綜采放頂煤開采工藝與安全管理探析

孫建平

【摘要】綜采放頂煤開采技術在我國煤炭挖掘工作中已經得到了長時間的應用，并且已經根據實際工作經驗總結了符合我國國情的開采技術。目前我國綜采放頂煤技術已經達到相對先進的水平，并且已經開始向外輸出綜放開采的一成套系列技術。綜采放頂煤開采技術能夠適應不同開采環境下的煤礦，不論是緩傾斜煤層還是極度傾斜的惡劣開采環境都可以使用該項技術。文章主要闡述煤炭綜采放頂煤開采工藝與安全管理。

【關鍵詞】綜采放頂煤開采；安全管理；煤礦開采工藝

1.引言

綜采放頂煤開采技術與普通綜合機械開采技術相比進行了更大的改造，顯著提升了開采效率。綜采放頂煤開采技術一般使用兩臺刮板運輸機。其中一臺刮板運輸機的采煤方式與普綜采相同，位于支架的前方；另外一臺刮板運輸機裝置于支架的后方，使用的是支架結構來開展放煤工作，從而形成煤礦作業的綜合機械化放頂煤開采，其中包括落煤、裝載、運輸、放頂煤等一系列工作環節。

煤礦開采實踐證明綜采放頂煤開采能夠高效應用在緩傾斜煤層與急傾斜特厚煤層，其能夠實現煤炭開采的集中化管理，顯著提高出煤率，降低煤礦開采成本。

2.綜采放頂煤開采類型

放頂煤開采技術是在開采厚煤層時，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內的底部布置一個采高為2～3m的采煤工作面，用綜合機械化方式進行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板運輸機運出工作面。

2.1一次采全厚放頂煤開采

一次采全厚放頂煤開采是目前我國煤炭開采工作中十分常見的綜采技術之一，與其他綜采技術相比開采的煤炭產量更高，開采效率更加具有優勢，比較適合厚度在6～10m的煤礦[1]。其主要優勢體現在自動化機械設備的需求量不大，并且礦井掘進和后期維護工作十分便利，礦井工作面的煤炭運輸效率較高。該綜采技術的主要弊端體現在如果煤礦中的煤質相對柔軟，則工作面平巷出現安全事故的概率會相應增加。

2.2預采頂分層網下放頂煤開采

預采頂分層網下放頂煤開采技術是沿煤層頂板布置普通長壁工作面，然后沿煤層底板布置放頂煤工作面，將兩個工作面之間的頂煤放出。這種開采工藝比較適合煤層厚度高于12m的煤礦中。其主要優勢可以提高回收率，預采頂分層在一定程度上解決了放頂煤損多的缺陷。其主要弊端在于支架之間會出現漏煤，并且在放煤過程中會出現較為濃密的粉塵，增加了礦井的危險因素。因此在實行該綜采技術時需要對煤層進行預注水，用來減少粉塵。

2.3傾斜分層放頂煤開采

傾斜分層放頂煤開采主要適用在煤層厚度為15～20m的情況下。可以將煤層厚度劃分8m-12m，進而可以采用傾斜分層放頂煤開采工藝。在開采的時候從上半部分開始開采，這種分層綜采方式可以實現交錯同時開采[2]。

3.綜采放頂煤開采工藝

3.1綜采工作面工藝過程

根據煤層底部的走勢來開展切割工作，再使用前方的運輸機將煤炭運輸出礦井外，移動液壓支架的移動頂板出現脫落，完成按照所計劃的步距后將放煤口打開，掉落的煤炭放置于后部的輸送機上，由皮帶進行運離礦井。

3.2初采和末采放煤工藝

初采放頂煤技術需要在開采前，在開切眼外的位置上做切頂巷，切頂巷即為與開切眼平行的輔助巷道，可以實現初采。放頂煤一般在工作面即將完成開采前20m處停止，這種技術會大量浪費煤炭，因此需要對該技術不斷創新，將停采距離縮短至10m左右。

3.3端頭放煤

當前絕大部分的放頂煤綜采都是采用改裝過后的過渡型支架來實現端頭維護。另外運輸機過渡槽過高，使得支架放煤與過煤更難實現。所以，可以在煤層工作面兩端頭分別預設2支架，導致不能繼續放煤，出現煤炭資源的嚴重浪費。要解決端頭放煤可以使用帶有高位放煤口的端頭支架，應用短機頭或機尾工作面輸送機或者側卸式輸送機[3]。

4.綜采放頂開采安全管理

4.1防治水

在綜采過程中可以利用瓦斯排放系統來疏泄上區段的綜采工作面上覆積水。對于較為復雜的礦井內部可以設置整體的排水設施系統，預防水體泄露而造成的影響。同時還可以在生成水平面上放置大容量的水體存儲庫與抽水泵。

4.2防滅火

在工作面采空區要及時的進行注氮處理。使用黃泥對采空區進行灌漿等措施，控制礦井壓力的基礎上在工作面進行通風梳理，不定期、定期的進行注水來控制礦井內溫度。對綜放工作面采空區與相鄰采空區可能出現火災的區域進行注氮來降低氧氣濃度，降低火災危險。同時可以加快工作面的推進速度，防止煤炭出現自燃。當月推進速度大于40m的時候可以有效的防止煤炭自燃。

4.3防瓦斯

配設專業的礦井瓦斯抽查小組，對礦井內瓦斯含量進行全程控制檢測。準確的瓦斯安全檢測與自動報警系統，全面預防瓦斯安全事故出現。定期的疏散瓦斯，防止礦井內瓦斯過多堆積，避免瓦斯含量過高導致爆炸或火災。在礦井風巷上段設置水射流風機，將礦井上隅角的瓦斯稀釋或消除。

4.4防煤塵

礦井工作面要進行定時定量的通風工作。對超前煤層施工面實施高壓注水處理，防止礦井內煤層堆積。在放煤工作中配設噴霧，在放煤過程中使得放煤與噴霧可以聯合自動運轉。同時可以在支架頂梁上沿著工作面配設4-5處凈化水幕。

5.結束語

綜采放頂煤開采是一項綜合性的開采技術，尤其適合在緩傾斜、急傾斜特厚的煤層中應用。綜采放頂煤開采技術的開采效率與經濟效益優勢十分明顯，所以已經得到了普及應用。然而在應用綜采放頂煤開采技術時必須注意到該開采技術仍然存在眾多問題，例如回收率與含矸率之間的問題，高產量與高瓦斯、高煤塵之間的問題，煤礦開采管理水平有待提高等。因此必須著重注意突破這些技術難題與管理問題，使得綜采放頂煤開采工作更加高效、高產、高安全。

【參考文獻】

[1]喬宏斌 ， 郭榮.綜采放頂煤開采工藝與安全技術研究[J].科技傳播， 2013， （20）：189+187.

[2]張帥 ， 張振配 ， 趙英州.沖擊地壓特厚煤層綜采放頂煤開采工藝探討[J].煤炭技術， 2011， （01）：225-226.

[3]劉金輝 ， 牟國禮 ， 王森全.厚煤層不規則綜放工作面開采技術與應用[J].礦業研究與開發， 2010， （04）：5-6+107.endprint