1、1煤矿开采学目 录第一章 煤矿开采的基本概念第一节 煤田开发的概念第二节 矿山井巷名称及井田内划分第三节 矿井生产基本概念第一篇 采煤方法第二章 采煤方法概念及分类第一节 采煤方法的概念第二节 采煤方法的分类及应用情况第三章 单一走向长壁采煤法回采工艺第一节 爆破采煤回采工艺第二节 普通机械化回采工艺（略）第三节 综合机械化回采工艺（略）第四节 其他条件下的机采工艺特点第五节 回采工艺的选择第六节 回采工艺的特殊措施第七节 回采工作面设计第四章 单一走向长壁采煤法采煤系统第一节 示例第二节 采煤系统分析第三节 单一走向长壁采煤法的应用第五章 倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法第一节 示例第二节 采
2、煤系统分析第三节 回采工艺特点第四节 恒底分层垮落法采煤第六章 倾斜长壁采煤法第一节 示例第二节 采煤系统分析第三节 回采工艺特点第四节 适用条件及评价第七章 放顶煤采煤法第一节 基本特点及类型第二节 放顶煤工艺特点第三节 采煤系统分析第四节 适用条件及评价第八章 急倾斜煤层采煤方法第一节 急倾斜煤层走向长壁采煤法第二节 伪倾斜柔性掩护支架采煤法第三节 水平分层及斜切分层采煤法（略）2第四节 水平分段放顶煤采煤法第五节 仓储采煤法第九章 柱式体系采煤法第一节 柱式体系采煤法采煤工艺第二节 采煤方法特点第三节 适用条件及评价第十章 采煤方法的选择及发展第一节 选择采煤方法的原则及影响因素分析第二
3、节 采煤方法的发展方向第三节 无人工作面采煤方法第二篇 准备方式及采区设计第十一章 准备方式的类型及其选择第一节 准备方式的概念及分类第二节 采区式准备第三节 盘区式准备第四节 条带式准备第十二章 煤层群开采顺序第一节 缓倾斜及倾斜煤层群的开采顺序第二节 急倾斜煤层群开采顺序（略）第十三章 采（盘）区准备巷道布置及参数分析第一节 煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式第二节 采（盘）区上下山布置第三节 采区参数第十四章 采区车场第一节 轨道线路布置的基本概念第二节 采区上部车场选择及线路布置第三节 采区中部车场形式选择及线路布置第四节 采区下部车场形式选择及其线路布置第五节 采区硐室第六节 新
4、型辅助运输方式的车场及轨道线路联接特点第十五章 采区设计第一节 编制采区设计的依据、程序和步骤第二节 采区设计的内容第三篇 开拓方式及矿井开采设计第十六章 井田开拓的基本概念第一节 煤田划分为井田第二节 矿井储量、生产能力和服务年限第三节 开拓方式的概念及分类第十七章 井田开拓方式第一节 立井开拓第二节 斜井开拓第三节 平硐开拓第四节 井筒（硐）形式分析及选择第五节 综合开拓3第六节 多井筒分区式开拓第十八章 井田开拓巷道布置第一节 开采水平的划分及上下山开采第二节 开采水平大巷的布置第三节 井筒的位置第十九章 井底车场第一节 井底车场调车方式及线路布置示例第二节 井底车场形式及其选择第三节
5、井底车场硐室第二十章 矿井开拓延深与技术改造第一节 矿井的采掘关系第二节 矿井开拓延深第三节 矿井技术改造第二十一章 矿井开采设计第一节 矿井开采设计的程序与内容第二节 矿井开采设计方法及评价准则第三节 矿井开拓设计比较示例第四篇 矿井其它开采方法第二十二章 水力充填法采煤第一节 概述第二节 充填材料的选择第三节 水力充填法系统及设施第四节 水力充填采煤法（略）第二十三章 “三上一下”采煤第一节 岩层与地表移动特征第二十四章 水力采煤第二十五章 煤炭地下气化4第一章 煤矿开采的基本概念第一节 煤田开发的概念一、煤田和矿区在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带，称煤田。开发煤田
6、形成的社会组合称矿区。矿区开发之前，应进行周密的规划，进行可行性研究，编制矿区总体设计，作为矿区开发的建设的依据。二、井田划分给一个矿井或露天矿开采的那一部分煤田叫做井田（矿田）。每一个矿井的井田范围大小、矿井生产能力和服务年限的确定，是矿区总体设计中必须解决好的关键问题之一。井田范围是指井田沿煤层走向的长度和倾斜方向的水平投影宽度。一般小型矿井井田走向长度不少于 1500 米，中型矿井不少于 4000 米，大型矿井不少于 7000 米。三、矿井生产能力和井型矿井生产能力一般是指矿井的设计生产能力，以万吨/年表示（万 t/a）。有些生产矿井原来的生产能力需要改变，因而要对矿井各生产系统的能力重
