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1、煤矿开采方法煤矿开采方法精品课程课件精品课程课件第二篇第二篇 采煤方法采煤方法第九章第九章 长壁采煤法采煤工艺长壁采煤法采煤工艺第九章第九章 长壁采煤法采煤系统长壁采煤法采煤系统采采煤煤工工艺艺采采煤煤工工作作面面各各工工序序所所用用方方法法、设设备备及及其其在在时时间间上、空间上的相互配合。上、空间上的相互配合。三种工艺：三种工艺：爆破采煤工艺方式（炮采工艺方式）爆破采煤工艺方式（炮采工艺方式）解放后至解放后至60年代初年代初普通机械化采煤工艺方式普通机械化采煤工艺方式60年代初至年代初至70年代中期年代中期综合机械化采煤工艺方式综合机械化采煤工艺方式70年代中期以来年代中期以来v爆爆破破采
2、采煤煤工工艺艺，简简称称“炮炮采采”，其其特特点点是是爆爆破破落落煤煤，爆爆破破及及人人工工装装煤煤，机机械械化化运运煤煤，用用单单体体支支柱柱支支护护工工作作空空间间顶板。顶板。第九章第九章 长壁采煤法采煤工艺长壁采煤法采煤工艺v普普通通机机械械化化采采煤煤，简简称称“普普采采”，其其特特点点是是用用采采煤煤机机同同时时完完成成落落煤煤和和装装煤煤工工序序，而而运运煤煤、顶顶板板支支护护和和采空区处理与炮采工艺基本相同。采空区处理与炮采工艺基本相同。v综综合合机机械械化化采采煤煤工工艺艺，简简称称“综综采采”，即即破破、装装、运运、支支、处处五五个个生生产产工工序序全全部部实实现现机机械械化
3、化，因因此此综综采是目前最先进的采煤工艺。采是目前最先进的采煤工艺。炮炮采采工工艺艺方方式式：长长壁壁工工作作面面用用爆爆破破方方法法破破煤煤、爆爆破破及及人人工工装装煤煤、刮刮板板输输送送机机运运煤煤和和单体支柱支护的采煤工艺。单体支柱支护的采煤工艺。炮采工艺标志是爆破破煤。炮采工艺标志是爆破破煤。第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺一、爆破落煤一、爆破落煤钻钻眼眼、装装药药、封封炮炮泥泥、联联炮炮线线、放放炮炮等等工工序序钻钻眼眼爆爆破效果影响后续工序的工作量、工作难度和安全。破效果影响后续工序的工作量、工作难度和安全。爆爆破破落落煤煤技技术术要要求求：保保证证规规定定进进度度、工工作作面
4、面平平直直、不不留留顶顶煤煤和和底底煤煤，不不破破坏坏顶顶板板，不不崩崩倒倒支支柱柱和和不不崩崩翻翻工工作作面面输输送送机机，崩崩落落煤煤炭炭高高度度和和块块度度适适中中，尽尽量量降低电雷管和炸药消耗。降低电雷管和炸药消耗。根据爆破落煤所用电雷管不同，可分为：根据爆破落煤所用电雷管不同，可分为：瞬发雷管爆破瞬发雷管爆破毫秒雷管爆破（也称微差爆破）毫秒雷管爆破（也称微差爆破）第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺（一）瞬发雷管爆破（一）瞬发雷管爆破1、常用炮眼布置有以下三种：、常用炮眼布置有以下三种：单排眼：一般用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层。单排眼：一般用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层。双
5、双排排眼眼：有有对对眼眼、三三花花眼眼和和三三角角眼眼等等；一一般般用用于于采采高高较较小小的的中厚煤层。中厚煤层。三排眼（五花眼）：用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。三排眼（五花眼）：用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。2、炮眼角度：、炮眼角度：A炮炮眼眼与与煤煤壁壁水水平平夹夹角角为为5080，软软煤煤取取大大值值，硬硬煤煤取取小小值；值；B顶眼在垂直上向顶板方向仰起顶眼在垂直上向顶板方向仰起510；C底眼在垂直面上向低板方向保持底眼在垂直面上向低板方向保持1020的俯角。的俯角。3、炮眼深度、炮眼深度根据进尺而定，一般每次进度有根据进尺而定，一般每次进度有0.8m、1.0m、1.2m三种三
6、种第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺炮眼布置图炮眼布置图炮眼排数炮眼排数:取决于煤层的厚度和煤层的硬度取决于煤层的厚度和煤层的硬度单排单排双排双排三排三排M 1mM=1 2.5mM 2.5m4、钻眼、装药、联线、钻眼、装药、联线（1）钻眼设备：煤电钻、麻花钎子（电动）钻眼设备：煤电钻、麻花钎子（电动）风煤钻（风动）风煤钻（风动）（2）炸药与装药量：）炸药与装药量：炸药炸药煤矿许用炸药煤矿许用炸药底眼底眼150 600g顶眼顶眼200g雷管雷管煤矿许用电雷管煤矿许用电雷管（3）联线联线用串联法联线用串联法联线第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺（二）毫秒电雷管爆破（二）毫秒电雷管爆破1、爆破器
