连续采煤机

1. 连续采煤机

2. 第七讲 连续采煤机房柱式开采技术 简介 3 第一节 采煤工艺 13 第二节 汪格维里采煤法 25 第三节 房柱开采特点与适用条件 28 第四节 房柱开采实例 45 中国矿业大学 银川学院

3. 简介 连续采煤机（miner）房柱式开采技术是一种先进的柱式体系采煤方法。与壁式体系采煤法相比，柱式体系采煤法以短工作面为其主要标志。它包括房式采煤法(room mining)和房柱式采煤法(room and pillar mining)两大类。根据不同的矿山地质条件和技术条件，每类采煤方法又有多种变化。图1为房柱式采煤法示意图。 中国矿业大学 银川学院

4. 图7-1 房柱式采煤法示意图 1—煤房；2—煤柱；3—回采煤柱 中国矿业大学 银川学院

5. 房式采煤法和房柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽度为5～7m左右的煤房，开煤房时，用短工作面向前推进，煤房间用联络巷相连以构成生产系统，并形成近似于矩形的煤柱，煤柱宽度由数米至二十多米不等。房式采煤法和房柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽度为5～7m左右的煤房，开煤房时，用短工作面向前推进，煤房间用联络巷相连以构成生产系统，并形成近似于矩形的煤柱，煤柱宽度由数米至二十多米不等。 中国矿业大学 银川学院

6. 煤柱可根据条件留下不采，或在煤房采完后再将煤柱按要求采出尽可能采出，前者称为房式采煤法，亦称“部分回采”方式，后者称为房柱式采煤法，亦称“全部回采”方式。由于此两者巷道布置基本相似，因此在美国将其统称为房柱式采煤法。煤柱可根据条件留下不采，或在煤房采完后再将煤柱按要求采出尽可能采出，前者称为房式采煤法，亦称“部分回采”方式，后者称为房柱式采煤法，亦称“全部回采”方式。由于此两者巷道布置基本相似，因此在美国将其统称为房柱式采煤法。 中国矿业大学 银川学院

7. 按落煤方式的不同，房式或房柱式采煤工艺大致可分为两大类：一类为传统的放炮落煤工艺；一类为连续采煤机采煤工艺。按落煤方式的不同，房式或房柱式采煤工艺大致可分为两大类：一类为传统的放炮落煤工艺；一类为连续采煤机采煤工艺。 中国矿业大学 银川学院

8. 我国乡镇（包括个体、联办或股份制）煤矿和开采条件较差的一些小矿几乎全采用传统的放炮落煤房柱式采煤工艺，它是一种投资少、技术条件简陋、劳动强度大、回采率低、通风状况不良的落后采煤法，在国有大矿基本不用或仅用于开采不适宜布置壁式工作面的煤层块段及回收煤柱。我国乡镇（包括个体、联办或股份制）煤矿和开采条件较差的一些小矿几乎全采用传统的放炮落煤房柱式采煤工艺，它是一种投资少、技术条件简陋、劳动强度大、回采率低、通风状况不良的落后采煤法，在国有大矿基本不用或仅用于开采不适宜布置壁式工作面的煤层块段及回收煤柱。 中国矿业大学 银川学院

9. 房柱式连续采煤机采煤工艺在美国、澳大利亚、加拿大、印度和南非等国应用较广、并取得了良好的技术经济效益。我国上世纪80年代后期以来，也重视这一先进的高度机械化柱式体系采煤工艺，将其作为长壁开采的一种补充手段，曾先后引进了美国的连续采煤机成套设备在神东、黄陵、山西大同、西山、黑龙江鸡西等矿区进行试用，也取得了较好的技术经济效益。 中国矿业大学 银川学院

10. 此外，神东矿区还应用连续采煤机成套设备为长壁综采工作面掘进巷道，取得了掘进速度快、效率高、成本低的良好技术经济效果。房柱式连续采煤机采煤工艺仍是一种有广泛应用和发展前景的采煤法。此外，神东矿区还应用连续采煤机成套设备为长壁综采工作面掘进巷道，取得了掘进速度快、效率高、成本低的良好技术经济效果。房柱式连续采煤机采煤工艺仍是一种有广泛应用和发展前景的采煤法。 中国矿业大学 银川学院

