1、炮采工作面采煤工学习笔记采煤工备课笔记第1章煤矿技术基础知识第1节：地质与矿图1、煤层1、形状与结构沉积岩形成之初是层状、连续、厚度也是比较均匀的，但受到沉积条件和地壳运动的影响，也有类似层状和非层状的煤层。要点：似层状： 藕节、串珠、瓜藤。 特点：有一定的连续性，厚度变化大。非层状：鸡窝、扁豆状 特点：连续性不明显，常有大范围尖灭。夹矸的存在使煤层变得复杂。 简单结构的煤层：煤层中没有呈层状出现的夹矸。 复杂结构的煤层：煤层中含有较稳定的夹矸。2、煤层的厚度及层面间的法线距离薄煤层 1.3m的煤层中厚煤层 1.3m3.5m厚煤层 3.5米煤层变化的原因 地壳不均衡沉降 沼泽基底不平 煤层同生
2、冲蚀 构造变动 岩浆侵入可采厚度：目前经济技术条件下，可以开采的煤厚。最低可采厚度：国家或地区规定的可采厚度的下限。3、煤层的顶底板 根据顶底板岩层的性质、厚度、和冒落得的难易程度分为三种。伪顶：紧贴煤层之上，极易冒落的薄岩层。厚度-0.3m0.5m直接顶：位于煤层或伪顶之上，一般由一层或几层厚度不定的泥岩、页岩、粉砂岩等易冒落的岩层组成。回柱后垮落。老顶：位于直接顶或煤层上，厚而坚硬的岩层组成底板直接底：位于煤层之下，厚度较低约0.20.4m厚。常由泥岩，页岩、粘土组成。老底：位于直接底或煤层下，一般由砂岩或石灰岩等坚固的岩层组成。4、煤层的产状三要素：走向、倾向、倾角走向：倾斜煤层层面与假
3、象水平面的交线。倾向：倾斜煤层层面上与走向线垂直向下的倾斜线在水平面上的投影所指的方向。倾角：倾斜煤层层面与假象水平面之间的夹角，即倾向线与倾斜线之间的夹角。按倾斜方向分为：缓斜煤层 小于25 8称为近水平煤层 倾斜煤层 25-45 极斜煤层 大于45露天 缓斜小于10 倾斜10-45 极斜 大于452、地质构造 地壳运动过程中，岩层改变了原始的埋藏状态，产生一定的变形或变位，形成新的结构，称为地质构造。分为褶皱和断裂构造。 1、褶皱构造 岩层受到水平力的挤压而发生波状弯曲，但仍保持岩层的连续性和完整性的构造形态，称为褶皱构造。 基本单位是褶曲 分为背斜和向斜 背斜：在剖面图上表现为层面突起弯
4、曲。在水平切面图上表现为核部老，两翼新。 向斜：在剖面图上表现为层面下凹弯曲在水平切面图上表现为核部新两翼老。判断背、向斜时1、不能以地形高低为依据。 2、背向斜不是孤立存在的，中间没有明显界限。对安全产生的影响：1、大型向斜轴部，顶板压力增大，必须加强支护。容易发生局部冒顶，大冒顶事故。 2、突出矿井轴部极易发生煤与瓦斯突出2、断裂构造 岩层受力后遭到破坏，失去连续性和完整性的构造形态，称为断裂构造。裂隙：没有发生显著位移。断层：发生明显位移 。断层要素：断层面、断层线、交面线、断盘、落差。在水平切面图上断层线表示断层的真正走向。断层三要素：走向、倾向、落差。分类：正、逆、平移 （走向、倾向
5、、斜交）断层破碎带对安全生产的影响1、破碎带是水和瓦斯的良好通道2、富水矿井采掘工作面接近破碎带防止发生透水事故3、采掘工作面接近破碎带防止发生瓦斯超限或突出事故。4、采掘工作面过破碎带时防止发生冒顶事故。3、地质构造在煤层地板等高线图上的反应 1、用标高投影的方法，投影倒水平面上所得到的图形就是煤层地板等高线图。它反映煤层空间形态和构造变动。煤矿设计、生产、储量计算的基础。2、在地板等高线图上确定产装要素 等高线延伸方向即煤层走向，用方位角表示。 倾向与走向垂直并指向小值方向 等高线变化说明煤层产装发生变化。3、地质构造如何判定背斜：等高线凸向低值向斜：等高线凸向高值断层：在煤层地板等高线图
