《采煤方法》PPT课件.ppt

模块 其他采煤方法,课题十六 急倾斜煤层采煤方法,任务一 急倾斜煤层开采特点和巷道布置 任务二 伪斜长壁采煤法 任务三 伪斜柔性掩护支架采煤法 任务四 水平分段放顶煤采煤法 任务五 仓储采煤法,任务一 急倾斜煤层开采特点和巷道布置,知识点,1、急倾斜采煤法特点2、急倾斜采煤法采区巷道布置3、急倾斜采煤法采区车场布置方式,相关知识,一、急斜煤层开采的特点二、急斜煤层采区巷道布置方式（一）单层布置（二）近距离煤层群联合布置（三）采区车场布置,一、急斜煤层开采的特点,（1）矿井地质构造复杂、开采难度大、生产能力小。（2）于煤层倾角已经超过岩石自然安息角，采煤工作面破 落的煤块会沿底板自动向下滑滚，简化了采煤工作面 的装运工作。（3）采煤工作面的行人、破煤、支护、采空区处理、运料 等各项工序的操作困难，增加了采煤机械化的难度。,（4）急斜煤层顶板压力垂直作用于支柱或煤柱上的分力比 缓斜要小，而沿倾斜作用的分力要大，煤层顶底板都 有可能沿倾斜方向滑动、垮落，支柱稳定性差，增加 了破煤和支柱工作的复杂性。（5）由于煤层倾角超过底板岩层移动角，煤层开采后顶板 会发生移动垮落，底板也会发生滑动和垮落。（图）（6）由于急斜煤层倾角大于岩石自然安息角，采空区垮落 矸石会自动由上部向下部滚落，对下部采空区产生局 部充填作用。,急斜煤层群开采对未采煤层的影响（）上部煤层开采底板移动影响未采煤层；（b）下部煤层开采顶板移动影响未采煤层,二、急斜煤层采区巷道布置方式,（一）单层布置 在采区中央沿煤层倾斜方向掘进35条上山眼，用于溜煤、运料、行人以及溜矸等。当工作面涌水量大时，还需设置放水眼。,（二）近距离煤层群联合布置,急斜煤层群分组联合采区巷道布置,1采区进风石门；2采区回风石门；3、3采区溜煤眼；4、4采区溜矸眼；5、5采区人行眼；6、6采区运料眼；7、7区段输送机石门；8、8区段轨道石,（三）采区车场布置 开采急斜煤层时，往往在煤层中布置一组上山眼，由于煤层倾角较大，一般不使用轨道运输，可以不布置上部车场和中部车场，但必须设置下部车场。急斜煤层采区下部车场多为石门车场。当采用岩石轨道上山布置方式时，仍需设置上部车场、中部车场、下部车场，其布置原则与缓倾斜煤层基本相同。,任务二 伪斜长壁采煤法,知识点,1、俯伪斜走向长壁采煤法采煤系统2、俯伪斜走向长壁采煤法采煤工艺3、俯伪斜走向长壁采煤法的优缺点和适用条件,相关知识,俯伪斜走向长壁采煤法又称俯伪斜走向长壁分段密集采煤法，它是由正台阶采煤法逐渐演变而形成的。1987年首次在四川芙蓉巡场矿试验成功，现已在四川广旺、湖南白沙及涟邵、江西萍乡、河北开滦等矿区广泛采用，取得较好经济效果。俯伪斜走向长壁采煤法的主要特点：采煤工作面沿伪斜方向呈直线布置，沿走向推进；用分段水平密集支柱切顶挡矸隔离采空区与采煤空间；工作面分段爆破方式破煤，煤炭自溜运输。,一、采煤系统,俯伪斜走向长壁采煤法工作面呈伪斜直线布置，放顶密集支柱呈近水平排列，工作面沿走向推进，如图166所示。通过对正台阶采煤法的改进，改善了工作面近煤壁处的通风条件，提高了工作面煤壁的有效利用率，大大改善了工作面顶板管理，为采煤机械化创造了条件。工作面伪斜角应满足煤炭自溜、人员行走和减轻工人劳动强度的要求，一般取3035。在目前技术条件下，区段垂高一般为5060 m，工作面伪斜长度可达8090 m。为了溜煤、通风、行人和掘进方便，工作面下部的溜煤眼不得少于3个，掘成漏斗状，以便溜煤。,俯伪斜走向长壁采煤法工作面布置,1区段运输平巷；2区段回风平巷；3超前准备眼；4下安全出口；5溜煤眼；6分段密集；7上安全出口,二、采煤工艺,工作面初采由开切眼与区段回风平巷交接处开始，按工作面伪斜角要求自上而下推进，工作面斜长逐渐增大，如下图所示。为了便于初采时工作面出煤和人员通行，开切眼沿伪斜方向布置，随工作面推进开切眼自上而下逐段报废。当工作面下端距区段回风平巷4 m时，开始支设分段密集支柱。当第一分段密集长度达到5 m而直接顶不垮落时，应采取强制放顶措施，打眼爆破获取垫层。随着工作面继续推进，不断增设新的分段密集，当工作面煤壁达到下图所示位置时，初采工作结束。,俯伪斜工作面初采示意图,1区段运输平巷；2区段回风平巷；3开切眼；4溜煤、人行眼；5调整中工作面煤壁；6调整结束时工作面煤壁,工作面采用爆破破煤，自上而下分段爆破。支护采用单体液压支柱和铰接顶梁，支护形式采用倒悬壁齐梁齐柱布置，排、柱距均为0.9 m。单体液压支柱架设时应采取防倒措施。