煤矿开采学知识点总结Word格式文档下载.docx
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11、矿井巷道的开掘顺序原则：
尽量采用平行作业;
尽快惯通风路。
矿井主要生产系统1）运煤系统2）通风系统3）运料排矸系统4）排水系统5）动力供应（电、压风）6）通讯、监测系统
第二章 长壁跨落采煤方法与采煤工艺
1、采煤工艺—采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。
2、采煤系统—回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互位置关系。
3、采煤方法—采煤工艺与采煤系统的综合。
采场----用来直接采取大量煤炭的场所
4、采煤工作面---在采场内进行回采的煤壁
5、采煤方法分类按倾角分近水平煤层采煤法缓倾斜煤层采煤法倾斜煤层采煤法急倾斜煤层采煤法按厚度分薄及中厚煤层采煤法厚煤层采煤法（分层开采整层开采（综放、大采高））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法
按推进方向分类走向长壁采煤法倾斜长壁采煤法（俯斜，仰斜）按采空区处理方法分类
垮落采煤法刀柱（煤柱支撑）法充填采煤法
6、壁式体系采煤法1）薄及中厚煤层单一长臂采煤方法单一走向长臂垮落采煤法（单一长臂采煤法）单一长臂刀柱式采煤法（煤层顶板极为坚硬）单一伪斜走向长臂采煤发（急斜煤层）2）厚煤层分层开采的采煤方法按厚煤层分层方法分：
倾斜分层水平分层斜切分层倾斜分层—将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采。
水平分层—将厚煤层分成若干与水平面相平行的分层，然后逐层开采。
斜切分层—将厚煤层分成若干与水平面成一定角度的分层，然后逐层开采。
3）厚煤层整层开采的采煤方法
7、壁式体系采煤法一般特点:
工作面较长，80--250m;
工作面两端，一般至少各有一条回采巷道;
一般顶板暴露面积大，矿山压力显现较为强烈;
工作面运煤的刮板输送机与工作面平行
8、柱式体系采煤法房式采煤法房柱式采煤法
第三章单一长臂采煤法采煤工艺
1、炮采——爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，单体柱支护。
普采——采煤机落煤，机械及人工装煤，机械化运煤，单体柱支护。
综采——采煤机落煤，机械及人工装煤，机械化运煤，液压支架支护。
2、爆破采煤工艺工艺过程打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支柱和回柱放顶
爆破落煤工序：
打眼，装药，填炮泥，连炮线，放炮。
炮眼布置：
单排眼;
双排眼三花眼对眼三角眼;
三排眼五花眼
装煤与运煤装煤：
爆破装煤人工装煤机械装煤
运煤：
SGW—40或SGW—44型刮板运输机。
移动千斤顶一台/6m，机头机尾各3台。
炮采工作面支护与采空区处理
工作面支护
（1）支柱类型：
单体支柱和金属摩擦支柱。
（2）布置形式：
正悬臂齐梁直线柱，常用;
正悬臂错梁三角柱，很少用。
（3）控顶排数：
最小三排，最大五排，推进一次或两次放顶一次。
（见五回二见四回一）
特种支柱：
切顶墩柱木支柱：
丛柱，密集，木垛，斜撑
采空区处理：
尽量采用全部跨落法。
（1）全部跨落法——当工作面从开切眼推进一定距离后，主动撤除采煤工作空间以外的支架，使直接顶自然垮落，以后，随着工作面推进，每隔一定距离就按计划回柱放顶。
一般是三、五排放顶或三、四排放顶。
（2）最大控顶距——工作空间达到的允许最大宽度。
（3）最小控顶距——回采工作所需要的最小宽度。
（4）两者之差是放顶步距。
（5）放顶方法：
回柱绞车回拄——木支柱;
人工回柱——单体柱或金属柱;
回柱顺序——自下而上，自采空区侧向煤壁。
3、普通机械化采煤工艺
普采工艺方式—用机械化方法破煤、装煤、输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺
