采煤工作面过断层

1、一、授课思路：一、授课思路：教学目的：教学目的：1、掌握走向长壁的机采、综采工艺过程、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、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、掌握断层的概念及过断层的方法教学重点：教学重点：1、走向长壁机采、综采工艺过程、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、倾向长壁单煤层布巷回采、和方法特点教学难点：教学难点：1、开采支护方式，、开采支护方式， 采空区处理方式采空区处理方式2、断层破碎带煤岩破断研究、断层破碎带煤岩破断研究二、教学目的、知识重点和难点二、教学目的、知识重点和

2、难点三、板书设计三、板书设计教学目教学目 的的： 1、掌握、掌握 采煤方法采煤方法 2、掌握、掌握 采煤工艺采煤工艺 3、掌握采煤工作面技术管理、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、掌握正断层、逆断层的特点及过断层时的方法采煤方法采煤方法主要内容主要内容第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述第二节第二节 采煤工艺采煤工艺第三节第三节 采煤工作面循环工作组织采煤工作面循环工作组织 第四节第四节 采煤方法采煤方法第五节第五节 采煤系统分析采煤系统分析第一节第一节 采煤方法概述采煤方法概述采煤方法概念采煤方法概念 回采工作回采工作在采煤工作面内，为采取煤炭所进行的各

3、项工作在采煤工作面内，为采取煤炭所进行的各项工作 。基本工序基本工序破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。采煤工艺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。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。的相互位置关系。 采煤方法采煤方法是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的配合。两是采煤系统与采煤工艺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。者之间相互影响相互制约。

4、 采煤方法分类采煤方法分类采煤方法分为：采煤方法分为：露天开采和井工开采。露天开采和井工开采。井工开采可分为：井工开采可分为：柱式体系和壁式体系两种。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 壁式体系采煤法一般壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征以长壁工作面采煤为主要特征，是，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点煤矿产量的95%95%以上。以上。 采煤方法分类采煤方法分类壁式采煤法的特点：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。工作面的两端至少各布置一条回采

5、巷道，用于通风和运输。 工作面长度一般工作面长度一般80-25080-250米，目前国内最长米，目前国内最长400400米。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管理顶板 工作面通风状况良好。工作面通风状况良好。壁式体系采煤法的类型壁式体系采煤法的类型 按采煤工艺分类：按采煤工艺分类： 爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤法法 按采空区处理方法分按采空区处理方法分: : 全部垮落采煤法、煤柱支撑全部垮落采煤法、煤柱支撑( (刀柱刀柱) )采煤法、充填采采煤法、充填采煤

6、法煤法 按工作面布置和推进方向分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）走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法（俯斜，仰斜）采煤方法分类采煤方法分类柱式体系采煤法柱式体系采煤法 柱式体系采煤法柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤又称为短壁体系采煤法法，是以房、柱间隔采煤为主要特征，常，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。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，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。逐渐引起大家的关注。采煤方法分类采煤方法分类采煤方法分类采煤方法分类柱式采煤法的特点：柱式采煤法的特

7、点： 工作面长度较短，一般工作面长度较短，一般10-30m,10-30m,工作面数目较多。工作面数目较多。 需要开掘大量的巷道，掘进率高。需要开掘大量的巷道，掘进率高。 一般没有处理采空区工序。一般没有处理采空区工序。 工作面通风条件较差，采出率低。工作面通风条件较差，采出率低。水平分层水平分层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

8、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分类采煤方法分类选择采煤方法的原则选择采煤方法的原则 1 1、技术先进、技术先进 2 2、经济合理、经济合理 3 3、生产安全、生产安全 以上三个基本原则是密切联系、相互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。制约，在选择时应当综合考虑。采煤方法选择采煤方法选择煤层倾角、厚度煤层倾角、厚度矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级煤层及围岩特性煤层及围岩特性煤层地质构造煤层地质构造煤层水文地质条件煤层水文地质条件煤层自燃发火倾向性煤层自燃发火倾向性地质因素地质因素技术发

9、展及装备水平技术发展及装备水平矿井管理水平矿井管理水平工人掌握先进技术的水平工人掌握先进技术的水平 影影响响采采煤煤方方法法选选择择的的因因素素地温、地压地温、地压煤尘的爆炸危险性煤尘的爆炸危险性 一、基本概念一、基本概念 原岩原岩地壳中没有受到人类工程活动影响的岩地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体。体。 原岩应力原岩应力存在于地层中未受工程扰动的天然存在于地层中未受工程扰动的天然应力。应力。 自重应力自重应力由地心引力引起的应力，等于单位由地心引力引起的应力，等于单位面积的上覆岩层的重量。面积的上覆岩层的重量。 构造应力构造应力由地质构造运动而引起的应力。由地质构造运动而引起的应力。补充知

