放顶煤工艺的缺点
[放顶煤开采存在问题及解决途径]放顶煤开采
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[放顶煤开采存在问题及解决途径]放顶煤开采【摘要】自从我国第一套综采放顶煤设备下井试验以来，综放开采取得了很大发展，已在近30个矿务局70多个工作面推广应用，取得了明显的经济效益和社会效益。
尽管如此，综放开采技术仍存在许多问题，如采出率偏低、采空区丢煤易自燃、工作面粉尘严重超标等。
【关键词】放顶煤开采；解决途径 1.煤炭回收率采出率是评价综放工艺技术的主要指标之一。
目前，我国综放开采工作面采出率一般为80%～90%，煤损比较严重。
放顶煤采出率包括两项内容：一是采区采出率；二是工作面采出率。
1.1影响采区采出率的因素有（1）采区上山煤柱分摊损失，约占采区采出率的2%。
（2）采区隔离煤柱分摊损失，约占采区采出率的2%。
（3）顺槽隔段煤柱损失，约占采区采出率的5%。
（4）顺槽及切眼丢顶（底）煤损失，约占采区采出率的3%。
1.2影响工作面的采出率的因素有（1）初采损失，指从切眼至第一次放煤距离一般为8～12m 不放煤丢失顶煤量。
（2）两端开采损失，指在开采过程中工作面上下两端至少有2支架不放煤丢失顶煤量。
（3）末采损失，即工作面距停采线12～15m不放煤的顶煤损失量。
（4）支架之间上部的脊背煤损失。
（5）放煤步距之间的顶煤损失。
因此，为了确保放顶煤开采达到国家技术政策对采区采出率不低于75%的要求，应采取如下措施：（1）在地质条件允许的情况下，尽可能加大采区推进长度或合并开采，减少采区煤柱损失。
（2）缓倾斜煤层除底软有水外，应采取走向长壁或平行断层布置俯采或伪斜俯采，切忌仰采。
两巷要沿底板定向掘进，尽力避免丢顶煤。
（3）按煤岩力学特性、煤层结构和顶煤冒落破坏移动规律，考虑支架辅助破煤的厚度只能作用在下位的2～3m左右，结合实际合理确定分层开采厚度。
（4）对顶煤不易破碎、冒落和放出的煤层，采用具有有效辅助破煤机构的液压支架，若顶煤超过3m时，应采取超前水力压裂措施。
（5）确定放煤步距和与割煤相配合的、合理的组织方式以及放煤的操作程序，力求避免早期混矸，减少丢失顶煤。
《煤矿开采学》简答题及答案
《煤矿开采学》简答题及答案1、分析综采放顶煤采煤法的优缺点及适应条件优点：(1)单产高，(2)效率高，(3)成本低，(4)巷道掘进量小，(5)减少了搬家倒面次数，节省了采煤工作画的安装和搬迁费用。
缺点：(1)煤损多，(2)易发火，(3)煤尘大，(4)瓦斯易积聚。
适应条件：(1)煤层厚度一般认为一次采出的煤层厚度以6—10m为佳。
(2)煤层硬度顶煤破碎主要依靠顶板岩层的压力，其次是支架的反复支撑作用，因此，故顶煤开采时，煤的坚固世系数一般应小于3，若煤层层理、节理发育，可适当增大，但一次开采的厚度也不宜过大。
(3)煤层倾角缓斜煤层采用放顶煤开采时，煤层倾角不宜过大，否则支架的倒滑问题会给开采造成困难。
(4)煤层结构煤层中含有坚硬夹矸会影响顶煤的放落，或者因放落大块夹矸堵住放煤口，因此，每一夹矸层厚度不宜超过0．5m，其坚固性系数也应小于3。
顶煤中夹矸层厚度占煤层厚度的比例也不宜超过l0％～15％。
(5)顶板条件直接顶应具有随顶煤下落的特性，其冒落高度不宜小于煤层厚度的，1.0～1.2倍，老顶悬露面积不宜过大，以免受冲击。
(6)地质构造地质破坏较严重、构造复杂、断层较多和使用分层长壁综采较因难的地段、上下山煤柱等，使用放顶煤开采比使用其他方法能取得较好的效益。
(7)自然发火、瓦斯及水文地质条件对于自然发火期短、瓦斯量大，以及水文地质条件复杂的煤层，先要调查清楚，并有相应措施席才能采用放顶煤开采。
2、井田开拓要解决哪些基本问题？井田开拓所要解决的问题是，在一定的矿山地质和开采技术条件下，根据矿区总体设计的原则规定，正确解决下列问题：(1)确定井简的形式、数目及其配置．合理选择井筒及工业场地的位置(2)合理地确定开采水平数目和位置：(3)布置大巷及井底车场；(4)确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；(5)进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。
