综采放顶煤工艺技术培训讲义(一)
综采放顶煤工艺技术培训讲义(一)课案
中煤平朔集团井工一矿“刘伟”创新工作室内部讲义综采放顶煤工艺技术培训（一）授课人：刘伟日期：2015.6.目录1放顶煤技术概况 (1)1.1实质 (1)1.2过程 (1)1.3起源 (1)1.4中国综放开采的发展 (1)1.5放顶煤支架的发展和现状 (4)1.6当前液压支架技术(功能)发展的基本趋势 (7)2放顶煤开采技术特点 (9)2.1放顶煤开采形式 (9)2.2放顶煤开采的优点 (11)2.3放顶煤开采的适用条件 (12)2.3.1煤层赋存状态与构造： (12)2.3.2煤层厚度 (13)2.3.3煤层倾角 (13)2.3.4直接顶的岩性与厚度 (14)2.3.5煤层物理机械性质与结构 (16)2.3.6煤层底板岩性 (17)2.3.7瓦斯、自燃发生等对放顶煤的影响 (17)1放顶煤技术概况1.1实质是一种开采缓倾斜特厚煤层和急倾斜特厚煤层的采煤方法。
1.2过程沿缓倾斜特厚煤层的底板或在急倾斜特厚煤层某一阶段高度的底部布置一个采煤工作面进行开采，而工作面顶部的煤在矿山压力作用下或辅以人工松动的方法，在工作面后部垮落并通过放煤口放入输送机运出的采煤方法。
1.3起源放顶煤采煤法是一种古老的采煤方法，俗称“高落法”。
综合机械化放顶煤开采技术，于1964年首先在法国中南煤田的布郎齐矿试验成功。
中国从1982年开始引进综放开采技术，首先在甘肃窑街矿务局二矿和辽宁沈阳矿务局浦河矿试验成功。
1.4中国综放开采的发展我国综放开采的发展过程大体可分为三个阶段：第一阶段摸索阶段 1990年以前 (1984—1990)试验地点：缓斜试验工作面当时在平顶山、潞安、阳泉、郑州。
急倾斜在窑街、乌鲁木齐、靖远。
阶段结束的标志是：90年阳泉一矿日产超过14万t。
这个阶段的主要成就：证明了综放开采能实现高产高效。
第一阶段主要有几个问题：高产高效问题放顶煤能否存在，应不应发展的根本问题，国内国外都一样。
搞放顶煤就是为了高产高效。
综采放顶煤技术PPT课件
可靠性
液压支架应具备良好的可靠性 ，以确保在恶劣的工作环境下
能够正常工作。
刮板输送机选型及性能要求
输送能力
刮板输送机应具备足够的输送 能力，以适应采煤机的生产能
力。
适应性
刮板输送机应具备良好的适应 性，以适应煤层倾角、底板起 伏等条件。
耐磨性
刮板输送机应具备良好的耐磨 性，以减少维修和更换部件的 频率。
安全管理制度完善
安全责任制
建立安全责任制，明确各 级管理人员和操作人员的 安全职责，确保安全生产。
安全检查制度
制定安全检查制度，定期 对生产现场、设备等进行 安全检查，及时发现和消 除安全隐患。
安全培训与演练
加强员工安全培训和应急 演练，提高员工安全意识 和应急处理能力。
提高生产效率的措施
优化生产流程
ERA
技术创新方向探讨
智能化技术应用
通过引入人工智能、大数据等先 进技术，提高综采放顶煤技术的 自动化和智能化水平，减少人工
干预，提高生产效率。
绿色开采技术
研发更加环保的开采技术，减少对 环境的影响，如采用充填开采、保 水开采等方式，实现煤炭资源的可 持续利用。
高效能设备研发
针对综采放顶煤技术的特点，研发 高效能的采煤机、刮板输送机等设 备，提高设备的可靠性和使用寿命， 降低故障率。
ERA
定义与发展历程
定义
综采放顶煤技术是一种在厚煤层中，沿煤层底部布置一个采高 2～3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力的 作用辅以人工松动方法，使支架上方顶煤破碎后由支架后方放 出的一种采煤技术。
发展历程
该技术经历了探索试验、逐步完善和成熟应用三个阶段。目 前，该技术已经成为我国厚煤层开采的主要方法之一。
《采矿综采工艺培训》PPT课件
5 13
A-A
2
1
A
A
3
设备及布置
46
14
7 8 9 10 11 12
可编辑课件
可编辑课件
1、采煤机割煤方式
1）单向割煤，往返一次进一刀
➢ 采煤机割煤→移架（滞后采煤机23架支架） →采煤机反向清理浮煤→推移输送机（滞后采 煤机1525m）。
➢ 适用条件：
•
