煤礦生產(chǎn)技術(shù)新z

煤礦生產(chǎn)技術(shù)——段隊(duì)長(zhǎng)（初訓(xùn)）主講人：趙明偉Email：教學(xué)內(nèi)容1.第一節(jié)煤礦生產(chǎn)技術(shù)2.第二節(jié)煤礦地質(zhì)構(gòu)造3.第三節(jié)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)爆破安全影響

4.第四節(jié)煤礦井下常見巷道爆破生產(chǎn)技術(shù)

第三章煤礦生產(chǎn)技術(shù)第一節(jié)礦井地質(zhì)基本知識(shí)一、煤層的賦存特征

(一)煤層的頂?shù)装逦挥诿簩由厦娴膸r層稱頂板，煤層下面的巖層為底板。頂、底板的巖性一般由炭質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖或石灰?guī)r等組成。(二)煤層的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

1·煤層的形態(tài)煤層的形態(tài)可分為層狀、似層狀和非層狀3類。

1.層狀煤層煤層穩(wěn)定,連續(xù)性好,厚度變化也小。

2.似層狀煤層似層狀煤層的形態(tài)像藕節(jié).串珠.瓜藤等,層位有一定的連續(xù)性,但厚度變化較大。

3.非層狀煤層非層狀煤層的形狀像雞窩.扁豆.透鏡等,層位及不穩(wěn)定,連續(xù)性很大,

厚度變化很大,無(wú)規(guī)律可循。層狀煤層，由于其層位有明顯的連續(xù)性，厚度變化不大，是我國(guó)大、中型煤礦主要開采對(duì)象。但是，由于后期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、水流沖蝕和巖溶陷落等影響，往往使一些煤層厚度變化大、層位不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出多樣的復(fù)雜形態(tài)，如藕節(jié)狀、串珠狀、瓜藤狀、雞窩狀、扁豆?fàn)畹?。這些形態(tài)在我國(guó)南方較為常見，只適合于小煤礦的開采。

2．煤層的結(jié)構(gòu)煤層的結(jié)構(gòu)是指煤層中有無(wú)夾石層。不含夾石層稱為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層；含有夾石層的煤層稱為復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層中所含夾石層層數(shù)不一，少則一至數(shù)層，多則十幾層，甚至可達(dá)幾十層。夾石層的厚度可以從幾厘米到幾十厘米。常見夾石層有炭質(zhì)泥巖、泥質(zhì)巖、粉砂巖，有時(shí)也能見到油頁(yè)巖、砂巖及薄層石灰?guī)r等。

3．煤層厚度煤層的厚度是指煤層頂板到底板之間的垂直距離。煤層有厚有薄，薄的僅數(shù)厘米，厚的可達(dá)上百米。煤層太薄時(shí)失去開采價(jià)值。我國(guó)根據(jù)煤炭資源情況、煤的用途、煤的傾角大小和開采方式等因素，規(guī)定了煤層最低可采厚度標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到最低可采厚度的煤層稱為可采煤層，只有達(dá)到最低可采厚度方可列入國(guó)家開采計(jì)劃。在缺煤省區(qū)，可將標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)降低。煤層厚度是選擇采煤方法的主要依據(jù)，在礦井開采中，根據(jù)單層煤層的厚度，通常把煤層分為3類：薄煤層小于1．3m

中厚煤層1．3～3．5m

厚煤層大于3．5m

在生產(chǎn)工作中，習(xí)慣上將厚度大于6m煤層稱作特厚煤層。

4．煤層產(chǎn)狀要素煤層產(chǎn)狀是指煤層在地殼中的產(chǎn)出狀態(tài)。其形狀和所在空間位置一般用產(chǎn)狀要素來(lái)表示，包括走向、傾向和傾角，如圖3—1所示。AoA’一走向線；oB一傾斜線；()c一傾向線；a一傾角(1)走向。煤層層面與水平面相交的線叫走向線，走向線的延伸方向即為煤層的走向。它表示煤層在地面的延伸方向。

(2)傾向。在煤層層面上與走向線垂直并沿層面向下延伸的直線叫做傾斜線，傾斜線的水平投影所指的方向稱為傾向。

(3)傾角。煤層層面與水平面所夾的最大銳角稱為傾角。傾角大小反映煤層在空間的傾斜程度。傾角的變化范圍在0°～90°之間，煤層傾角越大，開采難度就越大。煤層按傾角可分為4類：近水平煤層傾角8°以下緩傾斜煤層傾角8°～25°

傾斜煤層傾角25°～45°

急傾斜煤層傾角45°以上二、礦井地質(zhì)構(gòu)造煤層形成初期，一般都是水平或近水平的，在一定范圍內(nèi)是連續(xù)完整的，后來(lái)受到地殼升降或水平方向擠壓運(yùn)動(dòng)的影響，有的彎曲起伏，形成褶皺，有的發(fā)生斷裂。褶皺和斷裂破壞了煤層原始埋藏形態(tài)，使產(chǎn)狀復(fù)雜化，直接影響礦井設(shè)計(jì)、建設(shè)和開采。

1．褶皺構(gòu)造巖層和煤層在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的一系列連續(xù)的彎曲稱為褶皺構(gòu)造。每一個(gè)單獨(dú)的彎曲稱為褶曲。巖層向上彎曲，并且核部是老地層者，稱為背斜；巖層向下彎曲，并且核部是新地層者，稱為向斜，如圖3—2所示。

2.斷裂構(gòu)造煤巖層受力后發(fā)生斷裂，出現(xiàn)斷裂面，失去了連續(xù)完整性的構(gòu)造形態(tài)稱為斷裂。如果斷裂面兩側(cè)煤巖層沒有發(fā)生明顯位移稱為裂隙或節(jié)理，產(chǎn)生明顯位移的斷裂構(gòu)造則稱為斷層。它包括：斷層面、斷層線、上盤和下盤以及斷距等，如圖3—3所示。

