采煤基础知识 课件.ppt

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1、采煤基础知识,采煤基础知识,一、授课思路：,采煤概论 课题： 缓倾斜、倾斜、薄及中厚煤层 长壁采煤法 及过断层注意事项 内容：走向长壁、倾向长壁采煤法 回采工艺、断层及过断层的安全措施,采煤基础知识,教学目的：1、掌握走向长壁的机采、综采工艺过程2、掌握倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点3、掌握断层的概念及过断层的方法教学重点：1、走向长壁机采、综采工艺过程2、倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点教学难点：1、开采支护方式， 采空区处理方式2、断层破碎带煤岩破断研究,二、教学目的、知识重点和难点,采煤基础知识,三、板书设计,课 题： 采煤方法 采煤工艺 采煤工作面技术管理 过断层方法教学目 的：

2、 1、掌握 采煤方法 2、掌握 采煤工艺 3、掌握采煤工作面技术管理 4、掌握正断层、逆断层的特点及过断层时的方法,采煤基础知识,第一章,采煤方法,采煤基础知识,主要内容,第一节 采煤方法概述第二节 采煤工艺第三节 采煤工作面循环工作组织 第四节 采煤方法第五节 采煤系统分析,采煤基础知识,第一节 采煤方法概述,采煤方法概念 回采工作在采煤工作面内，为采取煤炭所进行的各项工作 。基本工序破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。采煤工艺在采煤工作面内，按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合。 采煤系统回采巷道的掘进和回采工作之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系。 采煤方法是采煤系统与采煤工艺

3、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。,采煤基础知识,采煤方法分类,采煤方法分为：露天开采和井工开采。井工开采可分为：柱式体系和壁式体系两种。 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。,采煤基础知识,采煤方法分类,壁式采煤法的特点：工作面的两端至少各布置一条回采巷道，用于通风和运输。工作面长度一般80-250米，目前国内最长400米。随着工作面的推进及时处理采空区，一般采取全部垮落法管理顶板 工作面通风状况良好。,采煤基础知识,壁式体系采煤法的类型 按采煤工艺分类： 爆破采煤

4、法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤法 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 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）,采煤方法分类,采煤基础知识,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,采煤基础知识,采煤方法分类,柱式采煤法的特点：工作面长度较短，一般10-30m,工作面数目较多。需要开掘大量的巷道，掘进率高。一般没有处理采空区工序。工作面通风条件较差，采出率低。,采煤基础知识

5、,水平分层,采煤方法分类,采煤基础知识,选择采煤方法的原则 1、技术先进 2、经济合理 3、生产安全 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。,采煤方法选择,采煤基础知识,煤层倾角、厚度,矿井瓦斯等级,煤层及围岩特性,煤层地质构造,煤层水文地质条件,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,工人掌握先进技术的水平,影响采煤方法选择的因素,地温、地压,煤尘的爆炸危险性,采煤基础知识,一、基本概念原岩地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体。原岩应力存在于地层中未受工程扰动的天然应力。自重应力由地心引力引起的应力，等于单位面积的上覆岩层的重量。构造应力由地质构

6、造运动而引起的应力。,补充知识：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,矿山压力存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力。支承压力采掘空间原被采物承受的载荷转移到周围支承体上而形成的力。为KH部分，K为大于1的应力集中系数。,补充知识：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,矿山压力显现 在矿山压力作用下，围岩或支护物呈现的各种力学现象。如顶板下沉、 底板鼓起、支架下缩、支柱拆损、煤壁片帮、支柱钻底等。,补充知识：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,二、工作面围岩移动特征1、工作面围岩的组成顶板：煤层上部邻近的岩层，分为伪顶、直接顶、基本顶。底板：煤层下部邻近的岩层。伪顶：位于煤层之上，极易

7、垮落的很薄的松软岩层，厚度小于0. 30.5m，随采随冒。直接顶：位于煤层或伪顶之上，具有一定的稳定性，采煤时移架或回柱后能自行垮落的岩层基本顶： 位于直接顶或煤层之上，通常厚度和岩石强度较大，难于垮落的岩层。,补充知识：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,2、工作面初次来压 当工作面从切割眼向前推进，顶板悬露面积随之扩大，直接顶垮落充填采空区，基本顶仍完整地支承在两帮煤壁上，形成双支板梁构件。当板梁跨度随着工作面推进增大到一定的范围，由于基本顶的自重和上覆岩层的作用，使基本顶断裂垮落。这时，工作面已不再处于基本顶掩护之下，顶板迅速下沉而破碎，通常把基本顶第一次大面积垮落称为初次垮落。由于基

