四部分 1 采煤工作面布置图2 循环作业图3 劳动组织表4 技术经济指标表 第七节厚煤层放顶煤采煤法一 基本特点1 采底分层2 3m 2 顶分层的煤利用矿山压力的作用成松散体后 由支架后方 或上方 的放没窗口放出 由另一刮板输送机运出 二 放顶煤采煤法的基本类型1 一次采全厚放顶煤开采 一般12 14m以下 2 预采顶分层 网下放顶煤开采 大于12 14m 瓦斯大 直接顶坚硬的条件 3 倾斜分段放顶煤 煤厚超过12 14m时 我国石炭井矿区开采20m以上厚煤层使用 三 放顶煤液压支架的特点1 放煤口不易堵塞 喷雾降尘效果好2 有强有力的二次破煤性能 3 能推移后部刮板机 4 有较强的抗扭和抗侧向力功能 5 由足够的工作空间 顶梁较长 6 能全封闭顶板7 有较大的拉架力 四 放顶煤液压支