采煤工艺及装备配套
煤矿开采学
资源及环境科学学院
第七章采煤工艺及装备配套
采煤工艺—采煤工作面各工序所用方法、设 备及其在时间上、空间上的相互配合。 三种工艺方式 爆破采煤工艺方式（炮采工艺方式） 解放后至60年代初 普通机械化采煤工艺方式 60年代初至70年代中期 综合机械化采煤工艺方式 70年代中期以来
机械化程度
国有重点煤矿约587处 2000年，国有重点煤矿机械化程度74.43% 我国于1973年引入综合机械化采煤设备 2000年，国有重点煤矿综合机械化程度 56.78%
第一节 炮采工艺方式
炮采工艺方式：长壁工作面用爆破方法破 煤、爆破及人工装煤、输送机运煤和单体 支柱支护的采煤工艺 炮采工艺标志是爆破破煤
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一、爆破落煤
钻眼、装药、封炮泥、联炮线、放炮等工序 1、炮眼布置 1）炮眼排数: 取决于煤层的厚度和煤层的硬度 单排 双排 三排 M ? 1m M=1?2.5m M ? 2.5m
炮眼布置
0.5 1.0
60
。
1.0 1.0
。 。 50~55
0.3 0.8 0.8 0.4 1.2~1.5
(a) 单排眼
( ) 五花眼
1.2
0.3 0.4
0.4 1~1.2 1.2~1.6 (c) 三花眼
。 。 5~10 1.2~1.5
1.0
2.0 1.2~1.5
(b) 对眼
。 65 ( ) 三角眼
60
。
2）炮眼的平距
(a) 单排眼
煤层的硬度 0.3 1.2 顶梁长度 0.4 1~1.2 一般1?2m 每茬炮工作面进度0.8?1.2m (b) 对眼 一般1.2?1.5m的钎杆 为保护顶板，保护支护，不使煤崩到采空 区，要合理装药
1.
3）炮眼角度
1
0.3 0.4 1 ~ 1.2
γ
β θ
炮眼角度
(a) 单排眼
。 。 50~55
( ) 五花 0.5
1.0 平面上 1. 0.3 1.2平 夹 角 一 般 为 0.4 与煤壁的水 。 60 50??80?。 0.4 。。 5~10 1.2~1.6 为不崩倒支架，煤软时取大 1~1.2 (a) 单排眼 1.2~1.5 值，煤层硬时取小值。 6 剖面上 (c) 三花眼 (b) 对眼 仰角 0.3 1.2 顶板稳定时 ?=5??10? 0.4 顶板不稳定时 ?=0? 1~1.2
1.2
俯角
10??20?
4）钻眼、装药
（ 1 ）钻眼设备：煤电钻、麻花钎子（电动） 风煤钻（风动） （2）炸药与装药量： 炸药 煤矿许用炸药 底眼 150?600g 顶眼 200g 雷管 煤矿许用电雷管 毫秒延期电雷管
5）联线与起爆
联线 电雷管引爆（毫秒延期电雷管） 起爆器起爆 毫秒爆破 130ms内全部起 爆，避免延期引爆瓦斯 延期起爆 底眼，中间眼，顶眼 增加了自由面 提高了爆破效率 爆破产生的波相互干扰，有利于减少顶板 震动
爆破的有关规定
爆破工要分开存放炸药、雷管。 专用爆炸材料箱，加锁。 严禁将电雷管斜插入药卷中部或捆在药卷上， 要由药卷顶部装入。 装药卷前要清除煤粉。 孔深 小于0.6 0.6～1 大于 1m 应用水炮泥。 m 封泥 不得放炮 ≮0.5 严禁裸露煤爆破。 ? m 或采取措 孔深 施 要有足够的封泥长度。
二、装煤与运煤
爆破装煤 可装煤30?40% 人工装煤 余下的多数由人工
装 大铁锹
2.2m
(a)
1.25m
1.0m 1.3m
(b)
装煤
机械装煤
刮板输送机的铲煤板
3 4 2 1 10 7
5
8 6
6 11
9
9 8
装煤
北宿矿
刮板输送机封底，铲煤板调小角度
加档煤板
炮采铲装
2 1 3 7 4
6
运煤
煤采面多用 SGW-40 或 SGW-44 型 可弯曲刮板输送机 功率有加大的趋势
煤层倾角加大后自溜
三、推移输送机
推移输送机千斤顶、液压式、机械式 正常段6m一个 ，机头机尾各三个，弯 曲段长度等于或大于15m 推移输送机时，应从工作面一端向另 一端依次推移
6m 15m
三、推移输送机
推移输送机千斤顶、液压式、机械式 正常段6m一个 ， 机头机尾各三个，弯曲 段长度等于或大于15m
15m
(a)
推移输送机时，应从工作面一 端向另一端依次推移
6m
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四、支护
1
支护装备 木支柱 单体摩擦支柱 单体液压支柱
（70年代中期）
2
9 8 3 5 11 12 4 10
国营重点煤矿用 单体液压支柱 + 金属绞接 顶梁
7
6
金属铰接顶梁
3 2 1
138
5 4 L
165
95.5
1—接头；2—梁体；3—耳子；4—销子；5—调角楔；L—中心距
40
单体支柱布置方式
视顶板情况分： 点柱 棚子 我国煤矿采场多用棚子支护
控顶排数和控顶距
数值单位：m
控顶距 采煤工作面煤壁至末 排支柱顶梁后端的距 离，或至放顶柱之间 的距离 最小控顶距有3排支 柱，机道、行人道和 材料道 常采用三、四排或三、 五排控顶
