放顶煤回采工艺参数及设备选型
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泥岩 粉砂岩
岩性特征 灰色、粉砂质结构
小波状层理 水平层理、泥质胶结 泥质结构，含植物化石 泥质并胶结在一起
平均厚度/m 0〜5 4〜8 10 〜20 10 〜16 4〜6
根据215021工作面围岩的稳定性将其分为四
类,分别为I类、II类、川类、W类。其中，1类围岩
收稿日期：2021-01-10 作者简介：祖海军，男，1970年出生，毕业于中国矿业大学，硕士学 位，高级工程师。
3/7. 58 = 1/2. 5O 2.1.2放煤步距的确定
所谓放煤步距指的是，前一次与后一次循环之
间工作面推进的距离。一般的，放煤步距的确定需
综合考虑采煤机的截割深度，以确保其能够与工作 面对应的采煤工序相配。目前，应用于我矿采煤机
的截割深度为0. 8 m,而且在实际应用中普遍存在 放煤方式包括有米一放一、米二放一，以及米三放一
煤层以及水文等条件，最终确定采煤高度为3 m⑷。 2. 1.1.2放煤高度的确定
对于同一个生产工作面而言，放煤高度与采煤
高度的和为该工作面的煤层厚度 。经探测可知，
215021工作面煤层的平均厚度为10. 58 m,则对应 放煤高度为10. 58-3 = 7. 58 mo
因此，对于215021工作面而言其采放比=
摘要：为进一步提升综采工作面回采率，降低其巷道维护成本，提升生产安全性，以及215021工作面为例 在分析其地质、水文以及煤层等条件的基础上，对放顶煤回采工艺参数中的采放比、放煤步距以及放煤方 式进行综合确定，并根据实际生产情况对关键设备采煤机、刮板输送机以及液压支架的选型提出要求。 关键词：放顶煤回采；采放比；放煤步距；放煤方式；回采率
阴爱平：铸造车间除尘系统设计及除尘设备选择
・135・
使用方法：，2019. [6]孙明杰，董文波，张伟鹏.汽车模具铸件生产车间浇注除
尘工艺的选择[J].中铸造装备与技术，2020,329 (5)： 84-87.
Design of dedusting system and selection of dedusting equipment in foundry
中图分类号:TD823.9 文献标识码:A 文章编号：1004-7050 （2021） 03-0120-02
引言
综采工作面回采工艺参数的合理与否将直接决 定其生产能力、回采率和生产成本。因此，综采工作 面工艺参数的合理确定对煤矿企业尤为重要。目 前,我国煤矿已经初步实现了综合机械化生产，与传 统采煤相比安全性和回采率得到显著提升。我矿主 要采用分层机械化回采工艺，在实际应用中存在巷 道准备工作量大，后期对巷道的维护成本高、难度大 等问题⑴。为解决当前分层机械化回采工艺成本较 高的问题，将对其回采工艺进行优化，并完成对应综 采设备的选型。
析还会增加工作面的矿山压力，从而对液压支架以
及采取支护手段的要求越高⑶o
2. 1.1.1采煤高度的确定 所谓采煤高度指的是其割煤高度，在实际生产
中要求采煤机割煤高度需与其破煤速度相匹配；需
根据工作面的通风要求综合确定；需保证工作面有
合理的生产空间。目前，国内工作面的采煤高度一
般可取2. 5 m〜3. 6 mo综合215021工作面的地质、
等。因此，本节将基于PFC数值模拟软件采放比为 1：1.5时，对应放煤步距分别为0. 8 m、1.6 ni以及 2.4 m的回采效果进行对比分析。经数值模拟分析 结果，如表2所示。
表2 不同放煤步距对应的回采率
放煤步距/m理论放煤量/t
0. 8
20 496
1. 6
20 496
2.4
20 496
实际放煤量/t 17545 16786 15987
回采率/%
85. 6 81. 9 78.0
不难看出，随着放煤步距的增加对应工作面的
实际放煤量在不断减小，其对应回采率也在不断降
低。因此,为了保证综采工作面的回采率最大，将最
佳放煤步距确定为0.8 mo 2. 1. 3放煤方式的确定
工作面放煤方式根据其实际采用放煤口的刷
领、放煤的顺序以及放煤量的不同可组成多样的放
液压支架选型的关键依据为工作面所需支护的
高度和液压支架的工作阻力。结合上述所确定回采
工艺的放煤高度为7. 58 m以及工作面围岩、煤层以 及地质等条件，最终得出液压支架的工作阻力不得
小于1. 1 MPa。此外，结合该工作面的采煤高度，将 液压支架的最低支护高度确定为1. 8 m,对应最高 支护高度为3.5 mo 2.2.3刮板输送机的选型
YIN Aiping (Fenxi Mining Group Equipment Repair Plant, Jiexiu Shanxi 032000,China)
