滑移支架放顶煤技术回采工艺(以机采为例)

滑移顶梁由顶梁和支柱两个基本部分组成，顶梁分前梁和后梁两部分，前梁和后梁通过弹簧钢组或导向槽连接。支架的支柱为单体液压支柱，数量2-5个不等，与顶梁之间通过销轴连接。此外，前梁前端可安装前探梁或挑梁，后梁尾端可安装尾梁。滑移顶梁支架比较安全可靠，可自移，重量轻，结构简单，便于拆卸安装，成本低，适应性强等。装备一个滑移顶梁放顶煤工作面，其费用只是一个综放工作面的1/5。因此，滑移顶梁放顶煤在我国中小型矿井的厚煤层开采中得到了一定的推广应用。采用这种采煤方法开采的煤层厚度为5m以上，主要是缓倾斜和急倾斜煤层，煤的硬度系数为0.8-3.0 。

1.工作面长度和采高

缓倾斜滑移支架放顶煤工作面和中厚煤层工作面相比，增加了移架、移溜和放顶煤工序。在相同条件下，工作面推进速度会降低。工作面顶板下沉量和支柱载荷相应增大，不利于工作面顶板控制。因此，滑移支架放顶煤工作面应适当缩短工作面长度，其长度一般保持日开一帮为宜。滑移支架放顶煤工作面长度一般为60-80m，最长达105m。急倾斜滑移支架水平分段放顶煤工作面的长度为煤层厚的水平投影。

滑移支架放顶煤工作面开采高度过大和过小都不利于这一采煤方法效益的发挥。据调查，我国缓倾斜放顶煤工作面开采高度一般为煤层厚度，其采高通常为5-10m，急斜滑移支架放顶煤工作面的水平分段高度一般不大于10m。

2.工作面落煤与支护

滑移支架放顶煤的工作面的开采主要以炮采为主，工作面循环进尺多数为0.8m；也有的矿井采用采煤机落煤，采煤机截深0.6m。在放顶煤工作面采用采煤机落煤虽然减轻了工人的体力劳动，提高了落煤效率，但由于滑移顶梁液压支架自移的机械化的程度低，移架操作复杂，以及放顶煤工作面开采是以放顶煤为主，放煤时间长，采煤机利用率低。因而，滑移支架放顶煤工作面采用采煤机落煤并未显示出明显的优越性。滑移支架放顶煤工作面采用滑移顶梁液压支架和金属网支护，应用广泛的是“—”字型滑移顶梁液压支架，工作面采用金属网护顶，金属网由方格网向菱形网过渡。

3.工作面放煤

放顶煤步距和放煤方式直接影响着放顶煤工作面的煤质和煤炭回收率，放煤步距过小会导致煤炭含矸率高，放煤步距过大会降低煤炭回收率。因此，确定合理的放煤步距和放煤方式是放顶煤工作面的关键所在。

滑移支架放顶煤工作面的放煤步距受工作面开采循环进尺的影响，一般采1-2帮（即0.8-1.6m）放一次顶煤。但部分矿井放煤步距达4-4.8m，其放煤步距较大的主要原因是工作面长度短，推进速度快，顶煤冒落步距较大所致。

放顶煤工作面的放煤方式从理论上讲，采用多轮顺序（或多轮间隔）放煤效果较好，但由于这种放煤方式操作复杂，因而在滑移支架放顶煤工作面一般采用单轮间隔一次全量放煤的放煤方式，放煤口间距1.5-2.0m，放放煤口规格400mm×400mm 。

回采工艺过程：班前准备→开缺口→挂联网→采煤机下行割顶煤→伸前探梁→采煤机上行割底煤→移输送机（先移前部输送机后移后部输送机）→移架→剪网口→放顶煤→补网堵放煤口→清理工作面（喷洒阻化剂、埋管注浆）。

1.工作面支架初撑力和工作阻力偏低

滑移支架放顶煤工作面支架的实际初撑力较低，支架实际初撑力仅为额定初撑力的1/2左右。由于初撑力低，加之滑移顶梁放顶煤工作面每进一刀，支架要整体前移一次，移架频繁，导致支架工作阻力仅为额定工作阻力的1/3-1/2。为了改善工作面支护状况，提高工作面支架初撑力至关重要。根据工作面具体情况，可采取以下措施提高支架初撑力，如提高泵站压力、减少同时注液枪数、坚持二次注液、使用指示压力的注液枪、穿柱鞋等。实践证明，上述措施对改善工作面支护状况都是行之有效的。

2.滑移支架的稳定性差

在滑移支架放顶煤工作面，由于支架的稳定性差，加之时常存在的管理不善，导致工作面的冒顶事故较多。据统计，80%以上使用滑移支架放顶煤的矿井或多或少都发生过冒顶事故。工作面的倾角越大，煤层越软或煤层结构复杂，越易发生冒顶事故。华亭县煤矿滑移支架放顶煤工作面支架的稳定性观测结果表明，支架从架设到移架整个观测循环内，四排支柱中倾角发生变化的支柱占88%-95.5%。这一观测结果证实，滑移顶梁支架用于放顶煤工作面其稳定性差，支架失稳的可能性大。

