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第四章采煤方法及工艺设计第一节设计回采工作面概况4.1.1煤层赋存情况据相邻生产矿井开采和钻孔揭露资料，该矿井含煤地层为石炭系太原组，二叠系山西组、石盒子组，主要含煤地层厚约620m，共含煤27层，煤层总厚度8.48m，含煤系数1.37%，可采煤层有太原组底部的一1煤层和山西组下部的二1煤层，两层煤平均厚5.95m，可采含煤系数为0.96%。
其余各煤层均不可采或偶见可采点.本煤层在当地俗称炭煤，赋存于太原组底部，L1+2灰岩为其直接顶板，煤层发育为独立分层时，直接顶板为粉砂岩、砂质泥岩和泥岩；本溪组铝质泥岩为其直接底板。
上距二1煤层60m左右；下距奥陶系灰岩一般10m左右。
据矿井内43个钻孔、邻区9个钻孔，煤层厚度0~2.32m，平均0.97m，煤层层位稳定，结构简单，含1层夹矸。
该煤层矿井浅部采空区煤厚0.80~1.00m，多为可采区域；矿井深部煤厚多为0.50m左右，绝大部分为不可采区，煤层不可采的主要因素是其夹矸增厚，使煤层分岔为上、下分层，其夹矸层位稳定，厚度变化较大（0.30~3.45m），由于煤层上、下分层都较薄（0.25~0.55m，一般0.4m），夹矸厚度大于上下分层而不可采，一1煤层为较稳定型大部可采之薄煤层，煤层赋存标高+250m~–210m，埋深70~530m。
4.1.2煤质特征物理性质：本煤层为灰黑色，以块煤为主，似金属光泽，贝壳状断口为主，阶梯状、参差状断口次之，煤的硬度较大。
煤层上部呈薄层状光亮型煤为主，下部为中厚层状属光亮型和半亮型煤，中部夹有一层厚0.20m 左右之半暗型或暗淡型煤。
煤的真密度为 1.92 t/m3，视密度为1.64t/m3。
本煤层显微煤岩镜质组占有机组份的96%，其次为丝质组；无机组份主要为硫化物，其次为粘土矿物。
化学性质：⑴灰分（Ad）：本煤层原煤灰分为11.07~31.86%,平均20.03%，属中灰煤。
⑵全硫（St，d）：本煤层原煤全硫（St，d）平均为4.58%，属高硫煤，但经洗选后硫分可降低至1.1%。
采煤方法及工艺2007-11-23 14:455.2 采煤方法及工艺5.2.1 采煤方法及工艺的选择, 应符合下列规定:1 选择采煤方法, 应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、设备状况及其发展趋势等因素, 以安全、高效、低成本、高回收率为目的, 经综合技术经济比较后确定；2 大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主, 条件适宜的中型矿井, 也宜采用综采工艺；3 设计生产能力3.OMt／a及以上的矿井, 条件适宜, 应采用先进成套综采设备, 设计高产高效采煤工作面。
5.2.2 缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺的选择, 应符合下列规定:1 缓倾斜、倾斜煤层一般应采用长壁采煤法。
当煤层倾角大于12°时, 宜采用走向长壁采煤法后退式开采；当煤层倾角小于12°且条件适宜时, 可采用倾斜长壁采煤法后退式开采；2 低瓦斯矿井, 地质构造简单, 煤层厚度小于2.5m, 煤层不易自燃, 可采用长壁采煤法前进式开采；3 煤层倾角大于35°时, 可采用伪斜走向长壁采煤法后退式开采；4 地质条件、煤层赋存条件及开采技术条件适宜时, 可采用连续采煤机开采的房柱式或短壁采煤法；5 厚度5m以上的无煤与瓦斯突出危险煤层, 符合现行《综合机械化放顶煤开采技术规定》条件的, 宜采用综放开采工艺。