8、本顶初次垮落，使工作面压力增大，故称为初次来压。初次来压对工作面影响一般持续2d3d。基本顶初次垮落时，工作面距切割煤壁的距离称为初次垮落步距或初次来压步距。与基本顶岩性、厚度以及地质构造等因素有关，一般为20m35m，少数达50m70m。,补充知识：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,补充知识：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,初次来压的特点：工作面顶板下沉量和下沉速度急增，甚至出现台阶式下沉；顶板破碎；甚至出现也煤壁平行的裂隙，有时发出巨大的断裂声；支架受力增加，采空区掉块；煤壁严重片帮。初次来压时，工作面要采取措施：加强支护（增设排柱、木垛、斜撑、抬棚）、强制放落顶板等。,补充知识

9、：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,3、周期来压 当工作面推进到一定的距离，基本顶悬臂在自重和上覆岩层的作用下，又会产生断裂垮落，这时同样会给工作面带来增压现象。当工作面再继续推进，这部分垮落的基本顶被甩入采空区，工作面又处于基本顶悬梁掩护之下，恢复到前述的状态。继工作面的推进，基本顶的垮落与工作面增压现象重复出现。这种垮落与来压随工作面推进而周期性的出现，称为基本顶周期垮落和周期来压。两次周期来压之间的距离称为周期垮落（来压）步距。周期垮落步距同样与基本顶岩性有关，一般为6m30m，多数为10m15m。,补充知识：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,周期来压,采煤基础知识,4、工作面上

10、覆岩层移动规律 在工作面推进过程中，采空区不断扩大，上覆岩层移动下沉而破坏，根据岩层移动规律，可将煤层的上覆岩层沿竖直方向自下而上可分为三带：冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。,补充知识：采煤工作面矿山压力规律,采煤基础知识,长壁采煤工作面的工艺方式： 炮采：爆破落煤、人工装煤、机械化运煤、单体支架支护。 普采：采煤机落煤装煤、机械化运煤、单体支架支护。 综采：破、装、运、支、处等主要工序全部采用机械化连续作业。,第二节 采煤工艺,采煤基础知识,三种采煤工艺： 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

11、,长壁采煤法的采煤工艺,采煤基础知识,炮采工艺,工艺过程： 打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支架和回柱放顶等主要工序。,采煤基础知识,炮采工艺,一、爆破落煤爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成。 炮眼布置：单排眼 双排眼 三排眼二、装煤与运煤1）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤壁，利于装煤。2）、人工装煤：人工攉煤。3）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤板。,采煤基础知识,炮眼布置图a单排眼 b对眼 c三角眼 d三花眼 e五花眼,炮采工艺,采煤基础知识,炮采工艺,三、工作面支护主要采用金属支柱和铰接顶梁支护，单体液压支柱。主要有两种：正悬臂齐梁

12、直线柱（图a）和正悬臂错梁三角柱（图b）,采煤基础知识,普采工艺,工艺过程： 采煤机破煤装煤刮板输送机运煤单体支柱加金属顶梁支护破煤和运煤滚筒采煤机：单滚筒、双滚筒采煤机结构：截割部、牵引部、动力部、辅助装置牵引方式：机械牵引、液压牵引、电牵引（传动） 钢丝绳、有链牵引、无链牵引（行走）,采煤基础知识,普采工艺,采煤机割煤方式：单向割煤，往返进一刀；双向割煤，往返进两刀；“”字形割煤、往返一刀,采煤基础知识,普采工艺,工作面运煤：一般采用刮板输送机运煤。每隔6m设一个液压千斤顶，机头机尾各3个。弯曲段长度15m。,采煤基础知识,普采工艺,工作面支护：支架布置方式：带帽点柱、单体液压支柱或磨擦式

13、金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。按悬臂顶梁与支柱的关系分为正悬梁和倒悬梁两种；按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式两种，为了行人和工人作业方便，工作面支柱一般排成直线状。,采煤基础知识,普采工艺,单体支架正悬臂与倒悬臂布置,支架齐梁式和错梁式布置,采煤基础知识,普采工艺,控顶距：当工作面推进一次或二次之后，工作空间达到允许的最大宽度，即最大控顶距。及时回柱放顶，使工作空间只保留回采工作所需要的最小宽度，即最小控顶距。最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距。,采煤基础知识,普采工艺,采空区处理： 全部垮落法 全部充填法 局部充填法 缓慢下沉法 煤柱支撑法,采煤基础知识,综采工艺,综采历史：自197

14、4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。,采煤基础知识,综采工艺,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年神东上湾矿综采面生产了1145万吨/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、安全、高效的生产目标。）,采煤基础知识,综采工艺,综采现状： 2006年底全国有高产高效矿井197个 共产煤6.352亿吨（占全国当年煤炭产量29%） 平