煤层倾角大，为防工作面设备下滑；
•
采煤机装煤效果差、无挡煤板，需单独按
(c)
(d)
可编辑课件
3、液压支架的移架方式
移架方式： 单架依次顺序式 分组交错式 成组整体顺序式
可编辑课件
2 1
1）液压支架单架依次顺序式移架
LZ
(a)
支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截 深，支架移成一条直线。 操作简单，易保证移架质量，能适应不稳定顶板，
用的较多。
可编辑课件
2）液压支架分组间隔交错式移架
KE1004
长度:38m
可编辑课件
1台 PROMOS 国产
1台 PROMOS 国产
100 台
VRT32 中的PW4
国产
/
控制系统中 的部件
德国
2、滚筒采煤机配液压支架综合机械化采煤法 薄煤层滚筒采煤机特点：
① 适应于煤层厚度变化较大的工作面； ② 对煤层顶底板起伏变化适应性强； ③ 适用于含有夹矸煤层的回采； ④ 过断层能力强； ⑤ 对工作面长度要求比刨煤机短。
可编辑课件
– （2）液压支架参数的选择
– 支架工作阻力的确定 • 方法主要有：载荷估算法、实测统计法、临界阻力 法及理论分析法4种。
– 支架高度确定
《放顶煤采煤法》课件
可持续发展路径
资源循环利用
通过实现资源循环利用，减少浪费和污染，提高 可持续发展水平。
生态保护
加强生态保护和修复，减少对环境的破坏和污染 ，实现绿色发展。
社会和谐发展
加强社会责任感和公信力建设，促进社会和谐发 展。
THANKS
感谢观看
特点
放顶煤采煤法具有高产、高效、安全、低耗等优点，尤其适 用于埋藏稳定、顶板坚硬、底板平整的厚及特厚煤层。
历史与发展
01
起源
放顶煤采煤法的起源可以追溯到20世纪50年代，当时在一些欧洲国家
开始尝试使用这种方法进行采煤。
02
发展历程
随着科技的不断进步和采煤工艺的改进，放顶煤采煤法逐渐得到完善和
推广，成为现代采煤工艺中一种重要的方法。
03
放顶煤采煤法实践应用
应用案例分析
案例一
某矿区采用放顶煤采煤法，通过 合理布置工作面、优化开采参数 ，实现了高效、安全的生产目标 。
案例二
在另一矿区，针对复杂的地质条 件，采用放顶煤采煤法结合其他 辅助技术，成功解决了采煤过程 中的难题。
实践效果评估
评估指标
采煤效率、安全性能、经济效益等。
评估结果
03
现状与趋势
目前，放顶煤采煤法已经在世界范围内得到广泛应用，未来随着环境保
护意识的提高和资源开采技术的进步，放顶煤采煤法将继续向着高效、
环保、智能化的方向发展。
适用条件
适用煤层厚度
放顶煤采煤法适用于厚度在6m以 上的煤层，特别是那些层理发育 、易于破碎的煤层。
适用地质条件
该方法适用于埋藏稳定、顶板坚硬 、底板平整的煤层，同时要求煤层 的地质构造简单、瓦斯含量低。
综采放顶煤技术 (1)
3综采放顶煤工作面的设备配套
（1）按采场直接顶（含顶煤）为具有一定刚度的可变形介质 h 式中： ——顶煤和直接顶厚度 时计算的支架最大支护强度
p qm h E l k h tan
——顶煤和直接顶容重，kN/m3 n 1
n 1 h
E ——直接顶弱化弹性模量，kN n
sin n 1
——直接顶垮落角的余角；
Lk
h 式中： ——顶煤和直接顶厚度，m； ——老顶的回转角；
ห้องสมุดไป่ตู้
——顶煤和直接顶容重，kN/m3；
1 ——直接顶的回转角；
E ——直接顶弱化弹性模量，kN/m2； l k ——控顶距，m；
–
3综采放顶煤工作面的设备配套
3.2 工作面设备选型
3.2.1 原则
‒ ‒ ‒ 采用技术先进、性能优良，经过实践检验的高可靠性 装备。 通过合理选型和正确配套，保证整个系统的性能协调 和可靠。 提高综采设备的配套能力与生产协调性。
3综采放顶煤工作面的设备配套
