[科普中国]-轻型支架放顶煤开采技术

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。

简介随着综放技术的发展，综放的应用范围不断扩大。针对原来不能使用综放或使用综放效果不好的厚煤层，一些矿应用了轻型支架放顶煤开采技术，取得了很好的技术经济效果。

轻型支架放顶煤（简称轻放）开采技术和普通综放的区别就在于其支架为轻型放顶煤支架。轻型放顶煤支架重量轻、体积小，对煤厚变化适应性强，对于复杂的地质条件适应性强，而且添架、撤架工作面搬家方便，初期投资少，现场应用效果良好。因此，轻放工作面数量增长很快，如峰峰矿务局1996-1998年投产了8个轻放工作面，开滦矿务局1997-1998年间有6个轻放面投产1。

轻型支架放顶煤支架的特点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。

支架的技术参数支架的技术参数如下：

支撑高度1600-2400mm，护帮板长度600mm，插板伸缩量600mm，底板平均比压1.32MPa。支架宽度1220-1270mm，工作阻力2000kN，初撑力1540kN，支护强度0.51MPa，支架中心距1250mm，支架外形尺寸4400mm×1600mm×1220mm，自重5500kg2。

轻型支架放顶煤的开采工艺下面以唐山矿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3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学