放顶煤工艺范文

放顶煤工艺范文（精选10篇）

放顶煤工艺 第1篇

1 综采放顶煤工作面设备

综采放顶煤工作面的设备布置与普通综采相比无太大的不同, 主要在于液压支架的结构和性能出现了变化, 在中低位放煤工艺中, 工作面布置了双输送机。

1.1 放顶煤支架

放顶煤支架除具备通常液压支架性能之外, 还具备了性能良好的放煤机构。

一般而言, 放顶煤支架的放煤机构主要包括放煤口开闭机构及控制系统, 二次破大块煤及破坏松散顶煤二次成拱的机构以及与放煤移架相配合的输送机推移机构。衡量放顶煤支架放煤机构性能良好的标准是:放煤口不堵塞, 放煤速度快, 二次破煤能力强, 能使松散顶煤都可能从放煤口放出, 放煤口开闭灵活, 不阻碍输送机运煤, 操作维修方便, 可以实现高产、回收率高、放煤含矸率低。

1.2 排头支架与端头支架

放顶煤工作面使用单输送机支架时, 排头支架和端头支架都很简单, 与普通综采工作面大体相同;采用双输送机放顶煤支架时, 后部输送机给排头支架和端头支架提出较多的要求。

排头支架 (过渡支架) 必须具备三种功能:有足够的空能安装后部输送机的机头部分;能适当延长工作面端头的控顶距, 改善端头控顶效果;支架本身还要具备放煤功能, 减少端头顶煤损失端头支架长度大, 关系复杂, 要保证前后输送机正常运转, 保证长的端头支架顺利前移。

2 缓倾斜长壁综采放顶煤工作面的采煤工序

放顶煤采煤应按不同的煤层厚度、倾角采取不同的放顶煤方法。

缓倾斜厚煤层长壁放顶煤综合机械化采煤。一般可划分为:一次采全厚放顶煤综采, 主要用于煤层厚度小于12m-15m的缓倾斜煤层, 这是我国煤矿使用的主要方法, 还有预采顶分层放中层顶煤的放顶煤综采, 主要用于煤层厚度不小于10m, 直接顶板坚硬不易冒落或煤层含瓦斯大, 需预先排放瓦斯的缓倾斜煤层。主要包括割煤、移架、移前部、后部运输机等工序、放煤。在采煤过程中, 当前4道工序循环进行至确定的放煤步距时, 在移设完前部输送机后, 就能放煤。

3 放煤工艺

3.1 工作面采放煤的初始与收尾

在工作面推进后, 初次放顶和初次来压前, 在掩护梁上要留一定的散煤层, 避免顶板大块矸石冒落砸坏支架掩护梁, 只把冒落的顶煤部分放出。对不易冒落的顶煤, 在工作面推进3m-5m后, 要采取强制落放煤的措施, 以减少顶板威胁和初采煤损失。在工作面推至临近停采线时, 为回撤支架的便利, 一是沿底板继续回采, 同时, 提前铺网控制顶板, 并在网到达放煤日后, 停止放煤;二是在工作面结束前, 从底板的工作面开始上爬, 到顶板收尾。

3.2 放煤步距

放煤步距太小, 采空区方向的矸石先于上部顶煤到达放煤口, 而使上部的顶煤部分被关在放煤口外。合理的放煤步距凡可得到较高的回收率。

3.3 我国综采放顶煤工作面采用的放煤方式

(1) 单轮顺序放煤。实行见矸关门的原则, 煤损大。如果关门不及时, 混入矸石就会较多。

(2) 多轮顺序放煤。依次放完一轮煤, 煤岩分界面均匀下降一个高度, 再放第二轮。

(3) 单轮间隔放煤。按每隔一架支架放一支架的顺序进行放煤。一次放完, 见矸关门, 先放1、3、5等单号支架, 滞后一段距离, 再放2、4、6等双号支架。

其他的放煤方式都是由这三种基本放煤方式派生出来的。放煤方式的选择原则:一是有利于顶煤回收, 回收率要高, 含矸率低;二是速度快, 有利组织高产;三是操作简单, 方便工作人员掌握。

4 综采放项煤工艺与普通综采工艺的区别与联系

综采放顶煤回采工艺是在普通综采工艺的基础上发展而来, 两者有密切联系, 也存在很大区别。

4.1 联系

(1) 两者都是综合机械化采煤。在煤矿设备管理、操作使用、维修保养等方面有许多共性。

(2) 工作面割煤方式相同。综采放顶煤也采用采煤机制煤, 然后按一定的放煤步距、放煤方式进行放顶煤。采煤机的割煤方式、进刀方式等与普通综采基本相同。

(3) 工作面巷道布置形式相同。综采放顶煤工作面的巷道布置形式与普通综采工作面一致, 分别布置胶带机巷和轨道运输巷, 但综采放顶煤工作面的巷道布置形式与普通综采工作面相比无特殊要求。

(4) 设备布置相同。两种采煤工艺在设备布置方面要求是一致的。移动变电站也无太大的区别。

(5) 供电等级一致。综采放顶煤工作面的总负荷比普通综采工作面要大些, 供电等级可以满足生产需要。

4.2 区别

(1) 两种形式的采煤工艺, 使用的液压支架不同。放顶煤液压支架要有特殊的放顶煤装置和顶煤松动装置等, 在结构上要比普通综采工作面液压支架复杂, 外型尺寸上也大些。

(2) 工作面输送机不同。综采放顶煤工作面出煤量大, 普通综采工作面输送机不能满足出煤量大的需要。

(3) 回采工艺过程不同。普通综采工艺过程是:割煤推溜移架, 而综采放顶煤采煤工艺过程有放顶煤工序作为中间环节。

(4) 顶板管理的技术要求不同。普通综采工作面一般是沿直接顶或人工假顶推进, 顶板管理的对象为岩石, 管理比较容易。而放顶煤工作面的顶板为煤, 因其煤在一般状况下比直接顶要软些, 若工作面发生顶煤冒落一般可能造成直接顶冒落, 冒高大, 不易处理, 综采放顶煤顶板管理难度大。

(5) 工作面巷道布置层位不同。普通综采工作面顺槽沿直接顶或假顶施工;而放顶煤综采工作面顺槽沿煤层底板或留底煤掘进。巷道顶板为煤, 巷道压力比较大, 支护上要求较高。

放顶煤工艺 第2篇

关键词：工作面回采率；特厚煤层；综放工艺；放煤损失

中图分类号： TD82 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-193-2

0 引言

煤炭作为一种不可再生能源在社会发展中处于很重要的地位，在煤矿回采过程中必然会造成一定量的损失，因煤炭资源的不可再生性，为提高回采率，减少回采过程中的损失，各煤矿一直致力于研究提高煤炭回采率的回采方法以及更加先进的施工工艺。因此，如何计算出一个更加准确的回采率即为本文探讨的内容。《生产矿井储量管理规程》中对于生产矿井的损失量及回采率有明确规定，其规定见表1。

鄂尔多斯地区煤层普遍较厚，大部为超过8m的特厚煤层，但因为其埋藏较深，又不适合采用露天开采方式进行开采。现我国特厚煤层一次采全高的先驱者为神华集团，最大回采高度约8.5m，并且对设备功率要求较大，在超过10m的煤层中具有局限性，很难全部采出。因此在回采特厚煤层时，综合放顶煤工艺现在鄂尔多斯地区的煤矿中使用者较多。其具有施工工艺简单，可采出煤层较厚的优点，但因为在放顶煤过程中无法直观观测放顶煤情况，在放顶煤过程中会造成较大损失，提高综合放顶煤工作面回采率一直都是各矿研究的问题。