7、新核定，核定后的综合生产能力称核定生产能力。根据矿井生产能力的不同，我国把矿井划分为大、中、小三种类型，称井型。大型矿井：生产能力为 120、150、180、240、300、500 万 t/a 或 500 万 t/a 以上的矿井。 300 万 t/a 及其以上的 矿井又称特大型 矿井。中型矿井：生产能力 45、60、90 万 t/a 的矿井。小型矿井：生产能力 9、15、21、30 万 t/a 的矿井。5矿井年产量是矿井每年生产出来的煤炭当量，以万 t/a 表示。有时年产量与矿井生产能力是同义语，但更多的是指每年实际生产出来的煤炭量。四、露天开采与地下开采的概念从敞露的地表直接采出有用矿物的方
8、法叫露天开采。凡煤田浅部有露天开采条件的应根据经济合理剥采比并适当考虑发展可能划定露天开采的边界。所谓剥采比即每采一吨煤所需要剥离多少立方米的岩石量。最大经济合理剥采比就是按剥采比开采的煤炭成本不大于用地下开采的煤炭成本。目前我国最大经济剥采比一般对褐煤为 6m3/t 左右，对烟煤为 8m3/t 左右。煤矿地下开采也称井工开采。第二节 矿山井巷名称及井田内划分一、矿山井巷名称为了提升、运输、通 风、排水、 动力供应等需要而开拓的井筒、巷道和硐室总称矿山井巷。根据井巷的长轴线与水平面的关系，可以分为直立巷道、水平巷道和倾斜巷道三类。1、直立巷道 巷道的长轴线与水平面垂直，如立井、暗井等。立井又称
9、竖井，为与地面直接通的巷道。专门或主要用于提升煤的叫主井；主要用作提升矸石、下放设备器材、升降人员等辅助提升工作的叫副井。暗立井又称盲竖井、盲立井，为不与地面直接相通的直立巷道。此外，还有一种专门用来溜放煤炭的暗立井，称为溜井。位于采区内部，高度不大、直径较小的溜井叫溜煤眼。2、水平巷道 巷道的长轴线与水平面近似平行，如平 硐、平巷、石门、煤门等。平硐直接与地面相通的水平巷道。有主平硐、副平硐、回风平硐等。6平巷与大巷与地面不直接相通的水平巷道，其长轴方向与煤层走向平行。平巷布置在煤层内的称煤层平巷，布置在岩石中的称为岩石平巷。为全阶段服务的平巷常称为大巷，如运输大巷。直接为回采工作面服务的煤
10、层平巷，称为运输或回风平巷。石门与煤门与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷为石门，为全阶段服务的石门为主要石门，为采区服务的石门称采区石门；在厚煤层内，与煤层走向直交或斜交的水平巷道，称为煤门。倾斜巷道巷道的长轴线与水平面有一定夹角的巷道，如斜井、上山、下山、斜巷等。斜井是指与地面直接相通的倾斜巷道。不与地面直接相通的斜井称为暗斜井或盲斜井。采区上山、下山为服务于一个采区的倾斜巷道，也称采区上山或下山。上山用于开采一个采区水平以上的煤层；下山则用于开采一个开采水平以下的煤层。安装 输送机的上、下山叫运输上、下山脚下或运输机上、下山，其煤炭运输方向分别为由上向下或由下向
11、上运至开采水平大巷；铺设轨道的上、下山叫作轨道上、下山；用作通风、行人的叫作通风、行人上、下山；上、下山可布置在煤层或岩石中。主要上、下山为服务于一个阶段的倾斜巷道。主要适用于阶段内采用分段式划分的条件下。斜巷是指不直通地面、长度较短的倾斜巷道，用来行人、通风、运料等。此外，溜煤眼和联络巷有时也称倾斜巷道。硐室是指空间三个轴线长度相差不大，又不直通地面的地下巷道，如绞车房、变电所、煤仓等。7二、井田的划分（一）井田划分为阶段的水平在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分为一个阶段。阶段的走向长度为井田在该处的走向全长。每个阶段应有独立的运
12、输和通风系统。水平用标高来表示。为说明水平位置、顺序，相应地称其为0 水平，-50水平、+300 水平等。或称第一水平、第二水平、第三水平等。通常将 设有井底车场、 阶段运 输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，叫作开采水平，简称水平。一般来说，阶段与水平的区别在于：阶段表示井田的一部分范围，水平是指布置大巷的某一标高水平面。但广义的水平不仅表示一个水平面，同时也是指一个范围，即包括所服务的阶段。井田内水平和阶段的开采顺序，一般是先采上部水平、阶段，后采下部水平和阶段。（二）阶段内的再划分阶段内的划分一般有三种方式：采区式、分段式和条带式。1、采区式划分在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干块。采
