煤礦采掘技術(shù)知識
煤礦采掘技術(shù)知識
緒論一、采掘的概念采掘是采煤和掘進(jìn)兩項工作的合稱，采即采煤，掘即掘進(jìn)。采煤工作是在采場進(jìn)行的，是指將煤炭從煤層上破落下來、裝載并運出采場的工作，礦井生產(chǎn)的煤炭絕大部分來自采場；掘進(jìn)工作是在掘進(jìn)工作面進(jìn)行的，是指將巖石從巖層上破落下來、裝載并運出掘進(jìn)工作面的工作，掘進(jìn)工作是為了形成礦井巷道。二、采掘在礦井生產(chǎn)中的地位以及采掘技術(shù)發(fā)展對礦井生產(chǎn)的影響采、掘是礦井生產(chǎn)的兩大中心任務(wù)，采掘技術(shù)是礦井生產(chǎn)技術(shù)的核心。采掘技術(shù)的發(fā)展不僅關(guān)系到礦井的產(chǎn)量、效率、效益，更決定著礦井安全、節(jié)能與環(huán)保的水平。三、采掘關(guān)系在礦井生產(chǎn)中，采煤是目的，掘進(jìn)是為采煤服務(wù)的；掘進(jìn)工作是按照采煤的要求進(jìn)行的，采煤工作受掘進(jìn)工作的制約；采煤產(chǎn)生效益，掘進(jìn)消耗效益；掘進(jìn)工作量由巷道系統(tǒng)決定，巷道系統(tǒng)不僅與采煤方法有關(guān)，而且直接影響礦井安全。第一部分 礦井開采技術(shù)礦井開采技術(shù)主要由兩部分內(nèi)容組成，一部分是采煤工藝技術(shù)，另一部分是礦井開采系統(tǒng)技術(shù)。礦井開采系統(tǒng)根據(jù)其服務(wù)范圍分為采煤系統(tǒng)（回采系統(tǒng)）、準(zhǔn)備系統(tǒng)和開拓系統(tǒng)，因為回采系統(tǒng)和采煤工藝密切相關(guān)，習(xí)慣上將回采系統(tǒng)和采煤工藝合稱采煤方法。因此，礦井開采技術(shù)也就分為采煤方法和開采系統(tǒng)兩部分。第一章 采煤方法及其發(fā)展第一節(jié) 采煤方法概述 一、采煤方法的概念及分類 （一）采煤方法的概念 采煤方法，簡單講就是從采場采出煤炭的方法。 采煤方法包含兩方面內(nèi)容：一是回采巷道和其中生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式，即所謂采場的采煤系統(tǒng)（回采系統(tǒng)）；一是采場落、裝、運、支、處等工序進(jìn)行的方式和各工序之間在時間、空間上的配合方式，即采煤工藝。 （二）采煤方法分類 就采煤系統(tǒng)而言，目前在世界范圍內(nèi)使用的采煤方法有兩大體系，一是長壁體系，一是房柱體系。 就采煤工藝而言，按機(jī)械化程度分為“炮采”、“普采”、“綜采”，雖然這些概念都來自于長壁體系，但我認(rèn)為也可以用于房柱體系。 就采空區(qū)處理方式而言，采煤方法分為充填法、垮落法、煤柱支撐法。 采煤方法分類遠(yuǎn)不止這些，采煤工藝和采煤系統(tǒng)是由煤層開采條件決定的。煤層開采條件包括煤層厚度、傾角，煤層結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，煤層穩(wěn)定性，煤層埋藏深度，煤層頂?shù)装鍡l件，煤層瓦斯、自燃條件，煤塵爆炸性、礦井水文條件、礦區(qū)環(huán)境（生態(tài)）條件等。煤層開采條件不同，采煤方法不同。影響采煤方法的主要因素是煤層厚度和傾角。按煤層厚度和傾角條件，采煤方法有：薄煤層采煤方法、中厚煤層采煤方法、厚煤層采煤方法、緩傾斜煤層采煤方法、傾斜煤層采煤方法、急傾斜煤層采煤方法等。 同一種煤層還有多種采煤方法，如厚煤層有傾斜分層采煤方法，放頂煤采煤方法等。 陜北礦區(qū)由于煤層賦存和環(huán)境條件特殊，發(fā)展了很多新采煤方法。二、采煤工藝 采煤工藝是指在采場內(nèi)采煤工作（工序）進(jìn)行的方式和相互之間在時間和空間上的配合方式。 采煤工作是指落煤、裝煤、運煤、支護(hù)和采空區(qū)處理等工作。其中落煤、裝煤、運煤為主要工作，支護(hù)和采空區(qū)處理為輔助工作，過去把這兩項工作合起來叫頂板管理，現(xiàn)在這種叫法已經(jīng)不能完全反映其內(nèi)涵。 進(jìn)行采煤工作的場所叫采場，直接采取煤炭的煤壁面叫采煤工作面。 采煤工作是靠采煤裝備完成的，這種裝備稱為采煤工藝裝備。采煤工藝裝備是采煤技術(shù)的核心，它影響和制約著整個采煤技術(shù)的發(fā)展。 按照采煤工藝裝備，采煤工藝分為炮采、普采和綜采。 1.炮采 以爆破落煤、人工裝煤、可彎曲刮板輸送機(jī)運煤、單體支架支護(hù)頂板的一種采煤工藝。 2.