采煤工艺与采煤方法.ppt

采煤方法与采煤工艺主讲人：单 位：采煤方法与采煤工艺Logo 煤层基础知识采煤方法与工艺内容1 采煤方法概念和分类 采煤工艺231 1Log1.煤层基础知识煤层的顶底板1.1 煤层的厚度及分类1.2煤层的产状1.3Logo1.1煤层的顶底板n n煤层是由泥炭层经煤化作用转变而成。n n煤层的顶底板的含义：位于煤层上面和下面的邻位于煤层上面和下面的邻近岩层称为煤层的顶、近岩层称为煤层的顶、底板。底板。n n煤煤层层顶底板的分类：顶底板的分类：自上而下可划分为：老自上而下可划分为：老顶、直接顶、伪顶、直顶、直接顶、伪顶、直接底、老底接底、老底 老顶伪顶伪顶直接顶直接顶老底老底直接低直接低Logo1.1煤层的顶底板n n煤层顶底板的构成：煤层顶底板的构成：n n老顶：是指位于直接顶或直接位于煤层之老顶：是指位于直接顶或直接位于煤层之上、难以垮落的厚而坚硬的岩层。通常由上、难以垮落的厚而坚硬的岩层。通常由坚硬的砂岩、石灰岩等岩层组成坚硬的砂岩、石灰岩等岩层组成n n直接顶：直接顶：直接顶是指位于伪顶之上或直接直接顶是指位于伪顶之上或直接位于煤之上（煤层没有伪顶时）的一层或位于煤之上（煤层没有伪顶时）的一层或几层岩层。几层岩层。n n伪顶：伪顶：是指直接位于煤层之上的较薄岩层，是指直接位于煤层之上的较薄岩层，破碎，随采随落。通常为炭质泥岩、页岩破碎，随采随落。通常为炭质泥岩、页岩等，厚度一般在等，厚度一般在0.5M0.5M以下以下n n直接底：直接底：指直接位于煤层之下的岩层。多指直接位于煤层之下的岩层。多为泥岩为泥岩n n老底：老底：指位于直接底或直接位于煤层之下，指位于直接底或直接位于煤层之下，由较硬的砂岩、石灰岩组成。由较硬的砂岩、石灰岩组成。Logo1.2煤层的厚度及分类煤层的厚度是指煤层顶底板之间的垂直距离。地下开采时煤层按厚度的大小可分为三类：薄煤层：厚度小于1.3米；中厚煤层：厚度1.33.5米；厚煤层：厚度大于3.5米；Logo1.3煤层的产状1.3.1 1.3.1 煤层的产状的含义：煤层的产状的含义：煤层在地壳中赋存的空间状态，称为煤层的产状。煤层在地壳中赋存的空间状态，称为煤层的产状。1.3.2 1.3.2 煤层的产状三要素（煤层的产状三要素（走向、倾向和倾角）走向、倾向和倾角）：走向：走向：倾斜煤层层面与任意水平面的交线（图倾斜煤层层面与任意水平面的交线（图 中中ABAB）称为走）称为走向线。向线。倾向：倾向：与走向线垂直向煤层下倾方向引出的射线（图中与走向线垂直向煤层下倾方向引出的射线（图中ODOD）称）称为倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线（图中为倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线（图中ODOD ）指示）指示的地理方位称倾向。倾向与走向相差的地理方位称倾向。倾向与走向相差9090倾角：倾角：倾斜线与其在水平面上之倾斜线与其在水平面上之投影线的夹角（图中的投影线的夹角（图中的），亦），亦称真倾角。称真倾角。1.3.1 煤层的产状的含义：煤层在地壳中赋存的空间状态，称为煤层的产状。1.3.2 煤层的产状三要素（走向、倾向和倾角）：走向：倾斜煤层层面与任意水平面的交线（图 中AB）称为走向线。倾向：与走向线垂直向煤层下倾方向引出的射线（图中OD）称为倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线（图中OD）指示的地理方位称倾向。倾向与走向相差90倾角：倾斜线与其在水平面上之投影线的夹角（图中的），亦称真倾角。Logo2.采煤方法概念和分类 采煤方法的概念2.1 采煤方法的分类2.2 采煤方法的概念2.1Logo2.1采煤方法的概念n n采煤方法：采煤方法：是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空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。间上的配合。两者之间相互影响相互制约。n n采煤系统：采煤系统：采煤巷道的掘进一般是超前于采煤工作进行的。采煤巷道的掘进一般是超前于采煤工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置系，称它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置系，称为采煤巷道布置系统。也即为采煤系统。为采煤巷道布置系统。也即为采煤系统。n n采煤工艺：在采煤工作面内按照一定的顺序完成各项工序采煤工艺：在采煤工作面内按照一定的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，称为采煤工艺过程程。