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煤矿采掘技术绪论一、采掘的概念采掘是采煤和掘进两项工作的合称，采即采煤，掘即掘进。采煤工作是在采场进行的，是指将煤炭从煤层上破落下来、装载并运出采场的工作，矿井生产的煤炭绝大部分来自采场；掘进工作是在掘进工作面进行的，是指将岩石从岩层上破落下来、装载并运出掘进工作面的工作，掘进工作是为了形成矿井巷道。二、采掘在矿井生产中的地位以及采掘技术发展对矿井生产的影响采、掘是矿井生产的两大中心任务，采掘技术是矿井生产技术的核心。采掘技术的发展不仅关系到矿井的产量、效率、效益，更决定着矿井安全、节能与环保的水平。 三、采掘关系 在矿井生产中，采煤是目的，掘进是为采煤服务的；掘进工作是按照采煤的要求进行的，采煤工作受掘进工作的制约；采煤产生效益，掘进消耗效益；掘进工作量由巷道系统决定，巷道系统不仅与采煤方法有关，而且直接影响矿井安全。 第一部分 矿井开采技术矿井开采技术主要由两部分内容组成，一部分是采煤工艺技术，另一部分是矿井开采系统技术。矿井开采系统根据其服务范围分为采煤系统（回采系统）、准备系统和开拓系统，因为回采系统和采煤工艺密切相关，习惯上将回采系统和采煤工艺合称采煤方法。因此，矿井开采技术也就分为采煤方法和开采系统两部分。第一章 采煤方法及其发展第一节 采煤方法概述一、采煤方法的概念及分类 （一）采煤方法的概念 采煤方法，简单讲就是从采场采出煤炭的方法。 采煤方法包含两方面内容：一是回采巷道和其中生产系统的布置方式，即所谓采场的采煤系统（回采系统）；一是采场落、装、运、支、处等工序进行的方式和各工序之间在时间、空间上的配合方式，即采煤工艺。 （二）采煤方法分类 就采煤系统而言，目前在世界范围内使用的采煤方法有两大体系，一是长壁体系，一是房柱体系。 就采煤工艺而言，按机械化程度分为“炮采”、“普采”、“综采”，虽然这些概念都来自于长壁体系，但我认为也可以用于房柱体系。 就采空区处理方式而言，采煤方法分为充填法、垮落法、煤柱支撑法。 采煤方法分类远不止这些，采煤工艺和采煤系统是由煤层开采条件决定的。煤层开采条件包括煤层厚度、倾角，煤层结构与构造，煤层稳定性，煤层埋藏深度，煤层顶底板条件，煤层瓦斯、自燃条件，煤尘爆炸性、矿井水文条件、矿区环境（生态）条件等。 煤层开采条件不同，采煤方法不同。影响采煤方法的主要因素是煤层厚度和倾角。按煤层厚度和倾角条件，采煤方法有：薄煤层采煤方法、中厚煤层采煤方法、厚煤层采煤方法、缓倾斜煤层采煤方法、倾斜煤层采煤方法、急倾斜煤层采煤方法等。 同一种煤层还有多种采煤方法，如厚煤层有倾斜分层采煤方法，放顶煤采煤方法等。 彬长矿区由于煤层厚度和赋存条件，大多都采用放顶煤开采和分层开采。 二、采煤工艺 采煤工艺是指在采场内采煤工作（工序）进行的方式和相互之间在时间和空间上的配合方式。 采煤工作是指落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等工作。其中落煤、装煤、运煤为主要工作，支护和采空区处理为辅助工作，过去把这两项工作合起来叫顶板管理，现在这种叫法已经不能完全反映其内涵。 进行采煤工作的场所叫采场，直接采取煤炭的煤壁面叫采煤工作面。 采煤工作是靠采煤装备完成的，这种装备称为采煤工艺装备。采煤工艺装备是采煤技术的核心，它影响和制约着整个采煤技术的发展。 按照采煤工艺装备，采煤工艺分为炮采、普采和综采。 1.炮采 以爆破落煤、人工装煤、可弯曲刮板输送机运煤、单体支架支护顶板的一种采煤工艺。 2.普采 以滚筒采煤机落煤和装煤、可弯曲刮板输送机运煤、单体支架支护顶板的一种采煤工艺。 3.