采煤PPT演示课件

采煤第一部分煤的基本知识第二部分采煤方法第三部分矿井生产系统,1,第一部分煤的基本知识,1.1、煤的形成和分类煤的形成大致分为三个阶段:第一阶段:泥炭化阶段,即有植物遗体变成泥炭的阶段。第二阶段:煤化阶段,即有泥炭变成褐煤的阶段。第三阶段:变质阶段,即有褐煤变成烟煤和无烟煤阶段。,2,1.2煤的分类煤的种类很多,性质差别很大。衡量煤质的指标主要是煤中的水份、灰分、挥发份、固定碳、胶质层厚度、发热量及含矸率等。我国煤炭分类主要是以煤的挥发份、黏结性指数、胶质层厚度为依据,把煤分为14个大类29小类。14个大类是褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、痩煤、贫痩煤、贫煤及无烟煤。,3,按照工业用途,煤可以分为:动力煤。动力煤主要是通过煤直接燃烧来利用其热量.化工用煤。化工用煤多是对煤进行气化和回收炼焦时的副产品,从这些副产品中可以提取几十种化工原料,如医药、糖精、气油、塑料、橡胶等,煤也是生产化肥的主要原料。炼焦煤。炼焦煤主要是把煤炼成焦炭,用焦炭冶炼钢铁。,4,1.3煤层的埋藏特征煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的一种层状可燃矿物,煤层是沉积岩的重要组成部分。煤层的顶底板岩石性质、形态与结构、厚度、产状等埋藏特征,是评价煤田经济价值的主要内容,也是影响煤矿生产技术和生产安全的重要因素.,5,1.3.1煤层分类,按煤层厚度分类可分为三种:薄煤层:厚度1.3m。中厚煤层:厚度1.3m3.5m厚煤层:厚度3.5m。在生产工作中,有时称厚度大于6m煤层为特厚煤层。以产量论,厚煤层和中厚煤层大约各占40%,薄煤层仅占20%.,6,按煤层倾角分类:近水平煤层:倾角80缓倾斜煤层:倾角80250倾斜煤层:倾角250450急倾斜煤层:倾角450煤层倾斜变化在00900之间,倾斜越大,开采难度越大。,7,按煤层稳定性分类。按煤层厚度、结构在井田范围的变化情况可以分为:稳定较稳定不稳定极不稳定,8,1.3.2煤层的顶底板,位于煤层上面和下面的邻近岩层称为煤层的顶、底板.煤层的顶、底板岩层一般由砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、黏土岩或石灰岩等组成.煤层的顶、底板岩层的岩石性质、结构与构造、强度、含水性等是选择顶板管理方法和采煤工艺的重要依据.,9,(1)顶板根据顶板自然层位的岩性、厚度、与煤层的相对位置及垮落难易程度,可以分为伪顶、直接顶和老顶三种类型。伪顶是指直接位于煤层之上,随采随落的极不稳定岩层,其厚度一般在0.5m以下,通常由炭质页岩、泥质页岩等强度较低的页岩组成,对顶板维护和煤炭质量有一定影响。直接顶是指位于煤层或伪顶之上具有一定稳定性,在支架前移或回柱后能自行冒落的页岩。一般为页岩、砂质页岩和粉砂岩等,是采煤工作面顶板管理的直接对象。,10,老顶是指位于直接顶或煤层之上,通常为厚度及岩石强度较大,难于垮落的岩层。常由砂岩、砾岩或石灰岩等组成。(2)底板可以分为直接底和老底两种类型。直接底是指直接位于煤层之下的岩层。一般由泥岩组成,其主要特点为遇水膨胀,引起底臌现象.老底是指位于直接底或煤层之下的岩层。一般由砂岩或石灰岩等坚固的岩层组成。,11,1.4煤层的形态与结构,煤层的形态是指煤层赋存的空间几何形态。根据其成层的连续程度,以及可采面积与不可采面积比例的大小,煤层形态分为:层状煤层:层状煤层的层位稳定,连续性好、厚度变化也小。