提高綜采放頂煤工作面回采率的措施研究

劉建權

（永定莊煤業有限公司，山西大同037001）

引言

綜采放頂煤開采法已成為我國中厚煤層、特別是厚煤層的主導采煤法。其生產效能得到了充分發揮，在顯著降低礦井生產成本的前提下，提高了企業生產效率，經濟效益顯著。但人們在實際應用綜采放頂煤工藝時，也發現了不少問題，其中最重要的一點為工作面回采率低，易造成資源浪費，該問題仍是當前人們應用綜采放頂煤工藝時亟待解決的重要問題。

1 綜采放頂煤工藝

1.1 采煤機割煤

應用雙向割煤工藝來截割煤體，可借助雙滾筒采煤機以工作面底板為依托進行煤體的全長截割，采用斜切進刀來推進工作面兩端，可把截深控制在0.6～0.8 m之間，采高控制在2.2～2.6 m之間?？山柚鷿L筒螺旋葉片配合擋煤板、前部輸送機鏟煤板來處理采煤機落煤，把落煤裝入前部輸送機運離采煤工作面[1]。

1.2 移架

為使端面頂煤更穩定，在采煤機通過后，應及時移架，當滯后滾筒2～3架時，就應追機移架，對頂板進行及時支護。

1.3 推移前部輸送機

進行移架后，在距采煤機后滾筒12～15m處，從一端向另一端順序推前部輸送機，在推移前部輸送機的過程中，應把彎曲段長度控制在15 m以上，推移步距控制在0.6 m左右，盡量一次到位，推移后，輸送機應成一條直線排列狀。

1.4 放頂煤

在放頂煤時，可用“一采一放”或“兩采一放”形式放煤，即讓采煤機割一刀或割兩刀進行一次放煤。在推進工作面后，專職放煤工可由1號支架起依次逐架放頂煤。借助收尾梁可讓頂煤依次落入后部輸送機內，連續放出矸石后，把尾梁及時收起，伸出插板。專職放煤工可參照后部輸送機中的煤量多少來合理控制放煤速度，此外，為防止后部輸送機被壓死，工作面同時放煤點應少于兩處。

1.5 清煤

當前部輸送機從生產工作面推過后，應及時清理干凈支架底座前方的浮煤，架間浮煤以及電纜槽內的浮煤。若此時后部輸送機前方存在過多堆煤，對放煤視線造成了影響，可用鐵鍬將堆煤移至后部輸送機中，然后由后部輸送機運出[2]。

1.6 拉后部輸送機

可借助支架底座側面裝設的拉后溜千斤頂配合聯接裝置來實現拉后部輸送機。

2 煤炭損失

2.1 工藝損失

在放頂煤作業中，工藝損失主要為放煤損失，要想完全避免該類損失很難。放煤損失的多少主要受放煤方式、步距、煤厚、煤的特性以及支架架型等因素影響。通常在工作面全部煤炭損失中，有1/3左右的為工藝損失，人們通過不斷改進生產技術，逐步強化生產管理，可在某種程度上降低工藝損失率[3]。

2.1.1 多輪順序均勻放煤

按支架順序來放煤，每次把頂煤量的1/2～1/3放出，放完第一輪后，從頭開始再進行第二輪放煤，然后再進行第三輪放煤，直至放完所有頂煤。通常當采放比小于1∶3時，可選用雙輪把煤放完，若采放比大于1∶3時，適合采用三輪放完煤。多輪順序放煤的優點是具有較高的回采率，且煤巖分界面可實現均勻下降，采出的煤炭含矸率低。缺點是要求放煤工作人員應具有較高的操作水平，并且應緩慢放煤。

2.1.2 單輪間隔順序均勻放煤

此放煤方式主要采用隔架放煤順序放煤，如可先放1、3、5號支架，再放2、4、6號支架，當把雙號架間的脊背煤放出后，若遇到連續放出矸石，應及時伸出插板，阻止放煤作業。采用該放煤方式放煤具有很多優點，如放煤速度快、回采率高、含矸率低，在實際生產中應用較廣泛，適用于采放比較小的工作面。

2.2 工作面前后端頭損失

人們時常應用單體柱或選用不具有放煤功能的端頭支架來做進回兩巷端頭，加之端頭過渡架進行放煤使工作面兩端頭支護難度增大，致使工作面前后兩端頭通常會有兩、三架過渡架，只進行割煤作業而不進行放煤操作，這樣必然會引發端頭損失煤炭。工作面長度大小以及煤層的薄厚是影響端頭損失的兩個主要因素，具體為隨著工作面的變短，煤層的變厚，會有更大的煤炭損失率。

