综采放顶煤开采技术考察报告
发稿时间：2006-3-15 17:34:45 阅读人次：
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20xx年8月29日至9月12日，集团公司生产技术部组织古山矿、风水沟矿、红庙矿和六家矿有关技术人员在公司副总经 理、总工程师王儒军的带领下，到沈阳、铁法及峰峰等地对综采放顶煤开采技术进行了考察。考察的主要方向是：1、轻型综放支架的应用情况；2、大倾角煤 层的综放开采；3、顶板含流砂情况的综放开采；4、较薄煤层
综采技术。考察的基本想法是借鉴外地综放开采的成型经验，根据我公司各生产矿井的煤层赋存状况，选择适宜我公司现状的采煤工艺，以实现集团公司回采工艺方面的转型换代，为集团公司达到2000万吨生产能力并具备5000万吨的生产规模打下良好的基础，同时也为集约增产、内涵增效和打造本质安全型矿井创造必要的条件。 考察期间，我们分别与煤炭科学研究总院北京开采所、煤科总院抚顺分院沈阳机械所的有关专家进行了咨询和座谈，在铁法大隆矿、大明矿和峰峰大树村矿进行了井下实地参观。 通过学习，得到了这样一个共识，就是集团公司回采工艺的改革，“三机”配套设备的转型换代势在必然。根据集团公司各生产矿井的煤层赋存现状，要想提高生产能力，提高煤炭回收率，降低掘进率，提高安全可靠程度，在回采工艺改革方面必须向大功率、高可靠性、一次采全高方向发展，而综采放顶煤开采是非常适宜的采煤方法，同时较薄煤层综采技术发展也比较迅速，这些应该为我公司下步回采工艺转型所借鉴 一、综合机械化放顶煤开采技术 (一)综采放顶煤采煤法的适用条件 1、煤层赋存状态与构造 当煤层埋藏不稳定，厚度变化很大时，采用一次采全厚放顶煤采煤法是最理想的方法，因为这时采用分层开采法会因最后剩余的煤有厚有薄甚至不可采而丢失大量煤炭。
当煤层地质构造复杂，为大量的断层切割时，进行分层开采也很困难，尤其是当煤层的顶板被断层切割、底板尚未破坏的情况下采用下行分层开采，第一层因顶板被切割而无法开采，这时如采用一次采全厚放顶煤采煤法沿底板开采就可以解决分层开采的困难。 2、煤层厚度
煤层的厚度是选用放顶煤采煤法的最基本的条件。放顶煤采煤法煤层厚度的下限为5m，个别情况下可以到4m，低于5m时完全可以用普通综采开采。当煤层厚度超过20m以上，应采用分层放顶煤采煤法，分层厚度一般为10—12m。
3、煤层倾角
对于一次采全厚综采放顶煤采煤法，煤层倾角以25°以下为宜。
4、直接顶的岩性与厚度
综放开采最适宜的顶板岩性是泥岩和砂质泥岩，因为这种顶板能随采随冒，从而使冒落的顶煤与垮落的直接顶能在放煤过程中形成统一的松动冒落体。
5、煤层物理机械性质与结构
对放顶煤来说，煤的硬度影响不大，因为再硬的煤在剧烈的矿山压力作用下也是完全可以冒落的，只是冒落的块度随煤的硬度不同而有所差异。煤层的节理越发育，对放顶煤越有利。煤层的结构对放顶煤影响很大，如坚硬的夹石会增强顶煤的整体性，因而不易垮落。
6、煤层底板岩性
煤层底板的岩性一般对放顶煤采煤法影响不大，但松软的底板会对支架行走带来困难，特别是遇水膨胀的厚层泥岩底板，放顶煤支架容易下陷，造成移架困难。
7、瓦斯、自然发火等对放顶煤采煤法的影响
瓦斯对放顶煤没有根本的影响，只要加强通风或采取抽放等治理手段，保证回风巷瓦斯含量在规定范围内即可。 对于有自然发火的煤层，只要采取严密而有效的防灭火措施，即不会给放顶煤造成威胁。
(二)放顶煤液压支架的选型
1、放顶煤支架选型的原则
放顶煤支架的选型应当遵循技术先进、经济合理、安全可靠三条基本原则。
所谓技术先进，就是所选用的放顶煤液压支架能够适应所要开采煤层的自然赋存条件；能保证足够的支护强度；能满足放顶煤工艺的要求，实现放顶煤的机械化，提高回收率；能满足工作面高产高效需要，降低含矸率。
第二篇：三软煤层放顶煤综采设备考察报告20xx0120
