煤矿开采方法(三)--采煤工作面开采工艺05

,小 结,结合开采煤层基本条件和采煤工作面围岩性质与压力显现特点,支护设备性能,以及与其他配套设备,进行支护设备选型。目前选择放顶煤液压支架主要是以低位放顶煤支架为主。在资金比较紧张的中型和局部大型矿井,一般首先考虑采用轻型放顶煤液压支架。,任务二 综采放顶煤支护设备的选用,知识点,技能点,放顶煤开采的主要工艺过程;,放顶煤开采中初采与末采的工艺过程;,放煤步距选择、放煤方式确实定、端头放煤的特点；,了解初采与末采时工艺；,了解放煤方式、放煤步距；,任务三 放顶煤采煤工艺,任务三 放顶煤采煤工艺,一、放顶煤综采主要工艺过程,采煤机割煤,移架及时支护,推移前部输送机,拉后部输送机,翻开放煤口放顶煤,二、放顶煤工作面的初采和末采放煤工艺,1放顶煤开采的初采、初放,目前在大多数综放工作面，推出切顶巷和深孔爆破技术提高初采放出率。切顶巷技术是减少初采期间顶煤垮落步距和提高初采回收率的一种技术。其方法是在工作面开采前在切眼外上侧沿顶板开掘一条与切眼平行的辅助巷道，称为切顶巷。同时，在巷道的一帮打眼放炮，扩大切顶效果。,任务三 放顶煤采煤工艺,二、放顶煤工作面的初采和末采放煤工艺,2放顶煤开采的末采与顶板管理,近年来在综放开采的实践中，普遍缩小了不放顶煤的范围，一般提前的距离缩短到10m左右停止放顶煤并开始铺设顶网。停止放顶煤位置确定：一是保证撤架空间处于稳定的顶板条件之下，即选择合理的停采线位置；二是有效地防止采空区前方矸石窜入工作面，即矸石应能够压住金属网。如顶板条件好不铺网时，应在综放设备允许的爬坡范围内尽量加大爬坡的坡度，减少不放煤得范围。在到停采线时，使支架基本贴近顶板，将易垮落的煤体变为底板上的实体煤。,任务三 放顶煤采煤工艺,三、放煤步距,放煤步距是相邻两循环之间综放工作面向前推进的距离，称为循环放煤步距。合理地选择放煤步距，对提高采出率、降低含矸率十分重要。放煤步距与顶煤厚度、煤层基本性质、煤体破碎特征、松散程度及放煤口的位置有关。经验公式：,L=（0.150.21）h,式中：L放顶煤步距，m；,h放煤口至煤层顶部的高度，m。低位放顶煤时h=M0.5；中位放顶煤时h=M0.9，M为放顶煤开采的煤层总厚度，m。,一般情况下，顶煤厚度大于58m时，可采用两刀或三刀一放；顶煤厚度小于35m时，多采用一刀一放。,任务三 放顶煤采煤工艺,三、放煤步距,不同放煤步距下煤矸运动状态,(a)大放煤步距；(b)合理放煤步距；(c)小放煤步距,放煤步距过大时，在上方矸石到放煤口后，其采空区后面仍有一局部顶煤没有放出，造成顶煤的过多损失。放煤步距过小时，前方矸石易混入放煤口，影响媒质，并容易误认为煤已放尽，停止放煤，造成上部顶煤的丧失。放煤过程中不能保证既不混矸又不丢煤，合理的放煤步距只是把煤炭采出率和混矸率操作在一定范围内。,任务三 放顶煤采煤工艺,四、放煤方式,五、端头放煤,1单轮顺序放煤,2多轮顺序放煤,3单轮间隔放煤,目前解决端头放煤的途径主要有以下三种：,1.加大巷道断面尺寸,将工作面输送机的机头和机尾布置在巷道中,取消过渡支架;,2.使用短机头和短机尾工作面输送机或侧卸式工作面输送机；,3.采用带有高位放煤口的端头支架,实现端头及两巷放顶煤。,任务三 放顶煤采煤工艺,小 结,放顶煤工作面的煤层基本条件与选择的支护设备，进行放顶煤工作面的开采工艺。首先确定开采工艺方式和工序循环的过程；根据综放工作面顶煤的特点，选择确定放煤的步距和放煤的方式。提出提高工作面放出率和工作面的采出率。,任务三 放顶煤采煤工艺,课题五 其他条件开采工艺,主要介绍厚煤层倾斜分层开采与倾向长壁开采时开采工艺的基本特点，在开采条件适合时能够合理选择采煤工艺。,知识点,技能点,上分层开采工艺特点与人工假顶铺网；,再生顶板形成特点；,下分层开采特点与假顶下的支护方式。,分层开采主要适用条件；,了解合理地选择和确定人工假顶；,了解人工假顶的铺设工作和质量检查,。,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,一、顶分层采煤工艺的特点,顶分层采煤工作面的顶板是煤层的原生顶板，其采煤工艺与单一的等及中厚煤层长壁采煤法基本相同，只是增加了要为下局部层铺设假顶或形成再生顶板的工作。