6、上表现为等高线中断。正断层：在底板等高线表示为中断缺失，交面线呈空白区逆断层：在交面线之间重叠 落差：两点的标高差4、常用的矿图采掘工程平面图 地质剖面图 地层柱状图 主要巷道平面图 经商下对照图 主要安全煤柱图第2节矿井开拓1、井田划分煤田-井田-阶段-水平开采水平：没有井底车场及主要运输大巷的水平。阶段：分区式 分段式 分带式2、矿井开拓方式 矿井开拓：井田范围内，从地面向地下开拓的一系列巷道进入煤层，建立生产系统分类：平硐 斜井 立井 综合开拓1、平硐开拓：优点是没有井筒和井底车场运输系统简单，运输能力大，运输费用低，施工简单、投资少、见效快、井下上山部分的涌水可自行排出井外，节约了排水
7、设备和费用，地面工业建筑简单，不用建井架、绞车房，生产系统简单占地少。既简单又经济，只要条件适宜应优先选用。2、斜井开拓 优点井筒掘进技术简单，速度快延煤层斜井可获得地质资料投资少建井快。 石门长度短，节省石门开拓量和运输费用 井底车场简单 采用强力胶带运输，能实现运输连续提高生产能力。3、立井开拓优缺点：适应性强，凡不符合平硐、斜井开拓的煤层均可用立井。 井筒短断面大，能满足通风上下人员的需要。 主井为立井其提升能力受限制。 施工准备时间长，技术复杂造价高。 井筒维修困难，大修时需要停产。4、综合开拓：适应性分析 目前井工开采深度不断加大，副立井可适应这一变化。 立井井筒断面大线路段，能满足
8、上下人员、通风、提升、提矸下料的需要。斜主井能够实现连续运输，提高生产能力。副斜井的辅助提升较困难，通风排水线路长。 国内外实践证明，采用主斜井副立井效果良好。第2章矿压及顶板管理第1节：矿压基础知识1、矿压：岩体采动后应力平衡被破坏，应力重新分布的过程产生的种种力学现象。矿压显现与矿压大小并不成比例。研究矿压就是趋利避害为我所用。3、矿压分布规律4、影响矿压显现的因素 地质 开采技术第2节采煤工作面顶板控制1、直接顶分类不稳定顶板中等稳定顶板坚硬顶板2、老顶分类分为四级 来压不明显 明显 强烈 极强烈3、采空区处理方法1、煤柱支撑法2、缓慢下沉法3、充填法4、全部跨落法4、液压支架支撑式 掩
9、护式 支掩式6、液压支架选型原则及依据第3章矿井安全基础知识第1节：矿井通风1、矿井通风的基本任务1、连续供给井下人员足够的新鲜空气2、稀释并排除有害气体和矿尘3、创造适宜的气候条件各种有害气体物理化学性质及最高允许浓度见P373、矿井通风系统通风方法、通风方式和通风网路的总称通风方法 抽出式（负压通风） 一旦主扇停运 巷道内压力升高 压入式（正压通风）通风方式1、中央式 2、对角式 3、混合式隔断风流的设施1、 密闭 2、风门 3、防爆门引导风流的设施1、 风桥 2、风硐 （1） 风硐应有足够大的断面，要求风速超过15m/s。（2） 风硐不宜过长，与井筒连接处要平缓，靠近通风机一端不能有 直
10、角拐弯，断面以圆形为好，内壁要光滑，拐弯要平缓，要保持风硐内无堆积物。（3） 风硐及闸门等装置，结构要严密，以防止大量漏风。第二节 矿井瓦斯一、矿井瓦斯的生成及存在形态（一）矿井瓦斯的生成瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。（二）瓦斯的存在形态1、游离状态 2、吸附状态二、矿井瓦斯性质、涌出及等级1、矿井瓦斯性质 矿井瓦斯本身无毒。但矿井空气中的瓦斯浓度较高时，就像氮气一样会相对降低空气中的氧气含量，而会因缺氧引起人员窒息。并且难溶于水。2、矿井瓦斯涌出（1）矿井瓦斯涌出形式 普通涌出 特殊涌出 3、矿井瓦斯涌出等级低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10
