所有采煤工艺

第一章采煤工艺技术概述本章主要介绍：（1）长壁工作面采煤工艺概述，包括：长壁采煤方法、长壁采煤工作面采煤工艺方式、采煤工艺方式的特点；（2）采煤工作面正规循环作业，包括：采煤工作面循环作业、循环方式、作业形式、工序安排、劳动组织、循环图表、综采工作面工艺设计实例；（3）采煤作业规程与安全技术措施，包括：采煤工作面作业规程的编制、特殊条件下安全技术措施的编制；1．1长壁工作面采煤工艺概述1．长壁采煤方法解放前，采用原始的穿硐式、残柱式、高落式等采煤方法；解放后，采用长壁采煤方法。2．长壁采煤工作面采煤工艺方式爆破采煤、普通机械化采煤、综合机械化采煤。3．采煤工艺方式的特点（1）炮采工艺特点：工人劳动强度大、支护工作不安全、日产量及劳动生产率低、材料消耗量大，适应性强；（2）普采工艺特点：采煤工作实现了机械化，产量提高，设备投资少；支架的架设和回撤工作仍为繁重的人工劳动，在顶板管理方面还显得比较薄弱。（3）综采的特点：高产、高效、安全、低耗。（4）选择采煤工艺的原则：尽可能采用机械化程度较高的采煤工艺方式；工作安全、劳动条件好；煤炭损失少、材料消耗少、成本低；生产事故少、管理方便。1．2采煤工作面正规循环作业1．采煤工作面循环作业（1）采煤工作面正规循环作业概念：根据采煤工作面的生产过程，配备一定的工种及定员，在规定的时间内按质、按量、安全地完成既定任务，并保证周而复始地、不间断地进行采煤的作业方法。（2）采煤工作面正规循环作业标准①有一个科学的切实可行的作业规程和循环图表，完成规定的正规循环率。②完成作业规程中规定的产量、进度、效率、煤质、主要材料消耗、工作面煤炭采出率等指标。③工作面工程质量合格，机电设备完好率不低于80%，事故率不超过2%。④安全生产，消灭死亡和重大事故。（3）正规循环率式中月实际完成正规循环数——是按正规循环标准的要求，逐日累计的统计数，不得用月末总进尺数反算。月工作日数——指全月日历日数减去因工作面外部因素影响的日数（如节假日、矿井检修、停电、重大运输和提升事故的影响等）。凡工作面本身事故影响造成的停产日数，仍按工作日数计算。要求：采煤工作面按煤层的地质条件、机械装备条件等，条件好时正规循环率为80%~90%，条件差时为70%~80%。2．循环方式概念：循环方式就是循环进度和每昼夜循环数的总称。（1）循环进度：循环进度是采煤工作面完成一个循环后向前的推进距离。L=n×b式中L——循环进度；n——每循环落煤次数；b——落煤次数。落煤进度的确定：顶板稳定性、工作面运输能力、工作面支架排距、采煤机械的技术特征。每循环落煤次数的确定：顶板冒落步距、经济合理性。（2）昼夜循环数目昼夜循环数目的多少决定于循环周期（时间）的长短，它直接决定着采煤工作面的日产量、效率和其它技术经济指标。3．作业形式概念：采煤工作面作业形式就是一昼夜内采煤班和准备班的配合方式。（1）“两采一准”（2）“两班半采煤、半班准备”（3）“三班采煤、边采边准”（4）“两采两准”（5）“三采一准”（6）“四班交叉”4、工序安排工序安排的方法：（1）根据工序之间的关系和各自需要的时间，找出起主导作用并且占用工时最多的矛盾线，以及主要矛盾线上的主要工序。一般采煤工作为主要工序。（2）找出次要矛盾线：如支护线、回柱放顶线、作缺口线等。各次要矛盾线内部各工序之间，一般也是顺序关系。而各矛盾线之间，则是平行关系。（3）根据工序之间的制约关系和各自需要的工作时间，确定各矛盾线之间、各工序之间在时间和空间上的配合关系。最后，用简单明了的符号绘成工艺流程图（箭头图），把一个循环的整个采煤工艺过程明确地表示出来，见下图。

采煤工艺流程图5．劳动组织（1）采煤工作面的人员配备采煤工作面中的人员，根据工作情况的不同，有“人数可变工种”的工人和“人数固定工种”的工人。人数可变工种：指那些与工作面长度和日循环数（或产量）的变化有直接关系的工种，如装煤、清理顶底煤、挂梁、支柱、移溜、铺网、回柱放顶工等。计算公式：劳动定额可在《矿井生产统一劳动定额手册》或《标准手册》中查得。作业定额：把标准定额与具体工作条件相结合而制定的劳动定额叫做作业定额。作业定额分为单项作业定额和综合作业定额两种。单项作业定额是指包括一道工序的作业定额；综合作业定额是指包括若干道工序的作业定额。作业定额按其包括的人员数目，又可分为个人作业定额和工作队（组）作业定额两种。个人作业定额是指一个工人在一个工作日内所应完成的工作量。在实际工作中，作业定额一般是按照以下方式进行计算制定的。个人单项作业定额：式中——个人单项作业定额；——标准定额；——定额修正系数。工作队（组）单项作业定额：式中——工作队（组）单项作业定额；——工作队（组）内人数。个人综合作业定额：式中——个人综合劳动定额；——综合工作量；——所需总工数。工作队（组）综合定额：式中——工作队（组）综合作业定额；——工作队（组）人数。固定工种：指那些与一个循环中工作量变化无关的人，如采煤机司机、看管输送机工、机电工、看管液压泵工等。（2）劳动组织形式确定长壁工作面中的劳动组织形式：分段作业、追机作业、分段接力追机作业。6．循环图表采煤工作面循环图表，由循环作业图、工人出勤表和技术经济指标表三部分组成。（1）循环作业图概念：表示工作面内各工序在时间上与空间上的相互关系。绘制循环作业图的步骤：①按采煤方向和时间顺序，画出主要矛盾线上的工序。②画出与主要工序循序进行的次要矛盾线，其中超前主要工序的，画在其左侧，滞后者画在其右侧。超前或滞后的时间，等于两线间的水平距离。③画出不按主要工序顺序进行的其它工序，如开缺口等。（2）工人出勤表对应于循环作业图，工作面人员的配备，用工人出勤表来表示。在工人出勤表里，应该表明各工种每班应出勤人数，每个工种工人工作时间及每循环的总人数。（3）技术经济指标表主要内容：①采煤工作面的地质条件：煤厚（总厚度及可采厚度）、倾角、密度等。②采煤工作面的技术条件：工作面长度、采高、循环进度、支架布置方式、移架方式、采空区处理方法等。③采煤工作面装备条件：支架型号、采煤机型号等。④循环工作组织：循环方式、昼夜出勤人数等。⑤生产与经济成果：每循环产量；每昼夜出勤量；工作面月产量；采煤工效率；坑木、金属支柱、炸药、雷管等材料的消耗；采煤工作面吨煤成本等。7．实例（1）循环作业图

（2）工作面出勤表工种班次早班中班夜班检修班合计采煤机司机333413电工11169泵站工11125转载机司机11136输送机司机11136支架工888428巷道维修工555621胶带机司机11169装车工222

