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特厚煤层综放工艺研究
2019-04-29  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   人气:0   

煤松散冒落过程有关,在确定放煤步距时,必须考虑支架的结构,放煤口位置和顶煤冒落角及松散体的活动规律。理论及生产实践证明,合理的放煤步距应大于2倍的放煤椭球体短轴半径并小于2倍的松动椭球体短轴半径,如图2-12所示。过大或过小都不利于放顶煤。放煤步距大,混矸少,但两放煤口脊背间损失大,回采率低,放煤步距过小,两放煤口间脊背损失少,但混矸多,影响煤质。

放煤步距一般与移架步距相同或成整数倍关系。对于截深为0.6米的工作面,一刀一放,两刀一放或三刀一放的放煤步距分别是0.6米、1.2米和1.8米。

放煤步距的大小一般受顶煤冒落步距的制约。当放煤步距与顶煤冒落步距相等时,放煤与顶煤冒落同时进行,有利于提高顶煤回采率;当放煤步距大于顶煤冒落步距时,不利于顶煤回采率的提高,因为此时支架放煤口提前进入下一循环顶煤冒落体内,即在冒落步距分界线前方的煤体不易冒落,而后方的煤体超前冒落,易混入放煤口后方采空区侧的矸石中,从而降低回采率;当放煤步距小于顶煤冒落步距时亦不利于顶煤回收率的提高。其原因是初始时支架放煤口后方的顶煤超前冒落,亦混入采空区侧矸石中,放煤口前方的顶煤滞后至下一循环中,当支架放煤口进入下一循环时,与顶煤步距大于顶煤冒落步距情况相同,并且如此循环下去[2]。

由上述分析可知,放煤步距与顶煤冒落步距的关系对顶煤回采率影响较大。顶煤冒落步距主要取决于矿山压力的大小、煤的物理力学性质及结构面特征。其值大小可根据矿压观测数据及顶煤内的裂隙观测数据来确定,一般0.5~2.0m,多数在1.0m左右。当煤体较坚硬、节理裂隙不太发育时,冒落步距较大;反之,则冒落步距较小,参见图4放煤步距图。如果设Ff为放煤步距,Lm为顶煤冒落步距,按上述分析可有如下判别式存在:

当Lf=Lm时,利于顶煤回采率的提高;当Lf>Lm或Lf

表3 综采放顶煤工作面的放煤步距与回采率及混矸率的关系表

矿别

阳泉一矿

项目

回采率(%)

放煤步距1.0 1.5 2.0 2.586.5 72.93 70.84 59.6混矸率(%)11.45 12.27 16.99 大明二矿

回采率(%)83.10 82.10 混矸率(%)4.60 3.10

放煤顺序:放煤顺序及放煤量的控制,是提高顶煤回采率和降低含矸率的关键。放煤顺序一般应沿着工作面倾斜方向自上而下进行。

为保证顶煤下降均匀,提高回采率,降低含矸率,当工作面不太长时,可两架一组放煤。按散体下放理论分析,各架同时均匀放出顶煤,能有效的防止顶煤及邻架窜矸的问题。但生产中由于顶板压力,输送机能力及人员的因素不可能这样做,因此,也可用顺序同时一架或两架多轮放煤。如图5为一次放煤与顺序多轮放煤,每轮放出量大约为总量的20%,考虑脊背损失的存在,最后一次放出总量的40%。

在放煤中,当放煤口出现10%左右的矸石时,应及时关闭天窗式插板,停止放煤。放煤中若遇到大煤块,应用支架尾梁插板将大块煤破碎或采取其它措施[3]。

顶煤厚度:合适的顶煤厚度对顶煤的回采率及含矸率有重要意义。顶煤若成松散介质规律下放,就要求底层工作面与顶煤厚度成一定的比例,否则顶煤将放的不彻底或有的混入采空区。顶煤厚度与底层工作面高度关系如图6所示。

在图6中h为整个煤体厚度,h1为底层工作面厚度,h2为放顶煤厚度。如果设Ks为顶煤的一次松散系数,则顶煤全部充分松散的条件为:

h2=(1/ Ks-1)h1 (1)

由(1)式可知,顶煤厚度h2主要与底层工作面高h1煤的一次松散系数Ks有关。在一定的工作面中支架型式确定后,底层工作面高h1即为一常数,此时顶煤厚度h2随煤的一次松散系数Ks变化而变化,图7为底层工作面采高h1为2.5米时顶煤厚度h2与一次松散次数Ks变化曲线。在(1)式中,当h1为定值时:

Ks

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