厚煤層放頂煤采煤法探析

能源與節社2014年第9期(總第108期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2014年9月.能源研究厚煤層放頂煤采煤法探析蔡燕偉(山西西山晉興能源有限公司斜溝煤礦，山西興縣033602)摘要:簡(jiǎn)單介紹了厚煤層放頂開(kāi)采的特點(diǎn)和類(lèi)型、開(kāi)采支護、礦壓顯現特點(diǎn)、頂謀破碎機理和采煤工藝。了解放頂煤開(kāi)采的優(yōu)勢及需要解決的問(wèn)題，提出了放頂煤開(kāi)采的研究方向。關(guān)鍵詞:放頂煤開(kāi)采; 支護;破碎機理;工藝中圖分類(lèi)號: TD823.2文獻標識碼: A文章編號: 2095-0802-(2014)09 -0040-02On the Coal Mining Method for Top Coal Caving of Thick Coal SeamsCAI Yan- wei(Xiegou Coal Mine of Xishan Jinxing Energy Co.,. Ltd. of Shanxi Province, Xingxian 033602, Shanxi, China)Abstract: Briefly introduces the characteristics, types, mining support, mine pressure behavior, crushing mechanism and miningprocess of top coal in thick coal seam caving mining. The superiority and problems needing to be solved of top coal caving miningare studied, and the research direction of top coal caving mining is proposed.Key words: top coal caving mining; support; crushing mechanism; process集中，但是煤質(zhì)軟時(shí)，兩巷維護相對困難。預采頂分0引言層網(wǎng)下放頂煤開(kāi)采適用于12 m以上煤層開(kāi)采，直接頂中國煤炭資源豐富,煤炭開(kāi)采以厚煤層為主，傳堅硬瓦斯大的煤層，放煤的含矸量少，但是礦山壓力統方法是將厚煤層分層多次開(kāi)采，放頂煤開(kāi)采實(shí)現了減弱，不利頂煤的破碎。傾斜分層放頂煤開(kāi)采適用于厚煤層- -次性采出。因此，放頂煤開(kāi)采新技術(shù)在經(jīng)濟15 m以上緩斜煤層，當煤層厚度超過(guò)15 m~20 m以效益上有很大的優(yōu)勢。特別是隨著(zhù)綜合機械化放頂煤上時(shí)，可將煤層自頂板至底板分成8 m~12 m的分開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，這種采煤方法在國內得到了廣泛的段，然后自上而下依次進(jìn)行放頂煤開(kāi)采"。應用。.2放頂煤開(kāi) 采的支護設備1放頂煤采煤法的基本特 點(diǎn)和類(lèi)型2.1單輸送機高 位放頂煤支架1.1 基本特點(diǎn)其特點(diǎn): a)支架結構簡(jiǎn)單，割煤與放煤由一部輸放頂煤采煤法就是在厚煤層中,沿煤層或分段底送機運出，端頭維護空間小，工作面整體布置與普通部布置一個(gè)采高2 m~3 m的長(cháng)壁工作面，用綜合機長(cháng)壁相同，便于維護; b) 支架較短，結構緊湊，穩定械化采煤工藝進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用或輔助性和封閉性好; c) 掩護梁放煤口尺寸較大，頂煤放出以人工松動(dòng)方法使支架上方的頂煤破碎成散體后由支效果好，但放煤口位置高，采出率低、丟煤多、煤塵架后方或上方放出，并予以回收的一種采煤方法。大及支架通風(fēng)斷面較小; d) 頂梁短和放煤口位置距煤1.2放頂煤采煤法的類(lèi)型壁較近，對煤層冒放性的要求較高; e) 放煤槽在放煤放頂煤采煤法的類(lèi)型主要有: - -次采全厚放頂煤狀態(tài)時(shí)與底座成35°夾角，難以達到40°; )采放用同.開(kāi)采、預采項分層網(wǎng)下放項煤開(kāi)采和傾斜分層放頂煤-部輸送機，不能平行作業(yè)，影響產(chǎn)量。開(kāi)采。其中-一次采全厚放頂煤開(kāi)采適用于厚度在6 m ~2.2 雙輸送機中位放頂煤支架12 m煤層開(kāi)采。掘進(jìn)量小、設備小、系統簡(jiǎn)單和生產(chǎn)其特點(diǎn): a) 穩定性和封閉性好,抗偏載和抗扭能力大，不易損壞: b)放煤口離煤壁遠，利于工作面前方頂煤的維中國煤化工部輸送機,采放收稿日期: 2014-07-01作者簡(jiǎn)介:蔡燕偉，1986年生， 男，山西陽(yáng)泉人，2010年畢 業(yè)可平行作業(yè);YHCN M H G出率低、丟煤多于太原理工大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè)，采煤助理工程師。和煤塵大; e) 后輸送機放在支架底座上，后部空間有， 40.2014年第9期蔡燕偉:厚煤層放頂煤采煤法探析2014年9月限，造成大塊煤通過(guò)困難,，移架阻力大; )掩護梁不.