13、区倾斜长度与阶段斜长相等。采区的走向长度一般由 400m 到 2000m不等。采区斜长一般约在 6002000m 不等。在 这样的斜长范围内，如采用长壁式采煤法，也要沿煤层倾斜将采区划分为若干个长条部分，称为区段。每个区段布置一个回采工作面，工作面沿走向推进。每个区段下部边界开掘区段运输平巷，上部边界开掘区段回风平巷；各区段平巷通过采区运输上山、轨道上8山与水平大巷连接，构成生产系统。2、分段式划分在阶段范围内不划分采区，而是沿倾斜方向将煤层划分为若干个分段，每个分段布置一个回采工作面，这种划分称为阶段式。回采工作面沿走向由井田中央向井田边界连续推进，或者由井田边界向井田中央连续推进。各分段平
14、巷通过主要上（下）山（运输、轨道）与开采水平大巷联系，构成生产系统。分段式与采区式相比，减少了采区上（下）山及硐室工程量；回采工作面可连续推进，减少了搬家次数，生产系统简单。但是，分段式划分仅适用于地质构造简单、走向长度较小的井田。3、条带式划分在阶段内沿煤层走向划分为若干个倾斜条带，每个条带布置一个采煤工作面，这种划分称为条带式。回采工作面沿煤层倾斜方向仰斜或俯斜推进，即由阶段的下部边界向上部边界或者由阶段的上部边界向下部边界推进。条带式布置适用于倾斜长壁采煤法，巷道布置系统简单，比采区布置巷道掘进工程量少，但其两侧倾斜回采巷道掘进困难，辅助运输不便，适用于煤层倾角较小（小于 12）的条件下
15、。我国目前大量应用的是采区式。（三）井田直接划分为盘区或条带开采倾角很小的近水平煤层，井田沿倾斜的高差很小，则可将井田直接划为盘区或条带。通常依煤层的延展方向布置大巷，大巷可能是 T 型或 Y 型，在大巷两侧划分为若干块或条带。划分为块的称为盘区式，划分为条带与阶段内的条带式基本相同。9采区、盘区、条带的开采顺序一般采用前进式，即由井田中央向边界方向开采。第三节 矿井生产基本概念一、矿井生产系统概念矿井主要生产系统如下：1、运煤系统：从回采工作面采下的煤，经区段运输平巷、采区运输上山到采区煤仓，在采区下部车场装车，经开采水平运输大巷运到井底车场，由主井运达地面。2、通风系统：新鲜风流经地面副井
16、进入井下，经井底车场、主要运输石门、运输大巷、采区下部车场、采区轨道上山、区段运输平巷进入采煤工作面。清洗工作面后，污风经区段回风平巷、采区回风石门、回风大巷、回风石门，从风井排出井外。3、运料排矸系统：回采工作面所需材料、设备，用矿车由副井运到井底车场， 经主要运 输石门、运输大巷、采区运 输石 门、采区下部材料车场，由采区轨道上山提升到回风平巷，再运到回采工作面。回采工作面回收的物料、设备和掘进工作面运出的矸石，用矿车经由与运料系统相反的方向运至地面。4、排水系统：排水系统一般与进风风流相反，由回采工作面，经由区段运输平巷、采区上山、采区下部车场、开采水平运输大巷、主要运输石门自流到井底水
17、仓，再由水泵房的排水泵通过副井的排水管道排至地面。二、矿井开拓、准 备与回采的概念为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、主要石门、运输大巷和回风大巷、主要风井等称为开拓巷道。开拓巷道的服务年限较长，一般在10a 至 30a 以上。10为一个采区或数个区段服务的巷道如采区上、下山、采区车场等称为准备巷道。准备 巷道是在采区范围内，从已开掘好的巷道起，到达区段的通路，这些通路在一定时期内为采区服务，服务年限一般在 3a 至 5a 以上。仅为回采工作面生产服务的巷道，如区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼等叫做回采巷道。服务年限一般在 0.5a 至 1a 以上。第一篇 采煤方法第二章 采煤方
18、法概念及分类第一节 采煤方法的概念任何一种采煤方法都包括采煤系统和回采工艺两项主要内容。1、采场：用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。2、回采工作面：在采场内进行回采的煤壁。实际工作中与采场是同义词。3、回采工作：在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作。回采工作面可分为基本工序和辅助工序。基本工序：煤的破、装、运是回采工作中的基本工序。把煤从整体煤层中破落下来，称为煤的破落，或简称破煤。把破落下来的煤炭装入采场中的运输工具内，称为装煤。煤炭运出采场的工序叫做运煤。辅助工序：除了基本工序外的其他工序。包括：为了使基本工序顺利进行，必须保持采场内有足够的工作空间，这就要用支架来维护采场，这项工
