煤矿开采方法
精品课程课件
第二篇 采煤方法
第九章 长壁采煤法采煤工艺
第九章 长壁采煤法采煤系统
采煤工艺 —采煤工作面各工序所用方法, 设备及其在时间
上, 空间上的相互配合 。
三种工艺,
爆破采煤工艺方式 ( 炮采工艺方式 ) 解放后至 60年代初
普通机械化采煤工艺方式 60年代初至 70年代中期
综合机械化采煤工艺方式 70年代中期以来
? 爆破采煤工艺, 简称, 炮采,, 其特点是爆破落煤, 爆
破及人工装煤, 机械化运煤, 用单体支柱支护工作空间
顶板 。
第九章 长壁采煤法采煤工艺
? 普通机械化采煤, 简称, 普采,, 其特点是用采煤
机同时完成落煤和装煤工序, 而运煤, 顶板支护和
采空区处理与炮采工艺基本相同 。
? 综合机械化采煤工艺, 简称, 综采,, 即破, 装,
运, 支, 处五个生产工序全部实现机械化, 因此综
采是目前最先进的采煤工艺 。
炮采工艺方式:长壁工作面用爆破方法破
煤, 爆破及人工装煤, 刮板输送机运煤和
单体支柱支护的采煤工艺 。
炮采工艺标志是爆破破煤 。
第一节 爆破采煤工艺
一, 爆破落煤
钻眼, 装药, 封炮泥, 联炮线, 放炮等工序钻眼
爆破效果影响后续工序的工作量, 工作难度和安
全 。
爆破落煤技术要求:保证规定进度, 工作面平直,
不留顶煤和底煤, 不破坏顶板, 不崩倒支柱和不
崩翻工作面输送机, 崩落煤炭高度和块度适中,
尽量降低电雷管和炸药消耗 。
根据爆破落煤所用电雷管不同, 可分为,
瞬发雷管爆破
毫秒雷管爆破 ( 也称微差爆破 )
第一节 爆破采煤工艺
( 一 ) 瞬发雷管爆破
1,常用炮眼布置有以下三种,
单排眼:一般用于薄煤层或煤质软, 节理发育的煤层 。
双排眼:有对眼, 三花眼和三角眼等;一般用于采高较小
的中厚煤层 。
三排眼 ( 五花眼 ),用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层 。
2,炮眼角度,
A 炮眼与煤壁水平夹角为 50~ 80°, 软煤取大值, 硬煤取
小值;
B 顶眼在垂直上向顶板方向仰起 5~ 10° ;
C 底眼在垂直面上向低板方向保持 10~ 20° 的俯角 。
3,炮眼深度
根据进尺而定, 一般每次进度有 0.8m,1.0m,1.2m三种
第一节 爆破采煤工艺
炮眼布置图
单排眼
60
( b )
1,2
( a )
对眼
0,4
0,3
1 1,2~
1,0

1,2~1,51,2~1,5

三花眼( c )
50~55
1,2~1,6

0,4
( )
65
三角眼

5~10
。 。
1,0 2,0
五花眼( )
1,0
0,5
0,8
0,8
0,3
0,4
1,2~1,5
1,0
炮眼排数, 取决于煤层的厚度和煤层的硬度
单排 双排 三排
M ? 1m M=1?2.5m M ? 2.5m
4,钻眼, 装药, 联线
( 1) 钻眼设备:煤电钻, 麻花钎子 ( 电动 )
风煤钻 ( 风动 )
( 2) 炸药与装药量,
炸药
煤矿许用炸药
底眼 150?600g
顶眼 200g
雷管 煤矿许用电雷管
( 3) 联线 用串联法联线
第一节 爆破采煤工艺
(二)毫秒电雷管爆破
1、爆破器材
1)炸药:低瓦斯矿井选用二级煤矿许用炸药;高
瓦斯矿井选用三级煤矿许用炸药;突出危险矿井
选用三级煤矿含水炸药
2)毫秒雷管:用 1~ 5段毫秒雷管,桥丝电阻:
5.5~ 6.0欧。
3)其他器材:发爆器最大起爆能力为 50~ 100发
第一节 爆破采煤工艺
2,爆破参数
1) 炮眼的平距
煤层的硬度 f=1~1.5
顶梁长度一般 1?2m
工作面进度 0.8?1.2m
一般 1.2?1.5m的钎杆
为保护顶板, 保护支护, 不使煤崩
到采空区, 要合理装药
第一节 爆破采煤工艺
1 1.2~
( b )
1.2
对眼
0.4
0.3
2) 炮眼角度,
A 炮眼与煤壁水平夹角为 50~
80°, 软煤取大值, 硬煤取小
值;
B 顶眼在垂直上向顶板方向仰
起 5~ 10° ;
C 底眼在垂直面上向低板方向
保持 10~ 20° 的俯角 。
3) 炮眼深度
一般根据进尺而定, 一般进尺
0.8m,1.0m,1.2m三种