普采 以滾筒采煤機(jī)落煤和裝煤、可彎曲刮板輸送機(jī)運煤、單體支架支護(hù)頂板的一種采煤工藝。 3.綜采 以滾筒采煤機(jī)落煤和裝煤、可彎曲刮板輸送機(jī)運煤、自移式液壓支架支護(hù)頂板的一種采煤工藝。綜采是一種先進(jìn)的采煤工藝，發(fā)展很快。 三、采煤系統(tǒng) 采煤系統(tǒng)是指直接為采場采煤工作服務(wù)的巷道系統(tǒng)和在其中建立的煤炭運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的統(tǒng)稱。 目前所使用的采煤系統(tǒng)有兩大類：長壁系統(tǒng)和房柱系統(tǒng)。 1.長壁系統(tǒng) 最常見的長壁采煤系統(tǒng)如圖1-1所示。巷道系統(tǒng)由采場（切眼）和兩條順槽組成，煤炭運輸系統(tǒng)由工作面刮板機(jī)和安裝在運輸順槽中的運輸設(shè)備（轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)）組成，輔助運輸由設(shè)在回風(fēng)順槽中的輔助運輸設(shè)備（軌道礦車或非軌道運輸設(shè)備）擔(dān)負(fù)。 
1—絞車房回風(fēng)斜巷；2—采區(qū)回風(fēng)石門；3—絞車房；4—采區(qū)上部車場； 5—采區(qū)中部車場；6—聯(lián)絡(luò)巷；7—區(qū)段運輸順槽；8，10—區(qū)段回風(fēng)順槽； 9—開切眼特點：采場長度大，采煤工作只要在時間和空間上進(jìn)行合理安排、相互配合，可以實現(xiàn)各工序平行作業(yè)、連續(xù)工作；工作面生產(chǎn)的煤炭平行于工作面運輸；采場具有完整的通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)效果好； 煤柱少、掘進(jìn)量小、效率高。 2.房柱采煤系統(tǒng) 圖1-2所示為一連續(xù)采煤機(jī)房柱采煤系統(tǒng)，是一典型的房柱系統(tǒng)。 特點：采場是由若干個掘場組成，采煤工作面短，采煤工作在一個掘場內(nèi)不能平行作業(yè)、連續(xù)工作； 工作面生產(chǎn)的煤炭垂直于工作面運輸； 作業(yè)點沒有完整的通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)效果不好； 掘進(jìn)量大、煤柱多、效率不高。 
四、采空區(qū)處理方式 采礦空間不可能連續(xù)不斷、永久的用指護(hù)裝備支撐下去，有兩個原因：一是沒有那么多的設(shè)備，也投資不起；二是即便想這么做，也達(dá)不到預(yù)期的效果。 進(jìn)行采空區(qū)處理的目的有兩個：一是保證開采過程中采場及周圍巷道安全；二是滿足環(huán)境保護(hù)的要求。 采空區(qū)處理的方式有三大類：垮落法、煤柱支撐法和充填法。 1.垮落法 分全部垮落法和部分垮落法 2.煤柱支撐法 煤柱的留法很多，煤柱支撐有臨時支撐，如房柱采煤法中的房柱法中的煤柱；也有永久支撐，如“三下”開采中的條帶煤柱。 3.充填法 有全部充填和部分充填之分。 實際上煤柱法、充填法與垮落法經(jīng)常是同時使用的，如何留煤柱、充填到什么程度和垮落多少都是由頂板條件和環(huán)境保護(hù)要求決定的。第二節(jié) 采煤方法的發(fā)展概況 礦井開采技術(shù)的發(fā)展以采掘工藝裝備機(jī)械化發(fā)展為龍頭和主要標(biāo)志。
建國以來，我國的采煤機(jī)械化發(fā)展大致經(jīng)歷了以下四個階段： 第一階段：建國初期至1965年，是開始發(fā)展采煤機(jī)械、推行長壁采煤階段 特征： 1.引進(jìn)并試制成功了蘇聯(lián)的截煤機(jī)、頓巴斯聯(lián)合采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、裝煤機(jī)、裝巖機(jī)、抓巖機(jī)等采、掘、運設(shè)備； 2.改革了采煤方法，推行了長壁采煤方法。 成果： 1. 實現(xiàn)了采用爆破落煤、人工裝煤、小功率刮板輸送機(jī)運煤、木支架支護(hù)頂板的炮采長壁采煤工藝，這是一種最原始的炮采工藝； 2.推行了正規(guī)循環(huán)作業(yè)的生產(chǎn)管理方法。 第二階段：1965～1975年，是發(fā)展長壁采煤機(jī)械化階段 特征：以發(fā)展?jié)L筒采煤機(jī)和可彎曲刮板輸送機(jī)為主。