综采 以滚筒采煤机落煤和装煤、可弯曲刮板输送机运煤、自移式液压支架支护顶板的一种采煤工艺。综采是一种先进的采煤工艺，发展很快。 三、采煤系统 采煤系统是指直接为采场采煤工作服务的巷道系统和在其中建立的煤炭运输系统、辅助运输系统、通风系统、排水系统等生产系统和生产辅助系统的统称。 目前所使用的采煤系统有两大类：长壁系统和房柱系统。 1.长壁系统 最常见的长壁采煤系统如图1-1所示。巷道系统由采场（切眼）和两条顺槽组成，煤炭运输系统由工作面刮板机和安装在运输顺槽中的运输设备（转载机、可伸缩带式输送机）组成，辅助运输由设在回风顺槽中的辅助运输设备（轨道矿车或非轨道运输设备）担负。图1-1 走向长壁综采面采煤系统图 1绞车房回风斜巷；2采区回风石门；3绞车房；4采区上部车场； 5采区中部车场；6联络巷；7区段运输顺槽；8，10区段回风顺槽； 9开切眼 特点：采场长度大，采煤工作只要在时间和空间上进行合理安排、相互配合，可以实现各工序平行作业、连续工作； 工作面生产的煤炭平行于工作面运输；采场具有完整的通风系统，通风效果好； 煤柱少、掘进量小、效率高。 2.房柱采煤系统 图1-2所示为一连续采煤机房柱采煤系统，是一典型的房柱系统。 特点：采场是由若干个掘场组成，采煤工作面短，采煤工作在一个掘场内不能平行作业、连续工作； 工作面生产的煤炭垂直于工作面运输； 作业点没有完整的通风系统，通风效果不好； 掘进量大、煤柱多、效率不高。 图1-2 连续采煤机房柱采煤系统及采煤工艺过程图1连续采煤机；2锚杆机；3转车点；4纵向风障；5运煤车；6风帘； 7铲车；8给料破碎机；9防火帘；10移动变电站；11永久风墙； 12带式输送机 四、采空区处理方式 采矿空间不可能连续不断、永久的用指护装备支撑下去，有两个原因：一是没有那么多的设备，也投资不起；二是即便想这么做，也达不到预期的效果。 进行采空区处理的目的有两个：一是保证开采过程中采场及周围巷道安全；二是满足环境保护的要求。 采空区处理的方式有三大类：垮落法、煤柱支撑法和充填法。 1.垮落法 分全部垮落法和部分垮落法 2.煤柱支撑法 煤柱的留法很多，煤柱支撑有临时支撑，如房柱采煤法中的房柱法中的煤柱；也有永久支撑，如“三下”开采中的条带煤柱。 3.充填法 有全部充填和部分充填之分。 实际上煤柱法、充填法与垮落法经常是同时使用的，如何留煤柱、充填到什么程度和垮落多少都是由顶板条件和环境保护要求决定的。 第二节 采煤方法的发展概况矿井开采技术的发展以采掘工艺装备机械化发展为龙头和主要标志。 建国以来，我国的采煤机械化发展大致经历了以下四个阶段： 第一阶段：建国初期至1965年，是开始发展采煤机械、推行长壁采煤阶段 特征： 1.引进并试制成功了苏联的截煤机、顿巴斯联合采煤机、刮板输送机、装煤机、装岩机、抓岩机等采、掘、运设备； 2.改革了采煤方法，推行了长壁采煤方法。 成果： 1. 实现了采用爆破落煤、人工装煤、小功率刮板输送机运煤、木支架支护顶板的炮采长壁采煤工艺，这是一种最原始的炮采工艺； 2.推行了正规循环作业的生产管理方法。 第二阶段：19651975年，是发展长壁采煤机械化阶段 特征：以发展滚筒采煤机和可弯曲刮板输送机为主。 成果： 1. 1964年，首次实现了用滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机和M-20型摩擦支柱配套的普通机械化长壁采煤工艺，顺槽运输采用吊挂式胶带输送机。促进了我国采煤机械化的发展； 2. 使采区结构和巷道布置发生了相应变化。 第三阶段：1975年至上世纪末期，是发展长壁综采阶段 特征：以自移式液压支架为主的“综采” 装备的引进和国产化，推广“综采”及大规模矿井技术改造：1973年和1978年我国两次成批引进国外综采设备，后逐步实现了综采设备国产化并形成了一定的配套生产能力，“综采” 得到快速推广。 