煤礦開采方法精品課程

1、煤礦開采方法全國職業(yè)培訓(xùn)教學(xué)工作指導(dǎo)委員會(huì)煤炭專業(yè)委員會(huì)烏魯木齊煤礦技工學(xué)校2012采煤通風(fēng)組煤礦開采方法第三篇 礦山壓力及采煤工作面 技術(shù)管理第10章 礦山壓力及其控制第11章 采煤工作面生產(chǎn)管理技術(shù)煤礦開采方法第10章 礦山壓力及其控制主要內(nèi)容第十章 礦山壓力及其控制第一節(jié) 煤層圍巖及分類第二節(jié) 工作面頂板壓力顯現(xiàn)第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇第四節(jié) 頂板觀測(cè)復(fù)習(xí)思考題第一節(jié) 煤層圍巖分類圍巖的性質(zhì)，尤其是它的力學(xué)性質(zhì)對(duì)采掘工作面的壓力顯現(xiàn)影響最大。巖石通常為脆性體，有些為彈塑性體，它的力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為： 壓剪彎拉抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，一般抗拉強(qiáng)度只有其抗壓強(qiáng)度的 1/151/20巖

2、石破碎通常表現(xiàn)為拉性；有時(shí)也表現(xiàn)為剪性，如彈塑性巖石。由于巖石為非均質(zhì)體，組成的成分又不同，再加原生和次生的影響，從而形成了它的復(fù)雜的力學(xué)性質(zhì)異向性。例如，巖層中具有層理、節(jié)理等弱面，沿這些弱面方向的巖石抗拉強(qiáng)度，遠(yuǎn)小于其它方向的抗拉強(qiáng)度，有些甚至完全失去抗拉能力。又如雖屬同種巖石，由于構(gòu)造裂隙影響，它們的力學(xué)性質(zhì)，往往相差很大。 第一節(jié) 煤層圍巖分類對(duì)采煤工作面影響最大的圍巖是煤層頂部巖層。因此，通常在研究煤層圍巖性質(zhì)時(shí)，重點(diǎn)研究煤層頂板性質(zhì)，至于煤層底部巖層，只有在急傾斜煤層開采時(shí)，才具有實(shí)際意義。根據(jù)我國巖層的實(shí)際情況，一般把直接頂分為三類：一類直接頂（不穩(wěn)定）回采時(shí)不及時(shí)支護(hù)，很易造成

3、局部冒頂，如頁巖、煤皮、再生頂板等；二類直接頂（中等穩(wěn)定）頂板雖有裂隙，但仍比較完整，如砂質(zhì)頁巖；三類直接頂（穩(wěn)定）頂板允許懸露較大面積而不垮落，直接頂完整，如砂巖或堅(jiān)硬的砂質(zhì)頁巖。 第一節(jié) 煤層圍巖分類基本頂（老頂）分類尚無統(tǒng)一規(guī)定，現(xiàn)根據(jù)基本頂對(duì)工作面的壓力（初次和周期來壓）及初次來壓的步距，把老頂分為四類介紹如下：類基本頂初次和周期來壓不明顯，來壓時(shí)緩和無沖擊。來壓的大小相當(dāng)于或小于68倍采高的頂板巖層重量。初次來壓步距大于25m。類基本頂初次和周期來壓很明顯，來壓的大小相當(dāng)于812倍采高的頂板巖層重量。初次來壓步距大于25m50m。類基本頂初次和周期來壓強(qiáng)烈，來壓的大小相當(dāng)于1214倍

4、采高的頂板巖層重量。初次來壓步距大于25m50m。類基本頂平時(shí)頂板無壓力，采空區(qū)懸露面積達(dá)幾千甚至上萬m2不垮落，初次和周期來壓時(shí)，頂板垮落常形成狂風(fēng)、巨響。初次來壓步距大于50m，甚至可達(dá)100m150m。這種頂板多為極堅(jiān)硬的厚砂巖或礫巖。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律一、支承壓力（一）支承壓力的形成當(dāng)煤體未采動(dòng)前，煤體內(nèi)的應(yīng)力處于平衡狀態(tài)，煤體上所受的力為上覆巖層的重力H（巖層的容重，t/m3；H煤層距地面的深度，m）。當(dāng)在煤體內(nèi)開掘切眼后，破壞了應(yīng)力的平衡狀態(tài)，引起應(yīng)力重新分布。這時(shí)在切割眼上部頂板內(nèi)形成了自然平衡“壓力拱”。切眼上部巖體重量Q由兩側(cè)煤壁平均分擔(dān)。因此，在切割眼兩幫煤

5、體中，產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象，這種集中應(yīng)力稱為支撐壓力。它的大小為原始應(yīng)力H的1.252.5倍，最大值可為原始應(yīng)力的24倍或更大。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律煤體內(nèi)開掘切割眼后應(yīng)力重新分布a切眼寬度；Q切眼上部巖體重量；H煤層距地面深度；上覆巖層的容重第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律由于“壓力拱”的存在，切割眼處于減壓狀態(tài)。隨著工作面推進(jìn)，切割眼擴(kuò)大了，“壓力拱”破壞而消失，在工作面前方的煤體中，同樣產(chǎn)生支承壓力帶，其范圍自工作面前方2m3m起直至10m45m，有時(shí)可達(dá)近100m，最大支承壓力區(qū)，約距煤壁5m15m左右；在工作面后方，當(dāng)采空區(qū)充填物壓實(shí)到一定程度后，也產(chǎn)生支承壓力帶。前后兩個(gè)支

6、承壓力帶，隨工作面推進(jìn)而移動(dòng)，即移動(dòng)支撐壓力。工作面圍巖應(yīng)力分布a增壓區(qū)；b減壓區(qū)；c穩(wěn)壓區(qū)第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律從圖看出，由于采動(dòng)影響的結(jié)果，在工作面前方煤體中和工作面后方的采空區(qū)內(nèi)，根據(jù)壓力分布不同可分為三個(gè)區(qū)：a增壓（支承壓力）區(qū)，它的應(yīng)力大于原始應(yīng)力；b減壓區(qū)，它的應(yīng)力小于原始應(yīng)力；c穩(wěn)壓區(qū)，它的應(yīng)力等于原始應(yīng)力。在采煤工作面上下兩端的區(qū)段煤柱內(nèi)，也由于采煤和掘進(jìn)區(qū)段平巷而形成支承壓力，它的分布特征和工作面前方的支承壓力基本相同。當(dāng)采煤工作面推進(jìn)較長(zhǎng)距離后，區(qū)段煤柱內(nèi)的支承壓力，可隨頂板垮落而逐漸消失。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律（二）影響支承壓力大小、分布的因素支承壓力

7、的大小及其分布與頂板懸露的面積和時(shí)間、開采深度、采空區(qū)充填程度、頂?shù)装鍘r性、煤質(zhì)軟硬有關(guān)。采空區(qū)頂板懸露面積越大，時(shí)間越長(zhǎng)，頂板壓力就越大，而支承壓力的分布范圍和集中程度越大。開采深度越大，懸露頂板的重量越大，支承壓力也越大。采空區(qū)充填程度越密實(shí)，煤壁內(nèi)支承壓力越小。例如采用全部充填時(shí)，上部頂板下沉后，很快就會(huì)被充填物支撐，這時(shí)懸露頂板巖層的重量轉(zhuǎn)移到周圍煤體上的壓力就小。因此，采用全部充填法處理采空區(qū)比采用全部垮落法處理采空區(qū)時(shí)，煤壁內(nèi)的支承壓力分布范圍和大小要小得多。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律頂板巖層越堅(jiān)硬，頂板壓力分布越均勻，支承壓力的集中程度就比較小。例如，砂巖頂板，支承壓力的影

8、響范圍可達(dá)到工作面前方100m左右；泥質(zhì)頁巖頂板，支承壓力的影響范圍不到30m40m。若頂板的裂隙發(fā)育，則支承壓力比較集中，影響范圍也較小。底板巖層堅(jiān)硬，支承壓力影響范圍大，但集中程度小。煤質(zhì)堅(jiān)硬，支承壓力比較集中，影響范圍較?。环粗?，煤質(zhì)松軟，變形和破壞程度越大，則支承壓力分布范圍越大，集中程度越低。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律（三）支承壓力顯現(xiàn)規(guī)律由于支承壓力的作用，可導(dǎo)致頂板預(yù)先下沉、煤壁破碎片幫、產(chǎn)生沖擊地壓、煤和沼氣突出等現(xiàn)象。在支承壓力的作用下，工作面前方尚未懸露的頂板，已經(jīng)開始下沉。一些實(shí)際資料表明，頂板下沉量可達(dá)15mm60mm，甚至達(dá)100mm。當(dāng)頂板比較堅(jiān)硬，煤層較厚或

