采掘技術(shù)課件

采掘技術(shù)授課人：李亮亮授課時(shí)間：11月4日

一、煤礦井下巷道的分類

為了開采煤炭，從地面向地下開鑿?fù)ㄟ_(dá)煤體的一系列井巷，總稱為礦井巷道。

（一）按巷道作用和服務(wù)范圍分類

1、開拓巷道。為全礦井、一個(gè)或兩個(gè)水平以上采區(qū)服務(wù)的巷道，稱為開拓巷道。如井筒（或平硐）、井底車場(chǎng)、運(yùn)輸大巷、總回風(fēng)巷和主要石門等。（1）平硐。服務(wù)于地下開采,在巖體或礦層中開鑿的直通地面的水平通道。用于完成井下主要運(yùn)煤任務(wù)的平硐稱為主平硐;用于行人、通風(fēng)、運(yùn)料的平硐稱為副平硐。（2）井筒。井筒泛指立井和斜井,也包括暗井。地表到地下的主要垂直通道叫立井;用于完成全礦主要提煤任務(wù)的井筒叫主井;擔(dān)負(fù)升降人員、下料、提矸等提升任務(wù)的井筒稱為副井。地表到地下的主要傾斜通道叫斜井,擔(dān)負(fù)煤炭提升任務(wù)的稱為主斜井,用行人、通風(fēng)、運(yùn)料的稱為副斜井。

第三節(jié)采掘技術(shù)

（3）井底車場(chǎng)。井底車場(chǎng)是在井筒附近的各種巷道與硐室的總稱。井底車場(chǎng)位于井底,是連接大巷運(yùn)輸和井筒提升等環(huán)節(jié)的樞紐站,是井上、下的轉(zhuǎn)動(dòng)站。（4）運(yùn)輸大巷(包括階段大巷、水平大巷或主要平巷)。運(yùn)輸大巷是為整個(gè)開采水平或階段運(yùn)輸服務(wù)的水平巷道。開鑿在巖石中的稱為巖石運(yùn)輸巷道;為幾個(gè)煤層服務(wù)的稱為集中運(yùn)輸大巷。（5）總回風(fēng)巷?？偦仫L(fēng)巷是為全礦井或礦井一翼服務(wù)的回風(fēng)巷道。（6）總進(jìn)風(fēng)巷?？傔M(jìn)風(fēng)巷是為全礦井或礦井一翼服務(wù)的進(jìn)風(fēng)巷道。（7）石門。石門是指與煤層走向正交或斜交的巖石水平巷道,而連接井底車場(chǎng)和大巷的石門稱為主石門。

3、回采巷道。形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道，稱為回采巷道。如開切眼、工作面運(yùn)輸巷、工作回風(fēng)巷等。（1）開切眼。開切眼是沿采煤工作面始采線掘進(jìn),以供安裝采煤設(shè)備的巷道。（2）工作面運(yùn)輸巷。工作面運(yùn)輸巷是主要用于運(yùn)煤的區(qū)段平巷或分帶斜巷。（3）工作面回風(fēng)巷。工作面回風(fēng)巷是主要用于回風(fēng)的區(qū)段平巷或分帶斜巷。

2、按巷道的不同傾角分類

按礦井巷道的傾角的不同，可分為垂直巷道、水平巷道、傾斜巷道三大類。（1）垂直巷道：垂直巷道主要有立井、小立風(fēng)井或小井、暗井及溜井等。（2）水平巷道：水平巷道主要有平硐、石門、煤門、平巷等。

（3）傾斜巷道：傾斜巷道主要有斜井、上山、下山等。

3、按巷道輪廓線的特征分類按礦井巷道輪廓線的特征分為折邊形和曲邊形。

折邊形巷道：折邊形巷道主要有矩形、梯形和不規(guī)則形等，主要用于服務(wù)年限較短的準(zhǔn)備巷道和回采巷道。支護(hù)材料為金屬或木料等。

曲邊形巷道：曲邊形巷道主要有半圓拱形、三心拱形、圓弧拱形、封閉拱形、橢圓形和圓形等幾種，主要服務(wù)年限較長(zhǎng)的開拓巷道，特別是井底車場(chǎng)、運(yùn)輸大巷等，都以拱形為主。對(duì)于特別松軟、具有膨脹的圍巖還可以采用封閉形、橢圓形或圓形支護(hù)。

