煤矿放顶采煤工作面支护装备及单一长壁综采放顶煤工艺.pdf

黑龙江科学 HEILONGJ IANG SCIENCE 第11卷第10期 2020年5月 Vo l . 11 May. 2 02 0 煤矿放顶采煤工作面支护装备及 单一长壁综采放顶煤工艺 来守国 七台河市慧泉电力燃料有限公司，黑龙江七台河154600 摘要研究了放顶煤采煤法的整层放顶煤采煤法、预采顶分层放顶煤采煤法及其巷道布置。分析了放顶煤工作面支护装备、顶煤 放出规律、单一长璧综采放顶煤工艺及参数对放顶煤采煤法的优快点和适应性。 关键词放顶采煤工作面;支护装备;放顶煤工艺 中图分类号TD3 53 文献标志码A 文章编号1674 -86462 02 010 -0070-02 Working Surface Support Equipment in Caving Mining and Technology of Single and Longwall Mining with Sublevel Caving Lai Sho ug uo Qit aihe Il uiq uan El ect r ic Po wer Fuel Co . , Lt d . , Qit aihe 154600, China Abstract The ful l -l ayer caving co al mining met ho d, t he pr e-mining r o o f l ayer ed caving co al mining met ho d and t he r o ad way l ayo ut ar e st ud ied . The ad vant ag es and ad apt abil it y o f t o p-co al caving face suppo r t eq uipment, t o p-co al caving r ul es, sing l e l o ng wal l mining wit h subl evel caving t echno l o g y and par amet er s t o caving mining met ho d ar e anal yzed・ Key words Wo r k ing sur face o f caving mining met ho d ； Suppo r t ing eq uipment ； Caving mining t echno l o g y 1放顶采煤法 目前,放顶采煤法是我国开采厚煤层时常用的采 煤方法,如整层放顶煤采煤法,预采顶分层放顶煤采煤 法，巷道布置。 2放顶采煤工作面支护装备 随着放顶煤采煤技术的发展,支护装备已经成熟， 标志之一是研制和形成了系列性的综采放顶煤液压支 架,按照放煤机构,其位于液压支架掩护梁下部、中部 或上部，可以分为低位放顶煤支架、中位放顶煤支架和 高位放顶煤支架等三种类型。通过顶粱中部窗口放煤 的支架，也属于高位放顶煤支架。 2 . 1低位放顶煤支架 低位放顶煤支架的顶粱较长，一般具有较接前探 梁、伸缩梁与护帮板，控顶距大，有利中硬顶煤的破碎, 并利用位于掩护梁下部的插板机构低位放顶煤。工作 面铺设两部输送机。前输送机运送采煤机正常割下的 煤，后输送机铺在底板上，能够最大限度地回收顶煤。 目前，我国现场使用的放顶煤支架基本上属于这种类 型，如 ZFY8500/2 1/40D 支架、ZFYI0000/2 3 /3 4 支架、 ZF13000/25/38支架以及ZF8000/2 0/3 8等，都属于此 种类型。 两柱掩护式低位放顶煤支架的顶粱相对较短，支 护面积小,支护强度高。可采用整体顶梁，结构简单, 顶梁前端支撑力大,利于工作面端面顶扳控制。立柱 受力均衡，有利于发挥支架的支护能力。操作一排立 柱，移架速度快，便于实现电液伺服控制。 2 . 2中位放顶煤支架 图1所示为单较结构的ZFS3 000/19/2 8型中位放 顶煤支架，除支架底座前侧联接前输送机，在支架底座 上的后部还放置后输送机。放煤窗口设在掩护梁的下 部，由于支架后较点较高,应属于中位放顶煤。