在回采工作面内,为采出煤炭所进行的落煤、装煤、运煤、工作面支护和采空区处理等工序叫回采;按一定顺序回采,并在
空间和时间上合理安排、有机配合,称煤回采工艺(coal winning technology)。
有关概念
落煤
落煤是把煤从煤壁上破落下来,主要有打眼放炮落煤、机械割煤和水力落煤等
方式。
装煤
装煤是把落下的煤装入输送机,主要有人工装煤、机械装煤和爆破装煤等方式。
运煤
运煤是把采下来的煤运出工作面,倾角小于25°时工作面铺设输送机,大于25°时可改用溜槽。
工作面支护
工作面支护是支护控顶区内的顶板,
防止冒顶,减少顶板下沉量,以保证工作面安全回采。在急倾斜煤层中有时还要支护底板。工作面支护主要有木柱、棚子、金属支柱或
单体液压支柱配合铰接顶梁组成的悬臂支架以及自移式
液压支架等。
采空区处理
回采后不再支护的空间称采空区。为减少工作面压力而对采空区顶板加以管理的方法叫采空区处理,顶板管理是工作面支护与采空区处理的合称。中国多数矿区采用全部垮落法将采空区支架撤回,使采空区顶板下部垮落并利用其碎胀性支撑上部顶板。少数矿区采用全部充填法将采空区用
充填材料填满,不让顶板垮落;极少数矿区则采用
煤柱支撑法或局部充填法管理顶板。
发展阶段
20世纪50年代初,中国煤矿大力推广
壁式采煤法,并
采用了输送机。使回采工艺改进很大,大体上经历了以炮采、机采、综采为主要标志的三个发展阶段。
炮采
打眼放炮落煤方式的简称。回采工艺过程是打眼放炮、人工或机械法装煤和
刮板输送机运煤。工作面推进后用人工移设输送机,也称人工移溜,用木柱、棚子或金属支架支护工作面,回柱放顶或回柱充填等。炮采的设备和技术简单,对复杂的地质条件很能适应,目前在中国仍占总产量的60%。但炮采劳动强度大,人工装煤和移设输送机费工费时,工作面月产量仅万吨左右,工作面效率每工约4吨。
机采
落煤、装煤和运煤等回采工序实现普通机械化,简称普采。50年代中国采用深截式采煤机(即康拜因)采煤。这种机械的结构复杂,需要专门机道,割煤后顶板悬露的面积大。60年代初期,中国开始推广了浅截式机组采煤。工作面的装备有:浅截式采煤机,
滚筒采煤机(或刨煤机),
可弯曲刮板输送机,
金属摩擦支柱或单体液压支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。这种回采工艺过程主要是机械采煤、液压千斤顶移设输送机、人工支护(使割煤后悬露出的顶板能及时得到支撑)和回柱放顶或回柱充填。机采使工作面回采工艺简化,劳动强度减轻;工作面单产和工效比炮采提高了一倍。目前中国机采产量已达总产量的20%以上。
综采
综合机械化采煤的简称。回采工作面的落煤、装煤、运煤、支护和顶板管理等基本工序全部实现机械化。中国在20世纪70年代初开始推广这种方法。在综采工作面内的设备包括:滚筒采煤机或刨煤机、可弯曲刮板输送机、自移式液压支架以及其他一些附属设备。在运输巷道内装设有转载机和
可伸缩带式输送机;在回风巷道内装设单轨吊车或双轨平板车,供输送材料和设备等使用。
采煤方式:有单向和双向两种:①单向采煤,上行进一刀(0.6~0.8米)割煤,下行装煤,即往返只进一刀;②双向采煤,往返各进一刀(0.6~0.8米)×2,即往返都割煤、装煤,又称穿梭式采煤。采煤时,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤。装煤是借助滚筒的
螺旋叶片和挡煤板将割下的煤装进输送机。一般应采用双向采煤的方法。
推移输送机:采煤机采过10~15m后,用
液压千斤顶将输送机顶推到煤壁。推移时要保持弯曲段有一定长度,不使输送机过度弯曲。
移架:采煤机采过后,要前移支架维护新露出的顶板。移架方式有两种:①及时移架,采煤机采过5m后,先移支架,后推输送机,又称及时支护;②滞后移架,采煤机采过10~15m后,先推输送机,后移支架,又称滞后支护。应根据工作面
顶板稳定性选择移架方式。
综采改善了劳动条件,使工作面产量和效率比机采提高了一倍,工作面安全,顶板事故大为减少,是煤炭工业的发展方向;但综采设备昂贵,技术性很强,对地质条件要求严格。到20世纪80年代初,中国综采产量仅占统配煤矿产量的15%左右。在地质条件简单、煤层赋存稳定的矿区,应优先采用综采。
在综采中放顶煤开采又占到很大的比例。 按照工作面布置方式分类:根据煤层及围岩的赋存条件放顶煤开采可以分为四类。
1、整层放顶煤采煤法
2、预采顶分层采煤法:主要是解决三个问题:首先是直接顶坚硬或者厚度较薄,不能随采随落,需要人工措施处理顶板。 其次 防止在底部放顶煤时发生混矸现象,预采顶分层时铺设隔离网,形成网下放煤。 再次当煤层中含有大量的瓦斯或有突出的危险时,预采顶分层可以事先释放瓦斯,或者进行抽方的工作。但是这种采煤法必须煤层厚度在8米以上。
3、预采中间分层
放顶煤采煤法:主要是适用于十米以上的煤层,硬度大,需要预先疏干的煤层。
4、
水平分段放顶煤采煤法:适用于极厚的煤层,按照每10~20米分成若干个分段,自上而下开采
按照支护方式可以分:
2、轻型综采放顶煤
3、悬移支架放顶煤