n n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。Logo2.2采煤方法的分类水平分层采煤方法旱采水采壁式体系柱式体系柱式体系单一长壁放顶煤整层开采斜切分层水平分段放顶煤倾斜分层掩护支架分层开采整层开采整层开采房式房柱式倾斜短壁式走向短壁式走向长壁倾斜长壁走向长壁倾斜长壁下行垮落上行充填垮落刀柱Logo2.2.1采煤方法分类n n按工作面推进方向与煤层走按工作面推进方向与煤层走向的关系分：向的关系分：走向长壁采煤法走向长壁采煤法倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法(a)走向长壁，(b)倾斜长壁（仰斜），(c)倾斜长壁（俯斜）1、2运输、回风平巷；3采煤工作面；4，5运输、回风斜巷Logo2.2.1采煤方法分类按采空区处理方法分:全部垮落采煤法 煤柱支撑法 充填采煤法 煤柱支撑法Logo2.2.1采煤方法分类壁式体系采煤法按采煤工艺分类:爆破采煤法普通机械化采煤法综合机械化采煤法Logo2.2.2采煤方法分类n n柱式体系采煤法特点柱式体系采煤法特点:煤房比较窄煤房比较窄 5 5 7m7m，采掘合，采掘合一，煤柱支撑顶板一，煤柱支撑顶板 柱式体系采煤法分类:房式采煤法房柱式采煤法房柱式采煤法示意图1房；2-煤柱；3采柱Logo3.采煤工艺 采煤工艺概述3.1 爆破采煤工艺3.2 普通机械化采煤工艺3.3 普通机械化采煤工艺3.3 综合机械化采煤工艺3.4 采煤工艺概述 爆破采煤工艺 普通机械化采煤工艺 采煤工艺概述 爆破采煤工艺 综合机械化采煤工艺 普通机械化采煤工艺 采煤工艺概述 爆破采煤工艺Logo3.1采煤工艺概述n n采煤工艺的概念：n n采煤工艺：在采煤工作面内按照一定的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。n n采煤工艺的基本工序：破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理n n采煤工艺的分类：爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺、综合机械化采煤工艺。Logo3.2爆破采煤工艺n n爆破采煤工艺的概念：爆破采煤工艺的概念：简称简称“炮采炮采”。是指在长壁工作面用爆破方法破煤、。是指在长壁工作面用爆破方法破煤、人工装煤、输送机运煤和悬移支架支护的采煤工艺人工装煤、输送机运煤和悬移支架支护的采煤工艺n n爆破采煤工艺的优缺点：爆破采煤工艺的优缺点：优点：适应性强，各种条件的采煤工作面均可适用，优点：适应性强，各种条件的采煤工作面均可适用，所需设备少，初期投入小；所需设备少，初期投入小；缺点：工人劳动强度大缺点：工人劳动强度大 ，日产量及劳动生产率低，日产量及劳动生产率低 Logo3.2.1爆破落煤n n爆破落煤的工序：爆破落煤的工序：包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序n n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M1mM2.5mM=1-2.5mM2.5mn n炮眼布置图：炮眼布置图：（a）单排眼（b）双排眼（c）三排眼Logo3.2.1爆破落煤炸药毫秒雷管其他器材根据矿井的瓦斯等级，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；有煤与瓦斯突出危险工作面选用三级煤矿含水炸药选用15段合格的煤矿许用的毫秒雷管，桥丝为镍铬丝，铁脚线，电阻一般为5.56.0 发爆器采用最大起爆能力为200发的FD100Z/200Z矿用电容式发爆器爆破落煤器材Logo3.2.2装煤与运煤n n爆破装煤爆破装煤：爆破装煤率可达爆破装煤率可达31%31%37%37%n n人工装煤：人工装煤：人工装煤量主要有：输送机与新煤壁之间松散煤人工装煤量主要有：输送机与新煤壁之间松散煤安息角线以下的煤及崩落或撒落到输送机采空侧的煤安息角线以下的煤及崩落或撒落到输送机采空侧的煤n n 安息角：散料在堆放时能够保持自然稳定状态的最大角度安息角：散料在堆放时能够保持自然稳定状态的最大角度（单边对水平面的角度），称为（单边对水平面的角度），称为“安息角安息角”。n n运煤：运煤：工作面使用一部可弯曲刮板输送机工作面使用一部可弯曲刮板输送机 ，运输巷使用刮板输送机，运输巷使用刮板输送机和胶带输送机运煤和胶带输送机运煤 Logo3.2.3工作面支护和采空区处理n n支护形式支护形式：采用采用ZH2000/16/24ZZH2000/16/24Z型整型整体顶梁组合悬移液压支架体顶梁组合悬移液压支架,每架四柱每架四柱 Logo3.2.3工作面支护和采空区处理n n采空区处理采空区处理：采用全部垮落法处理采空区，要求冒落高度普遍大于采用全部垮落法处理采空区，要求冒落高度普遍大于1.51.5倍倍采高，当采空区冒落不充分（面积超过采高，当采空区冒落不充分（面积超过25m25m2）时，必须）时，必须采取加固支架、采空区充填措施或制定强制放顶措施采取加固支架、采空区充填措施或制定强制放顶措施 Logo3.3普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺 用机械方法破煤、装煤、输送机运煤和悬移支架支护的采煤工艺叫普通机械化采煤工艺（简称普采）。