【文章內(nèi)容簡介】 序放煤方式。工作面設備有： Fyc400— 16／ 28 型個位放頂煤支架， MDY— 150 型宋煤機，前輸送機為 sGD— 630／ 180型，后輸送機為 SOW— 40T 型。該工作面 l 988 年產(chǎn)煤： 50． 6 萬 t， 1989年產(chǎn)煤62 萬 t，平均月單產(chǎn) 53849t，創(chuàng)造了國內(nèi)急斜采煤工作面單產(chǎn)的最高紀錄。 在 1986 年以前，該礦采用單一走向長壁全部垮落法、傾斜分層走向長壁上行水砂充填等 l0 余種采煤方法，始終未能解決單產(chǎn)低、工效低、成本高等問題。自 l 987 年來用 綜采放頂煤以來，到 1992 年又采丁 7 個工作面，從而找到一種高產(chǎn)、高效、安全開采急斜特厚煤層的好方法。 綜上所述，放頂煤綜采十幾年來在我國得到了迅速的發(fā)展。放頂煤綜采技術的推廣使用，托寬了綜合機械化開采厚煤居的使用范圍，簡化了礦井的采掘系統(tǒng)和生產(chǎn)組織，在提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)量，降低煤炭生產(chǎn)成本，保證安全生產(chǎn)等方面均取得了比較顯著的技術經(jīng)濟效果。當然，放頂煤綜采也存在一些急待解決的問題。主要是， (1)煤塵大，比分層開采高出 l一 3 倍，甚至更高； (2)回來率偏低，一般在80％左右， (3)自然發(fā)火問題尚未得 到很好的解決； (4)對高瓦斯礦井，瓦斯涌出量大，有局部積聚的危險； (5)液壓支架的系列化和功能的完善，特別是過渡支架和端頭支架的配套性、適應性、可靠性尚需進一步發(fā)展； (； )頂煤冒落規(guī)律及頂煤冒落對掩護梁的沖擊載荷的理論計算和實際顯現(xiàn)也需要進一步的觀察與研究等。這一切都需要科研、制造、生產(chǎn)各部門通力合作，不斷創(chuàng)新總結經(jīng)驗以便把我國厚煤層放頂煤開采技術與放頂煤液壓支架提高到世界最高水平。 國外放頂煤開采發(fā)展歷史 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 放頂煤開采方法很久以前就用于符厚煤層開采。早在 100 多年創(chuàng)，法國、西斑牙和南斯 拉夫等困就已應用放頂煤開采。在當時，只是作為復雜地質(zhì)條件下的一種特殊采煤方法。目前，法國仍然部分采用房注式和倉儲式采煤方法。本世紀的 40年代末和 50 年代初，法國、南斯泣夫等國開始應用長壁和短壁工作面放頂煤開采，工作面文護使用單體金屬文校和金屬頂梁，采用刮板輸送機運送煤炭，工作面為爆破落煤。最初，為了更好地控制工作面頂板，留有頂煤護頂，回采時回收部分頂煤，以減少煤炭損失。在取得成功和積累經(jīng)驗的基礎上發(fā)展成為回采特厚煤層的一種主要開采方法。同時指出，特別適用于不規(guī)則將厚煤層的開采。這種采用金屆摩擦支柱及金屬頂梁 支護的炮采放頂煤開采法如圖 1— 2b1 所示。當煤層厚度大于 9m 時，一般采用 2 個長壁分層開采工作面，一個在上部先采頂分層，讓頂煤垮落破碎，然后由下分層工作面回收頂煤。其開采方法如圖 l 2 2 所示。 當煤層為 6— 9m時，只采用一個回來工作面沿煤層底部開采，同時在架后回收頂煤。其主要工藝過程為：先推進工作面，爾后進行支柱和前移頂梁，最后讓頂煤充分培落并在架后進行回收。其工藝過程如圖 l— 2— 3 所示。 隨著采煤機械化程度的提高，放頂煤開采工作面的機械化也不斷取得進步。