Ⅱ Ⅱ
4.8
Ⅱ Ⅱ
0.3 1.2 3.6 1.2
带帽点柱
帽厚50～100mm，长0.3m 矩形布置 三角形布置
棚子的正倒悬臂布置
正悬臂 顶梁在采空区方向短，在煤壁方向长 对机道顶板支护好，顶梁不容易折断
棚子的正倒悬臂布置
倒悬臂 顶梁在采空区方向长，在煤壁方向短 支柱不易被采空区矸石埋住，回柱安全 顶梁折断
数值单位：m 炮采工作面齐梁齐柱布置
Ⅱ
Ⅱ
炮采工作面多采用 齐梁齐柱布置方式
4.8
Ⅱ Ⅱ
0.3 1.2 3.6 1.2
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四、处理采空区
处理采空区方法： 垮落法 充填法 煤柱支撑法 最常用的是全部垮落法。 回柱放顶撤除支架，让顶板 垮落 放顶步距： 相邻两次放顶间隔的距离 放顶步距等于最大控顶距与 最小控顶距之差。
0.3 m 3m 1m (a)
5m
(b)
(c ) 3m
(d )
特种支护 丛柱、密集、木垛、斜撑
加强放顶处对顶板的支撑，回柱前在放顶排处 另外架设的支架
(a)
(b)
(c)
(d )
五、劳动组织
专业工种 钻眼爆破（放炮）、装药、机电维修 综合工种 装煤、支柱、回柱放顶 专业工种一般在全工作面长度内工作 综合工种一般在工作面的一段长度内工作
六、循环方式
采煤循环 — 采煤工作面完成落煤、装煤运 煤、支护和处理采空区的周而复始的过程。 炮采工作面循环的标志—放顶 循环方式—循环进度与昼夜循环数的总称
七、作
业方式
作业方式—采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班 的配合方式 准备班工作—回柱、检修刮板输送机、缩短运输 平巷中的刮板输送机、超前工作面加强支护 两采一准 三八制 三采三准（三班采煤，边采边准备） 三八制 三采一准 四六制 两班半采煤，半班准备 三八制 四班交叉
八、循环作业图表
采煤工区技术员要编制采煤工作面作业规程 规程中要有： 正规循环作业图 劳动组织表 技术经济指标表 正规循环—在规定的时间内保质保量地完成了循环 作业图中规定任务的循环
炮 采 面 三 采 三 准 循 环 作 业 图
炮采工作面循环作业图表
班次 时 间 面长/m 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 一 1 2 3 4 班 5 6 7 8 9 10 二 11 12 班 13 14 15 16 17 18 三 19 20 班 21 22 23
图 例 说 明
打 眼
放 炮
挂 梁
装 煤
移 溜
支 柱
检修
回 柱
三八制，三班采煤，边采边准。 工作面一天推进三次，放顶三次，一天完成三个循环。
炮 采 面 四 班 交 叉 循 环
IV 班 面 时 8 长(m) 6
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
装煤 放炮
I I I
10 12 14 16 18 20 22
IV I I I
24 2 4 6
作 业
图
支柱 移输送机
打眼放炮 回柱放顶
运料
面长100m，四班交叉，每班交叉2小时，Ⅰ、Ⅲ班采煤班，Ⅱ、Ⅳ班以 准备为主，采煤班装煤、支柱。准备班运料、回柱放顶、钻眼、放炮、 移输送机、少量装煤、支柱。工作面放两次炮，支两排支架，放一次顶， 一天一个循环
九、炮采工作面的基本点 (c ) (a)
?爆破 煤壁平直 不留底煤 不破坏顶板 不崩倒支柱 不把煤崩到采空区
3m
5m
( (b d) )
(c ) 3m
炮采工作面的基本点
?装煤 装煤劳动量大，尽可能爆破装煤。 ?安全 先支护，后装煤 先敲帮问顶，清除危石 处理拒爆炮（瞎炮） 在距拒爆炮0.3m以外另打平行新炮眼，重 装药。
炮采工作面的基本点
?回柱 由下向上 由采空区侧向煤壁侧（由里向外） 近水平煤层回柱可以分段
十、炮采工艺的特点
炮采工作面机械化水平低 人工劳动强度大（装煤、支柱） 产量和效率低 但对地质条件适应性强
第二节 普采工艺方式
普采工艺方式 — 用机械化方法破煤、装煤、 输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺 机械化方法破煤 滚筒采煤机 刨煤机
我国主要采用滚筒采煤机破煤
≮ 20m
Ⅰ Ⅰ
1MDY-150采煤 机；
6m
4
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一、 设 备 及 布 置
4
2
3
1150 1000 1000 1000 250 4400
Ⅰ2
Ⅰ
Ⅱ
1
Ⅱ
2 SGB-630/150 可弯曲刮板输 送机； 3 DZ-22单体液 压支柱； 4 HDJA-1000 铰接顶梁
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