11. 典型的连续采煤机房柱式采煤法的基本特点是采用短工作面推进，将煤柱作为暂时或永久的支撑物，采用连续采煤机(continuous miner)、梭车或万向接长机（又简称跨骑）、锚杆机等配套设备进行采煤。开采时的矿山压力显现较壁式体系长壁开采和缓。 中国矿业大学 银川学院

12. 因此，随着工作面（煤房）推进，可只用较简单的支架（锚杆）和履带行走支架支护顶板，以防顶板冒落。由于采用同类锚杆支护，增大了工作空间，为机械化采煤创造了有利条件。此外，由于采用同类机械采煤房和采煤柱，提高了采煤的灵活性。因此，随着工作面（煤房）推进，可只用较简单的支架（锚杆）和履带行走支架支护顶板，以防顶板冒落。由于采用同类锚杆支护，增大了工作空间，为机械化采煤创造了有利条件。此外，由于采用同类机械采煤房和采煤柱，提高了采煤的灵活性。 中国矿业大学 银川学院

13. 第一节 采煤工艺 连续采煤机采煤工艺按运煤方式的不同，可分为两种：一种是连续采煤机——梭车——转载破碎机——胶带输送机工艺系统（简称连续采煤机——梭车工艺系统）；另一种是连续采煤机——桥式转载机——万向接长机——胶带输送机工艺系统（简称连续采煤机——输送机工艺系统）。前者是间断运输工艺系统，后者是连续运输系统动议系统。 中国矿业大学 银川学院

14. 1．连续采煤机——梭车工艺系统 这种系统主要用于中厚煤层，有时也用于厚度较大的薄煤层。其工艺系统如图7-2。连续采煤机主要有横向滚筒和纵向螺旋两大类。在中厚煤层中使用的都是横向滚筒。 中国矿业大学 银川学院

15. 如美国久益采矿机械公司制造的（JOY）12CM型连续采煤机，就属这一类。滚筒宽度2.9～3.2m，采煤机长9～10m，割煤的同时并装煤。梭车的容量一般为7～16t，车高0.7～1.6m，车长8.0m左右，车宽2.7～3.3m，自重11～18t。 中国矿业大学 银川学院

16. 为了将煤匀速送入胶带输送机，在输送机前面设置了转载破碎机，破碎大块煤，且利于梭车快速卸载。锚杆机是系统中的主要设备，大多为拖电缆胶轮或履带自行式。打锚杆也是作业中耗时较多的一道工序，采煤机与锚杆机轮流进入煤房作业。先采到一定进度（例如6m ），采煤机退出至另一煤房采煤，锚杆机进行打锚杆钻孔、安装锚杆等支护工作。 中国矿业大学 银川学院

17. 图7-2 连续采煤机——梭车工艺系统 1—连续采煤机；2—梭车；3—转载破碎机；4—胶带输送机； 5—锚杆机；6—纵向风幛；7—风帘；8—风墙；9—电源中心 中国矿业大学 银川学院

18. 这种工艺系统与传统工艺系统相比，机械化程度高，大大减少了作业人员。一般三班作业，每班配备7～9人，工效较高。这种工艺系统与传统工艺系统相比，机械化程度高，大大减少了作业人员。一般三班作业，每班配备7～9人，工效较高。 2．连续采煤机——输送机工艺系统 这种系统是将采煤机采落的煤，通过多台输送机转至胶带输送机上。其工艺系统如图7-3所示。 中国矿业大学 银川学院

19. 图7-3 连续采煤机—输送机工艺系统 1—桥式转载机；2～4—万向接长机；5—胶带输送机 中国矿业大学 银川学院

20. 这种系统主要用于薄煤层，在中厚及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的缺点，提高了运输效率，加速了掘采速度。神东大柳塔矿、鸡西小恒山矿就是采用这种系统。所不同的是前者所采用的连续采煤机为横向滚筒，而后者所采用的连续采煤机为纵向滚筒。这种系统主要用于薄煤层，在中厚及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的缺点，提高了运输效率，加速了掘采速度。神东大柳塔矿、鸡西小恒山矿就是采用这种系统。所不同的是前者所采用的连续采煤机为横向滚筒，而后者所采用的连续采煤机为纵向滚筒。 中国矿业大学 银川学院