50~55

0.8
0.8
0.3
0.4
1.2~1,5
1.0
单排眼
60
( b )
1,2
( a )
对眼
0,4
0,3
1 1,2~
1,0

1,2~1,51,2~1,5

三花眼( c )
50~55
1,2~1,6

0,4
( )
65
三角眼

5~10
。 。
1,0 2,0
五花眼( )
1,0
0,5
0,8
0,8
0,3
0,4
1,2~1,5
1,0
第一节 爆破采煤工艺
第一节 爆破采煤工艺
3、确定合理的间隔时间和起爆顺序
合理的间隔时间,应大于弹性震动延续时间(一般为
4~ 6ms),应大于煤(岩)开始移动到形成裂隙时间
(一般为 4.3~ 5.8ms)。
4、毫秒爆破优点,
1)安全
2)有利于顶板控制
3)缩短爆破时间,提高产量、效率
4)爆堆集中,提高了爆破装煤率
5)有利于单体液压支柱的正常使用
第一节 爆破采煤工艺
毫秒爆破优点,
6)提高工作面煤炭采出率
7)降低炸材消耗
8)有利于瓦斯、煤尘管理
5、应用毫秒爆破的安全技术措施
1) 装药使用与矿井瓦斯等级相适应的矿用许可炸药,合
格的煤矿施用毫秒雷管,1~ 5段总延期量不超过 130ms。
2)爆破:炮眼间采用串联,爆前要检查爆破网路的导通
情况,一个工作面只能同时使用一台发爆器。
第一节 爆破采煤工艺
?应用毫秒爆破的安全技术措施
3)通风管理。工作面要有足够的风量,设好防尘
水管,放炮前后都要洒水降尘。
4)顶板控制。放炮前,支柱必须保质保量支设好。
5)其他。不同厂家、一同发火参数的毫秒雷管不
得混用。
( 三 ) 爆破的有关规定
爆破工要分开存放炸药, 雷管
专用爆炸材料箱, 加锁
严禁将电雷管斜插入药卷中部或捆在药卷上, 要由药卷顶部装

装药卷前要清除煤粉
应用水炮泥
严禁裸露煤爆破
要有足够的封泥长度
孔深
m
小于 0.6 0.6~ 1 大于
1m
封泥
m
不得放炮
或采取措

?
孔深
≮ 0.5
第一节 爆破采煤工艺
二, 装煤与运煤
1,爆破装煤
可装煤 31?37%
2,人工装煤
人工装煤量主要有:刮板输送机与
新煤壁之间松散煤安息角以下的煤;
崩落或撒落到输送机采空侧的煤
3,机械装煤
在刮板输送机煤壁侧装铲煤板
1,3m
1,0m
1.25m
2.
2m
(b )
(a )
第一节 爆破采煤工艺
2
1
3
7
4
6
刮板输送机封底,铲煤板调小角度
加挡煤板
炮采铲装
机械装煤示意图
第一节 爆破采煤工艺
4,运煤及推溜
运煤,炮采面在煤层倾角 25° 以下时, 可采用普通刮板输送机
或可弯曲刮板输送机, 倾角 25~ 30° 采用搪瓷溜槽, 大于 30°
采用铸石溜槽自溜运煤 。
第一节 爆破采煤工艺
2
1
( b )
543
( a )
15m
6m
推溜,推移输送机千
斤顶、液压式、机械
式正常段 6m一个,
机头机尾各三个,弯
曲段长度等于或大于
15m。
三, 炮采工作面支护和采空区处理
1,炮采工作面支护
支护装备,
木支柱
单体摩擦支柱
单体液压支柱
( 70年代中期 )
国营重点煤矿用
单体液压支柱 +金属绞接顶梁
6
7
3
2
12
8
5
9
4
11
10
1
单体液压支柱
第一节 爆破采煤工艺
金属铰接顶梁
165
4
138
L
40
5
95.5
3
2
1
1— 接头; 2— 梁体; 3— 耳子; 4— 销子; 5— 调角楔; L— 中心距
工作面使用单体支柱和铰接顶
梁的支架布置形式
采煤工作面煤壁至末排支柱顶
梁后端的距离,或至放顶柱之
间的距离
最小控顶距有 3排支柱,机道、
行人道和材料道
常采用三、四排或三、五排控

数值单位,m
0.3

ⅡⅡ
3.6
1.2 1.2
4.8

第一节 爆破采煤工艺
炮采工作面各种特种支护形式
丛柱、密集、木垛、斜撑
( a ) ( b ) (c )
( d )
2,处理采空区方法,
垮落法
充填法
煤柱支撑法
最常用的是全部垮落法 。
回柱放顶撤除支架, 让顶板垮

放顶步距,
相邻两次放顶间隔的距离
放顶步距等于最大控顶距与最
小控顶距之差 。
( a )
( b )
( c )
( d )
0,3
1m
3m
m
5m
3m
第一节 爆破采煤工艺
四, 爆破采煤新工艺
采用毫秒爆破与抗炮崩单体液压支柱, 双速或大
功率刮板输送机三项技术 ( 设备 ) 的配套, 并辅
之相应的劳动组织管理, 形成新的炮采工艺 。
第一节 爆破采煤工艺
普采工艺方式 —用机械化方法破煤, 装煤, 刮板输
送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺
机械化方法破煤
滚筒采煤机
刨煤机
我国主要采用滚筒采煤机破煤
第二节 普通机械化采煤工艺
一、








