pcstI應(yīng)用技術(shù) Appled Technology放頂煤開采技術(shù)山西省晉中市陽煤集團壽陽開元礦業(yè)有限限責(zé)任公司.山西晉中035400要放項煤開采方法歷史悠久。. 前蘇聯(lián)、南斯拉夫等國家于20世紀(jì)40年代末、50年代初開始應(yīng)用, 80年代后期應(yīng)用范園開始的.頂媒適應(yīng)用范圍開始姜縮，我國的技術(shù)則開始快速發(fā)展。本文主要講述了放頂煤工作面礦壓顯現(xiàn)待點.頂煤破碎機理、放用條件及放頂煤采煤工藝.關(guān)鍵詞放頂煤;開采技術(shù)中圖分類號Q1文獻標(biāo)識碼A .文章編號1674-6708 (2011) 52-0122-02我國厚煤層儲量占到我閏煤炭儲量的44%左右。我國從20倍范圍內(nèi)的直接頂為不規(guī)則垮落帶.而在上位直接頂中則形成某世紀(jì)60年代開始研究、試驗厚煤層放頂煤開采技術(shù)。月前，厚煤萬仍可形成檢楚的，兩動可對來流成明顯影響。輸收采場上層放頂煤開采技術(shù)已經(jīng)成熟.在我國得到了迅速發(fā)展和推廣應(yīng)用。式基本頂結(jié)構(gòu).上位直接頂中可形我國放頂煤開采技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平。式“半拱”式小結(jié)構(gòu).并與其上:的“砌體梁"結(jié)構(gòu)相結(jié)合.共同1放頂煤采煤概逮構(gòu)成綜放開采覆巖結(jié)構(gòu)的基本形式。由于松軟頂煤的參與，綜放支架阻力通常不大于分開采的支架阻力。綜放基本頂初次來樂與1.1放頂煤采煤法基本類型分層開采相比步距增大,一般可達50m以上;周期來壓步斷相對放頂煤采煤法就是在屏謀層中;沿煤層(或分段)底部布置放頂煤采煤法就是在厚煽減少,約為其初次來卡步距的三分之- -。采高2m-3m的長壁T.作面.用綜合機城化采煤T.藝進行回采，2.2頂煤破碎機理利用礦山壓力的作用或輔以人T.松動方法使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架后方(或上方)放出,并予以回收的一種采煤方綜放開采時.實現(xiàn)頂煤的有效現(xiàn)頂煤的有效破碎和順利放出是放頂煤工作i. 而項法。放頂煤采煤法基本類型包括:1)一次采全厚放頂煤開采:一的核心同題,而頂煤的有效破碎義X是頂煤順利放出的前提.同時般適用于厚度6m-12m的煤層。其優(yōu)點為掘進量小，設(shè)備少。系也是支架選型不確定故頂煤上藝的依據(jù)[2]。煤的普氏系數(shù)越小,統(tǒng)簡單，生產(chǎn)集中;缺點為煤質(zhì)軟時.兩巷維護困難;2)預(yù)采頂有利于頂煤的放出;相反,f值越大,放煤效果越不理想。一般認(rèn)為,分層網(wǎng)下放頂煤開采:其優(yōu)點為由于頂層鋪設(shè)金屬網(wǎng).可以減少煤的普氏系數(shù){ <3的煤層更適合放頂煤開采。頂煤的破碎是支承放煤的含矸量:缺點為開采頂分層后一般礦山壓力堿躺.不利于壓力。頂板運動及支架反復(fù)支撐共同作用的結(jié)果。支架對頂煤反頂煤的破碎,常有大塊煤需要人工預(yù)裂。-般適用于12m以上、復(fù)支撐的次數(shù)N與頂梁的長度L及采煤機截深B有關(guān).可表示為:直接頂堅硬、瓦斯大的煤層; 3)傾斜分層放頂煤開采:當(dāng)煤層超N=。