柱式采煤工艺PPT课件.ppt

第三章柱式体系采煤工艺第一节第一节 柱式采煤工艺柱式采煤工艺第二节第二节 柱式采煤方法特点柱式采煤方法特点第三节第三节 适用条件及评价适用条件及评价1.第一节第一节 柱式采煤工艺柱式采煤工艺n按破煤方式不同，采煤工艺大致可分为两大类：按破煤方式不同，采煤工艺大致可分为两大类：传统的爆破落煤工艺（现仅在少数地方煤矿使用）；传统的爆破落煤工艺（现仅在少数地方煤矿使用）；连续采煤机采煤工艺（发展方向）。连续采煤机采煤工艺（发展方向）。n连续采煤机采煤工艺按运煤方式的不同可分为连续采煤机采煤工艺按运煤方式的不同可分为两种工艺系统：两种工艺系统：连续采煤机连续采煤机梭车工艺系统；梭车工艺系统；连续采煤机连续采煤机输送机工艺系统。输送机工艺系统。2.一、连续采煤机一、连续采煤机梭车工艺系统梭车工艺系统主要用于中厚主要用于中厚煤层。如右图煤层。如右图所示。所示。3.一、连续采煤机一、连续采煤机梭车工艺系统梭车工艺系统 连续采煤机房柱式采连续采煤机房柱式采煤实行掘采合一，一般需煤实行掘采合一，一般需要同时开掘要同时开掘35条煤房，条煤房，由于通风和安全的要求，由于通风和安全的要求，还需开掘横向联络巷间隔还需开掘横向联络巷间隔贯通每条煤房，支护则采贯通每条煤房，支护则采用锚杆。连续采煤机房柱用锚杆。连续采煤机房柱式采煤分为煤房掘进和回式采煤分为煤房掘进和回收煤柱两个阶段。收煤柱两个阶段。1连续采煤机；连续采煤机；2梭车；梭车；3转载破碎机；转载破碎机；4带式输送机；带式输送机；5锚杆机；锚杆机；6纵向风障；纵向风障；7风帘；风帘；8风墙；风墙；9电源中心电源中心4.1、机械设备：截割机构、行走机构、装、机械设备：截割机构、行走机构、装 载转载运输机构及辅助装备等。载转载运输机构及辅助装备等。2、运煤设备：梭车、运煤设备：梭车3、配套设备：给料破碎机、配套设备：给料破碎机4、搬运物料设备：铲车、搬运物料设备：铲车一、连续采煤机一、连续采煤机梭车工艺系统梭车工艺系统5.（一）煤层掘进（一）煤层掘进 1、连连续续采采煤煤机机房房柱柱式式开开采采平平巷巷和和联络巷开采顺序联络巷开采顺序连续连续采煤机房柱式开采平巷和采煤机房柱式开采平巷和联络联络巷开采巷开采顺顺序序1/回回风风道；道；2/进风进风道；道；3/永久性永久性风墙风墙；4/采区供采区供电电中心；中心；5/铲车铲车；6/给给料破碎机；料破碎机；7/-防火帘；防火帘；8/风风帘帘6.2、连续采煤机掘进顺序、连续采煤机掘进顺序图图134 连续采煤机掘进顺序连续采煤机掘进顺序（a）切槽工序；（）切槽工序；（b）采垛工序；）采垛工序；1连续采煤机；连续采煤机；2风障风障（一）煤层掘进（一）煤层掘进7.3、连续采煤机截割方式、连续采煤机截割方式连续连续采煤机截割方式采煤机截割方式（a）切入；（）切入；（b）下行截割；（）下行截割；（c）平整底板）平整底板（一）煤层掘进（一）煤层掘进8.1、袋翼式、袋翼式（a）单煤柱双袋式；（单煤柱双袋式；（b）双煤柱单袋式双煤柱单袋式1、2、3、17、18煤柱回收顺序煤柱回收顺序（二）回收煤柱（二）回收煤柱9.2.外进式外进式 如图所示为外进式煤柱回收法。当煤柱宽如图所示为外进式煤柱回收法。当煤柱宽1012 m左左右时，可直接在房内向两侧煤柱进刀。右时，可直接在房内向两侧煤柱进刀。