10 m
350 0
175 0
Ⅲ ≮

90 0
20 m≮
4m
Ⅰ Ⅰ
210
0
200 0

105
0
100 0
2 1 5 0
25 0
210
0

100 0 25 0
440 0
100 0
27 063 0

115 0
210
0
4
1
2

25 0100 0 100 0 100 0
440 0
3

3
1

0,6m

6m
4
2

≮ 20 m
某矿普采面主要设备
序号 设 备 名 称 型 号 数量
1 采煤机 MDY--150 1
2 输送机 SGB--630/ 150 1
3 乳化液泵 XRB---2B 1
4 输送机移量 YQ--i000C/ 1000 25
5 煤电钻 MZ— 1.2 2
6 水泵 PB---120/ 45 1
7 绞车 JD— 11.4 2
8 支柱 D2—— 22 1000
9 铰接顶梁 HDJA--1000 1000
二、普采工作面单滚筒采煤机工作方式
(一)滚筒的位置和旋转方向
普采工作面单滚筒采煤机的滚筒一般位于机体靠近输送机平巷
一端,如下图
a:右工作面,使用左螺旋滚筒,逆时针旋转;
b:左工作面,使用右螺旋滚筒,顺时针旋转
第二节 普通机械化采煤工艺
( 二)采煤机的割煤方式
? 普采面的生产是以采煤机为中心的。采煤机割煤以
及与其他工序的合理配合,称为采煤机割煤方式。采
煤机割煤方式选择是否合理,直接关系到工作面产量
和效率的提高。
第二节 普通机械化采煤工艺
第二节 普通机械化采煤工艺
1.双向割煤、往返一刀
一般中厚煤层单滚筒采煤机普采面采用这种
割煤方式。当煤层倾角较大时,为了补偿输送
机下滑量,推移输送机必须从工作面下端开始,
为此可采用下行割顶煤、随机挂梁,上行割底
煤、清浮煤、推移输送机和支柱的工艺顺序,
如下图所示。
第二节 普通机械化采煤工艺
下行割顶煤、上行割底煤
a:采煤机下行割顶煤、随机挂梁;
b:采煤机上行割底煤、清浮煤、推
移输送机、支柱
第二节 普通机械化采煤工艺
2、,∞,字形割煤、往返一刀
其特点是在工作面中部辅送机设弯曲段,其过程为:
在图 (a)状态采煤机从工作面中部向上牵引,滚筒逐
步升高,其割煤轨迹为 A—B一 C在图 (b)状态采煤机
割至上平巷后,滚筒割煤轨迹改为 C—D一 E一 A同时
全工作面输送机移直;在图 (c)状态滚筒割煤轨迹为
A--E—B—F,工作面上端开始移辕送机;在图 (d)状
态滚筒割煤轨迹为 F—G—A,全工作面煤壁割直,而
输送机机槽在工作面中部出现弯曲段,回复到图 (a)
状态。
单滚筒采煤机
,?”形割煤方

?字形割煤往返一次进一刀工艺方式
上半段割煤 下半段推输送机
上半段推输送机 下半段割煤
( a )
( b )
( c )
工作面俯视图
工作面正视图
A
F
G
( d )
C
D
B E
第二节 普通机械化采煤工艺
3.单向割煤、往返一刀
单向割煤、往返一刀割煤方式如下图所示的工艺过
程为:采煤机自工作画下 (或上 )切口向上 (或下 )沿底
割煤,随机清理顶煤、挂梁,必要时可打临时支柱。
采煤机割至上 (或下 )切口后,翻转弧形挡煤板,快速下
(或上 )行装煤及清理机道丢失的底煤,并随机推移输
送机,设单体支柱,直至工作面下 (或上 )切口。
? 这种割煤方式适用于采高 1.5m以下的较薄煤层、滚
简直径接近采高、顶板较稳定、煤层粘顶性强、割
煤后顶煤不能及时垮落等条件。
第二节 普通机械化采煤工艺
单向割煤,往返一次进一

a:上行割煤、挂梁
b:下行装煤、推移输送机、
支柱
第二节 普通机械化采煤工艺
4.双向割煤,往返两刀
此割煤方式又称穿梭割煤如下图所示,首先采
煤机自下切口沿底上行割煤,随机挂梁和推移
输送机,并同时铲装浮煤,支柱,待采煤机割至
上切口后,翻转弧形挡煤板,下行重复同样工艺
过程。当煤层厚度大于滚筒直径时,挂粱前要
处理顶煤。该方式主要用于煤层较薄并且煤
层厚度和滚筒直径相近的普采面。
第二节 普通机械化采煤工艺
双向割煤,往返一次进二

a:上行割煤、挂梁、推移输
送机、支柱
b:下行重复上行时工序
( 三 ) 单滚筒采煤机的
进刀方式
1,直接推入进刀
2,,∞” 字形割煤, 自
行进刀
3,斜切进刀
第二节 普通机械化采煤工艺
( a ) ( b )
直接推入法进刀
“?”




式,




( a )
( b )
( c )
工作面俯视图
工作面正视图
A
F
G
( d )
C
D
B E
第二节 普通机械化采煤工艺
3,斜切进刀
分为割三角煤进刀和留三角煤进刀的斜切进刀
1)割三角煤的端头斜切进刀方式
(a) 割底煤至工作面下端部
(b) 返向沿输送机弯曲段运行,上行割顶煤切入煤
壁,直至完全进入输送机直线段
(c)推移输送机机头及弯曲段成一直线;
(d)采煤机返向下行沿顶板割三角煤直至工作面下端
部;
(e) 进刀完毕,上行正式割煤,至斜切进刀终点位置
时,滚筒沿顶板割煤。
端头割三角煤斜切进刀
单滚筒采煤机双向、单向割煤有利于端头管理、费时、往返
( 20~ 25m)进刀与移机头干扰
b )a ) c ) d ) e )
第二节 普通机械化采煤工艺
2) 留三角煤进刀的斜切进刀
(a) 下行进入进刀段后割顶煤至工作面下端头后停机,
随机下行推输送机至进刀段,采煤机返向上行沿输
送机弯曲段割三角底煤;
(b) 割底煤至输送机直线段后改为割顶煤,此时推
移机头和弯曲段;
(c) 上行割顶煤直至上切口,输送机已移直,在下端
头留下三角煤;
( d)在正常段下行割底煤,并随采煤机下行推移输
送机;
(e)采煤机在进刀段割顶煤直至工作面下端部,随机
自上而下推移输送机,在工作面下端部留下底部的
三角煤。重复 (a)图,完成进刀全过程。
端头留三角煤斜切进刀
单滚筒采煤机双向、单向
割煤端头不往返,进刀与
移机头不干扰,端部煤壁
不直
d
c
b
a
第二节 普通机械化采煤工艺
三、普采工作面单体支架
(一)支架布置方式
顶梁在采空区方向短,在煤壁方向长对机道顶板支护 好,
顶梁不容易折断
正悬臂布置
倒悬臂布置
顶梁在采空区方向长,在煤壁方向短支柱不易被采空区矸
石埋住,回柱时顶梁易折断
1、齐梁直线柱布置
?梁长等于 2倍截深
全正悬臂
割两刀挂梁一次、第
一刀支临时支柱,不
挂梁;第二刀变永久
支柱,空顶距大,工
作量不均,少用。
2、错梁直线柱布置
?梁长等于 2倍截深
正倒悬臂相间
割一刀相间挂梁一次、
顶梁交错;第一刀支
临时支柱,第二刀变
永久支柱
支护及时,工作量均
衡,柱成直线,多用,
但不利切顶。
L
1 / 2
21
第二节 普通机械化采煤工艺
(二)普采工作面端头支护
双钩、双楔铰接梁支护
4 — 输送机 ;6 — 木垛 ;7 — 双钩双楔梁 ;8 — 绞车
8