7、材、爆破器材1）炸药：低瓦斯矿井选用二级煤矿许用炸药；高）炸药：低瓦斯矿井选用二级煤矿许用炸药；高瓦斯矿井选用三级煤矿许用炸药；突出危险矿井瓦斯矿井选用三级煤矿许用炸药；突出危险矿井选用三级煤矿含水炸药选用三级煤矿含水炸药2）毫秒雷管：用）毫秒雷管：用15段毫秒雷管，桥丝电阻：段毫秒雷管，桥丝电阻：5.56.0欧。欧。3）其他器材：发爆器最大起爆能力为）其他器材：发爆器最大起爆能力为50100发发第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺2、爆破参数、爆破参数1）炮眼的平距）炮眼的平距煤层的硬度煤层的硬度f=11.5顶梁长度一般顶梁长度一般1 2m工作面进度工作面进度0.8 1.2m一般一般1.2
8、1.5m的钎杆的钎杆为为保保护护顶顶板板，保保护护支支护护，不不使使煤煤崩崩到采空区，要合理装药到采空区，要合理装药第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺2）炮眼角度：）炮眼角度：A炮炮眼眼与与煤煤壁壁水水平平夹夹角角为为5080，软煤取大值，硬煤取小值；，软煤取大值，硬煤取小值；B顶顶眼眼在在垂垂直直上上向向顶顶板板方方向向仰仰起起510；C底底眼眼在在垂垂直直面面上上向向低低板板方方向向保保持持1020的俯角。的俯角。3）炮眼深度）炮眼深度一一般般根根据据进进尺尺而而定定，一一般般进进尺尺0.8m、1.0m、1.2m三种三种第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤
9、工艺3、确定合理的间隔时间和起爆顺序、确定合理的间隔时间和起爆顺序 合理的间隔时间，应大于弹性震动延续时间（一般为合理的间隔时间，应大于弹性震动延续时间（一般为46ms），应大于煤（岩）开始移动到形成裂隙时间（一），应大于煤（岩）开始移动到形成裂隙时间（一般为般为4.35.8ms）。）。4、毫秒爆破优点：、毫秒爆破优点：1）安全）安全2）有利于顶板控制）有利于顶板控制3）缩短爆破时间，提高产量、效率）缩短爆破时间，提高产量、效率4）爆堆集中，提高了爆破装煤率）爆堆集中，提高了爆破装煤率5）有利于单体液压支柱的正常使用）有利于单体液压支柱的正常使用第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺毫秒爆破优点
10、：毫秒爆破优点：6）提高工作面煤炭采出率）提高工作面煤炭采出率7）降低炸材消耗）降低炸材消耗8）有利于瓦斯、煤尘管理）有利于瓦斯、煤尘管理5、应用毫秒爆破的安全技术措施、应用毫秒爆破的安全技术措施1）装药使用与矿井瓦斯等级相适应的矿用许可炸药，合格装药使用与矿井瓦斯等级相适应的矿用许可炸药，合格的煤矿施用毫秒雷管，的煤矿施用毫秒雷管，15段总延期量不超过段总延期量不超过130ms。2）爆破：炮眼间采用串联，爆前要检查爆破网路的导通情）爆破：炮眼间采用串联，爆前要检查爆破网路的导通情况，一个工作面只能同时使用一台发爆器。况，一个工作面只能同时使用一台发爆器。第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺v
11、应用毫秒爆破的安全技术措施应用毫秒爆破的安全技术措施3）通风管理。工作面要有足够的风量，设好防尘）通风管理。工作面要有足够的风量，设好防尘水管，放炮前后都要洒水降尘。水管，放炮前后都要洒水降尘。4）顶板控制。放炮前，支柱必须保质保量支设好。）顶板控制。放炮前，支柱必须保质保量支设好。5）其他。不同厂家、一同发火参数的毫秒雷管不）其他。不同厂家、一同发火参数的毫秒雷管不得混用。得混用。（三）爆破的有关规定三）爆破的有关规定爆破工要分开存放炸药、雷管爆破工要分开存放炸药、雷管专用爆炸材料箱，加锁专用爆炸材料箱，加锁严严禁禁将将电电雷雷管管斜斜插插入入药药卷卷中中部部或或捆捆在在药药卷卷上上，要要由
12、由药药卷卷顶顶部部装装入入装药卷前要清除煤粉装药卷前要清除煤粉应用水炮泥应用水炮泥严禁裸露煤爆破严禁裸露煤爆破要有足够的封泥长度要有足够的封泥长度孔深孔深m小于小于0.60.61大于大于1m封泥封泥m不得放炮不得放炮或采取措或采取措施施孔深孔深 0.5第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺二、装煤与运煤二、装煤与运煤1、爆破装煤、爆破装煤可装煤可装煤31 37%2、人工装煤、人工装煤人人工工装装煤煤量量主主要要有有：刮刮板板输输送送机机与与新新煤煤壁壁之之间间松松散散煤煤安安息息角角以以下下的的煤煤；崩落或撒落到输送机采空侧的煤崩落或撒落到输送机采空侧的煤3、机械装煤、机械装煤在刮板输送机煤壁侧
