放頂煤開(kāi)采技術(shù)

pcstI應用技術(shù) Appled Technology放頂煤開(kāi)采技術(shù)山西省晉中市陽(yáng)煤集團壽陽(yáng)開(kāi)元礦業(yè)有限限責任公司.山西晉中035400要放項煤開(kāi)采方法歷史悠久。. 前蘇聯(lián)、南斯拉夫等國家于20世紀40年代末、50年代初開(kāi)始應用, 80年代后期應用范園開(kāi)始的.頂媒適應用范圍開(kāi)始姜縮，我國的技術(shù)則開(kāi)始快速發(fā)展。本文主要講述了放頂煤工作面礦壓顯現待點(diǎn).頂煤破碎機理、放用條件及放頂煤采煤工藝.關(guān)鍵詞放頂煤;開(kāi)采技術(shù)中圖分類(lèi)號Q1文獻標識碼A .文章編號1674-6708 (2011) 52-0122-02我國厚煤層儲量占到我閏煤炭?jì)α康?4%左右。我國從20倍范圍內的直接頂為不規則垮落帶.而在上位直接頂中則形成某世紀60年代開(kāi)始研究、試驗厚煤層放頂煤開(kāi)采技術(shù)。月前，厚煤萬(wàn)仍可形成檢楚的，兩動(dòng)可對來(lái)流成明顯影響。輸收采場(chǎng)上層放頂煤開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)成熟.在我國得到了迅速發(fā)展和推廣應用。式基本頂結構.上位直接頂中可形我國放頂煤開(kāi)采技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平。式“半拱”式小結構.并與其上:的“砌體梁"結構相結合.共同1放頂煤采煤概逮構成綜放開(kāi)采覆巖結構的基本形式。由于松軟頂煤的參與，綜放支架阻力通常不大于分開(kāi)采的支架阻力。綜放基本頂初次來(lái)樂(lè )與1.1放頂煤采煤法基本類(lèi)型分層開(kāi)采相比步距增大,一般可達50m以上;周期來(lái)壓步斷相對放頂煤采煤法就是在屏謀層中;沿煤層(或分段)底部布置放頂煤采煤法就是在厚煽減少,約為其初次來(lái)卡步距的三分之- -。采高2m-3m的長(cháng)壁T.作面.用綜合機城化采煤T.藝進(jìn)行回采，2.2頂煤破碎機理利用礦山壓力的作用或輔以人T.松動(dòng)方法使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架后方(或上方)放出,并予以回收的一種采煤方綜放開(kāi)采時(shí).實(shí)現頂煤的有效現頂煤的有效破碎和順利放出是放頂煤工作i. 而項法。放頂煤采煤法基本類(lèi)型包括:1)一次采全厚放頂煤開(kāi)采:一的核心同題,而頂煤的有效破碎義X是頂煤順利放出的前提.同時(shí)般適用于厚度6m-12m的煤層。其優(yōu)點(diǎn)為掘進(jìn)量小，設備少。系也是支架選型不確定故頂煤上藝的依據[2]。煤的普氏系數越小,統簡(jiǎn)單，生產(chǎn)集中;缺點(diǎn)為煤質(zhì)軟時(shí).兩巷維護困難;2)預采頂有利于頂煤的放出;相反,f值越大,放煤效果越不理想。一般認為,分層網(wǎng)下放頂煤開(kāi)采:其優(yōu)點(diǎn)為由于頂層鋪設金屬網(wǎng).可以減少煤的普氏系數{ <3的煤層更適合放頂煤開(kāi)采。頂煤的破碎是支承放煤的含矸量:缺點(diǎn)為開(kāi)采頂分層后一般礦山壓力堿躺.不利于壓力。頂板運動(dòng)及支架反復支撐共同作用的結果。支架對頂煤反頂煤的破碎,常有大塊煤需要人工預裂。-般適用于12m以上、復支撐的次數N與頂梁的長(cháng)度L及采煤機截深B有關(guān).