不具备综放开采条件的, 应采用分层综采或分层普采工艺；6 厚度4.0～5.5m的煤层, 地质构造较简单、煤层赋存稳定、煤层较硬, 宜采用一次采全高综采工艺。
不具备一次采全高综采工艺条件的, 宜采用分层综采或普采工艺；7 厚度1.5～4.Om的煤层, 地质构造简单、煤层赋存稳定, 应采用综采工艺。
不具备综采条件的, 宜采用普采工艺；8 厚度1.5m以下的煤层, 条件适宜, 应积极推行薄煤层综采工艺。
不具备综采条件的可采用普采工艺。
5.2.3 急倾斜煤层采煤方法及工艺的选择, 应符合下列规定:1 厚度大于15m的无煤与瓦斯突出煤层, 条件适宜, 应采用水平分段综采放顶煤工艺。
采煤方法采煤方法包括区内采煤系统和采煤工艺两部分。
（一）采煤系统采煤巷道的掘进一般是超前于回采工作面工作进行的，它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置，称为采煤巷道的布置系统。
也即采煤系统。
实际生产过程中，有时在采煤系统内会出现一些诸如采掘接续紧张、生产与施工相互干扰的为题，应在矿井设计阶段或者掘进工程施工前统筹考虑解决。
（二）运煤系统运煤系统实际上就是把煤炭从采场内运出。
并通过一些关联的巷道、井硐最后运到地面的提升运输路线和手段。
各种矿井开拓方式和不同的采煤方法都有其独特和完善的运输方法。
（三）通风系统通风系统包括通风方法，通风方式和通风网络。
一般分为抽出式通风、压入式通风及抽出压入混合式通风三种。
（四）运料排矸系统煤矿井下掘进、采煤等场所所需要的材料、设备一般都是从地面从副井经由井底车场、大巷等运输的；而采煤工作面回收的材料、设备和掘进工作面运出的矸石又要由相反的方向运出地面，这就形成了运料矸石的运输系统。
可见不同的矿井不同的工作地点，运料排矸的路线也不相同。
（五）（排水系统）为保证井下的安全生产，井下的自然涌水、工程废水等都要必须排出井外。
由排水沟、井底水仓、排水泵、排水管路等形成的系统，其作用就是储水，排水、防止发生矿井水灾事故。
一般情况下，水仓的容量、水泵的排水量等等，只比正常的涌水量略大一些，如何合理的配备备用设施应根据具体的水文地质确定，既不要长期闲置，又要能应对中小型的突发涌水。
（六）供电排水系统。
煤矿正常生产需要许许多多的相关辅助系统。
矿井供电时非常重要的一个系统。
它是采煤、运煤、通风、排水等系统各种机械、设备运转时不可缺少的动力源网络系统。
为了确保矿井生产的安全，一般采用双回路的供电方式，在一条供电线路发生故障的时候能够及时切换到另一条线路进行供电，对于供电要求严格的矿井，还可以采取双电源双回路的供电方式。
总而言之，矿井的生产系统既各自独立运行有相互关联，要搞好煤矿的安全生产，提高经济效益、必须协调的有效的使各生产系统都保持正常运作。
采煤方法教案第一节概述一、采煤方法的概念采煤方法包括两方面内容：采煤系统和回采工艺。
采煤系统，是指采区巷道的布臵方式，掘进和回采的顺序安排以及采区的通风、运输系统。
回采工艺，是指人们根据煤层赋存条件在回采工作面运用某种技术装备进行落煤、装煤、运煤、支护及采空区处理等工作，以及这些工作如何配合的生产方式。
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。
下面介绍几个有关的基本概念。
1、开采单元为了对井田进行有计划按顺序地开采，需要把井田划分为阶段，阶段再划分为采区，在采区内布臵工作面进行开采。
因为每个采区都有其相对独立的煤炭运输、通风辅助运输和动力供应等系统，并独立进行开采，故称每个采区为一个开采单元。
2、采场直接用来采出煤炭的工作场所及为其服务的巷道，统称为采场。
