1、采煤技术采煤技术 平煤股份平煤股份第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述采煤方法概念采煤方法概念 回采工作回采工作在采煤工作面内，为采取煤炭所进行的各项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：基本工序：破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。采煤工艺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。法及其配合。采煤系统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。及在空间上的相互位置关系。采煤方法采煤方法是采煤系
2、统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上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类 采煤方法分为：采煤方法分为：露天开采和井工开采。露天开采和井工开采。井工开采可分为：井工开采可分为：柱式体系和壁式体系两种。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 壁壁式式体体系系采采煤煤法法一一般般以以长长壁壁工工作作面面采采煤煤为为主主要要特特征征，是是目目前前我我国国应应用用最最普普遍遍的的一一种种采采煤煤方方法法，其其产产量量约约占占到到国国有有重重点点煤矿产量的煤矿产量的95%95%以上以上。采煤方法
3、分类采煤方法分类壁式采煤法的特点：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。工作面长度一般工作面长度一般80-25080-250米米，目前国内最长目前国内最长400400米。米。随随着着工工作作面面的的推推进进及及时时处处理理采采空空区区，一一般般采采取取全全部部垮垮落落法法管理顶板管理顶板 工作面通风状况良好。工作面通风状况良好。壁式体系采煤法的类型壁式体系采煤法的类型 按采煤工艺分类：按采煤工艺分类：爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤法爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤法 按按采采空空区区处
4、处理理方方法法分分:全全部部垮垮落落采采煤煤法法、煤煤柱柱支支撑撑(刀刀柱柱)采采煤煤法法、充充填填采采煤煤法法 按工作面布置和推进方向分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）走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法（俯斜，仰斜）采煤方法分类采煤方法分类柱式体系采煤法柱式体系采煤法 柱柱式式体体系系采采煤煤法法又又称称为为短短壁壁体体系系采采煤煤法法，是是以以房房、柱柱间间隔隔采采煤煤为为主主要要特特征征，常常见见的的有有巷巷柱柱式式、房房式式、房房柱柱式式采采煤法。煤法。现现代代短短壁壁机机械械化化开开采采技技术术的的成成功功应应用用，逐逐渐渐引引起起大大家家的关注。的
5、关注。采煤方法分类采煤方法分类采煤方法分类采煤方法分类柱式采煤法的特点：柱式采煤法的特点：工作面长度较短，一般工作面长度较短，一般10-30m,10-30m,工作面数目较多。工作面数目较多。需要开掘大量的巷道，掘进率高。需要开掘大量的巷道，掘进率高。一般没有处理采空区工序。一般没有处理采空区工序。工作面通风条件较差，采出率低。工作面通风条件较差，采出率低。水平分层水平分层采采煤煤方方法法旱旱采采水水采采壁式体系壁式体系柱式体系柱式体系柱式体系柱式体系单一长壁单一长壁放顶煤放顶煤整层开采整层开采斜切分层斜切分层水平分段放顶煤水平分段放顶煤倾斜分层倾斜分层掩护支架掩护支架分层开采分层开采整层开采整
