采煤复训2014课件1

1、课课 时：时：4课时课时授课教师：隋海龙授课教师：隋海龙教学方法：电教及讲授教学方法：电教及讲授内容提要内容提要：第一节 矿井地质基本知识第二节 采煤方法概述第三节 采煤工艺第四节 倾斜煤层开采第五节 采区生产系统第六节 采煤工作面矿山压力及其 显现规律第七节 采煤工作面顶板的控制第一节 矿井地质基本知识1.煤层赋存状态2.顶底板岩性及其组合3.地质构造4.其他地质因素1、煤层赋存状态1)煤层的形状和厚度 煤层的形态是指煤层的空间展布特征。根据煤层成层的连续性、厚度变化大小及可采情况，将煤层形态分为层状、似层状和不规则状三类. 在煤矿中,根据煤层厚度对开采技术的影响,将煤层分为以下三类:薄煤层

2、 最低可采厚度1.3m中厚煤层 1.3m3.5m厚煤层 3.5m以上生产工作中有时习惯将厚度6.0m的煤层称为特厚煤层。顶板煤夹矸底板2)2)煤层的产状要素煤层的产状要素 煤层的空间状态,用产状要素(即煤层的走向、倾向和倾角)来表示。倾角倾向走向 产状的表示产状的表示方法：方法： 60NW25 1602525煤层按倾角的分类 岩（煤）层的产状要素是部署巷道和决定采煤方法的重要依据。2、顶底板岩性及其组合煤层顶板煤层顶板伪顶伪顶直接顶直接顶基本顶基本顶煤层底板煤层底板直接底直接底基本底基本底3、地质构造 地质构造地质构造：指地质体（岩层、岩体、矿体等）存在的空间形式、状态及相互关系，是构造运动所

3、造成的岩石（或矿体）变形、变位所留下的形迹。 地质构造在层状岩石中表现最明显，实际在块状岩体中也是存在的。 地质构造可分为四种基本类型：水平构造、单斜构造、褶皱构造、断裂构造。断裂构造 岩层在构造应力的长期作用下变形，当应力达到或超过岩层的强度极限时，其连续完整性被破坏，产生破裂，即为断裂构造。 常见的断裂构造有节理构造和断层构造。 4、其它地质因素（1）水文地质条件、岩溶陷落柱（ 2）岩浆侵入（ 3）煤层瓦斯（ 4）地温及煤自燃第二节 采煤方法概述1.基本概念2.采煤方法分类采采煤煤方方法法旱旱采采水水采采壁式体系壁式体系柱式体系柱式体系柱式体系柱式体系单一长壁单一长壁放顶煤放顶煤整层开采整

4、层开采斜切分层斜切分层水平分段放顶煤水平分段放顶煤倾斜分层倾斜分层掩护支架掩护支架分层开采分层开采整层开采整层开采整层开采整层开采房式房式房柱式房柱式倾斜短壁式倾斜短壁式走向短壁式走向短壁式走向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁走向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁下行垮落下行垮落上行充填上行充填垮落垮落刀柱刀柱采煤方法：采煤方法：走向长壁采煤法：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。进。适用于采区式巷道布置。倾斜长壁采煤法：倾斜长壁采煤法：工作面沿走向布置，沿煤层倾向推工作面沿走向布置，沿煤层倾向推进。工作面自下而上推进时称为进。工作面自下

5、而上推进时称为仰斜长壁仰斜长壁，工作面自，工作面自上而下推进时称为上而下推进时称为俯斜长壁俯斜长壁。适用于盘区式和带区式。适用于盘区式和带区式巷道布置。巷道布置。 分层开采(3.5m) 一次采全厚（3.5-5.0m） 放顶煤开采（5.0m）第三节 采煤工艺1.爆破采煤工艺2.普通机械化采煤工艺3.综合机械化采煤工艺4.综采放顶煤采煤工艺由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成这些工序的方法也就不同，并且在进行的顺序上、时间和空间上，必须有规律的加以安排和配合。这种按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。我国

6、目前普遍采用的采煤工艺有：爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺、综合机械化采煤工艺、综采放顶煤采煤工艺。采煤机割煤方式：采煤机割煤方式：单向割煤，往返进一刀单向割煤，往返进一刀双向割煤，往返进两刀；双向割煤，往返进两刀；“”字形割煤，往返进字形割煤，往返进一刀一刀 工作面运煤：工作面运煤：一般采用刮板输送机运煤。一般采用刮板输送机运煤。每隔每隔6m6m设一个液压千斤顶，弯曲段长度设一个液压千斤顶，弯曲段长度15m15m。 工作面支护：工作面支护：木支柱、摩擦式金属支柱、单体液压木支柱、摩擦式金属支柱、单体液压支柱支柱顶梁种类：顶梁种类：铰接顶梁、铰接顶梁、型梁型梁控顶距：控顶距：放顶步距、最大控顶