根據(jù)斷塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，斷層可分為正斷層、逆斷層和平推斷層。正斷層。是指上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升的斷層，

逆斷層。是指上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降的斷層，平推斷層。兩盤沿?cái)鄬用孀魉椒较蛳鄬?duì)位移的斷層，

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3．巖溶陷落柱巖溶陷落柱俗稱“無(wú)炭柱”或“矸子窩”，它是煤系地層下部可溶性巖石在地下水和重力作用下所產(chǎn)生的坍塌現(xiàn)象。常使煤層遭到破壞，嚴(yán)重者可使部分可采煤層失去開采價(jià)值。由于坍塌呈圓形或不甚規(guī)則的橢圓形柱狀體，所以稱為“陷落柱”，如圖3—5所示。陷落柱內(nèi)有大小不等的煤塊、巖塊和其他雜質(zhì)膠結(jié)在一起，不堅(jiān)硬，有的積有水、瓦斯等。這種情況主要發(fā)生在灰?guī)r、泥灰?guī)r、石膏礦中。陷落柱頂板難于管理。在水文地質(zhì)復(fù)雜的礦井中，陷落柱常是地下水的良好通道，這對(duì)煤礦安全很不利，因此，接近或穿透陷落柱時(shí)應(yīng)予高度重視。

4．沖刷帶沖刷帶是成煤后水流侵蝕了煤層、頂板、甚至底板，而過(guò)后砂石又充填了被侵蝕的地方，有的還在煤層內(nèi)形成包裹體，沖刷帶對(duì)采煤工作面頂板的破壞比斷層對(duì)頂板的破壞范圍要大，沖刷帶的煤層常變薄，甚至尖滅，這給煤層開采工作帶來(lái)許多困難。需要進(jìn)行詳細(xì)探查，合理安排采掘工作。5．巖漿侵入體含煤區(qū)域內(nèi)的巖漿活動(dòng)，無(wú)論是侵入、穿插或靠近煤層，均可導(dǎo)致煤層的破壞和煤的變質(zhì)，有的巖漿巖體還直接破壞煤層頂?shù)装澹鬼敯迨ゾ恍?，巖漿侵入體的存在，影響煤礦正常生產(chǎn)和安全,我國(guó)的安徽、山東、河北、遼寧及東南沿海諸省的一些礦區(qū)，有入侵煤系地層的巖漿巖體分布三、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)爆破安全的影響在煤礦井下生產(chǎn)過(guò)程中，常常遇到地質(zhì)構(gòu)造，這些地質(zhì)構(gòu)造往往造成采掘工作面條件發(fā)生很大變化，給爆破工作帶來(lái)很大的影響。

1．裂隙、斷層的影響

(1)斷層、裂隙常常是瓦斯涌出的良好通道和積聚場(chǎng)所。在這些地段爆破時(shí)，往往伴隨大量瓦斯的涌出，使采掘工作面瓦斯?jié)舛让黠@增高。如果此時(shí)不注意瓦斯?jié)舛鹊淖兓?，就可能在瓦斯超限的情況下裝藥、爆破，危險(xiǎn)性極大。

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(2).斷層、裂隙發(fā)育的地段，煤巖層受到強(qiáng)烈的破壞，具有較大的瓦斯?jié)撃?，是煤與瓦斯突出的易發(fā)地點(diǎn)，給采掘工作面增加了不安全因素。

(3).無(wú)論是斷層還是裂隙、節(jié)理，都會(huì)破壞巷道圍巖的完整性。當(dāng)頂板巖層裂隙、節(jié)理發(fā)育時(shí)，對(duì)鉆眼爆破、落煤效果、采煤工作面布置和推進(jìn)方向以及頂板管理等都有較大的影響。而斷層則破壞煤層及頂、底板巖石的完整性，使圍巖破碎失穩(wěn)，尤其是與工作面平行的斷層，對(duì)開拓和開采工作的影響更為突出。在采掘工作面頂板節(jié)理、裂隙發(fā)育或遇到斷層的情況下爆破，如果不及時(shí)采取有針對(duì)性的措施，改變爆破方法，爆破后極易造成冒頂事故。

(4).斷層附近煤層破碎，常呈粉末狀。爆破時(shí)，增大揚(yáng)起的煤塵量。一是使采掘工作面煤塵濃度極易達(dá)到爆炸的范圍；二是使工作面環(huán)境惡化，影響視線，容易造成事故。

(5).斷層容易成為涌水通道。特別有些斷層與強(qiáng)含水層溝通。當(dāng)遇到這些斷層時(shí)，由于事出突然，有可能發(fā)生水害事故。因此，爆破前，注意觀察迎頭的變化，發(fā)現(xiàn)異常，必須采取防治措施，避免發(fā)生透水事故。2．巖溶陷落柱的影響：(1)巖溶陷落柱內(nèi)部往往含水豐富，接近或揭露巖溶陷落柱爆破時(shí)，容易發(fā)生大量水的涌出；另外，巖溶陷落柱也是良好的涌水通道，一旦誤穿，極易發(fā)生透水粵故。如1984年6月開灤范各莊礦發(fā)生的特大礦井水災(zāi)，(2)巖溶陷落柱內(nèi)巖石破碎、松散，極易積聚瓦斯，若無(wú)安全措施，爆破揭穿時(shí)，大量瓦斯涌出，容易發(fā)生瓦斯事故。

(3)由于巖溶陷落柱內(nèi)巖石破碎、松散，其頂板管理往往較困難，爆破時(shí)容易發(fā)生冒頂事故。此外，爆破時(shí)遇到褶皺、沖刷帶和巖漿侵入都會(huì)使頂板巖性發(fā)生較大的改變，有時(shí)頂板巖石甚為破碎，給爆破工作帶來(lái)安全隱患。因此，在遇到地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，應(yīng)及時(shí)修改爆破說(shuō)明書，采取切實(shí)可行的安全措施，爆破工則嚴(yán)格按照爆破說(shuō)明書進(jìn)行爆破。四、巖石(煤)的物理力學(xué)性質(zhì)巖石(煤)是煤礦爆破作業(yè)的主要對(duì)象，它的物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)鑿巖和爆破有很大的影響，了解這些影響有利于在實(shí)際工作中合理地確定爆破參數(shù)和選用炸藥。對(duì)爆破影響較大的巖石物理性質(zhì)主要有：

