采矿学第3章单一走向长壁采煤法采煤工艺

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。三种工艺方式爆破采煤工艺方式（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年代中期以来第三章单一走向长壁采煤工艺国有重点煤矿约587处2000年，国有重点煤矿机械化程度74.43%我国于1973年引入综合机械化采煤设备2000年，国有重点煤矿综合机械化程度56.78%机械化程度炮采工艺方式：长壁工作面用爆破方法破煤、爆破及人工装煤、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炮采工艺方式钻眼、装药、封炮泥、联炮线、放炮等工序1、炮眼布置1）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1mM=12.5mM2.5m一、爆破落煤炮眼布置60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼煤层的硬度顶梁长度一般12m每茬炮工作面进度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2）炮眼的平距60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼3）炮眼角度γ0.410.311.2~θβ平面上与煤壁的水平夹角一般为5080。为不崩倒支架，煤软时取大值，煤层硬时取小值。剖面上仰角顶板稳定时=510顶板不稳定时=0俯角1020炮眼角度60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼60~1.210.30.4对眼(a)。1.01.2~1.51.2~1.5。(c)0.4。1.2~1.6三花眼50~552.01.0。。5~10。()三角眼650.51.01.01.2~1.50.40.30.80.81.2单排眼(b)()五花眼（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4）钻眼、装药毫秒延期电雷管联线电雷管引爆（毫秒延期电雷管）起爆器起爆毫秒爆破130ms内全部起爆，避免延期引爆瓦斯延期起爆底眼，中间眼，顶眼增加了自由面提高了爆破效率爆破产生的波相互干扰，有利于减少顶板震动5）联线与起爆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，要由药卷顶部装入。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。爆破的有关规定孔深m小于0.60.6～1大于1m封泥m不得放炮或采取措施½孔深≮0.5爆破装煤可装煤3040%人工装煤余下的多数由人工装大铁锹二、装煤与运煤1.0m1.3m1.25m2.2m(b)(a)装煤机械装煤刮板输送机的铲煤板8354211186691097装煤647231北宿矿刮板输送机封底，铲煤板调小角度加档煤板炮采铲装运煤煤采面多用SGW-40或SGW-44型可弯曲刮板输送机功率有加大的趋势煤层倾角加大后自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、推移输送机123456m15m(b)(a)推移输送机时，应从工作面一端向另一端依次推移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+金属绞接顶梁四、支护123511486791012金属铰接顶梁3214513816595.540L1—接头；2—梁体；3—耳子；4—销子；5—调角楔；L—中心距单体支柱布置方式视顶板情况分：点柱棚子我国煤矿采场多用棚子支护控顶排数和控顶距控顶距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、五排控顶数值单位：m0.3ⅡⅡⅡ3.61.21.24.8Ⅱ带帽点柱帽厚50～100mm，长0.3m矩形布置三角形布置棚子的正倒悬臂布置正悬臂顶梁在采空区方向短，在煤壁方向长对机道顶板支护好，顶梁不容易折断棚子的正倒悬臂布置倒悬臂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，回柱安全顶梁折断炮采工作面多采用齐梁齐柱布置方式炮采工作面齐梁齐柱布置数值单位：m0.3ⅡⅡⅡ3.61.21.24.8Ⅱ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，让顶板垮落放顶步距：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。四、处理采空区(a)(b)(c)(d)0.31m3mm5m3m特种支护丛柱、密集、木垛、斜撑(a)(b)(c)(d)加强放顶处对顶板的支撑，回柱前在放顶排处另外架设的支架专业工种钻眼爆破（放炮）、装药、机电维修综合工种装煤、支柱、回柱放顶专业工种一般在全工作面长度内工作综合工种一般在工作面的一段长度内工作五、劳动组织采煤循环—采煤工作面完成落煤、装煤运煤、支护和处理采空区的周而复始的过程。