6、层开采整层开采整层开采房式房式房柱式房柱式倾斜短壁式倾斜短壁式走向短壁式走向短壁式走向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁走向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁下行垮落下行垮落上行充填上行充填垮落垮落刀柱刀柱采煤方法分类采煤方法分类选择采煤方法的原则选择采煤方法的原则 1 1、技术先进、技术先进 2 2、经济合理、经济合理 3 3、生产安全、生产安全 以以上上三三个个基基本本原原则则是是密密切切联联系系、相相互互制制约约，在在选选择时应当综合考虑。择时应当综合考虑。采煤方法选择采煤方法选择煤层倾角、厚度煤层倾角、厚度矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级煤层及围岩特性煤层及围岩特性煤层地质构造煤层地质构造煤层水文地质条件
7、煤层水文地质条件煤层自燃发火倾向性煤层自燃发火倾向性地质因素地质因素技术发展及装备水平技术发展及装备水平矿井管理水平矿井管理水平工人掌握先进技术的水平工人掌握先进技术的水平 影影响响采采煤煤方方法法选选择择的的因因素素地温、地压地温、地压煤尘的爆炸危险性煤尘的爆炸危险性 长壁采煤工作面的工艺方式：长壁采煤工作面的工艺方式：炮炮采采：爆爆破破落落煤煤、人人工工装装煤煤、机机械械化化运运煤煤、单单体体支支架架支支护。护。普采：普采：采煤机落煤装煤、机械化运煤、单体支架支护。采煤机落煤装煤、机械化运煤、单体支架支护。综综采采：破破、装装、运运、支支、处处等等主主要要工工序序全全部部采采用用机机械械化
8、化连续作业。连续作业。第二节第二节 采煤采煤工艺工艺三种采煤工艺：三种采煤工艺：爆破采煤工艺方式爆破采煤工艺方式 解放后至解放后至6060年代初为主年代初为主 普通机械化采煤工艺方式普通机械化采煤工艺方式 6060年代初至年代初至7070年代中期为主年代中期为主 综合机械化采煤工艺方式综合机械化采煤工艺方式 7070年代中期以后为主年代中期以后为主长壁采煤法的采煤工艺长壁采煤法的采煤工艺炮采工艺炮采工艺工艺过程：工艺过程：打眼、放炮落煤打眼、放炮落煤和装煤、人工装和装煤、人工装煤、刮板输送机煤、刮板输送机运煤、移置输送运煤、移置输送机、人工支架和机、人工支架和回柱放顶等主要回柱放顶等主要工序。
9、工序。炮采工艺炮采工艺一、爆破落煤一、爆破落煤爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成。放炮等工序组成。炮眼布置：炮眼布置：单排眼单排眼 双排眼双排眼 三排眼三排眼二、装煤与运煤二、装煤与运煤1）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤壁，利于装煤。壁，利于装煤。2）、人工装煤：人工攉煤。）、人工装煤：人工攉煤。3）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤板。板。炮眼布置图炮眼布置图a a单排眼单排眼 b b对眼对眼 c c三角眼三角眼 d三花眼三花眼 e五花眼五花眼炮采工艺炮采工艺炮
10、采工艺炮采工艺三、工作面支护三、工作面支护主要采用金属支主要采用金属支柱和铰接顶梁支柱和铰接顶梁支护，单体液压支护，单体液压支柱。主要有两种：柱。主要有两种：正悬臂齐梁直线正悬臂齐梁直线柱（图柱（图a）和正）和正悬臂错梁三角柱悬臂错梁三角柱（图（图b）普采工艺普采工艺工艺过程：工艺过程：采煤机破煤装煤采煤机破煤装煤刮板输送机运煤刮板输送机运煤单体支柱单体支柱加金属顶梁支护加金属顶梁支护破煤和运煤破煤和运煤滚筒采煤机：滚筒采煤机：单滚筒、双滚筒单滚筒、双滚筒采煤机结构：采煤机结构：截割部、牵引部、动力部、辅助装置截割部、牵引部、动力部、辅助装置牵引方式：牵引方式：机械牵引、液压牵引、电牵引（传动
11、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）钢丝绳、有链牵引、无链牵引（行走）普采工艺普采工艺采煤机割煤方式：采煤机割煤方式：单向割煤，往返进单向割煤，往返进一刀；一刀；双向割煤，往返进双向割煤，往返进两刀；两刀；“”字形割煤、字形割煤、往返一刀往返一刀 普采工艺普采工艺工作面运煤：工作面运煤：一般采用刮板输送机运煤。一般采用刮板输送机运煤。每隔每隔6m6m设一个液压千斤顶，设一个液压千斤顶，机头机尾各机头机尾各3 3个。个。弯曲段长度弯曲段长度15m15m。普采工艺普采工艺工作面支护：工作面支护：支架布置方式：支架布置方式：带帽点柱、单体液压支柱或带帽点柱、单体液压