13、装铲煤板在刮板输送机煤壁侧装铲煤板第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺刮板输送机封底，铲煤板调小角度刮板输送机封底，铲煤板调小角度加挡煤板加挡煤板炮采铲装炮采铲装机械装煤示意图机械装煤示意图第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺4、运煤及推溜、运煤及推溜运运煤煤：炮炮采采面面在在煤煤层层倾倾角角25以以下下时时，可可采采用用普普通通刮刮板板输输送送机机或或可可弯弯曲曲刮刮板板输输送送机机，倾倾角角2530采采用用搪搪瓷瓷溜溜槽槽，大大于于30采采用用铸石溜槽自溜运煤。铸石溜槽自溜运煤。第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺推溜：推溜：推移输送机千斤推移输送机千斤顶、液压式、机械式正顶、液压式、机械
14、式正常段常段6m一个一个，机头机头机尾各三个，弯曲段长机尾各三个，弯曲段长度等于或大于度等于或大于15m。三、炮采工作面支护和采空区处理三、炮采工作面支护和采空区处理1、炮采工作面支护、炮采工作面支护支护装备：支护装备：木支柱木支柱单体摩擦支柱单体摩擦支柱单体液压支柱单体液压支柱（70年代中期年代中期）国营重点煤矿用国营重点煤矿用单体液压支柱单体液压支柱+金属绞接顶梁金属绞接顶梁单体液压支柱单体液压支柱第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺金属铰接顶梁金属铰接顶梁1接头；接头；2梁体；梁体；3耳子；耳子；4销子；销子；5调角楔；调角楔；L中心距中心距工作面使用单体支柱和铰接顶工作面使用单体支柱和
15、铰接顶梁的支架布置形式梁的支架布置形式采煤工作面煤壁至末排支柱顶采煤工作面煤壁至末排支柱顶梁后端的距离，或至放顶柱之梁后端的距离，或至放顶柱之间的距离间的距离最小控顶距有最小控顶距有3 3排支柱，机道、排支柱，机道、行人道和材料道行人道和材料道常采用三、四排或三、五排控常采用三、四排或三、五排控顶顶第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺炮采工作面各种特种支护形式炮采工作面各种特种支护形式丛柱、密集、木垛、斜撑丛柱、密集、木垛、斜撑 2、处理采空区方法：处理采空区方法：垮落法垮落法充填法充填法煤柱支撑法煤柱支撑法最常用的是全部垮落法。最常用的是全部垮落法。回回柱柱放放顶顶撤撤除除支支架架，让让顶顶
16、板板垮垮落落放顶步距：放顶步距：相邻两次放顶间隔的距离相邻两次放顶间隔的距离放放顶顶步步距距等等于于最最大大控控顶顶距距与与最最小控顶距之差小控顶距之差。第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺四、爆破采煤新工艺四、爆破采煤新工艺采采用用毫毫秒秒爆爆破破与与抗抗炮炮崩崩单单体体液液压压支支柱柱、双双速速或或大大功功率率刮刮板板输输送送机机三三项项技技术术（设设备备）的的配配套套，并并辅辅之相应的劳动组织管理，形成新的炮采工艺。之相应的劳动组织管理，形成新的炮采工艺。第一节第一节爆破采煤工艺爆破采煤工艺普普采采工工艺艺方方式式用用机机械械化化方方法法破破煤煤、装装煤煤、刮刮板板输输送机运煤和单体支柱
17、支护顶板的采煤工艺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机械化方法破煤滚筒采煤机滚筒采煤机刨煤机刨煤机我国主要采用滚筒采煤机破煤我国主要采用滚筒采煤机破煤第二节第二节 普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺一、一、普普采采工工艺艺过过程程实实例例某矿普采面主要设备某矿普采面主要设备序号序号 设设 备备 名名 称称 型型 号号数量数量1 1 采煤机采煤机 MDY-150MDY-1501 12 2 输送机输送机 SGB-630SGB-6301501501 13 3 乳化液泵乳化液泵 XRB-2BXRB-2B1 14 4 输送机移量输送机移量 YQ-i000CYQ-i000C1000100
18、025255 5 煤电钻煤电钻 MZMZ1.21.22 26 6 水泵水泵 PB-120PB-12045451 17 7 绞车绞车 JDJD11.411.42 28 8 支柱支柱 D2D22222100010009 9 铰接顶梁铰接顶梁 HDJA-1000HDJA-100010001000二、普采工作面单滚筒采煤机工作方式二、普采工作面单滚筒采煤机工作方式（一）滚筒的位置和旋转方向（一）滚筒的位置和旋转方向 普采工作面单滚筒采煤机的滚筒一般位于机体靠近输送机平巷普采工作面单滚筒采煤机的滚筒一般位于机体靠近输送机平巷一端，如下图一端，如下图a：右工作面，使用左螺旋滚筒，逆时针旋转；：右工作面，使
