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“ “ “ “ 第五篇 采煤技术与采煤机械 第一章采煤方法概论 第一节概述 当煤层被开拓， 并掘进了所需的采准巷道之后， 便可进行采煤。井下直接用来采取 煤炭的场所称为 “采场” ， 人们通常把采场叫做 “回采工作面” 。 采煤方法包括两项内容 采煤系统和回采工艺。采煤系统， 是指采准巷道的布置方 式， 掘进和回采工作面的顺序安排， 以及他们的通风， 运输系统。回采工艺， 是指在回采 工作面内所进行的落煤、 装煤、 运煤、 支护和采空区处理等工作， 以及这些工作的安排和 配合方式。不同的采煤系统和回采工艺相配合， 就形成不同的采煤方法。 采煤工作是煤矿井下生产活动的中心， 采煤方法的选择和运用是否正确、 对矿井的 各项技术经济指标具有极重要的影响。合理的采煤方法应能最大限度地满足工作安全、 产量高、 效率高、 煤质好、 成本低和煤炭回采率高等基本要求。 一、 工作安全 坚决贯彻党和政府的安全生产方针， 是社会主义煤矿企业一项经常而重要的任务。 在回采和准备工作中， 必须认真执行 煤矿安全规程 的有关规定 合理布置采准巷道， 建 立良好的通风、 运输、 行人以及预防和处理各种灾害事故的系统和设施， 并创造适宜的工 作条件； 正确确定和安排回采工艺过程， 切实防止冒顶、 片帮。支架倾倒及其他可能危及 人身安全的事故发生。为此， 应认真编制采区设计和回采工作面作业规程， 制定完整、 合 “ 第一章采煤方法概论 理的安全技术措施， 并付诸实行。 二、 产量高 提高单位工作面产量， 是实现矿井增产、 稳产、 集中生产、 提高采区和矿井各项技术 经济指标的中心环节。提高单位工作面产量的主要途径是提高工作面机械化程度， 适当 加快回采进度和工作面长度， 加强生产的组织管理。 三、 效率高 劳动生产率 （又称效率） ， 是指平均每名工人在一定时间内采出的煤炭数量而言， 一 般以 “工 班来表示。为了提高劳动生产率， 必须选择正确的回采工艺， 提高机械化程 度， 以及合理的劳动组织和先进的工作方法。同时， 还要不断地提高工人的文化、 技术水 平和政治觉悟程度。 四、 煤质好 就是要求煤炭的含矸率和灰分低， 注意改进采煤的技术操作， 加强工作面支护， 尽量 防止矸石和岩粉混入煤中。 五、 成本低 成本是经济效果的综合反映。不断地降低成本， 是社会主义企业的一个极其重要的 任务。对采煤方法来说， 努力提高工作面单产和劳动生产率， 是降低煤炭生产成本的主 要途径。正确布置采区巷道， 减少巷道掘进率； 加强生产管理， 合理使用劳力， 认真组织 工作面循环作业， 减少材料消耗， 是降低成本的重要手段。 六、 回采率高 减少煤炭损失提高煤炭回采率， 充分利用国家煤炭资源， 是社会主义煤矿企业的一 项重要任务。同时， 减少煤炭损失， 也是防止煤的自燃， 减少井下火灾， 保持和延长工作 面和采区开采期限， 保证矿井正常生产的重要措施。为此， 国家规定工作面回采率应不 小于下列数值 厚煤层， - 型单滚筒采煤机/,3 . ,0 /13 -3 24 截割 -/ 安德逊 ;/0 型单滚筒采煤机/,4 . ,/1牵引 0/ /’9； 综放工作面由于采煤工艺因素引起的平均每个割煤循环的停机时间 和无效开机时间， ;-’9； 采煤机割煤速度与空刀牵引速度之比， 2 / /-67 1/1 3 1 /-76 ,6. 3（, 3 ;-） ,//// 1 -1 11 第五章综合机械化放顶采煤 “““ 。当 62 工作面放顶煤液压支 架的放煤口纵向尺寸加大， 后部输送机的受煤宽度由 1//00 增至 “//00， 单口放煤能 力大大提高。但由于循环进尺由 /70 增加为 （ , , ） 式中 每轮单架放煤的时间按单架放煤总时间的一半考虑为 5;。8 架基本支架的实际 放煤时间加上补放时间， 在各工序正常运行的情况下约为 7 5,-。 