9、較軟時(shí)，頂板下沉量較大。由于頂板預(yù)先下沉，可能產(chǎn)生裂隙，因而增加了工作面和工作面前方區(qū)段平巷的壓力。為了防止區(qū)段平巷的支架壓壞，事先必須采取措施，如增設(shè)抬棚、斜撐支架等。工作面的煤壁，在支承壓力作用下，產(chǎn)生變形破壞，導(dǎo)致煤壁破碎片幫成斜面；破碎范圍與煤質(zhì)硬度和支承壓力大小有關(guān)，一般為1m3m；工作面前方煤壁內(nèi)支承壓力的峰值，向煤壁內(nèi)轉(zhuǎn)移，增壓區(qū)（支承壓力區(qū)）斜向煤壁里面；減壓區(qū)擴(kuò)大；穩(wěn)壓區(qū)向煤壁里面轉(zhuǎn)移。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律煤層壓碎，雖增加了片幫的機(jī)會(huì)，對(duì)安全不利，但可減輕落煤工作，淺截式采煤機(jī)就是采落壓碎范圍內(nèi)的煤，因而破落煤時(shí)阻力小。當(dāng)頂、底板均為厚而堅(jiān)硬的巖層，煤質(zhì)很堅(jiān)硬；開

10、采深度又較大；形成很大的支承壓力時(shí)，就可能產(chǎn)生沖擊地壓。沖擊地壓是礦山壓力顯現(xiàn)中最猛烈的形式。沖擊地壓是煤和巖層在礦壓作用下，急劇地破碎和被拋出的現(xiàn)象。在我國煤礦里，常常聽到煤層內(nèi)轟鳴聲，有時(shí)可能發(fā)生煤被壓出或頂板下沉及斷裂現(xiàn)象，這些都是輕微沖擊地壓的顯現(xiàn)。大規(guī)模的沖擊地壓發(fā)生時(shí)，可能拋出大量碎煤、沖倒支架、壓垮煤柱、頂板大量垮落，造成暴風(fēng)襲擊或巨大震動(dòng)，有時(shí)還會(huì)波及地面，甚至影響范圍達(dá)幾公里。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律沖擊地壓在煤礦中經(jīng)常會(huì)遇到，尤其是隨開采深度的增加，更會(huì)頻繁出現(xiàn)。為了避免沖擊地壓發(fā)生而造成重大事故，必須降低支承壓力的集中程度，例如采用充填法處理采空區(qū)；采空區(qū)內(nèi)不留

11、煤柱；避免兩上工作面相向回采，以防止形成支承壓力的重疊。支承壓力集中程度高，不僅可能產(chǎn)生煤層突出，還可能伴隨大量沼氣突出，造成煤和沼氣突出事故。綜上所述，生產(chǎn)中必須重視支承壓力的作用和影響，在開采自然條件不能改變的情況下，從開采技術(shù)上，應(yīng)盡量設(shè)法減輕支承壓力集中程度，除上述措施外，還可采取加快工作面推進(jìn)速度，減少頂板懸露時(shí)間；縮小控頂距，減小支承壓力。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律二、工作面初次來壓當(dāng)工作面從切割眼向前推進(jìn)，頂板懸露面積隨之?dāng)U大，直接頂垮落充填采空區(qū)，基本頂仍完整地支承在兩幫煤壁上，形成雙支板梁構(gòu)件。當(dāng)板梁垮度隨著工作面推進(jìn)增大到一定的范圍，由于基本頂?shù)淖灾睾蜕细矌r層的作用下

12、，使基本頂斷裂垮落。這時(shí)，工作面已不再處于基本頂掩護(hù)之下，頂板迅速下沉而破碎，通常把基本頂?shù)谝淮未竺娣e垮落稱為初次垮落。由于基本頂初次垮落，使工作面壓力增大，故稱為初次來壓。初次來壓對(duì)工作面影響一般持續(xù)2d3d?；卷敵醮慰迓鋾r(shí)，工作面距切割煤壁的距離L1稱為初次垮落步距或初次來壓步距。L1值與基本頂巖性、厚度以及地質(zhì)構(gòu)造等因素有關(guān)，一般為20m35m，少數(shù)達(dá)50m70m。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律初次來壓的特點(diǎn)是：工作面頂板下沉量和下沉速度急增，甚至出現(xiàn)臺(tái)階式下沉；頂板破碎；甚至出現(xiàn)也煤壁平行的裂隙，有時(shí)發(fā)出巨大的斷裂聲；支架受力增加，采空區(qū)掉塊；煤壁嚴(yán)重片幫。初次來壓時(shí)，工作面要采取

13、措施，如沿放頂線加強(qiáng)支護(hù)（增設(shè)排柱、木垛、斜撐、抬棚）、強(qiáng)制放落頂板等。圖53 基本頂初次垮落L1-初次垮落步距第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律三、周期來壓基本頂初次垮落后，工作面暫時(shí)免除了基本頂下沉的影響，支架受力減輕，基本頂由雙支板梁變?yōu)閼冶哿骸Ｉ细矌r層的重量主要由基本老頂懸臂梁直接傳給煤壁，部分由垮落的矸石承擔(dān)。圖54 基本頂周期垮落（來壓）示意圖L2-周期垮落步距；h直接頂厚度；m煤層厚度第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律當(dāng)工作面推進(jìn)到一定的距離，基本頂懸臂在自重和上覆巖層的作用下，又會(huì)產(chǎn)生斷裂垮落，這時(shí)同樣會(huì)給工作面帶來增壓現(xiàn)象。當(dāng)工作面再繼續(xù)推進(jìn)，這部分垮落的基本頂被甩入采空區(qū)，工作

14、面又處于基本頂懸梁掩護(hù)之下，恢復(fù)到前述的狀態(tài)。繼工作面的推進(jìn)，基本頂?shù)目迓渑c工作面增壓現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)。這種垮落與來壓隨工作面推進(jìn)而周期性的出現(xiàn)，稱為基本頂周期垮落和周期來壓。兩次周期來壓之間的距離稱為周期垮落（來壓）步距。周期垮落步距同樣與基本頂巖性有關(guān)，一般為6m30m，多數(shù)為10m15m。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律由于周期來壓前，基本頂呈懸梁狀態(tài)，而初次來壓前，基本頂呈雙支板梁狀態(tài)。因此，在工作面內(nèi)，周期來壓步距小于初次來壓步距，它們的關(guān)系大致為： L2=（1/21/4）L1周期來壓特點(diǎn)與初次來壓類似。四、頂板下沉在工作面推進(jìn)過程中，采空區(qū)不斷擴(kuò)大，上覆巖層移動(dòng)下沉而破壞，根據(jù)破壞的特

15、征，上覆巖層沿豎直方向自下而上可分為三帶：冒落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶。在這三帶中，冒落帶和裂隙帶直接關(guān)系到工作面的頂板管理，彎曲下沉帶對(duì)工作面沒有多大影響。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律（一）冒落帶易冒落的直接頂，不規(guī)則垮落，碎脹的巖塊將填滿采空區(qū)，形成冒落帶，支撐老頂。當(dāng)松軟巖層很厚時(shí)，冒落的高度可視為直接頂?shù)暮穸?。?dāng)直接頂厚度不大，冒落的巖塊填不滿采空區(qū)，老頂懸空，這種情況下，老頂也將發(fā)生部分垮落，使工作面壓力增加。圖55巖層移動(dòng)推測(cè)圖(a)巖層內(nèi)部破壞推測(cè)圖；(b)裂隙帶巖層移動(dòng)曲線；（c）沿工作面推進(jìn)方向的分區(qū) 1冒落帶；2裂隙帶；3彎曲下沉帶第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律根據(jù)采高

