浅谈综采放顶煤工作面回采工艺及提高回采率的措施

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【摘 要】 煤矿综采放顶煤工作面开采强度大、产尘尘源多、粉尘浓度高，因而对尘毒的治理难度大。为此，提出了治理的总体思路、防治方案并在几十个煤矿综采放顶煤工作面推广，取得了很好的效果。

【关键词】 综采放顶煤工作面 粉尘 综合防治

中图分类号： P618.11

1 前 言

综采放顶煤是我国80年代初从国外引进的一种新的采煤方法。由于它具有高产、高效、低耗等一系列优点，近十年来，在我国得到了较迅速的推广，成为实现我国煤矿高产、高效的主要途径之一。但这种采煤方法由于开采强度大、产尘尘源多、产尘量可高达（2000～5000）mg/m3，因而对尘毒的防治难度大。在生产中，由于高浓度粉尘使作业场所的劳动卫生条件急剧恶化，严重地制约了这种采煤方法的推广应用。

2 综放面高浓度粉尘防治的总体思路

综放工作面采煤机采煤和液压支架移架均是移动性尘源，工作面直流通风，风流流场难以控制（风速每秒高达2m），工作面空间狭小且有变化，还有片帮冒顶等不利因素的影响，条件十分恶劣。考虑了上述条件后，提出了治本和治标两手抓的总体思路：一是减少粉尘的产生；二是要针对不同尘源的特点，采取防治措施。

3 综放面粉尘防治的技术方案及效果

3.1 综放工作面煤层注水

为了使综放面厚煤层中顶层煤炭得到较好的湿润，采用了双向扇形铝孔布置和三巷钻孔长钻孔静压注水的方式。

由于在试验工作面上煤的自然孔隙率仅为2.76%，透水性系数仅为0.01536，属难注水煤层，在原始应力区注水是难以取得较理想的注水效果的。根据试验工作面矿山压力观测及顶板位移规律资料的分析，回风巷在靠工作面一端60m左右范围内，进风巷靠工作面35m左右范围内，受矿压及顶板位移影响，煤层中存在较发育的次生裂隙，煤层的渗透性大大提高，并可降低注水压力。决定注水区域在距工作面（35～40）m开始注水，距工作面（5～6）m停止注水，注水时间约8天。注水系统主要由注水流量表、分流器、高压阀门、注水管、封孔器等组成。注水中有关注水的一些参数分别由以下公式确定。

单孔注水量由（1）式确定

Q=KLBhγδ

（1）

式中，Q―单孔注水量，m3；K―注水系数，取K=1.1；L―钻孔长度，m；B―钻孔间距，m；h―钻孔范围内应湿润的煤层厚度，m；γ―煤的密度，t/m3；δ―吨煤注水量，m3/t，取δ=0.025m3/t。通过计算，回风巷上孔注水量Qs=127m3，每个下孔注水量Qx=104m3，进风巷每个钻孔注水量Qj=166m3。

注水压力按（2）式确定

（1.2～1.5）Pw≤Pz≤0.75Pf

（2）

式中，Pz―煤层注水压力，MPa；Pw―煤层瓦斯压力，MPa；Pf―上覆岩层压力及煤层剪切强度之和，MPa。试验矿井鲍店煤矿防尘用水静压在（3.0～4.0）MPa之间，能满足上述要求。

注水时间按（3）式进行计算

（3）

式中，T―总注水时间，d；D―开始注水时钻孔距工作面距离，35m；d―结束注水时钻孔距工作面距离，5m；i―工作面日推进度，按设计，取i=3.6m/d。通过计算，T=8.3d。

单孔注水流量按（4）式计算

（4）

式中，q―单孔注水流量，l/min。通过计算，回风巷上孔qs=11l/min，下孔qx=9l/min，进风巷钻孔qj=14l/min。

工作面注水后煤的实际水份增量达到了（1.4～1.8）%，注水增量一般大于1%即有较好的防尘效果。

3.2 采煤机径向雾屏及液压支架探梁辅助喷雾降尘

采煤机割煤过程是综放工作面的主要产尘尘源，约占综采放顶煤工作面产生总粉尘的60%。采煤机处于综放工作面主风流中，采煤机滚筒割煤产生的粉尘极易随风流向人行道方向扩散，污染作业环境。同时，在液压支架探梁上设喷嘴，在采煤机部位开启这些喷嘴进行喷雾，在采煤机上方形成第二道喷雾屏障。

3.3 液压支架移架和放煤自动喷雾降尘

液压支架移架和放煤是综放工作面的两个主要产尘尘源，约占综放面粉尘产出量的30%左右，亦是综放工作面防尘的重点之一。

液压支架移架产尘的特点是，只在移架作业（降柱、拉架、升柱）过程中产尘，产尘时间极短；产尘部位主要在液压支架架间，尤其在液压支架前半部，处在工作面采场主风流中，产生的粉尘在风流作用下极易扩散。放煤口放煤产尘的特点是，主要在放煤作业时产尘，尤其在放煤初始阶段产尘量大；产尘部位在液压支架后部刮板运输机处；支架后部由于受到支柱、四连杆、高压软管等支架零部件阻碍与支架前部主风流相比风速较小，但在后部刮板输送机处有一较宽阔的连通空间，放煤时产生的粉尘如未被沉降，易随风流沿此通道向下风邻架扩散。

参考文献

1 煤炭科学研究总院重庆分院综采防尘课题组.放顶煤综采工作面高浓度粉尘综合防治技术的研究科学研究报告，1994.12.

2 王晋育. 我国放顶煤综采工作面防尘技术现状评述及提高防尘效果的探讨.煤炭部放顶煤综采学术研讨会，1993.2.

3 兖州矿务局兴隆庄煤矿、煤炭科学研究总院重庆分院. 兖洲矿务局兴隆庄煤矿5306综采放顶煤工作面粉尘防治技术及其效果考察，1992.10.