10、识：补充知识：采煤工作面矿山压力规律采煤工作面矿山压力规律 矿山压力矿山压力存在于采存在于采掘空间周围岩体内和作掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力。用在支护物上的力。 支承压力支承压力采掘空间原采掘空间原被采物承受的载荷转移被采物承受的载荷转移到周围支承体上而形成到周围支承体上而形成的力。的力。 为为KHKH部分，部分，K K为大于为大于1 1的应力集中系数。的应力集中系数。补充知识：补充知识：采煤工作面矿山压力规律采煤工作面矿山压力规律 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：补充知识：采

11、煤工作面矿山压力规律采煤工作面矿山压力规律二、工作面围岩移动特征二、工作面围岩移动特征 1 1、工作面围岩的组成、工作面围岩的组成 顶板：顶板：煤层上部邻近的岩层，分为伪顶、直接顶、基本煤层上部邻近的岩层，分为伪顶、直接顶、基本顶。顶。 底板：底板：煤层下部邻近的岩层。煤层下部邻近的岩层。 伪顶：伪顶：位于煤层之上，极易垮落的很薄的松软岩层，厚位于煤层之上，极易垮落的很薄的松软岩层，厚度小于度小于0. 30.5m0. 30.5m，随采随冒。，随采随冒。 直接顶：直接顶：位于煤层或伪顶之上，具有一定的稳定性，采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煤时移架或回柱

12、后能自行垮落的岩层 基本顶：基本顶： 位于直接顶或煤层之上，通常厚度和岩石强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。度较大，难于垮落的岩层。补充知识：补充知识：采煤工作面矿山压力规律采煤工作面矿山压力规律2 2、工作面初次来压、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。由于基本顶初次垮落，

13、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：补充知识：采煤工作面矿山压力规律采煤工作面矿山压力规律补充知识：补充知识：采煤工作面矿山压力规律采煤工作面矿山压力规律 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

14、落顶板等。补充知识：补充知识：采煤工作面矿山压力规律采煤工作面矿山压力规律3 3、周期来压、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：补充知识：采煤工作面矿山压力

15、规律采煤工作面矿山压力规律周期来压周期来压4 4、工作面上覆岩层移动规律、工作面上覆岩层移动规律 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：补充知识：采煤工作面矿山压力规律采煤工作面矿山压力规律长壁采煤工作面的工艺方式：长壁采煤工作面的工艺方式： 炮采：炮采：爆破落煤、人工装煤、机械化运爆破落煤、人工装煤、机械化运煤、单体支架支护。煤、单体支架支护。 普采：普采：采煤机落煤装煤、机械化运煤、采煤机落煤装煤、机械化运煤、单体支架支护。单体支架支护。 综采：综采：破、装、运、支

16、、处等主要工序破、装、运、支、处等主要工序全部采用机械化连续作业。全部采用机械化连续作业。 第二节第二节 采煤工艺采煤工艺三种采煤工艺：三种采煤工艺： 爆破采煤工艺方式爆破采煤工艺方式 解放后至解放后至6060年代初为主年代初为主 普通机械化采煤工艺方式普通机械化采煤工艺方式 6060年代初至年代初至7070年代中期为主年代中期为主 综合机械化采煤工艺方式综合机械化采煤工艺方式 7070年代中期以后为主年代中期以后为主长壁采煤法的采煤工艺长壁采煤法的采煤工艺炮采工艺炮采工艺工艺过程：工艺过程： 打眼、放炮落煤打眼、放炮落煤和装煤、人工装和装煤、人工装煤、刮板输送机煤、刮板输送机运煤、移置输送运

17、煤、移置输送机、人工支架和机、人工支架和回柱放顶等主要回柱放顶等主要工序。工序。 炮采工艺炮采工艺一、爆破落煤一、爆破落煤爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成。工序组成。 炮眼布置：炮眼布置：单排眼单排眼 双排眼双排眼 三排眼三排眼二、装煤与运煤二、装煤与运煤1 1）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤壁，利）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤壁，利于装煤。于装煤。2 2）、人工装煤：人工攉煤。）、人工装煤：人工攉煤。3 3）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤板。）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤板。炮眼布置图炮眼布置图aa单排眼单排

18、眼 bb对眼对眼 cc三角眼三角眼 d三花眼三花眼 e五花眼五花眼炮采工艺炮采工艺炮采工艺炮采工艺三、工作面支护三、工作面支护主要采用金属支主要采用金属支柱和铰接顶梁支柱和铰接顶梁支护，单体液压支护，单体液压支柱。主要有两种：柱。主要有两种：正悬臂齐梁直线正悬臂齐梁直线柱（图柱（图a）和正）和正悬臂错梁三角柱悬臂错梁三角柱（图（图b） 普采工艺普采工艺工艺过程：工艺过程： 采煤机破煤装煤采煤机破煤装煤刮板输送机运煤刮板输送机运煤单体支柱加单体支柱加金属顶梁支护金属顶梁支护破煤和运煤破煤和运煤滚筒采煤机：滚筒采煤机：单滚筒、双滚筒单滚筒、双滚筒采煤机结构：采煤机结构：截割部、牵引部、动力部、辅助