( a )
2,0m
6
30m 7

4
7
4
ⅠⅠ
迈步走向抬棚支护
2 — 抬棚长梁 ; 4 — 输送机
4
800 2000
2
1000
150
800
650

4
Ⅰ 1050
2900

3700

基本支架加迈步走向抬棚支护
1— 基本支架 ;2 — 抬棚长梁 ;3 — 转载机 ;4 — 输送机 ;
5 — 十字绞接顶梁 ;

1
2000
325
1,0m
4.
0m
2,0m
4

0.6m
42

1

100036001000
2100
200
普采工艺支护基本要点
? 加强机道支护 防止机道冒顶, 预掏梁窝, 临时支护提高
初撑力和支护 刚度, 破碎顶板或网下用成对 Ⅱ 型钢梁, 迈步
前移
? 加强放顶线支护的稳定性
斜撑, 木垛, 双排柱, 丛柱
主要是针对水平推力
? 端头支护
端头 —平巷与工作面的交汇处, 控顶面积大, 设备大且多,
人员集中, 进出口通道 。
① 双钩双楔梁, 抬棚
② 四对八梁
③ 四对八梁, 十字绞接顶梁
要保证支护质量, 初撑力
第二节 普通机械化采煤工艺
第二节 普通机械化采煤工艺
四、普采面工艺参数分析
? 在普采面工艺设计中,除了合理选择支架布置方式外,还要正
确确定工作面支护密度和排距、柱距。支护密度是控顶范围
内单位面积顶板所支设的支柱数量。支护密度既是支护参数,
又是确定生产组织管理方式和经济技术指标的重要参数。支
护密度 n(棵/ m)可用下式表示,
? n = pt/ηRt
? 式中 pt——工作面支护强度 ((矿山压力及控制 )一书中有详
述 ),kPa;
Rt——支柱额定工作阻力 (在矿压及矿机有关书中可查
到 ),kN/棵;
η——支柱额定工作阻力实际利用系数,一般摩擦式金属
支柱为 0.4—0.5,单体液压支柱为 0.85左右。
第二节 普通机械化采煤工艺
? 在普采和炮采工作面,当排距小于 0.8m时,行人困难,会降低
工人的生产效率,因此根据采煤机截深的不同,排距主要有三
种规格,0.8m 1.0m 1.2m.按照采煤作业的需要,最少需要 3排
柱,在工作面形成三条道,机道 人行道和堆放支柱 顶梁及其他
材料的材料道,当排距小或工作面所需支护材料较多时,一条
材料道不能满足需要,工作面最少就需要 4排柱,即最小控顶距
为 4排, 工作面柱距可根据所需支护密度 n和排距 b,求出柱距 a,
? a =NS/(Nb+F)
? 式中 N-----工作面支柱排数,
F-----机道上方梁端至煤壁距离,m;
S-----每根支柱的支护面积,M2,
S是支护密度 n的倒数,因此上式可改写为,
? a = ηRtN/(Nb+F) pt
第二节 普通机械化采煤工艺
? 普采面端部切口对采煤机进刀、架设端头支架、操纵和维修设备以及出入人员、运送材料和设备均是有用的,也是工作面安全出口。切口的尺寸与平
巷宽度、采煤机和输送机的结构特点以及工作面工艺方式有关。当平巷较
宽、输送机机头和机尾的一部分可以布置在其内、采煤机的摇臂较长而没有切口也能进刀时,仍需有一定长度的切口,以保证能支设端头支架,并使其
顺利前移。
? 通常,普采面的下切口长度为 3-4m。若使用单滚筒采煤机,上切口长度视机
身长度和采煤机牵引的终点位置而定,一般为 6-10m;采用双滚筒采煤机、
大宽度平巷,可以不开切口,切口实际被宽平巷所代替。普采面端部切口的
深度,一般为截深的 2-3倍;截深 0.8m和 1.0m时,切口深度应不小于 2倍截深;
截深 0.5m和 0.6m时,应大于 3倍截深,以确保迈步式端头抬棚的顺利前移。
? 采煤机采用工作面端部斜切方式进刀时,斜切段长度与输送机机头 (尾 )布置
的位置和长度、采煤机机身长度、输送机弯曲段长度等因素有关。当输送机机头 (尾 )完全布置在平巷时,斜切段长度等于采煤机机身长度加输送机弯
曲段长度。输送机弯曲段长度与机槽尺寸,机槽间水平可转角度,每次推移
步距 (即采煤机滚筒截深 )等参数有关。
?作业,
1,长壁采煤法有哪几种主要采煤工艺? 说明他们
的主要特点及相互关系 。
2.爆破采煤工艺由哪些主要采煤工序组成?
第三节 综合机械化采煤工艺
? 什么是综合机械化采煤工艺(综采)
落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区五个主要
生产工序全部实现了机械化 --综采 ;也是目前最先
进的采煤工艺。
?配套设备(动画)
双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压
支架、胶带输送机等。
综合机械化采煤工艺
国内采煤机
国外采煤机
综合机械化采煤工艺
综合机械化采煤工艺
?综采工艺与普采工艺的区别,
?工作面支护实现了机械化。
?综采工作面生产工艺过程,割煤(落、装
煤)、运煤、支护、处理采空区 。
?特点:全部实现了机械化,降低劳动强度,
提高了单产及安全性。
一、综采面双滚筒采煤工作方式
1、滚筒的转向和位置
?转向,面向煤壁看-采煤机的右滚筒应为右
螺旋,顺时针旋转;左滚筒为左螺旋,逆时
针转 。
?位置,一般是前端的滚筒沿顶板割煤,后滚
筒沿底板割煤(前顶后底);薄煤层“前底
后顶”。
一、综采面双滚筒采煤工作方式
2、综采面双滚筒采煤机的割煤方式
?考虑因素, 顶板管理、移架与进刀方
式、端头支护等因素 。
?图示 a
?图示 b
?图示 c
?图示 d
一、综采面双滚筒采煤工作方式
? 两种型式,
①单向割煤 。采煤机上行割煤,下行清理浮煤,推
一个截深;适用于煤层厚度略大于滚筒直径而煤质
坚韧的条件。
②双向割煤 。 A.往返一刀,当煤层较厚时,采煤机
上行时贴顶板截割,下行时贴底板截割并清理浮煤。
