煤礦放頂煤開采技術(shù)

報(bào)告內(nèi)容：厚煤層開采方法主要有兩種：分層開采法—將厚煤層分成2-3m一個(gè)分層，逐層布置采煤工作面進(jìn)行開采的方法。放頂煤開采法—在厚煤層中沿煤層〔或分段〕底部布置一個(gè)采高2-3m的長壁工作面，用常規(guī)方法進(jìn)行回采，利用礦山壓力或輔以人工松動(dòng)方法，使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架前方放出，并經(jīng)由運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面〔如圖7-1〕。1概念及分類1.2放頂煤開采法分類按傾角分：1)α>450，水平分段放頂煤；2)α<350，長壁放頂煤按分層分：1)一次采全厚：<l0-12m；2)分層放頂煤：每約12m一層；

3)預(yù)采頂分層，有瓦斯突出或堅(jiān)硬頂板的煤層，厚度>8m；按設(shè)備分：1)綜放開采：單運(yùn)輸機(jī)高位放頂煤支架；雙運(yùn)輸機(jī)中位放頂煤支架；雙運(yùn)輸機(jī)低位放頂煤支架。2)簡易支架放頂煤：滑移支架，懸移支架；單體支柱絞接頂梁、π型梁放頂煤。2我國放頂煤開采的開展過程開展大體可分為三個(gè)階段

第一階段摸索階段1990年以前(1984—1990)第二階段逐步成熟階段1990—1995年第三階段推廣階段1996年—現(xiàn)在第一階段

摸索階段第一階段產(chǎn)量不高的主要原因第二階段

逐步成熟階段第三階段推廣階段1996年—今3礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)及頂煤破碎機(jī)理3.1工作面礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)按傳統(tǒng)礦壓理論，放頂煤開采的一次采出厚度明顯增大，采場礦壓將明顯增大，支架載荷將成數(shù)倍增長，動(dòng)載(周期來壓)顯現(xiàn)也將嚴(yán)重。但放頂煤開采實(shí)踐說明情況并非如此。放頂煤整層開采的礦壓顯現(xiàn)往往并不比分層開采(采厚相差假設(shè)干倍)更強(qiáng)烈。(1)盡管放頂煤開采的一次采出厚度比分層開采大，支架載荷減小了5％～68％，載荷強(qiáng)度減小15％～20％。由此，可以認(rèn)為，綜放開采的支架載荷和一次采出厚度沒有確定的關(guān)系；工作面支架動(dòng)載不強(qiáng)烈，動(dòng)載系數(shù)一般都低于采用分層開采的頂分層，說明上位頂板巖梁的運(yùn)動(dòng)(周期來壓)對支架的影響有明顯地緩和或者沒有影響。反映周期來壓顯現(xiàn)的影響減小?！?〕但凡支架設(shè)計(jì)(額定)工作阻力高的綜放工作面，支架實(shí)際載荷就比較較大，頂煤強(qiáng)度高的工作面，支架實(shí)際載荷高，松軟工作面的實(shí)際支架載荷低。說明工作面支架載荷并不取決于一次采出厚度；

多數(shù)情況下，四柱式綜放支架前柱平均工作阻力大于后柱平均工作阻力，說明支架的載荷重心更靠近煤壁?！?〕端面冒頂增加了。3.2頂煤破碎機(jī)理式中L—支架長度，m；B—循環(huán)進(jìn)度，m.

四、放煤規(guī)律和放煤方式

散體運(yùn)動(dòng)原理放煤的過程是散體運(yùn)動(dòng)過程，最大的特點(diǎn)：橢球體漏斗的開展橢球體開展原那么1)同時(shí)到達(dá)的原那么2)按比例運(yùn)動(dòng)的原那么漏斗最主要反映下降速度和方向1)中間快，兩邊慢；2)向中間運(yùn)動(dòng)。四、放煤規(guī)律和放煤方式四、放煤規(guī)律和放煤方式放煤方式