沿煤层倾斜方向，每隔45 m设置一排水平密集支护，每排密集支柱沿走向长4 m，上铺竹笆或荆笆。密集支柱随工作面推进，先添后回，支柱间距一般不超过0.3 m，放顶前后始终保持1315根带帽点柱。相邻的排密集支柱沿煤层走向保持1.01.5 m错距，密集支柱除起到切顶作用外，还用于挡矸。采空区采用全部垮落法处理。当回风平巷上方采空区出现大面积悬顶时，除采用人工强制放顶外，还可将上区段采空后垮落矸石放入本区段采空区。,当工作面上端推进到距收尾眼4 m时，工作面进入收尾阶段，工作面逐渐缩短，如图所示。为满足工作面收尾时的通风、行人和运料需要，收尾眼必须加强维护，始终保持畅通，在收尾眼靠工作面一侧应设保安煤柱，宽度为4 m。,1区段运输平巷；2区段回风平巷；3收尾眼；4联络平巷；5收缩中工作面煤壁6收尾眼煤柱,三、优缺点及适用条件,优点：减少煤矸下滑速度，有利于防止冲倒支架和砸伤人员，改善了 工作面安全生产条件；改善了工作面顶底板受力状况，相对增加了稳定性，出现大面 积底推和顶板拉裂的可能性减小；工作面有效利用率提高，为提高单产，改善工作面近煤壁处的 通风状况，为采煤机械化的发展提供了技术支持；分段走向密集除切顶外，主要起挡矸作用，拦截采空区矸石，在工作空间与采空区垮落区之间形成一个自然充填带，使老顶 来压滞后，减缓了老顶来压作用，减少了工作面支柱损耗量及 维修工作量；减少了煤炭自溜过程中因窜入采空区造成的煤炭损失，提高了 采区回收率，有利于工作面煤层自然发火的防治。,缺点：工作面支、回柱工作量大，工人操作不便；分段密集下方三角区通风条件较差，易于瓦斯积聚；区段煤柱损失较大；煤层顶板有淋水时，作业环境较差。适用：适用于倾角为4075，顶板中等稳定，易片帮、采高不超 过2.0 m的低瓦斯煤层，或不宜使用伪斜柔性掩护支架采煤法的 不稳定的急斜薄及中厚煤层。它是当前开采地质条件较复杂的 急斜薄及中厚煤层的一种较好方法，将逐步替代倒台阶采煤法。,任务三 伪斜柔性掩护支架采煤法,知识点,1、伪斜柔性掩护支架采煤法采区巷布和主要生产系统2、柔性掩护支架的结构特征3、伪斜柔性掩护支架采煤法采煤工艺,相关知识,伪斜柔性掩护支架采煤法是指在急斜煤层中，沿伪倾斜布置采煤工作面，用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开，沿走向推进的采煤方法。伪斜柔性掩护支架采煤法经过近40年的发展，已在安徽、河北、江苏、四川、重庆、贵州、浙江、新疆、云南、青海、广东、广西、吉林、陕西等省(市)急斜煤层中广泛使用，成为我国开采急斜煤层的一种主要采煤方法。,一、采煤系统,区段高度一般为3050 m 距采区边界5 m处开掘一处开切眼，溜煤眼和人行眼，两眼间距58 m，沿倾斜每隔1015 m用联络平巷贯通。利用开切眼逐步把水平铺设的掩护支架下放到与水平面成3035夹角的伪斜位置，形成伪倾斜采煤工作面。,通风系统。新鲜风流自采区运输石门进入，经运输平巷到采煤工作面。污浊风流从采煤工作面经回风平巷到回风石门排出。运料系统。支架等材料由回风石门运进，经回风平巷运到支架安装地点。运煤系统。工作面破煤经自溜到运输平巷，经刮板输送机转到运输石门，到采区溜煤眼，大巷装车。,二、掩护支架结构,平板型掩护支架结构简单，由长度比煤层厚度小0.20.4 m直钢梁及钢丝绳构成。钢梁排列密度根据煤层厚度灵活掌握。煤厚在2.54 m时，钢梁密度为35根/m，煤厚在45 m时，钢梁密度为56根/m，钢梁可采用矿用工字钢、U形钢及旧钢轨。钢梁的规格应根据开采煤层厚度选用不同型号。,1工字钢；2钢丝绳；3荆笆；4压木；5撑木,三、采煤工艺,1.准备阶段 准备阶段的工作主要是扩巷、挖地沟、铺设掩护支架、调架。安装支架前，先将区段回风平巷扩至煤层顶底板，从开切眼以外5 m处开始挖倒梯形地沟。煤厚在1.33.0 m时，地沟深度不小于0.8 m，厚度大于3.0 m时，地沟深度不小于1 m。扩巷及地沟挖好后，可以安装掩护支架。第一根支架应从距开切眼以外35 m的地方开始铺起，其一端紧靠顶板，垫高0.20.4 m，使钢梁与水平方向呈35，以便于支架、钢丝绳连接，有利于支架下放。钢丝绳、支架、方木（荆条捆）用螺栓夹板连接成整体后，应在支架上铺设竹笆。安装工作沿走向推进15 m后应将回风平巷支架拆除，使上部煤矸垮落，保证掩护支架上有23 m厚的垫层，以避免开采过程中大块顶底板岩石垮落砸坏掩护支架。,2.正常采煤阶段 在正常采煤阶段，除了在掩护支架下破煤外，同时要在回风平巷铺设支架，在工作面下端掩护支架放平位置撤除部分支架。