采煤方法概论PPT课件.ppt

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1、第一章采煤方法概论 主讲 杨明球湖南理工职业技术学院TEL 0732 2518672Email yangmingqiu1 二00八年十月 1 相互探讨 共同提高 2 第一章采煤方法概论 第一节湖南省煤矿采煤方法现状及存在问题第二节采煤方法的概念 分类及应用情况第三节选择采煤方法的原则及影响因素分析第四节采煤方法的发展方向第五节采煤方法培训内容安排 3 我国煤炭工业分布情况 煤炭工业的粮食各行各业煤炭占我国的一次能源的70 左右 水 核 石油占20 左右 储量一万亿吨以上 如果没有新的替代能源产生的话 可采150年以上 是世界上煤炭资源丰富的国家之一 发展煤炭工业具备资源条件 由于地广 煤多 分

2、布不均衡 东南缺 西北丰 西南求略大于供 东北适度 决定了采煤方法五花八门 种类繁多 美国是柱式体系 利用煤炭的历史七千多年 解放初到80年代 是发展最迅速的时期期 增长33倍 30年的时间 年递增12 4 我国煤炭工业的发展现状 目前年产量已达25亿吨 居世界首位 综采面 平均年产约100万吨 最高1000万吨 多集中在山西和陕蒙交界的神府 普采面 平均年产约40万吨 最高90万吨 炮采面 平均年产约15万吨 最高50万吨出现了5 5m厚煤层一次采全高采煤法6m以上厚煤层综采放顶煤采煤法 5 我国煤炭工业的发展存在问题及发展趋势 存在问题 资源 环境 就业 发展均衡 安全等 发展趋势 安全高

3、产高效 自动化 集约化 信息化 技术和管理科学化地位 石油逐渐短缺 煤炭是长久能源 正在发展煤的气化和液化 近几年煤炭行业发展速度加快 产量继续增加 前途光明 6 第一节湖南省煤矿开采现状及存在问题 一 煤矿开采现状1 煤矿开采方法落后 主要采用的巷道式采煤方法 很多乡镇煤矿采用多支路前进式开采 与安监总局等七部门制定的 关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见 中规定的 矿井和采区生产布局科学合理 回采工作面采用正规壁式采煤方法 严禁巷道式采煤 确保系统完善 运行可靠 的要求相差甚远 2 采煤工作面高度太低 作业环境极差 7 一 煤矿开采现状 在开采薄煤层煤矿中 煤矿未采用挑顶或卧底的方法增加采

4、高 由于受煤层厚度的限制 其工作面采高低于规定的0 6米的最低要求 由于作业空间极其狭小 加之落煤方式采用手镐落煤 作业人员劳动强度极大 对顶板的观察非常困难 3 支护方式落后 矿井采煤工作面支护大多采用木支柱支护顶板 仅一些国有矿井采煤工作面采用单体液压支柱支护顶板 要实现国家安监总局 关于在小煤矿推行专用回 8 一 煤矿开采现状 风井 壁式采煤方法和支护方式改革的通知 安监总煤行 2007 216号 中要求2008底淘汰木支柱 新开工的改扩建和资源整合矿井在2009年底之前淘汰金属摩擦支柱的目标还有很长的路要走 4 通风方式不完善 不可靠 在乡镇煤矿中 煤矿大多未使用长壁式开采方式 而是采

5、用多支路前进式巷道采煤法 该采煤法通风系统混乱 采煤工作面配风极其困难 容易形成无风或微风作业 从而发生瓦斯事故 9 二 非正规采煤方法存的缺点 以掘代采 的巷采等非正规采煤方法的显著特征是 工作面只有一个安全出口 没有形成通风系统 工人在无支护的条件下作业 具体来讲 非正规采煤方法存在如下缺点 1 没有形成通风系统 采用扩散通风或局扇送风 不利于瓦斯排放 容易导致瓦斯爆炸 2 不利于顶板管理 容易发生冒顶事故 3 工作面没有两个安全出口 发生事故后 10 二 非正规采煤方法存的缺点 人员无法逃生 4 劳动强度大 生产效率低 生产成本高 人工运料 人工装煤 无法使用机械化 作业环境差 生产效率

