尚夢(mèng)強(qiáng)

【摘要】本文根據(jù)陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)公司的實(shí)際情況，對(duì)綜采放頂煤開(kāi)采煤炭損失量進(jìn)行了分析，找出了影響綜放開(kāi)采工作面回采率的因素，提出了提高綜采放頂煤工作面回采率的主要措施。

【關(guān)鍵詞】綜放開(kāi)采 ?回采率 ?措施

【中圖分類(lèi)號(hào)】TD823 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）05-0222-02

綜采放頂煤回采工藝，是目前我國(guó)開(kāi)采中厚煤層有效的方法之一，它具有高產(chǎn)、高效、低耗等優(yōu)點(diǎn)。但是否具有生命力的核心問(wèn)題是能否實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和高回采率。因此，回采率是評(píng)價(jià)綜放開(kāi)采的一個(gè)重要指標(biāo)。陽(yáng)煤集團(tuán)的統(tǒng)計(jì)資料表明，綜放工作面的回采率比分層開(kāi)采一般低10%左右，某些綜放工作面的回采率只有80%，有相當(dāng)一部分煤炭遺留在采空區(qū)，成為發(fā)火的根源。所以提高綜放工作面回采率是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。本文就此問(wèn)題作初步分析和探討。

一、綜放開(kāi)采煤炭損失量的分析

工作面回采率是反映工作面回采工藝過(guò)程是否合理、生產(chǎn)技術(shù)管理水平高低的主要指標(biāo)，回采率的提高主要取決于最大限度的煤炭損失量，所以分析回采率首先應(yīng)對(duì)綜放開(kāi)采煤炭損失量的構(gòu)成和發(fā)生進(jìn)行分析。

1.綜放工作面初采和末采的頂煤損失

為了防止開(kāi)切眼頂煤壓碎冒落，掘進(jìn)開(kāi)切眼時(shí)鋪了頂網(wǎng)，這部分頂煤就不能回采。為了避免初采時(shí)直接頂冒落砸壞頂梁，在直接頂冒落前一般不放煤或不將頂煤放干凈，據(jù)統(tǒng)計(jì)初采階段煤炭損失約占工作面回采率的0.051%。

2.綜放工作面端頭頂煤損失

為了維護(hù)綜放工作面兩端出口，在工作面兩端各有2～3架不放頂煤，其丟煤損失約占工作面回采率的0.015%。

3.綜放工作面進(jìn)、回風(fēng)順槽頂煤損失

為了保持工作面順槽頂煤的完整性和回采時(shí)端頭支架的穩(wěn)定性，在掘進(jìn)工作面順槽時(shí)鋪有頂網(wǎng)，因此，工作面進(jìn)、回風(fēng)順槽的頂煤不能回采，其丟煤損失約占工作面回采率的0.028%。

4.放煤窗口間脊背煤損失

放煤窗口間脊背煤是滯留在相鄰兩支架窗口之間掩護(hù)梁上無(wú)法放出的煤量，即終止放煤時(shí)煤矸接觸線所含煤，這一部分煤炭損失約占工作面回采率的0.072%。

5.放煤工藝引起的煤炭損失

這部分損失主要是指放煤過(guò)程中由放煤步距、放煤方式和直接頂厚度等因素所造成的煤炭損失，此項(xiàng)損失約占工作面回采率的5%。在回采過(guò)程中若放煤步距太大，當(dāng)頂板矸石到達(dá)放煤口時(shí)，靠近采空區(qū)的一部分頂煤還未到達(dá)放煤口，按見(jiàn)矸關(guān)門(mén)的原則，這部分頂煤將被丟失。當(dāng)放煤步距太小，不但回采率不高，而且含矸量增大。當(dāng)直接頂厚度小于煤層厚度時(shí)，冒落的直接頂充填不滿采空區(qū)，支架頂梁上方沿?cái)嗔衙婧髢A的煤層易落在這些矸石上，造成頂煤損失。

統(tǒng)計(jì)資料表明，陽(yáng)煤集團(tuán)綜放工作面逐年的回采率分別為：1989年為81.52%，1990年為78.69%，1991年為85.08%，1992年為82.19%，1993年為81.26%。從陽(yáng)煤集團(tuán)1993年末已結(jié)束的18個(gè)綜放工作面來(lái)看平均損失率為18.1%，其損失量的構(gòu)成見(jiàn)表—1：

