关于综采放顶煤安全开采问题的认识
简介：中国科学院院士宋振骐山东省煤管局总工程师陈立良山东矿业学院矿压研究所王春秋刘先贵[摘要]综采放项煤是我国煤矿厚煤层开采技术的一项重大突破，可以实现高产高效的目标，已被人们所共识。本文在总结 ...
关键字：综采放顶煤安全开采
中国科学院院士宋振骐
山东省煤管局总工程师陈立良
山东矿业学院矿压研究所王春秋刘先贵
[摘要]综采放项煤是我国煤矿厚煤层开采技术的一项重大突破，可以实现高产高效的目标，已被人们所共识。本文在总结综采放顶煤实践成果的基础上，结合我国实用矿山压力理论的有关研究成果，对综采放项煤工作面的采场结构力学模型的建立、煤炭回收率、灾害防治等问题进行了探讨，明确指出深化放顶煤开采的顶板活动和矿山压力的研究，为放顶煤开采的应用条件选择、合理巷道布置和开采程序设计以及巷道和工作面支架选型等提供理论和实践基础，是当前发展的关键。
[关键词]放项煤综采?采场结构模型?内应力场?资源回收率
进入七十年代，特别是最近两年来，我国潞安、兖州等现代化矿务局放顶煤综采工作面发展迅速，效益突出。放顶煤开采将成为我国煤矿厚煤层开采技术发展的重要(甚至是全局性)方向的认识，已经逐渐被人们接受，厚煤层放顶煤开采技术发展的高潮已经到来，为了防止一轰而上，克服盲目性，尽可能减少偏颇和失误，加强放顶煤有关开采技术(特别是放顶煤岩层活动和矿山压力规律)的深入研究，为放顶煤开采合理条件选择、合理巷道布置和开采程序设计、巷道支护和维护方式选择、工作面回采工艺装备特别是支架选型和阻抗力等参数设计等提供理论基础已成为刻不容缓的任务。
1放顶煤综采的实践成果及发展关键
潞安矿务局王庄矿1989年应用综放技术，目前采用双运输机、收尾梁支架低位放顶煤的工艺.平均月产超过20万t，平均日产超过7000t，曾达到月产30万t、日产15186t的高产水平，回采工效达到104t/工，工作面效率高达145t/工，实现了高产稳产的目标。
兖州矿务局自1989年由山东矿业学院矿压研究所根据煤层赋存条件提出可放性论证报告后，局矿组成了综放领导小组和工作组，在全国调研的基础上从1992年6月开始实践。目前，兴隆庄、鲍店、南屯、东滩都有综放工作面生产，并均达到了高产高效之目的。1993年全局综放工作面平均月产超过18万t，最高月产达240850t，平均日产都在7000t以上，直接吨煤成本下降13元，其下降幅度超过50％，回采工效提高一倍以上.有关高产高效综放面的技术经济指标如表1所示。兖州局综放实践在实现了高产高效目标的同时，还在扩大综放条件和解决相应技术难题方面取得了下列突破性进展:
①已采顶分层网下综放取得成功。
在网下综放工作面岩层活动和支承压力分布特征及规律、支架围岩关系以及解决硬煤破碎等研究方面取得了重要的进展。
鲍店矿1303网下综放工作面达到了稳产的目标.月产超过了19万t.回收率超过了80％，成本比分层综采下降5 0％.回采工效达70t/工.顶板运动状况如图1所示。网下综放成功.提高了工作面回收率，为不出现内应力场(煤壁不能超前破坏)的煤层.厚度超过10m以上的特厚煤层以及直接顶不能随移架及时冒落的煤层进行综放。并实现高产、高效、高回收率的目标开辟了广阔的前景。
②“孤岛”煤综放实现了安全、高产、高效的既定目标。
南屯矿“孤岛”工作面综放平均日产超过7000t的实践证明，完全可以采用跳采程序安排采掘关系、实现在稳定的内应力场中送道解决回采工作面接续和巷道稳定问题，达到进一步提高采区回收率的目的。南屯矿“孤岛”煤放顶煤工作面的结构状态如图2所示。
总之.经过数十个局矿综放面开采实践。可得到下列一些共识:
①采用综采放顶煤技术开采厚煤层.是当前国内设备条件下实现高产高效的一个重要发展方向;
②采用综放开采技术，减少了生产环节及辅助设备和较大幅度降低巷道掘进和维护工作量.减少了工作面个数.实现了煤矿井下的集中生产和安全生产;
③在弄清综放而顶板活动规律和矿压显现规律的基础上，通过采用正确的开采程序和回采工艺、优化开采设计等措施，是可以保证达到符合要求的回收率这一目标的;
④现有的安全技术措施对于防治瓦斯、降低煤尘以及抑制发火是有效的，安全能够保证;
⑤相对分层综采而言，综放工作面对于煤层的厚度和倾角变化以及通过断层等构造有更大的适应能力，因此比分层综采更容易实现稳产的目的。在一定程度上可以说，放顶煤为厚度、倾角变化复杂的煤层开采机械化创造了前景。
当前推广综放工作必须回答的两个关键问题:一个是保证安全开采的条件问题;一个是实现高产高效并保证较高回收率的条件问题。
研究和实践证明，综放工作面安全高产以及保证较高回收率是有条件的.包括相应的煤层和顶底板条件、相应的开采程度和巷道布置，相应巷道和回采工作面支护(包括支护方式、支架形式和阻抗力等)以及放煤工艺等。目前我国有的综放工作面，在没有搞清采场支承压力分布的情况下，错误的采用了煤柱护巷方案，造成了产量低、推进速度缓慢、巷道维护极端困难的恶性循环。有的工作面因为顶煤放不下来，被迫采用危险的架后爆破措施等情况。这都是因为对综放条件缺乏认识，盲目从事的结果。
要正确回答保证高效益综放条件问题，离开了具体煤层条件下，煤及岩层运动和矿山压力分布显现规律的研究，以及通过正确的开采决策进行控制可能性的研究，用“煤层硬”、“顶板坚硬”这些相互孤立的要素进行概括是不行的。同样，实现安全开采.即不出现冲击地压、瓦斯煤层突出等重大事故的条件，也不能简单的从“采高大，因此压力大、危险大”等想象出发。只有在对放顶煤开采煤层及顶板活动规律和矿山压力分布显现特征。及通过正确的开采设计决策进行控制的可能性进行客观分析之后，才能作出正确的结论。
2放顶煤综采条件研究的采场结构模型
如前所述，什么条件适合“综放”，并保证安全和达到高产高效的目标，不能用煤层硬度、开采深度及顶板等条件简单的回答。必须抓住在该开采条件下，岩层运动和矿山压力显现特点及控制的可能性这个实质和关键.因此，建立符合客观实际的综放采场结构力学模型，是正确进行“综放”条件研究的基础。
提供回采工作面和巷道矿山压力控制等开采设计决策及进行开采条件分析的完整采场结构模型所包含的内容如下:
①需控制的岩层结构组成及相应的结构参数(包括结构厚度及跨度等);
②结构边界及相应的支承条件;
③支承反力的大小和分布。
正常开采情况下，煤壁的支承压力作用下超前破坏的采场结构模型如图3所示。
结构模型中需要控制的岩层范围，一般由采空区已垮落的岩层组成的“直接顶”(图3中a 所示)和运动明显影响采场矿压显现的“传递岩梁”所组成的“老顶”(图3中b所示)等两部分组成。
直接顶的厚度mi可由下式求出:
式中h为采高(工作面一次采出的煤层厚度),SA及KA分别为岩梁触矸点的沉降值和该处己冒岩层的碎胀系数。
当老顶下位岩梁周期来压步距C1和来压完成时控顶距Lk处的顶板下沉量△hA已知时，可以按下式近似算出SA值代入式(1),推断m2值
对于未开始推进的工作面，当已知上覆各岩层分层厚度(依煤层柱状或石门剖面图)，可按岩层失稳冒落的条件，由下向上逐层推出既采高h条件下的垮落岩层(即直接顶)总厚度mi值:
如各分层采高相同(hm=h)，则当假顶完全压实，即Kc≈1时，mnm=mc1,冒高值与开采顶分层时相同;但当假顶未压缩，即kc = kA时，mnm = nmc1，第n分层的冒高是第一分层冒高值的n倍。可见开采下分层时，假顶的压实情况对冒高值大小有重大影响。
实践证明，对于一般岩层覆盖的采场，老顶总厚度大约为采高的4-6倍，老顶所包含的“传递岩梁”数目，一般不超过3个。组成老顶各“传递岩梁”的岩梁厚度为同时运动岩层的厚度之和。上下两岩层同时运动的条件可由下式表示:
在生产现场，可以根据实测所得采场支架阻抗力或顶板下沉量随工作面推进距离关系曲线直接推断老顶岩梁数目及运动步距值。
老顶来压时，直接顶和下位岩梁断裂，破坏线深入煤壁前方，上覆岩层作用在煤(或岩)层上的“支承压力”(或相对应的支承反力)明显的分为两个部分，是该采场条件下结构模型的重要特征.其中，处于“内应力场”(图3中S1部分)中的煤体已经破坏，其承受的压力大小由直接顶和老顶运动的作用力决定。显然，当老顶来压完成进入稳定状态后，该部分煤体的支承反力只要平衡直接顶的作用力即可。分布于“外应力场”(图3中S2部分)煤体上的支承压力由上覆岩层的总体作用力所决定，其大小分布范围受直接顶和老顶的影响较小。
当开采深度较小，或者煤层强度较高，支承压力不足以超前破坏煤壁的情况下，采场的结构模型如图4所示，即直接顶及老顶的断裂破坏将在煤壁处发生，“内应力场”的范围(S1)将趋于零。
目前，作为实用矿山压力理论的核心—矿山压力分布、矿山压力显现与上覆岩层(直接顶及老顶)运动间关系的理论研究已经取得重要成果，通过矿山压力显现推断上覆岩层运动和支承压力分布，实现对顶板活动和矿山压力分布预测预报的“井下岩层动态观测研究方法”，已有了广泛的实践基础。在生产现场针对具体煤层和开采条件建立采场结构模型的工
作已经进入到实用阶段.