在工作面煤炭運輸方面，起初只用 一臺輸送機出煤，回收 6t 頂煤通過人工裝入輸送機運走，放煤與采煤工作不能同時進行，產(chǎn)量低，如圖 l— 3— 3 所示。為了提高產(chǎn)量，減少工人勞動強度和提高效率，放頂煤工作面發(fā)展為采用兩臺輸送機出煤，分別運送工作面采镕的煤炭及放落的頂煤，采煤與放煤可以平行作業(yè)，工作面產(chǎn)量有了提高，如圖 l‘ 2— 4 所示。 盡管在單體液壓支柱支護的放頂煤工作面采用了前、后兩部輸送機運送煤炭，但工作面的支護工作量大，勞動強度大且不安全，采煤以炮采、風鎬為主。整個工作面的機械化程度低，工作面的生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)量低。 將綜合機械化開采運 用到放頂煤開采工作面后，放頂煤開采技術進入新的發(fā)展階段。由于工作面由液壓支架實行可靠、快速的支護，采用采煤機或刨煤機采煤，放頂煤工作在安全、可靠的支架下進行，從而使工作面產(chǎn)量有明顯的提高。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 9 前蘇聯(lián) 1957 年就研制出 KTy 型掩護式放頂煤液壓支架，并在庫茲巴斯煤田的托姆烏辛斯克礦使用，開采該礦的 2號和 4— 5 號煤層。煤厚為 9 一 12 貝，煤層傾角 5 一 18 度。此放頂煤工作面為預先開采頂層煤，鋪設人工假頂，然后再采底煤。采用具有單輸送機的 K1y 純掩護式放頂煤支架回收頂煤。其開采過程如圖 . 法國 1963年研 制用于放頂煤綜采的支撐掩護式放頂煤液壓支架，并且于 1964年在稍朗齊礦區(qū)試驗成功。這種支架配有兩臺刮板輸送機。如果煤厚較大，可實施分兩層放頂煤綜采。也可以來上層時只用單輸送機采煤，由沿底板的下層放頂煤工作面回收頂煤，此時支架采用雙輸送機，后輸送機輸送放落的頂煤，如圖 l— 2— 6所示。這種支架在長壁工作面開采時。足大傾角 6f 達 30。，煤厚為 6— 8m，工作面長 50— 80m，日進尺 l— 1． 5m，日產(chǎn)原煤 1000 一 1200 t。 放頂煤綜采工作面一般均用采煤機斜切進刀。法國的此類工作面已使用正面截割式采煤機，采 高：． 0 一 2． 5m，可避免預開缺口，如圖 l— 2— 7 所示。其他國家一股用單滾筒或雙滾筒采煤機。 自 70 年代開始，法國、前西德、英國等國陸續(xù)研制成功了開天宙的支撐掩護式或帶伸縮掩護板的支撐式放頂煤液壓支架。這兩類田 1： b 汝 b1 開始米電梁支架故頂煤開采 歪孟配有云輸送機運友，靠單滾或雙滾采煤機采煤，然后從掩護梁上的窗口放出頂煤。這兩類支架的主要區(qū)別在于：前者將輸送頂煤的輸送機放支架架底座上，后者則將輸送機置于煤層底板上，分別適應于不同的煤層條件，特別是底板情況。 80 年代初，匈牙利研制成 功單輸送機前開天窗式放頂煤掩護支架，機采煤炭所放落頂煤均用此單輸送機運輸，在實際使用中，取得了良好效果。由于在放頂煤工作面實現(xiàn)了綜合機械化開采，工作面產(chǎn)量、進尺、工效成倍增加，炸藥等材料消耗大為減少，適用的煤層范圍也不斷擴大，因此在繼法國、前蘇聯(lián)之后，南斯拉夫、波蘭、捷克、羅馬尼亞、西班牙、印度、泰國、土耳其、中國等也陸續(xù)采用放頂煤 國外放頂煤液壓支架 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 放頂煤綜采能否成功還取決于能否針對具體的使用條件進行放頂煤 液 壓支架的合理選型與設計。