综采放顶煤采煤法

第27卷第10期煤炭技术Vol.27 ,No.102008年10月Coal TechnologyOct,2008综采放顶煤采煤法鲁建成(鹤岗矿业集团公司规划设计院，黑龙江鹤岗154100)衡要:介绍了综采放顶煤的适用条件、基本类型、主要参数、工艺,以及提高综采放顶煤开采煤炭采出率的途径和措施。关键词:综采放顶煤;放煤工艺;采出率中图分类号:TD823文献标识码:A文章编号:1008 - 8725(2008)10- 0057-02Fully Mechanized Coal Mining Method with Caving of Roof CoalLU Jian - cheng(Plan Design Institute, Hegang Mining Industry Group Comp. ,Hegang 154100,China)Abstract:The suitable conditions, basic type, main parameters, technique for fully mechanized coal miningwith caving of roof coal are introduced. The ways and measures of raising the coal orecovery ratio for fullymechanized coal mining with caving of roof coal are also introduced .Key words : fully mechanized coal mining with caving of roof coal; coal caving technique; coal recovery ratio输机、及其它附属设备进行配套联合生产,实现采煤工艺全1综采放顶煤采煤法和适用条件过程机械化的一种采煤方怯。1.1 概念这种采煤方法具有可连续化生产高产、高效、掘进率.综采放顶煤采煤法是采用大功率(单或双,多为双)滚筒低、生产成本少、经济效益好的优点。采煤机、综采放顶煤液压支架、工作面大功率刮板输送机(一1.2 适用条件.般为工作面前后各1部)、配套的机道转载机、可伸缩皮带运(1)煤层的厚度。一般综采放顶煤采放比在1-4之间，现问题及时处理。2过空巷的开采方式3.2过空巷期间超前端头支护积极采用有针对性的特殊开采方式,实现过空巷初期和在上下顺槽30 m范围内采用双排单体液压支柱进行超收尾时的头尾快速推进,同时应通过调整工作面与空巷夹前支护,柱距1.5 m,头尾端头也用单体液压支柱支护。具体角,尽量缩短开采中工作面空巷暴曙长度。具体为:在工作支设 规格为:端头宽度在≥3 m时支3排;≥2 m,<3 m支2面尾部接近空巷前,提前做好调斜开采准备,即采用由头向排;<2m支1排。柱距均为1.5 m。尾单向推移刮板输送机,每隔一定距离,将输送机由机头向4通风管理机尾蹬靠,将工作面输送机上窜,直至机尾几乎没有空间。当工作面尾部揭遇空巷后,采用调尾开采,即根据输送机最工作面与空巷为并联通风,工作面配风500m'/min,空巷大弯曲度,按“尾四头一”的循环比例和矩长刀相结合的方法配风160 m'/min。当工作面采空处距调节风门5~8 m时,拆突击进尾。该工作面最大头尾伪斜错距应在15- 20 m,在调除调节风门,设置临时风障,防止风流短路;同时在工作面和斜开采中应及时调整好工作面直线,及时调整好墩柱推移杆空巷班班设专职瓦斯检查员,随时对瓦斯情况进行检查。与输送机的夹角,及时调整转载机位置,保证转载机与输送5结语机合理搭接。当工作面尾部由空巷开始推进到接近实体煤后,开始按正规循环作业,直至工作面头部剩余15 m实体煤(1)此次过空巷工程是集技术、综采、工掘、机电、回收、后,开始调斜开采,快速割通头部小三角,通过空巷。通风为一体的系统工程,必须做到统一指挥,步调一致。要过空巷的主要工艺为:割实体煤(空巷回柱)一移柱一推求各个队组、各道工序、各项工程必须达到标准,实行规范溜,在工作面空巷暴饌处,采煤机将就近的前排柱子推倒,人化、标准化操作,整个过空巷共用了13个小班的时间。由于工回撒到回风巷或运输巷,因受压无法推倒的支柱,由回柱分工明确,配合得当,使空巷顺利通过。车分别回收,严禁用采煤机刨割支柱。