采场结构模型的类型和相应的结构参数确定之后，开采方法的选择、开采参数确定等设计决策，也就有了科学的基础。例如:知道直接顶的厚度m2及老顶下位岩梁的厚度mE1和来压步距CE1就能够按下列要求选择综采支架，排除推垮工作面和压死支架等重大事故:
支架的允许缩量:εr>ΔhA
式中:Sr—支架支护面积=支架宽度(B)×控顶距(Lk),m2;
ΔhA—下位岩梁裂断来压触矸时的最大采场顶板下沉量，m;
Δhrmin—上位岩梁裂断前计算或实测到的最小采场顶板下沉量;
?x—悬顶系数
同样，知道了采场结构力学模型，为相邻工作面准备的回采巷道位置、开采或准备的时间以及正确的维护方法，也不难确定。其中，属于有内应力场的结构模型(如图3所示)，如果不出现底鼓等情况，则正确的设计决策分别为:
沿空留巷(图3中1的位置):此时支架阻抗力最小需平衡直接顶的作用力，支架的可缩量应适应下位岩梁触研并压实的沉缩全过程。其最小值△hmin可由下式近似推出:
式中:S1—内应力场范围，m;
B—巷道宽度，m;
d—老顶下位岩板侧向裂断宽度，一般接近推进方向来压步距(C1)
煤柱护巷(即图3中4的位置):此时巷道应在接近原始应力区的部位开掘，支护方式和支护阻力应按相应区域的巷道压力设计。
在内应力场(即图3中2的位置)掘巷:此条件下掘巷的时间必须在老顶运动基本稳定之后，支护方式应考虑内应力场煤体已经破坏的现实，支护阻抗力应不低于平衡直接顶作用力的要求，可缩量应能适应工作面推进至老顶来压时的内应力场可能出现的最大巷道顶板下沉量。
显然出现内应力场结构的条件下，要绝对避免在高应力区(即图3中3的位置)开掘和维护回采巷道。在该处布置巷道，围岩将承受超过原始应力(rH)的几倍，不仅巷道维护困难，而且经常在掘进时引发冲击地压和瓦斯煤层突出等重大事故。
对于图4所示不出现内应力场结构类型的采场，回采工作面控制设计以防止老顶动压冲击为前题，无需考虑煤壁片塌和直接顶破碎等事故。满足此要求的支护阻抗能力，应保证在直接顶和下位岩梁来压时完全平衡其作用力，即不出现安全阀开启、顶板沉降的情况。在该条件下考虑巷道矿压控制设计决策的基本原则是沿空送道或把巷道布置在支承压力分布区域(一般不超过8－10m)之外的任何位置。掘进时间不受岩层运动限制。如果采用沿空留巷方案，则支护阻抗力应平衡垮落直接顶的作用力，压缩量则必须适应老顶稳定过程中的全部
巷道沉降量。
放顶煤综采条件下的采场结构模型如图5所示，与同一煤层分层开采条件下的结构模型相比有以下特点:
①由于采出煤层的厚度(采高hd加放出顶煤厚度hr)增加，冒落岩层总厚度即直接顶厚度(m2)将比分层开采大的多，具体值仍可按顶分层开采条件下的顶分层冒高即式(3)－(8)的推断方法确定。
②顶煤的实际回收情况对采场结构组成状态及相关参数的影响很大。有关结构运动对采场矿压显现的影响要比分层开采复杂得多。因此，采场矿压显现的规律性是顶煤回收率是否均衡可靠的一个重要标志。在放顶煤开采条件下，垮落的直接顶厚度(m2)与采空区残留的浮煤高度(hf)间的关系可用式(13)表出:
③由于一次采出煤层厚度增加，出现内应力场的可能性及应力场所伸展的范围都比分层开采条件下大得多。研究证明，内应力场范围与一次采出的煤层厚度(hr+ hd)近似成正比。
针对放顶煤开采的采场结构模型特点，其开采设计决策应考虑下述原则:
a支架阻抗力的下限应能按平衡顶煤和直接顶同时运动的作用力;上限不超过对老顶下位岩梁(mE1)采取限定变形工作方案设计，即:
合力作用点距煤壁的距离，m
对于放顶煤支架，合理的工作状态应保证合力作用点处于控顶区的中央，即Li =0. 5Lk。
b鉴于内应力场范围的扩大，更有条件考虑在内应力场中掘进布置回采巷道，以解决采场巷道矿压控制方案问题.
3提高放顶煤综采回收率及实现条件
鉴于能保证均匀分层开采的煤层条件并不多，加之分层开采巷道煤柱损失不可避免，因此简单的得出缭放采区回收率将低于分层综采的结论是不正确的。相反，对于厚度有变化，特别是构造复杂的厚煤层，只要顶煤放出条件具备，开采设计决策正确，争取综放回收率高于分层开采是完全可能的。
在综放实现安全开采的前提下，保证采场较高回收率的条件是:
①顶煤能破碎到由放煤口自由放出的程度，即煤层可放性好。
②直接顶板(特别是下位岩层)能随顶煤的放出而及时冒落，并及时充填已放出的顶煤空间，即直接顶各岩层冒落性好，垮落步距小。
③采场支架选型及工况合理。
④放顶煤工艺正确，顶煤放出率高。
前两条是前提和基础，后两条是实施的关键。
3.1顶煤破碎过程及实现的条件
具备可放性条件的煤层，顶煤的破坏一般将经历在煤壁前方受支承压力作用超前破坏，进入支架上方后，在顶板压力作用下挤压破坏和在移架过程中反复支撑破坏等三个发展过程。
煤壁前方出现压力显现随老顶来压而明显变化的内应力场，是顶煤已超前破坏的标志.
