第七章放顶煤采煤法
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采矿学长壁放顶煤采煤法
采矿学长壁放顶煤采煤法引言采矿工程是矿业开发中的重要环节之一。
在采矿过程中，选择合适的采煤方法对于有效提高矿石开采效率和保证矿石质量具有至关重要的作用。
本文将介绍一种常用的采煤方法——长壁放顶煤采煤法。
采煤方法概述长壁放顶煤采煤法是一种高效率、高产出的采煤方法，广泛应用于煤矿开采中。
该方法适用于煤层倾角较大、煤层连续性较好的情况下进行采矿。
其基本原理是通过在矿井底部挖掘出一条连续的长壁矿巷，然后顺次开采矿巷两侧的煤层，最后在顶板保持一定的距离后再进行采煤。
这种方法能够提高生产效率和提高矿石的回采率。
采煤步骤长壁放顶煤采煤法主要包括以下几个步骤：1.矿井布置：在煤矿开采前，根据地质条件和矿井规模等要素，设计合理的布置方案。
矿井布置要充分考虑到矿石的运输和通风等因素。
2.长壁矿巷的挖掘：在煤矿底部挖掘出一条连续的长壁矿巷，矿巷的宽度通常为几米到几十米之间。
矿巷的挖掘需要使用采煤机等设备，在进行挖掘时要保持矿巷的水平和垂直度。
3.采煤：顺次开采矿巷两侧的煤层。
采煤过程中，通常使用采煤机进行煤炭的切割，然后将煤炭通过输送带运送到井口。
随着采煤的进行，矿巷逐渐向进风巷方向推进。
4.顶板支护：为了保证采煤安全，需要对顶板进行支护。
常用的支护方式有钢骨支护、锚杆支护等。
支护设施要能够确保顶板的稳定性和防止顶板的塌落。
5.回采顶煤：采完两侧煤层后，再进行顶煤的采矿。
顶煤的采矿遵循和两侧煤层一样的采煤原理，将顶煤通过输送带运送到井口。
6.周转空间的保证：在矿巷的回采过程中，要保证回采区域的转运空间充足，以便采矿机和运输设备的顺利运行。
优势与不足优势1.高效率：长壁放顶煤采煤法能够提高生产效率，因为其连续作业的特点，使得采煤效率显著提高。
2.高产出：采煤量大，能够满足煤炭市场的需求。
3.煤矿回采率高：长壁放顶煤采煤法能够充分回采煤矿，减少矿石浪费。
不足1.设备需求高：长壁放顶煤采煤法需要使用大型设备进行采煤作业，设备投资较大。
采矿学-第七章放顶煤采煤法
确定放煤步距原则：顶煤充分破碎，提高 采出率，减少煤矸混杂。
2、放煤步距影响因素 ：
顶煤厚度；松散程度；放煤口的位置；顶 煤可放性；顶煤冒落时的垮落角；直接 顶厚度。
当前，生产实践中 截一刀放顶煤一次，（顶煤厚度较小） 截两刀放顶煤一次，（顶煤厚度较大） 截三刀放顶煤一次，（顶煤厚度较大）
放煤口间距
2b 1
l 12
(c)
(a)
(b)
(c)
放煤步距大，顶煤放不出，煤损大；
放煤步距太大：顶板方向的矸 石先于采空区后方的煤达到 放煤口，关口，顶煤放不出
放煤步距小，煤矸混杂，煤质差。
放煤步距太小：采空区方 向的矸石先于上部顶煤到 达放煤口，顶煤损失部分
合理的放煤步距只是把煤炭采出率和混矸率控制在 一定范围内。
2、多轮顺序放煤
采面分2 3段；段内同时开启两个相邻放 煤口；
每次放1/2 1/3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。 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，放煤快。
缺点：要求操作水平高。 适用：煤厚8~10m以上。
3、单轮、间隔、多口放煤
按放顶煤面输送机数目，分： 单输送机 双输送机
1）单输送机高位放顶煤液压支架
1600～2600 40
Ф1250 60 35
900
➢特点：短托梁加内伸缩 梁及侧护板。
(3125～4025) 3125～3550 290～330 (1605)1175～2075(2105)
➢优点：控顶距小，稳定
1450
性好，运输系统及工作
第一节 放顶煤采煤法分类
一、按厚煤层赋存条件和采放次数分类 1、一次采全高放顶煤采煤法， 特点：1）采面采高：M=h1=2.03.0m；
2、放煤步距影响因素 ：
顶煤厚度；松散程度；放煤口的位置；顶 煤可放性；顶煤冒落时的垮落角；直接 顶厚度。
