采煤工藝

由于開采條件和煤礦所有制的多樣性以及地區(qū)資源賦存條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，我國長壁工作面的采煤工藝主要有爆破采煤工藝、普通機(jī)械化采煤工藝和綜合機(jī)械化采煤工藝三種，其中綜合機(jī)械化采煤工藝是采煤技術(shù)發(fā)展的方向。在我國煤礦中，國有重點(diǎn)煤礦以綜采為主，地方國營煤礦以普采和炮采為主，而鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦則以炮采為主。

普采工藝特點(diǎn)：普采將采煤和裝煤這兩道工序改為由淺截式滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)來完成，使工作面采煤工作實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，產(chǎn)量有了較大的提高，而且與綜采相比，設(shè)備投資減少了2/3；但支架的架設(shè)和回撤工作仍為繁重的人工勞動(dòng)，在頂板管理方面還顯得比較薄弱。

綜采工藝特點(diǎn)：綜采是采煤技術(shù)發(fā)展史上的一次重大變革，它使采煤工作面的采煤與頂板管理等各工序都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。尤其是近年來研制出了大功率、大滾筒采煤機(jī)和大采高液壓支架，使綜采可在厚度5.0 m左右的煤層中一次采全高以及在特厚煤層中進(jìn)行放頂煤開采，其適用范圍越來越廣，簡化了礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)，便于集中管理。其主要特點(diǎn)是：高產(chǎn)、高效、安全、低耗。

炮采工藝特點(diǎn)：由于炮采工作面采煤和支護(hù)這兩項(xiàng)主要工序基本上依靠的是繁重的人工勞動(dòng)，所以工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、支護(hù)工作不安全、日產(chǎn)量及勞動(dòng)生產(chǎn)率低、材料消耗量大。但在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域仍需使用，因此，其使用范圍較為廣泛。

水力采煤工藝特點(diǎn)：水力采煤使一般機(jī)械化采煤的多工序、多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程得到了簡化。它具有流程單一，設(shè)備簡單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，效率高，安全性好等顯著優(yōu)點(diǎn)，還有煤損大，電耗高等缺點(diǎn)。

由于煤層的自然條件和采用的機(jī)械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在進(jìn)行的順序、時(shí)間和空間上必須有規(guī)律地加以安排和配合。這種在采煤工作面內(nèi)按照一定順序完成各項(xiàng)工序的方法及其配合，稱為采煤工藝。在一定時(shí)間內(nèi)，按照一定的順序完成回采工作各項(xiàng)工序的過程，稱為采煤工藝過程。

采煤工藝爆破采煤工藝

爆破采煤工藝，簡稱“炮采”，用爆破方法破煤的采煤工藝。 炮采工藝系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用打眼放炮方法進(jìn)行破煤（爆破破煤）。此時(shí)，裝煤變成了一項(xiàng)單獨(dú)的工藝，可用機(jī)械裝置或人工方法完成。在這種工藝系統(tǒng)中體力勞動(dòng)工作量和強(qiáng)度都大大地增加了，產(chǎn)量和效率也相應(yīng)地降低了，一般平均月產(chǎn)在9000t左右。但是，它所采用的設(shè)備簡單，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。因此，在我國仍大量采用，其產(chǎn)量占總產(chǎn)量的45%左右。

炮采工作面支架布置形式與普采工作面支架布置形式基本相同，爆破破煤的生產(chǎn)過程包括打眼、裝藥、填炮泥、聯(lián)炮線和起爆等工序。通常，在爆破中要求：保證進(jìn)度，煤塊破碎均勻，保持工作面煤壁平直，不留頂?shù)酌?，不破壞頂板，不崩倒棚子和崩翻輸送機(jī)等。

采煤工藝普通機(jī)械化采煤工藝

普通機(jī)械化采煤工藝，簡稱“普采”，用機(jī)械方法破煤和裝煤，輸送機(jī)運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)的采煤工藝。 其特點(diǎn)是用采煤機(jī)械同時(shí)完成落煤和裝煤工序，而運(yùn)煤、頂板支護(hù)和采空區(qū)處理與炮采工藝基本相同。普通機(jī)械化采煤工藝系統(tǒng)是指在回采工作面中，利用滾筒式采煤機(jī)或刨煤機(jī)與單體支柱配套進(jìn)行采煤的工藝系統(tǒng)。它與綜采工藝的差別是支護(hù)、放頂工序需人工進(jìn)行。因此，這種工藝系統(tǒng)的體力勞動(dòng)量較大，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果上，以及安全程度上都遠(yuǎn)不及綜采工藝系統(tǒng)好。