4、按巷道圍巖性質(zhì)分類按巷道圍巖性質(zhì)可分為巖巷、煤巷和半煤巖巷。一般開拓巷道都為巖巷，而準(zhǔn)備巷道和回采巷道多為煤巷。在選擇巷道形狀時(shí)，應(yīng)充分考慮巷道圍巖的性質(zhì)，巷道所受地壓的大小、方向和性質(zhì)，巷道的服務(wù)年限及用途，巷道的支護(hù)材料與支護(hù)方式四大基本因素。在實(shí)際工作中,一般是根據(jù)前兩個(gè)因素來確定支護(hù)材料和支護(hù)方式,再根據(jù)充分發(fā)揮其力學(xué)性能的原則最后確定巷道的斷面形狀。

二、巷道礦壓

（一）巷道礦壓及其形成

地下巖體在采動(dòng)前，由于自重的作用在其內(nèi)部引起的應(yīng)力，通常稱為原巖應(yīng)力。井下采掘活動(dòng)破壞了原巖應(yīng)力的平衡狀態(tài)，使巖體內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，在應(yīng)力重新分布過程中促使圍巖產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致圍巖發(fā)生變形、斷裂、位移、直至垮落。這種由于進(jìn)行采掘活動(dòng)而在采掘空間周圍巖體中及支護(hù)物上產(chǎn)生的壓力叫做礦山壓力，簡(jiǎn)稱礦壓。在礦山壓力作用下，圍巖及支護(hù)物會(huì)產(chǎn)生一系列現(xiàn)象，如頂板下沉、冒頂、片幫、底鼓、煤與瓦斯突出、沖擊地壓、支架壓縮、變形、折斷，地表發(fā)生移動(dòng)、塌陷等。這種在礦山壓力作用下圍巖和支護(hù)物上產(chǎn)生的一系列力學(xué)現(xiàn)象叫礦山壓力顯現(xiàn)，簡(jiǎn)稱礦壓顯現(xiàn)。

2、側(cè)壓的形成

側(cè)壓是指巷道兩幫對(duì)支架的壓力，它是由于兩幫巖石或煤向巷道內(nèi)擠壓而形成的。巷道側(cè)壓的大小與兩幫巖石性質(zhì)及所承受的支承壓力的大小有關(guān)。巷道所處深度越大,在巷道兩幫所產(chǎn)生的支承壓力就越大,兩幫巖石破壞就越嚴(yán)重,作用在支架上的壓力也就越大。而當(dāng)兩幫巖石較軟或穩(wěn)定性較差時(shí),遭受破壞就較嚴(yán)重,作用在支架上的壓力也就越大。在采區(qū)巷道中,當(dāng)兩幫煤壁松軟時(shí),如果不進(jìn)行支護(hù)或支護(hù)強(qiáng)度不夠大,則兩幫煤壁的移近量會(huì)很大。在這種情況下,即使對(duì)頂板進(jìn)行了支護(hù),頂板的下沉量也會(huì)很大。因此,在采區(qū)巷道支護(hù)中,特別是錨桿支護(hù)的巷道,尤其要重視對(duì)兩幫的支護(hù)。

3、底壓的形成在巷道側(cè)壓的作用下，底板內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生側(cè)壓力，并產(chǎn)生向上的底壓，使底板鼓起、離層、彎曲或破壞。有的巖石如凝灰?guī)r、黏土質(zhì)巖石，當(dāng)巷道有積水或巷道空氣潮濕時(shí)，會(huì)使巖石吸水膨脹而底鼓產(chǎn)生底壓。

巷道底鼓的破壞作用很大，主要表現(xiàn)在減少巷道的實(shí)際斷面，造成通風(fēng)、行人和運(yùn)輸困難，以致影響安全。底鼓破壞了底板的完整性，擠碎了底板，使支架兩幫的柱腿容易插入底板，減少了支架支撐能力，使頂板下沉、破壞，從而給巷道維護(hù)帶來困難。底鼓會(huì)破壞軌道、運(yùn)輸機(jī)、水溝等巷道設(shè)施，從而影響生產(chǎn)。支架的迎山角（β）是按照巷道傾角（β）來計(jì)算的，一般迎山角等于傾角的1/8~1/6，即β=（1/8~1/6）α，例如巷道傾角為30°，則迎山角為4°~5°。迎山角過大、過小都會(huì)降低支架的支撐能力。迎山角過大的叫過山，迎山角過小的叫退山，這兩種情況都是不允許的

