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《采煤概論》精品課程第四篇準(zhǔn)備方式與采煤方法第12章采煤方法?河南理工大學(xué)

《采煤概論》精品課程第四篇準(zhǔn)備方式與采煤方1主要內(nèi)容第12章采煤方法第一節(jié)基本概念第二節(jié)采煤方法分類第三節(jié)爆破采煤工藝第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝第六節(jié)放頂煤采煤法復(fù)習(xí)思考題?主要內(nèi)容第12章采煤方法?2第一節(jié)基本概念

一、采場和采煤工作面用來直接大量采取煤炭的場所，稱為采場。在采場內(nèi)進(jìn)行回采的煤壁，稱為采煤工作面。二、采煤工作在采場內(nèi)，為了采取煤炭所進(jìn)行的一系列工作，稱為采煤工作。采煤工作可分為基本工序和輔助工序。破煤裝煤運(yùn)煤支護(hù)采空區(qū)處理?第一節(jié)基本概念一、采場和采煤工作面?3第一節(jié)基本概念三、采煤工藝按照一定順序完成各項(xiàng)工作的方法及其配合，稱為采煤工藝。在一定時(shí)間內(nèi)，按照一定的順序完成采煤工作各項(xiàng)工序的過程，稱為采煤工藝過程。四、采煤系統(tǒng)采煤巷道之間在時(shí)間上的配合以及在空間上的相互位置關(guān)系，稱為采煤巷道布置系統(tǒng)。也即為采煤系統(tǒng)。五、采煤方法是采煤工藝與采煤系統(tǒng)在時(shí)間上、空間上相互配合的總稱。根據(jù)不同的礦山地質(zhì)及技術(shù)條件，可有不同的采煤系統(tǒng)與采煤工藝相配合，從而構(gòu)成多種多樣的采煤方法。?第一節(jié)基本概念三、采煤工藝?4第二節(jié)采煤方法分類采煤方法的分類方法很多，通常按采煤工藝、礦壓控制特點(diǎn)，首先將采煤方法分為壁式體系和柱式體系兩大類。?第二節(jié)采煤方法分類采煤方法的分類方法很多，通常按采煤工藝5第二節(jié)采煤方法分類一、壁式體系采煤方法又稱長壁體系采煤方法，以長工作面采煤為主要標(biāo)志。一般特點(diǎn)：①采煤工作面長度較長，通常在80m以上；②隨著采煤工作面推進(jìn)，頂板暴露面積增大，礦山壓力顯現(xiàn)較為強(qiáng)烈；③采煤工作面可分別用爆破、滾筒式采煤機(jī)或刨煤機(jī)破、裝煤，用與采煤工作面相平行鋪設(shè)的刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，用支架支護(hù)工作空間，用放頂垮落法或充填法處理采空區(qū)；④在采煤工作面兩端，一般至少各有一條回采巷道，構(gòu)成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。壁式體系采煤法按所采煤層傾角，分為緩斜、傾斜煤層采煤法和急斜煤層采煤法；按煤層厚度，可分為薄煤層采煤法、中厚煤層采煤法和厚煤層采煤法。按采用的采煤工藝不同，可分為爆破采煤法，普通機(jī)械化采煤法和綜合機(jī)械化采煤法。?第二節(jié)采煤方法分類一、壁式體系采煤方法?6第二節(jié)采煤方法分類按采空區(qū)處理方法不同，可分為垮落采煤法、刀柱（煤柱支撐）采煤法、充填采煤法。按采煤工作面布置及推進(jìn)方向的不同，可分為走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法。按工作面向仰斜或傾斜推進(jìn)的方向不同，傾斜長壁又有仰斜長壁和俯斜長壁之分。按是否將煤層全厚進(jìn)行一次開采，可分為整層采煤法和分層采煤法。薄煤層、厚度小于3m的中厚煤層采用整層采煤法；厚度較大的中厚煤層、厚煤層既可采甩整層也可采用分層采煤法。?第二節(jié)采煤方法分類按采空區(qū)處理方法不同，可分為垮落采煤法7第二節(jié)采煤方法分類1．薄及中厚煤層單一長壁采煤方法圖12—2單一長壁采煤法示意圖（a）走向長壁；(b）傾斜長壁（仰斜）；（c）傾斜長壁（俯斜）1、2—區(qū)段運(yùn)輸、回風(fēng)平巷；3—采煤工作面；4，5—分帶運(yùn)輸、回風(fēng)斜巷?第二節(jié)采煤方法分類1．薄及中厚煤層單一長壁采煤方法圖128表12—1中國煤礦采用的主要采煤方法及其特征表?表12—1中國煤礦采用的主要采煤方法及其特征表?9第二節(jié)采煤方法分類圖12—3刀柱式采煤法示意圖?第二節(jié)采煤方法分類圖12—3刀柱式采煤法示意圖?10第二節(jié)采煤方法分類2．厚煤層分層開采的采煤方法開采厚煤層時(shí)，利用單一長壁采煤法來開采將會(huì)遇到困難，在技術(shù)上較復(fù)雜。煤層厚度超過5m，采場空何支護(hù)技術(shù)、裝備目前尚無法合理解決。因此有時(shí)為了克服單一長壁開采的困難，可把厚煤層分成若干采高2~3m的分層來開采。根據(jù)煤層賦存條件及開采技術(shù)不同，分層采煤法又可以分為：傾斜分層、水平分層、斜切分層三種，前者用于緩斜、傾斜厚煤層，后兩種主要用于急斜厚煤層（圖12—4）。傾斜分層水平分層斜切分層圖12—4厚煤層分層方法（a)傾斜分層；（b)水平分層；（c)斜切分層1—頂板；2—底板?第二節(jié)采煤方法分類2．厚煤層分層開采的采煤方法圖12—411第二節(jié)采煤方法分類各分層的回采有下行式和上行式兩種順序。回采順序與處理采空區(qū)的方法有極為密切的關(guān)系。當(dāng)用下行式回采順序時(shí)，可采用垮落或充填法來處理采空區(qū)；采用上行式采序時(shí)，則一般采用充填法。不同的分層方法、回采順序以及采空區(qū)處理方法的綜合運(yùn)用，可以演變出各式各樣的分層采煤方法。但是，在實(shí)際工作中一般采用的主要有下列三種：①傾斜分層下行垮落采煤法。②傾斜分層上行充填采煤法。③水平或斜切分層下行垮落采煤法。?第二節(jié)采煤方法分類各分層的回采有下行式和上行式兩種順序。12第二節(jié)采煤方法分類急斜特厚煤層條件下，近幾年來已在水平分層采煤法基礎(chǔ)上，成功地采用了水平分段綜采放頂煤采煤法，煤厚一般25m以上，分段高度可為10~12m，分段底部采高約3m，放頂煤高度7~9m.。?第二節(jié)采煤方法分類急斜特厚煤層條件下，近幾年來已在水平分13第二節(jié)采煤方法分類3．厚煤層整層開采的采煤方法在緩斜厚煤層（煤厚3.5~5.0m）條件下，隨著綜采的發(fā)展，成功地采用了大采高一次采全厚的單一長壁采煤法。在緩斜厚煤層（煤厚一般大于5m）條件下，特別是厚度變化較大的特厚煤層，可采用綜采放頂煤長壁采煤法。沿煤層底板開采采高3m左右的一個(gè)分層，隨后放出上部的頂煤。在急斜煤層條件下，可利用煤層傾角較大的特點(diǎn)，使工作面俯斜布置，依靠重力下放工作面支架，為有效地進(jìn)行頂板管理創(chuàng)造條件，在煤層賦存較穩(wěn)定條件下河成功采用掩護(hù)支架采煤法，實(shí)現(xiàn)整層開采。?第二節(jié)采煤方法分類3．厚煤層整層開采的采煤方法?14第二節(jié)采煤方法分類二、柱式體系采煤方法以房柱間隔進(jìn)行采煤為主要標(biāo)志。一般特點(diǎn)：1．在煤層內(nèi)布置一系列寬為５~7m的煤房，采煤房時(shí)形成窄（短）工作面成組向前推進(jìn)。房與房之間留設(shè)煤往孟煤柱寬數(shù)米至二三十米不等，每隔一定距離用聯(lián)絡(luò)巷貫通，構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)，并形成條狀或塊林煤柱，支撐頂板；2．