第三章急傾斜煤層采煤方法課件

1、第三章 急傾斜煤層采煤方法7/19/20221云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心第一節(jié) 采煤方法發(fā)展及圍巖破壞特征 一、一般特點 煤層 ，急斜煤層開采的特點均由煤層傾角增大引起 。1、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存不穩(wěn)定 煤層由原水平狀態(tài)，經(jīng)過多次地質(zhì)變動，變成急斜煤層。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜；煤層不穩(wěn)定； 在尺寸相同、煤層數(shù)目相同的井田內(nèi)，煤的儲量相對下降。2、采下的煤和垮落矸石會自動下滑 簡化煤的運輸；帶來不安全因素3、采煤工作面行人，運料及操作等各工序均較困難 4、頂板沿傾斜方向的分力增大，垂直于層面方向的分力減小，礦壓顯現(xiàn)緩和，同時引起：工作面支架不穩(wěn)定底板巖層穩(wěn)定性下降頂板、底板均會滑動5、機械化采煤一般

2、比較困難7/19/20222云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心二、急傾斜煤層開采的特點1、礦井常采用立井（斜井）多水平集中運輸大巷和采區(qū)石門開拓方式 開采水平垂高：80 150m。 采 區(qū)走向 長：600 1000m 2、采區(qū)用一組上山眼的布置方式，或用偽斜折返上山。3、采區(qū)一般不設(shè)上、中部車場，設(shè)下部車場。4、采煤方法多樣7/19/20223云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/20224云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心偽斜折返上山1-運輸石門2-溜煤眼3-運料眼4-行人眼5-回風(fēng)石門234157/19/20225云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心三、急傾斜煤層采煤法的發(fā)展 表 急傾斜煤層采煤法的發(fā)

3、展 解放前柱式采煤高落式或殘柱式倒臺階走向長壁（20世紀(jì)50年代初）水平分層，斜切分層（20世紀(jì)50年代)解放后偽傾斜長壁（20世紀(jì)80年代）偽傾斜柔性掩護支架采煤（1965年）7/19/20226云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1、特點： 采面呈偽斜直線布置，沿走向推進；水平分段密集切頂、擋矸、隔離采空區(qū)與采面工作空間；采面分段爆破采煤，煤自溜。 為了滿足煤炭自溜又方便人員行走，工作面?zhèn)蝺A斜角度（工作面線與水平面夾角）一般為3035，工作面斜長可達到80 90m。為了溜煤、通風(fēng)、行人和溜煤眼掘進方便，工作面下部的溜煤眼不少于3個。掘成漏斗狀，并鋪有溜槽。第二節(jié) 俯偽斜走向長壁采煤法 7/19/

4、20227云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1-密集，2-人字溜煤眼，3-單邊鋼板溜槽，4-點柱2、采煤系統(tǒng)：7/19/20228云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心3、回采工藝：正常支護 金屬支柱加鉸接頂梁 密集支柱 沿傾斜45m設(shè)置一排密集支柱，一般為點柱，支柱間距0.20.3m，每排密集支柱沿走向長約45m，密集支柱隨面前移前添后回，相鄰兩排密集支柱沿煤層走向保持1.01.5m錯距。密集支柱除起切斷頂板作用外，主要用于擋矸、隔離采空區(qū)和工作面空間。分段水平密集：切頂、擋矸、隔離采空區(qū)和工作面空間7/19/20229云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（1）工作面初采a、工作面又開切眼與區(qū)段回風(fēng)巷交接處開

5、始，按工作面?zhèn)蝺A角要求自上而下推進，工作面長度逐漸增大，如圖所示。b、為便于初采時工作面出煤和人員通行，開切眼沿偽傾斜方向布置。c、隨著工作面向下推進，開切眼自上而下逐段報廢。d、當(dāng)工作面下端距回風(fēng)巷4m時，開始支設(shè)分段密集支柱。e、當(dāng)?shù)谝环侄蚊芗еL度達到5m而直接頂仍不垮落時，采用強制放頂措施。f、隨著工作面的繼續(xù)推進，不斷增設(shè)新的分段密集支柱。g、當(dāng)工作面煤壁到達圖中6的位置時，儲采工作結(jié)束。1-區(qū)段運輸巷；2-區(qū)段回風(fēng)巷；3-開切眼；4-溜煤行人眼；5-調(diào)整中的工作面煤壁；6-好的工作面煤壁7/19/202210云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（2）工作面正?；夭?采面分段爆破，一般由

6、下向上 裝煤一般由上向下，裝入搪瓷溜槽 采空區(qū)采用全部垮落法管理。當(dāng)回風(fēng)巷下方采空區(qū)出現(xiàn)大面積懸頂時，除采用人工強制放頂外，可將上區(qū)段采空區(qū)冒落矸石放入本區(qū)段采空區(qū)。7/19/202211云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（3）采面收尾 當(dāng)工作面上端推進到距收作眼4m時，工作面開始進入收尾階段，這時工作面長度逐漸縮短，如圖所示。 為滿足工作面收尾時的通風(fēng)、運料和行人需要，收作眼影始終保持暢通。為此，在收作眼靠工作面一側(cè)應(yīng)留有保護煤柱，其尺寸寬為4m，傾斜長5m。1-區(qū)段運輸巷；2-區(qū)段回風(fēng)巷；3-收作眼；4-聯(lián)絡(luò)巷；5-收尾中的工作面煤壁；6-收作眼煤柱7/19/202212云南煤礦安全監(jiān)察局安全

7、技術(shù)中心分段水平密集7/19/202213云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心俯偽斜分段單體液壓支柱密集采煤工作面布置7/19/202214云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心4、評價及適用： 優(yōu)點：采面?zhèn)涡敝本€布置，減少了煤、矸下滑速度，安全 頂?shù)装迨芰Ω纳?，相對穩(wěn)定 ，采面利用率高，單產(chǎn)高 缺點：支回柱工作量大 ，操作不方便分段密集下方“三角區(qū)”通風(fēng)條件差，易積CH4 頂如有淋水，勞動條件差 適用： 4075頂板中等穩(wěn)定，煤壁易片幫M 2m低瓦斯不適宜采用柔性掩護支架采煤法的不穩(wěn)定急斜薄及中厚煤層7/19/202215云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心第三節(jié) 偽傾斜柔性掩護支架采煤法一、采煤系統(tǒng) 偽斜柔性