成果： 1. 1964年，首次實現(xiàn)了用滾筒采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和M-20型摩擦支柱配套的普通機(jī)械化長壁采煤工藝，順槽運輸采用吊掛式膠帶輸送機(jī)。促進(jìn)了我國采煤機(jī)械化的發(fā)展；
2. 使采區(qū)結(jié)構(gòu)和巷道布置發(fā)生了相應(yīng)變化。 第三階段：1975年至上世紀(jì)末期，是發(fā)展長壁綜采階段 特征：以自移式液壓支架為主的“綜采” 裝備的引進(jìn)和國產(chǎn)化，推廣“綜采”及大規(guī)模礦井技術(shù)改造：1973年和1978年我國兩次成批引進(jìn)國外綜采設(shè)備，后逐步實現(xiàn)了綜采設(shè)備國產(chǎn)化并形成了一定的配套生產(chǎn)能力，“綜采” 得到快速推廣。 成果：1990年全國有綜采工作面200多個，平均年產(chǎn)量已超過60萬t ，有相當(dāng)一部分工作面年產(chǎn)量超過百萬t ，最高年產(chǎn)量已達(dá)到200多萬t 。 第四階段：從1996年開始，是發(fā)展高產(chǎn)高效（安全高效）及復(fù)雜條件綜合機(jī)械化采煤技術(shù)階段 隨著改革開放進(jìn)一步深入，一些條件好的礦井全面引進(jìn)西方發(fā)達(dá)采礦國家的現(xiàn)代化采礦技術(shù)裝備及管理方法，取得的巨大經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益，極大地刺激和帶動了我國采礦技術(shù)的全面發(fā)展。在這一時期，國產(chǎn)綜采裝備發(fā)展迅速，發(fā)展的主要特點是：設(shè)備重型化、能力大型化、運行可靠化、適用條件多樣化和復(fù)雜化等。不僅使緩傾斜中厚煤層綜采裝備水平得到全面提升，更重要的是發(fā)展了放頂煤綜采裝備、大傾角綜采裝備、大采高綜采裝備等。 進(jìn)入21世紀(jì)，我國采煤技術(shù)裝備和礦井生產(chǎn)管理的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個新的水平，一些先進(jìn)的礦井率先邁入了世界先進(jìn)行列，成為具有世界一流水平的礦井。這些礦井的建成標(biāo)志著我國現(xiàn)代化礦井的建設(shè)和高速發(fā)展的開始。 目前，我國已進(jìn)入現(xiàn)代化礦井建設(shè)與發(fā)展階段。 現(xiàn)代化礦井與高產(chǎn)高效礦井的不同在于對安全、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能等指標(biāo)有更高更全面的要求。第二章 礦井開采系統(tǒng)及其發(fā)展第一節(jié) 礦井開采系統(tǒng) 所謂礦井開采系統(tǒng)是指礦井巷道系統(tǒng)和以此為基礎(chǔ)，在其中建立的為開采服務(wù)的各種系統(tǒng)的總稱。 礦井巷道系統(tǒng)——由各種巷道組成的由地表到達(dá)礦體的通道。 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)——煤炭運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、行人系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)等。 一、 井田劃分井田劃分是建立礦井開采系統(tǒng)的前提。井田劃分是為了便于開采，即便于布置采煤工作面和建立開采系統(tǒng)，因此井田劃分以采煤方法和開采系統(tǒng)為依據(jù)。 （一）幾個概念 煤層單元——為了便于開采，需要將煤層進(jìn)行逐級劃分，形成不同大小的煤層范圍，將所劃出的一定范圍內(nèi)的煤層叫煤層單元。 煤田——在同一地質(zhì)年代形成的大面積含煤地帶。煤田內(nèi)煤層是最大的煤層單元。 井田——在煤田內(nèi)，劃歸一個礦井開采的部分。 礦井開采是在井田范圍內(nèi)進(jìn)行的，井田是礦井開采的最大煤層單元，礦井開采設(shè)計是從井田劃分開始的。 （二）井田劃分方式 根據(jù)煤層賦存條件，井田劃分方式一般有以下兩種： （1）井田劃分為階段 （2）井田劃分為盤區(qū) （三）井田劃分為階段 （1）劃分程序。井田-階段-采區(qū)-區(qū)段或井田-階段-條帶 （2）幾個概念 階段——在井田范圍內(nèi)按一定標(biāo)高將煤層劃分為若干走向長條，每個長條為一階段。 采區(qū)——在階段內(nèi)沿走向?qū)⒚簩觿澐殖扇舾蓧K段，每一塊段為一個采區(qū)。 