采房時(shí)礦山壓力顯現(xiàn)較和緩，用錨桿支護(hù)工作空間，支護(hù)較簡單；3．采煤用爆破或連續(xù)采煤機(jī)配套設(shè)備。采煤在一組房內(nèi)交替作業(yè)；4．采掘合一，掘進(jìn)準(zhǔn)備也是采煤過程，回收房間煤柱時(shí)，也使用同一種類型的采煤配套設(shè)備。?第二節(jié)采煤方法分類二、柱式體系采煤方法?15第二節(jié)采煤方法分類高度機(jī)械化的柱式體系采煤方法，一般又分為房式采煤法和房柱式采煤法兩類。煤柱可根據(jù)條件留下不采--房式采煤法—部分回采。在煤房采完后，再將煤柱按要求盡可能采出--前者稱為房柱式采煤法—全部回采。典型房柱式采煤法的基本特點(diǎn)是采用短工作面推進(jìn)，將煤柱作為暫時(shí)或永久的支撐物，采用連續(xù)采煤機(jī)、梭車（或萬向接長機(jī)）、錨桿等配套設(shè)備進(jìn)行采煤。隨著工作面（房）推進(jìn)，只用較簡單的錨桿支架支護(hù)頂板，用于防止頂板巖石冒落。由于采用錨桿支護(hù)增大了工作面空間，為機(jī)械化采煤創(chuàng)造了有利條件。此外，由于采用同類機(jī)械采房與采柱提高了采煤的靈活性。?第二節(jié)采煤方法分類高度機(jī)械化的柱式體系采煤方法，一般又分16第二節(jié)采煤方法分類圖12—5房柱式采煤法示意圖1—房；2-煤柱；3—采柱?第二節(jié)采煤方法分類圖12—5房柱式采煤法示意圖?17第三節(jié)爆破采煤工藝爆破采煤工藝（又稱炮采工藝），其工藝過程包括打眼、放炮落煤和裝煤、人工裝煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、移置輸送機(jī)、人工支架和回柱放頂?shù)戎饕ば颉Ｒ弧⒈坡涿罕坡涿河纱蜓邸⒀b藥、填炮泥、聯(lián)炮線及放炮等工序組成。一般常用的炮眼布置有以下三種：單排眼，雙排眼，三排眼。?第三節(jié)爆破采煤工藝爆破采煤工藝（又稱炮采工藝），其工18第三節(jié)爆破采煤工藝圖12—6炮眼布置圖a—單排眼；b--雙排眼；c--三排眼?第三節(jié)爆破采煤工藝圖12—6炮眼布置圖?19第三節(jié)爆破采煤工藝爆破采用串聯(lián)法聯(lián)線，一般將可彎曲刮板輸送機(jī)移近煤壁。近年來推廣微差爆破，使炮采工藝發(fā)生深刻變化。微差爆破一次多發(fā)炮，頂板震動(dòng)次數(shù)減少，爆破產(chǎn)生的地震波因互相干擾、抵消，從而減少了對(duì)頂板的震動(dòng)，有利于頂板管理；同時(shí)微差爆破有利于提高爆破裝煤率。?第三節(jié)爆破采煤工藝爆破采用串聯(lián)法聯(lián)線，一般將可彎曲刮20第三節(jié)爆破采煤工藝二、裝煤與運(yùn)煤1．爆破裝煤2．人工裝煤3．機(jī)械裝煤?第三節(jié)爆破采煤工藝二、裝煤與運(yùn)煤?21圖12—7爆破裝煤?圖12—7爆破裝煤?22第三節(jié)爆破采煤工藝1.炮采工作面支護(hù)目前，我國正規(guī)炮采工作面都采用金屬支柱和鉸接頂梁支護(hù)，并正在推廣單體液壓支柱，其布置形式主要有兩種：正懸臂齊梁直線柱(圖12—8,a)和正懸臂錯(cuò)梁三角柱(圖12—8,b)。但后者現(xiàn)在采用較少。在有周期來壓的工作面中，當(dāng)工作空間達(dá)到最大控頂距時(shí)，為了加強(qiáng)對(duì)放頂處頂板的支撐作用，回柱之前常在放頂排處另外架設(shè)一些加強(qiáng)支架，稱為工作面的特種支架。特種支架的形式很多，有叢柱、密集支柱、木垛、斜撐以及切頂墩為等?第三節(jié)爆破采煤工藝1.炮采工作面支護(hù)?23圖12—8炮采面使用單體支柱和鉸接頂梁的支架布置形式a--正懸臂齊梁直線柱布置；b--正懸臂錯(cuò)梁三角柱布置?圖12—8炮采面使用單體支柱和鉸接頂梁的支架布置形式24第三節(jié)爆破采煤工藝2．采空區(qū)處理全部垮落法通常適用于直接頂易于垮落或具有中等穩(wěn)定性的頂板。其方法是當(dāng)工作面從開切眼推進(jìn)一定距離后，主動(dòng)撤除采煤工作空間以外的支架，使直接頂自然垮落。以后隨著工作面推進(jìn)，每隔一定距離就按預(yù)定計(jì)劃回柱放頂。這樣，不僅可以及時(shí)減少工作面的控頂面積，而且由于頂板垮落后破碎矸石體積膨脹而充填采空區(qū)，從而減輕工作面壓力和防止對(duì)工作面產(chǎn)生不良影響。其主要工序是配合工作面的推進(jìn)，定期地進(jìn)行回柱放頂工作，如圖12—9所示。當(dāng)工作面推進(jìn)一次或二次之后，工作空間達(dá)到允許的最大寬度，即最大控頂距，應(yīng)及時(shí)回柱放頂，使工作空間只保留回采工作所需要的最小寬度，即最小控頂距。如果不放頂工作面繼續(xù)向前推進(jìn)，就會(huì)使頂板懸伸寬度和頂板壓力過大，占用支柱和頂梁過多。最小控頂距一般為3排支柱，最大控頂距為4排或5排支柱。最大控頂距與最小控頂距之差即為放頂步距。?第三節(jié)爆破采煤工藝2．采空區(qū)處理?25圖12—9全部垮落法回柱放頂工序a—最小控頂距時(shí)支架形式；b—第一次推進(jìn)后支架形式；c—放頂前（最大控頂距）支架形式；d—放頂后恢復(fù)到最小控頂狀態(tài)?圖12—9全部垮落法回柱放頂工序?26第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝一、普采面單滾筒采煤機(jī)割煤方式普采面的生產(chǎn)是以采煤機(jī)為中心的。采煤機(jī)割煤以及與其它工序的合理配合，稱為采煤機(jī)割煤方式。(1)雙向割煤、往返一刀。(2)“8”字形割煤、往返一刀?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝一、普采面單滾筒采煤機(jī)割煤方27圖12—10雙向割煤、往返一刀a一上行割頂煤，b一下行割底煤圖12—11“”字形割煤、往返一刀a--上行割頂煤；b--下行割底煤?圖12—10雙向割煤、往返一刀圖1228第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝（3）單向割煤、往返一刀這種割煤方式適用于采高1.5m以下的較薄煤層，滾筒直徑接近采高，頂板較穩(wěn)定，煤層粘頂性強(qiáng)，割煤后頂煤不能及時(shí)垮落等條件。圖12—12單向割煤、往返一刀a--上行割煤、掛梁；b--下行裝煤、推移輸送機(jī)、支柱