当前，生产实践中 截一刀放顶煤一次，（顶煤厚度较小） 截两刀放顶煤一次，（顶煤厚度较大） 截三刀放顶煤一次，（顶煤厚度较大）
放煤口间距
2b 1
l 12
(c)
(a)
(b)
(c)
放煤步距大，顶煤放不出，煤损大；
放煤步距太大：顶板方向的矸 石先于采空区后方的煤达到 放煤口，关口，顶煤放不出
放煤步距小，煤矸混杂，煤质差。
放煤步距太小：采空区方 向的矸石先于上部顶煤到 达放煤口，顶煤损失部分
合理的放煤步距只是把煤炭采出率和混矸率控制在 一定范围内。
2、多轮顺序放煤
采面分2 3段；段内同时开启两个相邻放 煤口；
每次放1/2 1/3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。 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，放煤快。
缺点：要求操作水平高。 适用：煤厚8~10m以上。
3、单轮、间隔、多口放煤
按放顶煤面输送机数目，分： 单输送机 双输送机
1）单输送机高位放顶煤液压支架
1600～2600 40
Ф1250 60 35
900
➢特点：短托梁加内伸缩 梁及侧护板。
(3125～4025) 3125～3550 290～330 (1605)1175～2075(2105)
➢优点：控顶距小，稳定
1450
性好，运输系统及工作
第一节 放顶煤采煤法分类
一、按厚煤层赋存条件和采放次数分类 1、一次采全高放顶煤采煤法， 特点：1）采面采高：M=h1=2.03.0m；
《放顶煤采煤法》课件
可持续发展路径
资源循环利用
通过实现资源循环利用，减少浪费和污染，提高 可持续发展水平。
生态保护
加强生态保护和修复，减少对环境的破坏和污染 ，实现绿色发展。
社会和谐发展
加强社会责任感和公信力建设，促进社会和谐发 展。
THANKS
感谢观看
特点
放顶煤采煤法具有高产、高效、安全、低耗等优点，尤其适 用于埋藏稳定、顶板坚硬、底板平整的厚及特厚煤层。
历史与发展
01
起源
放顶煤采煤法的起源可以追溯到20世纪50年代，当时在一些欧洲国家
开始尝试使用这种方法进行采煤。
02
发展历程
随着科技的不断进步和采煤工艺的改进，放顶煤采煤法逐渐得到完善和
推广，成为现代采煤工艺中一种重要的方法。
03
放顶煤采煤法实践应用
应用案例分析
案例一
某矿区采用放顶煤采煤法，通过 合理布置工作面、优化开采参数 ，实现了高效、安全的生产目标 。
案例二
在另一矿区，针对复杂的地质条 件，采用放顶煤采煤法结合其他 辅助技术，成功解决了采煤过程 中的难题。
实践效果评估
评估指标
采煤效率、安全性能、经济效益等。
评估结果
03
现状与趋势
目前，放顶煤采煤法已经在世界范围内得到广泛应用，未来随着环境保
护意识的提高和资源开采技术的进步，放顶煤采煤法将继续向着高效、
环保、智能化的方向发展。
适用条件
适用煤层厚度
放顶煤采煤法适用于厚度在6m以 上的煤层，特别是那些层理发育 、易于破碎的煤层。
适用地质条件
该方法适用于埋藏稳定、顶板坚硬 、底板平整的煤层，同时要求煤层 的地质构造简单、瓦斯含量低。
采矿学第七章长壁放顶煤采煤法.pptx
前进距离，为采煤机截深的整数倍。 ➢ 有：一刀一放、二刀一放等； ➢ 合理选择放煤步距，对提高煤炭采出率、降低
含矸率是至关重要的。放煤步距与顶煤厚度、 顶煤裂隙发育程度、顶煤硬度、煤层的顶板条 件及采煤机截深等有关。
中国矿业大学
(a)
(b)
(c)
放煤步距太大(a)：
放煤步距太小(c)：
顶板方向的矸石先于采 采空区方向的矸石先于
✓ 放煤口为整 个支架尾梁；
✓ 后输送机铺 在底板上，煤尘 小，煤炭采出率 高，目前广泛使 用。
中国矿业大学
二柱掩护式低位放顶煤支架
中国矿业大学
四柱支撑掩护式低位放顶煤支架
中国矿业大学
滑 移 顶 梁 液 压 支 架
中国矿业大学
澳大利亚放顶煤综放面端头液压支架设计
中国矿业大学
2、按回采巷道的布置方式分类 1）缓倾斜厚煤层一次采全高放顶煤采煤法。 综放工作面采高：h1=2.03.5m, 放顶煤高度：h2= (1~3) h1 。 适用：M 5m ，M <12 14m 。