19、装置截割部、牵引部、动力部、辅助装置牵引方式：牵引方式：机械牵引、液压牵引、电牵引（传动）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）钢丝绳、有链牵引、无链牵引（行走） 普采工艺普采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；双向割煤，往返进两刀；单向割煤，往返进一刀；双向割煤，往返进两刀；“”字形割煤、往返一刀字形割煤、往返一刀 普采工艺普采工艺工作面运煤：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，设一个液压千斤顶，机头机尾各机头机尾各3 3个。个。弯曲段长度弯曲段长度15m15m。 普采工艺普采工艺

20、工作面支护：工作面支护：支架布置方式：支架布置方式：带帽点柱、单体液压支柱或磨擦式带帽点柱、单体液压支柱或磨擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。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按悬臂顶梁与支柱的关系分为正悬梁和倒悬梁正悬梁和倒悬梁两种；两种；按梁的排列特点分为按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式齐梁式和错梁式两种，为了行两种，为了行人和工人作业方便，工作面支柱一般排成直线状。人和工人作业方便，工作面支柱一般排成直线状。普采工艺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 普采工艺普采工艺控顶距：控顶距：当工作面推进一次或二次之后，工作空间达当工作面推进一

21、次或二次之后，工作空间达到允许的最大宽度，即到允许的最大宽度，即最大控顶距最大控顶距。及时回柱放顶，使工作空间只保留回采工作及时回柱放顶，使工作空间只保留回采工作所需要的最小宽度，即所需要的最小宽度，即最小控顶距最小控顶距。最大控顶距与最小控顶距之差即为最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距放顶步距。 普采工艺普采工艺采空区处理：采空区处理： 全部垮落法全部垮落法 全部充填法全部充填法 局部充填法局部充填法 缓慢下沉法缓慢下沉法 煤柱支撑法煤柱支撑法 综采工艺综采工艺综采历史：综采历史：自自19741974年从国外引进年从国外引进5050套综采设套综采设备和备和78 78 年引进的年引进的10

22、0100套综采设备开始，至今套综采设备开始，至今已有已有3030多年的历史。多年的历史。发展经历：发展经历：经过了经过了摸索起步、引进提高、仿摸索起步、引进提高、仿制创新、国产与引进并重制创新、国产与引进并重四个阶段。四个阶段。 综采工艺综采工艺综采产量：综采产量： 七十年代综采面大致为七十年代综采面大致为2020万吨万吨/ /年年- -面左右面左右 八十年代综采面大致为八十年代综采面大致为100100万吨万吨/ /年年- -面左右面左右 200 2005 5年年兖州东滩矿兖州东滩矿综采面生产了综采面生产了753753万吨万吨/ /年年- -面面 200 2005 5年年神东上湾矿神东上湾矿综

23、采面生产了综采面生产了11451145万吨万吨/ /年年- -面面 （神东矿区目前有（神东矿区目前有4 4个超千万吨的综采面，实现了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。）一井、一面、安全、高效的生产目标。） 综采工艺综采工艺综采现状：综采现状： 2006 2006年底全国有高产高效矿井年底全国有高产高效矿井197197个个 共产煤共产煤6 6.352.352亿吨（占全国当年煤炭产量亿吨（占全国当年煤炭产量29%29%） 平均产煤平均产煤331331万吨万吨/ /矿。矿。 2006 2006年底全国有年底全国有442442个综采面个综采面 （占全国（占全国2 2.5.5万

24、个工作面万个工作面1.81.8 ） 2006 2006年底全国有年底全国有363363个普采面个普采面 （占全国（占全国2 2.5.5万个工作面万个工作面1.51.5 ）综采工艺综采工艺综采参数：综采参数： 综采面长综采面长150150m400mm400m 采煤机最大功率达采煤机最大功率达2000kW2000kW， 刮板输送机最大功率达刮板输送机最大功率达3 3* *1000kW1000kW， 液压支架一般液压支架一般20t/20t/架。架。工艺过程：工艺过程： 采煤机破煤装煤采煤机破煤装煤刮板输送机运煤刮板输送机运煤液压支架液压支架支护顶板支护顶板43综采工作面主要设备 液压支架液压支架 双