三软煤层放顶煤综采设备考察报告
20xx年1月7日，机电处、宝雨山矿一行6人，到永煤永登公司丰阳煤矿、云盖山二矿，对三软煤层综采设备使用情况进行考察。通过现场察看、听取介绍，并结合了解永煤永锦公司嵩山煤矿三软煤层综采设备使用情况，汇总考察报告如下：
一、考察的目的和任务
为认真贯彻落实集团公司“两调整两提高、两创新两带动”战略举措，积极稳妥地推进小型矿井实施采煤机械化工艺，针对宝雨山矿、何庄矿“三软”煤层的特殊地质条件，机电处积极联系到类似煤层条件矿井进行学习调研，了解“三软”煤层综采工作面的装备水平、配套能力、工艺选择，选择适应两矿“三软”煤层的综采设备。
二、两矿采煤工作面概况
1、宝雨山矿：
首采工作面为12121工作面，位于矿井西翼，设计走向长度720米，切巷长120米，可采储量53.3万吨；煤层总厚为1.1～10m，平均4.55m，煤层倾角为10°～23°，平均16°结构较复杂。工作面老顶为粉、细粒砂岩，直接顶为泥岩、砂质泥岩、粉、细粒砂岩，伪顶为薄层状泥岩。直接底为泥岩及砂质泥岩，老底为中、细粒粉砂岩。预计20xx年6月份贯通，7月份开始安装。接替工作面为11129工作面，位于矿井东翼，走向长1350米，切眼长180米，可采储量132.3万吨，预计20xx年12月底贯通。
2、何庄矿：11030工作面倾斜长98m，走向63m，煤层总厚为
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1.6～10.2m，平均4.4m，煤层倾角为23°～28°。11030工作面煤层为三软煤层，顶板、底板都为泥岩。
三、学习考察情况 1、丰阳煤矿
丰阳煤矿11102工作面煤层赋存条件及开采技术条件与宝雨山矿、何庄矿近似，具体工作面概况如下：
11102工作面切眼平均倾向长度150m；走向长度817m；工作面平均煤厚4.2m；煤层平均倾角32°，设计可采储量为66.06万吨；煤层为三软煤层，顶板、底板都为泥岩。工作面上、下端头各安装3架端头架，工作面切眼长度150m，支架型号为：ZF3600/16/24（26）；工作面布置两部SGZ630/264型（前部和后部）刮板输送机、下顺槽铺设一部SZZ630/110型转载机、一部PLM500型破碎机、一部DSJ80/40可伸缩胶带输送机。
（1）设备配置：
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配套设备采用专项措施：
（2）采煤机：采用4组液压制动器。
（3）液压支架：采用ZF3600/16/24（26）型四柱单铰点低位放顶煤架型，顶梁配置专用防倒千斤顶，防倒千斤顶活塞杆工作时顶在下架底座柱窝内；配置拉后溜千斤顶、底调千斤顶、前后溜防滑千斤顶；顶梁与掩护梁、掩护梁与尾梁铰接处设置防漏装置；端头架尾梁支护空间、支护强度加大，防止压死后部溜子驱动部；操纵阀组设置有防护罩，但防护罩对操作手柄不能起到防护作用。
（4）刮板输送机与端头支架配合防止上串下滑。
（5）转载机、破碎机选型满足生产需要，不宜选大（三软煤层下顺槽维护困难，机身外形尺寸选择宜小不宜大），配置自移装置。
（6）顺槽皮带机机尾采用自移装置。
（7）防滚矸安全措施：1、沿工作面倾向在支架前立柱与电缆槽之间吊挂全断面防滚矸尼龙网，每架使用至少两个保险钩进行吊挂，工作面割煤、拉架期间严禁拆掉挡矸网；2、在前部运输机机道内按每10架安装一个挡矸皮子，挡矸皮子采用强力皮带制作，长度3.0m，宽度1.5m，挡矸皮子采用专用千斤顶进行升降操作；3、机道内的挡矸皮子只用在煤机接近时方可升起，采煤机通过后及时落下；4、转载机与前后运输机交接处，加高转载机挡板，使转载机挡板上沿与下顺槽顶梁之间的间距不大于500mm，防止滚落的矸石窜入下顺槽人
