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1、阳煤科技 一九八八年 第一期 分析和探讨 综合机械化放顶煤采煤法在我局 使用的可能 性分析 许 昭 裎 自从一九六四年法国住希兰兹矿区2 0 、 ! 煤罢开采中，研究试验成功沿煤层底板开 没 一个综合机械化工作面， 开采 高度2 5 M左 右，随着工作面的开采推进，等于将厚煤 层底部 掏 了一个大漕，然后利用矿山压力的汴用，在硬 层还要辅以打 限放炮的办法，使支架 上 方 的煤破碎 ， 并使其 冒落到工作面运输机中 与工作面运输 观平 ：I 勺 。 装设在支架 后部的另 一运输 机中。由于这一方法有其独特的优越性， 和显著 的经济效益，很快 引起 了世 界 采 煤 界的注意，进 入七十年代后，
2、相继在苏联、南斯拉夫，罗马尼亚、匈牙利捷克、西班 牙、南朝鲜等国家得到应 嗣，并被 、人为 是开采 5一2 O M厚煤 层干 n 急倾斜特厚煤层水平 分 段 开采 的最可取 的方法之一 随着综合机械化采煤事业 的发展，我园 芷一九， ， 二年开始研制放顶煤用 液压支架 及相 应 的开采工 艺，截止 目前 已分别在急倾斜特厚煤 层水平分段开采和缓倾斜厚煤层中 试 验 成功 目前成功使用的有辽源局梅河 口矿 ， 窑衔局二矿 鸟鲁木齐局六道湾矿， (属于急债 斜特厚煤层 )沈阳局蒲河矿，犬桥矿，平顶 山局一 矿， (属缓倾斜厚煤层 )鹤壁局二矿 (倾 斜 厚 煤层早采水运 )I 自丁 二 其技术上
3、的淀越性和经济效益显 著，有可能试验的各局矿 在一 一 九八七年问纷纷歼始或准备试验如 ；新 ，龙 口、抚顺、潞安、大 同 。 ， 轩岗等。 我局1 5 - 煤 层，厚 6 m左右 ：在全局稳定可采 ，其储量 占全局总储量 的7 o - 6 2，-一 九八七年1 5 号煤产馒 占全局产量的4 0 这一比例 今后将逐年增： 大。可见1 5 号煤层开采工艺 改革的效益将对全局的效益产生很 大的影响 本文试图就放顶煤 综采工 艺对 1 5 号煤层的适 应性加 以分析。以供参 考 一 、支 架型式的选择； 适应于不同开采条件 的放顶煤支架， 国外 已有数 十种 ， 国内也有近十种，这些种类繁多 的支架
4、， 从支架型式上看， 目前基本上是掩护式和支撑掩护式两 类 ， 尤其以后者为多从放 煤型式来看，基 本是掩护梁上开天窗放煤 和掩护梁尾部插 板式放煤两 类。开天窗式又有单 绞式和四连杆式两种。图一是单绞式开天窗支架及其放煤 过程示意 图，这种支架的特点是 由于采用单绞式联接方式， 稳定性好，如设计时提高掩护梁的强度，还能承受一定 的冲击 载荷。但采高变化适应范围小，否则梁端与媒 壁间距变化大 。由于放煤天窗堆低点距底板 l 0 图 1 单绞式并天窗放顶煤支架 图2 插板式放顶煤支架 高，一般采高2 4 M-2 6 M时为1 3 M以上，蒲河啊的 F D 4 4 0型支 架， 在 采 高2 4
5、M 时为1 4 7 M从图一也可看出，支架后老塘r_lj 的日落矸石高度必须大大超出这一高度，形成 一个自然斜坡， 支架上部冒落的顶煤才能顺利的进入放煤窗口， 如矸石冒落高度不够，则衄 落的 煤将落刭支梨焙 掷秃矸石所留的未填空问，这样将大大降 低煤的回收率，影响 经济效 益。我局i 5 号煤犬部分地区沙页岩直接顶厚度在 1 M左右， 冒落后的充填高度一般不超过 1 5 M，在石灰岩老顶垮落的两个周期之间，老顶不垮落时，势将有部分顶部煤 冒落 到支 架后部这也是这种支架在我局使用应引起特别注意的一点。这种支架顶煤沿液压支架 掩 护梁和在放煤口内的移动曲线见图三曲线 a 。 图 3 顶煤在窗口煤
