放顶煤开采技术

pcstI应用技术 Appled Technology放顶煤开采技术山西省晋中市阳煤集团寿阳开元矿业有限限责任公司.山西晋中035400要放项煤开采方法历史悠久。. 前苏联、南斯拉夫等国家于20世纪40年代末、50年代初开始应用, 80年代后期应用范园开始的.顶媒适应用范围开始姜缩，我国的技术则开始快速发展。本文主要讲述了放顶煤工作面矿压显现待点.顶煤破碎机理、放用条件及放顶煤采煤工艺.关键词放顶煤;开采技术中图分类号Q1文献标识码A .文章编号1674-6708 (2011) 52-0122-02我国厚煤层储量占到我闰煤炭储量的44%左右。我国从20倍范围内的直接顶为不规则垮落带.而在上位直接顶中则形成某世纪60年代开始研究、试验厚煤层放顶煤开采技术。月前，厚煤万仍可形成检楚的，两动可对来流成明显影响。输收采场上层放顶煤开采技术已经成熟.在我国得到了迅速发展和推广应用。式基本顶结构.上位直接顶中可形我国放顶煤开采技术已处于世界领先水平。式“半拱”式小结构.并与其上:的“砌体梁"结构相结合.共同1放顶煤采煤概逮构成综放开采覆岩结构的基本形式。由于松软顶煤的参与，综放支架阻力通常不大于分开采的支架阻力。综放基本顶初次来乐与1.1放顶煤采煤法基本类型分层开采相比步距增大,一般可达50m以上;周期来压步断相对放顶煤采煤法就是在屏谋层中;沿煤层(或分段)底部布置放顶煤采煤法就是在厚煽减少,约为其初次来卡步距的三分之- -。采高2m-3m的长壁T.作面.用综合机城化采煤T.艺进行回采，2.2顶煤破碎机理利用矿山压力的作用或辅以人T.松动方法使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方(或上方)放出,并予以回收的一种采煤方综放开采时.实现頂煤的有效现頂煤的有效破碎和顺利放出是放顶煤工作i. 而项法。放顶煤采煤法基本类型包括:1)一次采全厚放顶煤开采:一的核心同题,而顶煤的有效破碎义X是顶煤顺利放出的前提.同时般适用于厚度6m-12m的煤层。其优点为掘进量小，设备少。系也是支架选型不确定故頂煤上艺的依据[2]。煤的普氏系数越小,统简单，生产集中;缺点为煤质软时.两巷维护困难;2)预采顶有利于顶煤的放出;相反,f值越大,放煤效果越不理想。一般认为,分层网下放顶煤开采:其优点为由于顶层铺设金属网.可以减少煤的普氏系数{ <3的煤层更适合放顶煤开采。頂煤的破碎是支承放煤的含矸量:缺点为开采顶分层后一般矿山压力碱躺.不利于压力。顶板运动及支架反复支撑共同作用的结果。支架对顶煤反顶煤的破碎,常有大块煤需要人工预裂。-般适用于12m以上、复支撑的次数N与顶梁的长度L及采煤机截深B有关.可表示为:直接顶坚硬、瓦斯大的煤层; 3)倾斜分层放顶煤开采:当煤层超N=。根据顶煤的变形和破坏发展规律,沿工作面推进方向前将煤过15m 20m以上时.可将媒层自顶板至底板分成8m-12m的分段.划分为四个破坏区 .依次为:完整区、破坏发展区、裂陈发育区、然后自上而下依次进行放顶煤开采。一般适用于15m以上的缓斜跨落破碎K。煤层"。3放顶煤适用条件1.2顶煤放出规律煤层厚度以Sm-12m为最好，过大破坏不充分，过小易1)椭球体放矿理论超前胃顶;煤质巾硬, iQ最好。煤质松软，层理节理发育,椭球体放矿理论认为:矿石在采场破碎后,原来所占的空间f=3.1-3.9, 层理节理发育亦叮;煤层倾角不宜太大,太大影响支形状为一个旋转椭球体.是按近似椭球体形状向下自然流动下来架的稳定性.缓倾斜煤层中-般煤层倾角小于15°，25° -30°~的,放煤椭球体表面上.的颗粒将大体同时到达放煤口。煤层中也试验成功:顶煤中的夹矸总厚度不宜大于顶煤厚度的2)松动椭球体10%~15%，过学过硬的尖矸影响顶煤放落.单层夹矸厚大于0.5m松动椭球体理论认为:放煤时,放出椭球体周围的煤岩也将或B3要采取措施;顶板岩性敢理想的条件是基本顶1、II级,直向放煤H移动,充填放下的空间.