3.2 工作面设备选型 3.2.2 液压支架选型 ‒ 液压支架支护强度的确定 保证对工作面顶板实现有效控制，又要满足回采工艺的各种要求。 1）常见的顶板运动类型 考虑回采工艺、顶板运动和来压特征可以将顶板运动分为5类： 类型A：中厚煤层开采，直接顶为不稳定顶板，支架载荷主要由基本 顶的级别和运动特征决定，直接顶主要作为传力介质，并将自 重作用于支架。 类型B：中厚煤层开采，直接顶中等稳定和稳定，在与支架相互作用 中具有不同的回转趋向，同时传递Ⅱ级和Ⅲ级基本顶形成的周 期载荷。 类型C：中厚煤层开采，非常稳定的直接顶和Ⅳ级基本顶形成的剧烈 载荷。 类型D：厚煤层采用放顶煤开采。采用放顶煤开采由于支架直接面对 顶煤，顶煤在回采过程中要求最大限度地放出。 类型E：浅埋深煤层开采。
放顶煤综采工艺培训课件
# 放顶煤综采工艺培训课件1. 引言放顶煤综采是一种常用的矿井采煤方法，它在煤矿行业中得到了广泛应用。
本课件旨在介绍放顶煤综采的工艺流程、设备配置以及操作要点，以帮助工作人员更好地理解和掌握这一采煤技术。
2. 工艺概述放顶煤综采是通过利用煤柱固定系统和控制性破碎煤层来采取顶煤的一种采煤方法。
其主要工艺流程包括预掘、破碎、支护和外运。
2.1 预掘预掘是放顶煤综采的第一步，目的是通过控制预掘距离来破坏和控制煤层，为后续的破碎操作创造条件。
预掘过程中需要注意的要点有：•预掘距离的确定：根据实际情况确定预掘距离，一般建议控制在50~80米之间。
•预掘巷道的支护：使用合适的支护方法，确保预掘巷道的稳定性。
•预掘过程的监测：通过监测地质条件、瓦斯浓度等指标，及时掌握煤层情况。
2.2 破碎破碎是放顶煤综采的关键步骤，通过控制性破碎煤层，使煤体产生塌陷，方便煤层支护和后续的采运工作。
破碎操作的要点包括：•破碎方式选择：有机械破碎和炸药破碎两种方式，根据实际情况选择合适的方式。
•防止破碎后块煤过大：使用合适的破碎设备和破碎工艺，防止破碎后块煤过大，影响后续操作。
•破碎过程的安全措施：在破碎过程中，要加强瓦斯、煤尘等有害气体的排放和防止火灾的措施。
2.3 支护支护是保证工作面安全稳定的重要步骤，支护的质量直接影响采煤工作的顺利进行。
支护过程中需要注意的要点有：•支护材料的选择：根据地质条件和支护要求，选择合适的支护材料。
•支护方式的确定：根据工作面情况和采煤方法，确定合适的支护方式。
•支护质量的控制：加强支护工艺、设备的维护，确保支护质量符合要求。
2.4 外运外运是将煤炭从采煤工作面运出矿井的过程，有效地组织和管理外运工作对于提高采煤效率至关重要。
外运操作的要点包括：•物资准备：提前准备好运输设备、人员和工具等，确保外运工作的顺利进行。
•运输路线的选择：选择合适的运输路线，缩短煤炭运输距离，降低外运成本。
•外运管理：加强对外运工作的监督和管理，确保安全、高效地完成外运任务。
培训教材(放顶煤)
综采放顶煤操作工培训教材第一章基本知识第一节煤层埋藏特征一、煤层顶底板1、煤层的顶板煤层的顶板是指煤层上部一定距离内的岩层。
根据顶板岩层距煤层的相对位置及开采过程中顶板岩层的垮落难易程度，可将煤层顶板分为伪顶、直接顶、老顶3部分。
（1）伪顶：位于煤层之上、厚度0~0.5m之间的软岩层，岩性为炭质页岩、泥岩。
由于岩性软且厚度小，所以一般随煤层的采出而垮落。
（2）直接顶：位于伪顶之上或直接位于煤层之上的岩层叫直接顶。
直接顶具有一定的稳定性，一般随采煤工作面移架或回柱后而自行垮落。
直接顶的岩层一般为页岩、粉砂岩和泥岩等。
一般可分为不稳定顶板（Ⅰ级）、中等稳定顶板（Ⅱ级）、稳定顶板（Ⅲ级）、坚硬顶板（Ⅳ级）四类。
（3）老顶：位于直接顶之上或直接位于煤层之上（无直接顶和伪顶时）、厚度较大的岩层。
老顶的岩层一般为石灰岩、砾岩和粗砂岩等。
根据来压显现强度分为不明显顶板（Ⅰ级）、明显顶板（Ⅱ级）、强烈顶板（Ⅲ级）、非常强烈顶板（Ⅳ级）四类。
2、煤层的底板煤层的底板可分为直接底和老底。
直接底直接位于煤层之下，厚度较小，一般为几十厘米至几米，通常为泥岩、砂岩和页岩。
位于直接底之下或直接在煤层之下、厚度较大的坚硬岩层称煤层的老底。
老底一般由砾岩、石灰岩和厚层砂岩等组成。
二、煤层参数1、煤层的结构根据煤层中有无较稳定的矸石夹层，可将煤层分为两类，即简单结构煤层和复杂结构煤层。
(l)简单结构煤层。
这类煤层中没有呈层状出现的稳定的矸石夹层，但仍然可能夹有较少的矿物质或结核。
简单煤层在开采过程中极易被开采且煤质好、灰分较低。
(2)复杂结构煤层。