这时,往返两个行程滚筒都截割采煤,但工作面只
推进一个截深。 B.往返两刀,煤层厚度接近滚筒直
径,而且煤不粘连顶板,即可实现双向采煤,往返
行程各推进煤壁一个截深
进刀方式(动画演示)
单向割煤
双向割煤,往返一刀
双向割煤,往返二刀
一、综采面双滚筒采煤工作方式
3,进刀方式
① 推入法进刀,需提前开出工作面端部切口。
(做机窝)
② 钻入法进刀 (已不用)
③ 斜切进刀, 端部斜切进刀,中部斜切进刀
一、综采面双滚筒采煤工作方式
?A,端部斜切进刀,利用采煤机在工作面两端
约 20~ 30M的范围内斜切进刀。( 割三角煤、
留三角煤 )过程、特点参图讲。
?B.中部斜切进刀,利用采煤机在工作面中部斜
切进刀,过程参图讲。
?特点,简化了进刀工序,工作量均衡,窝工现
象少,提高了采煤机的装煤率为移溜、移架
创造了有利条件。
二、综采面液压支架的移架方式
1,移架方式(动画)
①单架依次顺序式,支架依次前移,移动步距等于截
深,操作简单,保证质量,适应不稳定顶板。
②分组间隔交错式,移架速度快,适用于稳定顶板。
③成组整体依次顺序式,成组控制,适应煤层地质条
件好,采煤机快速牵引割煤(交流电牵引大功率采
煤机)
二、综采面液压支架的移架方式
2、移架方式对移架速度的影响
?—— 移架速度取决于泵站流量及阀组和管路
的乳化液通过能力、支架所处状态及操作方
便程度、人员操作技术等因素。
二、综采面液压支架的移架方式
?实测表明,移架中操作调整时间约占移架总
时间的 60%~ 70%,当泵站流量不变时,同
时前移的支架数增加到 N,供液时间也相应
增加,但调整操作时间 te仍等于单架的调整
操作时间,由于 te远大于 td,故移架速度可加
快。
二、综采面液压支架的移架方式
3、顶板管理受移架方式的影响
?选择移架方式不仅考虑移架速度,
还要考虑对顶板管理的影响 。单架
依次顺序虽然速度慢,但卸压截面
积小,顶板下沉量比后两种小得多,
适用于稳定性顶板。
二、综采面液压支架的移架方式
① 沿工作面支架工作阻力分布依次顺序移架。
②依次顺序式达到额定工作阻力时间长,分组间隔交
错式较快。
③单向、双向移架,对顶板管理效果影响很大。
④全卸载与带载移架对顶板管理影响较大。不卸载或
部分卸载,有利于控制顶板,尽量采用。
⑤采用分段依次顺序移架时,顶板下沉量叠加,容易
造成顶板破碎、煤壁片帮和倒架。
三、液压支架的支护方式
1,及时支护方式
?采煤机割煤后,支架依次或分组随机立即前
移。支护顶板,输送机随移架逐段移向煤壁。
(推移步距=截深)
2,滞后支护方式
?割煤后输送机首先逐段移向煤壁,支架随输
送机前移。
四、综采面端头支护
1、端头支护方式
①单柱加长梁(迈步抬棚):适应性强,利于
排头支架的稳定,但支设麻烦、费工费时。
②自移式端头支架:移架速度快,但对平巷条
件适应性差。
③用工作面支架支护端头:适用于煤层倾角较
小的工作面。
四、综采面端头支护
2,综采面平巷相对位置与端头作业
?利于运输设备运转和维护,有利于
煤流在端头处转载和采煤机实现无
人工切口端头进刀,并便于人员进
出和材料运送。图 9- 37
四、综采面端头支护
?为避免卧底掘进时破岩及留顶煤的困难,
当煤层厚度大于平巷高度时,在综采面
端部一定长度内留有三角底煤。图 9-
38
?补救措施,下卧转载机机尾;随工作面
推进,超前下卧平巷底煤。
五、综采设备的配套参数
1,综采设备的尺寸配套关系
①采煤机的几何尺寸,(采用不同高度
的底托架、采煤机可获得几种不同的机
面高度)
五、综采设备的配套参数
② 采高与支架高度关系,
③支架最小支撑高度与滚筒直径二者关系,
五、综采设备的配套参数
④ 支架支撑高度与采煤机机面高度之间关系,
⑤采煤机的卧底量
⑥采煤机底托架高度
⑦摇壁升角 α(升角增大,采高增大)
五、综采设备的配套参数
2、综采面设备横向配套尺寸
? 人行道宽度,M≥700mm
? 断面距,T=150~300mm
移架千斤顶的行程比采煤机截深 大 100~ 200mm
3、综采面设备的选择与生产能力配套
? ①采煤机的选型与生产能力
? 选型依据,煤层采高、煤质硬度、地质构造等。
五、综采设备的配套参数
② 输送机的选型与生产能力
?原则,与采煤机尺寸、割煤能力、配套、支
架的尺寸配套、运输能力与铺设长度、煤层
倾角、机槽和刮板链的特点等有关 。
③移架方式与综采面生产能力相适应。
④平巷上(下)山运输系统以及采区车场能力
都要和综采面生产能力相适应。
⑤综采面生产能力要和供风量一致。
作业
1.什么是综采工艺系统?综采工作面的主要设
备有哪些?
2,采煤机进刀方式有哪几种?有何优缺点?
3,及时支护与滞后支护的工艺流程是什么?
4,简述综采工作面设备的几何尺寸配套及生产
能力配套的基本原则?
第四节 其他条件下机采的工艺特点
?薄煤层
?大倾角煤层
?大采高煤层
?赋存不太规则煤层
?由于其开采条件特殊,其机采工艺各有特点
一、薄煤层机采工艺特点
(一)薄煤层滚筒采煤机采煤特点
1、采煤机分骑输送机式和爬底板式两类
? 骑输送机式只能用于开采厚度大于 0.8~ 0.9m煤层。
? 爬底板式采煤机机身位于滚筒开出的机道内机面高
度低,可用于开采 0.6~ 0.8m薄煤层;但爬底式采
煤机装煤效果差,结构复杂。
2、支架工作阻力和初撑力相对较低,支架调高范围
大、伸缩比要达到 2.5~ 3.0左右。
3、刮板机一般使用轻型、边双链,矮机身可弯曲刮
板输送机。
第四节 其他条件下机采的工艺特点
(二)刨煤机采煤工艺特点
BH38/2× 400型刨煤机
第四节 其他条件下机采的工艺特点
二、大采高一次采全厚综采工艺特点
1、采高,3.5?5.0m
2、设备 — 大功率、高强度、高可靠性机电一体化设