(1)堅(jiān)固性。它說(shuō)明巖石抵抗外力作用的總強(qiáng)度。堅(jiān)固性大的巖石，鉆眼與爆破的難度也大。

(2).彈性與脆性。彈性是指作用在巖石上的外力消除后，巖石恢復(fù)原來(lái)形狀和體積的能力。巖石的彈性越大，鉆眼與爆破的難度就越大。脆性是巖石受到?jīng)_擊或爆破時(shí)碎裂成塊的特性。越脆的巖石越易破碎。脆性大的巖石應(yīng)選用猛度大的炸藥。

(3).層理和節(jié)理。層理是指構(gòu)成巖(煤)層的各個(gè)層面。順著層面最容易使巖石分裂成塊。層理發(fā)育的采掘工作面頂板最容易離層，使工作面頂板管理困難，安全條件降低。節(jié)理是指巖(煤)層的縱向裂縫。節(jié)理降低了巖體的整體性、堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，使巖(煤)容易裂開成塊，當(dāng)層理與炮眼方向重合時(shí)，容易夾釬子，泄漏爆炸生成的氣體，降低爆破效率，噴出的高溫氣流和火焰容易引燃瓦斯煤塵。當(dāng)采煤工作面方向與節(jié)理方向平行時(shí)。工作面煤壁容易片幫傷人。當(dāng)采煤工作面方向與煤層頂板巖石節(jié)理方向平行或近于平行時(shí)，極易造成大面積冒頂。

(4).含水性和含氣性。含水性是指巖(煤)層中含水的情況和暴露后滲出水的能力。含氣性是指巖(煤)層內(nèi)含有某些氣體，在采掘暴露后排出氣體的能力。含水性和含氣性與裂隙程度有關(guān)。對(duì)于泥質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)的巖石，遇水后可能發(fā)生膨脹或松散，容易破碎，常使炮眼變形，以致無(wú)法裝藥。

(5).風(fēng)化程度。它是指巖石受空氣、水和溫度作用而破壞的程度。風(fēng)化后的巖石容易鉆孔和爆破。

(6).粘性粘性是指巖石塊抵抗巖體分離的能力。巖石的粘性越大，炸藥的消耗量越大。一般巖石順著層理其粘結(jié)性較小，垂直層理的粘性較大。五、巖石的堅(jiān)固性分級(jí)我國(guó)大部分礦山，都是按巖石堅(jiān)固性進(jìn)行分級(jí)的。巖石的堅(jiān)固性是指巖石的爆破和鑿巖的難易程度。分級(jí)指標(biāo)廠稱普氏系數(shù)，軟煤f＝1～1．5

硬煤f＝2～3

軟巖f＝2～3

中硬巖f＝4～6

硬巖f＝8～10

堅(jiān)硬巖石f＝12～14

最堅(jiān)硬巖石f＝15～20

第二節(jié)礦井開拓一、礦井的開拓方式礦井開拓方式是指為開采煤炭在井田內(nèi)布置巷道的方式。根據(jù)煤層賦存條件的不同，礦井開拓的方式主要有平硐開拓方式、斜井開拓方式、立井開拓方式和綜合開拓方式。立井開拓斜井開拓平硐開拓綜合開拓

1．平硐開拓平硐開拓是利用水平巷道由地面進(jìn)入山體，并通過(guò)一系列巷道通達(dá)礦體的一種開拓方式。主要分布在四川、貴州、云南、山西等礦區(qū)，如王坪、攀枝花等，共有11處，占總數(shù)的10.58％平硐開拓井田是最簡(jiǎn)單、最有利的方式，采用平硐開拓時(shí)，一般以一條主平硐擔(dān)負(fù)運(yùn)煤、出矸、進(jìn)風(fēng)、排水、設(shè)置管路及行人等任務(wù)，在井田上部回風(fēng)水平開掘回風(fēng)平硐或回風(fēng)井。階段內(nèi)的布置可以采用分區(qū)式或連續(xù)式布置。

由于地形和煤層賦存情況不同，平硐開拓時(shí)，煤層多賦存在主要運(yùn)輸線以上，資源有限，構(gòu)造、地形復(fù)雜等，開拓礦區(qū)多為小型礦區(qū)。平硐的布置方式也不一樣。按平硐與煤層相對(duì)位置不同，平硐可以平行煤層走向、垂直煤層走向、斜交煤層走向開掘。相應(yīng)的稱為走向平硐、垂直平硐和斜交平硐。

2．斜井開拓斜井開拓是指利用傾斜井筒由地面進(jìn)入地下，并通過(guò)一系列巷道通達(dá)礦層的一種開拓方式。主要分布在山西、華北、華東、東北東部的部分礦區(qū)，煤層埋藏深度較淺，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，如普城、包頭、雞西、豐城等，共35處，占總數(shù)33.65％斜井開拓由于具有施工簡(jiǎn)單、掘進(jìn)較快、初期投資少，掘進(jìn)出煤可滿足建井期間用煤的需要，獲得更為詳細(xì)的地質(zhì)資料等優(yōu)點(diǎn)，按斜井與井田的劃分方式的配合不同，主要的有片盤斜井和集中斜井。