12、支柱或磨擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。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按悬臂顶梁与支柱的关系分为正悬梁和倒悬正悬梁和倒悬梁梁两种；两种；按梁的排列特点分为按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式齐梁式和错梁式两种，两种，为了行人和工人作业方便，工作面支柱一般为了行人和工人作业方便，工作面支柱一般排成直线状。排成直线状。普采工艺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 普采工艺普采工艺控顶距：控顶距：当工作面推进一次或二次之后，工作空间达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，即到允许的最大宽度，即最大控顶距最大控顶距。及时回柱
13、放顶，使工作空间只保留回采工作及时回柱放顶，使工作空间只保留回采工作所需要的最小宽度，即所需要的最小宽度，即最小控顶距最小控顶距。最大控顶距与最小控顶距之差即为最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距放顶步距。普采工艺普采工艺采空区处理：采空区处理：全部垮落法全部垮落法 全部充填法全部充填法 局部充填法局部充填法 缓慢下沉法缓慢下沉法 煤柱支撑法煤柱支撑法 综采工艺综采工艺综采历史：综采历史：自自19741974年从国外引进年从国外引进5050套综采设套综采设备备和和78 78 年引进的年引进的100100套综采设备套综采设备开始，至今开始，至今已有已有3030多年的历史。多年的历史。发展经历：
14、发展经历：经过了经过了摸索起步、引进提高、仿摸索起步、引进提高、仿制创新、国产与引进并重、自主生产制创新、国产与引进并重、自主生产五个阶五个阶段。段。综采工艺综采工艺综采产量：综采产量：七十年代综采面大致为七十年代综采面大致为2020万吨万吨/年年-面左右面左右 八十年代综采面大致为八十年代综采面大致为100100万吨万吨/年年-面左右面左右 200 2005 5年年兖州东滩矿兖州东滩矿综采面生产了综采面生产了753753万吨万吨/年年-面面 200 2005 5年年神东神东上湾上湾矿矿综采面生产了综采面生产了11451145万吨万吨/年年-面面 （神东矿区目前有（神东矿区目前有1010个超千
15、万吨的综采面，实现了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，其中有一井、一面、安全、高效的生产目标，其中有2 2个超个超2 2千万吨的综采千万吨的综采面面。）。）综采工艺综采工艺综采综采现状：现状：初步统计，全国已建成年产初步统计，全国已建成年产120万万吨以上的大型现代化煤矿吨以上的大型现代化煤矿434处，核定能力处，核定能力12.63亿吨，占总核定能力的亿吨，占总核定能力的50.62%；其中；其中建成了年生产能力超建成了年生产能力超1000万吨的特大型煤矿万吨的特大型煤矿25处，核定生产能力处，核定生产能力3.4亿吨。我国的安全高亿吨。我国的安全高效矿井采煤机械化程度达
16、到效矿井采煤机械化程度达到90%以上，综采以上，综采程度达到程度达到85%以上，井工矿原煤全员工效达以上，井工矿原煤全员工效达到到106.34t/工；回采工；回采 工效工效540.29t/工工。综采工艺综采工艺综采综采参数：参数：综采面长综采面长150150m400mm400m 采煤机最大功率达采煤机最大功率达2000kW2000kW，刮板输送机最大功率达刮板输送机最大功率达3*1000kW3*1000kW，液压支架一般液压支架一般20t/20t/架。架。工艺过程：工艺过程：采煤机破煤装煤采煤机破煤装煤刮板输送机运煤刮板输送机运煤液压支架液压支架支护顶板支护顶板综采工作面主要设备综采工作面主要