(2)此次过空巷为以后类似条件下开采提供了可靠的理论依据和宝贵的经验,但是,空巷内支柱数量仍然很多,在开3顶板管理重点采过程中,需回撇大量的木支柱和单体液压支柱。因此,考3.1日 常顶板监控虑以后再过空巷时,试验加大锚索支柱密度,取消单体支柱工作面设置“三区、五线”矿压监测仪表进行24 h连续顶和木点柱,以减少工序赢得推进速度。板矿压观测,对周期来压及时预测预报,为预防顶板来压提供科学决策。班班设专人重点监控空巷的顶板支护状况,发25d计中国煤化工°万元，激家工期按TYHCNMHG收稿日期:2008-06- 11;修订日期:2008-07-11作者简介:鲁建成(1968- ),男,黑龙江鹤岗人,工程师,现在鹤岗矿业集团规划设计院从事矿井设计工作,E - mail:1je501501 @yahoo. com cno.58.煤炭技术第27卷根据煤层的可放性而有所增减,按照采高2.5-3.0m计算,放煤较松散的煤层片帮深度增加更大 ,增加了工作面支护管理难高度应该在6~ 12 m之间,煤层厚度应该在7- 15 m为宜。度,影响工作面生产。所以,选择合理的割煤商度,确定合适兴安煤矿综采放顶煤工作面的煤层厚度最薄是只有一的采 放比是放顶煤开采实现工作面高产的重要前提条件,选个开采高度3.0 m,最厚达到过I5 m。择采煤机割煤高度可以从以下几个方面考虑:①所选采煤机(2)煤层的可放性。煤层的可放性主要因素就是煤层的割煤高度应该有利于提高工作面的产量;②割煤高度应该满硬度。从放顶煤开采这个角度来看,煤层的层节理发育程足工作 面通风的要求;③使工作面具有合理的工作空间。度、煤层的夹矸情况等都可以归结到煤层的硬度上。如果按放顶煤开采要求工作面具有足够的工作空间,以便使顶照普氏分级法,煤层硬度不可以>3。或者顶板经过预裂爆煤 能够顺利放出。高产综采放顶煤回采工作面产世高,放煤破或高压注水等人为干预后使煤层硬度降到3以下。量大,要求后部刮板输送机能力较大,其设备尺寸也相应增(3)煤层倾角。对于综采放顶煤开采,煤层的倾角越小加。 因此要求液压支架后部具有较大的空间,以利于放顶越好。因为倾角小易于工作面生产的管理。兴安煤矿的煤煤。按照综采故顶煤设备条件、煤层赋存待点,采煤机割煤层倾角一般在20~ 30°之间。兴安煤矿综采放顶煤开采对于高度以2.5-3.0 m为宜。大倾角煤层有-定的经验,开采的煤层曾经达到过35%。放顶煤采煤法是否能够实现高产高效,其关键就是看能(4)煤层顶底板岩性。煤层顶板能随采随冒,冒落充填否以最低 能源动力消耗采出最大煤量。顶煤能否顺利放出高度不小于采放高度;煤层底板岩性较硬,适宜及时支架。和回收是衡量放顶煤开采成功与否的主要标准。在煤层厚度一定的情况下,如果采煤机开采高度过大,顶煤厚度过小，2综采放顶煤采煤法的基本类型则不利于顶煤冒放,且混矸明显增加。另外,如果采煤机割2.1 - -次采全厚缐采放顶煤采煤法煤高度偏小，留出顶煤厚度过大,顶煤的胃放性变差,放煤困是综采放顶煤采堞法的主要形式。一般用在煤层厚度难,也不利于顶煤的回收。10-15m的近水平和缓倾斜煤层和可放性好的煤层开采。放顶煤采煤中顶煤主要是利用地压破碎,依靠自重放煤2.2预采顶分层综采放顶煤采煤法的,顶煤在放出过程中破碎松散需要-定的空间;因此,采煤主要应用在由煤层较厚、煤层较硬、顶板不易冒落或者机割煤高度 与留出的顶煤厚度间必然存在一种合理的比例由于煤层瓦斯含址大等原因,需要预先开采顶板层的煤层。关系,称之为采放比,即放顶煤采煤法,下部工作面采高与上兴安煤矿第一个成功开采的煤层就是采用的预采顶分部放顶煤高度之比。 根据目前放顶煤采堞经验,当采煤机高层采煤法,是在兴安煤矿二水平北18层三区三段。这个工在2.5~3.0m 时,低位放煤支架的顶煤厚度不宜超过8~ 10作面的成功开采为该矿以后放顶煤开采积累了经验,奠定了m,即一次采全厚综放采煤的综采高不宜超过15 m,以12 m基础。3综采放顶煤采煤法主要参数及工艺3.2放煤工艺3.2.1放谋步距与采煤机裁深3.1工作面主要参数及其确定放煤步距就是相邻2次放落顶煤的间隔距离。放煤步3.1.1工作面走向长度距是确定工作面回采率和含研率的重要因素,放煤步距过大随着工作面单产的提高,工作面推进速度相应加快。为过小都将造 成回采率的下降或含研率的提高。放煤步距过了减少工作面搬家次数,提高工作面连续推进长度,近年来大时,顶煤上部矸石将先于采空区研石到达放煤口,脊背煤工作面走向长度不断增加。