Abstract: The dust removal system of foundry is one of the important devices in foundry. It is a kind of air purification technology which separates dust from air by rotating centrifugal force produced by air containing dust. It has the characteristics of high application efficiency. This time, combined with specific cases, the design purpose of dust removal system is analyzed. The design process data is formed from the view of structure and equipment operation performance, which can fully meet the requirements of foundry workshop, so as to provide valuable reference for the design and selection of dust removal system in other industrial workshops. Key words: foundry； dust removal system； design； equipment selection
2.2.1采煤机的选型 对于215021工作面而言，最佳截割高度应为
3 m,结合上述所确定的采放比为1/2. 5,并综合考 虑该工作面采煤机与其他工作面采煤机的通用性，
将滚筒的直径确定为1. 8 ni〜2. 4 mo 经理论计算,要求所选型采煤机的最大落煤量不
得小于761 t/h,截割功率不得小于1 152 kWo因此, 综合分析最终选择采煤机的截割功率为1 200 kW,对 应滚筒的直径为2m。 2.2.2液压支架的选型
刮板输送机需与采煤机、原因支架等相配套，其
关键参数为运输能力。结合采煤机的截割深度、采 煤高度与该放顶回采工艺的回采率等指标，确定刮
板输送机的运输能力不得小于782 t/h。
3结语
综采工作面生产的安全性、成本以及效率在一 定程度上与其所采用回采工艺的相关参数有关。为
（下转第135页）
2021年第3期
因此，对于31031工作面而言在三班倒的工作 制度中，每班均可完成2个循环，每天可完成4个循 环操作。结合215021 I作面的走向长度，拟采用 31031工作面的采煤机等生产能力参数，初步确定 215021工作面的年产量可达1. 9 Mt。 2.1回采工艺参数的确定 2.1.1采放比的确定
对于放顶煤开采工艺而言，煤炭的开采率由采 煤机破煤所采出煤炭的量和放顶操作所放出煤炭的 量两部分组成。所谓采放比指的就是采煤机破煤所
2工作面放顶煤回采工艺及设备选型
经对215021工作面煤层、地质以及水文条件的 进一步探测,并结合周围工作面的生产经验可得:可 对该工作面采用放顶煤的回采工艺，并通过煤层注 水和顶煤预裂的方式对工作面的顶煤进行弱化操 作。根据215021 I作面周围31031 I作面的放煤 经验，其对应每个放煤时间约为2. 5 min,则在一个循 环中放煤需要的总时间为2. 5X90（台液压支架）= 225 min；31031工作面所实际运行中共有两个放煤 口同时进行放煤操作，则在每个循环所需的放煤时 间为 2254-2 = 112. 5 mino
2021年第3期
祖海军：放顶煤回采工艺参数及设备选型
・121・
采出煤层的高度和放顶操作所放出煤炭煤层高度的
比值。根据《煤炭安全规程》的相关规定可知，对于
放顶煤开采工艺要求采放比不得大于1 ： 3。实践 表明，随着采煤高度的增加对应放煤高度就会减小， 从而可提升工作面煤层的回收率，整体提升工作面
的回采效率;但是，采煤高度的增加从另一个方面分
1工程概况
本文以某煤矿215021工作面为研究载体，该工
作面的走向长度为1 090 mo对不同预应力锚杆支 护效应进行对比研究，需全面掌握该工作面顶底板
情况。经探测得出，215021的顶底板情况，如表1 所示。
表1 215021工作面顶底板情况
顶底板类型 伪顶 直接顶 老顶 直接底 老底
成分 砂质泥岩 泥岩、粉砂岩 灰色粉砂泥岩
