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1、第一节第一节 基本特点及类型基本特点及类型第二节第二节 放顶煤开采支护设备放顶煤开采支护设备第三节第三节 矿压显现特点及顶煤破碎机理矿压显现特点及顶煤破碎机理第四节第四节 放顶煤工艺特点放顶煤工艺特点第五节第五节 采煤系统分析采煤系统分析第六节第六节 适用条件及评价适用条件及评价第七章第七章 放顶煤采煤法放顶煤采煤法1煤矿开采学放顶煤采煤法第一节第一节 基本特点及类型基本特点及类型概念：概念：在缓斜厚煤层的底部（或煤层上部某一范围在缓斜厚煤层的底部（或煤层上部某一范围的底部）布置长壁的底部）布置长壁 工作面用常规方法进行采煤，随工作面用常规方法进行采煤，随该工作面推进，利用矿山压力或人工破碎方
2、法，将该工作面推进，利用矿山压力或人工破碎方法，将顶煤破碎，而后将顶煤放出，由采面运出。顶煤破碎，而后将顶煤放出，由采面运出。基本特点：基本特点：采底层，上部冒落放出，高位、中位、采底层，上部冒落放出，高位、中位、低位，过程，不充分碎裂体，较充分，冒落放出低位，过程，不充分碎裂体，较充分，冒落放出煤矿开采学放顶煤采煤法基本类型基本类型1、一次采全厚放顶煤开采、一次采全厚放顶煤开采2、预采顶分层网下放顶煤开采、预采顶分层网下放顶煤开采3、倾斜分层放顶煤开采、倾斜分层放顶煤开采煤矿开采学放顶煤采煤法第二节第二节 放顶煤开采支护设备放顶煤开采支护设备一一、单单输输送送机机高高位位放放顶顶煤煤支支架架
3、煤煤尘尘大大、采采放放不不能能平平行行作作业业、回回收收率率低低煤矿开采学放顶煤采煤法二、双输送机中位放顶煤支架二、双输送机中位放顶煤支架煤矿开采学放顶煤采煤法三、双输送机低位放顶煤支架三、双输送机低位放顶煤支架后输送机铺在底板上，煤尘小，有发展前景后输送机铺在底板上，煤尘小，有发展前景煤矿开采学放顶煤采煤法第三节第三节 矿压显现特点及顶煤破碎机理矿压显现特点及顶煤破碎机理一、综采放顶煤矿压显现规律一、综采放顶煤矿压显现规律 综放面矿压显现也有周期性综放面矿压显现也有周期性支架载荷没有随采厚加大而大副度增加支架载荷没有随采厚加大而大副度增加综放工作面开采引起的支承压力对两巷的影综放工作面开采引
4、起的支承压力对两巷的影响距离增加，影响程度降低。响距离增加，影响程度降低。煤矿开采学放顶煤采煤法二、顶煤破碎机理二、顶煤破碎机理（一）顶煤破碎和影响因素（一）顶煤破碎和影响因素 实体煤实体煤 破碎煤块破碎煤块 放煤口放煤口支承压力支承压力 +顶板回转顶板回转 +支架作用支架作用（二）顶煤破坏过程（二）顶煤破坏过程破坏发展区：破坏发展区：受顶板回转作用，煤壁前方附近顶煤发生破坏，受顶板回转作用，煤壁前方附近顶煤发生破坏，裂隙扩展，位移增大。裂隙扩展，位移增大。裂隙发育区：裂隙发育区：支架反复支撑，控顶区内的顶煤形成发育的裂支架反复支撑，控顶区内的顶煤形成发育的裂隙。支架反复支撑，形成交变应力，破
5、碎效果提高。梁隙。支架反复支撑，形成交变应力，破碎效果提高。梁长顶煤破碎加剧，顶上易冒空。支架反复支长顶煤破碎加剧，顶上易冒空。支架反复支 撑的次数撑的次数n与顶梁长度与顶梁长度L及截深及截深B有关。有关。垮落破碎区：垮落破碎区：顶煤完全破坏，失支连续性，在支架后方垮落顶煤完全破坏，失支连续性，在支架后方垮落放出。放出。煤矿开采学放顶煤采煤法三、顶煤破坏过程三、顶煤破坏过程煤矿开采学放顶煤采煤法第四节第四节 放顶煤工艺特点放顶煤工艺特点一、顶煤放出规律一、顶煤放出规律椭球体放矿理论认为：椭球体放矿理论认为：矿石在采场破碎后，矿石在采场破碎后，是按近似椭球体形状是按近似椭球体形状向下自然流动下来
