炮采、普采工作面采煤工艺及安全操作

炮采、普采工作面采煤工艺及安全操作
炮采是一种落后的采煤工艺方式，但对复杂的地质条件适应性强，设备简单，所以，广泛使用于条件比较复
杂的中小型煤矿。

一、炮采工艺方式
炮采工作面的工艺过程有：破煤、装煤、运煤、支护和回柱放顶等。

（一）破煤
爆破落煤的生产过程包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序。

1、爆破应达到的要求
爆破落煤应满足“两高”、“两少”、“五不”的要求
“两高”：炮眼利用率高，保证工作面的循环进度；爆破自装率高，保证爆破后煤体松散适度，尽量减少人工
攉煤量，同时要防止煤抛到采空区一侧，提高煤炭采出率。

“两少”：尽量增加每一次爆破的炮眼个数，以减少放炮次数，缩短爆破消耗的时间；合理布置炮眼和装药量，降低炸药和雷管消耗，提高经济效益。

“五不”：不崩坏顶板；不崩倒、崩坏支架；不崩翻刮板输送机；不爆底煤，减少工人起底煤的工作量；不出
大块煤，减少工人二次破碎煤的工作量。

另外，对有瓦斯、煤尘爆炸危险的工作面进行爆破作业时的特殊安全要求如下：
（1）有瓦斯、煤尘爆炸危险的工作面，必须使用取得产品许可证的煤矿许用炸药和煤矿许用雷管。

（2）放炮工必须由经过专门培训、取得爆破合格证的专职爆破工担任。

爆破作业只准爆破工1人操作。

（3）在爆破作业时，必须执行“一炮三检”和“3人联锁放炮制”。

（4）炮眼封泥必须使用水泡泥，水泡泥外剩余部分炮眼，应用粘土泡泥充填封实，严禁放半炮和出现放炮“打筒”现象。

（5）采煤工作面可以采用分组装药，但一组装药必须一次起爆，严禁在一个采煤工作面使用两台放炮器同时
进行放炮。

为达到上述要求，就要根据顶板的稳定程度、煤层厚度和硬度及节理等情况，采用合理的炮眼排列、角度、
深度及每眼装药量等。

2、合理的炮眼布置及爆破参数
采煤工作面的炮眼布置包括有炮眼布置方式、炮眼深度、角度和炮眼间的距离等内容。

合理炮眼布置一般根
据煤层的厚度、煤质的软硬、煤层的层理与节理以及煤层顶底板的情况来确定。

（1）采煤工作面的炮眼布置方式。

在正常情况下，当煤层厚度在1.0m以下或煤质松软的中厚煤层中，可沿工作面中间打一排向下倾斜的炮眼，称为单排眼。

炮眼与工作面煤壁的夹角为65°-75°。

当煤层厚度在1.0m-1.5m时，煤质中硬的中厚煤层中，可靠近顶、底板沿工作面打两排眼称为双排眼。

如上、下两眼互相错开，又称三花眼。

当煤层厚度大于 1.5m时，且煤质较硬的中厚煤层，沿工作面打三排眼，且上、中、下三排眼互相错开，称为五花眼。

综上所述，采煤工作面的炮眼，可归纳为底眼、中间眼、顶眼三种。

底眼位于采煤工作面下部，靠近底板。

它的作用是将下部的煤沿底板首先抛出，起掏槽眼的作用，为中间眼
和顶眼的爆破创造条件。

底眼在垂直面上有俯角，俯角为10°-15°，眼底距底板约0.2m，以下留底煤且不破碎
底板为原则。

中间眼（又称腰眼）位于煤层顶板与底眼之间。

其作用是进一步扩大底眼掏槽，保证顶眼与顶板震动极小时将煤崩落。

顶眼位于采煤工作面上部，靠近顶板。

它的作用是将煤层沿顶板崩落而不留下顶煤。

顶眼在垂直面上有仰角，一般为5°-10°。

眼底距顶板0.1m-0.5m，视煤质软硬及煤的粘顶情况而顶。

以下不破碎顶板的完整性为原则，
如顶板不稳定时，则顶眼平行于顶板。

（2）炮眼角度与间距。

垂直面上，顶眼一般有仰角，底眼有俯角，仰角或俯角的大小视顶板稳定性及煤质软
硬情况而定。

炮眼与煤壁在水平面上的角度（水平角）一般为65-75°。

煤质较软时取大值，煤质较硬时取小值。

由于绝大多数炮眼都是在一个自由卖弄的条件下爆破，所以炮眼的水平角都不能过大，否则将降低炮眼利用率，使煤体得
不到充分的爆破；但炮眼的水平角也不能太小，否则爆破时将大量的煤块抛向采空区，易崩倒工作面支架，造
成煤炭资源损失，不利于安全生产。