例:大柳塔矿
采高,4m;
采煤机,6LS— 03型双滚筒电牵引采煤机,
总功率 1500kw,生产能力 2000-2800t/h
液压支架,BY3600-25/30型二柱掩护式液压支架,
电液控制,完成全部动作仅 8s,
第四节 其他条件下机采的工艺特点
刮板输送机,SGZC-730/400型侧卸式双中链槽宽
1m,生产能力 2500-2800t/h,功率 1400kw
2000年产煤 800.3万 t/面
2001年产煤全矿 1511万 t/a
2002年产煤 1100万 t/a
第四节 其他条件下机采的工艺特点
3、采煤工艺特点,
1)支架歪斜、扭转甚至倒架
2)容易出现煤壁大面积片帮
3)支架防滑,防倒;
4)工作面端头管理困难,运输及回风巷最好
沿底留顶掘进,有利于端头管理
5)初采高度较小,一般为 3.5m左右
第四节 其他条件下机采的工艺特点
4、适用条件
1)地质构造简单,煤层赋存稳定,倾角 ?12?;
2)采高 3.5?5.0m。
第四节 其他条件下机采的工艺特点
8
3
5
4
2 1
11
8
6
6 9
10
9
7
三, 大倾角机采面的工艺特点
12° 以下煤层是机采的有利条件, 设备不会下滑, 但倾角加
大后, 必须有防滑防倒措施
1,防止输送机下滑
1) 下滑的原因
?重力原因 当倾角达到 12~ 18o时, 就有可能因自重而下滑
?推移输送机不当, 次数过多地从工作面某端开始推移
?输送机机头与转
载机机尾搭接不发,
导致浮煤进入底槽
第四节 其他条件下机采的工艺特点
2) 防止输送机下滑的措施
???12?,必须装防 滑, 锚固装置
?防止煤, 矸等进入底槽, 以减小底链运行阻力
? 工作面调成伪斜, 当煤层倾角 8~ 10° 时, 工作面
平与巷成 92~ 93°, 使推移输送机的上移量与下移
量相抵 。
? 严格把握移输送机顺序, 从工作面下端移输送机 。
?推移输送机时,用支柱顶住机头,拉紧机尾。
? ??18?时, 要设防滑千斤顶 。
第四节 其他条件下机采的工艺特点
2,液压支架的防倒防滑
1) 倾角加大后的问题
支架下滑, 下滑力大于摩擦力
支架倾倒, 力矩不平衡
2) 防倒防滑措施
工作面调斜, 由下向上移架, 防止大块冲击架
尾, 防止输送机下滑, 保持排头支架的稳定性,
间隔移架
0
G
( a )
F
α
B
( b )
H
w
H
第四节 其他条件下机采的工艺特点
3,采煤机的防滑
?工作面倾角大于 15 ?, 滚筒采煤机, 必须有可靠的
防滑装置 。
?有链牵引 必须设置安全绞车, 防止断链和下滑外,
并为采煤机上行割煤时提供缠绕力, 增加割煤牵引力 。
?无链牵引采煤机装备可靠的制动器, 可用于 40~
54° 以上煤层而无须其他防滑装置 。
第四节 其他条件下机采的工艺特点
第五节 倾斜分层走向长壁采煤法采煤工艺特点
一, 顶分层采煤工艺的特点
( 一 ) 人工假顶
1,竹笆 (或荆笆 )假顶
2,金属网假顶
3,塑料网假顶
(二 )再生假顶
? 向采空区内注水或灌浆, 一段时间后能重新胶结成
为具有一定稳定性和强度的再生顶板 。
竹笆 (或荆笆 )假顶
金属网假顶
(三) 人工假顶 铺设方法
手工 铺底网
1
2
4 5
3
2
3
1
2
3 1



