采矿学总结

采矿学电子教案矿业工程学院煤田—同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。矿区—统一规划和开发的煤田或其一部分。井田—划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。矿井生产能力—矿井设计生产能力，万t/a。即设计中规定矿井在单位时间内采出的煤炭和其它矿产品的数量。矿井核定生产能力—矿井经过技术改造，核定后的生产能力，万t/a。矿井年产量—矿井实际生产的煤炭数量，万t/a。矿井开采的基本概念阶段：沿一定标高划分的一部分井田开采水平：布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全阶段运输任务的水平。采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的块，每一块叫一个采区。采区斜长=阶段斜长区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。区段、阶段、工作面斜长间关系。分带—沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条叫一个分带。由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区。开拓巷道—为全矿、一个水平或若干采区服务的井巷。准备巷道—为一个采区服务的巷道。在采区范围内，从掘好的开拓巷道至区段的通路。回采巷道—为回采工作面生产直接服务的巷道。采煤方法—采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上的相互配合。采煤工艺—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。走向长壁采煤法：工作面沿倾斜布置，沿走向推进的采煤方法。倾斜长壁采煤法：工作面沿走向布置，沿倾向推进的采煤方法。根据开采技术条件煤层按倾角分类：近水平煤层α8°缓倾斜煤层8°~25°倾斜煤层25°~45°急倾斜煤层α45°根据开采技术条件煤层按厚度分类：薄煤层M1.3中厚煤层1.3~3.5厚煤层M3.5•阶段开采顺序：下行式•即：阶段间由浅部向下开深部顺序开采的方法称为阶段下行式。•采区前进式：自井筒或平硐附近向井田边界方向依次开采各采区、盘区或带区的开采顺序称为采区、盘区或带区前进式开采顺序。•采煤工作面由采区走向边界向采区运煤上山或盘区主要运煤巷道方向推进的开采顺序称为工作面后退式开采顺序。一、爆破落煤钻眼、装药、封炮泥、联炮线、放炮等工序。二、装煤与运煤爆破装煤（3040%以上）+为人工装。三、运煤刮板输送机、自溜。四、支护单体液压支柱+金属绞接顶梁，正悬臂齐梁直线线柱，正悬臂错梁三角柱。第二、三章采煤工艺及装备配套第一节炮采工艺方式1、单向割煤方式采煤机割煤，挂顶梁，到另一端，反向割煤（或清理浮煤），推移输送机（滞后采煤机1535m）采煤机往返一次进一刀，煤壁推进了一个截深。2、双向割煤方式采煤机上行割煤，挂梁，推移输送机（滞后1535m），铲装浮煤，支柱，到上端头；在完成进刀后，反向下行割煤，挂梁，推移输送机铲装浮煤，支柱，采煤机往返一次进两刀。第二节普采工艺方式1）单向割煤，往返一次进一刀采煤机割煤—移架（滞后采煤机23架支架）—到端头后反向清理浮煤—推移输送机（滞后采煤机1535m）。2）双向割煤，往返一次进二刀采煤机上行割煤—移架（滞后采煤机23架支架）—推移输送机（滞后采煤机1535m）—到上端头后完成进刀反向下行割煤—移架（滞后采煤机23架支架）—推移输送机（滞后采煤机1535m）。第三节综采工艺方式一、采煤机割煤方式3）两种采煤方式的优缺点和适用条件•目前国内综采工作面大多采用双向割煤往返一次进两刀的循环作业方式。双向割煤采煤机避免了一个空行过程，运行效率高。•在特定条件下，单向割煤工序之间相互干扰少，进刀过程采煤机等待时间少，装煤效率高，底板平整，推移输送机阻力小，能保证采煤机的进尺，有利于工作面的顶板管理，工作面吨煤能耗少，有利于防止工作面输送机等设备的下滑，在粉尘较大的工作面采煤机司机、移架工吸尘量少，工人作业环境好等。