19、序称为工作面支护。煤炭采出后，被废弃的空间，称为采空区。为了减轻矿山压力对采场的作用，以保证回采工作面顺利进行，在大多数情况下，必须处理采空区的顶板，这项 工作称为采空区处理。此外，通常还进行移置、运输采煤设备等工序。4、回采工艺：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成这些工序的方11法也不同，并且在进行的顺序、时间和空间上，必须有规律地加以安排和配合。这种按一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为回采工艺（或）采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为回采工艺过程。5、采煤系统：回采巷道的掘进一般是超前于回采工作的。它们之间在时间上的配合以及空间上的相互位置系，
20、称为回采巷道布置系统，也称为采煤系统。6、采煤方法：采煤方法就是采煤系统与回采工艺的综合，两者又相互影响和制约。第二节 采煤方法的分类及应用情况采煤方法分类方法很多，一般按下列特征分类：一、壁式体系采煤法一般以长工作面采煤为其主要标志，是我国最主要的采煤方法。对于薄及中厚煤层，一般是按煤层全厚一次采出，即整层开采；对于厚煤层，一般把它分为若干中等厚度（23 米）的分层进行开采，即分层开采。无论整层开采或分层开采，按照不同倾角，回采工作面推进方向，又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。1、薄及中厚煤层单一长壁采煤方法“单一”指的是整层开采； “垮落”指的是采空区 处理是采用垮落的方法。对于倾斜
21、长壁采煤法，回采工作面向上推进称仰斜长壁，向下推进称俯斜长壁。为了 顺利开采，煤层倾角不宜超过 12。当煤层级顶板极为坚硬时，若采用强制放顶垮落法处理采空区有困难时，有时可采用煤柱支撑法（刀柱法），称单一长壁刀柱式采煤法。即每隔一定的距12离留下一定宽度的煤柱（即刀柱）支撑顶板。当开采急倾斜煤层时，为了便于生产及安全，工作面可呈俯伪斜布置，仍沿走向推进， 则称为单一俯伪斜走向长壁式采煤法。2、厚煤层分层开采的采煤方法倾斜分层：将煤层划分成若干个与煤层层面平行的分层，工作面沿走向或倾斜推进。水平分层：将煤层划分成若干个与水平面平行的分层，工作面沿走向推进。斜切分层：将煤层划分成若干个与水平面成一
22、定角度的分层，工作面沿走向推进。各分层的回采有下行式和上行式两种顺序。先采上部分层，然后依次回采下部分层的方法称为下行式；先采下部分层，然后依次回采上部分层的方法称为上行式。下行式回采一般用垮落法或充填法来处理采空区，上行式回采一般用充填法。实际工作中一般可分为倾斜分层下行垮落采煤法、倾斜分层上行充填采煤法和斜切分层下行垮落采煤法三种。3、厚煤层整层开采的采工业基础方法（略）4、壁式采煤法的特点：通常具有较长的回采工作面长度，我国一般为 120m180m, 但也有较短的如 80m120m 或更长的如 180m200m；在回采工作面两端至少各有一条巷道，用于通风和运输；随回采工作面推进，要有计划
23、地处理采空区；采下的煤沿平行于回采工作面的方向，运出采场。13二、柱式体系采煤法一般以短工作面为其主要标志。柱式采煤法包括：房柱式采煤法、房式采煤法等。1、基本概念房式及房柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽为 57 米左右的煤房，作为 短工作面向前推进，煤房间用联络巷相连以构成生产系统，并形成近似于矩形的煤柱，煤柱宽度数米至二十米不等。煤柱可根据条件留下不采，或在煤房采完后，再将煤柱按要求尽可能采出，前者称为房式采煤法，后者称为房柱式采煤法。2、柱式采煤法的特点：一般工作面长度较短，但数目较多，采房及回收煤柱设备合一；矿山 压力显现减弱，生产过程中支架及处理采空区工作较简单，有时可不处理采
24、空区；采场 内的运输方向是垂直于工作面的，采煤配套设备均能自行行走，灵活性强；工作面通风条件较壁式采煤法恶劣，回采率也较低。壁式采煤法较柱式采煤法煤炭损失少，回采连续性强，单产高，采煤系统较简单，对 地质条件适应性强，但回采工艺装备较复杂。在我国地质、开采技术条件下，主要适宜采用壁式体系采煤法。水力采煤法实质也属于柱式采煤法，只是用高压水射流作为动力，水力落煤，水力运输，系 统单 一。第三章 单一走向长壁采煤法回采工艺目前，我国长壁回采工作面采用着炮采、普采和综采三种回采工艺方式。14爆破采煤回采工艺简称煤采，其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作面空间顶板。此项采煤