放煤开始时间的确定 （） 第一轮放煤开始时间。0 综放工作面采煤工艺的宏观表述是端部斜切进刀、 单向割煤、 采放平行作业。所谓采放平行作业就是随着采煤机的割煤依次移架、 依次放 煤， 放煤工序始终滞后移架工序进行。为保持工作面出煤的连续性， 放煤工序与移架工 序起始间隔时间不能太长， 在空间上只要保持一定的安全距离、 互不干扰即可。为此， 第 一轮放煤开始时间应在移架完成 架以后进行， 在空间上放煤口位置距移架工序 架距 离。第一轮放煤时， 同时打开的放煤口数应为 个， 每个放煤口的开启时间都由采煤机 的位置决定， 第一个放煤口是在滞后采煤机前滚筒 （或后滚筒， 视移架位置与采煤机前后 滚筒的关系而定） 5 架打开， 随着采煤机向前割煤， 依次按一定时间间隔打开 个放煤口。 当第一个放煤口的开启时间到达 5; 时即行关闭， 并打开下一个放煤口， 以此类推。在第 二轮放煤开始之前， 始终保持 个放煤口放煤。 （0） 第二轮放煤开始时间。进行第二轮放煤的目的是在第一轮放后给上位顶煤一个 松动冒落的时间和空间。因此， 两轮放煤时间的间隔要充分保证上位顶煤的冒落和破 / 第五章综合机械化放顶采煤 碎， 要给上覆垮落岩层一个二次运动时间， 在这一运动的影响下上位顶煤才能进一步冒 落和破碎。从这一点出发， 两轮放煤口的距离应在 “ 以上， 以此确定第二轮放煤时间 滞后第一轮放煤 “ 个支架， 即距采煤机前滚筒 （或后滚筒） 架开始第二轮放煤。在第 二轮放煤开始时， 依次打开 个放煤口， 第一个放煤口打开 “ 后打开第二个放煤口。第 二轮单口的放煤时间为 ’， 到时自行关闭。当第一个放煤口关闭时立即打开第三个放 煤口， 依此类推， 直到放煤工序全部结束。为保持工作面同时打开的放煤口数不超过 个， 在第二轮放煤开始时第一轮放煤只剩下 个放煤口同时放煤。当第一轮放煤全部结 束时， 第二轮放煤的放煤口数应增加为 个。也就是第一轮放煤只剩下一个放煤口放煤 时， 第二轮放煤增加为 个放煤口放煤， 当第一轮放煤最后一个放煤口放煤结束时， 第二 轮放煤增加为 个放煤口放煤。 ’ 放煤控制与电液控放煤程序的修订 由于放煤工序全部是由电液阀程序控制的， 放煤时间长短、 每架放煤量的大小、 顶煤 回收率的高低、 含矸多少都是靠预先设计好的程序自动控制的， 为适应工作面顶煤厚度 和冒放性的变化， 放煤程序必须能适时地进行调整。对 * 综放面而言， 放煤程序是根 据其他工作面放煤实测数据编制的， 在实施过程中要根据工作面的具体情况进行调试， 合适后正常运行。为了监测放煤程序的运行效果， 在目前放煤程序没有监测功能的情况 下必须有人工进行监视。由于第一轮放煤属纯放煤时间， 在放煤步距合理的情况下不会 出现混矸情况， 更不用担心顶煤的丢失， 因此重点是第二轮放煤效果的监视， 监视的目的 在于适时地对放煤程序进行调整。监视的内容如下 （） 在规定放煤时间内， 顶煤是否放干净； （） 是否有大块煤堵住放煤口， 影响顶煤放出； （） 是否有严重混矸情况； （） 尾梁和插板的动作幅度和频度是否满足放煤需要； （’） 个放煤口同时放煤能否满足工作面产量要求。 鉴于工作面条件的多变， 为保证放煤效果实现高回收率、 低含矸率的目标， 除人工 监视、 在宏观上更改放煤程序外， 放煤程序应具备人工干预功能。即补放和停放功能 一是当放煤工发现某一架的顶煤尚未放净时， 可人工启动该架放煤口进行补放和补放 完后关闭； 二是当发现某架放煤口在关闭之前出现窜矸时， 可人工干预提前关闭该架 放煤口， 并能依次启动下一个未打开放煤口， 保证同时打开的放煤口数为 个。当发 现 个放煤口同时放不能满足产量要求时， 可以改为 ’ 个放煤口同时放， 即第一轮 个、 第二轮 个。 总之， 放顶煤电液控制程序应是一个可适时调整和人工干预的程序， 否则便不能满 第五篇采煤技术与采煤机械 足生产的需要。 “ 过渡支架的放煤问题 由于过渡支架的移架程序和工作面基本支架的移设顺序不一致， 过渡支架的放煤不 能和基本架一样顺序进行， 同时由于过渡支架处输送机机头架和过渡槽高、 过渡架尾梁 和插板的长度与基本架不同， 很难实现和基本架一样程序控制放煤， 因而工作面两端过 渡架的放煤应为人工启动单架程控放煤。一般情况下， 为保证工作面端头区顶板的稳定 性， 靠工作面两头的 架过渡架不放煤， 视顶煤冒落情况而定。 六、 采煤工序运行图表和循环作业图 “ 采煤工序运行序列表 工作面采用端部斜切进刀、 单向割煤方式时， 从采煤机割煤到放顶煤结束完成整个 环， 所进行的工序均按表 ’ ’ 进行。 表 ’ ’ 采煤工序运行序列 ** 第五章综合机械化放顶采煤 采用端部斜切进刀双向割煤时， 所有的工序按表 “ “ 运行。 表 “ “ 采煤工序运行序列 循环作业图表 工作面循环作业图表如图 “ “ 所示。 七、 工作面劳动组织 以兖州兴隆庄煤矿 ’ 工作面为例， 工作制度为四、 六作业， 三班生产， 一班检修， 各班出勤人员见表 “ “ 。 八、 采煤工艺工业性试验实测 （以兖州兴隆庄煤矿 ’ 综放工作面为例） 概述 ’ 工作面是国家技术创新项目 “年产 ** 万 综放工作面设备配套技术与装备” 的试验实施工作面， ** 年 月份完成井下安装开始试运转生产， ** 年 月份正式进 行工业性试验。 *’ 第五篇采煤技术与采煤机械 “ 第五章综合机械化放顶采煤 表 “ “ 综放面劳动组织 序号工种 出勤人数 生产班生产班生产班检修班合计 ’班长’’’’ 采煤机司机’ 支架工’’’’ 放煤工’’ 程序员’’’ 泵站工’’’’ 端头维护* *机修’’ 电液控维修’’’ ’,生产电工’’’ ’’验收员’’’’ ’转载机司机’’’’ ’设备列车’’’’ ’合计’’’’ 为保证 综放工作面能达到预期的高产高效目标， 对综采队工人和干部进行了 采煤工艺培训， 要求工人按照采煤工艺设计的工序进行操作。 为做好 工作面工业性试验与回采工艺实测工作， 确定了 面工业性试验期 间的割煤方式采用中部进刀单向割煤、 端部进刀单向割煤、 端部斜切进刀双向割煤 种 割煤方式进行试验。并组成 ’ 人实测小组进行工艺观测和相关数据的收集工作， 实测 内容主要有割煤、 移架、 放煤速度及其各工序的相互配合、 割煤高度、 支架初撑力、 停机因 素等。 - 试验观测的目的 综放工作面是我国第一个依靠部分引进国外先进设备的年产原煤 ,, 万 . 高 产高效超长工作面， 为了完成国家技术创新项目制定的预期目标， 必须设计新的采煤工 艺， 以充分发挥采煤机、 放顶煤液压支架、 前后部刮板输送机等新型设备的强大功能， 保 证工作面日产量达到 ,,,,. 以上， 回采率达 */以上。新设计的采煤工艺应尽可能地 使工作面的采煤机割煤和放顶煤在时间、 空间上实现全方位的平行作业， 实现工作面两 个出煤口在设备正常运转的情况下最大限度地满负荷出煤。为此， 在工作面正常投产以 前， 需对 “端部斜切进刀单向割煤” 和 “端部斜切进刀双向割煤” 两个方案的割煤工艺、 双 第五篇采煤技术与采煤机械 轮顺序多口放煤的放煤工艺以及与其配套的电液阀控制程序进行实验观测， 现场实测两 种采煤工艺的实际运行时间和运行效果， 以确定正式投产后实际采用的采煤工艺， 并以 此设计工作面循环作业图表， 修改、 完善电液阀控制程序， 并为下一步实现全工作面自动 化打下良好基础。 “ 观测内容 （） 端部斜切进刀单向割煤、 双轮单向顺序放煤及其配套的电液控制程序试验观测 （以下简称方案） 。 （） 端部斜切进刀双向割煤、 双轮双向顺序放煤及其配套的电液控制程序试验观测 （以下简称方案“） 。 “ 试验观测结果 按照试验观测大纲所规定的观测内容， 观测小组从 年 月 日开始， 每天 个 生产班， 每班 ’ 跟班进行试验。现将观测结果分述如下。 （） 采高。 工作面设计采高 “*， 观测期间每班每隔 组支架测量 次， 观测 天， 共计 个班。实测平均采高 “*， 各班最大采高平均 “*， 各班最小采高平 均 “’*， 中部进刀单向割煤与端部进刀单向割煤采高相近。工作面在此采高 （指 “*） 正常推进的情况下， 支架能够保持顶板完整、 放煤顺利。但在工作面顶板来压期 间， 煤壁片帮较大， 局部顶煤破碎， 可见工作面来压期间应适当降低采高， 控制在 “’ , “* 较为适宜。 工作面放顶煤液压支架结构整体顶梁与带铰接前梁的放顶煤支架相比， 支架前 端支撑力大， 顶梁全长有侧护板封闭， 不易发生漏顶， 能有效控制机道上方顶煤的稳定 性。试验期间从未发生过架前冒顶事故， 充分显示了整体顶梁的优越性。 （） 支架初撑力。支架初撑力均是在移架工序完毕后及时采集到的。每班分别在工 作面上、 中、 下部顶板完好的区域各连续观测 组支架， 每班观测 次， 共观测 个班， 观 测结果见表 - - .。 表 - - .支架初撑力及其利用率 前柱后柱整架 平均/ 01 架- 占额定值/ 2平均/ 01， 架- 占额定值 / 2平均/ 01 架- 占额定值/ 2 ’’““32’““2.“.“32 由表 - - . 可知， 支架初撑力较低， 现场观测分析造成支架初撑力低的原因主要 是支架供液时间不足。据现场测试， 达不到初撑力 （指 456） 的支架在顶板完整的区域 内再次给支架供液， 支架初撑力均能达到 , 456。其次， 存在支架前后柱不同时升 第五章综合机械化放顶采煤 的现象， 相当一部分支架在升架时只给前柱供液， 这是后柱初撑力低的又一主要原因。 三是顶板破碎区域由于顶煤松散， 支架较难达到初撑力。另外， 支架工在支架超高区域 升架时怕出现明显错误， 支架达不到初撑力就停止供液。因此， 升架时必须保持足够的 供液时间 （经现场测试， 供液时间必须在支架接顶充分后再持续供液 “ 以上， 就能达到初 撑力） ； 同时加强支架检修， 及时处理支架串漏液现象， 并控制好采高， 不要超高。 （） 煤机进刀方式与割煤速度。试验期间采用了中部进刀单向割煤 （图 ） 、 端部进刀单向割煤、 端部斜切进刀双向割煤 种割煤方式， 分别观测了 ’ 天、 天、 天。 采用端部斜切进刀双向割煤方式时， 由于该方式出煤量较为集中， 受外围系统运量的限 制， 满仓次数较多， 设备经常带载启动， 对设备损伤较大； 另一方面前部运输机前浮煤多， 影响运输机的及时推移到位， 需要倒机清理浮煤， 影响正常工序组织。采煤队工人反映 这种方式影响时间较多， 不愿多进行试验， 因而该方式只试验了 天， 收集到的数据基本 没有参考价值。 图 采煤机中部斜切进刀单向割煤示意图 中部进刀单向割煤与端部进刀单向割煤时， 其割煤方式差异不大， 采放均可平行作 第五篇采煤技术与采煤机械 业， 及时跟机移架， 但顶板不好时不能及时拉超前支架。两者相比而言， 中部进刀方式进 刀部位比较灵活， 对顶板及输送机上窜下滑控制较为有利。但是这种方式对于人工移架 较为适用， 采用程序控制时则不如端部进刀单向割煤方式。采煤机不同进刀方式见表 “ “ 。 表 “ “ 采煤机不同进刀方式运行特性 割煤方式 运行特性 割煤速度 ， ’“ 空刀速度 ’“ 端头维护影响时间 ’ 上行下行上行下行上头下头 循环 时间 端部单向割煤**,*--. 中部单向割煤/**/,--. . 0 1. , 1/ 由表 “ “ 可知， 采用中部进刀单向割煤方式， 其割煤循环时间 1/， 较端部进 刀单向割煤循环时间长， 上端头维护对生产基本上没有影响， 下端头维护影响时间一般 为 . 0 1.’， 很多情况下下端头维护是利用满仓时进行。 （*） 移架速度。工艺试验期间移架数据采集方法采用了 1 种测试方式 一种方式是 测定一段距离内平均单架移架时间 （包括支架工换位时间， 见表 “ “ ,） ； 另一种方式测 定单架移架时间和支架降、 移、 升各阶段时间 （见表 “ “ .） 