6运料工

66管理人员22228材料员

11油质管理员

1

质量验收员11114办事员

11送饭工11114其他11114合计28282848132

（3）工作面主要技术经济指标表序号项目单位数量备注1采高m3.28~3.36

2推进长度m1232

3煤层倾角（°）2~6

4工作面长度m152~144.5

5煤的容重kg/m31350

6工业储量万t90.9630

7采出率%95

8截深m0.8

9日产量t6138

10装机容量kW2972.5

11作业制度

“四、六”制

12日循环数个12

13回采工数t/工46.5

1．3采煤作业规程与安全技术措施1．采煤工作面作业规程的编制（1）编制采煤工作面作业规程的依据①采区设计、②采、掘工程图；③采煤工作面地质说明书；④本煤层及邻近采区的矿压观测资料；⑤本煤层类似采煤工作面的开采经验，存在的问题，以及解决问题的途径和方法等；⑥矿、采区对本工作面的开采要求，包括产量、效率、材料消耗、煤质、直接成本等。（2）作业规程的内容：概况、地质情况、采区巷道布置示意图、采煤工艺、顶板管理方法、工作面机电设备、正规循环作业图及劳动组织表、主要技术经济指标表、安全技术措施。（3）作业规程的编制与审批①明确任务；②召开工人、干部、技术人员三结合会，研究生产技术和安全问题；③具体编制作业规程，一般复写3~4份上报；④审批；⑤贯彻执行；⑥作业规程在执行中如条件发生变化时，应及时进行修改，或编制补充措施。2．特殊条件下安全技术措施的编制（1）安全技术措施的内容①对特殊情况的说明，通常附有示意图；②对问题的处理方法（措施）要具体；③处理问题时的组织分工，责任要明确。（2）安全技术措施的编制步骤和方法①调查研究，把需要处理的特殊情况搞清，有时需要地质、测量、矿压等有关人员帮助搞清；②召开工人、干部、技术员三结合研讨会，确定问题的解决办法；③由采煤技术员按研究确定的处理方法编制安全技术措施；④上报矿里经总工程师批准；⑤向参与处理问题的有关人员贯彻，要求严格遵照执行；⑥特殊情况处理后，要向有关领导汇报，经同意后，才使采煤工作面转入正常生产。第二章炮采工作面采煤工艺技术本章主要介绍：（1）概述，包括：工作面概况、地质及水文情况、采区巷道布置图及生产系统；（2）炮采工作面破、装、运煤，包括：落煤、装煤和运煤；（3）炮采工作面顶板管理，包括：炮采工作面支护设计、支架的架设与回柱放顶、坚硬顶板的强制放顶。（4）倾斜分层下行垮落采煤法采煤工艺特点，包括：再生顶板及假顶、假顶的铺设、假顶下采煤工作的特点；（5）炮采工作面循环组织，包括：循环方式和作业形式、工序安排和劳动组织形式、人员配备与工人出勤表、技术经济指标；（6）炮采工作面安全技术措施，包括：工作面正常生产时的安全技术措施、特殊条件下的开采措施；（7）炮采工作面冒顶的防治，包括：局部冒顶事故的防治、大型冒顶事故的防治、冒顶处理。2．1概述1．工作面概况：工作面位置、工作面四周开采情况、工作面要素；2．地质及水文情况：煤层特征、顶底板特征、储量、地质构造情况、水文情况。3．采区巷道布置图及生产系统采区巷道布置图包括平面图、倾斜剖面图和走向剖面图，图上还要用箭头标出采煤工作面的生产系统。2．2炮采工作面破、装、运煤1．落煤生产过程：包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序。（1）钻眼器具及爆破材料：钻眼：使用手提式煤电钻和风煤钻、麻花钎子；爆破：必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管；（2）对钻眼爆破工作要求煤炭破碎均匀，不出现需要二次破碎的大块；不抛撒过散，便于装煤。煤壁平直整齐，不留顶底煤；不破坏顶、底板岩层，便于支护及推移输送机等工序的操作。不崩倒支架、不崩翻或压住输送机，保证安全。节省炸药、雷管等爆破材料。（3）炮眼布置与爆破参数炮眼布置方式：单排眼：用于薄煤层、煤质较软及节理发育的煤层中；双排眼：包括对眼、三花眼。一般用于采高较小的中厚煤层及煤质中硬的工作面中；三排眼：即五花眼。用于煤层坚硬和采高较小的中厚煤层工作面中。详见炮眼布置图。

炮眼布置图

炮眼角度：炮眼与煤壁的水平夹角一般为50°~80°，软煤取大值，硬煤取小值；顶眼在垂直面上向顶板方向仰起5°~10°，眼底距顶板0.1~0.5m；底眼在垂直面上向底板方向保持10°~20°的俯角。炮眼间距：炮眼的间距可根据煤的硬度确定，一般为1~2m。炮眼深度：浅进度：每次开帮进度为1.0~1.2m；深进度每次开帮进度1.6~1.8m。炮眼装药量：依据煤的硬度、炮眼深度、炮眼间距和采高等确定。计算方法：根据吨煤炸药消耗定额计算：当吨煤炸药消耗定额已知时，计算每开一遍帮的炸药消耗量：(kg)式中——采高（m）；——工作面长度（m）；——煤的容重（t/m3）；——吨煤炸药消耗定额（kg/t）；——开帮进度（m）。每个炮眼的平均装药量：（kg）式中——开每次帮的炮眼数目；式中——工作面长度（m）；——炮眼间距（m）；——炮眼排数。根据装药系数计算：（kg/孔）式中——每个药卷的重量（kg);——炮眼深度（小于1.0m时）或长度（大于1.0m时）；——每个药卷的长度（m）；——炮眼装药系数，即每米炮眼的平均装药长度，炮眼深为0.6~1.0m时，=.05；炮眼长度大于1.0m时，可用下式计算：炮眼平均装药量确定以后，还要根据各类炮眼作用、顶板情况等，对炮眼装药量进行调整。不管煤层软硬，一般腰眼和顶眼的装药量要比底眼装药量酌情减少；采用双排炮眼时，底、顶眼的装药量可按1：0.5~0.7的比例分配；采用三排眼时，底、腰、顶眼的装药量，可按1：0.75：0.5的比例分配。最后，还应根据每个炮眼的规定装药量，反算预计的吨煤炸药消耗量和吨煤雷管消耗量，检查其是否超过定额，计算方法如下：开一遍帮的产量为：（t）式中——开帮进度，（m）；——工作面长度，（m）；——采高，（m）；——煤的密度，（t/m3）；——工作面采出率（厚煤层0.93，中厚煤层.095，薄煤层0.97）。开一遍帮的计划炸药量（按三排眼）：（kg）式中——炮眼数目；Q1——实际规定的炮眼平均装药量q1、q2、q3为实际规定的底、腰、顶眼的装药量。开一遍帮所用的雷管量等于炮眼数目N。计划吨煤炸药消耗量q和吨煤雷管消耗量p：（g）（个）计算结果应比定额稍低。如高时还要调整，尽量能满足各方面的要求。联线方式：当使用瞬发电雷管时，每次联炮一般为1~2个；当顶板比较好，并使用毫秒电雷管爆破时，每次联炮可为3~5个。同时起爆的炮眼间用串联方式联线。放炮段长度：在开帮进度比较小，顶板比较稳定时，应尽量采用全工作面一次放炮或一次多放炮的方式；当顶板稳定性较差时，可减少顶眼或加大顶眼距顶板的距离，以及采用留煤垛间隔放炮的方式；当开帮进度比较大，或顶板比较破碎时，为了保证安全，防止放炮引起冒顶，一般多采用分次放炮的方式。放炮注意事项：详见教材。2．装煤和运煤运煤方式：在缓倾斜煤层工作面，多采用刮板输送机运煤；在倾斜煤层工作面，可采用铁溜槽或搪瓷溜槽作自溜运输，搪瓷溜槽自溜运输坡度可比铁溜槽小5~6°。运煤设备：轻型可弯曲刮板输送机，中厚煤层一般采用SGW-40（或44）型刮板输送机；当采煤工作面的长度和产量较大时，可采用SGW-80T型可弯曲刮板输送机；在薄煤层工作面，可采用SGD-420/22型和SGD-420/30型可弯曲刮板输送机。装煤：爆破装煤、人工装煤和机械装煤。可弯曲刮板输送机的移置：采用液压移溜器。2．3炮采工作面顶板管理1．炮采工作面支护设计炮采工作面支护设计，重点是工作面支架设计，此外还包括上、下出口的支护设计和放顶时的特种支架架设等。（1）工作面支架形式及布置方式①带帽点柱：由一根立柱和一个柱帽组成，见图示；带帽点柱的架设方式有矩形排列和三角形排列两种，见图示。柱帽一般应斜向煤壁，与煤壁垂直线成15°~30°的夹角。带帽点柱的支护形式比较简单，架设容易，但柱帽与顶板接触面积小，只能用于直接顶比较完整稳定的工作面。

