煤矿开采学课件第一篇采煤方法第七章：放顶煤采煤法.ppt

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1、第七章第七章 放顶煤采煤法放顶煤采煤法 知识点知识点能力点能力点1、厚煤层放顶煤采煤法支护设备特点和性能、厚煤层放顶煤采煤法支护设备特点和性能2、厚煤层放顶煤采煤法矿压特点和顶煤破碎规律、厚煤层放顶煤采煤法矿压特点和顶煤破碎规律3、厚煤层放顶煤采煤法采煤工艺、厚煤层放顶煤采煤法采煤工艺能够根据工作面煤层地质条件和支架类型，能够根据工作面煤层地质条件和支架类型，合理确定有关工艺参数合理确定有关工艺参数 下页下页上页上页课题首页课题首页11采煤机；采煤机；采煤机；采煤机；22前部刮板输前部刮板输前部刮板输前部刮板输送机；送机；送机；送机；33放顶煤液压放顶煤液压放顶煤液压放顶煤液压支架；支架；支架

2、；支架；44后部刮板输后部刮板输后部刮板输后部刮板输送机；送机；送机；送机；55平巷胶带输平巷胶带输平巷胶带输平巷胶带输送机；送机；送机；送机；66泵站、移动泵站、移动泵站、移动泵站、移动变电站等；变电站等；变电站等；变电站等；77放煤窗口；放煤窗口；放煤窗口；放煤窗口；88转载机；转载机；转载机；转载机；99破碎机破碎机破碎机破碎机AA不充分破碎不充分破碎不充分破碎不充分破碎煤体；煤体；煤体；煤体；BB较充分破碎较充分破碎较充分破碎较充分破碎煤体；煤体；煤体；煤体；CC待放出煤体待放出煤体待放出煤体待放出煤体 下页下页上页上页任务首页任务首页n n工艺过程：在煤层（或分段）底部布置的综工艺过

3、程：在煤层（或分段）底部布置的综工艺过程：在煤层（或分段）底部布置的综工艺过程：在煤层（或分段）底部布置的综采工作面中，采煤机割煤后，液压支架及时采工作面中，采煤机割煤后，液压支架及时采工作面中，采煤机割煤后，液压支架及时采工作面中，采煤机割煤后，液压支架及时支护并移至新的位置，随后将工作面前部刮支护并移至新的位置，随后将工作面前部刮支护并移至新的位置，随后将工作面前部刮支护并移至新的位置，随后将工作面前部刮板输送机推移至煤壁。操作后部刮板输送机板输送机推移至煤壁。操作后部刮板输送机板输送机推移至煤壁。操作后部刮板输送机板输送机推移至煤壁。操作后部刮板输送机使用千斤顶，将后部刮板输送机前移至相

4、应使用千斤顶，将后部刮板输送机前移至相应使用千斤顶，将后部刮板输送机前移至相应使用千斤顶，将后部刮板输送机前移至相应位置。位置。位置。位置。n n采煤机割过采煤机割过采煤机割过采煤机割过1 13 3刀后，按规定的放煤工艺要刀后，按规定的放煤工艺要刀后，按规定的放煤工艺要刀后，按规定的放煤工艺要求，打开放煤窗口，放出已松散的煤炭，待求，打开放煤窗口，放出已松散的煤炭，待求，打开放煤窗口，放出已松散的煤炭，待求，打开放煤窗口，放出已松散的煤炭，待放出的煤炭中含矸量超过一定限度后，及时放出的煤炭中含矸量超过一定限度后，及时放出的煤炭中含矸量超过一定限度后，及时放出的煤炭中含矸量超过一定限度后，及时关

5、闭放煤口。完成采放全部工序为一个放顶关闭放煤口。完成采放全部工序为一个放顶关闭放煤口。完成采放全部工序为一个放顶关闭放煤口。完成采放全部工序为一个放顶煤开采工艺循环。煤开采工艺循环。煤开采工艺循环。煤开采工艺循环。相关知识相关知识下页下页上页上页任务首页任务首页一、放顶煤液压支架的特点及性能一、放顶煤液压支架的特点及性能 放顶煤液压支架有液压控制的放煤机构。放顶煤工放顶煤液压支架有液压控制的放煤机构。放顶煤工放顶煤液压支架有液压控制的放煤机构。放顶煤工放顶煤液压支架有液压控制的放煤机构。放顶煤工作面生产的煤炭大多数由放煤口放出，要求放煤机作面生产的煤炭大多数由放煤口放出，要求放煤机作面生产的煤

6、炭大多数由放煤口放出，要求放煤机作面生产的煤炭大多数由放煤口放出，要求放煤机构的液压控制性能好、开闭迅速、可靠，放煤口不构的液压控制性能好、开闭迅速、可靠，放煤口不构的液压控制性能好、开闭迅速、可靠，放煤口不构的液压控制性能好、开闭迅速、可靠，放煤口不易堵塞，有良好的喷雾降尘装置。易堵塞，有良好的喷雾降尘装置。易堵塞，有良好的喷雾降尘装置。易堵塞，有良好的喷雾降尘装置。工作面放煤时，不可避免地会有大块煤冒落，放煤工作面放煤时，不可避免地会有大块煤冒落，放煤工作面放煤时，不可避免地会有大块煤冒落，放煤工作面放煤时，不可避免地会有大块煤冒落，放煤机构必须有强力可靠的二次破煤性能。机构必须有强力可靠

