综放工作面安全高效回采技术研究

意识的合格率等。
建立持续改进机制，定期对安 全技术措施进行评估和改进， 确保综采综放工作面的安全生
产。
06
总结与展望
Chapter
本次项目成果总结
成功实施综采综放工作面回采 撤除方案，提高了煤炭资源回 收率和生产效率。
通过采用先进的安全技术措施 ，确保了回采撤除过程中的安 全生产，减少了事故发生的可 能性。
对所有参与撤除工作的施工人员 进行必要的安全培训和技术交底 ，确保他们了解撤除方案和安全
操作规程。
培训内容包括但不限于：撤除设 备的结构、性能、操作方法；危 险源辨识与风险控制；应急处理
措施等。
培训结束后，应对施工人员进行 考核，合格后方可参与撤除工作
。
现场监管制度及执行情况
01
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04
制定严格的现场监管制度，包 括安全检查制度、作业许可制
安全事故发生率统计
通过对比实施前后的安全事故发生率，评估安全技术措施的实际 效果。
作业人员安全意识调查
通过问卷调查、访谈等方式，了解作业人员安全意识的变化情况。
生产效率变化分析
观察实施安全技术措施后，生产效率是否受到影响，以及影响程度 。
数据收集、整理和分析
建立数据收集机制
明确数据收集的范围、频 率和责任人，确保数据的 准确性和完整性。
原则
确保安全、经济合理、技术可行、环保达标，同时 考虑人员、设备、材料等资源的优化配置。
撤除顺序及时间安排
撤除顺序
按照先采后撤、由上至下、由里向外的原则进行撤除，先撤除采煤机、刮板输 送机等大型设备，再撤除液压支架等支护设备，最后进行巷道维护和封闭。
时间安排
根据工作面长度、设备数量及撤除难度等因素，合理安排撤除时间，确保在规 定时间内完成撤除任务。

体 ， 架 后 顶 煤 悬 空 下 沉 ， 散 体 发 生 水 平 和 垂 移 松 直 两 个 方 向 上 的位 移 ， 着 煤 体 自重 破 碎 自行 冒 随 落 实 现 了 放 煤 。另 一 方 面 ， 据 矿 压 观 测 可 知 ， 根 综 采 放 顶 煤 液 压 支 架 在 顶 梁 长 度 ３ ０～３ ２ 的 ． ．ｍ 情况下 ， 梁尾端 顶板正 常下沉 在 ２ ０ ｍ 左右 ， 顶 ０ｍ
面 采 厚 之 比 为 １ ２ ４ 。③ 采 动 对 地 表 波 及 影 响 ： ． 范 围（ 作 面以外） 般 ６ 工 一 ０～８ ｍ， 呈 现 台 阶式 ０ 已
７６
２１ ０ ２年 ９月
尹 宝 杰 ： 放 工 作 面 回 采 技 术 探 讨 综
第 ３期
４ ５ ｍ ／ ｎ 煤 尘 有 爆 炸 危 险 性 ， 炸 指 数 ． ０ ｍｉ， 爆
于 顶 煤 裂 隙破 碎 质 量 。
２ 概 述
架 的前移 ， 煤 冒落 ， 顶 然后 打开液 压 支架放 煤 窗 口 ， 顶 煤 放 出 后 流 入 后 部 输 送 机 运 走 。 综 采 放 将 顶 煤 开 采 的核 心 是 放 煤 工 艺 ， 而放 煤 工 艺 又 是 决 定综采放 顶 煤开 采 回采 率和 含矸 率 的关 键 。在 矿 山压 力 作 用 下 ， 煤 裂 隙 不 断 扩 大 形 成 松 散 煤 顶