?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝（3）單向割煤、往返一刀圖129第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝（4）雙向割煤、往返二刀,該方式又稱穿梭割煤。首先采煤機(jī)自下缺口沿上行割煤，隨機(jī)掛梁和推移輸送機(jī)，并同時(shí)鏟裝浮煤、支柱，待采煤機(jī)割至上缺口后，翻轉(zhuǎn)弧形擋煤板，下行重復(fù)同樣工藝過程。當(dāng)煤層厚度大于滾筒直徑時(shí)，掛梁前要處理頂煤。該方式主要用于煤層較薄、并且煤層厚度和滾筒直徑相近的普采面。普采面使用雙滾筒采煤機(jī)時(shí)，一般也采用雙向割煤往返二刀的割煤方式。該方式在綜采面普遍采用。故留待下節(jié)敘述。圖12—13雙向割煤、往返二刀a--上行割煤、掛梁、推移輸送機(jī)；b--下行重復(fù)上行時(shí)工序?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝（4）雙向割煤、往返二刀,該30第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝二、普采面單體支架普采面單體支架布置應(yīng)與煤層賦存條件、頂?shù)装逍再|(zhì)相適應(yīng)，并符合采煤機(jī)割煤特點(diǎn)，除確保回采空間作業(yè)安全外，還要力求減少支設(shè)工作量。1．支架布置方式帶帽點(diǎn)柱外，單體液壓支柱或磨擦式金屬支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支架。?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝二、普采面單體支架?31第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝普采工作面支架布置，按梁的排列特點(diǎn)分為齊梁式和錯(cuò)梁式兩種（圖12—15）。為了行人和工人作業(yè)方便，工作面支柱一般排成直線狀，三角形排列已很少使用。圖12—15支架齊梁式和錯(cuò)梁式布置a—齊梁直線柱式布置；b--錯(cuò)梁直線柱式布置1—臨時(shí)柱；2—正式柱圖12—14單體支架正懸臂與倒懸臂布置a—正懸臂布置；b—倒懸臂布置(a)(b)?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝普采工作面支架布置，按梁的排32第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝2．支架布置特點(diǎn)齊梁直線柱布置特點(diǎn)是懸梁端沿煤壁方向相齊，支柱排成直線。根據(jù)截深與頂梁長度的關(guān)系，又可分梁長等于截深和梁長等于截深的2倍。梁長等于截深時(shí)，每割一刀煤沿工作面全部掛梁、支柱，一般全部為正懸臂支架。這種支架形式簡單，規(guī)格質(zhì)量容易掌握，放頂線整齊；工序較簡單，便于組織和管理，當(dāng)截深為0.8m和1.0m時(shí)，一般都采用這種布置方式。但這種布置方式由于截深大，每架支架都要掛梁和支柱，故割一刀煤需時(shí)較長。因此在煤層松軟、頂板穩(wěn)定性差的條件下不宜使用。?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝2．支架布置特點(diǎn)?33第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝當(dāng)頂梁長度是截深二倍時(shí)，若全部采用正懸臂支架，則割二刀煤掛一次梁。割第一刀時(shí)每架支架打臨時(shí)柱；割第二刀時(shí)，掛梁并將臨時(shí)支柱改為永久支柱。因割第一刀時(shí)掛不上梁，機(jī)道控頂距太大，頂板易垮落，加之工人的工作量不均衡，故該方式使用較少。錯(cuò)梁直線柱布置的特點(diǎn)是：截深為頂梁長度的一半；正倒懸臂支架相間；每割一刀煤間隔掛梁，頂梁向前交錯(cuò)；割第一刀煤時(shí)，支臨時(shí)支柱，割第二刀煤時(shí)，臨時(shí)支柱改為永久支柱，每割二刀煤工作面增加一排控頂距，該布置方式機(jī)道上方頂板懸露窄，支護(hù)及時(shí)；每割一刀煤掛梁、支柱數(shù)量少，工作量均衡；支柱成直線，行人、運(yùn)料方便；在切頂線支柱不易被埋住，因此為現(xiàn)場多用。但對(duì)切頂不利，倒懸梁易損壞。?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝當(dāng)頂梁長度是截深二倍時(shí)，若全34第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝一、綜采面雙滾筒采煤機(jī)割煤方式綜采面采煤機(jī)的割煤方式是綜合考慮頂板管理、移架與進(jìn)刀方式、端頭支護(hù)等因素確定的，主要有如下幾種：1．往返一次割兩刀。這種割煤方式也叫“穿梭割煤”，多用于煤層賦存穩(wěn)定，傾角較緩的綜采面，工作面為端部進(jìn)刀。2．往返一次割一刀，即單向割煤，工作面中間或端部進(jìn)刀。該方式適用于頂板穩(wěn)定性差的綜采面；煤層傾角大，不能自上而下移架，或輸送機(jī)易下滑，只能自下而上推移的綜采面；采高大而滾筒直徑小，采煤機(jī)不能一次采全高的綜采面；采煤機(jī)裝煤效果差，需單獨(dú)牽引裝煤行程的綜采面；割煤時(shí)產(chǎn)生煤塵多，降塵效果差，移架工不能在采煤機(jī)的回風(fēng)平巷一端工作的綜采面。?第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝一、綜采面雙滾筒采煤機(jī)割煤方35第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝二．綜采面液壓支架的移架方式我國采用較多的移架方式有三種：①單架依次順序式，又稱單架連續(xù)式，支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移，移動(dòng)步距等于截深，支架移成一條直線，該方式操作簡單，容易保證規(guī)格質(zhì)量，能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板，應(yīng)用較多；②分組間隔交錯(cuò)式；③成組整體依次順序式。三．綜采工作面工序配合方式綜采面割煤、移架、推移輸送機(jī)三個(gè)主要工序，按照不同順序有兩種配合方式，即及時(shí)支護(hù)方式(圖12—17)和滯后支護(hù)方式。?第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝二．綜采面液壓支架的移架方式36圖12—17及時(shí)支護(hù)方式圖12—16液壓支架移架方式（a）單架依次順序式；（b)，（c）分組間隔交錯(cuò)式；(d),(e）成組整體依次順序式?圖12—17及時(shí)支護(hù)方式圖12—16液壓支37第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝

1．及時(shí)支護(hù)方式。采煤機(jī)割煤后，支架依次或分組隨機(jī)立即前移支護(hù)頂板，輸送機(jī)隨移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤機(jī)截深。這種支架方式，推移輸送機(jī)后，在支架底座前端與輸送機(jī)之間要富裕一個(gè)截深的寬度，工作空間大，有利于行人、運(yùn)料和通風(fēng)；若煤壁易片幫時(shí)，可先于割煤進(jìn)行移架，支護(hù)新暴露出來的頂板。但這種支護(hù)方式增大了工作面控頂寬度，不利于控制頂板。2．滯后支護(hù)式。割煤后輸送機(jī)首先逐段移向煤壁，支架隨輸送機(jī)前移，二者移動(dòng)步距相同。這種配合方式在底座前端和機(jī)槽之間沒有一個(gè)截深富裕量，比較能適應(yīng)周期壓力大及直接頂穩(wěn)定性好的頂板，但對(duì)直接頂穩(wěn)定性差的頂板適應(yīng)性差，在我國使用較少。?第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝1．及時(shí)支護(hù)方式。采煤機(jī)割38第六節(jié)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)的底部布置一個(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)過后破碎冒落，并將冒落頂煤予以回收的一種采煤方法。