在一般機(jī)械化工作面中，單體支柱可使用金屬摩擦支柱或單體液壓支柱。使用金屬摩擦支柱時(shí)，通常稱為普通機(jī)械化采煤工藝，簡稱為普采工藝。使用液壓支柱時(shí)，與摩擦支柱相比，其力學(xué)性能，支護(hù)與控制頂板的效果都較好，而且往往配用大功率的采煤機(jī)和輸送機(jī)，是一種高檔次的普通機(jī)械化。所以亦俗稱為高檔普采采煤工藝。無論是在哪種普采工作面中，單體支柱的布置形式很多，可以因頂板條件不同而異。

采煤工藝綜合機(jī)械化采煤工藝

綜合機(jī)械化采煤工藝，簡稱“綜采”，用機(jī)械方法破煤和裝煤，輸送機(jī)運(yùn)煤和液壓支架支護(hù)的采煤工藝。 它是指回采工作面中采煤的全部生產(chǎn)工序如破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和管理頂板等過程都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。此外，順槽中的運(yùn)輸也實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)地機(jī)械化，以便充分發(fā)揮綜采設(shè)備的生產(chǎn)效能。綜合機(jī)械化采煤工作面是指用采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和自移液壓支架等主要設(shè)備組合配套，進(jìn)行生產(chǎn)的回采工作面。

采煤工藝螺旋鉆采煤工藝

螺旋鉆采煤工藝，用螺旋鉆機(jī)破煤、裝煤和運(yùn)煤的采煤工藝。

采煤工藝水力采煤工藝

水力采煤，簡稱“水采”，利用水力或水力-機(jī)械開采和水力或機(jī)械運(yùn)輸提升的水力機(jī)械化采煤技術(shù)。水力采煤工藝，水力采煤各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有機(jī)組合的總稱。

水力采煤是利用水槍射流破煤，借助于一定的坡度使碎煤隨水從采垛（采面）中流出，沿巷道以“無壓水力運(yùn)輸”方法運(yùn)到煤水倉中，再由井底煤水倉用煤漿泵把煤與水混合而成的煤漿提升到地面。圖示為水采礦井的生產(chǎn)工藝流程圖。顯然，水力采煤使一般機(jī)械化采煤的多工序、多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程得到了簡化。水力采煤工藝系統(tǒng)是指由采垛（回采工作面）破煤，將煤漿運(yùn)到采區(qū)煤水倉的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，簡稱為水采工藝系統(tǒng)。

合理的工序安排對(duì)循環(huán)時(shí)間、晝夜循環(huán)次數(shù)、循環(huán)產(chǎn)量、勞動(dòng)組織、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及安全都有很大影響。工序的安排形式一般有流水作業(yè)、平行作業(yè)以及流水作業(yè)和平行作業(yè)相結(jié)合等幾種。采煤工作面的工藝流程中，究竟哪些工序必須流水作業(yè)，哪些工序可以平行作業(yè)，各工序在時(shí)間和空間上如何配合才能充分利用時(shí)間和空間，這些都是在工序形式中應(yīng)當(dāng)正確解決的問題。工序安排的具體方法是：

（1）找出主要矛盾線：根據(jù)工序之間的關(guān)系和各自需要的時(shí)間，找出起主導(dǎo)作用并且占用工時(shí)最多的矛盾線以及主要矛盾線上的主要工序。一般以采煤工作為主要工序。

（2）找出次要矛盾線：如支護(hù)線、回柱放頂線、作缺口線等。各次要矛盾線內(nèi)部各工序之間，一般也是順序關(guān)系。而各矛盾線之間，則是平行關(guān)系。