此空间体与放出椭球体相接顶有一定厚度,采空区不悬顶，冒落后松散体基本充满采空区;似,称松动椭球体。松动椭球体参数: 松动椭球体高度为H, H=断层切制块段,地质构造复杂,煤尽厚度变化大，阶段煤柱柱等无阶段(2.2-2.6) h。法应用分层长璧采煤法时,可放顶煤。3)放出椭球体参数4放顶煤采煤工艺表明_h- 放顶煤高度.短钠为2b1,设长轴2a=h。生产实践及实验4.1放顶煤综采主要工艺过程2bl= (0.25~0.3)h放顶煤综采主要T艺过程为:采煤机割燦(破煤和装煤)→bl= (0.25-0.3)(移架)维护端血稳定用前探梁及时支护.后移架一推移前部输送，(4)放煤口间距放煤口间距I大小影响放煤效果;当l>2b1机(推移时保证输送机弯曲长度大于15m)→移后输送机(把后(a)时.脊背煤损失大;1越大.损失越大;当1<2b1时.脊煤损输送机移到规定位置)→放顶煤(打开放煤口放顶煤)失小，煤矸石混杂;支架选取后，1是确定的，要求合理故煤工艺，目前主要采取从工作面向顶煤打眼放炮的方法。若由工作面减少煤损.不增加混矸。无法破碎顶煤或在高瓦斯矿中,则应考虑布置T.艺巷进行专门2放顶煤工作面矿压显现特点及顶煤破碎机理的爆破作业。另外，-些矿井采用高压注水软化顶煤.也取得良好的效果。2.1岩层活动及矿压显现特点4.2初采和末采放媒工艺故顶煤开采时于媒昃-次采出厚度的增大.直接顶的垮1)初采落高度戚倍增加.可达煤层采出厚度的2.0-2.5倍.其中1.0-1.2多数工作面从开切每中国煤化工、三及时放fHCNM H Gg)，科技传播》010图122 .Applied Technoiogy.应用技术pCSb器的轻载切换功能。这样就可为用户提供多种可靠的记录方式。用户可根据自身需要,「存储横块设咒1分钟到1小时的采集密度.对配电变厌器的运行电流、电压和功率等实时数据进行记录和存储;还可是* 1~-24小时范围的采集密度,以小时为单位的缩进量,对主供变压器B1和辅供变压器B2的电度量进行记录和存储。AD转换器CPU主机模块显示屏当主供变乐器BI或辅供变压器B2运行的电流越限、电压高低越限时,多功能配电变压器轻载切换装置能及时予以记录，也.可对变压器的停机和运行次数进行统计。| U盘读写模块GSM模块当主供变压器B1或辅供变乐器B2出现故障(如过负荷、缺相、过电压、低电压、温度过高或停电)时,多功能配电变压器如上:图所示，本装置的多功能配电变厌器轻载切换装置包括轻载切换装置的变乐器负伺曲线会产生很大的波动。多功能配电有变压器采样电路1、AD转换器2、CPU主机模块3、存储模块4、.变压器轻载切换装置的故障录波密度可与采样密度相- -致，并采U盘读写模块5、GSM模块6、显示屏7和电源模块8等八个部分。用前30个周波故障、后20个周波录波的方式，记承变压器采样CPU主机模块3为多功能配电变厌器轻载切换装管的核心部分，电路1中3个电压和3个电流通道的采样数据.以提高故障记录其输人端通过AD转换器2接变压器采样电路1,其他连接端口分的准确性和完整性。接存储模块4、U盘读写模块5、CSM模块6和显示屏7,电源模当主供变压器B1或辅供变乐器B2的负载电流大于过负荷整块8与上述各部分相接.为各部分提供T.作电源。定值，连续3次之后.即启动报警.延时到时限定值,装置发报为完苒功能,多功能配电变压器轻载切换裴置还可加入警信息。当供电电压大于过电压整定值,连续3次之后.即启动器件或功能模块,如键盘、遥信虽模块等。报醫，延时到时限定值.装置发报警信息。当供电电压低于过电多功能配电 变压器轻载切换装置中的变压器采样电路1是装压整定值，电流大于0.5A,连续3次之后.即启动报警,延时到置电路中的一一个重 要部分,它关系到多功能配电变压器轻载切换时限定值.装置发报警信息。装置保护动作的速度和测量精度。