上位大块度直接顶
中位中块度直接顶
下位小块度直接顶 始动点边界
上位大块度顶煤 中位中块度顶煤 下位小块度顶煤
流动前边界 煤矸分界线 流动后边界
煤壁 放煤口
低位综放开采散体煤矸流动特征
中国矿业大学
2、采放比 • 煤层开采高度与放顶煤高度之比。 • 根据实测，顶煤破碎塑性区范围一般可达煤 层采高的3倍左右。我国缓斜煤层综放面采放 比一般控制在1：1~3之间。
➢破坏发展区B：受顶板回转作用，煤壁前方顶煤 发生破坏，裂隙扩展，位移增大。
➢裂隙发育区C：支架移架反复支撑，顶煤破碎效 果提高。支架反复支撑的次数与顶梁长度及截深有 关。
含矸率是至关重要的。放煤步距与顶煤厚度、 顶煤裂隙发育程度、顶煤硬度、煤层的顶板条 件及采煤机截深等有关。
中国矿业大学
(a)
(b)
(c)
放煤步距太大(a)：
放煤步距太小(c)：
顶板方向的矸石先于采 采空区方向的矸石先于
✓ 放煤口为整 个支架尾梁；
✓ 后输送机铺 在底板上，煤尘 小，煤炭采出率 高，目前广泛使 用。
中国矿业大学
二柱掩护式低位放顶煤支架
中国矿业大学
四柱支撑掩护式低位放顶煤支架
中国矿业大学
滑 移 顶 梁 液 压 支 架
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澳大利亚放顶煤综放面端头液压支架设计
中国矿业大学
2、按回采巷道的布置方式分类 1）缓倾斜厚煤层一次采全高放顶煤采煤法。 综放工作面采高：h1=2.03.5m, 放顶煤高度：h2= (1~3) h1 。 适用：M 5m ，M <12 14m 。
上位大块度直接顶
中位中块度直接顶
下位小块度直接顶 始动点边界
上位大块度顶煤 中位中块度顶煤 下位小块度顶煤
流动前边界 煤矸分界线 流动后边界
煤壁 放煤口
低位综放开采散体煤矸流动特征
中国矿业大学
2、采放比 • 煤层开采高度与放顶煤高度之比。 • 根据实测，顶煤破碎塑性区范围一般可达煤 层采高的3倍左右。我国缓斜煤层综放面采放 比一般控制在1：1~3之间。
➢破坏发展区B：受顶板回转作用，煤壁前方顶煤 发生破坏，裂隙扩展，位移增大。
➢裂隙发育区C：支架移架反复支撑，顶煤破碎效 果提高。支架反复支撑的次数与顶梁长度及截深有 关。
煤矿开采学-第七章放顶煤采煤法
适用条件与限制
适用条件
放顶煤采煤法适用于厚度在6m以 上的稳定或较稳定的厚煤层，顶 板较平整，底板较坚硬，瓦斯含 量较小。
限制
对于地质构造复杂、瓦斯含量高 、易自燃发火的煤层，以及厚度 不稳定、底板起伏较大的煤层， 放顶煤采煤法可能不太适用。
02
放顶煤采煤法的基本原理
放顶煤采煤法的原理
放顶煤采煤法是一种开采厚煤层的采煤方法，其原理是在煤 层底部布置一个采煤工作面，通过从底部水平方向向顶部推 进的方式，利用顶板压力将上部煤层压裂，并在采空区后方 利用支架放出顶部的煤块。
05
放顶煤采煤法的未来发展
技术创新与研究方向
智能化技术
利用人工智能、大数据和物联网技术，实现放顶 煤采煤过程的自动化和智能化，提高采煤效率。
高效开采技术
研究开发高效开采工艺和设备，降低开采成本， 提高资源利用率。
生态环保技术
加强生态环保技术的研究和应用，降低开采过程 中的环境污染，实现绿色开采。
井的安全性。
实践经验总结
经验一
放顶煤采煤法适用于煤层厚度较大、赋存稳定、倾角较小的矿区， 能够实现高效、安全、低成本的采煤。
经验二
在应用放顶煤采煤法时，需要综合考虑矿区的地质条件、设备条件、 技术水平等因素，制定合理的采煤方案。
经验三
放顶煤采煤法的成功应用需要有一支技术熟练、经验丰富的采煤队 伍，同时需要加强设备的维护和更新。
采空区处理方式
根据实际情况，选择合适 的采空区处理方式，如自 然垮落、注浆等。
采空区监测
对采空区进行监测，及时 发现和处理采空区内的安 全隐患。
瓦斯治理与通风
瓦斯来源
了解工作面瓦斯的来源，为瓦斯 治理提供依据。
放顶煤采煤法
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）