25、滚筒采煤双滚筒采煤机机 刮板运输机刮板运输机 桥式转载机桥式转载机 胶带输送机胶带输送机综采工艺综采工艺采煤机的割煤方式：采煤机的割煤方式：往返一次割两刀、往返一次割一刀往返一次割两刀、往返一次割一刀液压支架类型：液压支架类型：支撑式支架、掩护式支架、支撑掩护式支架支撑式支架、掩护式支架、支撑掩护式支架液压支架的移架方式液压支架的移架方式单架依次顺序式；分组间隔交错式；成组整单架依次顺序式；分组间隔交错式；成组整体依次顺序式。体依次顺序式。 综采工艺综采工艺综采工作面工序配合方式：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、推移综采面主要工序有三个：割煤、移架、推移输送机，按照不

26、同顺序有两种配合方式，即输送机，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及时支护方式和滞后支护方式。循环组织循环组织循环作业：循环作业：指采煤工作面周而复始地完成落煤、装煤、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运煤、支护和采空区处理等工序的一种作业方式 。循环标志：循环标志：回柱放顶（炮采、普采）回柱放顶（炮采、普采） 移架（综采）移架（综采）正规循环：正规循环： 在规定叫间内，按既定的工艺方式，保在规定叫间内，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

27、地进行采煤工作的一种作业方法。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。正规循环作业用循环图表来表示。 循环组织的主要内容循环组织的主要内容1 1、循环方式、循环方式循环方式是循环进度和昼夜循环次数的总称。循环方式是循环进度和昼夜循环次数的总称。环进度：环进度：每完成一个循环工作面煤壁向前推进的距每完成一个循环工作面煤壁向前推进的距离。离。炮采炮采0.8-1.2m 0.8-1.2m 普采、综采普采、综采0.6-1.0m0.6-1.0m。2 2、作业形式：、作业形式：一昼夜内采煤班与准备班在时间上的一昼夜内采煤班与准备班在时间上的配合方式。配合方式。三八制三八制 四

28、六制四六制3 3、采煤工作面循环作业图表、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。标表三项主要内容。 循环作业图循环作业图工 作 面 循 环 作 业 图割 煤移 前 溜移 后 溜放 煤检 修移 架工人出勤表工人出勤表合 计工 种定 员动班作班 次工 面班二劳 表组 织合 计一检 修 班班 长1113质 量 验 收 员1113安 全 员1113瓦 斯 员111333采 煤 机 司 机6移 架 、 放 煤 工661 2端 头 维 护 工224刮 板 运 输 机 司 机112转 载 机 、 破 碎 机 司 机

29、112顺 槽 皮 带 机 司 机112112泵 站 司 机电 工112送 餐 工1131采 煤 机 检 修22支 架 检 修22刮 板 运 输 机 检 修顺 槽 皮 带 检 修乳 化 液 泵 检 修电 气 检 修端 头 等 处 维 护送 料 工2211622211622 32 1 2 16 5技术经济指标表技术经济指标表56789234 编 号度长面作工工 作 面 推 进 长 度度重角度高煤 层 倾环环循循煤 的进产容层煤采厚量项 目人吨个日米度米吨米吨3米米米位 指标回 采 工 效 率工 作 面 配 风 量吨工sm3放 顶 煤 厚 度米3 . 2 91 6可 采 期1 7在 册 人 数年人7

30、 64 8 13 1 . 61 8 2 3 . 8 92 3 . 22 . 31 5 01 2 3 05 . 8 92 . 62 8 1 . 4 40 . 6 346 3工 作 面 技 术 经 济 指 标 表单1 51 41 31 21 0日 出日日 循勤 人产环 个数量数1薄及中厚煤层单一长壁采煤法薄及中厚煤层单一长壁采煤法走向长壁采煤法：走向长壁采煤法：工作面沿倾向布置，沿煤工作面沿倾向布置，沿煤层走向推进。层走向推进。适用于采区式巷道布置。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层倾向推进。工作

31、面自下而上推进时称为仰仰斜长壁斜长壁，工作面自上而下推进时称为，工作面自上而下推进时称为俯斜长俯斜长壁壁。适用于盘区式和带区式巷道布置。适用于盘区式和带区式巷道布置。薄及中厚煤层单一长壁采煤法薄及中厚煤层单一长壁采煤法长壁采煤法示意图长壁采煤法示意图（a a）走向长壁；）走向长壁；(b(b）倾斜长壁（仰斜）；（）倾斜长壁（仰斜）；（c c）倾斜长壁（俯斜）倾斜长壁（俯斜）1 1、22区段运输、回风平巷；区段运输、回风平巷；33采煤工作面；采煤工作面；4 4，55分带运输、回风斜巷分带运输、回风斜巷单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置 生产系统生产系统1 1）运煤

