放顶煤综采开采采煤工艺包括工作面的作业形式、放顶煤步距、放顶煤方式、以及“三机”配合方式等。放顶煤综采开采采煤工艺设计主要进行放顶煤步距、放顶煤方式的选择与确定。顶煤开采放顶煤步距与放顶煤方式对工作面的生产与煤炭采出率影响较大,放顶煤开采采煤工艺设计要结合开采煤层的厚度与煤层的性质和选择的开采支护设备等因素进行分析比较,科学确定顶煤步距、放顶煤方式、确保采煤工作面开采效率和经济效益的提高。
1.主要工序与操作要领
放顶煤综采的采煤工序有采煤机割煤机割煤、移架、推溜和放顶煤等。在割煤工序中,采煤机的进刀方式与普通综采工作面相同。在采煤机割完煤后,就要进行支护,通常以支架擦顶移架为好。移置后的放顶煤支架应成直线,在移架中能随时利用侧推千斤顶进行调架和扶架。四柱的放顶煤液压支架前、后柱的高差,要控制在200-250mm之间。推移输送机,在采煤机割过煤15m后就应推溜,操作时,应与放顶煤液压支架相协调,弯曲度不能太大,通常在二到三次推到位即可,惹前、后两部输送机,后部输送机的失衡要待顶煤放完后进行,有的后上进行推溜。在急倾斜水平分层工作面,为避免支架串动,可分别从机头部或机尾部轮流推溜。
2.放顶煤放煤工艺参数
放顶煤通常是经移架使顶煤垮落、破碎,不破碎的可打眼爆破,通常要求顶煤强度不大,一般不可超过1.5,这能保证移架后顶煤垮落自动破碎;还要将已破碎的顶煤尽可能地回收;放顶煤是综放开采的关键工序,应确定放煤工艺参数放煤顺序。
2.1放煤步距
在工作面推进向上,两次放顶煤间的推进距离即循环放煤步距,确定循环放煤步距的要求是使放出范围内的顶煤能充分破碎和松散,提高采出率,降低含矸率。放煤步距与煤的软硬、层节理发育状况和顶板活动相关。确定放煤步距要考虑支架结构、放煤口位置和顶板冒落的垮落角,及经过一次放煤后,松散煤体的活动规律,就是放煤椭球体和放煤漏斗的影响。放煤步距可通过复杂的计算或作图法确定,但最少不可使其小于顶煤松椭球体的短轴半径。通过大量煤矿生产实践总结出谢顶煤综采工作面的放顶步距为:在采用0.5-0.6m的截深时,放煤步距为1.0-1.2m,就是采煤机割煤两刀,支架前移两次后放顶煤的效果最佳,可保证煤的充分冒落,并能经放煤口顺利放出,在采用0.8-1.0m截深时,放煤步距与截深相同,为0.8-1.0 m,在顶煤较坚硬难放时,也可割两刀煤放一次顶煤,放煤步距为1.6-2.0m.
2.2放煤口间距与高度
放煤口间距的大小与放煤步距相似,就是间距太大,煤炭损失量增加;间距大小,可能使含矸量上升,煤质降低。所以,放煤口间距以1.5-3.0m为合适。放煤口的高度对煤炭回收率影响较大,通常,放煤口高度提高,放煤体积就将减少,因此,应尽量降低放煤口的高度,但其高度也不能太小,必须高于输送机高度,否则就会出现装煤困难。
3.放煤方式
放煤方式对工作面煤炭采出率、含矸率的影响较大,还对总的放煤速度、正规循环的完成及高产产生影响。放煤方式一般包括放煤顺序和一次顶煤的放出量,有以下三种方式:一是单轮顺序放煤;二是多轮顺序放煤;三是单轮间隔放煤。一般采用“两采一放”或“三采一放”,即采煤机割两刀或三刀放一次顶煤。顶煤的放出顺序,要从工作面一端开始,顺序逐架依次放煤,若顶煤较厚,也可隔架轮换或2-3架组,隔组轮换放煤。放煤时要“见矸关门”。