这种支 架的优点是支架稳定性及密封性好，缺点是冒落于窗 口下的顶煤在支架的后方，不能回收。 3顶煤放出规律 顶煤的放出过程比较复杂，受支架尾梁、顶煤破断 角、顶煤破碎程度、放煤口位置与大小等众多因素影 响，很难准确地用数学公式表示。为了说明顶煤的放 出过程，利用金属矿山的放矿理论来解释。 收稿日期2 02 0-02 -2 7 作者简介来守国1971-,男，工程师,本科。 70 1 -伸缩梁;2-伸缩梁丁斤顶;3 -侧推T斤顶;4 -顶梁;5 -摆 杆千斤顶;6-摆动杆;7 -掩护梁;8 -放煤千斤顶;9 -底座； 10-后输送机下斤顶；11 -立柱；12 -推移千斤顶及框架； 13 -放煤板 图1 ZFS3 000/19/2 8型中位放顶煤支架 Fig . 1 ZFS3 000 / 19/28 t ype mid - po sit io n caving co al suppo r t 4单一长璧综采放顶煤工艺及参数 4. 1回采工艺 根据我国近年来在缓斜厚煤层中使用放顶煤采煤 法的经验，以采用低位放顶煤支架的综放工艺为例，简 单说明单一长壁综采放顶煤采煤工作面的回采工艺过 程第一,采煤机割煤。第二,移架。第三，推移前刮板 输送机。若一次推移能够到位，可在距采煤机后滚筒 约10 m处逐节依次完成输送机推移，即完成一个常规 性的综采循环。第四，放顶煤。根据顶煤放落的难易 程度，放顶煤工作可以是顺序逐架依次放煤，也可以是 间隔放煤。第五,拉移后刮板输送机。确保后输送机 具有一定的弯曲长度。第六，端头放煤工艺。为了维 护工作面两端头处顶煤的稳定性,在端头处各留2〜4 个支架不放顶煤，这降低了煤炭的采出率，也不利于采 空区防火。为了解决这个问题，国内已经研制了 ZTF54OO -2 2 /3 2等型号的端头放顶煤支架以及运输平巷放顶 煤支架，可使工作面煤炭采出率提高2〜3。 4.2主要放煤工艺参数 4. 2 . 1采放比 采高与支架的稳定性、通风断面大小有关。目前, 一般综采放顶煤工作面采高在3 . 0 m左右。增大采高 以后,有利于工作面通风和顶煤充分破碎，但不利于防 治煤壁片帮和控制端面冒顶。 顶煤高度决定着循环放煤时间。顶煤高度越大, 放煤时间越长，相应增加了循环作业时间，影响工作面 的推进速度，不利于采场矿山压力控制和预防煤层自 然发火。 当采高较小、顶煤高度过大时，由于放出前顶煤松 散破碎的高度小,上部顶煤破碎不充分，放出困难。当 采高较大、顶煤高度过小时,直接顶容易和顶煤一起放 出，混歼严重，顶煤放出率低。对于综放开采而言，根 据煤层厚度不同,我国的采放比一般在10. 8〜13.0。 4. 2 .2放煤步距 放煤步距与顶煤厚度、顶煤的破碎程度、放煤口的 位置以及顶煤冒落时的垮落角等因素有关。如果放煤 步距太大，则顶煤上部的肝石较早到达放煤口，在采空 区侧将留有较大的三角煤放不出来；如果放煤步距太 小,则采空区后方肝石易混入放煤口，影响煤质，并误 认为顶煤已放完而停止放煤，造成上部顶煤丢失。 4. 2 . 3放煤方式 放煤方式是指顺工作面布置方向的放煤顺序、次 数，同时打开放煤口数和放煤量大小的配合方式，如图 2所示,主要有单轮顺序放煤、单轮间嗝多口放煤和多 图2放煤方式示意图 Fig . 2 Schemat ic d iag r am o f co al caving met ho d 5放顶煤采煤法的优缺点和适应性 5.1放顶煤采煤法优点 放顶煤开采是厚煤层开采的主要方法之一，推动 了我国安全高效的矿井建设，其优越性主要表现在以 下几个方面第一，有利于合理集中生产。放顶煤开 采,实行采、放平行作业，与厚煤层分层开采相比,工作 面单产和工效可同时提高80 - 100 ,巷道掘进率 一般降低100 200。第二,对煤层及地质条件具 有较强的适应性，采煤成本大大降低，经济效益显著。 5.2放顶煤采煤法存在问题 放顶煤采煤法存在采岀率低、工作面煤尘大、自然 发火、瓦斯积聚隐患较大。必须采取严格的防治措施, 并在应用中注意其适用条件。 参考文献 [1] 李示波，宋继勋，张海波.采矿技术基础[M].北京化学工业出版 社,2 015. [2 ] 南存全.煤矿开采实用技术细节详解[M].北京化学工业出版 社,2 015. 71