19、用左螺旋滚筒，逆时针旋转；b：左工作面，使用右螺旋滚筒，顺时针旋转：左工作面，使用右螺旋滚筒，顺时针旋转第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺（二）采煤机的割煤方式二）采煤机的割煤方式v普采面的生产是以采煤机为中心的。采煤机割煤以普采面的生产是以采煤机为中心的。采煤机割煤以及与其他工序的合理配合及与其他工序的合理配合,称为采煤机割煤方式。采称为采煤机割煤方式。采煤机割煤方式选择是否合理煤机割煤方式选择是否合理,直接关系到工作面产量直接关系到工作面产量和效率的提高。和效率的提高。第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺1.双向割煤
20、、往返一刀双向割煤、往返一刀 一般中厚煤层单滚筒采煤机普采面采用这种一般中厚煤层单滚筒采煤机普采面采用这种割煤方式。当煤层倾角较大时割煤方式。当煤层倾角较大时,为了补偿输送为了补偿输送机下滑量机下滑量,推移输送机必须从工作面下端开始推移输送机必须从工作面下端开始,为此可采用下行割顶煤、随机挂梁为此可采用下行割顶煤、随机挂梁,上行割底上行割底煤、清浮煤、推移输送机和支柱的工艺顺序煤、清浮煤、推移输送机和支柱的工艺顺序,如下图所示。如下图所示。第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺下行割顶煤、上行割底煤下行割顶煤、上行割底煤a：采煤机下行割顶煤、随机挂梁；：采煤机下行割顶煤、随机挂梁；b
21、：采煤机上行割底煤、清浮煤、推：采煤机上行割底煤、清浮煤、推移输送机、支柱移输送机、支柱第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺2、“”字形割煤、往返一刀字形割煤、往返一刀其特点是在工作面中部辅送机设弯曲段其特点是在工作面中部辅送机设弯曲段,其过程为：其过程为：在图在图(a)状态采煤机从工作面中部向上牵引状态采煤机从工作面中部向上牵引,滚筒逐滚筒逐步升高步升高,其割煤轨迹为其割煤轨迹为AB一一C在图在图(b)状态采煤机状态采煤机割至上平巷后割至上平巷后,滚筒割煤轨迹改为滚筒割煤轨迹改为CD一一E一一A同时同时全工作面输送机移直；在图全工作面输送机移直；在图(c)状态滚筒割煤轨迹为状态滚
22、筒割煤轨迹为A-EBF,工作面上端开始移辕送机；在图工作面上端开始移辕送机；在图(d)状状态滚筒割煤轨迹为态滚筒割煤轨迹为FGA,全工作面煤壁割直全工作面煤壁割直,而而输送机机槽在工作面中部出现弯曲段输送机机槽在工作面中部出现弯曲段,回复到图回复到图(a)状态。状态。单滚筒采煤机单滚筒采煤机“”形割煤方形割煤方式式 字形割煤往返一次进一刀工艺方式字形割煤往返一次进一刀工艺方式上半段割煤上半段割煤下半段推输送机下半段推输送机上半段推输送机上半段推输送机下半段割煤下半段割煤第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺 3.单向割煤、往返一刀单向割煤、往返一刀单向割煤、往返一刀割煤方式如下图所示
23、的工艺过单向割煤、往返一刀割煤方式如下图所示的工艺过程为：采煤机自工作画下程为：采煤机自工作画下(或上或上)切口向上切口向上(或下或下)沿沿底割煤底割煤,随机清理顶煤、挂梁随机清理顶煤、挂梁,必要时可打临时支柱。必要时可打临时支柱。采煤机割至上采煤机割至上(或下或下)切口后切口后,翻转弧形挡煤板翻转弧形挡煤板,快速快速下下(或上或上)行装煤及清理机道丢失的底煤行装煤及清理机道丢失的底煤,并随机推移并随机推移输送机、输送机、设单体支柱设单体支柱,直至工作面下直至工作面下(或上或上)切口。切口。v这种割煤方式适用于采高这种割煤方式适用于采高1.5m以下的较薄煤层、滚以下的较薄煤层、滚简直径接近采高
24、、顶板较稳定、煤层粘顶性强、割简直径接近采高、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。煤后顶煤不能及时垮落等条件。第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺单向割煤，往返一次进一单向割煤，往返一次进一刀刀a：上行割煤、挂梁：上行割煤、挂梁b：下行装煤、推移输送机、：下行装煤、推移输送机、支柱支柱第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺4.双向割煤双向割煤,往返两刀往返两刀 此割煤方式又称穿梭割煤如下图所示此割煤方式又称穿梭割煤如下图所示.首先采首先采煤机自下切口沿底上行割煤煤机自下切口沿底上行割煤,随机挂梁和推移随机挂梁和推移输送机输送机,并同时铲装浮煤并同时铲装
