第27卷第10期煤炭技術(shù)Vol.27 ,No.102008年10月Coal TechnologyOct,2008綜采放頂煤采煤法魯建成(鶴崗礦業(yè)集團(tuán)公司規(guī)劃設(shè)計(jì)院，黑龍江鶴崗154100)衡要:介紹了綜采放頂煤的適用條件、基本類型、主要參數(shù)、工藝,以及提高綜采放頂煤開采煤炭采出率的途徑和措施。關(guān)鍵詞:綜采放頂煤;放煤工藝;采出率中圖分類號(hào):TD823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008 - 8725(2008)10- 0057-02Fully Mechanized Coal Mining Method with Caving of Roof CoalLU Jian - cheng(Plan Design Institute, Hegang Mining Industry Group Comp. ,Hegang 154100,China)Abstract:The suitable conditions, basic type, main parameters, technique for fully mechanized coal miningwith caving of roof coal are introduced. The ways and measures of raising the coal orecovery ratio for fullymechanized coal mining with caving of roof coal are also introduced .Key words : fully mechanized coal mining with caving of roof coal; coal caving technique; coal recovery ratio輸機(jī)、及其它附屬設(shè)備進(jìn)行配套聯(lián)合生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)采煤工藝全1綜采放頂煤采煤法和適用條件過程機(jī)械化的一種采煤方怯。1.1 概念這種采煤方法具有可連續(xù)化生產(chǎn)高產(chǎn)、高效、掘進(jìn)率.綜采放頂煤采煤法是采用大功率(單或雙,多為雙)滾筒低、生產(chǎn)成本少、經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)點(diǎn)。采煤機(jī)、綜采放頂煤液壓支架、工作面大功率刮板輸送機(jī)(一1.2 適用條件.般為工作面前后各1部)、配套的機(jī)道轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮皮帶運(yùn)(1)煤層的厚度。一般綜采放頂煤采放比在1-4之間，現(xiàn)問題及時(shí)處理。2過空巷的開采方式3.2過空巷期間超前端頭支護(hù)積極采用有針對(duì)性的特殊開采方式,實(shí)現(xiàn)過空巷初期和在上下順槽30 m范圍內(nèi)采用雙排單體液壓支柱進(jìn)行超收尾時(shí)的頭尾快速推進(jìn),同時(shí)應(yīng)通過調(diào)整工作面與空巷夾前支護(hù),柱距1.5 m,頭尾端頭也用單體液壓支柱支護(hù)。具體角,盡量縮短開采中工作面空巷暴曙長(zhǎng)度。具體為:在工作支設(shè) 規(guī)格為:端頭寬度在≥3 m時(shí)支3排;≥2 m,<3 m支2面尾部接近空巷前,提前做好調(diào)斜開采準(zhǔn)備,即采用由頭向排;<2m支1排。柱距均為1.5 m。尾單向推移刮板輸送機(jī),每隔一定距離,將輸送機(jī)由機(jī)頭向4通風(fēng)管理機(jī)尾蹬靠,將工作面輸送機(jī)上竄,直至機(jī)尾幾乎沒有空間。當(dāng)工作面尾部揭遇空巷后,采用調(diào)尾開采,即根據(jù)輸送機(jī)最工作面與空巷為并聯(lián)通風(fēng),工作面配風(fēng)500m'/min,空巷大彎曲度,按“尾四頭一”的循環(huán)比例和矩長(zhǎng)刀相結(jié)合的方法配風(fēng)160 m'/min。當(dāng)工作面采空處距調(diào)節(jié)風(fēng)門5~8 m時(shí),拆突擊進(jìn)尾。該工作面最大頭尾偽斜錯(cuò)距應(yīng)在15- 20 m,在調(diào)除調(diào)節(jié)風(fēng)門,設(shè)置臨時(shí)風(fēng)障,防止風(fēng)流短路;同時(shí)在工作面和斜開采中應(yīng)及時(shí)調(diào)整好工作面直線,及時(shí)調(diào)整好墩柱推移桿空巷班班設(shè)專職瓦斯檢查員,隨時(shí)對(duì)瓦斯情況進(jìn)行檢查。