25、工艺共经历了木支护、金属摩擦支柱、单体液压支柱三个发展阶段。普通机械化回采工艺简称普采，其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支 护及采空区处理与炮采工艺基本相同。其发展共有以下阶段：50 年代：深截式采煤机(截深 1.51.6m)，刮板运煤，木支 护；60 年代：浅截式采煤机( 截深 0.61.0m)，摩擦支柱及 绞结顶梁；70 年代：浅截式采煤机，单体液压支柱；80 年代：无链牵引双滚筒采煤机，双速、侧卸、封底式刮板输送机，型长钢 梁支护顶板。综合机械代回采工艺简称综采，及破、装、运、支、处五个主要工序全部实现机械化，是目前最先进的采煤工艺。第一节 爆破采煤回采工艺爆破采煤
26、的工艺包括打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支架和回柱放顶等主要工序。一、爆破落煤爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、 联炮线及放炮等工序组成。要求保证规定进度，工作面平直，不留顶煤和底煤，不破坏顶板，不崩倒支柱和不崩翻工作面输送机，尽量降低炸药和雷管消耗。因此，要根据煤层的硬度、厚度、节理和裂隙的发育程度及顶板的状况，正确地确定钻眼爆破参数，包括炮眼排列、角度、深度、装药量、一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。一般常用的炮眼布置有以下三种：单排眼，一般用于薄煤层及煤质软、节理发育的煤层；双排眼，其布置形式有对眼、三花眼及三角眼等，一般适用于采高较小的中厚煤层。煤质中硬时
27、可用对眼，煤质软时可用三花眼，煤层上部15煤质软或顶板破碎时可用三角眼；三排眼，亦称五花眼，用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。炮眼角度应满足如下要求：炮眼与煤壁的水平夹角一般为 5080，软煤取大值，硬煤取小值。为了不崩倒支架，应使水平方向的最小抗线朝向两柱之间的空档；顶眼在垂直面上向顶板方向仰起 510，要视煤层软硬和粘顶情况而定，应保证不破坏顶板的完整性；底眼在垂直面上向底板方向保持 1020的俯角，眼底接近底板，以不 丢 底煤和不崩翻输送机为原则。炮眼深度根据每次的进度而定。一般每次进度有 0.8、1、1.2m 三种，与单体支架顶梁相适应。每个炮眼的装药量应根据煤质软硬、炮眼位置和深度以
28、及爆破次序而定，通常为 150600g。爆破采用串联法联线，一般将可弯曲刮板输送机移近煤壁。每次起爆的炮眼数目，应 根据顶板稳定性、输送机起动及运输能力、工作面安全情况而定。条件好时，可同时起爆数十个眼；如果条件差，顶板不稳定，每次只能爆破几个眼，甚至采用留煤垛间隔爆破的办法。微差爆破一次多发炮，顶板震动次数减少，爆破产生的地震波互相干扰、抵消，从而减少了对顶板的震动，有利于顶板管理。同时，微差爆破有利于提高爆破装煤率。二、装煤与运煤1、爆破装煤：炮采工作面通常采用 SGW40（或 44）型可弯曲刮板输送机过煤，在摩擦式金属支柱或单体液压支柱及铰接顶梁所构成的悬臂式支架掩护下，输送机 贴近煤壁
29、爆破装煤。2、人工装煤：炮采面人工装煤量主要由两部分构成，一是输送机与新壁之间松散煤安息角线以下的煤；二是崩落或撒落到输送机采空侧的煤。因此，浅16进度和提高爆破技术水平都有利于减少人工装煤量。3、机械装煤：在输送机煤壁侧装上铲煤板，放炮后部分煤自行装入输送机，然后工人用锹将部分煤扒入输送机，余下的部分底部松散煤靠大推力千斤顶的推移，用铲煤板将其装入输送机。工作面运煤是炮采面实现机械化的唯一工序。输送机移置器多为液压式推移千斤顶。其布置为工作面内每 6 米设一台，输送机机头、机尾各设三台。某些装备较差的炮采工作面，可用电钻改装的机械移置器。输送机移送时，应从工作面的一端向另一端依次推移，以防输
30、送机槽拱起而损坏。三、炮采工作面支护和采空区处理1、炮采工作面支护单体液压支架的布置形式主要有两种：正悬臂齐梁直线柱和正悬臂错梁三角柱，搬弄是非者采用较少。落煤时爆深应与铰接顶梁长度相等。最小控顶距时应有 3 排支柱，以保证有足够的回采工作空间，最大控顶距时，一般不宜超过 5 排支柱。通常推进 1 或 2 次放一次顶，即三、四或四、五排控顶。在有周期来压的工作面中，当工作空间达到最大控顶距时，为了加强对放顶处顶板的支撑作用，回柱之前常在放顶排处另外架设一些加强支架，称为工作面的特种支架。特种支架的形式有很多，有丛柱、密集支柱、木垛、斜撑以及切顶墩柱等。2、采空区处理随着回采工作面不断向前推进，