3、简要分析影响采煤工作面长度确定的因素。
合理的工作面长度是实现高产、高效的重要条件，影响工作面长度因索主要有以下几个方面：(一)技术因索：（1）设备条件是影响工作面长度的主要因素之一；（2）煤层地质条件是影响工作面长度的又一重要因素；较大地质构造往往限制工作面长度；小构造使割煤和支护变得困难，工作面愈长，含小构造可能性增多，工作面推进度下降，工作面推进度下降，薄煤层、倾角大的煤层，运料、行人、操作等均很困难；采高大时，技术管理和操作难度加大；项板过于破碎或过于坚硬，顶板管理起于复杂。
综采工作面放顶煤开采的几个技术问题
综采工作面放顶煤开采的几个技术问题[摘要]本文主要阐述了综采工作面放顶煤的特点和性能、放煤方式、滑移支架放顶煤采煤工艺等问题，并对放顶煤采煤法的优缺点进行了分析。
[关键词]综采工作面放顶煤开采技术中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）08-174-011、综采工作面放顶煤的特点和性能放顶煤液压支架是在长壁工作面液压支架基础上发展而来的，控制基本顶、维护直接顶.自移和推移输送机的功能是一致的，而放顶煤机构、支架受力、排头支架、降尘及其他方面的功能各有不同。
它的主要特点和性能如下：（1）放顶煤液压支架有液压控制的放煤机构。
放顶煤工作面生产的煤炭大部分由放煤口放出，放煤机构的液压控制性能较好，开闭迅速、可靠，放煤口不易堵塞，有较好的喷雾降尘装置。
（2）工作面放煤时，可能地会有大块煤冒落，放煤机构要有强力可靠的二次破煤性能。
（3）大部分放顶煤支架采用两部刮板输送机，后部刮板输送机专门运送放出的顶煤，支架要有推移后部刮板输送机和清理后部浮煤的性能和机械。
要研究支架后部留有通道，作为维修后部刮板机和排矸使用（4）邻近支架放煤时顶煤的运动会使未放煤的支架受到侧向力，支架结构要有较强的抗扭和抗侧向力的功能。
（5）双输送机放顶煤支架，要求有相当的工作空间，支架的控顶距较大，顶梁较长。
（6）放顶煤工作面的顶板为煤，在反复支撑作用下多已破碎，支架要全封闭顶板，更好控制端面冒顶和避免架间漏矸的性能；放顶煤工作面采煤机的采高是按最佳工作条件确定，采高一般在2.5m —3.0m；放顶煤支架重量较大。
工作面浮煤多，支架要有较大的拉架力，并速度要快，可带压擦顶移架。
2、放煤方式2.1、放顶煤回采工艺流程放顶煤回采的主要工艺过程如图1所示：放顶煤开采一个循环是以放煤工序完成为标志的。
2.2、放顶煤及放顶煤步距放顶煤为综放开采的关键工序，通常按架型、放煤口位置及几何尺寸、顶煤厚度及破碎状况，科学确定放顶煤的步距与作业。
第七章放顶煤采煤法
y
2、顶煤放出规律及主要影响因素
顶煤放出的形态、纯煤放出量、煤岩 分界线主要受顶煤的垮落角、放煤口到顶 煤垮落的水平距离、顶煤的厚度和放出体 轴偏听偏角四个因素的制约。在这四个因 素的制约下，放出体固定帮的方向发生偏 转，形成偏转椭球缺。如图7-10
该椭球体符合三项主要特征： ①放出体形状为一近似椭球体。 ②放出体被放出的过程中，其表面仍保近 似椭球状，最后其表面上颗粒点同时被 放出。 ③移动椭球体表面上各颗粒点的高度相关 系数在移动过程中保持不变。
(c)
4、预采中分层放顶煤
二、按放顶煤采煤工艺及相应设备分类
1、按采煤工艺分： 滑移顶梁液压支架铺顶网 炮采放顶煤开采 单体液压支柱配Π 型钢梁 铺顶网 普采放顶煤开采 综采放顶煤开采 综采放顶煤 综采轻型支架放顶煤 简易放顶煤
1、综采放顶煤液压支架 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；不充分碎裂体， 中位放顶煤液压支架；较充分， 低位放顶煤液压支架；冒落放出 按放顶煤面输送机数目，分： 单输送机 双输送机
1450
Ф1250
10
600
140 286
60 35
630
47 2590(2450)
1460
图7-3
YFY3000—16/26型放顶煤液压支架
900