成果：1990年全国有综采工作面200多个，平均年产量已超过60万t ，有相当一部分工作面年产量超过百万t ，最高年产量已达到200多万t 。 第四阶段：从1996年开始，是发展高产高效（安全高效）及复杂条件综合机械化采煤技术阶段 随着改革开放进一步深入，一些条件好的矿井全面引进西方发达采矿国家的现代化采矿技术装备及管理方法，取得的巨大经济、社会和环境效益，极大地刺激和带动了我国采矿技术的全面发展。在这一时期，国产综采装备发展迅速，发展的主要特点是：设备重型化、能力大型化、运行可靠化、适用条件多样化和复杂化等。不仅使缓倾斜中厚煤层综采装备水平得到全面提升，更重要的是发展了放顶煤综采装备、大倾角综采装备、大采高综采装备等。 进入21世纪，我国采煤技术装备和矿井生产管理的发展已经达到了一个新的水平，一些先进的矿井率先迈入了世界先进行列，成为具有世界一流水平的矿井。这些矿井的建成标志着我国现代化矿井的建设和高速发展的开始。 目前，我国已进入现代化矿井建设与发展阶段。 现代化矿井与高产高效矿井的不同在于对安全、环境保护、节能等指标有更高更全面的要求。 第二章 矿井开采系统及其发展第一节 矿井开采系统所谓矿井开采系统是指矿井巷道系统和以此为基础，在其中建立的为开采服务的各种系统的总称。 矿井巷道系统由各种巷道组成的由地表到达矿体的通道。 矿井生产系统煤炭运输系统、辅助运输系统、通风系统、行人系统、排水系统、供电系统、供水系统、通信系统、安全保障系统等。 一、 井田划分井田划分是建立矿井开采系统的前提。井田划分是为了便于开采，即便于布置采煤工作面和建立开采系统，因此井田划分以采煤方法和开采系统为依据。 （一）几个概念 煤层单元为了便于开采，需要将煤层进行逐级划分，形成不同大小的煤层范围，将所划出的一定范围内的煤层叫煤层单元。 煤田在同一地质年代形成的大面积含煤地带。煤田内煤层是最大的煤层单元。 井田在煤田内，划归一个矿井开采的部分。 矿井开采是在井田范围内进行的，井田是矿井开采的最大煤层单元，矿井开采设计是从井田划分开始的。 （二）井田划分方式 根据煤层赋存条件，井田划分方式一般有以下两种： （1）井田划分为阶段 （2）井田划分为盘区 （三）井田划分为阶段 （1）划分程序。井田-阶段-采区-区段或井田-阶段-条带 （2）几个概念 阶段在井田范围内按一定标高将煤层划分为若干走向长条，每个长条为一阶段。 采区在阶段内沿走向将煤层划分成若干块段，每一块段为一个采区。 区段在采区范围内沿倾斜将煤层划分为若干走向长条，每个长条为一区段。区段是最小的煤层单元，在区段内可以布置工作面进行开采，所以也叫回采单元。 条带在阶段内沿走向将煤层划分成若倾斜长条部分，每一部分为一个条带。在条带内也可以布置工作面进行开采，所以也叫回采单元。 （四）井田划分为采区或盘区 （1）划分程序。井田-采（盘）区-区段（条带） （2）盘区的概念 在井田内划分的相当于采区大小的一个区域。就划分程序而言，盘区与采区有大的区别，就单元功能讲，盘区与采区完全相同。或者说盘区与采区的内涵相同，但外延不同。 二、矿井开采系统 进行井田划分是为了便于开采，而要有计划的将井田内煤层采出，使划分具有实质意义，必须建立完善的矿井开采系统。 矿井开采系统是矿井巷道系统与在其中建立的生产及生产辅助系统的统称。 1.矿井巷道系统 是由不同类型的巷道组成的。 1）巷道分类 按倾角分为垂直巷道、倾斜巷道、水平巷道 按服务范围分为开拓巷道、准备巷道、回采巷道 按围岩特性分为煤层巷道、岩石巷道、半煤岩巷道 2）巷道命名 按用途命名 按装备命名 按倾角命名 3）巷道布置要求 巷道设计包括断面形状和尺寸、角度（坡度）、方位等 巷道布置必须满足生产系统布置的要求。