1、2、3、回收顺序回收顺序（二）回收煤柱（二）回收煤柱10.二、连续采煤机二、连续采煤机输送机工艺系统输送机工艺系统n 这种系统是将采煤机采落的煤，通过多台输送机转运至带式这种系统是将采煤机采落的煤，通过多台输送机转运至带式输送机上。其工艺系统如下图。这种系统主要用于薄煤层，在输送机上。其工艺系统如下图。这种系统主要用于薄煤层，在中厚煤层的使用也呈上升趋势。这种连续运输系统克服了梭车中厚煤层的使用也呈上升趋势。这种连续运输系统克服了梭车间断运输产生的影响，且有利于在薄煤层中应用。间断运输产生的影响，且有利于在薄煤层中应用。1桥式转载机；桥式转载机；2、3、4万向接长机万向接长机5带式输送机带式输送机11.二、连续采煤机二、连续采煤机输送机工艺系统输送机工艺系统 鸡西小恒山煤矿采用的就是这种工艺系统。所用采煤鸡西小恒山煤矿采用的就是这种工艺系统。所用采煤机为机为MK22型，采用纵向螺旋滚筒，滚筒长型，采用纵向螺旋滚筒，滚筒长1.2 m，一般，一般可钻进可钻进1.1 m。两滚筒一上一下（一般为前上后下）向左。两滚筒一上一下（一般为前上后下）向左（或向右）摆动割煤，最大摆动角度为（或向右）摆动割煤，最大摆动角度为90，不挑顶，不，不挑顶，不卧底。其割煤方式如图示。卧底。其割煤方式如图示。（a）采煤机向右割煤采煤机向右割煤（b）采煤机依枢轴采煤机依枢轴 转，向转，向左清浮煤左清浮煤（c）采煤机向左割采煤机向左割 煤，然煤，然后回中位，割完一刀后回中位，割完一刀12.一、柱式采煤方法特点一、柱式采煤方法特点 （一）房式采煤法（一）房式采煤法n特特点点：只只采采煤煤房房不不回回收收煤煤柱柱，用用房房间间煤煤柱柱支承上覆岩层。支承上覆岩层。第二节第二节 柱式采煤方法特点柱式采煤方法特点 下下图图为美国某矿井采用连续采煤机为美国某矿井采用连续采煤机梭车工艺系统的梭车工艺系统的房式采煤方法。主巷由房式采煤方法。主巷由5条巷道组成，盘区准备巷为条巷道组成，盘区准备巷为3条，条，在盘区巷两侧布置煤房，形成区段。盘区一翼前进，另一在盘区巷两侧布置煤房，形成区段。盘区一翼前进，另一翼后退。采取较大的煤柱翼后退。采取较大的煤柱(60 m)维护主巷。区段由维护主巷。区段由6个房个房同时推进。房宽同时推进。房宽7 m，煤柱尺寸为，煤柱尺寸为8 m8 m，区段间煤柱，区段间煤柱宽为宽为8 m，因受地质构造影响，房长约，因受地质构造影响，房长约220 m。13.（一）房式采煤方法特点（一）房式采煤方法特点1进风大巷；进风大巷；2回风大巷；回风大巷；3运输大巷；运输大巷；4盘区进风巷盘区进风巷5盘区回风巷；盘区回风巷；6盘区运输巷；盘区运输巷；7地质破坏不可采区地质破坏不可采区8地质破坏不采区域地质破坏不采区域 14.（二）房柱式采煤法（二）房柱式采煤法n 这种方法的特点是房间留设不同形状的煤柱，这种方法的特点是房间留设不同形状的煤柱，采完煤房后有计划地回收这些煤柱。采完煤房后有计划地回收这些煤柱。n 1.切块式房柱式采煤法切块式房柱式采煤法 通常把通常把45个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽56 m，煤房中心距为，煤房中心距为2030 m，每隔一定距离用联络，每隔一定距离用联络巷贯通，形成方块或矩形煤柱。