可表示為:直接頂堅硬、瓦斯大的煤層; 3)傾斜分層放頂煤開(kāi)采:當煤層超N=。根據頂煤的變形和破壞發(fā)展規律,沿工作面推進(jìn)方向前將煤過(guò)15m 20m以上時(shí).可將媒層自頂板至底板分成8m-12m的分段.劃分為四個(gè)破壞區 .依次為:完整區、破壞發(fā)展區、裂陳發(fā)育區、然后自上而下依次進(jìn)行放頂煤開(kāi)采。一般適用于15m以上的緩斜跨落破碎K。煤層"。3放頂煤適用條件1.2頂煤放出規律煤層厚度以Sm-12m為最好，過(guò)大破壞不充分，過(guò)小易1)橢球體放礦理論超前胃頂;煤質(zhì)巾硬, iQ最好。煤質(zhì)松軟，層理節理發(fā)育,橢球體放礦理論認為:礦石在采場(chǎng)破碎后,原來(lái)所占的空間f=3.1-3.9, 層理節理發(fā)育亦叮;煤層傾角不宜太大,太大影響支形狀為一個(gè)旋轉橢球體.是按近似橢球體形狀向下自然流動(dòng)下來(lái)架的穩定性.緩傾斜煤層中-般煤層傾角小于15°，25° -30°~的,放煤橢球體表面上.的顆粒將大體同時(shí)到達放煤口。煤層中也試驗成功:頂煤中的夾矸總厚度不宜大于頂煤厚度的2)松動(dòng)橢球體10%~15%，過(guò)學(xué)過(guò)硬的尖矸影響頂煤放落.單層夾矸厚大于0.5m松動(dòng)橢球體理論認為:放煤時(shí),放出橢球體周?chē)拿簬r也將或B3要采取措施;頂板巖性敢理想的條件是基本頂1、II級,直向放煤H移動(dòng),充填放下的空間.此空間體與放出橢球體相接頂有一定厚度,采空區不懸頂，冒落后松散體基本充滿(mǎn)采空區;似,稱(chēng)松動(dòng)橢球體。松動(dòng)橢球體參數: 松動(dòng)橢球體高度為H, H=斷層切制塊段,地質(zhì)構造復雜,煤盡厚度變化大，階段煤柱柱等無(wú)階段(2.2-2.6) h。法應用分層長(cháng)璧采煤法時(shí),可放頂煤。3)放出橢球體參數4放頂煤采煤工藝表明_h- 放頂煤高度.短鈉為2b1,設長(cháng)軸2a=h。生產(chǎn)實(shí)踐及實(shí)驗4.1放頂煤綜采主要工藝過(guò)程2bl= (0.25~0.3)h放頂煤綜采主要T藝過(guò)程為:采煤機割燦(破煤和裝煤)→bl= (0.25-0.3)(移架)維護端血穩定用前探梁及時(shí)支護.后移架一推移前部輸送，(4)放煤口間距放煤口間距I大小影響放煤效果;當l>2b1機(推移時(shí)保證輸送機彎曲長(cháng)度大于15m)→移后輸送機(把后(a)時(shí).脊背煤損失大;1越大.損失越大;當1<2b1時(shí).脊煤損輸送機移到規定位置)→放頂煤(打開(kāi)放煤口放頂煤)失小，煤矸石混雜;支架選取后，1是確定的，要求合理故煤工藝，目前主要采取從工作面向頂煤打眼放炮的方法。若由工作面減少煤損.不增加混矸。無(wú)法破碎頂煤或在高瓦斯礦中,則應考慮布置T.藝巷進(jìn)行專(zhuān)門(mén)2放頂煤工作面礦壓顯現特點(diǎn)及頂煤破碎機理的爆破作業(yè)。另外，-些礦井采用高壓注水軟化頂煤.也取得良好的效果。2.1巖層活動(dòng)及礦壓顯現特點(diǎn)4.2初采和末采放媒工藝故頂煤開(kāi)采時(shí)于媒昃-次采出厚度的增大.直接頂的垮1)初采落高度戚倍增加.可達煤層采出厚度的2.0-2.5倍.其中1.0-1.2多數工作面從開(kāi)切每中國煤化工、三及時(shí)放fHCNM H Gg)，科技傳播》010圖122 .Applied Technoiogy.