安全工程煤矿开采整理.doc

煤田 在地质历史发展过程中,同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称为 煤田 。 P5 矿区统一规划和开发的煤田或其一部分则称为 矿区 。 井田 划分给一个矿区或露天矿开采的那一部分煤田,谓之井田矿田 。 P6 矿井生产能力,一般是指矿井的设计生产能力,核定后的综合生产能力称为核定生产能力。 P6 1.20 1.50 1.80 2.40 3.00 4.00 5.00 及其以上; 3.00及其以上又称特大型矿井; 中型矿井 0.45 0.60 0.90; 小型矿井 0.09 0.15 0.30。 单位Mt/a P9▲阶段内再划分。 ▲各自的适用条件采区式使用范围较广。 分段式适用于地质构造条件简单, 走向长度较小的井田, 因此应用上受到严格限制, 在我国很少采用。 带区式适用于倾斜长臂采煤法, 1. 2. 在采场内进行回采的煤壁,称为采煤工作面也称回采工作面 。实际工作中,采煤工作面与采场是同 义语。 3. 在采场内,为采取煤炭所进行的一系列工作,称为回采工作。 4. 在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合,称为采煤工艺。 5. 回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系, 称为回采巷道布置系统,也即采煤系统。 6. 采煤方法 就是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的配合。但二者又是相互影响和制约的 ▲普采面主要设备采煤机 、 输送机 、 乳化液泵 、 输送机移置器 、 煤电站 、 水泵 、 绞车 、 支柱 、 铰接顶梁 。 P29 普采面单体支架P35 1支架布置方式按悬臂梁与支柱的关系,可分为 正悬臂梁 与 倒悬臂梁 两种。 正悬臂 支架悬臂的长段在立柱的煤壁侧,有利于支护机道上方顶板;短段在立柱的采空侧,故梁不易被折损; 梁支架则相反,由于其长段伸向采空区,立柱不易被碎石埋住,但易损坏顶梁。 按梁的排列特点分为 齐梁式 和 错梁式 两种 齐梁直线柱的布置特点是梁端沿煤壁方向相齐,支柱排成直线。根据截深与顶梁长度的关系,又可分为两种梁长等 于截深和梁长等于截深的 2倍。 P35 P36▲ 1. 要有足够的支护强度,保证工作面端部出口的安全; 2. 支架跨度要大,不影响输送机机头、机尾的正常运转,并要为维护和操纵设备人员留出足够活动空间; 3. 要能够保证机头、机尾的快速移置,缩短作业时间,提高开机率。 ▲ P63 综采面 过断层 时,应采取的技术措施 1为了减少断层在工作面内的暴露范围,遇断层时应适当调整工作面方向。当围岩为中等稳定以上时,工作面与 断层走向夹角应不小于 20 30;围岩不稳定时,此夹角应增至 30 45。但调整工作面方向,会引起工作面长 度变化,增减工作面支架数,或增加三角煤损失。 2应按断层性质,落差及顶底板岩层硬度等因素确定采用挑顶和下切或同时挑顶及下切,做到既有利于维护顶板 又减少破岩量。 3当岩石普氏系数 f4时,可用采煤机直接割岩,牵引速度应减少;滚筒能变速的采煤机,滚筒用低速旋转。若 用爆破处理岩石,对附近的液压支柱要加以保护。 4过断层时要预先逐步减少采高,以减少破岩量和增加支架的稳定性,但是支柱要留有足够的伸缩余量,以防压 死支架。 P86▲ 对工作面通风应满足如下原则要求 错误未找到引用源。 工作面有足够风量并符合安全规程要求,特别要防止工作面上隅角积聚瓦斯。 错误未找到引用源。 沿空留巷时的巷旁应采取防漏风措施。 错误未找到引用源。 风流应尽量单向顺流,少折返逆流,系统简单,风路短。 错误未找到引用源。 根据通风要求,进回风巷应有足够的断面和数目。 ▲采场通风有 U 、 Z 、 Y 、 H 、 W 形等几种 6. 。 