支架的迎山角（β）是按照巷道傾角（β）來計(jì)算的，一般迎山角等于傾角的1/8~1/6，即β=（1/8~1/6）α，例如巷道傾角為30°，則迎山角為4°~5°。迎山角過大、過小都會(huì)降低支架的支撐能力。迎山角過大的叫過山，迎山角過小的叫退山，這兩種情況都是不允許的。當(dāng)巷道傾角（α）大于45°，并超過底板巖石的自然安息角時(shí)，底板巖石有可能下滑，因此巷道底板也要進(jìn)行支護(hù)，如圖5-18所示。

（二）影響巷道礦壓的因素

巷道礦壓的大小，主要受巷道所處深度、巷道斷面大小、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖性質(zhì)等因素的影響。

1、深度的影響巷道所處深度大時(shí)，上覆巖層質(zhì)量大，直接影響到巷道圍巖中原巖應(yīng)力的大小。淺部巷道的壓力主要表現(xiàn)在頂板，深部巷道的壓力來自四周，而且容易出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象，有的巷道還有巖石沖擊現(xiàn)象。

2、巷道斷面與支護(hù)形式的影響不同的巷道斷面形狀與大小，以及采取不同的支護(hù)方式，將直接影響巷道圍巖應(yīng)力狀態(tài)及穩(wěn)定狀態(tài)。采用錨桿支護(hù)的巷道圍巖應(yīng)力狀況優(yōu)于架棚、砌碹等支護(hù)的巷道。而大斷面的巷道受力在同等條件下比小斷面巷道要大。

3、地質(zhì)構(gòu)造的影響在向斜軸、背斜軸、斷層附近等構(gòu)造處應(yīng)力集中、地壓較大，平行于這些構(gòu)造走向的巷道更難維護(hù)。

4、圍巖性質(zhì)的影響圍巖強(qiáng)度的大小及穩(wěn)定程度是影響巷道礦壓的主要因素。巖石堅(jiān)硬、穩(wěn)定，則產(chǎn)生的礦壓?。粠r石松軟破碎、不穩(wěn)定，則產(chǎn)生的礦壓大。

5、巷道相對(duì)開采煤層與采煤工作面的位置的影響巷道與采煤工作面所處位置的關(guān)系直接影響著巷道受采動(dòng)影響的程度。此外，在掘進(jìn)過程中，如果受到水的影響，則巖石強(qiáng)度會(huì)降低，圍巖維護(hù)難度加大，應(yīng)特別加強(qiáng)工作面頂板管理工作。

（三）沖擊地壓

沖擊地壓是井巷或采煤工作面的煤巖體，由于變形能量的釋放而產(chǎn)生的一種以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動(dòng)力現(xiàn)象，是礦山壓力的一種特殊顯現(xiàn)形式。簡(jiǎn)單地講，沖擊地壓就是井下煤巖體突然的、爆炸式的破壞。沖擊地壓發(fā)生時(shí)經(jīng)常伴隨著巨大的聲響和強(qiáng)烈的震動(dòng)，因此又被稱為“煤炮”、“巖爆”、“板炮”等。

1、沖擊地壓顯現(xiàn)的特征

（1）突然爆發(fā)，一般沒有明顯的宏觀征兆，事先難以準(zhǔn)確確定發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度。

（2）發(fā)生時(shí)，聲響巨大，發(fā)生過程短暫而急劇，并有強(qiáng)烈的震動(dòng)。這種震動(dòng)在地面直徑5~10km范圍內(nèi)一般都能感覺到。

（3）破壞性大，沖擊地壓有時(shí)導(dǎo)致頂板顯著下沉或底板鼓裂，煤體移動(dòng)，大量煤塊從煤壁拋出，堵塞巷道。產(chǎn)生的強(qiáng)力沖擊波強(qiáng)，能沖倒幾十米至幾百米內(nèi)的風(fēng)門、風(fēng)墻等設(shè)施。但當(dāng)采掘接近大斷裂構(gòu)造時(shí),常常會(huì)發(fā)生強(qiáng)度較大的沖擊地壓,其原因是頂板巖梁被斷裂后,失去或減少了傳遞力的聯(lián)系,易于產(chǎn)生應(yīng)力集中和大范圍內(nèi)的頂板活動(dòng),此時(shí)發(fā)生的沖擊地壓強(qiáng)度也較大。堅(jiān)硬、厚度大、整體性強(qiáng)的頂板(基本頂),容易形成沖擊地壓;直接頂厚度適中,與基本頂組合性好,不易冒落時(shí),沖擊危險(xiǎn)性較大;煤的強(qiáng)度高、含水量低、變質(zhì)程度高,一般沖擊傾向較大。

