煤矿主要灾害事故防治：采煤技术

㈠、基本概念①、采场和采煤工作面采场：用来直接大量采取煤炭的场所。采煤工作面：在采场进行采煤的煤壁。在实际工作当中，采煤工作面与采场是同义词。②、采煤工作采煤工作：在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作。采煤工作可分为基本工序和辅助工序。基本工序：破煤、装煤、运煤。辅助工序：工作面支糊、采空区处理，移置运输及采煤设备等工序。③、采煤工艺按照一定顺序完成破煤、运煤、工作面支护、采空区处理等各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺或回采工艺。我国目前普遍采用的采煤工艺有：爆破采煤工艺、普通机械采煤工艺，综合机械化采煤工艺、综采放顶煤采煤工艺。④、采煤系统采煤巷道的掘进一般是超前于采煤工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系，称为采煤巷道布置系统，也称为采煤系统⑤、采煤方法采煤方法就是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。采煤方法主要分为壁式和柱式体系两种。⑥、矿井及采区生产系统矿井及采区生产系统包括：提升运输系统、通风系统、供电系统、供排水系统、其他系统(瓦斯监控系统、灌浆防火系统、通讯系统)。㈡、壁式体系采煤法壁式体系采煤法：回采(采煤)工作面长度较长(一般为80~250M左右)，工作面两端各有一条巷道，用于通风及运输，采煤的煤炭沿着平行于煤壁的方向运出工作面，随着采煤工作面推进要求及时和有计划地处理采空区。壁式体系采煤法的优点：煤炭损失少，采煤连续性强，单产高，采煤系统较简单，对地质条件适应性较强，但采煤工艺装备比较复杂。壁式体系采煤法的分类：在壁式体系采煤法中，对于薄煤层及中厚煤层，一般沿煤层全厚一次采出，既整层回采;对于厚煤层，一般将其分成若干个中等厚度的分层进行回采，既分层回采(或采用放顶煤开采)。无论整层回采还是分层回采(或采用放顶煤开采)，按其推进方向又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法：走向长壁采煤法：回采工作面沿倾向布置，沿走向推进。倾向长壁采煤法：回采工作面沿走向布置，沿倾向推进。方便于顺利开采，使用倾向长壁采煤法时煤层倾角不宜超过12度。㈢、柱式体系采煤法柱式体系采煤法是在煤层内开掘一系列宽为5~7m左右的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形成块状的煤柱，煤柱宽度由数米至20多米不等，采煤在煤层中进行。有两种基本类型，既房式采煤法和房柱式采煤法。留下煤柱不采的称为房式采煤法。即采煤房又采煤柱的称为房柱式采煤法柱式体系采煤法的特点是：回采工作面的长度较短，但工作面的数目较多;采房及回收煤柱设备合一，灵活性强;矿压显现减弱，回采过程中有时不进行采空区处理;工作面的通风条件一般较差;回采率低;机械化的柱式采煤，使用条件较严格，发展受到一定限制。㈣、急倾斜煤层常用采煤方法简介1、急倾斜煤层的开采特点：由于急倾斜煤层的倾角比较大，在开采技术、安全、运输、顶板管理方面都具有独立的特点，主要表现是：(1)由于煤层倾角大，增加了开采困难，在开采技术上必须采取相应的安全措施;(2)煤层顶板垂直作用在支架或煤体上的压力较小，而作用在倾斜方向的压力增大。因此。