與輸送機(jī)的夾角,及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)載機(jī)位置,保證轉(zhuǎn)載機(jī)與輸送5結(jié)語機(jī)合理搭接。當(dāng)工作面尾部由空巷開始推進(jìn)到接近實(shí)體煤后,開始按正規(guī)循環(huán)作業(yè),直至工作面頭部剩余15 m實(shí)體煤(1)此次過空巷工程是集技術(shù)、綜采、工掘、機(jī)電、回收、后,開始調(diào)斜開采,快速割通頭部小三角,通過空巷。通風(fēng)為一體的系統(tǒng)工程,必須做到統(tǒng)一指揮,步調(diào)一致。要過空巷的主要工藝為:割實(shí)體煤(空巷回柱)一移柱一推求各個(gè)隊(duì)組、各道工序、各項(xiàng)工程必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),實(shí)行規(guī)范溜,在工作面空巷暴饌處,采煤機(jī)將就近的前排柱子推倒,人化、標(biāo)準(zhǔn)化操作,整個(gè)過空巷共用了13個(gè)小班的時(shí)間。由于工回撒到回風(fēng)巷或運(yùn)輸巷,因受壓無法推倒的支柱,由回柱分工明確,配合得當(dāng),使空巷順利通過。車分別回收,嚴(yán)禁用采煤機(jī)刨割支柱。(2)此次過空巷為以后類似條件下開采提供了可靠的理論依據(jù)和寶貴的經(jīng)驗(yàn),但是,空巷內(nèi)支柱數(shù)量仍然很多,在開3頂板管理重點(diǎn)采過程中,需回撇大量的木支柱和單體液壓支柱。因此,考3.1日 常頂板監(jiān)控慮以后再過空巷時(shí),試驗(yàn)加大錨索支柱密度,取消單體支柱工作面設(shè)置“三區(qū)、五線”礦壓監(jiān)測(cè)儀表進(jìn)行24 h連續(xù)頂和木點(diǎn)柱,以減少工序贏得推進(jìn)速度。板礦壓觀測(cè),對(duì)周期來壓及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),為預(yù)防頂板來壓提供科學(xué)決策。班班設(shè)專人重點(diǎn)監(jiān)控空巷的頂板支護(hù)狀況,發(fā)25d計(jì)中國煤化工°萬元，激家工期按TYHCNMHG收稿日期:2008-06- 11;修訂日期:2008-07-11作者簡(jiǎn)介:魯建成(1968- ),男,黑龍江鶴崗人,工程師,現(xiàn)在鶴崗礦業(yè)集團(tuán)規(guī)劃設(shè)計(jì)院從事礦井設(shè)計(jì)工作,E - mail:1je501501 @yahoo. com cno.58.煤炭技術(shù)第27卷根據(jù)煤層的可放性而有所增減,按照采高2.5-3.0m計(jì)算,放煤較松散的煤層片幫深度增加更大 ,增加了工作面支護(hù)管理難高度應(yīng)該在6~ 12 m之間,煤層厚度應(yīng)該在7- 15 m為宜。度,影響工作面生產(chǎn)。所以,選擇合理的割煤商度,確定合適興安煤礦綜采放頂煤工作面的煤層厚度最薄是只有一的采 放比是放頂煤開采實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)的重要前提條件,選個(gè)開采高度3.0 m,最厚達(dá)到過I5 m。擇采煤機(jī)割煤高度可以從以下幾個(gè)方面考慮:①所選采煤機(jī)(2)煤層的可放性。煤層的可放性主要因素就是煤層的割煤高度應(yīng)該有利于提高工作面的產(chǎn)量;②割煤高度應(yīng)該滿硬度。從放頂煤開采這個(gè)角度來看,煤層的層節(jié)理發(fā)育程足工作 面通風(fēng)的要求;③使工作面具有合理的工作空間。度、煤層的夾矸情況等都可以歸結(jié)到煤層的硬度上。如果按放頂煤開采要求工作面具有足夠的工作空間,以便使頂照普氏分級(jí)法,煤層硬度不可以>3?；蛘唔敯褰?jīng)過預(yù)裂爆煤 能夠順利放出。高產(chǎn)綜采放頂煤回采工作面產(chǎn)世高,放煤破或高壓注水等人為干預(yù)后使煤層硬度降到3以下。量大,要求后部刮板輸送機(jī)能力較大,其設(shè)備尺寸也相應(yīng)增(3)煤層傾角。對(duì)于綜采放頂煤開采,煤層的傾角越小加。 因此要求液壓支架后部具有較大的空間,以利于放頂越好。因?yàn)閮A角小易于工作面生產(chǎn)的管理。興安煤礦的煤煤。按照綜采故頂煤設(shè)備條件、煤層賦存待點(diǎn),采煤機(jī)割煤層傾角一般在20~ 30°之間。興安煤礦綜采放頂煤開采對(duì)于高度以2.5-3.0 m為宜。