第三节缓倾斜及倾斜厚煤层综采工艺

1、第三节第三节 缓倾斜及倾斜厚煤层综采工艺缓倾斜及倾斜厚煤层综采工艺 综合机械化放顶煤开采工艺 厚煤层大采高综采生产工艺特点 分层放顶煤采煤工艺基本特点放顶煤采煤工艺基本特点1、采面采煤：同综采、普采、炮采。、采面采煤：同综采、普采、炮采。 2、增加了放顶煤工序。、增加了放顶煤工序。 3、采煤循环、采煤循环 完成采、放全部工序完成采、放全部工序过程。过程。 放顶煤采煤工艺基本特点：放顶煤采煤工艺基本特点：综合机械化放顶煤开采工艺 类型 预采顶分层放顶煤综采 预采中分层放顶煤综采 分段放顶煤综采 一次采全厚放顶煤综采工艺过程：割煤、装煤、运煤、移架、移输送机、放顶煤1 1、 预采顶分层顶网下放顶煤

2、预采顶分层顶网下放顶煤特点：（特点：（1）顶层，）顶层，2 3m，只采不放；铺网。，只采不放；铺网。 （2）下层采面：采、放。）下层采面：采、放。适用：适用： 8m, 12 14m煤层较好，顶板硬需人煤层较好，顶板硬需人工放顶的，抽放瓦斯的缓斜煤层。工放顶的，抽放瓦斯的缓斜煤层。(b) 2 2、缓倾斜特厚煤层预采中分层放顶煤、缓倾斜特厚煤层预采中分层放顶煤( )预采中分层放顶煤预采中分层放顶煤特点特点 中分层布置采面：采中分层布置采面：采中分层，该面上部顶中分层，该面上部顶煤冒落，不放，堆积煤冒落，不放，堆积于采空区。于采空区。 下分层采面：采底层下分层采面：采底层煤，放顶煤。效果好煤，放顶煤

3、。效果好 问题：煤层松碎易发火。问题：煤层松碎易发火。适用：适用：8 12m煤层。煤层。 ( )3、分段放顶煤(c)分段放顶煤分段放顶煤特点特点 将厚煤层分为若干分层，将厚煤层分为若干分层，H1 = H2 大于大于6 8 m ，一般，一般10 m （8-12m）； 自上而下依次回采各分层，采放；自上而下依次回采各分层，采放； 以下各分层均采、放；以下各分层均采、放； 工艺工艺 多用综放。多用综放。 适用：适用：M M 12m 12m例如：南斯拉夫维林基矿开采了厚例如：南斯拉夫维林基矿开采了厚8080 150 m150 m的褐煤的褐煤我国石炭井矿区开采厚我国石炭井矿区开采厚20m20m以上的煤层

4、以上的煤层 一次采全厚放顶煤一次采全厚放顶煤1 采煤机；采煤机； 2前输送机；前输送机； 3放顶煤液压支架；放顶煤液压支架； 4后输送机；后输送机； 5平巷胶带输送机；平巷胶带输送机；6配电设备；配电设备； 7安全绞车；安全绞车； 8泵站；泵站； 9放煤窗口；放煤窗口； 10转载破碎机；转载破碎机；A不充分破碎煤体不充分破碎煤体; B较充分破碎煤体较充分破碎煤体; C待放出松散煤体待放出松散煤体6I1 283 4剖 面I-I749321C5BA10煤层厚度煤层厚度一次采出厚度以一次采出厚度以512m为佳。顶煤厚为佳。顶煤厚度过小架前易超前冒顶，增大含矸率。度过小架前易超前冒顶，增大含矸率。煤层

5、太厚将使顶煤破碎不充分。煤层太厚将使顶煤破碎不充分。适用：M 4.5m ，M =6 12m优点：掘进量小，设备少，系统简单，生产集中缺点：煤质软时，两巷维护困难。特特 点点综采放顶煤液压支架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：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，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，中位放顶煤液压支架；较充分， 低位放顶煤液压支架；冒落放出低位放顶煤液压支架；冒落放出 按放顶煤面输送机数目，分：按放顶煤面输送机数目，分： 单输送机单输送机 双输送机双输送机 1 1）单输送机高位放顶煤液压支架）单

6、输送机高位放顶煤液压支架 特点：短托梁加内伸缩特点：短托梁加内伸缩梁及侧护板。梁及侧护板。优点：控顶距小，稳定优点：控顶距小，稳定性好，运输系统及工作性好，运输系统及工作面端头维护简单，便于面端头维护简单，便于管理。管理。缺点：断面小、煤尘大、缺点：断面小、煤尘大、采放不能平行作业、回采放不能平行作业、回收率低。收率低。图 7-3 YFY3000 16/26型 放 顶 煤 液 压 支 架290330(31254025) 31253550(1605)11752075(2105)14502590(2450)1460600630 4728614010160026004090060 3512502 2