根據(jù)頂煤的變形和破壞發(fā)展規(guī)律,沿工作面推進方向前將煤過15m 20m以上時.可將媒層自頂板至底板分成8m-12m的分段.劃分為四個破壞區(qū) .依次為:完整區(qū)、破壞發(fā)展區(qū)、裂陳發(fā)育區(qū)、然后自上而下依次進行放頂煤開采。一般適用于15m以上的緩斜跨落破碎K。煤層"。3放頂煤適用條件1.2頂煤放出規(guī)律煤層厚度以Sm-12m為最好，過大破壞不充分，過小易1)橢球體放礦理論超前胃頂;煤質(zhì)巾硬, iQ最好。煤質(zhì)松軟，層理節(jié)理發(fā)育,橢球體放礦理論認(rèn)為:礦石在采場破碎后,原來所占的空間f=3.1-3.9, 層理節(jié)理發(fā)育亦叮;煤層傾角不宜太大,太大影響支形狀為一個旋轉(zhuǎn)橢球體.是按近似橢球體形狀向下自然流動下來架的穩(wěn)定性.緩傾斜煤層中-般煤層傾角小于15°，25° -30°~的,放煤橢球體表面上.的顆粒將大體同時到達放煤口。煤層中也試驗成功:頂煤中的夾矸總厚度不宜大于頂煤厚度的2)松動橢球體10%~15%，過學(xué)過硬的尖矸影響頂煤放落.單層夾矸厚大于0.5m松動橢球體理論認(rèn)為:放煤時,放出橢球體周圍的煤巖也將或B3要采取措施;頂板巖性敢理想的條件是基本頂1、II級,直向放煤H移動,充填放下的空間.此空間體與放出橢球體相接頂有一定厚度,采空區(qū)不懸頂，冒落后松散體基本充滿采空區(qū);似,稱松動橢球體。松動橢球體參數(shù): 松動橢球體高度為H, H=斷層切制塊段,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,煤盡厚度變化大，階段煤柱柱等無階段(2.2-2.6) h。法應(yīng)用分層長璧采煤法時,可放頂煤。3)放出橢球體參數(shù)4放頂煤采煤工藝表明_h- 放頂煤高度.短鈉為2b1,設(shè)長軸2a=h。生產(chǎn)實踐及實驗4.1放頂煤綜采主要工藝過程2bl= (0.25~0.3)h放頂煤綜采主要T藝過程為:采煤機割燦(破煤和裝煤)→bl= (0.25-0.3)(移架)維護端血穩(wěn)定用前探梁及時支護.后移架一推移前部輸送，(4)放煤口間距放煤口間距I大小影響放煤效果;當(dāng)l>2b1機(推移時保證輸送機彎曲長度大于15m)→移后輸送機(把后(a)時.脊背煤損失大;1越大.損失越大;當(dāng)1<2b1時.脊煤損輸送機移到規(guī)定位置)→放頂煤(打開放煤口放頂煤)失小，煤矸石混雜;支架選取后，1是確定的，要求合理故煤工藝，目前主要采取從工作面向頂煤打眼放炮的方法。若由工作面減少煤損.不增加混矸。無法破碎頂煤或在高瓦斯礦中,則應(yīng)考慮布置T.藝巷進行專門2放頂煤工作面礦壓顯現(xiàn)特點及頂煤破碎機理的爆破作業(yè)。另外，-些礦井采用高壓注水軟化頂煤.也取得良好的效果。2.1巖層活動及礦壓顯現(xiàn)特點4.2初采和末采放媒工藝故頂煤開采時于媒昃-次采出厚度的增大.直接頂?shù)目?)初采落高度戚倍增加.可達煤層采出厚度的2.0-2.5倍.其中1.0-1.2多數(shù)工作面從開切每中國煤化工、三及時放fHCNM H Gg)，科技傳播》010圖122 .Applied Technoiogy.應(yīng)用技術(shù)pCSb器的輕載切換功能。這樣就可為用戶提供多種可靠的記錄方式。用戶可根據(jù)自身需要,「存儲橫塊設(shè)咒1分鐘到1小時的采集密度.