(3125～4025) 3125～3550 290～330 (1605)1175～2075(2105)
1450
1600～2600 40
Ф1250 60 35
900
10
140 600 286
630 47
1460 2590(2450)
一般大于1000m， 加中切眼后，已加大到 2000m以上。 简易放顶煤工作面的连续推进长度不应小于 600 800m。 加大工作面长度，可减少搬家次数，减少初 采和末采损失
3其它
煤层厚度： 一次采出厚度以5～12m为佳 顶煤厚度过小架前易超前冒顶，增大含矸率。 煤层太厚将使顶煤破碎不充分。
其它 机采高度：支架的稳定性、通风断面 一般重型支架放顶煤面采高在2.5m，煤质中硬 以上，采高可达2 . 8～3 . 0m。
•割煤：双向割煤，端头自开缺口斜切进刀， 斜切进刀长度不小于30m，截深0.8m。 移架：及时支护方式，移架滞后煤机后滚筒
3 ～ 9m，追机作业。
放顶煤工艺过程
推前溜：在移架后顺序推移前部运输机，滞后 移 架 10 ～ 15m 左 右 ， 其 弯 曲 段 长 度 不 得 小 于 30m，推移步距为0.8m，严禁相向操作。推溜 后溜子必须保持平、直。
工作面长度的主要影响因素
2）原则：一个班内要将顶煤放完 一个班内将顶煤放完为原则确定的工作面长度
l n T B
t
式中：l — 采面长度，m；n — 同时放煤的支架数，n 3； T— 每班工作时间，min； t —每架支架放煤所需时间，min； B—支架宽，m； — 班工作时间利用率。 T、B、n —视为常数。
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。
《放顶煤采煤法》课件
《放顶煤采煤法》PPT课 件
在煤炭行业中，放顶煤采煤法是一种非常重要的开采方式。这份PPT课件将为 您深入介绍放顶煤采煤法。
放顶煤采煤法的基本概念
1 什么是放顶煤？
放顶煤是指煤层的上部浅层煤炭。通常被视作无法正常采区煤炭的一部分。
2 放顶煤采煤法的定义
针对放顶煤进行的采煤方式，通常比传统采煤方法更复杂。
结论和展望
放顶煤采煤法在煤炭行业中具有重要意义，本次PPT课件深入介绍了放顶煤采煤法的基本概念、流程、关键技 术及应用案例等内容。未来，该技术将与煤层的关系进行严密控制。随着时间的推移，顶板通常 会因局部长期载荷受损而发生垮塌。
2
方法
常用的方法包括顶煤梁法、顶板支护采煤法、转移采区法等。各种方法需根据不 同情况灵活应用。
3
关键技术
合理的支护方式，严密的煤层顶板控制，高效的采煤设备及处理装置。
放顶煤开采的基本流程
采区准备
确定采区的位置及大小，煤层顶 板控制条件评估。
采煤阶段
运输与处理
应用相应的采煤方法，顶板控制、 煤层支护。
将采出的煤炭进行装车、运输、 分类及进一步加工。
放顶煤开采中的关键技术
顶板控制技术
采用合适的顶板支护方式，将顶板固定架设在 合适的位置，保证采煤工程安全稳定。
智能采煤技术
应用人工智能技术，对采煤设备的观测数据、 煤层动力学行为进行实时监测与调整。
煤层支护技术
通过塑性材料曲面支架等技术，对煤层提供严 密的支护，帮助控制煤炭落地情况。
综放大采高软煤开采
提高采煤机效率，增加采煤机排放多污物的透 气量，在综采涌水高压条件下保持全工作面通 风状态。
放顶煤采煤法的应用案例
华能热电西宁煤矿采煤
在煤炭行业中，放顶煤采煤法是一种非常重要的开采方式。这份PPT课件将为 您深入介绍放顶煤采煤法。
放顶煤采煤法的基本概念
1 什么是放顶煤？
放顶煤是指煤层的上部浅层煤炭。通常被视作无法正常采区煤炭的一部分。
2 放顶煤采煤法的定义
针对放顶煤进行的采煤方式，通常比传统采煤方法更复杂。
结论和展望
放顶煤采煤法在煤炭行业中具有重要意义，本次PPT课件深入介绍了放顶煤采煤法的基本概念、流程、关键技 术及应用案例等内容。未来，该技术将与煤层的关系进行严密控制。随着时间的推移，顶板通常 会因局部长期载荷受损而发生垮塌。
2
方法
常用的方法包括顶煤梁法、顶板支护采煤法、转移采区法等。各种方法需根据不 同情况灵活应用。
3
关键技术