一般說來，它要滿足對頂煤只有良好的支護效果，同時還要滿足 順利放煤、運煤、行人、通風、移架和對采煤 工 作干擾小等一系列要求。國外的放頂 煤 液壓支架發(fā)展較早。法園 60年代初就成批生產(chǎn)放頂煤液壓支架。 現(xiàn) 將各主要放頂煤液壓支架生產(chǎn)國家研制、生產(chǎn)、使用的放頂煤支架及 其 主要特點作一簡要介紹。 法國放頂煤液壓支架 法國主要生產(chǎn)放頂媒液壓支架的為瑪雷爾公司。其生產(chǎn)的第一代放頂煤液壓支架是帶香蕉民架的支撐掩護式支架。 1965年生產(chǎn) 200架 DFl6x 26s型用于法國盧瓦爾煤田， 1967年生產(chǎn) 85架 DFl5x 25s型用于法國奧弗涅煤田。 91970一 1979年10年 間共生產(chǎn)了 482架凹 18x 28s型支架，出口到西班牙、捷克和南斯技夫等國。其中主要是甫斯拉夫，占 407架。在第一代放頂煤支架的基礎上，瑪雷爾公司又研制了第二代插板式放頂煤液壓支架，主要型號有 MSl5x 35S型、 Msl728S 和MBl829S 等型早。 M51728S 型于 l 978一 U 80年出口到南聽垃夫 146架， M618x 29S型在法國 1980一 1981年使用 43架，該型支矩如圖 l— 2— l 6所示。該公司還研制了天宙式放頂煤液壓支架，型號為 F52l x 30s型 2978— 1983年法國共使用了 300架，如圖 l— 2— 17所示。這兩類與支架的技術特征 l— 2— 4。 圖 1 2— 比 法國 MB17 28S型支架 圖 法國 FB21 30S型支架 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 11 圖 1— 2— 4 MB17 28S和 FB21x 50s型支架技術特征 由于第一代香蕉昆梁式支架存在工人在 尾 梁處放煤不安全，處理大塊煤 困難；頂煤排放無法有效控制 等， 常造成壓死輸送機的現(xiàn)象。而且，該支架 工 作阻力也較低，僅 1500kN／架。第二代放頂煤支架在此基礎上作了較大的改進，基本避免了這些缺陷。土作阻力增加到 3000一 4000kN／架。支架間安設防倒防治千斤頂，使支架可以在傾角 30。的工作面使用。擴大了支架的使用范圍。 Msl7X 28s型和 FD2l7X30s型放頂煤液壓支架分別代表了插板式和天宙式放頂煤液壓支架的結構特點。插板式支架重量較輕，后部空間大，易于排放大塊頂煤，而且輸送機置于煤層底板上，便于維修。但支架整體穩(wěn)定性較差，它主要適應傾角小于 25176。 的工作面，后輸送機易被浮 煤 拾起， 推 移困難。 天窗 式放頂煤液壓支架屋量較大，支架整體穩(wěn)定性好。加上 防倒防滑 裝置，可用于 25176。 以上的傾斜煤層。放煤輸送機置于支架底座之上，便于 推 移和放 項煤。但這種支架 大塊 煤排放 困難，放煤輸送機出現(xiàn)故障時難處理。當使用在 25176。 — 45176。 傾角的放頂煤工作面時， 天窗 式支架每架底座的前端有一橫拉液壓缸與鄰架連接，后端每 兩 架有一個斜拉液壓缸，中部每兩架亦有一個斜拉液壓缸。這種支架有兩扇 天窗 ，每 窗 由一個液壓缸操 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 縱，放煤時同時向下打開。 窗 口處有一個上下擺動的液壓攪動器，可以在 鋪 有頂網(wǎng)時破開金屬網(wǎng)，以便于頂煤放 . 德國放頂煤液壓支架 德國 70年代末 80年代初開始生產(chǎn)放頂煤液壓支架。主要有咸斯特伐利亞公司和赫姆夏特公司。