7、的二次破煤性能。机构必须有强力可靠的二次破煤性能。机构必须有强力可靠的二次破煤性能。多数放煤支架采用两部刮板输送机，后部刮板输送多数放煤支架采用两部刮板输送机，后部刮板输送多数放煤支架采用两部刮板输送机，后部刮板输送多数放煤支架采用两部刮板输送机，后部刮板输送机专门运送放出的顶煤，因而支架应有推移后部刮机专门运送放出的顶煤，因而支架应有推移后部刮机专门运送放出的顶煤，因而支架应有推移后部刮机专门运送放出的顶煤，因而支架应有推移后部刮板输送机和清理后部浮煤的性能和机械。应考虑支板输送机和清理后部浮煤的性能和机械。应考虑支板输送机和清理后部浮煤的性能和机械。应考虑支板输送机和清理后部浮煤的性能和机

8、械。应考虑支架后部留有通道，作为维修后部刮板输送机和排矸架后部留有通道，作为维修后部刮板输送机和排矸架后部留有通道，作为维修后部刮板输送机和排矸架后部留有通道，作为维修后部刮板输送机和排矸使用。使用。使用。使用。下页下页上页上页任务首页任务首页由于邻近支架放煤时顶煤的运动，会使未放煤的支架受由于邻近支架放煤时顶煤的运动，会使未放煤的支架受由于邻近支架放煤时顶煤的运动，会使未放煤的支架受由于邻近支架放煤时顶煤的运动，会使未放煤的支架受到侧向力，因此，支架结构必须有较强的抗扭和抗侧向到侧向力，因此，支架结构必须有较强的抗扭和抗侧向到侧向力，因此，支架结构必须有较强的抗扭和抗侧向到侧向力，因此，支架

9、结构必须有较强的抗扭和抗侧向力的功能。力的功能。力的功能。力的功能。对于双输送机放顶煤支架，要求有足够的工作空间，因对于双输送机放顶煤支架，要求有足够的工作空间，因对于双输送机放顶煤支架，要求有足够的工作空间，因对于双输送机放顶煤支架，要求有足够的工作空间，因此支架的控顶距较大，顶梁较长。此支架的控顶距较大，顶梁较长。此支架的控顶距较大，顶梁较长。此支架的控顶距较大，顶梁较长。放顶煤工作面的顶板为煤，在多次反复支撑作用下较为放顶煤工作面的顶板为煤，在多次反复支撑作用下较为放顶煤工作面的顶板为煤，在多次反复支撑作用下较为放顶煤工作面的顶板为煤，在多次反复支撑作用下较为破碎，因此支架必须全封闭顶板

10、，有更好控制端面冒顶破碎，因此支架必须全封闭顶板，有更好控制端面冒顶破碎，因此支架必须全封闭顶板，有更好控制端面冒顶破碎，因此支架必须全封闭顶板，有更好控制端面冒顶和防止架间漏矸的性能。和防止架间漏矸的性能。和防止架间漏矸的性能。和防止架间漏矸的性能。放顶煤工作面采煤机的采高是根据最佳工作条件人为确放顶煤工作面采煤机的采高是根据最佳工作条件人为确放顶煤工作面采煤机的采高是根据最佳工作条件人为确放顶煤工作面采煤机的采高是根据最佳工作条件人为确定的，采高大体在定的，采高大体在定的，采高大体在定的，采高大体在2.52.53.0 m3.0 m之间。不需要使用双伸缩之间。不需要使用双伸缩之间。不需要使用

11、双伸缩之间。不需要使用双伸缩立柱或带加长段的立柱。立柱或带加长段的立柱。立柱或带加长段的立柱。立柱或带加长段的立柱。由于放顶煤支架重量大，工作面浮煤较多，支架必须有由于放顶煤支架重量大，工作面浮煤较多，支架必须有由于放顶煤支架重量大，工作面浮煤较多，支架必须有由于放顶煤支架重量大，工作面浮煤较多，支架必须有较大的拉架力，拉架速度要快，能够带压擦顶移架。较大的拉架力，拉架速度要快，能够带压擦顶移架。较大的拉架力，拉架速度要快，能够带压擦顶移架。较大的拉架力，拉架速度要快，能够带压擦顶移架。下页下页上页上页任务首页任务首页二、放顶煤液压架分类二、放顶煤液压架分类 n n一般放顶煤支架可分为掩护式、

12、支撑掩护式、支承式一般放顶煤支架可分为掩护式、支撑掩护式、支承式一般放顶煤支架可分为掩护式、支撑掩护式、支承式一般放顶煤支架可分为掩护式、支撑掩护式、支承式和简易式四种类型。这四种类型和简易式四种类型。这四种类型和简易式四种类型。这四种类型和简易式四种类型。这四种类型 又有：又有：又有：又有：n n根据放煤窗口的位置不同，又有高、中、低三种放煤根据放煤窗口的位置不同，又有高、中、低三种放煤根据放煤窗口的位置不同，又有高、中、低三种放煤根据放煤窗口的位置不同，又有高、中、低三种放煤方式。方式。方式。方式。n n按输送机数目可分为单输送机和双输送机两类。按输送机数目可分为单输送机和双输送机两类。按