P101 顶分层采煤工作面的顶板是煤层的原生顶板,只是增加了要为下部分层铺设人工假顶或形成再生顶板的工作。 一.顶分层采煤工艺的特点 一 人工假顶 1. 竹笆或荆笆假顶 有较好的控顶效果和技术经济效果。竹笆或荆笆假顶只能使用一次,故每一分层 都需要铺设假顶。通常只在炮采或普采工作面使用。 2. 柔性大、体积小、重量轻,便于运输及在工作面铺设,且强度高、耐腐蚀、使用寿命长、铺设一次可 服务几个分层。铺顶网有利于改善工作面顶板管理,可提高原煤质量和支柱回收率,可提高煤炭采出率,可简化采煤 工艺、提高效率。 3. 无味、无毒、阻燃、抗静电、重量轻、体积小、柔性大、耐腐蚀、强度高,寿命长,抗剪能力差,延 展性大,易形成网兜。 二 再生顶板 煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩层,冒落后注水或注泥浆,在上覆岩层重压下能形成再生 顶板。 二.假顶下采煤工艺的特点 假顶下回采,顶板是已垮落的碎石,基本顶周期来压不明显,顶板压力 较顶分层小。顶板管理的关键是护好破碎顶板 以及防止漏矸。 单体支柱采面放顶时采用无密集支柱放顶。假顶下易拉斜歪支柱、推垮采面,必须设抬棚,或打斜撑柱。 在机采分层工作面应特别重视采高控制,主要是要保证底分层有足够的采高,以免给底分层的开采造成困难。 此方法有效的解决了缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题, 有利于在此煤层条件下实现安全生产, 提高资源采出率及获取较好的采煤工作面技术经济指标。 此种采煤方法主要适用于煤层顶板不是十分坚硬易于垮落、直接顶具有一定厚度的缓斜及倾斜煤层。其缺点是铺设 假顶工作量打,巷道维护较困难,生产的组织管理工作较复杂,在开采易自燃煤层时自燃问题比较严重,需采取特 殊措施等。 2. 试分析仰斜和俯斜开采的特点及使用条件 。 P110 由于倾角的影响,顶板将产生向采空区方向的分力,更容易出现裂隙和加剧破碎,并有将支柱推 向采空区侧的趋势。支架的主要作用是支撑顶板,煤层厚度增加时,需采取防片帮措施。水可以自动流向采空区,工 作面无积水,劳动条件好,机械设备不易受潮,装煤效果好。 沿顶板岩层的分力指向煤壁侧,顶板岩层受压力作用,使顶板裂隙有密合的趋势,有利于顶板保 持连续性和稳定性。支架的作用除支撑顶板外,还要防止破碎矸石涌入。随着煤层倾角的加大采煤机和输送机的事故 也会增加,装煤率降低。由于采煤机的重心偏向滚筒,俯斜开采将加剧机组的不稳定,易出现机组掉道或断牵引链事 故,并且采煤机身两侧导向装置磨损严重。 用仰斜开采;当煤层厚度和煤层倾角较大,煤质松软容易片帮或瓦斯含量较大时,宜采用俯斜开采。有时由于回风大 巷位置不同,也影响采用仰斜或俯斜开采的选择,应通过技术经济分析比较后确定。对于倾角较小或近水平煤层、进 回风大巷并列布置、煤层条件又无特殊要求时,可采用仰斜和俯斜开采相组合的方式。 1. P116 在沿煤层或分段底部布置的综采工作面中,采煤机割煤后,液压支架即使支护并移到新的位置。推移工作面前 部输送机至煤帮。此后,操作后部输送机专用千斤顶,将后部输送机相应前移。这样,采过 1 3刀后,按规定的放煤 工艺要求,打开放煤窗口,放出已松碎的煤炭,待放出煤炭中的矸石含量超过一定限度后,及时关闭放煤口。完成上 述采放全部工序为一个采煤工艺循环。 2. 综采放顶煤采煤方法主要有哪几种类型,各有何特点 P116 依据煤层赋存条件的不同,放顶煤长壁采煤法可分为三种主要类型 1 一次采全厚放顶煤开采 一次采出煤层的全部厚度,适用于厚度 6 12m 的缓斜厚煤层。 2 预采顶分层网下放顶煤开采 沿煤层顶板布置一个普通长壁工作面 顶分层开采 ,而后沿煤层底板布置放顶煤工 作面,将两个工作面之间的顶煤层放出,适用于厚度大于 12m ,直接顶板坚硬或煤层瓦斯含量高,需要预先排放瓦斯 的缓斜煤层。 