2.開采技術(shù)因素由于開拓布置不合理或采煤方法不當(dāng)，容易造成沖擊地壓的發(fā)生。如巷道相向掘進(jìn)或在采煤工作面前方的支承壓力區(qū)內(nèi)開掘巷道；采用短壁式采煤方法，巷道交叉多，容易形成多處支承壓力疊加而導(dǎo)致沖擊地壓的發(fā)生。煤柱和開采邊界是最主要的應(yīng)力集中因素，應(yīng)盡量避免和減少這些因素的影響。

（三）沖擊地壓的防治措施

沖擊地壓的防治措施主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:

1、降低應(yīng)力的集中程度減弱煤層區(qū)域內(nèi)的礦山壓力值的方法有以下三種:（1）超前開采保護(hù)層。（2）無煤柱開采,在采區(qū)內(nèi)不留煤柱和煤體突出部分,禁止在鄰近層煤柱的影響范圍內(nèi)開采。（3）合理安排開采順序,避免形成三面采空狀態(tài)的回采區(qū)段或條帶和在采煤工作面前方掘進(jìn)巷道,必要時(shí)應(yīng)在巖石或安全層內(nèi)掘進(jìn)巷道,禁止工作面間對(duì)采和追采。

（四）在生產(chǎn)過程中防治沖擊地壓事故1、學(xué)習(xí)沖擊地壓的基本知識(shí)，熟悉撤人路線，注意觀察和總結(jié)沖擊地壓發(fā)生規(guī)律。2、加強(qiáng)支護(hù)，搞好工程質(zhì)量管理。有沖擊地壓危險(xiǎn)的地點(diǎn)不能采用混凝土棚子、金屬梯形棚子等剛性支架。3、沖擊地壓在多數(shù)情況下是緊接著爆破而發(fā)生的，所以要嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)躲炮距離（半徑100m以上）和躲炮時(shí)間（30min以上）的規(guī)定。4、認(rèn)真搞好綜合預(yù)測(cè)和防治，即在有沖擊地壓危險(xiǎn)的地區(qū)采取預(yù)測(cè)方法判別沖擊危險(xiǎn)程度，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)后，立即采取防治措施，經(jīng)檢查確認(rèn)安全后再進(jìn)行正常生產(chǎn)。

三、巷道掘進(jìn)技術(shù)在煤巖體中，采用一定破巖手段將部分巖石破碎下來，形成設(shè)計(jì)的掘進(jìn)空間，接著對(duì)其空間進(jìn)行支護(hù)的工作叫巷道掘進(jìn)。根據(jù)掘進(jìn)中采用的機(jī)械化程度，可將掘進(jìn)分為鉆爆法掘進(jìn)和綜合機(jī)械化掘進(jìn)。

（一）鉆爆法掘進(jìn)工藝鉆爆法掘進(jìn)是利用鉆眼爆破的方法將巖石破碎下來的掘進(jìn)方法。其掘進(jìn)工藝如下:

1、打眼爆破

根據(jù)煤（巖）的硬度選定打眼機(jī)具，并嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》及爆破說明書要求作業(yè)，防止爆破事故的發(fā)生。（1）打眼。首先根據(jù)煤(巖)的硬度選定打眼機(jī)具。一般在煤層中用煤電鉆打眼,在巖層中采用巖石電鉆或鑿巖機(jī)、鑿巖臺(tái)車、液壓鉆車和鉆裝機(jī)。利用煤電鉆和風(fēng)鉆打眼時(shí),要嚴(yán)格執(zhí)行鉆眼安全操作規(guī)程,防止鉆眼中發(fā)生事故。（2）裝藥爆破。要嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》及爆破說明書要求作業(yè),防止爆破事故的發(fā)生。