支架不稳定，容易倾倒;护巷煤柱容易片帮;顶底板都可能沿倾斜方向滑动;(3)采下来的煤和冒落的矸石，都可重下滑，简化了工作面的运输工作，但容易吊砸人和冲倒支架，影响安全;(4)由于煤层倾角大，沿倾斜方向的行人，运料及搬迁设备都比较困难。因此，采区的走向和倾斜长度一般都比缓倾煤层的小;(5)开采两个相应距较近的急倾斜煤层时，上层开采后，由于底版岩层的移动，使下层煤遭受破坏，所以，在开采顺序上与缓倾斜煤层群有所不同。(6)急倾斜煤层顶板比缓倾斜顶板难于冒落，冒落步距相对较大。冒落的矸石下滑充填采空区，对顶板起支撑作用，所以在正常开采期间一般不出现明显的周期来压现象。为此，急倾斜采煤法中的支护工作多数是以掩护为主，以支撑为辅;(7)一般采煤机械设备不适于在急倾斜煤层中使用。2、急倾斜煤层采煤方法急倾斜煤层开采方法较多，主要的有倒台阶采煤法，水平分层采煤法及伪倾斜掩护支架采煤法。(1)倒台阶工作面采煤法：适应于顶板不太破碎，煤层厚0.6~1.5m。他们的特点是：巷道系统简单，掘进率底，回采率高，通风方便;但是，它具有生产工艺复杂，工作面芝护操作不便，材料消耗大，难以使用机械化采煤，安全条件差等不利因素，所以近年来煤矿中应用的较少。(2)水平分层采煤法：就是将急倾斜中厚及厚煤层沿走向分成几个水平分层来开采。煤层厚度就是工作面长度，分层的厚度就是工作面的采高，工作面沿走向推进。其主要优点是：对煤层地质条件适应性强，可适应煤层倾角和厚度的变化;回采率高。其主要缺点是：巷道布置和通风系统复杂，巷道掘进量大，回采工序多，劳动强度大，机械化程度低;产量和效率较低，材料消耗较多。其适用条件是：煤层厚度在4~6m或大于6m埋藏条件较复杂的急倾斜煤层。(3)伪倾斜柔性掩护支架采煤法。其特点是：回采工作面成直线型，按伪倾斜方向布置，沿走向推进。用柔性掩护支架，隔离采空区与回采空区与回采空间，工作人员在掩护支架的保护下进行采煤工作。㈤、伪倾斜柔性掩护支架采煤法1、采区巷道布置。采区运输石门揭露煤层后，向上掘一组上山眼，布置区段运输平巷。回风平巷，在采区边界开掘一对开切眼，以作为回采开始阶段的运输，行人和通风之用。然后，即可安装支架进行回采工作。正常的回采工作面应有25度~30度的伪倾斜角。回采时，为了溜煤、行人、通风和运料，在工作面下端掘超前平巷，并沿走向每隔5m左右，由区段运输平巷向上开掘小眼，与超前平巷贯通。2、掩护支架的结构型式⑴、平板形掩护支架，它主要由钢架和钢丝绳组成。钢丝绳沿走向布置，钢梁沿煤层厚度布置。架子的宽度视煤层厚度而定，一般应比煤层厚度小0.3~0.5m，以便架子的下放。钢丝绳的根数根据架子宽度决定，可由3~5根组成。钢梁之间距离不大与0.3m，其间距内用撑木及荆笆条填充。在钢梁上部铺设双层荆笆，作为隔离采区矸石的拆架时人工假顶之用。这种结构的架子，具有柔性而且便于控制回收。它适用于2.5~5m煤层。⑵、组合梁掩护支架。当煤层厚度大于5m时，可采用两根钢梁对接或搭接构成长度等于煤厚的一根直梁，称为组合梁。把组合梁排列好。用钢丝绳、螺栓联接成整体，再埔上荆笆或金属网，即为组合梁掩护支架。这种支架可为双地沟工作面进行支护，目前可适用于8m以上的急倾斜厚煤层。⑶、“八”字形掩护支架。当煤厚为1.3~1.5m时，如用平板掩护支架，其支护下面空间狭小，操作不便，通风不良，。因此，可采用具有较大工作空间的“八”字型掩护支架。这种支架是用工字钢制成“八”字形钢架，把钢架排列好，同样用钢丝绳、螺栓把“八”字行钢架联接成整体，在埔上荆笆或金属网而成“八”字行掩护支架。伪倾斜柔性掩护支架采煤法优点：可三班出煤，不需要专门的准备班，它与分层和倒台阶采煤方法比较，有下列优点：从根本上解决了工作面支柱、固柱的笨重工作，煤炭自滑运输;工人在掩护支