綜采放頂煤開采技術發展分析及實施要點探析

翟戈 馮冉

摘 要：為提高綜采放頂煤開采技術應用效益，進一步提高煤炭資源回收率，本文基于綜采放頂煤開采技術應用發展現狀，分析了實施綜采放頂煤開采技術的關鍵技術點，并提出了一系列提高綜采放頂煤開采技術煤炭資源回收率的技術措施，以期有助于綜采放頂煤開采技術的進一步推廣與應用，為企業創造更多經濟效益。

關鍵詞：綜采放頂煤;技術要點;資源回收率;安保措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.074

1 綜采放頂煤開采技術分析

1.1 頂煤冒放性的評價方法

在頂煤開采的過程中，頂煤所具有的冒放性發揮著十分重要的影響，該因素決定了煤炭的回收率。針對冒放性的評價，我國很多科研人員都提出了相應的方法，就影響因素來講，首先對其量化處理，然后進行回歸，之后再計算相應的冒放性;通過模糊聚類法來計算冒放性。在開采的場所中，其最常見的方法就是加權模糊推理。它是通過對煤層的開采及地質的條件進行系統的評估，但沒有考慮其他的方法，因此無法掌握其他措施對冒放性所產生的影響。若輔助手段對冒放性會造成影響，其開采及地質的條件也會隨之產生改變，該方法具備可行性。

1.2 支架圍巖與綜放面頂板之間存在的關系

頂板的壓力：在相關的研究中，頂板與支架圍巖之間所存在的關系是其最關鍵的一個課題。一種觀點認為，頂板所具備的壓力與放頂煤的采出厚度存在正比關系，因此大部分廠家都會建設較大噸位的支架，但是這些支架極易產生問題，對回采的效益受到極大的影響;另一方面，頂板所具有的壓力會因冒落矸石厚度的增加而受到緩沖，降低些許壓力，因此大部分礦井都會選取一部分小噸位的支架，但是也因此產生了一些惡劣的安全事故，如油缸變形等。目前，在支架型號的設計與選擇中，其最關鍵的一個問題就是放頂煤采場所具備的壓力。

采場頂板的構造：目前，針對礦壓的相關規律及綜放采場的頂板運動方面，我國取得了較大的研究進展，其最具代表性的為：基于三硬條件下來研究礦業所存在的規律;針對頂板與支架圍巖間的相關關系進行研究;基于三軟條件下來分析等，以上這些研究成果都綜合反映出了各個類型頂板所具有的礦壓規律，促使開采技術得以迅速發展。很多學者通過研究發現，處于放頂煤開采的條件下，與采出相比，直接頂所具備的冒落厚度是其1.9-2.5倍。直接頂具有力的傳遞結構，在冒落趨于穩定后，傳統的頂板結構將會被取代。

支架圍巖的關系：在一般的結構下，下支架主要具備三種壓力，分別為直接頂和老頂間之間的接觸力、直接頂的全部或局部作用力、頂煤的重量;對于堅硬的梁式結構，如果直接頂所具備的厚度較小，則對支架所產生的作用主要是依據頂荷載所產生，同時支架還承載著老頂斷裂所形成的沖擊力，因此，通常情況下，對于堅硬梁式結構的支架圍巖關系而言，大多采用動力學法來加以闡述。

綜放支架的受力與頂板結構之間的關系：通過相關的研究可知，綜放面所具備的壓力不只與頂板的構造相關，而且與采區所具備填充狀態存在密切關系。就一般的頂板而言，其關鍵問題并非是平推力，也不會產生較大的沖擊荷載。針對梁式結構的煤礦，應當由以下幾方面來預估支架的類型及頂板的壓力：以預定放出率為核心來預估直接頂的厚度;通常，都需要與采場內頂板巖層的構造相對比，以此判其所處的位置;對該結構的運動空間進行有效的計算，就是采空區所具有的空虛度;當結構失去穩定時，對作用力的方向及最大荷載實施預估;針對支架的型號及參數提出更高的要求。

1.3 提升煤炭回收率的關鍵措施

基于綜放的背景下來開展空掘巷的技術，促使其支護具備較強的錨網化，確保該區域保持最少的煤柱數量;對過渡放煤支架進行研究，促使其具備較高的回收率;對于厚度較高的煤層，應當運用分層鋪底網技術，不僅可以使回收率得以提升，而且能夠減少混矸;注重攻關回采技術，以研發出新的工藝;在布置工作面的時候，應當擴大傾斜的長度，促使工作面的設置具備較強的靈活性，盡量避免部分地質構造的工作面設置，增強可采儲量。

1.4 新型的綜放支架及其配套設備

目前，綜放支架有著極其廣泛的運用，換言之，它在我國的煤礦開采中有著極其重要的作用。經過長期的研究，將放頂煤支架低位放置在較厚煤層的緩傾斜綜放面已經成為了應用潮流。現階段，我國已經研制出多個厚度的煤層及傾角的支架，其具備的牢固性及使用壽命都達到了全球最高的水平。

2 提升煤炭回收率的策略與安全保障機制

2.1 提升煤炭回收率的策略

目前，我國科研人員開展工作的核心內容是提高煤炭的回收率，將設備、回采技術等作為課題，通過反復實踐研究，我國對煤炭的回收率進行了較大的改善，已超過了80%，其主要由以下幾點內容來進行優化：①利用對空掘技術來進行相關的試驗，在全面實施之后，可以降低區域內的煤柱數量;②與以往相比，使用端頭放煤支架可以增加兩個百分點;③對預采頂分層鋪底網技術進行較好的應用，可以使回收率得以提升，同時降低混矸的含量;④對回采技術進行有效的改善，例如某礦井在改善升級煤炭回采技術之后，其回收率得到了極大的提升。

2.2 綜放工作面安全保障機制

導致綜放工作面出現事故的關鍵因素主要為瓦斯等。對于瓦斯用處的特點及預防策略開展詳細的闡述。

瓦斯在綜放面的涌出量越來越多，例如與某個礦井的分層工作面相比，其綜放面的產量明顯高出1.5-2倍，而瓦斯量要明顯高出1-1.6倍;與第1層相比，分層開采面所具有的涌出量較低，但與其他的分層相比，其涌出量較高。防治的具體措施為：本鄰或鄰層抽放等。

3 結語

在未來很長的時期內，綜放開采技術因其具備較強的高效性及安全性，逐漸成為煤炭行業開采的核心技術。但是我國具備較寬廣的地域，綜放技術因較厚煤層的開采及埋藏條件所具有的多元化而呈現多樣化，不能局限在單種或者多種方法的傳統組合;也不能局限在現有的礦井模式下。對傳統礦井的改善及對新礦井的開發，都應當以采煤技術的發展而進行，以最大化的獲取經濟及安全的效益。

參考文獻：

[1]楊永旺.綜采放頂煤開采技術在大傾角松軟厚煤層中的應用[J].礦業裝備，2019（01）：40-42.

[2]李海飛.綜采放頂煤工作面提升資源回收率分析[J].能源與節能，2018（09）：88-90.