13、输送机数目可分为单输送机和双输送机两类。按输送机数目可分为单输送机和双输送机两类。下页下页上页上页任务首页任务首页1.1.单输送机高位放顶煤支架单输送机高位放顶煤支架单输送机高位放顶煤支架单输送机高位放顶煤支架n n这类支架是指单输送机、短顶梁、掩护梁开天窗高位放这类支架是指单输送机、短顶梁、掩护梁开天窗高位放这类支架是指单输送机、短顶梁、掩护梁开天窗高位放这类支架是指单输送机、短顶梁、掩护梁开天窗高位放煤的掩护式支架。其主要型号有煤的掩护式支架。其主要型号有煤的掩护式支架。其主要型号有煤的掩护式支架。其主要型号有FYD4400-26/32FYD4400-26/32、YFY3000-16/26

14、YFY3000-16/26、YFY3000-16/20YFY3000-16/20、ZFD4000-ZFD4000-17/3317/33等等等等 。特点：特点：特点：特点：支架结构简单，采煤机割煤与放煤由一部输送机运出，支架结构简单，采煤机割煤与放煤由一部输送机运出，支架结构简单，采煤机割煤与放煤由一部输送机运出，支架结构简单，采煤机割煤与放煤由一部输送机运出，端头维护空间小，工作面整体布置与普通长壁工作面相端头维护空间小，工作面整体布置与普通长壁工作面相端头维护空间小，工作面整体布置与普通长壁工作面相端头维护空间小，工作面整体布置与普通长壁工作面相同，便于维护管理，减少事故发生。同，便于维护管

15、理，减少事故发生。同，便于维护管理，减少事故发生。同，便于维护管理，减少事故发生。支架的长度较短，结构紧凑，稳定性和封闭性较好。支架的长度较短，结构紧凑，稳定性和封闭性较好。支架的长度较短，结构紧凑，稳定性和封闭性较好。支架的长度较短，结构紧凑，稳定性和封闭性较好。下页下页上页上页任务首页任务首页掩护梁放煤口尺寸较大，有利于顶煤的放出，但放煤口掩护梁放煤口尺寸较大，有利于顶煤的放出，但放煤口掩护梁放煤口尺寸较大，有利于顶煤的放出，但放煤口掩护梁放煤口尺寸较大，有利于顶煤的放出，但放煤口位置高，丢煤多，采出率较低，煤尘大，支架通风断面位置高，丢煤多，采出率较低，煤尘大，支架通风断面位置高，丢煤多

16、，采出率较低，煤尘大，支架通风断面位置高，丢煤多，采出率较低，煤尘大，支架通风断面较小。较小。较小。较小。由于顶梁短，放煤口位置距煤壁较近，因此对煤层冒放由于顶梁短，放煤口位置距煤壁较近，因此对煤层冒放由于顶梁短，放煤口位置距煤壁较近，因此对煤层冒放由于顶梁短，放煤口位置距煤壁较近，因此对煤层冒放性的要求较高。一方面要求梁端顶煤完整，不冒顶，不性的要求较高。一方面要求梁端顶煤完整，不冒顶，不性的要求较高。一方面要求梁端顶煤完整，不冒顶，不性的要求较高。一方面要求梁端顶煤完整，不冒顶，不片帮；另一方面要求顶梁后顶煤破碎，即放煤口能顺利片帮；另一方面要求顶梁后顶煤破碎，即放煤口能顺利片帮；另一方面

17、要求顶梁后顶煤破碎，即放煤口能顺利片帮；另一方面要求顶梁后顶煤破碎，即放煤口能顺利放出。放出。放出。放出。放煤槽在放煤状态时与底座呈放煤槽在放煤状态时与底座呈放煤槽在放煤状态时与底座呈放煤槽在放煤状态时与底座呈3535夹角，难以达到夹角，难以达到夹角，难以达到夹角，难以达到4040。如果当仰角为如果当仰角为如果当仰角为如果当仰角为1010时，放煤不流畅，向左右溢出。时，放煤不流畅，向左右溢出。时，放煤不流畅，向左右溢出。时，放煤不流畅，向左右溢出。采放同用一部输送机，不能平行作业，影响产量的提高。采放同用一部输送机，不能平行作业，影响产量的提高。采放同用一部输送机，不能平行作业，影响产量的提高

18、。采放同用一部输送机，不能平行作业，影响产量的提高。适用适用适用适用：煤质中硬，节理裂隙比较发育，煤层厚度煤质中硬，节理裂隙比较发育，煤层厚度煤质中硬，节理裂隙比较发育，煤层厚度煤质中硬，节理裂隙比较发育，煤层厚度7 m7 m左右。左右。左右。左右。下页下页上页上页任务首页任务首页 YFY2000-16/26 YFY2000-16/26型型型型 下页下页上页上页任务首页任务首页2.2.双输送机中位放顶煤支架双输送机中位放顶煤支架双输送机中位放顶煤支架双输送机中位放顶煤支架n n这类支架是指双输送机运煤，在掩护梁上开放煤口，中这类支架是指双输送机运煤，在掩护梁上开放煤口，中这类支架是指双输送机运

19、煤，在掩护梁上开放煤口，中这类支架是指双输送机运煤，在掩护梁上开放煤口，中位放煤的支撑掩护式液压支架。位放煤的支撑掩护式液压支架。位放煤的支撑掩护式液压支架。位放煤的支撑掩护式液压支架。特点：特点：特点：特点：支架稳定性和密封性好，抗偏载和抗扭能力大，不易损支架稳定性和密封性好，抗偏载和抗扭能力大，不易损支架稳定性和密封性好，抗偏载和抗扭能力大，不易损支架稳定性和密封性好，抗偏载和抗扭能力大，不易损坏。坏。坏。坏。放煤口距煤壁远，有助于工作面前方顶煤的维护。支架放煤口距煤壁远，有助于工作面前方顶煤的维护。支架放煤口距煤壁远，有助于工作面前方顶煤的维护。支架放煤口距煤壁远，有助于工作面前方顶煤的