复杂结构煤层中常含有较稳定的夹石层，少则一层．多则几层至十几层，如图1所示。
煤层中夹矸的层数多、厚度大，则影响采掘工作面机械破煤，同时也会影响煤质，使煤的灰分增高。
图1 复杂结构煤层1、3、5、7、9—煤层；2、4、6、8 —夹矸层2、煤层的厚度煤层厚度指煤层顶、底板之间的垂直距离。
对于复杂煤层，在计算煤层厚度时，如考虑夹矸在内则称其为总厚度{除去夹矸的纯煤厚度称为有益厚度。
煤矿综采工作面培训教材
长山子煤矿综采工作面培训教材长山子煤矿第二部分采煤篇第一章采煤方法及工艺第一节采煤方法因长山子煤矿综采工作面均沿走向布置，因此工作面采纳走向长壁、倾斜综采放顶煤、一次采全高、全部垮落法处理采空区的采煤方法。
第二节回采工艺1、回采工艺讲明：工作面回采工艺流程：安全检查→机组上行（下行）割煤→伸出前探梁→拉架→下行（上行）装煤→斜切进刀→推移前部运输机→移端头支架→放顶煤→文明生产→拉移后部运输机→验收交班。
2、进刀、推溜、拉架方式：①工作面进刀方式为机头（机尾）斜切式进刀，单向割煤，往返一次进一刀，进刀长度许多于20m。
②推溜方式为从一端到另一端依次推溜，严禁不按规定乱推乱移。
③拉架方式为按自下而上或自上而下顺序追机拉架，拉架时必须利用支架侧护板调整支架，保证支架始终垂直煤壁。
如遇专门情况（煤帮片帮、漏顶），可提早拉架，采煤机可直接割底通过。
对片帮大的地段（沿走向2.0m以上）可进行挂网窝梁打贴帮柱的方法进行临时支护。
机头（机尾）斜切式进刀。
采煤机自工作面下（上）出口35 m处斜切式向机头（机尾）进刀，单向割煤，往返一次进一刀，割煤高度2.6m；交接班时采煤机停在5#支架处。
交接班时工作面支架、溜子各成一直线，采煤机两滚筒均切入煤壁，即达到截深0.6 m。
因斜切进刀而暴露的顶板，可先伸出伸缩梁护顶。
接班后，采煤机先割通下出口煤壁，割通后调向上行割煤。
采煤机上行割煤时，支架工自下而上追机拉架；采煤机上行割煤，距下端头20 m以外时，自下而上推移前部机头，割通上出口煤壁前，完成推前溜（自下而上）至下出口35 m处，弯曲段许多于15 m，然后采煤机调向空刀下行扫底装煤，到溜子弯曲段时，开始斜切进刀，至采煤机两滚筒都切入煤壁后，采煤机进入溜子下部直线段时，停机（停机前降前滚筒扫底，停机后打开采煤机离合器），将溜子弯曲段以上部分，自下而上推至煤壁，使整个溜子成一直线，现在支架也成一直线，至此，完成一个割煤循环。
煤矿综采工作面培训课件
煤矿综采工作面培训课件煤矿综采工作面培训课件是指在煤矿综采工作中，进行现场操作培训和安全教育的一种形式。
该培训课件主要包含以下几个方面：一、综采机械操作基本知识综采矿机是综采工作面上最为重要的设备之一，它的操作关系到矿井的生产效率和安全性。
因此，培训者首先需要掌握综采机械操作的基本知识，包括综采机的类型、性能参数、操作界面和常见故障及其处理方法。
二、综采工作面布局和作业规程综采工作面的布局和作业规程是煤矿综采工作中非常重要的一环。
培训者需要了解综采工作面布局的原则和方法，包括顶、底、煤壁等各个方面，以及在综采工作中应该遵循的作业规程和操作流程。
三、煤层地质特征与安全管理煤层地质特征是综采工作面的一个重要因素，对综采工作的安全和效率都有着很大的影响。
培训者需要了解煤层地质条件和变化情况，以及在综采工作过程中的安全管理措施和应急处理方法。
四、现场实操训练和安全意识培训除了理论方面的培训外，还需要进行现场实操训练和安全意识培训。
在实操训练中，可以训练人员综采机械的操作技能和应对意外情况的能力；在安全意识培训中，加强人员的安全意识，以及安全操作要素的传达，提高综采工作的安全性。
煤矿综采工作面培训课件的制作应该遵循以下原则：一、科学合理、互动性强综采工作面培训课件的制作应该科学合理，考虑到人员的实际水平和培训需求，突出重点、易错点，尽量简化复杂的操作流程和技术要点，增强它的可操作性和互动性。
二、形式多样、画面生动综采工作面培训课件应该注重形式多样、画面生动，通过绘图、动画、视频等多种形式展示技术要点和实际操作流程，使培训者更容易掌握技能，并提高综采工作面培训的吸引力和趣味性。