,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,一、顶分层采煤工艺的特点,1人工假顶,1）竹笆（或荆笆）假顶,铺设如右图,1底梁；2笆片；,3小笆片；4输送机；,5柱鞋；6支柱,通常中、小型矿井的少数炮采或一般机采工作面使用。,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,一、顶分层采煤工艺的特点,2）金属网假顶,主要有铺顶网和铺底网两种。与铺底网方式相比，铺顶网具有以下突出优点：,（1）有利于改善工作面顶板管理。,（2）可提高原煤质量和支柱回收率。,（3）可提高煤炭采出率。,（4）可简化采煤工艺、提高效率。,金属网网孔形状,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,一、顶分层采煤工艺的特点,工作面铺顶网示意图,1新挂网；2原顶网；3网接头,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,一、顶分层采煤工艺的特点,3）塑料网假顶,矿用塑料网假顶是用聚丙烯树脂制成的塑料带编织而成。塑料网具有无味、无毒、阻燃、抗静电、重量轻、体积小、柔性大、耐腐蚀等优良性能。使用塑料网后可显著降低铺联网工作的劳动强度，提高效率，可防止铺设金属网时金属丝扎、挂工人手脚等事故，且由于塑料网抗拉强度高、使用寿命长，减少了下分层补网的工作量。塑料网的缺点是，抗剪能力差。,一、顶分层采煤工艺的特点,2再生顶板,如果煤层的顶板为页岩或含泥质成分较高的岩层，顶分层开采后，采空区中垮落的破碎岩石在上覆岩层的压力作用下，经过一段时间后能重新胶结成为具有一定稳定性和强度的顶板为再生顶板。,采用再生顶板最大特点是不能实行分层同采。如果煤层中含有厚度大于0.5m的夹矸层，且分布较稳定，位置对分层也较适宜，也可利用它做为分层假顶，称做天然假顶。,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,二、下分层开采采煤工艺特点,1假顶下开采顶板管理,(1)在假顶或再生顶板下回采时其顶板管理的关键在于如何管好破碎顶板以及防止漏矸。,应采用浅截式采煤机并做到及时支护。,(2)在单体支架支护的工作面，采用机采时一般采用正倒悬臂错梁齐线柱支护方式，每次割煤后都可及时挂梁进行支护。,当工作面片帮严峻时，为防止顶网下沉冒顶，可提前在煤壁预掏梁窝，挂上铰接顶梁、打贴帮柱进行超前支护。,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,二、下分层开采采煤工艺特点,2假顶下的放顶工艺,由于人工假顶或再生顶板易于垮落，工作面周期来压不明显，放顶时一般常采用无密集支柱放顶。,在工作面初次放顶时应加强对顶网的管理，开帮循环进度不宜太大，工作面可架设适量的木垛、戗棚、斜撑柱等以增大支架的稳定性。,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,二、下分层开采采煤工艺特点,3、厚煤层倾斜分层适用条件及评价,倾斜分层下行垮落采煤法是厚煤层开采的传统方法,倾斜分层开采较好地解决了缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题,有利于在此类煤层条件下实现平安生产,提高煤炭资源的采出率,能够获取较好的综合经济效益指标。,这种采煤方法的存在的缺点主要是铺设假顶工作量大,巷道维护较困难,生产的组织管理工作较为复杂,在开采易自燃煤层时,煤炭自燃问题比较严峻,需采取防治煤炭自燃的特殊措施等。,任务一 厚煤层倾斜分层长壁采煤工艺,技能点,知识点,任务二 倾斜长壁开采工艺,能根据工作面开采条件设计开采工艺；,制定倾斜长壁开采的平安技术措施。,倾斜长壁开采的工艺特点；,仰斜、俯斜开采顶板管理特点；,倾斜开采方式的主要适用条件。,任务二 倾斜长壁开采工艺,一、仰斜长壁开采工艺,1仰斜长壁开采工艺分析,1）主要优点,（l）顶板的涌水可以直接流入采空区,使采煤工作面保持较好的工作环境。