工作面炮眼爆破后，自下而上铺设溜槽，煤炭装入溜槽自溜到下部运输平巷。随着煤层的破落，掩护支架会自动下落，操作人员应随时注意调整，使掩护支架落到预定位置。一般采用点柱来控制掩护支架下落，使它在工作面中保持平直。支架应垂直顶底板，并根据煤层倾角不同而保持2 5。当煤层倾角为90时，仰角为0；当煤层倾角为60时，仰角为5。破煤清除后，支架会整体沿走向推进一定距离，一般为0.80.9 m。先拆除溜槽，再进行下循环打眼爆破、出煤调架工作。,在工作面采煤时，同样要在回风平巷中不断铺设掩护支架，以便连续采煤。随着工作面不断向前推进，要及时拆除工作面下端的掩护支架。拆除掩护支架时，将工作面下端掩护支架放平在运输辅巷中，如图（a）所示。在放平段尾部，由地沟向煤层顶底板两帮扩巷，到支架两端露出为止。这时支架失去两侧煤台的支承，应及时打上点柱支承悬露出来的掩护支架，下部回收巷道高度不应小于1.2 m，如图（b）所示。拆架工作自最后一根支架开始，卸掉螺栓、夹板，将支架由下煤眼运出，钢绳由小眼拉出。后方悬露出的假顶应及时架设点柱维护，当达到一定控顶距时回柱放顶，如图（c）所示。,1区段运输巷；2假顶材料；3绳接头；4戴帽点柱5溜眼,拆架工作也可以直接在下区段的运输平巷中进行，如图所示。下区段回风平巷可以在被假顶隔离垮落矸石下方直接沿空掘进，不留设区段煤柱，以提高采区回收率。,1工作面运输巷；2工作面回风巷；3联络巷；4掩护支架；5采煤工作面；3、收尾阶段,3.收尾阶段 当伪斜柔性掩护支架工作面推进到区段停采线前，在停采线靠工作面一侧掘进两条收尾眼。两眼相距810 m，沿倾斜每隔1015 m用联络巷连通。掩护支架铺设至收尾眼时，应停止铺架如下图。利用收尾眼将支架前端逐渐下放，减少工作面伪斜角度，拆除上端多出的一段支架，使支架下放到回架处的水平位置。用上述拆架方法将掩护支架全部拆除，如图1614所示。在拆除掩护支架过程中应始终保持支架落平部分与区段运输平巷不少于3个溜煤眼相通，以满足通风、行人和拆架的需要。但最多不超过5个溜煤眼，避免压力过大给拆除掩护支架造成困难。,掩护支架工作面收尾1工作面运输巷；2工作面回风巷；3收尾上山眼；4通风联络巷；5停采线；6采区上山眼,四、改进支架结构、扩大使用范围,1.多根钢梁组合平板形掩护支架,2.八字形掩护支架 3.“”形掩护支架,4.单腿支撑式掩护支架 5.“”字形掩护支架,五、改进巷道布置，减少支架安装和拆除次数,1.上下区段构成连续工作面,2.工作面分段连续推进 增大区段高度，加大工作面倾斜长度，采用长工作面分段连续推进的巷道布置方式。3.加掘溜煤眼的分段工作面,4.加掘伪倾斜溜煤斜巷的分段工作面,6.真倾斜溜煤直眼与伪斜溜煤斜巷相结合的分段工作面,六、主要故障处理及过断层、旧巷的措施,1.架下放时产生扭斜原因：分段开采时，采深不一致或开采速度不协调；铺架时支架未安装紧固或支架多次下放，钢丝绳受反复拉伸使连接钢梁的螺栓、绳卡松动，造成部分支架移动，离开柔性整体，而出现扭斜。预防措施：注意支架安装质量，经常对工作面支架连接件进行检查，及时拧紧螺丝帽。发现支架扭斜时，需及时用点柱支撑逐步调整其恢复正常状态。发现支架部分离开钢丝绳的，必须及时用短钢丝绳将其两端用45个绳卡拴牢在主钢丝绳上。,2.支架切入顶底板产生故障的原因是：爆破时炮眼布置不当，装药过量，崩坏地沟和底板一侧的煤帮，使支架失去支撑，向一侧倾斜而逐渐切入顶板或底板；因煤层变薄卡住支架，使支架切入顶板；底板一侧煤炭坚硬未采净，使支架切入顶板。处理方法：及时去除顶板或底板局部岩石，加大支架切入端的下放距离，使其逐步恢复正常状态，如图1所示。,3.窜矸原因：当工作面顶底板破碎或煤层增厚、煤质松软时，支架顶端的煤炭垮落后，支架顶部与顶板间会出现部分空隙，支架上部顶板侧采空区矸石会大量窜入；或由于爆破时炮眼布置不当、装药量过大、崩坏地沟两侧煤帮和顶底板。处理方法：及时用斜撑支住支架，用方木、木板、笆片做成假顶，堵塞孔洞，防止继续漏矸，如图所示。,4.支架悬空原因：煤层变厚，煤质变软，发生顶底煤片帮，造成支架失 去支撑，悬空。处理方法：利用立柱、撑木支柱支架及顶底板空间，逐步将 支架下放到正常位置，如图所示。,5.断绳原因：操作及管理不当，支架下放时产生扭斜、褶皱，使钢丝绳受张力过大；绳卡松动、脱落，致使支架扭斜受力不均。处理方法：发生断绳后，必须立即停止采煤，迅速用810 m的短钢丝绳和812个绳卡将断脱两端连接好。