20、维护。支架顶梁长，有利于反复支承顶板，增加顶煤的破坏程度。顶梁长，有利于反复支承顶板，增加顶煤的破坏程度。顶梁长，有利于反复支承顶板，增加顶煤的破坏程度。顶梁长，有利于反复支承顶板，增加顶煤的破坏程度。下页下页上页上页任务首页任务首页由于采煤和放煤使用两部输送机，可以实现采放平行作由于采煤和放煤使用两部输送机，可以实现采放平行作由于采煤和放煤使用两部输送机，可以实现采放平行作由于采煤和放煤使用两部输送机，可以实现采放平行作业，实现高产高效。业，实现高产高效。业，实现高产高效。业，实现高产高效。放煤口位置较高，丢煤多，采出率较低，煤尘较大。放煤口位置较高，丢煤多，采出率较低，煤尘较大。放煤口位置

21、较高，丢煤多，采出率较低，煤尘较大。放煤口位置较高，丢煤多，采出率较低，煤尘较大。后输送机放在支架底座上，后部空间有限，造成大块煤后输送机放在支架底座上，后部空间有限，造成大块煤后输送机放在支架底座上，后部空间有限，造成大块煤后输送机放在支架底座上，后部空间有限，造成大块煤通过困难，移架阻力较大。通过困难，移架阻力较大。通过困难，移架阻力较大。通过困难，移架阻力较大。掩护梁不能摆动，二次破煤能力差。掩护梁不能摆动，二次破煤能力差。掩护梁不能摆动，二次破煤能力差。掩护梁不能摆动，二次破煤能力差。适用：适用：适用：适用：使用较广泛，在矿压显现剧烈，有悬顶危险的条件使用较广泛，在矿压显现剧烈，有悬顶

22、危险的条件使用较广泛，在矿压显现剧烈，有悬顶危险的条件使用较广泛，在矿压显现剧烈，有悬顶危险的条件 下，具有较好的适应性。下，具有较好的适应性。下，具有较好的适应性。下，具有较好的适应性。下页下页上页上页任务首页任务首页F YS3000F YS300019/2819/28型放顶煤支架型放顶煤支架型放顶煤支架型放顶煤支架11伸缩梁；伸缩梁；伸缩梁；伸缩梁；22伸缩梁千斤顶；伸缩梁千斤顶；伸缩梁千斤顶；伸缩梁千斤顶；33侧推千斤顶；侧推千斤顶；侧推千斤顶；侧推千斤顶；44顶梁；顶梁；顶梁；顶梁；55摆杆千斤顶；摆杆千斤顶；摆杆千斤顶；摆杆千斤顶；66摆动杆；摆动杆；摆动杆；摆动杆；77掩护梁；掩护

23、梁；掩护梁；掩护梁；88放煤千斤顶；放煤千斤顶；放煤千斤顶；放煤千斤顶；99底座；底座；底座；底座；1010后输送机千斤顶；后输送机千斤顶；后输送机千斤顶；后输送机千斤顶；1111立柱；立柱；立柱；立柱；1212推移千斤顶及框架；推移千斤顶及框架；推移千斤顶及框架；推移千斤顶及框架；1313放煤板放煤板放煤板放煤板下页下页上页上页任务首页任务首页3.3.双输送机低位放顶煤支架双输送机低位放顶煤支架双输送机低位放顶煤支架双输送机低位放顶煤支架n n这类支架是指双输送机运煤，在掩护梁后部铰接一个带这类支架是指双输送机运煤，在掩护梁后部铰接一个带这类支架是指双输送机运煤，在掩护梁后部铰接一个带这类支

24、架是指双输送机运煤，在掩护梁后部铰接一个带有插板的尾梁，低位放顶煤的支撑掩护式液压支架。尾有插板的尾梁，低位放顶煤的支撑掩护式液压支架。尾有插板的尾梁，低位放顶煤的支撑掩护式液压支架。尾有插板的尾梁，低位放顶煤的支撑掩护式液压支架。尾梁可上下摆动梁可上下摆动梁可上下摆动梁可上下摆动4545左右，用于松动顶煤，并维持一个落左右，用于松动顶煤，并维持一个落左右，用于松动顶煤，并维持一个落左右，用于松动顶煤，并维持一个落煤空间。尾梁中间有一个液压控制的放煤插板，用于放煤空间。尾梁中间有一个液压控制的放煤插板，用于放煤空间。尾梁中间有一个液压控制的放煤插板，用于放煤空间。尾梁中间有一个液压控制的放煤插

25、板，用于放煤和破碎大块煤。煤和破碎大块煤。煤和破碎大块煤。煤和破碎大块煤。主要特点：主要特点：主要特点：主要特点：由于具有连续的放煤口，放煤效果好，采出率高。由于具有连续的放煤口，放煤效果好，采出率高。由于具有连续的放煤口，放煤效果好，采出率高。由于具有连续的放煤口，放煤效果好，采出率高。顶梁长，放煤口距煤壁远，经顶梁反复支撑，使顶煤充顶梁长，放煤口距煤壁远，经顶梁反复支撑，使顶煤充顶梁长，放煤口距煤壁远，经顶梁反复支撑，使顶煤充顶梁长，放煤口距煤壁远，经顶梁反复支撑，使顶煤充分破碎，对放煤极为有利。分破碎，对放煤极为有利。分破碎，对放煤极为有利。分破碎，对放煤极为有利。下页下页上页上页任务首

