采煤工作面过断层

局部充填法
缓慢下沉法 煤柱支撑法
综采工艺
综采历史：自1974年从国外引进50套综采设 备和78 年引进的100套综采设备开始，至今 已有30多年的历史。 发展经历：经过了摸索起步、引进提高、仿 制创新、国产与引进并重四个阶段。
综采工艺
综采产量：
七十年代综采面大致为20万吨/年-面左右 八十年代综采面大致为100万吨/年-面左右 2005年兖州东滩矿综采面生产了753万吨/年-面 2005年神东上湾矿综采面生产了1145万吨/年-面 （神东矿区目前有4个超千万吨的综采面，实现了 一井、一面、安全、高效的生产目标。）
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
3、周期来压
当工作面推进到一定的距离，基本顶悬臂在自重和上覆 岩层的作用下，又会产生断裂垮落，这时同样会给工作 面带来增压现象。当工作面再继续推进，这部分垮落的 基本顶被甩入采空区，工作面又处于基本顶悬梁掩护之 下，恢复到前述的状态。继工作面的推进，基本顶的垮 落与工作面增压现象重复出现。这种垮落与来压随工作 面推进而周期性的出现，称为基本顶周期垮落和周期来 压。两次周期来压之间的距离称为周期垮落（来压）步 距。周期垮落步距同样与基本顶岩性有关，一般为6m— 30m，多数为10m—15m。
如顶板下沉、 底板鼓起、 支架下缩、支柱拆损、煤 壁片帮、支柱钻底等。
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
二、工作面围岩移动特征
• 1、工作面围岩的组成 • 顶板：煤层上部邻近的岩层，分为伪顶、直接顶、基本 顶。 • 底板：煤层下部邻近的岩层。 • 伪顶：位于煤层之上，极易垮落的很薄的松软岩层，厚 度小于0. 3—0.5m，随采随冒。 • 直接顶：位于煤层或伪顶之上，具有一定的稳定性，采 煤时移架或回柱后能自行垮落的岩层 • 基本顶： 位于直接顶或煤层之上，通常厚度和岩石强 度较大，难于垮落的岩层。
普采工艺
采煤机割煤方式： 单向割煤，往返进一刀；双向割煤，往返进两刀；“∞”字形割煤、往返一 刀
普采工艺
工作面运煤：
一般采用刮板输送机运煤。
每隔6m设一个液压千斤顶，
机头机尾各3个。 弯曲段长度15m。
普采工艺
工作面支护：
支架布置方式：带帽点柱、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。 按悬臂顶梁与支柱的关系分为正悬梁和倒悬梁两种； 按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式两种，为了行 人和工人作业方便，工作面支柱一般排成直线状。
长壁采煤法的采煤工艺
三种采煤工艺：
① 爆破采煤工艺方式
解放后至60年代初为主
② 普通机械化采煤工艺方式
60年代初至70年代中期为主
③ 综合机械化采煤工艺方式
70年代中期以后为主
炮采工艺
工艺过程： 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。
第一章
采煤方法
主要内容
– 第一节 采煤方法概述 – 第二节 采煤工艺
– 第三节 采煤工作面循环工作组织
– 第四节 采煤方法
– 第五节 采煤系统分析
第一节 采煤方法概述
采煤方法概念
回采工作—在采煤工作面内，为采取煤炭所进行的各项工作 。
基本工序—破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。
采煤工艺—在采煤工作面内，按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合。
教学重点：
1、走向长壁机采、综采工艺过程 2、倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点
教学难点：
1、开采支护方式， 采空区处理方式 2、断层破碎带煤岩破断研究
三、板书设计
•
课 题： 采煤方法 采煤工艺 教学目 的：
1、掌握 采煤方法 2、掌握 采煤工艺
采煤工作面技术管理
过断层方法
•
3、掌握采煤工作面技术管理 4、掌握正断层、逆断层的特点及过断层时的方法
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
• 矿山压力——存在于采 掘空间周围岩体内和作 用在支护物上的力。 • 支承压力—采掘空间原 被采物承受的载荷转移 到周围支承体上而形成 的力。
• 为KγH部分，K为大于1 的应力集中系数。
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
