综采放顶煤采煤法探析

王明辉1李培帅2

摘要：综采放顶煤开采技术是一种能够有效提高煤矿开采安全性与厚煤层煤矿开采效率的先进采煤技术，虽然已经成为主要开采厚煤层的技术，但因为我国应用时间较短，还面临着许多问题，为了更好地利用这种采煤技术，仍需要不断地研究探讨，加以改进，服务于煤矿企业。

关键词：综采放顶煤；采煤方法；分析

引言

综采放顶煤采煤法具有生产成本低、安全性好、高产、高效等优点，但其实际应用也会受到部分地质条件的限制。若待开采煤层地质条件允许，最好选用综采放顶煤采煤法开采，这样能为企业创造更多经济效益。

1放顶煤开采法

将工作面安装铺设在被开采煤层的底部是放顶煤开采工艺的第一步，其中煤层的切割主要通过采煤机完成，并且在切割过程中要进行支护配合，通过液压支架完成，并要与工作面的推移同步进行。这时向着煤壁位置将工作面前段的刮板输送机推移过去，在推移到应在位置后，便可以开始采煤机的割煤工作。割煤工作中，通常1～3刀切割后便可以按照放顶煤技术的规定要求打开放煤口，排除已破碎的煤炭。根据允许额度，在煤炭矸石放出含量与额度不相符时，放煤口应立即关闭，以上便是一个放顶煤开采工艺循环的流程。

2综采放顶煤采煤法的主要类型

2.1一次采全高综采放顶煤采煤法

当前，一次采全高综采放顶煤采煤法是在实际生产中应用较多的采煤法。这种采煤法较适宜应用于煤层厚度在10m～15m之间，且煤层倾角不是很大的煤层，同时应用此种采煤法的待开采煤层应有较好的可放性。

2.2预采顶分层综采放顶煤采煤法

预采顶分层综采放顶煤采煤法主要是通过先对煤层顶板进行预先开采，然后再开采顶板以下煤层。当待开采煤层较厚、较硬及顶板较难冒落时较适合应用该种采煤法，或当待开采煤层含有较大的瓦斯、不适宜一次采全高时，也适合应用该种采煤法。

3放顶煤采煤法主要参数及工艺

3.1工作面主要参数及其确定

3.1.1工作面走向长度

随着煤矿开采机械化水平提高，工作面单产越来越高，工作面推进速度不断加快。为使工作面搬家次数尽量少，连续推进长度尽量长，近年，人们布设的工作面走向长度越来越长。通过把工作面走向长度延长，可使工作面实际可采储量变大，让工作面连续开采时间变长，对工作面产量、工效及回采率的提高十分有利。但增大工作面走向长度后也会带来一些负面影响如回采巷道掘进变难，且不易维护，同时防灭火工作的难度也会加大。基于当前技术因素考虑，通常综采放顶煤工作面实际走向长度易控制在1500m～2000m之间。在具体设计工作面走向长度时，应以工作面实际情况为基础，且综合考虑巷道维护情况、采区运输情况、采煤机械维修情况及煤层自燃情况等因素，以便最终设计出合适的工作面走向长度。

3.1.2工作面倾斜长度

在实际生产中，采煤技术因素、设备因素、地质因素及生产管理因素等都会影响到工作面倾斜长度，工作面倾斜长度与走向长度具有很大的关联性，在实际生产中，要想使工作面产量实现最大，生产效益达到最好，必须让工作面倾斜长度与具体推进度实现最佳组合。

3.1.3采煤机割煤高度与采放比

采煤机割煤量及放顶煤量是影响放顶煤回采工作面实际出煤量的两个主要因素。在实际生产中，通过增大采高可使工作面的割煤量更大，进而减少采放比，这样对顶煤的冒放及回收十分有利。但在增大采煤机实际割煤高度的同时，矿山压力的显现也会更明显，这就会对支护强度及支架吨位提出更高要求，当支架的吨位、重量增大后，工作面会更难搬迁，更不易拆装；另外，当工作面采高增大后，顶煤放煤量会变少，这样采煤能耗会增大，并提高采煤成本。同时煤壁片帮量也会更大，尤其是待开采煤层比较松散时，煤层片帮深度可能会成倍增加，工作面会更难支护管理，最终会对工作面生产造成影响，对此，要想使放顶煤开采实现高产、高效，必须确定出最佳割煤高度与最佳采放比[4]。在实际生产中可以基于下列几个方面确定最佳割煤高度：a）选用的采煤机实际割煤高度应有益于工作面产量的提高；b）所选的割煤高度应不影响工作面通风；c）选用的割煤高度应确保工作面实际工作空间能足够大。