主要是煤炭运输、辅助运输和通风的要求。 2.煤炭运输系统 煤炭运输系统是矿井生产最重要的系统。 常用的煤炭运输系统有两大类： 1）轨道（窄轨）运输 主要设备：轨道、电机车（绞车）、矿车 轨道：600mm、900mm 电机车：架线电机车、蓄电池电机车 特点：可以担负全部运输任务，系统复杂，间断运输 2）胶带运输 主要设备：胶带输送机 特点：连续运输，运输能力大。 3.辅助运输系统 辅助运输一般包括设备运输、材料运输、矸石运输、人员运输等。 常用的辅助运输系统有以下几类： 1）轨道运输 2）无轨运输 3）其他运输 4.通风系统 是由风机和通风设施组成的。风机提供通风动力，保证风流正常流动；通风设施保证风流按设计风量和线路分配和流动。第二节 矿井开采系统的发展 一、巷道系统的发展 岩石巷道煤层巷道 二、煤炭运输系统发展 由轨道运输胶带运输 三、辅助运输系统发展 窄轨（道）运输非窄轨（道）运输 非窄轨（道）运输指无轨运输和其他运输 其他运输指单轨吊运输、齿轨车运输、套胶轮运输、卡规车运输等。 四、煤层开采单元划分 煤层单元参数由小大适当 煤层单元参数由工作面参数决定，工作面参数由工作面采煤工艺装备决定。 煤层单元参数也受矿井开采系统装备制约，主要是煤炭运输装备和辅助运输装备。强力胶带运输和非窄轨运输装备的发展是提高煤层单元参数的保证。 煤层单元参数增加会带来很多好处，如减少煤柱量，提高煤炭回收率；减少工作面、采区、开采水平接续的频度等。 煤层单元参数增加也会带来一些不利影响，如增加巷道维护工程量，增加工作辅助时间等。 理性考虑煤层单元参数应该有一个合理值，这个合理值需要进行研究。 煤层单元参数确定也受自然条件限制，主要是煤层倾角，构造和瓦斯、水、自然发火等。 第三章 长壁综采技术第一节 综采面采煤工艺 一、综采的概念 1综采的定义 综采是综合机械化采煤工艺的简称，因依靠采煤机、可弯曲刮板输送机和自移液压支架三种机械装备有机配合来完成工作面落煤、装煤、运煤、支护和（采空区处理）五项工作（工序），实现了采煤工作的完全机械化而得名。具体说综采就是利用采煤机落煤和装煤，利用可弯曲刮板输送机运煤，利用自移液压支架进行支护和采空区处理的一种采煤工艺。 综采是在炮采、普采的基础上逐步发展而来的，炮采、普采、综采是长壁采煤由运煤机械化，落、装、运机械化到全部工作机械化发展所经历的三个重要阶段，目前在我国炮采、普采和综采三种工艺并行，分别用于不同煤层条件、不同经济条件和不同规模的矿井。综采是长壁采煤方法中机械化程度最高的一种采煤工艺。 2综采面主要装备及布置 我国使用最多、效果最好的综采装备是由双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机和自移式液压支架组成的配套装备。最常见的综采面布置形式如图3-1所示。 3综采面采煤工作 （1）落煤与装煤。沿工作面往复行走的采煤机在行走和摇臂的摆动中，依靠前后两个滚筒的旋转、截齿不断切入煤体而破煤；破落的煤炭依靠采煤机滚筒的旋转，在与滚筒同轴的弧形挡煤板配合下将其沿滚筒上的螺旋沟槽顺滚筒轴线方向向外推出，装入可弯曲刮板输送机上。 （2）运煤。沿工作面布置的可弯曲刮板输送机将采煤机破落并装入其上的煤炭沿工作面运至端头，并装入运输顺槽中的运输装备上。 图3-1 走向长壁综采面主要装备及布置1一运输平巷；2一胶带输送机；3一转载机；4一破碎机；5一电缆车； 6一磁力开关； 7一泵站；8一回柱绞车； 9丛柱；10刮板输送机； 11一液压支架；12采煤机；13一回风平巷；14一超前支护 （3）支护与回收支架。