31、顶板悬露面积越来越大，为了工作面的安全及正常生产，就需要及时对采空区进行处理。由于顶板特征、煤层厚度及保护地表的特殊要求等到条件不同，有多种处理方法，但最常用的是全部垮落法。17全部垮落法通常适用于直接顶易于垮落或具有中等稳定性的顶板。其方法是当工作面从开切眼推进一定距离后，主动撤除采煤工作空间以外的支架，使直接顶自然垮落。以后随着工作面的推进，每隔一定距离就按预定计划回柱放顶。第二节 普通机械化回采工艺（略）第三节 综合机械化回采工艺（略）第四节 其他条件下的机采工艺特点第五节 回采工艺的选择一、适于采用综采工艺的条件1、煤层地质条件较好，构造少，上 综采后能很快获得高产、高效；2、某些地质
32、条件特殊，但上综采后仍有把握获得较好的经济效益。二、适合普采工艺的条件对推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲较发育的工作面，综采的优势难以发挥，而采用普采能获得较好效果。炮采技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握，生产技术管理较简单，是目前采用仍然较多的一种回采工艺。但炮采单产和效率低，劳动条件差，凡条件适合于机采的炮采面，都要逐步改造成为普采面。六六六 回采工艺的特殊措施一、回采工作面过地质构造的技术措施地质构造复杂时，应采取综合治理的方法：地质构造过分发育的地段，采用炮采工艺，炮采对地质变化的适应能力较强；在工作面布置时，将断层留在区段煤柱内，或工作面内有断层，但与工作面交角不宜太小，
33、以减少对工作面的影响范围；采用调斜的方法，改变工作面的推进方向，躲开地质变化18带； 工作面推进中，发现了未知的工作面难以通过的地质构造时，可将工作面甩掉一部分，其余部分继续推进，过后再对接为整面；遇到较大地质构造时，作各种比较， 权衡利弊，若 强行通过地质构造代价太大，则应搬迁工作面。（一）回采工作面过断层综采工作面过断层的技术措施（略）（二）综采工作面过其它地质构造1、过陷落柱陷落柱是含煤地层深部石灰岩溶洞塌陷而形成的，在煤层中呈隐伏状态，内部充填着各种破碎岩石，其长轴可达 8200m，周围伴生小断层，并使地层起伏，影响范围可达 820m。对陷落柱首先应加强地质预测，其分布较集中在背斜轴附
34、近。区段巷掘出后，安设无 线电坑透仪进行透测，发现疑点打钻再探，确定尺寸大小、方位及影响范围， 进而制定出相应措施。对面积较大的陷落柱，一般采用绕过的方法。当陷落柱的直径小于 30m 时，可采用硬过的方法。2、过褶曲带：卧底或留底、割顶等方法。（三）综采面过旧巷道（过旧巷、石门等，均需加强支护）二、综采面的拆迁与安装（略）第七节 回采工作面设计一、确定机采工作面开机率（略）二、机采工作面的生产能力（略）三、确定工作面的合理长度（一）影响工作面长度的技术因素19设备条件是影响工作面长度的主要因素之一。我国制造的工作面输送机大都按 150m200m 的铺设长度设计的，只要质量可靠，使用中加强技术管
35、理，工作面长度 150m180m 左右时，一般都能适应。煤层地质条件是影响工作面长度的又一主要因素。较大地质构造往往限制了工作面长度；小构造使割煤和支护变得困难，工作面越长，含小构造可能性增多，工作面推进速度下降，支护越加困难。薄煤层、倾角大的煤层，运料、行人、操作等均很困难；采高大时，技术管理和操作难度加大；顶板过于破碎或过于坚硬，使 顶板管理趋于复杂。这些因素都影响工作面长度。根据实践经验，缓倾斜煤层综采面长度 L 的合理取值范围是：当煤层高于 1.3m 时， L=100150m；采高 1.33.5m 时，L=150180m ；采高 3.34.5m时， L=120 150m。普采面采高一般
36、不超过 2.5m，采高 1.32.5m 时，L=120150m。在煤层地质条件差，矿井技术管理水平低，可取下限值；对优质煤，为提高回采率，或由于地质条件限制，工作面推进方向长度较短时，可取上限。倾 角大于 25、采高和缓倾斜煤层相同时，应适当缩短工作面长度。炮采工作面长度应视装备水平和地质条件而定，当工作面装备双速大功率可弯曲刮板输送机、单体液压支柱时，在地质条件相同的情况下，炮采面长度应与机采面相同。通风能力对工作面长度的影响取决于工作面瓦斯涌出量。在低瓦斯矿井，工作面长度不受通风能力限制。在高瓦斯矿井，工作面的通风能力则是限制工作面长度的主要因素。通风能力所允许的工作面长度计算公式（略）。
37、（二）影响工作面长度的经济因素分析（略）四、回采工作面作业规程的内容及编制步骤回采工作面投产之前必须编制作业规程。作业规程的内容包括：工作面的20位置、范围、与相 邻工作面的关系及地面情况等一般情况；地质情况，包括可采储量、煤层厚度和倾角、顶底板岩性、地 质构造、水文情况等。采煤方法有关内容，包括巷道及工作面布置图、有关参数、机械设备、工艺方式、各生产系统；绘制循环图表、劳动组织和技术经济图表；最后写明安全技术措施。本节主要介绍循环作业图表的编制方法。回采工作面中的循环作业是回采工作面在规定时间内保质、保量、安全地完成“ 采、装、运、支、 处 ”这样一个采煤全过程。循环方式有一日单循环或多循环
