采煤方法整理.ppt

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第二节 采煤方法分类
3．厚煤层整层开采的采煤方法
在缓斜厚煤层（煤厚3.5~5.0 m）条件下，随着综采的发 展，成功地采用了大采高一次采全厚的单一长壁采煤法。
在缓斜厚煤层（煤厚一般大于5 m）条件下，特别是厚度 变化较大的特厚煤层，可采用综采放顶煤长壁采煤法。 沿煤层底板开采采高3 m左右的一个分层，随后放出上部 的顶煤。
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第四节 普通机械化采煤工艺
普采工作面支架布置，按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式 两种（图12—15）。为了行人和工人作业方便，工作面支柱 一般排成直线状，三角形排列已很少使用。
图12—14 单体支架正悬臂与倒悬臂布置 a—正悬臂布置；b—倒悬臂布置
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(a)
(b)
河南理工大学
《采煤概论》精品课程
第四篇 准备方式与采煤方法
12 第 章 采煤方法
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主要内容
12 第
章 采煤方法
第一节 基本概念 第二节 采煤方法分类 第三节 爆破采煤工艺 第四节 普通机械化采煤工艺 第五节 综合机械化采煤工艺 第六节 放顶煤采煤法 复习思考题
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2．采房时矿山压力显现较和缓，用锚杆支护工作空间， 支护较简单；
3．采煤用爆破或连续采煤机配套设备。采煤在一组房内 交替作业；
4．采掘合一，掘进准备也是采煤过程，回收房间煤柱时， 也使用同一种类型的采煤配套设备。
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第二节 采煤方法分类
高度机械化的柱式体系采煤方法，一般又分为房式采煤法和 房柱式采煤法两类。
①倾斜分层下行垮落采煤法。 ②倾斜分层上行充填采煤法。 ③水平或斜切分层下行垮落采煤法。
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第二节 采煤方法分类
急斜特厚煤层条件下，近几年来已在水平 分层采煤法基础上，成功地采用了水平分 段综采放顶煤采煤法，煤厚一般25 m以上， 分段高度可为10~12 m，分段底部采高约 3 m，放顶煤高度7~9 m.。
工序组成。 一般常用的炮眼布置有以下三种：
单排眼， 双排眼， 三排眼。
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第三节 爆破采煤工艺
图12—6 炮眼布置图（动画）
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a—单排眼；b--双排眼；c--三排眼
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第三节 爆破采煤工艺
爆破采用串联法联线，一般将可弯曲刮板输 送机移近煤壁。
近年来推广微差爆破，使炮采工艺发生深刻 变化。微差爆破一次多发炮，顶板震动次数 减少，爆破产生的地震波因互相干扰、抵消， 从而减少了对顶板的震动，有利于顶板管理； 同时微差爆破有利于提高爆破装煤率。
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第一节 基本概念
一、采场和采煤工作面
用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。在采场内进 行回采的煤壁，称为采煤工作面。
二、采煤工作
在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作，称为采 煤工作。采煤工作可分为基本工序和辅助工序。
破煤 装煤 运煤 支护 采空区处理
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第一节 基本概念
按采用的采煤工艺不同，可分为爆破采煤法，普通机械 化采煤法和综合机械化采煤法。
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第二节 采煤方法分类
按采空区处理方法不同，可分为垮落采煤法、刀柱 （煤柱支撑）采煤法、充填采煤法。
按采煤工作面布置及推进方向的不同，可分为走向 长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。按工作面向仰斜或 倾斜推进的方向不同，倾斜长壁又有仰斜长壁和俯 斜长壁之分。
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第二节 采煤方法分类
采煤方法的分类方法很多，通常按采煤工艺、矿压控制特点， 首先将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类。
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第二节 采煤方法分类
一、壁式体系采煤方法：以长工作面采煤为主要标志。
一般特点：