15、均产煤331万吨/矿。 2006年底全国有442个综采面 （占全国2.5万个工作面1.8 ） 2006年底全国有363个普采面 （占全国2.5万个工作面1.5 ）,采煤基础知识,综采工艺,综采参数： 综采面长150m400m 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20t/架。工艺过程： 采煤机破煤装煤刮板输送机运煤液压支架支护顶板,采煤基础知识,44,综采工作面主要设备,液压支架 双滚筒采煤机 刮板运输机 桥式转载机 胶带输送机,采煤基础知识,采煤基础知识,采煤基础知识,综采工艺,采煤机的割煤方式：往返一次割两刀、往返一次割一刀液压支架类型：支撑式

16、支架、掩护式支架、支撑掩护式支架液压支架的移架方式单架依次顺序式；分组间隔交错式；成组整体依次顺序式。,采煤基础知识,综采工艺,综采工作面工序配合方式：综采面主要工序有三个：割煤、移架、推移输送机，按照不同顺序有两种配合方式，即及时支护方式和滞后支护方式。,采煤基础知识,循环组织,循环作业：指采煤工作面周而复始地完成落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等工序的一种作业方式 。循环标志：回柱放顶（炮采、普采） 移架（综采）正规循环： 在规定叫间内，按既定的工艺方式，保质保量安全地完成一个循环的全部工序和工作量，并保持周而复始地进行采煤工作的一种作业方法。正规循环作业用循环图表来表示。,采煤基础知识

17、,循环组织的主要内容,1、循环方式循环方式是循环进度和昼夜循环次数的总称。环进度：每完成一个循环工作面煤壁向前推进的距离。炮采0.8-1.2m 普采、综采0.6-1.0m。2、作业形式：一昼夜内采煤班与准备班在时间上的配合方式。三八制 四六制3、采煤工作面循环作业图表循环图表包括循环作业图、工人出勤表和技术经济指标表三项主要内容。,采煤基础知识,循环作业图,采煤基础知识,工人出勤表,采煤基础知识,技术经济指标表,采煤基础知识,薄及中厚煤层单一长壁采煤法,走向长壁采煤法：工作面沿倾向布置，沿煤层走向推进。适用于采区式巷道布置。倾斜长壁采煤法：工作面沿走向布置，沿煤层倾向推进。工作面自下而上推进时

18、称为仰斜长壁，工作面自上而下推进时称为俯斜长壁。适用于盘区式和带区式巷道布置。,采煤基础知识,薄及中厚煤层单一长壁采煤法,长壁采煤法示意图（a）走向长壁；(b）倾斜长壁（仰斜）；（c）倾斜长壁（俯斜）1、2区段运输、回风平巷；3采煤工作面；4，5分带运输、回风斜巷,采煤基础知识,单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置,生产系统1）运煤系统2）运料排矸系统3）通风系统4）供电系统5）压气及安全用水系统,采煤基础知识,单一煤层走向长壁采煤法,适用条件：近水平、缓斜、倾斜煤层；薄及中厚煤层；地质构造简单，瓦斯涌出量小。,采煤基础知识,单一煤层倾斜长壁采煤法巷道布置,采煤基础知识,单一煤层倾向长壁采煤法,

19、（一）仰斜开采与俯斜开采 1、仰斜开采：采面沿倾斜从下向上推进采煤。特点：1）水自流入采空区；2）煤壁稳定性差；3）顶板稳定性差，临界角8 左右；4）当 时，采煤机偏离煤壁，输送机易断链；当 时，采煤机不稳定，易翻倒。措施：输送机设下部三角架，调平。适用：顶板稳定，煤质较硬；顶板淋水大；煤易自燃需注浆；,采煤基础知识,单一煤层倾向长壁采煤法,2、俯斜开采：采面沿倾斜自上向下推进采煤。特点：1）水流入采面，工作条件差； 2）顶板相对稳定； 3）煤壁相对稳定，但装煤效果变差； 4）机组不稳定，易掉道。适用：煤厚，倾角大，煤松软易片帮，瓦斯大。当 5 仰斜与俯斜相结合的形式。,采煤基础知识,单一煤层

20、倾向长壁采煤法评价,（二）倾斜长壁采煤法优点：1）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产快。2）运输系统简单，占用设备少。3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长布置，利于生产管理。4）通风系统简单，风路短，通风构筑物少。5） 对某些地质条件的适应性强。6）技术经济效益显著，采面单产增加，巷道掘进率降低，采出率增加，工效提高 。,采煤基础知识,单一煤层倾向长壁采煤法评价,倾斜长壁采煤法缺点： （1）长距离倾斜巷道辅运和行人困难； （2）当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁的要求； （3）大巷装车点多，可设带区，共用一个煤仓。（4）下行回风 注意监测。适用条件：适用于倾角在12以下煤层，采取