采 用 Ｓ Ｚ一７ ０ ４ ０前 部 刮 板 输 送 机 和 Ｓ Ｚ一 Ｇ ３／０ Ｇ ９ ０ ２×３ ５后 部 刮 板 输 送 机 运 输 。采 用 多 轮 顺 ６／ ７
序放煤 ， 采放 实 施 分 段 平 行 作 业 。 工 作 面 外 采 用
Ｓ Ｚ一 ６ ／ ７ Ｚ ９ ０ ３ ５转 载 机 和 Ｓ Ｊ一１ ０ ／ Ｓ ２ ０ ２×２ ０胶 带 ０ 机运 输 ， 子 道 超 前 安 装 Ｐ Ｍ 一２ ０ Ｗ 破 碎 机 处 溜 Ｃ ０ｋ

８ １ 放面 布 置 ９ ７综 ４架 Ｚ ６０ ／７５ ２ Ｆ００ １．／８型液 压 支 架 ，１ Ｍ ２ ３０ ７０型采煤 机 ， Ｇ 一 ６／ ３ 部 Ｇ — ０／ ２ Ｓ Ｚ ７４ ６０
型前 、后刮 板输送 机 各 １台 ，机巷 设 有 Ｐ Ｍ一 ５ ０ Ｌ １０ 型 破 碎 机 、 Ｓ Ｚ一８ ０ ２ ０ 型 转 载 机 各 １部 及 Ｚ ３／ ０
采面 及 ８煤 层 回采上 限一 ４ ｍ，下 邻 二 区段 ８３和 ２０ ７ ８４工 作 面 （ 回采 完毕 ） ７ 已 。面 长 １０ ４ ｍ，煤 层 厚 度 ３６ ．３～１层 倾 角 ５～１ 。 ２， 直 接顶 为砂 质泥 岩 ，厚 １５— ． ｍ，基 本顶 为 细砂 ． ３０
方式 。
本 工作 面 由南段 进人 中段 时 ，工 作 面需 向下旋
转 ，风巷超 前机 巷一 定距 离 ，机尾端 推进 距离 要大
于机 头端 ，因此 ，以工作 面机 头端 为旋转 中心 ，旋
转机尾 端 。
图 １ ８ １综 放 工作 面巷 道 布 置 平 面 ７
２ ２ 风巷 转 折点位 置 的确定 ．
１ 工作 面 设备布 置情 况
由于 工作 面转 角开采 ，工 作 面机头 端为旋 转 中
心 ，旋转 机 尾 端 ，机 尾 推 进 度 远 远 大 于 机 头 推 进 度 ，导致 工作 面支 架和刮 板输 送机 有较 快 向机 头滑 动趋 势 ，所 以 选 择 开 始 转 角位 置距 转 折 点 越 近 越 好 ，故选 择 留有一 定提前 量及 延后 量 的虚心分 段割 煤旋 转 方 式 。 本 次 设 计 提 前 量 和 延 后 量 相 等 ，
南段风巷 ８总回 ７ 风副巷
增多 ，造 成旋转 中 心 附 近 顶 煤 （ ） 及 煤 壁 破 坏 板

回采工艺
采用综采放顶煤技术进行回采，即在 工作面推动过程中，通过放顶煤的方 式将顶煤垮落，利用支架进行支撑， 并采用刮板输送机等设备将煤炭运输 至地面。
设备配置与选型
采煤机
选用具有大功率、大倾角适应性 的采煤机，能够在大倾角工作面
上稳定运行，提高开采效率。
液压支架
选用具有足够支撑力和防滑性能的 液压支架，能够有效地支撑工作面 顶板，防止工作面塌落和滑坡。
大倾角综放工作面开 采技术研究课件
目录
CONTENTS
• 大倾角综放工作面开采技术概述 • 大倾角综放工作面的工程地质条件 • 大倾角综放工作面的开采技术方案 • 大倾角综放工作面的工程实践与效果分
析 • 大倾角综放工作面开采技术的经济与社
会效益分析
01 大倾角综放工作面开采技 术概述
定义与特点
技术创新与改进方向
支架防倒防滑
针对大倾角工作面支架易倒滑的问题，研究新型支架防倒防滑技 术，提高工作面安全稳定性。
采煤工艺优化
结合工程实践经验，对采煤工艺进行优化改进，提高采煤效率和质 量。