似层状煤层:似层状煤层煤层的形态像藕节、串珠、瓜藤等,层位有一定的连续性,但厚度变化较大;非层状煤层:非层状煤层的形状像鸡窝、扁豆、透镜等,层位极不稳定,连续性很差,厚度变化很大,无规律可循。,12,第二部分采煤方法,爆破采煤技术普通机械化采煤技术综采机械化采煤技术,13,2.1爆破采煤技术,爆破采煤工艺又称炮采，是指在长壁工作面用爆破方法破煤和装煤、人工装煤、输送机运煤和单体柱支护的采煤工艺。炮采除运煤的工序实现了机械化外，其余工序全部是由人工来操作，设备少，初期投资小。缺点是回柱放顶作业不够安全，顶板事故多，产量及效率低，工人劳动强度大等。其工艺过程包括爆破落煤及装煤、人工装煤、刮板输送机动煤、人工挂梁支柱、移置输送机、人工回柱放顶等工序。,14,爆破采煤,在爆破采煤时要严格按规定进行打眼、装药，填水炮泥、放炮，必须执行“一炮三检”和“三人连锁放炮制”等安全技术措施。爆破采煤工作面炮眼的连线方式，一般采用串联。爆破时，采取先放顶眼后底眼、先底眼后顶眼及顶、底眼同时起爆三种顺序。第一种爆破顺序在爆破装煤工作面应用较多。,15,装煤和运煤,爆破装煤炮采工作面采用单体液压支柱及铰接顶梁所构成的单体支架支护工作面，在单体支架的掩护下，可以把输送机推移到贴近煤壁，利用放炮时的爆破力，将煤炭自动抛入刮板输送机内，称为爆破装煤。爆破装煤率一般可以达到31%37%。,16,人工装煤,炮采工作面爆破后装不到输送机上的煤主要有：煤壁与输送机之间散落的煤，崩落或撒落到输送机侧采空侧的煤。炮采工作面这一部分的煤要由人工装到输送机上。人工劳动强度大，效率低，是炮采工作面的最大缺点。炮采工作面的运炮由刮板输送机来完成。,17,回柱放顶,回柱放顶是采煤工作面一项最重要的工序。在此过程中，顶板活动比较强烈，支架将受较大的动压作用。因此必须遵守下列规定：用全部垮落法管理顶板的采煤工作面必须及时回柱放顶，控顶距超过作业规程规定时，禁止回采。如果采后顶板仍不冒落，超过规定的悬顶距离时，必须停止采煤，采用人工强制放顶或其它措施进行处理。,18,回柱放顶前，必须对放顶所用设备完好情况及作业区内安全情况进行全面检查，对不符合质量要求的支架重新支设，缺柱的补齐，压力大时要加强支护，对工作面上下出口和机头、机尾的支护要重新加固。同时清理好退路。回柱放顶必须按照作业规程规定的回柱放顶方法和安全技术措施进行。回柱放顶同放炮、落煤等工序平行作业的安全距离都必须符合作业规程中的规定。,19,回柱必须按由里向外、自下而上的顺序进行。分段回柱时，必须在分段处打两根临时支柱。回柱后要及时挂挡矸帘。撤下的顶梁要按号立放整齐，立柱要打在新放顶线内侧梁下。采用密集支柱切顶时，两段密集支柱之间必须留有0.5m以上的安全出口，出口间的距离和密集支柱的超前距离都必须符合作业规程的规定。回柱时必须两人一组作业，一人回柱、一人观山，不准单独作业。回柱人员必须站在所撤支柱的倾斜上方，且支架完整，无崩绳、崩柱、甩钩、断绳抽人等危险情况的安全地点工作。木支柱必须用机械回撤，放顶区域内的支架、木垛等必须回收干净。,20,2.2、普通机械化采煤技术普通机械化采煤技术简称“普采”。普采就是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤技术。工作面布置普采工作面的主要技术装备有：破煤和装煤的设备为滚筒采煤机或刨煤机，运输设备为可弯曲刮板输送机、带式输送机，支护用的单体支柱为摩擦式金属支柱或单体液压支柱及铰接顶梁。普通机械化采煤工作面及设备布置如图。采煤工艺普采工作面采煤工艺过程中的工序有落煤、装煤、运煤、采煤工作面支护和采空区处理等。