芻議特厚煤層大采高綜放開采關鍵技術

唐壽杰

（廣西欽州礦務局稔子坪煤礦 廣西欽州 535038）

芻議特厚煤層大采高綜放開采關鍵技術

唐壽杰

（廣西欽州礦務局稔子坪煤礦 廣西欽州 535038）

自從20世紀90年代以來，我國相關技術人員對特厚煤層的實際開采技術進行了深入研究，從而形成了基本的開采技術模式。在我國的采礦工程中，經常采用大采高綜放技術進行作業，特別是對于特厚煤層的礦物質開采，大采高綜放這一開采方法已經得到十分廣泛的應用。但是隨著我國現階段放煤以及割煤高度的不斷變化，導致采礦工作面臨著巨大的挑戰。

特厚煤層；大采高綜放開采；關鍵技術；應用

前言

截止目前，我國煤礦采礦作業中一共涉及到三種不同的采礦作業方式，分別是大采高綜采作業方式與分層綜采作業方式以及綜采放頂煤開采技術，其中這三種采礦作業方式都是針對國內特厚煤層開采的技術方式。與分層開采技術相比，我國的大采高綜采技術可以進一步緩和采掘關系以及適當降低巷道的掘進率，因此具有可簡化采礦作業過程的優點。

1 特厚煤層大采高綜放開采工作面以及地質情況分析

本生產礦井為我國廣西地區某一小型生產煤礦，該礦井的特厚煤層大采高綜放開采工作面為4111工作面，其主要位于本礦區北翼第四采區，為四采區回采Ι-1煤層的第七個區段，該工作面的實際進風巷底板標高始終保持在－280～－284m這一范圍內，而回風巷底板標高的標準范圍為－279～－285m。如表1～2分別為該地區特厚煤層大采高綜放開采工作面以及地質情況[1]。

表1 工作面位置及井上下關系表

表2 煤層情況表

2 特厚煤層大采高綜放開采工作面片幫控制技術分析

通常而言，在礦井作業過程中，由于采用大采高綜放開采技術對特厚煤層進行開采掘進時，分別在周期來壓階段和非周期來壓階段，隨著采礦作業技術的不斷推進，該礦井的實際工作面煤壁片幫率以及煤壁片幫深度都存在很大的變化，因此在對該工作面的特厚煤層采用大采高綜放開采關鍵技術進行作業時，需要對該工作面的煤壁片幫深度以及實際的分布規律進行科學分析，從而針對采礦作業時不同推進速度下以及不同采高作業面、不同端面距離、還有不同來壓階段技術基礎上的工作面煤壁片幫情況進行分析研究。

首先對該工作面不同采高條件下的煤壁水平位移變化情況進行數值模擬分析，通過這一技術分析發現，該礦井工作面的煤壁水平移量值隨著煤礦工作面采高的不斷增大在逐漸上升，因此結合模擬分析的結果以及相關規律，將該工作面的實際支架護幫合理高度控制在2.5～3.0m之間的范圍內。根據這一分析結果，在該煤礦的特厚煤層開采過程中，可以采用安全性較高的伸縮梁結構以及二級護幫結構、鉸接前梁結構進一步避免該工作面煤壁片幫情況出現。同時在研究過程中發現，礦井作業的實際推進速度也會對該工作面的煤壁片幫造成一定的影響，因此在實際的大采高綜放開采過程中，應該在作業現場適當加快采礦的推進速度，從而不斷縮短煤壁的暴露時間，有效降低煤壁片幫程度。

3 特厚煤層大采高綜放開采高效放煤技術分析

3.1 高效放煤技術中要選擇合理的放煤步距

通過實踐研究發現，在采用大采高綜放開采技術對特厚煤層進行開采過程中，最為關鍵的是要選擇科學的放煤步距，這一技術對有效降低含矸率以及不斷提高礦物質的實際采出率具有重要的意義。但是需要引起注意的是，放煤的實際步距太大，會導致頂煤進入采空區，從而造成丟煤的情況。如果放煤的實際步距過大，就會導致煤層中的矸石進入放煤的窗口中，從而嚴重對煤質造成巨大的影響，同時頂煤的實際厚度也會對放煤的步距造成一定的影響。因此，在大采高綜放開采過程中，應該重點對放煤口的中心高度以及實際長度和采煤機的截深進行綜合考慮，從而在放煤過程中要確保放出范圍中的頂煤能夠得到破碎與松散，一般而言，放煤的實際步距應該在放煤口長度之上，從而有效減少煤矸石混合的情況。