區(qū)段——在采區(qū)范圍內(nèi)沿傾斜將煤層劃分為若干走向長條，每個長條為一區(qū)段。區(qū)段是最小的煤層單元，在區(qū)段內(nèi)可以布置工作面進(jìn)行開采，所以也叫回采單元。 條帶——在階段內(nèi)沿走向?qū)⒚簩觿澐殖扇魞A斜長條部分，每一部分為一個條帶。在條帶內(nèi)也可以布置工作面進(jìn)行開采，所以也叫回采單元。 （四）井田劃分為盤區(qū) （1）劃分程序。井田-盤區(qū)-區(qū)段（條帶） （2）盤區(qū)的概念 在井田內(nèi)劃分的相當(dāng)于采區(qū)大小的一個區(qū)域。就劃分程序而言，盤區(qū)與采區(qū)有大的區(qū)別，就單元功能講，盤區(qū)與采區(qū)完全相同?；蛘哒f盤區(qū)與采區(qū)的內(nèi)涵相同，但外延不同。 二、礦井開采系統(tǒng) 進(jìn)行井田劃分是為了便于開采，而要有計劃的將井田內(nèi)煤層采出，使劃分具有實質(zhì)意義，必須建立完善的礦井開采系統(tǒng)。 礦井開采系統(tǒng)是礦井巷道系統(tǒng)與在其中建立的生產(chǎn)及生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的統(tǒng)稱。 1.礦井巷道系統(tǒng) 是由不同類型的巷道組成的。 1）巷道分類 按傾角分為垂直巷道、傾斜巷道、水平巷道 按服務(wù)范圍分為開拓巷道、準(zhǔn)備巷道、回采巷道 按圍巖特性分為煤層巷道、巖石巷道、半煤巖巷道 2）巷道命名 按用途命名 按裝備命名 按傾角命名 3）巷道布置要求 巷道設(shè)計包括斷面形狀和尺寸、角度（坡度）、方位等 巷道布置必須滿足生產(chǎn)系統(tǒng)布置的要求。主要是煤炭運輸、輔助運輸和通風(fēng)的要求。 2.煤炭運輸系統(tǒng) 煤炭運輸系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)最重要的系統(tǒng)。 常用的煤炭運輸系統(tǒng)有兩大類： 1）軌道（窄軌）運輸 主要設(shè)備：軌道、電機(jī)車（絞車）、礦車 軌道：600mm、900mm 電機(jī)車：架線電機(jī)車、蓄電池電機(jī)車 特點：可以擔(dān)負(fù)全部運輸任務(wù)，系統(tǒng)復(fù)雜，間斷運輸 2）膠帶運輸 主要設(shè)備：膠帶輸送機(jī) 特點：連續(xù)運輸，運輸能力大。 3.輔助運輸系統(tǒng) 輔助運輸一般包括設(shè)備運輸、材料運輸、矸石運輸、人員運輸?shù)取? 常用的輔助運輸系統(tǒng)有以下幾類： 1）軌道運輸 2）無軌運輸 3）其他運輸 4.通風(fēng)系統(tǒng) 是由風(fēng)機(jī)和通風(fēng)設(shè)施組成的。風(fēng)機(jī)提供通風(fēng)動力，保證風(fēng)流正常流動；通風(fēng)設(shè)施保證風(fēng)流按設(shè)計風(fēng)量和線路分配和流動。第二節(jié) 礦井開采系統(tǒng)的發(fā)展 一、巷道系統(tǒng)的發(fā)展 巖石巷道——煤層巷道 二、煤炭運輸系統(tǒng)發(fā)展 由軌道運輸——膠帶運輸 三、輔助運輸系統(tǒng)發(fā)展 窄軌（道）運輸——非窄軌（道）運輸 非窄軌（道）運輸指無軌運輸和其他運輸 其他運輸指單軌吊運輸、齒軌車運輸、套膠輪運輸、卡規(guī)車運輸?shù)取? 四、煤層開采單元劃分 煤層單元參數(shù)由小——大——適當(dāng) 煤層單元參數(shù)由工作面參數(shù)決定，工作面參數(shù)由工作面采煤工藝裝備決定。 煤層單元參數(shù)也受礦井開采系統(tǒng)裝備制約，主要是煤炭運輸裝備和輔助運輸裝備。強(qiáng)力膠帶運輸和非窄軌運輸裝備的發(fā)展是提高煤層單元參數(shù)的保證。 煤層單元參數(shù)增加會帶來很多好處，如減少煤柱量，提高煤炭回收率；減少工作面、采區(qū)、開采水平接續(xù)的頻度等。 煤層單元參數(shù)增加也會帶來一些不利影響，如增加巷道維護(hù)工程量，增加工作輔助時間等。 理性考慮煤層單元參數(shù)應(yīng)該有一個合理值，這個合理值需要進(jìn)行研究。 煤層單元參數(shù)確定也受自然條件限制，主要是煤層傾角，構(gòu)造和瓦斯、水、自然發(fā)火等。第三章 長壁綜采技術(shù)第一節(jié) 綜采面采煤工藝 一、綜采的概念 1．綜采的定義 綜采是綜合機(jī)械化采煤工藝的簡稱，因依靠采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和自移液壓支架三種機(jī)械裝備有機(jī)配合來完成工作面落煤、裝煤、運煤、支護(hù)和（采空區(qū)處理）五項工作（工序），實現(xiàn)了采煤工作的完全機(jī)械化而得名。