变压器采样电路1由六路高精3应用结论度的电压互感器与六路高精度的电流互感器以及配套的电子开关本装置涉及- -种多功能配电变压器轻载切换装置.其结构是等元件连接组成。与之相应地, AD转换器2则是采用高精度12在并联运行的主供变乐器与辅供变压器H:接有一台多功能配电变位的MD转换器件MAX197。电压互感器与电流互感器的作用是压器轻载切换装置;多功能配电变压器轻载切换装置包括有变压隔离、规范输人的电信号.将电力系统二次侧的高电压与大电流器采样电路、AD转换器、CPU主机模块.存储模块、U盘读写模块、转换成为相应的弱电压信号,以与CPU主机模块3的电平相匹配。GSM模块、显示屏和电源模块等八个部分。CPU主机模块的输入AD转换器2将这些弱电压信号进行AD转换,变为CPU主机模端通过AD转换器接变压器采样电路，CPU 主机模块的其他连接块3可以接受的数字信号,其采样周期每秒800次。CPU主机模块3所执行的傅里叶变换算法程序,可以滤除函端口分接存储模块、U盘读写模块、GSM模块和显示屏,电源模数中的谐波含盘和直流分量,具有数字滤波的功能。根据这个原理,块与上述各部分相接,为各部分提供工作电源。本装置具有配电变压器轻载自动投切功能,并且还可对配电变压器进行智能监測，可计算出变压器运行电流与电压的基波有效值。根据 主供变乐器BI或锢供变压器B2的现场运行情况,多功检测数据完整、准确,为电力配电系统提供了安全可靠、节能高能配电变压器轻载切换装置的负荷记录可分为3个等级。变压器效的运行模式。运行正常时，负荷记录密度较低;在故障录波时.记录密度最高。竹(上接第122页)!;煤。根据采煤工作面顶板的结构和顶煤的性质,为减小初次放顶煤口,一次将能放出的顶煤全部放完;多轮放煤:每架支架的放煤步距,提高初采回收率,常采用深孔爆破技术和切顶巷技术。煤口需打开若干次才能将顶煤放完的称。放煤方式按放煤顺序不目前在大多数综放J.作面.推出开切眼后及时放煤.根据采煤工同，可分为顺序放煤和间隔放煤。顺序放煤是指按支架排列顺序作面顶板的结构和顶煤的性质,为减小初次放顶煤步距.提高初(1、2、3、.)依次打开放煤门的方式;间隔放煤是指按支架排采回收率,常采用深孔爆破技术和切顶巷技术。列顺序每隔1架或几架(如I、3、5、-.或1、4、7、.依次打2)末采.开放煤口。尤论是顺序放煤还是间隔放煤都叮以采用单轮或多轮般可提前10m左右停止放顶煤并铺顶网,但应注意解决好放煤。两个问题: - -是选掸合理的停采线位置,使撤架空间处于稳定的4.5蠕头放煤顶板条件之下;二是有效地防止后方研石窜入工作面,即矸石应随着T.作面输送机和支架的不断改进,使端头设备布置也不能够压住金属网。如不铺网.应在综放设备允许的坡度范围内加断更新。目前解决端头放煤的途径主要有以下3种:加大巷道断大爬坡度.减少放媒量,在到停采线时,使支架基本贴近顶板,面尺寸，机头机尾置于巷道中,取消过渡支架;使用短机头和短将易燃的碎煤变为底板上的实体煤。机尾工作面输送机或侧卸式工作面输送机;采用带有高位放煤口4.3放煤步距的端头支架,实现端头及两巷放顶煤。放煤步距:是指沿工作面推进方向前后两次放煤的间距。放煤过程中不能保证既不混矸又不丢煤,只是控制采出窄和混矸窄参考文献在一定范围内。放煤步距[=nx移架步距B,经验:L=( 0.15-0.21 )h。[1]鲁建成综采放顶煤采煤法[J].煤炭技术，2008<(10): 61-4.4放煤方式3.放煤可分为连续放煤和不连续放煤两种.其中低位放顶煤支[2]张居仁，魏国山，陈海江.浅谈综采放顶煤工作面回采架为连续放煤，中、高位放顶煤支架为不连续放煤。放煤方式按工艺及提高回采率的措施[J].中小企业管理与科技上旬刊),放煤轮次不同，可分为单轮放煤和多轮放煤。单轮放煤:打开放2010(7): 206-207.中国煤化工MHCNMH G .117 201011《科技传播》