在生产过程中，要注意检查绳卡，螺栓是否拧紧；严重锈蚀、断丝超过规定的钢丝绳必须及时更换；尽量保证全工作面采深一致。6.支架过断层或煤层变化带当断层断距大于1m，使煤层完全断脱时，只能撤架重新铺设掩护支架。若断层断距小于1m，褶曲、煤厚变化不大，可适当挑顶、破底，借助于留顶煤或底煤，调大支架仰角或俯角，经多次调整，可使支架处于正常位置。掩护支架过断层如图所示；掩护支架过煤层变化带如图所示。,7.支架过旧巷支架过旧巷可以采取打立柱，斜撑支撑悬空支架和破碎顶板，撤除巷道中损坏支架，利用煤矸填满底板空隙作为假底，并注意加强管理顶板，使支架安全通过旧巷，如图所示。,七、伪斜柔性掩护支架采煤法的优缺点及适用条件,1.优点伪斜柔性掩护支架采煤法将工作面倾角变缓，工作面伪斜长度增大，巷道布置和生产系统简单，工作面连续推进时间长，搬迁次数减少，有利于安排工作面均衡生产，有利于发展采煤机械化，降低掘进率。同时，工作面破煤能自溜运输。伪斜柔性掩护支架采煤法利用掩护支架把采煤工作面空间与采空区隔开，简化复杂繁重的顶板管理工作，减少了繁重的体力劳动，安全可靠性增加，支护材料消耗降低。掩护支架安装和拆除工作，在空间上能与工作面的正常采煤工作分开，三者可以平行作业，互不影响，采煤工艺简单，可以实现三班连续破煤，单产高，技术经济效果好。,2.缺点掩护支架结构固定，在下放过程中，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性差。采煤工艺尚未实现机械化，限制了各项技术经济指标的进一步提高。在含有夹矸的煤层中使用时，无法排除矸石，降低了煤炭质量。当工作面出现淋水时，劳动条件较差，煤炭自溜困难。3.适用条件煤层赋存稳定，倾角和厚度变化较小，夹矸层较薄，煤层厚度在1.18 m的急斜煤层。,4.改进方向在倾角为4560、厚度不同的急斜煤层中应用时，掩护支架下放容易发生事故，要求具有较高技术及管理水平，因此对这种条件下的掩护支架结构及其下放方式需要进一步研究和改进。在倾角大于60、厚度小于1.3 m及厚度大于810 m的急斜煤层中应用时，现仍存在一定困难。煤厚小于1.3 m时，掩护支架下工作空间小，劳动条件恶化，风速高，产尘量大；煤厚大于610 m时，掩护支架笨重，安装和拆卸工作繁重，支架下放难以控制，因此对这两种条件下的掩护支架结构及其下放方式需要进一步研究和改进。伪斜柔性掩护支架采煤法的所有工序目前均是人工作业，劳动强度较大。生产现场迫切需要实现部分工序的机械化，以改善作业人员的劳动条件。,任务四 水平分段放顶煤采煤法,知识点,1、水平分段放顶煤采煤法采煤系统及采煤工艺2、水平分段放顶煤采煤法的优缺点及适用条件3、滑移顶梁及悬移顶梁液压支架放顶煤采煤法,相关知识,1采煤机；2前部输送机；3后部输送机；4液压支架；5运输平巷输 送机；6加强支柱；7放煤插板,一、水平分段放顶煤采煤法采煤系统,水平分段放顶煤工作面沿水平垂直于走向布置，工作面的区段运输平巷一般靠底板，区段回风平巷靠顶板，在同一水平线布置。采用综合机械化放顶煤时，要安装大型机电设备，如采煤机、泵站、放顶煤液压支架等，应用一组上山眼，显然很难运输这些大型设备，因而一些矿井采用溜煤眼和斜巷联合布置的方式。如我国最早进行急斜综采放顶煤工业试验的窑街二矿，水平分段放顶煤采煤法巷道布置如图,1主斜井；2副斜井；3+1650运输大巷；4+1700回风大巷；5+1650运输石门；6+1700回风石门；7开切眼；8区段运输平巷；9区段回风平巷；10进风斜巷；11溜煤眼；12回风斜巷,放顶煤工作面采放出的煤，由区段运输平巷8输送至溜煤眼1l，在+1650运输石门5装车，通过+1650大巷至井底后由主斜井提升。包括放顶煤工作面装备等材料，由副斜井下放，通过+1700水平至斜巷12运抵工作面开切眼7安装。窑街二矿的这种布置方式，由于将斜巷布置在煤层顶板，显然要占用较宽煤柱。大多数条件下，应将斜巷布置在底板，或联合开采的下方近距离薄及中厚煤层。,1主斜井；2副斜井；3+1650运输大巷；4+1700回风大巷；5+1650运输石门；6+1700回风石门；7开切眼；8区段运输平巷；9区段回风平巷；10进风斜巷；11溜煤眼；12回风斜巷,二、采煤工艺,（一）水平分段综合机械化放顶煤采煤工艺 1.切眼附近顶煤处理 切眼附近顶煤，视煤质硬度不同有不同的处理方法：当煤质较硬时，由于顶煤初次垮落步距较大，为了减少顶煤损失，在开切眼内需向顶煤和煤柱侧打眼爆破对煤体进行松动；对于煤质较软、节理层理发育，易于垮落煤层，开切眼推进一定范围内，工作面不得放顶煤，以防破坏采区隔离煤柱。