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行道。
（8）支架防倒措施：1、工作面紧挨１＃架下侧的机头大棚必须紧挨支架；2、工作面1#、2#、3#架为一组、最上端3架为一组、中间每5架为一组安装支架防倒防滑装置；支架后尾防滑采用S176.1101型液压千斤顶，前梁放倒采用S79.0201型液压千斤顶，链条均采用MT36-80型圆环链；3、工作面采高严格控制在2.0m左右，防止超高发生倒架；发生冒顶时要将顶板刹严刹实以便让支架接顶接底，初撑力达到要求；4、支架移架时应坚持带压擦顶移架，严禁顶梁降到相邻支架侧护板以下，以防发生倒架、咬架，并在移架时坚持调架；5、要正确使用防倒千斤顶，必须根据具体情况随时调整松紧度，使用前后仔细检查防倒千斤顶的状态，防止意外事故发生。
（9）防止运输机上窜下滑措施：1、保持正确伪倾斜，使输送机上下滑移量相互抵消；2、发现运输机上窜下滑时，及时采取多过机头、机尾等调斜措施；3、前、后部运输机每5架安设一组防滑装置，采用液压S176.1102型千斤顶和MT36-80型圆环链连接。前后相互错开，不能连接在同一支架上；4、拉架前，先松开千斤顶，拉架后，必须将防滑油缸及时拉紧受力；5、每天由检修工负责维护防滑油缸的完好情况，损坏的及时更换。
2、云盖山二矿
煤层厚度一般为0.2～6m，煤层倾角为12°，煤层为三软煤层，顶板、底板都为泥岩。采高2.2m，工作面长度180m，采用综采放顶煤工艺。
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1、液压支架（永煤机厂生产）： ZF3000/16/26四柱支撑掩护式放顶煤液压支架，支架宽1500mm，高度1600～2600mm，支架工作阻力为3000kN。
2、采煤机（上海天地）：选用MG160/375－WD型采煤机，滚筒直径1400mm。
3、前部刮板输送机（永煤机厂生产）：选用SGZ630/2×160整体铸焊、封底板刮板输送机。后部刮板输送机（永煤机厂生产）：选用SGZ630/2×110整体铸焊、封底板刮板输送机。
因煤层倾角倾角小于15°，工作面设备未采取专项防滑措施。工作面煤软易片帮，采用向煤墙注水、降低采高、用护帮板临时护帮等综合措施解决。该套设备使用中未出现大的问题。
3、嵩山煤矿
嵩山煤矿2201工作面所采煤层为二1煤层，煤层倾角9°～ 20°，平均15°。煤层厚度0.4～5.2米，平均4.2米，煤层普氏硬度系数f＝0.1～0.4，工作面走向长1850米，倾向长150米。 该工作面煤层距地面垂深为450米，工作面内无大断层，水文地质简单，煤层赋存较稳定。煤层顶板、底板为泥岩或砂质泥岩，厚度1～4米不均，直接顶板、底板为砂岩。2201工作面共安装综采支架120架（113架ZF2200-16/24型中间支架，7架ZFG2200-16/24型过渡支架）。
1、液压支架： ZF2200/16/24轻型单摆杆低位放顶煤支架（选用整体顶梁、低位放顶煤轻型液压支架，支架宽1250mm，高度1600～2400mm，支架工作阻力确定为2200kN）。
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2、采煤机：选用MG132/320－WD型采煤机，滚筒直径1400mm。
3、前、后部刮板输送机：选用SGZ630/2×160整体铸焊、封底板刮板输送机，送输能力450吨/小时。
四、了解的“三软”煤层综采设备存在的问题
1、丰阳煤矿ZF3600/16/24（26）型四柱单铰点低位放顶煤支架存在问题：
（1）由于煤层起伏原因，采煤高度会不断变化，同时由于可能出现的片帮、冒顶等原因，使支架顶梁不能保持水平，这样会使支架受力状态不佳。
（2）放顶煤支架顶梁后部不能完全放空，避免支架合力作用点太靠前导致后柱受拔甚至顶梁前端挑不平。
