论文部分内容阅读
[摘要]本文主要阐述了煤矿顶分层采煤与铺底网方式相比铺顶网的突出优点；在综采和普采工作面，铺网经常用挂顶网方式；机械化铺网方式；塑料网假顶的特点。假顶下的支护及顶网管理、假顶下的放顶工艺、分层采高的控制等假顶下采煤工艺的特点。
[关键词]顶分层；假顶；采煤工艺；特点
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0185-01
1、顶分层采煤工艺的特点
1.1 与铺底网方式相比铺顶网的突出优点：
（1）铺顶网对改善工作面顶板管理有利，可提高原煤质量和支柱回收率。工作面放顶时，因其有整体性金属网的掩护，把采空区与工作空间隔开，阻挡了采空区矸石向工作面窜入，既保证了回柱工作的安全，又能使支柱不被垮落矸石压埋，提高支柱回收率，减少混入原煤的矸石，提高原煤质量。
（2）铺顶网能提高煤炭采出率。铺顶网后工作面的浮煤均位于金属网下，不会与顶板矸石混杂。在下分层开采时，这些浮煤能一并采出。
（3）铺顶网能简化采煤工艺、提高效率。在单体支架工作面铺底网时，为及时支护，在落煤后需先设临时支柱，等煤装净后再撤掉临时支柱，铺底网，再支设永久支柱，工序复杂，并翻打支柱时可能造成冒顶事故。而铺顶网时不需临时支柱，在采落的煤装出一部分后即可挂网和支护，工序简单易行。
1.2 在综采和普采工作面，铺网经常用挂顶网方式
就是在割煤后马上把金属网卷沿平行于工作面的方向展开，用铁丝与原先的金属网连为一体。金属网网长10m宽1.0-1.2m。金属网长边搭接，短边对接。长边用12号铁丝的单丝或双丝每隔0.08田或0.Im连一扣，连好网后，移液压支架或挂梁打柱。有时工作面采用较大的搭接宽度，使搭接宽度为网卷宽度的1/2，形成鱼鳞状双层顶网，取得了较好的顶板管理效果。一些煤矿用菱形金属网代替经纬金属网，技术经济效果也很好。菱形网尺寸按综采架子而定，一些煤矿采用长度为3m,宽为1.6m的菱形网。网的布置有齐头式和交错式。网与网纵向连接要求搭接50-150mm。采用8号铅丝卷成螺旋套旋扣连网，螺旋套长300mm,要求各螺旋套之间搭接半卷，至少对接没有间隙。这样，连接处强度基本与网片近似。
1.3 机械化铺网方式。
（1）机械化铺设顶网，在液压支架的前探梁或顶梁下装有安装金属网卷的托架，把网卷装在托架上，金属网从托梁前端绕过后被紧压在顶板上，在支架前移时，网卷自行展开，一卷网铺完后再换装上新网卷，并把新网的网边与旧网的网边联结。连网工作在支架托梁下方手工进行，铺设的顶网长边垂直于工作面方向。架间网的宽度与支架宽度相等。架中网的宽度比网卷窄0.5m左右，两网互相搭接。此方式的主要缺点为连网一定在近煤壁的托梁下方手工进行。
1.4 塑料网假顶
煤矿的塑料网假顶是用聚丙烯树脂制成的塑料带编织而成。
塑料网网片尺寸一般为5.6m×0.9m或2.0m×0.9m,网孔为15mm左右大小的井字孔或25mm×50mm的六角形孔，后者网孔不易变形。一些煤矿使用塑料网假顶的实践表明，因塑料网的重量只有相同面积的金属网的20%左右，具有良好的工艺性能，使用塑料网后能降低铺连网工作的劳动强度，提高效率，可防止铺设金属网时金属丝扎、挂工人手脚等事故，其塑料网抗拉强度高、使用寿命较长，减少了下分层补网的工作量。塑料网的缺点是，抗剪能力较差，不如12号铅丝;同时，因延伸率过大，采下分层时容易形成网兜。塑料网成本较高，很难掌握塑料网假顶的铺设方法，它与金属网假顶基本相同。