一、放頂煤采煤法的分類（一）頂采頂分層放頂煤采煤法沿煤層頂板布置一個(gè)長壁工作面，用炮采、普采或綜采，進(jìn)行預(yù)采。在采煤過程中，沿底板鋪設(shè)金屬網(wǎng)。相隔一段距離后，再沿底板布置一個(gè)綜采放頂煤工作面進(jìn)行開采并將上下工作面之間的煤層放落，利用放頂煤工作面后面的輸送機(jī)，將放落的煤運(yùn)出。這種方法由于在頂層鋪設(shè)金屬網(wǎng)，可以減少放落煤中的含矸量。其缺點(diǎn)是：需要掘進(jìn)頂?shù)變蓚€(gè)工作面的設(shè)備；開采頂分層后一般礦山壓力減弱，不利于放落煤的破壞，常有大塊煤出現(xiàn)，需要松動(dòng)爆破?第六節(jié)放頂煤采煤法放頂煤采煤法是沿煤層的底板或煤層某一39第六節(jié)放頂煤采煤法（二）預(yù)采中分層放頂煤采煤法采用這種方法時(shí)，先在距煤層底板約3m處布置一個(gè)破煤工作面，進(jìn)行預(yù)采。而后再沿底板布置一個(gè)放頂煤工作面，采出沿底板的煤層并回收采空區(qū)破碎了的頂煤（圖12—19）。這種方法易于回收頂煤。但當(dāng)?shù)装迤鸱黄綍r(shí)，很難保證放頂煤工作面采高一致，同時(shí)，因?yàn)轫斆侯A(yù)先受到破壞，對(duì)于易于自然發(fā)火煤層，容易導(dǎo)致采空區(qū)煤的自然，且放頂煤時(shí)煤塵較大。圖12—18預(yù)采頂分層頂煤采煤法圖12—19預(yù)采中分層頂煤采煤法?第六節(jié)放頂煤采煤法（二）預(yù)采中分層放頂煤采煤法圖12—140第六節(jié)放頂煤采煤法（三）整層開采放頂煤采煤法沿底板布置一個(gè)放頂工作面采煤回收頂煤。其優(yōu)點(diǎn)是：回采巷道掘進(jìn)量及維護(hù)量少；工作面設(shè)備少；采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)系統(tǒng)簡單；實(shí)現(xiàn)了集中生產(chǎn)；防頂在礦山壓力作用下易于回收。缺點(diǎn)是媒質(zhì)較軟時(shí)，工作面運(yùn)輸及回風(fēng)巷維護(hù)困難。如圖12—20所示。（四）分段放頂煤采煤法當(dāng)煤層厚度超過20m乃至幾十米上百米時(shí)，可以將特厚煤層分為10m～12m的若干分段。上下分段前后保持一定距離，同時(shí)采兩個(gè)分段，或者一個(gè)一個(gè)逐段下行回采。采用這種方法時(shí)，可以在第一個(gè)放頂煤工作面進(jìn)行鋪網(wǎng)，使以后各分段放頂煤工作，都在網(wǎng)下進(jìn)行，以提高煤的采出率和減少煤的含矸量。當(dāng)然也可以根據(jù)頂板沿性不鋪網(wǎng)（圖12—21）。?第六節(jié)放頂煤采煤法（三）整層開采放頂煤采煤法?41第六節(jié)放頂煤采煤法圖12—20整層開采頂煤采煤法圖12—21分段放頂煤采煤法?第六節(jié)放頂煤采煤法圖12—20整層開采頂煤采煤法42第六節(jié)放頂煤采煤法二、頂煤工藝根據(jù)我國近年來在緩斜厚煤層中使用放頂煤采煤法的經(jīng)驗(yàn)，其工藝過程如下：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12m～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，逐架或隔一架或隔數(shù)架依次進(jìn)行。一般放頂煤沿工作面全長一次進(jìn)行完畢即一輪放完，如頂煤較厚，也可以兩輪放完。在放煤過程中，如有片幫預(yù)兆，宜停止放煤。當(dāng)放煤口出現(xiàn)矸石時(shí)，應(yīng)關(guān)閉放煤口。?第六節(jié)放頂煤采煤法二、頂煤工藝?43第六節(jié)放頂煤采煤法三、放頂煤采煤法的優(yōu)點(diǎn)、適用條件及應(yīng)注意的問題1．優(yōu)點(diǎn)（1）在工作面采高不大的情況下，可大大增加一次開采的厚度，用于特厚煤層的開采。（2）簡化巷道布置，減少巷道掘進(jìn)工作量。（3）提高采煤工效。（4）降低噸煤生產(chǎn)費(fèi)用。2．適用條件放頂煤采煤法適用于煤層厚度5m～20m或更厚的煤層；煤層傾角由緩斜到傾斜或急傾斜厚煤層；煤質(zhì)比較松軟易冒落，冒落塊度不大；頂板容易垮落。3．應(yīng)注意的問題（1）應(yīng)采取措施提高煤炭采出率。（2）防止煤的自燃和瓦斯爆炸事故的發(fā)生。（3）繼續(xù)完善控制頂煤下放的技術(shù)措施。?第六節(jié)放頂煤采煤法三、放頂煤采煤法的優(yōu)點(diǎn)、適用條件及應(yīng)注44復(fù)習(xí)思考題1．什么叫采場？什么叫采煤工作面？2．什么是采煤工作？采煤工作可分為哪幾種工序？3.什么是采煤工藝？什么叫采煤方法？4．炮采工作面炮眼布置有哪幾種方式？5．普采工作面采煤機(jī)有哪幾種割煤方式？6．普采工作面的支架有哪幾種布置方式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？7．綜采工作面的采煤機(jī)有哪幾種進(jìn)刀方式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？8．綜采工作面液壓支架有幾種移架方式？各適用什么條件？9．放頂煤采煤法可分為哪幾類？10.放頂煤采煤法的優(yōu)點(diǎn)、適用條件是什么?復(fù)習(xí)思考題1．什么叫采場？什么叫采煤工作面？?459、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December10,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:52:1910:52:1910:5212/10/202210:52:19AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2210:52:1910:52Dec-2210-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。10:52:1910:52:1910:52Saturday,December10,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2210:52:1910:52:19December10,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10十二月202210:52:19上午10:52:1912月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月2210:52上午12月-2210:52December10,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/1010:52:1910:52:1910December202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。