8、掩護支架采煤法 偽斜柔性掩護支架采煤法是把采工作面布置呈偽斜直線，用一定結(jié)構(gòu)形式的掩護支架，將回采工作空間遮掩起來隔離采空區(qū)，使之不受冒落巖石的影響；隨著回采工作面沿走向的推進，掩護支架在其自重和冒落巖石壓力的作用下，緊隨工作面移動，采煤工作在掩護支架下進行的一種采煤方法。區(qū)段高度一般30m。7/19/202216云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心偽斜柔性掩護支架采煤法是我國在開采急傾斜煤層過程中目前最為經(jīng)濟、安全、操作簡單的一種采煤方法，也是2007年被國家煤礦安全監(jiān)察局重點推廣的一種采煤方法。在目前煤礦安全、經(jīng)濟壓力較大的情況下，作為開采急傾斜煤層的礦井更是應(yīng)優(yōu)先選用此種采煤法進行開采。7/1

9、9/202217云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心在區(qū)段范圍內(nèi)，區(qū)段運輸巷和回風(fēng)巷掘到邊界后，距采區(qū)邊界5m處掘進一對斜巷，兩巷相距58m，并沿傾斜每隔 1015m用聯(lián)絡(luò)巷貫通。斜巷貫通回風(fēng)巷后，在回風(fēng)巷中安裝掩護支架。利用這兩條斜巷逐步把水平鋪設(shè)的掩護支架下放到與水平面成2530夾角的偽傾斜位置，即形成了偽傾斜采煤工作面。7/19/202218云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心正?；夭蓵r，為保證工作面的運煤和通風(fēng)，隨著工作面的推進，在區(qū)段運輸巷內(nèi)沿走向每隔5m掘進溜煤小眼。為了使溜煤、通風(fēng)和行人互不干擾，同時維持的小眼應(yīng)不少于3個。7/19/202219云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心二、柔性掩護支架

10、結(jié)構(gòu)1-工字鋼；2-鋼絲繩；3-荊笆；4-壓木；5-撐木平板型柔性掩護支架是使用最早和最廣的一種，主要由鋼梁和鋼絲繩構(gòu)成。341257/19/202220云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1、鋼梁：長度比煤厚小0.20.4 m，便于支架下放平行排列，每米寬度排放4根（間距200300mm）。2、鋼絲繩： 直徑2535 mm 舊鋼繩掩護支架上鋼繩的寬度按架寬確定，一般架寬3m以下時用23根，架寬3m以上時用45根。3、鋼夾板和螺栓：夾板用60mm12mm的扁鐵；螺栓用12mm 16mm的圓鋼做成用鋼夾板和螺栓將鋼梁固定在鋼絲繩上聯(lián)成整體，梁間用撐木保持間距并固定。 4、荊笆：在鋼梁上交錯鋪設(shè)，23層

11、，用鐵絲與鋼梁聯(lián)緊，以隔離采空區(qū)矸石。荊笆寬度應(yīng)比鋼梁的長度稍短，以避免支架下放時，荊笆掛住頂?shù)装屙肥焕_而發(fā)生漏矸現(xiàn)象。 7/19/202221云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心三、 采煤工藝1、準(zhǔn)備回采 主要是在回風(fēng)巷里安掩護支架 ，并逐步下放支架式工作面成偽斜工作面，為正?；夭勺鰷?zhǔn)備。 7/19/202222云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心掩護支架的安裝位置：回風(fēng)平巷工作面上出口前方15 m擴巷：將回風(fēng)巷擴寬到煤層頂?shù)装暹\料：柔性掩護支架的全部材料運至工作面回風(fēng)平巷挖地溝：在上出口前方5m處的底板開挖地溝，地溝底部最小寬度不小于0.8 m，并鋪設(shè)搪瓷溜槽。7/19/202223云南煤礦安全監(jiān)

12、察局安全技術(shù)中心掩護支架的安裝 地溝挖好一段后，即可安裝掩護支架。其一端緊靠頂板并墊高，使梁有35的傾斜，便于連接鋼梁和鋼絲繩，而且也有利于支架下放改為偽傾斜時轉(zhuǎn)動方便。頂板；底板；地溝；鋼梁；鋼絲繩；竹笆；壓木；墊木；撐木7/19/202224云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心鋼梁從初采斜巷以外35m處就開始鋪設(shè)。隨著鋪梁，不斷地挖地溝并接長鋼絲繩。鋼絲繩接頭處的搭接長度應(yīng)不小于2m，并要用5個繩卡夾緊。7/19/202225云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心掩護支架安裝超過一定距離后，將平巷支架拆除，使上面的煤柱自行冒落或放炮崩落，使掩護支架上面有23m厚的煤、矸墊層，用以保護掩護支架。為了防止支

13、架在下放過程中下滑，應(yīng)使煤和矸石冒落點距偽斜工作面上部拐點經(jīng)常保持在5m以上。7/19/202226云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心支架安裝長度超過15m，并冒好矸石墊層以后，即可調(diào)整支架下放。用放炮方法開溝落煤，放炮后在工作面內(nèi)由下向上開溝，搪瓷輸送槽出煤，用手鎬將梁頭的煤臺找下。使支架依次平穩(wěn)下落,支架下放時， 使支架的尾端（安裝支架的一端為頭部）由水平狀態(tài)逐步調(diào)斜下放，支架與水平面成2530的夾角 （必要時使用點柱控制支架，一般沿溝面的偽斜方向每12m使用一棵點柱，使支架保持與煤層頂?shù)状怪保?。在支架下放到工作面下端時，再調(diào)整回水平位置。如圖所示。初次下放21436571-區(qū)段運輸巷；2-

14、區(qū)段回風(fēng)巷；3-初采斜巷；4-掩護支架；5-支架移動軌跡線；6-支架放平位置；7-溜煤小眼7/19/202227云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202228云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202229云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202230云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心2、正常回采 1）接長掩護支架 采煤 溜煤眼上留巷拆支架 在回風(fēng)巷接長掩護支架，超過上出口8 10m2）采煤 炮采 打眼- 裝藥- 聯(lián)線- 放炮（全采面一次爆破或分段爆破）-出煤（鋪溜槽）- 調(diào)支架等。3）拆支架 在采面下端將支架放平，將巷道斷面擴大，露出鋼梁兩端，并及時打上點柱托住鋼梁，并留出空間1

15、.2m高，然后拆除支架。7/19/202231云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202232云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心3、收尾 1） 在停采線一側(cè)掘兩條收尾上山 走向間距8 10m，用聯(lián)絡(luò)眼貫通 2）支架安裝到收尾上山處，不再接長 3）隨采煤下放前端支架，偽斜角逐漸變小，并拆除上端多余的支架，放平支架。 4）全部拆除支架 1-區(qū)段回風(fēng)巷；2-區(qū)段運輸巷；3-收作眼；4-掩護支架；5-溜煤小眼；6-支架放平位置；7-支架移動軌跡線7/19/202233云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心四、改進支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍 八字形掩護支架 適用： M =1.3 1.6m 當(dāng)煤層厚度為1.3 1.6