7、距、最小控顶距放顶步距、最大控顶距、最小控顶距 名称技术参数名称技术参数适应采高（m）1.43.0电机型号YBCS375滚筒直径（m）1.25电机功率（kw）及电压（V）375/1140牵引方式液压无链牵引防尘方式内外喷雾卧底量（ mm）220重量（t）30牵引速度（ m/min）06.1生产能力（ t/h）460截深（m）0.63外型尺寸（ mm）751418811200长度（m）60液压联轴器型号YOSD450转运量（t/s）450刮板规格（mm）2286刮板链速（m/s）1.07中部槽水平弯曲（）1015电机功率（kW）1102中部槽长宽高（mm）1500630222电机转速（r/min

8、）739/1477中部槽垂直弯曲度（）35刮板链式中心链a-单架依次顺序式；b，c-分组间隔交错式；d，e-成组整体依次顺序式及时支护方式及时支护方式（a）割煤；）割煤；（b）移架；）移架；（c）推移输送机）推移输送机滞后支护方式滞后支护方式（a）割煤；）割煤；（b）推移输送机；）推移输送机；（c）移架）移架超前支护方式超前支护方式型号：SGZ800/800型长度: 156m输送量：1500t/h装机功率：2400kW刮板链速：1.31m/s卸载方式：端卸式紧链方式：液压紧链器牵引方式：齿轮销轨式传动装置：6JS-100减速器（传动比1:29.3623）和110kW单速电机刮板链：34126-

9、199-C圆环链“中心链”链条中心距160mm链轮：七齿中间槽：1500mm 长、800mm内宽、344mm槽高，铸焊结构 MG400/930QWDMG400/930QWD型采煤机型采煤机 SGZ800/800SGZ800/800型刮板输送机运输机型刮板输送机运输机 74497449工作面工作面 支架型号ZYG6000/15/29ZY6000/15/29初撑力5066kN5066kN支架中心距1.5m1.5m工作阻力6000kN6000kN支护面积9.12m28.715m2支护强度0.880.95MPa0.880.95MPa支架高度1.52.9m1.52.9m支架重量20500kg18500k

10、g支柱工作阻力3000kN3000kN顶梁尺寸6.08m1.5m5.81m1.5m推溜千斤顶行程700mm700mm工作介质35%35%胶管NW20、NW32NW20、NW32泵站压力31.5MPa31.5MPa第四节 倾斜煤层开采 在煤炭地下开采中，倾斜煤层开采，一般沿走向倾斜布置回采工作面。在煤炭地下开采中，倾斜煤层开采，一般沿走向倾斜布置回采工作面。但是在煤层倾角较大时，工作面支护和采煤机械、人员因为角度大而影响但是在煤层倾角较大时，工作面支护和采煤机械、人员因为角度大而影响正常回采操作，故而回采工作面方向不是正倾斜方向，而是与正倾斜方向正常回采操作，故而回采工作面方向不是正倾斜方向，而

11、是与正倾斜方向有一定夹角，这样就相当于减缓了煤层倾角，叫做伪倾斜回采。有一定夹角，这样就相当于减缓了煤层倾角，叫做伪倾斜回采。 缓斜和倾斜煤层开采的基本原则与急斜煤层一样，但由于煤层倾角缓斜和倾斜煤层开采的基本原则与急斜煤层一样，但由于煤层倾角比较大，在地质、矿压、开采技术和安全方面，具有许多特点：由于地比较大，在地质、矿压、开采技术和安全方面，具有许多特点：由于地质构造结果，使煤层倾角变大、构造复杂，埋藏不稳定，增加了开采的质构造结果，使煤层倾角变大、构造复杂，埋藏不稳定，增加了开采的困难。（困难。（1 1）顶板沿层面倾斜方向的压力增大，而垂直层面方向的压力变）顶板沿层面倾斜方向的压力增大，

12、而垂直层面方向的压力变小，因此支架不稳定，容易倾倒；护巷煤柱容易片帮；顶，底板都可能小，因此支架不稳定，容易倾倒；护巷煤柱容易片帮；顶，底板都可能沿倾斜方向滑动。（沿倾斜方向滑动。（2 2）采下的煤和冒落的矸石，都可自重下溜，简化工）采下的煤和冒落的矸石，都可自重下溜，简化工作面的装运工作，但容易砸人，冲倒支架，影响安全。工作面行人、运作面的装运工作，但容易砸人，冲倒支架，影响安全。工作面行人、运料比较困难。（料比较困难。（3 3）一般用于缓斜煤层沿底板运行的采煤机和自移式液压）一般用于缓斜煤层沿底板运行的采煤机和自移式液压支架，不适用于急斜煤层，所以急斜煤层目前仍以炮采为主。支架，不适用于急

