煤礦開采學(xué)
資源及環(huán)境科學(xué)學(xué)院

第七章采煤工藝及裝備配套
采煤工藝—采煤工作面各工序所用方法、設(shè) 備及其在時間上、空間上的相互配合。 三種工藝方式 爆破采煤工藝方式（炮采工藝方式） 解放后至60年代初 普通機械化采煤工藝方式 60年代初至70年代中期 綜合機械化采煤工藝方式 70年代中期以來

機械化程度
國有重點煤礦約587處 2000年，國有重點煤礦機械化程度74.43% 我國于1973年引入綜合機械化采煤設(shè)備 2000年，國有重點煤礦綜合機械化程度 56.78%

第一節(jié) 炮采工藝方式
炮采工藝方式：長壁工作面用爆破方法破 煤、爆破及人工裝煤、輸送機運煤和單體 支柱支護的采煤工藝 炮采工藝標志是爆破破煤

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一、爆破落煤
鉆眼、裝藥、封炮泥、聯(lián)炮線、放炮等工序 1、炮眼布置 1）炮眼排數(shù): 取決于煤層的厚度和煤層的硬度 單排 雙排 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) 單排眼

( ) 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) 對眼

。 65 ( ) 三角眼

60

。

2）炮眼的平距

(a) 單排眼

煤層的硬度 0.3 1.2 頂梁長度 0.4 1~1.2 一般1?2m 每茬炮工作面進度0.8?1.2m (b) 對眼 一般1.2?1.5m的釬桿 為保護頂板，保護支護，不使煤崩到采空 區(qū)，要合理裝藥

1.

3）炮眼角度

1

0.3 0.4 1 ~ 1.2
γ

β θ

炮眼角度

(a) 單排眼

。 。 50~55

( ) 五花 0.5

1.0 平面上 1. 0.3 1.2平 夾 角 一 般 為 0.4 與煤壁的水 。 60 50??80?。 0.4 。。 5~10 1.2~1.6 為不崩倒支架，煤軟時取大 1~1.2 (a) 單排眼 1.2~1.5 值，煤層硬時取小值。 6 剖面上 (c) 三花眼 (b) 對眼 仰角 0.3 1.2 頂板穩(wěn)定時 ?=5??10? 0.4 頂板不穩(wěn)定時 ?=0? 1~1.2

1.2

俯角

10??20?

4）鉆眼、裝藥

（ 1 ）鉆眼設(shè)備：煤電鉆、麻花釬子（電動） 風煤鉆（風動） （2）炸藥與裝藥量： 炸藥 煤礦許用炸藥 底眼 150?600g 頂眼 200g 雷管 煤礦許用電雷管 毫秒延期電雷管

5）聯(lián)線與起爆
聯(lián)線 電雷管引爆（毫秒延期電雷管） 起爆器起爆 毫秒爆破 130ms內(nèi)全部起 爆，避免延期引爆瓦斯 延期起爆 底眼，中間眼，頂眼 增加了自由面 提高了爆破效率 爆破產(chǎn)生的波相互干擾，有利于減少頂板 震動

爆破的有關(guān)規(guī)定
爆破工要分開存放炸藥、雷管。 專用爆炸材料箱，加鎖。 嚴禁將電雷管斜插入藥卷中部或捆在藥卷上， 要由藥卷頂部裝入。 裝藥卷前要清除煤粉。 孔深 小于0.6 0.6～1 大于 1m 應(yīng)用水炮泥。 m 封泥 不得放炮 ≮0.5 嚴禁裸露煤爆破。 ? m 或采取措 孔深 施 要有足夠的封泥長度。

二、裝煤與運煤
爆破裝煤 可裝煤30?40% 人工裝煤 余下的多數(shù)由人工

裝 大鐵鍬
2.2m

(a)

1.25m

1.0m 1.3m

(b)

裝煤
機械裝煤

刮板輸送機的鏟煤板
3 4 2 1 10 7

5

8 6

6 11

9

9 8

裝煤
北宿礦

刮板輸送機封底，鏟煤板調(diào)小角度
加檔煤板

炮采鏟裝
2 1 3 7 4

6

運煤
煤采面多用 SGW-40 或 SGW-44 型 可彎曲刮板輸送機 功率有加大的趨勢

煤層傾角加大后自溜

三、推移輸送機
推移輸送機千斤頂、液壓式、機械式 正常段6m一個 ，機頭機尾各三個，彎 曲段長度等于或大于15m 推移輸送機時，應(yīng)從工作面一端向另 一端依次推移
6m 15m

三、推移輸送機
推移輸送機千斤頂、液壓式、機械式 正常段6m一個 ， 機頭機尾各三個，彎曲 段長度等于或大于15m
15m
(a)

推移輸送機時，應(yīng)從工作面一 端向另一端依次推移

6m

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四、支護
1

支護裝備 木支柱 單體摩擦支柱 單體液壓支柱
（70年代中期）

2

9 8 3 5 11 12 4 10

國營重點煤礦用 單體液壓支柱 + 金屬絞接 頂梁
7

6

金屬鉸接頂梁
3 2 1

138

5 4 L

165

95.5

1—接頭；2—梁體；3—耳子；4—銷子；5—調(diào)角楔；L—中心距

40

單體支柱布置方式
視頂板情況分： 點柱 棚子 我國煤礦采場多用棚子支護

控頂排數(shù)和控頂距
數(shù)值單位：m

控頂距 采煤工作面煤壁至末 排支柱頂梁后端的距 離，或至放頂柱之間 的距離 最小控頂距有3排支 柱，機道、行人道和 材料道 常采用三、四排或三、 五排控頂
Ⅱ Ⅱ