16、m時，由于掩護支架下地溝斷面小，操作不方便，而且工作面通風(fēng)情況不良，因此不能采用平板型支架。 為防止支架切入底板，支架底腳成斜面。7/19/202234云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心四、改進支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍 “”形支架 適用： ， 4.6m 單支撐式支架 適用： ； M = 1.45 4.6m 賦存穩(wěn)定7/19/202235云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心四、改進支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍 七字形掩護支架 適用： M 1.3 m7/19/202236云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202237云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202238云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/2

17、02239云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心五、評價及適用 優(yōu)點：安全、勞動條件好；巷道布置簡單，掘進率低； 工序簡單，可全天連續(xù)采煤； 材料消耗低； 采面較長，利于高產(chǎn)； 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好。 缺點：支架結(jié)構(gòu)不完善，不能調(diào)節(jié)寬度； 如有淋水，勞動條件差； 采面僅一組工人工作，工藝待改進； 煤塵大；支架拆除費事。 適用： ( 8使用效果好，在厚度超過10m和傾角小于60的煤層中使用比較困難。）M= 2 6m7/19/202240云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心第四節(jié) 長孔爆破無人作業(yè)工作面空場采煤法 一、采煤系統(tǒng) 工作面開切眼為雙開切眼，雙開切眼之間用橫川聯(lián)系。如圖所示，回采工作面上巷回風(fēng)，下巷入風(fēng)運

18、煤。在上巷與下巷之間布置一條打眼道。打眼道與上巷之間是一個長壁工作面。打眼道與下巷之間是寬度為68米的區(qū)段保護煤柱，在區(qū)段保護煤柱內(nèi)沿走向每間距46米布置1個溜煤眼，溜煤眼下面設(shè)放煤口；打眼道和溜煤眼一般是同時掘出。工作面無人作業(yè)，工人只在打眼道打眼、裝藥、放炮即可。沿走向間隔一定距離沿煤層傾向布置1條運輸斜巷（將被利用為下一開采塊段的開切眼）。工作面采至距運輸斜巷一定距離時停止回采，留設(shè)一條傾向煤柱。再利用運輸斜巷為開切眼繼續(xù)向前開采。 1-打眼道；2-爆破裝藥眼；3-區(qū)段運輸平巷；4-區(qū)段回風(fēng)平巷；5-運輸斜巷；6-放煤口；7-隔離煤柱；8-區(qū)段保護煤柱；9-密閉；10-空場 7/19/2

19、02241云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202242云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202243云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心二、回采工藝長孔爆破無人作業(yè)工作面空場采煤法回采工藝特別簡單，人員不進入回采工作面，工作面無支護。打眼道即是鉆場，在打眼道內(nèi)向巷道上幫上方打眼，長孔爆破落煤，采落的煤自放煤口放到下巷，通過設(shè)在下巷內(nèi)的刮板運輸機運走，經(jīng)斜井井筒提升至地面。 三、通風(fēng)方式工作面無人作業(yè)，工作面和空場全負壓通風(fēng)。一部分風(fēng)流經(jīng)由工作面下巷和運輸斜巷，進入打眼道1，沖洗無支護工作面；一部分風(fēng)流經(jīng)由工作面下巷，從靠近空場軟幫的放煤口進入空場，還通過外側(cè)開切眼進入內(nèi)、外開切眼之間的

20、橫川進入空場；工作面及空場的回風(fēng)匯入工作面上巷。 7/19/202244云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心四、采空區(qū)處理這種采煤方法工作面內(nèi)不進行支護，采煤工只在區(qū)段打眼道內(nèi)進行鉆孔和裝藥等操作。但是，為了防止采空區(qū)頂板懸露面積過大，冒落時產(chǎn)生沖擊，可選擇多種方法對采空區(qū)進行處理：在工作面推進一段距離后，在距運輸斜巷510m時停止回采，留設(shè)一條傾斜煤柱支撐采后空間。也可從下巷向已開采完畢的空場的上方打長鉆孔，裝藥爆破進行強制放頂。用井下矸石經(jīng)過膠結(jié)后傾倒進入采后空場，進行采后充填。 7/19/202245云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心五、優(yōu)缺點及適用條件：優(yōu)點：1、回采工作面無人作業(yè)。一改現(xiàn)有采煤

21、方法回采工作面有人進行打鉆、裝藥、爆破、溜煤、支護、回撤的工藝方式，在回采工作面實現(xiàn)了無人化作業(yè)，降低了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)效率。2、更加安全。減少了回采作業(yè)人員，幾乎杜絕了急傾斜回采工作面內(nèi)的頂板事故和活動物體滑落造成人員傷亡的事故，顯著改善了工人的安全作業(yè)環(huán)境。鉆場和回采工作面具有良好的通風(fēng)空間。3、回采工作面不設(shè)支護裝備。大幅度降低了坑木、單體支柱、鉸接頂梁、柔性掩護支架、金屬網(wǎng)等材料的使用量和消耗量，成本大為降低，實現(xiàn)低碳化開采。4、落煤方式采用深孔爆破?？朔藗鹘y(tǒng)的短孔爆破鉆孔數(shù)目多、鉆機移動次數(shù)多、工人勞動強度大、功率低、效率低、鉆孔作業(yè)時間長、炸藥雷管消耗量大、鉆孔裝藥

22、作業(yè)環(huán)境艱苦、安全隱患大等缺點。5、工藝簡單。整個工藝工序只有鉆孔、裝藥、爆破、放煤、運煤等，沒有工作面支護、回撤等工序，且鉆孔、裝藥、爆破等工序是在巷道的保護下進行。6、很容易實現(xiàn)高產(chǎn)高效。鉆孔、裝藥、爆破等工序與放煤、運煤等工序可實現(xiàn)平行作業(yè)，工藝簡單，增產(chǎn)潛力大。7/19/202246云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心缺點：與倒臺階采煤法、俯偽斜分段水平密集采煤法、普通機械化走向長壁采煤法、柔性掩護支架采煤法相比，回采率略低。安全效益和經(jīng)濟效益：深孔爆破空場采煤法與現(xiàn)有采煤法相比，能有效減少職工傷亡，回采工效提高25倍以上，坑木、單體支柱、鉸接頂梁、柔性掩護支架等使用數(shù)量減少90以上，火藥、

