淺談對綜采放頂煤采煤法的認識

摘要：煤炭是我國的主要能源，目前煤炭在我國的能源結構中穩居50%以上。然而，煤炭開采過程中的高效和安全問題，一直是困擾我國煤炭企業的兩大難題。綜采放頂煤開采技術以其高產、高效和安全的綜合優勢，在今后相當長的時間內，必將是我國厚煤層開采的主要技術手段。

關鍵詞：綜采放頂煤 采煤法

1 綜采放頂煤采煤法及其適用條件

綜采放頂煤采煤法是采用大功率(單或雙，多為雙)滾筒采煤機、綜采放頂煤液壓支架、工作面大功率刮板輸送機(一般為工作面前后各1部)、配套的機道轉載機、可伸縮皮帶運輸機、及其它附屬設備進行配套聯合生產，實現采煤工藝全過程機械化的一種采煤方法。這種采煤方法具有可連續化生產、高產、高效、掘進率低、生產成本少、經濟效益好的優點。綜采放頂煤的適用條件是：①煤層的厚度。一般綜采放頂煤采放比在1~4之間， 根據煤層的可放性而有所增減，按照采高2.5~3.0m計算，放煤高度應該在6~12m之間，煤層厚度應該在7~15m為宜。②煤層的可放性。煤層的可放性主要因素就是煤層的硬度。從放頂煤開采這個角度來看，煤層的層節理發育程度、煤層的夾矸情況等都可以歸結到煤層的硬度上。如果按照普氏分級法，煤層硬度不可以>3。或者頂板經過預裂爆破或高壓注水等人為干預后使煤層硬度降到3以下。③煤層傾角。對于綜采放頂煤開采，煤層的傾角越小越好。因為傾角小易于工作面生產的管理。④煤層頂底板巖性。煤層頂板能隨采隨冒，冒落充填高度不小于采放高度；煤層底板巖性較硬，適宜及時支架。

2 綜采放頂煤開采的優越性

①產量高:由于綜放開采實現了采、放平行作業，工作面前后有兩個出煤點，一個工作面相當于多個工作面，因此工作面單產和工效可大幅度提高。②掘進率低:一個綜放工作面的采放比均大于1，完全實現了煤層的整層開采，減少了分層開采時的回采巷道，緩解了采掘緊張的局面，并改善了巷道維護，大大節約了巷道掘進量和維修量。③實用范圍廣:綜放工作面基本上都是沿煤層底板開采的，不受煤層厚度變化影響，同時，頂煤代替了單一煤層的偽頂或直接頂，有利于工作面機道上方空頂的維護。④減少工作面搬家次數:一個綜放工作面開采相當于2—3個分層開采工作面同時開采，大大減少了工作面的搬家頻率。⑤節省電能、材料:對于綜放工作面頂煤的垮落和放出均靠地壓和自重完成，無須外加動力，所以與分層機采相比，噸煤節約了電耗、坑木、金屬網、截齒和油脂，開采成本大大降低。

3 綜采放頂煤的主要影響因素

3.1 放頂煤工作面與圍巖的關系 支架與圍巖相互作用是矛盾體的兩個方面，圍巖作用是主體是主動作用，支架是被動體，承受圍巖所加的載荷。支架必須具有承載和遏制頂板破壞繼續發展的兩種作用，支架的作用有時也是主動的，是指合理的支撐力可以部分改變圍巖的性質，減緩裂隙的發展，提高圍巖自承載的能力，提高工作面巖層控制的效果。在這個支護體系中，前方的煤體和后方的冒落矸石支撐體都是客觀存在的，一旦所開采的煤層確定后，其對上覆巖層的作用力性能也就確定下來，因此，回采工作面的支護與圍巖的相互作用主要取決于煤體、直接頂及基本頂的力學物理特性，支架支撐性能只能在很小的程度上影響巖層活動規律。