普采的特点：采用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同Logo3.4综合机械化采煤工艺综合机械化采煤工艺 在长壁工作面用机械方法破煤、装煤、输送机运煤和液压支架支护的采煤工艺叫综合机械化采煤工艺（简称综采）。综采的特点：落煤、装煤、运输、支护、采空区处理等工序全部实现机械化。它与普采最大的区别是：综采使用了自移式支架支护顶板，解决了支护人工操作的难题，实现了支护与采空区处理的机械化综采工艺优点：劳动强度低、产量高、效率高、安全条件好 Logo3.4综合机械化采煤工艺综采工作面主要设备 配置图：1.采煤机2.刮板输送机3.液压支架4.下端头支架5.上端头支架6.转载机7.可伸缩胶带输机8.组合开关Logo3.4.1综采面双滚筒采煤机工作方式滚筒的转向和位置：综合机械化采煤工艺一般均采用双滚筒采煤机。当我们面向煤壁站在综采工作面时，通常采煤机的右滚筒应为右螺旋，割煤时顺时针旋转；左滚筒应为左螺旋，割煤时逆时针旋转。这种布置方式司机操作安全，煤尘少，装煤效果好 Logo3.4.1综采面双滚筒采煤机工作方式综采面双滚筒采煤机的割煤方式：综采面采煤机的割煤方式是综合考虑顶板管理、移架与进刀方式、端头支护等因素确定的，主要有两种：A.往返一次割两刀:这种割煤方式也叫做“穿梭割煤”，多用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面，工作面为端部进刀。B.往返一次割一刀:即单向割煤，工作面中间或端部进刀。该方式适用于：顶板稳定性差的综采面；煤层倾角大、不能自上而下移架，或输送机易下滑、只能自下而上推移的综采面 Logo3.4.1综采面双滚筒采煤机工作方式综采面采煤机的进刀方式：A.工作面端部斜切进刀 当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤，如图a所示；调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止。然后将输送机移直，如图b所示；再调换两个滚筒上下位置，重新返回 割煤至输送机机头处，如图c所示；将三角煤割掉，煤壁割直后，调换上 下滚筒，返程正常割煤，如图d所示Logo3.4.1综采面双滚筒采煤机工作方式综采面中部斜切进刀：B.工作面中部斜切进刀 右图所示是综采面中部斜切进刀过程，其特点是输送机弯曲段在工作面中部，操作过程为：采煤机割煤至工作面左端；空牵引至工作面中部，并沿输送机弯曲段斜切进刀，继续割煤至工作面右端；移直输送机，采煤机空牵引至工作面中部；采煤机自工作面中部开始割煤至工作面左端，工作面右半段输送机移近煤壁恢复初始状态。Logo3.4.2推移输送机 推移前部输送机在输送机运行中进行。推移时遵循自下（上）而上（下）顺序推移的原则，弯曲段长度不得小于15m,保证不得出现死弯，不能有两处以上弯曲段，不得任意分段或从两端向中间挤移Logo3.4.3液压支架的移架方式单架依次顺序式：支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线。操作简单，易保证移架质量，能适应不稳定顶板，用的较多。Logo3.4.3液压支架的移架方式分组间隔交错式移架：支架分组，每组23架，组内顺序前移，组间平行作业。移架快，移架质量不易保证，要求顶板较稳定。Logo3.4.3液压支架的移架方式成组整体顺序式移架：支架分组，每组23架。组内联动，整体移架，组间顺序前移。移架快，质量不易保证，一般有大流量电液阀成组控制，适用煤层地质条件好的工作面Logo3.4.4放顶煤放顶煤的原则：放煤过程中，严格按单双号间隔多轮次多循环中位放煤法进行放煤放煤具体步骤：A.编号 把工作面10架为一眼场，每眼场内把放煤口自机尾向机头依次编号为1、2、3、4、5、6 B.单双号间隔放煤 即先在每眼场的1、3、5、7、9架放煤，然后再在2、4、6、8、10架放煤。每眼场只设一个放煤口，全工作面最多同时允许24个口放煤，严禁多开口放煤 C.多轮次多循环放煤 为了控制工作面顶板，使顶板均匀下沉，保证回收率达到要求，每次只准放出顶煤的1/3到2/3。每轮次放煤厚度控制在2m左右，视顶煤厚度决定放煤次数，放煤步距为0.6m,待工作面放煤口全部放完一遍后，再进行第二轮放煤，完成第一循环，第二循环仍是单、双号间隔多轮次放煤，依次进行，直到把顶煤放完为止Thankyou