具體說綜采就是利用采煤機(jī)落煤和裝煤，利用可彎曲刮板輸送機(jī)運煤，利用自移液壓支架進(jìn)行支護(hù)和采空區(qū)處理的一種采煤工藝。 綜采是在炮采、普采的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展而來的，炮采、普采、綜采是長壁采煤由運煤機(jī)械化，落、裝、運機(jī)械化到全部工作機(jī)械化發(fā)展所經(jīng)歷的三個重要階段，目前在我國炮采、普采和綜采三種工藝并行，分別用于不同煤層條件、不同經(jīng)濟(jì)條件和不同規(guī)模的礦井。綜采是長壁采煤方法中機(jī)械化程度最高的一種采煤工藝。 2．綜采面主要裝備及布置 我國使用最多、效果最好的綜采裝備是由雙滾筒采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和自移式液壓支架組成的配套裝備。最常見的綜采面布置形式如圖3-1所示。 3．綜采面采煤工作 （1）落煤與裝煤。沿工作面往復(fù)行走的采煤機(jī)在行走和搖臂的擺動中，依靠前后兩個滾筒的旋轉(zhuǎn)、截齒不斷切入煤體而破煤；破落的煤炭依靠采煤機(jī)滾筒的旋轉(zhuǎn)，在與滾筒同軸的弧形擋煤板配合下將其沿滾筒上的螺旋溝槽順滾筒軸線方向向外推出，裝入可彎曲刮板輸送機(jī)上。 （2）運煤。沿工作面布置的可彎曲刮板輸送機(jī)將采煤機(jī)破落并裝入其上的煤炭沿工作面運至端頭，并裝入運輸順槽中的運輸裝備上。 
（3）支護(hù)與回收支架。沿工作面全長布置的自移式液壓支架，依靠液壓系統(tǒng)實現(xiàn)升降和移動，完成支架支設(shè)——回收——重新支設(shè)的周期性工作，將支護(hù)與回收支架合二為一，實現(xiàn)機(jī)械化。 4．綜采面采煤工藝過程 綜采面落煤與裝煤作業(yè)都由采煤機(jī)完成，簡稱為割煤；煤炭運輸作業(yè)由刮板機(jī)完成，刮板機(jī)既是運煤裝備，又是采煤機(jī)的支撐和行走機(jī)構(gòu)的組成部分，為了保證采煤機(jī)能夠連續(xù)正常割煤，刮板機(jī)必須及時移至煤壁，移動刮板機(jī)的作業(yè)簡稱為移溜；支護(hù)與支架回收作業(yè)均由液壓支架完成，簡稱為移架。可見綜采面的五項采煤工作被簡化為割煤、移溜和移架三項作業(yè)。這三項作業(yè)按一定順序進(jìn)行就形成了綜采面的采煤工藝過程。常見的采煤工藝過程有以下兩種安排方式： （1）按照割煤→移架→移溜的順序安排。 （2）按照割煤→移溜→移架的順序安排。 二、綜采面采煤工藝技術(shù) 1．雙滾筒采煤機(jī)割煤方式 通常把采煤機(jī)沿工作面將煤層全厚割完一次稱為進(jìn)一刀。將一刀割煤的深度稱為截深。把采煤機(jī)在工作面往返行走時的狀態(tài)和進(jìn)刀數(shù)相結(jié)合稱為割煤方式。雙滾筒采煤機(jī)在正常工作時，一般前滾筒沿頂板割煤，后滾筒沿底板割煤（如圖3-2所示），行走一趟就可完成一刀割煤任務(wù)。如果采煤機(jī)在往返中都在割煤，那么一個往返就可以完成兩刀割煤任務(wù)，這種割煤方式稱為雙向割煤往返進(jìn)兩刀。如果采煤機(jī)在往返中只有一趟在割煤，一趟空行，那么一個往返就只能完成一刀割煤任務(wù)，這種割煤方式稱為單向割煤往返進(jìn)一刀。 
（1）單向割煤。采煤機(jī)上 （下）行割煤，滯后采煤機(jī)2～3個液壓支架進(jìn)行移架，直至端頭；采煤機(jī)下（上）行清理浮煤，滯后采煤機(jī)10～l5m進(jìn)行移溜，采煤機(jī)往返一次進(jìn)一刀，工作面推進(jìn)了一個截深。單向割煤方式適用于：①煤層傾角大，只能自下而上移架或自下而上移溜的綜采面；②煤層厚度大，采煤機(jī)不能一次采全高的綜采面；③采煤機(jī)裝煤效果差的綜采面。 （2）雙向割煤。采煤機(jī)上 （下）行割煤，滯后采煤機(jī)2～3個液壓支架進(jìn)行移架，滯后采煤機(jī)10～15m進(jìn)行移溜，直至端頭；采煤機(jī)在端頭進(jìn)刀后，下（上）行割煤、移架、移溜。往返一次進(jìn)兩刀，工作面推進(jìn)了兩個截深。這種割煤方式多用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較緩和厚度適合于采煤機(jī)一次采全高的條件。 2．