頂煤。能擺動(dòng)，二次破煤能力差2.1。4.2初采和末采放煤工藝參 數的確定2.3雙輸送機低 位放頂煤支架放頂煤初采，目前在大多數綜放工作面，推出開(kāi)其特點(diǎn): a)連續的放煤口使放煤效果好，采出率切眼后及時(shí)放煤，根據采煤工作面頂板的結構和頂煤高; b)頂梁長(cháng)和放煤口距煤壁遠，經(jīng)頂梁反復支撐，的性質(zhì)，為減小初次放頂煤步距，提高初采回采率，頂煤破碎效果好，利于放煤; c) 后輸送機沿底板布置,常采用深孔爆破技術(shù)和切頂巷技術(shù)。移架輕快，浮煤容易排出，尾梁插板可破碎大塊煤，放在應用放頂煤開(kāi)采技術(shù)初期，通常在工作面結束煤口不易堵塞; d) 煤塵小; e) 支架的穩定性差。前20 m左右鋪雙層金屬網(wǎng)停止放煤，或使沿底板布置2.4輕型放頂煤液壓支架的工作面向上爬至頂板時(shí)結束，這樣造成了大量煤炭其特點(diǎn): a)支架結構簡(jiǎn)單、緊湊、輕便易拆裝運損失。為此，近年來(lái)在綜放開(kāi)采的實(shí)踐中普遍縮小了輸; b)支架空間較大,利于清理浮煤和拆裝檢修后部不放煤的范圍，-般可提前10 m左右停止放頂煤并鋪輸送機; c)支架穩定性好造價(jià)低; d) 單餃接輕型放頂頂網(wǎng)。煤液壓支架，有很好的封閉能力，能較好地解決“三4.3放煤步距確定軟”煤層和較薄厚煤層綜放開(kāi)采端面易冒落的問(wèn)題。放煤步距是指沿工作面推進(jìn)方向前后兩次放煤的3放頂煤工作面礦 壓顯現特點(diǎn)及頂煤破碎機理間距。放煤過(guò)程中不能保證既不混矸又不丟煤，只是控制采出率和混矸率在- -定范圍內。一般來(lái)說(shuō): a)在3.1巖層活動(dòng)及礦 壓顯現特點(diǎn)低位放煤條件下，煤厚在8 m以下，一般采用一刀一放頂煤開(kāi)采時(shí)，由于煤層-次采出厚度的增大，放的方式，放煤步距為0.5 m~0.8 m,軟煤取值小,直接頂的垮落高度成倍增加，可達煤層采出厚度的2硬煤取值大;煤厚大于8 m的，可采用小截深的兩刀倍~ 2.5倍,其中1倍~ 1.2倍范圍內的直接頂為不規則一放,放煤步距為1 m~1.2 m; b) 高位和中位放煤垮落帶，而在上位直接頂中則形成某個(gè)臨時(shí)性“小結條件下，放煤步距與放煤品縱向水平投影的長(cháng)度相構”，其活動(dòng)對采場(chǎng)造成明顯影響。等，一般采用兩刀-放的方式， 放煤步距為1.2 m~綜放采場(chǎng)上方仍可形成穩定的砌體梁式基本頂結1.6 m,個(gè)別放煤口縱向水平投影長(cháng)度過(guò)大，而循環(huán)構，但是其形成的位置遠離采場(chǎng)。上位直接頂中可形作業(yè)又允許的條件下，可采用三刀一放的方式，但放成“半拱”式小結構,并與其上的“砌體梁”結構相煤步距也不要大于1.8 m。結合,共同構成綜放開(kāi)采覆巖結構的基本形式4。4.4放煤方式的確定由于松軟頂煤的參與，綜放支架阻力通常不大于放煤方式不僅對工作面煤炭采出率、含矸率影響分開(kāi)采的支架阻力。綜放基本頂初次來(lái)壓與分層開(kāi)采較大，同時(shí)還會(huì )影響到總的放煤速度，正規循環(huán)的完相比步距增大，一般可達50 m以上;周期來(lái)壓步距相成以及工作面能否高產(chǎn)。放煤方式按放煤輪次的不同對減少，約為其初次來(lái)壓步距的三分之-?？煞譃閱屋喎琶汉投噍喎琶?按放煤順序不同可分為3.2頂煤破碎機理順序放煤和間隔放煤。頂煤破碎機理: a) 綜放開(kāi)采時(shí)，實(shí)現頂煤的有效4.4.1 單輪順序放煤破碎和順利放出是核心問(wèn)題，頂煤的有效破碎是頂煤?jiǎn)屋嗧樞蚍琶菏? -種常 見(jiàn)的放煤方式，從端頭處順利放出的前提，也是支架選型和確定放頂煤工藝的1號支架開(kāi)始放煤，一直到放煤口見(jiàn)矸，頂煤放完后依據; b)煤的普氏系數越小，越利于頂煤放出;煤的關(guān)閉放煤口，直到最后支架放完煤為-輪。此法操作普氏系數f< 3的煤層更適合放頂煤開(kāi)采; c) 頂煤的破簡(jiǎn)單，放煤速度較快，但容易混矸且放出率低，一般碎是支承壓力、頂板運動(dòng)及支架反復支撐共同作用的適用于10 m以下的中硬煤層。結果; d)支架對頂煤反復支撐的次數N與頂梁的長(cháng)度4.4.2多 輪順序放煤L及采煤機截深B有關(guān)，可表示為: N=L/B; e) 根據頂多輪順序放煤是將放頂煤工作面分成2段~3段,煤的變形和破壞發(fā)展規律，沿工作面推進(jìn)方向前將煤每個(gè)分段內同時(shí)開(kāi)啟相鄰兩個(gè)放煤口，每次放出1/3 ~劃分為四個(gè)破壞區，分別為:完整區、破壞發(fā)展區、1/2的頂煤，按順序循環(huán)放煤，將該段的頂煤全部放裂隙發(fā)育區和垮落破碎區。完，然后再進(jìn)行下一段的放煤，或者各段同時(shí)進(jìn)行。.此法可減少煤中混矸,提高頂煤回采率，但放煤速度4放頂煤采煤工藝較慢，每次放出頂煤量不好控制。4.1 放頂煤綜采工藝流程4.4.3單輪中國煤化工其主要工藝流程為:采煤機割煤、移架及時(shí)支單輪間|YHCNMHG干架打開(kāi)--個(gè)放護、推移前部輸送機、拉后部輸送機、打開(kāi)放煤口放(下轉79頁(yè))●41