《形势开采短壁》PPT课件.ppt

第一部分 近年来的煤炭市场形势,煤炭市场形势,一、煤炭是我国未来经济可持续发展的重要能源保障，在中国能源供给结构中处于重要战略地位。,1煤炭目前是世界能源供给的重要来源，在我国煤炭在能源消费 结构中处于主导地位。2004年数据 2005年数据 世界能源消费结构中石 油占 368%天然气占 237%煤 炭占 272%水电核电等占 123%中国能源消费结构中煤 炭占 677%687%石 油占 227%212%天然气占 26%28%水电核电等占 70%73%随着我国经济的快速平稳发展，这一格局几十年不会变。,煤炭市场形势,一、煤炭是我国未来经济可持续发展的重要能源保障，在中国能源供给结构中处于重要战略地位。,2有限的石油资源将使煤炭在未来全球能源供给中再次成为最重要 的能源资源，煤炭在能源战略中的地位呈现上升趁势；而我国能 源资源条件决定了煤炭在未来能源供给中始终要处于重要地位。按照目前的开采速度：世界能源储量中：煤 炭储量可供开采 162年 天然气储量可供开采 65年 石 油储量可供开采 40年 中国能源储量中：煤 炭储量可供开采 52年 石 油储量可供开采 37年 天然气储量可供开采 16年 煤炭作为我国唯一长期依赖的常规能源，在今后很长一段时间内，将始终占据我国能源结构中的主导地位。,煤炭市场形势,一、煤炭是我国未来经济可持续发展的重要能源保障，在中国能源供给结构中处于重要战略地位。,3煤炭是确保我国今后几十年经济可持续增长的战略资源，其经济 价值将在未来稳步提高。近期目标：到2010年，将需求30亿吨煤（06年为235亿吨煤）。奋斗目标：到2020年，我国将实现全面小康。预计：若我国GDP的增长速度保持在75%，则GDP的总量要达到54亿元（06年为20亿元），人均GDP要达到4800美元（06年为1800美元），需求：38亿吨煤炭，煤炭在能源生产结构中占到80%左右，煤炭在能源消费结构中占到75%左右。,二、近三年煤炭行业的产量、收益、利润保持着高速 增长，行业赢利处于高位运行并保持着相对稳定。,1煤炭产量在前期煤炭行业固定资产投资快速增长的拉动下，行业 新增产能快速增长，煤炭产量快速增加。2005年全国实际产煤 2205亿吨，2006年全国实际产煤 2350亿吨，其中：国有重点煤矿占54%；国有地方煤矿占14%；地方乡镇煤矿占32%。2007年全国预计产煤 2450亿吨左右。（在每年的增长煤炭中，有相当部分来自缺乏安全生产保证的地方煤矿和乡镇煤矿，尤其是乡镇煤矿，安全生产缺乏保障，安全生产能力不足。）,煤炭市场形势,2“问题煤矿”的关闭力度加大和控制煤矿超负荷生产等措施将在一 定程度上减少我国煤炭生产能力。据统计：我国小煤矿（指30万吨/年 以下）的数量比例严重过高。2005年全国共有2 6万个煤矿，其中：小煤矿数量23万个，占全国煤矿总数近90%；小煤矿产量占全国煤炭产量的30%左右；但事故死亡人数占全国煤矿总数的70%以上。2006年全国已经关闭小煤矿2652座，2007年6月底前全国又关闭小煤矿2209座，计划2008年6月底前要关闭小煤矿达11万个，最终全国小煤矿数量要控制在10万个左右。,煤炭市场形势,二、近三年煤炭行业的产量、收益、利润保持着高速 增长，行业赢利处于高位运行并保持着相对稳定。,煤炭市场形势,三、我省煤炭工业持续稳定发展，在储量、产量、品种、质量、技术上具有很大优势。,1储量足。预测储量为6413亿吨，保有储量2574亿吨，其 中生产、在建矿井占用968亿吨。2产量大。2006年山西省产煤580亿吨，占全国总产量的 1/4强，省际煤炭调出量占全国的五分之四；3品种全。动力煤、炼焦煤、无烟煤、化工煤都有，我国 和世界上所需要煤种我省都有；4质量好。由于具有得天独厚的好的资源条件，山西的煤 炭在市场上具有比较大的竞争能力；,煤炭市场形势,三、我省煤炭工业持续稳定发展，在储量、产量、品种、质量、技术上具有很大优势。,5效益高。煤炭工业的收益占到全省可用财力的50，煤炭 工业及相关产业在山西经济中具有举足轻重的地位；6队伍强。我省是煤炭大省，能源重化工基地，多年来形成了 一支技术比较高、装备比较好、管理比较细的队伍。去年6月，国务院批准同意山西省作为“开展煤炭工业可持续发展政策措施试点”省份，探索实现煤炭工业可持续发展的有效途径，山西试点工作的实施，将对我国煤炭工业健康发展起到积极的示范作用。给政策，如“一金二费”，今年开始执行。9月份在太原召开了“国际煤炭博览会”。,煤田：在地质历史过程中由含碳物质沉积形成的大面积含煤地带。井田：划归一个矿井开采的部分煤田。