23、雷管消耗降低50以上。直接成本降低60以上。單產(chǎn)提高30以上，一個工作面每年節(jié)省成本180萬元以上，噸煤直接經(jīng)濟效益50元以上。假使全國每年有0.1的產(chǎn)量是由該采煤方法采出的話，則每年可產(chǎn)生15億元以上的直接經(jīng)濟效益。安全效益和經(jīng)濟效益非常顯著。適用條件：(1)煤層及煤層頂?shù)装逵捕葹橹械囊陨希容^穩(wěn)定。(2)低瓦斯礦井。是否適用高瓦斯礦井有待驗證。 目前這種方法只能用于頂?shù)装灞容^堅硬，無煤塵爆炸危險的低瓦斯礦井。 7/19/202247云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心第五節(jié) 傾斜條帶開采方法一、巷道布置從工作面回采邊界開始垂直于運巷沿煤層底板布置三條上山a、b、c，a、b、c 之間為回采條帶，b

24、、c 之間為預(yù)留煤壁(寬34m) 。見圖。上山掘進過程中每隔57m 用一橫貫連通。作為回采時聯(lián)絡(luò)巷,采用木棚支護(穿底梁增加其穩(wěn)定性) 。當(dāng)三條上山依次與回風(fēng)平巷貫通后，即可由上至下對回采條帶進行回采。7/19/202248云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心二、回采工藝及順序回采時,先在最上部橫貫上方外側(cè)溜煤上山(a) 內(nèi)打好關(guān)門與護身組柱,由回風(fēng)巷對關(guān)門柱以上溜煤上山的支架加以回撤,然后由回風(fēng)巷用煤電鉆加長釬子分別向頂煤及上、下煤壁打眼,散煤體通過關(guān)門柱開口經(jīng)溜煤上山自溜至運巷上部的放煤漏斗。通過溜槽控制裝車,大塊煤(矸) 被關(guān)門柱攔截后,經(jīng)破碎下放裝車,當(dāng)回至距內(nèi)側(cè)上山23m 時,再在內(nèi)側(cè)上山

25、(b) 內(nèi)關(guān)門,在該橫貫內(nèi)撤支架爆破落煤,依次進行。待回采下行到空區(qū)傾斜長南翼近15m出現(xiàn)頂?shù)装寰植靠迓鋾r,留設(shè)23m 的走向煤壁對上部空區(qū)進行隔離,阻擋矸石，再由下部橫貫開始回采,直至運巷上方35m處。至此一個回采條帶回采完畢,另一個回采條帶再從上方開始回采,預(yù)留煤壁逐條進入空區(qū)。對于回采完畢進入空區(qū)的預(yù)留條帶煤壁,隨著又一條帶的回采,因頂板壓力加大與作業(yè)地點爆破震動而屈服酥軟散落(多領(lǐng)先于頂板垮落) ,通過自溜與淋水的沖刷匯集在溜煤眼上方,經(jīng)反復(fù)放倉得以回收,直至出現(xiàn)大塊矸石搪塞為止。7/19/202249云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心本 章 結(jié) 束謝謝！7/19/202250云南煤礦安全

26、監(jiān)察局安全技術(shù)中心第四章 薄煤層采煤方法7/19/202251云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心第一節(jié) 我國薄煤層開采現(xiàn)狀一、我國薄煤層開采現(xiàn)狀我國的煤炭資源豐富，儲存量大，且賦存多樣化，根據(jù)我國煤層厚度劃分，厚度0.81.3m屬于薄煤層，小于0.8m屬于極薄煤層。我國煤炭儲量中薄煤層的可采儲量約為60多億，約占全國煤炭總儲量的18%。但是薄煤層采出量僅占全國總產(chǎn)量的10.4%： 原因1.采煤機械化程度低 2.工作面單產(chǎn)和效率低 3.掘進率高4.開采成本高 5.工人勞動強度大 7/19/202252云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心二、我國薄煤層開采方法的發(fā)展我國薄煤層的開采經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段：20世

27、紀(jì)50年代薄煤層開采主要使用炮采工藝。60年代開始使用深截煤機掏槽，爆破落煤。70年代薄煤層機組得到較大發(fā)展，分別研制出不同類型的刨煤機，包括鋼絲繩牽引刨煤機、全液壓驅(qū)動刨煤機和刮斗刨煤機等。目前，我國薄煤層開采的機械化程度還比較低，大多還是采用炮采，產(chǎn)量低、事故多、工人的工作環(huán)境惡劣。薄煤層采煤機作為薄煤層開采機械，由于受其本身結(jié)構(gòu)的限制，0.8已是其開采下限，而且維修、操作不便，工人需在極低的工作面條件下跟機作業(yè)。1974年研制成功BM-100型薄煤層滾筒采煤機。在20世紀(jì)8090年代，我國曾研制了多種型號的刨煤機（包括滑行刨煤機和拖鉤刨煤機），以解決薄煤層的開采問題，并在一些局礦的使用中

28、取得了不俗的成績。 7/19/202253云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心90年代，天府礦務(wù)局和徐州礦務(wù)局，分別從俄羅斯和烏克蘭引進了螺旋鉆采煤機，2003年新汶礦業(yè)集團也引進了2臺三鉆頭的螺旋鉆采煤機，用于薄與極薄煤層的開采，使一些用傳統(tǒng)采煤工藝不能開采的薄煤層、極薄煤層得到有效開采利用。然而由于推廣的力度不夠大，以及用戶對這種形式的采煤機種也有一個逐步認識的過程，因此國內(nèi)使用螺旋鉆采煤機的工作面還不多。近年來，刨煤機技術(shù)的開發(fā)取得了很大的進展，國產(chǎn)刨煤機在一些局礦的成功使用以及采用德國DBT公司生產(chǎn)的刨煤機主機與國內(nèi)設(shè)備配套使用，在我國鐵法、晉城、西山等地取得的一些成功經(jīng)驗，使國內(nèi)同行對采用

29、刨煤機開采薄煤層有了許多新的認識。7/19/202254云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心三、現(xiàn)行薄煤層開采技術(shù) （一）用刨煤機開采薄煤層（二）滾筒采煤機開采薄煤層（三）螺旋鉆機采煤法（四）煤鋸開采薄煤層（五）無人工作面7/19/202255云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 以刨頭為工作機構(gòu)，采用刨削方式破煤。 刨煤機的截深較淺(30120mm)，充分利用煤層的壓張效應(yīng)，刨削力及單位能耗小； 牽引速度大(2040m/min，快速刨煤機150m/min)； 刨煤塊度大(平均切屑斷面積為7080cm2)，煤塵少； 結(jié)構(gòu)簡單、可靠，刨頭高度低(約300mm)，實現(xiàn)薄煤層、極薄煤層的機械化采煤； 工人不必跟