3、回采是指在采煤场所为了采取煤炭所作的一切工作，统称为回采。
4、回采工作面是指开采煤炭的主要场所。
在实际工作中，往往把采场也称为回采工作面或采煤工作面。
5、采煤方法在开采单元范围内，直接从回采工作面安全、有效、经济地获取煤炭并运出开采单元所采用的方法。
它包括采煤系统和采煤的回采工艺两大部分内容。
应该指出，采煤系统和回采工艺的选择与确定，都是以矿山具体地质条件及技术条件为依据，所以，不同的矿山地质条件与技术条件就会要求有不同的采煤系统与相应的回采工艺，这就形成了不同的采煤方法。
采煤方法是多种多样的，按照煤层的埋藏条件和开采技术水平，我国煤矿目前采用的采煤方法主要有：1）对缓倾斜及倾斜煤层，煤厚约在2.8m以下的，采用单一走向长壁采煤法；煤厚在2.8-8m的，一般采用倾斜分层下行垮落采煤法；煤厚在8m及以上的，采用倾斜分层水砂充填或风力充填采煤法。
（现在对于煤厚在6m及以上的，可采用放顶煤开采）2）对急倾斜煤层，煤厚在2m以下的，一般采用倒台阶采煤法或伪斜工作面矸石充填采煤法；煤厚2-6m，且煤层厚度不大的，采用掩护支架采煤法；6m及以上的，一般采用水平分层或斜切分层采煤法。
采煤工艺1. 采煤工作面的循环：完成破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理这样一个周而复始的采煤过程。
2. 循环的标志：对于单体支柱工作面常以回柱放顶完毕为标志；对于综采工作面是以移佳为标志。
3. 循环按昼夜回柱（或移架）次数，可分为单循环和多循环。
4. 采煤工作面正规循环作业的意义：它可以使采煤工作面中的各工序在时间和空间上合理的配合，设备有效的利用，劳动力组织和调配的更为合理，从而是工作面达到高产、稳产。
高效、安全、低耗。
5. 正规循环率（%）=月实际完成正规循环/月工作日数X作业规程规定日循环数X100%6. 循环方式就是循环进度和每昼夜循环数的总称。
7. 循环进度是采煤工作面完成一个循环后向前推进的距离。
8. 落煤进度：落一次煤，向前推进的距离。
9. 确定落煤进度时考虑一下几个因素：①顶板稳定性②工作面运输能力③工作面支架排距④采煤机械的技术特征。
10. 为是回柱后顶板充分冒落，必须使L放≥L冒11. 采煤工作面作业形式就是一昼夜内采煤班和准备班的配合方式。
12. 工序的安排形式一般有流水作业平行作业以及流水作业和平行作业相结合13. 采煤机割煤、回柱放顶和爆破这三道工序平行作业时，必须保持30m以上的安全错距。
14. 其他工序与上述三道工序之一平行作业时，应保持15m的错距。
割煤和推溜应保持15m 的错距。
15. 分段作业的优缺点？①优点：劳动量均衡，能实行三定（定人员、定地点、定工作量），便于劳动力的打配合培养一直多能，工人熟悉工作地点的情况，有利于安全。
但当局部发生变化时，该段劳动量随着增加，可能影响全工作面的采煤进度。
16. 追机作业的优缺点？其优点：工种单一，便宜实行公众岗位责任制，工作效率高；缺点：分工过细，根机作业时劳动紧张且强度大，当采煤机进刀及回头时可能窝工，因此造成忙闲不均17. 分段接力追机作业优缺点？即减轻了追机作业的劳动强度，又能提高工时利用，提高劳动效率。
18. 循环图标的组成：循环作业图、工人出勤表、技术经济指标表19. 循环作业图来表示：巩固走面内各工序在时间以空间上的相互关系。
煤矿采煤方法与采煤工艺1. 煤矿采煤方法简介煤矿采煤方法是指在煤矿开采过程中，采集煤炭的技术和方法。
煤矿采煤方法的选择对于矿井的生产效率和安全性至关重要。
根据采煤面的形状、煤层的倾角和厚度，以及地下矿井的条件等多种因素，可以选择不同的采煤方法。