加大工作面的走向长度可以加损失大;当 故步距过小时,采空区方向的矸石将先于上部顶大工作面可采储量,增加工作面连续生产时间,有利于工作煤到达放煤口,使得 上部一部分顶煤被关在放煤口之外,不面产量、工效和回采率的提高。但走向长度过大会带来回采利于顶煤的回收。 只有合理的放煤步距才能取得煤炭较高巷道的掘进、维护和采取运输、防灭火等方面的困难。在目回收率而含矸率最低。 为了简化采煤工艺,方便作业,放顶前技术条件下,综采放顶煤工作面走向长度一般在1500~2煤的步距应该是采煤机截煤深度的整数倍,- -般情况下,当000m为宜。设计时应考虑工作面的具体条件,同时应从巷采用小截深(0.5-0.6 m)时,割2刀放1次顶煤,放煤步距为道的维护、工作面运输巷、设备要求、采煤机大修、煤层自燃2倍的采煤机截深, 即为1.0~ 1.2 m;当采用大截深(0.8-发火期、以及工作面指标等方面考虑工作面走向长度的要1.0m)时,采用割1刀放1次顶煤,放煤步距等于采煤机截求,做到经济合理、技术可行。深,即为0.8-1.0 m。兴安煤矿 由于受到地质条件的约束,很少能够找到走向3.2.2 初次放谋距 离长度1000 m以上的工作面。即使走向长度能够达到500 m放顶煤工作面回采之初,为了防止老顶突然来压对工作也要考虑采用综采。现在开采的四水平11层中部区走向达面造成威胁,开始只进行机采而不放顶煤,待工作面推进-到1 400 m,是该矿走向最长的工作面。段距离之后再开始工作面全长第一次放煤,称为初次放煤。3.1.2工作面倾斜长度此时工作面推进的距离称为初次放煤距离。工作面倾斜长度受多种因素的影响,诸如采煤技术、设.3.2.3被煤方式备、地质、生产管理等。工作面倾斜长度和工作面走向长度按照综采放顶煤采煤法的实际生产工艺,目前综采放顶是相互关联的。合理的工作面倾斜长度与有效合理的推进煤生产工 作面的放煤方式基本可以归纳为单轮顺序放煤、多度的最佳组合,可以保证工作面的产量最大、效率最商、效益轮顺序故煤 和单轮间隔放煤以及多轮间隔放煤等方式。一最好。般多采用单轮间隔放煤。3.1.3采煤机割煤高度与采放比的确定3.2.4端头放煤，放顶煤回采工作 面的出煤量由采煤机割煤和放顶煤两根据提高工作面顶煤回收率的需要和端头支架的改进,部组成。增大采高,可以增加工作面割煤址,使采放比减少，目前一中国煤化工梁放顶煤技术,放落有利于顶煤的冒放和回收。但随看采煤机割煤高度的加大，工作 面某技术,不但提高了矿山压力的显现加剧,要求的支护强度.支架吨位和重量也顶煤回|Y片C NMH G端头处放煤后,比明显加大,使工作面搬迁和拆装难度加大,支架的稳定性变不放顶煤易于维护 ,减少了端头维护难度。另外,对于采用差;同时,随着采高的增加,顶煤放煤址减少,加大了采煤能金属支架 支护的工作面巷道而言,端头放煤更有利于支架的耗,提高了生产成本,煤壁的片帮量也明显增加.特别是对比回收。第27卷第10期煤炭技术Vol.27 ,No. I02008年10月Coal TechnologyOer,2008"安全技术?矿井风流温度预测及热交换机理分祈王晓峰，陈彩云(辽宁工程技术大学安全科学与工程学院，辽宁阜新123000)摘要:为探讨矿 井风流热交换机理,采用归纳法对我国部分具有高温热害矿井的相关资料进行分析研究,总绪出矿井中不同地点的风流热交换规律,进而提出矿井风流热力计算的数学方怯和参数选取的条件和范围。研究表明:风流通过井简、矿内巷道和回采工作面时,其热力变化规律有显著不同。这为实施矿井降温措施,改善井下作.业条件,提高矿工劳动效率和安全保障提供了理论依据。关键词:矿井;热交换;热力过程;围岩热传导中图分类号:TD72.文献标识码:A文章编号:1008 - 8725(2008)10 - 0059-03Temperature Forecast to Mine Airflow and Analysis on Mechanism ofHeat ExchangeWANG Xiao- feng, CHEN Cai - yun .