30、機操作，可在順槽內(nèi)進行控制。 （一）刨煤機 缺點：對地質(zhì)條件的適應(yīng)性不如滾筒式采煤機，調(diào)高不易實現(xiàn)，開采硬煤層比較困難，刨頭與輸送機和底板的摩擦阻力大，電動機功率利用率低。 7/19/202256云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心刨煤機概況及優(yōu)點 1.薄煤層機械化開采的有效途徑2.刨煤機動力部位于巷道中3.刨煤機結(jié)構(gòu)簡單 4.操作安全 5. 實現(xiàn)無人工作面作業(yè)刨煤機應(yīng)用條件煤層硬度（2.0以下）：煤塊硬度、夾矸、節(jié)理圍巖條件 ：底板 、直接頂 、老頂 （較平）煤層賦存情況（穩(wěn)定單斜）：煤厚、斷層、煤厚變化 工作面傾斜長度 ：工作面長度80200m ，最好150m7/19/202257云南煤礦安全監(jiān)

31、察局安全技術(shù)中心刨煤機7/19/202258云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202259云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202260云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 按刨頭工作原理分動力刨煤機和靜力刨煤機。 動力刨煤機：刨頭除受刨鏈牽引力外，還帶有破煤原動力的刨煤機。 如刨頭帶有高壓水破煤功能的刨煤機、刨頭帶動力沖擊破煤功能的刨煤機等。 動力刨煤機刨頭本身帶有破煤原動力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，未推廣使用。 靜力刨煤機：刨頭本身不帶動力，單純憑刨鏈牽引力工作的刨煤機。結(jié)構(gòu)比較簡單刨煤機的分類7/19/202261云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1-刨鏈；2-導(dǎo)鏈架；3-推移液壓缸；4-刨頭驅(qū)動裝

32、置；5-輸送機；6-刨頭 靜力刨煤機由輸送機兩端的刨頭驅(qū)動裝置(電動機、液力偶合器和減速器組成)，使固定在刨頭上的刨鏈運行，拖動刨頭在工作面往返移動。 刨頭利用刨刀從煤壁落煤，同時利用犁面把刨落的煤裝進輸送機。 推移液壓缸向煤壁推移輸送機和刨頭。 刨煤機工作原理7/19/202262云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 刨煤部是刨削煤壁進行破煤和裝煤的刨煤機部件，由刨頭驅(qū)動裝置、刨頭、刨鏈和附屬裝置組成。 刨頭驅(qū)動裝置組成：電動機、液力偶合器、減速器等。 電動機有單速和雙速。雙速電動機使用在刨頭高速運行，需要慢速起動和停止的刨煤機； 液力偶合器安裝在電動機和減速器之間，改善起動性能，吸收沖擊和振動，

33、起到過載保護作用； 減速器有展開式和行星式兩種。展開式減速器常用于平行布置方式，行星式減速器用于垂直布置方式； 刨頭有單刨頭和雙刨頭。刨頭通過接鏈座與刨鏈相聯(lián)，形成封閉工作鏈。 刨鏈由圓環(huán)鏈、接鏈環(huán)和轉(zhuǎn)鏈環(huán)組成，用來牽引刨頭。 7/19/202263云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 靜力刨煤機按刨頭的導(dǎo)向方式分拖鉤刨煤機、滑行刨煤機和滑行拖鉤刨煤機。 (1)拖鉤刨煤機 刨頭以輸送部中部槽為導(dǎo)軌，刨鏈通過在工作面底板上滑行的拖板拖動刨頭工作。 1-刨頭2-拖板3-輸送機溜槽4-牽引鏈5-導(dǎo)鏈架6-護罩 拖鉤刨只有約1/3左右的裝機功率用于刨煤和裝煤。底板較軟時，刨頭容易陷入底板。因此，拖鉤刨多在煤

34、層地質(zhì)構(gòu)造簡單、底板較硬的煤層使用。使用中存在的主要問題：刨頭飄刀或啃底，刨刀損耗嚴(yán)重，剪切銷損壞，泵壓不穩(wěn)定，通訊困難7/19/202264云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 (2)滑行刨煤機 刨頭以滑架為導(dǎo)軌，刨鏈在滑架內(nèi)拖動刨頭工作。 1-滑行架2-加高塊3-輸送機4-平衡架5-導(dǎo)軌6-頂?shù)蹲?-刨鏈8-擋煤板 運行時摩擦阻力小，刨深易于控制，對軟及破碎底板適應(yīng)能力較強。但刨鏈位于煤壁側(cè)滑架的鏈槽內(nèi)(前牽引方式)，維修不方便，結(jié)構(gòu)上增加安裝在輸送部煤壁側(cè)的滑架，使控頂距離和刨頭的最低高度有所增加。刨頭高度較高時，安裝支撐門架以增加運行時的穩(wěn)定性。使用中存在的問題是：刨頭飄刀或啃底，輸送機電動

35、機故障，剪切銷損失 7/19/202265云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 (3)滑行拖鉤刨煤機 刨頭以輸送部中部槽為導(dǎo)軌，刨鏈通過在底滑板上滑行的拖板拖動刨頭工作。 1-刨頭；2-牽引鏈；3-拖板；4-推移液壓缸；5-底滑板；6-調(diào)高千斤頂 使用中存在的問題：刨頭座開裂，刨刀合金片脫落，雙刨頭易卡住，輸送機電動機故障等7/19/202266云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 輸送部將刨頭破落下來的煤運出工作面。由兩套驅(qū)動裝置(機頭和機尾各一套)、機架、過渡槽、中部槽、聯(lián)接槽和刮板鏈等組成。 機架的一側(cè)安裝刨頭驅(qū)動裝置，另一側(cè)安裝輸送部驅(qū)動裝置，組成刨煤機的機頭和機尾。 刨頭驅(qū)動裝置安裝在機架上有固

36、定式和滑槽式兩種?；凼绞窃跈C架側(cè)有滑槽，刨頭驅(qū)動裝置可在機架上滑移并利用液壓缸將刨鏈拉緊。固定式則無此功能。7/19/202267云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 液壓推進系統(tǒng)用于普采工作面。當(dāng)刨頭通過后逐段推進刨煤機，使刨頭在下一個行程獲得新的刨削深度，同時承受煤壁對刨頭的反力。 主要包括乳化液泵站、推進缸、閥組、管路和撐柱等。 綜采工作面由液壓支架的推移系統(tǒng)實現(xiàn)刨煤機的推進，不再需要單獨的液壓推進系統(tǒng)。 7/19/202268云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心鐵法小青煤礦刨煤機應(yīng)用簡介工作面走向長度905m，面長150m，煤厚1.3m，傾角8偽頂為0.77m厚的泥巖，直接頂為粉砂巖，底板為泥質(zhì)