21. 鸡西小恒山矿采用的MK—22型纵向双螺旋连续采煤机的割煤方式如图4所示。鸡西小恒山矿采用的MK—22型纵向双螺旋连续采煤机的割煤方式如图4所示。 滚筒长1.2m，一般可钻进1.1m。两滚筒一上一下（前上后下）向左（向右）摆动割煤，最大摆动角度为90°，不挑顶，也不卧底。 中国矿业大学 银川学院

22. 图7-4 MK—22型采煤机割煤方式示意图 （a）采煤机向右割煤；（b）采煤机依枢轴平面旋转，向左清浮煤 （c）采煤机向左割煤，然后回中位，割完一刀 中国矿业大学 银川学院

23. 连续运输设备是由一台桥式转载机和三台万向接长机（自行输送机、互相铰接）和一台特低型输送机组成。连续运输设备是由一台桥式转载机和三台万向接长机（自行输送机、互相铰接）和一台特低型输送机组成。 由于薄煤层巷道低，条件较差，为方便运送人员、设备和材料及清扫浮煤，设一台铲车。 中国矿业大学 银川学院

24. 连续采煤机采煤后，若顶板不太稳固，可先用金属支柱临时支护，永久支护采用金属锚杆或树脂锚杆，边打锚杆边回撤临时支柱。一台采煤机配备2台顶板锚杆机，进行顶板打眼和安装锚杆。 中国矿业大学 银川学院

25. 第二节 汪格维里采煤法 汪格维里采煤法是在切块式房柱式的基础上，借鉴外进式回收煤柱的优点，首先在澳大利亚某矿的称为旺格维里（Wongawilli）煤层采用连续采煤机房柱开采所创新的一种先进的连续采煤机房柱式采煤法，目前应用比较广泛。我国神东矿区、山西、黑龙江等省的矿区均有采用并有新的发展。 中国矿业大学 银川学院

26. 在盘区准备巷道一侧或两侧布置长条形房柱，如图7-5所示，长条形房柱宽约15m，长约65～95m。长条形房柱内先采房，房宽6m，到边界后，后退回采9m宽的煤柱。盘区准备巷道按地质条件和胶带输送机长度确定。长条房柱间的回采顺序一般用后退式。两侧布置时，也可以一侧前进式，另一侧后退式。在盘区准备巷道一侧或两侧布置长条形房柱，如图7-5所示，长条形房柱宽约15m，长约65～95m。长条形房柱内先采房，房宽6m，到边界后，后退回采9m宽的煤柱。盘区准备巷道按地质条件和胶带输送机长度确定。长条房柱间的回采顺序一般用后退式。两侧布置时，也可以一侧前进式，另一侧后退式。 中国矿业大学 银川学院

27. 图7-5 汪格维利采煤法巷道布置 1—打巷；2—盘区准备巷；3—长条形房柱（15m） 中国矿业大学 银川学院

28. 第三节 房柱开采特点与适用条件 一、房柱式开采的主要特点： （一）一般工作面长度不大但数目较多，采煤房和回收煤柱设备合一。 （二）矿山压力显现较弱，在生产过程中支架和处理采空区(goaf)工作比较简单，有时还可以不处理采空区。 中国矿业大学 银川学院

29. （三）采场内煤的运输方向是垂直于采煤工作面的，采煤配套设备均能自行行走，灵活性强。（三）采场内煤的运输方向是垂直于采煤工作面的，采煤配套设备均能自行行走，灵活性强。 （四）工作面通风条件较壁式采煤法差，采出率也较低。 中国矿业大学 银川学院

30. 1.柱式体系采煤法 主要优点 （1）设备投资少，一套柱式机械化采煤设备的价格约为长壁综采的1/4～1/5； （2）采掘可实现合一，建设期短，出煤快； （3）设备运转灵活，搬迁快； 中国矿业大学 银川学院