26、页任务首页后输送机沿底板布置，浮煤容易排出，移架轻快，同时后输送机沿底板布置，浮煤容易排出，移架轻快，同时后输送机沿底板布置，浮煤容易排出，移架轻快，同时后输送机沿底板布置，浮煤容易排出，移架轻快，同时尾梁插板可以破碎大块煤，放煤口不易堵塞。尾梁插板可以破碎大块煤，放煤口不易堵塞。尾梁插板可以破碎大块煤，放煤口不易堵塞。尾梁插板可以破碎大块煤，放煤口不易堵塞。低位放煤，煤尘小，有利于降尘。低位放煤，煤尘小，有利于降尘。低位放煤，煤尘小，有利于降尘。低位放煤，煤尘小，有利于降尘。支架的稳定性较差。支架的稳定性较差。支架的稳定性较差。支架的稳定性较差。适用：适用：适用：适用：适应性强，在急斜煤层、

27、缓斜中硬煤层和三软煤层综适应性强，在急斜煤层、缓斜中硬煤层和三软煤层综适应性强，在急斜煤层、缓斜中硬煤层和三软煤层综适应性强，在急斜煤层、缓斜中硬煤层和三软煤层综放开采中取得成功，是目前我国应用最广泛的放顶煤液放开采中取得成功，是目前我国应用最广泛的放顶煤液放开采中取得成功，是目前我国应用最广泛的放顶煤液放开采中取得成功，是目前我国应用最广泛的放顶煤液压支架架型。压支架架型。压支架架型。压支架架型。下页下页上页上页任务首页任务首页FZ3000-15/30FZ3000-15/30型放顶煤支架型放顶煤支架型放顶煤支架型放顶煤支架11前梁；前梁；前梁；前梁；22梁千斤顶；梁千斤顶；梁千斤顶；梁千斤顶

28、；33顶梁；顶梁；顶梁；顶梁；44支柱；支柱；支柱；支柱；55上连杆；上连杆；上连杆；上连杆；66掩护梁；掩护梁；掩护梁；掩护梁；77摆动尾梁；摆动尾梁；摆动尾梁；摆动尾梁；88支撑板；支撑板；支撑板；支撑板；99后部千斤顶；后部千斤顶；后部千斤顶；后部千斤顶；1010底座；底座；底座；底座；1111推杆；推杆；推杆；推杆；1212操纵阀操纵阀操纵阀操纵阀下页下页上页上页任务首页任务首页4.4.轻型放顶煤液压支架轻型放顶煤液压支架轻型放顶煤液压支架轻型放顶煤液压支架n n放顶煤开采工作面矿山压力显现一般不强烈，支架受力低放顶煤开采工作面矿山压力显现一般不强烈，支架受力低放顶煤开采工作面矿山压力

29、显现一般不强烈，支架受力低放顶煤开采工作面矿山压力显现一般不强烈，支架受力低于分层开采。针对国内普通放顶煤支架一般比较重、外形于分层开采。针对国内普通放顶煤支架一般比较重、外形于分层开采。针对国内普通放顶煤支架一般比较重、外形于分层开采。针对国内普通放顶煤支架一般比较重、外形尺寸大、结构复杂、拆装运输困难且不适应复杂煤层地质尺寸大、结构复杂、拆装运输困难且不适应复杂煤层地质尺寸大、结构复杂、拆装运输困难且不适应复杂煤层地质尺寸大、结构复杂、拆装运输困难且不适应复杂煤层地质条件的煤矿等特点，我国科技人员目前已研制和开发出单条件的煤矿等特点，我国科技人员目前已研制和开发出单条件的煤矿等特点，我国科

30、技人员目前已研制和开发出单条件的煤矿等特点，我国科技人员目前已研制和开发出单摆动杆和单铰接两大类轻型放顶煤液压支架，如图所示。摆动杆和单铰接两大类轻型放顶煤液压支架，如图所示。摆动杆和单铰接两大类轻型放顶煤液压支架，如图所示。摆动杆和单铰接两大类轻型放顶煤液压支架，如图所示。下页下页上页上页任务首页任务首页主要特点：主要特点：主要特点：主要特点：支架结构简单、紧凑，重量轻，便于拆装运输。支架结构简单、紧凑，重量轻，便于拆装运输。支架结构简单、紧凑，重量轻，便于拆装运输。支架结构简单、紧凑，重量轻，便于拆装运输。支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修后部输送机。支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修

31、后部输送机。支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修后部输送机。支架空间较大，便于清理浮煤和拆装检修后部输送机。支架稳定性好，造价低。支架稳定性好，造价低。支架稳定性好，造价低。支架稳定性好，造价低。单铰接轻型放顶煤液压支架，具有较高的封闭能力，能单铰接轻型放顶煤液压支架，具有较高的封闭能力，能单铰接轻型放顶煤液压支架，具有较高的封闭能力，能单铰接轻型放顶煤液压支架，具有较高的封闭能力，能较好地解决较好地解决较好地解决较好地解决“三软三软三软三软”煤层和较薄的厚煤层综放开采端面煤层和较薄的厚煤层综放开采端面煤层和较薄的厚煤层综放开采端面煤层和较薄的厚煤层综放开采端面易冒落的问题。易冒落的问题。易冒

