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1、2017/12/7,1,课程要求,掌握不同采煤工艺方式的装备、装备配套原则、工艺过程、工艺技术管理及参数确定方法、适用条件及选择采煤工艺方式的依据。掌握单一长壁采煤法回采巷道布置的基本理论、方法。掌握厚煤层倾斜分层长壁采煤法巷道布置和工艺过程。掌握放顶煤采煤法的基本理论、巷道布置、技术参数、工艺过程适用条件。掌握急（倾）斜煤层开采的基本理论、不同采煤方法的巷道布置、技术参数、工艺过程及适用条件。掌握选择采煤方法的原则，了解采煤方法的发展趋势。掌握准备方式的类型、适用条件。,2017/12/7,2,课程要求,掌握准备巷道布置的基本理论，掌握采区、盘区、带区设计及技术参数确定的方法；了解准备方式的
2、改革及发展趋势。掌握采区车场的型式、设计方法和轨道线路设计基本知识。了解煤田划分井田的方法；掌握矿井储量的分类、矿井设计生产能力确定的原则、井田开拓方式分类和井田开拓解决的主要问题及依据。掌握立井、斜井、平硐及综合开拓方式的特点及适用条件。掌握阶段划分、开采水平设置、上下山开采、大巷布置、采掘三量管理的基本理论和方法。掌握井底车场线路及硐室组成、要求及调车方式。了解矿井开拓延深及技术改造的内容和方法。掌握矿井开采设计的基本理论与方法。,一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素,煤田：同一地质时期形成，并大致连续发育 的含煤系分布区。 煤田中的煤层数目、层间距和赋存特 征各不相同。我国多数煤矿开采的
3、是多煤层煤田。,三、井田,井田：划归一个矿井开采的那部分煤田。 矿井：形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑和构筑物的总称。,四、矿井设计生产能力和井型,矿井设计生产能力：设计中规定的矿井在单位时间内采出的煤炭数量，以“Mt/a”表示。 矿井井型：根据矿井设计生产能力不同划分的矿井类型。,二、井田划分为阶段和水平,阶段：在井田范围内平行走向按一定标高划分的一部分井田。 注：每个阶段都必须有独立的运输和通风系统。 开采水平：通常指布置有井底车场和阶段运输大巷、并且承担全阶段运输任务的水平，有时简称 为“水平”。 注：水平用标高来表示。,1、采区式划分 在阶段内沿走向把阶段划分为若干个具
4、有独立生产系统的开采块段，每一开采块段称为一个采区。 注：采区的倾斜长度就是阶段的斜长。,1、直立巷道,直立巷道的长轴线与水平面垂直，如立井、暗立井和溜井。 立井：地层中开凿的直通地面的直立巷道，又称竖井（按功能分为主立井、副立井、风井、排水井、充填井等）。 暗立井：不与地面直通的直立巷道，其用途同立井。 溜井：是一种专门用来由高到低溜放煤炭的暗立井。其中高度不大、直径较小的溜井成为溜煤眼。,2、水平巷道,水平巷道的长轴线与水平面近似平行，如平硐、平巷和石门等。 平硐：是地层中开凿的直通地面的水平巷道，作用类似于立井，有主平硐、副平硐、排水平硐和通风平硐等。 平巷：是地层中开凿的、不直通地面、
5、其长轴方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。 石门：是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层走向垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门、采区石门等。,3、倾斜巷道,倾斜巷道的长轴线与水平面与水平面有一定夹角，如斜井、上山、下山和分带斜巷等。 斜井：是地层中开凿的直通地面的倾斜巷道，作用类似于立井，分主斜井和副斜井。 上山：位于开采水平以上，为本水平或采区服务的倾斜巷道。 下山：位于开采水平以下，为本水平或采区服务的倾斜 巷道。 按所在岩层层位分为煤层上下山和岩石上下山； 按用途和作用分为轨道上下山和通风行人上下山。,4、硐室,硐室：有专门用途、在井下开凿