3 倾斜分段放顶煤开采 煤层厚度超过 15 20m 时,可自煤层顶板至底板将煤层分成 8 10m 的分段,依次进行放 顶煤开采,适用于厚度大于 15m 的缓斜煤层。 3. 主要因素 工作面外区段煤柱 33 ,采区隔离煤柱,采取巷道,上下山煤柱及其他 ,其他面内损失 原因 纯煤放出阶段、有条件可回收和有条件不能回收顶煤在整个放煤过程中所占的比例取决于初始煤矸界面与放煤 口的位置、界面运动规律、截止混矸率的大小和冒落煤岩体的块对比及流动特性等。由此可见,在特定的煤层条件下, 顶煤采出率达到一定程度后,若再继续提高采出率,只能以牺牲煤质为代价,即提高采出率和降低含矸率是两个相互 矛盾的指标要求。但即使不惜煤质恶化允许较高的混矸率 ,顶煤的采出率也不可能达到 100,即顶煤损失不仅具 有可控制性,更具有必然性和控制的局限性。 采区式准备方式的类型及应用 P184 根据各煤层的间距不同, 采区准备方式 有 1采区石门贯穿的各煤层均独立布置采区上山、装车站和车场。即按煤层各自布置采区,采 区石门贯穿若干采区。 2. 上层煤为中厚煤层, 采用单一走向长壁采煤法。 采煤系统采用区段平巷单巷布置; 下层煤 为厚煤层,采用倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法。采煤系统分层同采“机轨合一”集中巷布置。两层煤共用一组上 山,但不共用区段集中平巷。 3. 主要按层间距大小将煤层群分成若干组,每个组内采用集中联合准备,而各个 组由于组间距较大,则不采用联合准备。采区石门贯穿若干组煤层。这种方式实际上是上述两种准备方式的结合应用。 2采区上山位置的选择应考虑哪些因素 P211 一煤层上山 采区上山沿煤层布置时,掘进容易、费用低、速度快,联络巷道工程量少,生产系统较简单。其主要问题是煤层 上山受工作面采动影响较大,生产期间上山的维护比较困难。 二岩石上山 对单一厚煤层采区和联合准备采区,在煤层上山维护条件困难的情况下,目前多将上山布置在煤层底板岩层中, 其技术经济效果比较显著。巷道围岩较坚硬,同时上山离开了煤层一段距离,减小了受采动影响。为此要求岩石上山 不仅要布置在比较稳固的岩层中,还要与煤层底板保持一定距离,距煤层愈远,受采动影响愈小,但也不宜太远,否 则会增加过多的联络巷道工程量。 三上山的层位与坡度 联合布置的采区集中上山通常都布置在下部煤层或其底板岩层中。主要考虑因素是适应煤层下行开采顺序,减少 煤柱损失和便于维护。 在下部煤层的底板岩层距涌水量特别大的岩层很近,不能布置巷道时,煤系底板距奥陶纪石 灰岩很近,开掘巷道有透水淹井的危险,只有考虑将采区上山布置在煤层群的中部。 采区上山的倾角,一般与煤层 倾角一直,当煤层沿倾向倾角有变化时,为便于使用,应使上山尽可能保持适当的固定坡度。另外在掩饰中开掘的掩 饰上山,有时为了适应胶带运输机运煤≥ 15或自溜煤运输的需要,可采区穿层布置。 2. 试说明 DK615 4 12; DC624 3 12; DX 918 5 2019标准道岔的符号意义 。答案 P222 DK615 4 12DK 单开岔道,轨距 600mm ,轨型 15kg/m,辙叉号为 4,道岔曲线半径为 12m DC624 3 12DC 对称道岔,轨距 600mm ,轨型 24kg/m,辙叉号为 4,道岔曲线半径为 12m DX918 5 2019DX 渡线道岔, 轨距 900mm , 轨型 18kg/m,辙叉号 5, 曲线半径为 20m , 双轨线路中心线间距 1900mm 9. 一.采区上部车场类型及选择 P233 按轨道上山与上部区段回风平巷或回风石门的连接方式不同,上部车场分为 平车场 , 甩车场 和 转盘车场 三类。 当车场巷道直接与总回风道联系时可采用顺向平车场。当煤层群联合布置采区,且有采区回风石门与各每层回风巷 及总回风巷相联系,可采用逆向平车场,有时也可采用顺向平车场。 对于煤层轨道上山, 为减少岩石工程量, 可采用甩车场; 当采区上部是采空区或为松软的风化带时, 可选择平车场; 小型矿井或能为小的采区可用转盘式车场。 