10:52:19上午10:52上午10:52:1912月-229、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December10,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:52:1910:52:1910:5212/10/202210:52:19AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2210:52:1910:52Dec-2210-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。10:52:1910:52:1910:52Saturday,December10,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2210:52:1910:52:19December10,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10十二月202210:52:19上午10:52:1912月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月2210:52上午12月-2210:52December10,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/1010:52:1910:52:1910December202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。10:52:19上午10:52上午10:52:1912月-229、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December10,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:52:1910:52:1910:5212/10/202210:52:19AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2210:52:1910:52Dec-2210-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。10:52:1910:52:1910:52Saturday,December10,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2210:52:1910:52:19December10,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10十二月202210:52:19上午10:52:1912月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月2210:52上午12月-2210:52December10,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/1010:52:1910:52:1910December202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。10:52:19上午10:52上午10:52:1912月-22謝謝大家！沒傘的孩子奔跑在路上，加油90大叔！9、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月46河南理工大學(xué)

《采煤概論》精品課程第四篇準(zhǔn)備方式與采煤方法第12章采煤方法?河南理工大學(xué)

《采煤概論》精品課程第四篇準(zhǔn)備方式與采煤方47主要內(nèi)容第12章采煤方法第一節(jié)基本概念第二節(jié)采煤方法分類第三節(jié)爆破采煤工藝第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝第六節(jié)放頂煤采煤法復(fù)習(xí)思考題?主要內(nèi)容第12章采煤方法?48第一節(jié)基本概念

一、采場和采煤工作面用來直接大量采取煤炭的場所，稱為采場。在采場內(nèi)進(jìn)行回采的煤壁，稱為采煤工作面。二、采煤工作在采場內(nèi)，為了采取煤炭所進(jìn)行的一系列工作，稱為采煤工作。采煤工作可分為基本工序和輔助工序。破煤裝煤運(yùn)煤支護(hù)采空區(qū)處理?第一節(jié)基本概念一、采場和采煤工作面?49第一節(jié)基本概念三、采煤工藝按照一定順序完成各項(xiàng)工作的方法及其配合，稱為采煤工藝。在一定時(shí)間內(nèi)，按照一定的順序完成采煤工作各項(xiàng)工序的過程，稱為采煤工藝過程。四、采煤系統(tǒng)采煤巷道之間在時(shí)間上的配合以及在空間上的相互位置關(guān)系，稱為采煤巷道布置系統(tǒng)。也即為采煤系統(tǒng)。五、采煤方法是采煤工藝與采煤系統(tǒng)在時(shí)間上、空間上相互配合的總稱。根據(jù)不同的礦山地質(zhì)及技術(shù)條件，可有不同的采煤系統(tǒng)與采煤工藝相配合，從而構(gòu)成多種多樣的采煤方法。?第一節(jié)基本概念三、采煤工藝?50第二節(jié)采煤方法分類采煤方法的分類方法很多，通常按采煤工藝、礦壓控制特點(diǎn)，首先將采煤方法分為壁式體系和柱式體系兩大類。?第二節(jié)采煤方法分類采煤方法的分類方法很多，通常按采煤工藝51第二節(jié)采煤方法分類一、壁式體系采煤方法又稱長壁體系采煤方法，以長工作面采煤為主要標(biāo)志。一般特點(diǎn)：①采煤工作面長度較長，通常在80m以上；②隨著采煤工作面推進(jìn)，頂板暴露面積增大，礦山壓力顯現(xiàn)較為強(qiáng)烈；③采煤工作面可分別用爆破、滾筒式采煤機(jī)或刨煤機(jī)破、裝煤，用與采煤工作面相平行鋪設(shè)的刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，用支架支護(hù)工作空間，用放頂垮落法或充填法處理采空區(qū)；④在采煤工作面兩端，一般至少各有一條回采巷道，構(gòu)成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。壁式體系采煤法按所采煤層傾角，分為緩斜、傾斜煤層采煤法和急斜煤層采煤法；按煤層厚度，可分為薄煤層采煤法、中厚煤層采煤法和厚煤層采煤法。按采用的采煤工藝不同，可分為爆破采煤法，普通機(jī)械化采煤法和綜合機(jī)械化采煤法。?第二節(jié)采煤方法分類一、壁式體系采煤方法?52第二節(jié)采煤方法分類按采空區(qū)處理方法不同，可分為垮落采煤法、刀柱（煤柱支撐）采煤法、充填采煤法。按采煤工作面布置及推進(jìn)方向的不同，可分為走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法。按工作面向仰斜或傾斜推進(jìn)的方向不同，傾斜長壁又有仰斜長壁和俯斜長壁之分。按是否將煤層全厚進(jìn)行一次開采，可分為整層采煤法和分層采煤法。薄煤層、厚度小于3m的中厚煤層采用整層采煤法；厚度較大的中厚煤層、厚煤層既可采甩整層也可采用分層采煤法。?第二節(jié)采煤方法分類按采空區(qū)處理方法不同，可分為垮落采煤法53第二節(jié)采煤方法分類1．薄及中厚煤層單一長壁采煤方法圖12—2單一長壁采煤法示意圖（a）走向長壁；(b）傾斜長壁（仰斜）；（c）傾斜長壁（俯斜）1、2—區(qū)段運(yùn)輸、回風(fēng)平巷；3—采煤工作面；4，5—分帶運(yùn)輸、回風(fēng)斜巷?第二節(jié)采煤方法分類1．薄及中厚煤層單一長壁采煤方法圖1254表12—1中國煤礦采用的主要采煤方法及其特征表?