7、）双输送机中位放顶煤液压支架）双输送机中位放顶煤液压支架单 位 ：m m图 7-4 FYS3000-19/28型 放 顶 煤 支架12345678139101112256 71900-28002 9 0 0双输送机中位放顶煤支架特点：双输送机中位放顶煤支架特点： （1）支架稳定性和密封性好，抗偏载和抗扭能）支架稳定性和密封性好，抗偏载和抗扭能力大，不易损坏力大，不易损坏 （2）放煤口距煤壁远有助于工作面前方顶煤的）放煤口距煤壁远有助于工作面前方顶煤的维护维护 （3）由于采煤和放煤使用两部输送机，可实现）由于采煤和放煤使用两部输送机，可实现采放平行作业，实现高产高效采放平行作业，实现高产高效 （

8、4）放煤口位置较高，丢煤多，采出率较低，）放煤口位置较高，丢煤多，采出率较低，煤尘较大煤尘较大 （5）后输送机放在支架底座上，后部空间有限，）后输送机放在支架底座上，后部空间有限，造成大块煤通过困难，移架阻力大造成大块煤通过困难，移架阻力大 （6）掩护梁不能摆动，二次破煤能力差）掩护梁不能摆动，二次破煤能力差3 3）低位放顶煤双输送机液压支架）低位放顶煤双输送机液压支架后输送机铺在底后输送机铺在底板上，煤尘小，板上，煤尘小，有发展前景有发展前景123456712111098双输送机低位放顶煤支架双输送机低位放顶煤支架 特点：特点：（1）由于具有连续的放煤口，放煤效果好，）由于具有连续的放煤口，

9、放煤效果好，采出率高采出率高 （2）顶梁长，放煤口距煤壁远，经顶梁反）顶梁长，放煤口距煤壁远，经顶梁反复支撑，使顶煤充分破碎，对放煤极为有利复支撑，使顶煤充分破碎，对放煤极为有利 （3）后输送机沿底板布置，浮煤容易排出，）后输送机沿底板布置，浮煤容易排出，移架轻快，同时尾梁插板可以破碎大块煤，移架轻快，同时尾梁插板可以破碎大块煤，放煤口不易堵塞放煤口不易堵塞 （4）低位放煤，煤尘小，有利于降尘）低位放煤，煤尘小，有利于降尘 （5）支架的稳定性差）支架的稳定性差放顶煤液压支架类型放顶煤液压支架类型（ ）单摆杆式单铰接式b轻型放顶煤液压支架轻型放顶煤液压支架特点：特点：（1）支架结构简单、紧凑，重

10、量轻，便于拆装）支架结构简单、紧凑，重量轻，便于拆装运输运输 （2）支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修）支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修后部输送机后部输送机 （3）支架稳定性好，造价低）支架稳定性好，造价低 （4）单铰接轻型放顶煤液压支架，具有较高的）单铰接轻型放顶煤液压支架，具有较高的封闭能力，能较好地解决封闭能力，能较好地解决“三软三软”煤层和较薄的煤层和较薄的厚煤层综放开采端面易冒落的问题。厚煤层综放开采端面易冒落的问题。轻型放顶煤液压支架轻型放顶煤液压支架的适用条件：的适用条件：（1）煤层普氏系数）煤层普氏系数f2.5，来压强度不大，来压强度不大，煤层厚度煤层厚度38m，煤层倾角

11、，煤层倾角25 （2）工作面尺寸较小，断层较多，地质条）工作面尺寸较小，断层较多，地质条件较为复杂的工作面件较为复杂的工作面 （3）边角煤或煤柱的开采，厚度不稳定的）边角煤或煤柱的开采，厚度不稳定的煤层，较薄厚煤层煤层，较薄厚煤层（二）、一次采全厚综放开采工艺（二）、一次采全厚综放开采工艺 工作面设备布置 截深：一般为600mm 采高：2.4-2,8m1采煤机；采煤机；2前部刮板输前部刮板输送机；送机；3放顶煤液压放顶煤液压支架；支架；4后部刮板输后部刮板输送机；送机；5平巷胶带输平巷胶带输送机；送机；6泵站、移动泵站、移动变电站等；变电站等；7放煤窗口；放煤窗口；8转载机；转载机；9破碎机破