智能监测与控制
引入先进的智能监测与控制技术，实现对工作面开采过程的实时监 控和自动控制，提高开采过程的自动化和智能化水平。
特点
提高开采效率，降低生产成本， 增加煤炭资源回收率。
定义：大倾角综放工作面开采技 术是一种在煤层倾角较大（通常 大于15°）条件下，采用综合机械 化放顶煤技术进行开采的方法。
适应大倾角煤层开采，有效解决 传统开采方法中工作面布置困难 、设备稳定性差等问题。
对开采设备要求较高，需具备较 好的防滑、防倒和稳定性。
05 大倾角综放工作面开采技 术的经济与社会效益分析
经济效益分析

采率及 降低 混矸率 的技术探讨
李 励 （ 辽宁省抚顺矿务局 工学院。 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ８ ）
摘 要： 选择 适应煤层赋存特征的综放开采设备 ， 采 用合理的开采 方法和 开采顺序 、 回采工 艺设计是保证 综放开采获得较 高的 回采 率的基本保 证 ， 同时 － ＝ ｊ － ￣降低煤炭混矸 率提 高煤质。综放 支架架型选择是设备 选型的重点， 开采方法中确定合理的放煤段 高， 以及在 回采 工艺设 计 中选择合理 的放煤 步距和放顶煤方式 ， 直接 影响 到综放设备能力的发挥 和采 出率的高低 。 关键 词 ： 综放开采 ； 采 出率； 开采方法 ； 回采工 艺： 技术探讨 我国综采放顶煤技术已经运用多年，相应的支架类型及其配套设备 放煤机会， 被丢弃在采空区不能收回。放煤步距 已有多种规格， 其性能已分别能适应各种不同地质条件的煤层开采需要。 选择过 小时，由于工作面后方冒 落的煤 不充分， ／－ ４ 但是在保证综放面安全生产的Ｊ ／ ￣ ｆ Ｃ － Ｔ（ 瓦斯不超限 、 不发生 自然发火 ） ， 最 使得放煤时后方已经冒落的上覆岩石有放煤口 ／ ３ 大限度地提高综放采出率、降低煤的含矸率仍是综放开采的最大追求 目 流人， 增加了煤炭的含矸率。只有合适的放顶步 ／ 标。 提高采出率和降ｆ 时颞干 率应 犁蔚 设 备、 开采方法和回采工艺设 距才自 征最 大限度的 放出煤炭 ， 并控制矸石的 一／ 计等 门 ／ 卜 方面着手。 混入。而放顶步距的大小主要受到煤的硬度 、 周 １ 影响综放开采采出率和混矸率的主要因素分析 边区域采动情况 、 综放设备架型等综合因素的影 一 ～ ２ １ ． １ 综放支 架架型 响， ！ 洽 分析来确定。 煤的硬度在 ｆ ＝ １ ． ５ ～ ３ ． Ｏ ， 一 ～ ｌ 影响顶煤放出率的主要因素是支架的架型。综放设备的选择非常重 顶煤厚度不大时通常以一采—放较为合适， 顶煤 要， 因此必须认真考察ｌ 真重选择。 现在常用的综放架型分为单输ｊ 羞 机高位 厚度较大时（ 大于 ６ ｍ ） 时， 要采用两采一放或三 放顶煤支架、 双输送机中位放顶煤支架、 双输送机低位放顶煤支架。单输 采—放的放煤方式 ， 这样能 保证顶 充分破 送机高位放顶煤支架稳定 ． 好， 结构简单。但是由于是鞠 重 输机 ， 使得 碎澈 出。 运输能力受限， 且采 、 放不能平行作业。这种架型适用于急倾斜特 喋层 放顶煤方式， 主要是指综采支架之间的放煤 或缓倾斜喋质较软的煤层。而双输送机中位放顶煤支架 、 双输送机低位放 顺序和每架的放煤时间。