二.采区中部车场类型及选择 P236 采区中部车场一般为甩车场,无极绳运输时采用平车场 采区中部甩车场,根据所负担的任务不同有主提升甩车场和辅助提升甩车场两种。按照提升方式甩车场可分为双 钩提升甩车场和单钩提升甩车场两大类;按甩车场的甩车方向,单钩提升甩车场可分为单向甩车场和双向甩车场;按 甩入地点不同,又分为绕道式、石门式和平巷式三种。 采区辅助运输的中部车场一般采用单钩甩车场。双翼采区轨道上山和运输上山沿同一层位布置时,为避免车场与运 输上山交叉,必须开掘绕道,可采用甩入绕道的甩车场形式。当两翼同时开采,轨道上山运输量较大时可采用双向甩 车场。 当煤层群采用联合布置,轨道上山布置在下部煤层或煤层底时,采区中部车场往往采用石门甩车形式 三.采区下部车场的类型及选择 根据装车地点不同,采区下部车场可分为 大巷装车式 , 石门装车式 和 绕道装车式 三种。 1. 大巷装车站采区下部车场 根据装车站所在位置不同,大巷装车站线路又可分为通过式和尽头式两种。 通过装车站既要考虑本采区的装车,又要考虑大巷车辆通过装车站进入邻近采区;尽头式车场位于大巷的尽头,仅 为边界采区装车服务,没有其他采区的车辆通过,因而线路比较简单。 为便于调车和减少工程量,装车站一般采用折返式调车,调车方法有调度绞轮调车和矿车自动滚行调车两种,一般 采用前者。 在开采层间距较大的煤层群时,多用采区石门贯穿各煤组上山,当采区石门较长时,可采用石门装车站。线路布置 决定于装车点数目,如石门内只有一个装车点时,装车站线路布置可采用尽头式。 大巷进入石门,一般只设单轨线路;如果石门内装车点较多,且可能同时有两台机车运行,可以设双轨线路。 3. 在大型,特大型矿井中,如果采用大巷装车式车场,影响大巷通过能力又没有条件设石门装车式车场时,可设置 绕道式车场。倾斜长壁采煤法出现后,大巷装煤点增加,当大巷采用机车运输时更有必要采用绕道式车场。绕道式车 场是将装车点设在另一条与大巷互相平行的巷道内。 煤田划分为井田的原则 P275 1. 井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应。 2. 保证井田有合理的尺寸。 3. 充分利用自然等条件划分为井田。 4. 合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井之间的关系。 井田开拓方式分类 P282 1. 按井筒硐形式立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。 2. 按开采水平数目单水平开拓井田内只设一个开采水平 ;多水平开拓 设两个及两个以上 3. 按开采准备方式上山式、下山式及混合式 4. 按开采水平大巷布置方式分煤层大巷、集中大巷、分组集中大巷。 2. P293 根据矿井地形、地质、煤层赋存情况和采用的提升方式的不同,斜井井筒可沿 岩层 、 煤层 或 穿岩层 布置。 一般只在开采煤层不厚,地质构造简单,围岩稳固,服务年限不长的小型矿井时菜考虑采用 沿煤层斜井 沿岩层斜井斜井井筒应布置在煤层下部稳定的底板岩层中,距煤层的法线距离一般不小于 15 20m ,井筒方向与煤 层倾向基本一致。 当煤层倾角与要求的井筒倾角不一致时,可以采用穿层岩斜井。开采近水平煤层时,斜井从 层倾角较大,可以采用 底板 穿岩斜井。 因施工技术和装备等原因不便采用立井,而采用沿煤层布置斜井时,又受到井上下条件限制,这时可以采用 反斜 井 ,即井筒方向与煤层方向相反。 井底车场的调车方式1. 顶推调车 2. 专用设备调车 3. 甩车调车 4. 顶推拉吊车 P323 P11 图 1-9 P19 图 2-1 P42 图 3-23 综采面设备布置示意图; P76 图 4-1 单一煤层采取巷道布置; P236 图 14-19 图 14-20 P323 图 9-1