准格尔旗云飞矿业有限责任公司串草圪旦煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗龙口镇，主采6煤层，6号煤层：位于太原组上部第二岩段，为矿区主要可采煤层。煤层自然厚度0.30～16.80m，平均11.61m。煤层可采厚度1.10～13.75m，平均10.32m。该煤层结构较复杂，含夹矸0～7层，夹矸岩性多为泥岩。煤层顶板岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，底板岩性与顶板岩性基本相同，个别为细砂岩，与下部9上号煤层间距5.52～35.89m，平均16.58m。该煤层层位稳定，对比可靠，在煤层赋存范围内属全区可采的较稳定煤层。

采用后退式长壁采煤法，因无法一次采全高，因此综合放顶煤回采工艺。在放顶煤工艺中其放煤损失量在日常工作中无法进行实测，只能根据探测数据进行计算。放顶煤工作面煤炭回采率的计算只是简单地以原煤产量除以可采的地质储量，得到的工作面回采率值通常偏高，缺乏科学性、准确性和客观性。因此，串草圪旦煤矿计算采出量利用矸石及水分修正值进行工作面回采率的计算。

准格尔煤田位于鄂尔多斯台向斜东部，其地层沉积序列与华北地台石炭二叠纪各煤田基本相似。古生代地层区划属华北地层大区（Ⅴ），晋冀鲁豫地层区（Ⅴ4），鄂尔多斯地层分区（V44），东胜小区（V4-14）。区内地层层序自下而上为：下寒武统馒头组、中寒武统张夏组、上寒武统炒米店组、下奥陶统三山子组、中奥陶统马家沟组、上石炭统太原组、下二叠统山西组、下石盒子组、上二叠统上石盒子组、孙家沟组、下三迭统刘家沟组、和尚沟组、下白垩统志丹群、第三系上新统、第四系更新统、全新统。

矿区含煤地层总厚平均143.43m，煤层总厚累计平均22.84m，可采煤层累计厚度平均21.87m，含煤系数15.92%，可采含煤系数15.25%。

1工作面动用储量的计算

串草圪旦煤矿6煤层属较稳定近水平煤层，因此动用储量按公式（1）计算：Q=S×h×γ（1）

Q——动用储量；S——动用块段水平投影面积；γ——煤体容重。

煤层厚度取值：串草圪旦煤矿6煤层属较稳定煤层，在掘进中每隔20～50m对顶板进行钻探，取得煤层厚度数据。计算工作面动用储量时取其平均值。在煤层含有夹矸时去除0.2m及以上厚度的夹矸累计厚度。

工作面动用块段面积的计算：因煤层较厚，在放煤过程中通常会降顺槽上方的三角煤放出，因此，计算工作面倾斜长度时计算巷中距离。

2 采出量的计算取值

采出量的取值一般使用原煤产量，但经过计算结果通常偏高，甚至出现>100%的情况，不能真实地反应回采率情况。因此，我们利用原煤煤质化验中灰分、水分进行修正，按公式（2）进行计算：T=t×（1+Aad1-Aad+Mad1-Mad）（2）

T——采出量，单位（吨）；t——原煤产量；Aad1，Aad——储量报告中煤层灰分，原煤灰分；Mad1，Mad1——储量报告中煤层全水分，原煤全水分。

各煤层煤质特征见表2。

为保证原煤数据的准确性，原煤煤样采取、制备、化验工作要求严格执行《GB 475-2008商品煤样采取方法》及《GBT 212-2008 煤的工业分析方法》等国家标准中的相关规定。煤质化验部门应按期提供煤质化验灰分、水分、发热量等指标平均值，原煤空气干燥基灰分等煤质资料，并确保化验结果可靠。

3 煤炭损失构成分析

《生产矿井储量管理规定（现行）》中第32条规定实际工作面损失是指发生在工作面内的各项损失。

3.1 实际发生的与采煤方法有关的损失

实际发生的与采煤方法有关的损失指由于开采技术条件的限制，采用某种采煤方法时，允许损失掉的储量，包括：

3.1.1 面积损失

①按设计规定实际留设的小块煤柱和煤垛；②采用刀柱、掩护式支架、水采法采煤方法时，按规定实际留设的煤柱。

3.1.2 厚度损失

①工人作面内按规定实际留设的护顶煤；②因劫掠高度眼制，工作面设计采高不能采全厚而丢失的顶底煤；③掩护支架开采时，在设计规定范围内实际丢失的项底煤；④分层开采时，在设计规定范围内实际留设的煤皮假顶。

3.2 实际发生的落煤损失

实际发生的落煤损失指工作面在回采过程中遗留在老塘内的煤量。

3.3 实际发生的由于不正确开采引起的损失（即不合理损失）

实际发生的由于不正确开采引起的损失（即不合理损失）

指不按批准的设计施工，违反开采程序或因生产管理不善造成的损失。包括：

3.3.1 面积损失

①工作面内因冒顶另开切眼造成的损失；②工作面内由于水、火、瓦斯灾害造成的损失；③工作面内未按规定的开采顺序开采造成的损失；④工作面未采至终止线造成的损失；⑤刀柱、掩护支架、水采等采煤方法，煤柱实际尺寸超过规定部分的损失。

3.3.2 厚度损失

①工作面内未规定留设而实际已留设的护顶煤；②分层开采时，未按层位开采而丢失的顶底煤；③具备分层条件，但未按设计规定分层开采而整分层丢失的煤量；④工作面示达到规定的采高而丢失的顶底煤。

经过长期跟踪观测及计算发现，在房顶煤过程中由于顶板岩层垮落及煤体破碎在煤层顶板形成参差装破碎面，导致放顶煤过程中可能将顶板矸石放下而部分区域煤体无法充分放净的情况发生，因此放顶煤损失很难直观测量计算。

放顶煤损失在工作面损失中占有很大比重，因此为了提高放顶煤量，有必要将放顶煤损失进行计算统计。

在统计综放工作面中损失量的过程中，排除由于不正确开采引起的损失（即不合理损失）的情况下，一般将损失分为工作面内浮煤、丢底煤、放顶煤损失。浮煤及丢底煤可以通过实际测量计算得出相对准确数值。但放顶煤过程中无法实际测算其损失煤量。串草圪旦煤矿利用如下公式计算：

放煤损失=动用储量-浮煤-丢底煤-其他损失

4 结论

低位放顶煤采煤工艺介绍与探讨 第3篇

E1305工作面回采煤层为3#煤层, 赋存于二叠系下统山西组 (P1s) , 为泻湖相沉积, 黑色, 块状, 以亮煤为主, 暗煤次之, 光亮型煤, 参差状断口, 似金属光泽。煤层厚度较稳定, 煤厚6.77m~7.48m, 平均厚度7.06m, 该工作面内煤层倾角2°~10°, 平均角度5°。根据目前开采揭露, 工作面局部出现煤层厚度增加、倾角变大现象, 开采条件复杂。

2 开采技术条件

2013年度高河矿井瓦斯涌出量测定结果可知矿井绝对瓦斯涌出量240.70m3/min, 为高瓦斯矿井;该工作面所采3#煤层具有煤尘爆炸性;无煤 (岩) 与瓦斯 (二氧化碳) 突出危险性;无自然发火现象, 属不易自燃煤层;地温19.9℃左右属于正常地温;地压正常。

3 采煤工艺比选

根据高河矿煤厚度呈不规则分布, 厚度变化系数较大, 开采技术条件复杂的特点, 矿井可选用的采煤工艺有综采放顶煤一次采全高和分层综采两个方案, 现将两种方案优缺点比较如下。

3.1 分层综采

分层开采掘进率高, 工效低, 经济效益差, 但由于回采率高, 适应性广, 现还有一定的市场, 适用于不适宜放顶煤开采的厚煤层开采。根据地质报告, 工作面3#煤煤厚6.77m~7.48m, 平均厚度7.06m, 工作面局部出现煤层厚度增加、倾角变大现象, 开采条件复杂, 若选用分层开采, 最多能分为三层。但分层开采存在如下问题: (1) 开采投入高, 人工铺网劳动强度大, 工作面工序复杂, 工作面需要多掘进三组工作面运输、回风顺槽, 煤巷掘进工程量大, 回采工作面搬家倒面次数多, 搬家费用高。 (2) 区段分层周期长, 多次启闭, 引起自燃发火频繁;工作面产量低;工作面的机动性变差, 对地质条件的适应性降低, 资源损失增大。