片盤斜井是斜井開拓中最簡(jiǎn)單的一種形式，多用在煤田的淺部區(qū)域。片盤斜井的基本特點(diǎn)是：井田沿走向不劃分采區(qū)，而是按傾斜方向按一定標(biāo)高劃分為若于段(稱之為片盤)，片盤左右各布置一個(gè)工作面，由井田邊界退后開采，各片盤之間仍采用由上而下的順序回采。斜井分區(qū)式開拓。當(dāng)斜井劃分為階段或盤區(qū)時(shí)，利用斜井集中開拓，稱斜井分區(qū)開拓(亦稱集中斜井開拓)。當(dāng)井田劃分一個(gè)水平，就叫斜井單水平分區(qū)式開拓；當(dāng)劃分為多水平時(shí)，就叫斜井多水平分區(qū)式開拓。從地面平行開鑿一對(duì)斜井(相距30～50m)掘至開采水平，然后掘出井底車場(chǎng)，主要運(yùn)輸大巷。到達(dá)第一、第二采區(qū)位置后，掘采區(qū)軌道上山和運(yùn)輸上山，在第一區(qū)段上下分別布置區(qū)段回風(fēng)巷和運(yùn)輸平巷，貫通開切眼后，即可回采。

3．立井開拓立井開拓是指利用垂直井筒由地面進(jìn)入地下，并通過(guò)一系列巷道通達(dá)煤層的一種開拓方式。集中于我國(guó)華東、華北、東北及中南平原礦區(qū)，立井開拓適合于煤層埋藏較深的井田開拓，它是我國(guó)廣泛使用的方式，如開灤、兗洲、徐洲、淮南、鶴壁等，共有24處。

占總數(shù)的23.08％，且多為大型礦井。無(wú)論礦井劃分為階段或盤區(qū)，是單水平還是多水平，都可采用立井開拓。立井開拓可分為：立井單水平開拓；立井多水平上山開拓；立井多水平上、下山開拓；立井多水平混合式開拓；立井主要溜暗井開拓。立井開拓與斜井開拓相比，其優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)礦區(qū)自然環(huán)境及礦山地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；當(dāng)采深相同時(shí)立井井簡(jiǎn)短，因此工程量小，井筒中所設(shè)管、線、纜少；與鋼絲繩提升的斜井相比，井筒通過(guò)能力大；井筒斷面大，易于滿足礦井通風(fēng)的要求；提升、排水、通風(fēng)動(dòng)力消耗少；井筒維護(hù)費(fèi)用少。立井開拓的缺點(diǎn)是：施工技術(shù)復(fù)雜，施工設(shè)備多，對(duì)施工技術(shù)水平要求高；井筒裝備復(fù)雜．施工難度大，掘進(jìn)速度慢；初期投資大；不能避開煤層頂?shù)装宓暮畬印?/p>

4．綜合開拓采用兩種以上的井筒形式開拓井田稱為綜合開拓。我國(guó)綜合開拓礦井主要分布在普、陜、西南、華北、華東等地區(qū)，如陽(yáng)泉、蒲白、北京、新汶等，共21處，占總數(shù)的20.19％。由于井田的自然地質(zhì)條件極其復(fù)雜，若只采用單一的井硐形式開拓井田，可能遇到技術(shù)上的困難或在經(jīng)濟(jì)上不合理?？晒┻x擇的綜合開拓方式有：平硐…斜井開拓；斜井一立井開拓；立井一平硐開拓；立井一斜井平硐開拓。有些井田由于地形或地質(zhì)條件特殊，或幾經(jīng)技術(shù)改造，使井田開拓形成了立井一斜井平硐的綜合開拓．如門頭溝煤礦就是如此。綜合開拓適應(yīng)性強(qiáng)，適合于大中小各類煤礦，在選擇井田開拓方式時(shí)，必須經(jīng)過(guò)可行性研究，在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上論證，因地制宜，切不可生搬硬套。井田無(wú)論采用哪一種井筒(硐)形式，井田都可能采用單水平或多水平；分區(qū)式、分段或分帶式巷道布置。二、煤礦井下常見巷道

1．按其作用和服務(wù)范圍分類常見巷道按其作用和服務(wù)范圍可分為開拓巷道、準(zhǔn)備巷道和回采巷道。

(1)開拓巷道。為全礦井、一個(gè)水平或兩個(gè)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、總進(jìn)風(fēng)巷、石門等。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)的平硐稱為主平們；用于行人、通風(fēng)、運(yùn)料的平硐稱為副平硐。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)的井筒稱為主井；擔(dān)負(fù)升降人員、下料、提矸等輔助提升任務(wù)的井筒稱為副井。地表到地下的主要傾斜通道叫斜井。主要擔(dān)負(fù)煤炭提升任務(wù)的稱為主斜井；用于行人、通風(fēng)、運(yùn)料的稱為副斜井。井底車場(chǎng)：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，是連接運(yùn)輸大巷和井筒提升等環(huán)節(jié)的樞紐站，是井上、下的轉(zhuǎn)運(yùn)站。運(yùn)輸大巷(包括階段大巷、水平大巷或主要平巷)：為整個(gè)開采水平或階段運(yùn)輸服務(wù)的水平巷道。開鑿在巖層中的稱巖石運(yùn)輸大巷，為幾個(gè)煤層服務(wù)的稱集中運(yùn)輸大巷?？偦仫L(fēng)巷：為全礦井或一翼回風(fēng)用的叫總回風(fēng)巷。總進(jìn)風(fēng)巷：為全礦井或一翼進(jìn)風(fēng)用的叫總進(jìn)風(fēng)巷。石門：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。(2)準(zhǔn)備巷道。為準(zhǔn)備采區(qū)而掘進(jìn)的主要巷道，稱為準(zhǔn)備巷道。如采區(qū)上、下山，采區(qū)車場(chǎng)等。采區(qū)上山：為一個(gè)采區(qū)服務(wù)的上山。自運(yùn)輸大巷向上沿煤層或巖層開掘的傾斜巷道叫上山。上山中安裝有輸送機(jī)運(yùn)煤的稱為輸送機(jī)上山，用絞車作輔助提升的上山稱為軌道上山。采區(qū)下山：為一個(gè)采區(qū)服務(wù)的下山。自運(yùn)輸大巷向下沿煤層或巖層開掘的傾斜巷道叫下山。用其從下往上運(yùn)煤和矸石，從上往下運(yùn)送材料和設(shè)備。采區(qū)車場(chǎng)：采區(qū)上(下)山與區(qū)段平巷或階段運(yùn)輸大巷連接處一組巷道和硐室的總稱。根據(jù)所處的位置不同。采區(qū)車場(chǎng)可分為上部、中部和下部車場(chǎng)。采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷：為1個(gè)采區(qū)進(jìn)風(fēng)用的進(jìn)風(fēng)巷。采區(qū)回風(fēng)巷：為1個(gè)采區(qū)回風(fēng)用的回風(fēng)巷。(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、工作面回風(fēng)巷等。開切眼：沿采煤工作面始采線掘進(jìn)，以供安裝采煤設(shè)備的巷道。工作面運(yùn)輸巷：主要用于運(yùn)煤的區(qū)段平巷或分帶斜巷。工作面回風(fēng)巷：為1個(gè)工作面回風(fēng)用的叫工作面回風(fēng)巷。2．按其輪廓線的特征分類常見巷道按其輪廓線的特征分為折邊形和曲邊形兩大類(1)折邊形。主要有矩形、梯形、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。(2)曲邊形。主要有半圓拱形、三心拱形、圓弧拱形、封閉拱型、橢圓形和圓形等幾種，主要用于服務(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，都以拱形為宜。對(duì)于特別松軟、具有膨脹的圍巖還可采用封閉形、橢圓形或圓形。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3大基本因素。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)前兩個(gè)因素確定支護(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。實(shí)際上，由于支護(hù)材料本身的特點(diǎn)，支護(hù)方式一經(jīng)確定，巷道形狀也就大體上確定了。我國(guó)以長(zhǎng)壁為代表的采煤工藝技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。

