焦佳

摘要：綜采放頂煤技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)厚煤層及特厚煤層的主要開(kāi)采方法，在很多礦區(qū)得到了使用。雖然綜采放頂煤對(duì)厚煤層的開(kāi)采效率較高，但是仍存在煤炭的資源回采率低現(xiàn)象，這對(duì)于煤礦資源的開(kāi)采是十分不利的。本文通過(guò)論述綜采放頂煤的技術(shù)原理，分析了引起放頂煤煤炭損失的原因，提出了提高放頂煤工作面回采率的措施，可以為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采;綜采放頂煤;回采率;措施

1 引言

煤炭在我國(guó)有著豐富的儲(chǔ)量，是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要燃料。保證煤礦資源的穩(wěn)定開(kāi)采，對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化具有重要的意義。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)有了很大的進(jìn)步，特別在厚煤層開(kāi)采技術(shù)方面。目前，綜采放頂煤已經(jīng)成為許多礦厚煤層開(kāi)采的主要方法，其主要的特點(diǎn)是在采用很低的投入可以實(shí)現(xiàn)對(duì)厚煤層的高效開(kāi)采。但是，這項(xiàng)技術(shù)也存在著嚴(yán)重的問(wèn)題，容易造成開(kāi)采過(guò)程中資源的回采率低，這對(duì)于資源的開(kāi)采是十分不科學(xué)的，特別是對(duì)于煤炭這種不可再生的資源。因此，提高綜采放頂煤工作面的資源回收率對(duì)于提高資源的利用率具有重要的意義。本文首先從放頂煤開(kāi)采的原理出發(fā)，分析了造成放頂煤工作面損失的因素。

2 放頂煤開(kāi)采的技術(shù)原理

放頂煤采煤法是在開(kāi)采厚煤層時(shí)，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置一個(gè)采高為2～3m的采煤工作面，用綜合機(jī)械化方式進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動(dòng)爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面，其主要的原理如圖1所示。

其主要原理是液壓支架的煤體在采礦支承壓力的作用，由于支承壓力較大，在支承壓力的作用下工作面前方的煤體變形破壞，當(dāng)液壓支架移架時(shí)，應(yīng)力降低，能量釋放，煤體會(huì)大量破碎。破碎的煤體通過(guò)液壓支架后方的放煤口放出，并通過(guò)放頂煤液壓支架后方的皮帶輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸。

3 影響放頂煤回采率的主要因素分析

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)及煤礦開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)煤礦綜采工作面的煤炭損失主要有以下幾個(gè)方面：

①煤層開(kāi)采時(shí)的首采損失和末采損失，這是造成煤炭損失的主要因素。在首采時(shí)為了保持開(kāi)采的順利進(jìn)行，留有大量的頂煤沒(méi)有放出，在末采時(shí)為了保證巷道的穩(wěn)定性，在停采線附近都會(huì)留有大量的保護(hù)煤柱。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，放頂煤首采時(shí)不放頂煤可損失回采率1%，而末采時(shí)不放頂煤會(huì)造成回采率低2%。即使在某些情況下，首采和末采中進(jìn)行了放頂煤操作也會(huì)造成大量的煤炭損失，這是由于在放頂煤時(shí)的步距和采放比不合適造成的。這樣不僅使得煤炭資源中的含矸率較高，而且會(huì)降低煤炭資源的回收率。

②放頂煤工作面端頭煤炭損失。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，為了保證工作面端部頂板的完整性，一般在工作面兩端附近不放頂煤。雖然保證了開(kāi)采的安全性，但是由于兩端不放頂煤，就相當(dāng)于留有大量的保護(hù)煤柱，這部分煤就損失在采空區(qū)中。由于工作面的較長(zhǎng)，由于兩端不放頂煤引起的煤炭損失也是很多的。

③放頂煤工藝不完善造成的煤炭損失，由于放頂煤對(duì)地質(zhì)條件有著一定的要求，若液壓支架上方的煤體沒(méi)有完全破碎，在放頂煤的時(shí)候不能完全放出，也會(huì)導(dǎo)致煤炭資源的損失，此外，若煤層中存在大量的夾矸，頂煤在礦山壓力的作用下未完全破碎，導(dǎo)致頂煤不能放出等等。

④放頂煤工作面的開(kāi)采規(guī)模，由于綜采工作面的回采效率與綜采工作面的回采規(guī)模呈現(xiàn)正相關(guān)性，因此，工作面的回采規(guī)模越大，煤層的回采效率也會(huì)隨之增高。與此同時(shí)，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模較大時(shí)，預(yù)留的安全煤柱的數(shù)量也會(huì)明顯的減少，這對(duì)于減少煤炭的損失是十分有幫助的。但是提高開(kāi)采規(guī)模也會(huì)帶來(lái)裝備和技術(shù)的要求。

⑤人為因素，由于煤礦的開(kāi)采是通過(guò)人來(lái)完成的，所以人的效率在某種程度上會(huì)影響綜采的回采率，即綜采回采管理水平的制約。綜采回采層面的人力、財(cái)力、物力的資源利用率得到了最大化，也能進(jìn)一步提高綜采回采的整體效率。