带帽点柱

带帽点柱的排列方式a——三角形排列；b——矩形排列d——排距；i——柱距；s——炮道

②悬臂支架：由单体液压支柱与铰接顶梁组成，见图示。悬臂支架分为正悬臂和倒悬臂两种。

③棚子支护：由支柱与顶梁组合而成的一梁二柱或一梁三柱的支架。按照直接顶的裂隙方向不同，棚子支护分为走向棚子和倾斜棚子两种。走向棚子：根据顶板情况不同，分为连锁棚子和对接棚子两种。连锁式走向棚子：根据两排棚子沿倾斜方向上下位置不同，分为上行式、下行式和混合式（也称套棚）三种，见下图所示。对接走向棚子：每行棚梁对接成一条直线，垂直于工作面，棚梁两端之间留有空隙。（2）放顶步距和控顶距采煤工作面的控顶距分为最大、最小控顶距。最小控顶距：采煤工作面在放顶以后和下次采煤以前的宽度称为最小控顶距。放顶步距：即每次放顶的宽度。最大控顶距：是工作面临放顶前的宽度，它等于最小控顶距与放顶步距之和。连锁走向棚子a——上行式；b——下行式；c——混合式

最小控顶距a——悬臂支护；b——棚子支护1——溜子道；2——人行道；3——材料道；4——炮道（3）支柱规格的选择坑木规格的选择：常用的坑木有红松、白松、落叶松、柞木、椴木、桦木和扬木等。其长度一般为1.6、1.8、2.0、2.2、2.4m等几种；直径一般为100、120、140、160、180、200mm等几种。（2）单体液压支柱规格的选择单体液压支柱分为内注式和外注式两种，与单体液压支柱配合支护的是金属铰接顶梁。单体支柱的最大、最小高度计算：L大≥M大－h－h1L小≤M小－s－h－h2式中：L大、L小——支柱的最大、最小高度（mm）；M大、M小——工作面最大、最小采高（mm）；h——顶梁厚度（mm）；s——顶板在最大控顶处的平均最大下沉量（mm）；h1——支柱阻力从零增到额定工作阻力时支柱的压缩量，一般可取10mm；h2——活柱最小安全回柱行程，一般取50mm。例：已知某采煤工作面采高最大为2.3m，最小为2.0m，最大控顶距为4m，顶板中等稳定，支柱无插入底板现象，使用HDJA型金属铰接顶梁及单体液压支柱支护顶板。第一步，确定顶板下沉量因无实测数据，故采用估算法。已知：M＝2.3m，R＝4m，η＝0.04~0.05，取0.04，则S＝ηMR＝0.04×2.3×4＝0.368m第二步，确定支柱规格已知：M大＝2.3m，h＝138mm，s＝0.368m，h2取50mm，则L大＝M大－h－h1＝2300－138－10＝2158mmL小＝M小－s－h－h2＝2000－368－138－50＝1444mm第三步，查表。选用DZ14-30/100型支柱，其最大高度为2240mm，最小高度为1440mm。（4）工作面支架的支护密度确定支护密度就是确定工作面支柱的排距和柱距，采煤工作面支架的支护密度主要决定于顶板压力的大小和支柱的最大阻力。顶板压力的大小，通常用支护强度来表示，所谓支护强度，就是指顶板单位面积（m2）所需的支撑力。目前确定支护强度的办法有以下三种。一是有本煤层临近工作面的矿压观测资料，据此来确定工作面支架的支护强度。二是已确定本煤层的顶板分类，即已经确定本煤层的直接顶属于那一类，基本顶属于那一级。在此情况下，可通过查表即可求得工作面的支护强度。这种方法对缓倾斜煤层是比较可靠的。三是估算法。当没有上述两种数据时，也可以采用估算法求得工作面的支护强度。其计算公式如下：p＝（4~8）Mr（t/m2）式中：M——采高（m）；r——顶板岩石的密度（t/m3）；（4~8）——为求算岩柱高度的倍数。应根据基本顶来压的强度确定，周期来压不明显时，可取小值，周期来压强烈时应取大值。当支护强度已知时，即可采用下式确定工作面支柱的柱距。（m）式中：I——工作面支架的柱距（m）；p——工作面支护强度（KN/m2）；R1、R2——最大、最小控顶距（m）；P——支柱的最大工作阻力（KN）；n1、n2——最大、最小控顶距时支柱的排数；（2~3）——支柱的安全系数。在计算支柱的柱距时，应分别按最大和最小控顶距计算，其结果应采用数小的那个。例：某炮采工作面的采高为2.3m，采用单体液压支柱和金属铰接顶梁支护。支柱型号为DZ14-30/100型，顶梁型号为HDJA-1000型。支架布置为正悬臂齐梁直线式布置。可弯曲刮板输送机靠帮铺设，溜子道宽1m，支柱排距1m。工作面最大控顶距4m，最小控顶距为3m。直接顶为中等稳定，基本顶周期来压不太明显。试确定工作面支架的柱距。第一步，确定工作面支柱的支护强度。由于该工作面所在煤层附近工作面没有矿压观测资料，该煤层也没有进行顶板分类，故采用估算法确定支护强度。由于该工作面周期来压不明显，拟按5倍的采高估算支护强度，r取2.5t/m3，则P＝5mr＝281.75KN/m2第二步，按最大和最小控顶距分别计算支柱柱距。查表得支柱的最大工作阻力为300KN，安全系数取2，则（最大控顶距时）（最小控顶距时）取柱距为0.5m。（5）工作面上、下出口支架当工作面采用可弯曲刮板输送机运煤时，为便于整体移置输送机的机头和机尾，上、下出口处多采用走向抬棚，棚梁长3m左右，梁头交错1.0~1.5m，棚梁上用木板插严背实，如图所示。

上下出口支架a——下出口；b——上出口

（6）放顶线处的特种支架：密集支柱、丛柱、抬棚、戗柱和木垛等。（7）支柱用量工作面支架使用量＝（工作面长度－上下出口抬棚长）×最大控顶距时的排距÷柱距（8）工作面布置图：包括平面图和两个走向剖面图。3．支架的架设与回柱放顶（1）支架的架设①对支架架设的一般要求：支架的形式、规格、质量等必须符合规程的规定；支架架设时，不能架在浮煤上，要挖柱窝；支架要有迎山劲；随时观察顶板，认真敲帮问顶。②单体液压支柱在使用中的要求支柱必须站立存放，卸载手把处于“关闭”位置；加强液压油质管理；不允许在工作面拆卸单体液压支柱；要保证达到额定初撑力；防止支柱柱体被崩坏。（2）回柱放顶：近距离卸载与远距离卸载。4．单体液压支柱的技术管理（1）建立管理制度：按工作面建立单体液压支柱台帐、建立单体液压支柱专职支护管理负责制、实行班检制、定期检查补充工作液；（2）井下使用检查及定期检修（3）泵站液压系统检查（4）支柱的备用量：备用支柱应保持占工作面使用支柱总量的10％左右。5．坚硬顶板的强制放顶坚硬顶板管理的途径：采用高阻力支架、爆破法人工强制放顶和高压预注水弱化顶板。（1）高压预注水软化顶板在采煤前向顶板打钻孔注入高压水。注水孔的布置：单侧和双侧。孔距：根据工作面长度和钻机能力而定。一般情况下，孔距可选择浸润半径的3/4~2/3；封孔：橡胶封孔器、砂浆封孔；钻孔的水平投影与巷道的水平夹角：一般为65°~75°；注水压力：一般为8~20MPa。（2）爆破法人工强制放顶①浅孔爆破强制放顶，见下图所示。

例：某炮采工作面，煤层厚度2.0m，倾角5°，直接顶为3m厚的砂岩，采用走向长壁采煤法，工作面长100m，全部垮落法处理采空区，工作面支架为带帽点柱，其型号为DZ22型单体液压支柱，木柱帽，可弯曲刮板输送机运煤，靠煤帮铺设，开帮进度为1.2m，支柱排距等于开帮进度，柱距0.6m，放顶步距2.4m，最大控顶距6.0m。由于直接顶比较坚硬，放顶困难，除采用单排密集支柱切顶外，再采用浅孔爆破强制放顶，即在采煤工作面向采空区顶板上打钻孔爆破强制放顶，眼深1.8m，间距2.0m，与顶板成75°角。每孔装药量为750g，爆破说明书如下表。