。实测单架移架速度为 1/2134架， 人连续移架时平均移架速度 //*34架， 可见支架连续前移时支架工换位时 间和移架前的观察时间合计为 ,23。 表 “ “ ,支架单架移架时间 时间班数移架平均时间3实测架数回采工艺方式 月 0 2 日 1/-1.1中部进刀单向割煤 月 0 * 日 11/*/端部进刀单向割煤 总平均单架移架时间 1/213 表 “ “ .支架单架降、 移、 升分段时间 时间班数 降3 移3 升 3 实测架数回采工艺方式 月 0 2 日 *,.*-1-.2中部进刀单向割煤 月 0 * 日 1/.//2,端部进刀单向割煤 总平均2-,-122, 由表 “ “ . 可知， 单个支架降、 移、 升各段时间分别平均为 2-3、 ,-13、 22,3， 纯 移架时间 ,-13， 占完成单架移架时间的 *15。在回采过程中， 工作面底板浮煤清理及 时， 支架前移比较顺利， 不存在移架不及时而影响对顶板及煤壁的控制的问题。观测过 */ 第五章综合机械化放顶采煤 程中， 支架单架完成降、 移、 升全过程在 “ 左右的也存在， 所占比例较小， 其初撑力均较 低。 （） 放煤速度。该工作面煤机截深 ， 因而采放工艺均采用一采一放， 放煤顺序根 据该面煤层的赋存特点和相邻工作面的开采经验确定为单轮或两轮顺序放煤， 单架放煤 速度见表 。 表 支架单架放煤速度 时间观测班数实测架数单口放煤时间 ’ 月 日 **,-. 月 , 日 ./“/.-, 总平均单口纯放煤时间 *“-.’架， 人连续放煤 *-“.’架 该工作面煤层厚度较大， 采放比为 0-*/， 由于工作面煤层节理裂隙发育， 煤体易 破碎， 据现场观测， 受顶板压力影响， 工作面在倾斜方向上煤体破碎程度有一定的差异， 表现为工作面中部、 中上部煤体破碎较为严重， 在支架前移的过程中顶煤随支架的前移 放出的煤量较多， 约占顶煤总量的 1“2左右， 顶板来压时顶煤自然放出量可达到 “2以 上， 相当一部分支架见矸量较多； 工作面下部相对自然放出量较少。因此， 支架放煤时间 差异较大， 有的放煤量很少， 有的见矸直接不放， 整体而言放煤循环不是很正常， 一般每 班只安排 名专职放煤工在煤机割煤时进行放煤， 煤机跑空刀时支架工配合放煤， 割煤 般不等放煤。实测单口放煤时间平均为 *“-“.， 人连续放煤 *-“.3架， 依此计算在 一个放煤循环内放煤架数约占全面支架总数的 /“2 *“2。 （） 工作面停机因素与开机率。工作面设备运行是否正常、 各工序之间衔接是否合 理、 工作面日产能否达到预期的 .““““4 水平， 直接决定于工作面设备的开机率。表 . 统计了 ,1. 综放工作面的停机时间和影响因素。 表 .,1. 工作面 月份停机因素统计 单位 56 日期满仓煤机前部后部胶带 转载机破碎机 电气其他外围开机率 ’ 2 日影响时间1 .“/“1.“/.““/1..-, , 日影响时间 “,““““1,./1*- 合计.“.,/“1.“/.1.1,,*“-, 停机率 ’ 2“-. .-,.-*,-1/-*“-1.-,-*.,-.-/1- 由表 . 可知 工作面停机因素主要是满仓、 外围等因素。工作面设备自身的 可靠性较高， 自身停机率较低。工作面生产过程中其他辅助工序 （工作面端头维护、 交接 班、 拉转载机、 供水） 造成的停机率也较高。现将跟班观测期间各停机因素自身停机率及 ,1 第五篇采煤技术与采煤机械 影响原因分析如下 满仓 停机率 “， 主要是外围运输系统的制约停机， 每班均有因满仓而停机现 象， 外围满仓影响时间平均每班 ’； 其次是工作面出煤量的不均匀性造成的停机现象 也较多， 一般每班 * 次， 每次影响时间 , * -“’ 不等， 每班约在 ,“’ 左右， 两者合 计满仓时间每班平均为 .’ 