3.2 综放开采

我国综采放顶煤始于20世纪80年代初, 20多年来得到了迅速的发展, 目前综放开采单面年产最高已超550万吨, 我国已成为世界上综放开采技术发展最快、拥有综放工作面最多的国家。实践证明, 在厚煤层中采用放顶煤开采较分层开采具有明显的优越性。

综放开采主要优点有:顺槽掘进量少, 掘进费用低, 缓和了采掘关系;减少了搬家倒面次数, 节省了综采面搬迁、安装的费用;较分层开采减少了铺网工序, 降低了材料、工资及巷道维护等费用;提高了块煤率, 提高了煤炭售价;减少了设备的运行费 (如采煤机) , 相对减少了设备折旧费或租赁费;有利于矿井的集中生产和集中控制, 有利于实现减面、减人、提效的目标;提高劳动生产率, 降低成本。资料统计表明, 放顶煤比分层开采提高工效2~5倍, 吨煤成本降低8~20元, 经济效益十分显著;对于厚度变化较大的厚煤层, 更利于提高回采率, 提高资源利用率。

综放开采的缺点:对于厚度稳定且采高适宜于分层的煤层, 综放工作面回采率偏低, 一般在80%~85%左右;煤尘大, 一般比分层开采高出1~3倍;对于硬度大、裂隙不发育、埋藏浅、地压小的煤层适应性差。虽然综放开采存在一些问题, 但经过近20年的科研和生产实践, 大部分问题已有了比较完善的应对措施。

3.3 结论

由于综放开采较分层综采有较大的优势, 不仅经济效益好, 而且技术可行, 3#煤层的采煤方法采用大采高综放一次采全高。

4 采煤工艺

4.1 回采工序

采煤机斜切进刀→割煤→移架→推前部刮板输送机→放煤→拉后部刮板输送机→推移转载机→拉前、后刮板输送机机头→下一循环采煤机斜切进刀。

4.2 说明

(1) 割煤。工作面采用太原矿山机械厂生产的MG400/930-WD电牵引双滚筒采煤机 (滚筒有效截深800mm) 进行割煤。其技术特征见表1。

正常割煤时, 前滚筒割顶煤, 后滚筒割底煤。采煤机滚筒旋转时, 煤被滚筒上的截齿破碎下来, 并由滚筒上的螺旋叶片装入前刮板运输机。少量煤在推前刮板运输机时被铲煤板装入刮板运输机内。极少量散落在支架与支架间、支架与前溜间的浮煤, 由人工装入前刮板运输机。采煤机进刀方式见图1。

工作面采高控制在3.5±0.1m, 保证工作面“三直一平”要求。

(2) 移架。本工作面采用ZF8500/22/42型四柱支撑掩护式低位放顶煤液压支架, 操作方式为手动快速操作移架, 移架步距800mm。正常情况移架滞后采煤机后滚筒5m进行, 及时支护顶板, 根据顶板情况, 可紧跟前滚筒拉架, 局部煤墙片帮较宽或顶板破碎时超前移架控制顶板。操作要求:收侧护板时, 侧护板正下方严禁站人, 并且与相临支架不咬、不啃;移架要带压移架, 做到快、匀、正、直、稳;支架前柱及前梁初撑力要达到24MPa;及时打出逼帮板。

(3) 推前部刮板输送机、拉后部刮板输送机。

(4) 放顶煤。移过支架、后部刮板输送机高速运转时, 方可放煤。一旦输送机停止 (或低速) 运转时, 立即停止放煤。

(5) 运煤。工作面机组割下的底煤和支架放下的顶煤分别由前后两部输送机运至端头卸载, 经转载机→E1305胶带顺槽胶带输送机→东翼胶带大巷胶带输送机→煤仓→主井提升至地面。

5 结束语

利用ZF8500/22/42型四柱支撑掩护式低位放顶煤液压支架支护工作面, MG400/930-WD电牵引双滚筒采煤机割煤, 克服了传统封大采高综放采煤工艺等诸多缺点, 工作面回采效果好, 工艺简单, 回采率高, 工作面切眼长275m, 煤层平均厚度为7.06m, 工作面采高3.5±0.1m, 放煤高度3.56m, 采放比1:1.017, 割煤回收率为98%, 顶煤回收率为88%, 工作面的循环产量为1972.22吨。

摘要：文章以山西潞安集团高河能源有限公司采用F8500/22/42型四柱支撑掩护式低位放顶煤液压支架为例, 系统的介绍了在局部出现煤层厚度增加、倾角变大现象的复杂地质条件下, 大胆采用新工艺、新方法、新设备, 进一步提高矿井工作面的安全系数, 增加矿井工作面回采率, 为建设现代化高产高效矿井提供保障。

关键词：低位放顶煤,大采高,低位放顶煤液压支架

参考文献

[1]国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].煤炭工业出版社, 2012.

综采放顶煤安全开采问题的探讨 第4篇

【摘 要】随着经济的发展，我国矿产行业得到了一系列发展，虽然我国矿产资源丰富，但是随着国际节能趋势的发展，需要对矿产行业进行一系列安全高效规划，该文就综采顶煤安全开采的问题，进行一系列浅析，以满足实际矿产行业的综合发展，使该技术能够合理安全的进行。

【关键词】综采放顶煤定义；安全开采的措施；一系列的探讨

0.前言

虽然采矿工程的一系列技术得到不断发展，但我国的综采顶煤开采技术依旧存在一系列问题，下文将对导致这一系列的安全问题的原因，进行细致的剖析，以此提升该技术的安全性。

1.综采放顶煤采煤法的原理和工艺流程

1.1原理运用

关于放顶煤采煤法的具体定义理解是在一系列厚煤层中，进行工作面整体的布置，需要在煤层的底部范围中进行，对于这种工作面的采高需求一般为2米到3米之间的高度的一系列长壁采煤工作面，在这项工作完毕之后，再利用工艺技术采取回采。当然在此过程中，可以利用一系列外界作用，通过人力松动或者矿石的压力作用，给与支架上面的顶煤一系列压力，由其支架的上方和后方放出并且要及时回收。

所谓的放顶煤采煤法，是指在厚的煤层中，沿着煤层的底部进行布置工作面，且这个工作面的采高为2米至3米高度的长壁采煤工作面，然后采用回采工艺技术进行回采，在这个过程中，可以在人工松动的作用下或者在矿山压力的作用下，促使支架上方的顶煤碎成散体之后，由支架的上方或者后方放出并进行回收。

1.2工艺流程

煤矿在采煤生产过程中，低位、中位放顶煤开采手法被得到广泛使用，而且成为放顶煤开采最主要的发展方向。以下介绍一次采全厚放顶煤开采的工艺流程。

1.2.1割煤

在这过程中，使用双滚筒采煤机进行割煤，可以沿着工作面的全长对媒体进行截割，对于工作面的两端，则采用了斜切进刀的方式，采高在2.4米至2.8米之间，截深则在0.6米至0.8米之间，采煤机在落煤时，可以由挡煤板、滚筒螺旋叶片以及前部输送机铲煤板进行配合进行，把煤块装入前部输送机，然后运出工作面。当煤层的倾角比较大时，可以采取单向割煤的方式，从下往上进行单向割煤，这样做的目的是为了避免设备下滑。

1.2.2移架

为了使断面顶煤处于稳定状态，一般在放顶煤压的支架上都设置有护帮板及伸缩前探梁，当采煤机进行割煤时，可以伸出伸缩前探梁对暴露的顶煤进行支护，当采煤机经过之后，要马上进行移架，把伸缩前探梁进行收回，再使用护帮板护住煤壁位置。