煤房掘进到预定长度后，巷贯通，形成方块或矩形煤柱。煤房掘进到预定长度后，即可回收煤柱。图为一典型切块式房柱式采煤法巷道布置即可回收煤柱。图为一典型切块式房柱式采煤法巷道布置方式。方式。15.1进风大巷；进风大巷；2回风大巷；回风大巷；3主带式输送机巷；主带式输送机巷；4盘区运输巷；盘区运输巷；5风桥；风桥；6风墙；风墙；7回风巷；回风巷；8堆放矸石的独头巷；堆放矸石的独头巷；9调节风门调节风门 16.2、“旺格维利旺格维利”采煤法采煤法 (1)(1)基本概念和工艺系统基本概念和工艺系统n“旺格维利”采煤法与传统的房柱式采煤法的主要区别是：采煤区段划分和区段内煤体切割及回收方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁工作面一样充分冒落，使煤房、煤柱的回采避开支承压力高峰区。17.旺格维利采煤法的工艺旺格维利采煤法的工艺系统按运煤方式一般分系统按运煤方式一般分为两种形式：一种是连为两种形式：一种是连续采煤机续采煤机运煤车运煤车(梭车梭车)转载破碎机转载破碎机带式输带式输送机工艺系统；一种是送机工艺系统；一种是连续采煤机连续采煤机连续运输连续运输系统系统带式输送机工艺带式输送机工艺系统系统。2、“旺格维利旺格维利”采煤法采煤法18.(2)巷道布置及参数巷道布置及参数 神东矿区旺格维利采煤区段的巷道布置分为两种形式，神东矿区旺格维利采煤区段的巷道布置分为两种形式，一种是类似于长壁工作面布置形式，上下顺槽均双巷布置，一种是类似于长壁工作面布置形式，上下顺槽均双巷布置，巷宽巷宽4.65.0 m，巷间煤柱宽度，巷间煤柱宽度1520 m，工作面长度，工作面长度约约100 m，工作面煤房宽度，工作面煤房宽度5.06.0 m，煤房布置间距一，煤房布置间距一般不大于般不大于25 m，巷道高度与回采高度相同。巷道、煤房支，巷道高度与回采高度相同。巷道、煤房支护形式为树脂锚杆。工作面系统布置如图所示。护形式为树脂锚杆。工作面系统布置如图所示。19.另一种形式是采煤区段集中布置三条顺槽，作为进风、另一种形式是采煤区段集中布置三条顺槽，作为进风、回风和运输顺槽。巷间煤柱、巷道宽度、煤房间距、支护回风和运输顺槽。巷间煤柱、巷道宽度、煤房间距、支护形式与第一种形式相同。当工作面沿顺槽单翼布置时，其形式与第一种形式相同。当工作面沿顺槽单翼布置时，其长度约长度约100 m；当工作面沿顺槽双翼布置时，其长度逾；当工作面沿顺槽双翼布置时，其长度逾200 m。工作面系统布置如图所示。工作面系统布置如图所示。(2)巷道布置及参数巷道布置及参数20.n（3）采煤工艺）采煤工艺n 煤房掘进。旺格维利采煤法的煤房掘进与房柱式相煤房掘进。旺格维利采煤法的煤房掘进与房柱式相同，由连续采煤机和锚杆钻机交替进行掘进与支护作同，由连续采煤机和锚杆钻机交替进行掘进与支护作业。作业循环进度不大于业。作业循环进度不大于7 m。n 煤柱回收。当煤房掘进到位后即可进行煤柱回收。煤柱回收。当煤房掘进到位后即可进行煤柱回收。煤柱回收一般分为双翼进刀回收和单翼进刀回收两种煤柱回收一般分为双翼进刀回收和单翼进刀回收两种方式。方式。21.