如果忽略煤层各分层间以及煤层与顶板间粘结力，不考虑顶煤(hr)和底煤(hd)边界条件的差别，则可以用下式近似表达放顶煤开采条件下内应力场范围和存在条件，即
式中:H—开采煤层深度;
Kmax－最大应力集中系数，悬露岩层的范围愈大，该值愈高。根据目前研究结果，Kmax在一般煤层和开采技术条件下.Kmax变化于1.8-2.6之间;
σc—煤层最弱分层的单向抗压强度;
hr—可放出的顶煤厚度;
ε—考虑煤层结构影响的系数
在生产现场，可采用“动态法”在超前巷道中观测老顶来压前后支承压力的显现，判定内应力场的存在和范围的大小。
对于不具备顶煤超前破坏的采场，有人建议采用预注水软化煤层，超前爆破等措施，人为制造内应力场的办法，以实现放顶煤开采。该建议由于工艺复杂，当前尚未见到实践的实例。作者认为，在含高瓦斯煤层.需要沿顶板开掘专门巷道抽排瓦斯的条件下，综合考虑上述措施是可行的。
顶板压力对顶煤的挤压破碎作用，只有在顶板运动(来压)，而且支架处于阻抗(限定变形)的工作状态条件下才能发生。显然.当顶板比较坚硬的条件下.在顶板处于相对稳定状态的日常期间依靠顶板压力破坏顶煤是不可靠的。因此不难得出，靠顶板压力实现破煤的条件为:
①顶板(包括直接顶和老顶)强度较低，来压步距很小的采场;
②已开采顶分层(顶板已经历过一次破坏运动)的采场;
③支架的阻抗能力(包括初撑力及工作阻力)高，在日常和顶板来压期间都能保持在“限定变形”状态下(承载)工作。
在生产现场，放顶煤支架前后柱始终处于高承载状态，由活柱缩量或支架阻力等压力显现表达的显现规律没有明显周期性等是顶板挤压破坏顶煤作用实现的标志。
顶煤在移架过程中.依靠反复支撑继续剪切破坏顶煤是一个非常重要的过程。但是，只有当顶煤的前述两个破坏过程已经实现的条件下，才能起到作用。支架阻抗力愈高，初撑力愈大(接近工作阻力)，其作用的发挥效果愈好。
综上所述可知，顶煤能否超前煤壁破坏是判别煤层可放性的基础。只有煤壁前方出现压力显现随老顶活动而明显变化的“内应力场”，才有可能在不采取爆破等辅助性破煤措施的情况下，实现较高回收率的目标。实践证明，当顶煤超前破坏不能实现(即无“内应力场”)，特别是当顶板比较坚硬，不能随顶煤放出而及时冒落的情况下，采用先开采顶分层，网下放顶煤的方案是十分有效的。采用该方案，可以通过在支架前上方打眼爆破松动后，依靠已经历过一次运动的顶板压力破碎顶煤，实现高回收率放煤的目的。
3. 2放煤工艺及支架工况的确定
在顶煤能气破碎放出，顶板条件适宜的前提下，相适应的正确的合理的放煤工艺及与之相适应的支架选型和工作状况的确定，是保证较高回收率的关键。
综采放煤工艺包括放煤程序、放煤步距、放煤时间及放煤量的控制等。合理的放煤工艺的实现，与支架型式选择、支架初撑力和工作阻力的确定，以及支架在采场的实际工作状态
紧密的联系在一起。合理的放煤工艺应保证放煤过程中顶煤运动的连续性和规律性，保证直接顶板有规律的暴露(失去顶煤支承)和及时的冒落，见图6－(a)，保证支架及时有规律的承压，并按要求的工作状况控制顶板的运动和顶煤的活动。根据理论研究和实践经验的分析，可以归纳出符合上述要求的工艺原则为:
①要保持要求的安全割煤和移架放煤间距，防止出现图6-(b)所示支架蹬空(上方顶煤放空)，诱发端部漏顶事故。
②尽可能将放煤步距、移架步距与直接顶，特别是足够厚度的下位岩层垮落步距统一起来。应当考虑研究移架步距与一次割煤步距不同步的放顶煤支架。
③采用依次连续跟进顺序放煤，以保证尽可能的扩大已经启动的放煤口宽度和已启动的顶煤顺向流动的连续性，保证直接顶板暴露和垮落的连续性和规律性。如果单口放煤不能满足运输机运出能力的要求，可以采用分段同时工作方案。应当避免采用随意间隔开口分点放煤的工作程序。
放顶煤支架必须有足够的工作阻力和尽可能高的初撑力，保证控制顶煤和顶板运动的需要。支架的工作阻力绝对不能小于平衡垮落的直接顶作用力的需要。目前，由于不少放顶煤工作面顶煤回收不尽、采空区不均匀堆积的浮煤对顶板结构组成和支承状况的影响，实测出的支架阻抗力要比分层综采低得多。必须指出，这个结果是靠老塘丢煤换来的，不能由此得出放顶煤综采工作面支架阻抗力可以比分层综采低的结论。
由图6 - (a)可知，必须保证放顶煤支架在高承载(阻力高)和“高位态”(升架高度大.前后柱阻力和缩量相近)的状况下工作。防止出现图6- (b)所示支架上方蹬空和端部漏顶事故。实践证明。对于采用低位放煤的四立柱支撑掩护式支架，使前后柱处于基本相同的高阻力状态下工作，能保证在充分发挥顶板压力破煤作用的同时，可靠的避免支架上方顶煤在移架前片塌的危险。保持“放煤漏斗”中轴线偏向采空区是防止端部漏顶的关键。目前，某些放顶煤综采工作面以想象有利于放煤需要.人为降低后立柱高度和阻抗力的做法是不正确的。
在移架过程中保证支架前后柱能升到要求的高度并达到要求的初撑力.是保证支架按高承载和高位态状况下工作的关键。
3. 3提高放顶煤开采采区回收率的措施
提高综放采区回收率要从提高工作面顶煤放出率和减少护巷煤柱损失两个方面同时入手。对于厚度超过10m的厚煤层，特别是在直接顶板坚硬的条件下，应采用在开切眼处强放直接顶，先采顶分层网下放顶煤的方案。这样既发挥了网下综放回收率高的优势，又能避免整层放顶煤综采老顶第一次来压期间高的顶煤损失。在减少护巷煤柱损失方面的关键措施是改变开拓准备布置，实现在稳定的内应力场中掘进和维护回采巷道。
从前述“综放采场结构模型”的特点可知，同一煤层“综放”条件下，支承压力影响范围和其中的宽度，都要比分层开采条件下大得多。这一结果说明，如果采用在原始应力区开掘巷道的煤柱护巷布置，“综放”条件下的煤柱损失，将会比同一煤层分层开采大得多。相反，由于“内应力场”范围扩大.采取在稳定的内应力场中开掘和维护巷道，就有了更加可靠的条件。4放顶煤综采安全开采的条件
在“综放”采场是否更容易发生岩层运动和矿山压力有关的冲击地压、瓦斯和煤层突出等重大事故?能否避免这些事故的发生?
可以想象，在“综放”条件下，由于顶煤的厚度大，无论是巷道还是工作面，这类事故一旦发生，其突出强度都有可能比分层开采大得多。但必须指出，不考虑具体开采条件下岩层运动和矿山压力分布的特点，不考虑巷道开掘的位置和开掘时间的区别，简单得出“开采深度大，冲击地压和瓦斯煤层突出危险大”的结论，是不正确的。同样，简单认为“综放”条件下，由于一次开采厚度增加，冲击地压和瓦斯煤层突出危险性增加，也是不正确的。不能离开“综放”条件下，矿山压力和岩层运动及相应的采场结构特点及相应的开采决策变化的可能性来谈这些问题。
4.1冲击地压事故及防治条件
研究和实践证明，在单一重力应力场条件下，当开采深度达到一定值后，只要煤层冲击倾向具备，都有发生冲击地压的危险，冲击地压发生的地点和实现的条件包括:
①在支承压力的高峰区域开掘巷道。到目前为止，无论是水采和旱采，都还没有见到在稳定的“内应力场”中开掘巷道发生冲击地压的实例;
②当坚硬的老顶岩梁裂断时发生的动压冲击和应力高峰的转移过程中，在工作面和相邻巷道中(应力高峰转移的部位)产生冲击和突煤事故。显然如果有“内应力场”作为缓冲，这类事故发生的可能性及强度都会小得多。
针对上述事故发生的条件及放顶煤综采采场结构模型中“内应力场”范围将扩大的特点，可以肯定的说，只要采用在“内应力场”开掘巷道的布署，避免发生冲击地压危险的可能性，要比同一煤层分层综采有利得多。
4.2瓦斯煤层突出事故的发生和防治条件
显然，在已经产生裂隙和破坏的内应力场，不具备储存大量的高能瓦斯的条件，只有在封闭性好，处于弹性高压状态的“外应力场”中，才有储存大量高能瓦斯的可能。因此，象避免冲击地压一样，只要实现在稳定的内应力场中开掘和维护回采巷道，就能够避免瓦斯煤层突出事故的发生。从这一点出发，可以说“综放”条件下发生瓦斯煤层突出事故的可能性也要比分层开采为小。
4. 3关于顶板事故发生和防治条件问题
综采支架是在顶煤的掩护下工作，因此，只要保证要求的支架工作阻抗能力，使支架能在“高阻力”、“高位态”的状态下工作，避免发生架上放空、架前漏顶的事故，可以肯定的说，综放条件下顶板事故发生的可能性及对生产的影响要远比分层开采小得多。
5“综放”采场高速推进的条件间题
由于“综放”工作面对地质构造和采高及煤层厚度变化的适应性比分层开采有利得多，加之发生顶板冒落事故的可能性小，因此，只要注意保证高的顶煤放出率，工作面高速推进是比较容易实现的。实践证明，当前影响“综放”工作面高速推进的关键是回采巷道的掘进和维护问题。如果采用煤柱护巷，很容易把巷道错误的布置在支承压力的高峰区，由此造成的巷道维护工作量会比分层综采成倍的增加.回采工作面推进将会遇到特大的困难。由于生产现场很少对采场支承压力分布进行实际测定，这种情况的发生是经常的.因此，在搞清现场采场支承压力分布的前提下，尽量采用在“内应力场”中开掘和维护回采巷道，是“综放”条件下保证工作面高速推进的关键。