属于稳定性围岩,位于巷道顶板2 m的位置内；H类 围岩属于中等稳定性围岩,位于巷道顶板2 m〜4 m 的位置内；川类围岩属于不稳定围岩，围岩巷道顶板 4 m〜6 m的位置内；W类围岩属于极不稳定围岩， 位于巷道顶板6 ni的范围之内⑵。经探测，215021 工作面煤层的总体走向为40。〜60。，倾角范围为 7°〜12°；煤层工作面的走向长度为260 m,其中包括 倾斜工作面的走向长度为174 m,煤层平均厚度为 10. 48 mo
煤方式皈。目前，与215021 1作面相邻工作面主要 以单轮间隔放煤、单轮顺序放煤以及多轮顺序放煤
三种放煤方式为主。因此,将基于PFC数值模拟软 件对不同放煤方式下对应放出率进行对比分析。经
数值模拟分析结果，如表3所示。 表3不同放煤方式对应放出率
放煤方式 放出率/%
单轮间隔
93.2
单轮顺序
87. 1
(上接第121页)
解决215021工作面原分层机械化开采时存在巷道 准备工作量大、维护成本高以及回采率低的问题，对 其放顶煤回采工艺参数综合确定，最后确定放顶回 采工艺中关键参数如下:采放比为1/25,放煤步距为 0. 8 m,放煤方式为多轮顺序；并要求所选型采煤机 的截割功率为1 200 kW,液压支架工作阻力为 1. 1 MPa,刮板输送机运输能力最小为782 t/h。
多轮顺序
95. 3
如表3所示，当采用多轮顺序放煤方式时对应 顶煤的放出率最大为95. 3%,当采用单轮顺序放煤 方式时对应顶煤的放出率最小为87. 1%O因此，为 了提高综采工作面煤炭的利用率，可采用多轮顺序 放煤方式。 2.2设备选型
综采工作面设备选型主要是对工作面“三机”设 备的选型,包括有采煤机、液压支架和刮板输送机。
总第193期 2021年第3期
山西化工
SHANXI CHEMICAL INDUSTRY
Total 193I： 10. 16525/j. cnki. cnl4-1109/tq. 2021. 03. 47
放顶煤回采工艺参数及设备选型
祖海军
（晋能控股煤业集团同发东周窑煤业有限公司，山西 大同 037003）
参考文献：
[1]贾连鑫.大采高综采放顶煤工作面旋转调斜开采技术
[J].煤炭科学技术,2018,46(1):119-122. [2] 孙祺锤.特殊条件下综采放顶煤工作面防灭火技术[J].
煤矿安全，2019,50(1):71-74. [3] 王晓飞.厚煤层综采放顶煤开采工艺参数研究[J].煤炭
工程,2018(9):56-58. [4] 乔懿麟，于水，王金东，等.综采放顶煤支承压力及合理
采放比数值模拟研究[J].煤炭技术,2019,38(2):4951. ：5]牛剑峰.综采放顶煤工作面自动放煤控制系统研究m. 工矿自动化,2018,44(6):27-30.
Technical parameters and equipment selection of top coal caving mining
岩性特征 灰色、粉砂质结构
小波状层理 水平层理、泥质胶结 泥质结构，含植物化石 泥质并胶结在一起
平均厚度/m 0〜5 4〜8 10 〜20 10 〜16 4〜6
根据215021工作面围岩的稳定性将其分为四
类,分别为I类、II类、川类、W类。其中，1类围岩
收稿日期：2021-01-10 作者简介：祖海军，男，1970年出生，毕业于中国矿业大学，硕士学 位，高级工程师。
3/7. 58 = 1/2. 5O 2.1.2放煤步距的确定
所谓放煤步距指的是，前一次与后一次循环之
间工作面推进的距离。一般的，放煤步距的确定需
综合考虑采煤机的截割深度，以确保其能够与工作 面对应的采煤工序相配。目前，应用于我矿采煤机
的截割深度为0. 8 m,而且在实际应用中普遍存在 放煤方式包括有米一放一、米二放一，以及米三放一
煤层以及水文等条件，最终确定采煤高度为3 m⑷。 2. 1.1.2放煤高度的确定
对于同一个生产工作面而言，放煤高度与采煤
高度的和为该工作面的煤层厚度 。经探测可知，
215021工作面煤层的平均厚度为10. 58 m,则对应 放煤高度为10. 58-3 = 7. 58 mo
因此，对于215021工作面而言其采放比=
摘要：为进一步提升综采工作面回采率，降低其巷道维护成本，提升生产安全性，以及215021工作面为例 在分析其地质、水文以及煤层等条件的基础上，对放顶煤回采工艺参数中的采放比、放煤步距以及放煤方 式进行综合确定，并根据实际生产情况对关键设备采煤机、刮板输送机以及液压支架的选型提出要求。 关键词：放顶煤回采；采放比；放煤步距；放煤方式；回采率
阴爱平：铸造车间除尘系统设计及除尘设备选择
・135・
使用方法：，2019. [6]孙明杰，董文波，张伟鹏.汽车模具铸件生产车间浇注除
尘工艺的选择[J].中铸造装备与技术，2020,329 (5)： 84-87.