表—1綜放工作面損失率分析（%）

二、影響工作面回采率的主要因素

從以上對(duì)綜放回采工作面開(kāi)采煤炭損失量的分析可知，煤炭損失量多的是放煤工藝引起的損失，其次是順槽、開(kāi)切眼頂煤損失等。下面結(jié)合綜放工作面損失率分析一下影響工作面回采率的主要因素。

1.放煤工藝對(duì)回采率的影響

由表—1可知，放煤工藝引起的損失量占總損失量的44%，其損失率為13%。因此，該項(xiàng)損失是綜放工作面的主要損失，改進(jìn)放煤工藝，降低該項(xiàng)損失是提高綜放工作面回采率的關(guān)鍵。陽(yáng)煤集團(tuán)在合理確定放煤工藝參數(shù)方面進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，最終采用了1.2m的放煤步距，割放平行作業(yè)，多輪間隔放煤，對(duì)提高工作面回采率取得了明顯的效果。

2.工作面順槽及兩端頂煤損失對(duì)回采率的影響

綜放工作面端頭一般采用木梁和金屬梁支護(hù)，為了維護(hù)端頭，工作面兩端各兩架和進(jìn)、回風(fēng)順槽的頂煤不放，這兩項(xiàng)頂煤共計(jì)11m寬，沿工作面走向全長(zhǎng)不放，直接損失量約占總損失量的10%。這項(xiàng)損失對(duì)回采率影響也是較大的。

3.煤層賦存條件對(duì)回采率的影響

影響綜放工作面回采率的煤層賦存條件主要是煤的強(qiáng)度和厚度。強(qiáng)度大的頂煤不易破裂，在工作空間的頂部裂隙不充分發(fā)育，移架后冒落的頂煤成大快，移架后頂煤不能在切頂線后方及時(shí)斷裂而形成懸頂。無(wú)論是大塊煤還是懸頂，都會(huì)造成大量頂煤丟失。煤層厚度較大時(shí)對(duì)頂煤回收率也有影響，因?yàn)橐萍芎箜斆好奥涫怯上孪蛏现饾u發(fā)展的，一開(kāi)始下部頂煤破碎膨脹系數(shù)大，上部頂煤破碎膨脹系數(shù)小。當(dāng)頂煤厚度大于13m時(shí)，上部頂煤不能充分破碎而形成大塊煤，大于放煤口的大塊煤就會(huì)滾入采空區(qū)，造成頂煤損失。

4.頂煤冒落參數(shù)對(duì)回采率的影響

綜放工作面頂煤的冒落高度、跨落歩距及跨落角等參數(shù)，對(duì)回采工作面回采率也有一定影響。頂煤跨落前的斷裂線一般在煤壁的后上方，與煤層層面大約成80°～90°的夾角，頂煤的跨落角一般為80°～90°。頂煤及頂板的斷裂位置主要取決于放煤量的多少，當(dāng)頂煤放出多時(shí)，斷裂線與煤層層面夾角接近90°，否則斷裂線與煤層層面夾角小于90°。頂煤的跨落步距在初次來(lái)壓之前一般為6～7m，頂煤及頂板在此區(qū)域難以冒落。初次來(lái)壓后，頂煤的跨落步距一般低于2.6m，頂煤及頂板在此區(qū)域處于劇烈運(yùn)動(dòng)，因此，采用兩刀一放，有利于提高頂煤的回收率。隨著工作面的繼續(xù)向前推進(jìn)，頂煤沿?cái)嗔丫€跨落，又較大的水平和垂直位移，其松散體向采空區(qū)移動(dòng)，這時(shí)如不及時(shí)移架放煤，很容易造成頂煤從支架前方煤壁處冒落。