6几点结论
①不能简单孤立的用煤层强度高低、顶板强度及开采深度大小等赋存条件作为“综放”使用条件的判据，应当把建立具体煤层条件下的实际采场结构模型作为“综放”条件研究的基础。因此，深化现场岩层运动和矿山压力分布的研究，完成在生产现场建立采场实际结构模型的实践，是当前“综放”发展的关键。
②采场前方支承压力分布出现“内应力场”结构是实现“综放”高效安全开采的客观基础。对于不出现“内应力场”结构的采场，特别是在顶板来压步距较大的情况下，应当采用先采顶分层网下综放的方案。
③采用能平衡顶煤及直接顶板作用力所必须的工作阻力的支架，保证该支架在“高阻力”、“高位态”下工作(即保证升架的高度和高的初撑力)，以及采取正确的开采程序，实现在“内应力场”中掘进和维护回采巷道，是实现“综放”高效安全开采的关键。
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作者简介
宋振骐，男，汉族。中国科学院院士.教授。全国政协委员，国际岩石力学局成员.1957年毕业于北京矿业学院，现任山东矿业学院矿山压力研究所所长，博士生导师。先后主持完成了国家“六五”、“七五”攻关项目、国家自然科学基金项目等20余项，其成果先后获国家科技进步、煤炭部科技进步等15项奖。曾著有《实用矿山压力控制》等5部专著，在国内外刊物上发表论文多篇。山东省泰安市山东矿业学院，邮政编码:2710190
综采工作面放顶煤采煤工艺流程 一、回采工艺流程 采煤机采用端头斜切进刀，双向割煤，液压支架及时支护顶板。 采煤机上端头斜切进刀——正常下行割煤——移架——放顶煤——拉后部刮板输送机——采煤机返刀上行清浮煤（采煤机割煤至机头后）——推前部刮板输送机——上端头斜切进刀——进入下一循环。 （一）、采煤机割煤 综放工作面采用端部斜切进刀单向割煤，其工序如下： 采煤机下行割煤, 右滚筒割顶煤,左滚筒割底煤,行至工作面刮板机头割通煤壁,将右滚筒降下割底煤.反向将采煤机机身部底煤割尽,空刀上返清理浮煤,行至上部刮板机弯曲段,采煤机左滚筒升高割顶煤, 右滚筒割底煤,斜切进刀,待采煤机进入直线段后,将刮板机推直,采煤机割透煤壁后,将左滚筒降下割底煤,右滚筒升起割顶煤,采煤机下行开始下一个循环割煤。 （二）、移架 由于工作面前后输送机采用机头平行布置方式，因而在工作面两端各设4架过渡支架，而过渡支架不能做到及时支护，即采煤机割煤后，过渡架必须在前部输送机机头推移后才能移架，因而造成工作面的基本支架和过渡架不能顺序前移，使得移架工序变得复杂，现将移架顺序描述如下（采煤机端部斜切进刀单向割煤）：
（1）采煤机斜切进刀割透煤壁下行时，将机头两架过渡支架的支架护帮板挑起；采煤机下行完成割底煤进入正常割煤，滞后采煤机左滚筒（此时应滞后采煤机前滚筒2架将支架护帮板挑起）3架，顺序将基本架移一个步距，移架时应先收护帮板；直到工作面下端最后一架基本架。当采煤机返机右滚筒到达距第一过渡架7米时，即将前部输送机机头推向煤壁（应保证逐架同时推）。 （2）机头推移后，将工作面下端过渡架（1～4#架）拉一个步距，移架的顺序为：先移2、3#架，后移1#架，再移4#架； （3）与此同时，当采煤机斜切进刀直线段时，前部输送机已经全长自下而上（或自上而下）推向煤壁，采煤机割透上端煤壁后，将上端4架过渡支架的护帮板挑起，及时支护顶煤。采煤机下行割煤后顺序将机尾处四架过渡架向前移一个步距，移架的顺序为：先移中间两架过渡架，后移最后1架过渡架，再移前第四架过渡架，待采煤机出斜切进刀段后将刮板机机尾推至煤壁为下一个循环段斜切进刀做准备； 过渡支架的移设是按上述移架顺序在特定时间内完成的；而基本支架的移设是由采煤机的割煤位置控制的。即在采煤机正常割煤的情况下，滞后采煤机左滚筒3架进行移架（或滞后采煤机右滚筒2架支架将支架的护帮板挑起，临时支护顶板，等滞后采煤机左滚筒3架时再进行移架）。 移架的动作如下：收护帮板→收伸缩梁→降柱(保持一定压力)→移架(擦顶移架)→升柱(保持初撑力) →打出护帮板。
综采放顶煤管理规定 近年来，放顶煤采煤方法在煤矿得到广泛应用，对提高全国煤炭产量发挥了重要作用。但是，一些煤矿对放顶煤开采在通风、防瓦斯、防煤尘、防火等方面安全管理工作的特殊要求重视不够，未严格执行放顶煤开采安全管理的有关规定，一些放顶煤开采的工作面在“一通三防”等方面存在重大安全隐患，严重威胁矿井安全生产，甚至发生了重特大事故。为切实加强放顶煤开采的安全管理，坚决遏制重特大事故，现提出以下要求： 一、充分认识放顶煤开采安全管理的特殊性和紧迫性 1.放顶煤开采工艺的特殊性要求必须加强安全管理。放顶煤采煤方法开采强度大，产量高，瓦斯涌出量大，采空空间高度大，瓦斯易于积聚；顶板冒落时大量瓦斯从采空区涌入工作面，易造成工作面瓦斯超限；放顶煤开采采空空间易形成风流渗入，采空区容易造成煤炭自燃；在放顶煤开采过程中易产生大量煤尘。放顶煤开采易使工作面瓦斯、自然发火、煤尘等灾害加剧的特殊状况，要求必须采取相应的措施加以预防和有效控制，强化对放顶煤开采的安全管理。 2.加强放顶煤开采安全管理是搞好煤矿安全生产的紧迫任务。近年来，各地煤矿放顶煤开采工作面相继发生多起重特大事故，给人民群众的生命财产造成重大损失，教训极为深刻。这些事故发生的原因，主要是由于忽视放顶煤开采安全管理的特殊要求，措施缺乏针对性，在通风和防瓦斯、防煤尘、防火等方面存在漏洞造成的。当前，有相当数量的煤矿采用放顶煤采煤方法，加强放顶煤开采的安全管理是一项紧迫而重要的任务。各地区、各单位一定要充分认识加强煤矿放顶煤开采安全管理的紧迫性，正确处理放顶煤开采与安全生产的关系，高度重视放顶煤开采安全管理工作。对放顶煤开采的工作面要立即开展一次全面的检查，并逐面完善和落实安全技术措施，凡措施落实不到位的，立即进行整改，确保安全。 二、采用放顶煤开采必须符合有关规定 3.必须符合《煤矿安全规程》的规定。煤矿采用放顶煤开采必须符合《煤矿
综采放顶煤工艺 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
综采放顶煤工艺 随着我国经济的持续高速发展，煤炭作为我国最主要的能源，需求量也不断增加。在内蒙中西部，有很多年产千万吨的矿井。由于蒙中西煤田煤层厚度大、赋存稳定，地质条件比较好，因此综合机械化放顶煤开采工艺被这里的大型煤矿广泛应用，并因此获得了巨大的经济效益和社会效益。 综合机械化放顶煤开采工艺是一种能够实现高产、高效的开采工艺，在我国经过多年的发展和完善，开采工艺已经十分成熟。在多个大型矿井的应用实践证明，开采煤层厚度在6~13米的情况下，一个综合机械化放顶煤工作面年产500~600万吨以上完全能够实现。 一、综合机械化放顶煤开采（以下简称综放）的适用条件： 煤层厚度在5~6米以上，倾角不大，赋存稳定，工作面走向长度较长，切眼长度一般在150~250米，最长达300米以上。煤质相对较软或者裂隙发育，在底层回采后上部煤层和顶板容易垮落。 二、综放工作面示意图。上巷（又叫回风顺槽）主要用来回风和运输物料、行人；切巷（又叫切眼、工作面）安装综采放顶煤支架和前、后溜子以及采煤机，下端头向外安装装载机（含破碎机），下巷（又叫运输顺槽）安装皮带运输机。前溜把采煤机割下的煤运输到下巷铺设的转载机上（前溜同时也是采煤机的运行轨道），后溜把支架后部放出的煤也运输到转载机上，由转载机转到
胶带运输机。下巷铺设的胶带输送机把转载机转过来的煤运输到下巷外口的溜煤眼，由大巷胶带输送机运走。溜子、转载机、皮带的连接方式为搭接。 给工作面设备供电的移动变电站、开关车、电缆车和为支架供液的液压泵站也放置在下巷靠近下端头附近，并随工作面的不断推进而向外移动。在下巷较宽时，下巷一般采用机轨合一，就是在胶带输送机和下巷上帮之间铺设一条轨道，用来放置移动变电站、开关车、电缆车和液压泵站（都放在板车上），便于外移（也有可能使用临时轨道，又叫梯子道）。而且轨道也可以用来运送部分物料。 三、综放工作面的主要设备：双滚筒采煤机、放顶煤液压支架（基本架、过渡架、排头架、端头架）、刮板输送机（两部）、转载机（破碎机）、胶带输送机以及与之相配套的液压泵站、移动变压器、开关等（各设备在工作面的布置工作面见下图）。
