放顶煤开采方式
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放顶煤采煤法
采煤法是采煤的一种技术,是开采掘进和物料搬运工序的统称。
其中,以开采掘进为主体,在合理技术条件下,以煤炭采掘和运输为目的,采取
规定的技术方法,进行开采和物料搬运,实现煤炭的有效采用,改善工作
效率和安全性,节约开采成本。
常见的采煤法有空地顶煤法、回采顶煤法、管层顶煤法、直线顶煤法、倾斜拉煤法、移动作业面法、掘进顶煤法和全采顶煤法等。
空地顶煤法是在煤层的上面通过开掘下沿、断科、测量等技术手段,
暴露煤层上表面,在煤层上面开采,进行有效采煤。
它能够节省开采投资,大大降低采煤成本,由于利用了煤层的顶部势能,使得采出煤松软,降低
了煤的粉尘排放,大大提高了采煤的安全性。
但也会导致巷道的膨胀破裂,控制困难,劳动强度大。
综采放顶煤开采的工艺流程与放煤方式[摘要]本文主要阐述了综采放顶煤的工艺流程,放顶煤初采和末采放煤工艺、放煤步距工艺和放煤方式等问题。
【关键词】综采放顶煤;工艺流程;放煤方式放顶煤采煤法是在厚煤层中,沿煤层(或分段)底部布置采高2m~3m的长壁采煤工作面,利用综合机械化采煤工艺或其他回采工艺进行回采,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回收的采煤方法。
缓倾斜—倾斜厚煤层放顶煤采煤法分为一次采全厚放顶煤开采、预采顶分层网下放顶煤开采和倾斜分段放顶煤开采。
急倾斜厚煤层放顶煤采煤法分为水平分段放顶煤采煤法和倾斜—圆弧—水平布置方式放顶煤采煤法。
一、综采放顶煤的工艺流程在煤矿采煤生产中,中、低位放顶煤使用比较广泛,是放顶煤开采发展的主要方向。
一次采全厚放顶煤开采的综采工艺流程及工序如下。
1、采煤机割煤。
使用双滚筒采煤机沿工作面全长截割煤体,工作面两端采用斜切进刀方式,截深主要是0.6~0.8m,采高2.4~2.8m 。
采煤机落煤由滚筒螺旋叶片、挡煤板及前部输送机铲煤板配合,装入前部输送机运出工作面。
在煤层倾角较大时,为避免设备下滑,要采用单向割煤,从下到上单向割煤。
2、移架。
为维护端面顶煤的稳定,放顶煤液压支架都有伸缩前探梁和护帮板,采煤机割煤,伸出伸缩前探梁支护新暴露顶煤;采煤机通过后,要及时移架,收回伸缩前探梁,以护帮板护住煤壁。
3、推移前部输送机。
移架后,应可移置前部输送机。
如果采用一次推移到位,可在距采煤机约15m处逐节一次完成输送机推移。
如果采用多架协调操作,分段移输送机,在采煤机后5m左右开始推移输送机,一次推移不过300mm,要分二至三次把输送机全部移近煤壁,确保前部输送机弯曲段不小于15m。
4、移后部输送机。
拉架和移置前部输送机,操作移后部输送机的专用千斤顶,把后部输送机移到规定位置。
操作应注意邻架和溜槽的连接部位,避免错槽和掉链等事故。
放顶煤开采工艺流程前言:在近年来,随着经济的快速发展和能源需求的不断增长,煤炭资源的获取愈加困难和复杂。
为了保证煤炭资源的可持续开采和利用,顶煤开采成为最为有效的开采方式之一。
顶板煤是指距离煤层顶板一定距离内未开采的煤层,顶煤开采是指利用液压支架支撑煤层上部岩层,在顶部进出风巷的逐层掏出顶板煤,属于现代化煤矿普及、加速井下安全、增加产值的新型工艺。
下面将对顶煤开采工艺流程进行详细介绍。
一、准备工作1、确定采煤面的边界顶煤开采要根据煤层结构,确定采煤区域。
要通过实地勘查、地质勘探和电磁感应等方法,对煤层结构进行探测和预测。
然后,根据煤层的形态和探测结果,确定采煤面的位置和大小。
2、安装设备顶煤开采要用到防爆、环保多种设备,如液压支架、煤机、输送机、通风机等等。
在开采前,要对设备进行检修和维护,并按照规定安装好。
3、组织人员顶煤开采需要配备一定的生产管理人员和工人。
为了保证安全、高效的生产,要对生产人员进行专业化培训,并按照规定配备必要的应急救援人员。
二、开采工作1、井下人员进入巷道生产人员在准备完毕后,在洗煤间换上短工装、安全帽、防爆鞋,佩戴好LED矿用头灯,然后通过巷道进入采煤面。
2、安装液压支架液压支架是顶煤采矿的核心设备之一,主要用来支撑岩层,避免顶板坍塌。
在开采前,需要先进行液压支架的安装。
安装时,应尽可能靠近采煤面,并使液压支架的压力均匀,这样可以避免岩层承受过大的压力。
3、开采煤层液压支架安装好后,就可以开始开采煤层了。
