煤礦開(kāi)采學(xué)第七章放頂煤采煤法

1、采礦教研室第一節(jié)第一節(jié) 基本特點(diǎn)及類型基本特點(diǎn)及類型第二節(jié)第二節(jié) 放頂煤開(kāi)采支護(hù)設(shè)備放頂煤開(kāi)采支護(hù)設(shè)備第三節(jié)第三節(jié) 礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)及頂煤破碎機(jī)理礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)及頂煤破碎機(jī)理第四節(jié)第四節(jié) 放頂煤工藝特點(diǎn)放頂煤工藝特點(diǎn)第五節(jié)第五節(jié) 采煤系統(tǒng)分析采煤系統(tǒng)分析第六節(jié)第六節(jié) 適用條件及評(píng)價(jià)適用條件及評(píng)價(jià)第七章第七章 放頂煤采煤法放頂煤采煤法采礦教研室第一節(jié)第一節(jié) 基本特點(diǎn)及類型基本特點(diǎn)及類型概念：概念：在緩斜厚煤層的底部（或煤層上部某一范圍在緩斜厚煤層的底部（或煤層上部某一范圍的底部）布置長(zhǎng)壁的底部）布置長(zhǎng)壁 工作面用常規(guī)方法進(jìn)行采煤，隨工作面用常規(guī)方法進(jìn)行采煤，隨該工作面推進(jìn)，利用礦山壓力或人工破碎方法，

2、將該工作面推進(jìn)，利用礦山壓力或人工破碎方法，將頂煤破碎，而后將頂煤放出，由采面運(yùn)出。頂煤破碎，而后將頂煤放出，由采面運(yùn)出?；咎攸c(diǎn)：基本特點(diǎn)：采底層，上部冒落放出，高位、中位、采底層，上部冒落放出，高位、中位、低位，過(guò)程，不充分碎裂體，較充分，冒落放出低位，過(guò)程，不充分碎裂體，較充分，冒落放出采礦教研室基本類型基本類型1、一次采全厚放頂煤開(kāi)采、一次采全厚放頂煤開(kāi)采2、預(yù)采頂分層網(wǎng)下放頂煤開(kāi)采、預(yù)采頂分層網(wǎng)下放頂煤開(kāi)采3、傾斜分層放頂煤開(kāi)采、傾斜分層放頂煤開(kāi)采采礦教研室第二節(jié)第二節(jié) 放頂煤開(kāi)采支護(hù)設(shè)備放頂煤開(kāi)采支護(hù)設(shè)備圖7-3 yfy300016/26型放頂煤液壓支架290330(3125402

3、5) 31253550(1605)11752075(2105)14502590(2450)14606006304728614010160026004090060 351250一、單輸送機(jī)高一、單輸送機(jī)高位放頂煤支架位放頂煤支架煤塵大、采放不能平煤塵大、采放不能平行作業(yè)、回收率低行作業(yè)、回收率低采礦教研室單位：mm圖7-4 fys3000-19/28型放頂煤支架1234567813910111225671900-28002900二、雙輸送機(jī)中位放頂煤支架二、雙輸送機(jī)中位放頂煤支架采礦教研室123456712111098三、雙輸送機(jī)低位放頂煤支架三、雙輸送機(jī)低位放頂煤支架后輸送機(jī)鋪在底板上，煤塵小

4、，有發(fā)展前景后輸送機(jī)鋪在底板上，煤塵小，有發(fā)展前景采礦教研室第三節(jié)第三節(jié) 礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)及頂煤破碎機(jī)理礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)及頂煤破碎機(jī)理一、綜采放頂煤礦壓顯現(xiàn)規(guī)律一、綜采放頂煤礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 綜放面礦壓顯現(xiàn)也有周期性綜放面礦壓顯現(xiàn)也有周期性支架載荷沒(méi)有隨采厚加大而大副度增加支架載荷沒(méi)有隨采厚加大而大副度增加綜放工作面開(kāi)采引起的支承壓力對(duì)兩巷的影綜放工作面開(kāi)采引起的支承壓力對(duì)兩巷的影響距離增加，影響程度降低。響距離增加，影響程度降低。采礦教研室二、頂煤破碎機(jī)理二、頂煤破碎機(jī)理（一）頂煤破碎和影響因素（一）頂煤破碎和影響因素 實(shí)體煤實(shí)體煤 破碎煤塊破碎煤塊 放煤口放煤口支承壓力支承壓力 + 頂板回轉(zhuǎn)頂板回轉(zhuǎn)