38、两种。1、“两采一准”或“ 边采边准”：即将一昼夜划为三个班，前者为两个采煤班，一个准备班，采煤班内进行“落、装、运、支、移” 等工序，准备班进行回柱放顶、检修设备、推移转载机及伸（缩）运输巷胶带输送机等工作，一日完成一个循环。后者为三个采煤班，每班设备检修等准备工作约占 2h，采煤、放顶平行作业，一日完成三个循环。这两种方法较适宜于普采面。2、“两班半采煤、半班准备”：适宜于综采工作面。3、“三班采煤、一班准备”：即四六工作制，每班工作 6 小时。这已在一些综采面实施并逐步推广。4、“四班交叉作业”：即每日分为 4 个班，每班首尾 2h 是两班工人共同工作，因此可以把工作量大的工序集中在人员
39、较多的交叉时间进行，该方式多用于炮采工作面。为了使各工序在时间和空间上充分配合，要处理好主、次工序的关系，保证主要工序顺利进行，尽量增加出煤时间。其它辅助工序尽可能与采煤平行作业，注意空 间上的合理配合，保证作业安全。五、回采工作面劳动组织形式的选择21长壁式回采工作面的劳动组织形式主要有以下几种：1、分段作业 这种组织形式一般是采用综合工种，即将工作面按长度划分为若干段，每段由一个采煤小组负责，小组内的工人均为综合工种，共同完成该段内所有工作。这种劳动形式的优点是：便于劳动力的搭配和培养一职多能；工人熟悉工作地点的情况，有利于安全作业。这种劳动组织形式在我国应用广泛，既适用于炮采工作面，也适
40、用于综采工作面，刨煤机工作面全部采用这种方式。2、追机作业 该组织形式一般是将工作面的工人按专业分成若干组，随着采煤机割煤以后，各专业组跟随采煤机及时完成各项工作。这种形式的优点是工种单一，便于实行工种岗位责任制，工作效率高。缺点是分工过细，跟机作业时劳动强度大，且采煤机停止割煤时容易窝工。适用于普采及综采工作面。3、分段接力追机作业 是前两种形式的综合。即将工作面分成若干小段，工人分成若干小组，每个工作组在一小段内实行综合工种，完成一小段工作后，再向前追机，完成另一小段的工作。这样各小组轮流追机前进，既可以减轻劳动强度，又能充分利用工时，必要时还可集中力量处理事故。这种形式普采和综采工作面均
41、可采用。第四章 单一走向长壁采煤法采煤系统第一节 示例单一走向长壁采煤法主要用于缓倾斜、倾斜薄煤层及中厚煤层或缓倾斜3.54.5m 厚煤层，其采煤系统比较简单。急 倾斜煤层应用较少。示例（略）。先采第一区段，再采第二区段，从上向下的顺序开采，称为区段下行式的开采顺序。22一、运煤系统运煤路线为：工作面运出的煤炭，经运输平巷、运输上山的运输工具运到采区煤仓上口，通过采区煤仓在采区运输石门装车外运。最下一个区段的煤，则由区段运输平巷至运输上山，在运输上山铺设一台刮板输送机，向上运至煤仓上口。二、运料排矸系统运料排矸采用 600mm 轨距的矿车或平板车。物料自下部车场经轨道上山到上部车场，然后经回风
42、平巷送至采煤工作面。区段运输平巷及回风平巷所需的物料，自轨道上山经中部车场送入。三、通风系统回采工作面所需的新鲜风流，从采区运输石门进入，经下部车场、轨道上山、中部车场 ，分成两翼经平巷、 联络眼、运 输平巷到达工作面。从工作面出来的污风，经 回风平巷，右翼直接进入采区回风石门，左翼侧须经车场绕道进入采区回风石门。掘进工作面所需的新鲜风流，从轨道上山经中部车场分两翼送至下阶段回风平巷。在平巷内由局扇送往掘进工作面，污风流则从上阶段运输平巷经运输上山，回入采区回风石门。采区绞车房和变电所所需要的新风由轨道上山直接供给。采区绞车房的回风是经联络小巷的调节风窗回入采区回风石门；变电所的回风是经输送机
43、上山进入回风石门；煤仓不通风，煤仓上口、上山刮板输送机机头硐室的新风，直接由采区运输石门通过联络巷中的调节风窗供给。为使风流按上述路线通过，在相应地点应设置风门。四、供电系统23高压电缆由井底中央变电所，经大巷、采区运输石门、下部车场、运输上山至采区变电所。经降压后的低压电，由低压电缆分别引向回采和掘进工作面附近的配电点，以及上山输送机、绞车房等用电地点。五、压气和安全用水系统掘进巷道时所需用的空气，采掘工作面、平巷以及上山输送机转载点所需的防尘喷雾用水，分别由地面（或井下）压气机房和地面贮水池（或井下小水泵）以专用管路送至采区用气、用水地点。六、完整的生产系统必须开掘的巷道由此可见，完整的生