目 前常用的方 法很多， 在Ｉ ｝ Ｉ ＝ ． 仅 就常用的 两种放顶 顶煤支架 ， 具有支撑梁较短、 掩护梁较长、 放煤 口 较大的优 ， 由于具有双 煤方式做论述。 ①顷『 芋、 间隔、 多轮 、 等量均匀放煤方式： 这种晚 扔§ 拮 降 运输机 ， 采、 放工艺可以平行作业等优点 ， 特别是低位放顶煤支架 由于放 工作面沿长度方向分成数段， 分段放顶煤 ， 在每段中将支架编号 ， 首先顺 煤 口较低 ， 能最大限度地降低采空区遗煤。使其具有较广泛 ７ ｊ 置 田胜。 序打开单号 架放煤口， 放出架上总放煤量的 １ ／ ３ — １ ／ ２ 时， 关闭单号架放煤 １ ２开采方法 和开 ｊ 并 口。 然 ｌ 婷 打开双导 ｒ 煤 口， 放出 架上总 放煤量的 １ ｉ ３ ～ １ ／ ２ ｏ ￣ ｍ Ｈ 扳 复 放顶煤开采其关键工序是在下 煤炭采出后，如何保证支架上部后 多轮放煤， 直到顶煤全部放出。注意每次打开的 放煤口 数量不能过多， 一 冒落， 并最大限度的由￣ Ｊ Ｊ ； ！ ｉ ｔ ！ ｄ 放出。对于厚度 般为 ２ ～ ３ 个， 否则放煤量过大会 压住运输机。 ②多轮 、 顺序、 等量 均匀放煤 １ ２ ｍ以上的煤层， 可以在煤层全层开采之前预采顶部分层 ， 即在靠近煤层 方式： 这种放煤方式与前者的差别是不做单双号划分， 只 按照综放支架的 顶板， 用静 百 综采采出顶分层， 同时铺设双层金属网 ， 作为下段综放开采 顺序逐个打 开放煤口 放煤。 这种放煤方式通常不会在支架后 部形 莆背 的人工假顶。顶分层的预采能够起到两方面的作用 ： 一是将 噪层与上部岩 煤” 主要适用于煤质 硬度中等、 落煤破碎饺充 分的综放面。 另外 ， 在放煤过 层彻底分离， 在下分层进行网下综放开采时煤层能够充分冒落 ， 提高采出 程中及时调节和控制支架反复支撑破 碎上部ｉ ￣ ｉ Ｊ ＇ ｇ Ｃ Ｐ ． ， 也是提高 采出 率的 率。同时金属网能够起到挡矸石的作用降低煤的含矸率； 二是因上分层的 重要 技术措施 。 开采 ， 使得下分层煤充分卸压 ， 可以有效的防止下分层综放开采过程中瓦 ２实践效果分 析 斯大量涌出， 造成工作面瓦 斯超限和防止瓦斯突出事故的发生。因 此， 分 抚顺老虎台 矿特厚煤层采用倾斜或水平分层下行综放开采， 分为 ２ ～ 段预署 特别适用于煤层瓦斯涌出量大和有突出危险的煤层综放开采时使 ３ 个－ 开 噪 层。 各分层均采用一次采全高的综放回采工艺。 因—分层矿压大， 用。如果煤层厚度过大 １ ８ ２ ０ ｍ以上， 可以进行分段开采， 即将煤层划分 煤的硬度较低， 层 发育， 易冒 落， —般采高为 １ ８ — ２ ５ ｍ 。 二、 三分层因 为两个（ 或多个 ） 合理的段高 ， 在各个段高内分别进行预采顶分层或分段 煤层硬度变大 ， 矿压减小， 采高相对降低 ， 一般在 １ ５～ ２ ０ 米之间。该矿 放 顶煤开采 。 ５ ５ ０ ０ ２ ＃ 综放工作面于 ２ ０ １ ０ 年１ 月１ ３日试刀正式投入生产到 ２ ０ １ １ 年 １ ． ３划分 合理 的放 煤段高 １ １ 月１ ６日开采结束，运输Ｊ Ｉ 艚 回采长度 ６ ５ ５ ． ４米，回风顺槽回采长度 确定合理的放顶煤高度是保证优良煤质及较高回采率的重要前提条 ６ ５ ４ ． ５ 米， 工作面面长 ２ ０ ５ ． ２ 米， 共生产原煤 ４ ７ ４ 万吨。 