山西自北向南主要分布六大煤田：大同、宁武、河东、西山、沁水、霍西六大煤田。其中大同、宁武两个煤田，都兼有石炭二叠纪和侏罗纪的煤系，因此它们成为“双纪煤田。还有几个“煤产地”，浑源煤产地、繁峙煤产地、五台煤产地、垣曲煤产地、平陆煤产地。我省119个县(区、市)，其中94个县(市、区)有煤炭资源，91个县(市、区)有煤矿。截至2005年底，全省共有各类生产矿井3647座，其中国有重点煤矿121座，国有地方煤矿421座，乡镇煤矿3105座。,煤炭市场形势,2000年至2005年全省煤矿原煤总产量及事故统计数据,年份 原煤产量 事故总 总死亡 百万吨(万吨)起数 人数 死亡率2000 24611 137 518 1.852001 26893 185 490 1.662002 36261 184 501 1.242003 45072 159 496 1.182004 49296 184 485 0.982005 54319 165 490 0.902,煤炭市场形势,2001年至2005年全国、全省煤矿事故数据对比,单位：人/百万吨类别 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 全国 山西 全国 山西 全国 山西 全国 山西 全国 山西合 计 5.07 1.66 5.0 1.24 4.17 1.18 4.17 0.98 2.836 0.902 国有重 1.21 0.27 1.25 0.28 1.08 1.08 0.12 0.095点煤矿地方国 4.51 1.40 3.83 1.90 3.13 3.13 1.28 0.823有煤矿乡镇集 13.81 3.64 12.12 1.85 9.62 9.62 1.91 1.994 体煤矿,第二部分 煤矿开采基础知识,影响煤矿生产 的地质因素,地质知识,煤层的赋存状态 1煤层的结构和厚度 结构-简单结构煤层，没有夹石层的煤层；复杂结构煤层，含有夹石层的煤层。厚度-薄 煤 层 最低可采厚度1.3m；中厚煤层 煤层厚度为1.33.5m；厚 煤 层 煤层厚度为3.5m以上；特厚煤层 煤层厚度6m以上。,影响煤矿生产的地质因素,2煤层的产状要素 指煤层或岩层的走向线、走向、倾向线、倾向和倾角。按煤层倾角划分：近水平煤层 45,影响煤矿生产的地质因素,地质知识,地质构造 1褶皱构造 背斜：岩层在剖面上表现为层面突起的弯曲。向斜：岩层在剖面上表现为层面下凹的弯曲。大型向斜轴部附近顶板压力常有增大现象，极易发生煤与瓦斯突出。,影响煤矿生产的地质因素,地质知识,2断裂构造 断层：岩层沿断裂面发生显 著位移的断裂构造。(1)断层要素：断层面 断层线 交面线 断 盘(2)断 距：,影响煤矿生产的地质因素,地质知识,影响煤矿生产的地质因素,(3)断层的分类 正 断层：岩层断裂后，上盘相对下降，下盘相对上升。逆 断层：岩层断裂后，上盘相对上升，下盘相对下降。平推断层：岩层断裂后，两盘作水平移动。(4)断层破碎带对煤矿生产的影响,地质知识,影响煤矿生产的地质因素,煤矿安全规程规定，矿井生产中必备的11种图纸：1矿井地质和水文地质图；2地面、井下对照图；3巷道布置图；4采掘工程平面图；5通风系统图；6井下运输系统图；7安全监测装备布置图；8排水、防尘、防火注浆、压风、充填、抽放瓦斯等管路系统图；9.井下通信系统图；10地面、井下配电系统图和井下电气设备布置图；11井下避灾路线图。,地质知识,矿井开拓,矿井开拓,矿井储量 Zk=(ZgP)C 生产能力（井型）大型：120、150、180、240、300及以上(万ta)；中型：45、60、90(万ta)；小型：9、15、21、30(万ta)。服务年限 T=Zk/（AK）,矿井储量、生产能力和服务年限,矿井开拓,矿井储量、生产能力和服务年限,煤炭储量的分级分类（2003年后制定的新标准）1、按可行性评价阶段划分 概略研究、预可行性研究、可行性研究储量 2、按经济意义划分 经济的、边际经济的、次边际经济的、内蕴经济的、经济意义未定的基础储量。3、按地质可靠程度分 探明的、控制的、推断的、预测的储量,井田内的划分,井田划分为阶段和水平,矿井开拓,单水平开拓,井田内的划分,矿井开拓,多水平开拓,阶段内的再划分,矿井开拓,1、分区式 在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干块段，每一块段称为采区。,矿井开拓,2、分段式 在阶段范围内，不再划分采区，而是沿煤层的倾斜方向将煤层划分成若干个走向条带，每个条带布置一个采煤工面，称为分段。