沿工作面全长布置的自移式液压支架，依靠液压系统实现升降和移动，完成支架支设回收重新支设的周期性工作，将支护与回收支架合二为一，实现机械化。 4综采面采煤工艺过程 综采面落煤与装煤作业都由采煤机完成，简称为割煤；煤炭运输作业由刮板机完成，刮板机既是运煤装备，又是采煤机的支撑和行走机构的组成部分，为了保证采煤机能够连续正常割煤，刮板机必须及时移至煤壁，移动刮板机的作业简称为移溜；支护与支架回收作业均由液压支架完成，简称为移架。可见综采面的五项采煤工作被简化为割煤、移溜和移架三项作业。这三项作业按一定顺序进行就形成了综采面的采煤工艺过程。常见的采煤工艺过程有以下两种安排方式： （1）按照割煤移架移溜的顺序安排。 （2）按照割煤移溜移架的顺序安排。 二、综采面采煤工艺技术 1双滚筒采煤机割煤方式 通常把采煤机沿工作面将煤层全厚割完一次称为进一刀。将一刀割煤的深度称为截深。把采煤机在工作面往返行走时的状态和进刀数相结合称为割煤方式。双滚筒采煤机在正常工作时，一般前滚筒沿顶板割煤，后滚筒沿底板割煤（如图3-2所示），行走一趟就可完成一刀割煤任务。如果采煤机在往返中都在割煤，那么一个往返就可以完成两刀割煤任务，这种割煤方式称为双向割煤往返进两刀。如果采煤机在往返中只有一趟在割煤，一趟空行，那么一个往返就只能完成一刀割煤任务，这种割煤方式称为单向割煤往返进一刀。 图3-2 综采面双滚筒采煤机割煤（1）单向割煤。采煤机上 （下）行割煤，滞后采煤机23个液压支架进行移架，直至端头；采煤机下（上）行清理浮煤，滞后采煤机10l5m进行移溜，采煤机往返一次进一刀，工作面推进了一个截深。单向割煤方式适用于：煤层倾角大，只能自下而上移架或自下而上移溜的综采面；煤层厚度大，采煤机不能一次采全高的综采面；采煤机装煤效果差的综采面。 （2）双向割煤。采煤机上 （下）行割煤，滞后采煤机23个液压支架进行移架，滞后采煤机1015m进行移溜，直至端头；采煤机在端头进刀后，下（上）行割煤、移架、移溜。往返一次进两刀，工作面推进了两个截深。 这种割煤方式多用于煤层赋存稳定、倾角较缓和厚度适合于采煤机一次采全高的条件。 2采煤机进刀方式把采煤机割完一刀煤后，滚筒重新进入煤体的过程称为进刀，把完成这个过程的方式叫进刀方式。常用的采煤机进刀方式有斜切进刀、钻入进刀、预做缺口推入进刀等。综采面双滚筒采煤机多采用斜切进刀方式，常用的斜切进刀方式有以下两种： （1）端部割三角煤斜切进刀。其进刀过程如图3-3所示。 采用端部斜切进刀、双向割煤时，要求工作面上、下顺槽要有足够宽度，能使刮板机机头、机尾尽量伸向顺槽内，以保证采煤机能在无人工缺口的情况下割通工作面。 （2）中部斜切进刀。其进刀过程如图3-4所示。 图3-3 综采工作面双滚筒采煤机割三角煤斜切进刀过程（a）起始；（b）上行切入煤壁并移直输送机；（c）下行割三角煤；（d）上行准备正常割煤 ；1双滚筒采煤机；2一刮板输送机图3-4 综采面中部斜切进刀过程（a）采煤机向左割煤至左端；（b）采煤机空返至工作面中部后切入煤壁； （c）采煤机向右正常割煤至右端头，同时将左半段刮板机移近煤壁； （d）采煤机空返至中部后向左割煤至左端，同时将右半段刮板机移近煤壁 中部斜切进刀的特点是：刮板机的弯曲段在工作面中部，左半段割煤时，右半段移溜；右半段割煤时，左半段移溜。与端部斜切进刀相比，中部斜切进刀可减少进刀作业时间，但只能用于单向割煤，且工程质量不易保证。 3液压支架的支护方式 在综采面，把移架与移溜操作的配合方式叫支护方式。一般综采面的移架和移溜是通过在支架底座与刮板机之间的液压千斤顶的伸缩来实现的。支架与刮板机在移动时互为支点。 