1.2.3对前部输送机进行推移

移架结束后，要把前部输送机进行推移，如果想一次性就推移到位，可以在距离采煤机大约15米的位置，逐节对输送机进行推移；如果想采取多架协调的方式进行操作，则可以分段对输送机进行推移，可以在采煤机后5米左右的位置开始推移输送机，每次推移不能超过三百毫米，可以分2至3次把输送机全部推移至煤壁，并且能够确保前部输送机的弯曲段比15米小。

1.2.4对后部输送机进行推移

移后部输送机采用专业用的千斤顶，后部输送机在千斤顶的推动下移动到规定的位置。在进行操作时，要对溜槽与邻架的连接部位进行关注，以免出现掉链或者错槽等事故的发生。

2.放顶煤

放顶煤一般采用三采一放或者二采一放的方式进行，也就是采煤机三刀或者两刀放一次顶煤。顶煤的放出可以从工作面的一端开始进行，然后按照顺序逐架进行依次放煤。在顶煤比较厚的情况下，可以进行隔架轮换，或者也可以2至3架一组，进行隔组轮换放煤。在放顶煤的过程中，如果出现下面几种情况，则说明放煤处于不正常状态：第一，大块煤堵在放煤口出不来；第二，碎煤成拱无法放下来；第三，由于顶煤太过硬，导致煤块很难垮落下来。

要是出现大块煤堵在放煤口出不来的情况，可以通过支架上的搅动杆或者插板，对顶煤进行破碎，当顶煤处于比较稳定的状态时，可以适当地摆动支架的尾梁，使顶煤松动并且破碎；要是出现碎煤成拱无法放下来的情况，可以使支架的掩护梁或者尾梁进行摆动，此种方法可以使成拱的煤块碎裂，不足之处是采用这种方法，支架容易受到损坏；如果出现较大煤块，可以采取打眼爆破的方法进行破碎，在进行爆破时，对每一个炮眼的药量要控制好，爆破之后对于放落的大块煤，可以采用机械或者人工的方式进行破碎，在这个过程中，要避免出现输送机的过煤高度太高，从而出现阻煤状态；要是出现顶煤过硬无法垮落的时候，首先要对顶煤进行破碎处理，可以采取从工作面对顶煤进行大眼爆破的方式，对于爆破的参数或者方式，应该以顶煤的性质做出决定。

3.综采放顶煤安全开采

3.1应该注意的问题

综采放顶煤时，一般要提前十米左右就要对放顶煤进行停止，并且铺上顶网，对于以下出现的问题要妥善解决：第一，撤架的空间应该处在顶板上，并且顶板要相对稳定，然后对综采线的位置进行合理的选择；第二，对于后方的矸石窜入工作面的状况进行有效避免，也就是说矸石要能彻底压住金属网。要是不采取铺网的方式，可以加大爬坡度，然后使放煤量进行适当减少，当到达综采线的时候，可以把支架贴在顶板上，然后把易燃的碎煤变为实体煤。

3.2进行安全开采的条件

进行综采放顶煤时，是不是更容易发生瓦斯、冲击地压以及煤层突出等事故的发生呢？要怎样才能避免这类事故的发生？

综采放顶煤时，因为顶煤的厚度较大，不管是工作面还是巷道，万一发生这类事故，它的突出程度都有可能比分层开采大。不过，仍然要对矿山压力的特点以及岩层运动进行分析，而不是简单得出'开采深度越大，瓦斯煤层突出及冲击地压的危险性比较大'这样的结论，对问题进行分析时，要把矿山压力、煤层运动等一些开采决策的条件变化进行细致考虑。

3.3突出事故的发生以及防治

一般情况下，当破坏性的内应力场产生时，一般不会储存高能瓦斯，只有处于弹性高压状态，并且封闭性好的条件下，才有存在大量高能瓦斯的可能。所以，像对冲击地压进行避免一样的道理，只要在具有稳定的内应力场里进行开掘以及维护回采巷道，就可以使瓦斯煤层突出事故的发生得到很好的避免。根据以上的分析，在进行综采的条件下，瓦斯煤层突出事故的发生会显得比分层开采的可能性更小。

3.4顶板事故的发生以及防治

一般来说，综采支架的进行是在顶煤的掩护之下进行的，所以，只要使支架工作具有一定的抗阻能力，也就是支架在高状态、高阻力的状态下都能进行工作，就能避免架前漏顶、架上放空事故的发生。也就是说，在一般情况下，采用综采的形式，顶板发生事故的可能性很小，甚至要比分层开采发生的可能性更小。

3.5冲击地压事故与防治

一般来说，在单一重力应力场的条件之下，开采达到一定的深度之后，在煤层倾向于冲击条件时，有可能发生冲击地压的危险，冲击地压的发生需具备以下条件：第一，在支承压力的高峰区域对巷道进行开掘；第二，坚硬的岩梁发生裂断的时候，在相邻的巷道以及工作面上容易发生冲击以及突煤的事故。

综上所述，主要在内应力场的形势下对巷道进行部署，就能使冲击地压发生危险性的可能性减少。 [科]

【参考文献】

[1]王家臣，唐跃刚，曹代勇等.煤炭资源与安全开采技术新进展[M].中国矿业大学出版社，2007.

[2]杨金尧.放顶燥开采的合理选择[J].煤炭技术，2009（5）.

厚度不稳定煤层放顶煤工艺规律研究 第5篇

1202中工作面井下位置位于鹤煤公司十矿12采区北部, 该工作面东以-200 m二1煤底板等高线为界, 北以F1053断层为界, 西与12采区1202里工作面相邻, 南以设计终采线为界。1202中工作面走向长820～760 m, 工作面斜长100～130 m, 选用炮采网下放顶煤的采煤方法, 开采二叠系山西组二1煤层。煤层倾角24°～32°, 平均倾角26°, 煤厚1.86～7.45 m, 平均厚4.01 m。瓦斯绝对涌出量为26.32 m3/min, 瓦斯相对涌出量为15.17 m3/t。

该工作面地面标高+162.2～+168.7 m, 煤层距离地面垂深为322.2～368.7 m, 回风巷平均标高-160 m, 运输巷平均标高-200 m。第三、第四系冲积层厚192.66～210.7 m。1202中工作面地面对应位置位于东柴厂西南, 东柴厂南北高压线以西。地形属丘陵阶地, 高差不大, 由于回采范围内为农田和坡地, 对地面设施无影响。

2顶煤回收工艺参数研究

2.1放煤工艺

1202中工作面采用分段间隔低位多轮次循环放煤的放煤方式, 放煤步距0.8 m。支架从下向上标号, 工作面采用一刀一放多轮间隔的放煤方式, 每次放出顶煤的1/3, 反复循环放煤3次。放顶煤工序与割煤工序采用平行作业方式。正常情况下随着支架的前移, 操作尾梁及尾梁伸缩板放顶煤。放顶煤工不得一次将尾梁收回最大角度;放煤过程中, 要互相配合, 尽量不让或少让顶煤流出刮板输送机之外。当有大块煤卡在放煤口影响放煤时, 则反复动作尾梁, 使大块煤破碎;当发现矸石时, 及时将伸缩板伸出, 防止矸石混入煤中, 严格执行“见矸关窗”的原则[1]。靠近端部的放顶煤工要根据后部输送机上的煤量适当控制放煤量。

2.2放煤时间随顶煤厚度的变化规律

2.2.1平均煤厚条件下放顶煤放煤时间实测

鹤煤十矿1202中工作面采用分段间隔低位多轮次循环放煤法, 每次放出约1/3的煤量。放煤步距与推进步距相同, 均为0.8 m。

实测单架放煤时间频率分布如图1所示。在实测的单架放煤时间样本中, 第一轮放煤时间主要集中在20～35 s, 平均为28 s, 有个别支架第一轮放煤时间较短, 主要原因是顶煤块度较大, 形成“拱”结构, 导致顶煤难以放出;第二轮放煤时间主要集中在30～45 s, 平均为38 s;第三轮放煤时间主要集中在40～60 s, 平均为54 s;单架总放煤时间主要集中在136～200 s, 平均为170 s。