5、+ 支架作用支架作用（二）頂煤破壞過(guò)程（二）頂煤破壞過(guò)程破壞發(fā)展區(qū)：破壞發(fā)展區(qū)：受頂板回轉(zhuǎn)作用，煤壁前方附近頂煤發(fā)生破壞，受頂板回轉(zhuǎn)作用，煤壁前方附近頂煤發(fā)生破壞，裂隙擴(kuò)展，位移增大。裂隙擴(kuò)展，位移增大。裂隙發(fā)育區(qū)：裂隙發(fā)育區(qū)：支架反復(fù)支撐，控頂區(qū)內(nèi)的頂煤形成發(fā)育的裂支架反復(fù)支撐，控頂區(qū)內(nèi)的頂煤形成發(fā)育的裂隙。支架反復(fù)支撐，形成交變應(yīng)力，破碎效果提高。梁隙。支架反復(fù)支撐，形成交變應(yīng)力，破碎效果提高。梁長(zhǎng)頂煤破碎加劇，頂上易冒空。支架反復(fù)支長(zhǎng)頂煤破碎加劇，頂上易冒空。支架反復(fù)支 撐的次數(shù)撐的次數(shù)n與頂梁長(zhǎng)度與頂梁長(zhǎng)度l及截深及截深b有關(guān)。有關(guān)?？迓淦扑閰^(qū)：垮落破碎區(qū)：頂煤完全破壞，失支連續(xù)性，在

6、支架后方垮落頂煤完全破壞，失支連續(xù)性，在支架后方垮落放出。放出。采礦教研室k=0.5k=2k=2.8abcd86420-2-4abcabcd三、頂煤破壞過(guò)程三、頂煤破壞過(guò)程采礦教研室第四節(jié)第四節(jié) 放頂煤工藝特點(diǎn)放頂煤工藝特點(diǎn)hh3124xyzyz一、頂煤放出規(guī)律一、頂煤放出規(guī)律橢球體放礦理論認(rèn)為：橢球體放礦理論認(rèn)為：礦石在采場(chǎng)破碎后，礦石在采場(chǎng)破碎后，是按近似橢球體形狀是按近似橢球體形狀向下自然流動(dòng)下來(lái)的，向下自然流動(dòng)下來(lái)的，即原來(lái)所占的空間形即原來(lái)所占的空間形狀為一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球體，狀為一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球體，放煤橢球體表面上的放煤橢球體表面上的顆粒將大體同時(shí)到達(dá)顆粒將大體同時(shí)到達(dá)放煤口。放煤口。采礦教

7、研室二、放頂煤工藝二、放頂煤工藝（一）（一） 初末采放煤工藝初末采放煤工藝1、初期：初期：初采推進(jìn)初采推進(jìn)10 20m不放煤（煤損多）不放煤（煤損多） 現(xiàn)在：現(xiàn)在：多數(shù)工作面從開(kāi)切眼處放煤多數(shù)工作面從開(kāi)切眼處放煤 措施：措施：讓頂煤和頂板垮落讓頂煤和頂板垮落2、末期：末期：距停采線距停采線20m鋪網(wǎng)、停止放煤；或鋪網(wǎng)、停止放煤；或 工作面沿底板爬至頂板（煤損多）工作面沿底板爬至頂板（煤損多） 現(xiàn)在：現(xiàn)在：距停采線距停采線10m鋪網(wǎng)、停止放煤；鋪網(wǎng)、停止放煤； 措施：措施：選擇合理的停采線位置，以利于撤選擇合理的停采線位置，以利于撤 面防止后方矸石竄入面防止后方矸石竄入 采礦教研室（二）放煤步距