6、和建造的断面较大且长度较短的空间构筑物，如绞车房、水泵房、变电所和煤仓等。,二、矿井生产系统,矿井生产系统：由完成特定功能的设施、设备、构筑物、线路和井巷的总称，由矿井的运煤、通风、运料、排矸、排水、动力供应、通讯、监测等子系统组成。,开拓巷道 开拓巷道：为井田开拓而开掘的基本巷道，是为全矿井 、一个开采水平或若干采区服务的巷道，服务年限较长，如主副井、主运输石门、阶段运输大巷、阶段回风大巷、风井等。 开拓巷道的作用在于形成新的或扩展原有的阶段或开采水平，为构成矿井完整的生产系统奠定基础。,准备巷道 准备巷道：为准备采区、盘区或带区而掘进的基本巷道。准备巷道是在采区、盘区或带区范围内，从已开掘
7、好的开拓巷道起，到达区段或分带斜巷的通路，这些通路在一定时期内为全采区、盘区或带区服务，或为数个区段或分带服务，如采区上下山、采区或带区车场、变电所、煤仓等。 准备巷道的作用在于准备新的采区、盘区或带区，以便构成采区、盘区或带区生产系统。,回采巷道 回采巷道：是形成采煤工作面及为其服务的巷道，如区段运输平巷(顺槽)、区段回风平巷(顺槽)和开切眼。 回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作面，并进行生产。,矿井巷道开掘的原则是尽量平行作业，尽快沟通风路。,2、井巷开掘顺序,第一节 采区巷道布置及生产系统,一、采区巷道布置二、主要生产系统三、采区内巷道类型四、区段参数,一、采区巷道布置1、适用条件近水
8、平、缓（倾）斜和中斜煤层；薄、中厚及厚煤层；地质构造简单，瓦斯涌出量小。,（2）巷道布置特点 上山、区段平巷、联络巷沿煤层布置； 车场及硐室布置于岩层中。,（3）按用途及服务方法分类,3、巷道掘进顺序 原则：（1）巷道掘进尽快构成通风系统（2）尽量采用平行作业 掘进：双巷布置与掘进，向采区两翼边界同时开掘第一区段工作面运输平巷和第二区段工作面回风平巷，回风平巷超前运输平巷约100 - 150m掘进，两巷道间每隔100m左右用联络巷连通，沿倾斜方向两巷道间的煤柱宽度一般8 - 20m。采深较小、煤层较硬和较薄时取小值，反之取大值。,二、主要生产系统,运煤系统通风系统运料排矸系统供电系统压气和供水
9、系统,三、采区内巷道类型,回采巷道：直接为回采工作面服务。准备巷道：上山巷道：为各区段、整个采区服务。采区上、中、下部车场：联结上山与平巷。 硐室：绞车房、变电所、煤仓等。联络巷：附属于上述各类巷道。,1）双巷布置的优点（1）掘进通风容易； （2）安全好进出掘进面有两个出口，对回采也有避灾出口；（3）可超前勘探煤层变化，利于为机巷定向；（4）泄水方便；（5）易送物料到机巷（安装维修）；（6）为上、下采面及时接替创造条件 。,2）双巷布置缺点 （1）下区段风巷受采动影响，维护时间长且困难；（2）若设备放在下区段风巷内，需重新移置电路和油管等；（3）损失区段煤柱。,区段平巷双巷布置，留煤柱20-3
10、0m ，回采时回收部分煤柱。适用：区段数目少；矿压大，不宜跳采时，增加了平巷及联络巷的工程量。,（2）区段平巷双巷布置，回收部分煤柱,2、一条半巷布置 上区段机巷掘出，下区段风巷掘一半 。 优点：同双巷布置，利于接替，一半长巷道易维护。,3、单巷布置,（上图）分巷布置， 10o 时，下行风，设备在上巷，可用于低瓦斯矿井。 （下图）设备在机巷，要求机巷大断面。,（1）特点：沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷沿空掘巷。,（2）沿空掘巷时回采面接替顺序,区段跳采接替优点：区段跳采接替方便；巷道掘进量少。缺点：生产分散；“孤岛”采煤矿压显现强烈；适用：采区区段数目多。,区段顺序接替单面保持