按工作面刮板输送机的运输能力确定同时放煤口数目。试验期间打钻孔探煤厚表明, 煤层平均厚为4.01 m, 其中炮采平均高度2 m, 顶煤平均厚为2.01 m, 顶煤放出率按80%计算, 则每个支架上方顶煤量为2.6 t;支架单口平均放煤时间为170 s;每个支架放出的煤量为0.91 t/min。考虑不均衡系数为1.3, 同时应满足后部刮板输送机能力 (150 t/h) 要求。同时放煤口数目最大值Nmax=2.1个, 取Nf=2个, 即1202中工作面使用的后部刮板输送机能力只能满足2个放煤口放煤的要求。

由单架放煤时间和一、二、三轮放煤时间比较可知, 放煤准备时间较长, 平均单架3轮放煤总准备时间为50 s, 降低了生产效率。这种结果的出现是由于煤层厚度变薄但放煤依然采用3轮放煤的方式, 不合理, 建议采用单轮放煤。

2.2.2煤厚变化对放煤时间的影响

在现场实测数据和1202中工作面前期开采过程中所记录的数据显示 (图2) , 放煤时间随煤层厚度的增加而增加。煤层厚度为3.2 m时, 放煤时间与其他工艺配合开始体现优势, 并在煤层厚度为5 m左右达到放煤时间与含矸率最为理想的放煤效果。

3结论

通过对工作面放煤工艺的实测, 研究了工作面煤岩冒落规律。

(1) 1202中工作面顶煤放出率最小为32%, 此时煤厚为2.5

m, 采放比为1∶0.25;顶煤放出率最大为69%, 此时煤厚为5.2 m, 采放比为1∶1.6。

(2) 鹤煤十矿1202中工作面端头不放煤损失率为5.5%。

(3) 放煤时间随煤层厚度的增加而增加。

煤层厚度为3.2 m放煤时间与其他工艺配合开始体现优势, 此时放煤可得到较好的效益。

(4) 对于煤厚为4

m、采高为2 m的煤层, 在放煤时采用单轮放煤, 放煤时间上优势明显。

摘要：为了评价鹤煤十矿1202工作面放顶煤工艺合理性, 提出改进意见, 对鹤煤十矿放煤工艺进行现场观测, 得出煤层放出率随煤层厚度的增加而增加、含矸率随煤层厚度的增加而减少的规律。同时得出现场三轮放煤不合理的结论, 针对不同煤厚条件应采用不同的放煤工艺。

关键词：不稳定煤层,含矸率,放顶煤

参考文献

π型钢梁长壁放顶煤采煤工艺 第6篇

关键词：π型钢梁长壁放顶煤开采,两梁五柱,自支自回

1概述

开滦集团公司在倾角小于40°的厚煤层中一直采用倾斜分层走向长壁的开采方法, 部分采用响炮方式落煤, 部分支护方式为单体柱配π钢梁两梁六柱支护, 排距1m, 柱距0.5m, 此方法存在使用单体柱较多, 且员工劳动强度大等缺点, 采用π钢长壁放顶煤采煤法时, 在应用过程中取得了较好的效果。在开滦伊犁矿业有限公司英也尔乡煤矿开采时也采用了π钢长壁放顶煤采煤法, 对此采煤法做了改进, 实现了两梁五柱开采, 工作效率有了较大的提高, 员工劳动强度也有所改善。

2采煤方法及回采工艺

2.1采煤方法

π钢梁支护方式, 即2.2米长π钢梁2根1组成对使用, 即每一架基本支架均为一对π型钢梁, 每根π型钢梁下3棵DZ-22型单体液压单体, 每对π型钢梁又分为主梁和副梁, 其中下边的一根叫主梁, 上边的一根叫副梁, 主副梁间距50~100mm, 架间距700mm, 排距1100mm, 最小控顶距2200mm, 最大控顶距3200mm, 采高1.8~2.0m。前进方式采用并列前进方法, 即:先移主梁, 进度1m, 然后移副梁与主梁并列对齐, 如此循环往复。如需要特殊支护则为在老塘空老塘侧加打一趟连续顺托梁。

2.2工艺说明

2.2.1回采工艺流程

打眼响炮→找掉出煤→移主梁护顶→出煤→打主梁帮柱→移副梁→放顶煤→移电溜。

2.2.2落煤和装煤

煤壁采用爆破作业落煤, 手稿辅助, 爆破落煤与人工装煤。工作面采用电溜子运输。

2.2.3工作面支柱和回柱放顶

支护及回撤π钢梁分段进行, 各段之间作业的安全距离不小于9米, 段内由下往上逐棵进行, π钢梁回撤、放顶后, 及时支护在煤壁侧, 打好中柱及老塘侧单体柱, 才可以进行下一组的移梁工作。工作面回采时铺设单层金属网, 工作面采用全部垮落法管理顶板。

3回采中遇到的问题及解决措施

该工作面采用了新的采煤方法和回采工艺, 在回采中也遇到了一些新的问题, 由于在回采中措施得力, 并有针对性, 确保了工作面正常推进。

3.1 改进的π钢放顶煤采煤法

工作面支护方式为DZ-22型单体液压支架和2.2mπ型钢梁, 二梁五柱, 其中主梁下3棵单体液压支柱, 柱距1米, 副梁下2棵单体液压支柱, 柱距2米;排拒1米。用全部垮落法管理, 最大控顶距3.2米, 最小控顶距为2.2米。

(1) 先将主梁下老塘侧单体柱回下支在副梁中间位置, 支柱进行二次注液。

(2) 打眼装药放炮, 落煤后, 挂网后将主梁前移支护, 即将主梁梁下两颗单体柱卸载 (位置不动) , 将主梁π钢前窜1 m, 插背上顶, 然后将主梁梁下两颗单体柱支护好。

(3) 出帮煤。

(4) 将副梁老塘侧单体柱回下支在主梁煤壁侧支护。

(5) 副梁放顶前移支护, 即将副梁梁下两颗单体柱卸载老塘放顶, 将副梁π钢前窜1 m, 然后将副梁梁下煤帮和老塘两颗单体柱支护好。

(6) 背顶背邦形成二梁五柱支护;

(7) 维护面, 老塘出顶煤。

(8) 清理浮煤, 分段摘中柱, 分段移溜子, 边移溜子边补打中柱。移完溜子补打完中柱, 即完成一个循环。

工作面示意图如图1。

3.2端头支护

工作面上下口3组范围采用每组2根π钢梁交错迈步形式方法, 工作面上出口端头支护采用3组每组2根π钢梁交错迈步形式方法。工作面下出口端头支护采用π钢梁打顺大梁方式。

3.3运输机推移

工作面运输机头范围排距9 0 0 m m。工作面响炮后, 首先窜主π钢梁护好顶后, 随出煤道将主梁老塘侧单体打在主梁煤帮侧作为临时贴帮柱, 临时贴帮柱要求打齐后再推移运输机。

移运输机时, 要停止运输机运转, 运输机机头或机尾移好后, 打牢机头压戗柱或机尾压柱后, 再次移机身、机尾或机身、机头, 最后将机尾压柱或机头压戗柱打牢。

运输机机头处采用3对6根3米长的π钢梁支护, 而且采用并列前进方式, 移机头时将机头范围π钢中柱摘除, 机头移动好后即将中柱补齐。运输机移到位后要将运输机煤帮侧临时柱摘下, 打到运输机靠老塘侧, 则推移运输机完成。

