綜采放頂煤開采現(xiàn)狀探討

徐波

摘要：煤礦綜合機械化放頂煤技術是開采厚煤層技術的一項重大突破，這一技術實現(xiàn)了礦井高產高效的目標，已廣泛被行業(yè)所共識。本文通過對綜采放頂煤的探討，并結合各煤業(yè)公司綜采放頂煤工作面現(xiàn)狀，在掘進以及，回采期間存在的問題進行討論。

關鍵詞：回采率? 三沿技術? 支護? 安全生產;

1 綜采放頂煤工作面現(xiàn)狀

近年來在支護改革的推動下“三沿技術”也逐漸在各大煤業(yè)公司得到全面推廣與應用，既：沿頂掘進、沿底回采、沿空留巷;

1.1 沿頂掘進是在工作面掘進期間沿煤層頂板進行掘進施工，在掘進期間采用錨網索配合W鋼帶聯(lián)合支護，有效減輕了工人的作業(yè)勞動強度，同時加快了施工進度和安全性。

1.2 沿底回采期間相對于煤層賦存較為穩(wěn)定的工作面原煤回收率相對較高，但是在頂、底板起伏較大，煤層賦存不穩(wěn)定的情況下，就需要采取壓架的措施來增加原煤的回收率，這樣的情況下不僅加大了工人的勞動作業(yè)強度，同時在壓架期間材料和人力的消耗都相對較大，因此在工作面設計時，應充分進行考慮。

1.3 沿空留巷技術可以節(jié)約大量的掘進工程量、掘進生產費用和掘進工期，為快速生產銜提供了條件，有效緩解了礦井采掘接替緊張的局面，但是在支護技術上各煤業(yè)公司采取的方式各不相同，留巷效果也不盡相同，混凝土墻體承載力高，能夠形成足夠的切頂強度，安全可靠，但缺點在于其比較高的工程費用和施工的復雜性以及強度上升的速度不能適應高產高效礦井工作面。還有一些施工方法不能保證墻體及時緊密貼頂，所以在工作面設計期間應結合工作面施工條件，充分考慮沿空留巷的支護形式。

2 采煤工作面兩巷支護的形式及日常維護

采煤工作面回采期間上、下兩端頭在多種支承壓力疊加作用下，頂板不好維護，是頂板管理的難點，也是頂板管理的重點，各煤業(yè)公司主要采取端頭液壓支架配合一粱四柱抬棚、或其他抬棚進行支護，回采期間，上端頭支架側面與上幫間距每間隔800mm就打設一對“一梁四柱”抬棚，進行加強支護，抬棚打設長度不小于端頭支架的最大控頂距;下端頭里側沿轉載機兩邊打設兩對“一梁四柱”抬棚，抬棚與工作面端頭支架平行，間距不大于200mm。距轉載機行人側800m打設一對“一梁四柱”抬棚，然后每隔800m打設一對“一梁四柱”抬棚進行支護，以確保兩巷端頭的支護強度。

2.1煤礦安全規(guī)程中對采煤工作面安全出口進行了詳細的要求，采煤工作面與巷道連接處超前壓力影響范圍內必須加強支護，且加強支護的巷道長度不得小于20m;綜合機械化采煤工作面，此范圍內的巷道高度不得低于1.8m，其他采煤工作面，此范圍內的巷道高度不得低于1.6m。安全出口和與之相連接的巷道必須設專人維護，發(fā)生支架斷梁折柱、巷道底鼓變形時，必須及時更換、清挖;但是在各煤業(yè)公司中，往往采用的是行業(yè)標準，在安全規(guī)程要求的基礎之上更加嚴格要求了自己，對超前支護范圍增加至50m，采用單體柱配合π型梁或雙中柱的形式進行加強支護，在提高了支護強度的同時也加大了工人的作業(yè)勞動強度，以及隨工作面推采后材料的回收工作;注漿錨索是否可以取代巷道超前支架、減少兩巷超前支護人工及材料投入，實現(xiàn)減人、安全生產雙贏這個問題值得我們去深思。

2.2回采巷道隨著工作面的推采，受采動影響，工作面兩巷的壓力也逐漸顯現(xiàn)，主要體現(xiàn)為側壓，巷道收縮量變大，導致工作面工鋼支架變形、頂板下沉，此時必須采取修巷的措施保障巷道滿足生產需求。在礦井地質條件復雜采用沿空留巷的布置尤為明顯，如：老空水、頂板裂隙水都是影響工作面回采期間巷道支護的因素。