2）双输送机中位放顶煤液压支架
1 2 2567 3 4
单位： mm
5
29 00
6
7 8
1900-2800
13
12
11
10
9
图7-4 架
FYS3000-19/28型放顶煤支
2、 预采顶分层顶网下放顶煤
特点：（1）顶层，23m，只采不放；铺网。 （2）下层采面：采、放。 适用： 12 14m煤层，需人工放顶的，抽放瓦 斯的缓斜煤层。
采煤工艺总结
采煤工艺总结一.引言采煤方法有多种，采煤方法及其分类特征有如下所示：二.各个采煤方法介绍一.单一长壁采煤法我国目前开采的煤田中，缓斜，倾斜薄及中厚煤层占有相当大的比重。
对于这类煤层的开采，我国主要采用的是单一走向（倾斜）长壁采煤法。
单一长壁采煤法也称整层走向长壁采煤法，特点是回采工作面沿煤层倾斜方向布置，沿走向方向推进;工作面长度较长,一般为100～150m，短的有30～40m，长的超过200m。
在回采工作面的上方和下方沿走向分别布置回风平巷和运输平巷，构成回采工作面和采区巷道之间的通风、运输和行人的通道。
根据煤回采工艺不同，每一循环的推进度一般为0.6～1.2m。
通常在回风平巷内铺设轨道，用矿车或平板车运送材料和设备；运输平巷内用带式输送机、刮板输送机或矿车运送煤炭。
回风平巷和运输平巷采用单巷布置，也有采用双巷布置的。
回采工作面的推进方向有两种：①后退式，由采区边界向采区上山（或石门）推进；②前进式，由采区上山（或石门）向采区边界推进。
中国各矿区大都采用后退式回采。
在综采采区，为减少综采设备的长距离搬移，有的采用混合式，即上区段回采工作面用前进式回采至采区边界后，将综采设备搬移至下区段边界的开切眼中，用后退式回采倾斜长壁采煤法特征点及适用条件：（一）仰斜开采时，水可以自动流向采空区，工作面无积水，劳动条件好，机械设备不易受潮，装备效果好。
当煤层倾角小于10°左右时，采煤机及输送机工作稳定性尚好。
如倾角较大，溜槽下侧易造成断链事故。
为此，要采取一些措施，如减少截深，采用中心链式输送机，下部可设三脚架把输送机调平，加强采煤机的导向定位装置等。
一般情况下，当顶板较稳定、煤质较硬、顶板淋水较大或煤层易自然，须在采空区注浆时宜采用仰斜开采。
（二）俯斜开采时，随着倾角的加大，采煤机和输送机的事故也会增大，装煤率低。
由于采煤机的重心偏向滚筒，俯斜开采将加剧机组的不稳定，已出现机组掉道或断牵引链的事故并且采煤机机身两侧导向装置磨损严重。
07放顶煤采煤法
第七章厚煤层放顶煤采煤法一、放顶煤采煤法基本特点放顶煤采煤法就是在开采厚煤层时，沿煤层（或分段）底部布置一个采高2～3m的长壁工作面，用综合机械化采煤工艺进行回采，利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方（或上方）放出，并经由输送机运出工作面。
放顶煤综采主要工艺过程：采煤机割煤→移架及时支护→推移前部输送机→拉后部输送机→打开放煤口放顶煤→处理碎煤成拱、堵口大块煤、过硬顶煤等。
二、放顶煤采煤法基本类型1一次采全厚放顶煤开采2、预采顶分层网下放顶煤开采3、倾斜分段放顶煤开采第二节放顶煤开采的支护设备一、放顶煤液压支架分类二、单输送机高位放顶煤支架三、双输送机中位放顶煤支架四、双输送机低位放顶煤支架第四节放顶煤工艺特点二、放顶煤工艺（一）初采和末采放煤工艺（二）放煤步距放顶步距是指沿工作面推进方向前后两次放煤的间距。
（四）端头放煤目前解决端头放煤的途径主要有以下三种：1.加大巷道断面尺寸，取消过渡支架；2. 在工作面使用短机头和短机尾输送机或侧卸式输送机；3.采用带有高位放煤口端头支架，实现端头及两巷放顶煤。
三、煤炭损失率国家规定：厚煤层采区采出率> 75%。
（一）放顶煤采面煤炭损失分析1、初采损失率2、末采损失率3、端头损失：4、采煤工艺损失：主要损失。
（二）采煤工艺损失分析1、提高采出率和降低含矸率相互矛盾；2、顶煤不可能100%采出，煤损具有必然性。
一、放顶煤开采的主要优点：1、单产高；2、效率高；3、成本低；4、巷道掘进量小；5、减少搬家次数，节省了安装和搬迁费用；6、对煤层厚度及地质构造的适应性强。