常见的采煤方法包括：综采法、掘进法和综放法等。
本文将分别介绍这几种常见的煤矿采煤方法及其工艺。
2. 综采法综采法是一种常见的煤矿采煤方法，它通过在煤层底部布设液压支架，在上面安装采煤机进行刨削，将煤炭连续地从煤层中刮下来。
综采法适用于煤层倾角较小且煤层厚度较大的情况。
综采法的采煤工艺主要包括以下几个步骤：2.1 煤层开拓首先，需要对煤层进行开拓，即在煤层底部进行切割，以使液压支架能够进入煤层。
开拓工作通常使用掘进机进行，通过掘进机的切割装置，在煤层底部开辟出一条水平的开拓通道，为后续的液压支架安装提供条件。
2.2 支架安装在煤层开拓完成后，需要安装液压支架。
液压支架是一种能够承受煤层压力的设备，用于支撑煤层，并提供工作空间给采煤机。
液压支架通常由多个液压油缸组成，可以调节高度和倾斜角度，以适应不同的煤层条件。
2.3 采煤机刨削当液压支架安装完成后，就可以安装采煤机进行刨削作业了。
采煤机通常由锯齿轮和刨削装置组成，可以将煤炭刮削下来，并通过输送带将煤炭运送到地面。
采煤机在沿煤矿工作面移动时，不断刨削煤炭，并在该工作面周围形成一条刨削带，即所谓的刨削工作面。
2.4 填充支护随着采煤机的刨削作业，煤炭被刮削下来后，会形成一片空洞。
为了保证矿井的稳定性，需要进行填充支护工作。
填充支护通常使用水泥浆、石灰浆或是水煤浆等材料进行填充，以填补空洞，并对矿井进行支撑。
3. 掘进法掘进法是一种利用掘进机在煤层顶部进行切割的采煤方法。
掘进法适用于煤层倾角较大的情况，特别是在超过30度的陡倾角煤层中，掘进法更加有效。
掘进法的采煤工艺主要包括以下几个步骤：3.1 掘进机开拓首先，需要使用掘进机对煤层进行开拓。
一、采煤工艺1、采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤法工作面采用MG300/730-QWD型交流电牵引采煤机割煤，采煤机滚筒螺旋叶片与工作面运输机配合装煤，8901工作面前部刮板输送机SGZ764/630型刮板输送机。
后刮板输送机选用SGZ800/800型中双链铸焊封底式刮板输送机。
支架选用ZF7500/17/33四柱支撑掩护式正四连杆放顶煤支架支护顶板，全部跨落法处理采空区，2、落煤方法（斜切进刀示意图见附图4）采煤机采取端部自开缺口、斜切进刀的方式；斜切进刀段长度不少于25m，进刀深度0.6m。
采高2.8米；1）采取单向割煤；即煤机从上部进刀处上行割三角煤，再反刀由上向下割煤；割煤至下出口后反刀上行跑空刀并装煤，当煤机割至上出口后向下斜切进刀，放煤，放煤完毕再进行下一循环的割煤。
2）采煤机以2.0m/min的速度进行割煤，下行割煤时采用下滚筒割顶煤，上滚筒割底煤的方式；3）采煤机割煤时，煤机上下15m范围内严禁与其它操作平行作业。
3、、工艺流程采煤机在机尾部斜切进刀→采煤机割尾部三角煤→推前刮板运输机→采煤机向机头割煤→推前刮板运输机→采煤机割机头三角煤→采煤机向尾部跑空刀→移架→推前刮板运输机→放顶煤→拉后刮板输送机→采煤机割机尾三角煤以此循环。
4、工艺简述（1）进刀：采煤机采用端部斜切进刀方式，按从运输机机头到机尾的顺序逐一拉架不推移前溜。
采煤机跑空刀至工作面尾端头后，随机拉架暂停，自下端头至上推移前运输机，机组调换滚筒上下位置，反向斜切进刀，液压支架前粱插板随着煤机割后伸出，并打出护帮板，防止顶板长时间悬空造成冒顶，返回25m 完成进刀，调换滚筒上下位置，而后采煤机自上到下割至工作面下端头，支架前粱插板和护帮板落后采煤机10m自上端头至下打出。
（2）割煤：MG300/730-AWD电牵引采煤机割煤，ZF7500/17/33低位放顶煤液压支架放煤。