YF-ED-J4867 可按资料类型定义编号 煤矿工人综采放顶煤工技术操作规程实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
煤矿工人综采放顶煤工技术操作 规程实用版 提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 (一)、一般规定 第1条必须熟悉液压支架放煤控制系统性 能、构造及原理，掌握本规程，能够按完好标 准维护保养支架放煤控制系统，懂得放煤方 式、方法和“工作面作业规程”，经培训考试 合格并持证上岗。 第2条在液压系统截止阀、隔离阀关闭状 态下，严禁放煤操作。 第3条放煤支架应保持完好状态，否则不 准操作。综采放顶煤工放煤前应首先认真检查
各操作系统、管路情况，各操作阀必须灵活可靠，管路齐全，发现问题要及时处理，确认无问题后方可操作。 第４条综采放顶煤工要与采煤机司机密切配合。放煤时如放煤口与采煤机距离超过“作业规程”规定，应要求放缓采煤机截割速度或停止采煤机。 第5条放煤前，应清理好后部输送机前浮煤、矸石及杂物，保证操作人员能看清后部放煤情况。 第6条放顶煤支架无自动喷雾装置时，放煤口打开前需先手工打开喷雾。放煤时必须开启放煤喷雾。放煤过程中，必须使用、维护好放煤口喷雾装置。 第7条放煤前检查顶板（煤）、煤壁情
放顶煤综采技术介绍及提高煤炭回收率的方法【摘要】放顶煤综采是近年来我国采用得比较多的一种采煤方法，适合开采厚煤层。文章对放顶煤综采工艺进行了介绍，内容包括其主要工序、操作要领、参数确定、放煤方式、放煤中的常见问题与解决办法以及提高煤炭采出率的措施。【关键词】放顶煤综采；工序；参数；采出率 0 前言放顶煤综采是厚煤层煤炭开采技术之一，该技术把原来分层开采的煤 炭一次采完，具体方法是：在煤层底部按传统方法开采，使上面的煤炭在矿压的作用下，自动落下来。综放开采不仅是不稳定厚煤层开采的一种有效方法，也是实现高产高效矿井建设的有效途径，为综放开采技术的可持续发展奠定了基础。放顶煤综采开采采煤工艺包括工作面的作业形式、采煤机作业方式、支架工作方式、放顶煤步距、放顶煤方式、以及“三机”配合方式等。放顶煤综采开采采煤工艺设计主要进行放顶煤步距、放顶煤方式的选择与确定。顶煤开采放顶煤步距与放顶煤方式对工作面的生产和煤炭采出率影响较大。放顶煤开采采煤工艺设计要结合开采煤层的厚度与煤层的性质和选择的开采支护设备等因素进行分析比较，科学确定顶煤步距、放顶煤方式，确保采煤工作面开采效率和经济效益的提高。 1 主要工序与操作要领放顶煤综采的采煤工序有采煤机割煤、移架、推溜和放顶煤等。在割煤工序中，采煤机的进刀方式与普通综采工作面相同。在采煤机割完煤后，就要进行支护，通常以支架擦顶移架为好。移置后的放顶煤支架应成直线，在移架中能随时利用侧推千斤顶进行调架和扶架。四柱的放顶煤液压支架前、后柱的高差，要控制在200-250m m 之间。推移输送机，在采煤机割过煤15m 后就应推溜，操作时，应与放顶煤液压支架相协调，弯曲度不能太大，通常在二至三次推到位即可。若前、后两部输送机，后部输送机的推移要待顶煤放完后进行，有的后部输送机固定在放顶煤液压支架的底座上，随架移动。避免设备下滑，倾斜工作面应从下向上进行推溜。在急倾斜水平分层工作面，为避免支架串动，可分别从机头部或机尾部轮流推溜。 2 放顶煤放煤工艺参数放顶煤通常是经移架使顶煤垮落、破碎，不破碎的可打眼爆破，通常要求顶煤强度不大，一般不可超过 1.5，这能保证移架后顶煤垮落自动破碎；还要将已破碎的顶煤尽可能地回收。放顶煤是综放开采的关键工序，应确定放煤工艺参数和放煤顺序。 2.1 放煤步距在工作面推进方向上，两次放顶煤间的推进距离即循环放煤步距。确定循环放煤步距的要求是使放出范围内的顶煤能充分破碎和松散，提高采出率，降低含矸率。放煤步距与煤的软硬、层节理发育状况和顶板活动相关。确定放煤步距要考虑支架结构、放煤口位置和顶板冒落的垮落角，及经过一次放煤后，松散煤体的活动规律，就是放煤椭球体和放煤漏斗的影响。放煤步距可通过复杂的计算或作图法确定，但最少不可使其小于顶煤松散椭球体的短轴半径。通过大量煤矿生产实践总结出放顶煤综采工作面的放顶步距为：在采用0.5-0.6m 的截深时，放煤步距为1.0-1.2m，就是采煤机割煤两刀，支架前移两次后放顶煤的效果最佳，可保证煤的充分冒落，并能经放煤口顺利放出；在采用0.8-1.0m 截深时，放煤步距与截深相同，为0.8-1.0m，在顶煤较坚硬难放时，也可割两刀煤放一次顶煤，放煤步距为1.6-2.0m。 2.2 放煤口间距与高度放煤口间距的大小与放煤步距相似，就是间距太大，煤炭损失量增加；间距大小，可能使含矸量上升，煤质降低。所以，放煤口间距以 1.5- 3.0m 为合适。放煤口的高度对煤炭回收率影响较大。通常，放煤口高度提高，放煤体积就将减少，因此，应尽量降低放煤口的高度。但其高度也不能太小，必须高于输送机的高度，否则就会出现装煤困难。 3 放煤方式放煤方式对工作面煤炭采出率、含矸率的影响较大，还对总的放煤速度、正规循环的完成及高产产生影响。放煤方式一般包括放煤顺序和一次顶煤的放出量，有以下三种方式：一是单轮顺序放煤；二是多轮顺序放煤；三是单轮间隔放煤。一般采用“两采一放”或“三采一放”，即采煤机割两刀或三刀放一次顶煤。顶煤的放出顺序，要从工作面一端开始，顺序逐架依次放煤，若顶煤较厚，也可隔架轮换或2～3 架一组，隔组轮换放煤。放煤时要“见矸关门”。 4 放煤中的常见问题及解决办法在放顶煤时以下情况会引起放煤不正常：碎煤成拱放不下来；大块煤堵在放煤口，煤放不出来；顶煤过硬，难以垮落。处理碎煤成拱的方法是通过摆动支架的尾梁或掩护梁，破坏成拱的碎煤，也可升降支架破坏成拱，而这种方法却不能常用，对支架有所损害。在大块顶煤堵塞放煤口时，要通过支架上的插板、搅动杆等结构破碎或松动顶煤，在工作面顶板稳定条件下，可适当摆动支架尾梁把顶煤松动破碎。遇到大块煤时，应采用打眼爆破的方法破碎，而每个炮眼的装药量要严格控制。放落的大块煤在输送机上要及时用人工或机械的方式破碎，防止在工作面端头因输送机的过煤高度产生阻煤。处理顶煤过硬难以垮落时，要预先对顶煤进行破
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 综采放顶煤管理制度(正 式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2024-98 综采放顶煤管理制度(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 近年来，放顶煤采煤方法在煤矿得到广泛应用，对提高全国煤炭产量发挥了重要作用。但是，一些煤矿对放顶煤开采在通风、防瓦斯、防煤尘、防火等方面安全管理工作的特殊要求重视不够，未严格执行放顶煤开采安全管理的有关规定，一些放顶煤开采的工作面在“一通三防”等方面存在重大安全隐患，严重威胁矿井安全生产，甚至发生了重特大事故。为切实加强放顶煤开采的安全管理，坚决遏制重特大事故，现提出以下要求： 一、充分认识放顶煤开采安全管理的特殊性和紧迫性 1.放顶煤开采工艺的特殊性要求必须加强安全管理。放顶煤采煤方法开采强度大，产量高，瓦斯涌出量大，采空空间高度大，瓦斯易于积聚；顶板冒落时
大量瓦斯从采空区涌入工作面，易造成工作面瓦斯超限；放顶煤开采采空空间易形成风流渗入，采空区容易造成煤炭自燃；在放顶煤开采过程中易产生大量煤尘。放顶煤开采易使工作面瓦斯、自然发火、煤尘等灾害加剧的特殊状况，要求必须采取相应的措施加以预防和有效控制，强化对放顶煤开采的安全管理。 2.加强放顶煤开采安全管理是搞好煤矿安全生产的紧迫任务。近年来，各地煤矿放顶煤开采工作面相继发生多起重特大事故，给人民群众的生命财产造成重大损失，教训极为深刻。这些事故发生的原因，主要是由于忽视放顶煤开采安全管理的特殊要求，措施缺乏针对性，在通风和防瓦斯、防煤尘、防火等方面存在漏洞造成的。当前，有相当数量的煤矿采用放顶煤采煤方法，加强放顶煤开采的安全管理是一项紧迫而重要的任务。各地区、各单位一定要充分认识加强煤矿放顶煤开采安全管理的紧迫性，正确处理放顶煤开采与安全生产的关系，高度重视放顶煤开采安全管理工作。对放顶煤开采的工作面要立即开展一次全面
操作规程编号：LX-FS-A13194 煤矿工人综采放顶煤工技术操作规 程标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