4、巖石（煤）的運(yùn)輸在煤巷掘進(jìn)中可利用刮板輸送機(jī)或礦車運(yùn)輸；在巖巷掘進(jìn)中，一般用礦車運(yùn)輸。礦車的運(yùn)行方式有人力推車、調(diào)度絞車牽引、蓄電池機(jī)車牽引等。鉆爆法掘進(jìn)中的調(diào)車和運(yùn)輸是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)的工作。調(diào)車、運(yùn)輸速度直接影響到掘進(jìn)的速度。（1）雙軌大巷掘進(jìn)調(diào)車在雙軌大巷掘進(jìn),為了加快掘進(jìn)速度,一般采用浮放道岔調(diào)車法。浮放道岔有兩種,一種是鋼板對(duì)稱浮放道岔,另一種是扣道式浮放道岔。鋼板對(duì)稱浮放道岔如圖5－19所示,其調(diào)車方法如圖5－20所示。道岔一端搭在原軌上,另一端搭在裝巖機(jī)軌道上,裝滿巖石的重車經(jīng)道岔進(jìn)入重車線,空車經(jīng)過道岔進(jìn)入裝巖機(jī)后的軌道進(jìn)行裝巖。道岔隨著軌道接長(zhǎng),由裝巖機(jī)拖拉牽引孔向前移動(dòng)。

扣道式浮放道岔如圖5－21所示,其調(diào)車方法如圖5－22所示。上列的重車經(jīng)浮放道岔進(jìn)入重車線,下列的重車不經(jīng)浮放道岔直接進(jìn)入重車線?？哲嚱?jīng)翻框式調(diào)車進(jìn)入工作面裝巖。③采用人力推車時(shí)的安全事項(xiàng)采用人力推車時(shí)一次只能推一輛車。嚴(yán)禁在礦車兩側(cè)推車。同向推車的間距在軌道坡度小于或等于5度時(shí),不得小于10m；坡度大于5度時(shí)不得小于30m。人力推車時(shí)必須時(shí)刻注意前方。在開始推車、停車、掉道、發(fā)現(xiàn)前方有人或有障礙物，以及從坡度較大的地方向下推車或接近道岔、彎道、巷道口、風(fēng)門、硐室出口時(shí),推車人必須及時(shí)發(fā)出信號(hào)。巷道坡度大于7度時(shí)嚴(yán)禁人力推車。

5.巷道支護(hù)

井下巷道掘出后，必須根據(jù)巷道圍巖的性質(zhì)對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)。否則，隨時(shí)間的推移巷道會(huì)發(fā)生變形、冒頂，影響安全使用。巷道支護(hù)的形式有以下幾種:

（1）砌碹支護(hù)砌碹支護(hù)是支護(hù)形式中最堅(jiān)固的形式。支護(hù)的材料有料石、磚及混凝土。砌碹支護(hù)一般用于服務(wù)年限長(zhǎng)的開拓巷道及主要硐室,如水平運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷、井筒及井底車場(chǎng)和主石門等。砌碹支護(hù)如圖5-24所示。

（2）棚式支護(hù)。棚式支護(hù)是煤礦井下準(zhǔn)備巷道和回采巷道常見的支護(hù)形式。架棚材料有木材、鋼筋混凝土預(yù)制件、工字鋼及U型鋼等。架棚的形式有梯形棚和拱形棚等,其中U型鋼可縮性拱形棚使用最廣泛。架棚支護(hù)形式如圖5-25所示。

（3）錨桿支護(hù)。錨桿支護(hù)在我國(guó)煤礦已廣泛應(yīng)用。由于其支護(hù)成本低廉、效果良好,加之與錨桿配套的支護(hù)方式的采用,更加表現(xiàn)出錨桿支護(hù)的極大優(yōu)越性。錨桿支護(hù)是井下巷道支護(hù)的發(fā)展方向。目前,我國(guó)煤礦井下使用的有木錨桿、竹錨桿、鋼絲繩錨桿、金屬管縫式錨桿、鋼筋錨桿和玻璃鋼錨桿等。各種錨桿的錨固方式不同,但支護(hù)原理一致。目前使用最多的為樹脂凝固劑及鋼筋錨桿。錨桿支護(hù)的配套形式有錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)支護(hù)、錨網(wǎng)噴支護(hù)、錨梁支護(hù)、錨桿鋼支護(hù)等。這些配套形式的應(yīng)用更加拓寬了錨桿支護(hù)的使用范圍。錨桿支護(hù)如圖5-26所示。（二）綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝

綜合機(jī)械化掘進(jìn)是在掘進(jìn)工作中采用了綜掘機(jī)，實(shí)現(xiàn)了工作面破巖、裝巖及運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化。而支護(hù)仍和鉆爆法掘進(jìn)相同。綜掘機(jī)有煤巷掘進(jìn)機(jī)和巖巷掘進(jìn)機(jī)兩大類。。ELM型煤巷掘進(jìn)機(jī)如圖5-27所示。

1、綜掘工藝（1）破煤。綜掘機(jī)在工作面破煤是依靠裝有截齒的截割頭轉(zhuǎn)動(dòng)完成的,截割頭和截割臂連為一體,由液壓缸控制,可以在工作面上下、左右擺動(dòng),截割出各種形狀的巷道斷面。（2）裝煤及運(yùn)輸。掘進(jìn)工作的煤被截割下來以后,落在巷道底部。與此同時(shí),在綜掘機(jī)下部的耙爪不停地把煤耙入掘進(jìn)機(jī)的刮板輸送機(jī)內(nèi),再轉(zhuǎn)動(dòng)到后面的帶式輸送機(jī)上運(yùn)出工作面。（3）綜掘機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)。掘進(jìn)機(jī)為履帶行走機(jī)構(gòu),由司機(jī)操作可自行行走。綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作的巷道支護(hù)和鉆爆法掘進(jìn)支護(hù)相同。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)向前掘進(jìn)一定距離后,必須停止掘進(jìn),對(duì)所掘出的巷道進(jìn)行支護(hù),否則,會(huì)因空頂距離太大而發(fā)生冒頂傷人事故。

2、掘進(jìn)中的安全注意事項(xiàng)：綜合機(jī)械化掘進(jìn)效率高，但是，由于在使用過程中的各種失誤，曾發(fā)生過絞人、倒柱、冒頂及摩擦火花引爆瓦斯等事故。為了保證綜掘機(jī)安全運(yùn)行，防止事故發(fā)生，要求綜掘司機(jī)必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，并考試合格，在工作中嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定。工作面其他人員不能開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)。當(dāng)綜掘機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)后，要遠(yuǎn)離掘進(jìn)機(jī)，絕不能在綜掘機(jī)前方停留，防止撞人、絞人事故發(fā)生。

四、采煤技術(shù)

采煤工作面回采工藝包括工作面的破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)及采空區(qū)處理五大項(xiàng)內(nèi)容。由于工作面的機(jī)械化程度不同，回采工藝也有所區(qū)別。

（一）爆破采煤技術(shù)爆破采煤簡(jiǎn)稱“炮采”，其特點(diǎn)是爆破落煤，爆破及人工裝煤，機(jī)械化運(yùn)煤，用單體支護(hù)工作空間頂板。

采煤工藝過程有:破煤、裝煤、運(yùn)煤、移置輸送機(jī)、工作面支護(hù)和頂板管理六大工序。

1、爆破落煤爆破落煤由打眼、裝藥、填炮泥、聯(lián)炮線及放炮等工序組成。在爆破采煤時(shí),要嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行打眼、裝藥、填炮泥、聯(lián)炮線及放炮，必須嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢暠和“三人連鎖放炮制暠等；要保證規(guī)定進(jìn)度，工作面垂直，不留頂煤和底煤，不破壞頂板，不崩倒支柱和不崩翻工作輸送機(jī)，盡量降低炸藥和雷管消耗。

2、裝煤爆破崩落的煤一部分崩入刮板輸送機(jī)內(nèi)，還有一部分需人工裝入輸送機(jī)。人工裝載勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，淺進(jìn)度可減少煤壁處人工裝煤量，提高爆破技術(shù)水平，也可以減少人工裝煤量。人工裝煤前必須首先檢查放炮后的頂板及支架，進(jìn)行敲幫問頂、處理活石，然后控制頂板，才能開始裝煤。在裝煤中要隨時(shí)注意煤幫、頂板，防止片幫、掉矸傷人。不能把大塊煤矸裝入刮板輸送機(jī)內(nèi)，應(yīng)人工破碎后才能裝入運(yùn)輸機(jī)中。

3、運(yùn)煤采煤工作面運(yùn)煤方式主要取決于煤層的傾角及落煤方式。在緩傾斜煤層中，炮采工作面通常可采用SWG系列彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤；在傾斜煤層中，則多用鐵溜槽或搪瓷溜槽運(yùn)煤。