6、的，向下自然流动下来的，即原来所占的空间形即原来所占的空间形状为一个旋转椭球体，状为一个旋转椭球体，放煤椭球体表面上的放煤椭球体表面上的颗粒将大体同时到达颗粒将大体同时到达放煤口。放煤口。煤矿开采学放顶煤采煤法二、放顶煤工艺二、放顶煤工艺（一）（一） 初末采放煤工艺初末采放煤工艺1、初期：初期：初采推进初采推进10 20m不放煤（煤损多）不放煤（煤损多） 现在：现在：多数工作面从开切眼处放煤多数工作面从开切眼处放煤 措施：措施：让顶煤和顶板垮落让顶煤和顶板垮落2、末期：末期：距停采线距停采线20m铺网、停止放煤；或铺网、停止放煤；或 工作面沿底板爬至顶板（煤损多）工作面沿底板爬至顶板（煤损多）
7、 现在：现在：距停采线距停采线10m铺网、停止放煤；铺网、停止放煤； 措施：措施：选择合理的停采线位置，以利于撤选择合理的停采线位置，以利于撤 面防止后方矸石窜入面防止后方矸石窜入 煤矿开采学放顶煤采煤法（二）放煤步距（二）放煤步距1、放煤步距、放煤步距（循环放煤步距）（循环放煤步距）： 在工作面推进方向上，前后两次放顶煤在工作面推进方向上，前后两次放顶煤之间工作面推进的距离。之间工作面推进的距离。 确定放煤步距原则：顶煤充分破碎，提确定放煤步距原则：顶煤充分破碎，提高采出率，减少煤矸混杂。高采出率，减少煤矸混杂。 煤矿开采学放顶煤采煤法2、放煤步距影响因素放煤步距影响因素因素因素：顶煤厚度；
8、顶煤可放性；顶煤冒落时的：顶煤厚度；顶煤可放性；顶煤冒落时的 垮落角；直接顶厚度。垮落角；直接顶厚度。生产实践中生产实践中截一刀放顶煤一次，（顶煤厚度较小）截一刀放顶煤一次，（顶煤厚度较小）截两刀放顶煤一次，（顶煤厚度较大）截两刀放顶煤一次，（顶煤厚度较大）截三刀放顶煤一次，（顶煤厚度较大）截三刀放顶煤一次，（顶煤厚度较大）煤矿开采学放顶煤采煤法图图712不同放煤步距下的煤矸运动状态不同放煤步距下的煤矸运动状态煤矿开采学放顶煤采煤法放煤步距大：放煤步距大：顶煤放不出，煤损大；放煤步距顶煤放不出，煤损大；放煤步距 小，煤矸混杂，煤质差。小，煤矸混杂，煤质差。放煤步距太大：放煤步距太大：顶板方向的
9、矸石先于采空区后顶板方向的矸石先于采空区后 方的煤达到方的煤达到 放煤口，关口，放煤口，关口， 顶煤放不出。顶煤放不出。放煤步距太小：放煤步距太小：采空区方向的矸石先于上部顶采空区方向的矸石先于上部顶 煤到达放煤口，顶煤损失部分。煤到达放煤口，顶煤损失部分。煤矿开采学放顶煤采煤法（三）放煤方式（三）放煤方式放煤方式：放顶煤工作面放煤顺序、次数和放煤方式：放顶煤工作面放煤顺序、次数和 放煤量的配合方式放煤量的配合方式1、多轮、分段、顺序、等量放煤、多轮、分段、顺序、等量放煤 采面分采面分2 3段；段内同时开启两个相邻放煤口；段；段内同时开启两个相邻放煤口；每次放每次放1/2 1/3的顶煤；按顺序
10、循环放煤，的顶煤；按顺序循环放煤，直至该段全部放完；再进行下一段放顶煤。直至该段全部放完；再进行下一段放顶煤。 优点：优点：可使冒落煤岩分界面均匀下降，采出率高，含矸可使冒落煤岩分界面均匀下降，采出率高，含矸率低；充分利用放煤口面积，放煤快。率低；充分利用放煤口面积，放煤快。 缺点：缺点：要求操作水平高。要求操作水平高。 适用：适用：顶煤顶煤3m以上以上煤矿开采学放顶煤采煤法2、多轮、间隔、顺序、等量放煤、多轮、间隔、顺序、等量放煤 放煤口放煤顺序先放放煤口放煤顺序先放1#、3#、 5#、 7#、 、 、 、 每次放每次放1/2 1/3的顶煤；的顶煤；后放后放2#、4#、6#、8#、每次放每次