双翼进刀：连续采煤机从煤房一端后退式依次按双翼进刀：连续采煤机从煤房一端后退式依次按45斜切斜切 进刀，回收煤房左右两侧煤柱，斜切进刀规格进刀，回收煤房左右两侧煤柱，斜切进刀规格 为：深度约为：深度约11 m，宽度，宽度3.3 m，每条煤房的回，每条煤房的回 采宽度约采宽度约25 m(含煤房宽度含煤房宽度)。两台履带行走式。两台履带行走式 液压支架在煤房内迈步式向前移动，及时支护液压支架在煤房内迈步式向前移动，及时支护 连续采煤机后方的悬空顶板。连续采煤机后方的悬空顶板。n（3）采煤工艺）采煤工艺22.单翼进刀：连续采煤机从采空区一侧依次按单翼进刀：连续采煤机从采空区一侧依次按45斜切进刀斜切进刀 回收煤柱，并与采空区割透。两台履带行走式回收煤柱，并与采空区割透。两台履带行走式 液压支架在煤房中及时跟进，支护顶板。每条液压支架在煤房中及时跟进，支护顶板。每条 煤房的回采宽度约煤房的回采宽度约15 m(含煤房宽度含煤房宽度)。n（3）采煤工艺）采煤工艺23.顶板管理顶板管理 神东矿区旺格维利工作面使用了神东公司与科研单位神东矿区旺格维利工作面使用了神东公司与科研单位共同研制的履带行走式液压支架。在回收煤柱过程中履带共同研制的履带行走式液压支架。在回收煤柱过程中履带行走式液压支架可以带压移架，及时支护顶板，保证工作行走式液压支架可以带压移架，及时支护顶板，保证工作面的安全工作空间。同时，支架可以切顶，使采空区顶板面的安全工作空间。同时，支架可以切顶，使采空区顶板有规律性地充分冒落。有规律性地充分冒落。当工作面没有配备履带行走式液压支架时，煤柱回收当工作面没有配备履带行走式液压支架时，煤柱回收采取留设肋条式煤皮来支撑顶板。采煤机每切割一刀，在采取留设肋条式煤皮来支撑顶板。采煤机每切割一刀，在采空区留设一段煤皮，煤皮厚度一般为采空区留设一段煤皮，煤皮厚度一般为0.51.0 m。对大。对大面积悬而不垮的顶板将定期进行强制放顶并留设保安隔离面积悬而不垮的顶板将定期进行强制放顶并留设保安隔离煤柱。煤柱。n（3）采煤工艺）采煤工艺24.通风方式通风方式 旺格维利采煤法仅适用于开采低瓦斯工作面，而且工作旺格维利采煤法仅适用于开采低瓦斯工作面，而且工作面风流要通过采空区回风。针对神东矿区煤层易自燃、康家面风流要通过采空区回风。针对神东矿区煤层易自燃、康家滩煤矿瓦斯涌出量较大的问题，矿井普遍采取了两种通风方滩煤矿瓦斯涌出量较大的问题，矿井普遍采取了两种通风方式，一种是类似长壁工作面的通风系统，煤房掘进时采用局式，一种是类似长壁工作面的通风系统，煤房掘进时采用局部通风机通风，回收煤柱时采用全负压通风，靠采空区一侧部通风机通风，回收煤柱时采用全负压通风，靠采空区一侧设置挡风帘和密闭等通风构筑物，如图设置挡风帘和密闭等通风构筑物，如图1所示。所示。当开采高瓦斯工作面时，当开采高瓦斯工作面时，工作面可采取双煤房布工作面可采取双煤房布置形式，煤房间设通风置形式，煤房间设通风行人联络巷，这样可以行人联络巷，这样可以提高工作面通风及抗灾提高工作面通风及抗灾能力。能力。n（3）采煤工艺）采煤工艺25.另一种通风系统是，三条顺槽两进一回。与第一种通另一种通风系统是，三条顺槽两进一回。与第一种通风系统的区别是，当回收煤柱时，在煤房中设导流风障，风系统的区别是，当回收煤柱时，在煤房中设导流风障，实现全负压通风，如图所示。这种通风系统也可以始终采实现全负压通风，如图所示。这种通风系统也可以始终采用局部通风机通风。用局部通风机通风。