25、浮煤,支柱支柱,待采煤机割至待采煤机割至上切口后上切口后,翻转弧形挡煤板翻转弧形挡煤板,下行重复同样工下行重复同样工艺过程。当煤层厚度大于滚筒直径时艺过程。当煤层厚度大于滚筒直径时,挂粱前挂粱前要处理顶煤。该方式主要用于煤层较薄并且要处理顶煤。该方式主要用于煤层较薄并且煤层厚度和滚筒直径相近的普采面。煤层厚度和滚筒直径相近的普采面。第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺双向割煤，往返一次进二双向割煤，往返一次进二刀刀a：上行割煤、挂梁、推移输：上行割煤、挂梁、推移输送机、支柱送机、支柱b：下行重复上行时工序：下行重复上行时工序（三三）单单滚滚筒筒采采煤煤机机的的进刀方式进刀方式1、直
26、接推入进刀、直接推入进刀2、“”字字形形割割煤煤，自自行进刀行进刀3、斜切进刀、斜切进刀第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺直接推入法进刀直接推入法进刀“”形形割割煤煤方方式，式，自自行行进进刀刀第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺3、斜切进刀、斜切进刀分为割三角煤进刀和留三角煤进刀的斜切进刀分为割三角煤进刀和留三角煤进刀的斜切进刀1）割三角煤的端头斜切进刀方式）割三角煤的端头斜切进刀方式(a)割底煤至工作面下端部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壁，直至完全进入输送机直
27、线段(c)推移输送机机头及弯曲段成一直线；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采煤机返向下行沿顶板割三角煤直至工作面下端部；部；(e)进刀完毕进刀完毕,上行正式割煤，至斜切进刀终点位置上行正式割煤，至斜切进刀终点位置时，滚筒沿顶板割煤。时，滚筒沿顶板割煤。端头割三角煤斜切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、往返单滚筒采煤机双向、单向割煤有利于端头管理、费时、往返（2025m)进刀与移机头干扰进刀与移机头干扰第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺2）留三角煤进刀的斜切进刀）留三角煤进刀的斜切进刀(a)下行进
28、入进刀段后割顶煤至工作面下端头后停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；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，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；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；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）在正常段下行割底煤，并随采煤机下行推移输送机；送机；(e)采煤机在进刀段割顶煤直至工作面下端部，随
29、机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。重复三角煤。重复(a)图，完成进刀全过程。图，完成进刀全过程。端头留三角煤斜切进刀端头留三角煤斜切进刀单滚筒采煤机双向、单向单滚筒采煤机双向、单向割煤端头不往返，进刀与割煤端头不往返，进刀与移机头不干扰，端部煤壁移机头不干扰，端部煤壁不直不直第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺三、普采工作面单体支架三、普采工作面单体支架（一）支架布置方式（一）支架布置方式顶梁在采空区方向短，在煤壁方向长对机道顶板支护顶梁在采空区方向短，在煤壁方向长对机道顶板支
30、护好，好，顶梁不容易折断顶梁不容易折断正悬臂布置正悬臂布置倒悬臂布置倒悬臂布置顶梁在采空区方向长，在煤壁方向短支柱不易被采空区矸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，回柱时顶梁易折断石埋住，回柱时顶梁易折断1、齐梁直线柱布置、齐梁直线柱布置v梁长等于梁长等于2倍截深倍截深全正悬臂全正悬臂割两刀挂梁一次、第割两刀挂梁一次、第一刀支临时支柱，不一刀支临时支柱，不挂梁；第二刀变永久挂梁；第二刀变永久支柱，空顶距大，工支柱，空顶距大，工作量不均，少用。作量不均，少用。2、错梁直线柱布置、错梁直线柱布置v梁长等于梁长等于2倍截深倍截深正倒悬臂相间正倒悬臂相间割一刀相间挂梁一次、割一刀