大傾角煤層有-定的經(jīng)驗(yàn),開采的煤層曾經(jīng)達(dá)到過35%。放頂煤采煤法是否能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)高效,其關(guān)鍵就是看能(4)煤層頂?shù)装鍘r性。煤層頂板能隨采隨冒,冒落充填否以最低 能源動(dòng)力消耗采出最大煤量。頂煤能否順利放出高度不小于采放高度;煤層底板巖性較硬,適宜及時(shí)支架。和回收是衡量放頂煤開采成功與否的主要標(biāo)準(zhǔn)。在煤層厚度一定的情況下,如果采煤機(jī)開采高度過大,頂煤厚度過小，2綜采放頂煤采煤法的基本類型則不利于頂煤冒放,且混矸明顯增加。另外,如果采煤機(jī)割2.1 - -次采全厚缐采放頂煤采煤法煤高度偏小，留出頂煤厚度過大,頂煤的胃放性變差,放煤困是綜采放頂煤采堞法的主要形式。一般用在煤層厚度難,也不利于頂煤的回收。10-15m的近水平和緩傾斜煤層和可放性好的煤層開采。放頂煤采煤中頂煤主要是利用地壓破碎,依靠自重放煤2.2預(yù)采頂分層綜采放頂煤采煤法的,頂煤在放出過程中破碎松散需要-定的空間;因此,采煤主要應(yīng)用在由煤層較厚、煤層較硬、頂板不易冒落或者機(jī)割煤高度 與留出的頂煤厚度間必然存在一種合理的比例由于煤層瓦斯含址大等原因,需要預(yù)先開采頂板層的煤層。關(guān)系,稱之為采放比,即放頂煤采煤法,下部工作面采高與上興安煤礦第一個(gè)成功開采的煤層就是采用的預(yù)采頂分部放頂煤高度之比。 根據(jù)目前放頂煤采堞經(jīng)驗(yàn),當(dāng)采煤機(jī)高層采煤法,是在興安煤礦二水平北18層三區(qū)三段。這個(gè)工在2.5~3.0m 時(shí),低位放煤支架的頂煤厚度不宜超過8~ 10作面的成功開采為該礦以后放頂煤開采積累了經(jīng)驗(yàn),奠定了m,即一次采全厚綜放采煤的綜采高不宜超過15 m,以12 m基礎(chǔ)。3綜采放頂煤采煤法主要參數(shù)及工藝3.2放煤工藝3.2.1放謀步距與采煤機(jī)裁深3.1工作面主要參數(shù)及其確定放煤步距就是相鄰2次放落頂煤的間隔距離。放煤步3.1.1工作面走向長(zhǎng)度距是確定工作面回采率和含研率的重要因素,放煤步距過大隨著工作面單產(chǎn)的提高,工作面推進(jìn)速度相應(yīng)加快。為過小都將造 成回采率的下降或含研率的提高。放煤步距過了減少工作面搬家次數(shù),提高工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度,近年來大時(shí),頂煤上部矸石將先于采空區(qū)研石到達(dá)放煤口,脊背煤工作面走向長(zhǎng)度不斷增加。加大工作面的走向長(zhǎng)度可以加損失大;當(dāng) 故步距過小時(shí),采空區(qū)方向的矸石將先于上部頂大工作面可采儲(chǔ)量,增加工作面連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間,有利于工作煤到達(dá)放煤口,使得 上部一部分頂煤被關(guān)在放煤口之外,不面產(chǎn)量、工效和回采率的提高。但走向長(zhǎng)度過大會(huì)帶來回采利于頂煤的回收。 只有合理的放煤步距才能取得煤炭較高巷道的掘進(jìn)、維護(hù)和采取運(yùn)輸、防滅火等方面的困難。在目回收率而含矸率最低。 為了簡(jiǎn)化采煤工藝,方便作業(yè),放頂前技術(shù)條件下,綜采放頂煤工作面走向長(zhǎng)度一般在1500~2煤的步距應(yīng)該是采煤機(jī)截煤深度的整數(shù)倍,- -般情況下,當(dāng)000m為宜。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮工作面的具體條件,同時(shí)應(yīng)從巷采用小截深(0.5-0.6 m)時(shí),割2刀放1次頂煤,放煤步距為道的維護(hù)、工作面運(yùn)輸巷、設(shè)備要求、采煤機(jī)大修、煤層自燃2倍的采煤機(jī)截深, 即為1.0~ 1.2 m;當(dāng)采用大截深(0.8-發(fā)火期、以及工作面指標(biāo)等方面考慮工作面走向長(zhǎng)度的要1.0m)時(shí),采用割1刀放1次頂煤,放煤步距等于采煤機(jī)截求,做到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行。深,即為0.8-1.0 m。興安煤礦 由于受到地質(zhì)條件的約束,很少能夠找到走向3.2.2 初次放謀距 離長(zhǎng)度1000 m以上的工作面。即使走向長(zhǎng)度能夠達(dá)到500 m放頂煤工作面回采之初,為了防止老頂突然來壓對(duì)工作也要考慮采用綜采。