近水平煤层的开采技术.ppt

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1、第三章近水平、缓倾斜和中斜采煤方法第一节采煤方法概念1.采煤工作面煤矿开拓和掘进必需的巷道之后，形成了进行采煤作业的场所。如图5-1所示。图5-1工作面空间和采空区a-开切眼；b-在开切眼附近；c-正常回采时2.采煤工艺：采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合称为采煤工艺。回采工艺过程包括破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等五道主要工序。这些工序按破煤、装煤运煤、移输送机、支护、处理采空区的顺序依次进行。3.采煤工艺方式：爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺和综合机械化采煤工艺三类

2、。4.采煤方法：采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合叫采煤方法。5.壁式体系采煤法：走向长壁采煤法：长壁工作面沿煤层走向推进的采煤方法，即为走向长壁采煤法；倾斜长壁采煤法：长壁工作面沿煤层倾斜推进的采煤方法，即为倾斜长壁采煤法。如图5-2所示。图5-2两种采煤方法示意图第二节长壁工作面采煤工艺一、采煤工作面矿山压力（一）顶板与底板图5-3煤层、顶板、底板的相对位置关系（二）采动后顶板活动的一般规律长壁工作面如图5-4所示。图5-4直接顶初次垮落1.直接顶初次垮落：2.岩石碎胀系数：

3、岩石破碎后与破碎前体积的比值叫岩石碎胀系数。3.直接顶充填系数：直接顶厚度与煤层采高的比值。如图5-5所示。图5-5直接顶垮落后的岩石充填情况图5-6基本顶呈双固定支点梁状态4.基本顶初次来压：基本顶初次破断在采煤工作面引起的矿压显现称为初次来压（如图5-7所示）。5.基本顶周期来压：基本顶周期折断在采煤工作面引起的矿压显现称为周期来压；基本顶岩梁周期性折断的距离叫做基本顶周期来压步距（如图5-8所示）。图5-7基本顶初次来压图5-8基本顶周期来压（三）采煤工作面顶板分类表5-1直接顶类别代号及名

4、称类别1类2类3类4类1a1b不稳定中等稳定稳定非常稳定岩性和结构特征泥岩、泥页岩，节理裂隙发育或松软。泥岩、碳质泥岩，节理裂隙发育。致密泥岩、粉砂岩、砂质泥岩，节理裂隙不发育。砂岩、石灰岩，节理裂隙很少。致密砂岩、石灰岩，节理裂隙极少。（四）采煤工作面围岩支承压力及其变化1.原岩应力：天然存在于原岩内的应力叫做原岩应力。2.支承压力：采煤后，由于采掘空间原被采物承受的载荷转移到周围支承体上而形成的压力，叫支承压力。如图5-9所示。3.矿压：存在于采掘空间围岩内的力叫做矿山压力，简称“矿压”。4.

5、应力集中系数：工作面周围岩体内最高应力与原始应力的比值叫做应力集中系数。图5-9工作面周围岩体内应力重新分布概况5.支承压力分布:（1）工作面：（图5-9所示）（2）底板传递：（图5-10所示）煤体上的支承压力还会传递到底板岩层中，如图5-10所示。图5-10底板应力升高区示意图二、爆破采煤工艺爆破采煤工艺，又称“炮采”，指在长壁工作面用爆破方法破煤和装煤、人工装煤、输送机或溜槽运煤和单体支柱支护采空区的采煤工艺。1.破煤：（如图5-11所示）图5-11炮采工作面炮眼布置图2.装煤：爆破装煤、人工

6、装煤和机械装煤三种。3.运煤：可弯曲刮板输送机和溜槽运煤。4.支护：单体液压支柱和铰接顶梁支护采空区。图5-12、图5-13图5-12单体液压支柱结构图5-13金属铰接顶梁结构图5.处理采空区：全部垮落法、充填法和煤柱支撑法等三种。6.炮采工作面回采工艺过程如图5-15所示。图5-15回采工艺过程7.采煤循环：循环就是采掘工作面周而复始地完成一整套工序的过程。采煤工作面的循环，即完成落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区的全过程。以放顶为标志，称为一个循环。图5-16炮采工作面循环作业图表8.循环图表

7、：循环图表表示工作面各工序进行的时间和空间位置关系。三、普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺，简称“普采”，是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱和铰接顶梁支护采空区顶板的采煤工艺。普采工作面布置如图5-17所示。图5-17普采工作面布置示意图1.工作面主要设备：采煤机、输送机、单体液压支柱、铰接顶梁。图5-21单滚筒采煤机端头进刀工艺过程2.采煤工艺：（1）采——破、装、运：由采煤机和输送机完成。（2）控——支护、处理采空区。3.普采工作面的采煤工艺过程为：图5-21所示为单滚筒采煤机斜切

8、进刀的工艺过程。4.图5-22是普采工作面循环图表。图5-22普采工作面循环作业图表四、综合机械化采煤工艺综合机械化采煤，简称“综采”。在长壁工作面用机械方式破煤和装煤、输送机运煤和液压支架支护顶板的采煤工艺。1.综采工作面配备的主要设备有：双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、自移式液压支架。综采工作面使用的液压支架有：支撑式、支撑掩护式、掩护式等三种。（1）支撑式自移式液压支架如图5-23所示。（2）掩护式自移式液压支架如图5-24所示。（3）支撑掩护式自移式液压支架如图5-25所示