左右。 “采煤机故障 停机率 ， 多为采煤机滚筒剪切轴影响。 前部输送机 停机率 .， 多为机尾链轮影响。 后部输送机 停机率 -,， 多为后部耦合器漏水、 机尾不排水影响。 顺槽胶带输送机 停机率 -./， 分别受一、 二部胶带输送机减速箱影响。 电气故障 停机率 /.， 受高防开关、 开关掉电、 控制程序出问题影响。 ’外围运输系统 停机率 0/， 受大巷胶带打滑、 给煤机断电、 变电所断电、 大巷胶 带机尾滚筒、 机尾胶带跑偏、 大巷换机尾滚筒等因素影响。 其他故障 停机率 -， 受工作面端头维护、 交接班、 拉转载机、 供水等影响。 ,/ 工作面 - 月份总的开机率 /“,， 循环平均时间 1 左右， 每天可完成 / * 个 循环， 达到日产 万 2 设计要求， 能够满足高产高效要求。从工作面设备运行状况来看， 外围系统影响的停机事故约占 -“。在外围系统可靠性进一步提高的情况下， 工作面设 备还有一定的潜能， 工作面单产水平可进一步提高。 （） ,/ 工作面 - 月份生产指标完成情况。 由表 3 3 -, 可知， ,/ 工作面 - 月份产量完成 /,-//.2， 实现了年产 /““ 万 2 目 标， 达到了年产 ““ 万 2 的生产能力。与 “九五” 攻关项目的试验 ,-. 工作面相比， 产量 增加了 .， 工效提高 ,.。采出率提高了 个百分点。 表 3 3 -,,/ 与 ,-. 工作面生产指标完成情况对比表 工作面 月产 4 2 日产4 2 平均最高 月进 4 平均日进 4 回采工效4 2 工3 - 平均最高 水分 4 灰分 4 含矸率 4 产出率 4 ,//,-//.“,/,/.-0/..0.,“/“-.,,-,./. ,-.,,/.---“-/0--/-0...-,/.“-.,-,.- 比较5 4/,““5 ./5 -00 3 -/03 -/5 --“5 ,/, 3 “5 “5 ““.5 , 第五章综合机械化放顶采煤 第六章急倾斜煤层开采 第一节概述 急倾斜煤层开采的主要特点如下 （） 采煤工作面采下来的煤块能自动下滑， 工作面的装运工作较简单， 但下滑的煤块 和矸石容易冲倒支架或砸伤人员， 给生产带来了不安全的因素。 （“） 由于急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓倾斜煤层要小， 而沿倾斜作用的分力则要大的多， 因此煤层顶底板都有可能沿倾斜方向滑动， 支架稳定 性差， 增加了采煤和支护的复杂性。 （） 采煤工作面的行人、 运料、 落煤、 支护、 采空区处理等各项工序的操作都比较困 难， 增加了采煤机械化的难度。 （） 采区中， 一般以溜煤眼代替缓倾斜煤层中运输上山； 以运料眼代替轨道上山； 为 了安全， 还要分段设行人眼； 出矸时需另外设溜矸眼。 （） 通常， 急倾斜煤层都经历过强烈的地质变动， 地质构造比较复杂； 再加上采煤工 作面推进速度慢， 回采率较低， 煤层自燃大多比较严重。 （） 采煤工程图纸一般均采用立面投影图或层面图。 ’ 第五篇采煤技术与采煤机械 第二节走向长壁采煤法 一、 倒台阶采煤法 倒台阶采煤法是开采急倾斜薄及中厚煤层的一种走向长壁采煤法， 其主要特点是采 煤工作面呈倒台阶状布置， 如图 “ “ 所示。 图 “ “ 倒台阶采煤法 区段运输平巷； 区段回风平巷； 超前辅助平巷； ’溜煤小眼； 溜煤护身板； 脚手板； 支架背板； 超前支架 *’ 第六章急倾斜煤层开采 工作面长度较短， 一般为 “ “。工作面沿倾斜分为 ’ 个台阶， 台阶长度一般 为 “ “。上、 下台阶的错距为 ’。 倒台阶工作面一般采用风镐落煤， 每个台阶上配备一台风镐， 由 ’ 名采煤工进行 落煤和支架工作。通常采用木支架， 为平行于工作面的一梁三柱或两柱的对接棚子。棚 距、 柱距通常为 “* “； 须支设密集支柱隔离采空区。