割煤：采煤机端部斜切进刀，单向割煤往返一次割一刀，返空刀时，滚筒配合铲煤板装煤，滚筒直径1.8m，截深0.6m，割煤高度2.8m，沿底板割煤，运行速度保持2m/min即可，割至距两端头10m处或煤质松软破碎及变硬时，速度应保持在1m/min左右。
第三章采煤方法及回采工艺一、采煤方法的选择及采高的确定（一）采煤方法的选择及依据：1、采煤方法的选择：伪倾斜柔性掩护支架采煤法。
2、选择的依据：生产技术科提供的《+810～+850m水平15#东翼工作面回采地质说明书》中有关煤层赋存特征、工作面参数及以往经验和现有的技术装备水平。
（二）采高的确定：工作面阶段高度30m。
二、回采工艺（一）落煤方式：放炮落煤。
（二）装煤及运煤方式：1、装煤：人工攉煤至搪瓷溜槽。
2、运煤：运输平巷采用1部SGB420/30刮板运输机和皮带机将工作面的煤运至矿井出煤系统（具体机电设备布置见附图6）。
（三）采煤工作面支护：根据平均煤厚为3.9m的“八”字型掩护支架，支架内使用单体液压支柱打点柱。
单体液压支柱具体技术要求见第九章。
（四）回采工艺图：见附图1（五）顶板管理方法：全部垮落法（六）顶板控制：支护设计+880m～+850m水平15#煤伪倾斜柔采工作面支护型式为单体液压支柱配合“八字形”柔性掩护支架(采用矿用11#工字钢)进行支护，支架采用28.5mm的钢丝绳进行连接。
单体液压支柱采用DW12～300/100、DW12～300/100型。
以工作面直接顶载荷的倍数估算老顶的载荷：P=N×∑h×γ式中p——直接顶及老顶来压时的支护强度，KN/m2∑h;—老顶来压与平时来压强度的比值，称增载系数。
基本定来压时，通过直接顶传递给支架的作用力，称为基本顶载荷，一般可按直接顶载荷的倍数估算，称为动载系数。
基本定来压时的载荷一般不超过平时载荷的2倍，本次计算取2.γ——顶板岩层容重，2.5t/m3如果忽略顶板下沉量，则∑h=M/(K～1) (M为采高，K为碎胀系数)本次计算：采高为工作面实际采高2.0m;K值一般取刚破碎时的胀碎系数1.25—1.5则 P= N*∑h*γ=2*M/(K～1)* γ因而P=2*(2~4)*M*γ=(4~8)*M*γ=8*2.0*2.5=40KN/m2(注：上述技术参考1991年3月煤炭工业出版社出版的矿山压力及其控制教材)根据工作面实际斜长及控顶距推算顶板岩层实际作用力：PL= P*L*B=40*60*1.8=4320KNPL：为工作面控顶范围内岩石对支架的作用力，单位KNL：为工作面斜长，单位mB：为工作面支架实际控顶距离，单位m(2)根据工作面实际使用的单体液压支柱实际支撑能力计算：Rt=KgKzKbKnKaR=0.99*0.95*0.9*1*0.9*250=190KN式中Rt——支柱实际支撑能力，KNKg——支柱工作系数0.99Kz——支柱增阻系数0.95Kb——支柱不均匀系数0.9Kn——采高系数0.8 本次计算工作面采高比为1Kn=H实际/H可采=0.8/0.8=1Ka——倾角系数0.9R——支柱额定工作阻力，KN 本次计算取250 KN(注：上述数据参考支柱检验报告，作业规程编制指南，矿山压力学得出)(3)工作面合理的支柱密度计算：n=PL/Rt=4320/190=22.7根所以工作面应使用23根单体液压支柱来满足工作面顶板支护。
课程设计大纲第一章概述一、采煤工作面位置及开采范围1．位置采煤工作面的位置主要指本工作面所处的水平、翼、采区（盘区或带区）、区段等；并应说明工作面的编号。
2．开采范围采煤工作面的开采范围是指开采的上下边界、始采和终采位置、沿走向（或倾斜）方向的推进长度及工作面的长度。
