急倾斜煤层巷道放顶煤采煤法研究.pdf

第25卷第3期中国矿业大学学报Vnl，25No．3
1996年9月JournalofChinaUniversityofMining＆TechnologyseP．1996

{一
急倾斜煤层巷道放顶煤采煤法研究

查堕丝一弋gt?
(湘潭矿业学院湘潭411291)

摘要在梅田矿务局六矿成功地试验7巷道放顶煤采煤法，探讨7顶煤的可放性、
放煤巷道的稳定性、全风压通风和提高回收率等关键问题，拓宽j放顶煤采煤击在
急倾斜中厚～厚煤层中的应用．
关键词急倾斜墨丝星，基j豆煤，建坚整堂
中图分类号TD823．2蝽

在厚煤层中进行放顶煤开采是当前煤炭工业科技进步的一个重要方面．国外2O世纪
6O年代就出现r壁式放顶煤工艺]，纵观国内外放顶煤技术，其适用范围仅限于特厚煤
层，而且是在底部长壁工作面进行．针对急倾斜中厚～厚煤层，作者与梅团矿务局合作研究
巷道放顶煤I：艺，工q性试验取得了成功，经济和社会效益显著．

1试验区生产技术条件

试验区选在=0m水平北七采区，走向长140ril，倾斜长27m，沿倾斜分两个区段，上部
是采空区，走向相邻两区段均未采动．开采l2号煤层，厚度2～8m(平均3．95m)，倾角平
均85。，f一0．29～2．1，煤层顶、底板为层状粉砂岩或细砂岩．经过区域性预测，该区无突出
危险，属突出威胁K．

2巷道放顶煤采煤法实质与特点

2．1方法实质与特征
在急倾斜中厚～厚煤层中，按一定标高划分区段，在区段底部沿走向布置一条放煤巷道
取代壁式放顶煤工艺中的底部走向长壁工作面．在巷道内侧帮全长均布置放煤小眼，利用
矿压作用或辅以人工松动的方法，使巷道上方顶煤破碎，堆于采场，临时支承顶、底板．打开
放煤小眼闸门，破碎煤体及其上覆顶板垮落矸石借重力下移，并沿走向全长通过放煤口将其
松散煤体均匀放出．放煤巷道两端分别与进、回风巷相连，以沿空护巷的方式服务本区段．
各区段自上而下进行回采，其主要特征如附表所示．
附表巷道放顶煤采煤方法特征

收稿日期1995—12一O2

116中国矿业大学学报第25卷

一

十61o,破锞巷逼

囤l巷遭放顶煤采煤法采区巷遭布置
．===岩巷一煤巷—泛风一煤流
2)回采分为初采、正常回采、终采三个阶段．初采阶段是要使整个区段高度范围内的
煤体破裂为松散介质，堆积于采场，并临时支承顶、底板．其破煤方法，视煤体软硬而定，利
用矿压或辅以人工松动．沿放煤巷遭全长放出少量顶煤，同时通过初采阶段放出煤量的调
整，以满足放煤高度的需要．它不像壁式放顶煤工艺那样受放采比制约，其放煤高度较大，

一般l5～25m．正常回采阶段，采取台理的放煤方式，使煤矸接触面上老塘矸石保持在外
层较大的等速体上，松散煤体保持在内层较小的等速体内，改善松散煤体移动的空间条件．
终采阶段，回撤运输机和支架，并回收支架上的余煤．
2．3工作面生产能力
工作面生产能力取决于运输设备能力、放煤口能力和放煤方式(同时放煤口个数)．
1)单口放煤能力(t／s)
Q1一7／kp，
式中，^为闸门完善系数，0．7～0．8；s为放煤VI断面积，一般0．6x05，m。；为放煤VI处煤
流收缩系数，0．6～0．7；7为煤的松散容重，0．7～1．0t／m。；为煤流速度，0．2～0．4m／s；
为考虑堵、停等因素的放煤效率，0．75～0．80；k为煤的松散系数，1．15～1．30．
2)多口放煤能力(t／b_)
Q=3600NKQl，
式中，Ⅳ为同时放煤口个数；K为放煤口利用系数，取决于放煤口个数：N=1，K=1；N=
2，K=0．7；N一3，K=0．6；N一4，K=0．48．

3顶煤裂碎冒落及放出对策

3．1影响顶煤裂碎■落的因素及评价
顶煤裂碎冒落性能影响着巷道放顶煤法的使用及其效果．影响顶煤裂碎冒落的因素有

第3期李成端：急倾斜煤屠巷道放顶煤采媒法研究lit

煤层强度、厚度、倾角、结构(夹矸)、顶底板和安全条件．根据上述因素，确定其评价指标及
其评价函数．将评价集分为5类：

一{，V，V。，V，}=好，较好，·般，较差，差}．
待评煤层第类评价指标的灰色数

b一，

式中，为煤层块段属于第类指标的灰色统计数c为煤层块段灰色统计数．
第类评价结果为

：(6¨，b，b，6柚．5，b6)．
煤层块段的权植
B—AB1=(，b2，b3，61，6)，
式中，A为评价指标权值向量；B为由B组成的矩阵
令b=b一[D．RX{b，b，b。，b，b}，则被评价的煤层块段的顶煤可放性属于第J类-
将试验区煤层原始条件代入模型，得顶煤权值为
B=(0．365，0．331，0．237，0．067，0)，

b一bL=0．365．
显然，计算结果为第1类，即可放性好，具备了放顶煤的必要条件．
3．2顶煤裂碎冒落原理及放出对策