放顶煤技术.doc

三、放顶煤技术
放顶煤开采方法是一种高产、高效、新型的开采厚煤层的采煤方法，即在煤层的下部布置一个中厚采高的工作面，随着工作面的推进，在前方支承压力作用下，使工作面上部的煤体压裂破碎，并在支架尾部切顶线附近冒落运出的采煤方法。它与其他采煤方法的不同在于，除有一个包括破、装、运、支、控全部工序的普通长壁采煤工作面外，同时在支架的后部还有一个破、放、运的回收顶煤采场，即前后两个采出煤炭的工作场所组成了一个完整的放顶煤工作面。
放顶煤开采的历史演变放顶煤开的思路源于厚煤层开采的初期，即高落式采煤。早在19世纪，手工挖煤是先在煤层下部用手镐破煤，然后用锤楔崩落上部的煤炭。20世纪初欧洲就使用了房式和仓式放顶煤开采，并作为复杂地区条件下的一种特殊采煤方法。我国对厚煤层开采也一直沿用所谓“高落式”采煤。由于这些方法安全性差，以后改为分期开采法，即先采出一部分，随即充填，待过若干时间，密合压实，再行开采。
放顶煤开采的历史演变放顶煤开的思路源于厚煤层开采的初期，即高落式采煤。早在19世纪，手工挖煤是先在煤层下部用手镐破煤，然后用锤楔崩落上部的煤炭。20世纪初欧洲就使用了房式和仓式放顶煤开采，并作为复杂地区条件下的一种特殊采煤方法。我国对厚煤层开采也一直沿用所谓“高落式”采煤。由于这些方法安全性差，以后改为分期开采法，即先采出一部分，随即充填，待过若干时间，密合压实，再行开采。
20世纪60年代欧洲液压支架迅速发展，综合机械化采煤逐渐占据主导地位。1957年前苏联首次使用KTY掩护液压支架开采倾角5°～18°、厚9～12m的特厚煤层，工作面先采顶分层铺底网，然后采底分层向中层煤打眼放炮，通过KTY支架上的天窗将煤炭放入工作面输送机。1964年，在法国将节式自移液压支架改装成放顶煤支架（图0－1）后，布朗齐矿的达尔西D矿实验成功一次采全厚的综合机械化放顶煤开采，简称“综放”开采，由于装备了前后两部输送机，采煤工作面的条件得到显著改善，安全有了保证，实现了采放平行作业。到了70年代初，综放开采沿着两条思路继续发展：一条是前苏联、前南斯拉夫、波兰、匈牙利等东欧国家在KTY支架基础上逐渐改进，把放煤口位置由顶梁前部改在顶梁后部，并使用液压支柱控制开闭，其特点是工作面用一部输送机，尾梁封闭，如匈牙利的VHP系列综放支架，如图0－2所示；另一条思路是法国、德国、英国、西班牙等国家，在节式香蕉型支架基础上不断发展，工作面前后两部输送机，放煤口用千斤顶带动开闭，如英国道梯公司的400t掩护式综放支架等，如图0－3所示。
我国1984年在沈阳矿务局蒲河矿首次进行了综放试验，由于这种采煤方法具备掘进率低、成本低、高产高效、机械化程度高等独特优点，很快在急倾斜煤层得到了推广应用，90年代又在缓倾斜煤层中广泛应用，90年代又在缓倾斜煤层中广泛应用，目前已成为厚煤层开采的主要方法，且居于世界领先地位。
表0－1为国外综放发展的几种主要架型，到80年代初国外的综放开采已经发展到一定规模，取得了较好的技术经济指标，见表0－2。
我国综放开采的发展我国1982年开始研究引进综放技术，1984年运用国产FY400－14/28型综放支架在蒲河矿首次进行了综放开采工业试验，虽然试验并不理想，但取得的经验教训很快在急倾斜煤层中获得成功并推广应用，表0－3为我国80年代中期的急倾斜综放工作面技术经济指标。1987年，平顶山一矿引进匈牙利的VHP综放支架及全套综放设备在缓倾斜软煤中试验成功，但最高月产仅4万t。1988年12月，阳泉一矿运用掩护式中位开天窗综放支架在中硬煤中试验效果良好。1989年9月潞安矿务局王庄矿运用国产高位开天窗综放支架实施顶煤动压复注水措施，在中硬煤中取得了平均日产3067t、最高月产82800t、工作面采出率87.82%、回采工效40.12t/工的好成绩，首次显示了综放开采的高产高效，从而揭开1990年4月，阳泉矿务局4个矿均采用ZFS4400－16/26型中位开天窗综放支架，于1990年7月取得了月产14万t的最好成绩，大面积地获得了综放开采的良好技术经济效益，见表0－4，把缓倾斜综放开采推向一个新高潮。紧接着1992年，潞安矿局漳村矿使综放开采的单产突破了200万t，1993年王庄矿又将高产纪录提高到月产31万t，年产253万t，工效110/工的世界水平。到1994年我国已有28个矿务局62个综放工作面，其中有8个单产超100万t，6个单产超200万t的综放队。1995年兖州矿务局兴隆庄矿又将综放单产水平提高到315.67万t，1997年兖州矿务局东滩矿的综放单产达到410.18万t、工效203.9t/工的世界水平，1998年该矿综放队再创年产501.06万t，工效235.4t/工的最高纪录，使我国综放开采技术指标达