21、措施后最大可达到17。,采煤基础知识,厚煤层采煤方法,厚煤层采煤方法： 分层开采 一次采全厚,放顶煤开采,大采高,采煤基础知识,厚煤层采煤方法分层开采,厚煤层分层间开采顺序：下行式和上行式顶板管理：下行式全部垮落法上行式全部充填法人工假顶：金属网假顶、塑料网假顶再生顶板（4-6个月）,采煤基础知识,厚煤层采煤方法大采高,神东公司补连塔矿2003年大采高工作面年产原煤924万t，采高4.5-4.8m;神东公司上湾矿2004年大采高工作面年产原煤1075万t，实际采高达到5.4m；晋城煤业集团寺河煤矿在高瓦斯条件下，采高达到5.5m；目前，国际上支撑高度最高的ZY9400-28/62型支架已研制成

22、功，部分供给寺河矿投入使用，采高达到6.0m。,采煤基础知识,特点： 1、采高：3.56.0m2、设备大功率、高强度、高可靠性机电一体化设备,厚煤层采煤方法大采高,采煤基础知识,大采高液压支架,采煤基础知识,厚煤层采煤方法大采高,采煤基础知识,1）初采高度较小，一般为3.5m左右； 直接顶初次垮落后采至全高。2）控制煤壁片帮关键；3）支架防滑，防倒；4）端头支护及超前支护比一般综采更重要；5）一次采全厚比分层开采具有很多优点。,大采高采煤法工艺特点,采煤基础知识,控制煤壁片帮带压移架，用第一护帮板临时支护顶板，第二段护帮板支撑煤壁 加快工作面推进速度； 用快硬膨胀水泥尼龙绳等锚杆加固煤壁； 在

23、地质条件允许时，俯采； 提高支架的初撑力。,大采高采煤法工艺特点,采煤基础知识,支架防倒、防滑(1) 工作面呈伪斜推进(2)工作面由下而上单向推移输送机(3)及时调整液压支架位置 (4)严格控制采高 (5)锚固工作面排头、排尾液压支架(6)倾角大于10时，每10架液压支架增设一个斜拉防倒千斤顶，当倾角大于20时，每5架支架增设一个防倒千斤顶。,大采高采煤法工艺特点,采煤基础知识,优点：工作面产量和效率大幅度提高；回采巷道的掘进量比分层减少了一半；减少了假顶的铺设；减少了综采设备搬迁次数，节省搬迁费用，增加了生产时间；设备投资比分层综采大，其综合经济效益明显高于分层综采；提高了资源的采出率。,大

24、采高采煤法的评价,采煤基础知识,不利因素：采高越大，支架重量越大，如采高4.5 m，每架支架重约17.5 t；采高5 m时，则为22 t。采煤机、输送机重量也将增大。适用条件：地质构造简单、煤层厚度3.56.0 m、赋存稳定、倾角小于12和顶板较稳定的煤层。,大采高采煤法评价,采煤基础知识,厚煤层采煤方法放顶煤开采,放顶煤采煤法： 是在厚煤层中，沿煤层底部布置一个采高23m的长壁回采工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力将工作面顶部煤层在工作面推进过后破碎冒落，并将冒落顶煤予以回收的一种采煤方法。,采煤基础知识,厚煤层采煤方法放顶煤开采,放顶煤采煤法类型按机械化程度和使用的支护设备不同：综采

25、放顶煤 简易放顶煤(滑移顶梁支架铺顶网、单体支柱型梁铺顶网),采煤基础知识,厚煤层采煤方法放顶煤开采,放顶煤采煤法类型按照赋存条件和采煤工艺： 一次采全厚放顶煤（6-12m厚煤层） 预采顶分层网下放顶煤（12-20m左右，直接顶坚 硬或高瓦斯） 倾斜分段放顶煤（20m以上）,采煤基础知识,厚煤层采煤方法放顶煤开采,放顶煤支架类型 单输送机高位放顶煤液压支架 双输送机中位放顶煤液压支架 双输送机低位放顶煤液压支架 低位放顶煤支架放煤效果好,采煤基础知识,厚煤层采煤方法放顶煤开采,放顶煤工艺 割煤移架推前溜移后溜放煤。放顶煤采煤法特点： 简化巷道布置，减少巷道掘进工作量； 提高采煤工效，降低吨煤生