三、安全意识强、有效性高综采工作面培训课件应该突出安全意识的重要性，强化人员的安全意识和安全操作要素的传达，使其具备对突发事件的应急处理能力，并提高综采工作面培训的有效性和实用性。
总之，煤矿综采工作面培训课件在煤矿综采工作中起着重要的作用。
综采操作讲义
综采四队支架、机组工操作培训讲义一、液压支架的操作1、一般规定：㈠、液压支架初撑力必须达到额定值的80%以上；支架不挤不咬，错茬不大于支架顶梁侧护板的2/3；煤壁、煤溜、支架成直线，偏差不大于±50㎜，支架间隙不大于200㎜，中心距偏差不大于±100㎜。
㈡、低位放顶煤支架后尾梁与后溜之间的高度不低于500㎜，机头前10架支架不低于600㎜，以保证后部溜煤炭运输畅通。
2、作业前的准备及有关规定：㈠、接班时，要详细了解上一班支架的工作状况，办理交接班手续。
㈡、进入工作面地点后，首先要做好以下准备工作：⑪、检查各操作手把是否都置于“零”位。
⑫、检查支架高度是否影响采煤机通过。
⑬、检查支架管路有无埋压、断裂，连接是否符合规定。
⑭、检查操作阀组以及各零部件是否齐全、坚固、密封是否完好。
检查各种千斤、推移装置、连接机构是否完好。
当发现有变形、松动、漏液和窜液等现象时，要及时处理。
本班不能及时处理或没有能力处理的，移交下一班或检修班。
⑮、中位放顶煤支架要检查天窗摆梁的状况，有无自降。
低位放顶煤支架要检查后尾梁的高度是否影响煤炭运输。
检查工程质量是否符合标准化要求，提前作好整改或调整准备。
⑰、工作面有金属网时，要检查金属网的铺设质量。
⑱、检查工作面机道内顶帮情况，发现隐患及时处理。
⑲、检查前（后）溜的运行状况。
⑳、检查支架前（后）喷雾是否正常。
⑴、检查闭锁装置是否可靠。
3、拉架：⑪、及时支护方式，滞后采煤机3～5架，依次拉架；滞后支护方式，滞后采煤机12～15架，依次拉架；煤壁片帮严重或塌顶时，可超前采煤机拉架。
⑫、当顶板破碎、压力较大时，拉架一定要紧跟采煤机，尽量减少空顶距离和空顶时间。
如果拉架速度跟不上，要求采煤机停机或放慢牵引速度。
在顶板完整时，割煤也不得超前拉架30米，距采煤机小于5米拉架时，必须停止采煤机。
⑬、综放工作面采煤机前滚筒割过后，要立即伸出伸缩梁支护顶板。
⑭、根据顶板完整及压力情况，支架工可选择依次移架、插花移架、分段移架等灵活的移架顺序，但严禁相邻两架同时移架。
煤矿综采工作面培训教材
长山子煤矿综采工作面培训教材长山子煤矿第二部分采煤篇第一章采煤方法及工艺第一节采煤方法因长山子煤矿综采工作面均沿走向布置，因此工作面采用走向长壁、倾斜综采放顶煤、一次采全高、全部垮落法处理采空区的采煤方法。
第二节回采工艺1、回采工艺说明：工作面回采工艺流程：安全检查T机组上行（下行）割煤T伸出前探梁T拉架T下行（上行）装煤T 斜切进刀T推移前部运输机T移端头支架T放顶煤T文明生产T拉移后部运输机T 验收交班。
2、进刀、推溜、拉架方式：①工作面进刀方式为机头（机尾）斜切式进刀，单向割煤，往返一次进一刀，进刀长度不少于20m。
②推溜方式为从一端到另一端依次推溜，严禁不按规定乱推乱移。
③拉架方式为按自下而上或自上而下顺序追机拉架，拉架时必须利用支架侧护板调整支架，保证支架始终垂直煤壁。
如遇特殊情况（煤帮片帮、漏顶），可提前拉架，采煤机可直接割底通过。
对片帮大的地段（沿走向 2.0m以上）可进行挂网窝梁打贴帮柱的办法进行临时支护。
机头（机尾）斜切式进刀。
采煤机自工作面下（上）出口35 m处斜切式向机头（机尾）进刀，单向割煤，往返一次进一刀，割煤高度 2.6m ;交接班时采煤机停在5#支架处。
交接班时工作面支架、溜子各成一直线，采煤机两滚筒均切入煤壁，即达到截深0.6 m 因斜切进刀而暴露的顶板，可先伸出伸缩梁护顶。
接班后，采煤机先割通下出口煤壁，割通后调向上行割煤。
采煤机上行割煤时，支架工自下而上追机拉架；采煤机上行割煤，距下端头20 m以外时，自下而上推移前部机头，割通上出口煤壁前，完成推前溜（自下而上）至下出口35 m处，弯曲段不少于15 m，然后采煤机调向空刀下行扫底装煤，到溜子弯曲段时，开始斜切进刀，至采煤机两滚筒都切入煤壁后，采煤机进入溜子下部直线段时，停机（停机前降前滚筒扫底，停机后打开采煤机离合器），将溜子弯曲段以上部分，自下而上推至煤壁，使整个溜子成一直线，此时支架也成一直线，至此，完成一个割煤循环。