机械 铺底网
第五节 倾斜分层走向长壁采煤法采煤工艺特点
二, 假顶下采煤工艺的特点
(一 )假顶下的支护及顶网管理
? 炮采:正悬臂错梁齐柱, 及时挂梁
? 综采:掩护式或支撑掩护式, 超前移架
? 假顶下回采,顶板是已垮落的碎石,老顶周期来压
不明显,顶板压力 较顶分层小。顶板管理的关键是
护好破碎顶板。
? 护好破碎顶板技术措施,
1)浅截深采煤机;
2)滚筒距网 ? 100mm;
3)及时支护;
第五节 倾斜分层走向长壁采煤法采煤工艺特点
(二 )假顶下的放顶工艺
?牵动力较大, 以稳对支架倾斜, 歪扭, 增设特殊
支护
?单体支柱采面 — 无密集放顶。
?假顶下易拉斜歪支柱、推垮采面,必须设抬棚,
或打斜撑柱(戗柱) 。
(三 )分层采高的控制
?根据目前我国开采技术条件:普采 2~ 2.4m,综采
3~ 3.2m。
?主要控制底分层采高足够。
?在开切眼、采面及上、下平巷每隔 30m向底煤打
钻孔探煤厚 。
第五节 倾斜分层走向长壁采煤法采煤工艺特点
三, 适用条件及评价
? 优点,1,效率高, 技术成熟
2,巷道施工量少
? 缺点,1,铺设假顶工作量大
2,苍道维护困难
3,生产组织管理复杂
4,开采自燃煤层, 需采取特殊措施
四, 适用条件
? 煤层顶板不太坚硬,易于垮落、直接顶有一定厚度
的缓、中倾斜厚煤层。
? 分层开采在 1990年,产量是统配煤矿产量的 28.1%,
目前占 15?20%。
?作业
1,薄煤层机采面设备有哪些特点?
2.简述刨煤机采煤的特点及刨煤机类型。
? 在近水平煤层中,不论工作面采用仰斜推进还是俯斜
推进,其工艺过程和走向长壁采煤法相似。但随着煤
层倾角的增大,工作面矿山压力显现规律及采煤工艺
又有一些特点,若仍采用和走向长壁采煤法相同的设
备,就会带来一定的困难。
一、矿压显现及支护特点
1、对于仰斜工作面,由于倾角的影响,顶板将产生向
采空区方向的分力 (沿层面方向)。在此分力作用下,
顶板的悬臂岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层受
拉力作用。因此,它更容易出现裂隙和加剧破碎,并
有将支柱推向采空区侧的趋势。
第六节 倾斜长壁采煤法采煤工艺特点
2、对于俯斜工作面,沿顶板岩层的分力指向
煤壁侧,顶板岩层受压力作用,使顶板裂隙有密
合的趋势,有利于顶板保持连续性和稳定性。
由下图中可以看出,倾角越大,仰斜工作面的顶
板越不稳定,而在俯斜工作面的顶板越稳定。
第六节 倾斜长壁采煤法采煤工艺特点
倾斜长壁工作面直接顶板稳定状态
α α
a
b
a:仰斜工作面; b:俯斜工作面
第六节 倾斜长壁采煤法采煤工艺特点
二、采煤工艺特点
1、仰采开采,
仰斜开采时,水可以自动流向采空区。工作面
无积水,劳动条件好,机械设备不易受潮,装煤效
果好。当煤层倾角小于 10° 左右时,采煤机及
输送机工作稳定性尚好。如倾角较大,采煤机
在自重影响下,截煤时偏离煤壁减少了截深;
输送机也会因采下的煤滚向溜槽下侧,易造成
断链事故。
2、俯斜开采
? 在俯斜开采时,随着煤层倾角的加大采煤机和输送机
的事故也会增加,装煤率降低。由于采煤机的重心偏
向滚筒,俯斜开采将加剧机组的不稳定,易出现机组
掉道或断牵引链的事故,并且采煤机机身两侧导向装
置磨损严重。
? 采取措施
(a)采煤机处于正常割煤状态,割底煤形成台阶;
(b)利用支架及绳套吊起辅送机,然后推移输送机进入
下一个台阶;
(c)割完一刀移输送机后,进入正常割煤。
第六节 倾斜长壁采煤法采煤工艺特点
三,采煤工艺评价
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。
第六节 倾斜长壁采煤法采煤工艺特点
( 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 — 俯斜开采。
( 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。
第六节 倾斜长壁采煤法采煤工艺特点
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。
第六节 倾斜长壁采煤法采煤工艺特点
四,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。
第六节 倾斜长壁采煤法采煤工艺特点
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
一, 采煤工作面过地质构造的措施
地质构造复杂时, 应采取综合治理的方法,
1) 地质构造过分发育的块段, 采用炮采工艺, 炮采对地质变
化的适应能力较强;
2) 在工作面布置时将断层留在区段煤柱内, 或虽然工作面内
有断层, 但与工作面交角不宜太小, 以减少对工作面的影响
范围;
3) 采用调斜的方法, 改变工作面的推进方向, 躲开地质变化
带;
4) 工作面推进中, 发现了未知的工作面难以通过的地质构造
时, 可将工作面甩掉一一部分;
5) 遇到较大的地质构造时, 需要做各种比较, 以权衡利弊,
若强行通过地质构造代价太大, 则应搬迁 。
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
( 一 ) 采煤工作面过断层方法
1,落差小于煤层厚度和支架最小支撑高度之差, 综
采面过断层时不必挑顶或下切, 可直接通过断层;
2,若断层落差大于二者之差, 可用采煤机截割顶底
板岩石通过断层, 当顶底板岩层坚硬, 采煤机截割
不动时, 则可采用爆破方法挑顶或下切穿过断层 。
工作面遇断层
综采面仰采过断层
7 ゜
15 ゜
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
过断层技术措施,
1)适当调整工作面方向;
2)按断层性质确定采用挑顶和下
切或同时采用两种方法;
3)当岩石 f<4时,采煤机直接割岩;
4)过断层时要预先减小采高;
5)当断层地段需下切或侧斜时,
应使顶底板形成平缓侧斜变化;
6)在断层附近采取加强支护等措