4经济效益分析

π钢梁放顶煤采煤法人均效率可以达到10吨/工, 另外由于副梁下采用两颗单体液压柱, 所以减少了单体柱的投入量。

5结束语

中硬厚煤层安全高效炮采放顶煤工艺 第7篇

1 矿井地质概况

五矿位于鹤壁矿区南部, 井田含煤地层包括石炭系中统本溪组、上统太原组, 二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组。其中山西组二煤组和太原组一煤组为主要含煤地层。本区主采煤层为山西组二1煤层, 位于二叠系下统山西组下部, 赋存稳定, 煤层平均厚8 m, 硬度较大, f值在3以上, 且煤层赋存稳定, 节理裂隙不发育, 属于中硬厚煤层。

2 顶煤预裂爆破技术

鹤壁五矿炮放面采用走向长壁后退式垮落采煤法, 采高2 m, 放煤高度6 m。回采工序:煤电钻打眼装药放炮刮板输送机出煤回柱放顶煤移刮板机打替换柱。由于放煤厚度较大, 且煤层较硬、节理裂隙不发育, 仅靠顶板压力和单体支柱对顶煤的支撑作用很难使顶煤松动破碎, 造成放煤困难和放煤率较低。为了解决这一难题, 从生产实际和煤层赋存的地质情况出发, 在回柱放顶煤前采用预裂爆破技术对顶煤实施松动爆破。

实施顶煤预裂爆破就是在放煤前向顶煤打眼, 然后装药放震动炮, 利用炸药在煤体内爆炸而形成空腔、裂隙圈[2], 破坏顶煤原始结构, 减少大块煤, 解决顶煤落煤时“挤压成拱”堵塞放煤口这一难题。实施顶煤预裂爆破后, 上位顶煤松动, 下位顶煤裂隙增多, 为顶煤的顺利放出创造了条件, 提高了生产效率和放煤率;同时工作面顶板均匀缓慢垮落, 支架状态稳定, 有利于安全生产。

3 瓦斯治理

(1) 对于矿井煤层瓦斯含量不大, 工作面空间和采空区瓦斯涌出量不大的采面, 靠增大风量即可达到安全浓度时, 可通过排风、合理配备供风量来控制瓦斯浓度。

(2) 当采面瓦斯涌出量较大时, 如仅靠通风稀释、改变通风方式、简单抽放来解决局部瞬间瓦斯超限或大面积超限问题十分困难, 且受到矿井通风能力、风速超限和作业环境恶化等因素制约时, 必须建立瓦斯动力抽放系统。

(3) 针对采空区顶板垮落不及时, 支架后方及上方空洞中积存大量瓦斯, 在顶板垮落时, 将采空区的瓦斯周期性挤入工作面造成的工作面瓦斯超限状况, 要及时处理顶板, 使垮落的顶板能够充满采空区, 减小基本顶来压步距, 不在支架后方遗留大的空洞, 减少甚至消除采空区瓦斯积聚机会, 避免顶板来压时周期性挤出采空区的瓦斯。

4 顶板控制

(1) 对工作面进行矿压观测。

求出工作面的初次来压步距、周期来压步距、支柱工作阻力及其变化、顶板下沉量和下沉速度及其变化情况、支柱下缩量和下缩速度及其变化情况, 为工作面生产提供第一手完整、准确的矿压资料, 加强工作面来压期间的支护, 使工作面安全经过来压阶段, 并为类似条件工作面设计提供有用的资料。

(2) 提高支柱初撑力。

增加泵站压力;杜绝液压干管及注液枪漏液;避免同时使用多杆注液枪。

(3)

初采期间少放煤或不放煤, 防止初次来压顶板大面积垮落, 给工作面带来巨大冲击, 造成支架失稳, 发生推垮型顶板事故。

(4) 加强工作面上下安全出口的管理。

上出口向下5 m范围内不准放顶煤, 同时上出口对应风巷上下帮靠双排挑棚间各增加1排一梁二柱挑棚, 防止顶板抽冒。下安全出口在严格控制放煤量并有效抑制住因放顶煤而造成向工作面控顶区内的抽冒的前提下, 可以进行放顶煤作业。

5 结语

炮采放顶煤工艺是一种高产高效的新型采煤工艺, 在中硬厚煤层中推广使用尚有一些技术难题有待解决。鹤煤五矿将炮采放顶煤工艺应用于中硬厚煤层开采, 总结出一套较为成功的技术措施, 并取得了较好的经济效益。

摘要：针对中硬煤层中推广应用炮采放顶煤工艺时, 顶煤不易松动破碎, 并且顶煤垮落过程中易产生大块煤, 造成放煤困难, 甚至出现落煤“挤压成拱”放不出的现象, 采用顶煤预裂爆破技术对放煤工艺进行改革, 探索出了一套成功的生产管理方法。

关键词：中硬厚煤层,炮采放顶煤,预裂爆破,放煤困难,大块煤

参考文献

[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1999.

综采放顶煤工艺在残煤开采中的实践 第8篇

从2000年开始, 西安矿进入残煤开采阶段, 我们三区已全部进入残煤开采。残煤开采的特殊性:旧巷采迹多、帮顶破碎、煤层倾角大, 就以上情况, 如果用正常的单一长壁放顶煤方法可采, 施工困难而且存在不安全隐患。

2综采的应用

按照煤业公司的总体部署, 为了稳定煤炭产量, 实现安全生产, 积极改革采煤方法, 准备残煤上综采, 矿立即组织了技术人员进行了研究, 短时间内拿出了可行性方案, 在充分论证的基础上, 确定残煤上综采, 从2006年至今矿在残煤上综采方面积累了一整套丰富的开采经验, 通过实践证明我们矿所采用的可行性方案和切实有效的措施是成功的。

六区16008工作面走向500m, 倾斜30m, 倾角最大35°, 工作面局部穿旧巷、采迹, 该工作面回采时间为10个月, 回采期间月推进度50m以上, 月产量最高3万吨, 回采期间没有出现重伤以上人身事故做到安全生产, 吨煤成本113元/吨, 回采效率18t/工。

3采取的有效措施

3.1 开帮

煤帮不稳定时, 工作面必须全长挂菱形网, 破碎处网子挂到底板, 用老木和大拌与单体配套将其封严, 上半部人工手掘开帮, 开帮后减少伸出前探梁护好顶板, 然后下半部割底刀。

工作面帮顶全长破碎时, 可采用超前开小帮施工, 开帮进度为1.0米, 开帮可分两茬施工, 即一茬零米往上, 另一茬风道往下, 茬间距不得小于10米, 开帮使用单体与π型钢配套, 棚距0.75米, 每个综采架子两架棚, 顶板铺好金属网, 正帮破碎要挂好立网至底板。π型钢规格:长度1.4米, π型钢的一头担在综采架子的前梁上, 搭接长度不小于0.2米, 正帮侧留0.2米的耍头, 开一次小帮走二次架子, 开帮前上下端头必须超前一米打好。施工时编制好施工措施, 严格按施工措施施工, π型钢可循环使用。

3.2 推溜子、走架子

推溜子时必须先推头, 并且每循环向上座溜子, 保证十字头与煤帮溜子垂直。走架子时必须从最上端架子开始逐个往下走架子, 并且往上踹架子倒量子, 以确保架子不被夹死。

3.3 防护网

工作面超过15°时, 工作面施工必须挂好防护网, 上下两端头各挂一道, 中间每隔10m各挂一道, 防护网高度为1m, 在煤帮侧架间大一单体柱, 防护网一端绑在煤帮的单体柱上, 另一侧绑在前大柱上, 每个0.3m绑一道, 用12#铁线双股拧3个以上, 以防施工上方滑块伤人。

3.4 两口管理

工作面两口的所有单体必须使用2.8m单体柱, 使用单体的初撑力不得小于90kN, 工作面走上下两端头架子前两端头必须二次升压, 防止走架子时上下两端头下沉。

走向坡度超过15°时, 两道替棚有原来使用的2.4mπ型钢改为使用Φ18cm以上硬质圆木, 防止π型钢打滑。

3.5 抹下头措施

坡度较大的综采工作面预防架子下滑的最有效的措施就是抹下头措施, 抹下头时, 上头走0.3m, 下头走0.5m, 每抹3条正常开一条。

3.6 注意事项

综采工作面溜子与架子是由十字头连接, 煤循环调整架子的尺寸是有限的, 所以要有超前管理的意识, 要通过几个班的调整才能看到效果, 否则没有超前管理意识, 当发现问题时, 如:架子、溜子下滑, 夹架子等现象时, 现调整就来不及了。

参考文献

[1]中国矿业学院.采煤学[M].北京:煤炭出版社, 1980.