工作面布置：
运输平巷回风平巷开拓眼
工作面设备：
采煤机运输机单体液压支柱金属铰接梁乳化液泵站
采煤机进刀方式直接推入缺口斜切进刀（端头）（留三角煤割三角煤）中部斜切进刀
钻入式进刀
采煤机割煤方式1双向割煤往返一刀2∞字形割煤往返一刀3单向割煤往返一刀4双向割煤往返两刀
工作面支护单体液压支柱与铰接顶梁
支架布置方式按悬臂顶梁与支柱关系分为正悬臂与倒悬臂按梁的排列特点分为齐梁式与错梁式
端头支护1单体支柱加铰接顶梁支护2用4~5对加长梁加单体支柱组成的迈步走向抬棚支护3用基本支架加走向迈步抬棚支护
4、综合机械化采煤工艺
综合机械化采煤工艺方式
采煤工作面破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区全部实现机械化的采煤工艺。
进刀方式直接推入法进刀工作面端部斜切进刀综采面中部斜切进刀滚筒钻入法进刀
割煤方式往返一次割两刀往返一次割一刀
移架方式单架依次顺序式：
单架依次顺序式一架一架移简单，适用不稳定顶板，应用较多，移架时卸载面积小，顶板下沉量小
分组间隔交错式：
沿采煤机行走方向移架速度快，适用顶板较稳定，每次不超过3架
成组整体顺序式：
一组/次2～3架/组
综采工作面工序配合方式及时支护方式先移架，后推移输送机滞后支护先推移输送机，后移架
其他条件下机采工艺特点
5、采煤工艺方式的选择综采高产、高效、安全、劳动条件好和劳动强度小。
设备价格高，初期投资大，受地质条件限制大。
普采对地质变化适应性比综采强，工作面搬迁容易。
对推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲较发育的工作面，可取得较好的效果炮采机械化水平低，人工劳动强度大，效率低，但对地质条件适应性强，技术装备投资少，操作技术易掌握，管理简单
6、采煤机日开机率K就是采煤机运转时间占每日时间的百分比。
班开机率可粗略表示为班纯割煤时间与班作业时间之比
7、影响工作面长度的技术因素设备条件煤层地质条件通风能力及瓦斯涌出量
影响工作面长度的经济因素产量日进刀数工效
8、工作面作业形式两采一准或边采边准两班半采煤、半班准备三班采煤一班准备
采煤工作面劳动组织形式分段作业追机作业分段接力追机作业
第四章单一走向长壁采煤法采煤系统
单一走向长壁采煤法采煤法主要用于缓斜、倾斜薄及中厚煤层或缓斜3.5-5.0m厚煤层
1、掘进第一步采区石门1----采区下部车场3------采区上山4、5-----采区上部车场6-----采区回风石门2（贯通）
第二步
?
采区上山4-----中部车场7----区段回风巷8区段运输巷9（每隔150m掘联络巷11）
开切眼‚上部采场6-----区段回风巷10----采区边界留10m的采区边界煤柱
ƒ掘硐室
第三步安装通风设施机电设备试运转15天移交生产
运料系统?
采煤面料采区运输石门1---采区下部车场3----轨道上山4----上部车场6----区段回风巷10----工作面上口
‚掘进面料采煤面料采区运输石门1---采区下部车场3----轨道上山4----中部车场7’-----------8’区段回风巷9’区段运输巷-----掘进面
运煤系统工作面煤区段运输巷9------运输上山5-----采区煤仓12-----采区运输石门1--外运
排矸系统8’区段回风巷9’区段运输巷------中部车场7’----轨道上山4---采区下部车场3------采区运输石门1-----外运
通风系统
供电系统：
从运上输入
压风及安全用水系统：
（管路经运上）
2、构成采区生产系统的巷道类型
1、回采巷道—直接为回采工作面服务横向（沿走向）;
2、上山巷道—为各区段服务,纵向（沿倾斜）;
3、采区上、中、下部车场—联结上山与区段平巷纵—横相联;
4、硐室：
绞车房、变电所、煤仓等。
5、附属于上述各类巷道的联络巷。
3、采煤系统分析
采煤系统—回采巷道的掘进与回采工作在时间上配合及在空间上的相互关系。
坡度---尽量布置水平巷道方向-----与煤层走向一致
机巷---直轨巷-----平
4、区段平巷的单巷布置和双巷布置
双巷：
