石志丈

摘要：隨著綜放技術(shù)的不斷發(fā)展，回采率水平通?？梢赃_到80％以上，但由于煤層開采條件以及生產(chǎn)管理水平的差異，實際的回采率水平還存在若較大的變化。本文就頂煤的放出運動規(guī)律、影響放項煤開采回采率的主要因素做了分析，并提出提高綜放回采率的方法。

關(guān)鍵詞：綜放工作面回采率措施

0引言

綜合機械化放頂煤開采工藝是在上世紀(jì)90年代初推廣應(yīng)用的一種開采厚煤層的安全、高產(chǎn)高效新技術(shù)，施工的主要工藝是在開采過程中沿厚煤層的底板布置一個采煤工作面，由液壓支架進行支護，工作面煤壁由采煤機等進行開采，采落的煤裝入前部刮板輸送機，而上部煤體則在礦山壓力等作用下在工作面支架后方冒落并通過支架放煤口放入到工作面后部刮板輸送機上。目前，綜采放頂煤技術(shù)成為世界主要產(chǎn)煤國家十分關(guān)注的問題，該項技術(shù)近年來在我國也得到了迅速的發(fā)展(如烏魯木齊礦務(wù)局、平頂山礦務(wù)局、陽泉礦務(wù)局、潞安礦務(wù)局、晉城礦務(wù)局、鄭州礦務(wù)局、兗州礦務(wù)局等礦區(qū)部分工作面采用放頂煤開采技術(shù)k隨著綜放技術(shù)的不斷發(fā)展，回采率水平通?？梢赃_到80％以上，但由于煤層開采條件以及生產(chǎn)管理水平的差異，實際的回采率水平還存在著較大的變化。究其原因，主要是目前的回收率管理尚缺乏可操作性的技術(shù)手段和措施，因此這個研究將具有非常重要的經(jīng)濟、社會效益，同時也具有廣闊的推廣前景。提高綜放工作面的回采率能夠有效的延長礦井壽命，緩和煤炭企業(yè)采掘接續(xù)緊張，防止礦井自然發(fā)火，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。同時也是為貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)資源節(jié)約型社會節(jié)能減排作貢獻。以下從頂煤的變形規(guī)律、影響放頂煤開采回采率的主要因素等方面分析了丟煤原因，從而尋找出提高頂煤回收率的途徑。

1頂煤的放出運動規(guī)律

西安科技大學(xué)的索永錄教授根據(jù)綜放工作面頂煤的宏觀受力狀況變化特點和連續(xù)損傷破壞演化歷程，按照系統(tǒng)分解原則，將原巖應(yīng)力區(qū)之后頂煤的受力狀態(tài)劃分四個階段的連續(xù)損傷破壞演化過程：彈性應(yīng)力狀態(tài)、塑性極限平衡應(yīng)力狀態(tài)、塑性極限平衡和塊體結(jié)構(gòu)鉸接平衡狀態(tài)、頂煤呈散體堆積狀態(tài)。

放頂煤采煤法從開始采底分層到頂煤放入工作面，頂煤活動規(guī)律主要經(jīng)過兩個過程：

1.1頂煤破碎。采煤工作面前方存在“前支承應(yīng)力”，其峰值高煤壁約6～15m。在該應(yīng)力作用下，煤體將變得松散、破碎。支架上方的煤，在支架的支撐下并不垮落：

1.2頂煤放出。當(dāng)支架前移時，已處于松散狀態(tài)的煤體將沿一定方向塔落而靠近支架，最后由支架后方或上方放出。

2影響放頂煤開采回采率的主要因素

2.1采區(qū)各種煤柱損失厚煤層開采的煤炭損失主要是采區(qū)內(nèi)各種煤柱的損失。其中有些損失在技術(shù)上是不能完全避免的，甚至是必要的，如各種斷層煤柱、防水煤柱、采區(qū)邊界煤柱、鐵路橋煤柱等，由于放頂煤開采工作面推進長度大，煤柱損失尤為突出。

2.2工作面初采和末采的損失工作面初采時，為防止直接頂和老頂大面積來壓，從開切眼起lOm內(nèi)不放頂煤，從lOre起至直接頂垮落和老頂來壓前只放50％～60％頂煤，不放的頂煤充填了采空區(qū)；在回采結(jié)束時，為拆除支架，距停采線12～20m范圍內(nèi)薷鋪設(shè)金屬頂網(wǎng)，不能再放項煤。所以在初采20—30m和末采20m范圍內(nèi)回采率僅有50％～60％。以上兩項損失影響全工作面的回采率2.5％～3.5％。