26、产费用； 经济效益显著； 对煤层厚度变化和地质条件适应性强； 采出率低、粉尘大、自然发火瓦斯积聚隐患较大。,采煤基础知识,放顶煤开采顶煤冒放性的研究,顶煤冒放性：顶煤冒放性是顶煤本身冒落和放出及其难易程度的度量，亦即顶部煤体可冒性和可放性的总和。影响顶煤冒放性的几个因素：开采深度、煤层厚度、煤层强度、夹矸、顶板岩层、煤体中的节理与裂隙 。,采煤基础知识,采煤系统分析,1、采区上下山长度的确定采用胶带机运输，角度不超过14，当大于14时，需设逆止器；采用矿车运输时，根据绞车确定，直径1.6m绞车，最大容绳量600m；直径2.0m绞车，最大容绳量900m。2、区段参数：包括走向长度与倾斜长度。区段

27、斜长：L区 = L采+ 2L巷+ L柱,采煤基础知识,采煤系统分析,3、区段平巷的坡度区段的运输和回风巷，虽称之为平巷，但不是绝对的水平。在实际生产中，为了便于运输和排水，而是有一定坡度的，一般为0.30.5，由于坡度较小，认为是平巷。 4、区段平巷的布置1）、双巷布置2）、单巷布置,采煤基础知识,采煤系统分析,5、对拉工作面实际上是三条区段平巷准备两个回采工作面，下工作面要比上工作面短。优点：费用少，回采率高，生产集中，掘进量和维护量少，占用设备少。适用条件：煤层倾角小于12，顶板中等稳定以上，瓦斯不大。6、工作面回采顺序： 后退式；前进式；往复式；旋转式。,采煤基础知识,采煤系统分析,7、

28、区段无煤柱护巷：1）沿空留巷随着上区段工作面向前推进，用专门的支护材料，在采空区维护好上区段运输平巷，作为下区段采煤工作面的回风平巷。2）沿空掘巷上区段回采工作面采完以后，沿着上区段采空区边缘开掘下区段工作面的回风平巷。可分为完全沿空掘巷和留窄小煤柱沿空掘巷。,采煤基础知识,采煤系统分析,完全沿空掘巷 留窄小煤柱沿空掘巷,采煤基础知识,采煤系统分析,8、通风方式与回采巷道布置U型通风Z型通风Y型通风H型通风W型通风,U型通风,Z型通风,采煤基础知识,采煤系统分析,8、通风方式与回采巷道布置U型通风Z型通风Y型通风H型通风W型通风,Y型通风,H型通风,W型通风,采煤基础知识,第二章 采煤工作面生

29、产技术管理,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理,一、采煤工作面的循环作业 采煤工作面的“循环”就是完成工作面落煤、装煤、运煤、支护和放顶（或放顶煤）等工序的全过程，并且周而复始地进行下去。,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理,(一)循环方式 循环方式是循环进度和昼夜循环次数的组合。1、循环进度2、昼夜循环次数3、正规循环作业4、正规循环率 月正规循环率 =,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理,(二)作业方式 作业方式是采煤工作面在一昼夜内生产班与准备班的相互配合关系。1、两采一准作业形式2、边采边准作业形式3、两班半采煤半班准备作业形式4、三采一准作业方式5、四班

30、交叉三采一准作业方式,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理,(三)工序安排1、安排工序时应注意问题2、工序流线图如下图所示,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理,(四)劳动组织1、追机作业2、分段作业3、分段接接力追机作业4、分段综合作业,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理,二、采煤工作面循环作业图表（一）循环作业图 表10-1 采煤工面循环作业图常用符号,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理综采工作面循环作业图,采煤基础知识,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理,（二）劳动组织表 劳动组织表是根据工作面的作业形式与循环作业各工种工作量和企业劳动定额规

31、定，计算确定各工种所需定员数目，列表表示工作面个工作班不同工种应出勤人数、工时、各班及工作面所配备人员总数。（三）技术经济指标表 1、采煤工作面技术条件 2、采煤工作面地质条件 3、循环作业组织概况 4、主要技术经济指标,采煤基础知识,第一节 采煤工作面生产组织管理,（四）工作面布置图 工作面布置图是按一定的比例绘制工作面正常生产时支护设备布置的基本情况，利用断面图反映采煤工作面最大控顶距和最小控顶距断面特征的图件，是进行工作面风量分配、风速计算的基础。（五）采煤工作面循环图表编制示例,采煤基础知识,第二节 采煤工作面技术管理,一、采煤工作面作业规程（一）采煤工作面作业规程主要内容1、工作面基