3.2 合理的放煤方式 對于綜采放頂煤工作面，每一個支架都具有一個獨立的放煤口，在平行工作面方向上，應采取能使采出率最高、脊背煤損失最少、操作簡單的放煤方式，如順序一次全量放煤，順序均勻多輪等量放煤，隔架一次全量放煤，隔架均勻多輪等量放煤及順序不等量放煤方式等，根據大量的試驗統計，無論采用什么樣的放煤方式其頂煤放出率與放煤口間距呈反比線性關系，即放煤間距越大頂煤放出率越低，脊背煤損失越大。采用順序一次全量放煤方式頂煤放出率高、脊背煤損失小，但是由于放煤口間距較小，前一個放煤口形成的矸石漏斗母線對后一個放煤口的放出體影響較大，因此，從每一個放煤口放出的純煤量不穩定，尤其是在開始時波動較大，在實際工作中工人很難準確控制放出量；若增大放煤口間距采用隔架均勻等量放煤方式，從每一個放煤口放出的純煤量比較均等，煤巖分界線平穩下降，但此方式放煤工序復雜，也比較難控制每一輪的等量放煤。如果在采用隔架一次全量放煤完畢后，再短暫的打開兩個放煤口，使實際放煤口間距仍相等，這樣就可以完全放出不能放出的頂煤，而且又易于工人控制放煤口，大大減少了放煤工序，所以，比較合理的放煤方式應是隔架順序一次全量折返式放煤方式。即在工作面方向上首先順序打開單號支架放煤口，然后再短暫打開雙號支架放煤口，直到頂煤全部放出為止。

3.3 放煤步距對頂煤放出量的影響 放煤步距對控制煤體損失量起著至關重要的作用，放煤步距過大，存在放煤步距間不能放出的煤體也多，放煤步距過小，在頂部煤體還沒有完全放出之前，后方矸石已到達放煤口同樣造成較大的煤體損失量，只有選擇一個合理的放煤步距使上方矸石與后方矸石幾乎同時到達放煤口，才能達到最小的煤體損失。影響放煤步距的因素:在放煤高度一定時，合理的放煤步距與頂煤垮落角呈現指數函數關系，隨著垮落角的增大，放煤步距在垮落角較小時增長緩慢，隨后變化較大，這表明，在垮落角較大時，放出體足以充分發育，相應放煤步距較大，同樣能達到較好的放煤效果，合理的放煤步距與放煤高度基本上是直線關系，頂煤越厚，要求相應的放煤步距越大，否則，煤體后方矸石要先于上方的矸石到達放煤口，造成頂部一些煤炭實體不能及時放出而損失。

4 綜采放頂煤工作面的安全保障

4.1 綜放面瓦斯涌出特點與防治措施 在高瓦斯礦井，綜放工作面的瓦斯涌出的特點是絕對量增加。有效的防治措施主要有：①本層抽放或鄰層抽放；②采空區抽放；③加大抽排風量和強化局部瓦斯聚集區的處理力度。

4.2 綜放面的煤炭自燃防治 ① “均壓”是被證明了的防、治煤層自燃發火的有效措施，而均壓的狀態決定著均壓的效果。過去，均壓狀態要靠人工逐點測定，速度慢、精度低。為了提高均壓效果，利用計算機技術和傳感器技術研制成功了均壓通風自動監測系統，該系統通過計算機、傳感器和控制軟件，及時、準確地將系統中的各個參數用表格和圖象的形式，直觀地反映出來。②傳統的防滅火材料是水、黃泥漿、磚、料石等等。近年來陸續研制成功的經濟實用的系列凝膠材料，消除了老材料存在的滲漏、干裂造成防滅火性能失效的缺陷，大大提高了防滅火效果。

4.3 綜放面的煤塵治理①根據水在煤層孔隙中的流動特性創造了超前長孔靜、動壓結合自動切換注水系統。該技術利用工作面超前壓力對煤層的破碎作用，在適當的部位和時間，通過鉆孔向煤層注入高壓水。與不注水比較，注水后煤層平均水分由3.22%增加到4.39%，4個產塵部位總煤塵量降低78.1%~86%，其中呼吸性煤塵降低57.4%~67.6%。②對生產過程中采煤機產生的煤塵，根據其運動規律和射流的卷吸機理，采用二次負壓降塵裝置，可有效地控制煤塵外逸，其降塵效果全塵達到65.1%，呼吸性煤塵達到66.9%。

5 結束語

綜放開采技術由于其技術先進，而具有強大的生命力。加之我國整體國力和設備加工制造業的水平的提高，以及高素質的管理人才和職工隊伍的建設，使綜放開采技術不斷發展和完善。較好地解決了厚煤層礦井的高效和安全問題，逐漸成為當前我國厚煤層開采的主要方法。

參考文獻:

[1]商鳳忠.淺談綜采放頂煤開采技術[J].商業文化(學術版) 2008（4）.

[2]趙世峰.綜采放頂煤開采技術及其展望[J].煤炭技術.2008（5）.

[3]陳培祥，梁國慶.淺談對綜采放頂煤的認識[J].內蒙古煤炭經濟.2008（6）.