,阶段内的再划分,矿井开拓,3、分带式 在阶段内不划分采区，沿煤层走向划分成若干个倾斜条带，每个条带布置l2个采煤工作面，称为分带。,阶段内的再划分,矿井开拓,井田划分为盘区或区域 在开采煤层倾角较小的近水平煤层时，通常沿煤层主要延展方向布置水平大巷，在其两侧划分若干采掘区，每个采掘区叫做一个盘区。近年来为了实现采煤现代化，合理集中生产，在地质条件好的地方，将井田范围有意加大，走向长可达数十公里，倾斜长也可在十公里以上。为了合理开发煤炭，将井田划分为不同的几个区域，各区域有自己独立的通风和辅助提升系统，共用一个运输系统。称为分区域开拓。,阶段内的再划分,按服务范围及其用途可分为 开拓巷道:为全矿井或一个开采水平服务的巷道。例如运输大巷、回风大巷、井底车场等。准备巷道:为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道。例如采区上山、采区车场等。回采巷道:形成采煤工作面并为其服务的巷道。例如区段平巷、开切眼等。,矿 井 巷 道,矿井开拓,矿井开拓,井田开拓方式,井田开拓：井田内主要巷道的布置方式和主要参数的确定。开拓方式：在井田范围内，从地面向地下开掘一系列巷道 进入煤层，建立矿井提升、运输、通风、排水 和动力供应等生产系统，这些井下巷道的形 式、数量、位置及其相互联系的总称。内 容：井硐形式、水平数目、阶段内的布置。通常以井硐形式把井田开拓方式分为：斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。,斜井开拓,斜井多水平开拓,立井开拓生产系统示意图,矿井开拓,分区域多井筒综合开拓,矿井开拓,井田开拓方式,三种开拓方式各有特点。一般来说，条件适宜时，应优先考虑用平硐或斜井开拓。由于影响开拓方式的因素比较多，在选择开拓方案时，必须根据具体情况，综合考虑地质、地形以及技术经济条件，通过方案比较后确定。,舍弃原有的17度坡度的斜井开拓方式，采用6度斜硐开拓技术，充分发挥浅埋深煤田的自然条件优势，主要大巷均布置在主采煤层中，由1条主运输大巷，1-2条辅助运输大巷和1条回风大巷组成，矿井井筒与布置在煤层中的大巷直接相连。优点：减少了岩石开拓巷道工程量；提高了煤矿建井速度。,斜硐开拓配合使用无轨胶轮车辅助运输方式的建井开拓方式,神华做法,辅助运输采用无轨胶轮化运输方式 优点：提高了运输效率，支撑了工作面长距离推进；实现了减人提效，减轻了工人劳动强度；改善了安全环境，避免了占传统矿井三分之一 的辅助运输事故；降低了辅助运输成本。实现了无岩巷布置，推进了井田、盘区的大型化。,斜硐开拓配合使用无轨胶轮车辅助运输方式的建井开拓方式,神华做法,神华做法,神华做法,无轨胶轮车,将50-100平方公里的井田划分为无盘区布置，主要巷道均布置在煤层中，与井筒直接相连。沿大巷两侧布置条带工作面，简化了巷道系统,将工作面长度由传统的150米延长到240-400米，推进长度由1500-2000米延长到4000-6000米，使单个综采工作面采煤量达到800万吨以上，井型扩大到1000-2000万吨规模。将简化系统节省下来的资金用于提高工作面装备。,无盘区布置、条带式开采的矿井设计,神华做法,有盘区矿井开拓布置图,神华做法,无盘区矿井开拓布置图,原设计有6个盘区，采用无盘区布置方式后，减少巷道掘进2万米，节约资金4亿元。,神华做法,神华做法,采煤方法,采煤方法,1、采场-在采区内，用来直接大量开采煤炭资源的场所，称为采场。2、采煤工作面-在采场内进行采煤的煤层暴露面称为煤 壁，又称作业的场地，与采场是同义语。3、采煤工作-在采场内，为了开采煤炭资源所进行的一 系列工作，称为采煤工作。采煤工作包括 破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等 基本工序及其辅助工序。4、采煤工艺-采煤工作面各工序所用方法、设备及其在 时间上、空间上的相互配合。,采煤方法的概念,5、采煤系统-采煤系统是指采区内的巷道布置系统以及为 了正常生产而建立的采区内用于运输、通风 等目的的生产系统。通常是由一系列的准备 巷道和回采巷道构成的。6、采煤方法-采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及 其在时间、空间上的相互配合。不同采煤 工艺与采区内相关巷道布置的组合，构成了 不同的采煤方法。,采煤方法的概念,采煤方法,采煤方法它包括采煤系统和采煤工艺两部分内容。