强制放顶爆破说明书序号项目内容单位数量挑顶眼布置图1顶板伪顶厚度M0.1~0.15a、仰视平面图b、走向剖面图

②深孔爆破法强制放顶沿切顶线边缘向顶板钻孔、平巷内钻平行工作面深孔爆破放顶、地面钻孔爆破放顶。（3）超前深孔预爆破松动煤体或预裂顶板在采煤工作面前方按一定间距向坚硬顶板或煤体内打钻孔进行预爆破松动，使坚硬岩层或煤体在某区域内受到破坏，形成裂缝，达到降低顶板来压强度的目的。2．4倾斜分层下行垮落采煤法采煤工艺特点1．再生顶板及假顶（1）再生顶板（2）人工假顶：竹笆假顶、荆笆假顶、金属网假顶。2．假顶的铺设（1）竹笆、荆笆假顶的铺设在上分层回柱放顶前，沿倾斜由下而上铺设竹笆假顶，见下图所示。竹笆假顶的铺设及结构a——铺设；b——结构尺寸1——走向笆片；2——倾斜笆片

（2）金属网假顶的铺设金属网的铺设方法有铺底网与挂顶网两种。铺底网：铺单层网（网片垂直工作面煤壁）；铺双层网，可采用上下片分别垂直和平行工作面，或两层网头互相错开。铺底网的缺点：空顶时间长，支回临时柱工作量大；在上下顺槽铺设底网困难，如铺网不严，下分层开采至该处时易发生冒顶，影响出口畅通。挂顶网：网片长边平行工作面，一般采用单层网。挂顶网的优点：及时支护破碎顶板，防止漏顶，减少冒顶，使支柱受载均匀，并可减少刹顶、柱鞋等坑木消耗，增加网下浮煤的回收，提高煤质及假顶质量。3．假顶下采煤工作的特点应对悬露的假顶及时支护，减少假顶的下垂量，保持其完整性，否则就会发生假顶破坏和漏矸冒顶事故；应采用小进度采煤，每次进度小于1.0m；为了避免破坏假顶和发生局部冒顶，顶眼应与假顶至少保持0.5~0.6m的距离，不需仰角；采用无密集放顶，也可以在放顶线上架设加强抬棚或斜撑支柱。2．5炮采工作面循环组织1．循环方式和作业形式（1）浅进度、昼夜三循环、三班采煤、边采边准（2）浅进度、昼夜单循环、两班采煤、一班准备2．工序安排和劳动组织形式（1）流水作业各工序依次进行：昼夜三循环，三班采煤、班内先采后准，其循环作业图的形式如下图所示；炮采工作面循环作业图

（2）分段放炮，放炮与出煤交替进行：单循环、两班采煤、一班准备，其循环作业图的形式如下图所示；循环作业图（3）集中打眼放炮，采支分段包干：

炮采工作面循环作业图

3．人员配备与工人出勤表工人的配备都要按劳动效率定员，如打眼工、攉煤工、支柱工、移溜工、回柱工等。定额完成系数是为考虑工人多干活多得工资而设的系数，一般可取0.8~0.9。劳动组织表工种班次一班二班三班123计816248打眼工2226

放炮工1113

攉煤工16161648

支柱工2226

看溜工44412

装车工2226

维修工2226

班长1113

合计30303090

在考虑工作面在籍人数时，应考虑替休人数和出勤率两个因素。在册人数按下式计算：全工作面的出勤人数确定以后，应根据三个班的需要，把工人分到三个班去，并把人员的配备情况用劳动组织表表示出来。每日三循环，三班出煤，一般准备的劳动组织如表所示。4．技术经济指标循环产量＝工作面长度×采高×循环进度×煤的容重×工作面采出率月循环数＝日计划循环数×月工作日数×正规循环率月产量＝循环产量×月循环数平均日产量＝月产量÷月工作日数采煤工效率＝平均日产量÷日出勤人数工作面月进度＝循环进度×月循环数工作面可采期＝工作面可采储量÷月产量技术经济指标表顺序指标名称单位指标1煤层厚度m

2煤层倾角（°）

3煤的容重t/m3

4工作面长度m

5采高m

6循环进度m

7循环产量t

8月工作日数个

9正规循环率%

10月循环数个

11月产量t/月

12平均日产量t/日

13工作面月进度m/月

14火药消耗g/t

15雷管消耗个/t

16坑木消耗m3

17在籍人数人

18日出勤人数人

19采煤工效率t/工

20直接成本元/t

21工作面可采储量t

22工作面可采期月

2．6炮采工作面安全技术措施1．工作面正常生产时的安全技术措施（1）各工序进行时的重要安全技术措施①打眼时的安全注意事项②放炮时的安全注意事项③攉煤时的安全注意事项④支柱时的安全注意事项⑤回柱放顶时的注意事项（2）灾害处理①灾害的种类：瓦斯、煤尘、水、火、冒顶等；②非常仓库设置地点③采煤工作面及矿井的安全出口：通常用箭头表示。如：工作面上出口→回风材料道→采区上山→总排风道→付井→地面工作面下出口→进风溜子道→采区上山→水平运输大巷→付井→地面④避灾路线示意图：一般只画工作面附近的巷道，如图所示。避灾路线示意图

（5）信号发出：发现各种灾害后班组长或发现人，立即用喊话、传话或扩音电话等各种方式，通知所有人员，按避灾路线避灾；发生冒顶事故时，人员到回风道待避，听从指挥。（6）处理方法：灾害发生后，立即向矿调度及有关领导汇报，清点人数，按领导指示有组织、有措施的进行处理。救水灾路线：要从工作面的上出口进入出事地点进行处理，规程中应写出具体路线。救火灾路线：要从工作面的下出口进入出事地点进行处理，规程中应写出具体路线。2．特殊条件下的开采措施当采煤工作面处于搬迁阶段或遇到地质变化、过老巷、发生冒顶事故等特殊情况时，为保证矿井产量及生产安全，应采取严密的安全技术措施。（1）工作面的初采工作面的回采巷道掘完后，要安装输送机等机电设备。如掘进时已铺设输送机，也要加以调整，以使工作面一开始就保证“三直两平”。三直包括：“煤壁、输送机、支柱直”三项。其中，首先是输送机要铺直铺平，才能做到煤壁与支柱直；其次，将开切眼的支架改为适应工作面推进时的支架形式，改好后，开始落煤，并对输送机等进行全负荷启动试车。如运转正常，工作面呈伪斜，则先采成正倾斜，而后开始推进。这一套工作称为“初采”。（2）工作面的末采工作面采至停采线后，要将全部设备和支架回收干净，这项工作称为“末采”。（3）采煤工作面在周期来压时的开采措施周期来压时，容易造成顶板严重破碎甚至使工作面发生大冒顶。措施：掌握周期来压规律；在来压前，要加强支架管理，增加密集支柱的数量，缩小基本支架的距离；放顶时支好戗棚，顶板破碎时要架设木垛，并有专人观察。（4）采煤工作面过断层①过断层的方法工作面内有落差大于采高的走向断层，可以断层为界，将工作面分为两段，沿断层掘进中巷，上段工作面的煤经下段工作面运出；对落差大的倾斜断层，则常需另掘开切眼；对落差大致等于或小于煤厚的断层，一般使工作面平推硬过。②过断层的措施根据顶底板的强度、断层的情况进行挑顶或卧底；在局部区域打锚杆锚固顶板；压注聚胺脂固化顶板；泡沫材料封闭；地质构造复杂的工作面，控制顶板要进行预测；对于厚煤层倾斜分层开采，可调整分层采高以通过断层。（5）采煤工作面过褶曲和火成岩①过褶曲：对褶曲的处理方法与过断层相似；②过火成岩：火成岩侵入有时呈岩脉、岩床状，有时呈散珠如“串珠”状。对前者处理办法类似与过断层，若为走向或斜交时，视其范围大小，可重开切眼或缩短工作面。若呈散珠状，则常采取超前爆破加以处理；③过空巷过本层老巷：采取“斜过”方式；过穿层石门：先加固石门支架。2．7炮采工作面冒顶的防治1．局部冒顶事故的防治（1）镶嵌型顶板局部冒顶事故的防治尽可能查明是否有镶嵌型顶板结构，以便在制定作业规程和操作规程，以及选择支架形式时，制定出有针对性的措施和作出有针对性的设计；选定能及时支护、超前支护的支架形式；不得在无支护区工作。（2）局部空顶（空洞）冒落冲击造成的局部冒顶事故的防治从支护方法上采取措施防止漏顶空顶；对漏顶采取封堵措施；对已形成的空洞应采取防冒落冲击的措施。（3）端头冒顶事故的防治①冒顶的原因：两巷预先潜伏着围岩变形、两巷的支护是无初撑力的支护、端头区域是受支撑压力影响最严重的区域；②端头冒顶的几种形式：复合顶板端头推垮型冒顶、端头大面积悬顶、断裂压垮型冒顶、移工作面输送机机头时压垮型冒顶、端头区域空洞冒落冲击冒顶、端头区域顶板台阶下沉冒顶；③防治端头冒顶事故的措施：采用“十字”梁端头支护、提高支护强度、端头的局部区域采用锚杆混合支护。2．大型冒顶事故的防治（1）复合型顶板条件下的冒顶事故的防治①工作面布置时应注意的问题：要正确选择工作面的推进方向，严禁仰斜开采；工作面下运输道不得挑复合顶掘进；开切眼采用锚杆和单体液压支柱混合支护。②采煤工作面复合顶的安全控制：提高支柱的初撑力；初次放顶期间，沿工作面倾斜方向，分段布置锚杆。（2）坚硬顶板冒顶事故防治①进行顶板观测，摸清顶板运动规律②减少每次的放顶距离③人工强制放顶3．冒顶处理（1）撞楔套棚法，见下图所示；（2）窝梁开帮，见下图所示；（3）开绕道法。