采煤機(jī)進(jìn)刀方式把采煤機(jī)割完一刀煤后，滾筒重新進(jìn)入煤體的過程稱為進(jìn)刀，把完成這個過程的方式叫進(jìn)刀方式。常用的采煤機(jī)進(jìn)刀方式有斜切進(jìn)刀、鉆入進(jìn)刀、預(yù)做缺口推入進(jìn)刀等。綜采面雙滾筒采煤機(jī)多采用斜切進(jìn)刀方式，常用的斜切進(jìn)刀方式有以下兩種： （1）端部割三角煤斜切進(jìn)刀。其進(jìn)刀過程如圖3-3所示。采用端部斜切進(jìn)刀、雙向割煤時，要求工作面上、下順槽要有足夠?qū)挾?，能使刮板機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾盡量伸向順槽內(nèi)，以保證采煤機(jī)能在無人工缺口的情況下割通工作面。 （2）中部斜切進(jìn)刀。其進(jìn)刀過程如圖3-4所示。 
中部斜切進(jìn)刀的特點是：刮板機(jī)的彎曲段在工作面中部，左半段割煤時，右半段移溜；右半段割煤時，左半段移溜。與端部斜切進(jìn)刀相比，中部斜切進(jìn)刀可減少進(jìn)刀作業(yè)時間，但只能用于單向割煤，且工程質(zhì)量不易保證。 3．液壓支架的支護(hù)方式 在綜采面，把移架與移溜操作的配合方式叫支護(hù)方式。一般綜采面的移架和移溜是通過在支架底座與刮板機(jī)之間的液壓千斤頂?shù)纳炜s來實現(xiàn)的。支架與刮板機(jī)在移動時互為支點。 如果在采煤機(jī)正常割煤時千斤頂處于完全伸出狀態(tài)，在支架底座前端與刮板機(jī)之間有一個相當(dāng)于千斤頂一個行程的距離，在割完煤后，可以先進(jìn)行移架，完成移架后，再進(jìn)行移溜。由于這種配合方式能夠保證在采煤后對暴露的頂板進(jìn)行及時支護(hù)，因此稱為及時支護(hù)。及時支護(hù)適用于煤層頂板條件較差的工作面。 相反，如果在采煤機(jī)正常割煤時千斤頂處于完全收縮狀態(tài)，支架底座前端與刮板機(jī)之間無間隙，則只能先移溜，移好溜后再移架，這種配合方式稱為滯后支護(hù)。滯后支護(hù)適用于煤層頂板條件較好的工作面。 4．移架方式 按同時移動的液壓支架數(shù)目和順序，液壓支架的移架方式可分為依次順序式、分組交錯式和成組整體順序式三種方式。 （1）依次順序式。按順序依次移動支架，每次移動一臺。這種方式操作簡單，質(zhì)量容易保證，但移架速度慢，適用于采煤機(jī)割煤速度慢的工作面。 （2）分組交錯式。將3～5臺支架分為一組，組內(nèi)支架按順序移動，組間平行前移。這種移架方式速度快，適應(yīng)于頂板較穩(wěn)定的高產(chǎn)工作面。 （3）成組整體順序式。將2～3臺支架分為一組，組內(nèi)支架同時前移，組間順序前移。這種方式移架速度快，對移架技術(shù)要求高，適用于頂?shù)装鍡l件好的工作面。 5．端頭支護(hù) 工作面端頭是指工作面與順槽連接處附近的區(qū)域，這個區(qū)域是人員與設(shè)備出入工作面的出入口。一般端頭設(shè)備和人員集中、控頂面積大、礦山壓力復(fù)雜，而且隨工作面推進(jìn)，需要不斷在這里拆除和更新順槽中的支護(hù)，作業(yè)量大。端頭支護(hù)即指這個區(qū)域的支護(hù)。端頭支護(hù)是工作面頂板管理的重要內(nèi)容之一，對工作面安全生產(chǎn)和設(shè)備能力的發(fā)揮有很大影響。常用的綜采工作面端頭支護(hù)方式有以下三種： （1）用單體支柱與長鋼梁組成邁步抬棚支護(hù)。 （2）用專用的自移式端頭液壓支架支護(hù)。 （3）用與工作面相同的液壓支架支護(hù)。第二節(jié) 走向長壁綜采面采煤系統(tǒng) 一、采煤系統(tǒng)的構(gòu)成 采煤工作面的采煤系統(tǒng)由直接為工作面服務(wù)的巷道系統(tǒng)、煤炭運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、行人系統(tǒng)等組成。圖5所示為一基本的走向長壁綜采面采煤系統(tǒng)。 
