第5章 近水平、緩傾斜和中斜采煤方法

1、第五章 近水平、緩傾斜和中斜采煤方法第一節(jié) 采煤方法概述第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝第三節(jié) 放頂煤采煤工藝第四節(jié) 回采巷道布置系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述一、工作面與采空區(qū)一、工作面與采空區(qū)二、采煤工藝（回采工藝）二、采煤工藝（回采工藝） 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述一、工作面與采空區(qū)一、工作面與采空區(qū)開(kāi)切眼工作空間采空區(qū)工作空間采空區(qū)(a)(b)(c)圖 5-1 工作面空間和采空區(qū) a-開(kāi)切眼；b-在開(kāi)切眼附近；c-正?；夭蓵r(shí) 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述二、采煤工藝（回采工藝）二、采煤工藝（回采工藝）1.1.采煤工藝采煤工藝: :采煤工作面各工序所用方法、設(shè)

2、采煤工作面各工序所用方法、設(shè)備及其在時(shí)間、空間上的相互配合。備及其在時(shí)間、空間上的相互配合。2.2.回采工藝過(guò)程包括（采煤主要工序）回采工藝過(guò)程包括（采煤主要工序）: : 破破煤、煤、裝裝煤、煤、運(yùn)運(yùn)煤、煤、支支護(hù)和護(hù)和處處理采空區(qū)等。理采空區(qū)等。 采空區(qū)處理方式：采空區(qū)處理方式： 垮落法、煤柱支撐法和充填法垮落法、煤柱支撐法和充填法。第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述 3.按破煤與支護(hù)方法的不同，回采工藝可分為按破煤與支護(hù)方法的不同，回采工藝可分為:a.a.炮采炮采: :用鉆眼爆破法采煤，輸送機(jī)或溜槽運(yùn)煤用鉆眼爆破法采煤，輸送機(jī)或溜槽運(yùn)煤 和單體支柱支護(hù)的方式。和單體支柱支護(hù)的方式。b.

3、b.普采普采: :用機(jī)械方式破煤裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單用機(jī)械方式破煤裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單 體支柱和鉸接頂梁支護(hù)的方式。體支柱和鉸接頂梁支護(hù)的方式。c.c.綜采綜采: :用機(jī)械方式破煤裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、液用機(jī)械方式破煤裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、液 壓支架支護(hù)的方式。壓支架支護(hù)的方式。(a)(d)(b)(e)(c)(f)圖 5-2 回采工藝過(guò)程 a-開(kāi)始采煤前；b-破煤；c-裝運(yùn)煤；d-移輸送機(jī)；e-支護(hù)；f-處理采空區(qū) 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述4.4.采煤方法采煤方法: : 采煤工藝與回采巷道布置及其在時(shí)間上、采煤工藝與回采巷道布置及其在時(shí)間上、空間上的相互配合?？臻g上的相互配合。a.a.走

4、向長(zhǎng)壁采煤法走向長(zhǎng)壁采煤法: :長(zhǎng)壁工作面沿煤層長(zhǎng)壁工作面沿煤層走向推走向推進(jìn)進(jìn)的采煤方法。的采煤方法。b.b.傾斜長(zhǎng)壁采煤法傾斜長(zhǎng)壁采煤法: :長(zhǎng)壁工作面沿煤層長(zhǎng)壁工作面沿煤層傾斜推傾斜推進(jìn)進(jìn)的采煤方法。的采煤方法。 第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法概述采煤方法概述123435(a)(b)圖 5-3 兩種采煤方法示意圖 a-走向長(zhǎng)壁采煤法；b-傾斜長(zhǎng)壁采煤法 1、2-區(qū)段運(yùn)輸、回風(fēng)平巷；3-回采工作面；4、5-條帶運(yùn)輸、回風(fēng)斜巷 第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝一、采煤工作面礦山壓力二、爆破采煤工藝三、普通機(jī)械化采煤工藝四、綜合機(jī)械化采煤工藝第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面

5、采煤工藝一、采煤工作面礦山壓力（一）（一） 頂板與底板頂板與底板（二）（二） 采動(dòng)后頂板活動(dòng)的一般規(guī)律采動(dòng)后頂板活動(dòng)的一般規(guī)律（三）（三） 采煤工作面頂板分類采煤工作面頂板分類（四）采煤工作面圍巖支承壓力及其變化（四）采煤工作面圍巖支承壓力及其變化第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝（一）（一） 頂板與底板頂板與底板（1）頂板）頂板:賦存在煤層之上的鄰近巖層。賦存在煤層之上的鄰近巖層。頂板根據(jù)其與煤層的相對(duì)位置和巖性又分為頂板根據(jù)其與煤層的相對(duì)位置和巖性又分為: 偽頂：偽頂：位于煤層之上隨采隨冒落的極不穩(wěn)定巖層，其厚位于煤層之上隨采隨冒落的極不穩(wěn)定巖層，其厚度一般在度一般在0.5

