放頂煤開采技術(shù)在同煤集團(tuán)的應(yīng)用與推廣

劉治寧

1 綜放開采技術(shù)在同煤集團(tuán)的發(fā)展

大同煤田厚煤層儲量較大，同煤集團(tuán)從90年代初就在煤峪口礦、忻州窯礦和永定莊礦采用高、中位放頂煤支架進(jìn)行開采試驗(yàn)，但效果不好，頂煤回收率低，僅有42%，后于1998年在忻州窯礦采用低位放頂煤支架進(jìn)行試驗(yàn)，取得了成功，頂煤回收率達(dá)到70%以上。目前，低位放頂煤開采技術(shù)已經(jīng)在同煤集團(tuán)開采侏羅紀(jì)和石炭二疊紀(jì)特厚煤層中得到廣泛應(yīng)用。其中塔山礦采用低位放頂煤技術(shù)開采石炭二疊紀(jì)特厚煤層，頂煤回收率可以達(dá)到90%以上。

2 綜采放頂煤支架的分類

綜采放頂煤開采技術(shù)的發(fā)展是與放頂煤液壓支架的發(fā)展息息相關(guān)的，不同的頂、底板條件和煤的性質(zhì)需要不同類型的放頂煤液壓支架。總體上分為三種類型：（1）高位放頂煤：單輸送機(jī)；（2）中位放頂煤：雙輸送機(jī)；（3）低位放頂煤：雙輸送機(jī)（插板式、擺梁式、插板+擺梁式）。

3 同煤集團(tuán)使用的低位放頂煤支架特點(diǎn)

低位放頂煤支架頂梁較長，合力作用點(diǎn)距煤壁較遠(yuǎn)，對硬煤的冒落有利，切頂能力強(qiáng)，并且頂煤暴露后至切頂?shù)倪^程中遭受反復(fù)支撐的次數(shù)較多，因此便于頂煤的破碎。而且由于這類支架放煤口距切頂線遠(yuǎn)且低，增加了頂煤的破碎時間和破碎過程，再加上放煤口較大，塊度大的煤也可放下來，這就有利于在硬煤條件下放頂煤。放煤效果好，沒有脊背煤、死角煤損失；可以較充分地將頂煤回收，工作面兩部輸送機(jī)沿底板布置，移支架和移后溜互相干擾小，支架后部空間大，處理大塊煤和檢修輸送機(jī)有利，尾梁可擺動，插板可破碎大塊煤。

4 放頂煤開采煤炭損失構(gòu)成

綜放開采的煤炭損失量由兩個方面造成，一方面是合理損失，是指現(xiàn)階段由于開采技術(shù)、設(shè)備選型和安全要求損失的煤炭，該因素造成的損失可以認(rèn)為是合理的。包括：（1）工作面順槽隔離煤柱；（2）采區(qū)（盤區(qū)）隔離煤柱；（3）初采、末采損失；（4）古塘浮煤損失；（5）工作面兩端頭損失。

另一方面是不合理損失，是指可以通過改進(jìn)放煤工藝、合理選擇放煤步距和放頂煤高度、加強(qiáng)管理，提高責(zé)任心，提高工作面回收率，該因素造成的損失可以認(rèn)為是不合理的。包括：（1）放頂煤時的落煤損失。這項(xiàng)損失是工作面的主要損失，因現(xiàn)無科學(xué)的實(shí)測手段，所以不能有定量的準(zhǔn)確數(shù)字。以通過改進(jìn)放煤工藝、合理選擇放煤步距和放頂煤高度、加強(qiáng)管理，提高工作面回收率。（2）操作工操作水平。扎扎實(shí)實(shí)培訓(xùn)放煤工，提高工人的技術(shù)水平和責(zé)任感，使其懂得放煤操作要領(lǐng)。