Design of dedusting system and selection of dedusting equipment in foundry
中图分类号:TD823.9 文献标识码:A 文章编号：1004-7050 （2021） 03-0120-02
引言
综采工作面回采工艺参数的合理与否将直接决 定其生产能力、回采率和生产成本。因此，综采工作 面工艺参数的合理确定对煤矿企业尤为重要。目 前,我国煤矿已经初步实现了综合机械化生产，与传 统采煤相比安全性和回采率得到显著提升。我矿主 要采用分层机械化回采工艺，在实际应用中存在巷 道准备工作量大，后期对巷道的维护成本高、难度大 等问题⑴。为解决当前分层机械化回采工艺成本较 高的问题，将对其回采工艺进行优化，并完成对应综 采设备的选型。
析还会增加工作面的矿山压力，从而对液压支架以
及采取支护手段的要求越高⑶o
2. 1.1.1采煤高度的确定 所谓采煤高度指的是其割煤高度，在实际生产
中要求采煤机割煤高度需与其破煤速度相匹配；需
根据工作面的通风要求综合确定；需保证工作面有
合理的生产空间。目前，国内工作面的采煤高度一
般可取2. 5 m〜3. 6 mo综合215021工作面的地质、
等。因此，本节将基于PFC数值模拟软件采放比为 1：1.5时，对应放煤步距分别为0. 8 m、1.6 ni以及 2.4 m的回采效果进行对比分析。经数值模拟分析 结果，如表2所示。
表2 不同放煤步距对应的回采率
放煤步距/m理论放煤量/t
0. 8
20 496
1. 6
20 496
2.4
20 496
实际放煤量/t 17545 16786 15987
回采率/%
85. 6 81. 9 78.0
不难看出，随着放煤步距的增加对应工作面的
实际放煤量在不断减小，其对应回采率也在不断降
低。因此,为了保证综采工作面的回采率最大，将最
佳放煤步距确定为0.8 mo 2. 1. 3放煤方式的确定
工作面放煤方式根据其实际采用放煤口的刷
领、放煤的顺序以及放煤量的不同可组成多样的放
液压支架选型的关键依据为工作面所需支护的
高度和液压支架的工作阻力。结合上述所确定回采
工艺的放煤高度为7. 58 m以及工作面围岩、煤层以 及地质等条件，最终得出液压支架的工作阻力不得
小于1. 1 MPa。此外，结合该工作面的采煤高度，将 液压支架的最低支护高度确定为1. 8 m,对应最高 支护高度为3.5 mo 2.2.3刮板输送机的选型
YIN Aiping (Fenxi Mining Group Equipment Repair Plant, Jiexiu Shanxi 032000,China)
Abstract: The dust removal system of foundry is one of the important devices in foundry. It is a kind of air purification technology which separates dust from air by rotating centrifugal force produced by air containing dust. It has the characteristics of high application efficiency. This time, combined with specific cases, the design purpose of dust removal system is analyzed. The design process data is formed from the view of structure and equipment operation performance, which can fully meet the requirements of foundry workshop, so as to provide valuable reference for the design and selection of dust removal system in other industrial workshops. Key words: foundry； dust removal system； design； equipment selection
2.2.1采煤机的选型 对于215021工作面而言，最佳截割高度应为
3 m,结合上述所确定的采放比为1/2. 5,并综合考 虑该工作面采煤机与其他工作面采煤机的通用性，
将滚筒的直径确定为1. 8 ni〜2. 4 mo 经理论计算,要求所选型采煤机的最大落煤量不
得小于761 t/h,截割功率不得小于1 152 kWo因此, 综合分析最终选择采煤机的截割功率为1 200 kW,对 应滚筒的直径为2m。 2.2.2液压支架的选型
刮板输送机需与采煤机、原因支架等相配套，其
关键参数为运输能力。结合采煤机的截割深度、采 煤高度与该放顶回采工艺的回采率等指标，确定刮
板输送机的运输能力不得小于782 t/h。