11、采区产量，区段顺序接替。,4、沿空留巷,沿空留巷（巷旁充填）：采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道。前进式沿空留巷：采面前进式回采，沿采空区留出平巷。后退式沿空留巷：采面后退回采，沿采空区留出平巷，为下区段服务,往复式沿空留巷沿空留巷适用：薄及中厚煤层。沿空留巷比较困难，一度呈下降趋势，近年在试验。,长壁放顶煤采煤法：开采缓斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面的煤，随即放采上部顶煤的采煤方法。特点：1、工作面前部采煤机割煤与普通综采相同；2、增加了放顶煤系统和装备,即放煤尾梁、后部刮板输送机及相应的操作系统。,一、长壁放顶煤采煤法,高位放顶煤液压支架,高位放顶煤液压支架（平顶山、潞安曾经用过）放煤
12、与采煤机割煤共用一台刮板输送机煤尘大、采放不能平行作业、煤炭采出率低等，已淘汰。,中位放顶煤液压支架,采煤机割煤和放顶煤各用一台刮板输送机 煤尘大、采出率较低，是一种过渡形式，已淘汰,低位放顶煤液压支架,采煤机割煤和放顶煤各用一台刮板输送机放煤口为整个支架尾梁后输送机铺在底板上，煤尘小，煤炭采出率高，目前广泛使用。,1、放煤步距通常指两次放煤工序之间，综采面推进方向的前进距离，为采煤机截深的整数倍。有：一刀一放、二刀一放两种；合理选择放煤步距，对提高煤炭采出率、降低含矸率是至关重要的。放煤步距与顶煤厚度、顶煤冒放性、顶煤硬度、煤层的顶板条件及采煤机截深等有关。,二、放煤步距、采放比、放煤方式的
13、确定,放煤步距太大(a)：顶板方向的矸石先于采空区后方的煤达到放煤口，中下部顶煤被甩在采空区。,放煤步距太小(c)：采空区方向的矸石先于上部顶煤到达放煤口，上部顶煤丢失到采空区。,1、优点单产高，效率高；系统简单，巷道掘进率低，掘进费、维护费低；搬家少，节省了工作面安装和拆迁费；材料、动力消耗少，成本低。 2、缺点采出率相对较低，煤损大；易自然发火；瓦斯隐患较大，治理难度大；煤尘大。,一、综采放顶煤采煤法评价,二、适用条件1、煤层厚度以 5 12m为佳，控制采放比1：3之内。2、煤层硬度系数小于3较为有利，层理节理发育煤层大于3也可采用，否则需采取辅助措施预裂顶煤。3、煤层结构：过厚过硬的夹矸
14、影响顶煤放落，单层夹矸厚大于0.5m或f大于 3时，需采取预裂措施，顶煤中的夹矸总厚度不宜大于顶煤厚度的10 15%。4、煤与瓦斯突出危险煤层不宜采用放顶煤开采。,4、评价及适用优点：在掩护支架下作业相对安全；巷道布置简单，掘进率低； 材料消耗低； 产量相对较高。 缺点：支架结构不完善，不能调节宽度； 如有淋水，劳动条件差； 支架安装、拆除工作量大。 适用： ，M= 2 6m,三、急倾斜特厚煤层水平分段放顶煤采煤法,水平分段放顶煤采煤法 在急斜煤层中，按一定高度分成若干个分段。在分段的底部布置采煤工作面，先采出底部工作面的煤，随即放出上部顶煤的方法。 适用：急斜特厚煤层。 1、水平分段放顶煤综
15、采,一、采煤方法选择的原则,二、采煤方法选择的影响因素,1. 地质因素：1）煤层倾角；2）煤层厚度；3）煤层及围岩的岩性；4）煤层地质构造及可采块段大小；5）煤层的含水性、瓦斯涌出量及煤的自燃倾向性。,二、采煤方法选择的影响因素,2.技术因素 1)技术发展和装备水平对采煤方法的选择影响很大。 2)采煤方法的选择时应考虑不同的装备水平工艺方式。 3)顶板管理和支护技术发展也影响采煤方法的选择。 4)各种不同类型的支架也是采煤法发生了变革。,二、采煤方法选择的影响因素,3.经济与管理因素： 不同的采煤工艺方式和不同的技术层次的采煤方法对管理水平的要求不提高了不少。4.技术政策、法律和规程： 选择采煤方法时，必须严格遵守国家当前发布或执行的相关技术政策。,二、采煤方法选择的影响因素,一、上山位置,单一煤层：岩层中，煤层中；煤层群：联合布置：煤组上部、中部和下部 岩层中，煤层中,一、上山位置,(一)煤层上山1. 煤层上山特点：优点：1) 掘进速度快，联络巷工程少，费用低；2) 可超前探煤。缺点：1) 当变化大时，坡度对输送机不利；2) 需留煤柱保护；3) 上山围岩是煤和煤层顶底板，维护条件差；4) 上山与平巷的层面交叉，需开绕道；5) 受采动影响大。,