31、相间挂梁一次、顶梁交错；第一刀支顶梁交错；第一刀支临时支柱，第二刀变临时支柱，第二刀变永久支柱永久支柱支护及时，工作量均支护及时，工作量均衡，柱成直线，多用，衡，柱成直线，多用，但不利切顶。但不利切顶。第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺（二）普采工作面端头支护（二）普采工作面端头支护双钩、双楔铰接梁支护双钩、双楔铰接梁支护4输送机输送机;6木垛木垛;7双钩双楔梁双钩双楔梁;8绞车绞车迈步走向抬棚支护迈步走向抬棚支护2抬棚长梁抬棚长梁;4输送机输送机基本支架加迈步走向抬棚支护基本支架加迈步走向抬棚支护1基本支架基本支架;2抬棚长梁抬棚长梁;3转载机转载机;4输送机输送机;5十字绞接
32、顶梁十字绞接顶梁;普采工艺支护基本要点普采工艺支护基本要点 加加强强机机道道支支护护防防止止机机道道冒冒顶顶，预预掏掏梁梁窝窝，临临时时支支护护提提高高初初撑撑力力和和支支护护刚刚度度，破破碎碎顶顶板板或或网网下下用用成成对对型型钢钢梁梁，迈迈步步前移前移加强放顶线支护的稳定性加强放顶线支护的稳定性斜撑、木垛、双排柱、丛柱斜撑、木垛、双排柱、丛柱主要是针对水平推力主要是针对水平推力 端头支护端头支护端端头头平平巷巷与与工工作作面面的的交交汇汇处处，控控顶顶面面积积大大，设设备备大大且且多多，人员集中，进出口通道。人员集中，进出口通道。双钩双楔梁，抬棚双钩双楔梁，抬棚四对八梁四对八梁四对八梁，十
33、字绞接顶梁四对八梁，十字绞接顶梁要保证支护质量要保证支护质量，初撑力初撑力第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺四、普采面工艺参数分析四、普采面工艺参数分析v在普采面工艺设计中在普采面工艺设计中,除了合理选择支架布置方式外除了合理选择支架布置方式外,还要正还要正确确定工作面支护密度和排距、柱距。支护密度是控顶范围确确定工作面支护密度和排距、柱距。支护密度是控顶范围内单位面积顶板所支设的支柱数量。支护密度既是支护参数内单位面积顶板所支设的支柱数量。支护密度既是支护参数,又是确定生产组织管理方式和经济技术指标的重要参数。支又是确定生产组织管
34、理方式和经济技术指标的重要参数。支护密度护密度n(棵棵m)可用下式表示：可用下式表示：vn=pt/Rtv式中式中pt工作面支护强度工作面支护强度(矿山压力及控制矿山压力及控制)一书中有详一书中有详述述),kPa；Rt支柱额定工作阻力支柱额定工作阻力(在矿压及矿机有关书中可查在矿压及矿机有关书中可查到到),kN棵；棵；支柱额定工作阻力实际利用系数支柱额定工作阻力实际利用系数.一般摩擦式金属一般摩擦式金属支柱为支柱为0.40.5,单体液压支柱为单体液压支柱为0.85左右。左右。第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺v在普采和炮采工作面在普采和炮采工作面,当排距小于当排距小于0.8m时时,
35、行人困难行人困难,会降低会降低工人的生产效率工人的生产效率.因此根据采煤机截深的不同因此根据采煤机截深的不同,排距主要有三排距主要有三种规格种规格:0.8m1.0m1.2m.按照采煤作业的需要按照采煤作业的需要,最少需要最少需要3排排柱柱,在工作面形成三条道在工作面形成三条道:机道机道人行道和堆放支柱人行道和堆放支柱顶梁及其顶梁及其他材料的材料道他材料的材料道.当排距小或工作面所需支护材料较多时当排距小或工作面所需支护材料较多时,一一条材料道不能满足需要条材料道不能满足需要,工作面最少就需要工作面最少就需要4排柱排柱,即最小控即最小控顶距为顶距为4排排.工作面柱距可根据所需支护密度工作面柱距可
36、根据所需支护密度n和排距和排距b,求出求出柱距柱距a:va=NS/(Nb+F)v式中式中N-工作面支柱排数工作面支柱排数:F-机道上方梁端至煤壁距离机道上方梁端至煤壁距离,m;S-每根支柱的支护面积每根支柱的支护面积,M2.S是支护密度是支护密度n的倒数的倒数,因此上式可改写为因此上式可改写为:va=RtN/(Nb+F)pt第二节第二节普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺v普采面端部切口对采煤机进刀、架设端头支架、操纵和维修设备以及出入普采面端部切口对采煤机进刀、架设端头支架、操纵和维修设备以及出入人员、运送材料和设备均是有用的人员、运送材料和设备均是有用的,也是工作面安全出口。切口的尺寸与平
37、也是工作面安全出口。切口的尺寸与平巷宽度、采煤机和输送机的结构特点以及工作面工艺方式有关。当平巷较巷宽度、采煤机和输送机的结构特点以及工作面工艺方式有关。当平巷较宽、输送机机头和机尾的一部分可以布置在其内、采煤机的摇臂较长而没宽、输送机机头和机尾的一部分可以布置在其内、采煤机的摇臂较长而没有切口也能进刀时有切口也能进刀时,仍需有一定长度的切口仍需有一定长度的切口,以保证能支设端头支架以保证能支设端头支架,并使其并使其顺利前移。顺利前移。v通常通常,普采面的下切口长度为普采面的下切口长度为3-4m。若使用单滚筒采煤机。若使用单滚筒采煤机,上切口长度视机上切口长度视机身长度和采煤机牵引的终点位置而