16、（煤層厚度）M，可按下式估算直接頂?shù)拿奥浜穸龋?h =式中h直接頂?shù)拿奥浜穸龋╩）；M采高（煤層高度）（m）；k頂板巖層碎脹系數(shù)（一般為1.31.5）。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律（二）裂隙帶位于冒落帶之上的老頂巖層，總是一端支承在煤壁上，另一端支承在采空區(qū)的碎石充填堆上。在上覆巖層的壓力作用下，冒落的巖塊逐漸壓實(shí)。因此，上覆巖層也隨之逐步彎曲下沉，成段拆斷或產(chǎn)生許多裂隙，但不冒落仍整齊排列，形成裂隙帶。其厚度根據(jù)實(shí)測(cè)一般為采高（煤層厚度）的717倍左右。由于裂隙帶內(nèi)巖層的性質(zhì)和厚度不一致，所以各層的彎曲下沉量不同，這樣必然產(chǎn)生離層現(xiàn)象。如直接頂比較厚，沒有全部跨落，而直接頂?shù)膹?qiáng)度一般又小

17、于老頂強(qiáng)度，因此，在直接頂與老頂之間也會(huì)產(chǎn)生離層。離層現(xiàn)象，往往可能產(chǎn)生沖擊地壓，引起工作面切頂、折斷支架，造成重大事故。裂隙帶巖層在水平方向上又可劃分為三個(gè)區(qū)第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律A區(qū)：從工作面前方30、40 m開始到工作面后方24m，該區(qū)內(nèi)頂板變形特點(diǎn)是水平位移劇烈，垂直位移微小，甚至有些情況下，頂板還會(huì)有上升現(xiàn)象。顯然是由于工作面煤壁支撐使頂板呈張拉變形的結(jié)果，所以稱煤壁支撐區(qū)。B區(qū)：從工作面后方24m至30 m左右，頂板劇烈下沉破斷，且各巖層下沉速度由下向上逐漸減小，層與層之間產(chǎn)生離層，稱為離層區(qū)。C區(qū)：工作面后方30 m以遠(yuǎn)，已斷裂的巖塊又重新受到采空區(qū)冒落矸石的支撐，由下

18、向上各巖層的下沉速度逐漸增大，層間進(jìn)人相互壓實(shí)的過程稱重新壓實(shí)區(qū)。第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律由此可見，A區(qū)和C區(qū)的巖層分別為煤壁（剛性體）和矸石（柔性體）所支撐，B區(qū)的巖層則離層懸空，說明工作面的覆巖中存在著某種“結(jié)構(gòu)” 使之實(shí)現(xiàn)平衡，而工作面在這種“結(jié)構(gòu)”保護(hù)下完成采煤作業(yè)過程。工作面支架的任務(wù)，就是有效地控制礦山壓力并盡可能使其上覆巖層不離層，尤其是直接頂不離層。為此，要求支架有足夠的支撐力（工作阻力）和一定的可縮性。支撐力大，可減少上覆巖層下沉量，從而減少離層的可能性，但是支撐力再大，也不可能避免上履巖層的撓曲下沉。因此，要求支架有一定的可縮量，否則支架會(huì)被壓斷。為避免支架折斷而產(chǎn)

19、生離層，要求支架可縮量與頂板下沉量一致。(三)彎曲下沉帶裂隙帶上方直到地表的巖層為彎曲下沉帶，這部分巖層不產(chǎn)生裂隙或僅產(chǎn)生極微小的裂隙，并在采空區(qū)上方的地面形成一個(gè)比開采范圍大的空間。第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇為了保證回采空間的安全，對(duì)工作面顯現(xiàn)的礦山壓力，必須有效地控制。工作面支架就是控制礦壓的一種結(jié)構(gòu)物。按支架的組合形式，工作面支架可分為兩類：?jiǎn)误w支架和液壓自移式支架。一、單體支架單體支架是指，由單體支柱與橫梁或柱帽組成的支架。前者稱為懸臂支架或棚子支架；后者稱為帶帽頂柱（點(diǎn)柱）。常用的支柱有：木支柱、剛性金屬支柱、摩擦式金屬支柱、液壓支柱。常用的橫（頂）梁有：木頂梁和金屬頂梁。

20、第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇木支柱的工作性能差、利用率低、消耗量大、且資源有限，因此使用很少。剛性金屬支柱是由鋼管或鋼軌加工制成，本身無縮性，工作時(shí)頂部的木質(zhì)柱帽，具有較小的可縮性。一般只適用于極薄煤層，或頂板下沉量極小且煤層厚度變化不大的薄煤層。摩擦式金屬支柱有兩種：急增阻式的HZJA型；微增阻式HZWA型。 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇HZJA 1-柱體；2-活柱；3-頂蓋4-鎖箍 5-水平楔；6-底座 HZJA-1000型支柱工作特性曲線1實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果；2井下測(cè)定結(jié)果 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇液壓支柱是利用高壓油或乳化液來升柱支撐頂板。高壓油（乳化液）由外部

21、泵站供給，也可把油事先注入支柱內(nèi)，再靠支柱本身內(nèi)的油泵加壓為高壓油。前者稱為外注式支柱；后者稱為內(nèi)注式支柱。HZWA型金屬支柱特性曲線 L1自動(dòng)夾緊時(shí)的可縮量；L2最大工作阻力時(shí)的可縮量；P0初撐力；P0始動(dòng)阻力；P1初始工作阻力；P2最大工作阻力第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇升柱架設(shè)支柱時(shí)，液壓支柱的初撐力可達(dá)7t11t。當(dāng)頂板下沉壓縮下沿腔內(nèi)的油時(shí)，支柱的工作阻力急增到額定工作阻力，此時(shí)，支柱有微小的壓縮，如頂板繼續(xù)下沉。當(dāng)下油腔內(nèi)的油壓大于支柱的額定工作阻力時(shí)，安全閥打開，油外泄?；钪驴s。工作阻力略有下降，油壓也隨之下降，安全閥又重新交替啟閉。這樣，保證支柱工作阻力基本恒定，同時(shí)

22、又能隨頂板下沉而下縮，這種支柱又稱為恒阻式支柱，它的特性曲線如圖所示。 外注式單體液壓支柱圖1頂蓋；2三用閥；3活柱體；4油缸；5復(fù)位彈簧6活塞；7底座；8卸載手把；9-注液槍；10泵站供液；11注液時(shí)操縱手把方向；12-卸載時(shí)動(dòng)作方向單體液壓支柱的工作特性曲線P0初撐力；P1工作阻力；LY增阻期下縮量HDJA型金屬頂梁1接頭；2梁體；3耳子；4銷子；5調(diào)角楔第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇單體液壓支柱適用于傾角小于25的緩斜或近水平煤層，當(dāng)采取可靠的安全措施時(shí)，可在2535的傾斜煤層中使用，也可用煤層底板比較堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度一般應(yīng)大于20MPa的非炮采工

23、作面。單體液壓支柱應(yīng)與鉸接頂梁配套使用，不能與木頂梁配套使用。頂梁中使用最多的是金屬鉸接頂梁。頂梁一般利用15kg/m，18kg/m，24kg/m的礦用鋼軌制成。第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇二、自移式液壓支架（液壓支架）為了解決支護(hù)與落煤不相適應(yīng)的情況，必須實(shí)行支護(hù)工作機(jī)械化。自移式液壓支架就是一種維護(hù)回采空間的機(jī)械化支護(hù)設(shè)備。它以高壓液體為動(dòng)力，使支護(hù)頂板、移架、切頂、推移輸送機(jī)等工序一起完成。實(shí)踐表明：液壓支架具有支護(hù)性能好、強(qiáng)度高、移設(shè)速度快、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。它與可彎曲輸送機(jī)和采煤機(jī)為配合使用，就組成了回采工作面的綜合機(jī)械化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了綜合機(jī)械化采煤。目前國產(chǎn)的液壓支架類型有：B

24、ZZC型、TZ型、WKM400型、DM400型、ZYZ型、ZY型等。按液壓支架與圍巖的相互作用，可分為：支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式三種。第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇（一）支撐式液壓支架這種液壓支架是最早的一種類型，應(yīng)用仍較廣泛。按其構(gòu)造與動(dòng)作的不同，有垛式和節(jié)式兩種。垛式液壓支架的外形和作用好象木垛一樣，礦稱為垛式液壓支架。它由頂梁1、立柱2、擋矸簾3、底座箱4、推移千斤頂5、操作控制裝置等組成。垛式液壓支架工作阻力大，側(cè)向穩(wěn)定性和切頂性能好，工作空間較大，易滿足通風(fēng)要求；但由于頂梁比較寬長(zhǎng)，移加時(shí)頂板懸露面積較大，在直接頂破碎的條件下使用是困難的。節(jié)式液壓支架由前后立柱、頂梁、底座組