32、系统）运煤系统2 2）运料排矸系）运料排矸系统统3 3）通风系统）通风系统4 4）供电系统）供电系统5 5）压气及安全）压气及安全用水系统用水系统 9 8 7 1 51 51 31 21 11 09875432161 4单一煤层走向长壁采煤法单一煤层走向长壁采煤法适用条件：适用条件：近水平、缓斜、倾斜煤层；近水平、缓斜、倾斜煤层；薄及中厚煤层；薄及中厚煤层；地质构造简单，瓦斯涌出量小。地质构造简单，瓦斯涌出量小。单单一一煤煤层层倾倾斜斜长长壁壁采采煤煤法法巷巷道道布布置置 51256743II176243II单一煤层倾向长壁采煤法单一煤层倾向长壁采煤法（一）仰斜开采与俯斜开采（一）仰斜开采与俯

33、斜开采 1 1、仰斜开采：、仰斜开采：采面沿倾斜从下向上推进采煤。采面沿倾斜从下向上推进采煤。特点：特点：1 1）水自流入采空区；）水自流入采空区；2 2）煤壁稳定性差；）煤壁稳定性差；3 3）顶板稳定性差，临界角）顶板稳定性差，临界角8 8 左右左右；4 4）当）当 时，采煤机偏离煤壁，输送机易断链；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。时，采煤机不稳定，易翻倒。措施：措施：输送机设下部三角架，调平。输送机设下部三角架，调平。适用：适用：顶板稳定，煤质较硬；顶板淋水大；煤顶板稳定，煤质较硬；顶板淋水大；煤易自燃需注浆；易自燃需注浆；单一煤层倾向长壁采煤法单一煤层倾

34、向长壁采煤法2 2、俯斜开采：、俯斜开采：采面沿倾斜自上向下推进采煤。采面沿倾斜自上向下推进采煤。特点：特点：1 1）水流入采面，工作条件差；）水流入采面，工作条件差； 2 2）顶板相对稳定；）顶板相对稳定； 3 3）煤壁相对稳定，但装煤效果变差；）煤壁相对稳定，但装煤效果变差； 4 4）机组不稳定，易掉道。）机组不稳定，易掉道。适用：适用：煤厚，倾角大，煤松软易片帮，瓦斯大。煤厚，倾角大，煤松软易片帮，瓦斯大。当当 5 5 仰斜与俯斜相结合的形式。仰斜与俯斜相结合的形式。单一煤层倾向长壁采煤法评价单一煤层倾向长壁采煤法评价（二）倾斜长壁采煤法优点：（二）倾斜长壁采煤法优点：1）巷道布置简单，

35、巷道掘进及维护费低，投产快。）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。）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，）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。利于生产管理。4）通风系统简单，风路短，通风构筑物少。）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。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，工效提高低，采出率增加，工效提高 。单一煤层倾向长壁采煤法评价单一煤层倾向长壁采煤法评价倾斜长壁采

36、煤法缺点：倾斜长壁采煤法缺点： （1）长距离倾斜巷道辅运和行人困难；）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）当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁的要求；壁的要求； （3）大巷装车点多，可设带区，共用一个煤）大巷装车点多，可设带区，共用一个煤仓。仓。（4）下行回风）下行回风 注意监测。注意监测。适用条件：适用条件：适用于倾角在适用于倾角在1212以下煤层，采以下煤层，采取措施后最大可达到取措施后最大可达到1717。厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法：厚煤层采煤方法： 分层开采分层开采 一次采全厚一次采全厚 放顶煤开采放顶煤开采大采高大采高厚煤层采煤方法

37、厚煤层采煤方法分层开采分层开采厚煤层分层间开采顺序：厚煤层分层间开采顺序：下行式和上行式下行式和上行式顶板管理：顶板管理：下行式下行式全部垮落法全部垮落法上行式上行式全部充填法全部充填法人工假顶：人工假顶：金属网假顶、塑料网假顶金属网假顶、塑料网假顶再生顶板再生顶板（4-64-6个月）个月）厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法大采高大采高n 神东公司补连塔矿神东公司补连塔矿20032003年大采高工作面年产原煤年大采高工作面年产原煤924924万万t t，采高采高4.5-4.8m4.5-4.8m; ;n神东公司上湾矿神东公司上湾矿20042004年大采高工作面年产原煤年大采高工作面年产原煤107510

38、75万万t t，实际采高达到，实际采高达到5.4m5.4m；n晋城煤业集团寺河煤矿在高瓦斯条件下，采高达晋城煤业集团寺河煤矿在高瓦斯条件下，采高达到到5.5m5.5m；n目前，国际上支撑高度最高的目前，国际上支撑高度最高的ZY9400-28/62ZY9400-28/62型支型支架已研制成功，部分供给寺河矿投入使用，采高达架已研制成功，部分供给寺河矿投入使用，采高达到到6.0m6.0m。特点：特点： 1 1、采高：、采高：3.53.5 6.0m6.0m2 2、设备、设备大功率、高强度、大功率、高强度、高可靠性机电一体高可靠性机电一体化设备化设备 厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法大采高大采高大采高液压

