劉建權(quán)

（永定莊煤業(yè)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(dǎo)采煤法。其生產(chǎn)效能得到了充分發(fā)揮，在顯著降低礦井生產(chǎn)成本的前提下，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，經(jīng)濟效益顯著。但人們在實際應(yīng)用綜采放頂煤工藝時，也發(fā)現(xiàn)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(dāng)前人們應(yīng)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(yīng)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(wěn)定，在采煤機通過后，應(yīng)及時移架，當(dāng)滯后滾筒2～3架時，就應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(nèi)，連續(xù)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(yīng)少于兩處。

1.5 清煤

當(dāng)前部輸送機從生產(chǎn)工作面推過后，應(yīng)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(nèi)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(cè)面裝設(shè)的拉后溜千斤頂配合聯(lián)接裝置來實現(xiàn)拉后部輸送機。

2 煤炭損失

2.1 工藝損失

在放頂煤作業(yè)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(chǎn)技術(shù)，逐步強化生產(chǎn)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(dāng)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(yōu)點是具有較高的回采率，且煤巖分界面可實現(xiàn)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(yīng)具有較高的操作水平，并且應(yīng)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(dāng)把雙號架間的脊背煤放出后，若遇到連續(xù)放出矸石，應(yīng)及時伸出插板，阻止放煤作業(yè)。采用該放煤方式放煤具有很多優(yōu)點，如放煤速度快、回采率高、含矸率低，在實際生產(chǎn)中應(yīng)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(yīng)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(yè)而不進行放煤操作，這樣必然會引發(fā)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(yīng)用錨網(wǎng)支護頂板，在實施初采作業(yè)時，當(dāng)支架全部與切眼錯開后，就應(yīng)及時放煤[4]。但基于煤質(zhì)可放性的影響，以及頂煤放出后產(chǎn)生的大面積垮落空間，易積聚瓦斯，對工作面安全生產(chǎn)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(qū)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(yè)時，在采空區(qū)必須留設(shè)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(shè)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(nèi)，停止放頂煤操作，這樣就會引發(fā)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(yīng)強化頂板管理，當(dāng)支架錯開開切眼后，就應(yīng)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(xué)、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(jù)煤層厚度來選擇。當(dāng)待放煤層較厚時，可采用多輪放煤方式進行放煤。當(dāng)待放煤層較薄時，應(yīng)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(yīng)在確保工作面設(shè)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(yīng)盡量短。

3.5 合理選擇支架型號

依據(jù)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(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高、維護方便等優(yōu)點，其缺點主要為采出率不高、丟煤現(xiàn)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(xù)，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(yīng)依據(jù)本礦井煤層賦存情況與頂?shù)装鍘r性選擇適合本礦井生產(chǎn)的支架型號。

3.6 合理選擇放煤步距

在選擇放煤步距時，應(yīng)充分結(jié)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(qū)，引發(fā)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(shù)素質(zhì)

由于放煤工放煤技能的高低，會對頂煤的回采率大小產(chǎn)生直接影響，因此，有必要對放煤工的專業(yè)技術(shù)水平進行強化培訓(xùn)。同時，應(yīng)重視監(jiān)督放頂煤工作，此外，還可通過借助相關(guān)物質(zhì)獎勵，來激勵放煤工愛崗敬業(yè)，增強他們的自身責(zé)任感。

4 結(jié)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(yīng)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(chǎn)、高效，才能為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)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(wèi)國.提高放頂煤工作面回采率的技術(shù)實踐[J].潔凈煤技術(shù)，2013（4）：60-62.

[3]劉金輝，牟國禮，王森全.厚煤層不規(guī)則綜放工作面開采技術(shù)與應(yīng)用[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2010（4）：88-90.

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