25、成一個(gè)框節(jié)。通常由兩個(gè)框節(jié)組成一架節(jié)式支架，有時(shí)也可由三節(jié)或更多框節(jié)組成，故稱為節(jié)式液壓支架。各框節(jié)之間有一定的連接，移架時(shí)，主、副架互為支點(diǎn)，交錯(cuò)前移。與垛式比較，結(jié)構(gòu)較靈巧、重量較輕、移架時(shí)頂板懸露面積較小、對(duì)頂板適應(yīng)性較好；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、維護(hù)費(fèi)高。一般適用于中硬或較松軟的頂板，厚度為0.6m3.2m的煤層。 圖1113 垛式液壓支架1頂梁；2前梁；3立柱；4控制閥；5推移裝置；6底座圖1114 節(jié)式液壓支架1前梁；2立柱；3底座；4千斤頂；5閥座；6彈簧鋼帶 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇（二）掩護(hù)式液壓支架這種支架一般由頂梁、掩護(hù)梁、底

26、座、立柱、連桿、推移和操縱裝置等組成。這種支架的頂梁較短，掩護(hù)梁較長(zhǎng)，其上、下端分別與頂梁和底座鉸接，而立柱一般是支承在掩護(hù)梁與底座之間，承受掩護(hù)梁上的矸石，故稱為掩護(hù)式支架。這種支架防護(hù)性能好，尤其是破碎頂板情況下更為突出。但支撐力較??；切頂性能較差；工作空間較小，不利于操作和通風(fēng)。（三）支撐掩護(hù)式液壓支架實(shí)質(zhì)上就是支撐式和掩護(hù)式的組合型支架。這以支撐為主，同時(shí)又有掩護(hù)作用，故稱為支撐掩護(hù)式支架。它由較長(zhǎng)的頂梁、較短的掩護(hù)梁、四根立柱組成。圖1115 掩護(hù)式液壓支架1掩護(hù)梁；2頂梁；3立柱；4側(cè)護(hù)板；5連桿； 6推移千斤頂；7底座圖1116 支撐掩護(hù)式液壓支架1、2護(hù)幫裝置；3前梁；4頂梁；

27、5、6立柱；7掩護(hù)梁； 8、9連桿；10底座；11推移裝置第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇（四）液壓支架的選型影響液壓支架選型的主要因素是：地質(zhì)條件（頂板的穩(wěn)定性、巖性、厚度）；底板的穩(wěn)定性；煤的厚度（采高）、傾角、地質(zhì)構(gòu)造、沼氣含量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。如頂板不穩(wěn)定，起伏不平，支架的整體頂梁不能有效地支撐頂板，這時(shí)就應(yīng)選用鉸接頂梁支架。根據(jù)頂板巖性的不同，可采用支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式。因?yàn)橹Ъ苤饕侵沃苯禹數(shù)闹亓?，所以支架的工作阻力，決定于直接頂?shù)膸r性、厚度（重量）。因此，一般要求支架的工作阻力大于或等于46倍采高的直接頂?shù)闹亓浚恢Ъ艿某鯎瘟σ话阋鬄?/p>

28、工作阻力的20%40%。為了避免頂板過早下沉，要求支架的初撐力大些為好，新型支架的初撐力可達(dá)工作阻力的80%以上。第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇支架的高度應(yīng)與煤層厚度（采高）變化相適應(yīng)。支架的最小高度，應(yīng)根據(jù)煤層的最小厚度（采高）和周期來壓時(shí)頂板最大下沉量來選擇，即支架的最小高度應(yīng)略小于煤層的最小厚度（采高）減去頂板最大下沉量。煤層的傾角，直接影響支架的穩(wěn)定性，傾角增大，支架將發(fā)生下滑、翻倒。因此，當(dāng)煤層傾角大于10時(shí)，就應(yīng)安設(shè)防滑、防倒裝置。工作面內(nèi)，不應(yīng)有落差大于0.6m的斷層，如落差過大，支架遷移困難，往往工作面被迫搬遷。瓦斯含量大的煤層，支架斷面（工作空間）就應(yīng)滿足通風(fēng)要求，同時(shí)

29、還應(yīng)便于行人和操作。第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇隨著開采技術(shù)的發(fā)展，近年來國外出現(xiàn)各種新型支架，如履帶式液壓支架，能在頂?shù)装逯g帶壓移架，以適應(yīng)松軟頂板的特點(diǎn)；雙輸送機(jī)垛式液壓支架，它具有伸縮頂梁和鉸接后梁，以適應(yīng)放頂煤采煤的要求；具有貼幫板的液壓支架，以適應(yīng)松軟煤層片幫的要求。隨著掘采機(jī)械的出現(xiàn)而產(chǎn)生的掘巷（迎面）采煤法、煤房采煤，國外研制了拱形鋼梁和樹脂錨桿支架，以適應(yīng)這種采煤法的大斷面巷道的要求。工作面支架，除上述單體支架和液壓支架兩類以外，在特殊情況下，如工作面冒頂、放頂、周期來壓、遇到斷層等，還可采用特種支架木垛、斜撐、抬棚、叢柱、排柱等。 復(fù)習(xí)思考題1什么叫礦山壓力？2什么

30、叫礦山壓力顯現(xiàn)3直接頂如何分類？分哪幾類？4基本頂如何分級(jí)？分哪幾級(jí)？5解釋最大、最小控頂距，放頂步距的概念。6什么叫支承壓力？工作面周圍支承壓力是如何分布的？ 煤礦開采方法第11章 采煤工作面的生產(chǎn)管理技術(shù)主要內(nèi)容 第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念第二節(jié) 作業(yè)方式與勞動(dòng)組織形式第三節(jié) 工序安排第四節(jié) 班組成本核算第五節(jié) 作業(yè)規(guī)程的編制復(fù)習(xí)思考題第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念 采煤工作面的生產(chǎn)過程是通過多工種、多工序的聯(lián)合作業(yè)來實(shí)現(xiàn)的。為了使生產(chǎn)安全地、有條不紊的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗，就必須有一個(gè)科學(xué)的、切合實(shí)際的循環(huán)方式、作業(yè)方式、工序安排和勞動(dòng)組織。工作面的循環(huán)方

31、式、作業(yè)方式、工序安排及勞動(dòng)組織最終反映在循環(huán)圖標(biāo)上。它包括：循環(huán)作業(yè)圖、勞動(dòng)組織表、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，工作面布置圖等4部分。第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念一、采煤工作面的循環(huán)作業(yè) 采煤工作面的“循環(huán)”就是完成工作面落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和放頂（或放頂煤）等工序的全過程，并且周而復(fù)始地進(jìn)行下去。 一晝夜內(nèi)只完成一個(gè)正規(guī)循環(huán)作業(yè)的稱為單循環(huán)。完成兩個(gè)以上正規(guī)循環(huán)作業(yè)的稱為多循環(huán)。第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念采煤工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)概念：根據(jù)采煤工作面的生產(chǎn)過程，配備一定的工種及定員，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按質(zhì)、按量、安全地完成既定任務(wù)，并保證周而復(fù)始地、不間斷地進(jìn)行采煤的作業(yè)方法。 采煤工作

32、面正規(guī)循環(huán)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：有一個(gè)科學(xué)的切實(shí)可行的作業(yè)規(guī)程和循環(huán)圖表，完成規(guī)定的正規(guī)循環(huán)率。 完成作業(yè)規(guī)程中規(guī)定的產(chǎn)量、進(jìn)度、效率、煤質(zhì)、主要材料消耗、工作面煤炭采出率等指標(biāo)。 工作面工程質(zhì)量合格，機(jī)電設(shè)備完好率不低于 80% ，事故率不超過 2% 。 安全生產(chǎn)，消滅死亡和重大事故。第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念正規(guī)循環(huán)率：一般指全月正規(guī)循環(huán)次數(shù)與全月工作日數(shù)乘作業(yè)規(guī)程規(guī)定的日循環(huán)次數(shù)之比，月正規(guī)循環(huán)率（）全月正規(guī)循環(huán)次數(shù)（全月工作日數(shù)作業(yè)規(guī)程的日循環(huán)次數(shù)） 100 上式中：全月工作日數(shù)是指當(dāng)月日歷數(shù)減去外因素，如例假、檢修、停電或其它影響的日數(shù)，不能累計(jì)逐日的影響時(shí)間而后算天數(shù)?；夭晒ぷ髅娴?/p>