矿山压力显现 — 在矿山 压力作用下，围岩或支护 物呈现的各种力学现象。
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
2、工作面初次来压
当工作面从切割眼向前推进，顶板悬露面积随之扩大，直接顶 垮落充填采空区，基本顶仍完整地支承在两帮煤壁上，形成双 支板梁构件。当板梁跨度随着工作面推进增大到一定的范围， 由于基本顶的自重和上覆岩层的作用，使基本顶断裂垮落。这 时，工作面已不再处于基本顶掩护之下，顶板迅速下沉而破碎， 通常把基本顶第一次大面积垮落称为初次垮落。由于基本顶初 次垮落，使工作面压力增大，故称为初次来压。初次来压对工 作面影响一般持续2d—3d。基本顶初次垮落时，工作面距切割 煤壁的距离称为初次垮落步距或初次来压步距。与基本顶岩性、 厚度以及地质构造等因素有关，一般为20m—35m，少数达50m— 70m。
一、授课思路：
《采煤概论》
课题： 缓倾斜、倾斜、薄及中厚煤层 长壁采煤法 及过断层注意事项 内容：走向长壁、倾向长壁采煤法 回采工艺、断层及过断层的安全措施
二、教学目的、知识重点和难点
• 教学目的：
1、掌握走向长壁的机采、综采工艺过程 2、掌握倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点 3、掌握断层的概念及过断层的方法
循环作业图
工作面循环作业图
割煤
移架
移前溜
移后溜
放煤
检修
工人出勤表
工作面劳动组织表
炮采工艺
三、工作面支护 主要采用金属支 柱和铰接顶梁支 护，单体液压支 柱。主要有两种： 正悬臂齐梁直线 柱（图a）和正 悬臂错梁三角柱 （图b）
普采工艺
工艺过程：
采煤机破煤装煤——刮板输送机运煤——单体支柱 加金属顶梁支护
破煤和运煤
滚筒采煤机：单滚筒、双滚筒 采煤机结构：截割部、牵引部、动力部、辅助装置 牵引方式：机械牵引、液压牵引、电牵引（传动） 钢丝绳、有链牵引、无链牵引（行走）
炮采工艺
一、爆破落煤 爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等 工序组成。 炮眼布置：单排眼 双排眼 三排眼 二、装煤与运煤 1）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤壁，利 于装煤。 2）、人工装煤：人工攉煤。 3）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤板。
炮采工艺
炮眼布置图 a—单排眼 b—对眼 c—三角眼 d—三花眼 e—五花眼
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
• 初次来压的特点：工作面顶板下沉量和下 沉速度急增，甚至出现台阶式下沉；顶板 破碎；甚至出现也煤壁平行的裂隙，有时 发出巨大的断裂声；支架受力增加，采空 区掉块；煤壁严重片帮。 • 初次来压时，工作面要采取措施：加强支 护（增设排柱、木垛、斜撑、抬棚）、强 制放落顶板等。
周期来压
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
4、工作面上覆岩层移动规律
在工作面推进过程中，采空区不断扩大，上覆岩层移动下沉而破坏，根据 岩层移动规律，可将煤层的上覆岩层沿竖直方向自下而上可分为三带：冒 落带、裂隙带、弯曲下沉带。
第二节 采煤工艺
长壁采煤工作面的工艺方式： 炮采：爆破落煤、人工装煤、机械化运 煤、单体支架支护。 普采：采煤机落煤装煤、机械化运煤、 单体支架支护。 综采：破、装、运、支、处等主要工序 全部采用机械化连续作业。
采煤系统—回采巷道的掘进和回采工作之间在时间上的配合以及在空间上 的相互位置关系。 采煤方法—是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的配合。两 者之间相互影响相互制约。
采煤方法分类
采煤方法分为：露天开采和井工开采。 井工开采可分为：柱式体系和壁式体系两种。 壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是 目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占到国有重 点煤矿产量的95%以上。
法
按采空区处理方法分: 全部垮落采煤法、煤柱支撑(刀柱)采煤法、充填采 煤法 按工作面布置和推进方向分: 走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法（俯斜，仰斜）
采煤方法分类