合理的支护方式，严密的煤层顶板控制，高效的采煤设备及处理装置。
放顶煤开采的基本流程
采区准备
确定采区的位置及大小，煤层顶 板控制条件评估。
采煤阶段
运输与处理
应用相应的采煤方法，顶板控制、 煤层支护。
将采出的煤炭进行装车、运输、 分类及进一步加工。
放顶煤开采中的关键技术
顶板控制技术
采用合适的顶板支护方式，将顶板固定架设在 合适的位置，保证采煤工程安全稳定。
智能采煤技术
应用人工智能技术，对采煤设备的观测数据、 煤层动力学行为进行实时监测与调整。
煤层支护技术
通过塑性材料曲面支架等技术，对煤层提供严 密的支护，帮助控制煤炭落地情况。
综放大采高软煤开采
提高采煤机效率，增加采煤机排放多污物的透 气量，在综采涌水高压条件下保持全工作面通 风状态。
放顶煤采煤法的应用案例
华能热电西宁煤矿采煤
《放顶煤采煤方法》课件
YY煤矿改造
该项目在实施放顶煤采煤方法 后，取得了显著的成功，并成 为全国范围内的典型应用案例。
通过引入放顶煤采煤方法，该 煤矿成功实现了生产效率的提 升和安全风险的降低。
ZZ矿机
该矿机在放顶煤采煤方法的推 动下，成为了现代化煤矿开采 的关键设备。
放顶煤采煤方法的挑战和限制
• 放顶煤采煤方法需要更加精细的工程设计和操作 • 矿井地质条件的限制，可能导致该方法不适用 • 对人员技术要求较高，需要更多的培训和专业知识
结论和总结
通过本课件的学习，您了解了放顶煤采煤方法的原理、优势、具体步骤以及 应用案例，并认识到了该方法所面临的挑战和限制。放顶煤采煤方法在煤炭 开采中具有重要的作用，值得进一步研究和推广。
放顶煤采煤方法原理
放顶煤采煤方法的原理是通过首先采取放煤顶板的方式，减少采煤过程中顶 板的压力，从而降低发生顶板事故的可能性。此后再进行采煤底板，确保安 全高效的煤炭开采。
放顶煤采煤方法优势
增加产能
通过放顶煤采煤方法，可 以提高矿井的开采效率， 增加产能。
降低安全风险
放顶煤采煤方法可以减少 顶板事故的风险，提高工 人的安全保障。
提高资ห้องสมุดไป่ตู้利用率
该方法可以最大限度地利 用煤炭资源，减少资源浪 费。
放顶煤采煤方法具体步骤
1
确定采煤区域
通过勘探和分析矿层情况，确定合适的采煤区域。
2
放煤顶板
采取放煤顶板的方式，减少采煤过程中的顶板压力。
3
采煤底板
在放煤顶板后，对底板进行采煤，确保煤炭的正常开采。
放顶煤采煤方法应用案例
XX煤矿项目
《放顶煤采煤方法》PPT 课件
欢迎来到《放顶煤采煤方法》的PPT课件。本课件将介绍放顶煤采煤方法的 原理、优势、具体步骤以及应用案例，并探讨其面临的挑战和限制。让我们 一起深入了解这一采煤技术。
第七章放顶煤采煤法
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。 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困难的地段、上下山煤柱等， 使用放顶煤开采可取得较好的效益。
5 适用条件及评价
一、岩层活动及矿压显现特点 P129； 二、顶煤破碎机理 P129。
４ 放顶煤工艺特点
放顶煤开采的生产效率和煤炭采出率一方面取决于顶 煤的冒落是否充分，另一方面则取决于是否能将冒落的 煤尽可能的顺利放出。因此，在顶煤冒放性较好的条件 下，顶煤的采出率及放顶煤效果取决于合理的放顶煤工 艺参数的确定。而欲确定合理的放顶煤工艺，则需首先 认识顶煤破碎后的运动及放出规律。
综采放顶煤的工艺过程如下：在工作面中，采煤机割 煤后，液压支架及时支护并移到新的位置，推移前部输送 机到煤帮，之后，将后部输送机相应前移。这样，采过23刀后，就打开放煤窗口，放出顶煤，当煤炭中的矸石含 量超过一定限度后，即时关闭放煤窗口。完成一个采煤工 艺循环。
1 基本特点及类型
据煤层赋存条件，放顶煤长壁采煤法有以下三种主要 类型： 1、一次采全厚放顶煤开采 图7-2（a）。适用于6-12米的缓斜厚煤层。 2、预采顶分层网下放顶煤开采 图7-2（b）。首先沿煤层顶板布置一个普通长壁工作 面（顶分层开采），而 后沿煤层底板布置放顶煤工作面进行开采。一般用于 厚度大于12米，直接顶坚硬或瓦斯含量高，需预先排 放瓦斯的煤层。
