第5章 近水平、缓倾斜和中斜采煤方法

1、第五章 近水平、缓倾斜和中斜采煤方法第一节 采煤方法概述第二节 长壁工作面采煤工艺第三节 放顶煤采煤工艺第四节 回采巷道布置系统第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述一、工作面与采空区一、工作面与采空区二、采煤工艺（回采工艺）二、采煤工艺（回采工艺） 第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述一、工作面与采空区一、工作面与采空区开切眼工作空间采空区工作空间采空区(a)(b)(c)图 5-1 工作面空间和采空区 a-开切眼；b-在开切眼附近；c-正常回采时 第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述二、采煤工艺（回采工艺）二、采煤工艺（回采工艺）1.1.采煤工艺采煤工艺: :采煤工作面各工序所用方法、设

2、采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合。备及其在时间、空间上的相互配合。2.2.回采工艺过程包括（采煤主要工序）回采工艺过程包括（采煤主要工序）: : 破破煤、煤、装装煤、煤、运运煤、煤、支支护和护和处处理采空区等。理采空区等。 采空区处理方式：采空区处理方式： 垮落法、煤柱支撑法和充填法垮落法、煤柱支撑法和充填法。第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述 3.按破煤与支护方法的不同，回采工艺可分为按破煤与支护方法的不同，回采工艺可分为:a.a.炮采炮采: :用钻眼爆破法采煤，输送机或溜槽运煤用钻眼爆破法采煤，输送机或溜槽运煤 和单体支柱支护的方式。和单体支柱支护的方式。b.

3、b.普采普采: :用机械方式破煤装煤、输送机运煤、单用机械方式破煤装煤、输送机运煤、单 体支柱和铰接顶梁支护的方式。体支柱和铰接顶梁支护的方式。c.c.综采综采: :用机械方式破煤装煤、输送机运煤、液用机械方式破煤装煤、输送机运煤、液 压支架支护的方式。压支架支护的方式。(a)(d)(b)(e)(c)(f)图 5-2 回采工艺过程 a-开始采煤前；b-破煤；c-装运煤；d-移输送机；e-支护；f-处理采空区 第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述4.4.采煤方法采煤方法: : 采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。空间上的相互配合。a.a.走

4、向长壁采煤法走向长壁采煤法: :长壁工作面沿煤层长壁工作面沿煤层走向推走向推进进的采煤方法。的采煤方法。b.b.倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法: :长壁工作面沿煤层长壁工作面沿煤层倾斜推倾斜推进进的采煤方法。的采煤方法。 第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述123435(a)(b)图 5-3 两种采煤方法示意图 a-走向长壁采煤法；b-倾斜长壁采煤法 1、2-区段运输、回风平巷；3-回采工作面；4、5-条带运输、回风斜巷 第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺一、采煤工作面矿山压力二、爆破采煤工艺三、普通机械化采煤工艺四、综合机械化采煤工艺第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面

5、采煤工艺一、采煤工作面矿山压力（一）（一） 顶板与底板顶板与底板（二）（二） 采动后顶板活动的一般规律采动后顶板活动的一般规律（三）（三） 采煤工作面顶板分类采煤工作面顶板分类（四）采煤工作面围岩支承压力及其变化（四）采煤工作面围岩支承压力及其变化第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺（一）（一） 顶板与底板顶板与底板（1）顶板）顶板:赋存在煤层之上的邻近岩层。赋存在煤层之上的邻近岩层。顶板根据其与煤层的相对位置和岩性又分为顶板根据其与煤层的相对位置和岩性又分为: 伪顶：伪顶：位于煤层之上随采随冒落的极不稳定岩层，其厚位于煤层之上随采随冒落的极不稳定岩层，其厚度一般在度一般在0.5

6、m以下，岩性多为炭质页岩。以下，岩性多为炭质页岩。 直接顶直接顶：位于煤层或伪顶之上有一定的稳定性，移架或位于煤层或伪顶之上有一定的稳定性，移架或回柱后能自行垮落的岩层，岩性多为砂页岩、页岩回柱后能自行垮落的岩层，岩性多为砂页岩、页岩 基本顶基本顶：又称老顶。位于直接顶或煤层之上，通常厚度又称老顶。位于直接顶或煤层之上，通常厚度及岩石强度较大、难以垮落的岩层。及岩石强度较大、难以垮落的岩层。（2）底板）底板:赋存在煤层之下的邻近岩层。赋存在煤层之下的邻近岩层。第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺 1234图 5-4 煤层、顶板、底板的相对位置关系 1-砂岩（基本顶） ；2-页岩（

7、直接顶） ； 3-煤层；4-页岩（底板） 第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺（二）（二） 采动后顶板活动的一般规律采动后顶板活动的一般规律直接顶初次垮落直接顶初次垮落:当直接顶垮落高度超过当直接顶垮落高度超过0.5m，沿工作面方向垮落长度超过工作面总长度沿工作面方向垮落长度超过工作面总长度的的50%时。时。直接顶初次垮落距直接顶初次垮落距:直接顶初次垮落时工作面直接顶初次垮落时工作面煤壁至开切眼煤帮之间的距离。煤壁至开切眼煤帮之间的距离。 第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺图 5-5 直接顶初次垮落 第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺 图 5-6

8、 直接顶垮落后的岩石充填情况 图 5-7 基本顶呈双固定支点梁状态 第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺o初次来压：初次来压：工作面回采以来老顶第一次大规模来压。o基本顶初次来压步距：基本顶初次来压步距：开切眼到初次来压时工作面推进的距离。o周期来压：周期来压：基本顶周期折断在采煤工作面引起的矿压显现。o基本顶周期来压步距：基本顶周期来压步距： 基本顶岩梁周期折断的距离。 图 5-8 基本顶初次来压 a-基本顶断裂下沉；b-基本顶台阶下沉 长壁工作面采煤工艺(a)(b)图 5-9 基本顶周期来压 a-基本顶断裂下沉；b-基本顶台阶下沉 第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采