31. （4）巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板；（4）巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板； （5）巷道几乎全掘在煤层中，矸石量很少且可在井下处理而不外运，有利于节约土地和环保； 中国矿业大学 银川学院

32. （6）当地面要保护农田、水利设施和建筑物时，采用方式采煤法有时可使总的吨煤成本降低；（6）当地面要保护农田、水利设施和建筑物时，采用方式采煤法有时可使总的吨煤成本降低； （7）全员效率较高，特别是中小型矿井更为明显。 主要缺点： （1）采区采出率低，一般为50%～60%左右，回收煤柱时可提高到70%～75%左右； （2）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。 中国矿业大学 银川学院

33. 2.房式采煤法的特点 房式采煤法的特点是只采煤房不回收煤柱，用房间煤柱支承上覆岩层。房式采煤法根据煤柱尺寸和形状还可以分为很多种形式，如长条式、切块式等。但其基本布置方式相似。 中国矿业大学 银川学院

34. 房式采煤法主要用于顶板稳定、坚硬的条件，根据顶板性质来确定房和柱的尺寸，采出率可达50%～60%。当为保护地面建筑物或防止地面塌陷而采用房式采煤法时，留设的煤柱尺寸不宜太小，要视具体情况而定。房式采煤法主要用于顶板稳定、坚硬的条件，根据顶板性质来确定房和柱的尺寸，采出率可达50%～60%。当为保护地面建筑物或防止地面塌陷而采用房式采煤法时，留设的煤柱尺寸不宜太小，要视具体情况而定。 中国矿业大学 银川学院

35. 3.房柱式采煤法的特点 与房式采煤法相比，这种采煤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，即先采煤房，后回收煤柱。下面结合切块式房柱式采煤法具体介绍房柱式采煤法的特点。 中国矿业大学 银川学院

36. 图7-5为一典型的切块式房柱式采煤法巷道布置方式。通常把4～5个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽5～6m，煤房中心距为20～30m，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，即可回收煤柱。 中国矿业大学 银川学院

37. 在图中主巷由5条巷道组成，中间三条进风，两边各一条回风。采用胶带输送机运煤。主巷一侧的独头短巷，用来堆放矸石，以便矸石不外运；在主巷另一侧布置盘区，盘区内不再布置盘区准备巷道，直接多房推进然后返回回收煤柱。盘区由5条煤房组成，房宽5m，留方形煤柱，房与房中心距为29m。盘区间留设24m长条形煤柱。该煤柱也可在后退回收煤柱时采出。在图中主巷由5条巷道组成，中间三条进风，两边各一条回风。采用胶带输送机运煤。主巷一侧的独头短巷，用来堆放矸石，以便矸石不外运；在主巷另一侧布置盘区，盘区内不再布置盘区准备巷道，直接多房推进然后返回回收煤柱。盘区由5条煤房组成，房宽5m，留方形煤柱，房与房中心距为29m。盘区间留设24m长条形煤柱。该煤柱也可在后退回收煤柱时采出。 中国矿业大学 银川学院

38. Ⅰ—已采完盘区；Ⅱ—回首煤柱盘区；Ⅲ—采房盘区Ⅰ—已采完盘区；Ⅱ—回首煤柱盘区；Ⅲ—采房盘区 1—进风大巷； 2—回风大巷； 3—主胶带输送机巷； 4—盘区运输巷； 5—风桥； 6—风墙； 7—回风巷； 8—堆放矸石的独头巷； 9—调节风门 图7-5 切块式房柱式采煤法巷道布置示意图 中国矿业大学 银川学院

39. 煤柱回收方式因工艺方式、煤柱尺寸和围岩条件的不同而异，主要有袋翼式和外进式两种。煤柱回收方式因工艺方式、煤柱尺寸和围岩条件的不同而异，主要有袋翼式和外进式两种。 1．袋翼式 袋翼式是使用连续采煤机时的一种常用方式。这种方式是在煤柱中采出2～3条通道作为回收煤柱时的通道（亦称袋），然后回收其两翼留下的煤（即翼），通道的顶板仍用锚杆支护。通道不少于两条，以便连续采煤机、锚杆机轮流进入通道进行采煤工作。 中国矿业大学 银川学院