6、低 产量上生产成本高 不去 仅局扇耗电就花费较高 5 资源回收率低 需要留设大量煤柱 煤炭资源浪费严重 6 由于巷道多 采完后又无法密闭到位 造成矿井漏风大 既降低了通风效率 又容易引起煤层自然发火 11 三 基本对策 一 国家制定了相应的管理标准关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见安监总煤调 2007 95号关于在小煤矿推行专用回风井 壁式采煤方法和支护方式改革的通知安监总煤行 2007 216号二 煤矿应积极主动利用过渡时期按要求做好工作 12 第二节采煤方法的概念 分类及应用情况 一 采煤方法的概念二 采煤方法的分类三 采煤方法的应用情况 13 炮采安全管理技术影片 注意了解 1 炮采工

7、艺包含哪些主要工序 2 各工序安全管理技术要求 3 炮采工作面顶板压力分布及随工作面推进变化情况 4 炮采工作面劳动组织形式 14 一 采煤方法的概念 任何一种采煤方法 均包括采煤系统和采煤工艺两项主要内容 要正确理解 采煤方法 的含义 必须首先了解下列基本概念 1 采场用来直接大量采取煤炭的场所 称为采场 2 采煤工作面在采场内进行回采的煤壁 称为采煤工作面 也称回采工作面 实际工作中 采煤工作面与采场是同义语 3 回采工作在采场内 为采取煤炭所进行的一系列工作 称为回采工作 回采工作可分为基本工序和辅助工序 主要包括破煤 装煤 运煤 支护和采空区处理等工序 把煤从整体煤层中破落下来 称为煤

8、的破落 简称破 15 一 采煤方法的概念 煤 把破落下来的煤炭装入采场中的运输工具内 称为装煤 把煤炭运出采场的工序 称为运煤 煤的破 装 运是回采工作中的基本工序 为了使基本工序顺利进行 必须保持采场内有足够的工作空间 这就要用支架来维护采场 这项工序称为工作面支护 煤炭采出后 被废弃的空间 称为采空区 为了减轻矿山压力对采场的作用 以保证回采工作顺利进行 在大多数情况下 必须处理采空区的顶板 这项工作称为采空区处 16 一 采煤方法的概念 理 此外 通常还设备等工序 除了基本工序以外的这些工序 统称为辅助工序 4 采煤工艺由于煤层的自然条件和采用的机械不同 完成回采工作各工序的方法也就不同

9、 并且在进行的顺序上 时间和空间上必须有规律地加以安排和配合 这种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 称为采煤工艺 在一定时间内 按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程 称为采煤工艺过程 17 一 采煤方法的概念 5 采煤系统回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的 它们之间在时间上的顺序以及在空间上的相互位置关系 称为回采巷道布置系统 也即采煤系统 由于各个煤田内煤层的数目 厚度 倾角各不相同 导致巷道布置形式的多样化 即使同一矿井 其不同的采区 巷道布置系统也不尽相同 主要包括走向长壁采煤法采煤系统 倾斜长壁采煤法采煤系统 放顶煤采煤系统 18 一 采煤方法的概念 急倾

10、斜采煤系统以及柱式体系采煤法采煤系统等 6 采煤方法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 如在不同的地质及技术条件下 可以采用长壁采煤法 柱式采煤法或其他采煤法 而长壁与柱式采煤法在采煤系统与采煤工艺方面差别很大 由此可以认为 采煤方法就是采煤工艺与采煤系统的综合及其在时间上和空间上 19 一 采煤方法的概念 的相互配合 但两者又是相互影响和相互制约的 采煤工艺是最活跃的因素 采煤工具的改革 要求采煤系统随之改变 而采煤系统的改变也会要求采煤工艺做相应的改革 事实上 许多种采煤方法正是在这种相互推动的过程中得到改进和发展 甚至创造了新的采