對配電變厭器的運行電流、電壓和功率等實時數(shù)據(jù)進行記錄和存儲;還可是* 1~-24小時范圍的采集密度,以小時為單位的縮進量,對主供變壓器B1和輔供變壓器B2的電度量進行記錄和存儲。AD轉(zhuǎn)換器CPU主機模塊顯示屏當(dāng)主供變樂器BI或輔供變壓器B2運行的電流越限、電壓高低越限時,多功能配電變壓器輕載切換裝置能及時予以記錄，也.可對變壓器的停機和運行次數(shù)進行統(tǒng)計。| U盤讀寫模塊GSM模塊當(dāng)主供變壓器B1或輔供變樂器B2出現(xiàn)故障(如過負荷、缺相、過電壓、低電壓、溫度過高或停電)時,多功能配電變壓器如上:圖所示，本裝置的多功能配電變厭器輕載切換裝置包括輕載切換裝置的變樂器負伺曲線會產(chǎn)生很大的波動。多功能配電有變壓器采樣電路1、AD轉(zhuǎn)換器2、CPU主機模塊3、存儲模塊4、.變壓器輕載切換裝置的故障錄波密度可與采樣密度相- -致，并采U盤讀寫模塊5、GSM模塊6、顯示屏7和電源模塊8等八個部分。用前30個周波故障、后20個周波錄波的方式，記承變壓器采樣CPU主機模塊3為多功能配電變厭器輕載切換裝管的核心部分，電路1中3個電壓和3個電流通道的采樣數(shù)據(jù).以提高故障記錄其輸人端通過AD轉(zhuǎn)換器2接變壓器采樣電路1,其他連接端口分的準(zhǔn)確性和完整性。接存儲模塊4、U盤讀寫模塊5、CSM模塊6和顯示屏7,電源模當(dāng)主供變壓器B1或輔供變樂器B2的負載電流大于過負荷整塊8與上述各部分相接.為各部分提供T.作電源。定值，連續(xù)3次之后.即啟動報警.延時到時限定值,裝置發(fā)報為完苒功能,多功能配電變壓器輕載切換裴置還可加入警信息。當(dāng)供電電壓大于過電壓整定值,連續(xù)3次之后.即啟動器件或功能模塊,如鍵盤、遙信雖模塊等。報醫(yī)，延時到時限定值.裝置發(fā)報警信息。當(dāng)供電電壓低于過電多功能配電 變壓器輕載切換裝置中的變壓器采樣電路1是裝壓整定值，電流大于0.5A,連續(xù)3次之后.即啟動報警,延時到置電路中的一一個重 要部分,它關(guān)系到多功能配電變壓器輕載切換時限定值.裝置發(fā)報警信息。裝置保護動作的速度和測量精度。變壓器采樣電路1由六路高精3應(yīng)用結(jié)論度的電壓互感器與六路高精度的電流互感器以及配套的電子開關(guān)本裝置涉及- -種多功能配電變壓器輕載切換裝置.其結(jié)構(gòu)是等元件連接組成。與之相應(yīng)地, AD轉(zhuǎn)換器2則是采用高精度12在并聯(lián)運行的主供變樂器與輔供變壓器H:接有一臺多功能配電變位的MD轉(zhuǎn)換器件MAX197。電壓互感器與電流互感器的作用是壓器輕載切換裝置;多功能配電變壓器輕載切換裝置包括有變壓隔離、規(guī)范輸人的電信號.將電力系統(tǒng)二次側(cè)的高電壓與大電流器采樣電路、AD轉(zhuǎn)換器、CPU主機模塊.存儲模塊、U盤讀寫模塊、轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的弱電壓信號,以與CPU主機模塊3的電平相匹配。GSM模塊、顯示屏和電源模塊等八個部分。CPU主機模塊的輸入AD轉(zhuǎn)換器2將這些弱電壓信號進行AD轉(zhuǎn)換,變?yōu)镃PU主機模端通過AD轉(zhuǎn)換器接變壓器采樣電路，CPU 主機模塊的其他連接塊3可以接受的數(shù)字信號,其采樣周期每秒800次。