不留三角煤端部斜切进刀AA21A2211A-AA-AAA-AA-A(a)(b)(c)(d)AA21二、采煤机进刀方式留三角煤端部斜切进刀四、综采工作面循环图表采煤循环：采煤工作面周而复始地完成破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等工序的过程。劳动组织：四六制，三采一准三八制，二采一准；两班半采煤，半班准备开机率—采煤机实际运转的时间占可利用的采煤作业时间的百分比。三、液压支架的移架方式1、防止输送机下滑的措施：防止煤进入底槽。工作面调成伪斜。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。设防滑千斤顶。2、液压支架的防倒防滑工作面调斜；由下向上移架；留设防滑平台；防止输送机下滑；保持排头支架的稳定性；间隔移架。五、大倾角综采工艺特点1、熟练画图2、巷道名称3、掘进顺序4、生产系统102146781123987493412141067891251113A'9'9''8'7114,5'第四、五章单一长壁采煤法1、普采或炮采区段平巷布置1）区段回风平巷（轨巷）：（1）功用：轨道运输、回风、行人。（2）层位要求：与采面上出口相连，必须沿煤层掘进；断面要求：符合运输、通风、行人、安全等要求；轨道要求：坡度i=35‰，利于矿车运输、流水；能适应弯道；轨距与全矿一致。（3）施工措施：轨道要求巷道按腰线沿煤层走向掘进，也可以按中线掘进，分段取值。2）区段运输平巷（机巷）（1）功用：铺输送机，运煤或物料，行人。（2）层位要求：与采面下出口相连，必须沿煤层掘进。位置、断面利于装运煤。（3）方向要求：直或分段取直，利于运煤。采用刮板输送机运煤，输送机每部长200m分段取直;采用转载机+胶带输送机运煤，则要求取直。（4）断面要求：符合运输、通风、行人安全等要求；+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.5+0.5+1.0+1.5A-B-C-D-EDA-F-G-HFAGHECB0100200300400500mAABCDEHFG00+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.50方案一：A—B—C—D—E直线，挂中线掘进。（i）上下起伏变化大，C、E点最低，达1.0m;（ii）低点积水；泵排水；方案二：A—F—G—H，分段挂中线取直。（i）坡度缓和，相差(0.5m)；（ii）低点积水，用水泵排出；（iii）折点少，占用设备少，每段宜用一台输送机。+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.5ABCDEHFG01243(a)2'2、综采工作面区段平巷布置机巷要求：铺输送机、设备列车—铺轨，断面大。风巷要求：铺轨，以设备最大外廓尺寸定。布置方案：（1）机巷、风巷定向取直、平行布置，保持采面等长；（2）机巷、风巷分段定向取直、平行布置，保持采面等长；施工技术：沿中线定向取直或分段取直。4212(b)'（三）区段平巷单、双巷布置方式1、双巷布置上区段机巷与下区段风轨巷统一布置，双巷同时一次掘出。优点：1）掘进通风容易；2）安全好—进出掘进面有两个出口，回采也多一个避灾出口；3）可超前勘探煤层变化，利于为机巷定向；4）泄水方便；5）易送物料到机巷（安装维修）；6）为上、下采面及时接替创造条件。124缺点：1）下区段风巷受采动影响，维护时间长且困难；2）损失区段煤柱。2、单巷布置分巷布置，下行风，设备在上巷，可用于低瓦斯矿井。设备在机巷，要求机巷大断面。12354135423、一条半巷布置上区段机巷掘出，下区段风巷掘一半。优点：同双巷布置，利于接替，一半长巷道易维护。（六）区段间无煤柱开采的回采巷道布置1、沿空留巷：工作面采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道，为下区段服务。2、沿空掘巷：沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。（七）采场通风方式与回采巷道布置U型通风Z型通风Y型通风H型通风W型通风第二节倾斜长壁采煤法一、单一倾斜长壁采煤法采煤系统1、熟练画图2、巷道名称3、生产系统176243IIcm060146a521二、仰斜开采与俯斜开采1、仰斜开采—采面沿倾斜从下向上推进采煤。