第七章放顶煤采煤法
将工作面分成2-3个分段,段内同时开启相邻两个放煤 口,每次放出三分之一到二分之一,按顺序循环放煤; 2、单轮、间隔、顺序、不等量放煤: 从工作面一端开启四个放煤口,分别开启1、1/2、1/3、 和1/4,当第一个放煤口放完并关闭后,按顺序依次 向前开启放煤口,并保持开启面积的顺序和大小不变; 这种方式的放煤量难以掌握,用得较少; 3、多轮、间隔、顺序、等量放煤: 放煤顺序按1、3、5等单号,一次放出1/3-1/2,然后再 按2、4、6顺序放煤 两三轮后把煤放完。
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放顶煤工艺特点
2、放煤口间距L: 由于工作面支架上的放煤口隔得很近,放煤口间 距L直接影响放煤效果,见图7-10。当L大于2 b1,第 二个放煤口放煤时,不会因第一个放煤口而发生混矸 现象,但放煤口之间有脊背煤损,L越大,脊背煤损 越大; 当L小于2 b1,如果放煤高度仍为H,必将有部分 矸石混入煤中,但脊背煤损小;因此,在一定的放煤 高度下,合理确定放煤口间距是很重要的。 3、椭球体长轴偏斜: P132。 4、顶煤高度: 一般不小于2-3米。P133
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采煤系统分析
一、回采巷道布置
P135,图7-14为潞安漳村煤矿1303综放面的巷布 置。1、基本条件: 煤层厚5.33-7.29m,倾角3-6度,高瓦斯矿井; 2、巷道布置: 上下平巷和采区上山均沿底板布置在煤层中,在靠 近顶板处布置一瓦斯巷;平巷采用无煤柱护巷,并用两 条斜巷与上山相联; 3、运煤通风系统:P135。 4、主要特点 (1)、系统简单,掘进工程量小; (2)、沿空巷道超前支承压力影响范围大,巷道 变形大。
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放顶煤工艺特点
如果放顶煤高度为h,则放出椭球体1长轴为2a,近似于h, 短轴为2b1。高度为h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4 b1。生产实践证明, 放出椭球体短轴与长轴的关系式如下: b1=1/2(0.25-0.3)h 从理论上讲,放出椭球体表面上的颗粒将大体上到达放 煤口。放煤的同时,放出椭球体周围的煤岩也向放煤口 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
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适用条件及评价
放顶煤开采的主要优点: 一、放顶煤开采的主要优点:
1、单产高; 2、效率高; 3、成本低; 4、巷道掘进量小; 5、节省了安装和搬迁费用; 6、对煤层厚度及地质构造的适应性强。
二、放顶煤开采的主要缺点 :
1、煤损多; 2、易发火; 3、煤尘大; 4、瓦斯易积聚;
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适用条件及评价
三、适用条件
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基本特点及类型
据煤层赋存条件,放顶煤长壁采煤法有以下三种主要 类型: 1、一次采全厚放顶煤开采 图7-2(a)。适用于6-12米的缓斜厚煤层。 2、预采顶分层网下放顶煤开采 图7-2(b)。首先沿煤层顶板布置一个普通长壁工作 面(顶分层开采),而 后沿煤层底板布置放顶煤工作面进行开采。一般用于 厚度大于12米,直接顶坚硬或瓦斯含量高,需预先排 放瓦斯的煤层。
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矿压显现特点及顶煤破碎机理
放顶煤开采是机械破煤和矿压破煤的一种综合性 的`开采方法,因此,顶煤的破碎过程及其效果是确 定放顶煤工艺参数以及综放开场采适应性的重要依 据。 一、岩层活动及矿压显现特点 P129; 二、顶煤破碎机理 P129。
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放顶煤工艺特点
放顶煤开采的生产效率和煤炭采出率一方面取决于顶 煤的冒落是否充分,另一方面则取决于是否能将冒落的 煤尽可能的顺利放出。因此,在顶煤冒放性较好的条件 下,顶煤的采出率及放顶煤效果取决于合理的放顶煤工 艺参数的确定。而欲确定合理的放顶煤工艺,则需首先 认识顶煤破碎后的运动及放出规律。 一、顶煤放出规律 1、放矿椭球体 据放矿理论,矿石从采场内是按近似椭球体形状流 出来的,即原来所占的空间为一旋转椭球体,如图7-9, P132。在放矿过程中形成的椭球体叫作放出椭球体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。
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采煤系统分析
三、煤炭采出率:
国家规定,厚及特厚煤层的采区采出率不得低于75%。 采区内的煤损如P137所示,放煤损失占44%,区段煤 柱损失为33%,因此,要提高煤炭采出率,必需提高 顶煤放出率及取消区段煤柱实行无煤柱护巷。 (一)工作面内煤炭损失分析 主要有以下几种: 1、初采损失率:P137; 2、末采损失率:P137; 3、端头损失率:P137; 4、采煤工艺损失率:P137; (二)放煤工艺损失率分析P137-138。
