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7.放顶煤采煤法 主 讲：刘建庄 浑宝炬教授 研究方向：巷道围岩控制 cumtljz@163.com QQ：772594416 7 放顶煤采煤法 20世纪40年代末50年代初开始在法、前苏联、南斯拉夫等国应用。 曾一度成为东欧厚煤层开采的主要方法，80年代中后期，由于各种原因，该技术开始萎缩。 我国50年代初在大同、开滦、峰峰等矿区开始应用，82年开始引进综采放顶煤技术，之后该技术在我国迅速推广、应用和发展，已成为厚煤层高产高效的标志性技术之一。 90年代初到现在，放眼世界，我国的综采放顶煤技术一枝独秀，成套设备与技术已经开始出口到俄罗斯、印度等国。 7.1 基本特点及类型 长壁放顶煤采煤法实质：在缓斜厚煤层的底部（或煤层上部某一范围的底部）布置长壁 工作面用常规方法进行采煤，随该工作面推进，利用矿山压力或人工破碎方法，将顶煤破碎，而后将顶煤放出，由采面运出。 放顶煤采煤工艺基本特点 1.采面采煤：同综采、普采、炮采。 2.增加了放顶煤工艺。 3.采煤循环—完成采、放全部工序过程。 放顶煤采煤的基本类型 按回采巷道的布置方式分： 1.缓倾斜特厚煤层一次采全高放顶煤采煤法 特点：（1）采面采高：h1=2.0?3.0m；（2）放顶煤高度： h2= (1-3) h1 适用：M?4.5m，M6?12m的缓斜厚煤层，我国主要方法。 实例：平一矿 开采条件：M=7?8m，? ?????，f=1.5?1.8，发火期4?6个月，低沼矿。直接顶：3 ?5m泥岩，基本顶：18.5m中粒砂岩。底板：1.8?6m泥岩。 采面设备： MXA-300/3.5 采煤机；SGZ-730/320 双中心链刮板机；VHP-732 型支架（波兰） 机巷设备：DSG-150型胶带机；DZZ-730/160桥式转载机；LPS-1000型破碎机。 风巷设备：MRB型卧式液压泵；X11RX型浮化液箱；KSGZY-500/6移动变电站；DQZBH-3000/1140型真空启动器；DKZB-400/1140型真空馈电开关。 2.缓倾斜特厚煤层预采顶分层（网下）放顶煤开采 特点：（1）顶层m=2?3m，只采不放；铺网。（2）下层采面：采、放。 适用：厚度大于12m，直接顶坚硬或煤层瓦斯含量高，需要预先排放瓦斯的缓斜煤层。某些矿井顶分层已经开采。 3.缓倾斜特厚煤层多次（倾斜分层）放顶煤采煤法 将厚煤层分为若干分层，H1 = H2?? 大于8?10 m ； 自上而下依次回采各采放分层； 适用：M ? 15m缓斜煤层。 4.缓倾斜特厚煤层预采中分层放顶煤采煤法 中分层布置采面：采中分层，该面上部顶煤冒落，不放，堆积于采空区。 下分层采面：采底层煤，放顶煤。 问题：煤层松碎易发火。 适用：8?12m煤层。 5.急倾斜煤层水平分段放顶煤采煤法 采煤长度受煤层厚度限制，我国一般小于60m。 采用短机身采煤机，MGD150-NW全长3m。 应用：窑街二矿、靖远局王家山矿 7.2 放顶煤开采支护装备 放顶煤按采煤工艺分： 炮采放顶煤开采：滑移顶梁液压支架铺顶网 普采放顶煤开采：单体液压支柱配Π型钢梁铺顶网 综采放顶煤开采：放顶煤支架 支架类型：根据放煤口位置分为高中低三种。配合单部或双部输送机。 低位放顶煤支架具有较好的发展前景。 一、单输送机高位放顶煤液压支架 应用：平顶山、辽源、潞安 优点：稳定性好，运输系统及端头支护简单。 缺点：通风断面小、煤尘大、运力有限、采放不能平行作业、回收率低。 二、双输送机中位放顶煤液压支架 应用：阳泉、乌鲁木齐、抚顺 优点：支架稳定性及密封性好，后部输送机放煤空间大 缺点：后铰点较高，易增加煤损，煤尘较大，端头部分维护较复杂。 三、双输送机低位放顶煤液压支架 应用：兖州、鹤壁、晋城 优点：顶梁较长，可提高顶煤的冒放性，后输送机铺在底板上，煤尘小，采出率高，有发展前景 缺点：支架稳定性较差，矿压显现剧烈和倾角较大时，应注意。 7.3 矿压显现特点及顶煤破碎机理 两大关键矿压问题 采场上覆岩层活动规律及结构特点，造成矿压显现及支架载荷变化 顶煤的破碎过程及效果是确定放顶煤工艺参数和综放开采适应性的重要依据。 一、岩层活动及矿压显现特点 综放面矿压显现也有周期性。 支架载荷没有随采厚加大而大副度增加。 综放工作面开采引起的支承压力对两巷的影响距离增加，影响程度降低。 稳定的“砌体梁”老顶和直接顶临时性“半拱小结构”，共同影响采场矿压显现。 初次来压步距加大为50m以上，周期来压步距相对减小为初次的1/3。 二、顶煤的破碎机理 支承压力有预破碎作用，是关键。 顶板回转再破坏。 支架仅对下位2～3m的顶煤较明显。 支架反复支撑次数与顶梁长度关系： n=3 ～7。 顶煤强度小，节理发育， n取小值； 反之，n取大值； 沿推