6、m以下，巖性多為炭質(zhì)頁(yè)巖。以下，巖性多為炭質(zhì)頁(yè)巖。 直接頂直接頂：位于煤層或偽頂之上有一定的穩(wěn)定性，移架或位于煤層或偽頂之上有一定的穩(wěn)定性，移架或回柱后能自行垮落的巖層，巖性多為砂頁(yè)巖、頁(yè)巖回柱后能自行垮落的巖層，巖性多為砂頁(yè)巖、頁(yè)巖 基本頂基本頂：又稱老頂。位于直接頂或煤層之上，通常厚度又稱老頂。位于直接頂或煤層之上，通常厚度及巖石強(qiáng)度較大、難以垮落的巖層。及巖石強(qiáng)度較大、難以垮落的巖層。（2）底板）底板:賦存在煤層之下的鄰近巖層。賦存在煤層之下的鄰近巖層。第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝 1234圖 5-4 煤層、頂板、底板的相對(duì)位置關(guān)系 1-砂巖（基本頂） ；2-頁(yè)巖（

7、直接頂） ； 3-煤層；4-頁(yè)巖（底板） 第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝（二）（二） 采動(dòng)后頂板活動(dòng)的一般規(guī)律采動(dòng)后頂板活動(dòng)的一般規(guī)律直接頂初次垮落直接頂初次垮落:當(dāng)直接頂垮落高度超過(guò)當(dāng)直接頂垮落高度超過(guò)0.5m，沿工作面方向垮落長(zhǎng)度超過(guò)工作面總長(zhǎng)度沿工作面方向垮落長(zhǎng)度超過(guò)工作面總長(zhǎng)度的的50%時(shí)。時(shí)。直接頂初次垮落距直接頂初次垮落距:直接頂初次垮落時(shí)工作面直接頂初次垮落時(shí)工作面煤壁至開(kāi)切眼煤幫之間的距離。煤壁至開(kāi)切眼煤幫之間的距離。 第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝圖 5-5 直接頂初次垮落 第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝 圖 5-6

8、 直接頂垮落后的巖石充填情況 圖 5-7 基本頂呈雙固定支點(diǎn)梁狀態(tài) 第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝o初次來(lái)壓：初次來(lái)壓：工作面回采以來(lái)老頂?shù)谝淮未笠?guī)模來(lái)壓。o基本頂初次來(lái)壓步距：基本頂初次來(lái)壓步距：開(kāi)切眼到初次來(lái)壓時(shí)工作面推進(jìn)的距離。o周期來(lái)壓：周期來(lái)壓：基本頂周期折斷在采煤工作面引起的礦壓顯現(xiàn)。o基本頂周期來(lái)壓步距：基本頂周期來(lái)壓步距： 基本頂巖梁周期折斷的距離。 圖 5-8 基本頂初次來(lái)壓 a-基本頂斷裂下沉；b-基本頂臺(tái)階下沉 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝(a)(b)圖 5-9 基本頂周期來(lái)壓 a-基本頂斷裂下沉；b-基本頂臺(tái)階下沉 第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采

9、煤工藝（三）（三） 采煤工作面頂板分類：采煤工作面頂板分類：根據(jù)老頂壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈程度，將老頂分為根據(jù)老頂壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈程度，將老頂分為4級(jí)：級(jí)： 級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)來(lái)壓來(lái)壓 不明顯不明顯明顯明顯強(qiáng)烈強(qiáng)烈 非常強(qiáng)烈非常強(qiáng)烈第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝（四）采煤工作面圍巖支承壓力及其變化：（四）采煤工作面圍巖支承壓力及其變化：1.圍巖圍巖：礦體或采掘空間周?chē)膸r體。：礦體或采掘空間周?chē)膸r體。2.原巖應(yīng)力原巖應(yīng)力：天然存在于原巖內(nèi)的應(yīng)力。：天然存在于原巖內(nèi)的應(yīng)力。3.支承壓力：采煤后，由于采掘空間被采物承支承壓力：采煤后，由于采掘空間被采物承受的載荷轉(zhuǎn)移到周?chē)С畜w上的壓力。受的

10、載荷轉(zhuǎn)移到周?chē)С畜w上的壓力。4.礦壓礦壓：存在于采掘空間周?chē)鷰r內(nèi)的力。：存在于采掘空間周?chē)鷰r內(nèi)的力。第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝二、爆破采煤工藝二、爆破采煤工藝爆破采煤工藝：爆破采煤工藝：又稱又稱“炮采炮采”，指在長(zhǎng)壁工作，指在長(zhǎng)壁工作面用爆破方法破煤和裝煤、人工裝煤、輸送機(jī)面用爆破方法破煤和裝煤、人工裝煤、輸送機(jī)或溜槽運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)采空區(qū)的采煤工藝。或溜槽運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)采空區(qū)的采煤工藝。1.破煤：破煤：鉆眼放炮鉆眼放炮2.裝煤：裝煤：人工人工3.運(yùn)煤：運(yùn)煤：刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī)4.支護(hù)：支護(hù)：?jiǎn)误w支柱和鉸接頂梁?jiǎn)误w支柱和鉸接頂梁 5.處理采空區(qū)：處理采空區(qū)：全

