淺談煤礦綜采放頂煤開采的應(yīng)用

鄧勇軍

(山西陽煤煤五礦，山西 陽泉 045209)

0 引言

經(jīng)濟的發(fā)展，伴隨著人們對于能源需求量的不斷增大，傳統(tǒng)的厚煤層分層開采工藝弊端日益突出，直接制約著煤礦產(chǎn)能的提升。80年代初期，將綜采放頂煤開采技術(shù)進行區(qū)域化的投入使用。對東北、華北地區(qū)的礦源先后進行了綜采放頂煤開采技術(shù)的實驗；直到1994年，綜采放頂煤開采技術(shù)的投入才得見成效，產(chǎn)量迅速提升，并達到一年翻一番；1996年末，全國綜采放頂煤開采工藝已經(jīng)成熟，裝備了255個工作面的采煤工作面。綜采放頂煤開采工藝的使用使整個煤礦開采行業(yè)得到了一個空前的發(fā)展，煤礦產(chǎn)量大幅提升。

1 新技術(shù)在開采領(lǐng)域的實際意義與優(yōu)勢

1.1 工藝形式

厚煤層分層工藝一般先開采上分層，同時鋪網(wǎng)以便形成膠結(jié)假頂，再開采下分層。開采下分層時，往往還要留一定的頂煤，造成煤炭資源大量浪費。采綜放頂煤開采工藝相對傳統(tǒng)分層工藝更為簡單，一般沿煤層(或分段)底部布置一個采高2～3 m的長壁工作面，用常規(guī)方法進行回采，利用礦山壓力的作用或輔以人工松動方法，使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架后方(或上方)放出，并經(jīng)由刮板輸送機運出工作面，如圖1所示。

a-分層開采；b-放頂煤開采圖1 綜合機械化采煤工藝

1.2 實際意義

在對目前煤礦生產(chǎn)的技術(shù)調(diào)研數(shù)據(jù)得出，使用綜采放頂煤開采工藝的綜采隊伍占到整個綜采隊伍的2/3，在剩余的1/3的綜采隊伍中所用到的是國外的一體化設(shè)備。通過論證，充分了解到綜采放頂煤開采工藝在目前來說，是我國煤礦開采的主要使用手段。能夠提高煤礦開采的工作效率，以及更多的產(chǎn)量。通過對綜采放頂煤開采技術(shù)的引用，使很多企業(yè)的生產(chǎn)力都有了進一步的提升，不僅保證了基本生存，也帶來了生產(chǎn)盈利的希望。傳統(tǒng)工藝的煤礦開采技術(shù)，無法開采礦井的呆滯煤量，通過新技術(shù)的使用，能夠更好的將這一部分的能源進行開采使用。

上世紀90年代初期我國煤炭事業(yè)的大力發(fā)展正是證明了綜采放頂煤開采工藝所呈現(xiàn)出的重大作用。其使得煤礦開采工業(yè)實現(xiàn)了更加集約化的生產(chǎn)形勢，同時也帶來了更加高效高產(chǎn)的生產(chǎn)效果。其投入使用有效地促進了我國的煤炭事業(yè)的發(fā)展，對能源經(jīng)濟的發(fā)展帶來了積極的推動作用。

1.3 新技術(shù)所具備的優(yōu)勢

低成本高回報：相對傳統(tǒng)的開采工藝來說，無論是在設(shè)備、耗材、電力的使用量上都有所減少，使得開采的成本投入更低。同時綜采放頂煤開采工藝的作業(yè)方式為平行作業(yè)，較分層作業(yè)法在效率上得到了更大的提升。

使用范圍廣：不同的環(huán)境對應(yīng)的煤礦都有自身的特點。對開采的技術(shù)和難度都提供了更大的挑戰(zhàn)。然而，通過綜采放頂煤開采技術(shù)的使用，事實證明新技術(shù)能夠?qū)?fù)雜的煤層環(huán)境有著更為優(yōu)異的適應(yīng)能力。