4 提高煤礦綜采工作面回采率措施分析

4.1 完善管理制度

煤礦的開(kāi)采是通過(guò)機(jī)械和人協(xié)調(diào)完成的，而機(jī)械是人進(jìn)行操控的。因此，完善煤礦企業(yè)的管理制度，對(duì)于提升煤礦資源的回收是必要的。具體到生產(chǎn)過(guò)程中，主要有以下幾個(gè)方面，要有系統(tǒng)的管理制度、嚴(yán)格的量化考勤制度、合理的回采計(jì)劃以及生產(chǎn)計(jì)劃以及反饋獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，礦井應(yīng)該將煤礦回采率納入考核范疇，提高工人對(duì)資源回收的重視性，以促進(jìn)煤礦各生產(chǎn)隊(duì)的實(shí)際回采效率。

4.2 要有合理的采區(qū)設(shè)計(jì)

采區(qū)的合理設(shè)計(jì)是指工作面開(kāi)采范圍符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)規(guī)定。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于邊界不符合規(guī)定的工作面，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該采取有效的技術(shù)措施是工作面的邊界規(guī)范化，以增加采區(qū)的可采性，盡量減少由于采區(qū)邊界造成的煤炭資源損失。當(dāng)采區(qū)邊界不符合國(guó)家規(guī)定時(shí)，強(qiáng)行開(kāi)采不僅影響到綜采的生產(chǎn)效率，而且容易造成重大的安全事故。因此，應(yīng)該采取有效的措施使采區(qū)邊界符合煤礦生產(chǎn)的要求。

4.3 規(guī)范放頂煤工藝

目前，放頂煤技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展是十分迅速的，由于地質(zhì)條件的不同，工藝也存在一定的差異性，主要有以下幾類(lèi)，多次順序放頂煤、單次順序放頂煤、單輪間隔放頂煤等等。這造成在放頂煤在操作時(shí)存在較大的選擇空間，也存在一定的難度。由于目前還未形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，所以在放頂煤開(kāi)采時(shí)一定要對(duì)采區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況進(jìn)行詳細(xì)的勘探。然后通過(guò)試驗(yàn)，選擇合適的放頂煤工藝，通過(guò)試著比對(duì)各類(lèi)放頂煤工藝所得的回采率大小，進(jìn)行全方位的綜合類(lèi)比，根據(jù)完整實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)選擇科學(xué)、合理工藝。

4.4 提高綜采裝備水平

現(xiàn)代化的智能采煤機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的智能化控制，能自動(dòng)調(diào)整回采的高度、對(duì)采煤機(jī)整體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)的功率最優(yōu)控制、對(duì)采煤機(jī)的故障進(jìn)行診斷并做出動(dòng)作、可以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)。這樣可實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的無(wú)人操作運(yùn)行狀態(tài)，工作人員利用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行精確控制，并將采煤機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)返回到工作臺(tái)上。讓施工人員根據(jù)反映得到的數(shù)據(jù)對(duì)采煤機(jī)的運(yùn)行情況有宏觀和微觀的把握，且能做到通過(guò)鍵盤(pán)遠(yuǎn)程控制采煤機(jī)做出停止、牽引移動(dòng)、調(diào)整采高、調(diào)整割煤移動(dòng)速度。

液壓支架是放頂煤開(kāi)采技術(shù)的核心，若能實(shí)現(xiàn)對(duì)放頂煤進(jìn)行智能化控制，就能在很大程度上提高放頂煤工作面的回收率?，F(xiàn)在液壓支架多采用先進(jìn)的電液控制技術(shù)，能識(shí)別與采煤機(jī)的位置、傳輸液壓支架的工作狀態(tài)等。具體到實(shí)際工作中，施工人員可以液壓支架控制微機(jī)，實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)液壓支架進(jìn)行控制，查看液壓支架的整體運(yùn)行狀態(tài)，并將每個(gè)液壓支架的動(dòng)態(tài)顯示到控制臺(tái)的屏幕上。對(duì)于液壓支架出現(xiàn)了故障和異常狀態(tài)，能及時(shí)的做出反應(yīng)，進(jìn)行修復(fù)和報(bào)警。數(shù)字化綜采工作面技術(shù)除了利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)收集、自動(dòng)調(diào)節(jié)之外，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)如今較為流行的可視化技術(shù)，直觀、立體、具體地掌握煤礦開(kāi)采綜采工作面的實(shí)施情況，避免回采損失，及時(shí)補(bǔ)救和修復(fù)，合理適量放置頂煤。

5 結(jié)語(yǔ)

綜采放頂煤技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)厚煤層及特厚煤層的主要開(kāi)采方法，在很多礦區(qū)得到了使用。雖然綜采放頂煤對(duì)厚煤層的開(kāi)采效率較高，但是仍存在煤炭的資源回采率低現(xiàn)象，這對(duì)于煤礦資源的開(kāi)采是十分不利的。通過(guò)論述綜采放頂煤的技術(shù)原理，分析了引起放頂煤煤炭損失的原因，提出了提高放頂煤工作面回采率的措施，主要從管理、采區(qū)設(shè)計(jì)、放頂煤工藝以及綜采裝備水平四個(gè)方面進(jìn)行分析，可以為有關(guān)的技術(shù)人員提供參考。

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