11、部跨落法（另：充填法、煤全部跨落法（另：充填法、煤壁支撐法）壁支撐法）單位：m1.20.34.83.61.20.61.21.21.70.21.20.85.60.30.60.9 (a)(b)圖 5-15 炮采工作面單體支柱和鉸接頂梁支架布置圖 a-正懸臂齊梁直線柱布置；b-正懸臂錯(cuò)梁三角柱布置 第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝三、普通機(jī)械化采煤工藝三、普通機(jī)械化采煤工藝普通機(jī)械化采煤工藝：簡(jiǎn)稱普通機(jī)械化采煤工藝：簡(jiǎn)稱“普采普采”，是用機(jī)，是用機(jī)械方法破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單體支柱和械方法破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單體支柱和鉸接頂梁支護(hù)采空區(qū)頂板的采煤工藝。鉸接頂梁支護(hù)采空區(qū)頂板

12、的采煤工藝?；夭晒ば蛉缦拢夯夭晒ば蛉缦拢?1.破煤：破煤：采煤機(jī)采煤機(jī) 2.裝煤：裝煤：采煤機(jī)采煤機(jī) 3.運(yùn)煤：運(yùn)煤：刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī) 4.支護(hù)：支護(hù)：?jiǎn)误w支柱和鉸接頂梁?jiǎn)误w支柱和鉸接頂梁 5.處理采空區(qū)：處理采空區(qū)：與炮采同。與炮采同。普通機(jī)械化采煤工藝5上行下行213354810圖 5-17 普采工作面布置示意圖 1-采煤機(jī)；2-可彎曲刮板輸送機(jī)；3-推溜千斤頂；4-油泵；5-回柱鉸車(chē) 第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝第

13、二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作面采煤工藝四、綜合機(jī)械化采煤工藝四、綜合機(jī)械化采煤工藝綜合機(jī)械化采煤：簡(jiǎn)稱綜合機(jī)械化采煤：簡(jiǎn)稱“綜采綜采”。在長(zhǎng)壁工。在長(zhǎng)壁工作面用機(jī)械方式破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和作面用機(jī)械方式破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和液壓支架支護(hù)頂板的采煤工藝。液壓支架支護(hù)頂板的采煤工藝?；夭晒ば蛉缦拢夯夭晒ば蛉缦拢?1.破煤：破煤：采煤機(jī)采煤機(jī) 2.裝煤：裝煤：采煤機(jī)采煤機(jī) 3.運(yùn)煤：運(yùn)煤：刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī) 4.支護(hù)：支護(hù)：液壓支架液壓支架 5.處理采空區(qū)：處理采空區(qū)：與炮采同。與炮采同。綜采AA4 631214781110921135A-A第二節(jié)第二節(jié) 長(zhǎng)壁工作面采煤工藝長(zhǎng)壁工作

14、面采煤工藝自移式液壓支架分類自移式液壓支架分類1.支撐式自移支架：支撐式自移支架：適用在直接頂完整，適用在直接頂完整，老頂來(lái)壓強(qiáng)烈的條件。老頂來(lái)壓強(qiáng)烈的條件。2.掩護(hù)式自移支架：掩護(hù)式自移支架：適用在直接頂破碎適用在直接頂破碎而老頂來(lái)壓不明顯的條件。而老頂來(lái)壓不明顯的條件。3.支撐掩護(hù)式自移支架：支撐掩護(hù)式自移支架：適用直接頂破適用直接頂破碎又有老頂來(lái)壓的條件。碎又有老頂來(lái)壓的條件。支撐掩護(hù)式自移支架支撐掩護(hù)式自移支架支撐掩護(hù)式自移支架支撐掩護(hù)式自移支架掩護(hù)式自移支架掩護(hù)式自移支架圖 5-22 掩護(hù)式液壓支架 1-頂梁；2-支柱；3-掩護(hù)梁；4-底座；5-推移千斤頂 1325413452123

15、456掩護(hù)式支撐式支撐掩護(hù)式第三節(jié)第三節(jié) 放頂煤采煤工藝放頂煤采煤工藝1.定義定義: 在開(kāi)采在開(kāi)采6m及以上厚煤層時(shí)，先開(kāi)采煤層的及以上厚煤層時(shí)，先開(kāi)采煤層的底部，工作面上方的頂煤利用礦山壓力的作底部，工作面上方的頂煤利用礦山壓力的作用或輔以人工松動(dòng)方法使其破碎，并隨工作用或輔以人工松動(dòng)方法使其破碎，并隨工作面推進(jìn)在后方放的回采工藝。面推進(jìn)在后方放的回采工藝。 2.放頂煤支架類型放頂煤支架類型: 高位、中位、低位放頂煤。高位、中位、低位放頂煤。6I1 2834? ?I-I749321C5BA10圖 5-28 放頂煤綜采工作面設(shè)備布置 1-采煤機(jī)；2-前輸送機(jī)；3-放頂煤液壓支架；4-后輸送機(jī)；5-平巷帶式輸送機(jī)；6-配電設(shè)備；7-安全絞車(chē)；8-泵站；9-放煤窗口；10-轉(zhuǎn)載破碎機(jī) A-不充分裂碎煤體；B