2、假顶下采煤工艺的特点
2.1 假顶下的支护及顶网管理
顶板管理的关键是管好破碎顶板以及避免漏矸。要采用浅截式采煤机并做到及时支护。在单体支架工作面，通常采用正倒悬臂错梁齐柱方式，割煤后要及时挂梁进行支护。在工作面片帮严重时，为避免顶网下沉冒顶，要提前在煤壁预掏梁窝，挂上铰接顶梁、打贴帮柱进行超前支护。有的煤矿采用Ⅱ形钢焊成的箱形长梁做顶梁，配合DZ-22型单体液压支柱架设的对棚，支护效果良好。过去一些煤矿大量使用的金属铰接顶梁，是由四块扁钢焊成的箱形结构，梁体焊缝多，组焊时各块扁钢易焊偏、焊穿或漏焊，使顶梁的受力不好，在使用中可能出现扭曲变形或由于焊缝开裂而损坏。目前，Ⅱ形钢已成为制造顶梁的专用型钢，用Ⅱ形钢焊制而成的"形钢梁只有两条焊缝，易于焊接及保证加工质量，顶梁成型较好，焊缝分布在梁体中性面上受力小，结构合理，梁体截面惯性矩比原有的箱形顶梁小，受力时不易开裂、变形及损坏。综采应选用合适的架型和作业方式。假顶下适合选用掩护式或支撑掩护式支架。采煤机采过后，要追机擦顶带压移架，防止在煤壁处发生网兜。如果发生煤壁片帮严重或假顶破损严重、再生顶板胶结不佳的情况，要采用超前移架方式。在发现金属网有破损时，必须及时补网。采煤机制煤时，滚筒距顶网要大于100mm，防止割破顶网。
2.2 假顶下的放顶工艺
人工假顶或再生顶板容易下沉，放顶时一般要采用无密集支柱放顶。在单体支架工作面要注意加强支架的稳定性，应沿放顶线在最后一排支架下支设单排或双排抬棚，或打斜撑柱，以抵抗金属网下落时对支架产生的水平推力。同时放顶时也可用木料斜撑顶网，使其缓慢下沉到底板。沿放顶线倒悬臂铰接顶梁的梁头可能挂破顶网，在放顶前要先用戴帽点柱，初次放顶时要加强对顶网的管理，开帮进度不可过大，工作面应架设适量的木垛、抬棚、斜撑柱等以增大支架的稳定性。为避免金属网对支架产生太大的牵制力，应先在底板上加铺一层底网，再沿放顶线把顶网剪断，使顶网沿放顶线呈自然下垂状态。
2.3 分层采高的控制
煤层厚度经常出现变化，而人工假顶或再生顶板的下沉量较大，在机采分层工作面要尤其重视采高控制，主要是必须保证底分层有足够的采高，防止给底分层的开采带来困难，一些矿井控制分层采高的做法是在第一分层开采时，在开切眼、工作面及上下平巷中每隔30-50m向底煤中打钻孔探煤厚，再按探明的煤层全厚决定分层层数和分层采高。在每一分层回采时，都要象顶分层回采时那样探清余煤厚度，随时调整和控制分层，按目前煤矿的技术条件，较合适的分层厚度普采为2m左右，综采工作面分层厚度3m左右。
倾斜分层下行垮落采煤法能够很好地解决缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题，可用于分层工作面的机械化采煤、运输和支护设备，新型假顶材料的研制、假顶和再生顶板的管理技术都取得了显著的进展。因此，這种采煤方法已成为我国煤矿开采缓斜及倾斜厚煤层的主要方法。
参考文献
[1] 徐永圻：煤矿开采学，徐州，中国矿业大学出版社，2009.7.
