本文選自國家級期刊《煤礦開采》，《煤礦開采》期刊是國家煤礦安全監(jiān)察局主管、煤炭科學研究總院主辦的國家級綜合性學術(shù)期刊,面向國內(nèi)外公開發(fā)行,國內(nèi)統(tǒng)一刊 號：CN:11-3677/TD，國際標準刊號：ISSN:1006-6225。是煤炭行業(yè)礦井開采新技術(shù)、新產(chǎn)品及研究成果的主要發(fā)布媒體之一。《煤礦 開采》期刊是中文核心期刊,中國科技核心期刊,國家圖書館重點收藏期刊。讀者對象:主要是從事工程行業(yè)的技術(shù)人員、科研與設(shè)計人員、管理干部、大專院校師 生。2012年，《煤礦開采》成為雙核心期刊，《煤礦開采》期刊連續(xù)入編《中文核心期刊要目總覽》，在工程類核心期刊表中位列前茅。

　　摘要：綜放開采技術(shù)是在中厚煤層一次采全高綜采技術(shù)上發(fā)展起來的采煤技術(shù),我國經(jīng)過十幾年的探索,已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。淮北礦業(yè)集團朱仙莊煤礦通過對綜采放頂煤工作面回采過程等方面的研究,探索出一套成功的操作工藝,在研究采放工藝和嚴格落實各項安全措施基礎(chǔ)上,得出合理的開采技術(shù),最大限度地提高了采出率,減少了資源浪費,實現(xiàn)了安全、高效開采。該文就如何采用綜采放頂煤技術(shù)，提高煤炭回收率的技術(shù)措施進行了具體的闡述，具有一定借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：煤炭開采,綜采放頂煤,安全保障措施探討

　　一、基本概況

　　(一)地質(zhì)概況

　　淮北礦業(yè)集團朱仙莊煤礦，870工作面位于87采區(qū)第一區(qū)段上部，南至朱仙莊礦與蘆嶺礦井田邊界的保護煤柱線，北到871進架聯(lián)巷，上鄰未開采的防塌煤柱及8煤層回采上限-240m（已批復），下鄰一區(qū)段871工作面（已回采完畢）。八煤層為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的特厚煤層,結(jié)構(gòu)復雜，宏觀煤巖類型以半暗至半亮煤，構(gòu)造以鱗片狀、粉末狀為主、次塊狀，煤層松軟，平均普氏硬度f：0.30。煤層產(chǎn)狀為：向130°～160°、傾向40°～70°、傾角1°～15°。

　　煤松軟、頂軟、地軟，是典型的“三軟"煤層，直接頂為灰一深灰色泥巖，平均4.9m，質(zhì)軟，抗壓強度弱。老頂為淺灰色細砂巖，平均厚度9.0m，成分以石英、長石為主，中厚層狀，堅硬。直接底為灰一深灰色泥巖，平均1.5m±。

　　(二)工作面概況

　　870工作面為走向長壁走向長壁一次采放全高，ZF6000/17.5/28型支撐掩護式液壓支架綜采放頂煤采煤方法，全部冒落法管理頂板。本工作面煤層厚度最小5.1m，最大10.4m,平均8.0m，所使用支架型號為ZF6000/17.5/28，煤機型號為AMG-300/720KW。根據(jù)支架的支護性能，煤機的割煤高度以及支架的穩(wěn)定性，確定工作面割煤高度為2.2m，放煤高度為5.8m，工作面采放比為1：2.64。工作面共安裝93套支架。

　　二、綜采放頂煤技術(shù)概述

　　我國綜放的發(fā)展始于20世紀80年代。1989年8月，采用我國自行研制的FY400／14／28綜放支架開始試驗，后因支架穩(wěn)定性差，四連桿強度不足損壞嚴重，加之設(shè)備的配套性不好，支架不能前移，造成工作面發(fā)火中止試驗；1989年，我國引進了匈牙利VHP一732型高位插底式放頂煤液壓支架，取得了平均月產(chǎn)44206t，最高月產(chǎn)：55000t，回采率79．6％，平均工效25．5t的初步成績；1988年陽泉礦務(wù)局、1989年潞安礦務(wù)局開始試驗，超過了以前各局所取得的效果。與此同時，在晉城、鄭州、兗州、遼源、烏魯木齊、平莊等礦務(wù)局推廣使用。從1984年第一個試驗工作面算起，到1994年的10年間，我國綜放技術(shù)迅速發(fā)展，1994年，全國綜放開采的總產(chǎn)量達到3688104t，有28個礦務(wù)局，60個綜放面在生產(chǎn)。其中，年產(chǎn)量超過百萬噸的21個，綜放技術(shù)日趨成熟。在設(shè)備、工藝、安全保障等方面做了大量的理論研究和現(xiàn)場試驗，為近幾年的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。到1998年，全國綜放總產(chǎn)量達到7100×104t，綜放工作面總數(shù)達到82個，全國64個百萬噸綜采隊中，有22個是綜放，其中9個隊的年產(chǎn)達到200×104t以上，占當年200×104t隊的81．8％。使用條件由初期的緩傾斜煤層發(fā)展到傾斜、急傾斜煤層；由開采條件較好工作面發(fā)展到條件較差的“三軟”、“兩硬”、“不穩(wěn)定”煤層。其中以緩傾斜厚煤層工作面的效果最明顯，工作面最高年產(chǎn)量達到500×104t以上，淮北礦業(yè)集團公司也采用了綜放技術(shù)，對礦井的產(chǎn)能提高做出了巨大貢獻。