12、碎机A不充分破碎不充分破碎煤体；煤体；B较充分破碎较充分破碎煤体；煤体；C待放出煤体待放出煤体 下页下页上页上页任务首页任务首页工作面设备布置 工艺过程：工艺过程：在煤层（或分段）底部布置的在煤层（或分段）底部布置的综采工作面中，采煤机割煤后，液压支架综采工作面中，采煤机割煤后，液压支架及时支护并移至新的位置，随后将工作面及时支护并移至新的位置，随后将工作面前部刮板输送机推移至煤壁。操作后部刮前部刮板输送机推移至煤壁。操作后部刮板输送机使用千斤顶，将后部刮板输送机板输送机使用千斤顶，将后部刮板输送机前移至相应位置。前移至相应位置。 采煤机割过采煤机割过13刀后，按规定的放煤工艺刀后，按规定的放

13、煤工艺要求，打开放煤窗口，放出已松散的煤炭，要求，打开放煤窗口，放出已松散的煤炭，待放出的煤炭中含矸量超过一定限度后，待放出的煤炭中含矸量超过一定限度后，及时关闭放煤口。完成采放全部工序为一及时关闭放煤口。完成采放全部工序为一个放顶煤开采工艺循环。个放顶煤开采工艺循环。 相关知识相关知识下页下页上页上页任务首页任务首页放顶煤工艺过程放顶煤工艺过程放煤：放煤：采用多轮顺序放煤，一刀一放，采放平行作业。采用多轮顺序放煤，一刀一放，采放平行作业。见顶板矸石占放出物的见顶板矸石占放出物的1/3时停止放煤。时停止放煤。若遇到大块煤不易放出时，可反复伸缩插板，小幅度上下摆动若遇到大块煤不易放出时，可反复伸

14、缩插板，小幅度上下摆动尾梁，使顶煤破碎后顺利放出。尾梁，使顶煤破碎后顺利放出。放煤结束后应关好放煤口，并确保过煤高度不小于放煤结束后应关好放煤口，并确保过煤高度不小于500mm，放，放煤与移架间距不小于煤与移架间距不小于20m。放顶煤工艺放顶煤工艺割煤、移架、推前刮板输送机、放煤、拉后刮板输送割煤、移架、推前刮板输送机、放煤、拉后刮板输送机机 割煤割煤：双向割煤，端头自开缺口斜切进刀，斜切：双向割煤，端头自开缺口斜切进刀，斜切进刀长度不小于进刀长度不小于30m，截深，截深0.8m。割煤工序中注意问题 严格控制采高 顶底板要割平 煤壁要割直移 架 割煤后及时护顶、护帮 移架操作重点注意问题： 少

15、降快移 擦顶移架 煤帮管理 合理使用护帮，专人超前采煤机前滚筒1-2架收回护帮板，待前滚筒过后伸出护顶。 及时处理冒顶区 及时采取措施移架：及时支护方式，移架滞后煤机后滚筒移架：及时支护方式，移架滞后煤机后滚筒3 9m，追机作业，追机作业移前部输送机 采煤机采煤后5m开始推溜。 每次推移不超过300mm，分2-3次移至煤壁。 保证输送机弯曲段长度不小于12-15m。推前溜推前溜 在移架后顺序推移前部运输机，滞后移架在移架后顺序推移前部运输机，滞后移架1015m左右，其弯曲段长度不得小于左右，其弯曲段长度不得小于30m，推移步距为，推移步距为0.8m，严禁相向操作。，严禁相向操作。推溜后溜子必须

16、保持平、直。推溜后溜子必须保持平、直。移后部输送机 移架和移输送机后，用专用千斤顶将后部输送机移到规定位置。 步距与工作面循环步距相适应，一般为600mm。 移机头前，清理至少三架端部支架前的浮煤。拉后溜拉后溜后溜在放完顶煤后拉移，拉移步距为后溜在放完顶煤后拉移，拉移步距为0.8m，必须依次顺序进行，严禁相向操作，后部必须依次顺序进行，严禁相向操作，后部运输机拉移滞后放煤架运输机拉移滞后放煤架1015m，并确保，并确保弯曲段不小于弯曲段不小于30m，确保拉移到位。，确保拉移到位。放 顶 煤 综放关键工序。 根据架型、放煤口位置及几何尺寸、顶煤厚度及破碎情况，合理确定放顶的步距及作业方式。 较多

17、“二采一放”或“三采一放” 顶煤排放，从工作面一端，顺序按架依次放煤；厚度大时可隔架轮换或每2-3架一组，各组轮换放顶煤。多轮顺序放煤 多轮、分段、顺序、等量放煤多轮、分段、顺序、等量放煤采面分采面分2 3段；段内同时段；段内同时开启两个相邻放煤口开启两个相邻放煤口；每次放每次放1/2 1/3的顶煤；按顺序循环放煤，的顶煤；按顺序循环放煤，直至该段全部放完；再进行下一段放顶煤。直至该段全部放完；再进行下一段放顶煤。或是各段平行作业。或是各段平行作业。 优点：可使冒落煤岩分界面均匀下降，采出率优点：可使冒落煤岩分界面均匀下降，采出率高，含矸率低；充分利用放煤口面积。高，含矸率低；充分利用放煤口面