11、煤方法 20 二 采煤方法的分类 一 采煤方法的类别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 如图1 1所示 这两种不同类型的采煤方法 无论从采煤系统 还是回采工艺都有很大的区别 我国采用的主要采煤方法及其分类特征风表1 1所示 21 采煤方法的分类 22 二 壁式体系采煤方法及一般特点 壁式体系采煤方法 又称长壁体系采煤方法 以长工作面采煤为主要标志 一般特点 采煤工作面长度较长 通常在80 250m 在采煤工作面两端 一般至少各有一条可供运输 通风和行人回采巷道 构成完整的生产系统 随着采煤工作面推进 顶板暴露面积增大 矿山压力显现较

12、为强烈 23 二 壁式体系采煤方法及一般特点 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 24 三 壁式体系采煤方法分类 壁式采煤法有多种分类 现介绍如下 1 按倾角分类 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 25 2 按厚度分类 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 26 3 按采煤工艺分类 27 4 按采空区处理方法 工作面推进方向分类 28 刀柱式采煤法 29 5 按是否将煤层全厚进行一次开采分类 按是否将煤层全厚进行一次开采

13、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 厚煤层既可采用整层也可采用分层采煤法 30 1 薄及中厚煤层单一长壁采煤法 31 单一长壁采煤法 煤层倾角条件 近水平 缓斜 倾斜煤层煤层厚度条件 薄 中厚及厚煤层 3 5m 开采方法 整层开采 一次采全高开采 工作面推进方向 走向 走向长壁 倾向 倾斜长壁 32 2 厚煤层分层开采的采煤方法 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 33 壁式体系采煤法 厚煤层分层开采 34 壁式体系采煤法 厚煤层整

14、层开采 壁式体系采煤法 厚煤层整层开采示意图 35 四 柱式 房柱式 体系采煤法 柱式 房柱式 体系采煤法示意图1 房 2 煤柱 3 采柱 36 1 柱式体系采煤方法及一般特点 以房柱间隔进行采煤为主要标志 一般特点 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 房与房之间留设煤柱 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 并形成条状或块状煤柱 支撑顶板 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 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 37 1 柱式体系采煤方法及一般特点 采掘合一 掘进准备也是采煤过程 回

15、收房间煤柱时 也使用同一种类型的采煤配套设备 高度机械化的柱式体系采煤方法 一般只分为房式采煤法和房柱式采煤法两类 煤柱可根据条件留下不采 或在煤房采完后 再将煤柱按要求尽可能采出 前者称为房式采煤法 后者称为房柱式采煤法 38 2 柱式体系采煤法的实质 柱式体系采煤法的实质是 在煤层中开掘一系列宽5 7m左右的煤房 煤房间以一定间隔开掘联络巷 形成长条形或方形煤柱 煤柱宽度由几米至20多米不等 采煤工作在煤房中进行 煤柱可根据条件留下不采 或在煤房采完后再采 前者称为房式采煤法 后者称为房柱式采煤法 39 3 柱式体系采煤法的适用条件 适用条件 开采深度较浅 一般不宜超过300 500m 顶

16、板较稳定的薄及中厚煤层 倾角在100以下 最好为近水平煤层 底板较平整 不太软 且顶板无淋水 不易自然发火 低瓦斯煤矿 40 第三节选择采煤方法的原则及影响因素 一 采煤方法选择的原则1 生产安全 2 技术先进 机械化水平高 单产高 煤炭质量好 煤炭采出率高 3 经济合理 高产高效 材料消耗少 成本低 41 第三节选择采煤方法的原则及影响因素 二 影响采煤方法选择的主要因素1 煤层赋存条件 1 煤层的倾角和厚度 2 煤层及围岩特征 3 煤层中的地质构造 4 煤层的涌水量 瓦斯涌出量及煤的自然发火性 42 第三节选择采煤方法的原则及影响因素 2 采煤技术发展和装备水平3 生产管理水平4 国家的技术政策 法规和规程 煤炭工业技术政策 煤矿安全规程 等 43 第四节采煤方法的发展方向 一 不断改进采煤工艺 发展机械化 二 改进巷道布置 优化采区系统和参数 三 缓斜 倾斜厚煤层开采 大采高综采一次采全厚 厚煤层放顶煤采煤法 倾斜分层下行垮落采煤法四 薄煤层机械化开采 五 无煤柱护巷技术 六 急斜煤层开采技术 44 第四节采煤方法的发展方向 七 三下 采煤问题中充填采煤方法 八 连续采煤机为特征