三、提高綜放工作面回采率的主要措施

通過(guò)上述對(duì)綜放開(kāi)采煤炭損失量和影響回采率的分析，從而得出提高綜放工作面回采率的主要措施。

1.加強(qiáng)端頭支護(hù)，增大工作面放煤長(zhǎng)度

為加強(qiáng)工作面端頭支護(hù)，增大工作面放煤長(zhǎng)度，陽(yáng)煤集團(tuán)通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，把工作面兩端不放頂煤的兩架支架改為端頭過(guò)度支架。這種支架長(zhǎng)，空間大，梁上有放煤口，并且把后部溜子機(jī)頭的大部分安裝在支架底座上，既解決了機(jī)頭移架問(wèn)題又防止了鄰近端頭支架三角煤帶冒落埋住機(jī)頭的事故。

2.確定合理的放煤步距

確定合理的放煤步距是提高回采率降低含矸率的主要措施之一。切頂線下冒落的頂煤能否全部流入放煤口，與頂煤跨落角、放煤高度、支架放煤口位置等有關(guān)，放煤步距太大或太小都不利于頂煤回放。陽(yáng)煤各礦用1.2m的放煤步距放煤效果最好。因此，綜放工作面選用1.2m的放煤步距、兩刀一放的工藝最佳，回采率最高。

3.選擇合理的放煤方式和支架放煤口的高度

支架放煤口的高度與回采率有直接關(guān)系。當(dāng)直接頂能隨采隨冒，其冒落高度基本上達(dá)到放煤高度時(shí)，采空區(qū)丟煤少。陽(yáng)煤集團(tuán)試驗(yàn)證明，支架放煤口的高度較低時(shí)，綜放工作面回采率可達(dá)83%，因此，有條件的應(yīng)盡量采用低位放煤，對(duì)提高回采率和降塵有利。

綜放工作面的放煤方式一般有三種：?jiǎn)屋嗧樞蚍琶骸⒍噍嗧樞蚍琶?、以及單輪間隔放煤。陽(yáng)煤一礦8603工作面的試驗(yàn)表明，頂煤的回收率單輪順序放煤時(shí)可達(dá)79.2%，多輪順序放煤時(shí)可達(dá)80.4%，多輪間隔放煤時(shí)可達(dá)86.4%。由此可見(jiàn)，采用多輪間隔放煤有利于提高回采率。

4.充分利用地壓破煤，減少初采階段損失

綜放回采工作面初次來(lái)壓之前，頂煤的跨落主要是靠自身的重量，頂煤懸頂長(zhǎng)度大，頂煤跨落線與水平面的夾角小，因而頂煤跨落后留在支架后部采空區(qū)中較多，為了減少煤炭損失，可將頂煤挑成3m高和2m寬的溝槽，增大自由面，利用地壓破煤，促進(jìn)了頂煤跨落，減少了初采階段損失。

5.選擇適宜的放頂煤開(kāi)采條件

綜放工作面回采率直接受地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件的影響，特別是直接頂?shù)男再|(zhì)、厚度、可冒性與煤層的關(guān)系極其重要。因此，選擇適宜的放頂煤開(kāi)采條件是正確應(yīng)用放頂煤技術(shù)的關(guān)鍵，也是提高綜放工作面回采率的基本保證。各礦應(yīng)選擇適宜綜放開(kāi)采的煤層進(jìn)行綜放開(kāi)采，不適宜的煤層不應(yīng)勉強(qiáng)推行。其次選擇好與頂板破碎特性相適應(yīng)的支架型式，使頂煤有充分的破碎機(jī)會(huì)，以便獲得較高的回采率。

6.切實(shí)加強(qiáng)放煤操作管理

放煤操作的正確與否，直接影響回采率指標(biāo)。因此，各礦應(yīng)設(shè)專(zhuān)職放煤工，并對(duì)放煤工進(jìn)行專(zhuān)門(mén)技術(shù)培訓(xùn)，使其嚴(yán)格按規(guī)定操作。并且應(yīng)確定合理的分配制度，充分調(diào)動(dòng)放煤工的積極性。應(yīng)派專(zhuān)人督促檢查放煤情況，使放煤效果經(jīng)常處于最佳狀態(tài)。

四、結(jié)論

通過(guò)以上分析可知，影響工作面回采率的因素是多方面的，但主要因素是放煤工藝，根據(jù)陽(yáng)煤集團(tuán)的經(jīng)驗(yàn)選用多輪間隔放煤、1.2m的放煤步距、兩刀一放的工藝最佳，回采率最高。