40. 当穿过煤柱的通道打通时，连续采煤机斜过来对着留下的侧翼煤柱采煤，侧翼采煤时不再支护，边采边退出，然后顶板冒落。为了安全，在回收侧翼煤柱前，在通道中靠近采空区一侧打一排支柱。如图7-6所示，图中数字表示连续采煤机回收煤柱的顺序，当回收至16后，采煤机转至另外的煤房（或煤柱）内工作。当穿过煤柱的通道打通时，连续采煤机斜过来对着留下的侧翼煤柱采煤，侧翼采煤时不再支护，边采边退出，然后顶板冒落。为了安全，在回收侧翼煤柱前，在通道中靠近采空区一侧打一排支柱。如图7-6所示，图中数字表示连续采煤机回收煤柱的顺序，当回收至16后，采煤机转至另外的煤房（或煤柱）内工作。 中国矿业大学 银川学院

41. 图7-6 袋翼式回收煤柱 中国矿业大学 银川学院

42. 2．外进式 外进式是指当煤柱宽10～20m左右，可直接在房内向两侧煤柱进刀采煤，如图7-7所示。 图7-7 外进式回收煤柱 中国矿业大学 银川学院

43. 二、机械化的柱式采煤法适用条件 机械化的柱式采煤法，适用条件较严格，其发展受到一定限制。一般用于埋藏较浅的水平薄及中厚煤层，并要求顶板较好、瓦斯涌出量少，具体适用条件如下： （1）开采深度较浅，一般不宜超过300～500m； （2）顶板较稳定的薄及中厚煤层； （3）倾角在10°以下，最好为近水平煤层，煤层覆存稳定，起伏变化小，地质构造间单； 中国矿业大学 银川学院

44. （4）底板较平整，不太软，且顶板无淋水； （5）低瓦斯煤层，且不易自然发火。 我国有一部分煤田的地质条件较适合采用柱式体系采煤法，特别在平硐开拓的中小型矿井中，应用较为有利。一些矿井出于“三下”严重压煤的实际情况，如条件适宜，可以采用柱式采煤。但采用柱式体系采煤法，必须解决相应的配套设备并改进布置，尽量提高采出率。 中国矿业大学 银川学院

45. 第四节 房柱开采实例 实例一、图7-8为美国某矿井采用连续采煤机—梭车工艺系统的方式采煤法。主巷由5条巷道组成，盘区准备巷道为3条，在盘区巷道两侧布置煤房，形成区段。盘区一翼前进，另一翼后退。主巷的保护煤柱较宽（60m）。区段由6个房同时推进。房宽7m，煤柱尺寸为8×8m，因受地质条件限制，盘区平均走向长度约为220m。 中国矿业大学 银川学院

46. 1—运输大巷；2—煤仓；3—采区车场；4—回风巷；5—联络巷；6—护巷煤柱；1—运输大巷；2—煤仓；3—采区车场；4—回风巷；5—联络巷；6—护巷煤柱； 7—密闭；8—胶带输送机巷；9—材料巷；10—采段回风巷；11—联络巷；12—护巷煤柱；13—采段回风辅巷；14—瓦斯尾巷；15—护巷煤柱；16—回采中巷；17—区段巷 图7-8 房柱式采煤法巷道布置 中国矿业大学 银川学院

47. 实例二、山西省西山矿区西曲矿回收高压输电线铁塔下煤柱，采用了房式采煤法。该矿为低瓦斯矿井，煤层近水平，平均厚度2.2m，采用LN—800连续采煤机及其配套的10SC22—40B型梭车和TD1—45型锚杆机等设备。煤房宽度5m，房间煤柱宽度15m。采煤工作在区段内三个煤房交替进行。实例二、山西省西山矿区西曲矿回收高压输电线铁塔下煤柱，采用了房式采煤法。该矿为低瓦斯矿井，煤层近水平，平均厚度2.2m，采用LN—800连续采煤机及其配套的10SC22—40B型梭车和TD1—45型锚杆机等设备。煤房宽度5m，房间煤柱宽度15m。采煤工作在区段内三个煤房交替进行。 中国矿业大学 银川学院