39、支架大采高液压支架厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法大采高大采高1 1）初采高度较小，一般为）初采高度较小，一般为3.5m3.5m左右；左右； 直接顶初次垮落后采至全高。直接顶初次垮落后采至全高。2 2）控制煤壁片帮）控制煤壁片帮关键；关键；3 3）支架防滑，防倒；）支架防滑，防倒；4 4）端头支护及超前支护比一般综采更重要；）端头支护及超前支护比一般综采更重要；5 5）一次采全厚比分层开采具有很多优点。）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大采高采煤法工艺特点控制煤壁片帮控制煤壁片帮带压移架，用第一护帮板临时支护顶板，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第二

40、段护帮板支撑煤壁 加快工作面推进速度；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；用快硬膨胀水泥尼龙绳等锚杆加固煤壁； 在地质条件允许时，俯采；在地质条件允许时，俯采； 提高支架的初撑力。提高支架的初撑力。大采高采煤法工艺特点大采高采煤法工艺特点支架防倒、防滑支架防倒、防滑(1) (1) 工作面呈伪斜推进工作面呈伪斜推进(2)(2)工作面由下而上单向推移输送机工作面由下而上单向推移输送机(3)(3)及时调整液压支架位置及时调整液压支架位置 (4)(4)严格控制采高严格控制采高 (5)(5)锚固工作面排头、排尾液压支架锚固工作面排头、排尾液压支架(6)(6)倾角大于倾角大于1010

41、时，每时，每1010架液压支架增设一架液压支架增设一个斜拉防倒千斤顶，当倾角大于个斜拉防倒千斤顶，当倾角大于2020时，每时，每5 5架支架增设一个防倒千斤顶。架支架增设一个防倒千斤顶。大采高采煤法工艺特点大采高采煤法工艺特点优点：优点：工作面产量和效率大幅度提高；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；回采巷道的掘进量比分层减少了一半；减少了假顶的铺设；减少了假顶的铺设；减少了综采设备搬迁次数，节省搬迁费用，增减少了综采设备搬迁次数，节省搬迁费用，增加了生产时间；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；

42、高于分层综采；提高了资源的采出率。提高了资源的采出率。大采高采煤法的评价大采高采煤法的评价不利因素：不利因素：采高越大，支架重量越大，如采高采高越大，支架重量越大，如采高4.5 m4.5 m，每，每架支架重约架支架重约17.5 t17.5 t；采高；采高5 m5 m时，则为时，则为22 t22 t。采煤机、输送机重量也将增大。采煤机、输送机重量也将增大。适用条件：适用条件：地质构造简单、煤层厚度地质构造简单、煤层厚度3.56.0 m3.56.0 m、赋、赋存稳定、倾角小于存稳定、倾角小于1212和顶板较稳定的煤层。和顶板较稳定的煤层。大采高采煤法评价大采高采煤法评价厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法

43、放顶煤开采放顶煤开采放顶煤采煤法：放顶煤采煤法： 是在厚煤层中，沿煤层底部布置一个采是在厚煤层中，沿煤层底部布置一个采高高23m23m的长壁回采工作面，用常规方法进的长壁回采工作面，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。以回收的一种采煤方法。 厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法放顶煤开采放顶煤开采放顶煤采煤法类型放顶煤采煤法类型按机械化程度和使用的支护设备不同：按机械化程度和使用的支护设备不同：综采放顶煤综采放顶煤 简易放顶煤简易放顶煤(滑移顶梁支架铺顶

44、网、单体支柱滑移顶梁支架铺顶网、单体支柱型梁铺顶网型梁铺顶网)厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法放顶煤开采放顶煤开采放顶煤采煤法类型放顶煤采煤法类型按照赋存条件和采煤工艺：按照赋存条件和采煤工艺： 一次采全厚放顶煤一次采全厚放顶煤（6-12m6-12m厚煤层）厚煤层） 预采顶分层网下放顶煤预采顶分层网下放顶煤（12-20m12-20m左右，直接顶坚左右，直接顶坚 硬或高瓦斯）硬或高瓦斯） 倾斜分段放顶煤倾斜分段放顶煤（2020m以上）以上）厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法放顶煤开采放顶煤开采放顶煤支架类型放顶煤支架类型 单输送机高位放顶煤液压支架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