综采放顶煤开采技术研究与实践 第9篇

【关键词】综采放顶煤；开采；安全措施

放顶煤采煤法基本特点和类型，就是在厚煤层中，沿煤层（或分段）底部布置一个采高2～3m的长壁工作面，用综合机械化采煤工艺进行回采，利用矿山压力的作用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方（或上方）放出，并予回收的一种采煤方法。该方法始于20世纪40年代，我国从20世纪80年代初开始研制厚煤层放顶煤的综采设备，由于这种采煤法具有掘进率低、适应性强、易于实现高产等特点，该技术在我国得到了迅速发展，现如今我国是世界上采用放顶煤采煤法最多的国家之一，在放顶煤综采设备的制造、回采工艺、提高煤的回收率和降低含矸率、以及防止自燃发火措施等方面都积累了较丰富的经验。

1.顶煤放出规律

根据放矿理论，矿石从采场内是按近似椭圆球体形状留出来的，即原来所占的空间为一个旋转椭球体，如图1所示。在放矿过程中形成的椭球体称为放出椭球体1，停止扩展而最终形成的椭球体称为松动椭球体3，放矿后形成放出漏斗2和移动漏斗4。如果放顶煤高度为 ，则放出椭球体1长轴为 ，近似于 ，短轴为2b1。高度为 的水平煤岩分界面将下降为一漏斗面2，由于下降时煤岩的滚动，漏斗面实际上是由一定厚度的混矸层组成，最大直径近似于4b1。生产实践表明，放出椭球体短轴与长轴的关系式如下：

b1=（0.25～0.3）h/21

1—放矿椭球体2—放出漏斗3—松动椭球体4—移出漏斗

图1 放矿椭球体概念示意图

从放矿理论上讲，放出椭球体表面上的颗粒将大体上同时到达放煤口。放煤的同时，放出椭球体周围的煤岩也将向放煤口移动，充填放煤留下的空间，且与放出椭球体相似，为一松动椭球体，其高度H为：

H=（2.2～2.6）h

由于工作面支架上的放顶煤口互相临近，放煤时放煤口间距l直接影响放煤效果。当l>2b1时，当第二个放煤口放煤时，不会因已放过第一放煤口而发生混矸现象，但放煤口之间有脊背煤损， 越大，脊背煤损越大；当l<2b1时，如放煤高度仍为h，必将有一部分矸石混入放出的煤中，但脊背煤损明显降低。因此，在一定放煤高度条件下，合理确定放煤口间距是十分重要的。

值得注意的是顶板冒落的性能，当直接顶较稳定不随放顶煤而运动时，放出体的顶部将出现缺球现象。但若直接顶在顶煤放空后冒落时，将给支架带来冲击载荷，因而直接顶的稳定性是重要的。

2.放顶煤采煤工艺及综采设备

2.1采煤工艺简述

采煤机割煤分段进行，一般每15m为一段，先割上刀，然后移架放顶煤，再割下刀继续放顶煤，移前部输送机，一直把顶煤放完。再进行第二阶段的割煤和放顶煤工作，直到采完全部工作面为止。顶煤较硬，可以上下刀一齐割煤，然后再移架放顶煤，推移输送机并继续放顶煤，直到放完为止，再采下段煤。放顶煤过程一般分两个阶段，第一阶段是通过移架使顶煤垮落、破碎，不破碎的可以打眼放炮，但费工费时。一般要求顶煤强度不大，普氏系数不大于1，这样才能保证移架后，顶煤垮落自动破碎。第二阶段是放煤，即把已破碎顶煤最大限度的回收出来。

2.2液压支架

从放顶煤方式看主要有两种：一种是底开门插板式，如FY280-14/28型；掩护梁开窗式，如FYS300-19/28型。从放顶煤效果看底开门插板式较好，因为它降低了放煤高度，底煤回收率比开天窗式的高，同时后面掩护梁可上下摆动能增加放顶煤效果，也可压碎大块煤，使放煤窗口不易被堵。

从工作面输送看，有单输送机和双输送机两种。单输送机液压支架虽然节省了一台输送机，同时放煤速度快，但主要缺点是，放煤时煤块四溅，煤尘大，工作面被阻断，很不安全；由于顶煤窗口高，顶煤回收率低；结构复杂，造价高。这种支架在缓倾斜厚煤层中使用缺点较大，然而在厚煤层倾斜工作面俯斜推进时，由于用两台刮板输送机比较困难，这种支架还是有一定价值的。

2.3采煤机和刮板输送机

在缓倾斜长壁工作面，放顶煤用的刮板输送机和采煤机与普通综采工作面所用相似。底层煤采高一般在2.5～2.8m，而且采比较松软的煤层（f=1.5 ）常用的MLS3-170型和MLS3P-170型采煤机及其配套的SGW-250Ⅱ型和SGD-630/180PB型刮板式送机都能适用。

在急倾斜厚煤层中用水平分层放顶煤采煤法时，因工作面长度短，用7m长机身的采煤机，需要斜切进刀，这是很困难的。采用MS950-400型短壁采煤机及配套的2×18/400型刮板输送机。这种采煤机只有3m，功率小、重量轻、结构紧凑，能自开缺口，操作维修也较方便。

3.放顶煤采煤的巷道布置

3.1缓倾斜特厚煤层巷道布置

在底板开掘岩石集中巷，一方面可以集中运输，另一方面可作为灌浆巷。如果煤层自燃发火不严重，煤质较硬，可把区段平巷布置在靠底板的煤层内。

3.2急倾斜水平分层放顶煤巷道布置

在急倾斜水平分层采煤中采用放顶煤，首先将原煤层分成若干分段，根据放顶煤经验，分段高度为6～15m，除在每分段底部煤层中布置分层回风巷和封层运输巷外，如果煤自燃发火严重，在每段煤层底板岩石中布置分层灌浆巷，以便回采后及时通过钻孔向采空区灌浆。为了运送综采设备，在底板岩石中开掘一条伪倾斜轨道上山，通往各分段巷道。

急倾斜特厚煤层放顶煤采煤，各分段高度 ，以顶煤能全部垮落为依据。这样：

hh

式中：h—煤层高度，m，一般为2.8；

ks—煤的一次松散系数，其值为1.15～1.3。

h=h

当厚煤层h大于12～15m时， 最大取3m，h1太高，煤层容易片帮，煤坚硬时h1可取大点。H大于20m时，就要采用分层开采。

对自燃发火煤层，放顶煤采煤法对于缓倾斜特厚煤层，厚度h自然生成，这时可用上式反过来求底分层采高h1，则：

的采区走向长度L，主要根据自燃发火期决定，就是通过采取措施后，在煤层仍能自燃发火的期限内把整个区段采完。对急倾斜特厚煤层，采区走向长度L为：

L=≤

式中： A月—工作面月产量，t；

T火—煤的自燃发火期，月；

α—煤层倾角，（°）；

m—煤层厚度，m；

h—分段高度，m；

γ—煤的容重，t/m3；

c—分段回采率，一般为0.8。

对缓倾斜煤层，采区走向长度为：

L≤

式中：l—工作面长度，m。

4.放顶煤开采的安全措施

放顶煤采煤法虽然有明显的经济效益，但由于放顶煤是利用矿山压力破煤造成了大量的破碎煤体存在，因此，可以说放顶煤开采的主要安全问题是煤层的自燃发火。我国特厚煤层一般都具有自燃发火的危险，所以在推广放顶煤开采时亦应着重研究自燃发火灾害的防治措施。根据以往的经验，防止地下自燃发火要从地面、井下以及工作面等方面开展工作，并要以预防为主。

