煤矿放顶煤开采技术

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1、顶煤开采技术河南理工大学李化敏教授放顶煤开采的概念及分类我国放顶煤开采的发展历程矿压显现特征及顶煤破碎机理放煤规律与放煤方式放顶煤工作面劳动组织放顶煤开采的瓦斯问题防火问题防尘报告内容：厚煤层开采方法主要有两种：分层开采法—将厚煤层分成2-3m一个分层，逐层布置采煤工作面进行开采的方法。放顶煤开采法—在厚煤层中沿煤层（或分段）底部布置一个采高2-3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力或辅以人工松动方法，使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方放出，并经由运输机运出工作面（如图7-1）。1概念及分类1.2放顶煤开采法分类按倾角分：1

2、)α>450，水平分段放顶煤；2)α<350，长壁放顶煤按分层分：1)一次采全厚：8m；按设备分：1)综放开采：单运输机高位放顶煤支架；双运输机中位放顶煤支架；双运输机低位放顶煤支架。2)简易支架放顶煤：滑移支架，悬移支架；单体支柱绞接顶梁、π型梁放顶煤。2我国放顶煤开采的发展过程发展大体可分为三个阶段第一阶段摸索阶段1990年以前(1984—1990)第二阶段逐步成熟阶段1990—1995年第三阶段推广阶段1996年—现在第一阶段摸索阶段放顶

3、煤开采技术是在原苏联、波兰、匈牙利、南斯拉夫等在放顶煤方面研究的基础上，1964年在法国（布朗齐矿区）试验成功，我国82年通过可行性研究和技术经济论证，84年第一套综放支架在沈阳的浦河下井，85年通过煤炭工业部组织的评议，并获得肯定。主要特点：放顶煤开采的潜在技术经济优势被认识；暴露出了瓦斯、火、煤尘、回采率等问题；提出了顶煤破碎及放出规律、矿压等科学问题。阶段结束的标志：90年阳泉一矿月产超过14万t，证明了综放开采能实现高产高效。第一阶段产量不高的主要原因技术不过关支架不过关：主要是抄袭国外架型，略加修改。高、中、低百花齐放，由于没有实

4、现高产，几年搞了20多种都不理想，但介绍法国的中位放煤效果较好，其次是高位放煤支架。工艺及安全技术不过关：工艺（建立在对放煤机理及矿压规律认识基础上的工艺技术）、配套技术装备、瓦斯、火、煤尘、回采率以及矿压问题等第二阶段逐步成熟阶段结束标志是：1)综放开采设备有了突破，潞安的支架；2)实现了高产，兴隆庄矿年产300万t/a；3)难采煤层有了突破。标志说明当时放顶煤开采技术形成了两条战线：（1）条件好的产量更高；（2）难采煤层技术有突破。“难采”煤层：①三软煤层：如郑州、轩岗。②倾角较大煤层：如乌兰；③一些高瓦斯矿井：如轩岗刘家梁、唐山。第三

5、阶段推广阶段1996年—今放顶煤开采产量更高，兖州东滩矿工作面年产超过500万t／a，工效235t／工。难采煤层产量有了大幅度提高，超化年产超过150万t／a。工艺、技术装备、瓦斯、火、煤尘、回采率以及矿压问题等放顶煤开采技术的研究有了重大进展发展。3矿压显现特点及顶煤破碎机理3.1工作面矿压显现特点按传统矿压理论，放顶煤开采的一次采出厚度明显增大，采场矿压将明显增大，支架载荷将成数倍增长，动载(周期来压)显现也将严重。但放顶煤开采实践表明情况并非如此。放顶煤整层开采的矿压显现往往并不比分层开采(采厚相差若干倍)更强烈。(1)尽管放顶煤开采

6、的一次采出厚度比分层开采大，支架载荷减小了5％～68％，载荷强度减小15％～20％。由此，可以认为，综放开采的支架载荷和一次采出厚度没有确定的关系；工作面支架动载不强烈，动载系数一般都低于采用分层开采的顶分层，表明上位顶板岩梁的运动(周期来压)对支架的影响有明显地缓和或者没有影响。反映周期来压显现的影响减小。（2）凡是支架设计(额定)工作阻力高的综放工作面，支架实际载荷就比较较大，顶煤强度高的工作面，支架实际载荷高，松软工作面的实际支架载荷低。表明工作面支架载荷并不取决于一次采出厚度；多数情况下，四柱式综放支架前柱平均工作阻力大于后柱平均工

7、作阻力，表明支架的载荷重心更靠近煤壁。（3）端面冒顶增加了。3.2顶煤破碎机理放顶煤开采技术的核心是顶煤的有效放出，而顶煤的破碎是前提。矿山压力、支架往复支撑作用是破煤的动力，其中，矿山压力作用是主导作用。支架往复支撑过程其实质是对顶煤的多次的加卸载过程。往复支撑次数n为：L=nBn=L/B式中L—支架长度，m；B—循环进度，m.四、放煤规律和放煤方式散体运动原理放煤的过程是散体运动过程，最大的特点：椭球体漏斗的发展椭球体发展原则1)同时到达的原则2)按比例运动的原则漏斗最主要反映下降速度和方向1)中间快，两边慢；2)向中间运动。四、放煤规

8、律和放煤方式四、放煤规律和放煤方式放煤方式为减少混矸，提高回收率，必须保持和控制煤岩分界面，必须有规律的顺序放煤。放煤方式：单轮、多轮、顺序、间隔、协调。放煤步距：一刀一放、二刀