表12—1中國煤礦采用的主要采煤方法及其特征表?55第二節(jié)采煤方法分類圖12—3刀柱式采煤法示意圖?第二節(jié)采煤方法分類圖12—3刀柱式采煤法示意圖?56第二節(jié)采煤方法分類2．厚煤層分層開采的采煤方法開采厚煤層時(shí)，利用單一長壁采煤法來開采將會(huì)遇到困難，在技術(shù)上較復(fù)雜。煤層厚度超過5m，采場空何支護(hù)技術(shù)、裝備目前尚無法合理解決。因此有時(shí)為了克服單一長壁開采的困難，可把厚煤層分成若干采高2~3m的分層來開采。根據(jù)煤層賦存條件及開采技術(shù)不同，分層采煤法又可以分為：傾斜分層、水平分層、斜切分層三種，前者用于緩斜、傾斜厚煤層，后兩種主要用于急斜厚煤層（圖12—4）。傾斜分層水平分層斜切分層圖12—4厚煤層分層方法（a)傾斜分層；（b)水平分層；（c)斜切分層1—頂板；2—底板?第二節(jié)采煤方法分類2．厚煤層分層開采的采煤方法圖12—457第二節(jié)采煤方法分類各分層的回采有下行式和上行式兩種順序。回采順序與處理采空區(qū)的方法有極為密切的關(guān)系。當(dāng)用下行式回采順序時(shí)，可采用垮落或充填法來處理采空區(qū)；采用上行式采序時(shí)，則一般采用充填法。不同的分層方法、回采順序以及采空區(qū)處理方法的綜合運(yùn)用，可以演變出各式各樣的分層采煤方法。但是，在實(shí)際工作中一般采用的主要有下列三種：①傾斜分層下行垮落采煤法。②傾斜分層上行充填采煤法。③水平或斜切分層下行垮落采煤法。?第二節(jié)采煤方法分類各分層的回采有下行式和上行式兩種順序。58第二節(jié)采煤方法分類急斜特厚煤層條件下，近幾年來已在水平分層采煤法基礎(chǔ)上，成功地采用了水平分段綜采放頂煤采煤法，煤厚一般25m以上，分段高度可為10~12m，分段底部采高約3m，放頂煤高度7~9m.。?第二節(jié)采煤方法分類急斜特厚煤層條件下，近幾年來已在水平分59第二節(jié)采煤方法分類3．厚煤層整層開采的采煤方法在緩斜厚煤層（煤厚3.5~5.0m）條件下，隨著綜采的發(fā)展，成功地采用了大采高一次采全厚的單一長壁采煤法。在緩斜厚煤層（煤厚一般大于5m）條件下，特別是厚度變化較大的特厚煤層，可采用綜采放頂煤長壁采煤法。沿煤層底板開采采高3m左右的一個(gè)分層，隨后放出上部的頂煤。在急斜煤層條件下，可利用煤層傾角較大的特點(diǎn)，使工作面俯斜布置，依靠重力下放工作面支架，為有效地進(jìn)行頂板管理創(chuàng)造條件，在煤層賦存較穩(wěn)定條件下河成功采用掩護(hù)支架采煤法，實(shí)現(xiàn)整層開采。?第二節(jié)采煤方法分類3．厚煤層整層開采的采煤方法?60第二節(jié)采煤方法分類二、柱式體系采煤方法以房柱間隔進(jìn)行采煤為主要標(biāo)志。一般特點(diǎn)：1．在煤層內(nèi)布置一系列寬為５~7m的煤房，采煤房時(shí)形成窄（短）工作面成組向前推進(jìn)。房與房之間留設(shè)煤往孟煤柱寬數(shù)米至二三十米不等，每隔一定距離用聯(lián)絡(luò)巷貫通，構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)，并形成條狀或塊林煤柱，支撐頂板；2．采房時(shí)礦山壓力顯現(xiàn)較和緩，用錨桿支護(hù)工作空間，支護(hù)較簡單；3．采煤用爆破或連續(xù)采煤機(jī)配套設(shè)備。采煤在一組房內(nèi)交替作業(yè)；4．采掘合一，掘進(jìn)準(zhǔn)備也是采煤過程，回收房間煤柱時(shí)，也使用同一種類型的采煤配套設(shè)備。?第二節(jié)采煤方法分類二、柱式體系采煤方法?61第二節(jié)采煤方法分類高度機(jī)械化的柱式體系采煤方法，一般又分為房式采煤法和房柱式采煤法兩類。煤柱可根據(jù)條件留下不采--房式采煤法—部分回采。在煤房采完后，再將煤柱按要求盡可能采出--前者稱為房柱式采煤法—全部回采。典型房柱式采煤法的基本特點(diǎn)是采用短工作面推進(jìn)，將煤柱作為暫時(shí)或永久的支撐物，采用連續(xù)采煤機(jī)、梭車（或萬向接長機(jī)）、錨桿等配套設(shè)備進(jìn)行采煤。隨著工作面（房）推進(jìn)，只用較簡單的錨桿支架支護(hù)頂板，用于防止頂板巖石冒落。由于采用錨桿支護(hù)增大了工作面空間，為機(jī)械化采煤創(chuàng)造了有利條件。此外，由于采用同類機(jī)械采房與采柱提高了采煤的靈活性。?第二節(jié)采煤方法分類高度機(jī)械化的柱式體系采煤方法，一般又分62第二節(jié)采煤方法分類圖12—5房柱式采煤法示意圖1—房；2-煤柱；3—采柱?第二節(jié)采煤方法分類圖12—5房柱式采煤法示意圖?63第三節(jié)爆破采煤工藝爆破采煤工藝（又稱炮采工藝），其工藝過程包括打眼、放炮落煤和裝煤、人工裝煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、移置輸送機(jī)、人工支架和回柱放頂?shù)戎饕ば颉Ｒ弧⒈坡涿罕坡涿河纱蜓邸⒀b藥、填炮泥、聯(lián)炮線及放炮等工序組成。一般常用的炮眼布置有以下三種：單排眼，雙排眼，三排眼。?第三節(jié)爆破采煤工藝爆破采煤工藝（又稱炮采工藝），其工64第三節(jié)爆破采煤工藝圖12—6炮眼布置圖a—單排眼；b--雙排眼；c--三排眼?第三節(jié)爆破采煤工藝圖12—6炮眼布置圖?65第三節(jié)爆破采煤工藝爆破采用串聯(lián)法聯(lián)線，一般將可彎曲刮板輸送機(jī)移近煤壁。近年來推廣微差爆破，使炮采工藝發(fā)生深刻變化。微差爆破一次多發(fā)炮，頂板震動(dòng)次數(shù)減少，爆破產(chǎn)生的地震波因互相干擾、抵消，從而減少了對(duì)頂板的震動(dòng)，有利于頂板管理；同時(shí)微差爆破有利于提高爆破裝煤率。?第三節(jié)爆破采煤工藝爆破采用串聯(lián)法聯(lián)線，一般將可彎曲刮66第三節(jié)爆破采煤工藝二、裝煤與運(yùn)煤1．爆破裝煤2．人工裝煤3．機(jī)械裝煤?第三節(jié)爆破采煤工藝二、裝煤與運(yùn)煤?67圖12—7爆破裝煤?圖12—7爆破裝煤?68第三節(jié)爆破采煤工藝1.炮采工作面支護(hù)目前，我國正規(guī)炮采工作面都采用金屬支柱和鉸接頂梁支護(hù)，并正在推廣單體液壓支柱，其布置形式主要有兩種：正懸臂齊梁直線柱(圖12—8,a)和正懸臂錯(cuò)梁三角柱(圖12—8,b)。但后者現(xiàn)在采用較少。在有周期來壓的工作面中，當(dāng)工作空間達(dá)到最大控頂距時(shí)，為了加強(qiáng)對(duì)放頂處頂板的支撐作用，回柱之前常在放頂排處另外架設(shè)一些加強(qiáng)支架，稱為工作面的特種支架。特種支架的形式很多，有叢柱、密集支柱、木垛、斜撐以及切頂墩為等?第三節(jié)爆破采煤工藝1.炮采工作面支護(hù)?69圖12—8炮采面使用單體支柱和鉸接頂梁的支架布置形式a--正懸臂齊梁直線柱布置；b--正懸臂錯(cuò)梁三角柱布置?圖12—8炮采面使用單體支柱和鉸接頂梁的支架布置形式70第三節(jié)爆破采煤工藝2．采空區(qū)處理全部垮落法通常適用于直接頂易于垮落或具有中等穩(wěn)定性的頂板。其方法是當(dāng)工作面從開切眼推進(jìn)一定距離后，主動(dòng)撤除采煤工作空間以外的支架，使直接頂自然垮落。以后隨著工作面推進(jìn)，每隔一定距離就按預(yù)定計(jì)劃回柱放頂。