第一階段(20世紀(jì)50年代初至60年代初)。主要為爆破落煤，人工裝煤，木支柱支護(hù)普通拆卸前移的刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，人工回柱放頂，簡(jiǎn)稱炮采。

第二階段(60年代初至70年代中期)。主要是實(shí)現(xiàn)破煤、裝煤機(jī)械化。使用淺截式螺旋滾筒采煤機(jī)，完成破煤和裝煤。工作面刮板輸送機(jī)除功率和生產(chǎn)能力增大外，并發(fā)展為可彎曲刮板輸送機(jī)。采場(chǎng)支護(hù)廣泛使用金屬摩擦支柱與鉸接頂梁配套，稱普通機(jī)械化采煤工藝，簡(jiǎn)稱普采。第三階段(70年代中期至今)。以實(shí)現(xiàn)支護(hù)機(jī)械化為主，發(fā)展全部工序機(jī)械化作業(yè)的采煤工藝，即綜合機(jī)械化采煤工藝，簡(jiǎn)稱綜采。炮采工藝炮采工藝方式是指在長(zhǎng)壁工作面用爆破方法落煤、爆破及人工裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)的采煤工藝系統(tǒng)。(1)爆破落煤。打眼用風(fēng)鎬打眼，炮眼深度依頂板狀況、頂梁長(zhǎng)度和布置方式而定，一般有o．8m、1．0m、1．2m等；炮眼布置依煤層厚度、煤質(zhì)軟硬、節(jié)理方位及發(fā)育程度而定，運(yùn)用煤礦硝銨炸藥，串聯(lián)法聯(lián)線，電雷管引爆。每次起爆的炮眼數(shù)目，根據(jù)工作面直接頂穩(wěn)定性、輸送機(jī)能力、安全情況而定。．

(2)可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。爆破裝煤、人工裝煤和機(jī)械裝煤三者相互配合。爆破裝煤的裝煤率可達(dá)30％～40％。人工裝煤勞動(dòng)強(qiáng)度較大。機(jī)械裝煤種類很多，使用最多的是在輸送機(jī)煤壁側(cè)裝鏟煤板，推移工作面輸送機(jī)時(shí)將余煤鏟裝入輸送機(jī)。

(3)炮采工作面大多采用單體液壓支柱和鉸接頂梁支護(hù)，地方煤礦也采用金屬摩擦支柱或木支柱支護(hù)。根據(jù)頂板狀況、爆破進(jìn)度及相應(yīng)頂梁長(zhǎng)度不同，可分別選用正懸臂齊梁直線柱、正懸臂錯(cuò)梁三角柱等布置方式，三四排或三五排控頂。隨著采煤工作面不斷向前推進(jìn)，需要及時(shí)進(jìn)行采空區(qū)的處理。采空區(qū)的處理方法依據(jù)頂板特征、煤層厚度及地面保護(hù)要求等不同，我國(guó)通常采用全部垮落法，這種處理方法成本低、效率高、速度快(4)工作面勞動(dòng)組織及循環(huán)圖表。在炮采工作面中，一般將打眼放炮、機(jī)電維修、移輸送機(jī)、回柱放頂?shù)裙しN作為專業(yè)工種，裝煤、支架作業(yè)為綜合工種，采用分段分組平行作業(yè)，即把工作面分成若干段，每段配一組綜合工種負(fù)責(zé)本段的裝、運(yùn)、支等工作。循環(huán)是指完成落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和處理采空區(qū)的周而復(fù)始的過(guò)程。在編制采煤工作面作業(yè)規(guī)程時(shí)，用循環(huán)圖表表示。以24小時(shí)為橫坐標(biāo)，表示各工序進(jìn)行的時(shí)間；以工作面長(zhǎng)度為縱坐標(biāo)，表示各工序進(jìn)行的空間位置；以帶有各種符號(hào)的線條表示各工序的具體安排。利用循環(huán)圖表，在一天之內(nèi)都可以指出工作面上任何時(shí)間和地點(diǎn)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的工作。

