综采放顶煤采煤法采出率的综合评价

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摘 要：本文围绕特厚煤层综采放顶煤工作面如何提高采出率开展了理论和应用的研究，通过对生产现场和顶煤冒放性理论综合评价的分析，从而确定提高综采放顶煤采煤法采出率的合理方法。通过分析及煤层的赋存条件合理确定采放比，并通过对不同放煤间距、放煤i距、放煤方式等参数的顶煤回收率实际情况针对龙煤集团鹤岗分公司峻德煤矿二水平南三区21层的冒放性进行评价。

关键词：综采放顶煤、采出率、放煤参数

1、绪论

煤炭是我国的主要能源，在我国2l世纪前50年的能源结构中将稳居50%以上，然而，煤炭开采过程中的高效和安全问题，一直是困扰我国煤炭企业的两大难题，尤其在厚煤层开采技术方面更是如此。传统的厚煤层开采以分层开采为主，将煤层划分为若干中等 厚度的煤层，然后自上而下或自下而上进行分层开采。分层开采的主要问题是成本高、效率低、开采期长，巷道工程量大，易造成煤层自燃发火。为安全高效地进行厚煤层开采，不少国家进行了大量的研究和实验，研究结果表明，加大分层采高和采用放项煤采煤法，实现一次采全厚，不仅可以减少采区巷道工程量及其维护费用，缩短采区准备时间，而且可以降低采面设备投资及装拆搬迁费，提高回采工效，降低厚煤成本。综采放顶煤技术是 在特厚煤层（或分层）底部布置综采工作面，采底煤同时利用矿压及辅助措施破煤，将支架上的顶煤放出的新型煤炭开采技术。具有生产集中、系统简单、掘进率低、节省大量设备和入力、对煤层地质变化适应性强等特点。对于厚度大于5m到20m的不稳定煤层，采用 放项煤采煤法效益更为显著。20世纪八十年代中期，在我国厚煤层矿井试行并逐步推广的 综采放项煤技术（简称综放），较好地解决了厚煤层矿井的高效和安全问题，随着放顶煤大面积的工程实践，并逐步完善，现已成为当前我国厚煤层开采的主要方法。

2、工作面概况

二水平南三区21层底分层综放工作面上覆17层已开采完毕，裂隙带导通17层采空区，下伏22―1层一段，已回采结束。

“三带高度”使用最大全煤厚ΣM=12.89米计算：

H冒=【100M/（0.49 M+19.12）】±4.71=55.39米

H裂=【100M/（0.26 M+6.88）】±11.49=137.47米

工作面选用MG500/1130-WD采煤机落煤，顶板选用ZF8000/18/35支撑掩护式低位放顶煤液压支架进行支护，工作面前部设一台SGZ-800/800运输机。后部设一台SGZ-800/2×400运输机，机道系统使用SZZ-1000/400转载机、PLM-3000/200破碎机、DTL-120/2×200可伸缩皮带运输机，实现连续化运输。

3、采出率影响因素分析

煤炭采出率是评价放顶煤采煤法的重要指标，与采煤系统的参数密切相关，根据规定，厚及特厚煤层的采区煤炭采出率不得低于75%，工作面采出率不低于93%。根据对工作面煤炭损失进行分析，工作面内损失主要为放煤损失，占总损失的40%，工作面外的损失主要为区段保护煤柱的损失，占总损失30%左右，因此提高顶煤放出率及减小保护煤柱的损失为提高放顶煤采煤方法煤炭采出率的有效途径。

3.1区段煤柱损失

放顶煤采煤法，一般留设15-20米区段煤柱，严重影响采区煤炭采出率。

3.2初采损失率

为了防止顶煤垮落对采煤工作面造成的威胁，通常采取初采推进10-20米不放顶煤，增加了煤炭损失率，初采阶段由于受空间影响，放顶后，顶煤往往难以放出，所以在工作面回采初期采出率低于正常的18-30%，一般影响为沿走向长度8-10米，此时影响顶煤采出率的主要是采高和顶煤厚度，如顶煤厚度为采高的2倍时，影响顶煤采出率在18-20%；如顶煤厚度为采高的1倍时，影响顶煤采出率在30%。

3.3末采损失率

为了安全撤出工作面设备，通常采用工作面末期不出或少出顶煤，其范围一般为停采线以里8-12米，这一部分损失对于采出率的影响与工作面长度有关，工作面越长，末采损失率就越小。

3.4端头采出率

为了保护采煤工作面的上下端头及出口，一般上下各2-4组支架不放顶煤，这部分损失率与工作面倾斜长度有关，倾斜长度越长，相对损失率就越小。

3.5采煤工艺损失率

采空区内松散媒体的运动并不是完全没有规律可循的，其遵循椭球体―漏斗的放出规律，在放出椭球体边缘顶煤受煤壁、固定帮、支架影响时，易产生脊背煤，从而不能放出；对此影响的主要有放煤步距，循环方式、放煤口间距和放煤方式等参数。

4、采出率的提高

（1）减少区段煤柱损失，尽量减小区段煤柱的留设，根据顶煤坚硬程度及支护强度，采区后退式开采，另外根据自然发货期的长短及矿压、顶板稳定性等因素减少煤柱留设。

（2）合理调整工作面的倾斜度，布置俯采工作面，两巷及切眼沿煤层底板施工，严禁丢煤。

（3）加强端头支护，推广采用端头放顶煤支架，加大工作面两端出口处的稳定性，进而扩大放顶煤范围。

（4）加强初采工作面的管理，采出工作面切眼后及时放煤，这不仅有效提高了煤炭的采出率，减小煤炭损失，而且对顶煤的冒落也是有利的，选择合理的停采位置，可适当缩小末采不放顶的范围，进而减低煤炭损失率。

（5）放煤i距、循环方式和煤厚密切相关，如果放煤i距与循环方式选择不当直接影响顶煤的采出率，如果放煤i距过大，则上部的矸石会首先达到放煤口，在采空区册就将留有较大的三角煤放不出来，放煤步距过小，则后方矸石易混入放煤口，影响煤质，并且易误以为顶煤已经放净，停止放煤，造成上部顶煤的损失，当顶煤厚度较小时，通常采用一采一放较为合理，顶煤厚度较大时，放煤i距应适当加大。放煤方式不仅对工作面煤炭采出率、含矸率影响较大，同时还会影响总的放煤速度、正规循环的完成集结工作面能否高产。

（6）加强顶板的管理。由于顶板管理不到位，工作面容易出现冒顶，破事冒顶区停止放煤，造成顶煤损失。掌握矿山压力，及时测定矿压，在初次来压及周期来压前及时加强工作面的支护强度，防止冒顶事故，同时也为顶煤的回收创造了有利条件。在工作面穿越构造带时，要加强构造带附近的棚架支护强度，确保构造带顶板的稳定性，避免因构造带发生局部冒顶而导致附近停止放煤。

5、结束语

放顶煤采煤法的煤炭损失率较大，是需要解决的一大课题，以上所归纳总结的解决方法只能在一定程度上有所提高，还远远不够，目前综放工作面的区段煤柱及端头放顶煤问题尚未得到完全解决，这就需要以后不断地进行技术更新和完善，在实践中逐步得到解决，尽可能的减少煤炭资源的损失浪费。