炮采工作面循环的标志—放顶循环方式—循环进度与昼夜循环数的总称六、循环方式作业方式—采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式准备班工作—回柱、检修刮板输送机、缩短运输平巷中的刮板输送机、超前工作面加强支护两采一准三八制三采三准（三班采煤，边采边准备）三八制三采一准四六制两班半采煤，半班准备三八制四班交叉七、作业方式采煤工区技术员要编制采煤工作面作业规程规程中要有：正规循环作业图劳动组织表技术经济指标表正规循环—在规定的时间内保质保量地完成了循环作业图中规定任务的循环八、循环作业图表炮采面两三采三准循环作业图工作面一天推进三次，放顶三次，一天完成三个循环。三八制，三班采煤，边采边准。说明炮采工作面循环作业图表回柱支柱移溜挂梁图例班次间时面长/m三班二班一班23222120191817161514131211109876543211201101009080706050403020100放炮打眼装煤检修炮采面四班交叉循环作业图面长100m，四班交叉，每班交叉2小时，Ⅰ、Ⅲ班采煤班，Ⅱ、Ⅳ班以准备为主，采煤班装煤、支柱。准备班运料、回柱放顶、钻眼、放炮、移输送机、少量装煤、支柱。工作面放两次炮，支两排支架，放一次顶，一天一个循环回柱放顶移输送机打眼放炮支柱14VI长(m)时班I121086IIIII22201816运料VI64224面100放炮装煤0102030405060708090爆破煤壁平直不留底煤不破坏顶板不崩倒支柱不把煤崩到采空区九、炮采工作面的基本点(a)(b)(c)(d)0.31m3mm5m3m(a)(b)(c)(d)0.31m3mm5m3m装煤装煤劳动量大，尽可能爆破装煤。安全先支护，后装煤先敲帮问顶，清除危石处理拒爆炮（瞎炮）在距拒爆炮0.3m以外另打平行新炮眼，重装药。炮采工作面的基本点回柱由下向上由采空区侧向煤壁侧（由里向外）近水平煤层回柱可以分段炮采工作面的基本点炮采工作面机械化水平低人工劳动强度大（装煤、支柱）产量和效率低但对地质条件适应性强十、炮采工艺的特点普采工艺方式—用机械化方法破煤、装煤、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采工艺方式一、设备及布置1MDY-150采煤机；2SGB-630/150可弯曲刮板输送机；3DZ-22单体液压支柱；4HDJA-1000铰接顶梁5推移输送机千斤顶；6运输平巷中的输送机。13ⅡⅡ246mⅠ0.6mⅠ20m≮≮≮20m900ⅢⅢ4mⅠⅠ2100200010001050Ⅲ630270100044002501000Ⅲ210025021501150Ⅱ4210034400100010001000250Ⅱ2110m35001750DY150采煤机二、控顶排数（三、四排）10mⅢ≮Ⅲ20m≮4m2100105010002150250100025044001000270630Ⅱ11502100412Ⅱ25010001000100044003Ⅱ310.6mⅠ6m42≮20mⅠⅡⅠⅠ人工爆破开切口（机窝）上切口610m下切口23m切口宽23m下缺口有可能不开：刮板输送机机头伸入巷道中双滚筒采煤机能自开缺口三、人工开切口4m310.6m6m421、单向割煤方式单滚筒采煤机，滚筒直径小于采高割顶煤挂顶梁割底煤，清理浮煤推移输送机（滞后采煤机1015m）采煤机往返一次进一刀煤壁推进了一个截深问题：顶板四、采煤机的割煤方式•煤层较薄，单滚筒采煤机，滚筒直径接近煤层层厚2、双向割煤方式上行：割煤，挂梁，推移输送机，支柱下行：割煤，挂梁，推移输送机，支柱上行、下行往返一次进两刀4m310.6m6m424m310.6m6m42•煤层较厚，双滚筒采煤机双向割煤方式上行：割煤，挂梁，推移输送机，支柱下行：割煤，挂梁，推移输送机，支柱上行、下行往返一次进两刀进刀—采煤机滚筒向垂直于煤壁方向推进，进入下一截深的切割作业进刀：切入煤壁进刀方式的实质采煤机运行与推移输送机的关系。直接推入法端部斜切进刀中部斜切进刀五、采煤机的进刀方式采煤机的进刀方式直接推入法用的少，容易损坏采煤机与刮板输送机(a)(b)采煤机的进刀方式端头斜切进刀割三角煤进刀留三角煤进刀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)(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dcba(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。dcba采煤机的进刀方式单滚筒采煤机中部斜切进刀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GFDE工作面正视图BA工作面俯视图(d)(c)(b)(a)C采煤机的进刀方式中部斜切进刀有利于端头作业和顶板维护但为单向割煤。GFDE工作面正视图BA工作面俯视图(d)(c)(b)(a)C六、支护方式1、齐梁直线柱布置绞接顶梁梁端在煤壁方向相齐，支柱成直线。•梁长等于截深割一刀全部挂梁、支柱，简单，容易管理截深为0.8m或1m。多用正悬臂高档普采工作面支护普采工作面支护支护方式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，少用支护方式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，工作量均匀，柱成直线，多用，不利切顶。121/2L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普采工艺