3结语
综采工作面生产的安全性、成本以及效率在一 定程度上与其所采用回采工艺的相关参数有关。为
（下转第135页）
2021年第3期
因此，对于31031工作面而言在三班倒的工作 制度中，每班均可完成2个循环，每天可完成4个循 环操作。结合215021 I作面的走向长度，拟采用 31031工作面的采煤机等生产能力参数，初步确定 215021工作面的年产量可达1. 9 Mt。 2.1回采工艺参数的确定 2.1.1采放比的确定
对于放顶煤开采工艺而言，煤炭的开采率由采 煤机破煤所采出煤炭的量和放顶操作所放出煤炭的 量两部分组成。所谓采放比指的就是采煤机破煤所
2工作面放顶煤回采工艺及设备选型
经对215021工作面煤层、地质以及水文条件的 进一步探测,并结合周围工作面的生产经验可得:可 对该工作面采用放顶煤的回采工艺，并通过煤层注 水和顶煤预裂的方式对工作面的顶煤进行弱化操 作。根据215021 I作面周围31031 I作面的放煤 经验，其对应每个放煤时间约为2. 5 min,则在一个循 环中放煤需要的总时间为2. 5X90（台液压支架）= 225 min；31031工作面所实际运行中共有两个放煤 口同时进行放煤操作，则在每个循环所需的放煤时 间为 2254-2 = 112. 5 mino
2021年第3期
祖海军：放顶煤回采工艺参数及设备选型
・121・
采出煤层的高度和放顶操作所放出煤炭煤层高度的
比值。根据《煤炭安全规程》的相关规定可知，对于
放顶煤开采工艺要求采放比不得大于1 ： 3。实践 表明，随着采煤高度的增加对应放煤高度就会减小， 从而可提升工作面煤层的回收率，整体提升工作面
的回采效率;但是，采煤高度的增加从另一个方面分
1工程概况
本文以某煤矿215021工作面为研究载体，该工
作面的走向长度为1 090 mo对不同预应力锚杆支 护效应进行对比研究，需全面掌握该工作面顶底板
情况。经探测得出，215021的顶底板情况，如表1 所示。
表1 215021工作面顶底板情况
顶底板类型 伪顶 直接顶 老顶 直接底 老底
成分 砂质泥岩 泥岩、粉砂岩 灰色粉砂泥岩
属于稳定性围岩,位于巷道顶板2 m的位置内；H类 围岩属于中等稳定性围岩,位于巷道顶板2 m〜4 m 的位置内；川类围岩属于不稳定围岩，围岩巷道顶板 4 m〜6 m的位置内；W类围岩属于极不稳定围岩， 位于巷道顶板6 ni的范围之内⑵。经探测，215021 工作面煤层的总体走向为40。〜60。，倾角范围为 7°〜12°；煤层工作面的走向长度为260 m,其中包括 倾斜工作面的走向长度为174 m,煤层平均厚度为 10. 48 mo
煤方式皈。目前，与215021 1作面相邻工作面主要 以单轮间隔放煤、单轮顺序放煤以及多轮顺序放煤
三种放煤方式为主。因此,将基于PFC数值模拟软 件对不同放煤方式下对应放出率进行对比分析。经
数值模拟分析结果，如表3所示。 表3不同放煤方式对应放出率
放煤方式 放出率/%
单轮间隔
93.2
单轮顺序
87. 1
(上接第121页)
解决215021工作面原分层机械化开采时存在巷道 准备工作量大、维护成本高以及回采率低的问题，对 其放顶煤回采工艺参数综合确定，最后确定放顶回 采工艺中关键参数如下:采放比为1/25,放煤步距为 0. 8 m,放煤方式为多轮顺序；并要求所选型采煤机 的截割功率为1 200 kW,液压支架工作阻力为 1. 1 MPa,刮板输送机运输能力最小为782 t/h。
多轮顺序
95. 3
如表3所示，当采用多轮顺序放煤方式时对应 顶煤的放出率最大为95. 3%,当采用单轮顺序放煤 方式时对应顶煤的放出率最小为87. 1%O因此，为 了提高综采工作面煤炭的利用率，可采用多轮顺序 放煤方式。 2.2设备选型
综采工作面设备选型主要是对工作面“三机”设 备的选型,包括有采煤机、液压支架和刮板输送机。
总第193期 2021年第3期
山西化工
SHANXI CHEMICAL INDUSTRY
Total 193I： 10. 16525/j. cnki. cnl4-1109/tq. 2021. 03. 47
放顶煤回采工艺参数及设备选型
祖海军
（晋能控股煤业集团同发东周窑煤业有限公司，山西 大同 037003）
参考文献：
[1]贾连鑫.大采高综采放顶煤工作面旋转调斜开采技术
[J].煤炭科学技术,2018,46(1):119-122. [2] 孙祺锤.特殊条件下综采放顶煤工作面防灭火技术[J].
煤矿安全，2019,50(1):71-74. [3] 王晓飞.厚煤层综采放顶煤开采工艺参数研究[J].煤炭
工程,2018(9):56-58. [4] 乔懿麟，于水，王金东，等.综采放顶煤支承压力及合理
采放比数值模拟研究[J].煤炭技术,2019,38(2):4951. ：5]牛剑峰.综采放顶煤工作面自动放煤控制系统研究m. 工矿自动化,2018,44(6):27-30.
Technical parameters and equipment selection of top coal caving mining