５ 采煤系统分析
一、回采巷道布置
P135，图7-14为潞安漳村煤矿1303综放面的巷布 置。1、基本条件：
煤层厚5.33-7.29m，倾角3-6度，高瓦斯矿井； 2、巷道布置： 上下平巷和采区上山均沿底板布置在煤层中，在靠 近顶板处布置一瓦斯巷；平巷采用无煤柱护巷，并用两 条斜巷与上山相联； 3、运煤通风系统：P135。 4、主要特点 （1）、系统简单，掘进工程量小； （2）、沿空巷道超前支承压力影响范围大，巷道 变形大。
煤层厚度的1-1.2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困难的地段、上下山煤柱等， 使用放顶煤开采可取得较好的效益。
5 适用条件及评价
一、岩层活动及矿压显现特点 P129； 二、顶煤破碎机理 P129。
４ 放顶煤工艺特点
放顶煤开采的生产效率和煤炭采出率一方面取决于顶 煤的冒落是否充分，另一方面则取决于是否能将冒落的 煤尽可能的顺利放出。因此，在顶煤冒放性较好的条件 下，顶煤的采出率及放顶煤效果取决于合理的放顶煤工 艺参数的确定。而欲确定合理的放顶煤工艺，则需首先 认识顶煤破碎后的运动及放出规律。
综采放顶煤的工艺过程如下：在工作面中，采煤机割 煤后，液压支架及时支护并移到新的位置，推移前部输送 机到煤帮，之后，将后部输送机相应前移。这样，采过23刀后，就打开放煤窗口，放出顶煤，当煤炭中的矸石含 量超过一定限度后，即时关闭放煤窗口。完成一个采煤工 艺循环。
1 基本特点及类型
据煤层赋存条件，放顶煤长壁采煤法有以下三种主要 类型： 1、一次采全厚放顶煤开采 图7-2（a）。适用于6-12米的缓斜厚煤层。 2、预采顶分层网下放顶煤开采 图7-2（b）。首先沿煤层顶板布置一个普通长壁工作 面（顶分层开采），而 后沿煤层底板布置放顶煤工作面进行开采。一般用于 厚度大于12米，直接顶坚硬或瓦斯含量高，需预先排 放瓦斯的煤层。
５ 采煤系统分析
一、回采巷道布置
P135，图7-14为潞安漳村煤矿1303综放面的巷布 置。1、基本条件：
煤层厚5.33-7.29m，倾角3-6度，高瓦斯矿井； 2、巷道布置： 上下平巷和采区上山均沿底板布置在煤层中，在靠 近顶板处布置一瓦斯巷；平巷采用无煤柱护巷，并用两 条斜巷与上山相联； 3、运煤通风系统：P135。 4、主要特点 （1）、系统简单，掘进工程量小； （2）、沿空巷道超前支承压力影响范围大，巷道 变形大。
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h
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。
(b)
3、倾斜分层放顶煤
特点：将厚煤层分为若干分层，分层厚一般8~10 m ； 自上而下依次放顶煤回采各分层。 适用：M 15~20m，缓斜煤层。 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
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 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 维护 （3）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 （4）放煤口位置较高，丢煤多，采出率较低， 煤尘较大 （5）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 （6）掩护梁不能摆动，二次破煤能力差
轻型放顶煤液压支架的适用条件：
（1）煤层普氏系数f＜2.5，来压强度不大， 煤层厚度3~8m，煤层倾角＜25°
（2）工作面尺寸较小，断层较多，地质条 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 煤层，较薄厚煤层
2、放顶煤滑移顶梁支架、悬移顶梁支架和 组合顶梁支架