机械化采煤时，因煤质坚硬而需要放震动炮松动煤体时，炮眼水平角可更
大些。

炮眼的间距，可根据煤的硬度和块度要求而定。

在正常情况下，炮眼的间距与深度之比，应限制在3：5左右。

因此，采煤工作面炮眼间距一般为1.0m-1.2m。

顶眼与顶板距离，在一次采全高一般为0.3-0.5m；在分层开采
采顶层煤时一般为0.3m-0.5m，采中、底层煤时以0.4-0.6m为宜。

底眼一般应高出刮板输送机槽0.2m。

（3）炮眼深度。

采煤工作面炮眼深度取决于一次推进（循环）进度和炮眼角度。

炮采工作面一般多采用小进度，一次推进（循环）进度为1.0-1.2m，炮眼深度要大于循环进度0.2。

小进度可
使每个眼装药量少，可实行一次多放炮，能较好地实现爆破装煤，顶板受震动小，悬顶面积小，有利于顶板管理。

为了保证爆破落煤的安全，对装药的外部环境应严格要求。

3、采煤工作面装药时的安全要求（十不装药）
（1）采煤工作面及上、下出口的支护达不到工程质量要求，不得装药；
（2）采煤工作面风量不足，不得装药；
（3）炮眼参数不符合作业规程要求，不得装药；
（4）炮眼异常，如炮眼缩小、塌孔、变形或有裂隙，不得装药；
（5）炮眼若打到断层处，有出水现象和温度高低明显变化时，不得装药；
（6）采煤工作面的煤壁伞檐突出0.5m时，不得砖窑；
（7）炮眼没有清楚粉尘，没有使用水泡泥或水泡泥的质量、数量不够，不得装药；
（8）采煤工作面煤、岩尘超过规定时，不得装药；
（9）装药前，必须检查瓦斯，如果附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时，不得装药；
（10）煤帮破碎或在放炮地点20m以内有未清除的煤堆时，不得装药。