冒顶处理a——撞楔套棚；b——窝梁开帮（沿走向剖面）第三章普采工作面采煤工艺技术本章主要介绍：（1）普采工作面的落煤、装煤和运煤，包括：落、装、运煤设备的选型与配套；滚筒采煤机落、装煤；普采工作面运煤；（2）普采工作面顶板管理，包括：概述、普采工作面支护设计、；（3）普采工作面循环工作组织，包括：循环方式和作业形式、劳动组织、循环图表；（4）普采工作面安全技术措施，包括：普采工作面正常开采时的安全技术措施、特殊条件下的安全技术措施；（5）普采在其他条件下的采煤工艺特点，包括：倾斜煤层采煤工艺特点、普采在倾斜长壁工作面的采煤工艺特点、普采在分层开采假顶下采煤工艺的特点、薄煤层普采采煤工艺特点、薄煤层刨煤机机采工艺特点。3．1普采工作面的落煤、装煤和运煤1．落、装、运煤设备的选型与配套落、装、运煤设备主要包括采煤机、工作面刮板输送机和顺槽运输设备等。（1）采煤机的合理选型：根据煤层顶底板性质、煤质软硬、煤的结构、采高等具体条件进行综合分析，以保证选择的采煤机合理；（2）工作面刮板输送机选型：输送机的选型应根据采煤机的型号进行选择；顺槽运输设备选型：采用桥式转载机和可伸缩胶带输送机，常用的有：桥式转载机为SZQ—140型或SZB—630/30型；可伸缩胶带输送机为SPJ—800型或SD—800型。2．滚筒采煤机落、装煤（1）滚筒割煤的特点①滚筒的直径单滚筒采煤机的滚筒直径（D）应按煤层的最小厚度（采高）选择，即D=M小－K（m）式中：K为留顶煤的厚度，一般为0.1~0.2m，如煤易冒落不粘顶时，可取K=0.4~0.5m。双滚筒采煤机的两个滚筒的直径之和应略大于工作面的最大采高。②滚筒的位置：使用单滚筒割煤时，截割部一般位于采煤机下放，这时右工作面采煤机应用左螺旋滚筒，左工作面则用右螺旋滚筒，这样出煤方向才正确；③采煤机的牵引方式：有三种类型：钢丝绳牵引、锚链牵引和无链牵引；（2）截深选择与产量计算①合理截深的选择：应考虑顶板条件、采高、支架形式、采煤机和输送机的能力，以及循环工作组织等因素；②割一刀煤的产量计算Q＝L·m·S·r·C式中Q——每割一刀煤的产量，（t）；L——工作面长度，（m）；m——采高，（m）；S——截深，（m）；r——煤的密度，（t/m3）。C——工作面采出率，（％）。（3）采煤机的截割方式概念：采煤机截割煤壁的方法及割煤与其他工序之间的配合关系，称为截割方式。①单向采煤，见图示；特点：采煤机上行时割煤，下行时装煤，往返一次只进一刀；②双向采煤，见图示；特点：采煤机往返一次进两刀，所以又称为穿梭采煤；

单向割煤双向割煤a——上行割煤；b——下行装煤a——上行割煤、移溜；b——下行割煤、移溜

分段单向采煤方式：也称为“半工作面”采煤方式，见图示；（4）采煤机的进刀方式概念：采煤机沿工作面全长每截割一刀，工作面煤壁就向前推进一个截深的距离。①推入式进刀方式：采用预先开缺口，如图所示；②斜切式进刀方式：留三角煤进刀方式：割三角煤进刀方式：优缺点及适用条件：适用于双向采煤，不需预做缺口，不需推移采煤机，但采煤机在进刀过程中要多次往复运行翻转挡煤板，所以，较费工时。

分段单向割煤a——下行割煤；b——上行装煤；c——上行割煤；d——下行装煤、进刀

推入式进刀方留三角煤进刀方式a——推入缺口前；b——推入缺口后割三角煤进刀方式

（5）开缺口及放震动炮当使用单滚筒采煤机落煤时，下缺口比输送机机头稍长，一般为3~5m；上缺口还要增加采煤机机身长加电缆架长度，一般为8~10m。使用双滚筒采煤机落煤时，上、下缺口的长度一般都为3~5m。预开缺口时，每次爆破的开帮进度一般为截深的1~2倍，当截深为0.8~1.0m时，每次爆破的深度等于截深；当截深为0.5~0.6m时，每次爆破的深度一般等于截深的2倍。（6）滚筒采煤机装煤滚筒采煤机基本上是依靠螺旋叶片将破碎的煤装入溜槽，其装煤率约为60%~70%。为了提高装煤率，在滚筒后方加挡煤板，可将装煤率提高到90％；为了提高装煤率，除了从设备结构方面采取措施外，在使用中应尽量使出煤口加大些，挡煤板与滚筒的间隙应适当；加大牵引速度和滚筒转速都有利于提高装煤率，但是提高割煤效率与装煤效率有矛盾时，原则上应先满足割煤效率的要求；采煤机下行的装煤效果比上行装煤好，随着煤层倾角加大，上行装煤率下降；双向采煤时，由于冒顶、片帮等原因产生的余煤，会影响截割工作，应借助其它辅助方法加以清理，如人工装煤、在采煤机后方挂装煤犁或在输送机上装铲煤板等。（7）滚筒式采煤机的操作合理掌握采煤机的牵引速度、严格掌握工作面工程质量、防止采煤机掉道、防止拉断牵引链。3．普采工作面运煤（1）普采工作面输送机移置：采用液压千斤顶移置；（2）可弯曲刮板输送机常见故障及处理办法①底链出槽底链出槽的原因：刮板过稀、底链过松；输送机过度弯曲，内外链条松紧不一致，张力不同；链子一根已断，刮板被拉斜，链子被拉出等；做法：先把机头过渡槽上的中部槽上链送开，取出第一节中部槽，接上链；用钢丝绳一头钩住刮板，另一头分成两股钩住上部溜槽，开正车将上部溜槽逐节下拉，直到掉底链处为止；使底链入槽后，加中部槽接上链后，紧链试运转。②断链断链的原因：链环磨损、老化；链环与刮板接口螺丝脱落；溜槽脱节，卡住连接环等。处理办法：把要断的上链，转到机头处更换；断下链也可用上述倒茬法处理。③溜槽脱节溜槽脱节的原因：主要是连接销损坏或溜子弯曲过大引起。处理办法：连接销损坏后，可用长螺杆临时作为销子，待检修班更换。④溜子不能启动原因：可能是电气线路损坏或传动部减速器连接节的故障，但经常是由于溜子负荷过大引起。处理办法：除加强机电维修外，在输送机启动前，应设法减轻其负荷，并尽量避免频繁启动。3．2普采工作面顶板管理1．普采工作面支护设计（1）支柱类型的选择：同炮采。（2）工作面支架形式的选择普采工作面的支护形式分为以下几类：