33、正規(guī)循環(huán)率，按照煤層的地質(zhì)條件，工作面的機(jī)械裝備，日進(jìn)度等而決定。雙循環(huán)的工作面，月正規(guī)循環(huán)率一般不低于75 ；日進(jìn)三循環(huán)或多循環(huán)的月正規(guī)循環(huán)率一般不低于70;掘進(jìn)工作面的正規(guī)循環(huán)率，一般不低于75。 式中：月正規(guī)循環(huán)數(shù)是按正規(guī)循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)的要求，逐日累計(jì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)，不得用月末總進(jìn)尺數(shù)反算。月工作日數(shù)指全月日歷日數(shù)減去因工作面外部因素影響的日數(shù)（如節(jié)假日、礦井檢修、停電、重大運(yùn)輸和提升事故的影響等）。凡工作面本身事故影響造成的停產(chǎn)日數(shù)，仍按工作日數(shù)計(jì)算。 要求：采煤工作面按煤層的地質(zhì)條件、機(jī)械裝備條件等，條件好時(shí)正規(guī)循環(huán)率為 80%-90% ，條件差時(shí)為 70%-80% 。第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正

34、規(guī)循環(huán)的概念循環(huán)方式概念： 循環(huán)方式就是循環(huán)進(jìn)度和每晝夜循環(huán)數(shù)的總稱。 （ 1 ）循環(huán)進(jìn)度-循環(huán)進(jìn)度是采煤工作面完成一個(gè)循環(huán)后向前的推進(jìn)距離。 L=n b L 循環(huán)進(jìn)度； n 每循環(huán)落煤次數(shù)； b 落煤次數(shù)。 落煤進(jìn)度的確定：頂板穩(wěn)定性、工作面運(yùn)輸能力、工作面支架排距、采煤機(jī)械的技術(shù)特征。 每循環(huán)落煤次數(shù)的確定： 頂板冒落步距、經(jīng)濟(jì)合理性。 （ 2 ）晝夜循環(huán)數(shù)目-晝夜循環(huán)數(shù)目的多少?zèng)Q定于循環(huán)周期（時(shí)間）的長(zhǎng)短，它直接決定著采煤工作面的日產(chǎn)量、效率和其它技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念1、循環(huán)進(jìn)度2、晝夜循環(huán)次數(shù)3、正規(guī)循環(huán)作業(yè)4、正規(guī)循環(huán)率 循環(huán)率=第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制

35、與正規(guī)循環(huán)的概念循環(huán)作業(yè)圖：一工作面長(zhǎng)度為縱坐標(biāo)，一晝夜24小時(shí)為橫坐標(biāo)。表中用各種不同符號(hào)代表各道工序，在圖上表示出工作面各工序空間位置和起止時(shí)間關(guān)系，詳細(xì)地反映出各道工序相互配合的銜接情況。如正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖所示。第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念勞動(dòng)組織表的編制勞動(dòng)組織表是說明為完成各工序所需的出勤人數(shù)及作業(yè)時(shí)間。工作時(shí)間應(yīng)與循環(huán)作業(yè)圖中的橫坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，這樣就可以清楚地看出各工序的相互關(guān)系，各工種的人數(shù)及工作地點(diǎn)。工人出勤人數(shù)主要是由勞動(dòng)定額和工作量決定的。另外勞動(dòng)組織也是

36、影響出勤人數(shù)的因素之一。1、工人出勤人數(shù)與工作量的關(guān)系工人出清人數(shù)，主要是根據(jù)工作量和工人生產(chǎn)定額，經(jīng)過計(jì)算而定。計(jì)算公式如下： Hi=Qi/qikiHi-單項(xiàng)工種計(jì)算出的人數(shù)Qi-單項(xiàng)工作量Qi-單項(xiàng)工作生產(chǎn)定額Ki-定額完成系數(shù)（ki1）晝夜出勤總?cè)藬?shù)應(yīng)是各單項(xiàng)工作人數(shù)的總和。第一節(jié) 生產(chǎn)計(jì)劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念2、工人出勤人數(shù)與勞動(dòng)組織的關(guān)系由于勞動(dòng)組織形式的不同，工人出勤人數(shù)也不同。目前勞動(dòng)組織有兩種：1）專業(yè)工作隊(duì)2）總和工種或總和工作隊(duì)工人出勤人數(shù)，應(yīng)該是經(jīng)過計(jì)算后，再結(jié)合勞動(dòng)組織形式確定。第二節(jié) 作業(yè)方式與勞動(dòng)組織形式 采煤工作面作業(yè)形式是指一晝夜內(nèi)工作面中采煤班與準(zhǔn)備班在時(shí)間

37、上的配合方式。它由作業(yè)規(guī)程中的循環(huán)作業(yè)圖來反映。它應(yīng)該與全礦的工作制度相適應(yīng)。綜采工作面合理作業(yè)形式的選擇，應(yīng)當(dāng)滿足：在時(shí)間上最大限度地提高機(jī)械設(shè)備的利用率，使生產(chǎn)時(shí)間集中，避免設(shè)備的輕載或空載運(yùn)轉(zhuǎn)；要有足夠的檢修時(shí)間，保證沒備良好，以達(dá)到連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和不影響生產(chǎn)，也不能因盲目生產(chǎn)造成安全事故 對(duì)于綜采工作面來講一般采用以下幾種作業(yè)形式： 第二節(jié) 作業(yè)方式與勞動(dòng)組織形式1、兩采一準(zhǔn)作業(yè)形式 晝夜三個(gè)班，兩班采煤，一班準(zhǔn)備。采煤班以采煤機(jī)運(yùn)行，推溜，移架，放頂煤為主；準(zhǔn)備班完成回柱放頂、檢修、牽引橋式轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)輸送機(jī)等工作。適用于準(zhǔn)備工作量較大的綜采工作面。有較充分的準(zhǔn)備和檢修時(shí)間，但設(shè)備利用率不高

38、，設(shè)備效能不能充分發(fā)揮。一般適用于準(zhǔn)備工作量較大，或地質(zhì)條件較差以及操作技術(shù)不很熟練、檢修力量比較薄弱、管理經(jīng)驗(yàn)也較少的初次使用綜采設(shè)備的工作面。 2、邊采邊準(zhǔn)作業(yè)形式3、兩班半采煤半班準(zhǔn)備作業(yè)形式4、三采一準(zhǔn)作業(yè)方式 三班采煤，一班檢修。這種作業(yè)形式，既可增加采煤時(shí)間又可保證機(jī)器有充分的檢修時(shí)間，更適用于綜采工作面。 5、四班交叉三采一準(zhǔn)作業(yè)方式 三班出煤，一班檢修。 第四種作業(yè)形式，工作面三班出煤，班檢修，這樣既保證出煤時(shí)間長(zhǎng)，又有充裕的檢修準(zhǔn)備時(shí)問。這種作業(yè)方式充分利用了交接班時(shí)間，提高了設(shè)備利用率與工作面單產(chǎn)，有和J于加強(qiáng)班與班之間的團(tuán)結(jié)協(xié)作等。但須有較高的生產(chǎn)管理水平，尤其在交叉時(shí)間

39、內(nèi)工怍更要安排合適。綜采工作面應(yīng)盡量采用這種作業(yè)形式。 第二節(jié) 作業(yè)方式與勞動(dòng)組織形式(四)勞動(dòng)組織1、追機(jī)作業(yè)2、分段作業(yè)3、分段接接力追機(jī)作業(yè)4、分段綜合作業(yè)第二節(jié) 作業(yè)方式與勞動(dòng)組織形式追機(jī)作業(yè)。即將綜采隊(duì)按專業(yè)分組，各專業(yè)組跟隨采煤機(jī)及時(shí)完成清底煤、移輸送機(jī)和移架等各專業(yè)工作。優(yōu)點(diǎn)：1、工種單一，技術(shù)熟練，工作效率高。2、充分利用工時(shí)，發(fā)揮設(shè)備效能，達(dá)到高產(chǎn)高效3、開收工時(shí)間一致；便于組織管理4、在出勤有較大波動(dòng)時(shí)有較大適應(yīng)性缺點(diǎn)：1、分工過細(xì)，一個(gè)工序失調(diào)，將影響全局2、勞動(dòng)量不均，忙閑不勻3、跟機(jī)作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大4、要求有較高的生產(chǎn)組織管路水平。適用：普采和綜采工作面。第二節(jié) 作業(yè)方