4.8

Ⅱ Ⅱ
0.3 1.2 3.6 1.2

帶帽點柱

帽厚50～100mm，長0.3m 矩形布置 三角形布置

棚子的正倒懸臂布置

正懸臂 頂梁在采空區(qū)方向短，在煤壁方向長 對機道頂板支護好，頂梁不容易折斷

棚子的正倒懸臂布置

倒懸臂 頂梁在采空區(qū)方向長，在煤壁方向短 支柱不易被采空區(qū)矸石埋住，回柱安全 頂梁折斷

數(shù)值單位：m 炮采工作面齊梁齊柱布置

Ⅱ

Ⅱ

炮采工作面多采用 齊梁齊柱布置方式
4.8

Ⅱ Ⅱ
0.3 1.2 3.6 1.2

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四、處理采空區(qū)
處理采空區(qū)方法： 垮落法 充填法 煤柱支撐法 最常用的是全部垮落法。 回柱放頂撤除支架，讓頂板 垮落 放頂步距： 相鄰兩次放頂間隔的距離 放頂步距等于最大控頂距與 最小控頂距之差。
0.3 m 3m 1m (a)

5m

(b)

(c ) 3m

(d )

特種支護 叢柱、密集、木垛、斜撐
加強放頂處對頂板的支撐，回柱前在放頂排處 另外架設(shè)的支架

(a)

(b)

(c)

(d )

五、勞動組織
專業(yè)工種 鉆眼爆破（放炮）、裝藥、機電維修 綜合工種 裝煤、支柱、回柱放頂 專業(yè)工種一般在全工作面長度內(nèi)工作 綜合工種一般在工作面的一段長度內(nèi)工作

六、循環(huán)方式
采煤循環(huán) — 采煤工作面完成落煤、裝煤運 煤、支護和處理采空區(qū)的周而復(fù)始的過程。 炮采工作面循環(huán)的標志—放頂 循環(huán)方式—循環(huán)進度與晝夜循環(huán)數(shù)的總稱

七、作

業(yè)方式
作業(yè)方式—采煤工作面一晝夜內(nèi)采煤班和準備班 的配合方式 準備班工作—回柱、檢修刮板輸送機、縮短運輸 平巷中的刮板輸送機、超前工作面加強支護 兩采一準 三八制 三采三準（三班采煤，邊采邊準備） 三八制 三采一準 四六制 兩班半采煤，半班準備 三八制 四班交叉

八、循環(huán)作業(yè)圖表
采煤工區(qū)技術(shù)員要編制采煤工作面作業(yè)規(guī)程 規(guī)程中要有： 正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖 勞動組織表 技術(shù)經(jīng)濟指標表 正規(guī)循環(huán)—在規(guī)定的時間內(nèi)保質(zhì)保量地完成了循環(huán) 作業(yè)圖中規(guī)定任務(wù)的循環(huán)

炮 采 面 三 采 三 準 循 環(huán) 作 業(yè) 圖

炮采工作面循環(huán)作業(yè)圖表
班次 時 間 面長/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

圖 例 說 明

打 眼

放 炮

掛 梁

裝 煤

移 溜

支 柱

檢修

回 柱

三八制，三班采煤，邊采邊準。 工作面一天推進三次，放頂三次，一天完成三個循環(huán)。

炮 采 面 四 班 交 叉 循 環(huán)

IV 班 面 時 8 長(m) 6
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
裝煤 放炮

I I I
10 12 14 16 18 20 22

IV I I I
24 2 4 6

作 業(yè)
圖

支柱 移輸送機

打眼放炮 回柱放頂

運料

面長100m，四班交叉，每班交叉2小時，Ⅰ、Ⅲ班采煤班，Ⅱ、Ⅳ班以 準備為主，采煤班裝煤、支柱。準備班運料、回柱放頂、鉆眼、放炮、 移輸送機、少量裝煤、支柱。工作面放兩次炮，支兩排支架，放一次頂， 一天一個循環(huán)

九、炮采工作面的基本點 (c ) (a)
?爆破 煤壁平直 不留底煤 不破壞頂板 不崩倒支柱 不把煤崩到采空區(qū)
3m

5m

( (b d) )

(c ) 3m

炮采工作面的基本點
?裝煤 裝煤勞動量大，盡可能爆破裝煤。 ?安全 先支護，后裝煤 先敲幫問頂，清除危石 處理拒爆炮（瞎炮） 在距拒爆炮0.3m以外另打平行新炮眼，重 裝藥。

炮采工作面的基本點
?回柱 由下向上 由采空區(qū)側(cè)向煤壁側(cè)（由里向外） 近水平煤層回柱可以分段

十、炮采工藝的特點
炮采工作面機械化水平低 人工勞動強度大（裝煤、支柱） 產(chǎn)量和效率低 但對地質(zhì)條件適應(yīng)性強

第二節(jié) 普采工藝方式
普采工藝方式 — 用機械化方法破煤、裝煤、 輸送機運煤和單體支柱支護頂板的采煤工藝 機械化方法破煤 滾筒采煤機 刨煤機

我國主要采用滾筒采煤機破煤

≮ 20m

Ⅰ Ⅰ

1MDY-150采煤 機；
6m
4

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一、 設(shè) 備 及 布 置

4

2

3

1150 1000 1000 1000 250 4400

Ⅰ2

Ⅰ

Ⅱ
1

Ⅱ

2 SGB-630/150 可彎曲刮板輸 送機； 3 DZ-22單體液 壓支柱； 4 HDJA-1000 鉸接頂梁