4.1地面防灭火措施

一是用黄土、矸石等回填塌陷区，断绝地下采空区与地面地空气联系，使采空区不漏风，达到灭火的目的；二是打钻孔向采空区进行黄泥灌浆或灌入CO2气体，达到灭火和防止自燃发火的目的。

4.2回采中的防灭火措施

一是向采空区灌浆，主要是灌黄泥浆；二是向支架后面采空区喷洒阻化剂，目前使用较多的是MgCl2及CaCl2，取得了较好的效果；三是在工作面前方巷道中，向煤层打眼，用泵向煤层注水或注阻化剂溶液；四是均压灭火，调整风流负压，防止向采空区漏风。

4.3采后灭火措施

主要是采后密闭采空区，并向采空区灌黄泥浆或阻化剂溶液。

4.4预报措施

安装束管监测系统，收集CO含量、温度和其他有关参数，以便在地面集中监测并预报井下自燃发火情况；同时派专人定期巡回检查各可能发火点，遇见发火情况立即处理。

4.5直接灭火措施

预先制定避灾路线并在井下储备足够的灭火器材，配备齐全消防管路并确保足够水源，井下出现火灾时，要及时撤出人员，并立即组织灭火和抢救伤员。

5.结论

放顶煤技术易于实现高产的优点，使得该技术在厚煤层开采中被大量采用。文中基于放矿理论及大量生产实践，得出如下结论：

（1）在一定放煤高度条件下，合理确定放煤口间距是十分重要的。

（2）直接顶的稳定性对顶煤放出率及安全影响较大。

（3）综采设备的配套选择及巷道的布置，应依据煤层厚度及煤层倾角等因素选择。

（4）放顶煤技术自身的特点决定了防止煤层自燃发火是放顶煤采煤法安全工作的重点。

【参考文献】

[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009：124-125.

[2]于海涌，吴健.放顶煤开采理论与实践[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992：43-45.

放顶煤工艺 第10篇

1 急倾斜厚煤层综采放顶煤的适用条件

煤层厚度:应保证工作面的有效长度不小于10m;煤层可冒落性:煤层可冒性好, 便于顶煤放落;煤层顶板:Ⅱ级中等冒落性顶板。

2 工作面布置及有关参数

2.1 工作面布置

工作面水平分段, 其分段高度一般10~14m, 采用下行式分段开采。工作面两巷沿煤层顶底板掘出并在同一平面上。工作面的采放高度控制在1∶5~1∶4。

2.2 主要设备的选择

选用正面截割式滚筒采煤机, 当工作面长度较大时也可选用短臂单滚筒采煤机;对前部输送机的要求同一般综采工作的有关要求, 对后部输送机, 以能及时运走放出顶煤量为准;据煤层物理性质和回采工艺等综合因素, 选用轻型或重型放顶煤支架。

3 急倾斜厚煤层综采面放顶煤采煤新工艺新技术

3.1 回采工艺过程

综采工作面放顶煤回采工艺与普通综采面工艺过程区别不大, 即采煤机割煤后, 支架前探梁伸出, 然后推移输送机, 移支架后即可放顶煤。

3.2 放顶煤工序

放煤时间:应在工作面处于最小控顶距的条件下进行;放煤方式:自底板向顶板方向依次进行。为使工作面均匀出煤, 放煤时根据实际情况, 可分两轮次或多轮次进行。第一轮放出50%, 第二轮以后把顶煤全部放完;停止放煤:放煤时职工应坚守岗位, 要观察顶煤放出情况, 见矸前后应立即停止放煤, 并做好喷雾灭尘工作;尾梁放顶煤:若以尾梁放顶煤时, 摆动尾梁放煤后应将梁下端降到最低位置, 以改善支架受力状况;清理浮煤:架间的浮煤应及时清理, 以保证后部输送机正常前移和运转;初次放顶煤:当工作面液压支架在切眼内安装好后, 一般采煤机割4刀后, 即可进行放顶煤工作;放煤步距的确定:放煤步距确定得是否合理, 将会直接影响煤的含矸率、工作面单产、回采率。

但是, 放煤步距受顶煤厚度、松软程度、破碎机理和工作面条件、放煤口的位置和尺寸、顶板类型等多方面因素影响, 因此, 应在实践中认真总结经验, 根据工作面实际情况, 合理确定放煤步距。

不能忽视综采放顶煤在通风、瓦斯防治、煤尘防治、防火等方面安全管理工作的特殊要求, 必须按照放顶煤开采安全管理的相关规定执行, 避免采煤工作面的安全隐患, 不为事故的发生提供可乘之机。

4 综采放顶煤开采主要特点

(1) 保持并不断创造着我国长壁工作面高产高效的记录。近几年来, 我国长壁工作面年产量连年刷新, 但创水平综采队中前几名均采用综采放顶煤开采技术。

(2) 综采放顶煤开采巷道掘进率低, 工作面搬家次数相对减少。综采放顶煤开采万吨掘进率比分层开采一般要低50%-60%, 改变了分层综采采掘接替紧张的局面;综采放顶煤工作面每生产百万吨煤的搬家次数比分层综采可减少一半以上。

(3) 综采放顶煤开采较分层综采工作面吨煤成本明显降低。顶煤利用地压破煤, 靠自重放煤, 节省了电力、截齿消耗;避免了金属网消耗和坑木消耗, 减少了巷道支护材料消耗;原煤生产成本下降, 多数综采放顶煤工作面吨煤成本降低可达到10元/t以上。

(4) 综采放顶煤工作面的高产高效, 使全矿有可能减少矿井工作面数目, 减少和简化生产环节。

(5) 对于赋存不稳定、厚度变化较大的缓倾斜及倾斜特厚煤层, 放顶煤综采有较强的适应性。目前综采放顶煤开采技术在两种不同类型的情况下都得到了发展。一种类型是少数大型、特大型矿井, 其煤层厚度大、储量大、地质构造较简单、瓦斯不大、煤质中硬的地质条件下, 使用综采放顶煤开采, 工作面单产、效益大幅度增长 (单产为300~500万t/a) 。另一种类型数量多, 即矿井井型较小 (小于150万t/a) , 矿井各环节设备能力较小, 地质条件相对复杂, 特别是一些难采煤层, 如“三软”、“两硬”、“大倾角”、“高瓦斯”、“易燃煤层”、边角煤、小块煤, 较薄厚煤层等综采放顶煤开采技术有了较大发展, 并在技术上形成了各自的典型模式。

5 结束语

高产高效综采配套技术是当今先进综采技术的总称, 高产高效综采配套技术应用的核心技术是优化配套综采设备。我国煤炭赋存条件不同, 应因地制宜, 依据各矿的技术经济实力, 合理选择综采设备, 不能盲目照搬别人的经验。虽然急倾斜厚煤层综采放顶煤机械化程度高, 产量大, 但对工作面设备管理及人员素质的要求就更高, 故急倾斜厚煤层综采放顶煤工作除做好设备的日常检修与维护之外, 必须要加强职工的教育与培训, 所有人员必须培训上岗, 严格按照操作规程执行, 这样才能为建立本质安全型的机械化高效矿井奠定基础, 才能为提高采煤机械化程度与推广采煤新技术新工艺提供条件。

参考文献

[1]史红.综采放顶煤采场厚层坚硬顶板稳定性分析及应用[D].山东科技大学, 2005.