應用技術(shù)pCSb器的輕載切換功能。這樣就可為用戶(hù)提供多種可靠的記錄方式。用戶(hù)可根據自身需要,「存儲橫塊設咒1分鐘到1小時(shí)的采集密度.對配電變厭器的運行電流、電壓和功率等實(shí)時(shí)數據進(jìn)行記錄和存儲;還可是* 1~-24小時(shí)范圍的采集密度,以小時(shí)為單位的縮進(jìn)量,對主供變壓器B1和輔供變壓器B2的電度量進(jìn)行記錄和存儲。AD轉換器CPU主機模塊顯示屏當主供變樂(lè )器BI或輔供變壓器B2運行的電流越限、電壓高低越限時(shí),多功能配電變壓器輕載切換裝置能及時(shí)予以記錄，也.可對變壓器的停機和運行次數進(jìn)行統計。| U盤(pán)讀寫(xiě)模塊GSM模塊當主供變壓器B1或輔供變樂(lè )器B2出現故障(如過(guò)負荷、缺相、過(guò)電壓、低電壓、溫度過(guò)高或停電)時(shí),多功能配電變壓器如上:圖所示，本裝置的多功能配電變厭器輕載切換裝置包括輕載切換裝置的變樂(lè )器負伺曲線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生很大的波動(dòng)。多功能配電有變壓器采樣電路1、AD轉換器2、CPU主機模塊3、存儲模塊4、.變壓器輕載切換裝置的故障錄波密度可與采樣密度相- -致，并采U盤(pán)讀寫(xiě)模塊5、GSM模塊6、顯示屏7和電源模塊8等八個(gè)部分。用前30個(gè)周波故障、后20個(gè)周波錄波的方式，記承變壓器采樣CPU主機模塊3為多功能配電變厭器輕載切換裝管的核心部分，電路1中3個(gè)電壓和3個(gè)電流通道的采樣數據.以提高故障記錄其輸人端通過(guò)AD轉換器2接變壓器采樣電路1,其他連接端口分的準確性和完整性。接存儲模塊4、U盤(pán)讀寫(xiě)模塊5、CSM模塊6和顯示屏7,電源模當主供變壓器B1或輔供變樂(lè )器B2的負載電流大于過(guò)負荷整塊8與上述各部分相接.為各部分提供T.作電源。定值，連續3次之后.即啟動(dòng)報警.延時(shí)到時(shí)限定值,裝置發(fā)報為完苒功能,多功能配電變壓器輕載切換裴置還可加入警信息。當供電電壓大于過(guò)電壓整定值,連續3次之后.即啟動(dòng)器件或功能模塊,如鍵盤(pán)、遙信雖模塊等。報醫，延時(shí)到時(shí)限定值.裝置發(fā)報警信息。當供電電壓低于過(guò)電多功能配電 變壓器輕載切換裝置中的變壓器采樣電路1是裝壓整定值，電流大于0.5A,連續3次之后.即啟動(dòng)報警,延時(shí)到置電路中的一一個(gè)重 要部分,它關(guān)系到多功能配電變壓器輕載切換時(shí)限定值.裝置發(fā)報警信息。裝置保護動(dòng)作的速度和測量精度。變壓器采樣電路1由六路高精3應用結論度的電壓互感器與六路高精度的電流互感器以及配套的電子開(kāi)關(guān)本裝置涉及- -種多功能配電變壓器輕載切換裝置.其結構是等元件連接組成。與之相應地, AD轉換器2則是采用高精度12在并聯(lián)運行的主供變樂(lè )器與輔供變壓器H:接有一臺多功能配電變位的MD轉換器件MAX197。電壓互感器與電流互感器的作用是壓器輕載切換裝置;多功能配電變壓器輕載切換裝置包括有變壓隔離、規范輸人的電信號.將電力系統二次側的高電壓與大電流器采樣電路、AD轉換器、CPU主機模塊.存儲模塊、U盤(pán)讀寫(xiě)模塊、轉換成為相應的弱電壓信號,以與CPU主機模塊3的電平相匹配。GSM模塊、顯示屏和電源模塊等八個(gè)部分。