二、采煤系統(tǒng)布置要求 采煤系統(tǒng)的布置，最主要的是巷道系統(tǒng)的布置。巷道系統(tǒng)布置是按照煤炭運輸、輔助運輸、通風(fēng)、排水等其他主要系統(tǒng)布置的要求進(jìn)行的。 1．巷道系統(tǒng)布置要求 巷道的坡度 巷道方位 巷道斷面 2．生產(chǎn)及輔助系統(tǒng)布置要求 煤炭運輸、輔助運輸、通風(fēng)、排水、供電等生產(chǎn)與輔助系統(tǒng)均布置在巷道之中，是巷道系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。選擇裝備和布置這些系統(tǒng)時應(yīng)該充分考慮巷道空間特點，按照巷道系統(tǒng)設(shè)計時的要求進(jìn)行設(shè)備選型和安裝。 1）煤炭運輸系統(tǒng)布置要求 2）輔助運輸系統(tǒng)布置要求 （1）軌道運輸系統(tǒng)布置要求。 （2）無軌膠輪車運輸系統(tǒng)布置要求。 3）通風(fēng)系統(tǒng)布置要求 4）排水系統(tǒng)布置要求第三節(jié) 工作面生產(chǎn)組織與管理 一、生產(chǎn)組織 1.作業(yè)方式 工作面采煤工作與準(zhǔn)備工作的配合方式叫作業(yè)方式。作業(yè)方式與勞動制度有關(guān)。合理確定作業(yè)方式是為了保證采煤設(shè)備的正常使用和能力的最大發(fā)揮。常用的作業(yè)方式如下： （1）“三八”制：“兩采一準(zhǔn)”，“三班采煤，邊采變準(zhǔn)”。 （2）“四六”制：“三采一準(zhǔn)”。 （3）“八二七七”，“八八六二”。 2.勞動組織 勞動組織是指按照各項工作的工作量進(jìn)行的人數(shù)安排，勞動組織的原則是各盡所能、滿負(fù)荷工作，目的是提高工作效率。 在不斷提高工人素質(zhì)和技術(shù)熟練程度的基礎(chǔ)上，積極推行兼職兼崗，為工作面減人增效創(chuàng)造了條件。 一般一個工作面生產(chǎn)班配9個人，其中采煤機(jī)司機(jī)、溜子工、三機(jī)司機(jī)個2人，電工、班長、隊長各一人。檢修班15人，一個采煤隊出勤人數(shù)42人。神東公司千萬t面勞動組織見表3-1。 
二、生產(chǎn)管理技術(shù) 1.工作面過斷層頂板管理技術(shù) 一般為了減少工作面搬遷次數(shù)，當(dāng)斷層落差小時，采用強(qiáng)制過斷層；遇到堅硬巖層要用爆破松動方式松動巖層，然后讓采煤機(jī)截割通過； 過斷層帶支架應(yīng)帶壓移動；為了減少過斷層截割量，應(yīng)降低采高；應(yīng)注意斷層水，采取探水措施。 2.來壓期間頂板管理技術(shù) 保證工作面質(zhì)量，做到“三直、兩平、兩暢通”；保證支架初撐力；保證液壓系統(tǒng)壓力；減小端面空頂距，及時支護(hù)；加快推進(jìn)速度，避免停采。 3.工作面超前平巷超前支護(hù)技術(shù) 點柱支護(hù)、棚子支護(hù)，專門的超前支護(hù)支架支護(hù)。 三、工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 長壁采煤工作面的采煤工作是周而復(fù)始進(jìn)行的，把這種工作進(jìn)行方式叫循環(huán)作業(yè)，其中完成一個周期叫一個循環(huán)。如果在規(guī)定時間保質(zhì)保量完成一個循環(huán)叫正規(guī)循環(huán)。 由于受煤層條件、工作面設(shè)備條件以及礦井其他環(huán)節(jié)和系統(tǒng)等影響，并不是每個循環(huán)都能按期完成，超期完成的循環(huán)叫非正規(guī)循環(huán)。 工作面的循環(huán)作業(yè)為工作面生產(chǎn)管理提供了方便，按照循環(huán)進(jìn)行工作面生產(chǎn)管理對保證工作面的產(chǎn)量、效率、質(zhì)量等十分有利。 用在計劃期（月）內(nèi)實際完成的循環(huán)數(shù)與計劃的循環(huán)數(shù)的比值（用百分?jǐn)?shù)表示）表示循環(huán)完成的情況，叫正規(guī)循環(huán)率，一般該值大于85%。 工作面的正規(guī)循環(huán)是按循環(huán)作業(yè)圖進(jìn)行的，循環(huán)作業(yè)圖在時間和空間兩維坐標(biāo)系種規(guī)定了每一種作業(yè)的位置及其變化。 循環(huán)作業(yè)是工作面生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。 四、工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 工作面條件以及生產(chǎn)情況都可以通過工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)反映出來，這些指標(biāo)包括煤層厚度、傾角、工作面長度、推進(jìn)長度、工藝裝備的型號、主要技術(shù)參數(shù)、采煤工作面工藝參數(shù)（截深、采高、循環(huán)進(jìn)尺）、工作面產(chǎn)量、效率、材料消耗等。 