(College of Security Science & Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)Abstract:To explore the mechanism of mine airflow heat exchange ,parts of high temperature mines damagingwith hyperthermia in China by induction methods are analyzed , summing up the law of airflow hea! exchange,putting forward the mathematic methods of thermal design to the mine aiflow, the conditions and bound tochoose the parameters are put forward . The investigations show that the law of mine airflow theral changing isdifferent when it gets across the shaft, drift and extracting face . The investigations provide some academic gistto actualize the measure to cool down the mine , improve the conditions of underground operation, improve theefficiency of miner' s work.Key words: mine; heat exchange; thermal process ; surrounding rock heat conduction流温度进行客观、准确的预测,提出合理的矿井风流热力计0前言算的数学方法,定义参数选择范围，,是制定切实可行的矿井在矿井热灾害治理过程中,对高温矿井中不同地点的风降温方案的前提条件和必要的理论依据。3.2.5工作面末采放煤步距应根据煤层厚度、冒放性、支架放煤功能确定。工作面邻近停采线,即将结束回采前的-段时间的采煤当煤层较厚、采放比较大时,放煤步距应该适当加大,否则应称之为末采。像初采一样,末采期间也存在是否放煤的问该采用小步距放煤。题。综采放顶煤工作面一般在距停采线12- 18 m时,开始铺放煤方式虽然有单轮顺序放煤、多轮顺序放煤、多轮间网,12-14 m即停止放煤。在生产中可以根据采煤工作面的隔放煤和单轮间隔放煤等多种放煤方式,但就生产实际情况具体条件,在顶板条件允许的前提下,尽量缩短末采停止放看,单轮间隔放煤效果最好,简单易行,脊背煤损最少。煤的距离。4.3扩大端头放煤范圈4提高综采放顶煤开采煤炭采出率的途径端头放煤工艺仍是中国放顶煤开采有待进一步解决和完善的问题。在现有的条件下,应完善端头放煤支架,实现和措施端头全部放煤。4.4 合理选择工作面巷道布置,减少煤柱尺寸.1 适当加大工作面的几何尺寸采区内煤柱损失是采区煤炭损失的主要原因,直接影响综采故顶煤工作面初采末采、端头损失等是工作面损采区回采率。在条件允许的情况下,尽可能简化巷道布置方失的主要部位，设计应根据工作面的地质条件、设备配备及式,减少煤柱尺寸。工作面采用单巷布置还是双巷或三巷布开采技术水平,适当加大工作面的几何尺寸,相对减少丢煤，置,对采区煤換回采率的影响较明显。对于综采放顶煤开采，提高回采率。一般工作面长度在150- 200 m较为理想,工作欲使采区获得较高的回采率,尽可能减少相邻工作面巷道间面走向长度最好在1 00-2000 mo工作面尺寸应该以工作的煤柱,或在条件允许、经济合理的前提下采用无煤柱开采。面生产获得最佳经济效益为目标。4.2 合理选择放煤工艺5结语按照每个矿井的具体条件寻找出最佳初始放煤距离。每个矿井对于买煤法都要因地制宜,合理地选择。综采根据目前的开采经验认为,初始放煤距离应该在5- 10m左放顶煤采煤法是当前生产能力最大的开采方法,但是也受到右,应采取措施尽址缩短初始放煤距离,同样根据情况缩短各种条中国煤化工采放顶煤采煤祛。终止放煤到停采线的距离。THCNMHG收稿日期:2008- 06- 18;络订日期:2008-07- 10作者简介:王晓峰(1983-),男,辽宁本溪人,辽宁工程技术大学安全技术及工程专业在读硕士研究生,研究方向为矿井空气调节,E - mail:cecilia1983215@ 163. com。