2.3支架兩端和回風(fēng)順槽頂煤的損失由于工作面運輸機機頭、機尾高度較大，必須在工作面上下端頭使用過渡支架，且由于端頭支架上方頂煤較難放下來，因而造成端頭頂煤損失。另外，為了維護巷道，兩順槽頂板要鋪網(wǎng)，這一部分煤也將丟失，煤量損失占工作面總損失的11％左右。

2.4放煤方式的影Ⅱ向放煤方式取決于工作面支架放煤口的放煤順序和每次放煤量。放煤方式的選擇必須建立在對散體煤運動規(guī)律的認(rèn)識上，并研究放煤過程中的煤炭損失。放煤過程中的煤炭損失主要有：由于鄰架竄矸引起的阻隔損失；放煤口之間不能全部放出的三角煤，即脊背損失；由于放煤造成的煤炭分界面擾動損失。放煤方式不同對頂煤放出率有很大影響。

3提高綜放回采率的措施

3.1優(yōu)化采面設(shè)計，減少設(shè)計損失合理加大采區(qū)和綜放面的幾何尺寸，減少采區(qū)煤柱設(shè)計是提高綜放采區(qū)回采率的重要因素。在采面設(shè)計布置巷道時，對煤層傾角、厚度、水文地質(zhì)等自然條件綜合分析，實行沿底布置巷道，依據(jù)地質(zhì)條件、裝備水平，盡可能向大采長、大走向布置工作面，并科學(xué)合理地確定留設(shè)煤柱尺寸，這樣既可有效地減少采區(qū)煤柱，又可增加回采工作面的采出量。

3.2加大頂煤破碎度對于層理不發(fā)育，整體性強的高硬煤，通過注水軟化，使原有裂隙進一步擴展和發(fā)育，使項煤硬度降低，解決了煤質(zhì)硬產(chǎn)生大塊、放不下來的問題。煤層預(yù)注水對提高回收率有較為明顯的作用，同時，又能減少生產(chǎn)過程中的煤塵濃度。因此，在放項煤工作面，煤層硬度較大時，應(yīng)實行煤層預(yù)注水措施，非采動區(qū)靜壓注水或采動影響區(qū)內(nèi)注水。

3.3放煤工藝參數(shù)的確定綜采放頂煤的工藝參數(shù)主要包括放頂步距、放煤方式和放煤方向等。頂煤厚度較小時，采用單輪間隔放煤效果較好，頂煤厚度較大時采用多輪順序放煤方式效果較好。放煤布距必須與頂煤厚度、架型、頂煤斷裂面及松散煤巖運動規(guī)律等相適應(yīng)。最佳放煤步距是使頂部和采空區(qū)側(cè)的矸石同時達到放煤口。由于影響因素各不相同，生產(chǎn)中要根據(jù)具體的地質(zhì)及開采條件確定合理的放煤步距。放煤方向一般是從工作面下端開始放煤，這樣有利于項煤的回收。

3.4加強儲量監(jiān)督管理，健全計量管理建立健全計量管理制度，加強回采率的測算與分析，保證回采率數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為頂煤放出的實際程度提供依據(jù)。另外加強放頂煤工人技術(shù)培訓(xùn)，提高放煤技術(shù)，增強放煤工人珍惜煤炭資源的責(zé)任感。同時對放頂煤工作的有效監(jiān)督，制定各級領(lǐng)導(dǎo)及職能部門、生產(chǎn)隊組經(jīng)濟責(zé)任制，根據(jù)產(chǎn)量、銷售量、庫存量、盈虧平衡情況，實行日、季、年度考核制，實行責(zé)任分解指標(biāo)到人，跟班跟架檢查放頂煤制度落實工作，對達不到回收率要求不準(zhǔn)開機，堅持工作面正規(guī)操作，并充分發(fā)揮經(jīng)濟杠桿的作用，建立科學(xué)的獎懲制度，對充分合理回收資源的給予獎勵，造成資源浪費的給予一定的處罰。

4結(jié)束語

影響綜放工藝回采率的因素是多方面的，但主要因素還是采面的設(shè)計、采礦技術(shù)因素、放煤工藝參數(shù)等，但是涉及到的環(huán)節(jié)和方面還很多，需要用系統(tǒng)工程的觀點深入研究，綜合治理，逐步完善。達到提高的目的。在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的前提下，追求經(jīng)濟效益最大化目前已成為煤炭企業(yè)所面臨的最大問題。今后我國應(yīng)進一步投入資金，向更深層次研究，使綜采放頂煤技術(shù)更加完善，回采率水平更高，最大限度地回收有限的煤炭資源。