滑移支架放顶煤工作面支架稳定性差的主要原因是支架本身属不稳定结构。另外支架初撑力偏低，加之频繁移架支架工作面阻力较低，以及工作面主要生产工序改变了围岩对支架的约束状况等都不利于支架稳定。在实际生产中，为了保证安全生产、改善支架稳定性，应采取提高支架初撑力和工作阻力、在倾角较大的缓倾斜煤层中采用倾斜长壁俯斜推进的放顶煤采煤法；确保支架架设时有合理的初倾角、及时处理工作面片帮和冒顶、工作面冒顶的预测和预报及加强工作面生产管理等措施 。2100433B

下面以唐山矿2429N工作面说明轻型放顶煤开采工艺。

1.工作面条件

2429N工作面位于唐山矿十二水平四石门，属9煤层，为三面采空的孤岛煤柱，工作面平均走向长205m，可采走向长150m，斜长平均40m，储量6.22万t。煤层倾角平均14°，煤厚平均7m，属较稳定煤层。老顶为灰白色一浅褐色粗砂岩，厚9.8m；直接顶为灰色泥岩，厚0.49m；直接底为深灰一浅灰色砂质泥岩。

两巷均沿底板布置，拱形支架，棚距0.7m，工作面上下端头采用3.3m型钢梁、配合单体柱进行支护，成对使用。

2.工作面设备

工作面主要配套设备有ZFQ2400-16/24型液压支架，MG-200W双滚筒采煤机，SGD-630/220型及SGB-630/150型可弯曲刮板输送机。

3.采放工艺

进刀方式：采煤机进刀方式采取端头斜切进刀，自开缺口，每刀进度0.5m。

移架方式：采取本架操作，及时支护，采煤机割煤后及时伸出前探梁，移架滞后采煤机后滚筒3-5m，追机带压擦顶移架，顶板破碎时紧跟采煤机前滚筒停机移架，片帮处超前移架。

循环方式：采用正规循环，每个循环割两刀煤，移架两次，推移前溜两次，放煤一次，拉后溜两次，循环进度1m。

4.合理的放煤参数

工作面支架支撑高度1.6-2.4m，采煤机采高1.4-3.0m。在满足支架高度调整范围的情况下采高越大，后输送机空间越大，放煤效果越好，为此决定采高为2.3m，放煤高度为4.7m，采放比为1:2.04。

合理的放煤步距是提高回收率和降低含矸率的重要参数之一，唐山矿轻放经验表明：当放煤口的水平投影与放煤步距相等时，回采率高，含矸率低。工作面支架尾梁加插板的长度为1290m，水平投影为988mm，故取放煤步距为1.0m，两采一放。

针对工作面的具体条件进行了放煤步距试验研究，通过试验可知，放煤步距1m即两采一放时回采率较高，灰份较少，放煤效果好。

5.放煤方式

应根据具体条件选择放煤方式，主要根据煤厚来确定。一般情况下，煤层较薄时，采取单轮放煤，煤层较厚时，采取多轮放煤。间隔放煤比顺序放煤效果好，单轮放煤工艺简单，易于操作，多轮放煤工艺复杂，操作技术要求高。

多（双）轮隔架效果较好，但管理上、操作上要求高，多（双）轮顺序放煤方式效果也较好，且操作简单方便，故决定采取后者。

6.放煤方式及要求

双人双（多）轮顺序放煤是利用摆动摆梁收伸插板实现放煤，但应注意如下问题：

（1）首轮放煤为粗放，放煤速度要快，每架不超过1min。

（2）第2-3轮为细放，要求放净顶煤，见矸停放。

（3）两个端头的2-3架要反复多次放煤，放净顶煤。

（4）两人放煤要配合好，靠近机头侧的人员要视输送机内煤量放煤，保持煤量均匀，避免煤量过大外溢。

（5）不要在上摆摆梁的同时外伸插板，防止损坏插板机构。

（6）放煤先开水，无水不放煤 。

轻型放顶煤支架突出的特点是“轻”，即拆装运方便，能够适应采面的变化，利用绞车配合单体液压支柱即可实现拆除和装车工作，顶板易于维护，对生产影响小，安全程度高。

下面以ZFQ2000/16/24放顶煤液压支架为例，说明轻型放顶煤支架的基本特点：

该支架为四柱式，刚性整体梁单摆杆，摆动尾梁配合伸缩插板及联动喷雾装置的低位放顶煤支架。支架有以下特点：

（1）外形尺寸小、重量轻，适于巷道的整体运输。

（2）适应性强。对地质构造复杂，工作面被断层切割严重，呈不规则的几何形状，工作面长度变化大，实际可采储量小，搬家倒面频繁的工作面，该支架具有很强的适应能力，能在不影响生产的情况下方便地加减支架，且搬家倒面快捷便利，并可顺利通过落差不大于采高的断层，保证工作面正常生产。

（3）该支架功能齐全、安全性好。除具有普通型支架的支护、护帮、侧护等功能外还有尾梁和插板，通过支架尾部进行低位放顶煤。

π型钢梁放顶煤工作面支护采用π型钢梁、单体液压支柱对棚架设，工作面采用放炮落煤，人工破网放煤，采放分别进行。在煤层赋存条件变化较大或技术水平较低的地区、乡镇煤矿，使用中取得了较好的效果 。