①齐梁式支护又称直线式，即悬梁端沿工作面相齐，支柱排成直线状。根据截深、梁长和柱距关系，又可分为三种形式：截深、顶梁长、排距均相等，如图所示。采煤机截深一般为0.8m和1.0m，并采用相同长度顶梁，每进一刀，沿工作面全长挂一次梁，支一次柱，顶梁一般采用正悬臂。这种方式的优点是，支架形式简单，规格质量容易掌握，工序单一，便于组织管理。其缺点是，挂梁及支柱工作量比较集中。这种布置方式一般适用于顶板比较稳定，煤质较软或采煤机功率较大的条件。截深为顶梁长的一半，进两刀挂一次梁，支一次柱，如图所示。这种布置方式的特点是，机道上方顶板悬露时间长、面积大，适用于顶板稳定，压力较小的工作面。截深为顶梁长一半，一梁二柱，如图所示。这种布置方式适用于顶板压力较大的工作面。齐梁式布置a——截深等于梁长；b——截深为梁长的一半，一梁一柱；c——截深为梁长的一半，一梁二柱

②错梁式支护这种布置方式的截深是顶梁长度的一半，每进一刀隔一架棚挂一根梁，顶梁交错向前。这样可使每刀悬露的顶板面积小，且能及时支护，每次挂梁数少，故追机速度快。支柱可以直线状布置，也可成交错状。错梁直线柱布置顶梁交错使用正倒悬臂，但支柱成直线，如图所示。进一刀后一般要间隔打临时柱，进第二刀后支正式柱，回临时柱。这种方式的支柱排成直线，易于管理，放顶线支柱排列整齐，便于挡矸。但支柱工作量大，其倒悬臂伸入采空区，顶梁易损坏。适用于顶板比较破碎的工作面。错梁错柱布置又称为交错柱或三角柱布置，如图所示。顶梁均为正悬臂布置，割一刀后均间隔挂梁打柱。这种布置方式的支架工作量均匀，密度适宜，但支柱交错排列，规格质量不易掌握；行人、运料、铺假顶等均不方便。放顶线上支柱密度小，受力大，不利于挡矸。一般由于顶板比较稳定的工作面。（3）最小和最大控顶距的确定①最小控顶距的确定：应根据顶板岩石性质和工作面所需空间而定。一般包括三个部分，即机道、人行道和材料道。当采用单滚筒采煤机时，机道宽度一般为1.2m；当采用双滚筒采煤机时，机道宽度一般在1.4m以上。人行道和材料道的宽度一般等于支柱的排距。而支柱的排距与截深和支架的布置形式有关，通常等于（1~2）倍的截深。②放顶步距的确定：与炮采相同。错梁式布置

（4）支柱密度确定：同炮采。（5）工作面端头支架①十字铰接顶梁支护：SJ600型十字铰接顶梁是单体支柱工作面上、下端头的专用支架，适用于各类顶板，尤其适用于煤层地质构造复杂、顶板破碎、工作面上、下出口支护困难的工作面。布置形式：“半十”字顶梁形式，全“十”字梁形式，如图所示。十字顶梁支护形式

②长铰接顶梁端头支护：用1.6m长铰接顶梁支护工作面端头。主要优点是：架设方便及时，开缺口后能立即铰接挂梁支护；使用该顶梁，移机头时只回撤机头前面的一排支柱，有利于顶板维护；铰接顶梁支设不需要整体移动，轻便、工作量小。用1.6m长铰接顶梁支护工作面端头，如图所示。

错梁齐柱布置平面图

长梁支护齐柱布置方式，如图所示。

端头迈步长梁支护：即采用4对8根11#工字钢或Π钢长梁支护，使端头保持一梁三柱，交错迈步前移。（7）特种支架切顶支柱是与单体支柱配合使用的一种特殊支护设备。它排列在工作面放顶线一侧，起支撑与切断顶板的作用。（8）支柱使用量计算：同炮采。（9）强制放顶当顶板坚硬较难放落时，可采取浅孔爆破、深孔爆破或高压预注水等措施，其工艺过程同炮采。（10）工作面布置图：与炮采基本相同，但需画上采煤机。单体液压支柱的支设、回撤与管理同炮采。3．3普采工作面循环工作组织1．循环方式和作业形式（1）两班采煤，一班准备，昼夜单循环（2）两班半采煤，半班准备，昼夜单循环（3）采煤，两班准备，昼夜两个循环（4）三班采煤，边采边准。每班一循环，昼夜三循环2．劳动组织（1）人员配备：普采工作面的人员配备与炮采相同；（2）劳动组织形式①专业工种追机作业；②综合工种分段作业；③分段接力追机作业。3．循环图表某采煤工作面走向长度700m，倾斜长度160m，金属网下开采。采高2.0m，煤层倾角12°~18°，平均15°，煤层硬度f=2，容重1.4t/m3。有0.2~0.6m厚的炭质页岩伪顶。直接顶为页岩、砂页岩，厚度1~3m左右，层理与节理发育，层间还夹有煤线和粘泥。老顶为中粒砂岩，厚5~7m，为下软上硬的复合顶板，易下沉、破碎、离层而冒落。底板为炭质页岩。沼气相对涌出量17m3/t。为高沼气矿井，煤尘有爆炸危险，无自然发火倾向。采用倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法。采用MLS3P—170型采煤机割煤；运煤采用SGW—150C型可弯曲刮板输送机；支护采用DZ22型单体液压支柱和金属铰接顶梁，错梁直线柱支护，排距1.0m，柱距０.５m。上下顺槽超前支护采用十字顶梁。作业方式采用“两采一准”，劳动组织按综合工作队分组分段作业。生产班进４刀煤，日进８刀，其循环作业图如图所示，劳动组织表见表所示，技术经济指标表见表所示。