37、粉砂巖2000年煤科總院北京開采所與德國DBT公司等廠家合作為鐵法小青煤礦裝備了國內(nèi)第一個薄煤層全自動化刨煤機工作面工作面采用國產(chǎn)ZY6400/09/20D液壓支架與引進刨煤機系統(tǒng)配套，采用電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)順槽集中控制，正常生產(chǎn)條件下，工作面無人化。7/19/202269云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心刨煤機綜采工作面布置圖 1回風(fēng)平巷 2液壓支架 3刨煤機 4液壓支架 5刮板運輸機 6單體支柱 7轉(zhuǎn)載機 8工字鋼支架 9乳化液泵站10移動變電站 11運輸平巷7/19/202270云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心ZY6400/09/20型液壓支架型號ZY6400/09/20高度/mm9002000

38、中心距/mm1500工作阻力/kN6400支護強度/Mpa0.720.98底板比壓/Mpa2.5操縱方式電液控制7/19/202271云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心9-34vt/4.7滑行刨煤機型號9-34vt/4.7額定能力/ t.h-1900刨體單刨頭刨體長度/mm2562刨體高度/mm8001675刨鏈/mm34鏈速/ m.s-10.88/1.76功率/kN23157/19/202272云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心PF2.30/732刮板輸送機型號PF2.30/732運輸能力/t.h-1900鏈速/m.s-11.32軌鏈/mm30108溜槽尺寸/mm1500732231中板厚度/mm3

39、0電機功率/kW23157/19/202273云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心遙控調(diào)整刨煤深和工作面自動調(diào)直每3架支架加上安裝一臺PM4支架控制器，當(dāng)刨頭通過后，按照程序控制的距離推移輸送機和刨煤機，在主控臺可以監(jiān)控刨頭和支架的運行狀態(tài)，工作面可以按照設(shè)定的刨煤方式自動刨煤。該套裝備總投資6000萬元人民幣，2001年至2002年4月試采期間共創(chuàng)經(jīng)濟效益5238.2萬元，實際生產(chǎn)271天，已回收投資的87.3%。實現(xiàn)了全自動化刨煤機無人工作面工作面體現(xiàn)了機、電、智能一體化的特點提高了勞動效率：直接工效達137t/工 無人工作面改善了井下安全生產(chǎn)環(huán)境為效率低下的薄煤層長壁工作面開采提供了一條理想的

40、途徑。7/19/202274云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1、種類煤層的開采先后出現(xiàn)了多種多樣形式的采煤機。如今采煤機大都向適應(yīng)能力強，自動化程度高的方向發(fā)展，并取得了很大的成就。當(dāng)前適合于薄煤層開采的采煤機有下列四種：第一種是MDY-150型采煤機，此機適采高為1.22.5m，煤質(zhì)中硬（f=2 3），頂板穩(wěn)定的煤層，并且煤質(zhì)較軟，傾角在0 25之間；第二種為BM-100型采煤機，它的適應(yīng)高度為0.9 1.3m，f2.5，頂板中等穩(wěn)定的煤層，傾角也在0 25之間；第三種為MLS3P-170矮型雙滾筒采煤機，該機適合采高為1.2 2.2m，f=2 3之間，頂板中等穩(wěn)定，底板不能過于松軟，傾角在0

41、 30之間；第四種是K-103型爬底板式薄煤層采煤機，該機適應(yīng)與0.6 1.2m厚薄煤層的開采，煤質(zhì)中等穩(wěn)定以下，傾角小于35。 （二）滾筒采煤機 7/19/202275云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心2、滾筒采煤機的優(yōu)點滾筒采煤機與其他采煤機相比具有它獨特的優(yōu)勢：a.適應(yīng)能力強，尤其是煤層厚度變化較大的工作面；b.對煤層頂、底板起伏變化適應(yīng)能力強，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，可以通過大的裝機功率強行通過；c.適用于含有夾矸的煤層回采，煤層中若含有矸石滾筒采煤機可以直接切割矸石回采，不影響回采的時間和產(chǎn)量；d.對工作面的長度要求較低，尤其與刨煤機相比更為突出?？傊疂L筒采煤機具有適應(yīng)能力強、切割效益高、對

42、地質(zhì)條件要求不高等特點，特別適用薄煤層自動蝦工作面開采，尤其是當(dāng)煤層賦存條件變化大、斷層多時，滾筒采煤機的優(yōu)勢更為明顯，它可以直接切割頂、底板強行通過，免去了搬家的工序，提高了回采效益。3、滾筒采煤機的缺點滾筒采煤機的系統(tǒng)復(fù)雜，一般都是采用液壓控制，制造困難，造價高，維修不方便，工人不容易掌握；工作面的煤塵大，塊煤產(chǎn)出率低，經(jīng)濟效益不高，同時工作面設(shè)備多，通風(fēng)阻力大，嚴(yán)重影響著工人的身心健康。工作空間小。7/19/202276云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1螺旋鉆桿 2中間通風(fēng)管 3軸承座 4鉆頭 5變速器 6控制箱 （三）螺旋鉆機采煤機 7/19/202277云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1

43、通風(fēng)管；2鎖緊裝置；3減速器；4液壓偶合器；5電動機；6傳動件；7滑撬；8支撐液壓缸；9底架；10液壓推進部件；11傳動框架；12螺旋采煤機 螺旋鉆采煤機7/19/202278云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心機組的組成及其工作原理 1-螺旋鉆機組主機 2-托架 3-操作臺 4-液壓系統(tǒng) 5-動力裝置 6-控制站 7-礦用接線開關(guān) 8-通風(fēng)系統(tǒng) 9-鉆具7/19/202279云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心a螺旋鉆機鉆頭割煤b鉆機在順槽中工作狀態(tài)1單軌吊 2螺旋鉆采煤機 3固定油缸4調(diào)斜油缸 5刮板運輸機 6節(jié)式鉆桿螺旋鉆機采煤示意圖 7/19/202280云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 1-螺旋鉆

44、機；2一分節(jié)式螺旋鉆桿；3-鉆頭；4-單軌吊7/19/202281云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心螺旋鉆機工作面生產(chǎn)能力 工作面平均每班鉆進20m，每天鉆進深度60m，回采高度1.2m，鉆孔寬度2.105m，鉆煤時回采率0.95，則： 日產(chǎn)量：Qd=602.1051.21.360.95=195（t） 月產(chǎn)量：Qm=19530=5850（t） 工作面設(shè)備布置 向上鉆深85m，向下鉆深45m；7/19/202282云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心ML-280螺旋鉆采煤機 使用條件 ： 采寬：1.9052.105m。 采深：向上85m，向下45m。 準(zhǔn)備巷道凈斷面不小于11.2m2，巷道坡30，臥底不小