沿工作面适当地点应设溜煤 护身板； 每个阶檐处都要刹好背板； 工人操作地点设置脚手板以便于工作。 采空区通常用全部垮落法处理， 工作面控顶距一般不超过 , 排支柱， 各台阶错碴 放顶。工作面两班采煤， 每班推进 “* “， 另一班放顶， 每日一循环， 循环进度为 , *。 倒台阶采煤法具有巷道布置、 通风系统简单； 掘进率低； 采煤率高； 对地质条件变化 适应性较强等优点。但是， 这种采煤方法不利于实现采煤机械化， 劳动强度大， 劳动生产 率低， 顶板管理工作量大， 坑木消耗大， 在台阶上隅角处容易积聚瓦斯等缺点。 二、 斜台阶采煤法 斜台阶采煤法是为了克服倒台阶采煤法采场控顶面积大， 坑本消耗高和工作面内 行人、 运料不便等缺点而发展起来的。如图 - , - 所示， 把长壁工作面划分为若干 个长为 . * 的短面， 两短面错距 ， 由伪斜小巷相连。上短面超前于下短面， 工作面呈斜台阶布置， 采煤工作沿走向同步向前推进； 台阶上方要铺设人工假顶隔离 采空区， 假顶下则保留联络两短面间的斜巷， 并随工作面推进逐步留设， 在其下帮铺搪 瓷溜槽。 短面采煤通常爆破落煤。各短面采落的煤先堆积在下部斜巷的溜煤槽内， 到一定高 度时停止采煤， 开始从下向上去掉挡煤板自溜放煤。每日三班采煤边采边准备， 日循环 ’ 个， 循环进度 ， 日进 ’。 工作面支护可采用金属支柱和铰接顶梁。排距 ， 柱距 “,， 顶梁上方铺笆片护 顶； 在走向支柱间设底梁 （脚踏板） ； 在金属支柱上方使用防倒器； 沿倾斜在柱与柱之间贴 底板安装下撑棍。 采空区用全部垮落处理， 短面内最大控顶距 ， 最小控顶距 。放顶前应在短面 新切顶线的斜巷上方， 沿斜巷方向超前一挡制作假顶， 防止回柱放顶的矸石窜入斜巷。 然后， 随回柱点上移在采空区侧支柱上挂设挡矸帘。斜巷的回柱放顶与下短面同步 进行。 “’ 第五篇采煤技术与采煤机械 图 “ “ 斜台阶采煤法 区段回风平巷； 区段运输平巷； 开切眼； ’新煤壁； 原煤壁 （虚线） ； 架强支柱； 木垛； 原切顶线； *挡矸帘； 新切顶线； 斜巷； 假顶； 下撑棍； ’人行道； 拉杆； 溜槽 三、 俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法 主要特点是 采煤工作面成直线形按俯伪斜方向布置， 沿走向推进用分段水平密集 切顶、 挡矸， 隔离采空区与采煤空间； 工作面分段爆破落煤， 煤炭自溜运输 （图 “ “ ） 。 工作面伪倾斜角度一般为 ,- ,， 工作面斜长可达 - *.； 下部的溜煤眼不少于 个， 掘成漏斗状， 并铺有溜槽。 第六章急倾斜煤层开采 图 “ “ 俯伪斜走向长壁分段水平密集支柱采煤法 密集支柱； “人” 字形溜煤眼； 自制钢溜槽； ’带帽点柱； 超前掘进头 工作面初采由开切眼与区段回风平巷交接处开始， 按工作面伪倾角要求自上而下推 进， 工作面长度逐渐增大。当工作面下端距回风平巷 ’ 时， 开始支设分段密切支柱。若 第一分段密集长度达到 ， 而直接顶仍不垮落时， 须采用强制放顶措施。 工作面正常采煤时仍采用自下而上分段爆破落煤。支护采用金属支柱和铰接顶梁， 倒悬臂齐梁齐柱布置， 柱距 *， 排距 *。沿煤层倾斜方向每隔 ’ , 设置一排密 集支柱， 每排密集支柱沿走向长 ’， 上铺竹笆或荆片。 密集支柱随工作面推进， 前添后回， 支柱间距一般不超过 *， 放顶前后始终保持 , 根带帽点柱。相邻两排密集支柱沿煤层走向保持有 * , * 错距， 密集支柱 除起切断顶板作用外， 主要用于挡矸。 第五篇采煤技术与采煤机械 它是目前开采地质条件较复杂的急倾斜薄及中厚煤层的一种较好的方法， 将逐步取 代台阶式采煤法， 在全国得到推广与应用。 四、 采用机采工艺的走向长壁采煤法 “ 钢丝绳锯走向长壁采煤法。 工作面长度一般为 ’ （图 * ） 。 