煤矿工人综采放顶煤工技术操作规 程标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 (一)、一般规定 第1条必须熟悉液压支架放煤控制系统性能、构造及原理，掌握本规程，能够按完好标准维护保养支架放煤控制系统，懂得放煤方式、方法和“工作面作业规程”，经培训考试合格并持证上岗。 第2条在液压系统截止阀、隔离阀关闭状态下，严禁放煤操作。 第3条放煤支架应保持完好状态，否则不准操作。综采放顶煤工放煤前应首先认真检查各操作系统、管路情况，各操作阀必须灵活可靠，管路齐全，
关于煤矿放顶煤综采技术的研究 发表时间：2012-05-21T09:55:18.360Z 来源：《时代报告（学术版）》2012年2月（上）供稿作者： 1.张鸿燕 2.姬福全 3.贾中华 [导读] 综放开采不仅是不稳定厚煤层开采的一种有效方法，也是实现高产高效矿井建设的有效途径，为综放开采技术的可持续发展奠定了基础。 1.张鸿燕 2.姬福全 3.贾中华（鹤济顺达煤业有限公司河南济源 459015） 中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：41-1413（2012）02-0000-01 摘要：综放开采是不稳定厚煤层开采的一种有效方法，本文主要对放顶煤放煤工艺参数与放煤方法进行了分析，提出了硬煤及夹石的解决措施和提高煤炭采出率的措施。 关键词：放顶煤综采采煤工艺 前言 综放开采不仅是不稳定厚煤层开采的一种有效方法，也是实现高产高效矿井建设的有效途径，为综放开采技术的可持续发展奠定了基础。综采放顶煤工艺支架选型合适，设备科学配套，工艺参数和劳动组织优化，可提高工作面的产量。综采放顶煤巷道掘进率低，巷道维护环境也有所改善。能明显缓解综采采掘衔接紧张的状况。工作面搬家次数相对减少，可提高综采成套设备的有效使用率和单套设备的年产量，井下工效率和工作面效率等都有明显提高，能源动力消耗少。综采放顶煤适合开采条件复杂、煤层厚度变化大、顶底板不平、断层较多、工作面较短、地带三角区等条件下采用。综放开采是一种安全高产、低耗高效的采煤方法。 一、放顶煤综采设备与操作 放顶煤综采的采煤工序有采煤机割煤、移架、推溜和放顶煤等。在割谋工序中，采煤机的进刀方式与普通综采工作面相同。在采煤机割完煤后，就要进行支护，通常以支架擦顶移架为好。移置后的放顶煤支架应成直线，在移架中能随时利用侧推千斤顶进行调架和扶架。四柱的放顶煤液压支架前、后柱的高差，要控制在200—250mm之间。推移输送机，在采煤机割过煤15m后就应推溜，操作时，应与放顶煤液压支架相协调，弯曲度不能太大，通常在二至三次推到位即可。若前、后两部输送机，后部输送机的推移要待顶煤放完后进行，有的后部输送机固定在放顶煤液压支架的底座上，随架移动。避免设备下滑，倾斜工作面应从下向上进行推溜。在急倾斜水平分层工作面，为避免支架串动，可分别从机头部或机尾部轮流推溜。 二、放顶煤放煤工艺参数与放煤方法 放顶煤通常是经移架使顶煤垮落、破碎，不破碎的可打眼爆破，通常要求顶煤强度不大，但不可超过1.5，这能保证移架后顶煤垮落自动破碎，还要将已破碎的顶煤尽可能地回收。顶煤是综放开采的关键工序，应确定放煤工艺参数和放煤顺序。 1.放煤步距。在工作面推进方向上，两次放顶煤间的推进距离即循环放煤步距。确定循环放煤步距的要求是使放出范围内的顶煤能充分破碎和松散，提高采出率，降低含矸率。 放煤步距与煤的软硬、层节理发育状况和顶板活动相关。确定放煤步距要考虑支架结构、放煤口位置和顶板冒落的垮落角，及经过一次放煤后，松散煤体的活动规律．就是放煤椭球体和放煤漏斗的影响 放煤步距可通过复杂的计算或作图法确定，但最少不可使其小于顶煤松散椭球体的短轴半径。 通过大量煤矿生产实践总结出综采放顶煤工作面的放顶步距为：在采用0.5—0.6m的截深时，放煤步距为1.0—1.2m，就是采煤机割煤两刀，支架前移两次后放顶煤的效果最佳，可保证煤的充分冒落，并能经放煤口顺利放出；在采用0.8—l.0m截深时，放煤步距与截深相同，为0.8—l.0m，在顶煤较坚硬难放时，也可割两刀煤放一次顶煤，放煤步距为1.6—2.0m。 2.放煤口间距与高度。放煤口间距的大小与放煤步距相似，就是间距太大，煤炭损失量增加；间距大小，可能使含矸量上升，煤质降低。所以，放煤口间距以1.5— 3.0m为合适。 放煤口的高度对煤炭回收率影响较大。通常，放煤口高度提高，放煤体积就将减少，因此，应尽量降低放煤口的高度。但其高度也不能太小，必须高于输送机的高度，否则就会出现装煤困难。 3.放煤方式。放煤方式对工作面煤炭采出率、含矸率的影响较大，还对总的放煤速度、正规循环的完成及高产产生影响。放煤方式一般包括放煤顺序和一次顶煤的放出量，有以下几种方式。一是单轮顺序放煤；二是多轮顺序放煤；三是单轮间隔放煤。 三、硬煤及夹石的解决措施 坚硬或有夹石的煤层在开采时，顶煤冒落困难，冒落下来后可能有较大的块堵塞放煤口，导致顶煤不能顺利下放。此时，要采取以下措施。 1.对切眼顶煤的措施。应在切眼部位实施打挑顶眼及副帮眼，支架移出炮眼位置，马上爆破挑顶，使老塘的煤顶拉沟以对快速冒落有利。在支架推进3m后，顶煤冒落3m—5m，就要从支架天窗中放煤，可以取得较好的效果。 2.硬煤及夹石的解决措施。在支架的架间向上打眼，在硬煤或夹石部位装药，移架前要进行爆破。也会取得最佳的效果。 3.放煤时对大块煤堵塞窗口的解决措施。首先是进行爆破崩碎。爆破施工时要具备以下条件：设置专职瓦检员，检查窗口外2m范围内的瓦斯含量不超限；该面瓦斯道风流中的瓦斯含量不超限；打眼崩大块煤时，眼深、装药量范围内瓦斯符合《规程》的规定，打眼时要使用被筒炸药。其次采用高压脉冲水射流破碎窗口内大块。还要对煤体注入高压水以软化煤体。 四、提高煤炭采出率的措施 1.适度加大工作面的尺寸。减少初采、末采及端头煤炭损失率，提高工作面的采出率。 2.科学选择放煤步距和放煤工艺。放煤步距要按照煤层厚度、放煤口几何尺寸及排矸能力确定，在煤层较厚、放煤口较大时，放煤步距要相应加大，反之要适当缩小。放煤工艺一般要实施单轮间隔放煤，此方法易于人员把握，脊背煤损失较少。 3.扩大端头放煤范围。使用有效的端头支架，完善支架配套，实施端头全部放煤。如端头支架尾部设有能摆动的放煤插板，可使工作面煤炭采出率提高5%—6%。 4.缩小区段煤柱尺寸。适度缩小区段煤柱尺寸。例如，把煤柱宽度由20m缩小至Sm，这样采区煤炭采出率就能提高6%—8%左右。同时，要加强工作面初采阶段的放煤操作管理，按规定要求操作，减少工艺过程中的丢煤损失。工作面煤炭采出率与工人素质、生产管理
一采煤工艺 一、回采工艺 1、回采工艺流程 割煤—→伸前探梁—→移前溜—→移架—→放顶煤—→移后溜 2、进刀与割煤 正常情况下，完成一个循环后将机头（尾）刮板推进煤壁，推进刮板长度为30m左右；然后采煤机斜切进刀割通三角煤，并清扫干净三角煤段浮煤，调整前部刮板，使采煤机平行于煤壁；调整采煤机方向和前后滚筒高度，开始割煤循环作业。 此种进刀方法也可在上一班完成作业后，停采煤机时直接将采煤机头斜切进刀，以便下一班接班后便可开始割煤。 3、装、运煤 由采煤机螺旋滚筒配合挡煤板将落煤装入刮板输顺机，经转载机、皮带运输机、南皮带下山皮带运输机进入煤库，再经主皮带运输机运出地面，铲煤板装余煤，架间浮煤人工清理至刮板输顺机，浮煤每个循环清扫一次，推移输送机后，由清扫浮煤工逐架清扫至工作面运输机内。 4、拉架 拉架滞后采煤机滚筒3~5m，移架时先收前探梁和护帮侧板及侧护板，降架幅度不宜过大，能够满足移架即可；当顶板破碎时，应采用带压移架方式，移架必须做到降一架，移一架，移过后及时升起并打开前探梁护帮板，支架升起后必须接顶严实，达到设计初撑力，同时将支架调整移成一条直线并伸出侧护板。支架支柱中心距偏差不得超过±100mm，以保证支架的切顶性能。 5、移前溜 按从下（上）向上（下）的顺序分段拉后溜。 工作面前部刮板输送机的推移溜是以支架为支承。由支架推移千斤顶（拉后溜千斤顶）整体推移，推移输送机必须滞后采煤机后滚筒10~15m，移溜时溜槽在水平方向的弯曲度不的大于3°，且每段的推移千斤必须保证三个同时工作，以免损坏千斤。弯曲段长度不得小于15m左右，移到位的输送机必须达到平、直、稳，同时操作手把打至零位。 6、放顶煤 工作面采用每割一刀煤放一次顶煤的作业形式。滞后移架3~5m放顶煤，放顶煤采用单轮间隔顺序放煤的方法。两人相距5架支架进行。即第一人放3#、5#、7#奇数架，第二人放4#、6#、8#偶数架；上下端头3架支架不允许放顶煤。放煤顺序由运输机头部（尾部）向尾部（头部）进行，放煤工序与割煤工序平行作业，放煤时放煤工根据后溜的煤量适当控制放煤量，以免压死后溜。放煤时将支架放煤摆梁收回，顶煤就会自动流入溜则，不得一次将摆梁收回摆动最大角度。放煤过程中要相互配合，尽可能少让顶煤溢出溜则外，当有大块煤卡在放煤