44、产系统必须开掘以下巷道：1、直接为回采工作面服务的巷道开切眼和区段平巷。其中区段运输平巷，又称输送机平巷，简称机巷；区段回风平巷也称区段轨道平巷，简称风巷或轨巷。2、为各区段服务的准备巷道上山轨道。其中用作运煤的称运煤上山，也称运输上山、输送机上山；铺设轨道用作辅助运输（运输设备、材料、矸石等）的称为轨道上山。除此之外，有时还需要增设专用的通风行人上山。3、联结区段平巷（大巷）和采区上山，作为运输转载用的准备巷道采区上、中、下部车场。4、安装机械电气设备用的准备巷道绞车房、变电所等采区硐室。5、附属于上述各类巷道的一些联络巷道。第二节 采煤系统分析一、区段的参数区段的参数包括区段斜长和区段走向
45、长度。区段斜长为采煤工作面长度、区段煤柱宽度及区段上下两平巷宽度之和。24回采工作面长度一般为 120180m，对于薄煤层可略短一些，对于综采一般应不小于 150m；区段煤柱宽度一般为 815m，薄煤层时取下限；区段平巷宽度对于普采约为 2.53.0m，对于综采约为 4.04.5m 。区段走向长度即采区走向长度。采区采用两翼开采时，区段或采区一翼走向长度即为回采工作面连续推进长度，对于普采一般不小于 500m；对于综采由于工作面搬迁困难，一般不小于 1000m。二、区段平巷的坡度与方向区段的运输平巷、回风平巷虽称为平巷，但实际工作中为了排水和利于运输的需要，往往都是按一定的坡度（58）布置和掘
46、进的。在进行巷道布置和分析时一般都以水平巷道对待。1、普通机械化采煤的区段平巷布置在区段回风平巷中，为了便于运送设备、材料，普遍铺设轨道，采用矿车和平板车运输。区段运输平巷中，有时安设了多台刮板输送机串联运输，一台刮板输送机长 100150m；产量大的普采面，在靠近工作面的一段位置安设一台刮板输送机，而刮板输送机后面连接一台胶带输送机以提高运输能力。在区段回风平巷内铺设轨道用矿车运输时，要求巷道基本水平只保持一定流水坡度，允许巷道有一定弯曲；运输平巷安设输送机则要求巷道直，即使采用可弯曲刮板也要尽量保持直线铺设，才能更好发挥效能。区段平巷由于与回采工作面紧密联结，故要求必须沿煤层开掘。由于煤层
47、走向变化起伏往往较大，为此必 须根据煤层底板等高线的变化布置和开掘区段平巷。如煤层底板等高线起伏大，纯粹按直线布置已无可能，此时其回风平巷可沿煤层底板掘进成与底板等高线同样弯曲的巷道。但运输机巷只能选择几个25转折点，在考虑每台输送机有适当长度的前提下取折线布置，实行串联运输。由此可见，轨道巷沿煤层走向掘进时，只要及时的给出腰线，就比较容易掌握掘进巷道的方向和位置。而输送机巷在掘进前就需要掌握煤层变化的实际情况，确定转折地点，以便按中线掘进，掘进中的定向工作比较困难。因此，上区段的输送机巷与下区段的轨道回风巷同时掘进，且轨道巷超前一段距离，用以探明煤层变化，为输送机定向创造条件；同时，输送机巷
48、道低洼处的水，可通过联络巷由区段轨道平巷排出。2、综全机械化采煤的区段平巷布置要力求做到直线且互相平行布置。区段平巷采用直线或局部折线布置时，要考虑采取措施解决巷道局部地方积水问题，必要时需设置专门小水泵排除。三、区段平巷的单巷布置与双巷布置双巷布置有利于运输巷定向及排水，且有利于通风及安全，但轨道平巷维护较困难，且增加了联络巷的掘进及相应的密闭费用。从回采要求顺序看，宜上区段采完后即转到下区段进行回采，减少轨道巷维修时间。当瓦斯含量不大，煤层埋藏较稳定，涌水量不大时，一般采用单巷布置。综采工作面单巷布置，运输巷及回风巷断面一般达 1012m 以上，巷道掘进、 维护 、支 护均难 度较大。但双
49、巷布置每当配电点移过一个联络巷距离时需重新拆接电缆和油管，给生产、维修带来诸多不便，且因综采面要求工作面等长布置，其双巷布置的优势除可排水外基本消失，故一般都采用单巷布置。在低瓦斯矿井，煤层倾角小于 10，允许采用下行风的条件下，也可以将配电点及变电站设在区段上部平巷中，这种布置法又称为分巷布置法。在瓦斯含量大的矿井，有的需要在工作面预先抽放瓦斯；有的工作面后方瓦斯涌出量很大，也需要加强通风和排放采空区瓦斯。这种情况下，区段回风26平巷可采用双巷布置，将靠近采空区的一条平巷专门用来排放瓦斯，称为瓦斯尾巷。四、单工作面布置与双工作面布置双工作面俗称对拉工作面，其实质是利用三条区段平巷准备出两个回采工作面。生产系统为：中间的区段平巷铺设输送机作为区段运输平巷，上工作面的煤炭向下运到中间运输平巷，下工作面的煤炭则向上运到中间运输平巷，由此集中运输到采区上山。由于下工作面的煤炭是向上运送，因此下工作面的长度应根据煤层倾角的大小及工作面输送机的能力而定。随着煤层倾角增大，下工作面的长度应比上工作面短一些。上、下两条区段平巷内铺设轨道，分别为上、下两个工作面运送材料及设备等服务。上、下工作面的通风方式主要有以下两种：一是由中