4、移置運(yùn)輸機(jī)工作面每推進(jìn)一次都要推移輸送機(jī)，推移輸送機(jī)是在工作面裝煤后進(jìn)行的。由于目前采用SGW系列可彎曲刮板輸送機(jī)，均采用整體移置。即采用可彎曲刮板輸送機(jī)和移溜槽實(shí)現(xiàn)自移輸送機(jī)，避免了拆移輸送機(jī)的工序。

5、工作面支護(hù)炮采工作面常用金屬鉸接頂梁支柱和單體液壓支柱支護(hù)，此外還有棚子支護(hù)、摩擦式金屬支護(hù)、帶帽點(diǎn)柱支護(hù)。

6、頂板管理采空區(qū)處理是采煤工作面生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要工序。為保證采煤工作面的安全及足夠的工作空間，應(yīng)減少放頂步距?；貑闻胖然仉p排柱雖然增加了回柱次數(shù)及準(zhǔn)備工作量，但支柱承壓時(shí)間短，放頂后頂板活動(dòng)量小，操作安全。采空區(qū)管理主要采用全部垮落法，少數(shù)采用充填法或煤柱支撐法。

（二）普通機(jī)械化采煤技術(shù)

普通機(jī)械化采煤工藝簡(jiǎn)稱“普采”，在采煤工作面裝備了單滾筒采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)及單體液壓支柱配合金屬鉸接頂梁支護(hù)的工作面。工作面落煤、裝煤、運(yùn)煤三道工序基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，而支護(hù)和采空區(qū)處理還是人工進(jìn)行的。普通機(jī)械化采煤的工藝過程為:破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和采空區(qū)處理等。

1、破煤普采工作面使用的滾筒采煤機(jī)有搖臂式單滾筒采煤機(jī)和搖臂式雙滾筒采煤機(jī)。單滾筒采煤機(jī)的工作方式有以下幾種:（1）雙向割煤，往返一刀；（2）“∞”字形割煤，往返一刀；（3）單向割煤，往返一刀；（4）雙向割煤，往返一刀。采用雙滾筒采煤機(jī)落煤時(shí),不論是上行還是下行,在一般情況下，總是前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，以提高機(jī)械裝煤率。

2.裝煤與運(yùn)煤主要靠采煤機(jī)滾筒螺旋葉片及其配合的弧形或門式擋板完成落煤過程中的裝煤;所余浮煤或底煤則要人工清理。為了提高機(jī)械裝煤率和使裝煤工作更安全,在一定條件下還可以使用裝煤犁進(jìn)行二次裝煤。運(yùn)煤主要使用可彎曲刮板輸送機(jī),刮板輸送機(jī)的選擇必須與采煤機(jī)的工作方式及其生產(chǎn)能力相適應(yīng)。

3、支護(hù)普通機(jī)械化采煤工作面一般均采用單體液壓支柱或摩擦式金屬支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支架支護(hù)。在頂板完好的情況下可采用帶帽點(diǎn)柱支護(hù)。普通機(jī)械化采煤工作面支架布置方式主要有齊梁直線柱和錯(cuò)梁直線柱兩種。為了行人和工人作業(yè)方便,工作面支柱一般排成直線狀。

4、采空區(qū)處理普通機(jī)械化采煤工作面的采空區(qū)處理主要采用全部垮落法（三）綜合機(jī)械化采煤技術(shù)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)簡(jiǎn)稱“綜采”，其特點(diǎn)是在采煤工作面配備了大功率的雙滾筒采煤機(jī)，大功率的可彎曲刮板輸送機(jī)，液壓自移支架轉(zhuǎn)載機(jī)，可伸縮帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)了工作面的破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、頂板管理等基本工序都機(jī)械化作業(yè)。綜采工作面的設(shè)備布置如圖5-28所示。

1、割煤與裝煤綜采工作面破煤、裝煤是依靠依靠大功率的電牽引雙滾筒采煤機(jī)完成的。采煤機(jī)在運(yùn)行中滾筒不停旋轉(zhuǎn)，由截齒將煤割下，再由滾筒上的螺旋葉片將其推入工作面溜槽中。