40、式與勞動(dòng)組織形式分段作業(yè):這種勞動(dòng)組織方式為專業(yè)與綜合工種相結(jié)合。特點(diǎn)：除正副采煤機(jī)司機(jī)、輸送機(jī)司機(jī)、開切口工、看泵站工等專職外，其余可將工作面分成1830m劃分若干段，每段配2-3名采支工，負(fù)責(zé)本段范圍內(nèi)的挑頂煤、掛梁、清浮煤、移輸送機(jī)、支柱等工作。有的還包括回柱放頂。優(yōu)點(diǎn)：1、便于實(shí)行崗位責(zé)任制，有利于培養(yǎng)一職多能2、勞動(dòng)力分配較均勻，便于組織管理3、規(guī)格質(zhì)量容易掌握，便于現(xiàn)場(chǎng)管理和檢查4、各段工人固定熟悉本段情況，便于掌握頂板變化規(guī)律缺點(diǎn)：1、人員分散，當(dāng)發(fā)生問題時(shí)，不便集中人員處理2、當(dāng)采煤機(jī)割煤速度不快時(shí)，窩工較嚴(yán)重，工時(shí)利用不充分3、各段的開工、收工時(shí)間不等4、工作面較長(zhǎng)時(shí)，勞力配

41、備的較多。第三節(jié) 工序安排（ 1 ）根據(jù)工序之間的關(guān)系和各自需要的時(shí)間，找出起主導(dǎo)作用并且占用工時(shí)最多的矛盾線，以及主要矛盾線上的主要工序。一般采煤工作為主要工序。 （ 2 ）找出次要矛盾線：如支護(hù)線、回柱放頂線、作缺口線等。各次要矛盾線內(nèi)部各工序之間，一般也是順序關(guān)系。而各矛盾線之間，則是平行關(guān)系。 （ 3 ）根據(jù)工序之間的制約關(guān)系和各自需要的工作時(shí)間，確定各矛盾線之間、各工序之間在時(shí)間和空間上的配合關(guān)系。 最后，用簡(jiǎn)單明了的符號(hào)繪成工藝流程圖（箭頭圖），把一個(gè)循環(huán)的整個(gè)采煤工藝過程明確地表示出來第三節(jié) 工序安排1、安排工序時(shí)應(yīng)注意問題2、工序流線圖如下圖所示第三節(jié) 工序安排第三節(jié) 工序安排

42、炮采工作面的工序運(yùn)行 爆破落煤和采煤機(jī)割煤均使無支護(hù)空間的面積擴(kuò)大,附近頂板通常會(huì)急劇下沉。同樣,回撤工作面靠采空區(qū)一側(cè)的支架時(shí),使直接頂板的支承點(diǎn)前移,也會(huì)造成頂板下沉急劇增加。 在周期來壓時(shí),因基本頂周期折斷垮落的影響,不管采煤、回柱放頂在工作面的任何部位進(jìn)行,均會(huì)受到強(qiáng)烈影響。采煤和回柱放頂兩工序如平行作業(yè),尤其是在同一位置平行作業(yè),均可能對(duì)采場(chǎng)圍巖控制產(chǎn)生負(fù)面影響,以至發(fā)生冒頂事故。 采煤工作面應(yīng)合理安排工序,盡可能將對(duì)頂板影響較大的工序在時(shí)間和空間上錯(cuò)開。炮采工作面回柱放頂與爆破炮落煤兩道工序?qū)敯逑鲁亮坑绊戄^大。一般環(huán)境下,回完柱后再爆破可縮小控頂距離,還可使已回出的支柱少受一次爆

43、破引起的頂板壓力的影響。 爆破滯后回柱的距離通常不應(yīng)小于30m。生產(chǎn)班中回柱或爆破時(shí),必須在支護(hù)(柱)完成和完好的環(huán)境下進(jìn)行,通常要在該回柱或該爆破地點(diǎn)上下30m 范圍內(nèi)把支柱支齊支好,并實(shí)現(xiàn)規(guī)定的初撐力要求。 第三節(jié) 工序安排普采工作面的工序運(yùn)行 沿工作面方向,采煤機(jī)割煤和回柱放頂工序在空間上通常應(yīng)錯(cuò)開30m,在時(shí)間上回柱放頂應(yīng)超前割煤,這樣,使采煤機(jī)處在最小控頂距情況下割煤,相對(duì)減少了采煤機(jī)割煤時(shí)對(duì)頂板的影響。因回柱在前,割煤在后,采煤機(jī)割煤后追機(jī)掛梁,使用回出的支柱和頂梁更加方便。工序安排隨割煤和支護(hù)方式不同而存在差異。如:采用單滾筒采煤機(jī)雙向割煤,往返一次進(jìn)兩刀,工作面支架應(yīng)用齊梁直線

44、柱布置方式,其工序安排為:在采高大于滾筒直徑,且頂煤粘頂不落時(shí),提前放頂眼震動(dòng)炮一沿底割煤一掛梁一移輸送機(jī)一支柱一回柱放頂一設(shè)備檢修。若采用單滾筒采煤機(jī)往返一次進(jìn)一刀,支架采用錯(cuò)梁直線柱布置方式,其工序安排為:上行沿頂割煤間隔掛梁下行沿底割煤間隔支柱。 第三節(jié) 工序安排普采工作面的工序運(yùn)行工序安排的程序是:(1)割煤在前,掛梁在后,依據(jù)頂板條件和避免割煤飛出煤塊傷人,通常掛梁滯后采煤機(jī)割煤5m15m(2)移輸送機(jī),滯后采煤機(jī)的距離通常在15m20m范圍內(nèi)(3)支柱與移輸送機(jī)之間的距離應(yīng)依據(jù)頂板情況決定,通常支柱落后移輸送機(jī)最遠(yuǎn)不可超過15m(4)回柱放頂滯后支柱的距離應(yīng)大于15m,通常為20m

45、30m。在頂板破碎,遇地質(zhì)構(gòu)造或煤壁片幫的環(huán)境下,要依據(jù)具體狀況采取措施,應(yīng)提前預(yù)掏梁窩、掛梁或打貼煤幫臨時(shí)支柱。 第三節(jié) 工序安排綜采工作面的工序運(yùn)行 在工序安排上,要注意以采煤機(jī)割煤為中心統(tǒng)一安排各工序,做到采煤機(jī)割煤、移輸送機(jī)和移架三項(xiàng)工序的合理配合。按照工作面頂板巖性及瓦斯涌出不同選用及時(shí)支護(hù)或滯后支護(hù)的液壓支架。及時(shí)支護(hù)方式的采煤工藝過程為割煤一移架一移輸送機(jī)。根據(jù)頂板情況,通常割煤后滯后采煤機(jī)23架支架移架,有時(shí)跟機(jī)移架至采煤機(jī)的后滾筒。這種方式要求支架前柱與輸送機(jī)的電纜托架間要留出一個(gè)截深,應(yīng)在頂板破碎容易冒落、瓦斯涌出量大的煤層中使用。在采高和采深都較大,煤壁片幫比較嚴(yán)重的煤層

46、中,有時(shí)采取超前支護(hù)方式,就是在煤壁剛出現(xiàn)片幫,不等采煤機(jī)割煤,支架就利用前柱與輸送機(jī)間的富裕量向前挪動(dòng)。采煤工藝過程為移架一割煤一移輸送機(jī)。這時(shí),應(yīng)尤其注意保持采煤機(jī)滾筒與支架頂梁或前探梁間的距離。滯后支護(hù)方式的采煤工藝過程為割煤移輸送機(jī)移架,此方式應(yīng)在頂板較堅(jiān)硬及不易冒落、瓦斯涌出量小的煤層中使用,為避免出現(xiàn)冒頂,滯后距離也不能太大,通常移輸送機(jī)滯后應(yīng)小于20m。 第四節(jié) 班組成本核算班組成本核算，是與工藝、生產(chǎn)、設(shè)備等專業(yè)管理緊密結(jié)合的過程，它將相對(duì)抽象的業(yè)績(jī)指標(biāo)、成本指標(biāo)，轉(zhuǎn)化成可控制的、操作性強(qiáng)的工藝操作指標(biāo)分解到車間班組、分解到崗位員工，使各項(xiàng)工作從一開始就做到了千斤重?fù)?dān)大家挑，人