這樣，不僅可以及時(shí)減少工作面的控頂面積，而且由于頂板垮落后破碎矸石體積膨脹而充填采空區(qū)，從而減輕工作面壓力和防止對(duì)工作面產(chǎn)生不良影響。其主要工序是配合工作面的推進(jìn)，定期地進(jìn)行回柱放頂工作，如圖12—9所示。當(dāng)工作面推進(jìn)一次或二次之后，工作空間達(dá)到允許的最大寬度，即最大控頂距，應(yīng)及時(shí)回柱放頂，使工作空間只保留回采工作所需要的最小寬度，即最小控頂距。如果不放頂工作面繼續(xù)向前推進(jìn)，就會(huì)使頂板懸伸寬度和頂板壓力過大，占用支柱和頂梁過多。最小控頂距一般為3排支柱，最大控頂距為4排或5排支柱。最大控頂距與最小控頂距之差即為放頂步距。?第三節(jié)爆破采煤工藝2．采空區(qū)處理?71圖12—9全部垮落法回柱放頂工序a—最小控頂距時(shí)支架形式；b—第一次推進(jìn)后支架形式；c—放頂前（最大控頂距）支架形式；d—放頂后恢復(fù)到最小控頂狀態(tài)?圖12—9全部垮落法回柱放頂工序?72第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝一、普采面單滾筒采煤機(jī)割煤方式普采面的生產(chǎn)是以采煤機(jī)為中心的。采煤機(jī)割煤以及與其它工序的合理配合，稱為采煤機(jī)割煤方式。(1)雙向割煤、往返一刀。(2)“8”字形割煤、往返一刀?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝一、普采面單滾筒采煤機(jī)割煤方73圖12—10雙向割煤、往返一刀a一上行割頂煤，b一下行割底煤圖12—11“”字形割煤、往返一刀a--上行割頂煤；b--下行割底煤?圖12—10雙向割煤、往返一刀圖1274第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝（3）單向割煤、往返一刀這種割煤方式適用于采高1.5m以下的較薄煤層，滾筒直徑接近采高，頂板較穩(wěn)定，煤層粘頂性強(qiáng)，割煤后頂煤不能及時(shí)垮落等條件。圖12—12單向割煤、往返一刀a--上行割煤、掛梁；b--下行裝煤、推移輸送機(jī)、支柱

?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝（3）單向割煤、往返一刀圖175第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝（4）雙向割煤、往返二刀,該方式又稱穿梭割煤。首先采煤機(jī)自下缺口沿上行割煤，隨機(jī)掛梁和推移輸送機(jī)，并同時(shí)鏟裝浮煤、支柱，待采煤機(jī)割至上缺口后，翻轉(zhuǎn)弧形擋煤板，下行重復(fù)同樣工藝過程。當(dāng)煤層厚度大于滾筒直徑時(shí)，掛梁前要處理頂煤。該方式主要用于煤層較薄、并且煤層厚度和滾筒直徑相近的普采面。普采面使用雙滾筒采煤機(jī)時(shí)，一般也采用雙向割煤往返二刀的割煤方式。該方式在綜采面普遍采用。故留待下節(jié)敘述。圖12—13雙向割煤、往返二刀a--上行割煤、掛梁、推移輸送機(jī)；b--下行重復(fù)上行時(shí)工序?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝（4）雙向割煤、往返二刀,該76第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝二、普采面單體支架普采面單體支架布置應(yīng)與煤層賦存條件、頂?shù)装逍再|(zhì)相適應(yīng)，并符合采煤機(jī)割煤特點(diǎn)，除確保回采空間作業(yè)安全外，還要力求減少支設(shè)工作量。1．支架布置方式帶帽點(diǎn)柱外，單體液壓支柱或磨擦式金屬支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支架。?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝二、普采面單體支架?77第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝普采工作面支架布置，按梁的排列特點(diǎn)分為齊梁式和錯(cuò)梁式兩種（圖12—15）。為了行人和工人作業(yè)方便，工作面支柱一般排成直線狀，三角形排列已很少使用。圖12—15支架齊梁式和錯(cuò)梁式布置a—齊梁直線柱式布置；b--錯(cuò)梁直線柱式布置1—臨時(shí)柱；2—正式柱圖12—14單體支架正懸臂與倒懸臂布置a—正懸臂布置；b—倒懸臂布置(a)(b)?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝普采工作面支架布置，按梁的排78第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝2．支架布置特點(diǎn)齊梁直線柱布置特點(diǎn)是懸梁端沿煤壁方向相齊，支柱排成直線。根據(jù)截深與頂梁長度的關(guān)系，又可分梁長等于截深和梁長等于截深的2倍。梁長等于截深時(shí)，每割一刀煤沿工作面全部掛梁、支柱，一般全部為正懸臂支架。這種支架形式簡單，規(guī)格質(zhì)量容易掌握，放頂線整齊；工序較簡單，便于組織和管理，當(dāng)截深為0.8m和1.0m時(shí)，一般都采用這種布置方式。但這種布置方式由于截深大，每架支架都要掛梁和支柱，故割一刀煤需時(shí)較長。因此在煤層松軟、頂板穩(wěn)定性差的條件下不宜使用。?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝2．支架布置特點(diǎn)?79第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝當(dāng)頂梁長度是截深二倍時(shí)，若全部采用正懸臂支架，則割二刀煤掛一次梁。割第一刀時(shí)每架支架打臨時(shí)柱；割第二刀時(shí)，掛梁并將臨時(shí)支柱改為永久支柱。因割第一刀時(shí)掛不上梁，機(jī)道控頂距太大，頂板易垮落，加之工人的工作量不均衡，故該方式使用較少。錯(cuò)梁直線柱布置的特點(diǎn)是：截深為頂梁長度的一半；正倒懸臂支架相間；每割一刀煤間隔掛梁，頂梁向前交錯(cuò)；割第一刀煤時(shí)，支臨時(shí)支柱，割第二刀煤時(shí)，臨時(shí)支柱改為永久支柱，每割二刀煤工作面增加一排控頂距，該布置方式機(jī)道上方頂板懸露窄，支護(hù)及時(shí)；每割一刀煤掛梁、支柱數(shù)量少，工作量均衡；支柱成直線，行人、運(yùn)料方便；在切頂線支柱不易被埋住，因此為現(xiàn)場多用。但對(duì)切頂不利，倒懸梁易損壞。?第四節(jié)普通機(jī)械化采煤工藝當(dāng)頂梁長度是截深二倍時(shí)，若全80第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝一、綜采面雙滾筒采煤機(jī)割煤方式綜采面采煤機(jī)的割煤方式是綜合考慮頂板管理、移架與進(jìn)刀方式、端頭支護(hù)等因素確定的，主要有如下幾種：1．往返一次割兩刀。這種割煤方式也叫“穿梭割煤”，多用于煤層賦存穩(wěn)定，傾角較緩的綜采面，工作面為端部進(jìn)刀。2．往返一次割一刀，即單向割煤，工作面中間或端部進(jìn)刀。