9、煤工艺（三）（三） 采煤工作面顶板分类：采煤工作面顶板分类：根据老顶压力显现强烈程度，将老顶分为根据老顶压力显现强烈程度，将老顶分为4级：级： 级级级级级级级级来压来压 不明显不明显明显明显强烈强烈 非常强烈非常强烈第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺（四）采煤工作面围岩支承压力及其变化：（四）采煤工作面围岩支承压力及其变化：1.围岩围岩：矿体或采掘空间周围的岩体。：矿体或采掘空间周围的岩体。2.原岩应力原岩应力：天然存在于原岩内的应力。：天然存在于原岩内的应力。3.支承压力：采煤后，由于采掘空间被采物承支承压力：采煤后，由于采掘空间被采物承受的载荷转移到周围支承体上的压力。受的

10、载荷转移到周围支承体上的压力。4.矿压矿压：存在于采掘空间周围岩内的力。：存在于采掘空间周围岩内的力。第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺二、爆破采煤工艺二、爆破采煤工艺爆破采煤工艺：爆破采煤工艺：又称又称“炮采炮采”，指在长壁工作，指在长壁工作面用爆破方法破煤和装煤、人工装煤、输送机面用爆破方法破煤和装煤、人工装煤、输送机或溜槽运煤和单体支柱支护采空区的采煤工艺。或溜槽运煤和单体支柱支护采空区的采煤工艺。1.破煤：破煤：钻眼放炮钻眼放炮2.装煤：装煤：人工人工3.运煤：运煤：刮板输送机刮板输送机4.支护：支护：单体支柱和铰接顶梁单体支柱和铰接顶梁 5.处理采空区：处理采空区：全

11、部跨落法（另：充填法、煤全部跨落法（另：充填法、煤壁支撑法）壁支撑法）单位：m1.20.34.83.61.20.61.21.21.70.21.20.85.60.30.60.9 (a)(b)图 5-15 炮采工作面单体支柱和铰接顶梁支架布置图 a-正悬臂齐梁直线柱布置；b-正悬臂错梁三角柱布置 第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺三、普通机械化采煤工艺三、普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺：简称普通机械化采煤工艺：简称“普采普采”，是用机，是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱和械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱和铰接顶梁支护采空区顶板的采煤工艺。铰接顶梁支护采空区顶板

12、的采煤工艺。回采工序如下：回采工序如下： 1.破煤：破煤：采煤机采煤机 2.装煤：装煤：采煤机采煤机 3.运煤：运煤：刮板输送机刮板输送机 4.支护：支护：单体支柱和铰接顶梁单体支柱和铰接顶梁 5.处理采空区：处理采空区：与炮采同。与炮采同。普通机械化采煤工艺5上行下行213354810图 5-17 普采工作面布置示意图 1-采煤机；2-可弯曲刮板输送机；3-推溜千斤顶；4-油泵；5-回柱铰车 第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺第

13、二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作面采煤工艺四、综合机械化采煤工艺四、综合机械化采煤工艺综合机械化采煤：简称综合机械化采煤：简称“综采综采”。在长壁工。在长壁工作面用机械方式破煤和装煤、输送机运煤和作面用机械方式破煤和装煤、输送机运煤和液压支架支护顶板的采煤工艺。液压支架支护顶板的采煤工艺。回采工序如下：回采工序如下： 1.破煤：破煤：采煤机采煤机 2.装煤：装煤：采煤机采煤机 3.运煤：运煤：刮板输送机刮板输送机 4.支护：支护：液压支架液压支架 5.处理采空区：处理采空区：与炮采同。与炮采同。综采AA4 631214781110921135A-A第二节第二节 长壁工作面采煤工艺长壁工作

14、面采煤工艺自移式液压支架分类自移式液压支架分类1.支撑式自移支架：支撑式自移支架：适用在直接顶完整，适用在直接顶完整，老顶来压强烈的条件。老顶来压强烈的条件。2.掩护式自移支架：掩护式自移支架：适用在直接顶破碎适用在直接顶破碎而老顶来压不明显的条件。而老顶来压不明显的条件。3.支撑掩护式自移支架：支撑掩护式自移支架：适用直接顶破适用直接顶破碎又有老顶来压的条件。碎又有老顶来压的条件。支撑掩护式自移支架支撑掩护式自移支架支撑掩护式自移支架支撑掩护式自移支架掩护式自移支架掩护式自移支架图 5-22 掩护式液压支架 1-顶梁；2-支柱；3-掩护梁；4-底座；5-推移千斤顶 1325413452123

15、456掩护式支撑式支撑掩护式第三节第三节 放顶煤采煤工艺放顶煤采煤工艺1.定义定义: 在开采在开采6m及以上厚煤层时，先开采煤层的及以上厚煤层时，先开采煤层的底部，工作面上方的顶煤利用矿山压力的作底部，工作面上方的顶煤利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法使其破碎，并随工作用或辅以人工松动方法使其破碎，并随工作面推进在后方放的回采工艺。面推进在后方放的回采工艺。 2.放顶煤支架类型放顶煤支架类型: 高位、中位、低位放顶煤。高位、中位、低位放顶煤。6I1 2834? ?I-I749321C5BA10图 5-28 放顶煤综采工作面设备布置 1-采煤机；2-前输送机；3-放顶煤液压支架；4-后输送机；5-平巷带式输送机；6-配电设备；7-安全绞车；8-泵站；9-放煤窗口；10-转载破碎机 A-不充分裂碎煤体；B