1）滑移顶梁液压支架 存在的问题： ①顶梁前后排列，稳定性 差，支架长度较大，易 出现超载现象； ②弹簧钢板易断裂； ③侧向稳定性随煤层倾角 加大而变差。
1、顶煤冒放性的评价指标体系
煤层的硬度系数；煤层赋存深度；顶煤节理裂隙 发育程度；夹石层指标；随采随冒直接顶对采 空区充填程度；基本顶级别；采放高度比。
2、顶煤冒放性的分类结果（表7-2）
三、放矿理论与顶煤放出规律
1、放矿椭球体理论： 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。
放顶煤液压支架类型
轻型放顶煤液压支架
（ ）
单摆杆式
b
单铰接式
轻型放顶煤液压支架特点：
（1）支架结构简单、紧凑，重量轻，便于拆装 运输 （2）支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修 后部输送机 （3）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 封闭能力，能较好地解决“三软”煤层和较薄的 厚煤层综放开采端面易冒落的问题。
2）悬移顶梁液压支架
既有综采支架稳定性好、能自移特点， 又具有单体支柱适应性强、体积小、重量 轻、易操作、移动方便的特点。
3）组合顶梁液压支架
第二节长壁综放工作面顶煤冒放性、 放出规律及矿压显现规律
一、顶煤冒放性的影响因素 顶煤的破碎是支承压力。顶板运动及支架 反复支撑共同作用的结果。
二、顶煤冒放性的评价及分类方法
x z
H
4 3
2 1
h
z
y
y
1-放出椭球体，2-放出漏斗 3-松动椭球体，4-移动漏斗
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： b1= （0.25 0.3） h / 2
z
H
4 3
2 1
h
y
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 H =（2.2 2.6）h
3）低位放顶煤双输送机液压支架
1 2 3 4 5 6 7
后输送机铺在底 板上，煤尘小， 有发展前景
12
11
10
9
8
双输送机低位放顶煤支架 特点：
（1）由于具有连续的放煤口，放煤效果好， 采出率高 （2）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 （3）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， 放煤口不易堵塞 （4）低位放煤，煤尘小，有利于降尘 （5）支架的稳定性差
第一节 放顶煤采煤法分类
一、按厚煤层赋存条件和采放次数分类
1、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
(a )
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。
1）单输送机高位放顶煤液压支架
特点：短托梁加内伸缩 梁及侧护板。 优点：控顶距小，稳定 性好，运输系统及工作 面端头维护简单，便于 管理。 缺点：断面小、煤尘大、 采放不能平行作业、回 收率低。
1600～2600 40
(3125～4025) 3125～3550 290～330 (1605)1175 ～2075(2105)
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。
(b)
3、倾斜分层放顶煤
特点：将厚煤层分为若干分层，分层厚一般8~10 m ； 自上而下依次放顶煤回采各分层。 适用：M 15~20m，缓斜煤层。 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