5 減少不合理損失，提高回收率的問題的探討

5.1 放煤工藝

最佳的放煤工藝是回采率高、含矸率低，而改進(jìn)放煤工藝使之更合理，可以提高回采率、降低含矸率。（1）單輪順序均勻放煤。此放煤工藝是放完1號架，再放2號架，依此順序?qū)⒚總€放煤口的煤全部放出。（2）單輪間隔順序均勻放煤。該工藝是指按1號、3號、5號……的支架順序放煤，放完后再按2號、4號、6號……的支架順序放煤，見矸關(guān)窗。（3）單輪順序折返補(bǔ)放式放煤。該工藝是指每向前放一架，即返回補(bǔ)放前一架，使每一架放煤后都進(jìn)行一次補(bǔ)放。（4）多輪順序均勻放煤。放煤順序按1號、2號……支架順序進(jìn)行放煤，每次放出頂煤量的1/2～1/3；第一輪放完后，再從1號支架開始放第二輪，然后放第三輪并把頂煤全部放完。

5.2 放煤步距

最佳的放煤步距應(yīng)是頂煤跨落后能從放煤口全部放出的距離。若放煤步距太大，遺留在采空區(qū)的脊背煤損失就多，若提高回采率，則混矸嚴(yán)重。在架型確定以后，放煤步距應(yīng)當(dāng)與支架放煤口的縱向尺寸相一致。放煤步距應(yīng)與移架步距（或采煤機(jī)截深）成倍數(shù)關(guān)系，即割一刀、兩刀或三刀煤放一次頂煤，支架放煤口的縱向尺寸應(yīng)與采煤機(jī)循環(huán)進(jìn)刀量成倍數(shù)關(guān)系。如果放煤步距小，則必然有一部分矸石處于放煤口的上方，增加了頂煤含矸率。

5.3 頂板冒放性

放頂煤開采只有當(dāng)頂板隨采隨落的情況下，才能達(dá)到最佳的放煤效果，當(dāng)頂板不垮落或垮落不充分情況下，隨著工作面的不斷推進(jìn)，大部分頂煤會懸在頂板靠古塘方向或落入古塘，造成大量煤炭損失。

5.4 支架的合理采高

若采高過低，放煤口與后部輸送機(jī)的配合位置不合適，后部輸送機(jī)靠前，放煤口靠后，放煤效果不好，而且會造成部分煤遺留在古塘，放煤窗口在開啟的過程中容易與運(yùn)行中的后部運(yùn)輸機(jī)發(fā)生扳卡造成事故。若采高過高，后部輸送機(jī)靠后，放煤口靠前，不能有效地控制放煤量，遺留在采空區(qū)的純煤帶厚度增加，降低了回收率，而且容易發(fā)生壓住溜子等事故。

5.5 放煤管理

為了準(zhǔn)確計(jì)算工作面的產(chǎn)量，在工作面皮帶巷皮帶運(yùn)輸機(jī)上安裝電子稱，并隨時校正和維護(hù)，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，便于礦對隊(duì)、隊(duì)對班、班對放煤工進(jìn)行績效考核，在分配制度上保證回采率的提高。

6 頂板管理方面

（1）提高初撐力的作用，支架直線的重要性；（2）通過支架的直線度，頂?shù)装宓钠街倍龋鯎瘟Φ墓芾怼?/p>

7 生產(chǎn)中存在的問題及解決的方法

（1）均勻連續(xù)出煤，各工種配合；（2）控制上竄下滑；（3）運(yùn)輸系統(tǒng)的能力要滿足生產(chǎn)需要。

8 結(jié)語

放頂煤開采技術(shù)在同煤集團(tuán)成功推廣使用的一種新的采煤方法，它將原來厚煤層需分層多次才能采出的煤炭一次性采出，具有許多顯著優(yōu)點(diǎn)。放頂煤開采新技術(shù)在經(jīng)濟(jì)效益上有著巨大的優(yōu)勢，使采煤方法產(chǎn)生了根本性的變革。

參考文獻(xiàn)

[1] 王家呈.厚煤層開采理論與技術(shù)[M].冶金工業(yè)出版社，2009，9.endprint