解决方案编号：YTO-FS-PD331 综采放顶煤工作面过空巷专项安全技 术措施通用版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
综采放顶煤工作面过空巷专项安全 技术措施通用版 使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 根据我公司井下相邻****综放工作面的回采情况分析，****综采放顶煤工作面在回采期间会遇到部分空巷。****综放工作面沿煤层底板布置，而空巷因采用“留顶、留底、采中”的刀柱式开采法位于煤层中间，受回采压力影响，极易出现顶板破碎冒落现象，部分空巷在掘进期间或工作面未回采到该位置就已经冒落。为确保工作面回采期间顺利通过空巷，特制定本安全技术措施。 一、作业单位及负责人： 作业单位：综采队 负责人：**** 二、未冒落空巷的处理 1、当工作面揭露未冒落空巷时，应及时设置风障，杜绝风流短路，导致采面供风不足。待瓦斯员检查空巷内瓦斯、二氧化碳等有害气体不超限的情况下，方可进入空巷内进行木垛支护、排放积水、清除杂物等作业。作业时可用风障引导风流的方法加强空巷内的通风，冲淡空巷内集
中煤平朔集团井工一矿 “刘伟”创新工作室内部讲义综采放顶煤工艺技术培训（一） 授课人：刘伟 日期：2015.6.
目 录 1放顶煤技术概况 1.1实质 1.2过程 1.3起源 1.4中国综放开采的发展 1.5放顶煤支架的发展和现状 1.6当前液压支架技术(功能)发展的基本趋势2放顶煤开采技术特点 2.1放顶煤开采形式 2.2放顶煤开采的优点 2.3放顶煤开采的适用条件 2.3.1煤层赋存状态与构造： 2.3.2煤层厚度 2.3.3煤层倾角 2.3.4直接顶的岩性与厚度 2.3.5煤层物理机械性质与结构 2.3.6煤层底板岩性 2.3.7瓦斯、自燃发生等对放顶煤的影响
1放顶煤技术概况 1.1实质 是一种开采缓倾斜特厚煤层和急倾斜特厚煤层的采煤方法。 1.2过程 沿缓倾斜特厚煤层的底板或在急倾斜特厚煤层某一阶段高度的底部布置一个采煤工作面进行开采，而工作面顶部的煤在矿山压力作用下或辅以人工松动的方法，在工作面后部垮落并通过放煤口放入输送机运出的采煤方法。 1.3起源 放顶煤采煤法是一种古老的采煤方法，俗称“高落法”。综合机械化放顶煤开采技术，于1964年首先在法国中南煤田的布郎齐矿试验成功。中国从1982年开始引进综放开采技术，首先在甘肃窑街矿务局二矿和辽宁沈阳矿务局浦河矿试验成功。 1.4中国综放开采的发展
我国综放开采的发展过程大体可分为三个阶段： 第一阶段 摸索阶段 1990年以前 (1984—1990) 试验地点： 缓斜试验工作面当时在平顶山、潞安、阳泉、郑州。 急倾斜在窑街、乌鲁木齐、靖远。 阶段结束的标志是：90年阳泉一矿日产超过14万t。 这个阶段的主要成就：证明了综放开采能实现高产高效。 第一阶段主要有几个问题： 高产高效问题 放顶煤能否存在，应不应发展的根本问题，国内国外都一样。搞放顶煤就是为了高产高效。什么是高产?量化指标是什么? 其基本概念是： 条件好的，年产300万t以上，低一点说200万t／年 条件差的(难采煤层)年产：100万t以上。 达不到高产的原因： 1) 技术不过关（支架不过关、安全技术不过关） 2）技术限制 3）配采限制 4）思想不解放 5）部领导态度不明朗，各局对滑移支架兴趣大，当时是现场比部里(总公司)积极，关外比关内积极。 主要是抄袭国外架型，略加修改。高、中、低百花齐放，由于没有实现高产，几年搞了20多种都不理想，但介绍法国的中位放煤效果较好，影响大，其次是高位放煤支架。 第二阶段 逐步成熟阶段 1990—1995年 结束标志是： 1) 综放开采设备有了突破，潞安的支架； 2) 兴隆庄矿年产300万t； 3) 难采煤层有了突破。 标志说明当时放顶煤开采技术形成了两条战线： 1）条件好的，高产再高产； 2）难采的，突破技术难题。 当时主要取得成功的“难采”煤层综放：①三软煤层：如郑州、轩岗。② 倾角较大煤层：如乌兰；⑧一些高瓦斯矿井：如轩岗刘家梁、唐山、乌兰；④ 软岩巷，小康矿。 该一阶段除以上成果外，最大成功是：思想趋于统一。
综采放顶煤工作面的顶板控制 (标准版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0466
综采放顶煤工作面的顶板控制(标准版) 乌兰井田位于贺兰山北段煤田呼鲁斯太矿区的北端，井田内下二叠统山西组3 #煤为井田内的特厚煤层，煤厚平均为9.95m。煤层结构复杂，有夹矸2～18层，一般有1～10层夹矸，上部距顶板1m左右有一层高岭石泥岩，厚度在0.8m左右，分布范围广，沉积稳定。煤层变异系数0.42，为较稳定煤层。煤层顶板为粉、细砂岩，底板为砂岩。煤层倾角平均24°。 1综合开采技术在3 #煤层中的应用 3 #煤层为乌兰矿的主采煤层，占全部储量的42%，1992年11月～1993年3月，该矿在33
#煤层中进行综采放顶煤开采工业性试验，经有关专家组成的技术鉴定委员会鉴定，认为该项目技术达到了国内领先水平，可以有效地指导生产，并在国内类似条件的煤层中推广应用。试验成功后，在3 #煤层的开采方式主要采用综采放顶煤工艺。截止2002年7月，走向推进已达3200m。 综放工作面的布置方式：工作面的两风巷沿煤层走向布置，沿底板掘进，采用矿用11 #工字钢制作的梯形支架支护。沿顶板布置一条顶板道，与工作面风巷内错一定距离。工作面切眼沿底板布置，倾斜长度正常时为150m左右。工作面采高2.4m（支架正常支撑高度）。 2综放工作面片帮冒顶原因分析 综放工作面顶板，实际是支架上覆的顶煤，按顶板分类，应属破碎顶板。3 #煤层普氏硬度系数为0.6～1.2。由于各种因素的作用和影响，工作面架前多次发生片帮冒顶，严重影响正常生产和安全，直接影
编号：CZ-GC-07620 ( 操作规程) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 煤矿工人综采放顶煤工技术操 作规程 Technical operation procedures for fully mechanized top coal caving for coal miners
煤矿工人综采放顶煤工技术操作规 程 操作备注：安全操作规程是要求员工在日常工作中必须遵照执行的一种保证安全的规定程序。忽视操作规程 在生产工作中的重要作用，就有可能导致出现各类安全事故，给公司和员工带来经济损失和人身伤害，严重 的会危及生命安全，造成终身无法弥补遗憾。 (一)、一般规定 第1条必须熟悉液压支架放煤控制系统性能、构造及原理，掌握本规程，能够按完好标准维护保养支架放煤控制系统，懂得放煤方式、方法和“工作面作业规程”，经培训考试合格并持证上岗。 第2条在液压系统截止阀、隔离阀关闭状态下，严禁放煤操作。 第3条放煤支架应保持完好状态，否则不准操作。综采放顶煤工放煤前应首先认真检查各操作系统、管路情况，各操作阀必须灵活可靠，管路齐全，发现问题要及时处理，确认无问题后方可操作。 第４条综采放顶煤工要与采煤机司机密切配合。放煤时如放煤口与采煤机距离超过“作业规程”规定，应要求放缓采煤机截割速度或停止采煤机。
第5条放煤前，应清理好后部输送机前浮煤、矸石及杂物，保证操作人员能看清后部放煤情况。 第6条放顶煤支架无自动喷雾装置时，放煤口打开前需先手工打开喷雾。放煤时必须开启放煤喷雾。放煤过程中，必须使用、维护好放煤口喷雾装置。 第7条放煤前检查顶板（煤）、煤壁情况。放煤时，要与其他工种配合好，上下３组支架后严禁有人进人或工作。 第8条放煤支架所用的阀组、立柱、千斤顶，一般不准在井下拆检，可整体更换。更换前尽可能将缸体缩到最短，接头处要及时装上防尘帽。 第9条通过支架后方的管线必须吊挂排列整齐，不得有砸、压、挤、埋和扭折现象，否则不准进行放煤操作。 第10条备用的各种液压胶管、阀组、液压缸、管接头等必须用专用墙头堵塞，更换时用乳化液清洗干净。 第11条更换胶管和阀组液压件时，只准在“无压”状态下进行，而且不准将高压出口朝向住何人。