8、（二）放煤步距1、放煤步距、放煤步距（循環(huán)放煤步距）（循環(huán)放煤步距）： 在工作面推進(jìn)方向上，前后兩次放頂煤在工作面推進(jìn)方向上，前后兩次放頂煤之間工作面推進(jìn)的距離。之間工作面推進(jìn)的距離。 確定放煤步距原則：頂煤充分破碎，提確定放煤步距原則：頂煤充分破碎，提高采出率，減少煤矸混雜。高采出率，減少煤矸混雜。 采礦教研室2、放煤步距影響因素放煤步距影響因素因素因素：頂煤厚度；頂煤可放性；頂煤冒落時(shí)的：頂煤厚度；頂煤可放性；頂煤冒落時(shí)的 垮落角；直接頂厚度?？迓浣?；直接頂厚度。生產(chǎn)實(shí)踐中生產(chǎn)實(shí)踐中截一刀放頂煤一次，（頂煤厚度較?。┙匾坏斗彭斆阂淮?，（頂煤厚度較?。┙貎傻斗彭斆阂淮?，（頂煤厚度較大）截兩刀

9、放頂煤一次，（頂煤厚度較大）截三刀放頂煤一次，（頂煤厚度較大）截三刀放頂煤一次，（頂煤厚度較大）采礦教研室(a)(b)(c)圖圖712 不同放煤步距下的煤矸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同放煤步距下的煤矸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)采礦教研室放煤步距大：放煤步距大：頂煤放不出，煤損大；放煤步距頂煤放不出，煤損大；放煤步距 小，煤矸混雜，煤質(zhì)差。小，煤矸混雜，煤質(zhì)差。放煤步距太大：放煤步距太大：頂板方向的矸石先于采空區(qū)后頂板方向的矸石先于采空區(qū)后 方的煤達(dá)到方的煤達(dá)到 放煤口，關(guān)口，放煤口，關(guān)口， 頂煤放不出。頂煤放不出。放煤步距太?。悍琶翰骄嗵。翰煽諈^(qū)方向的矸石先于上部頂采空區(qū)方向的矸石先于上部頂 煤到達(dá)放煤口，頂煤損失部分。煤到

10、達(dá)放煤口，頂煤損失部分。采礦教研室（三）放煤方式（三）放煤方式放煤方式：放頂煤工作面放煤順序、次數(shù)和放煤方式：放頂煤工作面放煤順序、次數(shù)和 放煤量的配合方式放煤量的配合方式1、多輪、分段、順序、等量放煤、多輪、分段、順序、等量放煤 采面分采面分2 3段；段內(nèi)同時(shí)開(kāi)啟兩個(gè)相鄰放煤口；段；段內(nèi)同時(shí)開(kāi)啟兩個(gè)相鄰放煤口；每次放每次放1/2 1/3的頂煤；按順序循環(huán)放煤，的頂煤；按順序循環(huán)放煤，直至該段全部放完；再進(jìn)行下一段放頂煤。直至該段全部放完；再進(jìn)行下一段放頂煤。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可使冒落煤巖分界面均勻下降，采出率高，含矸可使冒落煤巖分界面均勻下降，采出率高，含矸率低；充分利用放煤口面積，放煤快。率低

11、；充分利用放煤口面積，放煤快。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：要求操作水平高。要求操作水平高。 適用：適用：頂煤頂煤3m以上以上采礦教研室2、多輪、間隔、順序、等量放煤、多輪、間隔、順序、等量放煤 放煤口放煤順序先放放煤口放煤順序先放1#、3#、 5# 、 7#、 、 、 、 每次放每次放1/2 1/3的頂煤；后放的頂煤；后放2#、4#、6#、8#、每次放、每次放1/2 1/3的的頂煤；反復(fù)兩三輪優(yōu)點(diǎn)：可使冒落煤巖頂煤；反復(fù)兩三輪優(yōu)點(diǎn)：可使冒落煤巖分界面均勻下降，采出率高，含矸率低；分界面均勻下降，采出率高，含矸率低； 丟煤少丟煤少（三）放煤方式（三）放煤方式采礦教研室（三）放煤方式（三）放煤方式 3、單輪、間