11、 m3/t，且矿井绝对涌出量小于或等于40 m3/min。高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10 m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于140 m3/min。三、瓦斯爆炸1、瓦斯爆炸的概念一种在一定条件下能够燃烧和爆炸的气体。瓦斯爆炸就是一定浓度的加瓦和空气中的氧气 发生复杂的激烈的氧化反应，最终结果生成水和二氧化碳。2、瓦斯爆炸的危害（1）爆炸产生高温火源。（2）爆炸产生高压、冲击波。（二）瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：瓦斯的浓度处于爆炸范围5%16%；氧气浓度超过失爆氧浓度12%；存在具有一定条件的引火源650750度。第三节 矿尘防治一、矿尘的生成 在煤矿生产过程中，各个生产环节
12、，如开拓、掘进、采煤、运输以至提升，都可产生矿尘。矿尘的发生量决定因素1、地质构造情况2、每层的赋存条件3、煤岩层的物理性质4、采煤方法5、其他因素二、煤尘爆炸（一）煤尘爆炸的原因及条件1、煤尘爆炸的原因（1）煤被破碎成粉尘状态时（2）煤尘受热时，能放出可燃性气体。2、煤尘爆炸必要条件（1）煤尘具有爆炸危险性（2）有一定的浮游煤尘。（3）有足够能量的引火源700800度。（4）有一定浓度的氧18%。（二）影响煤尘爆炸的因素1、外部环境的影响。2、煤尘本身特性的影响第四节 矿井防灭火一、矿井火灾概念：凡是发生在矿井下的或发生在地面而威胁到井下安全的火灾称为矿井火灾。二、煤炭自燃的预防自燃的条件：
13、煤炭自燃倾向性；有连续的供氧条件；热量易于聚集；煤炭处于破碎状态。预防煤炭自然地技术措施：1、采用合理的开拓方式、采煤方法和通风方式；2、防止漏风；3、预防性灌浆；4、阻化剂防火三、外因火灾的预防1、防止失控的高温热源2、采用不燃或耐燃性材料，同时防止可燃物的大量积存。第五节 矿井水害防治一、矿井水对煤矿生产的影响 在煤矿生产建设过程中，经常会遇到水的威胁。大气降水、地表水和地下水等都可能通过各种通道进入矿井，这些流入矿井的水统称为矿井水。矿井水对煤矿生产的影响 矿井水可造成顶板淋水，使巷道内空气湿度增加，泥水增多，不利于文明生产，应向工人身体健康。在生产建设过程中。矿井水量越大，安装排水设备
14、和排水的费用就越高，煤炭开采的成本越大。矿井水的存在，对金属设备，钢轨和金属支架等会产生腐蚀作用，缩短生产设备的使用寿命。矿井水量一旦超过矿井的排水能力或突然涌水，轻者会造成矿井巷道或采区被淹，导致停产，重者会矿毁人亡。部分矿井由于受到水的威胁，不得不留设相当规模得安全煤柱；有的矿井由于地质条件复杂，一时难以开发，这必然会影响到煤炭资源的充分利用。二、矿井水的防治矿井水源的种类地下水 地表水 大气降水 老窑积水 三、矿井水害的防治1、地面防治水修筑排水工程。2、井下防治水措施留设防水煤柱；开采煤层的顶板以上和底板以下与含水层及被淹井巷的距离要符合安全厚度的要求；在井下使当地点建立水闸门；再有突