為減少混矸，提高回收率，必須保持和控制煤巖分界面，必須有規(guī)律的順序放煤。放煤方式

：

單輪、多輪、順序、間隔、協(xié)調(diào)。放煤步距

：

一刀一放、二刀一放、三刀一放。

四、放煤規(guī)律和放煤方式〔回收率〕當(dāng)前放頂煤回收率情況工作面回收率：80—85％采區(qū)回收率：無煤柱75％左右，留煤柱那么低于75％。工作面煤炭損失構(gòu)成：總損失：15—20％放煤損失(工藝損失)：7—11％兩端過渡支架及端頭支架損失：1.5—4.5％初采、未采不放煤或少放煤損失：1.5—2.5％其他損失：3—4％提高回收率方法減少放煤(工藝)損失選擇適當(dāng)?shù)姆琶悍绞胶蛥?shù)，加強(qiáng)放煤管理(經(jīng)濟(jì)和監(jiān)督上)。減少兩端損失改善過渡支架和端頭支架的放煤功能。減少初采、末采損失要經(jīng)過試驗(yàn)，根據(jù)不同頂煤板情況，在保證平安的條件下，逐步減少不放煤和少放煤的距離。減少其它損失擴(kuò)大采區(qū)尺寸可以相對減少煤炭損失；無煤柱開采是使采區(qū)回收率到達(dá)國家規(guī)定75％的主要措施。五、綜放工作面循環(huán)勞動(dòng)組織實(shí)現(xiàn)全厚同時(shí)出煤．即實(shí)現(xiàn)采煤和放煤平行作業(yè)。(放頂煤的初衷)；實(shí)行工作面內(nèi)多點(diǎn)出煤(采煤機(jī)出煤為單點(diǎn)出煤)。放煤實(shí)現(xiàn)多口出煤，但受后部輸送機(jī)能力所限，同時(shí)放煤口一般不應(yīng)超過2—3個(gè)。放煤和采煤應(yīng)錯(cuò)開一定距離〔典型的兩刀一放的循環(huán)作業(yè)圖表見圖〕兩刀一放平行作業(yè)循環(huán)作業(yè)圖表大傾角綜放開采工作面正常生產(chǎn)的原那么〔四個(gè)由下向上〕1)采煤機(jī)由下向上割煤，返回時(shí)空刀；2)移架由下向上，保持下部固定好的支架作為移動(dòng)架的導(dǎo)向軌：3)推移運(yùn)輸機(jī)由下向上，每次移動(dòng)消除一局部下滑；4)放煤由下往上，減少對煤矸分界面的擾動(dòng)，采放錯(cuò)開一定距離，實(shí)現(xiàn)一刀一放、平行作業(yè)。瓦斯涌出規(guī)律和特點(diǎn)

絕對瓦斯涌出量成倍增加。上臨近煤層的瓦斯涌出量成倍增加。采空區(qū)瓦斯涌出量成倍增加。局部瓦斯聚集加??；瓦斯涌出和分布不均衡。六、放頂煤開采的瓦斯問題工作面瓦斯積聚情況

隅角附近瓦斯集聚

瓦斯治理方法抽放瓦斯應(yīng)作為是一道正常的工序，全程抽瓦斯，貫徹始終。預(yù)抽：分采前抽，穿層抽，層內(nèi)掘巷抽(排)，巷排十鉆孔抽，透氣性好的煤層效果好。邊采邊抽：利用裂隙和卸壓區(qū)抽煤壁前方瓦斯，采空區(qū)抽前方瓦斯。采后抽：埋管，長鉆孔，高抽巷等。瓦斯處理方法〔排〕

上隅角是風(fēng)排瓦斯重點(diǎn)可采用風(fēng)排方法處理。特厚煤層(>8m)可用E型瓦斯排放巷，風(fēng)量計(jì)算按排放巷排出1／3風(fēng)和2／3瓦斯考慮。。較薄厚煤層，只能用高抽巷(隨采隨廢，高濃度)或用高抽鉆，經(jīng)過試驗(yàn)，確定參數(shù)(數(shù)量、高度、排列、負(fù)壓、流量)不用尾巷，用尾巷害處：①漏風(fēng)，造成自燃，有時(shí)無征兆；②丟煤多。假設(shè)瓦斯?jié)舛仍俑?，只能限產(chǎn)，以風(fēng)定產(chǎn)?；茨现x橋高瓦斯礦井瓦斯治理方法鉆孔預(yù)抽。在回采前以工作面上下風(fēng)巷沿煤層傾向打長距離鉆孔(如圖)，鉆孔間距10m，鉆孔深75m，孔徑73mm，共施工鉆孔258個(gè)，其中上風(fēng)巷鉆孔128個(gè)，下風(fēng)巷鉆孔130個(gè)。邊采邊抽。在工作面回采期間因工作面前方的應(yīng)力集中帶造成煤體破壞而卸壓，鉆孔瓦斯涌出量會增加，所以回采過程中，利用預(yù)抽鉆孔進(jìn)行邊采邊抽，利用風(fēng)巷抽排瓦斯效果很好。采空區(qū)瓦斯抽排。采用頂板縱向長鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯。在工作面上風(fēng)巷下幫每隔180m設(shè)一個(gè)鉆