适用：顶板稳定，煤质较硬；顶板淋水大；煤易自燃需注浆。2、俯斜开采—采面沿倾斜自上向下推进采煤。适用：煤厚，大，煤松软易片帮，CH4大。三、仰采、俯采工艺特点1、仰采：（1）顶板产生向采空区方向的分力，不易获得平衡;（2）煤壁易片帮;（3）采空区顶板冒落滚向采空区；（4）水自流入采空区，采空区瓦斯易向工作面积聚；（5）采煤机偏离煤壁，减少截深；2、俯采：（1）顶板产生指向煤壁的分力（2）岩层受压力，顶板易平衡，稳定；（3）煤壁稳定,不易片帮；（4）矸石易窜入采面；（5）水流入采面，工作条件差，瓦斯排放容易。四、倾斜长壁采煤法评价及适用条件1、优点（1）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产快，工期短。（2）运输系统简单，占用设备少。（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。（5）对某些地质条件的适应性强。2、缺点（1）长距离倾斜巷道辅运和行人困难；（2）大巷装车点多，可设带区，共用一个煤仓。（3）下行回风—注意监测。第三节大采高一次采全厚采煤法一、大采高一次采全厚综采工艺特点•大采高综采特点：1）一次全厚度开采，系统简化，巷道掘进率低。2）采出率高；3）开采强度大；4）设备尺寸、重量大。•关键技术：1）控制煤壁片帮—关键；2）支架防滑、防倒更重要；3）支护阻力大、支架宽度大；4）端头支护及超前支护比一般综采更重要。第六章倾斜分层下行垮落采煤法第一节倾斜分层走向长壁采煤法巷道布置及参数•一、分层分采的采区巷道布置•厚煤层，分三层，埋藏稳定；沿倾斜划为35个区段。•（一）采区巷道布置•1）巷道名称•2）巷道布置特点•3）生产系统第七章长壁放顶煤采煤法第一节厚煤层长壁放顶煤采煤法类型和采煤系统一、长壁放顶煤采煤法长壁放顶煤采煤法：开采缓斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面的煤，随即放采上部顶煤的采煤方法。第二节综采放顶煤矿压显现及顶煤破碎放出规律一、综采放顶煤矿压显现规律二、顶煤破碎和放出规律（一）顶煤破碎和影响因素实体煤—破碎煤块—放煤口支承压力+顶板回转+支架作用顶煤破碎过程：k=0.5k=2k=2.8ABCD86420-2-4abcABCD初始破坏区A：在支承压力作用下，煤壁前方较远处顶煤由弹性变形进入塑性变形，原生裂隙扩展，顶煤初始破坏。破坏发展区B：受顶板回转作用，煤壁前方附近顶煤发生破坏，裂隙扩展，位移增大。k=0.5k=2k=2.8ABCD86420-2-4abcABCD裂隙发育区C：支架反复支撑，控顶区内的顶煤形成发育的裂隙。支架反复支撑，形成交变应力，破碎效果提高。k=0.5k=2k=2.8ABCD86420-2-4abcABCD垮落破碎区D：顶煤完全破坏，失去连续性，在支架后方垮落放出。k=0.5k=2k=2.8ABCD86420-2-4abcABCD第三节综采放顶煤工艺特点一、放顶煤工艺特点放煤步距（循环放煤步距）：在工作面推进方向上，前后两次放顶煤之间工作面推进的距离。放煤步距影响因素：顶煤厚度、顶煤可放性、顶煤硬度和冒落时的垮落角、直接顶厚度、埋深等。生产中常用截割一刀煤放顶煤一次（一刀一放）、截割两刀放顶煤一次（两刀一放）。放煤方式：放顶煤工作面放煤顺序、次数和放煤量的配合方式1、多轮、分段、顺序、等量放煤2、多轮、间隔、顺序、等量放煤3、单轮、间隔、多口放煤第四节综采放顶煤长壁采煤法的应用一、综采放顶煤与厚煤层分层开采相比（1）有利于合理集中生产，单产高，效率高；（2）巷道少，系统简单；（3）对煤层厚度变化适应性强；（4）经济效益好；（5）煤损大；（6）易自然发火；（7）瓦斯隐患较大，要求管理严格；（8）煤尘大。放顶煤适用条件（1）煤层厚度：M=512m为佳。（2）煤层的冒放性好。第十一章准备方式第一节准备方式分类一、准备方式准备巷道—为准备采区、盘区或带区掘进的主要巷道。1、准备方式—准备巷道的布置方式2、选择准备方式的基本原则（1）合理集中生产。（2）巷道系统简化。（3）生产系统完善，为机械化和自动化创造条件。（4）符合《煤矿安全规程》的有关规定。（5）煤损少。二、准备方式分类（一）按煤层赋存条件—采区式、盘区式及带区式。（二）按开采方式采区（带区、盘区）上山开采、下山开采和上下山开采（三）按煤层群开