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放顶煤工艺特点
4、单轮、间隔、多口放煤: 先放1、3、5等单号,见矸后关闭,留下较大的 脊背煤;滞后段时间后放双号的煤,将留下的脊背 煤放出一个椭球体。这种方式丢煤少、混矸少易于 实现高产高效,是一种较好的放煤方式。 (四)端头放煤 以前,为了维护工作面两端出口处顶煤的稳定性, 普遍采取工作面两端各留2-4架不放顶煤,这不但降 低了煤炭的采出率,也没有彻底解决端头的维护状 况。现在已由兖州鲍店煤矿与郑州煤机厂合作研制 了一种端头放顶煤支架,使工作面煤炭采出率提高 了2-3个百分点。
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放顶煤工艺特点
二、放顶煤工艺 (一)初采 1、放顶煤的距离:推出切眼后及时放煤。 2、停止放煤: 一般提前10米左右停止放煤并铺设顶网。 (二)放煤步距 两次放顶煤之间的推进距今称为循环放煤步距。顶煤厚 度较小时,一般一采一放;厚度较大时,放煤步距可 适当加大,可采用两采一放或三采一放。 (三)放煤方式 1、多轮、分段、顺序、等量放煤:
第七章 放顶煤采煤法
放顶煤采煤法开采历史由来已久,20世纪50年代国 内外已开始应用。1982年我国也引进了综采放顶煤技术, 1984年开始工业性试验,这些年来,在我国得到了迅速 发展。1996年,我国综放面产量已达5千万吨, 80年代 末90年代初,我国综采放顶煤已走在世界前列,并已向 国外输出综放开采的成套技术。 综采放顶煤掘进率低、效率高、适应性强、易于实 现高产稳产,已成为厚煤层开采最为有效的方法。
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采煤系统分析
式中:l——工作面长度,m; n——同时放煤支架数,一般小于3; T——每班工作时间,min; t——每架支架放煤所需时间,min; B——每架支架宽度,m; η——每班工作时间利用率。 综放工作面长度一般不应小于80米。合理的取值范围为 130-200米。 2、推进度: 一般不宜小于800-100米。
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基本特点及类型
3、倾斜分段放顶煤开采 图7-2(c)。当煤层厚度大于15-20米以上时,可把煤层 从顶板到底板分成8-10米的分段,依次进行放顶煤开采。
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放顶煤开采支护设备
综采放顶煤的显著标志是放顶煤液压支架。我国已 研制出高、中、低位系列 30多种放顶煤液压支架。如 表7-1所示。 依据与支架配套的输送机台数和放煤机构的不同, 放顶煤液压支架分为以下三种类型: 一、单输送机高位放煤支架 图7-3,P127。 二、双输送机中位放顶煤支架。 图7-4,P127 三、双输送机中位放顶煤支架。 图7-5,P127。
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适用条件及评价
7、自燃发火、瓦斯及水文地质条件:对于自燃发火 期短、瓦斯量大、水文地质条件复杂的煤层,先要 调查清楚,并有相应的措施后才能用放顶煤开采。
习题
1、综采放顶煤采煤法主要有哪几种类型,各有何特点? 2、简述综采放顶煤技术的主要优缺点。
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采煤系统分析
二、工作面长度及推进度 1、工作面长度: 确定放顶煤工作面长度的主要因素是:顶煤破碎、 顶 煤放出和减少煤损。顶煤破碎主要取决于支承压力及 顶 板活动的作用。据工作面长度对支承压力及矿压显现 影响分析可知,工作面长度不得低于80米,但工作面 长 大于200米后,其变化趋于缓和。 合理的工作面长度应是在一个生产班内,能将工作面 内 的煤全部放完。据此,工作面长度可由下式确定: l=n(T/t)Bη
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基本特点及类型
放顶煤采煤法的实质就是在厚煤层中,沿煤层底板布 置一个采高2-3米的长壁工作面,用常规方法进行开采, 利用矿山压力的作用或辅以人工松动的方法,使支架上的 顶煤破碎后由支架后(或上)方放出,并经由刮板输送机 运出工作面。如图7-1。 综采放顶煤的工艺过程如下:在工作面中,采煤机割 煤后,液压支架及时支护并移到新的位置,推移前部输送 机到煤帮,之后,将后部输送机相应前移。这样,采过23刀后,就打开放煤窗口,放出顶煤,当煤炭中的矸石含 量超过一定限度后,即时关闭放煤窗口。完成一个采煤工 艺循环。
1、煤层厚度:6-10米; 2、煤层硬度:煤层的坚固性系数小于3; 3、煤层倾角:倾角不宜太大; 4、煤层结构:夹矸厚度不能大于0.5m,占煤层厚度的 比例不能超过10%-15%,其坚固性系数也应小于3; 5、顶板条件:直接顶应随采随落,冒落高度不宜小于 煤层厚度的1-1.2倍,老顶悬露面积不宜过大,以免 受冲击。 6、地质构造:地质破坏较严重、构造复杂、断层较多 和使用分层长壁综采较困难的地段、上下山煤柱等, 使用放顶煤开采可取得较好的效益。