(5)炮采工藝的基本要點(diǎn)：①爆破后煤壁平直，不留頂?shù)酌海槐缐捻敯?，不崩倒支柱。②盡可能采用爆破裝煤或機(jī)械裝煤，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。③遵循先支護(hù)后裝煤的安全作業(yè)原則。爆破后先敲幫問頂。清除危石、傘檐等不安全因素，然后挖柱窩，打臨時(shí)支柱，再邊裝煤，邊打基礎(chǔ)支柱。

當(dāng)采用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤時(shí)，用移輸送機(jī)器整體移輸送機(jī)。⑤應(yīng)遵循先支后回的回柱作業(yè)順序，即先打好新支柱后回掉舊支柱，兩者錯(cuò)距15—20m?；刂樞蜓毓ぷ髅嬗缮隙拢衫锵蛲?，在近水平煤層中，也可分段分組平行作業(yè)。普采工藝普采工藝方式是用機(jī)械方法破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單體支柱和鉸接頂梁支護(hù)的采煤工藝系統(tǒng)。l

工作面最小空間是三排支柱，當(dāng)采煤機(jī)采過(guò)一刀后工作面控距為四排支柱，然后回拆靠采空區(qū)的一排支柱，在使用單滾筒采煤機(jī)或上下平巷較窄的普采工作面要用爆破法預(yù)先開出長(zhǎng)3～5m，寬2～3m的下切口和長(zhǎng)8～lom，寬2～3m的上切口。普采工作面的采煤工藝方式有以下三種。

(1)單向割煤工藝

在單滾筒采煤機(jī)滾筒直徑小于采高時(shí)，多采用往返一次進(jìn)一刀的工藝方式，即采煤機(jī)由上(下)而下(上)割頂煤，隨機(jī)掛梁，到工作面一端后，翻轉(zhuǎn)弧形擋煤板，下放滾筒下(上)行割底煤、清理浮煤，機(jī)后10～15m推移輸送機(jī)，支設(shè)單體支柱，直至下(上)切口；采煤機(jī)往返一次，煤壁推進(jìn)一個(gè)截深，掛一根頂梁打一排支柱。這種割煤方式適應(yīng)性強(qiáng)，在煤層粘頂、厚度變化較大的工作面均可采用，無(wú)需人工清理浮煤。

(2)雙向割煤工藝方式

在使用雙滾筒采煤機(jī)的普采工作面或煤層較薄、并且煤層厚度和滾筒直徑相近的單滾筒采煤機(jī)時(shí)，可采用雙向割煤、往返一次進(jìn)兩刀的工藝方式。采煤機(jī)由下而上割煤，隨機(jī)掛梁，機(jī)后10～15m推移輸送機(jī)，同時(shí)鏟裝浮煤，接著支設(shè)單體支柱，直到上切口。翻轉(zhuǎn)擋煤板，并完成進(jìn)刀后，采煤機(jī)下行重復(fù)同樣工藝過(guò)程。

(3)“∞”字形割煤往返一次進(jìn)一刀工藝方式

即將工作面分為兩段，中部斜切進(jìn)刀，采煤機(jī)在上半段割煤時(shí)，下半段推移輸送機(jī)；采煤機(jī)在下半段割煤時(shí)，上半段推移輸送機(jī)。

采煤機(jī)在割完一刀煤后，必須進(jìn)刀，才能割下一刀煤，一般采用斜切進(jìn)刀方式，割三角煤進(jìn)刀過(guò)程如圖5．3所示。圖5—4是一個(gè)兩班采煤，一班準(zhǔn)備，晝夜一個(gè)循環(huán)的普采循環(huán)圖表。其工藝方式是單向割煤往返一次進(jìn)一刀，三五排控頂，準(zhǔn)備班分段回柱放頂。普采工藝應(yīng)掌握以下基本要點(diǎn)：

(1)加強(qiáng)機(jī)道支護(hù)機(jī)道是工作面支護(hù)的薄弱點(diǎn)，這里往往由于片幫和不能及時(shí)支護(hù)發(fā)生局部冒頂。加強(qiáng)機(jī)道支護(hù)的主要方法有：向煤壁開梁窩架超前梁；落煤后立即打臨時(shí)支柱；提高支柱初撐力和支護(hù)剛度。近年來(lái)∏型鋼頂梁加強(qiáng)破碎頂板和分層網(wǎng)下頂板的機(jī)道支護(hù)是十分有效的所謂∏型鋼頂梁就是用∏型鋼對(duì)焊成的2．6m長(zhǎng)鋼梁，∏型鋼頂梁在工作面是成對(duì)布置隨采煤機(jī)割煤，∏型鋼頂梁交替前移，及時(shí)支護(hù)頂板。

(2)加強(qiáng)放頂線支護(hù)的穩(wěn)定性無(wú)論是有排柱還是無(wú)排柱，由于直接頂垮落或基本頂來(lái)壓，往往因水平推力而推倒末排支柱。為此必須使末排支護(hù)不僅支撐力強(qiáng)，而且支護(hù)狀態(tài)穩(wěn)定，一般采用斜撐把排柱連鎖起來(lái)，形成一個(gè)防護(hù)整體，必要時(shí)再加打木垛，硬頂板時(shí)打雙排柱，或打?qū)χ?、叢柱等增加切頂力。切頂支柱的推廣使用為來(lái)壓強(qiáng)烈的頂板回柱放頂提供了安全可靠的保證。

(3)加強(qiáng)工作面端頭維護(hù)其支護(hù)形式一般采用四對(duì)八梁的走向大抬棚。十字梁的應(yīng)用是工作面端頭的一種有效支護(hù)，選用時(shí)根據(jù)頂板條件、輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的配置以及人行道的要求，可靈活調(diào)整。