11、放1/2 1/3的顶煤；反复两三轮优的顶煤；反复两三轮优点：可使冒落煤岩分界面均匀下降，采点：可使冒落煤岩分界面均匀下降，采出率高，含矸率低；出率高，含矸率低； 丢煤少丢煤少（三）放煤方式（三）放煤方式煤矿开采学放顶煤采煤法（三）放煤方式（三）放煤方式 3、单轮、间隔、多口放煤、单轮、间隔、多口放煤 先放先放 1#、3#、5#、放顶煤，见矸关放顶煤，见矸关口，留较大脊背煤；滞后一定距离放口，留较大脊背煤；滞后一定距离放 2#、4#、6#、放出留下脊背煤中的放出留下脊背煤中的一个椭球体。优点：操作简单，容易掌一个椭球体。优点：操作简单，容易掌握；放顶效果好，握；放顶效果好， 丢煤少，少出矸丢煤少
12、，少出矸 适用：广泛采用。适用：广泛采用。（四）端头放煤工艺尚未解决（四）端头放煤工艺尚未解决煤矿开采学放顶煤采煤法第五节第五节 采煤系统分析采煤系统分析一一、回回采采巷巷道道布布置置：简简单单 在在底底层层 经经济济效效益益显显著著煤矿开采学放顶煤采煤法二、工作面长度及推进长度二、工作面长度及推进长度面长面长:1.不小于不小于80米米,碎裂要求碎裂要求2.一个小班内应把整个面长的顶煤全放完一个小班内应把整个面长的顶煤全放完 L=n(T/t)B往往运输机的能力不足往往运输机的能力不足.一般一般100120米米 条件好的大于条件好的大于150米。米。推进长度：推进长度：可推进度可推进度80010
13、00米。米。煤矿开采学放顶煤采煤法三、煤炭采出率三、煤炭采出率1初采损失初采损失采空区充填物高度大于支架高度的采空区充填物高度大于支架高度的80，顶板冒落无，顶板冒落无冲击危害过冲击危害过1/2跨落步距后，少放一部分。跨落步距后，少放一部分。2.终采损失终采损失顶煤硬顶煤硬距停采线距停采线10-15米，不放顶煤，以利撤架。米，不放顶煤，以利撤架。顶煤软顶煤软工作面按工作面按810度坡爬到顶板。度坡爬到顶板。5.护巷煤柱损失护巷煤柱损失 4.采、放损失采、放损失5 15 10-123.端头损失。两端各端头损失。两端各2-3架不改架不改煤矿开采学放顶煤采煤法第六章第六章 适用条件及评价适用条件及评
14、价一、评价一、评价优点：优点：单产高，效率高成本低，巷道少，搬家单产高，效率高成本低，巷道少，搬家 少，经济效益显著少，经济效益显著缺点缺点：煤损多，易发火，煤尘大，瓦斯易积：煤损多，易发火，煤尘大，瓦斯易积 聚。聚。 煤矿开采学放顶煤采煤法二、适用条件二、适用条件1.煤层厚度：煤层厚度：M=5 12m为佳，过小易超前为佳，过小易超前冒顶，过大破坏不充分冒顶，过大破坏不充分;2.煤层的可放性：煤层的可放性：煤质松软，层理节理发育。煤质松软，层理节理发育。煤质中硬，煤质中硬，f 2最好。个别最好。个别f=3.1 3.9，层理，层理节理发育亦可节理发育亦可;3.煤层倾角：煤层倾角： 不宜太大，缓倾
15、斜煤层中一般不宜太大，缓倾斜煤层中一般 15o，太大，太大影响支架的稳定性，影响支架的稳定性，25o 30o煤层中也试验煤层中也试验成功成功;煤矿开采学放顶煤采煤法二、适用条件二、适用条件4.煤层结构：煤层结构：过厚过硬的夹矸影响顶煤放落，单层过厚过硬的夹矸影响顶煤放落，单层夹矸厚大于夹矸厚大于0.5m或或f大于大于 3要采取措施顶煤中的夹要采取措施顶煤中的夹矸总厚度不宜大于顶煤厚度的矸总厚度不宜大于顶煤厚度的10 15%;5.顶板条件：顶板条件：顶板岩性最理想的条件是基本顶顶板岩性最理想的条件是基本顶I、 II级，直接顶有一定厚度，采空区不悬顶，冒落后松级，直接顶有一定厚度，采空区不悬顶，冒落后松散体基本充满采空区散体基本充满采空区;6.地质构造：地质构造：煤层厚度变化大，地质构造复煤层厚度变化大，地质构造复杂，断层切割块段，阶段煤柱等无法应用分层杂，断层切割块段，阶段煤柱等无法应用分层长壁采煤法时，可放顶煤。长壁采煤法时，可放顶煤。煤矿开采学放顶煤采煤法