3 綜采放頂煤回采工藝的放煤工藝及對頂煤回收率的影響

3.1適應綜放開采的采區(qū)（工作面）地質條件

綜采放頂煤開采適用于煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度一般5～10m為宜，煤層傾角在0～15°，煤層的普氏系數(shù)f ≤3。煤層頂板能夠隨采隨落;煤層底板巖性較硬。地質構造簡單，無較大煤層起伏及褶曲，無陷落柱，斷層落差不大;頂煤中無堅硬較厚夾矸 。

放頂煤的過程分為兩個階段，第一階段是移架使頂煤垮落、破碎，相對于三軟煤層來說放頂煤會隨著支架的推移自行垮落由輸送機外運，但對于相對較硬的煤層移架不破碎的可采取預裂等措施，使其破碎;第二階段是放煤，把破碎的頂煤最大限度的進行回收。

3.2初采初放期間工作面頂煤損失，主要是在老頂初次垮落前，為防止老頂突然垮落對工作面產生威脅，而不進行放頂所造成的原煤損失。初采初放期間，隨工作面的推采，采用頂板欲裂的方式促使頂板垮落，這期間步距一般來講8～15m，這部分損失一般占采區(qū)回采率的1%左右。

3.3提高頂煤回收率的技術措施

初采初放期間的頂煤損失、未采回撤期間頂煤的損失、以及地質條件和采取壓架期間的頂煤損失都是影響原煤回收率的主要因素，此外，放煤步距、放煤高度、及放煤工技術等對原煤回收都有著相對不同程度的影響。因此，針對影響因素應逐項進行解決，以提高原煤回采率。

3.4 在保證工作面回撤支架安全的情況下，盡量減少距停采線以前的頂煤不放的未采損失;

3.5 合理步距是提高原煤回采率降低含矸率的重要因素，放頂煤的步距太大，支架后采空區(qū)脊背煤量損失就越大，放頂煤的步距太小，則混矸嚴重。放煤步距與放煤口的水平投影長度有關，每次移架放煤口上方的矸石要向下流動充填采空區(qū)，破碎松動的頂煤也要向采空區(qū)不同程度的移動，當放頂煤步距基本上與放煤口的水平投影長度相等時，此時頂煤放出量最多，含矸量也最少：

3.6 放煤應采用一刀一放，多輪順序放煤工藝，割完第一刀后，進行第一輪放煤，放煤從上往下或從下往上依次進行。首先打開放煤口，見矸即停，再進行下一架的放煤，直至第一輪結束。然后進行第二輪的放煤，同樣按照第一輪放煤的順序，從上往下或從下往上依次進行，打開放煤口，見矸石流出時，關閉放煤口，再進行下一架的放煤，直至第二輪的結束。

4 綜采工作面的設備選型

4.1 設備選型的主要原則

采用可靠性、技術先進性設備是確保采煤工作面安全回采的保障。各主要設備的技術性能要滿足工作面設計年產量的要求，滿足高產、高效、高回收率的要求，且相互之間協(xié)調與配合科學合理，發(fā)揮最佳的生產效能。

4.2 采煤機的選型

采煤機選型應充分考慮地質構造、煤層賦存、工作面設備配套尺寸及配套能力，同時還應考慮采煤工作面相關的其它配套設備的管理和維修等，在具體選型中應充分考慮煤層的厚度、傾角以及經濟指標等因素。

4.3 液壓支架的選型

液壓支架的支護強度，是對工作面頂板實現(xiàn)有效控制，滿足回采工藝的各種要求。選型合適，可以在節(jié)約資源的同時，提升原煤回采率，所以綜采是否高效，在很大程度上取決于支架選型是否合理。

4.4 工作面前部刮板輸送機的選型

主要原則是以采煤機最大生產能力為基數(shù)，以確保工作面運輸能力和設備的可靠性，兼顧設備啟動、保護和控制性能。運送量與采煤機最大生產能力相適應，結合煤質硬度、選擇單鏈、邊雙鏈、中雙鏈等。

4.5 放頂煤工作面后部刮板輸送機的選型

要想實現(xiàn)高產高效，采煤機的割煤和放頂煤工序應實現(xiàn)平行作業(yè)，采取一采一放的施工工藝。推拉運輸機時必須停機進行，在計算放煤循環(huán)時間時應減去上、下端頭作業(yè)時間。

結束語：在采煤工作面設計前應充分考慮工作面回采期間可能發(fā)生的一切與安全生產有關的因素，以及工作面設備的選型是否合理，以確保生產期間的安全和高效性，在安全生產的基礎上為礦井帶來最大的經濟效益。

參考文獻：

[1]于學謙. 礦山運輸機械[m] . 徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1989.

[2]徐永圻. 煤礦開采學[m] . 徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2000.