(4)加強(qiáng)工作面“三度”(支護(hù)強(qiáng)度、支柱密度和支護(hù)剛度)管理支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)以工作面最困難狀態(tài)下能滿足支架一圍巖體系的平衡，不發(fā)生重大頂板事故為準(zhǔn)則。設(shè)計(jì)支柱密度時(shí)必須掌握工作面所用支柱的實(shí)際阻力情況，加強(qiáng)金屬支柱抽樣試驗(yàn)和失效檢查。提高支護(hù)剛度的主要措施有：①清除浮煤浮矸，保證支柱支在實(shí)頂實(shí)底上；②頂?shù)装逅绍洉r(shí)穿鞋戴帽。柱帽規(guī)格不應(yīng)過(guò)大，更不允許帶雙帽、穿雙鞋；③嚴(yán)格支柱操作，堅(jiān)持使用液壓升柱器升柱，保持支柱有足夠的初撐力。綜采工藝方式綜采工藝方式是用機(jī)械破煤、裝煤、運(yùn)煤、液壓支架支護(hù)的采煤工藝系統(tǒng)。工作面主要備有：雙滾筒采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)、液壓支架。平巷內(nèi)的主要設(shè)備有：橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、伸縮膠帶輸送機(jī)、可移動(dòng)變電站、泵站及電氣設(shè)備等，綜采工作面的割煤方式綜采工作面有單向割煤和雙向割煤兩種方式。單向割煤往返一次進(jìn)一刀，即采煤機(jī)上行(或下行)割煤，機(jī)后2。3架支架位置處移架直至端頭。采煤機(jī)下行（或上行）清理浮煤，滯后10～15m推移刮板輸送機(jī)。采煤機(jī)往返一次工作面推進(jìn)一個(gè)截深。單向割煤有工作面端部進(jìn)刀和中部進(jìn)刀即倒“∞”字型割煤兩種。雙向割煤往返一次進(jìn)兩刀，即采煤機(jī)上行（下行）割煤，機(jī)后2～3架支架處移架，滯后10～15m推移刮板輸送機(jī)。，到工作面上（下）端頭，采煤機(jī)在端頭完成進(jìn)刀后，下行（上行）重復(fù)上述過(guò)程。采煤機(jī)沿工作面往返一次推進(jìn)兩個(gè)截深。采煤機(jī)進(jìn)刀方式綜采工作面采煤機(jī)進(jìn)刀方式有斜切式進(jìn)刀和直臥式進(jìn)刀。我國(guó)綜采工作面常用斜切式進(jìn)刀。斜切進(jìn)刀又可分為端部斜切進(jìn)刀和中部斜切進(jìn)刀，端部斜切進(jìn)刀根據(jù)頂?shù)装鍡l件和循環(huán)作業(yè)方式又有留三角煤端部斜切進(jìn)刀和不留三角煤端部斜切進(jìn)刀兩種，不留三角煤端部進(jìn)刀方式的工藝過(guò)程為（1）采煤機(jī)割煤至端頭后，前滾筒下降，后滾筒上升，方向沿輸送機(jī)彎曲段割入煤壁，直到進(jìn)入直線段（2）采煤機(jī)停止運(yùn)行，等進(jìn)刀段推直輸送機(jī)后，調(diào)換滾筒位置，反向割三角煤至端頭（3）再調(diào)換滾筒位置，清理進(jìn)刀段浮煤，并開始正常割煤.這種方式采煤機(jī)端頭停機(jī)轉(zhuǎn)向次數(shù)多，其中轉(zhuǎn)向割三角煤必須等輸送機(jī)機(jī)頭(機(jī)尾）前移完畢后進(jìn)行，因而停機(jī)等待時(shí)間長(zhǎng)，但能實(shí)現(xiàn)雙向割煤，是最常用的進(jìn)刀方式。留三角煤端部斜切進(jìn)刀方式的工藝過(guò)程為

[圖5—6(b)]：采煤機(jī)割煤至端頭后，前滾筒下降，后滾筒上升，反向沿輸送機(jī)彎曲段割入煤壁，進(jìn)入直線段并繼續(xù)向一端割煤，同時(shí)進(jìn)行進(jìn)刀段推直輸送機(jī)機(jī)頭作業(yè)。這種進(jìn)刀方式采煤機(jī)在端頭只需轉(zhuǎn)向一次，移機(jī)頭（機(jī)尾）與采煤機(jī)反向清理浮煤平行作業(yè)，停機(jī)等待時(shí)間少，但只能單向割煤。適用于工作面較短，煤層傾角大、裝煤效率低、滾筒降塵效果差的工作面。工作面中部斜切進(jìn)刀方式的工藝過(guò)程為[5．6(c)]．