二、采煤工作面与相邻煤层及相邻已采采区的关系1．与相邻煤层的关系开采煤层群的矿井，应写明本采煤工作面所开采的煤层与上下煤层的层号、层间距、各煤层的厚度、开采情况及对本工作面的影响，若上下煤层工作面同采，应写明两工作面的错距。
2．与相邻已采采区的关系应写明本采煤工作面与相邻已采采区有无隔离煤柱以及煤柱的宽度；采空区内是否有积水和瓦斯，对本工作面采煤有何影响。
三、采煤工作面与地面相对位置的关系采煤工作面开采范围与地面相对位置的范围内有无建筑物、水体、铁路。
若有，则应附本工作面井上下对照图，并写明建筑物、水体或铁路对本工作面开采的影响和应采取的措施及建议。
第二章地质概况一、煤层赋存情况主要说明采煤工作面开采范围内煤层的走向、倾向、倾角及其变化规律；煤层的名称、结构及厚度；煤的硬度、强度、牌号、容重及其它一些物理力学指标和工业指标。
二、围岩的性质及其对采煤的影响主要说明伪顶的岩石性质及厚度；直接顶的岩性、厚度、结构及强度，层理、节理发育程度，直接顶的类别；基本顶（又称老顶）的岩性、厚度及强度，基本顶的级别；底板的岩性、厚度、结构及强度。
并应阐明围岩对采煤及顶板控制的影响，并附本工作面煤层综合柱状图。
三、地质构造及水文地质情况主要说明褶曲的要素（如核部、翼部、轴面、轴线、枢纽等）及类别；断层的要素（如断层面、断层线、交面线、断盘、断距等）及类别；陷落柱的井下特征（如形态、高度、陷落柱内的组成），与围岩的接触关系，陷落柱的范围等；岩浆侵入体的产状（岩墙或岩床）、岩性、构造及岩浆侵入煤层的变质作用等。
说明本工作面顶底板岩层含水情况，周围采空区积水情况及工作面最大、最小涌水量等。
采煤新技术、新工艺一、急倾斜煤层开采特点（一）急倾斜煤层开采特点我国急倾斜煤层储量丰富，分布很广，产量占有相当大的比重。
由于急倾斜煤层倾角大，在开采上具有许多特点。
（1）由于煤层倾角大，采落在底板上的煤岩块会自动向下滑落，从而简化了采场内的装运工作。
为了防止滑落的煤块冲到支架、砸伤人员，在技术上必须采取相应的安全措施。
（2）急倾斜煤层中，煤炭、矸石沿倾斜方向可采用自溜运输，在采区中可开掘采区溜煤眼以代替缓倾斜煤层中的输送机上山。
由于煤层倾角大，沿走向留设的煤柱容易片帮塌落，使得在采空区上方布置的煤层平巷维护困难。
因此，阶段平巷一般均布置在底板岩石或底板不可采的煤层中，通过采区石门与煤层进行联系。
采煤工作面皆由采区边界向采区石门（或采区溜煤眼）方向推进。
为了减少采区石门、采区上山眼的开掘费，在急倾斜煤层中，双面采区布置应用极为广泛。
（3）开采急倾斜煤层，多采用立井多水平开拓方式，由于受到技术上的限制，其水平垂高一般为100~150m。
一般来说，急倾斜煤层的开采速度较慢，煤层自然大多比较严重，因而采区的走向长度比缓倾斜煤层要短。
（4）开采两个相距较近的急倾斜煤层时，上层煤开采后，由于底板岩层移动，会使下层没遭受破坏，因此应合理安排上、下层的开采顺序。
（二）急倾斜煤层采煤法简介我国煤矿使用过多种采煤方法开采急倾斜煤层。
下面就比较常用的几种方法简要介绍。
1·倒台阶采煤法带台阶采煤法的工作面沿倾斜方向呈带台阶布置，其目的在于利用工作面长度，使工人在各个台阶阶檐的保护下，多点同时作业。
工作面落煤一般采用风镐或炮采。
落煤一般先从上偶角开始，然后逐次沿台阶面向下采，每班进2~4排柱，排距为0.8~0.9m。
倒台阶工作面一般采用顺板棚子，采空区处理多用全部垮落法。
工作面采出的煤沿工作面自溜，经溜煤眼到区段运输巷，用输送机运至采区溜煤眼，下放至采区石门装车外运至井底车场。
新鲜风流进行人眼、运聊眼、区段运输巷进入采煤工作面，然后经回风巷、采区回风石门排至区段回风平巷工作面所需的材料、设备一般由回风石门运人，沿回风巷送至工作面。