[2] 阎海鹏、黄江宁、刘毅：采煤工艺，徐州，中国矿业大学出版社，2009.5.
[3] 杜计平：开采方法，徐州，中国矿业大学出版社，2006.7.
[关键词]顶分层；假顶；采煤工艺；特点
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0185-01
1、顶分层采煤工艺的特点
1.1 与铺底网方式相比铺顶网的突出优点：
（1）铺顶网对改善工作面顶板管理有利，可提高原煤质量和支柱回收率。工作面放顶时，因其有整体性金属网的掩护，把采空区与工作空间隔开，阻挡了采空区矸石向工作面窜入，既保证了回柱工作的安全，又能使支柱不被垮落矸石压埋，提高支柱回收率，减少混入原煤的矸石，提高原煤质量。
（2）铺顶网能提高煤炭采出率。铺顶网后工作面的浮煤均位于金属网下，不会与顶板矸石混杂。在下分层开采时，这些浮煤能一并采出。
（3）铺顶网能简化采煤工艺、提高效率。在单体支架工作面铺底网时，为及时支护，在落煤后需先设临时支柱，等煤装净后再撤掉临时支柱，铺底网，再支设永久支柱，工序复杂，并翻打支柱时可能造成冒顶事故。而铺顶网时不需临时支柱，在采落的煤装出一部分后即可挂网和支护，工序简单易行。
1.2 在综采和普采工作面，铺网经常用挂顶网方式
就是在割煤后马上把金属网卷沿平行于工作面的方向展开，用铁丝与原先的金属网连为一体。金属网网长10m宽1.0-1.2m。金属网长边搭接，短边对接。长边用12号铁丝的单丝或双丝每隔0.08田或0.Im连一扣，连好网后，移液压支架或挂梁打柱。有时工作面采用较大的搭接宽度，使搭接宽度为网卷宽度的1/2，形成鱼鳞状双层顶网，取得了较好的顶板管理效果。一些煤矿用菱形金属网代替经纬金属网，技术经济效果也很好。菱形网尺寸按综采架子而定，一些煤矿采用长度为3m,宽为1.6m的菱形网。网的布置有齐头式和交错式。网与网纵向连接要求搭接50-150mm。采用8号铅丝卷成螺旋套旋扣连网，螺旋套长300mm,要求各螺旋套之间搭接半卷，至少对接没有间隙。这样，连接处强度基本与网片近似。
1.3 机械化铺网方式。
（1）机械化铺设顶网，在液压支架的前探梁或顶梁下装有安装金属网卷的托架，把网卷装在托架上，金属网从托梁前端绕过后被紧压在顶板上，在支架前移时，网卷自行展开，一卷网铺完后再换装上新网卷，并把新网的网边与旧网的网边联结。连网工作在支架托梁下方手工进行，铺设的顶网长边垂直于工作面方向。架间网的宽度与支架宽度相等。架中网的宽度比网卷窄0.5m左右，两网互相搭接。此方式的主要缺点为连网一定在近煤壁的托梁下方手工进行。
1.4 塑料网假顶
煤矿的塑料网假顶是用聚丙烯树脂制成的塑料带编织而成。
塑料网网片尺寸一般为5.6m×0.9m或2.0m×0.9m,网孔为15mm左右大小的井字孔或25mm×50mm的六角形孔，后者网孔不易变形。一些煤矿使用塑料网假顶的实践表明，因塑料网的重量只有相同面积的金属网的20%左右，具有良好的工艺性能，使用塑料网后能降低铺连网工作的劳动强度，提高效率，可防止铺设金属网时金属丝扎、挂工人手脚等事故，其塑料网抗拉强度高、使用寿命较长，减少了下分层补网的工作量。塑料网的缺点是，抗剪能力较差，不如12号铅丝;同时，因延伸率过大，采下分层时容易形成网兜。塑料网成本较高，很难掌握塑料网假顶的铺设方法，它与金属网假顶基本相同。
