焦佳

摘要：綜采放頂煤技術(shù)已經(jīng)成為我國厚煤層及特厚煤層的主要開采方法，在很多礦區(qū)得到了使用。雖然綜采放頂煤對厚煤層的開采效率較高，但是仍存在煤炭的資源回采率低現(xiàn)象，這對于煤礦資源的開采是十分不利的。本文通過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：煤礦開采;綜采放頂煤;回采率;措施

1 引言

煤炭在我國有著豐富的儲量，是我國工業(yè)發(fā)展的重要燃料。保證煤礦資源的穩(wěn)定開采，對于我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化具有重要的意義。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國煤礦開采技術(shù)有了很大的進(jìn)步，特別在厚煤層開采技術(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)對厚煤層的高效開采。但是，這項(xiàng)技術(shù)也存在著嚴(yán)重的問題，容易造成開采過程中資源的回采率低，這對于資源的開采是十分不科學(xué)的，特別是對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 放頂煤開采的技術(shù)原理

放頂煤采煤法是在開采厚煤層時，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置一個采高為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，應(yīng)力降低，能量釋放，煤體會大量破碎。破碎的煤體通過液壓支架后方的放煤口放出，并通過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)及煤礦開采經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計，中國煤礦綜采工作面的煤炭損失主要有以下幾個方面：

①煤層開采時的首采損失和末采損失，這是造成煤炭損失的主要因素。在首采時為了保持開采的順利進(jìn)行，留有大量的頂煤沒有放出，在末采時為了保證巷道的穩(wěn)定性，在停采線附近都會留有大量的保護(hù)煤柱。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，放頂煤首采時不放頂煤可損失回采率1%，而末采時不放頂煤會造成回采率低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造成大量的煤炭損失，這是由于在放頂煤時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。在煤礦開采過程中，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，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，由于放頂煤對地質(zhì)條件有著一定的要求，若液壓支架上方的煤體沒有完全破碎，在放頂煤的時候不能完全放出，也會導(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隨之增高。與此同時，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模較大時，預(yù)留的安全煤柱的數(shù)量也會明顯的減少，這對于減少煤炭的損失是十分有幫助的。但是提高開采規(guī)模也會帶來裝備和技術(shù)的要求。

⑤人為因素，由于煤礦的開采是通過人來完成的，所以人的效率在某種程度上會影響綜采的回采率，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

煤礦的開采是通過機(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，對于提升煤礦資源的回收是必要的。具體到生產(chǎn)過程中，主要有以下幾個方面，要有系統(tǒng)的管理制度、嚴(yán)格的量化考勤制度、合理的回采計劃以及生產(chǎn)計劃以及反饋獎勵機(jī)制。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，礦井應(yīng)該將煤礦回采率納入考核范疇，提高工人對資源回收的重視性，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

采區(qū)的合理設(shè)計是指工作面開采范圍符合國家標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)規(guī)定。在進(jìn)行設(shè)計時，對于邊界不符合規(guī)定的工作面，在設(shè)計時應(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)邊界不符合國家規(guī)定時，強(qiáng)行開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，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)，所以在放頂煤開采時一定要對采區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況進(jìn)行詳細(xì)的勘探。然后通過試驗(yàn)，選擇合適的放頂煤工藝，通過試著比對各類放頂煤工藝所得的回采率大小，進(jìn)行全方位的綜合類比，根據(jù)完整實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來選擇科學(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，能自動調(diào)整回采的高度、對采煤機(jī)整體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)的功率最優(yōu)控制、對采煤機(jī)的故障進(jìn)行診斷并做出動作、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。這樣可實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的無人操作運(yùn)行狀態(tài)，工作人員利用遠(yuǎn)程計算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)進(jìn)行精確控制，并將采煤機(jī)的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)返回到工作臺上。讓施工人員根據(jù)反映得到的數(shù)據(jù)對采煤機(jī)的運(yùn)行情況有宏觀和微觀的把握，且能做到通過鍵盤遠(yuǎn)程控制采煤機(jī)做出停止、牽引移動、調(diào)整采高、調(diào)整割煤移動速度。

液壓支架是放頂煤開采技術(shù)的核心，若能實(shí)現(xiàn)對放頂煤進(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)時對每個液壓支架進(jìn)行控制，查看液壓支架的整體運(yùn)行狀態(tài)，并將每個液壓支架的動態(tài)顯示到控制臺的屏幕上。對于液壓支架出現(xiàn)了故障和異常狀態(tài)，能及時的做出反應(yīng)，進(jìn)行修復(fù)和報警。數(shù)字化綜采工作面技術(shù)除了利用計算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)收集、自動調(diào)節(jié)之外，同時能實(shí)現(xiàn)如今較為流行的可視化技術(shù)，直觀、立體、具體地掌握煤礦開采綜采工作面的實(shí)施情況，避免回采損失，及時補(bǔ)救和修復(fù)，合理適量放置頂煤。

5 結(jié)語

綜采放頂煤技術(shù)已經(jīng)成為我國厚煤層及特厚煤層的主要開采方法，在很多礦區(qū)得到了使用。雖然綜采放頂煤對厚煤層的開采效率較高，但是仍存在煤炭的資源回采率低現(xiàn)象，這對于煤礦資源的開采是十分不利的。通過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、放頂煤工藝以及綜采裝備水平四個方面進(jìn)行分析，可以為有關(guān)的技術(shù)人員提供參考。

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