15、水可能的地区、含水层导水断层要进行疏放水；注浆堵水；3、井下探放水有疑必探，先探后掘的原则4、透水前的征兆1、挂红。2、挂汗。3、煤壁、空气变凉。4、出现雾气。5、水叫。6、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水，顶底板有透水危险。7、水色发混有臭味。含硫化氢时有臭鸡蛋味。8、工作面有害气体增加。积水区常有气体散发出来，一般是瓦斯、二氧化碳和硫化氢等。第四章 采煤方法和采煤工艺一、采煤方法和采煤工作面采煤工作面和采煤工艺的总称叫采煤方法工作面 煤壁 采高 长壁工作面 短壁工作面的概念 P61分层开采：厚煤层划分为中等厚度的若干分层，再依次开采各分层的开采方法叫分层开采。二、常见的采煤方法及适用条
16、件分为壁式和柱式两大类壁式特点：煤壁较长，工作面的两端巷道分别为进风和回风、运煤和运料用，才出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面。柱式特点：煤壁短，呈方柱形，同时开采的工作面数目较多，采出的煤炭垂直于工作面方向运出。我国当前常用的采煤方法主要有：1、走向长壁 2、倾斜长壁 3、倾斜分层 4、长壁放顶煤 5、掩护支架式 6、伪倾斜柔性掩护支架式 7、倒台阶8、水平分层 9、正台阶 10、倾斜分层 11、房柱式12、房式 13、仓储 第二节 采煤工艺一、采煤工艺及工序概念：采煤工作面各道工序所采用方法、设备及其在时间、空间、上的相互配合叫采煤工艺。采煤工作面的只要工序：破煤、装煤、运煤、移刮板输送机、
17、支护、采空区处理。二、常见采煤工艺1、爆破采煤工艺概念：用爆破方法破煤、人工装煤、输送机运煤、单体支柱支护及人工回柱放顶煤的采煤工艺。2、普通机械化采煤工艺概念：用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱支护及人工回柱放顶的采煤工艺。（普采）3、综合机械化采煤工艺用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、液压支架支护和放顶的采煤工艺。（综采）第五章 采煤常用机具第一节煤电钻电钻：钻孔（或称打眼）用的电动工具。煤电钻：煤矿中用在煤体或软岩石中打爆破孔的电钻。岩石电钻：用于在较硬的岩体中打爆破孔的电钻。一、常用煤电钻的技术规格M：煤矿机械类 Z：手持类 A：强力型 数字代表功率单位S：湿式（干式不标）二、
18、煤电钻的构造电动机、减速器、开关、三部分组成。三、钻头和钻杆钻头：安装在钻杆前端，回转破碎煤或岩石的刀具。结构：钻刃 钻翼 钻尾多采用钻翼顶端镶有硬质合金片的、可以拆卸的活钻头。质量鉴别标准：1、钻翼、钻刃、及钻尾均应坚固。2、所焊上的硬质合金应有很高的耐磨性。3、每部分的尺寸与角度必须适应适用条件。钻杆：是向钻头传递动力、随同钻头进入钻孔的杆状或管状零件。多使用螺旋形麻花钻杆。第二节 风镐一、风镐的用途及结构概念：风镐是用压缩空气驱动的，是靠冲击破落煤体及其他矿体或物体的机具。结构：手柄、手柄弹簧、阀、风管接头、锤体、镐筒、固定钢套及头部弹簧二、风镐镐杆概念：直接冲击、破碎煤岩体的工具。结构