2、云盖山二矿ZF3000/16/26四柱支撑掩护式放顶煤液压支架存在问题：支架使用正常，但不适宜大倾角工作面。
3、嵩山煤矿ZF2200/16/24轻型单摆杆低位放顶煤支架存在问题：
（1）液压支架护帮板短、窄，不利于控制煤墙片帮；支架伸缩梁伸出后支架伸缩梁间距较大，如不及时背顶，易造成漏顶。
（2）液压支架后尾梁低，空间较小，后插板短。拉架时，老塘堵不严易造成矸石流出；端头过渡架后尾梁低，经常有支架尾梁压在后溜机头、机尾上，不利于后部运输机机头、机尾检修。
（3）推移千斤顶、防滑千斤顶遮盖不严（露出约三分之一），活塞杆部位易积煤矸等杂物，造成行程不够，损坏活塞杆表面镀层。
（4）工作面坡度大时、底板坡度不均匀时，液压支架侧护板容
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易咬架。
（5）液压支架后部插板放煤空间、过煤高度受限时，容易发生堵塞。
（6）液压支架摆杆底座伸入行人通道，液压管及阀件布置欠佳，人员在行人通道行走困难。
五、了解的“三软”煤层矿井回采管理经验教训
1、采煤工作面倾角大时，运输搬运物料困难。
2、三软煤层工作面煤壁容易片帮，考察矿井通过采取控制采高、煤层注水、打加固锚杆、增大护帮板、端头超前铺网等综合措施，有效消除了大面积漏顶、片帮现象。通过浅孔循环注水，解决了大面积片帮问题。
3、“三软”煤层下顺槽维护困难，转载机体积大、移动较困难，应配置转载机及皮带机机尾自移装置。
六、建议
1、根据两矿首采及接替采煤工作面最差地质条件，进行设备配套选型，设计设备防滑防护装置。
2、根据两矿矿井运输条件，合理选择设计设备的最大件外形尺寸及最大件重量。
3、加大液压支架护帮板尺寸，加固护帮板，加大护帮板支护动作力度，对煤墙片帮进行有效防护。
4、加大液压支架尾梁支护空间和支护力度，便于人员检修，防止老塘压力过大尾梁压死后部大槽。
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5、加大液压支架底座长度，增强支架稳定性。
6、优化液压支架摆杆底座位置及管路布置方式，增大操作及行人安全空间；对行人通道内管路、阀件等配件进行有效防护，便于人员站立及通行。
7、液压支架操纵阀组位置既要便于操作，又要兼顾工作面放炮处理夹矸时对操纵阀组的有效防护。
8、下顺槽维护困难，巷道断面小，不适合使用运输能力较大（体积较大）的转载机。
9、带式输送机选型时建议运输能力略大于工作面刮板输送机运输能力。
10、由于两矿均为首次在三软煤层采用放顶煤工艺，为保证管理人员和现场工人尽快掌握综采设备使用、管理、维护技能，矿井应组织有关人员到兄弟单位参观学习。综采设备到货后，在地面对主要设备进行组装调试，使工人对综采设备使用、维护进行进一步了解，进一步加强地面实操培训。
七、结论
三软煤层采用放顶煤综采工艺能够有效提高工作面人工工效、单产能力及降低吨煤成本，达到减人增效的良好效果。
根据宝雨山矿、何庄矿采煤工作面煤层赋存情况建议参照丰阳煤矿大倾角三软煤层放顶煤综采设备进行集中配套选型，应采用四连杆机构，考虑首采工作面和接替工作面地质条件，兼顾备件的通用互换。
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建议配套明细：
1、采煤机：MG150/375-WD 1台
2、液压支架：ZF3600/16/26 87架
3、过渡支架：ZFG3600/16/26 6架
4、刮板运输机：SGZ—630/264 2部
5、转载机：SZZ630/132 1台
6、破碎机：PLM500 1台
参加考察人员：
机电处：郭瑜、李红旗、王洪恩 宝雨山矿：李新功、陈伟明、汪建录
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