6、流图 a 、开天窃式 b 、捅板式 图二是前置连杆插板式放顶煤支架示意图 ，这种支架的优缺点正与上一 砷支架相反 。 于 有连杆装置，采离变化时梁端与煤壁问距基本不变，由于放煤 口是在掩护粱的尾部 ， 后运 输 机是装置在不高的托板 ，所 以放煤 日的下部高度就是底托板的 空 (一般为 I 6 O m m左 右 方 子 高 库 ( m ) ， 最 大 不 超 过 0 4 M ， 按 前 述 之 道 ， 我 局 l 5 号 煤 直 接顶厚 -l 李 右 冒 落 后 之2高2度0m，完全能满 足放顶煤之要求 ， 这样可 以作到正常情况下不丢失煤。从 大大 提高 煤的回收毕。其顶煤沿液压支架掩护梁和
7、在放煤 口内移动的曲线见图三 曲 线 b ： 种支 架的缺点是 由于为了： 加掩护禁下面敢煤 工作空间，将愿在掩护梁 j 二 的连杆前 顶梁下面，这样支架的稳定性就受到一定影响 ，这在支架设计 中应在掩护梁 上和 与架问加补救措施，如掩护粱 与底坐 的支撑千斤顶，架间千斤顶和把掩护粱 尾部与运输 饥 托板绞接等， 也有定效：粜。 一导 述 两 种 架 型 在 国 内 外 都 是 成 功 的 ， 封 我 局 1 5 号 攥 都 有 一 定 适 应 性 ， 也 都 有 定缺 妻： 亨 待 _ 研 究 。 以 取 得 最 佳 效 果 。 它 们 与 另 一 类 单 运 输 机 放 顶 煤 支 架 相
8、 比 ， 具 有 顶 梁 长 ( 35 M左右 )的特点，这样煤壁新暴露出来的顶煤需经支架反复支撑六次 才 到 老 塘， 绅多次反复支撑，将造成顶煤的破碎 于后部放煤工序顺利进行，单运输机收 颐媒支架由予顶梁过短，如V H P 型顶梁只有1 3 MK，不利于顶煤破碎，不适应我 局煤 质 较便 的1 5 # 煤 层，这里就不作介绍 了。 =、放顶煤工艺婪求筒述 在初采阶段， 出于矿山压力还不能对顶煤起作用 ，可 以 对顶 煤打限放松动炮的办法使顶煤日落。这样溉可减少丢煤 开 出自由面。 开采中， 采煤机采媒移架的步距必须与放煤步距相协诃 ， 煤 移架步距的 2 3倍 如 割煤 移架步距为O 6
9、M趵 ， 工作面 l 2 5 2 8 ，是比较硬的， 、下顺稽 阔顶煤 打眼注 压力超前影响区注水， 通过支浆抟护梁上的专用孔， ，又为 以后借 助矿山压力破煤 经验证 明合理的放煤步距为奢 j 推1 2 M I 8 M时 故 次煤 一二= 一 l I 一 I： 盾 I I 善 避 ， 基 l l l 上动 一 从 采 f 应 近 为 前 接 定 采 在 测开 能 样 在 如 采 们 ， 。 面 我 尘 煤 作 ，煤 放 工 验 的 的 5 经 时 煤 O 外 煤 硬 8 内 顶 助 矿 国 放 有 一 据 和 ， 对 根 采 果 近 ，开 效 最 难 面 的 据 困 作 裂 根 了 工 压
10、耍抽艇予 硬 增 降 煤 质 序 以 顶 燃 工 可 对 号 煤 ，列 放 水 起 给压 可 这 高 还 而不是每割一刀放次，这样作有利于提高顶媒 回收 率和保证顶煤 质 。放燃时必须 沿倾 斜 由下 向上按顺序放，一次可放 一架或相邻二 架同时放，第一次只放出顶煤 的一半，第二 盗 放 完 ，( 当 观 察 到 煤中 含 矸 石 量 超 过 l o 时 应 立即 关 闭 插 板) 保 证 顶 煤下 降的均匀 性 ，防止 蜀部形成大漏斗，顶板矸 石混入媒 中。经验证 明凡不按上顺序放煤 的 ，往往造成 煤质不好，而煤的回收率低 三、煤的回收率的分 析 放顶煤 开采工艺推广应用 人们 最关心 的