47、人肩上有指標(biāo)。近幾年來，公司深化以班組成本核算為重點(diǎn)的成本管理工作，初步構(gòu)筑起了個(gè)人保班組、班組保車間、車間保工廠、工廠保公司，公司保證完成中國石油年度預(yù)算的成本目標(biāo)體系，整體經(jīng)營管理水平明顯提高，員工精神面貌發(fā)生了可喜變化，企業(yè)也真正實(shí)現(xiàn)了降本增效。班組成本核算的主體是全體員工，實(shí)施它需要依靠全體員工的共同努力。公司通過激勵(lì)約束機(jī)制，嚴(yán)考核、硬兌現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)管理責(zé)權(quán)利的統(tǒng)一。實(shí)行全員風(fēng)險(xiǎn)抵押、成本一票否決制，將車間班組成本核算工作作為綜合考核月月評(píng)的重要內(nèi)容，同時(shí)，針對(duì)車間班組成本核算設(shè)立專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)基金。通過一系列措施，使員工積極主動(dòng)地參與到成本管理中來，為提高公司整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)效益提供了強(qiáng)有

48、力的支撐。第四節(jié) 班組成本核算開展班組經(jīng)濟(jì)核算的原則：1、有群眾核算組織2、有一定的核算形式，有具體的核算標(biāo)準(zhǔn)3、有記錄、有分析、有小結(jié)、有公布、有評(píng)比4、定期檢查第四節(jié) 班組成本核算班組成本核算原則：1、開展班組經(jīng)濟(jì)核算必須用生動(dòng)的形式，以核算的具體事例，不斷提高廣大群眾管家理財(cái)?shù)姆e極性。2、要把班組經(jīng)濟(jì)核算制納入崗位責(zé)任制，使之經(jīng)?；?、制度化。3、必須把班組核算、增產(chǎn)節(jié)約勞動(dòng)競(jìng)賽和物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)結(jié)合起來，才能收到更大的經(jīng)濟(jì)效果。4、群眾核算必須與專業(yè)核算相結(jié)合。群眾核算是專業(yè)核算的基礎(chǔ)，專業(yè)核算對(duì)群眾核算起指導(dǎo)作用。5、群眾核算指標(biāo)必須與班組生產(chǎn)特點(diǎn)相結(jié)合。班組核算的內(nèi)容和方法應(yīng)適應(yīng)生產(chǎn)班組的特

49、點(diǎn)。第四節(jié) 班組成本核算班組成本核算指標(biāo)：1、生產(chǎn)指標(biāo)：反映各采煤隊(duì)班組月生產(chǎn)任務(wù)完成情況，用原煤產(chǎn)量來表示。2、質(zhì)量、安全指標(biāo)：反映各采煤隊(duì)班組采煤工程質(zhì)量、安全生產(chǎn)情況、崗位責(zé)任制執(zhí)行情況。3、出勤指標(biāo)：反映各采煤隊(duì)班組出勤情況，各班組職工的勞動(dòng)態(tài)度，以及職工的健康情況。4、工效指標(biāo)：反應(yīng)出勤工人勞動(dòng)效率的高低。5、材料消耗指標(biāo)：反映了采煤隊(duì)班組材料節(jié)約或超支情況。上述5項(xiàng)核算內(nèi)容都要制定計(jì)劃指標(biāo)、定額標(biāo)準(zhǔn)。班組核算指標(biāo)，一般采用實(shí)物，勞動(dòng)工時(shí)計(jì)量單位進(jìn)行核算，但如條件可能也可采用貨幣進(jìn)行綜合核算。第五節(jié) 作業(yè)規(guī)程的編制采煤作業(yè)規(guī)程是煤礦生產(chǎn)的基本法律文件，是進(jìn)行各項(xiàng)工作的依據(jù)。必須從思想

50、上高度重視，理論上科學(xué)嚴(yán)禁。編寫前要進(jìn)行大量的調(diào)查，數(shù)據(jù)收集整理工作。并且反復(fù)論證，改動(dòng)修正要符合實(shí)際。既要考慮到整個(gè)礦井的運(yùn)送，供電，通風(fēng)能力，也要考慮工作面自身的特點(diǎn)。做到科學(xué)，可行，安全。25m，綜采；1525m， 普采；915m，炮采。礦壓特點(diǎn)：1）有明顯的周期來壓；2）支架載荷低；3）載荷分布頂板高中間低；4）支架只起端面頂板控制；5）開采一分段時(shí)載荷最大；6）礦壓破煤效果差；7）靠底板的煤不能放出；8）下分段可放出上分段殘煤。 第四節(jié) 倒臺(tái)階采煤法倒臺(tái)階采煤法 倒臺(tái)階采煤法采區(qū)巷道布置如圖71所示，工作面沿傾斜方向呈倒臺(tái)階布置，目的在于充分利用工作面長(zhǎng)度，使工人在各個(gè)臺(tái)階階檐的保護(hù)

51、下，多點(diǎn)同時(shí)作業(yè)。如圖73所示圖73 倒臺(tái)階工作面支架1溜煤板；2-腳手架；3護(hù)身板第四節(jié) 倒臺(tái)階采煤法工作面落煤一般用風(fēng)鎬或用炮采。落煤一般先從上隅角開始，然后逐次沿臺(tái)階面向下采。采空區(qū)處理多用全部垮落法。工作面采出的煤，沿工作面自溜，經(jīng)溜煤眼到區(qū)段運(yùn)輸巷，用輸送機(jī)運(yùn)至采區(qū)溜煤眼，下放至采區(qū)石門裝車外運(yùn)至井底車場(chǎng)。新鮮風(fēng)流經(jīng)行人眼、運(yùn)料眼、區(qū)段運(yùn)輸巷進(jìn)入回采工作面、然后經(jīng)回風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)石門排至區(qū)段回風(fēng)平巷。工作面所需的材料、設(shè)備一般由回風(fēng)石門運(yùn)入，沿回風(fēng)巷送至工作面。下區(qū)段工作面用料，可用運(yùn)料眼中安裝的小絞車提升至區(qū)段回巷道，再送至各采煤工作面。工作面長(zhǎng)度為40m50m左右，一般由23個(gè)臺(tái)

52、階組成。倒臺(tái)階采煤法的優(yōu)點(diǎn)是：巷道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，掘進(jìn)率底，采出率高，通風(fēng)方便。但是，這種采煤方法具有生產(chǎn)工藝復(fù)雜，工作面支護(hù)和頂板管理工作量大，操作不便，以及坑木消耗大，安全條件差，工作面難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化等缺點(diǎn)。第四節(jié) 倒臺(tái)階采煤法正臺(tái)階采煤法在急斜煤層的階段或區(qū)段內(nèi)沿傾斜或偽斜方向布置正臺(tái)階形工作面而沿走向推進(jìn)的采煤方法?，F(xiàn)將沿偽斜方向布置正臺(tái)階工作面的正臺(tái)階采煤法又稱偽斜短壁采煤法或斜臺(tái)階采煤法。該采煤法是將一個(gè)在上下區(qū)段平巷之間的偽斜長(zhǎng)壁工作面分為若干個(gè)短壁工作面，短壁工作面呈正臺(tái)階狀布置。每個(gè)短壁工作面沿傾斜長(zhǎng)5m左右，沿層面與走向線30夾角的偽斜方向間距為15m20m。長(zhǎng)壁工作面沿走向推進(jìn)

53、，始終保持沿傾斜方向的短壁工作面沿30偽斜方向推進(jìn)，見圖74所示。第四節(jié) 倒臺(tái)階采煤法圖74 偽斜短壁采煤法工作面布置圖1回風(fēng)石門；2運(yùn)輸石門；3工作面回風(fēng)巷；4工作面運(yùn)輸巷；5偽斜小巷；6竹笆；7膠帶擋煤板；8-支柱；9放煤插板；10溜槽第四節(jié) 倒臺(tái)階采煤法短壁工作面上方利用木支柱、竹笆護(hù)頂使假采空區(qū)冒落矸石形成的墊層構(gòu)成人工頂板以隔離采空區(qū)，該人工頂板與偽斜煤壁之間為一小巷，作為短壁工作面行人、運(yùn)料、通風(fēng)、溜煤的通道。短壁工作面用風(fēng)鎬落煤，采落的煤先堆積與其下部偽斜小巷的溜煤槽內(nèi)。各小巷內(nèi)設(shè)擋煤板，當(dāng)煤堆積到一定高度時(shí)，停止采煤，開始從下向上去掉擋煤板放煤。為防止煤炭竄到人工頂板上造成損失