CPU主機模塊3所執(zhí)行的傅里葉變換算法程序,可以濾除函端口分接存儲模塊、U盤讀寫模塊、GSM模塊和顯示屏,電源模數(shù)中的諧波含盤和直流分量,具有數(shù)字濾波的功能。根據(jù)這個原理,塊與上述各部分相接,為各部分提供工作電源。本裝置具有配電變壓器輕載自動投切功能,并且還可對配電變壓器進行智能監(jiān)測，可計算出變壓器運行電流與電壓的基波有效值。根據(jù) 主供變樂器BI或錮供變壓器B2的現(xiàn)場運行情況,多功檢測數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確,為電力配電系統(tǒng)提供了安全可靠、節(jié)能高能配電變壓器輕載切換裝置的負荷記錄可分為3個等級。變壓器效的運行模式。運行正常時，負荷記錄密度較低;在故障錄波時.記錄密度最高。竹(上接第122頁)!;煤。根據(jù)采煤工作面頂板的結(jié)構(gòu)和頂煤的性質(zhì),為減小初次放頂煤口,一次將能放出的頂煤全部放完;多輪放煤:每架支架的放煤步距,提高初采回收率,常采用深孔爆破技術(shù)和切頂巷技術(shù)。煤口需打開若干次才能將頂煤放完的稱。放煤方式按放煤順序不目前在大多數(shù)綜放J.作面.推出開切眼后及時放煤.根據(jù)采煤工同，可分為順序放煤和間隔放煤。順序放煤是指按支架排列順序作面頂板的結(jié)構(gòu)和頂煤的性質(zhì),為減小初次放頂煤步距.提高初(1、2、3、.)依次打開放煤門的方式;間隔放煤是指按支架排采回收率,常采用深孔爆破技術(shù)和切頂巷技術(shù)。列順序每隔1架或幾架(如I、3、5、-.或1、4、7、.依次打2)末采.開放煤口。尤論是順序放煤還是間隔放煤都叮以采用單輪或多輪般可提前10m左右停止放頂煤并鋪頂網(wǎng),但應(yīng)注意解決好放煤。兩個問題: - -是選撣合理的停采線位置,使撤架空間處于穩(wěn)定的4.5蠕頭放煤頂板條件之下;二是有效地防止后方研石竄入工作面,即矸石應(yīng)隨著T.作面輸送機和支架的不斷改進,使端頭設(shè)備布置也不能夠壓住金屬網(wǎng)。如不鋪網(wǎng).應(yīng)在綜放設(shè)備允許的坡度范圍內(nèi)加斷更新。目前解決端頭放煤的途徑主要有以下3種:加大巷道斷大爬坡度.減少放媒量,在到停采線時,使支架基本貼近頂板,面尺寸，機頭機尾置于巷道中,取消過渡支架;使用短機頭和短將易燃的碎煤變?yōu)榈装迳系膶嶓w煤。機尾工作面輸送機或側(cè)卸式工作面輸送機;采用帶有高位放煤口4.3放煤步距的端頭支架,實現(xiàn)端頭及兩巷放頂煤。放煤步距:是指沿工作面推進方向前后兩次放煤的間距。放煤過程中不能保證既不混矸又不丟煤,只是控制采出窄和混矸窄參考文獻在一定范圍內(nèi)。放煤步距[=nx移架步距B,經(jīng)驗:L=( 0.15-0.21 )h。[1]魯建成綜采放頂煤采煤法[J].煤炭技術(shù)，2008<(10): 61-4.4放煤方式3.放煤可分為連續(xù)放煤和不連續(xù)放煤兩種.其中低位放頂煤支[2]張居仁，魏國山，陳海江.淺談綜采放頂煤工作面回采架為連續(xù)放煤，中、高位放頂煤支架為不連續(xù)放煤。放煤方式按工藝及提高回采率的措施[J].中小企業(yè)管理與科技上旬刊),放煤輪次不同，可分為單輪放煤和多輪放煤。單輪放煤:打開放2010(7): 206-207.中國煤化工MHCNMH G .117 201011《科技傳播》