①采煤工作面长度较长，通常在80 m以上； ②随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为
煤柱可根据条件留下不采--房式采煤法—部分回采。
在煤房采完后，再将煤柱按要求尽可能采出--前者称为房柱 式采煤法—全部回采。
典型房柱式采煤法的基本特点是采用短工作面推进，将煤柱 作为暂时或永久的支撑物，采用连续采煤机、梭车（或万向 接长机）、锚杆等配套设备进行采煤。随着工作面（房）推 进，只用较简单的锚杆支架支护顶板，用于防止顶板岩石冒 落。由于采用锚杆支护增大了工作面空间，为机械化采煤创 造了有利条件。此外，由于采用同类机械采房与采柱提高了 采煤的灵活性。
图12—15 支架齐梁式和错梁式布置 a—齐梁直线柱式布置；b--错梁直线柱式布置
1—临时柱；2—正式柱 32
第四节 普通机械化采煤工艺
2．支架布置特点
齐梁直线柱布置特点是悬梁端沿煤壁方向相齐，支柱排 成直线。根据截深与顶梁长度的关系，又可分梁长等于 截深和梁长等于截深的2倍。
梁长等于截深时，每割一刀煤沿工作面全部挂梁、支柱， 一般全部为正悬臂支架。这种支架形式简单，规格质量 容易掌握，放顶线整齐；工序较简单，便于组织和管理， 当截深为0.8m和1.0m时，一般都采用这种布置方式。但 这种布置方式由于截深大，每架支架都要挂梁和支柱， 故割一刀煤需时较长。因此在煤层松软、顶板稳定性差 的条件下不宜使用。
按是否将煤层全厚进行一次开采，可分为整层采煤 法和分层采煤法。薄煤层、厚度小于3m的中厚煤层 采用整层采煤法；厚度较大的中厚煤层、厚煤层既 可采甩整层也可采用分层采煤法。
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第二节 采煤方法分类
1．薄及中厚煤层单一长壁采煤方法
图12—2 单一长壁采煤法示意图 （a）走向长壁；(b）倾斜长壁（仰斜）；（c）倾斜长壁（俯斜） 1、2—区段运输、回风平巷；3—采煤工作面；4，5—分带运输、回风斜巷
在有周期来压的工作面中，当工作空间达到最大控 顶距时，为了加强对放顶处顶板的支撑作用，回柱 之前常在放顶排处另外架设一些加强支架，称为工 作面的特种支架。特种支架的形式很多，有丛柱、 密集支柱、木垛、斜撑以及切顶墩为等
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图12—8 炮采面使用单体支柱和铰接顶梁的支架布置形式
a--正悬臂齐梁直线柱布置；b--正悬臂错梁三角柱布置
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第三节 爆破采煤工艺
二、装煤与运煤
1．爆破装煤 2．人工装煤 3．机械装煤
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图12—7 爆破装煤
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第三节 爆破采煤工艺
1.炮采工作面支护
目前，我国正规炮采工作面都采用金属支柱和铰接顶梁 支护，并正在推广单体液压支柱，其布置形式主要有两 种：正悬臂齐梁直线柱(图12—8,a)和正悬臂错梁三角柱 (图12—8,b)。但后者现在采用较少。
强烈； ③采煤工作面可分别用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破、装煤，
用与采煤工作面相平行铺设的刮板输送机运煤，用支架支护工作 空间，用放顶垮落法或充填法处理采空区； ④在采煤工作面两端，一般至少各有一条回采巷道，构成完整的 生产系统。
壁式体系采煤法按所采煤层倾角，分为缓斜、倾斜煤层 采煤法和急斜煤层采煤法；按煤层厚度，可分为薄煤层 采煤法、中厚煤层采煤法和厚煤层采煤法。
(1)双向割煤、往返一刀。 (2)“8”字形割煤、往返一刀
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图12—10 双向割煤、往返一刀 a一上行割顶煤，b一下行割底煤 动画
图12—11 “ ”字形割煤、往返一刀 a--上行割顶煤；b--下行割底煤
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第四节 普通机械化采煤工艺
（3）单向割煤、 往返一刀
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表12—1中国煤矿采用的主要采煤方法及其特征表
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第二节 采煤方法分类
图12—3 刀柱式采煤法示意图
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第二节 采煤方法分类
2．厚煤层分层开采的采煤方法
开采厚煤层时，利用单一长壁采 煤法来开采将会遇到困难，在技 术上较复杂。煤层厚度超过5 m， 采场空何支护技术、装备目前尚 无法合理解决。因此有时为了克 服单一长壁开采的困难，可把厚 煤层分成若干采高2~3m的分层来 开采。根据煤层赋存条件及开采 技术不同，分层采煤法又可以分 为：倾斜分层、水平分层、斜切 分层三种，前者用于缓斜、倾斜 厚煤层，后两种主要用于急斜厚 煤层（图12—4）。
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图12—9 全部垮落法回柱放顶工序