在放顶煤采煤中对于顶煤的放出主要是借助地压破碎，利用自重放煤，由于在放顶煤时，需要有一定空间来破碎松散顶煤，因此必须科学、合理设置采放比，依据当前放顶煤开采经验，当所用采煤机实际高度在2.5m～3.0m时，布设的低位放煤支架的顶煤厚度应控制在8m～10m左右，一次采全高综采高度应控制在15m内，通常以12m左右为最佳。

3.2放煤工艺

3.2.1放煤步距与采煤机截深

放煤步距主要指相邻两次放落顶煤的实际间隔距离。采煤工作面回采率的高低及含矸率的大小在很大程度上都要受到放煤步距的影响，放煤步距布设不合理、过大或过小都有可能引发工作面回采率下降或采煤含矸率升高，因此必须科学合理布设放煤步距。在实际生产中，为使采煤工艺更简化、更便于生产作业，通常应把放顶煤的步距布设为采煤机截煤深度的整数倍。

3.2.2初次放煤距离

在放顶煤工作面进行回采初期，起初一般都只机采而不实施放顶煤作业，等工作面实际推进距离足够大后，再进行工作面全长第一次放煤，这也就是初次放煤，把工作面实际推进的距离称为初次放煤距离。

3.2.3放煤方式

根据综采放顶煤采煤法具体生产工艺的不同，当前把综采放顶煤开采面的放煤方式大致可总结为下列几种：单轮顺序放煤、间隔放煤及多轮顺序放煤、间隔放煤。在进行综采工作面生产作业时，采用单轮间隔放煤生产方式的较多。

4提高综采放顶煤煤炭采出率的措施

4.1合理增大工作面几何尺寸

对综采放顶煤采煤工艺而言，其包括的损失主要有初采损失、末采损失及端头损失。在设计工作面尺寸时，应充分结合工作面实际地质条件、具体设备配备情况及自身开采技术水平，把工作面几何尺寸尽量加大，这样可减少工作面丢煤，有效提高工作面回采率。

4.2选择合理的放煤工艺

在进行综采放顶煤开采作业时，应依据各矿井实际情况确定出最佳的初始放煤距离。依据当前的开采经验，初始放煤距离宜控制在5m～10m之间，应采取相关措施把初始放煤距离尽量缩短，与此同时也应结合实际情况，尽量缩短终止放煤处至停采线的距离。放煤步距应科学、合理，具体应参照煤层厚度大小、冒放情况及支架情况确定。若待开采煤层煤层较厚，应采用较大的采放比时，要适当增大放煤步距，反之应减少放煤步距。另外，当生产工作面适合采用单轮间隔放煤开采时，应尽量选用该种采煤方式，这种放煤法不仅具有很好的放煤效果，且易操作，脊背煤损相对较少。

4.3扩大端头放煤范围

工作面端头放煤一直是中国放顶煤开采工艺的短板，在进行端头放煤作业时易损失大量煤炭。对此，应从矿井实际情况出发，完善端头放煤支架，尽量让端头煤全部放落。另外，在综采放顶煤作业中，还应科学、合理布设工作面巷道，让煤柱尺寸尽量缩小，提高煤炭资源采出率。

结束语

煤炭资源是一种重要的能源，也是人们日常生活中的主要能源之一，为了与经济发展相适应，相关的煤矿企业必须对采煤法进行改进，已达到产能增加的效果。因此就必须采用产量髙、效率高的采煤法，综采放顶煤开采法是一种主要用于开采中厚煤层的采煤法，为了提高这种采煤法的效率，提升采煤产量，使企业能够实现高产高效，就要深人了解综采放顶煤开采工艺。

参考文献：

[1]沈宇.综采放顶煤开采可行性分析研究[J].科学技术创新，2017（25）：97-98.

[2]张鹏飞.厚煤层综采放顶煤开采技术探讨[J].机械管理开发，2017，32（07）：131-132.

[3]张斌.综采放顶煤采煤法探析[J].技术与市场，2017，24（07）：216+218.