二、放顶煤开采的主要缺点：1、煤损多；2、易发火；3、煤尘大；4、瓦斯易积聚；三、适用条件：1、煤层厚度：6-10米以上；2、煤层硬度：煤层的坚固性系数小于3；3、煤层倾角：倾角不宜太大；4、煤层结构：夹矸厚度不能大于0.5m，占煤层厚度的比例不能超过10%-15%，其坚固性系数也应小于3；5、顶板条件：直接顶应随采随落，冒落高度不宜小于煤层厚度的1-1.2倍，老顶悬露面积不宜过大，以免受冲击。
放顶煤工艺的缺点
山西煤炭运销集团古交辽源煤业有限公司大倾角大采高一次采全高与放顶煤安全、效益比较考察案例：皖北煤电集团有限责任公司任楼煤矿任楼煤矿可采煤层3、5、7、8号煤层，主采煤层72、73、82煤层倾角平均17度，局部20度，现采为层为72、73、号为煤层，72、73号煤层合并区厚度4.12-5.68平均4.9m,直接顶以泥岩为主、局部为粉砂岩，基本顶板粉砂岩、砂岩、厚度6m,直接底为粉砂岩和泥岩。
2005年-2006年采用放顶煤采煤方法，2007年2月引进了一次采全高采煤方法(首个一次采全高工作面走向长762m、倾斜长度193m,平均煤厚4.63m)，一次采全高采煤方法支架选用ZY7600-24/50型液压支架111架，SG400/920采煤机1台、SGZ800/800型刮板输送机1部；放顶煤支架选用ZFS44000-15.5/27.7型116架、MG160/375型采煤机1台，SG630/264型刮板输送机1部。
一、放顶煤工艺的缺点：1、回采率低，回采率不大于86%；2、瓦斯涌出量大（工作面通风断面小，上隅角容易造成瓦斯积聚；风速大粉尘飞扬不利于职工身体健康）；3、自燃发火（顶煤放不干净，为煤层自燃发火提供了条件，不利于防火）；4、对工作面采场围岩的破坏范围大，顶板难以管理（工作面顶板容易漏煤、片帮、支架受力状况不好，造成压力峰值超前，导致煤壁片帮严重，安全隐患大。
5、顺槽采用跟底留顶施工，架棚支护，压力集中顶煤难以控制，安全隐患大，不利于推广锚杆支护。
6、吨煤消耗材料费较高。
7、灰分上升、煤质降低、发热量降底。
8、工效低，成本高。
二、大倾角大采高一次采全高工艺：1、综采一次采全高采出率为93%；1、一次采全高工效比放顶煤提高1倍多；2、一次采全高比放顶煤灰分可降低8%个点，保证了矿井煤质要求，提高了煤炭质量；3、一次采全高的两顺槽跟顶跟底，便于施工有利于推广锚杆支护，同时有利于两巷超前控制，为工作面正常回采创造有利条件。
煤矿开采学知识要点总结
煤田（coal field ）在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。
井田划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田范围（储量）矿井生产能力—矿井设计生产能力，Mt /a 。
即设计中规定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。
井型—根据矿井设计生产能力不同，我国将矿井分为大、中、小三种类型，称井型。
水平（level ）—常指某一标高的水平面。
阶段（horizon ）—沿一定标高划分的一部分井田采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的区域，每一区域叫一个采区。
区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。
分带—沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条叫一个分带。
带区—由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区采煤工艺—采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。
采煤系统—回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的。
它们在时间上的配合及在空间上的位置关系，称为回采巷道布置系统，也即采煤系统。