威斯特伐利亞代表產(chǎn)品有 支撐掩護式放頂煤液壓支架，如圖 1— z— 2)所示。該支架調(diào)高范圍為 2— ，裝有四連桿機構，可吸收放頂煤時產(chǎn)生的水平推力。如果需要打眼放炮松動頂煤，支架上備有安裝鉆機的位置。頂梁上還有小孔，可讓鉆桿通過。這種支架可用于煤層厚度為 5— 20m的各種放項煤綜采工作面。加長的底座既可讓后部輸送機置于底扳上，又可在移溜時將其拉到支架底座上。 德國 德國另一液壓支架制造廠赫姆夏特公司 70 年代末生產(chǎn) 400— 18／ 28型和320— 20／ 30型等放頂煤液壓支 架。 400— 18／ 28型放頂煤液壓支架用于南斯拉夫煤礦，支架工作團力為 4000kN， 最小高度為 ，最大高度為 ，可用于 10m厚煤層的放頂煤工作面，機采高度 。放煤插板也是液壓操縱，后輸送機放在支架底座上。如圖 1— 2— 21所示。 320— 20／ 30型放頂煤液壓支架工作阻力為3200kN，支架最小支撐高度為 ，最高為 ，掩護梁上的放 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 煤裝置為一可翻轉(zhuǎn)的放煤梢，利用前輸送機運送頂煤。如圖 l— 2— 22 所示。 德國赫姆夏特 40018／ 28型支架 德 國赫姆夏特 32020/30型支架 匈牙利放頂煤液壓支架 80年代初匈牙利重點研制并成功應用了 VHP系列支架。該支架在匈牙利推廣使用并出口到我國平頂山礦務局。 VHP系列支架總的特點是高位單輸送機放頂煤，河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 放煤口面積很大，短伸縮梁對端面頂板有較高的支護強度，而掩護梁上有較充分的頂煤垮落空間。以 vHP732型支架為例 (圖 l— 2— 23)，支架最高可達 ，頂梁支護強度為 800kN／ m：，采用 4根立柱， 2根支在掩護梁框架上， 2根支在放煤槽上，每根立柱工作阻力 1000kN，支架工作阻力 4000kN。放煤門可向下擺動至水平線下34176。，起溜煤槽作用，將煤導入工作面輸送機。 匈牙利 VHP732型天窗式支架 前蘇聯(lián)放頂煤液壓支架 前蘇聯(lián)研制并投入使用的放頂煤液壓支架主要有 KM— 8lv型， KM— 8lB型 KTY型和 KAM— IC型。 RM— 81型放頂煤液壓支架為提腿邁步液壓支架，該支架的移架動力在支架的頂梁上。支架掩護梁有一組千斤頂支撐并可伸縮，放煤插板采用液壓伸縮。支架后部配有專用放頂煤輸送機。如圖 l— 2— 24 所示。 KAM— lC型帶截割頂煤裝置的放頂煤液壓支架如圖 1— 2— 25所示。該設備最大的特點是 ：支架帶有一個可在垂直面上下截割的液壓傳動刨煤裝置，刨頭后有吊掛掩護扳。其下部可用輸送機膠帶做成的專用導槽將垮落頂煤導入后輸送機。排頭支架上還裝有端面擴板，防止側(cè)向稈石和煤進入支架。支架掩護板分兩段，下段為剛性三角形結構，上段可活動調(diào)高。這種機組可采硬煤。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 圖 1224前蘇聯(lián) KM8lB放頂煤支架 圖 1225 前蘇聯(lián) KAM1C型放頂煤機組 1截割頭； 2導向架； 3液壓柱； 4操縱缸 放頂煤綜采技術的優(yōu)越性 合理的集中化生產(chǎn) 由 于放頂煤綜采對所放頂煤的厚度沒有嚴格的要求，核對煤層的變化適應性較強。當煤層厚度不均勻時，對放頂煤綜采的影響不大。對于煤層直接頂破碎，有較厚的偽頂或呈大塊碎裂含水巖層實行放頂煤