掘進量?。好禾块_采過程中，難免會面對搬遷、安裝等問題。綜采放頂煤開采工藝的使用對設(shè)備搬家和再次安裝的需求也實現(xiàn)了大幅的減少。不僅節(jié)約了費用，同時還確保設(shè)備的使用壽命。

2 存在的問題和解決策略

2.1 回采率低的影響因素

頂煤冒放性的影響：在綜采放頂煤開采過程中，頂煤冒放性能的好壞，與其技術(shù)的使用有著密切的聯(lián)系。其主要因素包括支架所具有的阻力以及周圍的圍巖的性質(zhì)，這兩者的實際情況能夠影響到頂煤冒放的性能。

開采方式的影響：由于前期管理不到位導(dǎo)致開采工藝、方式、順序無法滿足綜采放頂煤開采的需求，都會對回收率產(chǎn)生一定的影響。其主要表現(xiàn)在對開采的管理不善以及支護不及時所造成的損失。

工藝影響：由于使用的工藝不當，使得頂煤造成損失。主要為頂煤損失、混入矸石量較大，這主要源于施工前工藝不到位。如選擇的架型不合適，工作面的仰俯角度的不對稱，放煤方式等工藝技術(shù)的不足帶來損失。

參數(shù)的影響：在底煤開采過程中，需要對底煤的開采高度進行有效的評估，來確保合理的施工。高度過大則會影響到整個煤炭的回采，同時還會產(chǎn)生一定的消耗，增加成本。

2.2 放頂煤的損失原因

煤炭的損失主要是由于前期和后期時放煤不充分導(dǎo)致的；工作過程兩端引起的損失；由于管理不善，對開采條件和地質(zhì)因素沒有進行充分的考慮造成的損失。因此，提升回采率應(yīng)當從影響開采率的因素著手。

2.3 提升回采率的主要措施

加強對頂煤的處理能力，從而使頂煤的碎裂程度更高；利用支撐支架進行反復(fù)的破碎工作，進而使頂煤更進一步的碎裂；使用科學(xué)、合理的放煤工藝；有效結(jié)合機械的工作原理進行放煤工藝，保質(zhì)保量不能激進；使用多輪、有順序的、間隔的方式；確保放煤口的整潔通暢。利用有效的工具進行大煤碎化工作；加強對放煤工作的管理，合理的控制兩端的放煤；及時的清理浮煤。

通過對綜采放頂煤開采工藝合理利用，使煤炭實際回收量達到90%以上，同時還能夠提升煤質(zhì)。

3 結(jié)語

綜采放頂煤開采技術(shù)的使用有效地提升了煤礦資源的利用率，不僅能夠有效地降低煤礦開采過程中的成本投入還能夠提升煤礦的開采量。綜采放頂煤開采技術(shù)所應(yīng)用的環(huán)境較為廣泛，面對較為復(fù)雜的礦區(qū)環(huán)境能夠很好地適應(yīng)并發(fā)揮其積極地作用。同時，綜采放頂煤開采技術(shù)所使用的設(shè)備工藝都較為簡單，不僅簡化了工作內(nèi)容，同時還能夠提升工作效率。尤其是在開采前遷移的過程中，能夠有效地避免設(shè)備的消耗以及維護。然而，綜采放頂煤開采技術(shù)在實際的施工過程中，對于生產(chǎn)的技術(shù)工藝也有獨特的要求，不能夠通過簡單的煤層強度或者開采深度就作為綜采放頂煤開采技術(shù)的使用依據(jù)。在實際投入使用前期必須綜合考慮煤礦開采區(qū)域的周邊環(huán)境。通過進行深入的調(diào)研和科學(xué)的工藝設(shè)計，并建立施工過程中的管理機制。從施工的各個源頭抓起，使技術(shù)、工藝、管理、生產(chǎn)之間相互配合，相互促進，相互監(jiān)督。通過以工藝促進生產(chǎn)，以管理帶動生產(chǎn)的模式，積極有效的開展工作，從而提升綜采放頂煤開采的生產(chǎn)效益。