如果在采煤机正常割煤时千斤顶处于完全伸出状态，在支架底座前端与刮板机之间有一个相当于千斤顶一个行程的距离，在割完煤后，可以先进行移架，完成移架后，再进行移溜。由于这种配合方式能够保证在采煤后对暴露的顶板进行及时支护，因此称为及时支护。及时支护适用于煤层顶板条件较差的工作面。 相反，如果在采煤机正常割煤时千斤顶处于完全收缩状态，支架底座前端与刮板机之间无间隙，则只能先移溜，移好溜后再移架，这种配合方式称为滞后支护。滞后支护适用于煤层顶板条件较好的工作面。 4移架方式 按同时移动的液压支架数目和顺序，液压支架的移架方式可分为依次顺序式、分组交错式和成组整体顺序式三种方式。 （1）依次顺序式。按顺序依次移动支架，每次移动一台。这种方式操作简单，质量容易保证，但移架速度慢，适用于采煤机割煤速度慢的工作面。 （2）分组交错式。将35台支架分为一组，组内支架按顺序移动，组间平行前移。这种移架方式速度快，适应于顶板较稳定的高产工作面。 （3）成组整体顺序式。将23台支架分为一组，组内支架同时前移，组间顺序前移。这种方式移架速度快，对移架技术要求高，适用于顶底板条件好的工作面。 5端头支护 工作面端头是指工作面与顺槽连接处附近的区域，这个区域是人员与设备出入工作面的出入口。一般端头设备和人员集中、控顶面积大、矿山压力复杂，而且随工作面推进，需要不断在这里拆除和更新顺槽中的支护，作业量大。端头支护即指这个区域的支护。端头支护是工作面顶板管理的重要内容之一，对工作面安全生产和设备能力的发挥有很大影响。常用的综采工作面端头支护方式有以下三种： （1）用单体支柱与长钢梁组成迈步抬棚支护。 （2）用专用的自移式端头液压支架支护。 （3）用与工作面相同的液压支架支护。 第二节 走向长壁综采面采煤系统一、采煤系统的构成 采煤工作面的采煤系统由直接为工作面服务的巷道系统、煤炭运输系统、辅助运输系统、通风系统、排水系统、供电系统、行人系统等组成。图5所示为一基本的走向长壁综采面采煤系统。图3-5 走向长壁综采面采煤系统图1绞车房回风斜巷；2采区回风石门；3绞车房；4采区上部车场； 5采区中部车场；6联络巷；7区段运输顺槽；8，10区段回风顺槽； 9切眼 二、采煤系统布置要求 采煤系统的布置，最主要的是巷道系统的布置。巷道系统布置是按照煤炭运输、辅助运输、通风、排水等其他主要系统布置的要求进行的。 1巷道系统布置要求 巷道的坡度 巷道方位 巷道断面 2生产及辅助系统布置要求 煤炭运输、辅助运输、通风、排水、供电等生产与辅助系统均布置在巷道之中，是巷道系统功能的实现。选择装备和布置这些系统时应该充分考虑巷道空间特点，按照巷道系统设计时的要求进行设备选型和安装。 1）煤炭运输系统布置要求 2）辅助运输系统布置要求 （1）轨道运输系统布置要求。 （2）无轨胶轮车运输系统布置要求。 3）通风系统布置要求 4）排水系统布置要求 第三节 工作面生产组织与管理一、生产组织 1.作业方式 工作面采煤工作与准备工作的配合方式叫作业方式。作业方式与劳动制度有关。合理确定作业方式是为了保证采煤设备的正常使用和能力的最大发挥。常用的作业方式如下： （1）“三八”制：“两采一准”，“三班采煤，边采边准”。 （2）“四六”制：“三采一准”。 （3）“二九一六”制：两采一准。 2.劳动组织 劳动组织是指按照各项工作的工作量进行的人数安排，劳动组织的原则是各尽所能、满负荷工作，目的是提高工作效率。 在不断提高工人素质和技术熟练程度的基础上，积极推行兼职兼岗，为工作面减人增效创造了条件。 一般一个工作面生产班配9个人，其中采煤机司机、溜子工、三机司机个2人，电工、班长、队长各一人。检修班15人，一个采煤队出勤人数42人。神东公司千万t面劳动组织见表3-1。 