38、定身长度和采煤机牵引的终点位置而定,一般为一般为6-10m；采用双滚筒采煤机、；采用双滚筒采煤机、大宽度平巷大宽度平巷,可以不开切口可以不开切口,切口实际被宽平巷所代替。普采面端部切口的切口实际被宽平巷所代替。普采面端部切口的深度深度,一般为截深的一般为截深的2-3倍；截深倍；截深0.8m和和1.0m时时,切口深度应不小于切口深度应不小于2倍截深；倍截深；截深截深0.5m和和0.6m时时,应大于应大于3倍截深倍截深,以确保迈步式端头抬棚的顺利前移。以确保迈步式端头抬棚的顺利前移。v采煤机采用工作面端部斜切方式进刀时采煤机采用工作面端部斜切方式进刀时,斜切段长度与输送机机头斜切段长度与输送机机头
39、(尾尾)布置布置的位置和长度、采煤机机身长度、输送机弯曲段长度等因素有关。当输送的位置和长度、采煤机机身长度、输送机弯曲段长度等因素有关。当输送机机头机机头(尾尾)完全布置在平巷时完全布置在平巷时,斜切段长度等于采煤机机身长度加输送机弯斜切段长度等于采煤机机身长度加输送机弯曲段长度。输送机弯曲段长度与机槽尺寸曲段长度。输送机弯曲段长度与机槽尺寸,机槽间水平可转角度机槽间水平可转角度,每次推移每次推移步距步距(即采煤机滚筒截深即采煤机滚筒截深)等参数有关。等参数有关。v作业：作业：1.1.长长壁壁采采煤煤法法有有哪哪几几种种主主要要采采煤煤工工艺艺？说说明明他他们们 的主要特点及相互关系。的主要
40、特点及相互关系。2.2.爆破采煤工艺由哪些主要采煤工序组成？爆破采煤工艺由哪些主要采煤工序组成？第三节 综合机械化采煤工艺v什么是综合机械化采煤工艺（综采）什么是综合机械化采煤工艺（综采）落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区五个主要落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区五个主要生产工序全部实现了机械化生产工序全部实现了机械化-综采综采;也是目前最先也是目前最先进的采煤工艺。进的采煤工艺。v配套设备（动画）配套设备（动画）双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架、胶带输送机等。支架、胶带输送机等。综合机械化采煤工艺国内采煤机国外采煤机综合机械化采煤工艺综合机械化采煤
41、工艺v综采工艺与普采工艺的区别：综采工艺与普采工艺的区别：v工作面支护实现了机械化。工作面支护实现了机械化。v综采工作面生产工艺过程：综采工作面生产工艺过程：割煤（落、装煤）割煤（落、装煤）、运煤、支护、处理采空区、运煤、支护、处理采空区。v特点：全部实现了机械化，降低劳动强度，特点：全部实现了机械化，降低劳动强度，提高了单产及安全性。提高了单产及安全性。一、综采面双滚筒采煤工作方式一、综采面双滚筒采煤工作方式1、滚筒的转向和位置、滚筒的转向和位置v转向：转向：面向煤壁看采煤机的右滚筒应为右面向煤壁看采煤机的右滚筒应为右螺旋，顺时针旋转；左滚筒为左螺旋，逆时螺旋，顺时针旋转；左滚筒为左螺旋，逆
42、时针转针转。v位置位置：一般是前端的滚筒沿顶板割煤，后滚：一般是前端的滚筒沿顶板割煤，后滚筒沿底板割煤（前顶后底）；薄煤层筒沿底板割煤（前顶后底）；薄煤层“前底前底后顶后顶”。一、综采面双滚筒采煤工作方式2、综采面双滚筒采煤机的割煤方式、综采面双滚筒采煤机的割煤方式v考虑因素考虑因素：顶板管理、移架与进刀方顶板管理、移架与进刀方式、端头支护等因素式、端头支护等因素。v图示图示av图示图示bv图示图示cv图示图示d一、综采面双滚筒采煤工作方式v两种型式两种型式：单向割煤单向割煤。采煤机上行割煤，下行清理浮煤，推。采煤机上行割煤，下行清理浮煤，推一个截深；适用于煤层厚度略大于滚筒直径而煤质一个截深
43、；适用于煤层厚度略大于滚筒直径而煤质坚韧的条件。坚韧的条件。双向割煤双向割煤。A.往返一刀往返一刀，当煤层较厚时，采煤机，当煤层较厚时，采煤机上行时贴顶板截割，下行时贴底板截割并清理浮煤。上行时贴顶板截割，下行时贴底板截割并清理浮煤。这时，往返两个行程滚筒都截割采煤，但工作面只这时，往返两个行程滚筒都截割采煤，但工作面只推进一个截深。推进一个截深。B.往返两刀往返两刀，煤层厚度接近滚筒直，煤层厚度接近滚筒直径，而且煤不粘连顶板，即可实现双向采煤，往返径，而且煤不粘连顶板，即可实现双向采煤，往返行程各推进煤壁一个截深行程各推进煤壁一个截深进刀方式（动画演示）进刀方式（动画演示）单向割煤单向割煤双