,21,落煤普通机械化采煤工作面的落煤工序由滚筒采煤机来完成。落煤工序首先要把采煤机的滚筒切入煤壁，滚筒进入煤壁后，采煤机骑在工作面的刮板输送机上沿煤壁行走的同时，滚筒自转，滚筒螺旋线上的截齿就把煤炭从煤壁上割落下来。所以，落煤工序主要是采煤机进刀和割煤。（1）采煤机的进刀方式。采煤机滚筒向垂直于煤壁的方向推进，进入下一截深切割的作业称为进刀。普通机械化采煤工作面采煤机的进刀方式主要有:推入式进刀。钻入式进刀。斜切式进刀。,22,采煤机割煤方式。采煤机割煤方式是指割煤与其它工序的配合方式。普通机械化采煤工作面的割煤方式有单向割煤、双向割煤等。单向割煤。单向割煤适当采煤机处于下切口时，上行割煤，下行装煤，往返进一刀。一般适用于较厚的煤层。其工艺过程是：采煤机自工作面下切口开始沿煤层底板向上割煤，人工跟机挑顶煤和挂梁，必要时打临时支柱。采煤机割至上切口后，停机翻转弧形挡煤板，并立即下行装运挑顶煤或上行时丢失的浮煤或底煤，直至返回工作面下切口。双向割煤。双向割煤有往返进一刀和往返进两刀两种。,23,装煤与运煤采用滚筒式采煤机落煤的普通机械化采煤工作面，装煤是利用采煤机滚筒上的螺旋叶片在旋转中产生的轴向推力，降割在叶片间的煤推出，装入输送机运出工作面。为了提高装煤率，滚筒和挡煤板的间隙要适当，并适当加大出煤口和滚筒的转速。,24,采空区处理随着工作面的推进，为了及时减少挖顶面积，降低矿山压力，要不断对采空区进行处理，常用的采空区处理方法是全部跨落法。全部跨落法处理采空区的主要工作是架设特种支架和回柱架和回柱放顶。特种支架是指为控制顶板而架设的不同一般的支护物。放顶是为了使直接顶沿顶板放顶线跨落，需要沿放顶线靠煤壁侧架设特种支架。常用的特种支架有戗棚、戗柱、木垛等。,25,2.3、综合化机械采煤技术（一）工作面布置综合机械化采煤简称“综采”，是指在长臂工作面用械方法破煤和装煤、输送机运输和液压支架支护顶板的采煤工艺。综采工作面配套的主要设备有大功率双滚筒采煤机、大功率高强度重型刮板输送机、液压支架、转载机及胶带输送机、乳化泵站等。,26,采煤工艺综采在工作面采煤工艺过程中的破煤、装、运煤、支护、采空区处理五大工序全部实现了机械作业。由于工作面全部实现了机械化作业，所以，综采的采煤工艺要比普通机械化采煤简单。生产工艺过程是：采煤机落煤与装煤、输送机运煤、自移式液压支架前移、推移输送机至新的位置、采空区顶板自行跨落等。综采工艺中的破煤、装煤、运煤三个工序与普通机械化采煤一样，只不过是设备的功率大、强度高。,27,落煤综采落煤主要包括采煤机进刀方式和割煤方式。（1）综采面采煤机的进刀方式。滚角钻入法进刀。推入式进刀。斜切式进刀。,28,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，主要有以下两种：往返一次进两刀。这种割煤方式多用于煤层赋存稳定、倾角较小的综采面，工作面为端部进刀。采煤机眼工作面上行割一刀，下行割一刀，所以也叫做穿梭割煤。往返一次进一刀。即单向割煤，工作面中间或端部进刀。该方式适用于：顶板稳定性差的综采面；煤层倾角大，不能自上而下移架，或输送机易下滑，只能自下而上推移的综采面；采高大而滚筒直径小，采煤机不能一次采全高的综采面；采煤机装煤效果差，需单独牵引装煤形成的综采面；割煤时产生煤尘多，降尘效果差，移架工不能在采煤机的回风平巷一端工作的综采面。,29,先进的采煤机,30,液压支架,31,装煤与运煤滚筒采煤机在割煤的同时，滚筒上的螺旋线将割下的煤沿垂直煤壁的方向推出落在总作面刮板输送机上，刮板输送机将煤运出工作面。