循环作业图劳动组织表序号工种出勤人数工作时间一二三合计一二三1采支工

242448

2回柱放顶工

202040

3运料工1225

4机组司机2338

5输送机工1113

6机电维修工2226

7打眼工

112

8班长2226

小计85555118

主要技术经济指标表序号名称单位数量备注1工作面倾角（°）15

2工作面长度m160

3采高m2.0

4截割深度m0.5

5日进度m/d4.0

6月进度m/月1703

7日产量t/d108

8月产量t/月35960

9工作面效率t/工14.4

10坑木消耗m3/万t5.2

11雷管消耗个/万t320

12炸药消耗kg/万t87

13截齿消耗个/万t7.16

14乳化液消耗kg/万t117

15油脂消耗kg/万t88.5

3．4普采工作面安全技术措施1．普采工作面正常开采时的安全技术措施（1）采煤机割煤时的注意事项：见《煤矿安全规程》第69条规定；（2）特殊条件下的安全技术措施①初次放顶时的措施初次放顶方式：自然放顶、强制放顶；初次放顶时应采取的支护措施：保证工作面有一定支护强度，可适当缩小柱距；保证工作面支架处于完好的支护状态；打好密集支柱；采取相应的加强支护措施，如采用抬棚、戗棚；在工作面后方采空区悬顶处，设置警报柱。②基本顶初次来压和周期来压时的措施保证在来压期间工作面有足够的支护强度、将采煤机采煤和回柱放顶工作分开进行、做好来压预测预报工作。3．5普采在其他条件下的采煤工艺特点1．倾斜煤层采煤工艺特点（1）存在问题①采落的煤块可以沿溜槽向下自溜；②采落的大块煤及片帮的块煤向下滚落，将会影响安全生产；③采煤机、输送机等设备自重沿倾斜方向的分力加大，发生采煤机断链事故及输送机下滑。（2）采取措施①实行单向割煤，上行割顶煤，下行割底煤装余煤；②煤层倾角在25°~35°时，工作面可不铺设输送机，而只需铺设可弯曲单边或双边溜槽；③将工作面布置成伪斜，伪斜角以5°为宜；④做好机器设备的防滑工作：在采煤机上装设防滑杆，或在回风巷上安设防滑绞车；利用液压锚固支柱加强机头、机尾固定支柱数量和质量。2．普采在倾斜长壁工作面的采煤工艺特点（1）仰斜推进时的工艺特点①仰斜推进对工艺有利的因素水可以直接流入采空区，工作环境良好；装煤效果好，可利于煤的自重增加装煤率，减少残煤量，效果比走向长壁好；有利于工作面的支护和顶板管理。②仰斜推进对工艺不利的因素煤壁容易片帮，甚至引起顶板冒落，当采高较大煤质较软时尤其严重；机器的工作条件比较困难；瓦斯易于超限。③仰斜推进时应采取的措施防止煤壁片帮的措施：采煤机应装有防片帮挡板，以保证司机工作安全；设法将煤壁采成斜坡；支护应当有防片帮的措施；超前支护。机械设备使用措施：适当减少采煤机的截深；在溜槽两帮都装有导向机构的双导向装置；输送机加锚固装置；将输送机改为中心双链或单链的结构形式；加高输送机靠采空区一侧的挡煤板；加固易被磨损的一侧槽帮，或提高其耐磨性，增加输送机的使用寿命；对处于倾斜位置的机械设备加强润滑，以保护其传动系统的元件。防止瓦斯超限的措施：设挡风帘；对瓦斯较大的工作面，可在回风巷留一尾巷，使风流一部分顺回风巷流出，另一部分经尾巷流到附近的回风巷。（2）俯斜推进时的工艺特点①俯斜推进的优点：可以防止发生煤壁片帮事故；工作面不易聚集瓦斯；悬露出来的顶板裂缝不易继续张开，有利于顶板稳定。②俯斜推进的缺点若煤层及围岩有淋水，会造成工作面积水，使底板软化，影响机械发挥效能，恶化工作面的劳动条件；由于采煤机自重沿倾斜的分力使采煤机向煤壁滑动，紧压煤壁，使机器容易损坏，设备容易发生事故；采煤机装煤率较低。（3）倾斜长壁工作面顶板管理工艺特点①仰斜长壁工作面的顶板管理特点顶板破碎；使工作空间的单体支柱推向采空区一侧；煤壁容易片帮；支架不承受压力，支架的主要作用是支撑顶板。②俯斜长壁工作面的顶板管理特点有利于顶板保持连续性及稳定性；采空区已垮落矸石沿倾斜可以直接涌向工作空间。3．普采在分层开采假顶下采煤工艺的特点（1）应选用浅截式采煤机，每次截深小于0.6m，机体宽度也应尽量小。支架采用铰接顶梁，错梁齐柱的方式，要及时架设支柱。（2）采用无密集放顶，也可以在放顶线上架设抬棚，但要注意避免放顶线上假顶受到集中载荷，尽量使柔性假顶在放顶排上缓慢弯曲下来以减少破坏，应在放顶处用斜撑支柱撑住弯曲下来的顶网。（3）在假顶下支架应采用正悬臂，最好是采煤机截深与顶梁长度一致，割煤后立即挂梁及时托住假顶，有时还要追机打临时支柱，以免出现网兜；（4）支柱支设时，如发现顶网局部漏空、撕裂，要及时补网；（5）支柱一定要达到额定初撑力。4．薄煤层普采采煤工艺特点薄煤层普采所使用采煤机械，一种是滚筒式采煤机，一种是刨煤机。（1）滚筒式采煤机组采煤分为骑溜式和爬底式两类。当采高小于0.8m时，一般采用沿底板运行的爬底式采煤机；当采高大于.8~0.9m时，一般采用骑溜式采煤机。（2）薄煤层刨煤机机采工艺特点刨煤机组是由刨煤机、可弯曲刮板输送机、液压推进装置和电气控制等部分组成，再配合金属支柱和铰接顶梁。第四章综采工作面采煤工艺技术本章主要介绍：（1）综采工作面的落煤、装、运煤，包括：采煤机有关参数的选择、双滚筒采煤机的工作方式、双滚筒采煤机的进刀方式、采煤机的操作、运煤；（2）综采工作面顶板管理，包括：综采工作面支架选择、综采工作面端头支护、综采工作面上下顺槽支护、自移式液压支架的移架、特殊顶板的管理措施；（3）综采工作面循环工作组织，包括：循环方式和作业形式、劳动组织、循环图表、综采工作面的开机率、综采工作面的工程质量管理；（4）综采工作面安全技术措施，包括：综采工作面主要工序进行时的安全技术措施、液压支架使用中出现问题时的处理、综采工作面通过地质构造及老巷特殊条件下的安全技术措施；（5）综采工作面的安装与拆除，包括：综采工作面设备安装、综采工作面拆除、旋转式采煤。4．1概述1．工作面的成套设备组成（1）工作面内的采、支、运系统：包括采煤机械、液压支架、刮板输送机和端头支护设备（简称三机；（2）运输巷道内的运煤系统：包括转载机、破碎机、可伸缩胶带输送机；（3）液压系统：包括乳化液泵、乳化液混溶箱及其进、回液主管路；（4）控制指挥系统：包括控制台、声光信号、扩音电话及其线路；（5）供水系统：包括冷却水、喷雾泵、水箱及其进、出水管路；（6）供电系统：包括高压供电线路及其连接器和开关、移动变电站、低（中）压配电开关群及其分支供电线路。（7）照明系统：包括工作面及平巷的照明灯具及其线路；（8）辅助设备：包括液压安全绞车、调度绞车、电钻、排（污）水泵等；（9）辅助运输设备：包括卡轨车或单轨吊车及其附属设备。液压支架：按其架型划分，有支撑式、掩护式、支撑掩护式、铺网及放顶煤支架等几个系列。液压支架控制有手动操纵液压控制和电液控制，电液控制可提高移架速度。采煤机：为滚筒式采煤机，有四大系列和一些单机，共有90多个型号。如MLS系列、MXA系列、MG系列和AM系列等。牵引方式有液压牵引和电牵引，电牵引采煤机是进几年发展起来的，在煤矿中得到广泛应用，以逐步取代了液压牵引采煤机。电牵引采煤机的特点是：用电子调速技术，采煤机性能得到进一步改进，具有截割电机、牵引电机的功率和牵引速度自行调节保护功能，低速牵引爬坡功能，下行牵引制动功能，工况监测监听功能，进一步提高了工作可靠性。刮板输送机：刮板输送机的运输能力普遍增大，运量从450t/h到1000t/h，总装机功率加大，从150到500KW；加大了溜槽宽度，其范围从630~830mm，设计铺设长度为150~250m。4．2综采工作面的落、装、运煤1．采煤机有关参数的选择（1）采煤机采高的选择：①按照液压支架的高度选择采煤机的采高H大＝M大－S1＋CH小＝M小－S2－a即M大＝H大＋S1－CM小＝H小＋S2＋a式中M大、M小——煤层相应的最大、最小采高，m；H大、H小——液压支架的最大、最小支撑高度，m；S1——液压支架前柱的顶板下沉量，m；S2——液压支架后柱的顶板下沉量，m；a——立柱伸缩裕量，一般为30~50mm；C——为防止液压支架在最大采高时伪顶冒落而引起支架顶空应具备的富裕量，中厚煤层一般取200mm。采煤机的最小采高就是滚筒直径D，而滚筒直径与支架的最小高度H小的关系如下：H小＝D－S2－a即D＝H小＋S2＋a②按采煤机结构参数选择合理的采高范围采煤机的基本结构参数有滚筒直径、机身高度、摇臂长度及其摆角范围、卧底量等。