18、积。 缺点：要求操作水平高，放煤速度慢。缺点：要求操作水平高，放煤速度慢。 适用：顶煤适用：顶煤3m以上。以上。多轮、间隔、顺序、等量放煤多轮、间隔、顺序、等量放煤放煤口放煤顺序放煤口放煤顺序先放先放1 1# #、3 3# #、5 5# #、7 7# #、每次放每次放1/2 1/2 1/3 1/3的顶煤；的顶煤；后后放放2 2# #、4 4# #、6 6# #、8 8# #、每次放每次放1/2 1/2 1/3 1/3的顶煤；的顶煤；反复两三轮反复两三轮优点：可使冒落煤岩分界面均匀下降，采出优点：可使冒落煤岩分界面均匀下降，采出率高，含矸率低；率高，含矸率低； 放煤速度慢，丢煤少放煤速度慢，丢煤

19、少 。单轮顺序放煤 放煤口放煤顺序放煤口放煤顺序 放完一号，再放二号，依次顺序放放完一号，再放二号，依次顺序放煤煤 优点：简单易行优点：简单易行 缺点：上一架放完煤的矸石漏斗极易缺点：上一架放完煤的矸石漏斗极易混入本架所放的煤中，不是混矸严重混入本架所放的煤中，不是混矸严重就是丢煤太多。就是丢煤太多。单轮、间隔、多口放煤单轮、间隔、多口放煤先放先放 1#、3#、5#、放顶放顶煤，见矸关口，留较大脊煤，见矸关口，留较大脊背煤；背煤；滞后一定距离放滞后一定距离放 2#、4#、6#、放出留下脊背煤中的一个放出留下脊背煤中的一个椭球体。椭球体。优点：操作简单，容易掌握；优点：操作简单，容易掌握；放顶效

20、果好，放顶效果好， 丢煤少，少丢煤少，少出矸出矸 ，放煤快。，放煤快。 适用：广泛采用。适用：广泛采用。6543217三、综放开采工艺参数确定 采放比 放煤步距 放煤方式1 1、采放比、采放比机采高度与放顶煤厚度之比理想的状态是所机采高度与放顶煤厚度之比理想的状态是所放顶煤充分松散后增加的高度等于底层工放顶煤充分松散后增加的高度等于底层工作面的采高。作面的采高。国内采放比在国内采放比在1：2 .6 6 .5（山东省（山东省1:3） 主要取决于开采煤层厚度和放煤支架的技术特征 1、采高的确定：支架类型、生产条件、放煤要求等因素 一般为2.4-2.8m，且满足后部输送机过煤高度的要求 2、 放煤高

21、度：整层综放时为煤层厚度与机采高度之差 3、采放比的合理选择：一般煤的厚度大采放比小，煤的厚度小采放比大2 2、放煤步距（循环放煤步距）、放煤步距（循环放煤步距）放煤步距放煤步距：在工作面推进方向上，前后在工作面推进方向上，前后两次放顶煤之间工作面推进的距离两次放顶煤之间工作面推进的距离 确定放煤确定放煤步距原则：步距原则： 顶煤充分顶煤充分破碎，提高破碎，提高采出率，减采出率，减少煤矸混杂。少煤矸混杂。影响放煤步距的因素 支架的特征 放煤口位置：顶板垮落面到放煤口的水平距离。随顶煤厚度增加和垮落角的减少，位置增大，放煤步距增大。 放煤口尺寸：放煤口水平投影长度。与顶煤放出体的宽度成正比，并要

22、求放煤步距增大。 煤层特征 煤层开采厚度、硬度、顶煤垮落角：放煤步距随 煤层开采厚度、硬度、顶煤垮落角的增大而增大。放煤步距（循环放煤步距）放煤步距（循环放煤步距）l放煤步距（循环放煤步距）放煤步距（循环放煤步距）(a)(b)(c)a放煤步距大，顶煤放不出，煤损大；放煤步距大，顶煤放不出，煤损大；b合适合适 ；c放煤步距小，煤矸混杂，煤质差。放煤步距小，煤矸混杂，煤质差。a放煤步距太大：顶板方放煤步距太大：顶板方向的矸石先于采空区后向的矸石先于采空区后方的煤达到方的煤达到 放煤口，关放煤口，关口，顶煤放不出口，顶煤放不出c放煤步距太小：采空区放煤步距太小：采空区方向的矸石先于上部顶煤方向的矸石先于上部顶煤到达放煤口，顶煤损失部