(二)综采面过其他地质构造
1、过陷落柱(一般强行通过)
1)控制爆破、采煤机清矸的方法;
2)在陷落柱范围内降低采高;
3)在陷落柱和工作面正常地段间,保持一段
采高逐渐变化的长度;
4)陷落柱两侧的工作面正常地段,提前移架;
陷落柱范围内适当滞后移架,进行特殊支护。
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
2、过褶曲带
?使工作面的推进方向垂直于背、向斜轴,使
工作面内沿煤壁方向没有大的起伏,有利于
液压支架处于良好工作条件。
(三)综采面通过旧巷道
?将旧巷内的支架修好,加密支柱。当矿压不
强烈时,直接通过;当矿压显现强烈时,先
将工作面调成与旧巷斜交,逐渐通过。
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
二, 综采面的拆迁和安装
综采设备多, 尺寸大, 重量大, 搬迁 费时费工
( 主要是液压支架重, 多 )
一般由搬迁队专门完成 。
涉及:运载工具, 起吊, 牵引装置, 运输移动
路线, 调向, 设备调试, 运转
( 一 ) 综采面设备拆除
1,拆除期间的顶板控制
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
?顶板控制有三种方法,
1)金属网加木板梁;
2)金属网加钢丝绳;
3)金属网加钢丝绳加锚杆。
2、综采设备的拆除方法
综采工作面设备拆除顺序
双滚筒采煤机, 工作面刮板输送机, 可伸缩
胶带输送机, 桥式转载机, 液压支架
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
1
6
3717
4
1
(a)
1
2 3
4
6
1
2
(b)
1
5
2
3
4
2
1
( c)
拆架前顶板管理
a)金属网加木板梁
b)金属网加钢丝绳
c)金属网加钢丝绳加锚杆
用绞车拖运支架
a:输送机滑板
b:轨道滑板
1,2,3-小绞车
(a)
(b)
液压支架拆除法
1) 后退式
从运输巷拆到回风巷, 上端头处刷大, 挑高, 架
设吊架, 挖装卸地槽
2) 前进式
从回风平巷拆至运输平巷
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
( 二 ) 综采工作面的安装
液压支架的组装方式
1) 地面组装, 整架下井, 运到工作面
该方式广泛采用, 要求井巷断面够 。
2) 地面解体工作面附近组装
要求有组装硐室
组装硐室一般在回风平巷中切眼附近
长 ?宽 ?高 =8?5?3m
一般 棚子支护
起吊钢梁
双轨调车线
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
1,沿运输平巷运入的设备及顺序
工作面刮板输送机机头部-转载机-破碎
机-乳化液泵站-水泵-电气设备-管路
2,沿工作面回风平巷运入的设备 液压支架
刮板输送机中部槽及铲煤板, 档煤板
刮板输送机机尾
采煤机及管路
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
3,设备安装顺序
一般顺序,
液压支架
输送机溜槽
采煤机
输送机机头机尾
有时,先安装刮板输送机的中部槽作运送轨道
4,安装需要的设备
绞车沿煤层底板直接拖入工作面到位后, 两台或三
台小绞车调度
底板软时, 铺轨道, 轨道上铺滑板
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
2
3
1
(a) (b)
5、支架安装顺序
1)前进式安装
安装顺序与支架的运送方向一致,安装始终在支架掩
护下进行,架尾朝前,边扩巷边安装,每段 30?50m
?缺点:导向差,转向困难,用在顶板破碎的条件下。
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
( 2) 后退式安装
开切眼一次掘好, 支架由里向外安装
2
3
1
(a) (b)
第七节 采煤工艺的特殊技术措施
我国三种工艺方式并存,
由于地质条件和煤层赋存条件的复杂性及技
术装备的多层次性 。
综采是发展方向
高产, 高效, 安全, 劳动条件好和劳动强度
小 。 设备价格高, 初期投资大, 受地质条件
限制大 。
第八节 采煤工艺方式的选择
第八节 采煤工艺方式的选择
一、适于采用综采工艺的条件
表 9- 6 优先装备综采的条件
序号 使用条 件 井型 /Mt·a- 1 煤层厚 度 /m 煤层倾角 /(° ) 地质构 造
基本顶
(级
别)
直接顶
(类
型)
备注
1 中厚煤 层 > 1.20 1.3~3.5 < 15 比较简 单 Ⅰ, ⅡⅢ 1,2,3 大型矿井
2 厚煤层 开采 > 1.20 > 5 < 15 比较简 单 Ⅰ, ⅡⅢ 1,2,3 大型矿井
3
厚煤层
一次
采全

> 1.20 3.5~4.0 < 15 比较简 单 Ⅰ, ⅡⅢ 1,2,3 大型矿井
4 经济型 综采 > 0.60 3.0以下 < 15 比较简 单 Ⅰ, ⅡⅢ 1,2,3 大型矿井
第八节 采煤工艺方式的选择
二、适用于普采工艺的条件
是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。
三、炮采工艺的主要特点
炮采工艺技术装备投资少,适应性强,操作
技术容易掌握,生产技术管理比较简单,是
我国目前采用仍然较多的一种采煤工艺。
?作业,
1.简述大采高, 大倾角炮采, 普采, 综采工艺
的选择依据 。
2.简述采煤工作面过断层的技术措施 。
3.简述综采工作面设备拆除, 安装时期的顶板
控制方法以及安装, 拆除工艺过程 。