3.2 高效放煤技術中要選擇合理的放煤方式

一般而言，放煤方式主要是指按照預定的放煤順序以及放煤的實際次數和放煤的總量，沿著該工作面同時開啟一定數量的放煤口，這一放煤方式按照不同的放煤順序，可以分為間隔放煤法與順序放煤法；按照放煤的實際次數又可以將這一方式分為多輪放煤技術與單輪放煤技術和雙輪放煤技術三種不同的放煤方式；與此同時按照放煤口數量的不同，又可以將該放煤技術分為多口分段放煤技術與單口放煤技術兩種方式；按照每次放煤的實際含量，又可以將這一放煤技術分為不等量放煤技術與等量放煤技術兩種不同的技術方式。

但是，在實際的煤礦特厚煤層大采高綜放開采技術實施過程中，由于不等量放煤技術與等量放煤技術難以對其進行科學控制，因此在具體的綜采作業過程中，需要結合實際的煤層賦存情況，采用科學的開采技術工藝進行采掘。就以本文所研究的工作面為例，通過對該工作面的頂煤散體厚度以及相關的參數值進行模擬分析，從而采用多輪間隔順序放煤技術以及單輪順序放煤技術還有單輪間隔放煤技術進行作業，最終的實踐開采結果表明，采用多輪間隔的放煤技術進行開采可以大大提高綜采的效率，而采用多輪間隔順序放煤技術以及單輪間隔技術進行放煤，煤層的采出率較低，因此本工程工作面在開采過程中為了能夠不斷提高頂煤的實際采出率，主要采用多輪順序多口放煤方式進行放煤作業。

3.3 高效放煤技術中要優化高效高采出率放煤機構

在采用大采高綜放開采技術工藝對該工作面的特厚煤層進行開采時，采出率除了會受到放煤步距以及放煤方式的影響外，還會受到液壓放煤支架的重要影響。一般情況下，如果放頂煤支架前是雙連桿，后連桿為單連桿，因此支架的底座中部正好是后連桿，此時后連桿會將支架工的視野遮擋，從而導致煤礦工作面中的支架工在放煤觀察過程中，無法清晰觀察到實際的放煤效果。另外工作面中的前通道與后通道不暢通，從而使后連桿擋住行人通行與實際的維修，從而對大采高綜放開采造成一定的影響。

因此，為了避免上述問題出現，需要通過對液壓支架結構進行優化設計，從而進一步滿足支架的極限位置以及支架的實際運動，提高采出率，如圖1 4111綜掘工作面具體的平面布置結構圖[2]。

圖1 4111綜掘工作面平面布置圖

4 結束語

綜上所述，現階段隨著我國經濟社會不斷發展，已經探明的煤炭資源儲量大約有一萬億多噸，其中特厚煤層的實際儲藏量可以占到總儲藏量的44%，而且煤頂的實際出礦率較低，同時礦井工作面的煤壁片幫嚴重，瓦斯的實際出涌量較大，這些突出性問題一度導致我國的特厚煤層采礦作業技術面臨著巨大的挑戰。本文正是在這樣的背景下，重點對我國廣西某一煤礦礦井特厚煤層的大采高綜放開采技術相關內容進行論述研究，以此提高采礦作業水平。

[1]王金華.特厚煤層大采高綜放工作面成套裝備關鍵技術[J].煤炭科學技術，2013，09：1～5+28.

[2]王國法，龐義輝，劉俊峰.特厚煤層大采高綜放開采機采高度的確定與影響[J].煤炭學報，2012，11：1777～1782.

TD823

A

1004-7344（2016）15-0181-02

2016-4-26

唐壽杰（1986-），男，漢族，廣東廣州人，助理工程師，大專，主要從事煤礦開采技術管理、分析、編制及工程質量監督和驗收方面工作。