32、本概况2、工作面的地质状况（1）煤层性质（2）围岩性质（3）地质构造特征（4）瓦斯、煤尘及煤炭自然发生状况（5）水文地质状况（6）工作面煤炭储量,采煤基础知识,第二节 采煤工作面技术管理,3、采煤方法（1）工作面的巷道布置系统图（2）采煤工艺设计4、工作面主要生产系统5、工作面的循环图表6、安全管理制度7、安全技术措施8、灾害事故防治措施9、煤质管理措施,采煤基础知识,第二节 采煤工作面技术管理,(二)作业规程编审步骤1、收集整理资料编制作业规程初稿2、集体研讨定稿3、作业规程审批4、作业规程的贯彻落实5、作业规程的修改与补充措施,采煤基础知识,第二节 采煤工作面技术管理,(三)编制作业规程注

33、意事项1、编制作业规程必须符合工作面的基本条件，切实可行。2、作业规程要文字简明易懂，图表清晰准确，计算规范无误，措施齐全可行。3、严格按煤矿安全规程的有关规定和设计规范的有关要求。4、选择合理的作业形式和劳动组织方式，各项指标要具有一定的先进性，使工作面的生产技术管理达到先进水平。,采煤基础知识,第二节 采煤工作面技术管理,二、技术操作规程1、一般规定2、操作前准备与检查3、操作及注意事项4、收尾工作,采煤基础知识,第三节 采煤工作面质量管理,一、产品质量管理(灰分、水分、含矸率、块煤率)1、采区及工作面设计时要有完善的排矸系统，实现煤矸的分采分运2、编制作业规程时，应制定合理的煤质管理措施

34、。3、健全煤炭质量管理机制，定期对煤炭质量管理工作进行考核，确保煤炭产品质量，提高煤矿的经济效益。,采煤基础知识,第三节 采煤工作面质量管理,二、安全工程质量管理(一)采煤工作面安全工程质量管理标准 1、质量管理工作 ；2、顶板管理 ；3、工作面支护 ；4、安全出口与端口支架 ；5、回柱放顶 ；6、煤壁机道 ；7、两巷与文明生产； 8、假顶和煤炭回收 ；9、机电设备 ；10、安全管理,采煤基础知识,第三节 采煤工作面质量管理,考核评比结果优良品：十大项中前五项最低得分不低于本项总分的90%，后五项不低于本项总分的80%。合格品：十大项中前五项最低得分在本项的70%90%，后五项最低得分不低于本

35、项总分的60%。不及格品：十大项中前五项最低得分在本项总分70%及以下，后五项最低得分在本项总分60%以下。,采煤基础知识,第三节 采煤工作面质量管理,(二)加强工作面安全工程质量管理措施1、提高职工工程质量管理意识2、健全工作面工程质量管理体系3、保证工作面物料储备4、严格质量事故追究制度5、采取激励机制搞好工作面的工程质量,采煤基础知识,第四节 采煤工作面安全管理,一、加强职工安全管理意识二、健全安全管理体制三、加强工作面工程质量管理四、严格执行安全管理制度五、采用先进的安全技术设备,采煤基础知识,第四节 采煤工作面安全管理,六、健全完善安全技术措施1、灾害事故防治措施（1）瓦斯防治措施（

36、2）煤尘防治措施（3）火灾防治措施（4）水灾防治措施（5）顶板事故防治措施,采煤基础知识,第四节 采煤工作面安全管理,2、生产过程中的各项安全技术措施（1）工作面初采安全技术措施（2）工作面周期来压防治措施（3）工作面支架移设的安全措施（4）采煤机割煤时的安全措施（5）特殊条件开采安全技术措施,采煤基础知识,第四节 采煤工作面安全管理,3、机械电器设备安全使用管理措施（1）液压泵站安全操作措施（2）工作面绞车使用、移设安全管理措施（3）矿车辅助运输的安全措施（4）电器设备检查维修安全管理措施,采煤基础知识,第四节 采煤工作面安全管理,4、其他安全技术措施（1）严禁五种人（请假准备回家或刚从老家

37、回来的人、没有经过专业技术培训的人、身体有病的人、情绪不正常的人、酗酒的人）下井。（2）严格执行“四不生产”（工作地点不安全不生产、事故隐患不排除不生产、整改措施不落实不生产、工程质量不达标不生产）规定。,采煤基础知识,第三章,断 层,采煤基础知识,一、基本概念,（1）断层是由于地层的运动、挤压等形成的，是地层运动过程中能量的聚集和释放的结果。,采煤基础知识,（2）断层要素,断层面 ：是岩块或岩层断开并籍以滑动的破裂面。断层面的空间位置由走向、倾向和倾角确定。自然界的断层面往往不是一个产状稳定的平直面，顺走向或倾向都会发生变化以致形成曲面。断层线 ：是断层面与地面的交线，即断层在地面的出露线。