a—最小控顶距时支架形式；b—第一次推进后支架形式；
c—放顶前（最大控顶距）支架形式；d—放顶后恢复到最小控顶状态
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第四节 普通机械化采煤工艺
一、普采面单滚筒采煤机割煤方式
普采面的生产是以采煤机为中心的。采煤机割煤 以及与其它工序的合理配合，称为采煤机割煤方 式。
这种割煤方式适 用于采高1.5m以 下的较薄煤层， 滚筒直径接近采 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。
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图12—12 单向割煤、往返一刀
a--上行割煤、挂梁；b--下行装
煤、推移输送机、支柱
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第四节 普通机械化采煤工艺
图12—13 双向割煤、往返二刀 a--上行割煤、挂梁、推移输送机；
b--下行重复上行时工序
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第四节 普通机械化采煤工艺
二、普采面单体支架
普采面单体支架布置应与煤层赋存条件、顶底板 性质相适应，并符合采煤机割煤特点，除确保回 采空间作业安全外，还要力求减少支设工作量。
1．支架布置方式
带帽点柱外， 单体液压支柱或磨擦式金属支柱与铰接顶梁组成
的悬臂支架。
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第二节 采煤方法分类
图12—5 房柱式采煤法示意图 1—房；2-煤柱；3—采柱
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第三节 爆破采煤工艺
爆破采煤工艺（又称炮采工艺），其工艺过程包括 打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运 煤、移置输送机、人工支架和回柱放顶等主要工序。
一、爆破落煤 爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等
三、采煤工艺
按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合，称为采煤 工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各 项工序的过程，称为采煤工艺过程。
四、采煤系统
采煤巷道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。也即为采煤系统。
五、采煤方法
是采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总 称。根据不同的矿山地质及技术条件，可有不同的采煤 系统与采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法。
在急斜煤层条件下，可利用煤层倾角较大的特点，使工 作面俯斜布置，依靠重力下放工作面支架，为有效地进 行顶板管理创造条件，在煤层赋存较稳定条件下河成功 采用掩护支架采煤法，实现整层开采。
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第二节 采煤方法分类
二、柱式体系采煤方法 以房柱间隔进行采煤为主要标志。一般特点：
1．在煤层内布置一系列宽为５~7m的煤房，采煤房时形 成窄（短）工作面成组向前推进。房与房之间留设煤往 孟煤柱宽数米至二三十米不等，每隔一定距离用联络巷 贯通，构成生产系统，并形成条状或块林煤柱，支撑顶 板；
倾斜分层
图12—4 厚煤层分层方法
水平分层
（a)倾斜分层；（b)水平分层；（c)斜切分层
斜切分层
1—顶板；2—底板
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第二节 采煤方法分类
各分层的回采有下行式和上行式两种顺序。 回采顺序与处理采空区的方法有极为密切的关系。
当用下行式回采顺序时，可采用垮落或充填法来处 理采空区；采用上行式采序时，则一般采用充填法。 不同的分层方法、回采顺序以及采空区处理方法的 综合运用，可以演变出各式各样的分层采煤方法。 但是，在实际工作中一般采用的主要有下列三种：
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第三节 爆破采煤工艺
2．采空区处理
全部垮落法通常适用于直接顶易于垮落或具有中等稳定性的顶板。 其方法是当工作面从开切眼推进一定距离后，主动撤除采煤工作空 间以外的支架，使直接顶自然垮落。以后随着工作面推进，每隔一 定距离就按预定计划回柱放顶。这样，不仅可以及时减少工作面的 控顶面积，而且由于顶板垮落后破碎矸石体积膨胀而充填采空区， 从而减轻工作面压力和防止对工作面产生不良影响。其主要工序是 配合工作面的推进，定期地进行回柱放顶工作，如图12—9所示。当 工作面推进一次或二次之后，工作空间达到允许的最大宽度，即最 大控顶距，应及时回柱放顶，使工作空间只保留回采工作所需要的 最小宽度，即最小控顶距。如果不放顶工作面继续向前推进，就会 使顶板悬伸宽度和顶板压力过大，占用支柱和顶梁过多。最小控顶 距一般为3排支柱，最大控顶距为4排或5排支柱。最大控顶距与最小 控顶距之差即为放顶步距。