13、斜煤层，所以急斜煤层目前仍以炮采为主。图 例：运煤排水进风 回风 供水进料回收9444运输机道9444材料道7448运输机道7448材料道运输斜巷-1200皮 带 暗 斜 井-1200轨 道 暗 斜 井-1200回 风 暗 斜 井7449综采工作面7449材料道里材料道7449运输机道9447材料道1.矿山压力的概念及影响因素2.采煤工作面的矿山压力观测 矿山压力矿山压力就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态，引起应力重新分布，把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。 影响矿山压力显现的因素 （1）开采技术条件：工作面顶板岩层，断层与褶曲，挤压带与破碎带，节理和裂

14、隙，煤层倾角。 （2）生产技术因素：开采深度，工作面推进速度，上部煤层中遗留煤柱，采高与控顶距。a-应力升高区； b-应力降低区； c-原岩应力区（1）、采煤工作面前后方支承压力 采煤工作面前后方支承压力分布图主要特点：（1）工作面前方支承压力远比工作面后方大；（2）工作面前后方支承压力是移动支承压力；（3）采煤工作面处于减压力范围。 结论：（1）其影响区并不在煤体边缘，而是位于煤体边缘有一定距离的地带；（2）其边缘处于应力降低区，支承压力低于原岩应力；（3）合理滞后时间3个月到1年之间。1 1）采空空间上方岩层的分带）采空空间上方岩层的分带冒落带冒落带多数情况下，冒落带是由直接顶跨落后形成的

15、。多数情况下，冒落带是由直接顶跨落后形成的。冒落带的高度：冒落带的高度：一般认为开采后冒落带的高度为采高的一般认为开采后冒落带的高度为采高的2 24 4倍。倍。裂缝带裂缝带位于冒落带之上，随冒落带岩石的跨落和逐渐压实，裂缝带位于冒落带之上，随冒落带岩石的跨落和逐渐压实，裂缝带岩层出现弯曲下沉，离层和断裂为排列整齐的岩块。岩层出现弯曲下沉，离层和断裂为排列整齐的岩块。弯曲下沉带弯曲下沉带裂缝带上方直至地表的岩层。岩层可保持自身的完整性，并裂缝带上方直至地表的岩层。岩层可保持自身的完整性，并承担上覆岩层重力，将岩层重力转移到工作面前方煤体和工承担上覆岩层重力，将岩层重力转移到工作面前方煤体和工作面

16、后方采空区冒落的矸石上，形成一个大压力拱，使工作作面后方采空区冒落的矸石上，形成一个大压力拱，使工作面处于压力拱保护之下。工作面为低应力区。弯曲下沉带可面处于压力拱保护之下。工作面为低应力区。弯曲下沉带可起到隔水作用。起到隔水作用。 1pmKhh 根据原煤炭部关于试用缓倾斜煤层工作面顶板分类方案，结合集团公司煤层顶板条件和矿压观测资料，把集团公司煤层顶板按老顶分为四级，即：级老顶来压不明显，级老顶来压明显，级老顶来压强烈，级老顶来压极强烈；直接顶分为四类，即：类为不稳定顶板，类为中等稳定顶板，类为稳定顶板，类为坚硬顶板。 各生产矿井可采煤层的老顶和直接顶的分级分类意见为：上石炭系太原组（俗称屯

17、头系）的层属于级类，、层属于级类，二叠系山西组（俗称小湖系）的、层属于级类，层属于级类，二叠系石盒子组（俗称夏桥系）的、层属于级类，层属于级类。 采煤工作面支架的“支、护、稳”与常见的顶板事故有着密切的联系。1 1、支护对支架的要求、支护对支架的要求 1）、要考虑不同的煤层顶板条件和煤层倾角2）、要考虑不同地点对支护的不同要求3）、要考虑支架性能 2 2、支架与围岩的关系、支架与围岩的关系 1）、围岩是一种天然的承载结构3、顶板事故的特点、顶板事故的特点顶板事故具有四个属性（一）突发性（一）突发性（二）灾难性（二）灾难性（三）破坏性（三）破坏性（四）继发性（四）继发性4 4、采煤工作面顶板事故的分类、采煤工作面顶板事故的分类 1）、采场顶板事故按力源可分为（1）压垮型：由垂直层面方向的顶板力压坏采场支架而导致的冒顶，又分为：老顶来压时压垮型冒顶；厚层难冒顶板大面积冒顶；直接顶导致的压垮型冒顶 。（2）漏冒型：因破碎顶板没有得到有效的防护而冒落导致的冒顶，又分为：大面积漏垮型冒顶；局部漏冒型冒顶；工作面上下出口的局部冒顶；放顶线及其附近的局部冒顶；地质破坏带附近的局部冒顶。（3）推垮型冒顶：由于平行于层面方向的顶板力推倒支架而导致的