4、装药操作时的安全要求
（1）应先清除炮眼内的煤、岩粉，并用炮棍探明炮眼深度、角度。

按作业规程规定要求，确定炮眼装药量。

（2）按炮眼装药量，先将药卷一个接一个地送进眼口，然后一手拉住雷管脚线，另一手操作炮棍，把药卷轻
轻推进眼底。

推进药卷时，不得猛力冲击，以防雷管脚线损坏，确保炮眼内的药卷间彼此密接。

（3）对仰角大的炮眼装药时，将药卷一个接一个地送进眼口，最后装1段-2段泡泥随药卷仪器推进眼底，并用炮棍轻轻压一下，以防去掉炮棍后药卷掉出来。

（4）对有水的俯角炮眼装药时，必须把一定数量带有防水套的药卷一次送入炮眼内，其外口必须立即封炮泥，并要求随装随放。

（5）炮眼内药卷安置顺序符合作业规程规定的爆破方向，药卷和雷管的骤能穴朝向爆破方向，即：正向起爆
的药卷要一致朝向炮眼底，反向起爆的药卷要一致朝向炮眼口。

（6）不准出现盖药和垫药。

在有瓦斯煤尘爆炸危险的工作面，都必须采用正向起爆，不能采用反向起爆。

（7）装药和填装泡泥工作最好是单人操作，也可以2人操作。

装填工作须按先底眼后中间眼再顶眼的顺序进行。

每装好一个眼后，随即将脚线端部扭结，盘放在眼口。

（8）填装泡泥时须用一只手拉住雷管脚线，另一只手持炮棍送泡泥。

开始进入一二节泡泥要轻轻捣，再送进
水泡泥，而后送进泡泥，依次轻轻捣实，不得使劲冲击。

（9）填装泡泥长度必须符合安全规定要求。

（10）炮眼装药时，必须先检查后装药，详见“十不装药”的要求。

5、放炮时的安全要求
为确保放炮工作的安全，有下列情况之一者，不准放炮。

（1）采煤工作面工具未收拾好，机电设备、电缆未加保护，不准放炮。

（2）工作面未检查瓦斯浓度或放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达1%时，不准放炮。

（3）在有煤尘爆炸危险的采煤工作面，放炮地点附近20m以内未经清扫煤尘和洒水降尘，不准放炮。

（4）工作面风量不足，而又未改善通风状况以前，不准放炮。

（5）工作面上、下安全出口不安全畅通，工作面顶板、支架不完整，煤壁片帮、有伞檐等不安全隐患而又未处理时，不准放炮。

（6）放炮母线长度不够又未挂好，不准放炮。

（7）不执行一次装药、一次起爆（在采煤工作面可以采用分组装药，但一组装药必须一次起爆），不准放炮。

（8）放炮器不防爆或有故障，一个采煤工作面同时使用2台以上（含2台）放炮器，不准放炮。

（9）工作面人员没有撤离到警戒线以外的顶板、支架完好的安全地点，不清点人数，未设好警戒岗哨，不准放炮。

（10）不发出三声放炮信号，不准放炮。

（二）装煤
放炮崩落的煤一部分因爆破崩入刮板输送机外，其余的煤由人工装载。

在装载前应首先检查端面空顶范围及煤壁，若发现问题，处理后在攉煤。

人工装载劳动强度大、效率低，应设法增加爆破装煤比列。

（三）运煤
采煤工作面的运输方式主要根据落煤方式及煤层倾角来确定。

倾斜工作面可采用铁溜槽或搪瓷溜槽，缓倾斜
工作面主要采用刮板输送机。

推移刮板输送机时，可根据工作面具体情况，采用逐节推、间隔推或几节同时推，但在弯曲段不能出现急弯。

在推移刮板输送机时应注意随时调整推移步距，保持刮板输送机的平直状态，减小
其运行阻力，预防卡（掉）链事故的发生。

推移刮板输送机时输送机正常运行，此时若发现运行阻力增大或卡
链时，要及时停机检查，找出原因并处理好后方可再推移。

（四）支架
炮采工作面常用金属支柱或木支柱。

顶板完整时用点柱。

一般常用三、四排或四、五排控顶、人工架设。

其
操作及安全措施见本章第二节、第三节、第四节。

（五）回柱放顶
回柱放顶是采煤工作面生产中一项重要工序。

为保证采煤工作面的安全及足够的工作空间，应减小放顶步距。

回单排柱比回双排柱虽然增加了回柱次数及准备工作量，但支柱承压时间短，放顶后顶板活动量小，操作安全。

其具体要求、操作安全措施见本章第五节。

二、采煤工作面循环作业图表和劳动组织
为使采煤工作面按计划、有节奏地持续稳产稳高，需要充分发挥人的能动作用，使采面空间、工作时间和设
备得以充分利用，因此要合理组织劳动生产，采用正规循环作业。

采煤工作面循环作业，就是完成一个采煤工艺并周而复始的采煤过程。

通常随工作面推进，按规定步距回一
次支柱，则标志着完成一个“循环”。

正规循环作业，系指按工作面生产过程配套的工种及定员，一昼夜内，遵循一定采煤工艺顺序，保证质量，
为了便于管理生产，正规循环作业常用循环图表来表示，它包括循环作业图、技术经济指标图、劳动组织表和工作面布置图。

