如何科學管理放頂煤工作面提高回采率降低采區噸煤成本

摘 要：放頂煤開采因其高產高效而受廣泛應用，然而此采煤方法確實存在回采率低的突出缺陷，因此如何提高放頂煤的回采率一直受到重視。本文結合南山煤礦綜采一隊放頂煤的具體實際，就如何科學管理放頂煤工作面提高回采率降低采區噸煤成本，這一重要問題與同行共商，并為生產提供借鑒和幫助。

關鍵詞：科學管理，放頂煤工作面，回采率，噸煤成本。

南山煤礦目前正在開采的15（七）層和18（八）層兩個主力煤層，屬于厚煤層，其中15號煤層厚度在8～10米之間，18號煤層厚度在15～22米之間。憑借厚煤層特有的自然基礎條件，依靠科技進步，解決當前南山礦存在的一些技術難題，大力發展綜合機械化放頂煤回采工藝，加快高產高效標準化工作面建設，對提高企業經濟效益，增加職工收入，具有不可低估的重大意義。然而此采煤方法確實普遍存在回采率低的突出缺陷，因此如何提高放頂煤的回采率，進一步降低采區噸煤成本，一直受到重視。本文結合南山煤礦綜采一隊回采的西一區18層二分段底板層綜放面的具體實際，就如何科學管理放頂煤工作面提高回采率，降低采區噸煤成本，這一重要問題與同行共商，并為生產提供借鑒和幫助。

一、工作面簡況

西一區18層二分段底板層綜放面，本區位于南山礦井田西部，屬西一區。本區煤層編號為18層，煤質中硬，層理節理發育。煤層傾角4～8度，煤厚16.4米，屬厚煤層。工作面傾斜長102米，走向長620米，可采儲量142.9萬噸。

區域范圍內地質構造比較簡單，F1傾斜斷層貫穿整個工作面，落差在1.2～1.5米，對工作面回采影響不大；F2斷層沿走向貫穿整個工作面，落差4～5米，對工作面回采影響較大；溜子道自切眼往外850米處遇南15邊界斷層。工作面受沉積環境影響，煤層呈現背斜及扭轉狀態。頂板為灰白色中砂巖，底板為灰白色細砂巖。

由于該工作面儲量大，煤層層理節理發育，易冒落，使用放頂煤支架能提高工作效率，因此支護方式選擇支掩式低位放頂煤支架。工作面布置采用走向長壁后退式一次采全厚采煤法，頂板管理全部跨落法。支護方式工作面支護采用75組ZF2800/16/24B型支撐掩護式低位放頂煤支架支護，工作面上下端頭各采用3組ZFG3000/17/26型過渡支架支護。

實際效果：綜采一隊在西一區18層二分段底板層綜放面，采出132.06萬噸，工作面回采率達92.4%，完全符合國家規定的要求。

二、具體做法

為保頂煤充分破碎而放煤，超前對煤層進行打鉆孔注水，采用高壓泵向煤層高壓注水，使高壓水滲透到煤體中，達到軟化煤層的作用。

2、充分利用支承壓力導致頂煤破碎機理，使頂煤壓裂壓碎。

3、反復支撐支架進一步使頂煤破碎。因為頂煤破碎是靠支承壓力、頂煤回轉（活動）及支架支撐共同作用的結果，其中支承壓力是前提，但支架的反復支撐相當是對煤體的不斷壓縮與拉伸作用，從而提高煤體破碎度。

4、采用合理的放煤方式。具體是：

①堅持一刀一放煤，放煤步距為0.6米。

②采用多輪、順序、間隔的放煤方式，放煤順序由下而上依次分組進行放煤。第一組放奇數號架子（1、3、5…），第二組放偶數號架子（2、4、6…），一、二組相距大于20米。放煤的輪次可達2～3次，每個放煤口放煤時間3～5分鐘，當上一輪由下端放煤到上端后，再由下頭進行一下輪次放煤，從而使頂煤均勻下降，特別要強調頂煤放凈方準移架。

5、保證放煤口暢通。如有大塊卡堵放煤口，應操縱后尾梁搖板千金頂和插板千斤頂將大塊擠碎，或者配合使用單體液壓支柱將大塊擠碎，嚴禁采取放炮方式崩大塊煤。

6、加強對工作面上下兩端頭的放頂煤管理。

7、按《作業規程》要求及時清掃浮煤。

三、煤碳損失分析

提高回采率，就是降低煤炭損失率。國家規定：厚及特厚煤層的采區回采率≥75%，工作面回采率≥93% 。那么采區的煤炭損失量主要由如下構成：

上述情況有資料表明：工作面外區段煤柱損失量達30%～35%；工作面內放煤工藝的損失量可達40%～45%。南山礦綜采一隊采面回采率達到93%，主要是頂煤回采的較干凈徹底，當然在工作的初采時，第一刀割煤就開始放頂煤，不留10～15m的尾巴。末采時也盡量使割煤與放煤一起到達停采線。

四、建議與商討的問題

1、如何提高工作面外的回采率，是保證采區回采率的關鍵之一，那么從上述煤炭損失量上分析知，采區煤柱占損失量的30～35%，因此應采取沿空護巷或沿空掘進的方式，不留10～15m的區段煤柱。

2、在采面端頭應進行放煤，這樣增加回采率。南山礦綜采一隊采用端頭支架放煤方法，收到了良好的效果。

3、為了確保放煤效果，提高煤炭回收率，降低矸石混入量，建議預采頂分層鋪金屬網。預采頂分層時尚有沿工作面底板打孔放震動炮的有利條件，提前破碎將要采取放頂煤開采的頂煤，這樣是科學有效的。

4、要結合實際采用合理的采放比，一般講合理的采放比應是1：3的范圍為宜，超過這個范圍則不宜。南山礦綜采一隊的放頂煤工作面煤厚13.6m沿底板先采出2.2m，還有頂煤11m之高，其采放比為1：5。那么為什么放煤效果還這么好呢？原因在于煤體的預先注水， 還有是煤的硬度較小，故易破碎放煤。另外這個煤層上部無 偽頂，直接頂為灰白色細砂巖，穩定，煤與直接頂較易分離。否則，其采放比不合理必然丟頂煤。

總之，放頂煤整層開采優點是明顯的，缺點也是實際的，那么如何提高放頂煤的回采率，無論是綜放、π放都應實事求是選擇確定才是，不能想當然。

作者簡介：

李福貴，1973年2月出生，本科學歷，助理工程師職稱，現任職于龍煤鶴崗礦業公司南山煤礦。