放顶煤综采讲稿
1450
1600～2600
Ф1250
10
600
140 286
60 35
40
630
47 2590(2450)
1460
图7-3
YFY3000—16/26型放顶煤液压支架
900
中位放顶煤综采
1 2 2567 3 4
Q L a a i VC Hf 60 T K B H L C C f Lf H
Q (2t1 t2 ) H Br
• 可得采煤机最大截割速度为 ：
Vmax Vc K c
按采煤机单位能耗计算采煤机功率为：
– 顶煤的冒放性决定了支架顶梁的长度。
– （2）液压支架参数的选择
– 支架工作阻力的确定 • 方法主要有：载荷估算法、实测统计法、临界阻力 法及理论分析法4种。 – 支架高度确定
H max M max (0.1 ~ 0.3)
H min M min hd he
• hd─预计的顶板下沉量； • he─避免支架压死的撤出高度，一般， he=50~100mm，hd=(0.04~0.05)M。
2002年，综放工作面采用“九五”国产设备最 高单产达到54.1万t／月，是综采最高单产的2.1 倍; 2002年，采用“十五”电液自动化控制的综放 工作面最高单产达63.2万t，是综采最高单产的 2.51倍。
图2
兖州矿区不同装备时期的工作面单产水平
2002年东滩矿综采队采用国产设备创年 产607万t； 兴隆庄矿综采队采用“十五”电液自动 化控制的综放工作面创年产640万t； 2003年有三个综采队年产突破600万t， 其中济三煤矿综采队年产将突破660万t， 连续9年创国内外综放生产最好水平 （2003年以前）。 目前中煤集团朔州矿区综放面单产水平 高。
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中煤平朔集团井工一矿“刘伟”创新工作室内部讲义综采放顶煤工艺技术培训（一）授课人：刘伟日期：2015.6.目 录1放顶煤技术概况1.1实质1.2过程1.3起源1.4中国综放开采的发展1.5放顶煤支架的发展和现状1.6当前液压支架技术(功能)发展的基本趋势2放顶煤开采技术特点2.1放顶煤开采形式2.2放顶煤开采的优点2.3放顶煤开采的适用条件2.3.1煤层赋存状态与构造：2.3.2煤层厚度2.3.3煤层倾角2.3.4直接顶的岩性与厚度2.3.5煤层物理机械性质与结构2.3.6煤层底板岩性2.3.7瓦斯、自燃发生等对放顶煤的影响1放顶煤技术概况1.1实质是一种开采缓倾斜特厚煤层和急倾斜特厚煤层的采煤方法。
1.2过程沿缓倾斜特厚煤层的底板或在急倾斜特厚煤层某一阶段高度的底部布置一个采煤工作面进行开采，而工作面顶部的煤在矿山压力作用下或辅以人工松动的方法，在工作面后部垮落并通过放煤口放入输送机运出的采煤方法。
1.3起源放顶煤采煤法是一种古老的采煤方法，俗称“高落法”。
综合机械化放顶煤开采技术，于1964年首先在法国中南煤田的布郎齐矿试验成功。
中国从1982年开始引进综放开采技术，首先在甘肃窑街矿务局二矿和辽宁沈阳矿务局浦河矿试验成功。
1.4中国综放开采的发展我国综放开采的发展过程大体可分为三个阶段：第一阶段 摸索阶段 1990年以前 (1984—1990)试验地点：缓斜试验工作面当时在平顶山、潞安、阳泉、郑州。
急倾斜在窑街、乌鲁木齐、靖远。
阶段结束的标志是：90年阳泉一矿日产超过14万t。
这个阶段的主要成就：证明了综放开采能实现高产高效。
第一阶段主要有几个问题：高产高效问题放顶煤能否存在，应不应发展的根本问题，国内国外都一样。
搞放顶煤就是为了高产高效。
什么是高产?量化指标是什么?其基本概念是：条件好的，年产300万t以上，低一点说200万t／年条件差的(难采煤层)年产：100万t以上。
达不到高产的原因：1) 技术不过关（支架不过关、安全技术不过关）2）技术限制3）配采限制4）思想不解放5）部领导态度不明朗，各局对滑移支架兴趣大，当时是现场比部里(总公司)积极，关外比关内积极。
主要是抄袭国外架型，略加修改。