CPU主機模塊的輸入AD轉換器2將這些弱電壓信號進(jìn)行AD轉換,變?yōu)镃PU主機模端通過(guò)AD轉換器接變壓器采樣電路，CPU 主機模塊的其他連接塊3可以接受的數字信號,其采樣周期每秒800次。CPU主機模塊3所執行的傅里葉變換算法程序,可以濾除函端口分接存儲模塊、U盤(pán)讀寫(xiě)模塊、GSM模塊和顯示屏,電源模數中的諧波含盤(pán)和直流分量,具有數字濾波的功能。根據這個(gè)原理,塊與上述各部分相接,為各部分提供工作電源。本裝置具有配電變壓器輕載自動(dòng)投切功能,并且還可對配電變壓器進(jìn)行智能監測，可計算出變壓器運行電流與電壓的基波有效值。根據 主供變樂(lè )器BI或錮供變壓器B2的現場(chǎng)運行情況,多功檢測數據完整、準確,為電力配電系統提供了安全可靠、節能高能配電變壓器輕載切換裝置的負荷記錄可分為3個(gè)等級。變壓器效的運行模式。運行正常時(shí)，負荷記錄密度較低;在故障錄波時(shí).記錄密度最高。竹(上接第122頁(yè))!;煤。根據采煤工作面頂板的結構和頂煤的性質(zhì),為減小初次放頂煤口,一次將能放出的頂煤全部放完;多輪放煤:每架支架的放煤步距,提高初采回收率,常采用深孔爆破技術(shù)和切頂巷技術(shù)。煤口需打開(kāi)若干次才能將頂煤放完的稱(chēng)。放煤方式按放煤順序不目前在大多數綜放J.作面.推出開(kāi)切眼后及時(shí)放煤.根據采煤工同，可分為順序放煤和間隔放煤。順序放煤是指按支架排列順序作面頂板的結構和頂煤的性質(zhì),為減小初次放頂煤步距.提高初(1、2、3、.)依次打開(kāi)放煤門(mén)的方式;間隔放煤是指按支架排采回收率,常采用深孔爆破技術(shù)和切頂巷技術(shù)。列順序每隔1架或幾架(如I、3、5、-.或1、4、7、.依次打2)末采.開(kāi)放煤口。尤論是順序放煤還是間隔放煤都叮以采用單輪或多輪般可提前10m左右停止放頂煤并鋪?lái)斁W(wǎng),但應注意解決好放煤。兩個(gè)問(wèn)題: - -是選撣合理的停采線(xiàn)位置,使撤架空間處于穩定的4.5蠕頭放煤頂板條件之下;二是有效地防止后方研石竄入工作面,即矸石應隨著(zhù)T.作面輸送機和支架的不斷改進(jìn),使端頭設備布置也不能夠壓住金屬網(wǎng)。如不鋪網(wǎng).應在綜放設備允許的坡度范圍內加斷更新。目前解決端頭放煤的途徑主要有以下3種:加大巷道斷大爬坡度.減少放媒量,在到停采線(xiàn)時(shí),使支架基本貼近頂板,面尺寸，機頭機尾置于巷道中,取消過(guò)渡支架;使用短機頭和短將易燃的碎煤變?yōu)榈装迳系膶?shí)體煤。機尾工作面輸送機或側卸式工作面輸送機;采用帶有高位放煤口4.3放煤步距的端頭支架,實(shí)現端頭及兩巷放頂煤。放煤步距:是指沿工作面推進(jìn)方向前后兩次放煤的間距。放煤過(guò)程中不能保證既不混矸又不丟煤,只是控制采出窄和混矸窄參考文獻在一定范圍內。放煤步距[=nx移架步距B,經(jīng)驗:L=( 0.15-0.21 )h。[1]魯建成綜采放頂煤采煤法[J].煤炭技術(shù)，2008<(10): 61-4.4放煤方式3.放煤可分為連續放煤和不連續放煤兩種.其中低位放頂煤支[2]張居仁，魏國山，陳海江.淺談綜采放頂煤工作面回采架為連續放煤，中、高位放頂煤支架為不連續放煤。放煤方式按工藝及提高回采率的措施[J].中小企業(yè)管理與科技上旬刊),放煤輪次不同，可分為單輪放煤和多輪放煤。單輪放煤:打開(kāi)放2010(7): 206-207.中國煤化工MHCNMH G .117 201011《科技傳播》