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 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 维护 （3）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 （4）放煤口位置较高，丢煤多，采出率较低， 煤尘较大 （5）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 （6）掩护梁不能摆动，二次破煤能力差
轻型放顶煤液压支架的适用条件：
（1）煤层普氏系数f＜2.5，来压强度不大， 煤层厚度3~8m，煤层倾角＜25°
（2）工作面尺寸较小，断层较多，地质条 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 煤层，较薄厚煤层
2、放顶煤滑移顶梁支架、悬移顶梁支架和 组合顶梁支架
1）滑移顶梁液压支架 存在的问题： ①顶梁前后排列，稳定性 差，支架长度较大，易 出现超载现象； ②弹簧钢板易断裂； ③侧向稳定性随煤层倾角 加大而变差。
1、顶煤冒放性的评价指标体系
煤层的硬度系数；煤层赋存深度；顶煤节理裂隙 发育程度；夹石层指标；随采随冒直接顶对采 空区充填程度；基本顶级别；采放高度比。
2、顶煤冒放性的分类结果（表7-2）
三、放矿理论与顶煤放出规律
1、放矿椭球体理论： 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。
放顶煤液压支架类型
轻型放顶煤液压支架
（ ）
单摆杆式
b
单铰接式
轻型放顶煤液压支架特点：
（1）支架结构简单、紧凑，重量轻，便于拆装 运输 （2）支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修 后部输送机 （3）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 封闭能力，能较好地解决“三软”煤层和较薄的 厚煤层综放开采端面易冒落的问题。
2）悬移顶梁液压支架
既有综采支架稳定性好、能自移特点， 又具有单体支柱适应性强、体积小、重量 轻、易操作、移动方便的特点。
3）组合顶梁液压支架
第二节长壁综放工作面顶煤冒放性、 放出规律及矿压显现规律
一、顶煤冒放性的影响因素 顶煤的破碎是支承压力。顶板运动及支架 反复支撑共同作用的结果。
二、顶煤冒放性的评价及分类方法
x z
H
4 3
2 1
h
z
y
y
1-放出椭球体，2-放出漏斗 3-松动椭球体，4-移动漏斗
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： b1= （0.25 0.3） h / 2
z
H
4 3
2 1
h
y
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 H =（2.2 2.6）h
3）低位放顶煤双输送机液压支架
1 2 3 4 5 6 7
后输送机铺在底 板上，煤尘小， 有发展前景
12
11
10
9
8
双输送机低位放顶煤支架 特点：
（1）由于具有连续的放煤口，放煤效果好， 采出率高 （2）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 （3）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， 放煤口不易堵塞 （4）低位放煤，煤尘小，有利于降尘 （5）支架的稳定性差
第一节 放顶煤采煤法分类
一、按厚煤层赋存条件和采放次数分类
1、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
(a )
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。
1）单输送机高位放顶煤液压支架
特点：短托梁加内伸缩 梁及侧护板。 优点：控顶距小，稳定 性好，运输系统及工作 面端头维护简单，便于 管理。 缺点：断面小、煤尘大、 采放不能平行作业、回 收率低。
1600～2600 40
(3125～4025) 3125～3550 290～330 (1605)1175 ～2075(2105)