2、假顶下采煤工艺的特点
2.1 假顶下的支护及顶网管理
顶板管理的关键是管好破碎顶板以及避免漏矸。要采用浅截式采煤机并做到及时支护。在单体支架工作面，通常采用正倒悬臂错梁齐柱方式，割煤后要及时挂梁进行支护。在工作面片帮严重时，为避免顶网下沉冒顶，要提前在煤壁预掏梁窝，挂上铰接顶梁、打贴帮柱进行超前支护。有的煤矿采用Ⅱ形钢焊成的箱形长梁做顶梁，配合DZ-22型单体液压支柱架设的对棚，支护效果良好。过去一些煤矿大量使用的金属铰接顶梁，是由四块扁钢焊成的箱形结构，梁体焊缝多，组焊时各块扁钢易焊偏、焊穿或漏焊，使顶梁的受力不好，在使用中可能出现扭曲变形或由于焊缝开裂而损坏。目前，Ⅱ形钢已成为制造顶梁的专用型钢，用Ⅱ形钢焊制而成的"形钢梁只有两条焊缝，易于焊接及保证加工质量，顶梁成型较好，焊缝分布在梁体中性面上受力小，结构合理，梁体截面惯性矩比原有的箱形顶梁小，受力时不易开裂、变形及损坏。综采应选用合适的架型和作业方式。假顶下适合选用掩护式或支撑掩护式支架。采煤机采过后，要追机擦顶带压移架，防止在煤壁处发生网兜。如果发生煤壁片帮严重或假顶破损严重、再生顶板胶结不佳的情况，要采用超前移架方式。在发现金属网有破损时，必须及时补网。采煤机制煤时，滚筒距顶网要大于100mm，防止割破顶网。
2.2 假顶下的放顶工艺
人工假顶或再生顶板容易下沉，放顶时一般要采用无密集支柱放顶。在单体支架工作面要注意加强支架的稳定性，应沿放顶线在最后一排支架下支设单排或双排抬棚，或打斜撑柱，以抵抗金属网下落时对支架产生的水平推力。同时放顶时也可用木料斜撑顶网，使其缓慢下沉到底板。沿放顶线倒悬臂铰接顶梁的梁头可能挂破顶网，在放顶前要先用戴帽点柱，初次放顶时要加强对顶网的管理，开帮进度不可过大，工作面应架设适量的木垛、抬棚、斜撑柱等以增大支架的稳定性。为避免金属网对支架产生太大的牵制力，应先在底板上加铺一层底网，再沿放顶线把顶网剪断，使顶网沿放顶线呈自然下垂状态。
2.3 分层采高的控制
煤层厚度经常出现变化，而人工假顶或再生顶板的下沉量较大，在机采分层工作面要尤其重视采高控制，主要是必须保证底分层有足够的采高，防止给底分层的开采带来困难，一些矿井控制分层采高的做法是在第一分层开采时，在开切眼、工作面及上下平巷中每隔30-50m向底煤中打钻孔探煤厚，再按探明的煤层全厚决定分层层数和分层采高。在每一分层回采时，都要象顶分层回采时那样探清余煤厚度，随时调整和控制分层，按目前煤矿的技术条件，较合适的分层厚度普采为2m左右，综采工作面分层厚度3m左右。
倾斜分层下行垮落采煤法能够很好地解决缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支护和采空区处理问题，可用于分层工作面的机械化采煤、运输和支护设备，新型假顶材料的研制、假顶和再生顶板的管理技术都取得了显著的进展。因此，這种采煤方法已成为我国煤矿开采缓斜及倾斜厚煤层的主要方法。
参考文献
[1] 徐永圻：煤矿开采学，徐州，中国矿业大学出版社，2009.7.
[2] 阎海鹏、黄江宁、刘毅：采煤工艺，徐州，中国矿业大学出版社，2009.5.
[3] 杜计平：开采方法，徐州，中国矿业大学出版社，2006.7.