第二条放移动变电站。
有利于掘进通风、排水，有利于探煤
缺点：
电缆移设复杂，影响液压支架的通过，不能开缺口。
维护困难，掘进费用高。
单巷：
1）移动变电站在上巷，风流反向，小于10度;
不能自开缺口。
2）移动变电站在下巷，常用方式，皮带一般应靠下帮布置。
适用于瓦斯含量不大、煤层埋藏较稳定、涌水量不大
5、单工作面和双工作面布置
对拉工作面：
下工作面要比上工作面短，煤向上运，电机功率有限
通风方式：
第一种中间进，上下回;
或上下进，中间回;
第二种中下进，上回;
错距小于5m，通常下超前上。
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：
非综采，煤层倾角小于12度，顶板中等稳定以上，瓦斯不大。
条件还可放宽。
6、回采顺序后退式前进式往复式旋转式
7、区段无煤柱护巷
有沿空留巷和沿空掘巷两种好处可避开或削弱固定支撑压力的影响，能改善巷道维护状态，减少煤炭损失，减少掘进量，经济效果显著。
沿空留巷（巷帮充填）：
工作面采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道
分为前进式沿空留巷后退式沿空留巷和往复式沿空留巷
适用于缓斜和倾斜、厚度在2m以下的薄及中厚煤层
沿空掘巷
特点：
沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。
缓倾斜、倾斜，厚度较大的中厚和厚煤层。
8、采场通风方式和回采巷道布置
1、工作面通风的要求:
符合安全规程，防止上隅角瓦斯聚积;
防漏风;
通风系统简单;
风巷断面足够。
2、通风方式有U、Z、Y、H、W型5种。
单一长壁采煤法的应用适用条件：
顶板易于冒落的缓倾斜、倾斜的薄、中厚及厚煤层（5.5m以下）。
第五章倾斜煤层走向长壁下行跨落采煤法
1、基本概念1、倾斜分层—将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采
2、回采顺序：
下行式—先采顶分层，依次下行回采各分层，垮落法管理顶板，称倾斜分层下行垮落采煤法
3、分层同采：
在同一区段范围内，上、下分层工作面错开一定距离同时采煤，称：
“分层同采”
4、
分层分采：
在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个分层称“分层分采”或“大扒皮”
2、示例
掘进顺序第一步岩石运输大巷1-----采区下部车场3----轨道上山5运输上山4----采区上部车场6-----岩石回风大巷2
第二步第一区段上部总回风巷2---回风小石门13---上分层回风平巷15
第一区段下部轨道上山5运输上山4-----甩车场7区段回风石门8----开切眼
区段轨道集中平巷9----联络斜巷11----上分层运输平巷14
同时掘硐室、车场
运煤系统工作面---上分层运输平巷14（中分层运输平巷20）-----溜煤眼12----区段运输集中平巷10------区段溜煤眼18----运输上山4------采区煤仓19-----岩石运输大巷1
运料系统岩石运输大巷1-------采区下部车场3----轨道上山5---采区上部车场6-----岩石回风大巷2---回风小石门13---上分层回风平巷15（中分层回风平巷21）---工作面
分层工作面所需料岩石运输大巷1-------采区下部车场3----轨道上山5---甩车场7--区段轨道集中平巷9--------联络斜巷11----掘进工作面（上分层运输平巷14（中分层运输平巷20））
掘进出煤运送上分层回风平巷15中分层回风平巷21------回风小石门13-----岩石回风大巷2----采区上部车场6-----轨道上山5----采区下部车场3岩石运输大巷1
上分层运输平巷14（中分层运输平巷20）--溜煤眼12---区段运输集中平巷10------区段溜煤眼18----运输上山4------采区煤仓19-----岩石运输大巷1
3、分层平巷的布置形式倾斜式布置（内错式外错式）水平式布置垂直式布置
4、区段集中平巷的布置优点P94