45、于0.6m，通風(fēng)依賴于全礦井通風(fēng)負壓。 煤層厚度0.60.9m，煤層傾角0 150，煤的切割的阻力不大于350KN/m。 煤的硬度系數(shù)f6。7/19/202283云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心技術(shù)特征：鉆頭數(shù)量 3個 防爆鉆頭直徑 625mm、725mm、825mm鉆頭之間的軸距 640 mm鉆桿直徑 480 mm鉆桿轉(zhuǎn)速 60 r/min 鉆桿推進速度 工作狀態(tài) 前進01.0m/min 后退01.7 m/min 調(diào)度狀態(tài) 前進02.0m/min 后退03.5 m/min 鉆桿推力 前進 390KN 后退 290KN機組總功率 280 KW工作額定電壓（三相、交流） 660V外型尺寸長 寬高

46、： 14840 mm 3870mm 1884mm機組重量 ：57.5 t一次移動機組的距離（兩個鉆孔之間的距離）為2.63.1m 7/19/202284云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1、煤鋸的產(chǎn)生及發(fā)展1910年首先在德國出現(xiàn)，開采急傾斜煤層，獲得成功30年代末前蘇聯(lián)第一次實驗，50年代擴大應(yīng)用我國50年代末60年代初先后在四川魚田堡煤礦、京西大臺煤礦、廣東曲仁煤礦、江西樂平礦務(wù)局、徐州的旗山等地進行了實驗，取得了一些經(jīng)驗 （四）煤鋸無人工作面采煤7/19/202285云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心2、煤鋸采煤的工作原理: 煤鋸的形式繁多, 但工作原理大致相似。煤鋸一般是由雙向割煤的碎煤刀組成

47、,碎煤刀每0.51m安裝一組，碎煤刀上有截齒, 截齒上鉗有合金鋼片。煤鋸與牽引鋼絲繩相連接, 鋼絲繩通過2 個出口繞過導(dǎo)向滑輪, 與位于巷道中的絞車相連接。絞車帶動牽引鋼絲繩, 使煤鋸壓緊煤壁, 做往復(fù)切割運動, 煤鋸就拉出一個槽溝。隨著槽溝的加深, 煤壁在礦山壓力的作用下, 自行垮落破碎, 然后靠煤炭自溜運出工作面, 再由巷道中的輸送機將煤運出。煤鋸采煤工人不進入工作面工作, 只是在巷道中開動絞車和移動導(dǎo)向滑輪, 大大減輕了工人的勞動強度, 而且設(shè)備簡單。7/19/202286云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心3、采煤工藝以絞車牽引帶碎煤刀的鋼絲繩, 在工作面煤壁往返切割落煤, 工作面不支護,

48、采煤過程中工人不進入工作面。工作面設(shè)備布置如圖 所示:在上、下平巷內(nèi), 距工作面5 10m 處, 各設(shè)置1臺JH- 8 型回柱絞車, 導(dǎo)向滑輪安裝在距工作面出口2 m 左右處, 絞車和導(dǎo)向滑輪均隨工作面推進而移動。為防止煤炭下落時溜入采空區(qū), 應(yīng)使工作面鋸成下部略超前于上部, 使之有利于煤自溜, 又能控制工作面上部采空區(qū)頂板形成滯后冒落。上下平巷內(nèi)各安裝有通信、電聲信號及控制系統(tǒng)。工作面3 個班出煤。鋼絲繩鋸采煤工藝主要用來開采厚度0.3 5m 的圍巖穩(wěn)定的傾斜和急傾斜煤層, 如果煤層有軟或比較軟的夾層, 且煤層節(jié)理裂隙發(fā)育, 對使用煤鋸采煤更為有利。根據(jù)工作面布置方式的不同, 煤鋸采煤工藝系

49、統(tǒng)可以分為走向長壁和傾斜長壁, 走向長壁應(yīng)用較多, 區(qū)段斜長為40 130 m。7/19/202287云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心工作面設(shè)備布置圖1上巷 2下巷 3牽引繩 4煤鋸 5碎煤刀 6導(dǎo)向滑輪7絞車 8護巷石墻7/19/202288云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心4、對煤鋸采煤的評價1.優(yōu)點：設(shè)備相對簡單,造價低 ,工人易操作 ,勞動強度小,材料消耗少，工人作業(yè)環(huán)境好 ,巷道內(nèi)操作機械，曾一度廣泛被采用。2.存在問題：煤鋸工作性能差，可靠性低，常出現(xiàn)斷繩、卡繩現(xiàn)象,處理事故困難。關(guān)鍵問題是頂板管理沒解決，除頂板冒落外，底板也會滑落。煤柱支撐法煤損較大，開切眼開切工作量大，仰斜條帶也是如

50、些。3.適用條件：煤厚0.35m，圍巖穩(wěn)定，35,煤層較軟，煤層節(jié)理裂隙發(fā)育，不粘頂。4 .發(fā)展方向:高效、可靠、強動力煤鋸，解決斷繩問題。 大直徑、大功率鉆機用于開開切眼。新型支護設(shè)備的發(fā)展，如氣垛支架等。7/19/202289云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1、無人工作面采煤概念什么叫無人工作面采煤工人不長時間在工作面跟機操作，而是在巷道或其它地點控制或操縱工作面機械，完成采煤、裝煤、運煤、頂板管理及采空區(qū)處理等工序的一種采煤方法。簡稱無人采煤或無人開采。（五）無人工作面采煤概述2、發(fā)展無人工作面采煤技術(shù)的必要性 （1）生產(chǎn)的需要綜采對采煤工藝和煤炭生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展起了很大的推動作用。但煤層厚度

51、小于0.7m時，工人很難操作，故障很難排除，炮采、普采工人的勞動條件也十分艱苦，因此必須把工人從繁重的體力勞動和惡劣的作業(yè)環(huán)境中解放出來，發(fā)展了人不進工作面的無人采煤法 7/19/202290云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（2）安全的需要工作面頂板裸露面積大,頂板事故多，難處理，人不進工作面對安全有利。（3）科技發(fā)展的趨勢無人采煤目前已發(fā)展到中厚煤層和厚煤層，程控采煤機、支架、閉路電視監(jiān)測，機器人處理機械故障已在發(fā)達國家開始研制和開發(fā)。因此無人采煤技術(shù)是標(biāo)志一個國家煤炭發(fā)展技術(shù)的尺度，是技術(shù)密集型的產(chǎn)物，是代替勞動力密集型的好方法之一，世界各國都十分重視，并相繼投入了大批的人力、物力、財力來從

52、事這一領(lǐng)域的研究。7/19/202291云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心3、我國無人采煤技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展新技術(shù)的迫切性及趨勢 1我國現(xiàn)狀60年代我國在江西、徐州、廣東等地試驗過煤鋸采煤，原始的無人采煤。由于設(shè)備可靠性差，頂板管理問題沒有解決，仃止了。2. 我國發(fā)展無人采煤技術(shù)的迫切性無人開采目前主要適用于薄煤層中，重點解決工人的勞動環(huán)境問題，我國薄煤層約占總儲量的20%左右，而產(chǎn)量只占10.4%，而且產(chǎn)量有逐年下降的趨勢。我國的薄煤層開采一直不景氣。7/19/202292云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心第五章 綜合機械化采煤簡介7/19/202293云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心綜合機械化采煤工藝方