12、隔、多口放煤、單輪、間隔、多口放煤 先放先放 1#、3#、5#、放頂煤，見(jiàn)矸關(guān)放頂煤，見(jiàn)矸關(guān)口，留較大脊背煤；滯后一定距離放口，留較大脊背煤；滯后一定距離放 2#、4#、6#、放出留下脊背煤中的放出留下脊背煤中的一個(gè)橢球體。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，容易掌一個(gè)橢球體。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，容易掌握；放頂效果好，握；放頂效果好， 丟煤少，少出矸丟煤少，少出矸 適用：廣泛采用。適用：廣泛采用。（四）端頭放煤工藝尚未解決（四）端頭放煤工藝尚未解決采礦教研室第五節(jié)第五節(jié) 采煤系統(tǒng)分析采煤系統(tǒng)分析aa5a43987215463a一、回采巷道布置：簡(jiǎn)單一、回采巷道布置：簡(jiǎn)單 在底層在底層 經(jīng)濟(jì)效益顯著經(jīng)濟(jì)效益顯著采礦教研

13、室二、工作面長(zhǎng)度及推進(jìn)長(zhǎng)度二、工作面長(zhǎng)度及推進(jìn)長(zhǎng)度面長(zhǎng)面長(zhǎng):1.不小于不小于80米米,碎裂要求碎裂要求2.一個(gè)小班內(nèi)應(yīng)把整個(gè)面長(zhǎng)的頂煤全放完一個(gè)小班內(nèi)應(yīng)把整個(gè)面長(zhǎng)的頂煤全放完 l=n(t/t)b 往往運(yùn)輸機(jī)的能力不足往往運(yùn)輸機(jī)的能力不足.一般一般100120米米 條件好的大于條件好的大于150米。米。推進(jìn)長(zhǎng)度：推進(jìn)長(zhǎng)度：可推進(jìn)度可推進(jìn)度8001000米。米。采礦教研室三、煤炭采出率三、煤炭采出率1初采損失初采損失采空區(qū)充填物高度大于支架高度的采空區(qū)充填物高度大于支架高度的80，頂板冒落，頂板冒落無(wú)沖擊危害過(guò)無(wú)沖擊危害過(guò)1/2跨落步距后，少放一部分?？缏洳骄嗪?，少放一部分。2.終采損失終采損失頂

14、煤硬頂煤硬距停采線距停采線10-15米，不放頂煤，以利撤架。米，不放頂煤，以利撤架。頂煤軟頂煤軟工作面按工作面按810度坡爬到頂板。度坡爬到頂板。5.護(hù)巷煤柱損失護(hù)巷煤柱損失 4.采、放損失采、放損失5 15 10-123.端頭損失。兩端各端頭損失。兩端各2-3架不改架不改采礦教研室第六章第六章 適用條件及評(píng)價(jià)適用條件及評(píng)價(jià)一、評(píng)價(jià)一、評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)萎a(chǎn)高，效率高成本低，巷道少，搬家單產(chǎn)高，效率高成本低，巷道少，搬家 少，經(jīng)濟(jì)效益顯著少，經(jīng)濟(jì)效益顯著缺點(diǎn)缺點(diǎn)：煤損多，易發(fā)火，煤塵大，瓦斯易積：煤損多，易發(fā)火，煤塵大，瓦斯易積 聚。聚。 采礦教研室二、適用條件二、適用條件1. 煤層厚度：煤層厚

15、度：m = 5 12m為佳，過(guò)小易超前為佳，過(guò)小易超前冒頂，過(guò)大破壞不充分冒頂，過(guò)大破壞不充分;2.煤層的可放性：煤層的可放性：煤質(zhì)松軟，層理節(jié)理發(fā)育。煤質(zhì)松軟，層理節(jié)理發(fā)育。煤質(zhì)中硬，煤質(zhì)中硬，f 2最好。個(gè)別最好。個(gè)別f = 3.1 3.9，層理，層理節(jié)理發(fā)育亦可節(jié)理發(fā)育亦可;3.煤層傾角：煤層傾角： 不宜太大，緩傾斜煤層中一般不宜太大，緩傾斜煤層中一般 15 o，太大，太大影響支架的穩(wěn)定性，影響支架的穩(wěn)定性，25 o 30o煤層中也試驗(yàn)煤層中也試驗(yàn)成功成功;采礦教研室二、適用條件二、適用條件4. 煤層結(jié)構(gòu)：煤層結(jié)構(gòu)：過(guò)厚過(guò)硬的夾矸影響頂煤放落，單層過(guò)厚過(guò)硬的夾矸影響頂煤放落，單層夾矸厚大于夾矸厚大于0.5m或或f大于大于 3要采取措施頂煤中的夾要采取措施頂煤中的夾矸總厚度