,2.工作面割煤、移架、推移输送机 进刀方式。根据工作面长度和所选用采煤机不同，可选择斜切进刀、中间进刀和工作面上下开切口等进刀方式。截割方式。单滚筒采煤机多采用上行割顶煤、下行割底煤，往返进一刀的截割方式；双滚筒采煤机采用双向割煤，往返进两刀的截割方式。支护方式。采煤机割煤后，立即移架，及时支护裸露顶煤。移架。采用擦顶移架方式，移架速度要快，尽可能一次到位。推移输送机。前端输送机弯曲段一般经过23次推移到位；后端输送机要待顶煤放完后才进行推移。,3.放顶煤 一般采用割两刀或割三刀放一次顶煤，放顶煤步距为“两刀一放”或“三刀一放”，用单轮间隔或多轮顺序放顶煤方式。由于工作面普遍较短，多采用两轮移架放顶煤方式。使用两轮移架放顶煤时，由底板向顶板方向移架一轮放出总放煤量的一半，两轮全部放完。但因放煤不均匀或煤层本身因素提前见到矸石时，应隔架放顶煤。,由于急斜煤层矿山压力显现不强烈，矿压破煤效果不及缓斜煤层。当工作面长度过小或煤层厚度大于15 m时，工作面会出现悬顶及大块煤，顶煤垮落前需要采取爆破松动顶煤。当 煤层硬度较大，倾角小于55时，靠底板侧会残留较大“死煤三角区”的顶煤放不出需要采用爆破崩落措施。图为回收“死煤三角区”炮眼布置。,（二）水平分段滑移顶梁液 压支架铺顶网放顶煤 采煤工艺 滑移顶梁液压支架是在单体液压支柱基础上的适用技术，组装成简易液压支架。它属于框式结构，稳定性较差，但在急倾斜水平分段采煤时，由于工作面水平布置，且急倾斜水平分段放顶煤矿压显现不剧烈，支架稳定性较易得到保证。利用它铺顶网进行放顶煤采煤，实现了支架自移。这种实用技术一段时间内发展较快。,采煤工艺1.落煤采煤机落煤。滑移顶梁支架放顶煤有铺顶网、剪网放顶煤等工序，移架过程也较综采移架复杂。由于工作面短，采用短机身采煤机，无须反复进刀斜切开切口，有利于提高生产率。爆破落煤。急斜煤层滑移顶梁支架放顶煤工作面大多采用爆破落煤，其原因除矿井投资有限外，主要是滑移顶梁液压支架前梁控制端面能力差，采用爆破落煤靠煤壁的无支护空间小，便于控制端面顶板。工作面采高22.2 m，一般采用3花眼或5花眼，严格掌握不要正对支架的立柱，立柱也要有防炮崩措施。,2挂网落煤后应及时挂设顶网，一般采用8号钢丝编的菱形或十字形金属网，也有采用专用塑料网。3推移输送机及滑移顶梁液压支架一般顺序是：挂顶网后随即伸出前探梁或挂铰接顶梁一移支架前输送机缩前探梁提前梁支柱推顶梁前移（0.8 m）一支好前架提后梁后柱移后输送机一迅速提后梁支柱拉后梁前移一支好后架。这一典型的移架顺序如图所示。移架是支护结构控制围岩的重要环节，而滑移支架属单列节式支架，稳定性差。要严格按规程作业，并进行支护质量监测。移后架时，前梁一定要支好以防整个支架失稳，倾角大于100左右的煤层更要作好监测。,1升前探梁移前输送机；2收前探梁提前梁柱腿；3移前架；4提后梁后柱腿移后输送机；5迅速提后粱前柱腿移后架、支腿,4.放落顶煤按顶煤放落规律，不同工作面在移13次支架后，进行一次放落煤工序。在支架后架间用剪钳将金属网剪成宽0.40.5m、高0.60.8m左右，距工作面顶板1m的放煤窗口，将顶煤从窗口放入后输送机。放煤顺序与综采放顶煤相同，有顺序依次放煤和间隔放煤等不同方式。每个窗口见矸停放，并一定要补好剪开的窗口，以防矸石流进后输送机。,三、水平分段综采放顶煤采煤法的优缺点及使用条件,优点：机械化程度高，生产集中，工作面产量高，劳动生产率高，生产成本低；巷道掘进工程量少，掘进率及巷道维护费用低；与水平分层采煤法比较，减少了铺网工序及材料消耗；煤炭损失大幅度减少。缺点：较其他急斜煤层采煤法投资大；对地质条件要求严格；设备笨重，设备运输、安装较为困难，不能因煤厚度变化而调整工作面长度；在未进行灌浆及注水灭火的干燥煤层中使用高位或中位放顶煤支架时，产尘量较大。适用：煤层倾角大于45；煤层厚度大于20 m，厚度沿走向范围变化不大；煤层赋存稳定，无较大落差断层存在；煤层普氏系数f=0.82.0，当f 2.0时必须采取爆破强制破煤措施。,任务五 仓储采煤法,知识点,1、仓储采煤法巷道布置及生产系统2、仓储采煤法采煤工艺,一、沿仰斜推进的仓储采煤法,（一）仓储采煤法巷道布置 沿仰斜推进的仓储采煤法，是在区段内沿走向划分成若干仓房，仓房的宽度即沿走向长度一般为1530 m，沿倾斜长度（区段）一般为4080 m。