32、落的问题。易冒落的问题。下页下页上页上页任务首页任务首页适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：煤层普氏系数煤层普氏系数煤层普氏系数煤层普氏系数f f2.52.5，来压强度不大，煤层厚度，来压强度不大，煤层厚度，来压强度不大，煤层厚度，来压强度不大，煤层厚度3 38 m8 m，煤层倾角，煤层倾角，煤层倾角，煤层倾角2525。工作面尺寸较小，断层较多，地质条件较为复杂的工作工作面尺寸较小，断层较多，地质条件较为复杂的工作工作面尺寸较小，断层较多，地质条件较为复杂的工作工作面尺寸较小，断层较多，地质条件较为复杂的工作面。面。面。面。边角煤或煤柱的开采，厚度不稳定的煤层，较薄厚煤层。边角煤或煤柱的开

33、采，厚度不稳定的煤层，较薄厚煤层。边角煤或煤柱的开采，厚度不稳定的煤层，较薄厚煤层。边角煤或煤柱的开采，厚度不稳定的煤层，较薄厚煤层。n n总之，轻型放顶煤支架，具有对不同条件适用性强的特总之，轻型放顶煤支架，具有对不同条件适用性强的特总之，轻型放顶煤支架，具有对不同条件适用性强的特总之，轻型放顶煤支架，具有对不同条件适用性强的特点，特别适用于中小矿井较薄的厚煤层、三软煤层、煤点，特别适用于中小矿井较薄的厚煤层、三软煤层、煤点，特别适用于中小矿井较薄的厚煤层、三软煤层、煤点，特别适用于中小矿井较薄的厚煤层、三软煤层、煤层厚度变化大煤层，也适用于边角煤、残煤的放顶煤开层厚度变化大煤层，也适用于边

34、角煤、残煤的放顶煤开层厚度变化大煤层，也适用于边角煤、残煤的放顶煤开层厚度变化大煤层，也适用于边角煤、残煤的放顶煤开采，轻型放顶煤液压支架是一类有发展前途的架型。采，轻型放顶煤液压支架是一类有发展前途的架型。采，轻型放顶煤液压支架是一类有发展前途的架型。采，轻型放顶煤液压支架是一类有发展前途的架型。下页下页上页上页任务首页任务首页三、放顶煤工作面矿压显现特点及顶煤破碎机理三、放顶煤工作面矿压显现特点及顶煤破碎机理三、放顶煤工作面矿压显现特点及顶煤破碎机理三、放顶煤工作面矿压显现特点及顶煤破碎机理（一）岩层活动及矿压显现特点（一）岩层活动及矿压显现特点（一）岩层活动及矿压显现特点（一）岩层活动及

35、矿压显现特点 n n放顶煤开采时，由于煤层一次采出厚度的增大，直接放顶煤开采时，由于煤层一次采出厚度的增大，直接放顶煤开采时，由于煤层一次采出厚度的增大，直接放顶煤开采时，由于煤层一次采出厚度的增大，直接顶的垮落高度成倍增加，可达煤层采出厚度的顶的垮落高度成倍增加，可达煤层采出厚度的顶的垮落高度成倍增加，可达煤层采出厚度的顶的垮落高度成倍增加，可达煤层采出厚度的2.02.02.52.5倍，其中倍，其中倍，其中倍，其中1.01.01.21.2倍范围内的直接顶为不规则垮倍范围内的直接顶为不规则垮倍范围内的直接顶为不规则垮倍范围内的直接顶为不规则垮落带，而在上位直接顶中则可形成某种临时性落带，而在上

36、位直接顶中则可形成某种临时性落带，而在上位直接顶中则可形成某种临时性落带，而在上位直接顶中则可形成某种临时性“小结小结小结小结构构构构”，其活动可对采场造成明显影响。，其活动可对采场造成明显影响。，其活动可对采场造成明显影响。，其活动可对采场造成明显影响。下页下页上页上页任务首页任务首页n n综放采场上方仍可形成稳定的综放采场上方仍可形成稳定的综放采场上方仍可形成稳定的综放采场上方仍可形成稳定的“砌体梁砌体梁砌体梁砌体梁”式基本顶结构，式基本顶结构，式基本顶结构，式基本顶结构，如图所示，但其形成的位置远离采场。由于直接顶垮落高如图所示，但其形成的位置远离采场。由于直接顶垮落高如图所示，但其形成

37、的位置远离采场。由于直接顶垮落高如图所示，但其形成的位置远离采场。由于直接顶垮落高度较大，在某些条件下，上位直接顶中可形成度较大，在某些条件下，上位直接顶中可形成度较大，在某些条件下，上位直接顶中可形成度较大，在某些条件下，上位直接顶中可形成“半拱半拱半拱半拱”式式式式小结构，并与其上的小结构，并与其上的小结构，并与其上的小结构，并与其上的“砌体梁砌体梁砌体梁砌体梁”结构相结合，共同构成综结构相结合，共同构成综结构相结合，共同构成综结构相结合，共同构成综放开采覆岩结构的基本形式。因而采场矿压显现不仅取决放开采覆岩结构的基本形式。因而采场矿压显现不仅取决放开采覆岩结构的基本形式。因而采场矿压显现

38、不仅取决放开采覆岩结构的基本形式。因而采场矿压显现不仅取决于上覆岩层的活动，更主要地取决于顶煤及直接顶的刚度。于上覆岩层的活动，更主要地取决于顶煤及直接顶的刚度。于上覆岩层的活动，更主要地取决于顶煤及直接顶的刚度。于上覆岩层的活动，更主要地取决于顶煤及直接顶的刚度。由于松软顶煤的参与，缓和了支架和基本顶之间的相互作由于松软顶煤的参与，缓和了支架和基本顶之间的相互作由于松软顶煤的参与，缓和了支架和基本顶之间的相互作由于松软顶煤的参与，缓和了支架和基本顶之间的相互作用，因而支架阻力通常不大于分开采的支架阻力。这也是用，因而支架阻力通常不大于分开采的支架阻力。这也是用，因而支架阻力通常不大于分开采的