柱式体系采煤法 柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤 法，是以房、柱间隔采煤为主要特征，常 见的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。 现代短壁机械化开采技术的成功应用， 逐渐引起大家的关注。
综采工艺
综采工作面工序配合方式： 综采面主要工序有三个：割煤、移架、推移 输送机，按照不同顺序有两种配合方式，即 及时支护方式和滞后支护方式。
循环组织
循环作业：指采煤工作面周而复始地完成落煤、装煤、 运煤、支护和采空区处理等工序的一种作业方式 。 循环标志：回柱放顶（炮采、普采） 移架（综采） 正规循环： 在规定叫间内，按既定的工艺方式，保 质保量安全地完成一个循环的全部工序和工作量，并 保持周而复始地进行采煤工作的一种作业方法。
采煤机最大功率达2000kW， 刮板输送机最大功率达3*1000kW， 液压支架一般＞20t/架。
工艺过程：
采煤机破煤装煤——刮板输送机运煤——液压支架 支护顶板
综采工作面主要设备
• 液压支架
• 双滚筒采煤 机 • 刮板运输机 • 桥式转载机 • 胶带输送机
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综采工艺
采煤机的割煤方式： 往返一次割两刀、往返一次割一刀 液压支架类型： 支撑式支架、掩护式支架、支撑掩护式支架 液压支架的移架方式 单架依次顺序式；分组间隔交错式；成组整 体依次顺序式。
采煤方法分类
壁式采煤法的特点：
• 工作面的两端至少各布置一条回采巷道，用于通风和运输。 • 工作面长度一般80-250米，目前国内最长400米。 • 随着工作面的推进及时处理采空区，一般采取全部垮落法 管理顶板 • 工作面通风状况良好。
采煤方法分类
壁式体系采煤法的类型
按采煤工艺分类： 爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤
综采工艺
综采现状：
2006年底全国有高产高效矿井197个 共产煤6.352亿吨（占全国当年煤炭产量29%） 平均产煤331万吨/矿。 2006年底全国有442个综采面 （占全国2.5万个工作面1.8％ ） 2006年底全国有363个普采面 （占全国2.5万个工作面1.5％ ）
综采工艺
综采源自文库数：
综采面长150m—400m
采煤方法分类
柱式采煤法的特点：
• • • • 工作面长度较短，一般10-30m,工作面数目较多。 需要开掘大量的巷道，掘进率高。 一般没有处理采空区工序。 工作面通风条件较差，采出率低。
采煤方法分类
走向长壁 单一长壁 倾斜长壁 整层开采 壁式体系 放顶煤 掩护支架 刀柱 垮落
倾斜分层
水平分层 旱 采 分层开采 斜切分层 水平分段放顶煤 采 煤 方 法 柱式体系 水 采 整层开采 房式 房柱式 柱式体系 整层开采 倾斜短壁式 走向短壁式
选 择
的 因 素
矿井管理水平 工人掌握先进技术的水平 技术发展及装备水平
补充知识： 采煤工作面矿山压力规律
一、基本概念
• 原岩—地壳中没有受到人类工程活动影响的岩 体。 • 原岩应力—存在于地层中未受工程扰动的天然 应力。 • 自重应力—由地心引力引起的应力，等于单位 面积的上覆岩层的重量。 • 构造应力—由地质构造运动而引起的应力。
普采工艺
单体支架正悬臂 与倒悬臂布置
支架齐梁式和错梁式布置
普采工艺
控顶距： 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。
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。 最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距。
普采工艺
采空区处理： 全部垮落法 全部充填法
走向长壁
下行垮落
倾斜长壁
上行充填
采煤方法选择
选择采煤方法的原则 1、技术先进 2、经济合理 3、生产安全 以上三个基本原则是密切联系、相互 制约，在选择时应当综合考虑。
影 响 采 煤 方 法
地质因素
煤层倾角、厚度 煤层及围岩特性 煤层地质构造 煤层水文地质条件 矿井瓦斯等级 地温、地压 煤层自燃发火倾向性 煤尘的爆炸危险性
正规循环作业用循环图表来表示。
循环组织的主要内容
1、循环方式 循环方式是循环进度和昼夜循环次数的总称。 环进度：每完成一个循环工作面煤壁向前推进的距 离。炮采0.8-1.2m 普采、综采0.6-1.0m。 2、作业形式：一昼夜内采煤班与准备班在时间上的 配合方式。 三八制 四六制 3、采煤工作面循环作业图表 循环图表包括循环作业图、工人出勤表和技术经济指 标表三项主要内容。