其作业方式有：三班采准平行作业；两班半出煤，半班准备；两班出煤，一班准备。

第二节炮采、普采工作面的支护材料及使用
在地下采煤时，为了维护采煤工作面的有效使用空间，防止顶板冒落，保证安全生产，必须合理选择支护材料。

普采、炮采工作面支护材料和支护设备有：木材、金属顶梁、摩擦式金属支柱、单体液压支柱、液压切顶支柱等。

一、木支护
目前，我国仍有一些中小型煤矿使用木材作为采煤工作面的支护材料。

木支护的优点是支柱制作简单，并具有一定的支撑能力和可缩性，顶板来压时还有响动，起到警示信号作用；木支护的缺点是支设劳动强度大，支柱复用率低。

（一）木支护的种类
1、点柱
支护成排支设，垂直于顶底板。

平行于工作面支护的支柱叫排，排距依循环进度而定，一般为0.8m-1.2m；垂直工作面支设的支柱叫行，行距也叫柱距，柱距一般为0.6m-1.1m，均匀地分布在工作面内支撑顶板。

顶板比较松软或破碎时，应在顶板与支柱间“戴帽”，支柱与底板间垫柱鞋。

2、木棚子
木棚子是用较长的圆木或半圆木作顶梁，梁下有2根-3根木支柱形成一梁两柱或一梁三柱。

采煤工作面采用木棚子支护时，其形式有：顺山棚子和横板棚子。

木棚子支护时，棚腿必须砍口，棚腿与棚梁间要接触严密，不要加楔子。

3、木垛
木垛由矩形或圆形的坑木组成，用圆木时最好将相对两个面削平以使木垛平稳。

木垛形式有正方形、长方形、三角形三种。

4、密集支柱
密集支柱是由直径大致相等、沿工作面靠采空区侧加密布置支柱，其作用是加强切顶。

密集支柱的排数根据
顶板压力、采空区选定及基本柱距决定，可用一排或两排。

分组支设的密集支柱叫分组密集，每组密集之间相
隔0.8-1.2m作安全出口。

5、丛柱
丛柱是由一组紧挨着成丛状的支柱组成。

每组丛柱数量为3-6棵，丛柱间距为4-10m。

丛柱有很大的刚性，支撑能力大，但易造成集中压力，圆木需用量大，又难回收，只在特殊情况下使用。

（二）木棚子的架设操作
（1）先把柱窝为位置找好，其位置必须符合作业规程规定的质量标准。

（2）挖好柱窝，柱子不能打在浮煤、浮矸上。

（3）量柱子。

木柱高度等于顶板至柱窝底处高度减去棚梁和梁板厚度，选择符合要求的柱子。

（4）立柱。

要大头朝上，其位置要与相邻的柱子横竖成直线，柱根用煤堆好，防止倒柱砸人。

（5）上棚梁。

棚梁的宽度一定要不柱子的直径大，梁的拱面向上。

上梁时，双手托梁放在棚柱上，随即在棚梁上边放好楔子，然后人站在棚子上方，找正位置，用锤由斜上方向下打紧打牢。

之子打紧后，在敲打时会发出清脆的声音。

（6）背顶。

背顶长度要大于两架棚子的距离，一般要大出200mm背板（或串杆）应成双数且均匀排列。

（7）木柱和木梁应为鸭嘴式接触。

（8）楔子要打在梁和背板之间，柱肩上要背实打紧。

严禁把楔子打在梁柱接口内。

（9）顺山棚子要平行于工作面架设：
①顺山棚子排与排之间棚梁接头处要对接严密，两架棚梁之间不得留有空隙，以免发生抽顶。

②顺山棚子必须一梁两柱或一梁三柱。

在一般条件下，不准彼此搭接借以少打一根柱子。

特殊情况下，可按作业规程规定执行。

③顺山棚子之间不准加点柱，特殊情况如柱距不够宽时，可增加支护密度。

④楔子必须加在柱顶处梁上，不准在一颗柱顶梁上加两块或两块以上木楔。

⑤棚梁上除楔子外，还应插好小板，以防顶板掉碴。

小板应背紧，其数量应为双数，并受力均匀。

（10）横板棚子（与工作面垂直）及连锁棚子：
①棚板棚子的棚梁必须垂直工作面，不准歪斜，以免来压时被扫倒。

②横板棚梁上与柱顶之间不准垫楔子，柱顶梁上必须背实。

③连锁式棚子，柱顶背岩石后，尽量将棚梁头的临时楔子回掉，以房子受压时顶梁折断。

④使用圆坑木做梁时，必须把梁与柱接触部分削平，柱腿必须使用鸭嘴式，鸭嘴柱与横梁间不得有空隙，不得打楔子。