（3）根據(jù)工序之間的制約關(guān)系和各自需要的工作時(shí)間，確定各矛盾線之間、各工序之間在時(shí)間和空間上的配合關(guān)系。

最后，用簡單明了的符號(hào)繪成工藝流程圖，把一個(gè)循環(huán)的整個(gè)采煤工藝過程明確地表示出來。 2100433B

爆破采煤主要包括落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、采空區(qū)處理等工序。其特點(diǎn)是爆破落煤，爆破及人工裝煤，機(jī)械化運(yùn)煤，用單體支柱支護(hù)工作空間頂板。隨著技術(shù)裝備的發(fā)展，我國炮采工藝經(jīng)歷了三個(gè)主要發(fā)展階段：建國初期改革采煤方法，推行長壁采煤工藝，工作面采用拆移刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、木支柱支護(hù)頂板，生產(chǎn)效率很低，工作極為繁重，勞動(dòng)條件差；20世紀(jì)60年代中期開始，采用能力較大、能整體前移的可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，用摩擦式金屬支柱和鉸接頂梁支護(hù)頂板，使工作面單產(chǎn)和效率有較大提高，勞動(dòng)強(qiáng)度有所降低；進(jìn)入20世紀(jì)80年代，炮采工作面的裝備和技術(shù)手段更新速度加快，用防炮崩單體液壓支柱代替摩擦式金屬支柱，工作空間頂板得到有效控制，生產(chǎn)更加安全，支護(hù)工作效率提高，而且工作面輸送機(jī)裝上鏟煤板和可移擋煤板，使80%~90%的煤在爆破和推移輸送機(jī)時(shí)自行裝入輸送機(jī)，同時(shí)工作面采用大功率或雙速輸送機(jī)運(yùn)煤和毫秒爆破技術(shù)，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。

走向長壁采煤法通常包括炮采、普采和綜采三種采煤工藝。

走向長壁采煤法炮采

炮采工作面采煤工藝過程有：爆破落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和采空區(qū)處理等。

(1)爆破落煤。爆破落煤的生產(chǎn)過程包括打眼、裝藥、填炮泥、連炮線、爆破等工序。

(2)裝煤。炮采工作面主要裝煤方法有：爆破裝煤、人工裝煤和機(jī)械裝煤等。爆破裝煤是通過爆破使煤直接落入刮板輸送機(jī)內(nèi)。

(3)運(yùn)煤。采煤工作面的運(yùn)輸方式主要根據(jù)落煤方式及煤層傾角來確定。傾斜工作面可采用鐵溜槽或搪瓷溜槽，緩傾斜工作面主要采用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。

(4)支護(hù)。炮采工作面常用金屬支柱。

(5)采空區(qū)處理。隨著采煤工作面不斷向前推進(jìn)，頂板懸露面積越來越大，為保證工作面的安全生產(chǎn)，需要及時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理。采空區(qū)處理方法有多種，但最常用的是全部垮落法。

炮采除運(yùn)煤的工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化外，其余的工序全部是人工操作。炮采工作面的裝備有：鉆眼工具用煤電鉆、麻花鉆桿與合金鉆頭；運(yùn)煤設(shè)備一般使用輕型刮板輸送機(jī)；支護(hù)材料用木柱、木棚、摩擦式金屬支柱與金屬鉸接頂梁或單體液壓支柱與金屬鉸接頂梁配套的支架支撐頂板；回柱用人工的方法或簡單的回柱機(jī)具或者配備回柱絞車。炮采的優(yōu)點(diǎn)是：適應(yīng)性強(qiáng)，各種條件的采煤工作面均可采用，所需設(shè)備少，初期投資小。炮采的缺點(diǎn)是：回柱放頂工序安全風(fēng)險(xiǎn)大，頂板事故多，產(chǎn)量及效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等。

