煤礦井下綜采工作面放頂煤采煤工藝應用分析

＊

（山西省能源發展中心 山西 030001）

經濟社會持續發展，在大發展采礦事業的同時，也要同步優化和調整放頂煤采煤工藝，創設安全可靠的作業環境，力求提升放頂煤采煤作業效率和質量，維護人員生命財產安全。綜采工作面放頂煤采煤工藝有采煤機作業、工作面作業、放頂煤作業以及支架工作方式等幾種，作業前需要工作人員充分地質勘察，收集相關資料編制合理的作業方案和作業流程，選擇最佳的放頂煤作業方式，在提升作業效率的同時，力求為企業創造更大的經濟效益。

1.綜采工作面放頂煤采煤工藝特點

圖1 放頂煤采煤工藝

對于井下的綜采工作面采煤工作而言，作業難度不斷增加，應注重對配套技術和工藝積極改進和創新，并配備多臺運輸機獲取多個出煤點，割煤機置于煤壁工作面，另外的采煤運輸設備全部置于工作面側方位置，基于支架形式對采放全過程把控，具體包括破煤、運煤、裝煤與放頂煤等環節，在作業的同時，選擇合理支護技術維護采空區作業穩定[1]。結合現場作業需要，急傾斜特厚煤層以及緩傾斜厚煤層開采活動更適合選擇綜采放頂煤開采技術，運用此種技術可以使采礦活動安全、高效、穩定，減少采礦成本和資源損耗的同時，實現采礦活動集中化管控，最大程度上降低安全事故幾率。

對于綜采工作面放頂煤采煤方法特點來看，第一，增加了煤炭產量。由于此種方法需要設置至少兩個出口，多個采煤過程需要同步進行，極大的提升了采煤效率和運輸效率[2]。此種方法更適合高強度作業需要，采礦活動連續進行，在精簡巷道工藝流程的同時，提升了作業全過程的安全、可靠性。第二，有別于常規采煤方式，綜采放頂煤采煤需要借助大量先進機械化設備實現，機械化水平更高，所以生產能力遠遠不是常規采煤方式可以媲美。第三，綜采放頂煤采煤技術實際作業中，開采部分煤后，頂煤懸空，頂煤掉落可以反饋礦壓。結合相關資料，隨著采煤工作面不斷推進，周期來壓現象越來越小，因此多淘汰四柱支架選擇兩柱支架，減少耗材和成本[3]。第四，綜采放頂煤采煤方法強度過大，誘發一系列安全隱患，如開采期間出現瓦斯泄漏，誘發火災，需要開采單位選擇合適的方法措施將安全事故降到最低。

2.綜采工作面放頂煤采煤工藝實際應用

(1)采煤機割煤

割煤是作業基礎環節，選擇斜切進刀方式作業，用于煤體切割。在這個環節，控制采高不超過2.4m～3.0m范圍，有效截深則是0.5m～0.8m。在采煤期間，對安裝擋煤板和后滾筒螺旋葉片轉動實現。

圖2 采煤機割煤

(2)移架

在這個環節，頂煤需要始終保持在穩定牢固狀態，支架配合上伸縮前探梁、護幫板作業[4]。割煤環節結束后立即支護，采煤機通過移架，滯后采煤機后滾筒距離不超過五個支架，或是通過控制采煤機停止運行等移架，向前伸縮梁，保護機道頂板不受損壞。

(3)推移前部輸送機

作業期間，結合實際情況主要是選擇一次推移法、多架合作法實現，不同方法適用情況有所差異[5]。如果選擇一次推移法，前部輸送機推移位置控制在滾筒后5m位置實現；后者方法分段推移前部輸送機，在采煤機后滾筒5m位置推移，推移距離不超過0.3m。在這個過程中，需要綜合考量推移距離，保證前部輸送機彎曲段長度不超過5m，主要是為了規避急彎損壞鏈條和其他部件，控制前部輸送機始終處于直線運行狀態。

(4)移后輸送機運行

這個環節需要使用千斤頂實現，在頂煤放完后依據順序移動后輸送機。相關作業人員應保持高度責任感，運輸期間溜槽和領架始終保持連接狀態。

(5)放頂煤

放頂煤工序直接關乎到作業效率和安全，作業期間應依據作業標準要求，嚴格控制放煤口位置、頂煤厚、尺寸規格、破碎狀況等，合理調整步距。一般情況下，主要是選擇循環割一刀放一茬頂煤方式作業，控制循環進度0.5m。移架后快速放煤，落后采煤機間距后依據順序放煤，如果頂煤厚度過大，基于單輪間隔順序放煤法作業，放煤與割煤工序同步作業，確保放煤量始終得到控制，將支架回轉梁收回。需要注意的是，放煤期間不允許一次性將回轉梁調整為最大角度，下部和上部間距至少在0.2m。放頂煤階段，如果有大塊煤堵住放煤口，可以動態調整擺梁將大塊煤粉碎，保證放煤順利。一旦發現矸石，第一時間伸出回轉梁，避免矸石混入到煤炭資源中，提升作業效率和安全。

3.煤礦井下綜采工作面積放頂煤采煤安全措施

煤礦井下作業環境較為封閉，風險系數較高，為了保障作業活動順利進行，維護人員人身安全，應制定合理有效的安全措施落實到實處。

(1)瓦斯爆炸防治

煤礦井下采煤作業階段，瓦斯泄漏爆炸是一個嚴重的安全事故，同時也是較為常見的安全問題。為了避免作業期間瓦斯泄漏爆炸，作業人員可以在采空區抽放，鄰層抽放，并注重增加局部風量，強化抽排風量，將容易泄漏的瓦斯充分排出。作業期間，做好全過程的監督和管理，便于第一時間發現問題和解決問題。

(2)防治煤炭自燃

均壓法是一種切實可行的作業方法，實際應用效果會受到均壓狀態所影響。以往此種方式需要人工逐一調節測定，效率緩慢，精度不高。而在科技不斷創新改進下，信息化水平不斷提升，傳感器技術的涌現，與計算機技術有機結合，開發出了一種新式均壓通風自動監測系統，在軟硬件支持下實時監測井下通風情況，基于圖表形式客觀反映出來，為相關井下通風工作提供參考依據。

選擇防滅火材料，以黃泥漿和水等材料為主，其目標是為了降低安全事故幾率。隨著科技推陳出新，涌現出很多凝膠材料，在安全事故防護方面有著積極作用，可以有效規避常規材料滲漏、干裂缺陷，優勢突出，大大提升防滅火效果。

(3)煤塵治理

井下采煤作業過程中，不可避免的會出現煤塵污染問題，直接被人吸入會威脅到身體健康。基于此，結合煤層孔隙中水流動性，結合實際工作需要，選擇自動切換注水系統，具有靜壓和動壓結合優勢。相較于不注水系統而言，自動切換注水系統平均水分可以得到顯著提升，從3.18%上升到4.57%的注水量，采煤機作業過程中也會有大量煤塵累積，腐蝕設備零部件，增加采煤機作業故障幾率，影響采煤機作業性能和使用壽命。對于此類問題，使用二次負壓降塵裝置，有效控制煤塵問題，創設高效有序的作業環境，只有這樣才能有效提升作業效率和效益，維護作業人員生命財產安全。

4.結論

綜上所述，煤礦井下綜采工作面作業中，結合作業實際環境，靈活運用放頂煤采煤工藝到各環節，有助于彌補傳統采煤工藝的缺陷和不足，在提升作業效率同時，維護作業全過程安全，以便于減少安全事故幾率和作業成本，促使采煤作業效率持續提升，帶來可觀的經濟效益。