44、向割煤，双向割煤，往返一刀往返一刀双向割煤，双向割煤，往返二刀往返二刀一、综采面双滚筒采煤工作方式3、进刀方式进刀方式推入法进刀推入法进刀:需提前开出工作面端部切口。需提前开出工作面端部切口。（做机窝）（做机窝）钻入法进刀钻入法进刀（已不用）（已不用）斜切进刀斜切进刀：端部斜切进刀、端部斜切进刀、中部斜切进刀中部斜切进刀一、综采面双滚筒采煤工作方式vA.端部斜切进刀端部斜切进刀：利用采煤机在工作面两端：利用采煤机在工作面两端约约2030M的范围内斜切进刀。（的范围内斜切进刀。（割三角煤、割三角煤、留三角煤留三角煤）过程、特点参图讲。）过程、特点参图讲。vB.中部斜切进刀中部斜切进刀:利用采煤机
45、在工作面中部斜利用采煤机在工作面中部斜切进刀切进刀.过程参图讲。过程参图讲。v特点特点:简化了进刀工序，工作量均衡，窝工现简化了进刀工序，工作量均衡，窝工现象少，提高了采煤机的装煤率为移溜、移架象少，提高了采煤机的装煤率为移溜、移架创造了有利条件。创造了有利条件。二、综采面液压支架的移架方式1、移架方式（动画）移架方式（动画）单架依次顺序式单架依次顺序式：支架依次前移，移动步距等于截：支架依次前移，移动步距等于截深，操作简单，保证质量，适应不稳定顶板。深，操作简单，保证质量，适应不稳定顶板。分组间隔交错式分组间隔交错式：移架速度快，适用于稳定顶板。：移架速度快，适用于稳定顶板。成组整体依次顺序
46、式成组整体依次顺序式：成组控制，适应煤层地质条：成组控制，适应煤层地质条件好，采煤机快速牵引割煤（交流电牵引大功率采件好，采煤机快速牵引割煤（交流电牵引大功率采煤机）煤机）二、综采面液压支架的移架方式 2、移架方式对移架速度的影响v移架速度取决于泵站流量及阀组和管路的乳化液通过能力、支架所处状态及操作方便程度、人员操作技术等因素。二、综采面液压支架的移架方式v实测表明，移架中操作调整时间约占移架总实测表明，移架中操作调整时间约占移架总时间的时间的6070，当泵站流量不变时，同当泵站流量不变时，同时前移的支架数增加到时前移的支架数增加到N，供液时间也相应增，供液时间也相应增加，但调整操作时间加，
47、但调整操作时间te仍等于单架的调整操作仍等于单架的调整操作时间，由于时间，由于te远大于远大于td，故移架速度可加快。，故移架速度可加快。二、综采面液压支架的移架方式3、顶板管理受移架方式的影响、顶板管理受移架方式的影响v选择移架方式不仅考虑移架速度，选择移架方式不仅考虑移架速度，还要考虑对顶板管理的影响还要考虑对顶板管理的影响。单架。单架依次顺序虽然速度慢，但卸压截面依次顺序虽然速度慢，但卸压截面积小，顶板下沉量比后两种小得多，积小，顶板下沉量比后两种小得多，适用于稳定性顶板。适用于稳定性顶板。二、综采面液压支架的移架方式沿工作面支架工作阻力分布依次顺序移架。沿工作面支架工作阻力分布依次顺序
48、移架。依次顺序式达到额定工作阻力时间长，分组间隔交依次顺序式达到额定工作阻力时间长，分组间隔交错式较快。错式较快。单向、双向移架，对顶板管理效果影响很大。单向、双向移架，对顶板管理效果影响很大。全卸载与带载移架对顶板管理影响较大。不卸载或全卸载与带载移架对顶板管理影响较大。不卸载或部分卸载，有利于控制顶板，尽量采用。部分卸载，有利于控制顶板，尽量采用。采用分段依次顺序移架时，顶板下沉量叠加，容易采用分段依次顺序移架时，顶板下沉量叠加，容易造成顶板破碎、煤壁片帮和倒架。造成顶板破碎、煤壁片帮和倒架。三、液压支架的支护方式1、及时支护方式及时支护方式v采煤机割煤后，支架依次或分组随机立即前采煤机割
49、煤后，支架依次或分组随机立即前移。支护顶板，输送机随移架逐段移向煤壁。移。支护顶板，输送机随移架逐段移向煤壁。（推移步距截深）（推移步距截深）2、滞后支护方式滞后支护方式v割煤后输送机首先逐段移向煤壁，支架随输割煤后输送机首先逐段移向煤壁，支架随输送机前移。送机前移。四、综采面端头支护1、端头支护方式、端头支护方式单柱加长梁（迈步抬棚）：适应性强，利于单柱加长梁（迈步抬棚）：适应性强，利于排头支架的稳定，但支设麻烦、费工费时。排头支架的稳定，但支设麻烦、费工费时。自移式端头支架：移架速度快，但对平巷条自移式端头支架：移架速度快，但对平巷条件适应性差。件适应性差。用工作面支架支护端头：适用于煤层
50、倾角较用工作面支架支护端头：适用于煤层倾角较小的工作面。小的工作面。四、综采面端头支护 2、综采面平巷相对位置与端头作业v利于运输设备运转和维护，有利于煤流在端头处转载和采煤机实现无人工切口端头进刀，并便于人员进出和材料运送。图937四、综采面端头支护v为避免卧底掘进时破岩及留顶煤的困难，为避免卧底掘进时破岩及留顶煤的困难，当煤层厚度大于平巷高度时，在综采面当煤层厚度大于平巷高度时，在综采面端部一定长度内留有三角底煤。图端部一定长度内留有三角底煤。图938v补救措施补救措施：下卧转载机机尾；随工作面：下卧转载机机尾；随工作面推进，超前下卧平巷底煤。推进，超前下卧平巷底煤。五、综采设备的配套参数