1采煤系统是指采区巷道的布置方式以及采区的生产 系统，如：通风、运输、运料和行人系统；2 采煤工艺是指工作面内进行的破（落）煤、装煤、运煤、支护顶板、采空区处理等，以及这些工作的 安排与配合方式。不同的采煤系统和采煤工艺相配合，就形成不同的采煤方法。,采煤方法的内涵,采煤方法,采煤方法分类,一、壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产量的95%以上。1、壁式采煤法的特点（1）工作面的两端各至少布置一条巷道，构成生产系统。（2）工作面长度一般在80250米，目前国内最长400米。（3）随着采煤工作面不断向前推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈。,采煤方法,2.壁式体系采煤法的类型（1）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（2）按采空区处理方法分:全部垮落采煤法 煤柱支撑(刀柱)采煤法 充填采煤法,采煤方法分类,采煤方法,(5)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）二、柱式体系采煤法 柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤法，是以房、柱间隔采煤为主要特征，常见的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。现代短壁机械化开采技术的成功应用，逐渐引起大家的关注。,采煤方法分类,采煤方法,水平分层,采煤方法分类,采煤方法的选择,一、选择采煤方法的原则 1、安全 2、经济 3、采出率高 以上三个基本原则是密切联系、相互制约，在选择时应当综合考虑。二、影响采煤方法选择的因素,采煤方法,煤层倾角,煤层厚度,煤层瓦斯含量,煤层特征及顶底板稳定性,煤层地质构造,煤层含水性,煤层自燃发火倾向性,地质因素,技术发展及装备水平,矿井管理水平,矿井经济效益,影响采煤方法选择因素,采煤方法,采煤方法发展方向,1改进采煤工艺，因地制宜地发展先进的机械化采煤技术；2扩大走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法的应用范围；3放顶煤采煤法；4大力推广无煤柱护巷技术；5急倾斜煤层开采要进一步探索机械化的发展途径；6柱式体系采煤法应用范围将不断扩大。,采煤方法,巷道布置,走向长壁采煤法巷道布置-单一煤层形式,巷道布置,走向长壁采煤法巷道布置-上下山盘区形式,巷道布置,走向长壁采煤法巷道布置-石门盘区溜煤眼形式,巷道布置,单一煤层倾斜长壁采煤法巷道布置,巷道布置,多层煤倾斜长壁采煤法巷道布置,综合机械化采煤工艺,采煤工艺,倾斜长壁采煤法巷道布置的优缺点及适用条件：1巷道系统简单，运输环节少，通风线路短，风阻小，风量大。2减少了巷道掘进、维修和运输工作量。3通风线路短，通风构筑物少，漏风少，通风效果好。4对地质条件适应性强。瓦斯含量大，采用俯斜开采；工作面涌水量大，采用仰斜开采。5技术经济效果好，工作面单产、劳动生产率和吨煤成本等指标，都比走向长壁采煤法有明显的提高和改善。存在的问题：辅助运输和行人比较困难，大巷装车点较多。适用于倾角小于12的煤层，如果存在较大的走向断层，也不适用。,连续运输系统,给料破碎机,采煤工艺,三种工艺：爆破采煤工艺方式 解放后至60年代初为主 普通机械化采煤工艺方式 60年代初至70年代中期为主 综合机械化采煤工艺方式 70年代中期以后为主,长壁采煤法的采煤工艺,连续运输系统,给料破碎机,综采历史：自1974年从国外引进50套综采设备和78年引进的100套 综采设备开始，至今已有30多年的历史。发展经历：经过了摸索起步、引进提高、仿制创新、国产与引进 并重四个阶段。综采产量：七十年代综采面大致为20万吨/年-面左右，八十年代综采面大致为100万吨/年-面左右，2005年兖州东滩矿综采面生产了753万吨/年-面，2005年神东大柳塔矿综采面生产了1024万吨/年-面。（神东矿区目前有4个超千万吨的综采面，实现了一井、一面、高产、高效、安全生产的目标。）,我国综合机械化采煤沿革,采煤工艺,连续运输系统,给料破碎机,综采现状：2005年底全国有高产高效矿井197个，共产煤6352亿吨（占全国当年煤炭产量29%），平均产煤331万吨/矿。2005年底全国有442个综采面（占全国25万个工作面8），2005年底全国有363个普采面（占全国25万个工作面5），2005年底全国还有近97%的回采面处于炮采机运或人力开采阶段。