現(xiàn)在開采的四水平11層中部區(qū)走向達(dá)面造成威脅,開始只進(jìn)行機(jī)采而不放頂煤,待工作面推進(jìn)-到1 400 m,是該礦走向最長(zhǎng)的工作面。段距離之后再開始工作面全長(zhǎng)第一次放煤,稱為初次放煤。3.1.2工作面傾斜長(zhǎng)度此時(shí)工作面推進(jìn)的距離稱為初次放煤距離。工作面傾斜長(zhǎng)度受多種因素的影響,諸如采煤技術(shù)、設(shè).3.2.3被煤方式備、地質(zhì)、生產(chǎn)管理等。工作面傾斜長(zhǎng)度和工作面走向長(zhǎng)度按照綜采放頂煤采煤法的實(shí)際生產(chǎn)工藝,目前綜采放頂是相互關(guān)聯(lián)的。合理的工作面傾斜長(zhǎng)度與有效合理的推進(jìn)煤生產(chǎn)工 作面的放煤方式基本可以歸納為單輪順序放煤、多度的最佳組合,可以保證工作面的產(chǎn)量最大、效率最商、效益輪順序故煤 和單輪間隔放煤以及多輪間隔放煤等方式。一最好。般多采用單輪間隔放煤。3.1.3采煤機(jī)割煤高度與采放比的確定3.2.4端頭放煤，放頂煤回采工作 面的出煤量由采煤機(jī)割煤和放頂煤兩根據(jù)提高工作面頂煤回收率的需要和端頭支架的改進(jìn),部組成。增大采高,可以增加工作面割煤址,使采放比減少，目前一中國煤化工梁放頂煤技術(shù),放落有利于頂煤的冒放和回收。但隨看采煤機(jī)割煤高度的加大，工作 面某技術(shù),不但提高了礦山壓力的顯現(xiàn)加劇,要求的支護(hù)強(qiáng)度.支架噸位和重量也頂煤回|Y片C NMH G端頭處放煤后,比明顯加大,使工作面搬遷和拆裝難度加大,支架的穩(wěn)定性變不放頂煤易于維護(hù) ,減少了端頭維護(hù)難度。另外,對(duì)于采用差;同時(shí),隨著采高的增加,頂煤放煤址減少,加大了采煤能金屬支架 支護(hù)的工作面巷道而言,端頭放煤更有利于支架的耗,提高了生產(chǎn)成本,煤壁的片幫量也明顯增加.特別是對(duì)比回收。第27卷第10期煤炭技術(shù)Vol.27 ,No. I02008年10月Coal TechnologyOer,2008"安全技術(shù)?礦井風(fēng)流溫度預(yù)測(cè)及熱交換機(jī)理分祈王曉峰，陳彩云(遼寧工程技術(shù)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧阜新123000)摘要:為探討礦 井風(fēng)流熱交換機(jī)理,采用歸納法對(duì)我國部分具有高溫?zé)岷ΦV井的相關(guān)資料進(jìn)行分析研究,總緒出礦井中不同地點(diǎn)的風(fēng)流熱交換規(guī)律,進(jìn)而提出礦井風(fēng)流熱力計(jì)算的數(shù)學(xué)方怯和參數(shù)選取的條件和范圍。研究表明:風(fēng)流通過井簡(jiǎn)、礦內(nèi)巷道和回采工作面時(shí),其熱力變化規(guī)律有顯著不同。這為實(shí)施礦井降溫措施,改善井下作.業(yè)條件,提高礦工勞動(dòng)效率和安全保障提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:礦井;熱交換;熱力過程;圍巖熱傳導(dǎo)中圖分類號(hào):TD72.文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008 - 8725(2008)10 - 0059-03Temperature Forecast to Mine Airflow and Analysis on Mechanism ofHeat ExchangeWANG Xiao- feng, CHEN Cai - yun .(College of Security Science & Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)Abstract:To explore the mechanism of mine airflow heat exchange ,parts of high temperature mines damagingwith hyperthermia in China by induction methods are analyzed , summing up the law of airflow hea! exchange,putting forward the mathematic methods of thermal design to the mine aiflow, the conditions and bound tochoose the parameters are put forward . The investigations show that the law of mine airflow theral changing isdifferent when it gets across the shaft, drift and extracting face . The investigations provide some academic gistto actualize the measure to cool down the mine , improve the conditions of underground operation, improve theefficiency of miner' s work.Key words: mine; heat exchange; thermal process ; surrounding rock heat conduction流溫度進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),提出合理的礦井風(fēng)流熱力計(jì)0前言算的數(shù)學(xué)方法,定義參數(shù)選擇范圍，,是制定切實(shí)可行的礦井在礦井熱災(zāi)害治理過程中,對(duì)高溫礦井中不同地點(diǎn)的風(fēng)降溫方案的前提條件和必要的理論依據(jù)。3.2.5工作面末采放煤步距應(yīng)根據(jù)煤層厚度、冒放性、支架放煤功能確定。工作面鄰近停采線,即將結(jié)束回采前的-段時(shí)間的采煤當(dāng)煤層較厚、采放比較大時(shí),放煤步距應(yīng)該適當(dāng)加大,否則應(yīng)稱之為末采。像初采一樣,末采期間也存在是否放煤的問該采用小步距放煤。題。綜采放頂煤工作面一般在距停采線12- 18 m時(shí),開始鋪放煤方式雖然有單輪順序放煤、多輪順序放煤、多輪間網(wǎng),12-14 m即停止放煤。在生產(chǎn)中可以根據(jù)采煤工作面的隔放煤和單輪間隔放煤等多種放煤方式,但就生產(chǎn)實(shí)際情況具體條件,在頂板條件允許的前提下,盡量縮短末采停止放看,單輪間隔放煤效果最好,簡(jiǎn)單易行,脊背煤損最少。煤的距離。4.3擴(kuò)大端頭放煤范圈4提高綜采放頂煤開采煤炭采出率的途徑端頭放煤工藝仍是中國放頂煤開采有待進(jìn)一步解決和完善的問題。在現(xiàn)有的條件下,應(yīng)完善端頭放煤支架,實(shí)現(xiàn)和措施端頭全部放煤。4.4 合理選擇工作面巷道布置,減少煤柱尺寸.1 適當(dāng)加大工作面的幾何尺寸采區(qū)內(nèi)煤柱損失是采區(qū)煤炭損失的主要原因,直接影響綜采故頂煤工作面初采末采、端頭損失等是工作面損采區(qū)回采率。在條件允許的情況下,盡可能簡(jiǎn)化巷道布置方失的主要部位，設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工作面的地質(zhì)條件、設(shè)備配備及式,減少煤柱尺寸。工作面采用單巷布置還是雙巷或三巷布開采技術(shù)水平,適當(dāng)加大工作面的幾何尺寸,相對(duì)減少丟煤，置,對(duì)采區(qū)煤換回采率的影響較明顯。對(duì)于綜采放頂煤開采，提高回采率。一般工作面長(zhǎng)度在150- 200 m較為理想,工作欲使采區(qū)獲得較高的回采率,盡可能減少相鄰工作面巷道間面走向長(zhǎng)度最好在1 00-2000 mo工作面尺寸應(yīng)該以工作的煤柱,或在條件允許、經(jīng)濟(jì)合理的前提下采用無煤柱開采。面生產(chǎn)獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)。4.2 合理選擇放煤工藝5結(jié)語按照每個(gè)礦井的具體條件尋找出最佳初始放煤距離。每個(gè)礦井對(duì)于買煤法都要因地制宜,合理地選擇。綜采根據(jù)目前的開采經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為,初始放煤距離應(yīng)該在5- 10m左放頂煤采煤法是當(dāng)前生產(chǎn)能力最大的開采方法,但是也受到右,應(yīng)采取措施盡址縮短初始放煤距離,同樣根據(jù)情況縮短各種條中國煤化工采放頂煤采煤祛。終止放煤到停采線的距離。THCNMHG收稿日期:2008- 06- 18;絡(luò)訂日期:2008-07- 10作者簡(jiǎn)介:王曉峰(1983-),男,遼寧本溪人,遼寧工程技術(shù)大學(xué)安全技術(shù)及工程專業(yè)在讀碩士研究生,研究方向?yàn)榈V井空氣調(diào)節(jié),E - mail:cecilia1983215@ 163. com。