采煤方法—采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。
采煤方法分类壁式体系采煤法一般特点:1 、工作面较长，80 ~ 250m （或更长）2 、工作面两端，一般至少各有一条回采巷道利于通风和运煤3 、一般顶板暴露面积大，矿山压力显现较为强烈，随采煤工作面的推进应有计划地处理采空区4 、采下的煤平行于工作面的方向运出采场柱式体系采煤方法的主要特点:①一般工作面长度不大但数目较多采房和回收煤柱设备合一②矿山压力显现较弱，在生产过程中支架和处理采空区工作比较简单，有时还可以不处理采空区③采场内煤运输方向是垂直于工作面的，采场配套设备均能自行行动，灵活性较强④工作面通风条件较壁式采煤方法差，采出率较低综采工序：破煤，装煤，运煤，支护，处理采空区最大控顶距：当工作面推进一次或两次后，工作面达到的允许的最大宽度最小控顶距：回采工作所需要的最小宽度放顶步距：最大控顶距与最小控顶距之差采煤机割煤方式：双向割煤、往返一刀、“∞”字形割煤、往返一刀、单向割煤、往返一刀、双向割煤、往返两刀滚筒采煤机进刀方式：直接推入、中部斜切进刀、端部斜切进刀采煤工艺方式的选择？作业形式—工作面一昼夜内采煤与准备工作在时间上的配合关系。
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山西煤炭运销集团古交辽源煤业有限公司大倾角大采高一次采全高与放顶煤安全、效益比较
考察案例：
皖北煤电集团有限责任公司任楼煤矿
任楼煤矿可采煤层3、5、7、8号煤层，主采煤层72、73、82煤层倾角平均17度，局部20度，现采为层为72、73、号为煤层，72、73号煤层合并区厚度4.12-5.68平均4.9m,直接顶以泥岩为主、局部为粉砂岩，基本顶板粉砂岩、砂岩、厚度6m,直接底为粉砂岩和泥岩。
2005年-2006年采用放顶煤采煤方法，2007年2月引进了一次采全高采煤方法(首个一次采全高工作面走向长762m、倾斜长度193m,平均煤厚4.63m)，一次采全高采煤方法支架选用ZY7600-24/50型液压支架111架，SG400/920采煤机1台、SGZ800/800型刮板输送机1部；放顶煤支架选用ZFS44000-15.5/27.7型116架、MG160/375型采煤机1台，SG630/264型刮板输送机1部。
一、放顶煤工艺的缺点：
1、回采率低，回采率不大于86%；
2、瓦斯涌出量大（工作面通风断面小，上隅角容易造成瓦斯积聚；风速大粉尘飞扬不利于职工身体健康）；
3、自燃发火（顶煤放不干净，为煤层自燃发火提供了条件，不利于防火）；
4、对工作面采场围岩的破坏范围大，顶板难以管理（工作面顶板容易漏煤、片帮、支架受力状况不好，造成压力峰值超前，导致煤壁片帮严重，安全隐患大。
5、顺槽采用跟底留顶施工，架棚支护，压力集中顶煤难以控制，安全隐患大，不利于推广锚杆支护。
6、吨煤消耗材料费较高。
7、灰分上升、煤质降低、发热量降底。
8、工效低，成本高。
二、大倾角大采高一次采全高工艺：
1、综采一次采全高采出率为93%；
1、一次采全高工效比放顶煤提高1倍多；
2、一次采全高比放顶煤灰分可降低8%个点，保证了矿井煤质要求，提高了煤炭质量；
3、一次采全高的两顺槽跟顶跟底，便于施工有利于推广锚杆支护，同时有利于两巷超前控制，为工作面正常回采创造有利条件。
4、综采一次采全高断面大，有利于降低工作面温度、上隅角瓦斯管理及遏制粉尘飞扬；
5、一次采全高支护强度得到了提高，正常回采期间减少了工作面的片帮、漏顶，支架受力状态较好，两柱受力较为均匀，两巷超前控制有效；
6、一次采全高工作面有效断面大，风速比较小，设备易管理；支架采用整体顶梁，有效地控制架间掉矸，工人劳动强度小。
7、根据山西省煤炭企业办矿标准暂行规定第二章第十条新建矿井、改（扩）建矿井应当实行机械化开采，推广应用综合机械化采煤和一次采全高采煤工艺。
地质条件比较复杂的区块，推广应用短壁综采采煤工艺，薄煤层推广应用刨煤机，淘汰炮采采煤工艺。
结论：鉴于辽源煤业构造多，煤层倾角大的情况，我矿认为选大采高支架虽然投资比放顶煤支架高些，但从安全管理、生产效益长期考虑更为合适一些。