19、：镐钎尖、镐钎体组成。第三节 刮板运输机一、刮板输送机的用途概念：刮板输送机是用刮板链牵引刮板，在中部槽内运送散料的运输机械。有限度可折曲的，叫可弯曲刮板输送机。（常用）二、刮板输送机的工作原理结构：机头部、中间部、机位部机头部：机头架、电动机、联轴器、减速器、链轮、机尾部：供刮板运输连返回的装置。三、刮板运输机种类及适用条件类型：轻型、中型、重型。适用条件见P81 表5-4四、液力耦合器工作原理及其优点刮板输送机是使用的液力耦合器是利用液体来传递能量的一种传递装置。刮板输送机使用液力耦合器的优点1、启动平稳，节省电能，提高启动能力，改善电动机的启动性能。2、具有过载保护功能。3、能够消除工作
20、机构的冲击和振动。4、在多台电动机的传动系统中，能够使各台电动机的负荷分配均匀。第六章 采煤工操作技术第一节 采煤工作面打眼方法与炮眼布置一、打眼前的准备和检查 在入井打眼前要准备号合适的钻杆与磨好的钻头，并携带钳子、螺丝刀、镀锌铁丝等常用工具和备品。到工作面后，首先检查煤电钻和电缆等情况。二、单人打眼操作1、基本动作抱钻 定眼位 入钻 推进 退钻 2、打顶眼3、打腰眼4、打底眼三、双人打眼法操作方法：抱钻定位、正手与副手的配合（正手是打眼工作的指挥者，副手主要负责操作）。四、煤电钻打眼操作中的注意事项1、四要：要平、要稳、要匀、要准。2、四勤：勤闻、勤看、勤听、勤动手。3、一集中五、打眼中的
21、故障与处理1、夹钻杆主要原因：煤粉排除不干净，开钻时煤质较硬，钻进后煤层变软，钻杆螺旋纹磨浅排粉缓慢。2、钻头丢在眼底主要原因：钻头铁丝绑的方法不对或不牢固。3、不排粉不钻进主要原因：钻杆螺纹浅，钻头过大，钻杆细，钻头小，钻杆粗，钻杆弯曲，钻头合金片扭掉，遇硬夹矸。第二节 人力装煤和爆破装煤一、人力装煤应遵守的规定1、炮烟消失后才准进入工作面装煤2、装煤前敲帮问顶3、装煤时站在输送机外侧4、攉煤时站在刮板机稍远处，围在脖子上的围巾系紧。5、刮板机停机时，停止装煤6、将浮煤清理干净二、爆破装煤在爆破工作面利用炮眼爆破能量，将煤炭自动装入刮板输送机的工艺。优点：减轻工人的体力劳动，提高装煤效率；在
22、一定程度上减少装煤工人的人身伤亡事故。三、用攉煤机装煤攉煤时两人同时操作，一人在煤堆处掌握大铁锹，另一人在刮板运输机外侧，用钢叉叉在运行中刮板机的链环上，利用刮板机的运行将煤炭装到刮板机上。优点：减轻工人的体力劳动，提高装煤效率，仍属于人工操作，没有完全解决装煤机械化的问题。缺点：如两人稍有大意，动作不协调，还可能出现安全事故。第三节 机械破煤与装煤一、破煤与装煤机械采煤工作面破煤与装煤通常叫采煤。P102介绍采煤机种类及工作原理。二、采煤机的进刀方式P103了解循环过程及什么叫截深。1、中部进刀方式2、端部进刀方式三、中部和端部进刀方式的优缺点和适用条件1、中部进刀优点：采煤机装煤效果好缺点
23、：循环作业时间长2、端部进刀优点：刮板机的煤流量均匀不间断，循环作业时间短。缺点：采煤机在端部多次返刀，管理不善易使两端循环进度大雨中部，形成凸弯。四、采煤机破煤与装煤的管理要求P107 16条 第四节 风镐采煤一、风镐采煤的适用条件在采煤工作面内，以风镐为主要破煤工具的开采方法叫风镐采煤。风镐和手镐的区别：以压缩空气为动力，以人的体力刨煤。风镐适用的条件：1、煤层的煤质松软。2、顶板不稳定，极易破碎。3、采高不宜超过2米。4、倾角大于30的中倾斜煤层或急倾斜煤层。5、无煤岩与瓦斯二氧化碳突出危险的煤层。二、风镐采煤工艺用风镐开采缓倾斜煤层时，采煤系统与爆破采煤工作面采煤系统相同。三、风镐采煤
