(7.2.1)-24長(zhǎng)壁放頂煤工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及工藝參數(shù)

長(zhǎng)壁放頂煤工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及工藝參數(shù)一、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律二、頂煤破碎機(jī)理三、頂煤放出規(guī)律四、放頂煤工藝參數(shù)五、評(píng)價(jià)及適用條件一、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律礦山壓力相對(duì)緩和；周期來壓不明顯；支架載荷沒有隨采厚加大而大幅度增加；支架工作阻力多未達(dá)到額定工作阻力，支架前柱阻力一般大于后柱；開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。頂煤經(jīng)歷：實(shí)體煤—破碎煤塊—放煤口放出。支承壓力+頂板回轉(zhuǎn)擠壓頂煤+支架反復(fù)作用下破碎。二、頂煤破碎機(jī)理1、頂煤形態(tài)及受力2、頂煤破碎過程頂煤破壞過程分：A、B、C、D四階段初始破壞區(qū)A：在煤壁前方超前支承壓力峰值區(qū)作用下頂煤由彈性變形進(jìn)入塑性變形，裂隙擴(kuò)展，頂煤開始破壞。破壞發(fā)展區(qū)B：受頂板回轉(zhuǎn)作用，煤壁前方頂煤發(fā)生破壞，裂隙擴(kuò)展，位移增大。裂隙發(fā)育區(qū)C：支架移架反復(fù)支撐，頂煤破碎效果提高。支架反復(fù)支撐的次數(shù)與頂梁長(zhǎng)度及截深有關(guān)?？迓淦扑閰^(qū)D：頂煤完全破壞，在支架后方垮落放出。三、頂煤放出規(guī)律放出橢球體放出漏斗松動(dòng)橢球體移動(dòng)漏斗橢球體放礦：礦石在采場(chǎng)破碎后，是按近似橢球體形狀向下自然流動(dòng)下來的，即放出礦石原來所占空間形狀為一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球體。特征：放礦橢球體表面上的顆粒將大體同時(shí)到達(dá)放煤口。放出橢球體：放礦過程形成的橢球體；松動(dòng)橢球體：停止擴(kuò)展而最終形成的橢球體。四、放頂煤工藝參數(shù)概念：通常指兩次放煤工序之間，綜采面在推進(jìn)方向的前進(jìn)距離。意義：合理選擇放煤步距，對(duì)提高煤炭采出率、降低含矸率至關(guān)重要。應(yīng)用：采煤機(jī)截深的整數(shù)倍，主要有：一刀一放、二刀一放兩種。影響因素：頂煤厚度、頂煤硬度、頂煤冒放性、頂板條件及采煤機(jī)截深等。1、循環(huán)放煤步距確定原則：頂煤充分破碎，提高采出率，減少煤矸混雜。大合理小放煤步距太大：頂板方向的矸石先于采空區(qū)后方的煤達(dá)到放煤口，中下部頂煤被甩在采空區(qū)。放煤步距太小：采空區(qū)方向的矸石先于上部頂煤到達(dá)放煤口，上部頂煤丟失到采空區(qū)。四、放頂煤工藝參數(shù)概念：煤層開采高度與放頂煤高度之比。根據(jù)實(shí)測(cè)，頂煤破碎塑性區(qū)范圍一般可達(dá)煤層采高的3倍左右。我國(guó)緩斜煤層綜放面采放比一般控制在1：1~3之間?！睹旱V安全規(guī)程》的規(guī)定第115條：放頂煤開采采放比一般小于1︰3。2、采放比3、放煤方式放煤順序、次數(shù)和放煤量的配合方式。合理選擇放煤方式可減少頂煤混矸、提高頂煤放出率。（1）單輪順序放煤。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)放煤口放完關(guān)閉后，按順序向前繼續(xù)開啟放煤口。3、放煤方式單輪間隔（2）單輪、間隔、多口放煤。先放單號(hào)支架上的煤，見一定矸石后關(guān)閉放煤口；滯后一段距離放雙號(hào)支架上的煤。丟煤少，混矸少。3、放煤方式多輪順序（3）多輪、間隔、順序放煤。先放單號(hào)支架上的1/2或1/3煤；然后放雙號(hào)支架上的1/2或1/3煤，2-3輪放完。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。4、煤炭采出率（1）初采損失為防止頂板沖擊支架，初采（10-15m）放煤量控制在50%以下甚至不放煤。采空區(qū)充填物高度大于支架高度的80％，頂板冒落無沖擊危害過1/2跨落步距后，少放一部分。減少采出率0.5-0.8%。4、煤炭采出率（2）終采損失放頂煤采面收尾方法：頂煤硬：距停采線10-15米，鋪網(wǎng)、不放頂煤，保持頂煤及頂板穩(wěn)定性，以利撤架。損失頂煤。頂煤軟：工作面按8－10度坡爬到頂板，停采線處頂板為巖層，損失三角煤。減少采出率1-1.5%。4、煤炭采出率（3）端頭損失。保護(hù)出口，端部2-3架不放頂煤。此損失與采面長(zhǎng)度成反比。減少采出率4%。（4）放頂工藝損失：脊背煤損等；減少采出率7-12%。（5）采面潑灑損失。提高采出率措施：（1）加大工作面長(zhǎng)度：減少端頭損失；（2）加大推進(jìn)長(zhǎng)度：減少初、末采損失；（3）采用切頂巷：減少初采損失；（4）合理放煤參數(shù)：減少工藝損失。五、評(píng)價(jià)及適用條件1、優(yōu)點(diǎn)(1)單產(chǎn)高工作面內(nèi)具有多個(gè)出煤點(diǎn)，采煤和放煤同時(shí)進(jìn)行，因而易于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。(2)效率高由于放頂煤工作面的一次采出厚度大，生產(chǎn)集中，放煤工藝勞動(dòng)量小以及出煤點(diǎn)增多等原因，其生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。(3)成本低比分層開采減少了分層數(shù)目和鋪網(wǎng)工序，由此節(jié)省了鋪網(wǎng)費(fèi)用。其他材料、電力消耗、工資費(fèi)用等也都相應(yīng)減少。(4)巷道掘進(jìn)量小掘進(jìn)率和巷道維護(hù)費(fèi)用減少，便于采掘接替。(5)減少了搬家倒面次數(shù)，節(jié)省了采煤工作畫的安裝和搬遷費(fèi)用。(6)對(duì)煤層厚度變化及地質(zhì)構(gòu)造的適應(yīng)性強(qiáng)。2、缺點(diǎn)(1)煤損多放頂煤開采的工作面煤炭采出率一般比分層開采低10％左右。(2)易發(fā)火由于煤損較多，在回采期間采空區(qū)就可能發(fā)生自燃。因此，有效地防止自燃是放頂煤開采成敗的又一關(guān)鍵。(3)煤塵大在放項(xiàng)煤工作面，采煤機(jī)割煤、支架操作時(shí)的架間漏煤及放煤均為粉塵的來源。(4)瓦斯易積聚放頂煤開采的產(chǎn)量集中，瓦斯散發(fā)面大，采空區(qū)高度大，易于積聚。(5)過渡架及端頭支架無法實(shí)現(xiàn)放煤；(6)沿底煤巷礦壓控制難度大。3、適用條件（1）

煤層厚度：510m為佳，厚度變化大，采放比1:3（2）煤層硬度：f3或節(jié)理發(fā)育（3）煤層傾角：<15°

，53°也試驗(yàn)成功;（4）煤層結(jié)構(gòu)：夾矸﹥0.4m或