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。