综采参数：综采面长150米-400米（300米左右较为合适），采煤机最大功率达2000KW，刮板输送机最大功率达3*1000KW，液压支架一般20吨/架。,我国综合机械化采煤沿革,采煤工艺,综 采 面：配套设备滚筒转向与位置：前顶后底、右顺左逆图示a 前底后顶、右逆左顺图示b 前底后顶、右顺左逆图示d截割方式：单向割煤、双向割煤进刀方式：中部斜切进刀 割三角煤进刀 正切进刀移架方式：移架方式（动画）,综合机械化采煤工艺,采煤工艺,综合机械化采煤工艺,采煤工艺,采煤机几何尺寸：综采设备的尺寸配套关系,综合机械化采煤工艺,采煤工艺,支护方式：及时支护 滞后支护,端头支护,综合机械化采煤工艺,采煤工艺,倾斜长壁仰斜开采综采工作面布置,撤架前的顶板管理a）金属网加木板梁b）金属网加钢丝绳c）金属网加钢丝绳加锚杆,采煤工艺,综采工作面的搬家倒面,a：输送机滑板b：轨道滑板1、2、3小绞车,采煤工艺,转移综采设备的重点是转移支架,采煤工艺,安装综采设备重点是安装支架,前进式安装,后退式安装,公司有一支由350人左右组成的搬家倒面专业队伍，一年完成了31个综采工作面搬家倒面任务，搬家倒面专业队伍成立以来从未发生死亡及以上重大安全事故。“综采工作面辅巷多通道快速搬家倒面工艺”，减少了占用大量设备，实现了搬家倒面不停产或不减产，保障了综采工作面高效安全生产，6000吨以上综采设备回撤、搬迁、调试、安装并达到生产条件仅需要57天，比传统工艺缩短工期近20天。,综采工作面辅巷多通道快速搬家工艺,神华做法,辅巷多通道综采面搬家工艺示意图,神华做法,长短壁采煤法结合的开采技术,综采工作面推进长度大于300米的地段使用长壁式采煤法进行开采（工作面长度一般200米400米）装备大功率电牵引滚筒采煤机、高工作阻力液压支架和长距离胶带运输机，回采面小时生产能力达到3500吨以上，提高了资源回收率降低了万吨掘进率，在安全保障方面提高了安全系数。,连续运输系统,给料破碎机,神华做法,神东大柳塔矿综采面长400米,采高63米，推进长度6000米。,长短壁采煤法结合的开采技术,综采工作面推进长度小于300米的地段使用短壁式采煤法进行开采（使用短壁无煤柱开采）因为任何矿井都会遇到边角块段的煤炭资源，传统的回采方式是采用炮采或普采的方式回采，既造成了资源浪费，又不利于安全生产。使用“连续式采煤机、连续式运输机、履带行走式液压支架的短壁机械化开采装备与工艺成套技术”，实现了安全快速掘进和不宜布置长壁工作面的边角块段煤层的安全高效回采。在条件适合的情况下，可以考虑此办法。,连续运输系统,给料破碎机,神华做法,放顶煤采煤法基本特点 在厚煤层中，沿煤层（或分段）底部布置一个采高23m的长壁工作面，用综合机械化采煤工艺进行回采；利用矿山压力的作用和人工松动方法使支架上方的顶煤破碎后由支架后方（或上方）放出的一种采煤方法。通过和分层开采相比具有以下特点：(1)容易实现高产高效；(2)综采巷道掘进率低；(3)搬家倒面次数少；(4)对地质适应性强；(5)采出率低、瓦斯易积聚、易发火、煤尘较大。,采煤方法,放顶煤采煤法,1、一次采全厚放顶煤开采 一般适用于厚度612 m 的煤层。优点：掘进量小，设备少，系统简单，生产集中。缺点：煤质软时，两巷维护困难。,放顶煤采煤法基本类型,采煤方法,2、预采顶分层网下放顶煤开采 优点：由于顶层铺设金属网，可以减少放煤的含矸量。缺点：开采顶分层后一般矿山压力减弱，不利于顶煤的 破碎，常有大块煤需要人工预裂。一般适用于12m以上、直接顶坚硬、瓦斯大的煤层。,放顶煤采煤法基本类型,采煤方法,3、倾斜分层放顶煤开采 当煤层超过1520m以上时，可将煤层自顶板至底板分 成812m的分段，然后自上而下依次进行放顶煤开采。一般适用于15m以上的缓斜煤层。,采煤方法,放顶煤采煤法基本类型,放顶煤开采的支护设备,顶煤破碎机理 顶煤的破碎是支承压力（预破坏作用）、顶板运动、（进一步破碎作用）支架反复支撑（对下位顶煤破碎起作用）共同作用的结果。综放开采时，实现顶煤的有效破碎和顺利放出是放顶煤工作的核心问题，也是支架选型、确定放顶煤工艺的依据。放顶煤支架分类 1、按支架类型划分：支撑式、掩护式、支掩式、简易式。2、按放煤窗口位置：高位放煤、中位放煤、低位放煤。3、按输送机位置分：单输送机、双输送机。,采煤方法,单输送机高位放顶煤支架,放顶煤支架,采煤方法,单输送机高位放顶煤支架特点：（1）支架结构简单，端头维护空间小，工作面整体布置与 普通长壁工作面相同，便于维护管理，减少事故发生；（2）支架的长度较短，结构紧凑，稳定性和封闭性较好；（3）掩护梁放煤口尺寸较大，有利于顶煤的放出，但放煤 口位置高，丢煤多，煤尘大，支架通风断面较小；（4）由于顶梁短，放煤口位置距煤壁较近，因此对煤层冒 放性的要求较高；（5）使用一部输送机，不能平行作业，影响产量的提高。