高、中、低百花齐放，由于没有实现高产，几年搞了20多种都不理想，但介绍法国的中位放煤效果较好，影响大，其次是高位放煤支架。
第二阶段 逐步成熟阶段 1990—1995年结束标志是：1) 综放开采设备有了突破，潞安的支架；2) 兴隆庄矿年产300万t；3) 难采煤层有了突破。
标志说明当时放顶煤开采技术形成了两条战线：1）条件好的，高产再高产；2）难采的，突破技术难题。
当时主要取得成功的“难采”煤层综放：①三软煤层：如郑州、轩岗。
② 倾角较大煤层：如乌兰；⑧一些高瓦斯矿井：如轩岗刘家梁、唐山、乌兰；④ 软岩巷，小康矿。
该一阶段除以上成果外，最大成功是：思想趋于统一。
标志是：制定了一个《暂行技术规程》1995年煤炭部的104号文反对意见主要是两方面① 粉尘；② 瓦斯、特别是有突出危险煤层：《暂行规程》最大的成绩是肯定综放开采“方法”的合法性，肯定了优点，不足之处是加了很多限制，有些是严历的，瓦斯问题，煤厚限制等现在看不十分必要，当时制定规程一个指导思想是怕乱、怕一哄而起，这也是对的，但卡得太多。
第三阶段 推广阶段 1996年—现在高产更高：兖州东滩，501万t／年，工效235t／工。
难采煤层也有高产更高产问题，超化就有由100万t年—150万t／年。
难采煤层有了新突破：难采煤层：是一种模糊概念。
一般指“三软”、“两硬”、“大倾角(200～350)”、“高瓦斯”、“突出”、“易燃”、“边角煤”、“较薄(3.5m-5.0m)厚煤层”、“浅地表(包括覆岩含水)”、“三下”等。
1.5放顶煤支架的发展和现状发展上可分为两个时期：95年以前95年以后95年以前特点：高中低位并用；架型设计特点：主要是抄袭西欧，西欧不过关，我们就也不过关；92年——93年，郑煤机，潞安改造铺底网支架，创造了一种低位新型支架，使(95年以前)低位放煤支架逐步定型(图7)；95年以前另一种低位放煤支架，反四连杆支架出世(图8)，现己定型，重型>18t／架，两种支架各有千秋。
95年以后基本上不再生产中高位支架，低位支架定型 。
轻型支架热的原因(1)煤矿资金紧张；(2)难采煤层综放需要支架轻型化。
对于较薄厚煤层，边角煤，不规则采区综放，支架必须轻(淮南)。
支架轻型化不排斥现有的大量重型。
高支撑力。
服务年限长、高可靠性支架使用；当然支架轻要求可靠，性能好。
1.6当前液压支架技术(功能)发展的基本趋势在保证工作面支护强度足够的前提下，对于中小型矿井(150万t/年以下)支架重量向轻型化方向发展；支架外型尺寸向两极化发展：一些高产工作面(年产>150万t／面)由于输送机、采煤机功率加大，尺寸加大、支架外形尺寸趋于加大；中小型矿井则要求支架外形较小，以便于整体下井，整体运输和整体安装拆除；普遍采用低位放煤支架，其中煤层较厚，工作面产量较大，后部采用大型输送机时，有发展反四连杆大尾梁、大插板支架的趋势。
但多数仍采用正四连杆、短尾梁、小插板放煤机构，对于较薄厚煤层短尾梁支架更利于控制混矸，减少煤损；近两年放顶煤支架普遍采用全封闭顶板机构，以适应三软煤层控制端面顶煤冒顶问题，但由于控制顶梁位态的能力较差，有时难以达到全封闭顶煤的效果；在倾角较大(α>180)的工作面逐步淘汰原有的液压支架及其他设备的防滑装置及措施，逐渐采用以支架-输送机互相锚固为主的防倒防滑机构及措施。
2放顶煤开采技术特点2.1放顶煤开采形式按工作面布置方式分类：整层放顶煤采煤法特点：当采煤工作面推进一定的距离后，将上部顶煤放出，一次采出煤层的全部厚度。
预采顶分层采煤法特点：首先沿顶板在煤层中布置一个普通长壁采煤工作面（即采顶分层），然后再沿底板布置放顶煤工作面进行回采，将底分层上部的顶煤放出。
预采中间分层放顶煤采煤法特点：先在煤层中间布置一个普通长壁采煤工作面进行开采。
然后再沿底板布置放顶煤采煤工作面。
中间分层工作面的位置应使底部放顶煤采煤工作面上方有0.5m以上的护顶煤。
水平分段放顶煤采煤法特点：厚度超过20m ，甚至上百米的极厚煤层，可以把煤层厚度按10m～20m分成若干个分段，使用放顶煤采煤法依次自上而下分段回采。
2.2放顶煤开采的优点（1）综放开采实现了缓倾斜特厚煤层的一次采全厚开采和急倾斜特厚煤层的水平分段开采，对地质条件的适应性较分层综采和单一煤层综采更强。