該方式適用于頂板穩(wěn)定性差的綜采面；煤層傾角大，不能自上而下移架，或輸送機(jī)易下滑，只能自下而上推移的綜采面；采高大而滾筒直徑小，采煤機(jī)不能一次采全高的綜采面；采煤機(jī)裝煤效果差，需單獨(dú)牽引裝煤行程的綜采面；割煤時(shí)產(chǎn)生煤塵多，降塵效果差，移架工不能在采煤機(jī)的回風(fēng)平巷一端工作的綜采面。?第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝一、綜采面雙滾筒采煤機(jī)割煤方81第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝二．綜采面液壓支架的移架方式我國采用較多的移架方式有三種：①單架依次順序式，又稱單架連續(xù)式，支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移，移動(dòng)步距等于截深，支架移成一條直線，該方式操作簡單，容易保證規(guī)格質(zhì)量，能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板，應(yīng)用較多；②分組間隔交錯(cuò)式；③成組整體依次順序式。三．綜采工作面工序配合方式綜采面割煤、移架、推移輸送機(jī)三個(gè)主要工序，按照不同順序有兩種配合方式，即及時(shí)支護(hù)方式(圖12—17)和滯后支護(hù)方式。?第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝二．綜采面液壓支架的移架方式82圖12—17及時(shí)支護(hù)方式圖12—16液壓支架移架方式（a）單架依次順序式；（b)，（c）分組間隔交錯(cuò)式；(d),(e）成組整體依次順序式?圖12—17及時(shí)支護(hù)方式圖12—16液壓支83第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝

1．及時(shí)支護(hù)方式。采煤機(jī)割煤后，支架依次或分組隨機(jī)立即前移支護(hù)頂板，輸送機(jī)隨移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤機(jī)截深。這種支架方式，推移輸送機(jī)后，在支架底座前端與輸送機(jī)之間要富裕一個(gè)截深的寬度，工作空間大，有利于行人、運(yùn)料和通風(fēng)；若煤壁易片幫時(shí)，可先于割煤進(jìn)行移架，支護(hù)新暴露出來的頂板。但這種支護(hù)方式增大了工作面控頂寬度，不利于控制頂板。2．滯后支護(hù)式。割煤后輸送機(jī)首先逐段移向煤壁，支架隨輸送機(jī)前移，二者移動(dòng)步距相同。這種配合方式在底座前端和機(jī)槽之間沒有一個(gè)截深富裕量，比較能適應(yīng)周期壓力大及直接頂穩(wěn)定性好的頂板，但對(duì)直接頂穩(wěn)定性差的頂板適應(yīng)性差，在我國使用較少。?第五節(jié)綜合機(jī)械化采煤工藝1．及時(shí)支護(hù)方式。采煤機(jī)割84第六節(jié)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)的底部布置一個(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)過后破碎冒落，并將冒落頂煤予以回收的一種采煤方法。一、放頂煤采煤法的分類（一）頂采頂分層放頂煤采煤法沿煤層頂板布置一個(gè)長壁工作面，用炮采、普采或綜采，進(jìn)行預(yù)采。在采煤過程中，沿底板鋪設(shè)金屬網(wǎng)。相隔一段距離后，再沿底板布置一個(gè)綜采放頂煤工作面進(jìn)行開采并將上下工作面之間的煤層放落，利用放頂煤工作面后面的輸送機(jī)，將放落的煤運(yùn)出。這種方法由于在頂層鋪設(shè)金屬網(wǎng)，可以減少放落煤中的含矸量。其缺點(diǎn)是：需要掘進(jìn)頂?shù)變蓚€(gè)工作面的設(shè)備；開采頂分層后一般礦山壓力減弱，不利于放落煤的破壞，常有大塊煤出現(xiàn)，需要松動(dòng)爆破?第六節(jié)放頂煤采煤法放頂煤采煤法是沿煤層的底板或煤層某一85第六節(jié)放頂煤采煤法（二）預(yù)采中分層放頂煤采煤法采用這種方法時(shí)，先在距煤層底板約3m處布置一個(gè)破煤工作面，進(jìn)行預(yù)采。而后再沿底板布置一個(gè)放頂煤工作面，采出沿底板的煤層并回收采空區(qū)破碎了的頂煤（圖12—19）。這種方法易于回收頂煤。但當(dāng)?shù)装迤鸱黄綍r(shí)，很難保證放頂煤工作面采高一致，同時(shí)，因?yàn)轫斆侯A(yù)先受到破壞，對(duì)于易于自然發(fā)火煤層，容易導(dǎo)致采空區(qū)煤的自然，且放頂煤時(shí)煤塵較大。圖12—18預(yù)采頂分層頂煤采煤法圖12—19預(yù)采中分層頂煤采煤法?第六節(jié)放頂煤采煤法（二）預(yù)采中分層放頂煤采煤法圖12—186第六節(jié)放頂煤采煤法（三）整層開采放頂煤采煤法沿底板布置一個(gè)放頂工作面采煤回收頂煤。其優(yōu)點(diǎn)是：回采巷道掘進(jìn)量及維護(hù)量少；工作面設(shè)備少；采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)系統(tǒng)簡單；實(shí)現(xiàn)了集中生產(chǎn)；防頂在礦山壓力作用下易于回收。缺點(diǎn)是媒質(zhì)較軟時(shí)，工作面運(yùn)輸及回風(fēng)巷維護(hù)困難。如圖12—20所示。（四）分段放頂煤采煤法當(dāng)煤層厚度超過20m乃至幾十米上百米時(shí)，可以將特厚煤層分為10m～12m的若干分段。上下分段前后保持一定距離，同時(shí)采兩個(gè)分段，或者一個(gè)一個(gè)逐段下行回采。采用這種方法時(shí)，可以在第一個(gè)放頂煤工作面進(jìn)行鋪網(wǎng)，使以后各分段放頂煤工作，都在網(wǎng)下進(jìn)行，以提高煤的采出率和減少煤的含矸量。當(dāng)然也可以根據(jù)頂板沿性不鋪網(wǎng)（圖12—21）。?第六節(jié)放頂煤采煤法（三）整層開采放頂煤采煤法?87第六節(jié)放頂煤采煤法圖12—20整層開采頂煤采煤法圖12—21分段放頂煤采煤法?第六節(jié)放頂煤采煤法圖12—20整層開采頂煤采煤法88第六節(jié)放頂煤采煤法二、頂煤工藝根據(jù)我國近年來在緩斜厚煤層中使用放頂煤采煤法的經(jīng)驗(yàn)，其工藝過程如下：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12m～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，逐架或隔一架或隔數(shù)架依次進(jìn)行。一般放頂煤沿工作面全長一次進(jìn)行完畢即一輪放完，如頂煤較厚，也可以兩輪放完。在放煤過程中，如有片幫預(yù)兆，宜停止放煤。當(dāng)放煤口出現(xiàn)矸石時(shí)，應(yīng)關(guān)閉放煤口。?第六節(jié)放頂煤采煤法二、頂煤工藝?89第六節(jié)放頂煤采煤法三、放頂煤采煤法的優(yōu)點(diǎn)、適用條件及應(yīng)注意的問題1．優(yōu)點(diǎn)（1）在工作面采高不大的情況下，可大大增加一次開采的厚度，用于特厚煤層的開采。（2）簡化巷道布置，減少巷道掘進(jìn)工作量。（3）提高采煤工效。（4）降低噸煤生產(chǎn)費(fèi)用。2．適用條件放頂煤采煤法適用于煤層厚度5m～20m或更厚的煤層；煤層傾角由緩斜到傾斜或急傾斜厚煤層；煤