先使用煤机将煤层削平,然后在煤层下部开凿出进风巷和出风巷。
随着煤层的逐步开采,进风巷和出风巷不断向顶部移动,逐层掏出顶板煤。
4、煤炭运输随着顶板煤的掏出,需要将其运送到地面处理。
在井下,一般是通过输送机将煤炭输送到支架后部的装煤巷,然后转移到主洗煤间进行洗选。
运输过程中,须注意安全,防止煤尘、瓦斯等对人员的危害。
5、通风在煤炭开采过程中,需要保证巷道的通风。
通过通风,可以将煤矿中的瓦斯、煤尘等有害气体排除,利于生产人员的健康和生产的安全。
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。
厚煤层综合机械化长壁放顶煤开采方法是20世纪70-80年代出现、受到各主要产煤国广泛注意,并在中国首先成功推广使用的一种新采煤方法,适于5—20米厚的煤层一次全高开采。
这种新采煤方法只在下部煤层中布置采煤工作面,上部煤炭则从支架上的窗口放出。
它将原来厚煤层需分层多次才能采出的煤炭一次性采出,具有许多显著优点。
欧洲在上个世纪80年代,放顶煤开采就得到很快发展,但还存在技术上的和其他一些原因,发展并不顺利。
我国发展放顶煤技术大体和国外同步,80年代经历了很多技术上的挫折,直到90年代初,综合机械化放顶煤开采技术才取得初步成功。
由于我国厚煤层资源丰富,占总储量的44.8%,因此放顶煤技术的研究和推广对我国煤炭工业的发展具有特别重要的意义。
放顶煤开采新技术在经济效益上有着巨大的优势,使采煤方法产生了根本性的变革。
但是,放顶煤开采新技术对工作面采场围岩的破坏范围大,回采率低,瓦斯涌出量加大,出现了自然发火严重、煤尘超标等技术和安全问题。
由于过去对该技术的基础研究欠缺,制约了该技术在我国的进一步发展。
了解决放顶煤开采新技术中基础问题,国家自然科学基金委员会1995开始酝酿,1997年正式立项资助“厚煤层全高开采方法基础研究”。
以中国矿业大学(北京)吴健教授为负责人,中国工程院谢和平院士、钱鸣高院士参加的课题组,通过4年多的基础理论和实践研究,取得
的成果对我国放顶煤开采技术的发展起到了指导作用。
项目研究成果主要有:
1.通过对厚煤层岩层控制的研究,揭示了放顶煤开采矿压显现规律,系统地提出了放顶煤开采工作面顶板支护新理论,设计研究了新型放顶煤液压支架,发挥了放顶煤开采高产高效的特点。
2.系统研究了放顶煤开采的瓦斯涌出、煤炭自然发火和煤尘产生规律,研究了长钻孔瓦斯抽放、E型通风、低位放顶煤等新技术,实践证明可以有效地缓解采煤工作面安全隐患对生产的威胁。
3.我国存在大量地质条件复杂的难采煤层,其开采存在机械化水平低、效益差、安全性差的缺点。
用综合机械化轻型放顶煤设备成功解决了难采煤层的安全、高产、高效问题。
4.提高综放工作面煤炭回收率是本项目的又一项重要突破,项目组采用分形理论、松散介质理论、数值模拟、相似模拟等手段,从理论上明确地指明了提高综放采出率的方法和途径,完善了放顶煤开采工艺理论。
“厚煤层全高开采方法基础研究”十分重视基础研究成果的实际应用,切实解决我国采煤生产中的技术和安全问题:
1、项目组在矿山压力岩层控制理论研究成果指导下的轻型放顶煤支架研制工作,取得了国家发明专利,得到了国家计委“高技术产业化
推进”项目贷款支持和国家经贸委“国家重点新产品”支持,在江苏大屯煤电公司工业性试验取得成功,在8个月的试验中增收节支1000多万元,煤炭回收率提高15%。
2、针对大同矿区煤层坚硬的地质条件下顶煤难以放落的问题,采用以分形理论为指导的控制爆破技术和注水软化技术,使顶煤的可放性和回收率得到有效控制,为坚硬煤层放顶煤开采提供了丰富的理论和实践经验。
该成果获得2000年国家科技进步二等奖。
3、项目组在山西潞安矿区试验成功了超长工作面放顶煤开采技术,解决了若干关键技术难题:用关键层理论解决了岩层控制问题、用新型锚杆支护理论和技术解决了采煤巷道支护难题。
揭示了覆岩裂隙的动态分布规律,建立了瓦斯抽放的“O”型圈理论,在解决高瓦斯煤层综合机械化放顶煤开采技术研究方面,取得了创新性成果。
该超长工作面放顶煤开采新技术创造了我国采煤工作面日产和年产最高纪录。
由于实行了综合机械化放顶煤开采技术理论研究和生产实践并举的策略,在很短时间内达到了厚煤层安全、高产、高效开采的世界领先水平,成为我国建国以来煤炭工业依靠自己力量取得的最重要的标志性成果,也是我国对煤炭能源开发的一项重要贡献。