（2）滚筒参数的选择①滚筒直径：双滚筒采煤机，其两个滚筒直径应当相等，且每个滚筒直径应大于采高之半；②滚筒的宽度：滚筒的宽度应稍大于截深。确定滚筒的宽度要充分考虑煤层截割阻力的大小、煤层厚度、倾角、顶板稳定性及采煤机自身的稳定性等因素；③采煤机的最大生产能力Qmax=60Vmaxsrc(t/h)式中Vmax——采煤机的最大牵引速度，m/min；s——截深，m；r——实体煤容重，t/m3；m——采高，m；c——工作面煤炭采出率。2．双滚筒采煤机的工作方式（1）前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤并装余煤采煤机司机面向煤壁，其左侧的滚筒采用左螺旋，逆时针旋转；右侧的滚筒采用右螺旋，顺时针旋转，这种方式采煤机往返运行一次可进两刀，提高了劳动生产率。因此在中厚煤层综采工作面，大多采用此种方式。（2）前滚筒割底煤，后滚筒割顶煤左侧滚筒右旋转，顺时针旋转，沿顶板割煤；右侧滚筒左螺旋，逆时针旋转，沿底板割煤。这种方式煤块抛向机身中部，司机不安全，煤尘飞扬，而且只能单向割煤，回程装煤，因此采用较少。（3）前滚筒割底煤，后滚筒割顶煤左侧滚筒左螺旋，逆时针旋转，沿顶板割煤；右侧滚筒右螺旋，顺时针旋转，沿底版割煤。薄煤层爬底式双滚筒采煤机一般采用这种工作方式。3．双滚筒采煤机的进刀方式（1）钻入进刀法当采煤机运行到工作面端头后，利用移输送机千斤顶将输送机连同采煤机推向煤壁，在推移过程中利用滚筒端面截齿向煤壁钻进，直到采煤机被推移到一个截深的距离为止。此法因门式挡煤板装煤效果不好，大功率采煤机重量太大，移输送机千斤顶推不动且易损坏输送机溜槽，因此很少使用。（2）斜切进刀法与普采斜切进刀法相同，有端部斜切进刀和中部斜切进刀。4．采煤机的操作综采工作面的采煤机操纵与普采工作面相同。5．运煤综采工作面运煤都采用重型可弯曲刮板输送机。工作面输送机的运输能力应大于采煤机的实际生产能力。4．3综采工作面顶板管理1．综采工作面支架选择（1）选型原则：支架吨位要与综采工作面矿压相适应、支架结构要与煤层赋存条件相适应、支架支撑高度要与工作面采高相适应、通风断面要与工作面风量要求相适应、支架安全性能好，投资少；（2）选择方法①确定支架的类型：用于缓倾斜中厚煤层的液压支架；用于开采3.2~5.0m煤层的液压支架；用于厚煤层放顶煤的液压支架；用于厚煤层分层开采铺网的液压支架；用于35°以上大倾角煤层的液压支架；用于“三软”煤层的液压支架和用于坚硬顶板条件下的高阻力液压支架；②确定支架的架型：根据顶板条件确定（支撑式、掩护式和支撑掩护式）；③确定支架的规格：根据煤层的最大和最小厚度进行；④确定支架工作阻力⑤液压支架结构选择：通风断面、底座压强、防倒防滑、防矸护壁。2．综采工作面端头支护（1）端头支护的重要性采煤工作面的上下出口（即端头）处悬顶面积大，机械设备多，又是进出材料和人员出入的交通口，所以必须加强维护。如果工作面端头发生事故，则将引起整个工作面的生产停顿。（2）端头支护的方法工作面端头支护的方法主要有采用端头支架支护、液压支架支护和单体支柱支护等几种方式。3．综采工作面上下顺槽支护综采工作面巷道的支护形式有梯形支架和拱形支架两种。《煤矿安全规程》第50条规定：“采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，必须加强支护；综采机械化采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.8m。安全出口必须设专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖。”4．自移式液压支架的移架（1）液压支架的移架方式概念：移架方式是指支架的工作方式与移步方式。①液压支架的工作方式：及时支护、滞后支护及超前支护；②液压支架的移步方式：顺序移步、交错移步、分组对角线移步、直线移步；（2）对移架工作的要求①支架排列与支撑的基本要求：支架中心距合适、支架端面距合适、支架应垂直顶底板支撑、支架中心线应垂直于工作面、支架支撑高度必须合适、支架的防倒防滑；②支架操作的基本要求：快、正、够、匀、平、紧、严、净。5．特殊顶板的管理措施（1）坚硬顶板的管理措施：一是选择大吨位的支撑式或支撑掩护式支架；二是对顶板高压注水和深孔爆破强制放顶；（2）破碎顶板的管理措施：带压擦顶移架、挑顺山梁、架走向棚、架走向梁、铺金属网；（3）易片帮煤壁的管理①煤壁片帮的危害：容易发生冒顶、大块煤易造成输送机或采煤机事故、员在工作面行走或工作时容易被片帮煤砸伤；②煤壁片帮原因：采高、端面距、煤质硬度、支护强度、工作面推进方向、煤壁暴露时间、煤壁暴露时间；③煤壁片帮的预防及管理：正确选择支架、加强管理、及时支护、采用楔式木锚杆锚固煤壁；6．综采工作面布置图4．4综采工作面的循环工作组织1．循环方式和作业形式（1）两采一准（2）两班半采煤，半班准备（3）三采一准（4）四班交叉作业2．劳动组织综采工作面有多个工种，这些工种的人员可分为两类，一类是随工作面的加长、推进度的加快而变化的，称为非常定工，如移架工、联网工等。另一类是不随工作量的增加而变化，以岗位定人的常定工。非常定工种人员大约占总人数的30%~40%。综采工作面非常定工种的主要人员是移架工，移架工作包括降柱、拉架、调架、清矸、局部破碎时还要做端面维护。移架工通常有追机及分段两种作业方式。（1）追机作业：移架工沿工作面全长紧跟采煤机进行移架、推溜工作。（2）分段作业：沿工作面全长分成几段，每段由一个综合组负责，当采煤机进入本段范围后，追机清扫浮煤、推移输送机。3．综采工作面循环图表4．综采工作面的开机率（1）采煤机的开机率概念：指采煤机运转时间占每日可利用的采煤作业时间百分比。①月总生产时间一个月可利用的总生产时间可用下式计算：式中N——一个月可利用的总生产时间，min；z——一个月的作业天数，d；s——日生产班数，d；n——每班工作时间，h；t1——采煤机全月纯运行时间（指全月生产班内开动采煤机时间的总和），min；t2——全月事故影响时间（包括支架事故、泵站事故、采煤机事故、工作面刮板输送机事故、顺槽输送机事故、电气设备事故和冒顶事故等影响时间），min；t3——生产班生产准备时间（指更换截齿或其它必须停产做准备的时间），min；t4——其它原因停产时间（指瓦斯影响、矿井停电、提升事故等），min。②采煤机开机率（2）提高采煤机开机率的途径：①减少生产准备时间；②加强工种、工序之间的配合；③提高工作面检修质量，缩短检修时间；④严格管理，降低故障率；⑤提高全矿生产系统的可靠性。5．综采工作面的工程质量管理（1）对工作环境的要求：空气条件、工作条件、工业卫生条件、照明通讯条件；（2）工程质量管理：三直、两平、一净、两畅通；（3）机电设备的管理①各种机电设备安装处的顶板必须支护好，并进行必要的背帮，防止掉矸、片帮时影响设备运转或将设备砸坏。②如果设备安装处有滴水或淋水，应用胶皮或帆布将设备上方遮盖好，以防止水渗入电气设备内而造成绝缘程度降低。③工作面各种机电设备的安全防护装置必须齐全、完整、牢靠。④设备周围的杂物必须清理干净，特别是采煤机和输送机传动装置周围及其上面的碎煤要清除干净，以便保证设备有良好的散热条件。⑤不得在设备上放东西或打柱子，以防止设备受压后变形或损坏。⑥虽然工作面机电设备有一定过载能力，但要求尽量减少设备的反复起动次数。尤其是当工作面输送机起动不了时，应从溜槽中将煤攉出后再起动，以防止损坏设备。4．5综采工作面安全措施1．综采工作面主要工序进行时的安全技术措施（1）采煤机割煤：与普采相同；（2）移液压支架：综采工作面的移架工作完成的好坏，对工作面的安全将产生重大影响，移架工作必须符合《煤矿安全规程》第六十七条的有关规定及移架操作中的注意事项；（3）推移输送机：用输送机运料及推移时，应遵守《煤矿安全规程》第七十二条的有关规定。还应遵守前面讲的推移输送机时的注意事项。有些注意事项和炮采、普采相同；（4）维护上下出口：上下出口的维护应遵守《煤矿安全规程》第五十条的有关规定，以及前面讲的端头支护的要求和上下顺槽支护的要求。2．液压支架使用中出现问题时的处理（1）支架陷入底板的处理①当支架底座陷入不深时，只要在底座下垫几块木板，支架就可降柱前移；②支架底座陷入底板，垫木板仍拉不动支架时，可在顶梁下打一斜撑柱，然后降柱，底座就被提起，此时可将木板垫入；③底座陷入较深，用上述方法比较困难时，可借助相邻支架的前