,放顶煤支架,采煤方法,双输送机中位放顶煤支架,放顶煤支架,采煤方法,双输送机中位放顶煤支架特点：（1）支架稳定性和密封性好，抗偏载和抗扭能力大，不易损坏；（2）放煤口距煤壁远，有助于工作面前方顶煤的维护；（3）使用两部输送机，采放平行作业，易实现高产高效；（4）放煤口位置较高，丢煤多，采出率较低，煤尘较大；（5）后输送机放在支架底座上，后部空间有限，大块煤 通过困难，移架阻力大；（6）掩护梁不能摆动，二次破煤能力差。,放顶煤支架,采煤方法,双输送机低位放顶煤支架,放顶煤支架,采煤方法,双输送机低位放顶煤支架特点：（1）放煤效果好，采出率高；（2）顶梁长，放煤口距煤壁远，经顶梁反复支撑，使 顶煤充分破碎，对放煤极为有利；（3）后输送机沿底板布置，浮煤容易排出，移架轻快，同时尾梁插板可以破碎大块煤，放煤口不易堵塞；（4）低位放煤，煤尘小，有利于降尘；（5）支架的稳定性差。,放顶煤支架,采煤方法,轻型放顶煤液压支架,放顶煤支架,采煤方法,轻型放顶煤液压支架特点：（1）支架结构简单、紧凑，重量轻，便于拆装运输；（2）支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修后部输送机；（3）支架稳定性较好，造价低；（4）单铰接轻型放顶煤液压支架，具有较高的封闭能力，能较好地解决“三软”煤层和较薄的厚煤层综放开采端 面易冒落的问题。,放顶煤支架,采煤方法,采煤机割煤及时支护移架推移前部输送机推移后部输送机打开窗口放顶煤,采煤方法,放顶煤采煤工艺,放顶煤采煤工艺,放煤步距1大放煤布距 易出现煤损大、三角煤丢失。,采煤方法,放顶煤采煤工艺,放煤步距2小放煤布距 易出现煤矸混 合，影响判断 关闭放煤窗口。,采煤方法,放顶煤采煤工艺,放煤步距3合理放煤布距 允许丢部分煤，但大部分煤应 放出来。,采煤方法,放煤方式 连续放煤（单轮），不连续放煤（多轮）；顺序放煤，间隔放煤。单轮顺序放煤：操作简单，见矸关门，放煤速度快，可单口或多口放煤。多轮顺序放煤：减少混矸，放煤速度慢，放出量不好 掌握。单轮间隔放煤：窜矸少，放煤速度快，放出率高。,采煤方法,放顶煤采煤工艺,适用条件（1）煤层厚度 一次采出的煤层厚度以68m为佳。预采顶 分层综放开采时，最小厚度为78m。（2）煤层硬度 普氏系数一般 f3（3）煤层倾角 煤层倾角不宜过大，一般25（4）煤层结构 顶煤中夹矸不宜超过10%-15%。（5）顶板条件 类、类顶板。（6）地质构造 较复杂以下。（7）自然发火、瓦斯及水文地质条件 较简单为宜。,采煤方法,放顶煤开采,采煤方法,采（盘）区准备方式的发展方向,1准备方式多样化2采区（盘区）大型化3开采单层化和全煤巷化,短壁式采煤方法,第三部分短壁机械化开采技术综述,短壁式采煤方法,概 述,传统的短壁开采在我国煤矿应用已有几十年，它是柱式开采体系的总称，包括房式采煤法、房柱式采煤法及在此基础上演变而来的其它一些采煤方法，一般以短工作面采煤为基本特征。传统的短壁开采工作面装备十分简单，回采工艺落后，安全性差，效率低，资源浪费严重，这种开采技术目前只有一些地方煤矿和小煤窑仍在使用，属于淘汰的回采方式。现代短壁机械化开采技术不同于传统的短壁开采，给短壁开采技术赋予了新的内涵。现代的短壁机械化开采无论是工作面装备还是在工作面安全、工作面单产、资源回收率等方面都有很大程度的提高，它能够实现工作面落煤、装煤、运输、支护、处理采空区等工序全部机械化作业。,短壁式采煤方法,概 述,短壁机械化开采按工作面采煤机械装备不同可以构成三种技术模式：1连续采煤机短壁机械化开采技术，它是以连续采煤机为龙头，是一种较为先进的短壁开采技术；2采掘一体机短壁机械化开采技术，采用采掘一体机进行掘进和采煤，是一种适合中国煤矿条件的短壁开采技术，具有投资少、见效快的特点；3短机身单滚筒采煤机短壁机械化开采技术，这种开采技术与前两种开采技术在工作面装备、巷道布置、回采工艺等方面有着本质的区别，它是采用短机身单滚筒采煤机割煤，工作面布置方式及设备与长壁综采工作面基本相同，只是工作面长度较短而已。三种短壁机械化开采技术在我国的大同、神东、兖州、潞安等矿区已应用或正在试验，代表了我国短壁机械化开采技术的发展方向。,短壁式采煤方法,一、连续采煤机短壁机械化开采技术,短壁式采煤方法,连续采煤机短壁机械化开采技术,连续采煤机短壁机械化开采技术于1948年首先在美国应用，经过50多年的发展、完善和提高，现已形成了以连续采煤机为核心的比较先进的短壁机械化开采技术。