布置方式1）一煤一岩式——留煤柱，维护时间长，困难
2）机轨合一优点：
省一条区段集中巷和一些联络巷，维护量少，运输设备安装方便。
断面较大，速度较慢，没有煤巷定向。
较好。
尤其综采应用较多，挂中线定向掘进，上下允许有起伏。
位置布置要求1巷道与煤层底板之间的垂直距离应不小于一定数值2将巷道布置在压力传递影响角之外3选择好的岩层4避开含水层、地质破碎带
分层平巷与集中平巷之间的联系方式石门，斜巷和立眼。
分层同采的合理错距超前掘进和回采的前提——基本稳定;
滞后时间〉3-4个月，错距现场确定
5、无区段集中平巷的布置优缺点
6、跨上山回采时的巷道布置目的：
不单是为回收上山煤柱。
能减少自燃，改善上山应力状态，最主要是减少综采的搬家次数，200万/次缺点：
对石门破坏严重。
注意：
1.底板岩石>
10m。
2.两面不能同时跨越。
3.停采线不能与上山太近，>
20m。
4.不留区段煤柱，以防压上山。
7、无煤柱护巷时的巷道布置沿空留巷——只在顶分层，中下分层无定论沿空掘巷——恢复溜煤斜巷（书上P90），指有区段集中巷。
通过区段石门，没有区段集中巷。
8、采煤工艺特点顶分层回采工艺特点顶分层增加了为下分层铺设人工假顶或形成再生顶板的工作
人工假顶1、竹笆、荆笆假顶2、金属网假顶3、塑料网假顶
再生顶板煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩层，冒落后注水或注泥浆，在上覆岩层重压下形成再生顶板。
一般4---6个月胶结形成。
假顶下采煤工艺的特点
（一）假顶下支护及顶网管理
（二）假顶下的放顶工艺（三）分层采高的控制
1）有效解决中倾斜以下厚煤层开采时顶板支护和采空区处理问题;
顶分层以下各分层矿压显现缓和。
2）安全;
3）采出率高;
4）技术经济指标较好。
1）铺假顶工作量大;
2）巷道维护较困难;
3）生产组织管理工作较复杂;
4）开采易自燃煤层，采取防自燃措施等。
第六章倾斜长壁采煤法
倾斜长壁采煤法&
回采工作面沿煤层走向布置，沿倾斜（仰斜或俯斜）推进采煤。
或长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。
该法采煤量占总产量的12%以上。
1、示例
单一倾斜长壁采煤法采煤系统
倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法采煤系统
2、采煤系统分析
1）、仰斜开采—采面沿倾斜从下向上推进采煤。
适用：
顶板稳定，煤质较硬;
顶板淋水大;
煤易自燃需注浆
2）、俯斜开采—采面沿倾斜自上向下推进采煤。
煤厚，倾角大，煤松软易片帮，瓦斯含量大。
3、单工作面与双工作面
1）、单工作面布置炮采、普采、综采均可。
2）、双工作面（两面三巷）普采、炮采。
1、前进式----回采工作面从大巷向井田边界方向推进采煤。
2、后退式回采-----回采工作面从井田边界向主要水平大巷方向推进采煤。
3）、混合式-----往复式—前进式与后退式回采相结合。
4、主要巷道类型
1、回采巷道—为采面服务，沿煤层倾斜线或伪斜线开掘的斜巷2、水平运输和回风大巷3、联接水平大巷与各煤层回采巷道的联络巷4、硐室倾斜长壁取消了采（盘）区上（下）山巷道。
布置方式：
井筒—井底车场—主石门—水平大巷—回采巷道
5、运输系统问题1）运煤—胶带机2）辅运—运送物料困难，长距离斜巷多台小绞车;
无极绳运输;
单轨吊;
卡轨车、齿轨车
6、采煤工艺特点
煤层倾角对顶板稳定性影响：
1）、仰采：
（1）顶板产生向采空区方向的分力
（2）顶板受向下拉力，不易获得平衡（3）煤壁易片帮（4）采空区顶板冒落滚向采空区（5）支架主要作用是支撑顶板
（6）支撑式或支掩式支架;
当倾角大于12度时，支柱迎山角为6度，设置复位千斤顶;
防片帮装置，锚杆;
大拉力的推移千斤顶
2）、俯采：
顶板产生指向煤壁的分力;
岩层受压力，顶板易平衡，稳定;
煤壁稳定,不易片帮;
矸石易窜入采面;
支架支撑顶板，防矸石窜入工作面;
支掩式：
掩护梁上有防窜装置
7、评价及适用条件