17、设备 液压支架液压支架 双滚筒采煤机双滚筒采煤机 刮板运输机刮板运输机 桥式转载机桥式转载机 胶带输送机胶带输送机29综采工艺综采工艺采煤机的割煤方式：采煤机的割煤方式：往返一次割两刀、往返一次割一刀往返一次割两刀、往返一次割一刀液压支架类型液压支架类型：支撑式支架、支撑式支架、掩护式支架掩护式支架、支撑掩护式支架支撑掩护式支架液压支架的移架方式液压支架的移架方式单架依次顺序式；分组间隔交错式；成组整单架依次顺序式；分组间隔交错式；成组整体依次顺序式。体依次顺序式。综采工艺综采工艺综采工作面工序配合方式：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、推移综采面主要工序有三个：割煤、
18、移架、推移输送机，按照不同顺序有两种配合方式，即输送机，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及时支护方式和滞后支护方式。循环组织循环组织循环作业：循环作业：指采煤工作面周而复始地完成落煤、装煤、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运煤、支护和采空区处理等工序的一种作业方式。循环标志：循环标志：回柱放顶（炮采、普采）回柱放顶（炮采、普采）移架（综采）移架（综采）正规循环：正规循环：在规定叫间内，按既定的工艺方式，保在规定叫间内，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，并质保量安全地完成一个循环的全部工序和工作
19、量，并保持周而复始地进行采煤工作的一种作业方法。保持周而复始地进行采煤工作的一种作业方法。正规循环作业用循环图表来表示。正规循环作业用循环图表来表示。循环组织的主要内容循环组织的主要内容1 1、循环方式、循环方式循环方式是循环进度和昼夜循环次数的总称。循环方式是循环进度和昼夜循环次数的总称。环进度：环进度：每完成一个循环工作面煤壁向前推进的距离。每完成一个循环工作面煤壁向前推进的距离。炮采炮采0.8-1.2m 0.8-1.2m 普采、综采普采、综采0.6-1.0m0.6-1.0m。2 2、作业形式：、作业形式：一昼夜内采煤班与准备班在时间上的配一昼夜内采煤班与准备班在时间上的配合方式。合方式。
20、三八制三八制 四六制四六制3 3、采煤工作面循环作业图表、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。标表三项主要内容。循环作业图循环作业图工人出勤表工人出勤表技术经济指标表技术经济指标表薄及中厚煤层单一长壁采煤法薄及中厚煤层单一长壁采煤法走向长壁采煤法：走向长壁采煤法：工作面沿倾向布置，沿煤工作面沿倾向布置，沿煤层走向推进。层走向推进。适用于采区式巷道布置。适用于采区式巷道布置。倾斜长壁采煤法：倾斜长壁采煤法：工作面沿走向布置，沿煤工作面沿走向布置，沿煤层倾向推进。工作面自下而上推进时称为层倾向推进。工作
21、面自下而上推进时称为仰仰斜长壁斜长壁，工作面自上而下推进时称为，工作面自上而下推进时称为俯斜长俯斜长壁壁。适用于盘区式和带区式巷道布置。适用于盘区式和带区式巷道布置。薄及中厚煤层单一长壁采煤法薄及中厚煤层单一长壁采煤法长壁采煤法示意图长壁采煤法示意图（a a）走向长壁；）走向长壁；(b(b）倾斜长壁（仰斜）；（）倾斜长壁（仰斜）；（c c）倾斜长壁（俯斜）倾斜长壁（俯斜）1 1、2 2区段运输、回风平巷；区段运输、回风平巷；3 3采煤工作面；采煤工作面；4 4，5 5分带运输、回风斜巷分带运输、回风斜巷单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置 生产系统生产系统1 1）运运煤煤系系统统2 2）运运料料排排矸系统矸系统3 3）通通风风系系统统4 4）供供电电系系统统5 5）压压气气及及安安全全用用水水系统系统 单一煤层走向长壁采煤法单一煤层走向长壁采煤法适用条件：适用条件：近水平、缓斜、倾斜煤层；近水平、缓斜、倾斜煤层；薄及中厚煤层；薄及中厚煤层；地质构造简单，瓦斯涌出量小。地质构造简单，瓦斯涌出量小。单单一一煤煤层层倾倾斜斜长长壁壁采采煤煤法法巷巷道道布布置置
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