我国开采急斜煤层采用较多的是仓房间留煤柱仓储采煤法，巷道布置如图,相关知识,1回采仓；2待放仓；3放煤仓；4上山眼；5大直径钻孔；6区段运输平巷；7区段回风平巷,每个仓房都要提前开掘一条上山眼用作进风和行人，并在回采过程中沿倾斜每隔6 m左右，用联络巷将进风行人眼与仓房工作面贯通，当下一个仓房回采时，用它回风运料。仓房间煤柱一般为36 m。,1回采仓；2待放仓；3放煤仓；4上山眼；5大直径钻孔；6区段运输平巷；7区段回风平巷,（二）生产系统 如图所标示。在每个仓房下方留有小煤柱形成放煤窗口，破碎的煤炭储存在仓房内。回采仓1工作面向上推进回采，采落煤炭储于采空区内，作为临时充填场。由于煤体破碎后，体积增大，回采仓下方随时要放出少量煤炭，并保持有足够的回采空间；待放仓2已储满破碎煤炭以控制顶板，暂不放煤，以利回采仓安全生产，在放煤仓3下开启煤仓口，煤炭依靠自重放入区段运输平巷的矿车或输送机中。通风系统如图中箭头所示。为便于工作面通风，工作面布置呈伪斜状；材料等由区段回风平巷运人工作面。,（三）采煤工艺1落煤 由仓房沿倾斜最下部开始，由下而上进行。为便于工作面通风，工作面一般布置成伪斜状，与走向有150200夹角。落煤方式普遍采用打眼放炮，一般采用由回风眼侧向进风眼侧顺序分段方式。破碎的煤大致在原地堆积，由于碎煤体积约膨胀1413，为保证一个高度约2 m的回采空间，需经常将多余的煤放出。放出时应注意在各个放煤口放出量的均衡，以保持工作面的平整。,2顶板管理 在回采仓1的工作面内，因为仓内储存有煤炭，限制了顶底板的闭合运动，当顶底板和煤层的稳定性较好时，一般不进行支护；当顶板、底板稳定性较差时，可采用木锚杆或点柱加以支护；当煤层松软易冒时，应打支柱并用背板背好。,3放煤 回采仓的放煤只是为了保证一定的工作空间高度而放出碎胀后多余的煤。放煤主要是在放煤仓进行，一般采用放煤口依次顺序放煤。由于仓内煤体放出，悬露的顶底板会发生破坏，特别是顶板冒落，放煤就可能混矸。在这种情况下，就需要根据放矿理论研究合理的放煤顺序，以取得较高的采出率，降低含矸率。每隔35个煤仓，应留一个区域隔离煤柱，宽度一般为68 m，一个小区域采完后，将这一区域隔离。,（四）适用条件优点：利用煤炭自溜，采煤工艺简单；利用储煤约束顶底 板闭合运动，空顶空间小；产量和工效较高，坑木 消耗少，因而吨煤成本低。缺点：工作面较短，不易实现采煤机械化；煤炭采出率低，工作面空间断面小。适用：地质构造简单，顶底板岩层稳定，厚度为1.04.5 m的急斜煤层。,二、高水充填矿柱仓储式采煤法,1999年内蒙古太西煤集团股份有限公司为了提高优质太西煤的采出率，提出了“房柱式充填仓储采煤法”，具有明显的先进性，代表了这类采煤法改革的前景。这种采煤法的实质是，沿走向在一个开采区域，间隔划分为矿柱和仓房。先采矿柱，然后用高水充填矿柱，使其能支撑开采区域的顶底板；然后再采仓房的煤，采煤工艺与仓储式采煤法相同。这种采煤方法可称为“高水充填矿柱仓储式采煤法”，其原理示意如下图。,高水充填矿柱仓储式采煤法原理示意图1采空仓；2放煤仓；3回采仓；4准备仓；5高水充填矿柱；6运输巷；7回风巷,课题十七 柱式采煤方法,任务一 柱式采煤方法采煤工艺任务二 柱式采煤方法特点和适用条件,任务一 柱式采煤方法采煤工艺,知识点,1、柱式采煤法特点、使用条件2、连续采煤机梭车工艺系统 3、连续采煤机一输送机工艺系统,相关知识,柱式体系采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽为57m的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或块状的煤柱，煤柱宽有数米至二十多米不等，采煤在煤房中进行。煤柱可根据条件留下不采，或在煤房采完后，再将煤柱按要求尽可能采出。留下煤柱不采的称为房式采煤法，即采煤房又采煤柱的称为房柱式采煤法,连续采煤机房柱式采煤法具有投资少、出煤快、适应性强、机械化程度高、效率高、安全好等优点，是柱式采煤工作面机械化采煤的主要方式。实践证明：连续采煤机房柱式采煤法作为长壁综合机械化采煤的一种补充，在适宜条件下，可达到良好的技术经济指标，获得较好的经济效益。,连续采煤机采煤工艺按运煤方式的不同可分为两种工艺系统：一种是连续采煤机梭车转载破碎机带式输送机工艺系统；另一种是连续采煤机桥式转载机万向接长机带式输送机工艺系统。前者是间断运输工艺系统，简称连续采煤机梭车工艺系统；后者是连续运输工艺系统，简称连续采煤机输送机工艺系统。