45、送机中位放顶煤液压支架 双输送机低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低位放顶煤支架放煤效果好厚煤层采煤方法厚煤层采煤方法放顶煤开采放顶煤开采放顶煤工艺放顶煤工艺 割煤割煤移架移架推前溜推前溜移后溜移后溜放煤。放煤。放顶煤采煤法特点：放顶煤采煤法特点： 简化巷道布置，减少巷道掘进工作量；简化巷道布置，减少巷道掘进工作量； 提高采煤工效，降低吨煤生产费用；提高采煤工效，降低吨煤生产费用； 经济效益显著；经济效益显著； 对煤层厚度变化和地质条件适应性强；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。采出率低、粉尘大、自然发火瓦斯积聚

46、隐患较大。放顶煤开采顶煤冒放性的研究放顶煤开采顶煤冒放性的研究顶煤冒放性：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度的度量，亦即顶部煤体可冒性和可放性的总和。和。影响顶煤冒放性的几个因素：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岩层、煤体中的节理与裂隙 。采煤系统分析采煤系统分析1 1、采区上下山长度的确定、采区上下山长度的确定采用胶带机运输，角度不超过采用胶带机运输，角度不超过1414，当大于，当大于1414时，

47、需设逆时，需设逆止器；止器；采用矿车运输时，根据绞车确定，直径采用矿车运输时，根据绞车确定，直径1.6m1.6m绞车，最大容绳绞车，最大容绳量量600m600m；直径；直径2.0m2.0m绞车，最大容绳量绞车，最大容绳量900m900m。2 2、区段参数：、区段参数：包括走向长度与倾斜长度。包括走向长度与倾斜长度。区段斜长：区段斜长：L L区区 = L= L采采+ 2L+ 2L巷巷+ L+ L柱柱采煤系统分析采煤系统分析3 3、区段平巷的坡度、区段平巷的坡度区段的运输和回风巷，虽称之为平巷，但不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，为了便于运是绝对的水平。在实际生产

48、中，为了便于运输和排水，而是有一定坡度的，一般为输和排水，而是有一定坡度的，一般为0.30.30.50.5，由于坡度较小，认为是平巷。，由于坡度较小，认为是平巷。 4 4、区段平巷的布置、区段平巷的布置1 1）、双巷布置）、双巷布置2 2）、单巷布置）、单巷布置采煤系统分析采煤系统分析5 5、对拉工作面、对拉工作面实际上是三条区段平巷准备两个回采工作面，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。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。量和维护量少，占用设备少。适用条件：煤层倾角小于适用条

49、件：煤层倾角小于1212，顶板中等稳，顶板中等稳定以上，瓦斯不大。定以上，瓦斯不大。6 6、工作面回采顺序：、工作面回采顺序： 后退式；前进式；往复式；旋转式。后退式；前进式；往复式；旋转式。 采煤系统分析采煤系统分析7 7、区段无煤柱护巷：、区段无煤柱护巷：1 1）沿空留巷）沿空留巷随着上区段工作面向前推进，用专门的支护材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。区段采煤工作面的回风平巷。2 2）沿空掘巷）沿空掘巷上区段回采工作面采完以后，沿着上区段采空上区段回采工作面采完以后，沿着上区段

50、采空区边缘开掘下区段工作面的回风平巷。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。可分为完全沿空掘巷和留窄小煤柱沿空掘巷。采煤系统分析采煤系统分析完全沿空掘巷完全沿空掘巷 留窄小煤柱沿空掘巷留窄小煤柱沿空掘巷(b)23m(a)采煤系统分析采煤系统分析8 8、通风、通风方式与方式与回采巷回采巷道布置道布置U U型通风型通风Z Z型通风型通风Y Y型通风型通风H H型通风型通风W W型通风型通风U型通风型通风Z型通风型通风采煤系统分析采煤系统分析8 8、通风、通风方式与方式与回采巷回采巷道布置道布置U U型通风型通风Z Z型通风型通风Y Y型通风型通风H H型通风型通

51、风W W型通风型通风Y型通风型通风H型通风型通风W型通风型通风第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理一、采煤工作面的循环作业一、采煤工作面的循环作业 采煤工作面的采煤工作面的“循环循环”就是完成工作面就是完成工作面落煤、装煤、运煤、支护和放顶（或放顶煤）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。等工序的全过程，并且周而复始地进行下去。 第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理( (一一) )循环方式循环方式 循环方式是循环进度和昼夜循环次数的组合。循环方式是循环进度和昼夜循环次数的组合。1 1、循环进度、循环进度2 2

52、、昼夜循环次数、昼夜循环次数3 3、正规循环作业、正规循环作业4 4、正规循环率、正规循环率 月正规循环率 = =%100日计划循环数月工作日数月实际完成循环次数第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理( (二二) )作业方式作业方式 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。班的相互配合关系。1 1、两采一准作业形式、两采一准作业形式2 2、边采边准作业形式、边采边准作业形式3 3、两班半采煤半班准备作业形式、两班半采煤半班准备作业形式4 4、三采一准作业方式、三采一准作业方式5 5、四班交叉三采一准作业方式、四班