支护与放顶综采工作面用液压支架支护，液压支架沿工作面直线排列，当液压支架随工作面推进向前移架后，支架后方的顶板自由跨落。,32,常用的移架方式有三种：一是单架依次顺序移架，液压支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线；二是分组间隔交错移架；三是分组整体依次顺序移架。综采面的割煤、移架、推移输送机三个主要工序中，按照三个工序不同的组合顺序，同时综采面的液压支架和刮板输送机在移动时需互相作支点，必须一个先移一个后移，所以综采面的工序配合有以下两种方式：,33,及时支护。采煤机割煤后，支架随采煤机立即前移支护顶板输送机随移架逐段移向煤壁，推移步距等以采煤机截深，即先移支架，后移输送机的方式，称为及时支护。这种支护方式推移输送机后，在支架前端与输送机之间始终有一个截深的宽度，工作空间大，有利于杏仁、运料和通风。及时支护适用于煤层顶板中等稳定以下的工作面。滞后支护。割煤后输送机首先逐段移向煤壁，支架随输送机前移，二者移动步距相同，即先移输送机后移支架的方式，称为滞后支护。这种方式在液压支架前端和输送机之间不再有一个截深的余量，适用于周期压力大以及直接顶比较稳定的工作面。,34,第三部分矿井生产系统煤矿企业和其它企业一样，也有很多生产系统，而且每个生产系统在运行的可靠性方面比其他企业要求严格。只有各个生产系统正常运行，才能保证煤矿井下安全生产。,35,煤矿运输与提升系统煤炭从几百米深的井下要到地面必须经过一系列运输环节，才能到达地面；井下要开掘巷道，掘出的矸石同样要运到地面的矸石山；井下各种支护材料，采掘设备只有经运输才能到达采掘工作面；人员的上下班等，这些都是依靠矿井的运输、提升系统来完成。所以说，运输系统是煤矿的一个非常重要的系统。下面以某矿立井开拓为例，对井下运输系统作一简述。运煤系统如图所示：采煤工作面的煤炭工作面（刮板运输）到工作面运输巷（转载机、胶带机）到区段溜煤眼到区段集中巷（胶带机）到煤仓到石门（电机车）到运输大巷到主井（主绞）到井口煤仓。,36,排矸系统掘进工作面矸石到矿车（蓄电池机车）到采区轨道上山（绞车）到采区车场到水平运输大巷（电机车）到井底车场到副井（副绞提升）到地面（电机车）到矸石山。材料运输系统地面材料设备库到副井口（副绞）到井底车场到水平运输大巷（电机车）到采区车场到轨道上山（绞车）到区段集中巷（蓄电池机车）到区段材料斜巷（绞车）到工作面材料巷存放点。,37,矿井运煤通风系统图,38,矿井通风系统矿井通风系统是煤矿井下生产中最重要的系统。通风系统合理正常运行，才能保证井下有毒有害气体的稀释和排放，才能保证人员呼吸所需的新鲜空气，才能创造井下良好的气候条件，否则就无法生产。如图所示，风流路线是：地面新鲜风流到副井到井底车场到主石门到水平运输大巷到采区石门到进风斜巷到工作面进风巷到工作面到回采工作面回风巷到回风斜井到总回风巷到风井到地面。,39,供电系统供电系统是给矿井提供动力的系统。由于煤矿企业的特殊性，对矿井的供电系统要求绝对可靠，不能出现随意断电事故。为了保证可靠供电，要求必须有双回路电源，同时保证矿井供电。如果某一路电出故障，另一路必须立即供电；否则，就会发生重大事故。一般矿井供电系统是：双回路电网到矿井地面变电所到井筒到井下中央变电所到采区变电所到工作面用电点。除一般供电系统外，矿井还必须对一些特殊用电点实行专门供电，如矿井主通风机、井底水泵房、掘进工作面局部通风机、井下各需专门供电的机电硐室等。,40,供排水系统煤矿井下生产要洒水灭尘，