综采放顶煤回采工作面矿压控制解析.ppt

* Ground Pressure and Strata Control *资源与环境工程学院-资源工程1系 综采放顶煤采场矿压控制 放顶煤采煤工艺的实质是，在开采煤层的底部(或沿底板，或在煤层中某一高度范围的底部)布置一个回采工作面，用正常的机械化方法进行回来，工作面上方的顶煤，利用矿山压力作用或辅以人工松动方法使其破碎，并随工作面推进在后方放出，这种采煤工艺称为放顶煤采煤工艺。 1957年苏联开始试验综合机械化放顶煤采煤方法，特别是在1964年法国首先试验成功以后，一些主要产煤国家相继引进了这一技术，并十分重视。目前，主要产煤国家已普遍认为它是开采厚度5—20m的厚煤层最好的工艺方法之一。 生产实践表明，采煤工艺的关键：顶煤破碎和被顺利放出。 综采放顶煤采场矿压控制 综采放顶煤采场矿压控制 综合机械化放顶煤采煤工艺的主要生产过程是：在工作面中，采煤机割煤后，液压支架及时支护，移到新的位置，推移工作面输送机；待采过两、三刀后，即工作面推进约1.2-1.8m后，工作面暂停开采；按放煤工艺要求顺序打开支架后方的放煤窗口，放出已松碎的顶煤，至见矸石时，立即关闭放煤窗口；将工作面全长的顶煤全部放出后，再进行端头支护和其它辅助工序。 完成上述全部工序即为一个采煤工艺循环过程。但是这两个工艺过程在工作面全长内分段同时进行。这种回采工作面称为放顶煤回采工作面。 根据煤层及围岩的赋存条件(厚度和物理力学性质等)，正常回采工作面可有不同的布置位置，采煤工艺可分为三种不同的类型。 综采放顶煤采场矿压控制 6.1综采放顶煤开采技术及特点 6.1.1 按工作面布置方式分类 （1）整层放顶煤采煤法 直接沿底板布置放顶煤工作面，当采煤工作面推进一定的距离后，就将上部顶煤放出，这样一次采出煤层的全部厚度。 综采放顶煤采场矿压控制 （2）预采顶分层采煤法 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。 该采煤法应解决三个问题：一是直接顶坚硬或厚度较薄，不能随采随冒，需要人工措施处理顶板；二是防止在底部放顶煤时发生混矸；三是当煤层中瓦斯含量较大或有突出危险时，预采顶分层可起到预先释放瓦斯，或进行抽放工作。 综采放顶煤采场矿压控制 （3）预采中间分层放顶煤采煤法 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。 对厚度大于10m，硬度较大，难以直接放落的煤层或需预疏干的煤层，可采用这种采煤法使顶煤预先垮落松碎，然后再放煤回收。 顶煤预先垮落松碎，还将增加自然发火的危险性和放煤时的煤尘量。 综采放顶煤采场矿压控制 （4）水平分段放顶煤采煤法 对于厚度超过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。这种方法叫做极厚煤层分段放顶煤采煤法。 在急倾斜特厚煤层中，水平分段放顶煤采煤法类似于水平分层采煤法，其差别是按高度划分为分段，在分段底部采用水平分层采煤法的落煤方式（机采或炮采），分段上部的煤炭由采场后方放出运走。 综采放顶煤采场矿压控制 6.1.2 按支护方式的放顶煤技术分类 （1）综采放顶煤（综放） 采用综采放顶煤支架进行放顶煤开采的称之为综采放顶煤，简称“综放”。 （2）轻型综采放顶煤（轻放） 轻型综采放顶煤与综采放顶煤类似，是在综采放顶煤的基础上，将综采放顶煤支架改造，使支架重量大幅度降低，成为轻型结构，自动放煤。 （3）悬移支架放顶煤（简放） 悬移支架是一种无底座由顶梁与双作用（支、移）液压支柱等组成，是可提腿迈步前移的支架，支架靠两个相邻的顶梁交错向前移动来前移。由于支架一般没有放煤机构，一般靠人工方式放煤，简称为“简放”。 综采放顶煤采场矿压控制 6.2 综放采场顶板结构及“支架—围岩”关系 6.2.1 需控岩层范围 放顶煤采场的需控岩层，主要指直接顶和顶煤，一般而言由于顶煤的存在，基本顶的运动效应将被顶煤“弱化”，变为次要的控制对象。 1.11 1.12 2.23 平均 0.80 6.27 1.46 11.40 2.24 17.56 7.88 兴隆庄矿5306 1.04 6.64 1.22 7.80 2.04 13.20 6.38 阳泉一矿8603 0.83 10.00 1.00 12.00 1.83 22.00 12.00 扎局灵北矿综放面 0.88 4.53 1.20 6.26 2.08 10.79 5.20 鹤壁六矿2503-2 0.94 6.60 1.08 7.60