1）、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。
运输费用低（3）由于倾斜长壁工作面的回采巷道既可以沿煤层掘进，又可以保持固定方向，故可使采煤工作面长度保持等长，从而减少了因工作面长度的变化给生产带来的不利影响，对综采面机械化采煤非常有利。
有利于普采工作面的集中生产。
4）通风系统简单，风路短，通风构筑物减少。
（5）对某些地质条件适应性强（6）技术经济效果比较显著。
2）、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;
（4）存在着污风下行问题。
3）、适用条件
（1）倾角在12度以下的煤层，效果最好。
（2）采取一定技术措施，可适用于12度---17度的煤层。
（3）可据地质构造的特点采面呈伪斜布置。
（4）不同采深、围岩特性、沼气涌出量及水涌出量均可采用倾斜长壁开采。
（5）据不同倾角，同一矿井亦可采用倾斜长壁和走向长壁配合开采。
第七章放顶煤采煤法
1、基本特点及类型概念：
在缓斜厚煤层的底部（或煤层上部某一范围的底部）布置长壁工作面用常规方法进行采煤，随该工作面推进，利用矿山压力或人工破碎方法，将顶煤破碎，而后将顶煤放出，由采面运出。
基本特点：
采底层，上部冒落放出，高位、中位、低位，过程，不充分碎裂体，较充分，冒落放出
基本类型1、一次采全厚放顶煤开采2、预采顶分层网下放顶煤开采3、倾斜分层放顶煤开采
2、放顶煤开采支护设备
单输送机高位放顶煤支架煤尘大、采放不能平行作业、回收率低双输送机中位放顶煤支架双输送机低位放顶煤支架后输送机铺在底板上，煤尘小，有发展前景
3、矿压显现特点及顶煤破碎机理顶煤破碎机理煤层的采出必然造成煤壁前方的应力集中，即形成支承压力。
随工作面的继续推进，顶煤又先后承受顶板和支架的作用。
顶煤破碎是支承压力、顶板活动（回转）及支架支撑共同作用的结果。
其中支承压力对顶煤有预破坏作用，是顶煤实现破碎的关键，顶板回转对顶煤的再破坏作用使顶煤进一步破碎，但它是以支承压力的破煤作用为前提。
而而支架仅对下位2--3M范围的顶煤作用较为明显。
顶煤破坏过程
破坏发展区：
受顶板回转作用，煤壁前方附近顶煤发生破坏，裂隙扩展，位移增大。
裂隙发育区：
支架反复支撑，控顶区内的顶煤形成发育的裂隙。
支架反复支撑，形成交变应力，破碎效果提高。
梁长顶煤破碎加剧，顶上易冒空。
支架反复支撑的次数n与顶梁长度L及截深B有关。
垮落破碎区：
顶煤完全破坏，失支连续性，在支架后方垮落放出。
4、放顶煤工艺特点顶煤放出规律椭球体放矿理论认为：
矿石在采场破碎后，是按近似椭球体形状向下自然流动下来的，即原来所占的空间形状为一个旋转椭球体，放煤椭球体表面上的颗粒将大体同时到达放煤口。
放煤步距（循环放煤步距）：
在工作面推进方向上，前后两次放顶煤之间工作面推进的距离。
确定放煤步距原则：
顶煤充分破碎，提高采出率，减少煤矸混杂。
放煤方式：
放顶煤工作面放煤顺序、次数和放煤量的配合方式
1）、多轮、分段、顺序、等量放煤2）、多轮、间隔、顺序、等量放煤3）、单轮、间隔、多口放煤4）、单轮、多口、顺序、不等量放煤
5、工作面长度及推进长度合理的工作面长度应是在一个生产班内能将工作面内的顶煤全部放完。
煤炭采出率国家规定：
厚及特厚煤层的采区煤炭采出率不得低于75%。
采区内的煤炭损失可分为工作面内和工作面外的两部分。
工作面内煤炭损失分析初采损失率末采损失率端头损失率采煤工艺损失率
6、适用条件及评价
优点单产高;
效率高;
成本低;
巷道掘进量小;
减少了搬家倒面次数，节省了采煤工作面的安装和搬迁费用;
对煤层厚度变化及地质构造的适应性强。
问题不足煤损多;
易发火;
煤尘大;
瓦斯易积聚。
适用条件1）煤层厚度：
M=6----10m为佳，过小易超前冒顶，过大破坏不充分;
2）煤层硬度煤的坚固系数应小于33）煤层倾角倾角不宜过大否则支架易滑倒4）煤层结构5）顶板条件应具有随顶煤下落的特性6）地质构造7）自然发火、瓦斯及水文地质条件
第八章急倾斜煤层采煤法
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