54、，可掛一膠皮擋煤板，使煤流落到偽斜小巷內(nèi)。采用木支柱支護(hù)，木支柱支在沿頂?shù)装宓淖o(hù)板上，排距和柱距約為0.8m1.0m。人工頂板支柱支在柱窩內(nèi)，上有短梁，支柱上仰5。短壁工作面用人工回柱，回撤工作面支柱前，先補(bǔ)人工頂板柱和加強(qiáng)支柱，再鋪上竹笆，然后按矸石堆積的斜面，由下而上，由采空區(qū)向煤壁回收支柱。并使矸石滾到新鋪的人工頂板上。放頂時(shí)短壁工作面停止生產(chǎn)，并擋住上短壁工作面的煤流，使回柱放頂與采煤交替進(jìn)行。第四節(jié) 倒臺(tái)階采煤法優(yōu)點(diǎn)是：工作面位于采空區(qū)下方，不會(huì)積聚瓦斯，為采空區(qū)抽放瓦斯創(chuàng)造了條件；工作面浮煤少，采出率高，減少了采空區(qū)自然發(fā)火的隱患；對(duì)煤層厚度和傾角多變化、瓦斯含量大等地質(zhì)條件適應(yīng)性

55、較強(qiáng)；巷道布置簡(jiǎn)單、掘進(jìn)率低。缺點(diǎn)是：短壁工作面多，溜煤相互干擾，工作面利用率低；偽斜小巷斷面小，煤塵大；落煤方法、支護(hù)設(shè)備有待改進(jìn)；片幫滑底事故仍未能完全杜絕。這種采煤方法可用于煤厚、傾角有變化或有小構(gòu)造、厚度在2.4m以下，不宜使用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的急斜煤層。第五節(jié) 倉儲(chǔ)式采煤法一 、仰斜推進(jìn)的倉儲(chǔ)采煤法 （一）巷道布置沿走向每15 30m劃分為倉房，倉房的傾斜長(zhǎng)度（區(qū)段斜長(zhǎng)）一般為40 80m。1回采倉； 2待放倉； 3放煤倉； 4上山眼；5大直徑鉆孔； 6區(qū)段運(yùn)輸平巷； 7區(qū)段回風(fēng)平巷第五節(jié) 倉儲(chǔ)式采煤法1、提前開掘一條上山眼用作進(jìn)風(fēng)和行人2、一般倉房間留煤柱3 6m3、倉房底部

56、留小煤柱形成放煤口4、每個(gè)倉房?jī)?nèi)布置一個(gè)工作面，工作面呈偽傾斜布置（便于通風(fēng)，與走向1520夾角），由下向上推進(jìn)采煤5、采下的煤暫時(shí)存于采面下的采空區(qū)內(nèi)，臨時(shí)支護(hù)頂板6、倉房采完后，再把貯存的煤放出 第五節(jié) 倉儲(chǔ)式采煤法打眼放炮落煤由倉房沿傾斜最下部開始，由下而上進(jìn)行。破碎的煤大致在原地堆積，需經(jīng)常將多余的煤放出。頂板管理頂?shù)装搴兔簩拥姆€(wěn)定性較好時(shí)，一般不進(jìn)行支護(hù)；當(dāng)頂板、底板穩(wěn)定性較差時(shí)，可采用木錨桿或點(diǎn)柱加以支護(hù)；當(dāng)煤層松軟易冒時(shí)，應(yīng)打支柱并用背板背好。放煤回采倉放煤放煤倉放煤 放煤口依次順序放煤 頂板冒落，放煤就可能混矸第五節(jié) 倉儲(chǔ)式采煤法優(yōu)點(diǎn)： 巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。 工序少、效率高

57、，支柱、回柱工作量少。 坑木耗量少。 勞動(dòng)強(qiáng)度有所減輕。缺點(diǎn)： 采出率低。煤質(zhì)不易保證，易混矸。不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。使用條件嚴(yán)格。第五節(jié) 倉儲(chǔ)式采煤法倉儲(chǔ)采煤法適用條件 1）頂?shù)装鍒?jiān)硬，底板不易脫落，能懸露較大面積和較長(zhǎng)時(shí)間不垮落。 2） 45。 3）煤厚M =1 4.5m，煤不易自燃，CH4小。4）無淋水。5）地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。思考題1、 急斜煤層開采有哪些主要特點(diǎn)？2、 急斜厚煤層水平分段放頂煤采煤工藝種類及適用條件。3、偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的特點(diǎn)及適用條件。4、急斜煤層偽斜走向長(zhǎng)壁水平分段密集采煤法的主要特點(diǎn)？5、什么是倒臺(tái)階采煤法？6、倒臺(tái)階采煤法的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和適用條件是什么？7、什么是正臺(tái)

58、階采煤法？8、正臺(tái)階采煤法的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和適用條件是什么？9、偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法的采煤工作分哪幾個(gè)階段？10、柔性掩護(hù)支架的結(jié)構(gòu)由哪些部分組成？11、什么是水平分層采煤法？12、水平分層采煤法的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和適用條件是什么？煤礦開采方法第13章 水砂充填法主要內(nèi)容第13章 礦山壓力及其控制第一節(jié) 水砂充填系統(tǒng)和設(shè)備第二節(jié) 傾斜分層上行充填走向長(zhǎng)壁采煤法第三節(jié) 傾斜分層上行充填V形傾斜長(zhǎng)壁采煤法第四節(jié) 上行充填機(jī)械化采煤法第五節(jié) 水砂充填采煤法的評(píng)價(jià)復(fù)習(xí)思考題第一節(jié) 水砂充填系統(tǒng)和設(shè)備慨況：充填采礦法屬人工支護(hù)采礦法。在礦房或礦塊中，隨著回采工作面的推進(jìn)，向采空區(qū)送入充填材料，以進(jìn)行地壓管理、

59、控制圍巖崩落和地表移動(dòng)，并在形成的充填體上或在其保護(hù)下進(jìn)行回采。本法適用于開采圍巖不穩(wěn)固的高品位、稀缺、貴重礦石的礦體；地表不允許陷落，開采條件復(fù)雜，如水體、鐵路干線、主要建筑物下面的礦體和有自燃火災(zāi)危險(xiǎn)的礦體等；也是深部開采時(shí)控制地壓的有效措施。充填法的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，礦石回采率高，貧化率低，作業(yè)較安全，能利用工業(yè)廢料，保護(hù)地表等；缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，成本高，勞動(dòng)生產(chǎn)率和礦塊生產(chǎn)能力都較低。 第一節(jié) 水砂充填系統(tǒng)和設(shè)備分類充填采礦法可分三組：干式充填法，充填材料為專用露天采石場(chǎng)采出的碎石、露天礦剝離或地下礦采掘的廢石等。經(jīng)破碎，用機(jī)械、人工或風(fēng)力輸送至采場(chǎng)。干式充填法應(yīng)用最早，它的生產(chǎn)效率低，勞

60、動(dòng)強(qiáng)度大，采礦成本高。 水力充填法，充填材料為砂、碎石、選廠尾砂或爐渣等。用管道借水力輸送至采場(chǎng)。膠結(jié)充填法，充填材料為水泥等膠凝材料和砂石、爐渣或尾砂等配制的漿狀膠結(jié)物料，凝固后有一定強(qiáng)度，用管道借水力或機(jī)械輸送至采場(chǎng)。 根據(jù)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)，回采方向和回采工藝，充填采礦法又可分為上向分層充填法、下向分層充填法、壁式充填法、削壁充填法和方框支架充填法。 第一節(jié) 水砂充填系統(tǒng)和設(shè)備上向分層充填法將礦房或礦塊在垂直高度上水平地或傾斜地劃分分層,由下向上逐層回采。每采完一個(gè)分層，隨即進(jìn)行充填。并在充填體中順路構(gòu)筑放礦溜井和行人天井（兼作泄水井用）。在礦塊中布置充填天井，用來下放充填料；有時(shí)兼作提運(yùn)設(shè)備、材