38、断层线的弯曲形态决定于断层面的弯曲程度、断层面的产状以及地面的起伏。断层面倾角越缓地形起伏越大，断层线的形态也越复杂。 断盘 ：是断层面两侧沿断层面发生位移的岩块。如果断层面是倾斜的，位于断层面上侧的一盘为上盘，位于断层面下侧的一盘为下盘。根据两盘的相对滑动，相对上升的一盘叫上升盘，相对下降的一盘叫下降盘。,采煤基础知识,（3）断层的分类,按断层两盘相对运动关系可分为以下三种：1、正断层：上盘相对下降，下盘相对上升称为正断层。2、逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降称为逆断层。3、平移断层：断盘沿断面走向相对位移称为平移断层。,采煤基础知识,示意图：,正断层 逆断层 平移断层,采煤基础知识,二、

39、过断层方法,1、综采面过断层时附近煤岩破断研究地层中聚集的能量在释放过程中，岩层要断裂、挤压、错动、破碎等，并伴有大量裂隙的产生。因此，在断层带附近，形成断层的破碎带，如图1-1所示。,图1-1 断层破碎带示意图,采煤基础知识,一般顶板岩层的强度大于煤层的强度，在同样大小力的作用下，煤岩破碎后，煤的粉末多于顶板岩石的粉末，即煤的破碎程度比岩石的严重。在断层的破碎带内，煤的破坏程度较岩层严重，块度小。当回采工作面通过断层时，与保留岩顶相比，保留煤顶要困难得多。,综采工作面过正断层，以图1-2点划线的方向从上盘向下推进。当工作面还在断层的上盘，快通过断层面时，断层破碎带弱变区A范围内的煤层由于破坏

40、严重，而A区的煤沿断层面的下滑力，因而煤层保留不住，会发生片帮。工作面煤壁片帮后，端面空顶范围增大，破碎的顶板岩层可能会发生冒顶，从而影响生产。,采煤基础知识,当工作面从上盘推进到下盘时，因支架不能直上直下，需割底板，留顶煤推进，而这部分顶煤处在断层破碎带弱变区B范围内，破坏严重，顶煤保留不住，端面就会发生冒顶。,图1-2综采工作面从上盘向下盘推进过正断层,采煤基础知识,工作面过正断层，从下盘向上盘推进时；工作面过逆断层，从上盘向下盘推进和从下盘向上盘推进时，均存在与上述类似的不利情况，如图1-3、1-4、1-5所示。,图1-3综采工作面从下盘向上盘推进过正断层,图1-4综采工作面从上盘向下盘

41、推进过逆断层,图1-5综采工作面从下盘向上盘推进过逆断层,采煤基础知识,2、工作面端面顶煤（板）冒落分析,（1）端面顶板冒落后，如不进行勾顶，而采取让支架抬头的工作方式来应付端面冒顶，其结果不仅降低了支架的承载能力，而且会进一步恶化顶板。而由于平衡千斤顶伸出量的限制，过大的顶梁抬头，又会造成大量支架平衡千斤顶和耳座的损坏。（2）即使支架闯过冒顶区，支架顶梁上的顶板也已破碎和出现空洞，支架无法支住顶板，自身的稳定性也很差，极易导致支架沿工作面倾斜方向倾倒，支架顶梁相互咬架，立柱与底座的销轴拉断等，从而使过断层的时间延长，形成恶性循环。,采煤基础知识,（3）端面顶板冒空后，若采用勾顶和超前支护的方

42、法，势必造成工作面停产处理，致使生产效率降低，坑木等材料消耗增加。,因此，在综采工作面过断层时，必须消除断层破碎带内弱变区的影响，尽量防止工作面端面冒顶的发生和煤层片帮的产生。若已发生端面冒顶，必须立即组织人员勾顶，护好顶板，尽快通过断层破碎带。,采煤基础知识,3、过断层前的准备工作,过断层时，先把工作面与断层走向的交角弄清楚。如断层线与煤壁夹角太小，断层破碎带暴露范围大，顶板维护困难。如工作面条件允许时可以提前调整工作面方向，最少保持与断层线夹角在25-30之间，以减少工作面每次推进时受断层影响的地段长度不要过大。断层附近煤层变薄，行人或通过采煤机时，就要根据顶板的强度、断层的情况进行挑顶或

43、卧底，使工作面底板平缓。处理断层时要打浅眼、少装药、放小炮。为了不影响工作面的正常回采，断层附近破碎带应超前支护处理。断层处由于受挤压变形，瓦斯释放受断层影响，需要加强瓦斯管理。,采煤基础知识,4、过断层的方法,对于正断层来说，一般若断层落差较小，可采用平推硬过方法；若断层落差在1.5-3米之间，可采用上盘丢底煤、下盘沿底回采；若断层落差过大，不易采取硬过方法，可采取跳采绕过断层。逆断层一般根据断层的大小采用挑顶与丢底煤相互配合的办法。,采煤基础知识,三、现场应用（25042综放工作面）,1、断层概况25042综放工作面回采过程中，过红13-3断层及其伴生断层，断层最大落差11米，与工作面夹角

