采煤工艺及采煤基础知识解释.docx
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采煤工艺及采煤基础知识解释
一、名词解释：
1、三下？
是指建筑物下、铁路下、水体下。
2、五大灾害？
水、火、瓦斯、煤尘和顶板事故。
3、岩石分类？
通常按其成因，可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
4、地质作用包括那两部分？
根据地质作用能量来源和发生地点不同，分为内力和外力地质作用两大类。
5、煤形成的两个阶段？
第一阶段:
泥炭化阶段。
第二阶段：
煤化阶段。
6、煤质？
不同的煤，其各种元素的含量和化学结构式不同的，这就造成了煤在化学性质和物理性质上的差异性，并使其在开加工和利用过程中表现出不同的工艺性质。
7、评价煤质常用的指标？
有1、水分，2、灰分，3、挥发分，4、胶质层厚度，5、发热量，6、含矸率。
8、煤层厚度的划分？
分为三类：
1、薄煤层﹤1.3m。
2、中厚煤层1.3m～3.5m。
3、厚煤层﹥3.5m。
9、煤层顶、底板分类？
顶板可分为伪顶、直接顶和基本顶三部分。
底板又可分为直接底和基本底。
10、煤（岩）层产状三要素？
有走向、倾向和倾角。
11、煤层倾角的分类？
1、缓斜煤层倾角﹤25度。
2、倾斜煤层倾角在25～45度。
3、急斜煤层倾角﹥45度。
12、断层的分类？
根据断层两盘相对运动的方向分为：
1、正断层，2、逆断层，3、平移断层。
根据断层面走向与岩层面走向的相对关系分为：
1、走向断层，2、倾向断层，3、斜交断层。
13、煤层底板等高线图？
煤层层面上的等高线用标高投影的方法投影到水平面上，得到的图形就是煤层底板等高线图。
14、煤田？
在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积而形成的大面积含煤地带，称为煤田。
15、井田？
划归一个矿井开采的那一部分煤田称为井田。
16、阶段？
当开采缓斜、倾斜和急倾斜煤层时，通常沿煤层倾斜方向，按一定的标高将井田划分为若干个平行于走向的长条形部分，每个长条形部分称为阶段。
17、开采水平？
布置有主要运输大巷和井底车场，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平，称为开采水平。
18、井底车场？
井底车场是连接井筒和主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。
19、井底车场的分类？
环形式（又分：
卧式、斜式、立式）；折返式（又分：
梭式和尽头式）。
20、立井？
有直接通达地面出口的垂直巷道，也称竖井。
21、平硐？
有直接通达地面出口的水平巷道。
22、石门？
没有直接通达地面的出口，布置在岩层中和岩层走向垂直或斜交的水平巷道。
23、上山？
没有直接通达地面的出口，位于开采水平之上，从主要运输大巷沿煤层或岩层由下向上开掘的倾斜巷道。
24、开拓巷道？
为全矿井或一个水平服务的航道称为开拓巷道。
25、准备巷道？
为一个采区或两个以上的回采工作面服务的巷道称为准备巷道。
26、三量？
开拓煤量；准备煤量；回采煤量。
27、巷道施工的主、辅工序？
巷道施工的主要工序有破岩、装岩、运输和支护。
辅助工序有：
通风、排水、挖砌水沟、测量和铺轨。
28、硝铵炸药中食盐的作用？
食盐是消焰剂，它不参与爆炸反应，其作用是吸热降低爆温，对引爆瓦斯能起阻化作用。
29、电雷管的分类？
根据电雷管爆炸间隔时间的长短，可分为瞬发电雷管、秒延期电雷管和毫秒延期电雷管。
30、采煤工艺？
由于煤层的自然条件和采用的机械部同，完成回采工作各工序的方法就不同，并且在进行的顺序、时间和空间商必须有规律地加以安排和配合。
这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项各工序的方法及其配合，称为采煤工艺。
31、采煤方法？
是采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合。
两者相互影响和制约，根据不同的地质条件及开采技术条件，可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法。
32、采煤系统？
在采区（盘区）或条带等开采单元内，准备和回采巷道的布置以及按其建立运输、通风等生产系统的总称，称为采煤系统。
33、壁式采煤体系的特点？
采煤工作面长度较长，通常在80-250m左右；在采煤工作面两端至少各有一条回采巷道，用于通风和运输；采落的煤沿平行于采煤工作面煤壁的方向运出采场；随着采煤工作面的推进，要及时有计划的处理采空区；此外，壁式体系采煤法工作面的通风状况良好。
34、柱式采煤体系的特点？
采煤工作面长度较短，一般10-30m左右，但工作面数目多，需要开掘大量的巷道，掘进率高；采落的煤垂直于采煤工作面煤壁的方向运出采场，回采生产过程中一般没有才空区处理的工序；工作面内的通风条件较差，采出率较低。
35、矿山压力？
通常把由于采掘而引起的巷道及采煤工作面周围岩体内的力及其作用过程，称为矿山压力，简称矿压。
36、矿山压力显现？
在矿山压力的作用下，造成围岩变形、移动、破坏等一系列力学现象，称为矿山压力显现，简称矿压显现。
37、周期来压？
对工作面产生周期性的来压显现，称为周期来压。
38、周期来压步距？
两次周期来压（垮落）时工作面之间的距离，称为周期来压（垮落）步距。
39、进刀？
滚筒采煤机每割一刀之前，必须使其滚筒切入煤体，这一过程称为进刀。
40、采空区处理方法？
采空区处理方法有：
全部垮落法、全部充填法、局部充填法、缓慢下沉法及煤柱支撑法等。