在美国，采用短壁机械化采煤法的产量在井工采煤中一直领先,20世纪80年代中期占井下产量的70%以上。近年来，随着高产高效综采技术的发展，短壁机械化开采的产量有所下降，但1999年美国采用房柱式采出的煤量为2.2亿t,仍占井下煤产量的53%。目前，除美国外还有澳大利亚、南非、印度及加拿大等国广泛采用短壁机械化采煤，取得了较好的经济效益。,短壁式采煤方法,连续采煤机短壁机械化开采技术,从1979年开始，我国先后引进了多种型号的连续采煤机，并在条件适合的矿区进行了试验。大同矿务局大斗沟煤矿使用JOY12CM-9B型连续采煤机进行刀柱式开采，年产量达35万t,曾创造了月进2187m单巷掘进的全国记录；雁北地区马口矿使用连续采煤机在小窖破坏区回收煤柱，年产7万t；大同市姜家湾煤矿使用JOY12CM-9B型连续采煤机和RBD-8B型锚杆机，采用条带式采煤方法，最高月产达2.67万t，工作面回采率达91%，发挥了连续采煤机采掘合一、机动灵活的特点；鸡西矿务局小恒山煤矿采用MK-22型薄煤层连续采煤机组，开采1.21.4m厚的10下煤层，采用单中巷双面巷柱式采煤法，最高月产量为2.15万t。我国在引进连续采煤机初期，由于没有考虑到设备的成套性，只引进了主机，所以上世纪80年代引进的32套连续采煤机，大多数在井下使用效果不好，大部分矿井已将连续采煤机退役。,短壁式采煤方法,连续采煤机短壁机械化开采技术,自1995年神东矿区开始将连续采煤机及配套设备应用短壁开采以来，通过几年的实践、研究与探索，结合神东煤层实际条件，将连续采煤机短壁机械化开采技术不断改进和完善，形成了具有神东特色的连续采煤机短壁机械化开采模式，实现了工作面落煤、运输及回收煤柱等各工序的机械化作业，为不适合采用长壁机械化开采工艺的煤矿提供了一种高效、安全成套的采煤技术，该技术作为长壁采煤技术的重要补充，在神东矿区煤炭开采中发挥着重要作用。2002年神东矿区连续采煤机在用台数为22台，用于巷道掘进和短壁机械化开采，连续采煤机短壁机械化开采产量达到609.5万t；上湾矿连续采煤机短壁化开采工作面年产达220万t。,短壁式采煤方法,连续采煤机短壁机械化开采技术,连续采煤机短壁机械化开采工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：连续采煤机梭车工艺系统（间断式运输系统）；连续采煤机输送机工艺系统（连续式运输系统）。,短壁式采煤方法,设 备 名 称 单 位 数 量 使用地点及用途 连续采煤机 台 1 工作面掘进或回采煤炭 锚 杆 机 台 1 工作面支护顶板 履带行走式支架 台 2 工作面支护顶板 连续运输系统 套 1 工作面、顺槽运煤 胶带输送机 台 1 运输顺槽运煤 铲 车 台 1 工作面、顺槽运料 给料破碎机*台 1运输顺槽破碎大块煤、转运煤炭 运煤车或梭车*台 2 工作面运煤*当工作面使用连续运输系统时取消。,连续采煤机短壁机械化开采工作面主要设备配置,履带式连续式采煤机,给料破碎机,履带式自行支架,履带式连续式采煤机,锚杆机,短壁式采煤方法,连续采煤机短壁开采工作面巷道布置,我国连续采煤机短壁机械化开采工作面可分为：1房柱式短壁机械化开采 2旺格维利式短壁机械化开采 3短壁布置机械化开采 可根据煤层赋存条件和配套设备采用适合各自特点的巷道布置方式。,短壁式采煤方法,1、连续采煤机房柱式开采工艺,掘进与支护 连续采煤机掘进巷道时，锚杆机紧跟连续采煤机作业，多条巷道同时向前掘进。连续采煤机掘进时可分为“切槽”和“采垛”两个工序。首先，连续采煤机在煤房的一侧掘进，截割头从巷道的顶部切入煤体，其深度为截割头直径，由上而下切割煤体。当截割头切到煤层底部时，采煤机稍微向后移，割平底板，并装煤清底，完成“切槽”工序；然后采煤机退出，切割另一侧剩余的煤壁，使巷道掘进至所设计的宽度，这一工序称为“采垛”。巷道一次掘进长度根据顶板特点和通风布置情况而定，一般为6m。巷道一般采用树脂锚杆支护。,连续采煤机掘进顺序（a）切槽工序；（b）采垛工序；1连续采煤机；2风障,连续采煤机截割方式（a）切入；（b）下行截割；（c）平整底板,短壁式采煤方法,1、连续采煤机房柱式工作面巷道布置,短壁式采煤方法,1、连续采煤机房柱式工作面巷道布置,连续采煤机煤房开掘顺序,短壁式采煤方法,煤房及联络巷开掘顺序,1、连续采煤机房柱式工作面巷道布置,短壁式采煤方法,1、连续采煤机房柱式工作面巷道布置,连续采煤机煤房开掘顺序,短壁式采煤方法,1、连续采煤机房柱式开采工艺,煤柱回收 采用连续采煤机对煤柱进行回收时有多种方案，主要取决于顶板稳定性。