适应于煤层厚度变化大，顶底板起伏不平，断层构造多，以及其它地质条件变化的不稳定煤层。
（2）综放开采一次开采厚度大幅度增加，煤层开采强度加大，实现了垂直集中生产，而且低位放顶煤支架工作面有两个出煤点，在同样工作面长度和工作面推进速度的情况下，综放开采较分层综采和单一煤层综采工作面的单产可以成倍的增长。
（3）综放开采较分层综采的巷道掘进率低，工作面寿命长，搬家次数少，吨煤设备投入费用少；工作面材料、电力等消耗少，因而工作面直接成本大大降低。
综放开采的吨煤成本可比分层综采的成本降低10元/t以上，因而矿井的经济效益可以明显提高。
实践证明，综放开采是一种高产、高效、安全、低耗、经济效益好的采煤方法，已成为我国高产高效矿井建设的重要技术途径。
2.3放顶煤开采的适用条件综采放顶煤采煤法，按煤层的赋存条件和装备，基本上可以分为长壁综采放顶煤采煤法和巷柱式综采放顶煤采煤法两种。
第一种主要用于缓倾斜、倾斜特厚煤层和厚度大于20m的急倾斜特厚煤层；第二种主要用于厚度为4～8m的急倾斜特厚煤层以及倾斜厚煤层。
2.3.1煤层赋存状态与构造：当煤层埋藏不稳定，即厚度变化很大时，采用一次采全厚放顶煤采煤法是最理想的方法，因为这时采用分层开采会因最后剩余的煤有厚有薄，甚至不可采而丢失大量煤炭。
当煤层地质构造复杂，为大量的断层切割时，进行分层开采也很困难，尤其是当煤层的顶板被断层切割，而底板尚未破坏的情况下，采用下行分层开采，第一层因顶板被切割而无法开采，这时如采用一次采全厚放顶煤采煤法沿底板开采就可以解决分层开采的困难。
2.3.2煤层厚度煤层的厚度是选用放顶煤采煤法的最基本的条件，从过去的经验看，一次采全厚放顶煤的最大厚度为20m，但这并不是最大极限，1987年法国中南煤田市郎齐矿的达尔西井，一次放顶煤的厚度曾达到35m。
放顶煤采煤法煤层厚度的下限为5m，个别情况下可以到4m，低于5m 时，完全可以用普通综采开采。
2.3.3煤层倾角对于一次采全厚综采放顶煤采煤法，煤层倾角以25°以下为宜，因为倾角太大对放顶煤支架的稳定性有影响，除了支架易下滑外，在放煤过程中作用在支架上的侧向力也随煤层倾角增加而增大。
因而，在煤层倾角大于15°时，工作面最好采取伪倾斜布置，使工作面为倾斜向下推进，这样不但可以有利于支架的稳定性，而且有利于放顶煤的进行。
对于急倾斜煤层，煤层倾角以大于60°最为适宜，当倾角小于松散煤体的放落角（60~70°）时，必然带来底板损失2.3.4直接顶的岩性与厚度对于一次采全厚放顶煤采煤法来说，最基本的条件之一是还要求直接顶是易冒的，即能随采随冒，就是说，冒落的顶煤与垮落的直接顶能在放煤过程中形成统一的松动冒落体。
这时，冒落的顶煤就可以遵循松散介质的流动规律从放煤口放出，就有可能保证较高的煤炭回收率和较低的含矸率。
要达到最佳放煤效果，除要求直接顶能随采随冒外，还必须保证直接顶有足够的厚度，即要求直接顶冒落碎胀后，能够充填煤层采出后所形成的空间。
即应满足：式中 h—直接顶厚度；m—要开采的煤层厚度；kP——直接顶的碎胀系数。
2.3.5煤层物理机械性质与结构对放顶煤来说，坚硬的顶煤的冒落的块度大，影响冒落顶煤的放出效果。
如煤层较软，煤壁在剧烈的支承压力作用下极易片帮，而且往往在架前冒顶，致使架前维护困难，影响放顶煤工作面的正常推进。
煤层的节理越发育，对放顶煤越有利，顶煤可以均匀地破碎，块度适中，放煤过程中流动性好；煤层的结构对放顶煤影响很大，因为坚硬的夹石犹如煤层中的骨架一样，增强了顶煤的整体性，使它不易垮落，即使垮落，也必然使冒落的顶煤中掺杂着大块夹矸，影响着顶煤的正常流动。
2.3.6煤层底板岩性煤层底板的岩性，一般说来对放顶煤采煤法影响不大，但由于一次采全厚放顶煤采煤法是沿底板进行回采的，松软的底板会对支架的行走带来困难，特别是遇水膨胀的厚层泥岩底板，放顶煤支架容易下陷，造成移架困难。
但是，一般情况下，这一问题是可以通过加大支架底座面积来解决的。
2.3.7瓦斯、自燃发生等对放顶煤的影响瓦斯对放顶煤没有根本的影响，只要加强通风措施保证回风巷的瓦斯含量在规定范围内即可。