39、支架阻力。这也是用，因而支架阻力通常不大于分开采的支架阻力。这也是综放开采矿压显现的主要特点之一。综放开采矿压显现的主要特点之一。综放开采矿压显现的主要特点之一。综放开采矿压显现的主要特点之一。下页下页上页上页任务首页任务首页综放工作面顶板结构综放工作面顶板结构综放工作面顶板结构综放工作面顶板结构 下页下页上页上页任务首页任务首页n n需要指出，上位直接顶中需要指出，上位直接顶中需要指出，上位直接顶中需要指出，上位直接顶中“半拱半拱半拱半拱”式结构的失稳可对采场式结构的失稳可对采场式结构的失稳可对采场式结构的失稳可对采场造成来压，即直接顶来压。由于岩层的分层垮落特性，几造成来压，即直接顶来压。

40、由于岩层的分层垮落特性，几造成来压，即直接顶来压。由于岩层的分层垮落特性，几造成来压，即直接顶来压。由于岩层的分层垮落特性，几乎所有综放工作面都不同程度地出现直接顶的初次来压，乎所有综放工作面都不同程度地出现直接顶的初次来压，乎所有综放工作面都不同程度地出现直接顶的初次来压，乎所有综放工作面都不同程度地出现直接顶的初次来压，而是否出现直接顶周期来压则取决于两种结构的相互作用而是否出现直接顶周期来压则取决于两种结构的相互作用而是否出现直接顶周期来压则取决于两种结构的相互作用而是否出现直接顶周期来压则取决于两种结构的相互作用关系。与分层开采相比，基本顶初次来压步距增大，一般关系。与分层开采相比，基

41、本顶初次来压步距增大，一般关系。与分层开采相比，基本顶初次来压步距增大，一般关系。与分层开采相比，基本顶初次来压步距增大，一般可达可达可达可达50 m50 m以上；而由于应力集中程度的提高和顶板超前以上；而由于应力集中程度的提高和顶板超前以上；而由于应力集中程度的提高和顶板超前以上；而由于应力集中程度的提高和顶板超前破坏范围的增大，基本顶周期来压步距相对减小，约为其破坏范围的增大，基本顶周期来压步距相对减小，约为其破坏范围的增大，基本顶周期来压步距相对减小，约为其破坏范围的增大，基本顶周期来压步距相对减小，约为其初次来压步距的三分之一。初次来压步距的三分之一。初次来压步距的三分之一。初次来压步

42、距的三分之一。下页下页上页上页任务首页任务首页（二）顶煤破碎机理（二）顶煤破碎机理（二）顶煤破碎机理（二）顶煤破碎机理n n综放开采时，实现顶煤的有效破碎和顺利放出是放顶煤工综放开采时，实现顶煤的有效破碎和顺利放出是放顶煤工综放开采时，实现顶煤的有效破碎和顺利放出是放顶煤工综放开采时，实现顶煤的有效破碎和顺利放出是放顶煤工作的核心问题，而顶煤的有效破碎又是顶煤顺利放出的前作的核心问题，而顶煤的有效破碎又是顶煤顺利放出的前作的核心问题，而顶煤的有效破碎又是顶煤顺利放出的前作的核心问题，而顶煤的有效破碎又是顶煤顺利放出的前提，同时也是支架选型及确定放顶煤工艺的依据。顶煤由提，同时也是支架选型及确定

43、放顶煤工艺的依据。顶煤由提，同时也是支架选型及确定放顶煤工艺的依据。顶煤由提，同时也是支架选型及确定放顶煤工艺的依据。顶煤由原始状态到放煤状态，主要经历了原始状态到放煤状态，主要经历了原始状态到放煤状态，主要经历了原始状态到放煤状态，主要经历了变形、碎胀、移动和垮变形、碎胀、移动和垮变形、碎胀、移动和垮变形、碎胀、移动和垮落落落落等一系列复杂的过程。研究结果表明，顶煤的破碎既有等一系列复杂的过程。研究结果表明，顶煤的破碎既有等一系列复杂的过程。研究结果表明，顶煤的破碎既有等一系列复杂的过程。研究结果表明，顶煤的破碎既有顶煤内部的因素，也有外部因素。概括起来主要包括：顶煤内部的因素，也有外部因素

44、。概括起来主要包括：顶煤内部的因素，也有外部因素。概括起来主要包括：顶煤内部的因素，也有外部因素。概括起来主要包括：开开开开采深度、煤层的厚度和强度、煤层的夹矸层数和厚度、节采深度、煤层的厚度和强度、煤层的夹矸层数和厚度、节采深度、煤层的厚度和强度、煤层的夹矸层数和厚度、节采深度、煤层的厚度和强度、煤层的夹矸层数和厚度、节理裂隙的发育程度、直接顶岩性及厚度、基本顶岩性及厚理裂隙的发育程度、直接顶岩性及厚度、基本顶岩性及厚理裂隙的发育程度、直接顶岩性及厚度、基本顶岩性及厚理裂隙的发育程度、直接顶岩性及厚度、基本顶岩性及厚度以及支架结构等。度以及支架结构等。度以及支架结构等。度以及支架结构等。下页