44、为60，一次暴露最大长度在15-25米，沿工作面推进长度最大影响160米。,采煤基础知识,分析： 红13-3断层断层为一斜交正断层，由于受现场实际条件影响，工作面采用直接推进通过。可以节省用于倒面掘进准备巷道和支架回撤的准备费用,同时缓解了矿井的产量任务压力。但是，受该断层影响工作面必须托断层面上盘三角煤，同时在过断层期间，工作面将进入断层下盘的底板岩石中，而上盘在断层面附近将在顶板岩石中，工作面破矸范围大,对设备的磨损严重；又由于工作面回采揭露25041下顺槽（老巷）顶板破碎极难控制，技术难度大，安全威胁大，为此必须根据顶板的强度、断层的实际情况进行挑顶或卧底，使工作面底板坡度尽量平缓不超过

45、支架的最大支设坡度，以安全推过断层。,采煤基础知识,2、断层处破岩技术措施,如工作面断层落差较大，岩石硬度大，采煤机无法通过时，应采取措施挑顶或破底，确保采煤机顺利通过。断层处岩石破落常用两种方法：采煤机直接截割、打眼放炮。采用何种方法取决于断层落差和岩石硬度。可以采取放炮方式挑顶或破底，炮眼布置方式根据现场矸石硬度而定，可布置单排眼，也可布置三花眼，一次装药一次起爆，每次放炮不超过15架支架，以防止压死运输机。放炮时，采煤机放在放炮区域以外，尽量放在放炮地点的机尾侧，以利于出矸；当断层落差小，岩石硬度小，可用采煤机直接截割，采煤机割岩速度要慢。,采煤基础知识,过断层期间，断层影响带顶板破碎煤

46、顶不易控制，容易发生冒顶事故，为此要特别加强对此范围的顶板控制。控制此范围顶板的方法主要是：,降低采高。易冒顶范围的采高降低到刚刚能够通过机组的2.5m左右。人工做好超前支护，提前控制好顶板。或用化学法固结顶板移架之前，把化学剂注入破碎顶板，使其固结。加强工程质量管理，保证工作面“三直一平”, 避免因工作面不平直而造成支架的挤架、咬架和倒架现象。合理控制采高, 防止支架空顶；减少截深使梁端距缩短，断层带附近顶板破碎, 要求采煤机后滚筒割煤后, 同时采煤机过后立即移架, 并打出护帮板, 挤住煤壁,防止架前流碴冒顶。采用带压擦顶移架方式移架, 防止支架挤咬和倾倒。所有支架必须达到初撑力, 确保断层

47、附近支架对顶板的有效支护。,采煤基础知识,3、过断层技术措施,为防止工作面运输机和支架下滑，提前对工作面进行调斜，使工作面下顺槽超前上顺槽，并与顺槽推进方向呈一定的伪斜度。推槽移架严格执行由下向上的顺序，防止支架下滑。过断层期间，加强工作面机电设备的维修和管理，确保各机电设备运转正常，消除各管路跑冒滴漏现象，使液压泵站压力达到规定要求，确保工作面支架有足够的初撑力。合理控制好工作面过断层处的采高，将采高降至2.5米0.1米，防止工作面超高造成支架中心下移，使支架发生挤架、倒架现象。掌握好工作面断层处上下盘坡度，保证工作面坡度最大不大于20，并根据断层发展趋势及时调整，合理挑顶或卧底，尽量使工作

48、面坡度一致。,采煤基础知识,加强工作面工程质量管理，移架严格执行带压擦顶移架，少降快移，确保工作面三直一平，若发现局部超前或滞后，及时进行调整，严禁运输机出现弯曲不直、高低起伏现象。加强工作面支架防倒防滑管理，在断层处上方支架安设安设拉溜千斤顶，控制好相邻支架，并保证移架后支架必须垂直于顶底板。工作面破岩段，在爆破时提前采取措施将支架前后立柱护好，防止爆破时崩坏支架立柱，影响正常生产。在过断层期间，提前在断层破碎带铺金属菱形网，防止在移架过程中因顶板过于破碎不能及时护顶而造成流矸冒顶事故。在过断层期间，若工作面出现冒顶事故，必须严格按照作业规程中规定的处理冒顶办法进行处理，防止事故扩大。过断层期间，加强对工作面瓦斯及有害气体的检查，严格执行通防科制定的相关“一通三防”安全技术措施。,