,一、连续采煤机梭车工艺系统,连续采煤机房柱式采煤实行掘采合一，一般需要同时开掘35条煤房，由于通风和安全的要求，还需开掘横向联络巷间隔贯通每条煤房，支护则采用锚杆。连续采煤机房柱式采煤分为煤房掘进和回收煤柱两个阶段。,1连续采煤机；2梭车；3转载破碎机；4带式输送机；5锚杆机；6纵向风障；7风帘；8风墙；9电源中心,（一）煤房掘进 图为5条巷道(煤房)的连续采煤机煤房开掘系统。图中连续采煤机正在第1条煤房作业，采煤机向前开掘的距离始终使采煤机司机处于永久锚杆支护的安全范围内，这个距离一般为56 m。锚杆机在第5条煤房中安装锚杆，由于锚杆机是紧随采煤机之后作业，连续采煤机在第5条煤房开掘后转移到第1条煤房继续作业。,1回风道；2进风道；3蓄电池充电站；4永久性风墙；5采区供电中心；6给料破碎机；7防火帘；8风帘,图中虚线为连续采煤机在第1煤房开掘时2台运煤车(梭车)的运煤路线。当连续采煤机完成第1条煤房的开掘作业后即转入第2条煤房作业，同时锚杆机在完成第5条煤房的作业后就可转移到第1条煤房钻装锚杆。当连续采煤机完成第2条煤房的开掘作业后，将依次转入第3、第4和第5条煤房进行开掘作业。,之后，又从第1条煤房开始下一个循环。如此循环作业，5条煤房同时向前推进。当5条煤房推进到需要开掘联络巷时，其开掘顺序如图173。这时煤房和联络巷同时掘进，图中数字标明煤房和联络巷的掘进顺序，依此顺序直到掘通联络巷。当联络巷掘通后，又以正常顺序开掘5条煤房。,连续采煤机掘进过程可分为“切槽”和“采垛”两个工序。如图174，司机根据煤房中通风设施的布置，确定采煤机先沿煤房的某一侧截割。采煤机设备移动到位后开始切割正面煤壁，直到深度达56 m才停止，这一工序称为“切槽”工序。然后采煤机退出调整到巷道另一侧，再切割剩余的煤壁，使巷道开掘至所要求的宽度，这一工序称为“采垛”工序。,连续采煤机通过扒爪装载机构和中部输送机将煤装入停靠在机后的梭车，见下图1。通常两台采煤机配两部梭车，一部在采煤机后等待装煤，另一部已装满煤炭驶向给料破碎机处，快速卸煤后再返回采煤机所在地点等待装机。两部梭车各按其线路往返穿梭行走以保证连续采煤机尽可能连续作业，在采煤机产量高的情况下也可配三部梭车。,（二）回收煤柱 1.袋翼式,（a）单煤柱双袋式；（b）双煤柱单袋式1、2、3、17、18煤柱回收顺序,2.外进式 如图所示为外进式煤柱回收法。当煤柱宽1012 m左右时，可直接在房内向两侧煤柱进刀。,1、2、3、回收顺序,二、连续采煤机一输送机工艺系统,这种系统是将采煤机采落的煤，通过多台输送机转运至带式输送机上。其工艺系统如下图。这种系统主要用于薄煤层，在中厚煤层的使用也呈上升趋势。这种连续运输系统克服了梭车间断运输产生的影响，且有利于在薄煤层中应用。,1桥式转载机；2、3、4万向接长机5带式输送机,鸡西小恒山煤矿采用的就是这种工艺系统。所用采煤机为MK22型，采用纵向螺旋滚筒，滚筒长1.2 m，一般可钻进1.1 m。两滚筒一上一下（一般为前上后下）向左（或向右）摆动割煤，最大摆动角度为90，不挑顶，不卧底。其割煤方式如图示。,（a）采煤机向右割煤（b）采煤机依枢轴 转，向左清浮煤（c）采煤机向左割 煤，然后回中位，割完一刀,连续运输设备是由1台桥式转载机和3台万向接长机、1台特低型带式输送机组成。由于薄煤层巷道低，条件较差，为方便运送人员、设备和材料及清扫浮煤，设一台铲车。连续采煤机采煤后，若顶板不太稳固，可先用金属支柱临时支护，永久支护采用金属锚杆或树脂锚杆，边打锚杆边回撤临时支柱。一台采煤机配备2台顶板锚杆机，进行顶板打眼和安装锚杆。,任务二 柱式采煤方法特点和适用条件,知识点,1、房式和房柱式采煤法特点2、柱式采煤法的适用条件,一、柱式采煤法的特点,（一）房式采煤法 这种采煤方法的特点是只采煤房不回收煤柱，用房间煤柱支承上覆岩层。下图为美国某矿井采用连续采煤机梭车工艺系统的房式采煤方法。主巷由5条巷道组成，盘区准备巷为3条，在盘区巷两侧布置煤房，形成区段。盘区一翼前进，另一翼后退。采取较大的煤柱(60 m)维护主巷。区段由6个房同时推进。房宽7 m，煤柱尺寸为8 m8 m，区段间煤柱宽为8 m，因受地质构造影响，房长约220 m。,相关知识,1进风大巷；2回风大巷；3运输大巷；4盘区进风巷5盘区回风巷；6盘区运输巷；7地质破坏不可采区8地质破坏不采区域,返回,（二）房柱式采煤法 这种方法的特点是房间留设不同形状的煤柱，采完煤房后有计划地回收这些煤柱。1.