5 巷道放顶煤开采方案

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1、5巷道放顶煤开采方案初步设计5.1大安山矿巷道放顶煤采煤法可行性分析5.1.1影响顶煤可放性的因素分析（1）煤层强度：受控于煤层硬度和节理裂隙发育程度，它们的共同作用影响着顶煤的可放性。煤层硬度对顶煤可放性有着重要影响。一般在煤的硬度系数f≤2情况下，利用矿山压力的作用顶煤可以自行碎落；对于23的煤层，一般不宜采用放顶煤开采。一般煤层中不同程度地含有层理、节理、裂隙，这些弱面和结构面在很大程度上削弱了煤层的完整性，降低了煤层的强度，对放顶煤是有利的。煤层节理裂隙发

2、育，放顶煤效果好。煤层节理裂隙不发育，则不利于顶煤的放落。大安山矿通常各煤层的节理裂隙均较发育，有利于巷道放顶煤开采。研究区域各煤层的硬度见表5－1。由表可知，研究区域急倾斜各煤层硬度指标符合巷道放顶煤开采。5－1大安山矿研究区域各煤层硬度情况表煤层单斜煤层中南煤层后槽煤层2槽13槽14槽14槽14槽硬度松软中等中等～较软中等松软（2）开采深度：从巷道放顶煤开采的实践中发现，在开采深度较大的工作面，放煤开始前放煤巷道就已产生了较大的变形，有时放煤巷道顶板下沉达300mm以上，说明顶煤已在矿山压力的作用下产生了变形；而在开采

3、深度较小的工作面，放煤巷道掘进完成几个月后，支架仍未受力，说明矿山压力对顶煤的影响不大。大安山矿区内最高峰为老龙窝，标高＋1646.5m，现在开采水平为＋800m和＋680m，按地表标高平均为＋1300m计算，采深为500～620m，可以为放顶煤提供一定的矿山压力。（3）煤层厚度：急倾斜煤层巷道放顶煤不同于水平分段放顶煤。对于后者，煤层厚度越大，放顶煤效果越好。但对于前者，要求煤层厚度适宜，如厚度过小，有可能导致直接顶超前破碎，与顶煤一起放出，这样不仅煤质受影响，而且造成顶煤大量丢失；厚度过大，靠近底板的顶煤难以得到充分松

4、动，亦难于放落，因而影响顶煤的回收率。52实践表明，适宜巷道放顶煤开采的煤层厚度为2～10m，当煤层厚度为4～6m时，技术经济效果最好。大安山矿单斜煤层、中南煤层、后槽煤层为不稳定煤层，厚度变化范围较大，平均厚度为2～6m，满足巷道放顶煤厚度要求。（4）煤层倾角：煤层倾角对巷道放顶煤开采有重要影响。当倾角较大时，煤体的重力大于其它各力的合力而使煤体垮落，有利于煤体的放出；而且，煤层倾角较大，加大了顶煤滑移的可能性，这也有利于顶煤的下放。但煤层倾角越大，顶板对煤层的压力越小，当倾角为90°时，作用在垂直方向的力只有顶煤上方采

5、空区的破碎煤矸的重力，反而导致煤层不易垮落。实践表明，适宜巷道放顶煤开采的煤层倾角为40～90°,当倾角为65～75°时，效果最佳。大安山矿单斜煤层、中南煤层、后槽煤层平均倾角为45～75°，符合巷道放顶煤对煤层倾角的要求。（5）煤层顶、底板条件：煤层顶、底板条件对巷道放顶煤开采顶煤可放性的影响主要是直接顶稳定性和底板稳定性。直接顶破碎，将影响顶煤的回收和增加含矸率；直接顶稳定，悬露面积大，顶煤的可放性好。急倾斜煤层底板稳定性对巷道放顶煤开采的影响主要表现在，当底板不稳定时，由于底板的滑脱，将增加放煤的困难，降低煤质。（6

6、）煤层夹矸：放顶煤生产实践表明，厚度在0.3m以下的夹矸多呈片状和板状冒落，对顶煤的冒落和放出一般影响不大。但若夹矸厚度在0.4m以上时，即使可冒，也多呈大块状体，容易堵塞放煤口。煤层中的夹矸如同板结构中的连结拉筋，起加固煤体强度的作用，使顶煤的压裂和位移变得困难。尤其当夹矸的强度较大时，这种影响更为明显。因此，夹矸的厚度和强度都对顶煤的可放性有影响。（7）水文地质条件：煤层强度受其含水量的影响较大，含水越多，煤层强度越低，煤体越容易破碎，因而可放性越好。5.1.2大安山矿应用巷道放顶煤采煤法可行性分析通过以上急倾斜煤层巷

7、道放顶煤开采顶煤可放性的影响因素分析，及结合大安山矿单斜煤层、中南煤层、后槽煤层的煤层条件的分析表明，大安山矿急倾斜煤层有利于巷道放顶煤开采，且大安山矿为低瓦斯矿井、煤层无自燃发火倾向、煤尘无爆炸危险，更有利于克服放顶煤“一通三防”压力大的缺点。52大安山矿煤的变质程度较高，有的煤层硬度较大，不利于顶煤的冒落。但是大安山矿煤层节理裂隙较发育，预计在人为的扰动或软化措施下，顶煤是可以顺利下放的。且放顶煤采煤法对不稳定煤层的适应性很强，可以提高采区的回收率。总体分析，巷道放顶煤采煤法开采大安山矿急倾斜不稳定厚煤层是可行的。5.

8、2巷道布置5.2.1巷道布置系统巷道放顶煤开采的巷道布置系统非常简单，如图5-1所示。在一个采区内沿不同标高将急倾斜煤层分成若干区段，在区段底部沿煤层走向布置一条巷道(放煤巷道)。巷道两端分别与进风斜坡和回风斜坡相联，以沿空护巷方式维护，全负压通风，双安全出口，与长壁工作面一样，实现正规采煤。在整个阶段