图 * 钢丝绳锯走向长壁采煤法 辅巷； 回风巷； 牵引绞车； 移垛绞车； 煤锯绞车； *导向轮； ,移垛绞车； -煤锯绞车； .导向轮； 滑轮； 第一次移垛后的位置； 第二次移垛后的位置； 第三次移垛后的位置； 第四次移垛后的位置； 运输巷 锯齿段长 ,’， 每隔 “’ 装有一个锯齿， 其两端与牵引钢丝绳联结。牵引钢丝 绳缠绕在上、 下平巷的两台同步慢速绞车上。绞车带动牵引绳， 通过导向轮使锯绳紧压工 作面煤壁， 作上下往复运动， 随着锯齿在煤壁上所拉出沟槽的加深， 两帮的煤会在地压和自 重的作用下， 自行脱落破碎， 并沿工作面下滑， 经溜煤眼到区段运输平巷的输送机上。 采过的空间， 一般用每隔一定距离 （ ’ 之间） 留煤柱的方法来管理顶板。为了 改善工作面支护和采空区处理工作， 也有采用气垛支架的。气垛支架是由几个具有弹性 的加固橡胶囊组成。橡胶囊充入压缩空气， 因体积膨胀、 高度增加， 使其紧贴于煤层顶底 板之间而具有一定的初撑力， 其承载能力还会随顶底板岩石的移近而增加。 该采煤方法是一种低级的无人工作面。适用于开采厚度小于 ’， 赋存稳定， 煤层无 粘顶粘底现象， 煤质松软， 顶底板岩石稳定的急倾斜煤层。 “ 普通机械化走向长壁采煤法。 第六章急倾斜煤层开采 工作面装备为单滚筒采煤机、 可弯曲刮板输送机及金属支柱。在大倾角煤层中成功 地使用普通机组采煤的关键是妥善地解决好采煤机、 输送机和支架的防滑问题。 “ 综合机械化走向长壁采煤法。 综采配套设备包括双滚筒采煤机， 支撑式液压支架， 乳化液泵等。 采煤机由液压绞车牵引沿导轨运行。导轨与液压支架铰接， 用千斤顶推移。移架顺 序是自下而上逐架移置。 工作面采用矸石自溜充填法管理顶板、 矸石来自地面或井下掘进工作面。随工作面 向前推进， 在上平巷要移设天轮架和天轮， 以便进行下一次割煤， 天轮架用绞车移架。 第三节伪倾斜柔性掩护支架采煤法 具有走向长壁采煤法的某些特点， 采煤工作面是直线形， 按伪倾斜方向布置， 沿走向 推进， 用柔性掩护支架隔离采空区 （图 ） 。 图 伪倾斜柔性掩护支架采煤法 采区回风石门； ’采区运输石门； 运料眼； 溜煤眼； 行人眼； 区段回风巷； 区段运输巷； *开切眼； 收作眼； ,架尾移动轨迹线； 架头移动轨迹线； ’工作面； 溜煤小眼； 永久封闭墙； 小眼临时封闭 第五篇采煤技术与采煤机械 区段高度一般为 “ 左右， 煤层沿倾斜赋存稳定、 构造简单时， 也可以加大到 “ “。 在区段范围内， 区段运输平巷和回风平巷掘到边界后， 距采区边界 ’ 处掘进开切 眼。开切眼一般应开两条， 相距 ’ ， 并沿倾斜每隔 “ ’ 用联络平巷贯通。 利用这两条开切眼逐步把水平铺设的掩护支架、 下放到与水平面成 *’ “夹角的 伪倾斜位置， 即形成了伪倾斜采煤工作面。正常采煤过程中， 不断在回风平巷中接长支 架， 同时在工作面下端掩护支架放平地点拆除一段架体。当工作面推进到采区上山眼附 近时， 在该处开掘一对收作眼， 逐步将掩护支架下放成水平位置， 然后全部回收。 掩护支架下采煤包括打眼、 装药、 爆破、 铺溜槽出煤及调整支架等项工作。 工作面爆破之后， 自下而上铺设溜槽， 煤自溜到下部运输平巷中。随着出煤， 应随时 注意调整掩护支架， 使之下落到预定位置。在工作面下端掩护支架放平处， 要将巷道断 面扩大， 露出钢梁两端， 并应及时打上点柱托住钢梁， 使支架下保持有 ,* 以上的高度， 以便于拆架时进行操作。 伪倾斜柔性掩护支架采煤法将工作面倾角变缓， 工作面较长， 从而具有缓倾斜、 倾斜 煤层走向长壁采煤法巷道布置和生产系统简单、 掘进率低的一系列优点； 由于掩护支架 把工作空间与采空区隔开， 还简化了顶板管理工作。 第四节水平分层采煤法 水平分层采煤法， 就是把急倾斜厚煤层划分成若干个与水平面相平行的分层， 并在 每个分层内布置采煤巷道形成采煤工作面， 然后依次进行采煤。 采区沿倾斜划分为 ’ 个区段， 区段高度一般为 ’ *“，