53、交叉三采一准作业方式第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理( (三三) )工序安排工序安排1 1、安排工序时应注意问题、安排工序时应注意问题2 2、工序流线图如下图所示、工序流线图如下图所示第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理( (四四) )劳动组织劳动组织1 1、追机作业、追机作业2 2、分段作业、分段作业3 3、分段接接力追机作业、分段接接力追机作业4 4、分段综合作业、分段综合作业第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理二、采煤工作面循环作业图表二、采煤工作面循环作业图表（一）循环作业图（一）循环作业图 表10-1 采煤工面循环

54、作业图常用符号第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理综采工作面循环作业图综采工作面循环作业图4020(m)125.5806010012032165420109871312111715141918232221面长(m)时间班次一二三第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理（二）劳动组织表（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定，计算确定各工种所需定员数目，工作量和企业劳动定额规定，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、各班列

55、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。及工作面所配备人员总数。（三）技术经济指标表（三）技术经济指标表 1 1、采煤工作面技术条件、采煤工作面技术条件 2 2、采煤工作面地质条件、采煤工作面地质条件 3 3、循环作业组织概况、循环作业组织概况 4 4、主要技术经济指标、主要技术经济指标第一节第一节 采煤工作面生产组织管理采煤工作面生产组织管理（四）工作面布置图（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

56、控顶距和最小控顶距断面特征的图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。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（五）采煤工作面循环图表编制示例第二节第二节 采煤工作面技术管理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（一）采煤工作面作业规程主要内容（一）采煤工作面作业规程主要内容1 1、工作面基本概况、工作面基本概况2 2、工作面的地质状况、工作面的地质状况（1 1）煤层性质）煤层性质（2 2）围岩性质）围岩性质（3 3）地质构造特征）地质构造特征（4 4）瓦斯、煤尘及煤炭自然发生状况）瓦斯、煤

57、尘及煤炭自然发生状况（5 5）水文地质状况）水文地质状况（6 6）工作面煤炭储量）工作面煤炭储量第二节第二节 采煤工作面技术管理采煤工作面技术管理3 3、采煤方法、采煤方法（1）工作面的巷道布置系统图）工作面的巷道布置系统图（2）采煤工艺设计）采煤工艺设计4 4、工作面主要生产系统、工作面主要生产系统5 5、工作面的循环图表、工作面的循环图表6 6、安全管理制度、安全管理制度7 7、安全技术措施、安全技术措施8 8、灾害事故防治措施、灾害事故防治措施9 9、煤质管理措施、煤质管理措施第二节第二节 采煤工作面技术管理采煤工作面技术管理( (二二) )作业规程编审步骤作业规程编审步骤1 1、收集整

58、理资料编制作业规程初稿、收集整理资料编制作业规程初稿2 2、集体研讨定稿、集体研讨定稿3 3、作业规程审批、作业规程审批4 4、作业规程的贯彻落实、作业规程的贯彻落实5 5、作业规程的修改与补充措施、作业规程的修改与补充措施第二节第二节 采煤工作面技术管理采煤工作面技术管理( (三三) )编制作业规程注意事项编制作业规程注意事项1、编制作业规程必须符合工作面的基本条件，切、编制作业规程必须符合工作面的基本条件，切实可行。实可行。2、作业规程要文字简明易懂，图表清晰准确，计、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。算规范无误，措施齐全可行。3、严格按、严格按煤矿安全规程

59、煤矿安全规程的有关规定和设计规的有关规定和设计规范的有关要求。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、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。理达到先进水平。第二节第二节 采煤工作面技术管理采煤工作面技术管理二、技术操作规程二、技术操作规程1 1、一般规定、一般规定2 2、操作前准备与检查、操作前准备与检查3 3、操作及注意事项、操作及注意事项4 4、收尾工作、收尾工作第三节第三节 采煤工作面质量管理采煤工作面质量管理 一、产品质量管理一、产品质量管理( (灰分、水分、含矸率

60、、灰分、水分、含矸率、块煤率块煤率) )1、采区及工作面设计时要有完善的排矸系统，实现、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。、编制作业规程时，应制定合理的煤质管理措施。3、健全煤炭质量管理机制，定期对煤炭质量管理工、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，提高煤矿的经济作进行考核，确保煤炭产品质量，提高煤矿的经济效益。效益。第三节第三节 采煤工作面质量管理采煤工作面质量管理二、安全工程质量管理二、安全工程质量管理( (一一) )采煤工作面安全工程质量管理标准采煤工作面安全工程质量管理