2、運(yùn)煤綜采工作面運(yùn)煤主要依靠鋪設(shè)在工作面的大功率雙中心鏈刮板輸送機(jī)將煤運(yùn)到工作面轉(zhuǎn)載機(jī)處，經(jīng)破碎機(jī)破碎后由轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)入順槽可伸縮帶式輸送機(jī)，由帶式輸送機(jī)運(yùn)出工作面。煤在推溜中通過鏟煤板鏟入溜槽中。

3、支護(hù)綜采工作面是用自移式液壓支架來支護(hù)和管理頂板,維護(hù)工作空間。液壓支架支護(hù)方式有三種:超前支護(hù)、及時(shí)支護(hù)和滯后支護(hù)。綜采工面的移架方式有三種:單架連續(xù)式、分組間隔交錯(cuò)式和成組整體依次順序式。

4、采空區(qū)處理綜采工作面大多采用全部垮落法處理采空區(qū),即隨支架移置后自行垮落,充填采空區(qū)。（四）放頂煤采煤法

放頂煤采煤法是沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底板布置一個(gè)采煤工作面，利用礦山壓力將工作面頂部煤層在工作面推進(jìn)后破碎冒落，并將冒落煤予以回收的一種采煤方法。綜放工作面是在綜采工作面的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，同綜采工作面相比，綜放工作面由于采高的增大，支架直接支護(hù)的巖石頂板變?yōu)槊喉?，增加了放頂煤工藝，工作面輸送機(jī)由一部變?yōu)閮刹?，頂板壓力減弱，來壓緩和，因而使工作面頂板管理的重點(diǎn)發(fā)生了轉(zhuǎn)變。根據(jù)我國(guó)近年來在緩傾斜厚煤層中使用放頂煤采煤法的經(jīng)驗(yàn)，放頂煤采煤的工藝過程如下:（1）采煤機(jī)采煤與單一中厚煤層一樣，采煤機(jī)可以從工作面端部或中部斜切進(jìn)刀。采用雙向割煤往返一次進(jìn)一刀，下行割煤、上行裝煤,距滾筒12~15m處推移輸送機(jī)，完成一個(gè)綜采循環(huán)。根據(jù)頂煤放落的難易程度，放頂煤工作在完成一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)綜采循環(huán)以后，在檢修班或放頂班進(jìn)行。

（2）放頂煤工作多從下部向上部,也可以從上部向下部,逐架或隔一架或數(shù)架依次進(jìn)行。一般放頂煤沿工作面全長(zhǎng)一次進(jìn)行完畢即一輪放完,如頂煤較厚,也可分兩輪放完。在放煤過程中,如有片幫預(yù)兆,應(yīng)停止放煤。當(dāng)放煤口出現(xiàn)矸石時(shí),應(yīng)關(guān)閉放煤口。綜采放頂煤工藝特點(diǎn):1、適用于厚度5m以上、煤質(zhì)較軟、頂板易垮落的煤層；2、簡(jiǎn)化巷道布置，減少巷道掘進(jìn)工作量；3、提高采煤工效、降低噸煤生產(chǎn)費(fèi)用等。

（五）急傾斜煤層開采

1、急傾斜煤層開采的特點(diǎn)急傾斜煤層由于煤層傾角大，在礦井開拓、采區(qū)巷道布置及采場(chǎng)回采工藝上都有自己的特點(diǎn)，在開采上主要表現(xiàn)為：采煤工作面采下的煤塊、巖塊能自動(dòng)下滑；工作面裝運(yùn)工作較簡(jiǎn)單，但支架穩(wěn)定性差；在采區(qū)中可開掘采區(qū)溜煤眼；采區(qū)及工作面生產(chǎn)能力、機(jī)械化程度和效率較低；煤層自燃比較嚴(yán)重；要合理安排上、下煤的開采順序。

2、急傾斜煤層開采的方法我國(guó)煤礦對(duì)急傾斜煤層的開采，使用過多種方法，主要有以下幾種:

（1）倒臺(tái)階采煤法工作面沿傾斜方向呈倒臺(tái)階布置,充分利用工作面長(zhǎng)度,使工人在各個(gè)臺(tái)階階檐的保護(hù)下,多點(diǎn)同時(shí)作業(yè)。工作面長(zhǎng)度一般為40~50m,由2~3個(gè)臺(tái)階組成,臺(tái)階長(zhǎng)度一般為10~20m。工作面落煤一