　　三．綜放開采技術(shù)的理論研究

　　我們科技人員在綜放開采的技術(shù)進步中，投入了大量的力量，在理論、技術(shù)和裝備等方面取得了系統(tǒng)和豐碩的成果。

　　(一)頂煤冒放性的定量評價方法

　　頂煤能否順利冒落并有效放出，是決定放頂煤開采能否成功的關(guān)鍵，也直接影響到工作面的煤炭回收率。科技人員先后提出了多種冒放性評價方法，例如：將影響因素量化后進行回歸；用回歸公式計算冒放性；用模糊聚類法計算冒放性；用距工作面煤壁不同距離處頂煤位移量達到100mm處的位置遠近作為冒放性判別指標。現(xiàn)場使用較多且直觀方便的方法是下述的“7因素加權(quán)模糊推理法”。這是對煤層地質(zhì)條件和開采條件的綜合評價，沒有考慮輔助措施對冒放性的影響作用。

　　當采用輔助措施影響冒放性時，相當于改變了煤層地質(zhì)條件和開采條件，因此，該方法仍然適用于淮北礦區(qū)地質(zhì)情況的。

　　(二)綜放面頂板結(jié)構(gòu)與支架圍巖關(guān)系

　　綜放面頂板結(jié)構(gòu)與支架圍巖關(guān)系一直是學術(shù)界和工程界長期爭論的問題。一種觀點認為，放頂煤一次采出厚度大了，頂板壓力必然增大，因此有些廠家設(shè)計出了大噸位支架，然而這些支架在有些采場出現(xiàn)了鉆底、鉆頂及歪架現(xiàn)象，直接影響了礦井的效益，另一種觀點認為，放頂煤采場冒落矸石厚度大，頂板壓力被緩沖了，壓力變小了，因此有些礦井選用了噸位較小的支架，結(jié)果出現(xiàn)了立柱壓爆、油缸變形的嚴重事故。那么，到底放頂煤采場壓力是變大了還是變小了，應(yīng)該怎么認識這個問題，已成為綜放支架設(shè)計和選型的首要探討問題。

　　(三)綜放支架受力與頂板結(jié)構(gòu)的關(guān)系

　　由上述分析可知，綜放面頂板壓力不僅與頂板結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與采空區(qū)充填狀態(tài)有關(guān)。對于一般的頂板結(jié)構(gòu)，支架設(shè)計和選擇時，Pc的選擇可根據(jù)煤層硬度適當調(diào)整。此結(jié)構(gòu)下水平推力不是主要矛盾，也不會有大的沖擊載荷。對于堅硬梁式結(jié)構(gòu)采場，頂板壓力大小的預(yù)計及支架選型應(yīng)采用以下步驟：首先估計在預(yù)定放出率條件下的直接頂厚度；對照具體采場的頂板巖層，推斷堅硬梁式結(jié)構(gòu)形成的位置及可能性；計算堅硬梁式結(jié)構(gòu)運動的自由空間(采空區(qū)的空虛程度)；估算結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時最大動力載荷及力作用方向；提出對支架架型及參數(shù)的要求。

　　四．提高煤炭回收率的策略

　　經(jīng)過十多年的奮斗，圍繞提高煤炭回收率，展開了礦壓、設(shè)備、回采工藝等一系列的研究。目前，取得了回收率高于80%的成果，主要的技術(shù)創(chuàng)新有以下幾個方面：

　　A、首先試驗并推廣了小煤柱沿空掘巷技術(shù)，并使大斷面全煤巷實現(xiàn)了錨網(wǎng)化，減少了大量區(qū)段煤柱；

　　B、研制了過渡放煤支架和端頭放煤支架，使工作面回收率提高了3％以上；

　　C、特厚煤層采用預(yù)采頂分層鋪底網(wǎng)技術(shù)，一方面提高了回收率，另一方面減少了混矸，提高了煤質(zhì)；

　　D、對回采工藝進行了重點攻關(guān)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，如“淮北礦業(yè)朱仙莊煤礦優(yōu)化技術(shù)工藝后，工作面回收率提高7％以上”。

　　五、綜放工作面安全保障辦法

　　礦井施工綜放工作面突出的安全問題主要是瓦斯、煤炭自燃和煤塵。研究表明，在低瓦斯煤層中，綜放開采與分層開采礦井的絕對和相對瓦斯涌出量沒有太大的差別。

　　有效的防治辦法是：本層抽放或鄰層抽放；采空區(qū)抽放；加大抽排風量和強化局部瓦斯聚集區(qū)的處理力度。在淮北南部礦區(qū)大多數(shù)采用了這種方法。

　　總之，我們工程技術(shù)人員要準確掌握工作面瓦斯涌出特點，采取針對性措施，可以有效解決綜放面的瓦斯等諸多問題。

　　參考文獻：

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