24、操作中应注意的事项1、风镐作业时噪声大，不易听到顶底板或煤壁活动的声响，所以必须勤观察顶底板情况。2、风镐开帮的进度虽然较小，但也必须及时支护。3、作业中蹬靠的支柱或脚手板必须牢固。4、注意保护风管，以免砸坏漏风，影响作业。四、风镐采煤的优缺点优点：在倾角较大的煤层中，风镐的应用较为普遍，因为可以用重力破煤，落下的煤能自动下滑，节省了装煤和运煤的工序，避免了破煤、装煤、运煤的相互干扰。缺点：劳动强度大、效率较低、噪声大影响作业安全。压风管路复杂、易漏风。第五节 采煤工作面推移刮板输送机一、推移可弯曲刮板输送机1、液压推移装置布置在刮板机采空区一侧2、距离36米一组3、推移装置压柱、戗柱倾向采空
25、区3-54、推移进度大于0.6m分次推移。5、输送机距离煤壁不得大于0.3m。二、推移刮板输送机的质量要求和注意事项P111 110条第六节 综采工作面推移刮板输送机和移架一、综采工作面推移刮板输送机综采工作面推移刮板输送机的作业方法和质量要求与其他采煤工艺的作业方法大致相同，所不同的是推移装置与液压支架为一整体，液压支架通过推移装置和刮板输送机链接，每个支架均可推移刮板输送机。二、综采工作面移架综采工作面移架工序相当于爆破采煤和普采工作面的支柱和回柱放顶工序。三、移架的操作P113 112条 理解第七节 特殊条件下的开采措施一、工作面的初采及末采工作面的初采一开始就保证“三直一平”初采：要按
26、开切眼巷高推进一端距离，此期间主要以调整工作面直线度为主，而后开始回柱放顶调整采高，直到工作面后方采空区跨落。末采：工作面采至停采线后要将全部设备和支架回收干净，这项工作成为末采。P114p116二、过断层、褶曲和陷落柱1、过落差大的倾斜断层的方法。2、过落差大的斜交断层的方法为了提高回收率，应予采煤。根据不同情况采取以下两种办法2545；25两种P117 （1）；（2）三、过空巷根据空巷的维护状态、空巷与工作面的相对位置及空巷的用途等不同。可分别采取加固巷道内原有支架、用木垛或煤矸充填空巷、留煤柱等方法。1、过本层平巷通风、排瓦斯、修复旧巷。加密支架双抬棚添设木垛、首先调整工作面方向使其与空
27、巷斜交。2、过穿层石门加固石门支架，工作面附近要架设密集木垛或用煤矸填实。3、冒顶处理发生冒顶后要判明冒顶情况，迅速处理。处理局部冒顶的措施一般有：1、撞楔套棚2、窝梁开帮3、开绕道法第七章 采煤工作面循环作业第一节 作业形式与循环作业图表一、采煤工作面循环和正规循环作业在采煤工作面内完成破煤、装煤、运煤、推移刮板输送机、支护和回柱放顶，等工序的全过程（并周而复始的循环进行），叫做采煤工作面循环。采煤工作面的每一个循环内，每道工序是必须完成的，前后顺序是固定不变的，前面的工序不完成，不准进行下一工序。只有互不关联的工序才可进行平行交叉作业。二、在采煤工作面搞正规循环作业的意义正规循环作业是煤矿生产的一项基本的、科学的生产作业制度。采煤工作面搞正规循环作业的意义是：实现煤炭生产的“长期稳定、安全、高产”提高现场管理水平和技术水平。三、采煤工作面的正规循环率采煤工作面月份实际正规循环个数与全月规定循环个数之比叫正规循环率。四、采煤工作面的循环作业方式爆破采煤工作面一般是“三八”制每班8h.机采或综采工作面“四六”制每班6h。“三采一准”；“两采两准”。五、安排循环作业时应注意的问题要保证工序的顺利进行处理好主次关系，使工序紧密配合，互不干扰。重视薄弱环节各工序作业应保证工人的作业安全。六、循环作业的劳动组织形式1、追机作业2、分段作业3、分段接力追机作业七循环作业图表（附图）