表3-1 神东公司千万吨工作面劳动组织表我矿ZF2811工作面劳动力组织序号工种或职务采煤班采煤班电钳班维修班合计1队长112副队长443技术员224材料员115核算员116验收员117班长、副班长222288采煤机司机22/49采煤机监护工11/210采煤机检修工/3/311支架工22/412支架检修工/3/313放煤工22/414前、后刮板机司机22/415刮板机检修工/4/416转载机司机11/217转载机处清煤11/218移溜工11/219泵站工11/220泵站检修工/2/221正、付端头工55/31322清煤工44/823运料工/3324注油工/1/125电工116/826皮带机司机11/227皮带机检修工/5/528巡巷工11/229注氮工111/330空压机司机/1131巷道维修工/141432无极绳绞车司机/1133管道工/2/234学徒114/6合 计29293324125 二、生产管理技术 1.工作面过断层顶板管理技术 一般为了减少工作面搬迁次数，当断层落差小时，采用强制过断层；遇到坚硬岩层要用爆破松动方式松动岩层，然后让采煤机截割通过； 过断层带支架应带压移动；为了减少过断层截割量，应降低采高；应注意断层水，采取探水措施。 2.来压期间顶板管理技术 保证工作面质量，做到“三直、两平、两畅通”；保证支架初撑力；保证液压系统压力；减小端面空顶距，及时支护；加快推进速度，避免停采。 3.工作面超前平巷超前支护技术 点柱支护、棚子支护，专门的超前支护支架支护。 三、工作面正规循环作业 长壁采煤工作面的采煤工作是周而复始进行的，把这种工作进行方式叫循环作业，其中完成一个周期叫一个循环。如果在规定时间保质保量完成一个循环叫正规循环。 由于受煤层条件、工作面设备条件以及矿井其他环节和系统等影响，并不是每个循环都能按期完成，超期完成的循环叫非正规循环。 工作面的循环作业为工作面生产管理提供了方便，按照循环进行工作面生产管理对保证工作面的产量、效率、质量等十分有利。 用在计划期（月）内实际完成的循环数与计划的循环数的比值（用百分数表示）表示循环完成的情况，叫正规循环率，一般该值大于85%。 工作面的正规循环是按循环作业图进行的，循环作业图在时间和空间两维坐标系种规定了每一种作业的位置及其变化。 循环作业是工作面生产管理的重要依据。 四、工作面技术经济指标表 工作面条件以及生产情况都可以通过工作面技术经济指标反映出来，这些指标包括煤层厚度、倾角、工作面长度、推进长度、工艺装备的型号、主要技术参数、采煤工作面工艺参数（截深、采高、循环进尺）、工作面产量、效率、材料消耗等。 ZF2811工作面主要经济技术指标序号指 标单 位数 量备注1工作面走向长度m10502工作面长度m90.7中对中3机采高度m3.04放煤高度m5.55采放比1:1.836循环进度m0.87日推进度m6.48月推进度m1929煤层容重t/ m31.3710煤层倾角度0311循环产量吨692.412日产量吨5539.215月产量万吨15.516顶煤回收率%8517工作面最大控顶距mm610818工作面最小控顶距mm530819坑木消耗m3/万吨0.3720灰份%12.4421原煤含矸率%3破坏岩石很少，无使用价值)；0.75n1时，叫减弱抛掷漏斗；n0.75时，岩石只产生松动，不产生抛掷叫做松动漏斗。 n0.75时，漏斗坑将不能形成，一般认为n1时形成的漏斗坑体积最大，爆破作用最好：但n略大于l(约1.31.4)时，可减少清理坑内岩石的工作，而n略小于1(约为0.8）时，岩石不致飞散过远，使装岩容易进行。可见爆破作用指数应按爆破要求来选用。井巷掘进的爆破作用指数一般选用在0.81.0之间，掏槽眼可以稍大于1。 