走向長壁采煤法普采

普采工藝是用采煤機(jī)械來完成落煤及裝煤過程，而運(yùn)煤、頂板支護(hù)及采空區(qū)處理等過程與炮采工藝大致相同。某普采面，工藝過程如下：每班開始時(shí)，采煤機(jī)自工作面下切口開始割煤，滾筒截深為1 m，滾筒直徑為 1.25 m。采煤機(jī)向上運(yùn)行時(shí)，滾筒沿頂板割煤，并利用滾筒螺旋和弧形檔煤板裝煤。工人隨機(jī)掛梁，拖住剛暴露的頂板，梁距0.6 m。采煤機(jī)運(yùn)行至工作面上切口后，翻轉(zhuǎn)弧形檔煤板，將搖臂降下，開始自上而下運(yùn)行，滾筒割底煤并裝余煤。采煤機(jī)下行時(shí)，負(fù)荷較小，牽引速度較快。滯后采煤機(jī) 10~15 m，依次開動(dòng)千斤頂推移輸送機(jī)，與此同時(shí)，輸送機(jī)上的鏟煤板清理機(jī)道上的浮煤。推移完輸送機(jī)后，開始支設(shè)單體液壓支柱。支柱間的距離，即沿煤壁方向的距離為 0.6 m；牌局，即垂直與煤壁方向的距離，等于滾筒截深（1.0 m）。

當(dāng)采煤機(jī)割底煤至工作面下切口時(shí)，支設(shè)好下端頭的支架，移直輸送機(jī)，采用直接推入法進(jìn)刀，是采煤機(jī)滾筒進(jìn)入新的位置，以便重新割煤。工作面下切口長 4m，當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行至工作面下部終點(diǎn)位置時(shí)，其滾筒恰好到達(dá)機(jī)一起推入新的位置，待輸送機(jī)移成一條直線時(shí)，采煤機(jī)也進(jìn)刀完畢。采煤機(jī)完整地割完一刀煤，并且相應(yīng)的完成推移輸送機(jī)、支架和進(jìn)刀工序后，工作面有原來的 3 排柱控頂變?yōu)?4 排柱控頂。為了有效的控制頂板，要回掉

1 排柱，讓采空區(qū)頂板自行垮落，重新恢復(fù)工作面 3 排柱控頂，同時(shí)檢修設(shè)備。割煤和回柱期間，乳化液泵站始終向工作面供液，以保證推移輸送機(jī)和支設(shè)、回車液壓支柱工作面正常進(jìn)行。采煤面這一采煤工藝過程稱為一個(gè)循環(huán)。該實(shí)例完成一個(gè)循環(huán)為 8 小時(shí)。

走向長壁采煤法綜采

綜采就是通常所說的機(jī)械化采煤，也就是破、裝、運(yùn)、支、處五個(gè)主要工序全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。

下面是某綜采面的工藝過程：（縮伸縮梁、護(hù)幫板）向端頭割煤→移架（伸伸縮梁、護(hù)幫板）→（牽機(jī)至工作面中部）中部進(jìn)刀→自端頭順移刮板輸送機(jī)至面中部→（縮伸縮梁、護(hù)幫板）割煤→移架（伸伸縮梁、護(hù)幫板）→（牽機(jī)至工作面中部）自端頭順移刮板輸送機(jī)至面中部。

綜采工作面一般采用雙滾筒采煤機(jī)，各工序簡化為割煤、移架、推移輸送機(jī)3個(gè)主要工序，采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)上完成割煤和裝煤，一般前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。液壓支架通過底部的千斤頂與刮板輸送機(jī)連接，可互為支點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)移架和推移刮板輸送機(jī)。移架時(shí)，支柱卸載，頂粱下降(與頂板脫離或不完全脫離)，支架整體前移，移到新位置后，立柱重新加載載，支護(hù)新位置處的頂板。推移刮板輸送機(jī)時(shí)，移架千斤頂重新伸出，推移刮板輸送機(jī)到煤壁處，割煤后可可以及時(shí)依次推移液壓支架和輸送機(jī)，也可以先逐段依次推移機(jī)，再依次移設(shè)液壓支架，即及時(shí)支護(hù)和滯后支護(hù)。

綜采工作面布置如下：

本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目 審核 。

水力采煤工藝是水力采煤各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有機(jī)組合的總稱，適用于層厚 1～8m，傾角超過6～8、頂?shù)装遢^好、瓦斯不大的軟或中硬煤層的開采。

中文名稱

水力采煤工藝

英文名稱

hydraulic coal mining technology

定　　義

水力采煤各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有機(jī)組合的總稱。

應(yīng)用學(xué)科

煤炭科技（一級(jí)學(xué)科），煤礦開采（二級(jí)學(xué)科），水力采煤（三級(jí)學(xué)科）