河南永锦能源有限公司云盖山煤矿二矿综采放顶煤开采可行性技术论证 河南永锦能源有限公司云盖山煤矿二矿 生产技术科 2017年3月22日
目录 一、矿井概况 .......................................................... 错误!未定义书签。 1、地理位置与交通........................................... 错误!未定义书签。 2、矿井地质构造 .............................................. 错误!未定义书签。 3、煤层条件及顶底板岩性............................... 错误!未定义书签。 4、瓦斯、煤尘 .................................................. 错误!未定义书签。 5、矿井水文地质情况....................................... 错误!未定义书签。 二、矿井建设 .......................................................... 错误!未定义书签。 1、通风系统 ...................................................... 错误!未定义书签。 2、抽采系统 ...................................................... 错误!未定义书签。 3、排水系统 ...................................................... 错误!未定义书签。 4、供电系统 ...................................................... 错误!未定义书签。 5、提升系统 ...................................................... 错误!未定义书签。 三、采煤方法确定 .................................................. 错误!未定义书签。 1、工作面采煤方法确定................................... 错误!未定义书签。 2、工作面参数 .................................................. 错误!未定义书签。 3、工作面设备选型及配套............................... 错误!未定义书签。 四、顶板、顶煤可冒性分析................................... 错误!未定义书签。 1.开采深度 ......................................................... 错误!未定义书签。 2.煤层强度 ......................................................... 错误!未定义书签。 3.煤层厚度 ......................................................... 错误!未定义书签。 4.煤层夹矸 ......................................................... 错误!未定义书签。
综采放顶煤技术发展简介综采放顶煤技术是将综合机械化开采运用到放顶煤开采工作面，使放顶煤开采技术进入了一个新的发展阶段。综放工作面由液压支架实现了可靠、快速支护，采用采煤机或刨煤机采煤，放顶煤作业在安全、可靠的工作条件下进行，从而使工作面单产水平得到了明显的提高。由于放顶煤开采方法具有掘进率低、效率高、适应性强、易于实现高产等明显优势，近年来，在我国得到了迅速发展和广泛运用，已发展成为厚煤层开采最为有效的采煤方法之一，也是矿井实现高产高效的主要途径。 一、国外综放技术发展 放顶煤采煤法由来已久，早在20世纪40年代末和50年代初，法国、前苏联等国就开始使用放顶煤技术。当时和以后一个时期，曾使用过木支柱、金属支柱和单体液压支架并配备刮板输送机进行炮采或普采的放顶煤技术。由于这种采煤法效率低，安全性差，于是又逐步向综采放顶煤过渡。 1957年前苏联研制出KTY型掩护式放顶煤液压支架，并在库兹巴斯煤田的托姆乌辛斯煤矿使用，开采该矿的2号和4～5号煤层。煤厚为9m～12m，煤层倾角5°～18°。该放顶煤工作面为预先开采顶层煤铺设人工假顶，网下放顶煤开采，采用具有单运输机的KTY 型掩护式放顶煤液压支架回收顶煤。 1963年法国研制出用于放顶煤开采的支撑掩护式放顶煤液压支架，并于1964年在布朗齐矿区达尔西矿试验成功。该支架为四柱式，尾梁呈“香蕉”形，其摆动角度由千斤顶控制，配有两台输送机，第二台输送机安置于尾梁后部的底板上。采煤时，支架上面铺网，冒落顶煤通过尾梁后面网上的开口装入第二台输送机。 自70年代开始，英国、南斯拉夫、前西德等国家相继引进了放顶煤技术。英国研制出开“天窗”式放顶煤支架，该支架在掩护梁上开了放顶煤“天窗”，由液压千斤顶控制开关，“天窗”附近装有搅动杆，以便于冒落顶煤，掩护梁上还有钻眼孔，供煤硬不落时打眼放炮。第二台输送机安置在支架后部底座上。 法国针对“香蕉”尾梁式放顶煤支架存在的问题，先后研制成功MB17×28S、FB21×30S型放顶煤液压支架。MB17×28S放顶煤液压支架为四柱掩护式，掩护梁通过液压千斤顶控制进行伸缩，便于顶煤冒落装煤，第二台输送机放置在底板上。FB21×30S型放顶煤液压支架为四柱支撑掩护式，掩护梁上面设有落煤窗口，由液压千斤顶控制其开关，落煤窗口内装有一个液压控制的搅动杆，有助于破碎大块煤和顶煤冒落操作，在顶梁、掩护梁的侧护板及放煤口处装有喷嘴，以便喷水除尘，第二台输送机安置在支架后部底座上。 80年代初期，匈牙利研制成功单输送机前开“天窗”式放顶煤掩护式支架，机采煤炭与放落顶煤均用此单输送机运输，取得了良好效果。 放顶煤液压支架的出现和发展，推动了放顶煤开采设备及技术的发展和完善。在法国和南斯拉夫特厚煤层开采中取得了显著的效果，采煤工作面产量比传统式开采法翻了一番，工效提高了2～3倍，掘进巷道和维护工程量减少50％以上。因此，综采放顶煤开采技术20世纪70～80年代在法国、南斯拉夫、匈牙利、前苏联等国相继试验和推广，曾一度成为东欧地区厚煤层开采的主要方法。从20世纪80年代中期开始，由于受各方面因素影响，其发展势头逐渐衰弱，工作面越来越少，目前只有极少数矿井还在使用。
前言 第一节概况 一、地理位置、隶属关系、交通 山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿（以下简称常村煤矿）位于山西省屯留县东部，沁水煤田东部中段，地理坐标东经112゜54′26″～112゜59′29″，北纬36゜16′51″～36゜26′09″。行政区划属山西省长治市屯留县管辖。 本区范围北以文王山南断层为界，南以安昌断层、藕泽断层及绛河北岸最高洪水位线保护煤柱为界，东邻王庄井田，西邻屯留井田。井田东西宽7.4 km，南北长17 km，面积约为107.3818km2。 本区北距太原市200km，南距长治市23km，东距长治火车站15km，交通十分便利。井田中部有东西向309国道穿过，南北向208道从本区东部通过，另外本矿还建有铁路专用线。见交通位置图。 二、企业性质 潞安矿业（集团）有限责任公司，是2000年在原潞安矿务局的基础上改制成立的，属山西省授权经营的12户国有重点企业，全国500家最大工业企业之一。2001年7月19日，经山西省人民政府晋政函[2001]202号文件批准，以山西潞安矿业（集团）有限责任公司作为主发起人，联合郑州铁路局、日照港（集团）有限公司、上海宝钢国际经济贸易有限公司、天脊煤化工集团有限公司和山西潞安工程有限公司五家单位共同发起设立山西潞安环保能源开发股份有限公司。 山西潞安环保能源开发股份有限公司顺应市场经济新形势的要求，积极迎接全球经济一体化带来的机遇和挑战，正在进一步深化体制机制改革，全方位大力实施建设"中国潞安" 的发展战略，力争在不久的将来，建设成为一个高效率、高效益、高技术、高管理，"四跨"经营的大型现代化企业集团。 三、工作面生产能力及可开采时间 常村煤矿生产能力核定为7.0Mt/a，截止2012年底3号煤保有资源储量为