53、式采煤工作面破煤、裝煤、運煤、支護和處理采空區(qū)全部實現(xiàn)機械化的采煤工藝。綜采機械化采煤工藝的生產(chǎn)工藝過程：采煤機落煤與裝煤、輸送機運煤、自移式液壓支架前移、推移輸送機至新的位置、采空區(qū)頂板自行垮落。7/19/202294云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心端頭液壓支架液壓支架采空區(qū)刮板輸送機雙滾筒采煤機橋式轉(zhuǎn)載機帶式輸送機軌道平巷運輸平巷一、綜采工作面主要設(shè)備及布置7/19/202295云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202296云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心國內(nèi)采煤機7/19/202297云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/202298云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/20229

54、9云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/2022100云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/2022101云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心7/19/2022102云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心二.綜采面雙滾筒采煤機的割煤方式考慮因素：頂板管理、移架與進刀方式、端頭支護等因素。兩種型式：單向割煤 和 雙向割煤。（一）單向割煤 主要特點是：割煤機單向割煤，回程裝煤或空行，沿工作面往返一次進一刀。根據(jù)工作面的條件不同，單向割煤方式分為上行式和下行式兩種。 7/19/2022103云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心下行式單向割煤1）采煤機由工作面上切口下行割煤，推移輸送機機尾至煤壁，采煤機繼續(xù)下行直至割

55、通工作面。2）采煤機上行裝煤或空行，隨即移機頭和輸送機。3）采煤機上行割煤至上端輸送機機尾，沿機尾處彎曲段斜切進刀。4)采煤機從機尾處開始下行割煤7/19/2022104云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 下行單向割煤，多適用于堅硬煤層。優(yōu)點：采煤機裝煤率高，切割阻力小，有利于減少采煤機牽引部事故，工作面各工種和工序之間相互干擾少;上行時裝煤或空行，隨即推移輸送機和支架，有利于防止液壓支架及刮板輸送機的下滑。缺點：采煤機利用率低;采煤機司機在回風(fēng)流中，吸塵量大;割煤后頂板懸露面積大、時間長，空頂范圍內(nèi)的頂板較難維護。7/19/2022105云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心上行式單向割煤采煤機由工作面

56、下端進刀上行割煤，下行時裝煤或空行。優(yōu)點：采煤機司機吸塵量小。缺點：采煤機效率低；割煤后頂板懸露面積大、時間長，空頂范圍內(nèi)頂板較難維護。7/19/2022106云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（二）雙向割煤A.往返一刀，當(dāng)煤層較厚時，采煤機上行時貼頂板截割，下行時貼底板截割并清理浮煤。這時，往返一個行程滾筒都截割采煤，但工作面只推進一個截深。B.往返兩刀，煤層厚度接近滾筒直徑，而且煤不粘連頂板，即可實現(xiàn)往返兩刀雙向采煤，往返行程各推進煤壁一個截深。特點: 采煤機沿工作面不論上行或下行都一次采全高，并同時完成推移輸送機、支架等一個采煤循環(huán)。在中厚煤層的工作面，一般都采用雙滾筒采煤機一次采全高。當(dāng)工

57、作面條件允許、且生產(chǎn)技術(shù)水平較高時，應(yīng)采用往返兩刀雙向割煤。優(yōu)點: 能充分發(fā)揮采煤機的效能，提高工作面生產(chǎn)效率。存在的問題是：工人勞動強度大，要求各工種操作技術(shù)水平高，工作面管理水平高。7/19/2022107云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心三、采煤機進刀方式7/19/2022108云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（一）推入法進刀（預(yù)開切口進刀法） 需提前開出工作面端部切口。（做機窩）。其進刀過程為：先利用工人或其他方法預(yù)先在工作面兩端開好切口，即先把刮板輸送機機頭或機尾部位的煤開采出來形成切口;當(dāng)割煤至工作面端部時，利用推移裝置將采煤機槽推向煤壁，即把采煤機的滾筒推入煤壁口;然后采煤機正常割煤。

58、普采工作面單滾筒采煤機常用這種方式。7/19/2022109云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（二）鉆入法進刀（a）采煤機割煤至工作面端部距終點35m時停止?fàn)恳珴L筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)（b）開動千斤頂推移支撐采煤機的輸送機槽（c）滾筒邊鉆進煤壁邊上下或左右搖擺，直至達到額定截深并移直輸送機（d）采煤機割煤至工作面端頭，可以正常割煤鉆入法進刀7/19/2022110云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（三）斜切進刀 （a）起始；（b）斜切并移直輸送機；（c）割三角煤；（d）開始正常割煤； 綜采面端部斜切進刀法 工作面端部割三角煤斜切進刀 留三角煤端部斜切進刀 7/19/2022111云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心

59、 綜采面中部斜切進刀 特點：輸送機彎曲度在工作面中部。 采煤機割煤至工作面左端 空牽引割煤至工作面中部，并沿輸送機彎曲段斜切進刀，繼續(xù)割煤至右工作面右端。 移直輸送機，采煤機空牽引至工作面中部。 采煤機自工作面中部開始割煤至工作面左端，工作面有半段輸送機移近煤壁，恢復(fù)初始位置7/19/2022112云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心斜切進刀的特點: 簡化了進刀工序，工作量均衡，窩工現(xiàn)象少，提高了采煤機的裝煤率為移溜、移架創(chuàng)造了有利條件 。 綜采面斜切進刀，要求運輸及回風(fēng)平巷有足夠的寬度，工作面輸送機機頭盡量伸向平巷內(nèi)，以保證采煤機滾筒能割至平巷的內(nèi)側(cè)幫，并盡量采用側(cè)卸式機頭。若平巷過窄，則需輔以人

60、工開切口方能進刀，這就難以發(fā)揮綜采的生產(chǎn)潛力。7/19/2022113云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心四、綜采面液壓支架的支護及移架方式 支護滯后支護（先推溜后移架，與普采基本工藝順序基本相似）工藝過程：割煤-推溜-移架7/19/2022114云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心滯后支護的優(yōu)缺點：優(yōu)點：頂梁短，控頂距小，頂板壓力小，特別是適用在周期來壓強度較大的情況下；支架結(jié)構(gòu)緊湊，噸位??；底座相對較長，支架穩(wěn)定性好；缺點：支護不夠及時；空間小行人不便；工作面斷面小，通風(fēng)能力較小。7/19/2022115云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心及時支護（先移架后推溜，普采是做不到的，廣泛采用）工藝過程：割煤-移