45、下页上页上页任务首页任务首页n n煤的普氏系数煤的普氏系数煤的普氏系数煤的普氏系数f f越小，表明强度越低，顶煤在煤壁前方的越小，表明强度越低，顶煤在煤壁前方的越小，表明强度越低，顶煤在煤壁前方的越小，表明强度越低，顶煤在煤壁前方的起始活动点越远，支承压力峰值距工作面亦较远，从而顶起始活动点越远，支承压力峰值距工作面亦较远，从而顶起始活动点越远，支承压力峰值距工作面亦较远，从而顶起始活动点越远，支承压力峰值距工作面亦较远，从而顶煤受力作用的时间也越长，有利于顶煤的放出。但如果顶煤受力作用的时间也越长，有利于顶煤的放出。但如果顶煤受力作用的时间也越长，有利于顶煤的放出。但如果顶煤受力作用的时间也

46、越长，有利于顶煤的放出。但如果顶煤太软，也会给工作面支架端面的维护造成困难。相反，煤太软，也会给工作面支架端面的维护造成困难。相反，煤太软，也会给工作面支架端面的维护造成困难。相反，煤太软，也会给工作面支架端面的维护造成困难。相反，f f值越大，支承压力峰值越大，离工作面煤壁越近，顶煤值越大，支承压力峰值越大，离工作面煤壁越近，顶煤值越大，支承压力峰值越大，离工作面煤壁越近，顶煤值越大，支承压力峰值越大，离工作面煤壁越近，顶煤的破坏过程越短，顶煤的变形、位移越小。因此，当的破坏过程越短，顶煤的变形、位移越小。因此，当的破坏过程越短，顶煤的变形、位移越小。因此，当的破坏过程越短，顶煤的变形、位移

47、越小。因此，当f f值值值值大时，如采用放顶煤开采就要采取破煤的辅助手段，如注大时，如采用放顶煤开采就要采取破煤的辅助手段，如注大时，如采用放顶煤开采就要采取破煤的辅助手段，如注大时，如采用放顶煤开采就要采取破煤的辅助手段，如注水软化、放炮预裂等使顶煤破碎，否则达不到理想的放煤水软化、放炮预裂等使顶煤破碎，否则达不到理想的放煤水软化、放炮预裂等使顶煤破碎，否则达不到理想的放煤水软化、放炮预裂等使顶煤破碎，否则达不到理想的放煤效果。一般认为，煤的普氏系数效果。一般认为，煤的普氏系数效果。一般认为，煤的普氏系数效果。一般认为，煤的普氏系数f f3 3的煤层更适合放顶煤的煤层更适合放顶煤的煤层更适合

48、放顶煤的煤层更适合放顶煤开采。开采。开采。开采。下页下页上页上页任务首页任务首页n n顶煤中的夹矸不仅影响到放出煤的含矸率，而且影响顶煤顶煤中的夹矸不仅影响到放出煤的含矸率，而且影响顶煤顶煤中的夹矸不仅影响到放出煤的含矸率，而且影响顶煤顶煤中的夹矸不仅影响到放出煤的含矸率，而且影响顶煤的放出效果。顶煤夹矸对顶煤放出的影响比较复杂，其影的放出效果。顶煤夹矸对顶煤放出的影响比较复杂，其影的放出效果。顶煤夹矸对顶煤放出的影响比较复杂，其影的放出效果。顶煤夹矸对顶煤放出的影响比较复杂，其影响程度不仅与夹矸的岩性、硬度、层数等有关，还与夹矸响程度不仅与夹矸的岩性、硬度、层数等有关，还与夹矸响程度不仅与夹

49、矸的岩性、硬度、层数等有关，还与夹矸响程度不仅与夹矸的岩性、硬度、层数等有关，还与夹矸层与煤层的胶结性质有关。对于比较软而与顶煤胶结性差层与煤层的胶结性质有关。对于比较软而与顶煤胶结性差层与煤层的胶结性质有关。对于比较软而与顶煤胶结性差层与煤层的胶结性质有关。对于比较软而与顶煤胶结性差的夹矸层，则变成了顶煤的一个弱面，夹矸层的存在增加的夹矸层，则变成了顶煤的一个弱面，夹矸层的存在增加的夹矸层，则变成了顶煤的一个弱面，夹矸层的存在增加的夹矸层，则变成了顶煤的一个弱面，夹矸层的存在增加了顶煤的冒放性；对于比较硬且与顶煤胶结比较好的夹矸了顶煤的冒放性；对于比较硬且与顶煤胶结比较好的夹矸了顶煤的冒放性

50、；对于比较硬且与顶煤胶结比较好的夹矸了顶煤的冒放性；对于比较硬且与顶煤胶结比较好的夹矸层，则对顶煤的冒放性有不利的影响。对于顶煤中的夹矸层，则对顶煤的冒放性有不利的影响。对于顶煤中的夹矸层，则对顶煤的冒放性有不利的影响。对于顶煤中的夹矸层，则对顶煤的冒放性有不利的影响。对于顶煤中的夹矸层处理，如果位于顶煤的上部，为保证放出煤炭的质量，层处理，如果位于顶煤的上部，为保证放出煤炭的质量，层处理，如果位于顶煤的上部，为保证放出煤炭的质量，层处理，如果位于顶煤的上部，为保证放出煤炭的质量，一般不予放出。因此，位于顶煤中部的夹矸层则是应重点一般不予放出。因此，位于顶煤中部的夹矸层则是应重点一般不予放出。