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放顶煤开采理论第一章绪论一、放顶煤定义及其优越性二、放顶煤开采技术发展与现状三、综放开采基本原理四、坚硬顶煤垮冒破碎的一般特征放顶煤定义及其优越性它与传统的分层开采相比具有显著的优越性:①不受煤层厚度变化的限制可实现一次采全厚大大提高了煤层开采强度。②可以充分利用中厚煤层长壁开采高效采煤机和刮板输送机在不增加支架高度的条件下一次采出4.5m以上煤层不仅设备初次投资少而且省下大批假顶材料费和人工费。③利用矿压落煤是一种低能耗的采煤方法与分层开采相比可以节省电力和增加煤炭块率。④巷道布置简单掘进工程量与维护工程量小可以节省大量掘进和运输工作缓解采掘接替紧张的矛盾减少工作面的搬家次数为提高矿井全员效率创造了条件。⑤工作面有两个出煤点同时出煤可提高单产和工效。综放开采有其适用条件也就是：“顶煤冒放性”是我们研究问题的核心；提高“顶煤回收率”是我们研究问题的关键。放顶煤开采技术发展与现状综放开采回收率现状综放开采技术发展现状我国综放开采矿压显现特点放顶煤开采技术发展与现状综放开采目前存在的主要问题之一就是工作面回收率偏低影响综放工作面回收率的外在因素很多大体上可以分为两类:第一类开采设计参数的影响。其中主要包括工作面长度、工作面推进长度等。第二类赋存要素以及煤层力学特性对工作面回收率的影响。赋存要素包括煤层厚度、开采深度、煤层裂隙发育程度等；煤层力学特点包括煤层的抗压强度、抗拉强度、韧性等。对于难冒煤层而言主要是指赋存要素以及煤层力学特性对冒放性的影响而对煤层冒放性影响最重要的因素是煤层的硬度、煤层的赋存深度和韧性等。综合以上分析可知综放开采回收率低的主要原因是顶煤冒放性不好所以要提高回收率主要是改善顶煤的冒放性。对于易冒煤层只要采取合理的放煤工艺就可以提高顶煤的回收率；对于难冒煤层首先应提高顶煤冒放性然后再采取合理的放煤工艺减少煤炭损失。综放开采开采技术发展现状从20世纪70年代开始综放开采支架沿两个方面发展一条是前苏联、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使用液压支柱控制放煤口开关工作面采煤机采煤和放煤共用一部输送机支架尾梁封闭属支撑掩护式支架如匈牙利的VHP系列支架；另一条思路是法国、原西德、英国、等原西欧国家在法国香蕉型支架基础上不断发展工作面布置前、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4O0t掩护式综放支架等。我国难冒煤层综放开采矿压显现特点综放工作面一次开采厚度大、支架直接支护的对象为相对较为松软的顶煤因此与中厚煤层或厚煤层分层开采相比工作面矿压显现有明显的不同。根据文献大量研究结果一般条件下的综放工作面矿压显现具有下述典型特点:(l)综放工作面支架载荷普遍较小。同一煤层综放开采与分采开采顶分层相比工作面的支架载荷减少5%～68%来压强度减少15%～20%。(2)综放工作面支架所受动载荷普遍不强烈动载系数较分层开采的顶分层工作面低周期来压对支架的影响明显缓和表明基本顶的活动对支架作用明显减弱。(3)四柱式综放支架前柱的平均工作阻力在大多数情况下大于后柱的平均工作阻力。(4)综放开采老顶平衡结构将向高位转移。综放开采由于一次开采厚度大顶板活动空间大上位岩层在工作面前方煤体、支架与采空区碎胀矸石支撑作用下形成平衡结构。对于顶煤经过弱化后难冒煤层综放工作面矿压显现有下述特点：(l)工作面存在明显的周期来压现象特别是其中部分周期来压显现明显剧烈来压持续时间较长。(2)支架载荷较大且波动较大特别是支架后柱载荷变化幅度大支架平均载荷与分层开采相比差别不大但来压时的最大平均工作阻力明显大于分层开采时。(3)周期来压对顶煤采出率影响明显来压之前顶煤的采出率下降来压期间顶煤的采出率较高而一般综放工作面顶煤采出率受周期来压影响相对较小。(4)顶煤弱化对支架载荷有一定的影响弱化程度差时支架载荷变大弱化程度好时支架载荷波动变小。原因：在难冒煤层综放面由于顶煤整体强度高而且工作面前方支承压力的影响范围也相对较小顶煤经过支承压力高峰的破坏后在到达工作面支架上方时破坏程度较低、破碎块度大是以较大的块体堆砌在支架上方。这种坚硬大块煤堆砌体中块体间的咬合力和摩擦力大、堆砌体的整体稳定性好、整体刚度大具有较强的承载能力和传递上覆岩层破断运动压力的能力因此支架的工作阻力总体相对较大。综放开采基本原理综放开采是在厚煤层的下部布置工作面利用地压破煤与自重落煤有些冒放性差的顶煤体采取人为措施改善顶煤体的冒放性这样将顶煤体放出的一种开采方法顶煤体的破坏与破碎靠支承压力和支架—围岩相互作用。顶煤破坏过程一般可分为4个阶段：①顶煤强化阶段支承压力峰值点之前的应力上升过程。随着三向应力的增加使顶煤发生损伤而部分原有缺陷发展成新的微细裂隙但各种裂隙均处于闭合状态；②裂隙扩展阶段支承压力峰值点之后至工