厚煤層放頂煤采煤方法.doc

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1、淺談綜采放頂煤采煤方法綜采放頂煤是我國80年代初從國外引進(jìn)的一種新的采煤方法。由于它具有高產(chǎn)、高效、低耗等一系列優(yōu)點(diǎn)，近十年來，在我國得到了較迅速的推廣，成為實(shí)現(xiàn)我國煤礦高產(chǎn)、高效的主要途徑之一。放頂煤采煤是在開采厚煤層時(shí)，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置一個采高為2～3m的采煤工作面，用綜合機(jī)械化方式進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面。礦井采用放頂煤開采，要依據(jù)頂板、煤層、瓦斯、自然發(fā)火、水文地質(zhì)、煤塵爆炸性、沖擊地壓等地質(zhì)特征和災(zāi)害危險(xiǎn)程度編制開采設(shè)計(jì)和

2、措施。放頂煤開采必須保證工作面安全生產(chǎn)，符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》及《煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，最大限度回收煤炭資源，提高煤炭回采率，實(shí)現(xiàn)安全高效開采。一、放頂煤綜采安全開采的條件在“綜放”條件下，由于頂煤的厚度大，無論是巷道還是工作面，都要考慮具體開采條件下巖層運(yùn)動和礦山壓力分布的特點(diǎn)，都要考慮巷道開掘的位置和開掘時(shí)間的區(qū)別。簡單認(rèn)為“綜放”條件下，由于一次開采厚度增加，沖擊地壓和瓦斯煤層突出危險(xiǎn)性增加，也是不正確的。1、沖擊地壓事故及防治條件研究和實(shí)踐證明，在單一重力應(yīng)力場條件下，當(dāng)開采深度達(dá)到一定值后，只要煤層沖擊傾向具備，都有發(fā)生沖擊

3、地壓的危險(xiǎn)，沖擊地壓發(fā)生的地點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)的條件包括:在支承壓力的高峰區(qū)域開掘巷道；當(dāng)堅(jiān)硬的老頂巖梁裂斷時(shí)發(fā)生的動壓沖擊和應(yīng)力高峰的轉(zhuǎn)移過程中，在工作面和相鄰巷道中(應(yīng)力高峰轉(zhuǎn)移的部位)產(chǎn)生沖擊和突煤事故。針對上述事故發(fā)生的條件及放頂煤綜采采場結(jié)構(gòu)模型中“內(nèi)應(yīng)力場”范圍將擴(kuò)大的特點(diǎn)，可以肯定的說，只要采用在“內(nèi)應(yīng)力場”開掘巷道的布署，避免發(fā)生沖擊地壓危險(xiǎn)的可能性，要比同一煤層分層綜采有利得多。2、瓦斯煤層突出事故的發(fā)生和防治條件在已經(jīng)產(chǎn)生裂隙和破壞的內(nèi)應(yīng)力場，不具備儲存大量的高能瓦斯的條件，只有在封閉性好，處于彈性高壓狀態(tài)的“外應(yīng)力場”中，才有儲存大量高能瓦斯的可能。

4、因此，象避免沖擊地壓一樣，只要實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)定的內(nèi)應(yīng)力場中開掘和維護(hù)回采巷道，就能夠避免瓦斯煤層突出事故的發(fā)生。從這一點(diǎn)出發(fā)，可以說“綜放”條件下發(fā)生瓦斯煤層突出事故的可能性也要比分層開采為小。3、關(guān)于頂板事故發(fā)生和防治條件問題綜采支架是在頂煤的掩護(hù)下工作，因此，只要保證要求的支架工作阻抗能力，使支架能在“高阻力”、“高位態(tài)”的狀態(tài)下工作，避免發(fā)生架上放空、架前漏頂?shù)氖鹿?，可以肯定的說，綜放條件下頂板事故發(fā)生的可能性及對生產(chǎn)的影響要遠(yuǎn)比分層開采小得多。二、放面頂板結(jié)構(gòu)1、放頂煤采場的頂板結(jié)構(gòu)采場頂板運(yùn)動及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律已有很多研究成果，這些成果較全面地反映了各類頂板條件

5、下的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。研究成果大都認(rèn)定，直接頂?shù)暮穸仁艿椒懦雎实目刂?，直接頂上方存在一個傳遞力的結(jié)構(gòu)。它能代表強(qiáng)度中硬頂板結(jié)構(gòu)?？删庉媤ord文檔直接頂?shù)暮穸瓤筛鶕?jù)幾何關(guān)系推得必須注意的是，直接頂?shù)淖饔昧τ袝r(shí)無需支架全部承擔(dān)，因?yàn)橹苯禹攦?nèi)部有時(shí)存在小結(jié)構(gòu)。這在很多采場都得到了證實(shí)。當(dāng)煤層上覆蓋的直接頂較薄、直接頂上方存在厚層堅(jiān)硬巖層時(shí)，直接頂內(nèi)不再存在小結(jié)構(gòu)，此時(shí)，其作用力必須由支架全部承擔(dān)，采空區(qū)充填不滿，堅(jiān)硬老頂運(yùn)動時(shí)將引起很大的沖擊。綜上所述，按常見的結(jié)構(gòu)形式，綜放工作面的頂板結(jié)構(gòu)即為一般結(jié)構(gòu)形式和堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)形式。一般結(jié)構(gòu)下支架上的載荷由三部分組成：頂煤重量

6、、部分或全部直接頂作用力、直接頂和老頂之間的接觸應(yīng)力。當(dāng)直接頂厚度較小時(shí)，直接頂和頂煤以定載荷方式作用在支架上，支架同時(shí)還要承受堅(jiān)硬老頂斷裂時(shí)的沖擊載荷，因此，堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)下的支架圍巖關(guān)系需要用動力學(xué)方法描述。2、綜放支架受力與頂板結(jié)構(gòu)的關(guān)系綜放面頂板壓力不僅與頂板結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與采空區(qū)充填狀態(tài)有關(guān)。對于一般的頂板結(jié)構(gòu)，支架設(shè)計(jì)和選擇時(shí)，可用式②作為基礎(chǔ)，Ｐc的選擇可根據(jù)煤層硬度適當(dāng)調(diào)整。此結(jié)構(gòu)下水平推力不是主要矛盾，也不會有大的沖擊載荷。對于堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)采場，頂板壓力大小的預(yù)計(jì)及支架選型應(yīng)采用以下步驟：一是用式①估計(jì)在預(yù)定放出率條件下的直接頂厚度；二是對照具體

7、采場的頂板巖層，推斷堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)形成的位置及可能性；三是計(jì)算堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)運(yùn)動的自由空間（采空區(qū)的空虛程度）；四是估算結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)最大動力載荷及力作用方向；五是提出對支架架型及參數(shù)的要求。三、綜采放頂煤回采放頂煤過程一般分兩個階段，第一階段是通過移架使頂煤垮落、破碎，移架不破碎的可采取放炮等措施，使其破碎；第二階段是放煤，即把已破碎的頂煤最大限度的回收出來。1、初采放煤工藝。放頂煤工作面初采損失，主要是工作面從開切眼推進(jìn)后，在老頂初次垮落前，為防止老頂突然垮落對工作面產(chǎn)生威脅，而頂煤不放所造成的損失。這部分損失一般占采區(qū)回采率的1%左右。煤礦企業(yè)在放頂煤開采初期采取

8、了開切眼初采后十余米不放