历时—年零十个月。 件。在放矿理论中有实验证明， 放煤椭球体的形成于放煤段高 ＨＩ （ 顶煤厚 该工作面安装低位放顶煤液压支架 １ ３ Ｉ 组， 其中中间架 Ｚ Ｆ ８ ０ ０ ０ — １ ９ ／ ２ ９ Ｈ 度） 及放煤口的直径 Ｄ （ 放煤口内接圆直径， Ｄ ＝ ２ ｂ ） 有关。当放煤段高与放 型 １ ２ ６ 组，过渡支架 Ｚ Ｆ Ｇ ８ ０ ０ ０ — ２ ３ ／ ３ ０ Ｈ型 ５ 组， ￣Ｊ ｌ ｂ ＝ ｉ ｛ 累计安装巷道支架 ５ 组； 下端头安装端头支架 ２ 组， 型号为 ｚ Ｆ ｒ ２ ８ ０ ０ ０ ／ ２ ０ ／ ３ ０ Ｓ ｉ 采煤机型号 煤 口直径的比值 ２ ～ ３时， 放顶煤过程中， 煤炭及其上部的垮落岩石 ７ Ｍ Ｇ ４ ０ ０ ；工作面前部运输机型号为 Ｓ Ｇ Ｚ － ７ ６ ４ ／ ６ ３ ０ ，后部运输机型号为 基本是按近似椭球体形状流出来的， 在椭球体的边缘有矸石的混入。 ２ ｂ 为 Ｓ Ｇ Ｚ 一 ９ ６ ０ ／ ８ ０ ０ 。 工作面 １ ３ 进度： １ ２ 米。 放煤步距 ： 采用 ” 两刀—放 ” ， 放煤步 矿物椭球体的宽度。椭球体有如下特征 ， 见图 １ 。①放出煤炭形成的椭球 距ｌ ２米。 放煤方法： 采用 ｌ Ｉ Ｊ ｌ 婷、 多轮次、 均匀等量放煤 ” 。 该工作面的原 体， 其高度为 ｈ 。 ②放出漏斗。 这是由放出的顶煤形成的漏斗。 ③松动椭球 煤产量 ２ ０ ２ 万吨， 回采率 ９ ３ ％， 煤炭混６ 千 率在 ２ ０ ％以下。 体， 它是由全部因方 兜 污臆蚣 动的岩层组成 ， 其高度为 Ｈ。④移动漏斗。 ３结论 这是因下部煤炭放出而引起上部破碎岩石移动形成的漏斗。当放煤段高 对于厚煤层采用综放开采 ， 必须综合分析各种影响因素 ， 在选择合适 与放煤口直径的比直 ） ２ — ３时 ， 放出体不再遵循椭球体的放出规律 ， 而 的综放设备基础之上。确定与之相适应的开采方法和回 采工艺就能取得 是基本上按漏斗状流出。因此， 在确定采用分层综放开采工艺时一定要保 较高的 厦 证分层厚度大于放煤 口最大边长的 ２ － ３ 倍 。通常放顶煤的厚度要大于 参考文献 ３ ｍ 。这样才能发挥放顶煤开采的综合效益。 【 １ 险洪 元， 李承军 ． 煤炭 技术综放工 作面的开采设计优化 ２ ０ ｏ ４ ， １ １ ： ５ ０ － ５ １ 。 １ ４综放工作面回采工艺溺 十 ４ 兴国威矿理论基础呻 北京： 冶金工业出版社， １ ９ ９ ５ ． 在回采工艺设计中， 主要是选择合理的放煤步距和放顶煤方式。 当放 瞒 学 云． 综采面工艺参数 研究 嗍 徐州： 中国 矿业大学出 版 社， １ ９ ９ ４ ．

煤 炭 损 失 回 采率
文 献标 识 码 Ｃ
煤 损 失 的原 因 ， 并制 定 技 术 措 施 提 高 综放 工作 面 回采 率 ， 高 经 济 效 益 。 提 关 键词 综采 放 顶 煤
中 图分 类 号 Ｔ ８ ３４ Ｄ ２ ． ９
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｃ ｎ ｃ ｌＥｎｈ ｎ ｉ ｓ ｕ ｓｏ ｎ Ｔｅ ｈ ｉ ａ ａ ｃ ｎｇ Ｆｕｌ Ｍ ｃａ ｉ ｅ ｖ ｎｇ Ｍ ｉ ｎｇ Ｒａｔ ｌ ｅ ｈ ｎ ｚ ｄ Ｃａ ｉ ｎｉ ｅ