,（2）装煤效果好,可利用煤的自重增加装煤率,减少残煤量。,（3）有利于采煤工作面的支护和顶板管理。,一、仰斜长壁开采工艺,2）存在的主要缺点,（1）煤壁容易片帮。,（2）开采设备的工作条件较差。主要表现为：,由于采煤机自重沿倾斜分力及割煤时煤壁反力的作用,采煤机将向下方采空区一侧滑移,使割煤部脱离煤壁,减少截深而降低生产能力；,采煤机还可能因倾角加大而产生向采空区一侧翻转；,输送机也将由于其自重沿倾斜的分力及骑在输送机上的采煤机上的分力作用,向采空区一侧滑移,使下帮输送链负荷加大,下方槽帮的磨损大,断链等事故增多；,由于输送机溜槽偏斜,使装煤量减少,生产能力降低；,由于机械设备在偏斜状态下工作,机器的传动系统不能得到正常的润滑。,（3）瓦斯容易超限。,任务二 倾斜长壁开采工艺,一、仰斜长壁开采工艺,3）仰斜推进时应采取的措施,（1）防止煤壁片帮的措施,必要时采煤机本身应装有防片帮挡板，以保证司机工作平安；,设法将煤壁采成斜坡；,支护设备应当有防片帮的结构；,及时进行超前支护。,任务二 倾斜长壁开采工艺,一、仰斜长壁开采工艺,（2）机械设备应采取的措施,根据具体条件，可以考虑适当减少采煤机的截深；,机采工作面可以采用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；,在输送机沿采空区一侧加三角架调平，并且使推溜器起锚固作用，同时也加强了采煤机的导向；,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；,要对处于倾斜位置的机械设备加强润滑,任务二 倾斜长壁开采工艺,一、仰斜长壁开采工艺,2仰斜开采工作面顶板管理的特点,（1）在仰斜长壁工作面中,由于开采后,暴露的工作空间的顶板已被自然裂隙或压力裂隙切割成许多岩块,顶板的下部岩层受拉力作用,加剧了顶板的破坏,由于倾角的影响顶板已破坏的岩块将产生向采空区方向的水平分力,并使工作空间的支架推向采空区一侧。,（2）由于煤壁受支承压力作用,压酥后也出现水平移动,一则容易片帮,二则增加了支架梁瑞支承点距离,使煤壁内部未悬露顶板先破裂成岩块,暴露后受水平力影响,各岩块产生水平移动,裂隙张开,导致工作空间顶板失去稳定,浮矸和活石厚度增大,恶化了工作空间的维护条件。,（3）采空区的顶板垮落岩石,由于煤层倾斜而涌向采空区,支架不承受垮落岩石压力,支架的主要作用是维护顶板。,任务二 倾斜长壁开采工艺,二、俯斜开采的工艺特点,俯斜开采是指工作面沿煤层倾斜向下推进的开采方式，对于水平大巷上方的煤层往往采用俯斜开采。,1俯斜长壁开采的工艺特点,1）俯斜推进的优点,（1）煤壁稳定性好，可以防止发生煤壁片帮事故；,（2）工作面不易聚集瓦斯；,（3）悬露出来的顶板裂缝不易继续张开，有利于顶板稳定。,任务二 倾斜长壁开采工艺,二、俯斜开采的工艺特点,2俯斜推进的缺点,（1）如果煤层及围岩有淋水，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。,（2）设备容易发生事故。,（3）采煤机装煤率较低，会有大量残煤洒落在机道上。,任务二 倾斜长壁开采工艺,二、俯斜开采的工艺特点,3）主要防治方法,（1）对涌水的治理：一是在胶带道和材料道设水沟，工作面下部设水仓，沉淀后使煤水别离。二是当顶板含水较大，可进行采前预放水。,（2）当煤层倾角较大时，可利用推移千斤顶上的锚固立柱起固定作用，防止输送机向下滑移，采用双中链运输机，减少对输送机的影响。,（3）采煤机装煤效果差，可采用以下方法进行解决：,采用单向采煤，采煤机返程时再装余煤。,在输送机上装铲煤板，推移输送机时将余煤铲入输送机中。,在采煤机上或输送机上另装一个清理余煤的装煤机，提高装煤率。,任务二 倾斜长壁开采工艺,二、俯斜开采的工艺特点,2俯采开采对液压支架的要求,（1）选用支撑掩护式支架比较适宜。为了防止顶板岩石冒落时直接冲击掩护梁，可将顶梁后臂长度增加。,（2）应在液压支架上采取限制移架千斤顶行程的措施，并加强支架与输送机之间连接的刚性。,3俯斜工作面的顶板管理特点,在俯斜工作面中，有利于顶板保持连续性及稳定性。采用单体支架时，应当结合实际情况采取有效的挡矸措施。,任务二 倾斜长壁开采工艺