2.3 初采損失

在工作面開切眼應用錨網支護頂板，在實施初采作業時，當支架全部與切眼錯開后，就應及時放煤[4]。但基于煤質可放性的影響，以及頂煤放出后產生的大面積垮落空間，易積聚瓦斯，對工作面安全生產造成威脅。若此時在頂板巖石又較堅硬的情況下，直接頂很難隨采隨落，采空區上方可能會懸著大塊巖石，在初次垮落時，很有可能把支架砸壞，因此，人們在進行初采作業時，在采空區必須留設部分頂煤，這樣必然會形成初采損失煤炭。

2.4 末采損失

在工作面停采時，為確保設備安全回收，通常會在距停采線大于10 m小于15 m的范圍內，停止放頂煤操作，這樣就會引發末采損失。

此外還有其他煤炭損失，如運輸損失等，但這種損失量一般較小，通常小于1%。

3 提高放頂煤開采回采率的措施

3.1 減少初采損失

在工作面初采時，就應強化頂板管理，當支架錯開開切眼后，就應及時放煤。若頂煤與頂板較堅硬很難垮落，可在頂煤打眼實施放炮強制放頂，這樣可顯著減少初采損失，通常可使初采損失減少一半左右。

3.2 減少端頭損失

對放頂煤工作面端頭支架進行改良，使工作面兩端頭頂煤盡可能地放出，進而提高工作面兩端頂煤實際回收率。

3.3 減少放煤工藝損失

在影響工作面煤炭損失的眾多因素中，放煤工藝損失是一重要影響因素，科學、合理地選擇放煤工藝十分有利于提高綜采放頂煤回收率。在具體選用放煤方式時，可根據煤層厚度來選擇。當待放煤層較厚時，可采用多輪放煤方式進行放煤。當待放煤層較薄時，應選用單輪放煤方式進行放煤。而通常間隔放煤效果一般比順序放煤效果好。在開采條件允許的情況下，最好選用單輪間隔放煤工藝放煤，該放煤工藝不但回收率高、煤炭夾矸少，而且脊背煤損失量小，易操作。

3.4 減少末采損失

應在確保工作面設備可安全回收的前提下，選擇的停止放頂煤位置距停采線距離應盡量短。

3.5 合理選擇支架型號

依據放煤口位置的高低，可把液壓支架分為高位放煤液壓支架、中位放煤液壓支架以及低位放煤液壓支架。對于高位放煤液壓支架而言，其具有結構簡單、穩定性高、維護方便等優點，其缺點主要為采出率不高、丟煤現象嚴重、要求待開采煤層需有較高的冒放性；中位放煤多煤塵大、易丟煤、低采出率，很難放出架與架間的脊背三角煤，實際放煤效果較差；對于低位放煤而言，放煤口連續，具有良好放煤效果，不存在脊背煤損失，煤炭放出率高，其唯一不足是要能嚴格控制矸石。因此，各礦應依據本礦井煤層賦存情況與頂底板巖性選擇適合本礦井生產的支架型號。

3.6 合理選擇放煤步距

在選擇放煤步距時，應充分結合放煤支架與溜槽型號來選擇。這樣不但能有助于放出更多頂煤，而且可顯著降低矸石混入率。若放煤步距過大，放煤口上方的頂煤易垮落，這些垮落的頂煤易流入采空區，引發嚴重的脊背煤損失，造成回采率低。若放煤步距選擇的過小，又易形成大量混矸。在確定好放煤架型后，為放出更多煤炭，同時放出煤炭的含矸率最低，選用的放煤步距最好與放煤口的水平投影長度相一致。

3.7 提高放煤工技術素質

由于放煤工放煤技能的高低，會對頂煤的回采率大小產生直接影響，因此，有必要對放煤工的專業技術水平進行強化培訓。同時，應重視監督放頂煤工作，此外，還可通過借助相關物質獎勵，來激勵放煤工愛崗敬業，增強他們的自身責任感。

4 結語

要想進一步提高綜采放頂煤開采工藝的開采效能，必須充分了解該項工藝，找出開采過程中煤炭損失的原因，研究提高放頂煤開采回采率的措施，并積極應用到實踐中。只有這樣才能更好地保障綜采放頂煤開采的高產、高效，才能為企業創造更大的經濟效益。

[1]馬延濱.淺析提高綜采放頂煤工作面采出率的措施[J].山西煤炭，2010（12）：45-47.

[2]閆衛國.提高放頂煤工作面回采率的技術實踐[J].潔凈煤技術，2013（4）：60-62.

[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（4）：88-90.

[4]苑搏，張國軍，李賽，等.放煤順序對大傾角走向長壁綜放開采放出率的影響[J].煤礦安全，2015（12）：89-91.