切块式房柱式采煤法 通常把45个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽56 m，煤房中心距为2030 m，每隔一定距离用联络巷贯通，形成方块或矩形煤柱。煤房掘进到预定长度后，即可回收煤柱。图为一典型切块式房柱式采煤法巷道布置方式。,1进风大巷；2回风大巷；3主带式输送机巷；4盘区运输巷；5风桥；6风墙；7回风巷；8堆放矸石的独头巷；9调节风门,在图中主巷由5条巷道组成，中间3条进风，两边各1条回风。采用带式输送机运煤。主巷一侧的独头短巷，用来堆放矸石，以便矸石不外运；在主巷另一侧布置盘区，盘区内不再布置盘区准备巷道，直接多房推进然后返回回收煤柱。盘区由5条煤房组成，房宽5 m，留方形煤柱，房与房中心距为29 m。盘区间留设24 m长条形煤柱。该煤柱也可在后退回收煤柱时采出。,1进风大巷；2回风大巷；3主带式输送机巷；4盘区运输巷；5风桥；6风墙；7回风巷；8堆放矸石的独头巷；9调节风门,2.“旺格维利”采煤法（1）旺格维利采煤法的基本概念和工艺系统 它是澳大利亚在房柱式开采技术基础上发展起来的一种高效短壁柱式采煤法，它与传统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一样充分冒落，使煤房、煤柱的回采避开支承压力高峰区。具体是在盘区准备巷道一侧或两侧布置长条形房柱，如图所示。长条形房柱宽约15 m，长约6595 m。条形房柱内先采房，房宽6 m，到边界后，后退回出9 m宽的煤柱。盘区准备巷道长度按地质条件和带式输送机长度确定。长条房柱间的回采顺序一般用后退式。,1大巷；2盘区准备巷；3长条形房柱,旺格维利采煤法的工艺系统按运煤方式一般分为两种形式：一种是连续采煤机运煤车(梭车)转载破碎机带式输送机工艺系统；一种是连续采煤机连续运输系统带式输送机工艺系统。,（2）巷道布置及参数 神东矿区旺格维利采煤区段的巷道布置分为两种形式，一种是类似于长壁工作面布置形式，上下顺槽均双巷布置，巷宽4.65.0 m，巷间煤柱宽度1520 m，工作面长度约100 m，工作面煤房宽度5.06.0 m，煤房布置间距一般不大于25 m，巷道高度与回采高度相同。巷道、煤房支护形式为树脂锚杆。工作面系统布置如图所示。,另一种形式是采煤区段集中布置三条顺槽，作为进风、回风和运输顺槽。巷间煤柱、巷道宽度、煤房间距、支护形式与第一种形式相同。当工作面沿顺槽单翼布置时，其长度约100 m；当工作面沿顺槽双翼布置时，其长度逾200 m。工作面系统布置如图所示。,（3）采煤工艺 煤房掘进。旺格维利采煤法的煤房掘进与房柱式相同，由连续采煤机和锚杆钻机交替进行掘进与支护作业。作业循环进度不大于7 m。煤柱回收。当煤房掘进到位后即可进行煤柱回收。煤柱回收一般分为双翼进刀回收和单翼进刀回收两种方式。,双翼进刀：连续采煤机从煤房一端后退式依次按45斜切 进刀，回收煤房左右两侧煤柱，斜切进刀规格 为：深度约11 m，宽度3.3 m，每条煤房的回 采宽度约25 m(含煤房宽度)。两台履带行走式 液压支架在煤房内迈步式向前移动，及时支护 连续采煤机后方的悬空顶板。,单翼进刀：连续采煤机从采空区一侧依次按45斜切进刀 回收煤柱，并与采空区割透。两台履带行走式 液压支架在煤房中及时跟进，支护顶板。每条 煤房的回采宽度约15 m(含煤房宽度)。,顶板管理 神东矿区旺格维利工作面使用了神东公司与科研单位共同研制的履带行走式液压支架。在回收煤柱过程中履带行走式液压支架可以带压移架，及时支护顶板，保证工作面的安全工作空间。同时，支架可以切顶，使采空区顶板有规律性地充分冒落。当工作面没有配备履带行走式液压支架时，煤柱回收采取留设肋条式煤皮来支撑顶板。采煤机每切割一刀，在采空区留设一段煤皮，煤皮厚度一般为0.51.0 m。对大面积悬而不垮的顶板将定期进行强制放顶并留设保安隔离煤柱。,通风方式 旺格维利采煤法仅适用于开采低瓦斯工作面，而且工作面风流要通过采空区回风。针对神东矿区煤层易自燃、康家滩煤矿瓦斯涌出量较大的问题，矿井普遍采取了两种通风方式，一种是类似长壁工作面的通风系统，煤房掘进时采用局部通风机通风，回收煤柱时采用全负压通风，靠采空区一侧设置挡风帘和密闭等通风构筑物，如图1所示。当开采高瓦斯工作面时，工作面可采取双煤房布置形式，煤房间设通风行人联络巷，这样可以提高工作面通风及抗灾能力。,另一种通风系统是，三条顺槽两进一回。与第一种通风系统的区别是，当回收煤柱时，在煤房中设导流风障，实现全负压通风，如图所示。这种通风系统也可