(1)采煤機(jī)割煤至工作面上端頭后，調(diào)換滾筒位置，反向清理浮煤至工作面中部；

(2)沿中部輸送機(jī)的彎曲段進(jìn)刀并進(jìn)行工作面下半段割煤至下端頭，同時(shí)從工作面中部向上端頭依次推移上半段輸送機(jī)；

(3)采煤機(jī)轉(zhuǎn)向，調(diào)換滾筒位置，上行清理下半段浮煤至工作面中部；

(4)采煤機(jī)繼續(xù)上行，在工作面上半段割煤至上端頭，同時(shí)從中部向下端頭依次推移下半段輸送機(jī)進(jìn)入下一循環(huán)。這種方式有利于工作面端頭管理和上、下平巷維護(hù)，但采煤機(jī)往返一次只能進(jìn)一刀。適用于工作面短、端頭維護(hù)困難、單向割煤的工作面。液壓支架的移架及支護(hù)方式移架方式按移架順序分：依次順序式、分組交錯(cuò)式、成組整體順序式。依次順序式是采煤機(jī)割煤后依次順序逐架前移。這種方式操作簡(jiǎn)單，容易保證支護(hù)質(zhì)量，但移架速度慢，適用于頂板穩(wěn)定性差，、采煤機(jī)割煤速度慢的工作面。．分組交錯(cuò)式是將支架分成若干組，每組3至5架：采煤機(jī)割煤后組內(nèi)按順序前移，組間平行作業(yè)。這種方式移架速度快，能滿足采煤機(jī)快速牽引的需要，但移架質(zhì)量不易保證，適用于頂板較穩(wěn)定的高產(chǎn)工作面。成組整體順序式是采煤機(jī)割爆后，將支架每2至3架分成一組，組內(nèi)聯(lián)動(dòng)，整體移架，組間順序前移，這種方式移架速度快，但不易保證工程質(zhì)量，適用于頂?shù)装鍡l件好的工作面。按移架對(duì)頂板的支護(hù)時(shí)間分為及時(shí)支護(hù)和滯后支護(hù)。及時(shí)支護(hù)為：采煤機(jī)割煤之后，先移架后推溜的方式。滯后支護(hù)為．：采煤機(jī)割煤之后，先推溜后移架的方式。一般采用及時(shí)支護(hù)方式。在頂板穩(wěn)定、允許懸露面積大時(shí)可采用滯后支護(hù)方式。圖5—7圖綜采工作面循環(huán)圖毒實(shí)例。一般采用追機(jī)作業(yè)方式，以采煤機(jī)割煤為中心，沿工作面緊跟采煤機(jī)移架、推移輸送機(jī)等。大傾角綜采工藝特點(diǎn)大傾角綜采主要是工作面設(shè)備下滑問題。通常煤層傾角大于12。時(shí)，采煤機(jī)必須采取防滑措施。輸送機(jī)及支架要有防滑防倒裝置。防止輸送機(jī)下滑的主要措施有：

(1)防止煤、矸等進(jìn)入輸送機(jī)底槽；

(2)工作面適當(dāng)偽斜布置；

(3)嚴(yán)格把握移輸送機(jī)順序，盡可能由下向上單向推移；

(4)移輸送機(jī)時(shí)，用單體支柱頂住機(jī)頭；

(5)機(jī)頭機(jī)尾錨固，在移輸送機(jī)時(shí)不同時(shí)松開；

(6)煤層傾角大于18。時(shí)，安裝防滑千斤頂。液壓支架防滑措施：

(1)自始至終由工作面下部向上移架，以防止采空區(qū)滾動(dòng)矸石沖擊支架尾部；

(2)采用間隔移架，增加支架對(duì)煤層頂?shù)装宓哪Σ亮Γ?/p>

(3)加強(qiáng)輸送機(jī)的管理，嚴(yán)防輸送機(jī)下滑牽引支架下滑：（4）保持排頭支架的穩(wěn)定性煤層傾角大于

16°時(shí)，鏈牽引采煤機(jī)必須設(shè)置安全絞車，防止采煤機(jī)斷鏈和下滑，增加采煤機(jī)上行割煤牽引力。無(wú)鏈牽引采煤機(jī)一般不會(huì)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象。(5)采空區(qū)處理。采空區(qū)處理是采煤工作面生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要工序。隨著回采工作面不斷向前推進(jìn)，頂板懸露面積越來(lái)越大，為保證工作面的安全及正常生產(chǎn)．需要對(duì)采空區(qū)及時(shí)進(jìn)行處理。由于頂板特征、煤層厚度及保護(hù)地表的特殊要求等條件不同，有多種處理方法，但最常用的是全部跨落法。采用全部跨落法時(shí)，當(dāng)工作面向前推進(jìn)一定距離后，主動(dòng)撤除采煤工作空間以外的支架，使頂板直接跨落。撤除時(shí)，應(yīng)考慮采煤工作面的安全及足夠的工作空間，盡量減少放頂步距?；貑闻胖然仉p排柱雖然增加_r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。二、炮采工作面的支護(hù)

1．支護(hù)方式支護(hù)方式是指工作面各類支架的布置方式。合理的支護(hù)方式必須滿足下列要求：有足夠的作業(yè)空間，滿足采煤、通風(fēng)和行人要求；能夠有效控制頂板，保證安全生產(chǎn)；最低的材料消耗；合理的支護(hù)密度。我國(guó)炮采工作面普遍采用單體支架(包括金屬摩擦支柱和單體液壓支柱)和金屬鉸接頂梁支護(hù)頂板。其他的還有帶帽點(diǎn)柱支護(hù)、棚子支護(hù)。(1)帶帽點(diǎn)柱支護(hù)。這種方式主要使用于頂板完整的工作面或薄煤層工作面。柱帽一般用厚50～100mm的木板或半圓木制成。由于木柱帽容易被壓裂變形，一般只能用兩次左右，因此，可采用型鋼柱帽來(lái)代替木柱帽。帶帽點(diǎn)柱在工作面的布置方式有兩種，一種是矩形布氍，另一種是三角形布置。(2)棚子支護(hù)。直接頂為中等穩(wěn)定或比較穩(wěn)定時(shí)都可采用這種布置方式。在破碎頂板條件下，為了防止直接頂?shù)木植棵奥?，需在棚梁間背以板皮、竹笆、荊條叢等護(hù)頂材料。棚子分傾斜棚子(棚梁與工作面平行設(shè)置)及走向棚子(棚梁與工作面垂直設(shè)置)兩種。傾斜棚子的一架棚子可以用2～3根柱腿，當(dāng)局部地段的頂板出現(xiàn)平行于工作面的裂隙時(shí)，可在傾斜棚子之間沿走向架設(shè)抬棚。傾斜棚子一般使用在煤層傾角較小、頂板裂隙方向與煤壁垂直或近垂直的工作面。走向棚子一般用于煤層傾角較大或頂板裂隙方向與煤壁平行或斜交的工作面。當(dāng)局部地段的頂板出現(xiàn)垂直于工作面煤壁的裂隙時(shí)，尚要補(bǔ)設(shè)傾斜護(hù)頂棚子。(3)金屬支柱和金屬鉸接頂梁支護(hù)。這種支護(hù)可分為齊梁直線柱、錯(cuò)梁直線柱、錯(cuò)梁錯(cuò)柱式。齊梁直線柱。這種方式的特點(diǎn)是：沿工作面傾斜