采矿 新技术12.ppt

主 讲： 王 开 厚煤层采煤方法的分类 我国针对厚煤层的典型的采煤方法有两种 ①分层开采 ②整层开采。 整层开采有又三种方法： 放顶煤 大采高 大采高综放 采煤方法新技术——放顶煤 放顶煤开采是针对厚及特厚煤层开采发展起来的一种采煤工艺。它是在厚煤层的下部布置一个采高(2～3)m的工作面，随着工作面的推进，在前方支承压力的作用下，使工作面上部的煤体压裂破碎，并在支架尾部切顶线附近冒落放出的一种采煤方法。它与其它采煤方法的不同在于，除有一个包括破、装、运、支、控全部工序的普通长壁采煤工作面外，同时在支架的后部还有一套破、放、运等的顶煤回收系统，即前后两个采出煤炭的工作场所组成了一个完整的放顶煤工作面。 采煤方法新技术——放顶煤 综放开采基本原理 综放开采是在厚煤层的下部布置工作面，利用地压破煤与自重落煤，有些冒放性差的顶煤体采取人为措施改善顶煤体的冒放性，这样将顶煤体放出的一种开采方法，顶煤体的破坏与破碎靠支承压力和支架—围岩相互作用。 顶煤破坏过程一般可分为4个阶段：①顶煤强化阶段，支承压力峰值点之前的应力上升过程。随着三向应力的增加使顶煤发生损伤，而部分原有缺陷发展成新的微细裂隙，但各种裂隙均处于闭合状态；②裂隙扩展阶段，支承压力峰值点之后至工作面煤壁的应力迅速下降过程；③破碎松动阶段，工作面控顶区的顶煤破碎阶段；④冒放阶段，支架后顶煤的垮落放出阶段。 在顶煤的破碎过程中，第①、②阶段矿山压力作用是关键，它对顶煤的破坏发展起主导作用，而第③、④阶段顶煤的破坏、破碎主要靠支架—围岩相互作用。可以看出，顶煤体在运移过程中的破坏发展是一个渐进的过程，是一个量变到质变的过程。 采煤方法新技术——放顶煤 放顶煤综采较大采高有如下优越性： ①在复杂地质条件下，不受煤层稳定性和厚度变化的限制，可实现一次采全厚，大大提高了煤层开采强度。 ②利用矿压破煤，是一种低能耗的采煤方法。 ③巷道布置简单，掘进工程量与维护工程量小,可以节省大量掘进和运输工作,缓解采掘接替紧张的矛盾,为提高矿井全员效率创造了条件。 ④设备国产化，不需引进。 ⑤可提高块煤率, 提高了煤炭售价，减少了设备的运行费(如采煤机),相对减少了设备折旧费或租赁费。 采煤方法新技术——放顶煤 放顶煤开采的主要缺点是： ①放煤时粉尘较大，恶化了井下工作环境； ②工作面容易局部积聚瓦斯； ③工作面过风断面小,配风比较困难,风排瓦斯量少； ④综采放顶煤工作面回采工艺相对复杂,既有前方采煤机割煤,又有支架后方放煤。割煤与放煤两道工序如不能有效协调将影响工作面效率,生产管理复杂； ⑤ 采空区遗留的浮煤不利于防止自燃； ⑥ 放顶煤相对于大采高顶煤回收率低，含矸率高。放顶煤可造成了5 %的灰分增加,工作面平均回采率80 %左右,阳泉、兖州、潞安矿区最高达到85 % ,盘区回采率仅为71 %。 采煤方法新技术——放顶煤 顶煤的冒放性是指顶煤本身冒落和放出及其难易程度的度量，亦即顶部煤体可冒性和可放性的总和。在什么条件下，顶煤冒放性好，可采用放顶煤开采，在什么条件下，顶煤冒放性差，不能采用放顶煤开采，必须有一个确定的评价。为了评价具体条件下顶煤的冒放性，则应该弄清影响顶煤冒放性的主要因素及其影响规律，并且根据诸因素的影响程度大小进行综合评价。影响顶煤冒放性的因素很多，从总体上可分为地质因素和技术因素两大类。 采煤方法新技术——放顶煤 影响顶煤冒放性六大地质影响因素 开采深度 煤层厚度（最大煤层厚度和最小煤层厚度） 煤层强度 夹矸 顶板岩层 煤体中的节理与裂隙 影响顶煤冒放性技术影响因素 采放比、工作面长度、放煤方式 采煤方法新技术——大采高综采 大采高综采一般认为是指分层高度和采煤机割煤高度大于3.5m的综采。大采高采煤法适合煤层厚度为3.5～5.5m ,煤层及顶底板中硬以上的地质条件。目前大采高工作面最大采高在国内外已达6m。随着大采高设备和技术的进步,大采高综采已成为我国高产高效矿井的主要采煤方法之一。 采煤方法新技术——大采高综放 我国具有相当大一部分煤田煤层厚度大于15m。对于大于15m的特厚煤层开采如果采用目前传统的采煤方法有两种①分层综采②分层放顶煤。就分层综采而言对于一个厚度大于15m的特厚煤层分层综采需5～6个分层，即使采用分层放顶煤也需2～3个分层。上述两种采煤方法有其共性即—分层。分层开采有很大弊端：目前分层开采均留设顶、底煤皮，资源回收率低，而且下分层开采时巷道维护困难、工作面搬家频繁等增加开采成本，而且上分层采空区会留残煤、积水、积气给开采下分层开采增加许多不安全隐患。 采煤方法新技术——大采高综放 对于特厚煤层，关于能否实现大采高综放一次采全厚问题，毛德兵提出了大采高综放开采的概念，但其开采的厚度仅限于10m。