如果顶板稳定，可以全部回收煤柱；反之则需要保留部分煤柱作为安全支撑煤柱。煤柱回收时为保证人员和设备安全应采用履带行走式支架支撑顶板，以达到安全生产。通风方式 一般采用局扇辅助通风和风障导流通风相结合的方式。,短壁式采煤方法,1、连续采煤机房柱式开采的特点,连续采煤机房柱式开采在美国应用较为广泛,我国神府矿区、黄陵矿区及兖州矿区在引进连续采煤机初期曾使用这种开采方法。但这种方法煤柱回收时顶板管理困难，放顶线不易掌握，煤炭回收率低，巷道多为独头掘进，通风条件差，通风构筑多，漏风严重，不利于安全生产。在“三下”采煤时留设煤柱支承上覆岩层，可以采用房柱式开采，只采房不回收煤柱。目前我国使用连续采煤机的矿区一般不采用此方法，多采用在此方法基础上进行改进和完善的采掘方法。,短壁式采煤方法,2、连续采煤机旺格维利式工作面巷道布置,连续采煤机旺格维利采煤法具有提高资源回收率,提高工作面安全性，改善工作面环境，实现工作面高产高效的优点。是为解决解决开采深度较大、顶板中等稳定性条件下的煤层开采而发展起来的一种高效的短壁式采煤方法，旺格维利采煤法在澳大利亚应用比较广泛。旺格维利采煤法的实质是：从顺槽掘支巷，形成回收区段，然后在支巷内连续采煤机双翼或单翼斜切进刀回收煤柱。它与房柱式采煤法的主要区别是，采煤区段划分和区段内煤体切割及回收方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁工作面顶板冒落，使煤房、煤柱的回采避开支承压力高峰区。连续采煤机旺格维利工作面巷道布置有三种形式：,第一种形式：类似于长壁工作面巷道布置形式,上下顺槽均为双巷布置。巷宽4.55.0m，护巷煤柱1520 m，工作面长度60100 m，支巷宽5.06.0 m，巷道支护方式为锚杆支护。当工作面顺槽掘进到位后，开始后退式回采。依次掘进支巷,每两条支巷间距为10m,支巷掘成后即可单翼进刀回采。这种巷道布置方式适用于工作面瓦斯涌出量较大的煤层开采，通风系统简单、可靠易于管理。,第二种形式：右翼前进式，左翼后退式开采，每翼宽度112.5 m。布置3条顺槽，作为进风、回风和运输顺槽，顺槽煤柱为15m。为了充分发挥连续采煤机快速掘进的优势，留有多头施工空间，顺槽每隔20m用联络巷贯通。当顺槽掘进到边界且右侧煤体采完时，开始顺着各联络巷位置向左侧煤体掘支巷与支巷的联络巷，形成右翼工作面前进式，左翼工作面后退式开采的格局。工作面运输方式为运煤车运输。,第三种形式：布置两条顺槽，1条胶带运输顺槽和一条辅运顺槽，工作面为双翼对拉前进式回采。当工作面采到采区边界后，后退回采顺槽煤柱。工作面运输方式采用连续运输系统。两顺槽间距为20.5m，每隔27m向两翼分别掘进与顺槽呈60夹角的支巷和联巷，左翼支巷长80m，右翼支巷长60m，每回采完7对支巷留设20m宽的隔离煤柱。,短壁式采煤方法,2、连续采煤机旺格维利式工作面回采工艺,巷道掘进连续采煤机旺格维利开采的巷道掘进与房柱式开采相同，由连续采煤机和锚杆机交叉平行作业。采用连续采煤机割煤、落煤及装煤，锚杆支护采用四臂锚杆钻机打眼和安装锚杆，采用铲车运送材料设备以及清理浮煤和底板。,短壁式采煤方法,2、连续采煤机旺格维利式工作面回采工艺,煤柱回收 当支巷掘进到位后即可进行煤柱回收。煤柱回收一般分为单翼进刀回收和双翼进刀回收两种方式。单翼进刀回收：连续采煤机从采空区一侧依次按45角斜切进刀回收煤柱，并与采空区间留小三角煤柱。两台履带行走式液压支架在支巷中及时移动支护顶板。,短壁式采煤方法,2、连续采煤机旺格维利式工作面回采工艺,双翼进刀回收：连续采煤机从支巷一端后退式依次按45斜切进刀，回收支巷左右两侧煤柱，斜切进刀深度为11m，宽度为3.3m。两台履带行走式液压支架在支巷内交替逐步式向前移动，及时支护连续采煤机后方的悬空顶板。,短壁式采煤方法,2、连续采煤机旺格维利式工作面回采工艺,顶板管理 在回收煤柱过程中履带行走式支架可以带压移动，及时支护顶板，保证回采工作面的安全。履带行走式支架还可以对顶板及时切顶，使采空区及时冒落。工作面配备行走式液压支架时采硐间不留煤皮；当没有履带行走式液压支架时，煤柱回收应采取留设肋条煤皮来支撑顶板，采煤机每采一个硐，采硐间留0.51.0m的煤皮。对大面积不跨落的顶板要定期进行强制放顶并留设保安隔离煤柱。通风方式 工作面通风采用局扇通风和风幛导流相结合的方式，实现全负压通风。,连续运输系统,给料破碎机,连续式运输机,履带行走式液压支架,连续运输系