工作面循環(huán)作業(yè)圖、勞動組織表、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表合稱為工作面循環(huán)作業(yè)圖表，是工作面設(shè)計的重要內(nèi)容，是工作管理的主要依據(jù)。第二部分 巷道掘進(jìn)技術(shù)巷道掘進(jìn)也叫巷道施工，是指形成礦井巷道系統(tǒng)的工作。巷道掘進(jìn)技術(shù)是指巷道施工以及與之相關(guān)的技術(shù)。從施工考慮，按照圍巖條件，巷道分為巖巷、煤巷和半煤巖巷；按照巷道傾角分為垂直巷道、傾斜巷道和水平巷道，不同類型的巷道掘進(jìn)技術(shù)不同。在所有巷道中，立井施工難度最大，技術(shù)最為復(fù)雜，通常需要專用的施工裝備，由更為專門的隊伍施工，因此這里不講立井施工。巷道施工包含破巖、裝巖、運輸、支護(hù)等工作，破巖的巖壁叫掘進(jìn)工作面，俗稱掌子面，通常這一概念也被用于表示掘進(jìn)的場所。為了保證掘進(jìn)工作面安全和有良好的環(huán)境，需要進(jìn)行通風(fēng)、排水等工作。巷道施工根據(jù)破巖的方式有爆破施工和機(jī)械施工兩種方法。目前這兩種方法在我國煤礦都有使用。第四章 爆破掘進(jìn)技術(shù)爆破是破巖的最基本的方法之一，以爆破為破巖方式的巷道掘進(jìn)技術(shù)稱為爆破掘進(jìn)技術(shù)，爆破掘進(jìn)可以用于各類各種條件的巷道。第一節(jié) 破巖原理與爆破技術(shù)一、在爆破作用下的巖石破碎機(jī)理如果將一個球形或立方體形炸藥包(爆破上稱之為集中藥包)埋入巖石中，巖石與空氣相接的表面叫自由面，藥包中心到自由面的垂直距離叫最小抵抗線。 
圖4-1 集中藥包的爆破現(xiàn)象
當(dāng)最小抵抗線很大時(圖4-1a的W1)，自由面對爆破不產(chǎn)生影響。藥包起爆后，藥包附近的巖石受爆轟波和爆生氣流的沖擊，產(chǎn)生粉碎性的破碎或被壓縮成一個空洞。這個區(qū)域稱為粉碎(或壓縮)區(qū)。雖然爆轟壓力超過巖石的抗壓強(qiáng)度很多倍，但一則巖石本身在短暫的沖擊下的強(qiáng)度比靜壓時的強(qiáng)度要高得多，二則在巖石中傳播的應(yīng)力波因能量消耗于粉碎巖石而很快衰減，所以粉碎區(qū)的范圍并不大。粉碎區(qū)外面是裂隙區(qū)，產(chǎn)生縱橫交錯的徑向裂隙和環(huán)向裂隙。它們是由壓縮應(yīng)力波在傳播時衍生的拉應(yīng)力而產(chǎn)生，又因爆生氣體的充入而擴(kuò)大所形成的破壞區(qū)。裂隙區(qū)外面由于應(yīng)力波繼續(xù)衰減，以致連裂隙也不能產(chǎn)生，只能使巖石產(chǎn)生震動故稱為震動區(qū)。在這種炸藥量小、抵抗線大的情況下，由爆破作用而破壞的范圍比較小。
最小抵抗線小一些時(圖4-1b的W2)，應(yīng)力波傳到自由面衰減的程度還不大，就在自由面處產(chǎn)生反射。反射波可以看作是與入射的應(yīng)力波大小相等、方向相反的拉伸波，而巖石的抗拉強(qiáng)度又遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，因此就產(chǎn)生從自由面向藥包層層剝落的拉伸破壞，這個破壞區(qū)域叫做拉斷(或片落)區(qū)。
最小抵抗線再小一些時(圖4-1c的W3)，拉斷區(qū)和裂隙區(qū)連接起來，爆生氣體又沿這些裂隙沖出，使裂隙擴(kuò)大、巖石移動，于是靠近自由面一側(cè)的巖石便完全破壞而形成漏斗狀的坑。如巖石只產(chǎn)生松動叫做松動漏斗，不但松動而且將巖石拋擲出去叫做拋擲漏斗(圖4-1d)。通常把漏斗坑半徑r與最小抵抗線W的比值叫做爆破作用指數(shù)n。即
(4-1)
當(dāng)n＝1時形成的漏斗坑稱為標(biāo)準(zhǔn)拋擲漏斗；3＞n＞1時，叫做加強(qiáng)拋擲漏斗(n>3破壞巖石很少，無使用價值)；0.75＜n＜1時，叫減弱拋擲漏斗；n＝0.75時，巖石只產(chǎn)生松動，不產(chǎn)生拋擲叫做松動漏斗。 n＜0.75時，漏斗坑將不能形成，一般認(rèn)為n＝1時形成的漏斗坑體積最大，爆破作用最好：但n略大于l(約1.3～1.4)時，可減少清理坑內(nèi)巖石的工作，而n略小于1(約為0.8）時，巖石不致飛散過遠(yuǎn)，使裝巖容易進(jìn)行?？梢姳谱饔弥笖?shù)應(yīng)按爆破要求來選用。井巷掘進(jìn)的爆破作用指數(shù)一般選用在0.8～1.0之間，掏槽眼可以稍大于1。 
更多資料下載http://www.treasurewfy.com/Soft/ShowSoft.asp?SoftID=4764