41、综合机械化采煤工艺过程？
综采工艺是用机械破煤、装煤、运煤，液压自移支架支护的采煤工艺系统。
42、液压支架支护方式？
综采面按照割煤、移架、推移输送机三个主要工序进行的不同顺序，分：
及时支护和滞后支护。
43、矿井通风的任务有哪些？
1、供给井下人员足够的新鲜空气，每人每份种不得少于4m3。
2、冲淡并排出井下有毒有害气体及矿尘，使各用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害的浓度在《煤矿安全规程》规定的安全浓度以下。
3、由于井下条件恶劣，空气常常是湿度大、地热明显，所以通过通风调节气候条件，创造良好的工作环境。
44、降低通风助力的措施有哪些？
1、降低摩擦阻力的措施⑴、因R摩与S3成反比，所以扩大巷道断面是最有效的措施，特别是对于风量较大的进、回风巷道。
⑵、因R摩与L成正比，所以应尽可能缩短风流路线。
⑶、因R摩与U成正比，所以在断面相同的条件下，要选用周长较小的巷道断面。
⑷、因R摩与a成反比，所以要减小摩擦阻力系数，选用粗糙度较小的支护方式支护巷道。
2、降低局部阻力的措施：
⑴、在连接不同断面的巷道时，要把连接处做成斜线或圆弧形。
⑵、巷道拐弯处，转角越小越好，在拐弯的内侧做成斜线或圆弧形，尽量避免出现直角拐弯。
⑶、减少产生局部阻力巷道的风速及巷道粗制度。
⑷、在风筒或通风机的进风口安装集风器，在出风口安装扩散器。
⑸、及时清理巷道中的堆积物，并尽量不在主要通风巷道内长时间停留成串矿车。
45、矿井常见的通风构筑物有那些？
一般分为两大类1、引导风流的设施有风板、风硐和枫桥。
2、隔断风流的设施主要有挡风墙、风门和防爆门等。
46、矿井瓦斯？
从广义上讲，凡是从煤层或岩层中放出或在生产中产生涌入矿内的各种有害气体，统称为矿井瓦斯。
因为甲烷在各种气体中所占比重最大，可达80-90℅.所以，我们一般情况下讲的瓦斯就是指甲烷。
47、绝对瓦斯涌出量？
矿井在一定时间内所涌出的瓦斯量，m3/min。
48、矿尘？
在矿井建设和生产过程中所产生的各种矿物质的细小微粒，统称矿尘。
49、矿井井下透水征兆？
透水前的征兆有：
1、煤壁或巷道壁“挂红”、“挂汗”；2、巷道空气变冷；3、煤层发潮、发暗；4、巷道产生雾气；5、顶板来压、淋水加大或底板鼓起有渗水；6、有“咝咝”水流声；7、有时有臭鸡蛋味。
50、煤炭自然时人体直接感觉有哪些？
在巷道内闻到煤油味、汽油味和轻微芳香气味，表明自然已发展到自热阶段的后期；当人接近火源附近时会有头痛、闷热、精神疲乏等不适之感；巷道内能看到雾气及支架上出现水珠。
51、冒顶前的征兆？
（1）、响声。
岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时，木支架会发出劈裂声，紧接着出现折梁断柱现象；金属支柱的活柱急速下缩，也发出很大响声。
有时也能听到采空区顶板断裂的闷雷声。
（2）、掉渣。
顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加，随着就会出现顶板掉渣现象。
掉渣越多，说明顶板压力越大。
（3）、片帮。
冒顶前煤壁所受压力增加，变的松软，片帮煤比平时多。
（4）、裂隙。
顶板裂隙，一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。
若裂隙加深加宽，说明顶板继续恶化。
（5）、脱层。
顶板冒落前，往往出现脱层现象。
（6）、漏顶。
破碎的伪顶或直接顶，在大面积冒顶之前有时因为背顶不严或支架不牢出现漏顶现象。
漏顶如不及时处理，会使棚顶托空，支架松动，顶板岩石继续冒落，就会造成没有响声的大冒顶。
52、井下发生事故时现场人员的行动原则？
认真分析判断灾情，仔细观察事故造成的各种异常变化和迹象，尽可能了解事故发生的地点、性质和范围，并对灾害危害程度作出判断，以最快的方式向矿调度室汇报，同事向事故可能波及的区域发出报警。
积极安全地消除或抑制事故，现场人员要沉着冷静根据现场条件和事故性质，在保证人员安全的前提下，尽一切可能控制和消除事故，最大限度地减少事故造成的损失。
当事故发展迅速无法进行现场抢救，或灾区条件急剧恶化，可能危及人员安全，以及接到上级撤退命令时，井下职工应立即有组织地沿安全路线或安全条件最好、距离最短的路线，迅速撤离灾区。
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
3
3
3
4
13
电工
1
1
1
6
9
泵站工
1
1
1
2
5
转载机司机
1
1
1
3
6
输送机司机
1
1
1
3
6
支架工
8
8
8
4
28
巷道维修工
5
5
5
6
21
胶带机司机
1
1
1
6
9
装车工
2
2
2
6
运料工
6
6
管理人员
2
2
2
2
8
材料员
1
1
油质管理员
1
质量验收员
1
1
1
1
4
办事员
1
1
送饭工
1
1
1
1
4
其他
1
1
1
1
4
合计
28
28
28
48
132
（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
m
3.28~3.36
2
推进长度
m
1232
3
煤层倾角
（°）
2~6
4
工作面长度
m
152~144.5
5
煤的容重
kg/m3
1350
6
工业储量
万t
90.9630
7
采出率
%
95
8
截深
m
0.8
9
日产量
t
6138
10
装机容量
kW
2972.5
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
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