区煤柱 ， 减少端 头损失及初 、 末采损失 。从 而减少采 区 煤 炭损 失 ， 提高 回采率 。
（ ） 采放顶煤措施。 ２综
① 减少初采损失 。在综采 放顶 煤 中 ， 采损 失不 初 可避免 ， 但采取 措施能 够将煤炭 损失 降低 到最 低。通 常采用顶板打眼放松动炮 ， 破坏顶 板岩石 的完整性 ， 使 顶板压力增大 ， 有利 于顶煤 的放 出。 ② 在条件允许 的情 况下 ， 采取 可靠 、 可行 的措 施 ， 确定合 理的顶 煤 留存 的距离 ， 证撤 架巷 的巷道 支 护 保 完好性 ， 减少 顶煤造成 的损失量 。 ③ 改善煤体原 始特性 ， 高 冒放 性 。理 论和 实践 提 表明， 煤层普 氏硬度系数 ｆ ２ ０以上 时 ， 在 ． 顶煤不 易在 矿压作用下 自行垮落 ， 必须 采取措施 ， 以改善顶煤 的 冒 放性 ， 主要有超前爆 破松动及注水 弱化等方法。 ２ ２ 选 择科 学合理 的综 放工 艺 ． （） １ 采用合 理 的放 煤 工序 ， 正确 的放煤顺 序 可 以 使顶煤 的放出量最多、 混矸量最少 ， 背煤损失少 。该 脊
２１年 期 ０１ 第１
童ｔ，斜ｌ ／ 技 茬
ｌ１ ０
提 高 综 放 工 作 面 顶煤 回 采 率 的技 术 探 讨

最 大 控 顶状 态 下进 行 ， 此时 ， 机 尾 被 拉 至 后架 尾梁 下 ， 可 保证
１ ）延 长转 载 机机 尾 。增 加转 载 机 中部溜 槽 ， 使机 尾 延伸 到 老 塘侧一个 移 架步 距 （ ０ ． ８ ｍ ） 的位置 ， 即当端 头液 压支 架 处于 最 小控顶状 态 下 ， 转载 机机 尾 超 出端头 架后 架尾梁 ０ ， ８ １ １ １ ． ， 有利 于 直 接 回收 下 隅角 顶 煤 。 当检修 转载 机 机 尾时 ， 可 在 端 头 支架
顶煤 ， 在此 走 向 １ ５ ｍ范 围 内造 成顶煤 损 失 。
尾 梁 回收顶煤 。
３ ）回风顺 槽 剪 网 、退锚 方法 。架 前退 锚 ， 架后剪网 ， 用 以 提 高上端 头巷 道顶 部煤 体 的 冒放性 ， 使 其移 架后 能够 及 时垮 落 ， 便 于端 头顶煤 的 回收 ， 提 高顶煤 回收率 。 ４ ）上端 头顶 煤 回 收方 法 。上端 头 项煤 回收 包括 上 隅角 及三 副 过 渡支 架 的顶 煤 回 收 。采 用从 上 口第 －Ｎ 过渡 支 架 开 始依 次 出顶 煤 ， 根据 煤 量 大 小 ， 利 用放 煤 插 板 调整 放 煤 口 ， 控 制 放煤
２ ４ 放 煤工 艺造 成的煤 炭 损 失
放 煤 程序 如 果 掌握 不好 ， 不但 项 煤 回 收率 低 ， 还会 引起 窜 矸 等而 影响 煤 质。
２ ． ５顶 煤破 坏 程度造 成 的煤 炭损 失
顶 煤 的有 效破 碎 是项 煤 顺利 放 出的 前提 ，当顶 煤强 度较 大 、 破 碎 不够 充分 时 ， 移 架后 冒落的 顶煤 呈大块 ， 可 形成 临 时性结 构 ， 或移 架后 不能 在切 顶线 后方 及 时断 裂 ， 形 成 悬顶 而影 响 回采率 。