综采放顶煤技术优质PPT.ppt
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20世纪世纪80年度初期,世界上有近年度初期,世界上有近10个产煤国家采用放顶煤技术,取个产煤国家采用放顶煤技术,取得了良好的技术经济效益,工作面日产达到得了良好的技术经济效益,工作面日产达到20002600t,工作面采,工作面采出率出率8091.9%;
20世纪世纪90年代以后,由于适合放顶煤开采的资源枯竭、环保问题等,年代以后,由于适合放顶煤开采的资源枯竭、环保问题等,放顶煤开采在国外遇到了种种障碍,仅法国、俄罗斯等极少数国家使放顶煤开采在国外遇到了种种障碍,仅法国、俄罗斯等极少数国家使用放顶煤开采技术;
用放顶煤开采技术;
11概况概况1.2国内发展阶段现状国内发展阶段现状探索阶段(探索阶段(19821990年)年)1982.9,北京开采研究所和沈阳煤研所,北京开采研究所和沈阳煤研所首次进行综放工作面总体设计和放顶煤液压支架设计,首次进行综放工作面总体设计和放顶煤液压支架设计,1983年进行年进行设备的加工制造;
设备的加工制造;
1984.4,我国第,我国第1个个60m长的综放工作面在沈阳矿务局蒲河矿进行缓长的综放工作面在沈阳矿务局蒲河矿进行缓倾斜长壁综放开采工业性试验;
倾斜长壁综放开采工业性试验;
1986.3,在窑街矿务局二矿进行了急倾斜特厚煤层水平分段综采放,在窑街矿务局二矿进行了急倾斜特厚煤层水平分段综采放顶煤采煤法的工业性试验,试验取得圆满成功;
顶煤采煤法的工业性试验,试验取得圆满成功;
逐逐渐成熟成熟阶段(段(19901995年)年)20世纪世纪90年代以来,对综放开采中年代以来,对综放开采中存在的瓦斯治理、火灾防治、粉尘治理、提高回收率、全煤巷锚杆存在的瓦斯治理、火灾防治、粉尘治理、提高回收率、全煤巷锚杆支护等技术难题进行攻关研究,取得了可喜成果,我国的综放开采支护等技术难题进行攻关研究,取得了可喜成果,我国的综放开采得到了迅速发展;
得到了迅速发展;
1994年制定了年制定了综合机械化放顶煤开采技术暂行规定综合机械化放顶煤开采技术暂行规定,使我国综,使我国综放开采技术走向正轨。
放开采技术走向正轨。
技技术成熟和推广成熟和推广阶段(段(1996年至今)年至今)11概况概况发展现状:
发展现状:
11概况概况表表1199511995年年20002000年全国超年全国超100100万万t/at/a综放开采生放开采生产指指标生产指标生产指标1995年年1996年年1997年年1998年年1999年年2000年年综放队数目综放队数目/个个222627222329总产量总产量/Mt35.6342454430415546305552.5平均年产平均年产/Mt1.620163.3164.1188.8201.3191.4最高年产最高年产/Mt3.157350.2410.2501.2505.8512.6平均效率平均效率/(t工工-1)56.868.471.292.4114.74最高效率最高效率/(t工工-1)113.1181.1203.9230.24247数量比重数量比重/%34.036.035.534.432.437.2产量比重产量比重/%41.242.441.643.741.342.4注:
注:
产量比重指当年量比重指当年1Mt/a以上以上综放放队产量之和占当年所有量之和占当年所有1Mt/a以上以上综采采队产量量总和的比例。
和的比例。
2001年东滩煤矿综采队应用综放开采技术,年产量达年东滩煤矿综采队应用综放开采技术,年产量达55Mt。
2003年,该队又创造了工作面年单产年,该队又创造了工作面年单产6.42Mt、最高月产、最高月产0.6563Mt的两项的两项世界新纪录。
世界新纪录。
2004年该面年产达到年该面年产达到658.15万万t。
2007年,潞安王庄煤矿年,潞安王庄煤矿6203综放工作面,工业性试验期间,最高日综放工作面,工业性试验期间,最高日产达到产达到33186t,最高月产达到,最高月产达到63万万t,平均回采工效达到,平均回采工效达到394t/工,回工,回收率达到了收率达到了92.1。
11概况概况2.1概念:
概念:
放顶煤采煤法的实质,就是放顶煤采煤法的实质,就是在厚煤层沿底部布置一个采高在厚煤层沿底部布置一个采高23m的长壁工作面,用常规方法进行回采,并利用矿山压力的作用或辅以的长壁工作面,用常规方法进行回采,并利用矿山压力的作用或辅以松动爆破等方法,使支架上方的顶煤破碎成散体后,由支架后方或上松动爆破等方法,使支架上方的顶煤破碎成散体后,由支架后方或上方的方的“放煤窗口放煤窗口”放出,经由刮板输送机运出工作面放出,经由刮板输送机运出工作面。
22放顶煤的概念及其适应条件放顶煤的概念及其适应条件图1综采放顶煤工作面设备布置1采煤机;
2前输送机;
3放顶煤液压支架;
4后输送机;
5平巷胶带输送机;
6配电设备;
7安全绞车;
8泵站;
9放煤窗口;
10转载破碎机;
A不充分破碎煤体;
B较充分破碎煤体;
C待放出松散煤体2.2主要类型:
主要类型:
按照按照煤层赋存条件煤层赋存条件及及相应的采煤工艺相应的采煤工艺,放顶煤采煤法分为,放顶煤采煤法分为3类类:
l一次采全厚放顶煤一次采全厚放顶煤图(图(a)适用于厚度在适用于厚度在1214m以下的缓斜厚煤层以下的缓斜厚煤层l预采顶分层顶网下放顶煤预采顶分层顶网下放顶煤图(图(b)适用于厚度大于适用于厚度大于1214m,直接顶坚硬或煤层瓦斯含量高直接顶坚硬或煤层瓦斯含量高需预先抽放的缓斜煤层需预先抽放的缓斜煤层l倾斜分层放顶煤开采倾斜分层放顶煤开采图(图(c)煤层厚度在煤层厚度在1214m以上的煤层以上的煤层22放顶煤的概念及其适应条件放顶煤的概念及其适应条件2.3适应综放开采的采区(工作面)地质条件适应综放开采的采区(工作面)地质条件l煤层的赋存条件l顶底板性质l地质构造l水文地质条件l瓦斯l自然发火影响l工作面储量22放顶煤的概念及其适应条件放顶煤的概念及其适应条件l煤层的赋存条件煤层赋存较稳定,煤层厚度以510m为宜,煤层倾角015,煤层普氏系数f3l顶底板性质煤层顶板能随采随冒,顶板冒落充填高度至少等于采放高度;
煤层底板岩性较硬l地质构造地质构造简单,无较大煤层起伏及褶曲,无陷落柱、火成岩侵入,断层落差不大;
顶煤中无坚硬较厚夹矸,夹矸单层稳定厚度一般不大于300mm22放顶煤的概念及其适应条件放顶煤的概念及其适应条件l水文地质条件地表或上覆岩层在采动影响范围内无水体或重要建筑物l瓦斯l自然发火影响综放工作面除应加快工作面推进速度外,还应采取相应的措施,以防止火灾的发生l工作面储量综放工作面长度一般为150200m,连续推进长度10002700m,工作面地质储量100300万t22放顶煤的概念及其适应条件放顶煤的概念及其适应条件主要设备选型及总体配套原则主要设备选型及总体配套原则工作面设备选型工作面设备选型配套实例配套实例33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套3.13.1主要设备选型及总体配套原则主要设备选型及总体配套原则l3.1.1设备配套的主要类型设备配套的主要类型采用国内研制的全套国产新型综采设备装备的综采工作面,年产300万600万t以上。
引进部分关键综采设备,如电牵引采煤机、重型刮板输送机等,配以国产液压支架和大运量带式输送机装备的大功率综采工作面,年产400万800万t以上。
全套引进国外大功率综采设备装备的综采工作面。
33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套3.13.1主要设备选型及总体配套原则主要设备选型及总体配套原则l3.1.2设备选型的主要原则设备选型的主要原则综采设备的选型。
高可靠性,技术先进性提高综采装备的配置。
保证各零部件生产质量,注重外购件的质量,选用国际上著名品牌且质量过关的产品综采成套装备满足高产、高效、高回收率的要求,各设备的生产能力要留有足够的富裕系数。
各主要设备的技术性能要满足工作面设计年产量的要求,且相互之间协调与配合科学合理,发挥最佳的生产效能。
采煤机、运输机、转载机、可伸缩胶带输送机生产能力必须逐渐递增,形成“喇叭口”状,支架的推进速度必须满足采煤机割煤速度的要求。
设计科学合理的端口支护,保证工作面快速推进。
3.23.2工作面设备选型工作面设备选型l3.2.1原则原则采用技术先进、性能优良,经过实践检验的高可靠性装备。
通过合理选型和正确配套,保证整个系统的性能协调和可靠。
提高综采设备的配套能力与生产协调性。
33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套3.23.2工作面设备选型工作面设备选型l3.2.2液压支架选型液压支架选型液压支架支护强度的确定保证对工作面顶板实现有效控制,又要满足回采工艺的各种要求。
1)常见的顶板运动类型考虑回采工艺、顶板运动和来压特征可以将顶板运动分为5类:
类型A:
中厚煤层开采,直接顶为不稳定顶板,支架载荷主要由基本顶的级别和运动特征决定,直接顶主要作为传力介质,并将自重作用于支架。
类型B:
中厚煤层开采,直接顶中等稳定和稳定,在与支架相互作用中具有不同的回转趋向,同时传递级和级基本顶形成的周期载荷。
类型C:
中厚煤层开采,非常稳定的直接顶和级基本顶形成的剧烈载荷。
类型D:
厚煤层采用放顶煤开采。
采用放顶煤开采由于支架直接面对顶煤,顶煤在回采过程中要求最大限度地放出。
类型E:
浅埋深煤层开采。
33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套3.23.2工作面设备选型工作面设备选型l3.2.2液压支架选型液压支架选型液压支架支护强度的确定类型A顶板所需支护强度计算由直接顶重量和基本顶来压时引起地控顶区下沉导致地载荷增量组成。
类型B顶板所需支护强度计算33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套类型C顶板所需支护强度计算类型D顶板所需支护强度计算类型E顶板所需支护强度计算33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套液压支架支护强度的确定
(1)按采场直接顶(含顶煤)为具有一定刚度的可变形介质)按采场直接顶(含顶煤)为具有一定刚度的可变形介质时计算时计算图图1直接顶为松散介质时直接顶为松散介质时给定变形压力分布给定变形压力分布当采场直接顶为中间型刚度时,基本顶的给定变形主要是由直接顶的变形和支架的变形来承担,支架的载荷包括两部分,即支架上方直接顶的重量和基本顶给定变形作用于直接顶而产生的给定变形压力。
33综采放顶煤工作面的设备配套综采放顶煤工作面的设备配套
(1)按采场直接顶(含顶煤)为具有一定刚度的可变形介质)按采场直接顶(
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