n（3）采煤工艺）采煤工艺26.（4）旺格维利采煤法应用特点）旺格维利采煤法应用特点n该采煤方法用于开采综采无法回采的煤炭资源，该采煤方法用于开采综采无法回采的煤炭资源，比房柱式采煤法煤炭回收率高、产量大，掘进率比房柱式采煤法煤炭回收率高、产量大，掘进率低。制约生产能力的主要因素是连续采煤机的后低。制约生产能力的主要因素是连续采煤机的后配套问题。采用连续运煤系统时可考虑加长后部配套问题。采用连续运煤系统时可考虑加长后部运输机，减少胶带机尾部移动次数，提高生产率。运输机，减少胶带机尾部移动次数，提高生产率。在条件适宜的矿井，选用连续采煤机后配套设备在条件适宜的矿井，选用连续采煤机后配套设备时，宜优先选用连续运煤系统。时，宜优先选用连续运煤系统。27.n使用行走支架配合旺格维利采煤法开采，若采用左右对拉使用行走支架配合旺格维利采煤法开采，若采用左右对拉方式，宜在左右翼分别配置一对行走支架，减少搬运支架方式，宜在左右翼分别配置一对行走支架，减少搬运支架时间。使用两台行走支架，支护区域小，每次移架步距大，时间。使用两台行走支架，支护区域小，每次移架步距大，易造成架前冒顶，安全性差。增加行走支架台数，扩大支易造成架前冒顶，安全性差。增加行走支架台数，扩大支护区域，提高安全性。护区域，提高安全性。n“旺格维利旺格维利”采煤队配备两套连续采煤机组，一组掘进煤房，采煤队配备两套连续采煤机组，一组掘进煤房，一组回收煤柱，最大程度地发挥旺格维利采煤优势。目前一组回收煤柱，最大程度地发挥旺格维利采煤优势。目前大多使用的大多使用的“连续采煤机连续采煤机运煤车运煤车(梭车梭车)转载破碎机转载破碎机带带式输送机工艺系统式输送机工艺系统”，运煤车、煤机、破碎机故障多，电，运煤车、煤机、破碎机故障多，电缆被撞，发生漏电次数多。缆被撞，发生漏电次数多。（4）旺格维利采煤法应用特点）旺格维利采煤法应用特点28.1、柱式体系采煤法的优点、柱式体系采煤法的优点设备投资少；采掘可实现合一，建设期短，出煤快；设备运转灵活，搬迁快；巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板；由于大部分为煤层巷道，故矸石量很少；矸石可在井下处理不外运，有利于环境保护；第三节第三节 适用条件及评价适用条件及评价29.当地面要保护农田水利设施和和建筑物时，采用房式采煤法有时可使总的吨煤成本降低；全员效率较高，特别是中小型矿井更为明显。1、柱式体系采煤法的优点、柱式体系采煤法的优点30.采区采出率低，一般为5060%左右，回收煤柱时可提高到7075%左右；通风条件差，进回风并列布置，通风构筑物多，漏风大，采房及回收煤柱时，出现多头串联通风。2、柱式体系采煤法的主要缺点、柱式体系采煤法的主要缺点31.3 柱式采煤方法的适用条件柱式采煤方法的适用条件开采深度较浅，一般不宜超过300-500m；顶板较稳定的薄及中厚煤层；倾角在10以下，最好为近水平煤层，煤层赋存稳定，起伏变化小，地质构造简单；底板较平整，不太软，且顶板无淋水；低瓦斯煤层，且不易自然发火。32.n作业：作业：1.柱式采煤法的特点有哪些？柱式采煤法的特点有哪些？2.柱式采煤法的主要类型及其区别是什么？柱式采煤法的主要类型及其区别是什么？3.柱式采煤法的适用条件是什么？柱式采煤法的适用条件是什么？33.