11、是煤的回收率，经过局有 关人员讨论认为实际 回收率。井不会 降低多少 我们现有分二 层开采 的综采工作面， 由予上层铺网质量未过关，采下层时往 往留 1 W 左 右厚 的媒皮 ， 这样 6 M厚煤实际采 出 5 M ， 回收率为 5 6=8 3 3 3 ，如考虑到 两层工 作面丢失的浮煤 ，真正回收率可能在8 O 以上 放顶煤开采，如用单绞支架， 由于放煤 口最 低点离底板1 4 7 M，这高度如前 昕 述 从 坏处考虑可能用煤 充填，煤的松散系数按 1 3 算 1 4 7 1 3 =1 1 3 M，这 样回收率将为 (6 1 1 3) 6= 8 1 1 7 ，再加上靠近顶板时与矸石混合不能
12、回收，这一厚度按0 6 M计算 (6一 1 1 3 一 O 6) 67 1 1 7 考虑工作面丢浮煤 ，回收率可能低于7 O 。 如啊插 板式支架，放煤 口离底板高度 为0 4 M， 同理其 回收率为 (6一 O 4 0 6) 6=8 3 3 3 ，考 虑到工作面丢浮煤 回收率可能在8 0 左右。 l 四、放顶煤在l 5 号煤层 应用的效益初析 支 n 前所述放顶煤综合机械化 对厚煤 层一次采全高的方法，与传统钧 分层开采方法相 比 以它的生产准备简单 ，生产集中化，高产、高效、低耗、安全等显著优点，很快被人们所 重视我局经 过考察、论证认为在 l 5 号煤应用也是可行 的。使用后效果如何，是
13、大家所关 心的 下面就此 作个 初步分析 以供参考 。 为 了便 于分析对 比， 下面将放顶煤综采 与分两 层综采加 以对比： 1、可以彻底取消岩石顺槽， 以二、 四矿为例 回采岩石巷掘进率为1 5 米万吨，如 用 梯形 棚造价定额为4 0 0 元 M如用拱型棚造价定额7 0 0 元 M，1 5 4 0 0 =6 0 0 0 元，按 采一 放一算，每吨煤可降低成本0 6 元 。 2、煤 巷掘进量 可减少5 0 按工作面长度1 5 0 ，走同长度5 0 0 米，储 董为了 O 6 5万 吨，两层开采需煤巷2 3 0 0 M，一次采全高需煤 巷1 l 5 0 米，每米造价定额 2 0 6 4 1
14、元 M (梯 形 棚 )2 0 6 4 1 1 l 5 0 -2 3 7 3 7 万元，按 7 5 的回收率 算， 采 出 量 为 ：7 0 6 5 x 0 7 5 5 2 9 8 7 5 万吨，每吨可节省2 3 7 3 7 5 2 9 8 7 5 万吨一0 4 4 8 元 吨 3、省去金属刁费用 ；分两层开采铺双 网，一次采全高不铺网 ， 不算人工 ， 仅金属网的 费用可 节省 ， 5 0 0 M x1 5 0M 24 7 5 元 M =7 1 2 5 万元 ， 每吨煤可节省7 1 2 5 5 2 9 8 7 = = ： 1 3 4 5 元吨 。 4、 比分二层开采少搬一次家，按我局综采搬家
15、平均费用计算可节省3 0 万元 每吨煤可节省3 o 5 2 9 8 7 5 0 5 6 6 元 吨。 、 阳煤科技 -a) k ) k 第一期 6、工作面全层采完比分二层开采可减少五个月时间， (二层开采月推进5 O M需2 0 个 月，一次采全高月推进3 3 M需1 5 个月 ) 五个月设备租赁费 ( 每天约9 O 0 o 元 ) 节省1 3 5 万元，每吨煤可节省l 3 5 5 2 9 8 7 5 ： i0 2 5 5 元吨。 6、 比二层开采 电费节省近一半，由于采煤机 只割 一 F层，上层 落摸 不用 动 力， 四 矿 1 5 # 煤综采 电耗 为4 1 吨，3 5 K V 系统供 电流动 电费加 固定 电 费 每 度 约65分 度， 4 I X 6 5 2 6 6 5 分，每 吨煤可省电费0 Z 6 6 5 元 。 以上 6项合 计可降低 吨煤成本 0 6 + 0 4 4 8 + 1 3 4 5 + 0 5 6 6 +0 2 5 5 +0 2 6 6