图4-2 两个自由面的爆破现象如果自由面不止一个，则应力波在各个自由面都能产生反射，也都能产生从自由面向药包中心的拉断破坏区。如图4-2 表示具有两个自由面的情况，两组反射波的交叉处无疑是要破坏的。因此增多自由面就可使炸落单位体积岩石的炸药消耗量降低，而且岩石的块度还比较小而均匀。有些资料认为，两个自由面的炸药消耗量只是一个自由面的60，三个自由面可以降低到40。实际上由于其它因素影响只能接近这个数字。因此，在爆破工程实践中，都必须使几个炮眼先爆发为后继炮眼的爆炸造成附加自由面，这种办法称为“掏槽”。 二、 长条药包的爆破特点掘进井巷时所打的炮眼是一些圆柱形的孔洞，所装炸药也是细长圆柱形，在爆破上称为长条药包。在两个以上自由面的情况下，长条药包容易做到破碎均匀。但在一个自由面的情况下，由于炸药在炮眼底部和接近炮眼口部的单位长度装药量都一样大，爆炸能量不能集中。因此，为了有效地进行掏槽，必须在炮眼布置上慎重考虑。具体办法是将掏槽眼排列得比较密些，或将两个以上的掏槽眼打成具有一定倾斜度并使眼底向一处集中，用以提高爆落单位体积岩石的装药量。图4-3 长条药包破岩情况长条药包，可以看作是若干个小的集中药包(图4-3)。最接近眼口的几段，由于抵抗线短，具有加强抛掷的作用；接近眼底的几段，由于抵抗线大，可能只具有松动作用，炮眼最底部的药包甚至不能形成爆破漏斗。总的漏斗坑形状就是这些漏斗的外部轮廓线，大致呈喇叭形。眼底破坏极少，形成“炮窝子”。通常把实际爆落深度与炮眼深度之比叫做炮眼利用系数(用拉丁字母表示)。 炮眼不装药部分必须进行良好的塞填。这样爆生气体作用时间长，有利于破碎岩石并能减少引爆沼气、煤尘的危险性。塞填材料常用土与砂混合的塑性炮泥。 炮眼方向不宜与最小抵抗线相重合，这点对低爆速炸药尤为重要。 三、 沼气矿井的安全爆破在煤矿中，一般都有以沼气为主的可燃易爆气体和有爆炸危险的煤尘。进行爆破时的温度最低也要接近2000，是否可能引起沼气煤尘爆炸?这是煤矿进行爆破必须解决的重要问题。 炸药爆炸可能引爆沼气煤尘的因素有三：空气冲击波，炽热的固体微粒和爆炸生成的高温气体。由爆轰激起的空气冲击波虽然具有很高的压力和温度，但由于作用时间非常短暂，不会将沼气加热到爆发温度。但是冲击波经过反射迭加，或沼气经过预热，则仍有引起沼气爆发的危险。因此，掘进工作面不得有阻塞断面1/3以上的物体，以免造成冲击波的反射；并且不能使用秒延期雷管，以防止先爆炮眼对沼气预热。炽热固体微粒是一些爆炸不完全的炸药颗粒或金属粉末。他们在空中飞散时可能氧化燃烧，本身冷却得又慢，对沼气加热的时间长，所以危险性也较大。因此煤矿炸药必须爆轰隐定可靠，含铝、镁等金属粉的炸药因增温作用大，绝对不能使用。不得在装药时任意加入金属丝或全属片。 爆炸生成气体的温度高、作用时间长，是引爆沼气最危险的因素，特别是含有游离氧、氧化氮等气体时，由于具有强氧化作用，易使沼气爆炸；含有游离氢、一氧化碳等气体时，它们接触空气时可能要燃烧产生二次火焰。因此煤矿炸药的氧平衡特别重要。变质炸药、起爆能不足的雷管都会因爆炸作用不完全而产生上述不良气体产物。所以禁止使用。此外，炮眼必须进行良好的塞填后才准放炮。 放炮前应检查工作面附近20m的沼气浓度，超过1就不能放炮。 在沼气矿井放炮必须使用煤矿许用炸药，在这种炸药中。一定要有消焰剂（食盐）用以降低爆温和阻断沼气爆炸反应。但消焰剂的掺量心须合适。掺量低了降温作用不明显。掺量高了又会恶化爆炸性能反而又影响其安全性。沼气爆炸危险大的矿井，采用一种不把大量食盐加入炸药之内，而把它置于两层包纸的夹层中的办法，这种药卷称为“被筒炸药”。但由于炮眼直径需要加大，夹层中的食盐可能移动或撒出等原因，使用得并不广泛。有一种在炸药内将食盐含量增加到304