采煤方法;第一节采煤方法概述;4.采煤工艺
采煤工作空间内可用多种方法破落煤炭,回采工作要有多项工序来完成。采煤工作面内各工序所用方法、设备及其在时间上和空间上的配合方式称为采煤工艺或回采工艺。
5.采煤系统
采煤系统是指采区内的巷道布置方式、掘进和回采工作的安排顺序,以及由此建立的采区运输、通风、供电、排水等生产系统。
6.采煤方法
采煤方法包括采煤系统和采煤工艺两部分内容。采煤系统和采煤工艺在时间、空间上的配合方式称为采煤方法。
;二、采煤方法分类
1.按巷道系统构成情况分类
(1)壁式体系采煤法
壁式体系采煤法以具有较长的工作面长度为其基本特征,一般为120~200m。每个工作面两端必须有一个安全出口,一端出口为回风巷,用来回风及运送材料;另一端出口为运输巷,用来进风及运煤。
(2)柱式体系采煤法
柱式体系采煤方法可分为房式、房柱式及巷柱式三种类型。房式及房柱式采煤的实质是在煤层中开掘一系列煤房煤房之间以联络巷相通。回踩在煤房中进行,煤柱可留下不采或等煤房采完后再采。如果先采煤房,后回收煤柱(或部分回收煤柱),称为房柱式采煤法;若只采煤房,不回收煤柱,则称为房式采煤法。
巷柱式采煤方法是在采区内开掘大量巷道,将煤层切割成6m×6m~20m×20m的方形煤柱,然后有计划地回采这些煤柱,采空处的顶板任其自行垮落。
;2.按采煤工艺方式分类
(1)炮采法
回采工作面采用爆破落煤、人工(或机械)装煤、输送机运煤、摩擦式金属支柱(或木支柱、单体液压支柱)支护顶板、冒落(或充填)法处理采空区时,以爆破落煤为主要特征,称为“炮采”。
(2)机械化采煤法
回采工作面采用单滚筒采煤机(或刨煤机)落煤、可弯曲刮板输送机运煤、摩擦式金属支柱(或木支柱、单体液压支柱)支护顶板、冒落(或充填)法处理采空区时,以机械落煤、装煤和运煤为主要特征,称为机械化采煤,简称为“机采”或“普采”。
;(3)综合机械化采煤法
回采工作面采用双滚筒采煤机落煤装煤、可弯曲刮,板输送机运煤,自移式液压支架支护顶板,全部工序实现了机械化,称为综合???械化采煤,简称为“综采”。
(4)水力采煤法
用高压泵输出的高压水通过水枪射出,形成高压水射流,在回采工作面直接破落煤体,并利用水力完成运输和提升的方法,称为水力采煤法,简称为“水采”。;第二节采场矿山压力;二、工作面矿山压力的显现规律
1.支承压力
(1)支承压力的形成
在工作面前方煤体中和工作面后方的采空区内,根据压力分布不同可分为三个区:a区域为减压区,它的应力小于原始应力;b区域为增压(支承压力)区,它的应力大于原始应力;c区域为稳压区,它的应力等于原始应力。;(2)影响支承压力大小、分布的因素
采空区顶板悬露面积越大,时间越长,顶板压力就越大,而支承压力的分布范围和集中程度越大。开采深度越大,悬露顶板的重量越大,支承压力也越大。采空区充填程度越密实,煤壁内支承压力越小。煤质坚硬,支承压力比较集中,影响范围较小;反之,煤质松软,变形和破坏程度越大,则支承压力分布范围越大,集中程度越低。
(3)支承压力显现规律
由于支承压力的作用,可导致顶板预先下沉、煤壁破碎片帮、产生冲击地压、煤和沼气突出等现象。
煤层压碎,虽增加了片帮的机会,对安全不利,但可减轻落煤工作,浅截式采煤机就是采落压碎范围内的煤,因而破落煤时阻力小。;2.工作面初次来压
当工作面从切割眼向前推进,顶板悬露面积随之扩大,直接顶垮落充填采空区,基本顶仍完整地支承在两帮煤壁上,形成双支板梁构件。当板梁垮度随着工作面推进增大到一定的范围,由于基本顶的自重和上覆岩层的作用下,使基本顶断裂垮落。这时,工作面已不再处于基本顶掩护之下,顶板迅速下沉而破碎,通常把采空区基本顶第一次大面积垮落称为基本顶初次垮落。由于基本顶初次垮落,使工作面压力增大,故称为初次来压。;3.周期来压
采煤工作面初次来压后,采空区基本顶呈悬臂梁状态,悬露在采空区上方,随着工作面推进,老顶悬梁不断加长,当其稳定性不足以维持其自身重量和上覆岩层压力时,基本顶悬梁将再次发生大面积折断垮落,基本顶的这种垮落,随工作面推进,周期性发生,因此将其称为基本顶周期性垮落,基本顶周期性垮落,给工作面造成的压力增大现象,称为基本顶周期来压,简称周期来压。
4.顶板下沉
在工作面推进过程中,采空区不断扩大,上覆岩层移动下沉而破坏,根据破坏的特征,上覆岩层沿竖直方向自下而上可分为三带:冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。;第三节近水平、缓倾斜及中倾斜煤层采区巷道布置;一、上(下)山采区巷道布置方式
1.单一煤层上山采区巷道布置方式
;(1)巷道掘进顺序
在采区中部从运输大巷开掘采区下部车场3,行人斜巷15,再沿煤层由下向上同时开掘采区轨道上山4和采区运输上山5,直至采区上部边界,与回风大巷2联通,在采区轨道上山