煤矿开采-放顶煤采煤.ppt
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1、第七章 放顶煤采煤法,第一节 基本特点及类型 一、长壁放顶煤采煤法 长壁放顶煤采煤法:开采缓斜厚煤层时,先采出煤层底 部长壁工作面的煤,随即放采上部顶煤的采煤方法。 或: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。放顶煤采煤的基本类型,二、一次采全厚放顶煤采煤系统,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,按采煤工艺分: 炮采放顶煤开采 普采放顶煤开采 综采放顶煤开采
2、综采放顶煤 综采轻型支架放顶煤 简易放顶煤,滑移顶梁液压支架铺顶网 单体液压支柱配型钢梁铺顶网,按放顶煤面输送机数目,分: 单输送机 双输送机 按综采放顶煤液压支架放煤囗及位置,分: 高位放顶煤液压支架; 中位放顶煤液压支架; 低位放顶煤液压支架,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:M=h1=2.03.0m, (2)放顶煤高度: h2= (1-3) h1 适用:M 4.5m ,M 12 14m,实例:平一矿:,M=7 8m, , 煤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。
3、底板: 1.86m泥岩。 采面设备: MXA 300/3.5 采煤机一台; SGZ 730/320 双中心链刮板机,一台; VHP 732 型支架(波兰)。,机巷设备: DSG 150型胶带机,一台; DZZ 730/160桥式转载机,一台; LPS1000型破碎机,一台。 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)放顶煤采煤法,特点:(1)顶层,23m,只采不放;铺网。 (2)下层采面:采、放。 适用: 12 14
4、m煤层。,3) 缓倾斜特厚煤层多次(倾斜分层)放顶煤采煤法,特厚煤层多次(倾斜分层)放顶煤特点:,将厚煤层分为若干分层,H1 = H2 大于68 m ,一般10 m ; 自上而下依次回采各分层,采放; 以下各分层均采、放; 工艺 多用综放。 适用:M 12m 例如:南斯拉夫维林基矿开采了厚80150 m的褐煤 我国石炭井矿区开采厚20m以上的煤层,4) 缓倾斜特厚煤层预采中分层放顶煤采煤法;,预采中分层放顶煤特点:,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
5、法。,第二节 放顶煤液压支架类型,高位放顶煤单输送机液压支架(平顶山、辽源、潞安) 煤尘大、采放不能平行作业、回收率低,中位放顶煤双输送机液压支架(阳泉、乌鲁木齐、抚顺),低位放顶煤双输送机液压支架(兖州、鹤壁、晋城) 后输送机铺在底板上,煤尘小,有发展前景,放顶煤液压支架类型,第三节 矿压显现特点及顶煤破碎机理,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。,二、顶煤破碎和放出规律,(一)顶煤破碎和影响因素 实体煤 破碎煤块 放煤口 支承压力 + 顶板回转 + 支架作用,顶煤破坏过程:
6、,初始破坏区: 在支承压力作用下,煤壁前方较远处顶煤由弹性变形进入塑性变形,原生裂隙扩展,顶煤初始破坏。 支承压力峰值大小与工作面长度有关,破坏发展区:受顶板回转作用,煤壁前方附近顶煤发生破坏,裂隙扩展,位移增大。,裂隙发育区: 支架反复支撑,控顶区内的顶煤形成发育的裂隙。 支架反复支撑,形成交变应力,破碎效果提高。 梁长顶煤破碎加剧,顶上易冒空。支架反复支 撑的次数n与顶梁长度L及截深B有关,L=nB 式中 B = 0.6m, n =3 7次 顶煤强度小,节理发育, n取小值; 反之,n取大值;,垮落破碎区:顶煤完全破坏,失支连续性,在支架后方垮落放出。,第四节 放顶煤工艺特点,顶煤放出规律
7、 1、椭球体放矿理论: 椭球体放矿理论认为:矿石在采场破碎后,是按近似椭球体形状向下自然流动下来的,即原来所占的空间形状为一个旋转椭球体,放煤椭球体表面上的颗粒将大体同时到达放煤口。,1-放出椭球体,2-放出漏斗 3-松动椭球体,4-移动漏斗,2、 放出椭球体参数:,设长轴2a = h, 短轴为2b1; h 放顶煤高度。 生产实践及实验表明: 2b1=(0.25 0.3)h b1= (0.25 0.3) h / 2,3、 松动椭球体:,理论认为:放煤的同时,放出椭球体周围的煤岩也将向放煤口移动,充填放煤留下的空间,此空间体与放出椭球体相似,称松动椭球体。 松动椭球体参数: 松动椭球体高度为H,
8、 H =(2.2 2.6)h,4、 放煤口间距,放煤口间距 l 大小影响放煤效果 当l 2b1时,脊背煤损失大;l 越大,损失越大;,当l 2b1时,脊煤损失小,煤矸石混杂;,支架选取后,l是确定的,要求合理放煤工艺,减少煤损,不增加混矸,一、放顶煤工艺特点 (一) 初采和末采放煤工艺 初期:初采推进1020m不放煤(煤损多) 现在:多数工作面从开切眼处放煤 措施:让顶煤和顶板垮落 初期;距停采线20m铺网、停止放煤;或工作面沿底板爬至顶板(煤损多) 现在:距停采线10m铺网、停止放煤; 措施:选择合理的停采线位置,以利于撤面 防止后方矸石窜入,(二)放煤步距(循环放煤步距),1、放煤步距(循
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