提高综放工作面回采率措施初探

尚梦强

【摘要】本文根据阳泉煤业集团公司的实际情况，对综采放顶煤开采煤炭损失量进行了分析，找出了影响综放开采工作面回采率的因素，提出了提高综采放顶煤工作面回采率的主要措施。

【关键词】综放开采  回采率  措施

【中图分类号】TD823 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0222-02

综采放顶煤回采工艺，是目前我国开采中厚煤层有效的方法之一，它具有高产、高效、低耗等优点。但是否具有生命力的核心问题是能否实现高产和高回采率。因此，回采率是评价综放开采的一个重要指标。阳煤集团的统计资料表明，综放工作面的回采率比分层开采一般低10%左右，某些综放工作面的回采率只有80%，有相当一部分煤炭遗留在采空区，成为发火的根源。所以提高综放工作面回采率是一个十分重要的问题。本文就此问题作初步分析和探讨。

一、综放开采煤炭损失量的分析

工作面回采率是反映工作面回采工艺过程是否合理、生产技术管理水平高低的主要指标，回采率的提高主要取决于最大限度的煤炭损失量，所以分析回采率首先应对综放开采煤炭损失量的构成和发生进行分析。

1.综放工作面初采和末采的顶煤损失

为了防止开切眼顶煤压碎冒落，掘进开切眼时铺了顶网，这部分顶煤就不能回采。为了避免初采时直接顶冒落砸坏顶梁，在直接顶冒落前一般不放煤或不将顶煤放干净，据统计初采阶段煤炭损失约占工作面回采率的0.051%。

2.综放工作面端头顶煤损失

为了维护综放工作面两端出口，在工作面两端各有2～3架不放顶煤，其丢煤损失约占工作面回采率的0.015%。

3.综放工作面进、回风顺槽顶煤损失

为了保持工作面顺槽顶煤的完整性和回采时端头支架的稳定性，在掘进工作面顺槽时铺有顶网，因此，工作面进、回风顺槽的顶煤不能回采，其丢煤损失约占工作面回采率的0.028%。

4.放煤窗口间脊背煤损失

放煤窗口间脊背煤是滞留在相邻两支架窗口之间掩护梁上无法放出的煤量，即终止放煤时煤矸接触线所含煤，这一部分煤炭损失约占工作面回采率的0.072%。

5.放煤工艺引起的煤炭损失

这部分损失主要是指放煤过程中由放煤步距、放煤方式和直接顶厚度等因素所造成的煤炭损失，此项损失约占工作面回采率的5%。在回采过程中若放煤步距太大，当顶板矸石到达放煤口时，靠近采空区的一部分顶煤还未到达放煤口，按见矸关门的原则，这部分顶煤将被丢失。当放煤步距太小，不但回采率不高，而且含矸量增大。当直接顶厚度小于煤层厚度时，冒落的直接顶充填不满采空区，支架顶梁上方沿断裂面后傾的煤层易落在这些矸石上，造成顶煤损失。

统计资料表明，阳煤集团综放工作面逐年的回采率分别为：1989年为81.52%，1990年为78.69%，1991年为85.08%，1992年为82.19%，1993年为81.26%。从阳煤集团1993年末已结束的18个综放工作面来看平均损失率为18.1%，其损失量的构成见表—1：

表—1综放工作面损失率分析（%）

二、影响工作面回采率的主要因素

从以上对综放回采工作面开采煤炭损失量的分析可知，煤炭损失量多的是放煤工艺引起的损失，其次是顺槽、开切眼顶煤损失等。下面结合综放工作面损失率分析一下影响工作面回采率的主要因素。

1.放煤工艺对回采率的影响

由表—1可知，放煤工艺引起的损失量占总损失量的44%，其损失率为13%。因此，该项损失是综放工作面的主要损失，改进放煤工艺，降低该项损失是提高综放工作面回采率的关键。阳煤集团在合理确定放煤工艺参数方面进行了多次实验，最终采用了1.2m的放煤步距，割放平行作业，多轮间隔放煤，对提高工作面回采率取得了明显的效果。

2.工作面顺槽及两端顶煤损失对回采率的影响

综放工作面端头一般采用木梁和金属梁支护，为了维护端头，工作面两端各两架和進、回风顺槽的顶煤不放，这两项顶煤共计11m宽，沿工作面走向全长不放，直接损失量约占总损失量的10%。这项损失对回采率影响也是较大的。

3.煤层赋存条件对回采率的影响

影响综放工作面回采率的煤层赋存条件主要是煤的强度和厚度。强度大的顶煤不易破裂，在工作空间的顶部裂隙不充分发育，移架后冒落的顶煤成大快，移架后顶煤不能在切顶线后方及时断裂而形成悬顶。无论是大块煤还是悬顶，都会造成大量顶煤丢失。煤层厚度较大时对顶煤回收率也有影响，因为移架后顶煤冒落是由下向上逐渐发展的，一开始下部顶煤破碎膨胀系数大，上部顶煤破碎膨胀系数小。当顶煤厚度大于13m时，上部顶煤不能充分破碎而形成大块煤，大于放煤口的大块煤就会滚入采空区，造成顶煤损失。

4.顶煤冒落参数对回采率的影响

综放工作面顶煤的冒落高度、跨落歩距及跨落角等参数，对回采工作面回采率也有一定影响。顶煤跨落前的断裂线一般在煤壁的后上方，与煤层层面大约成80°～90°的夹角，顶煤的跨落角一般为80°～90°。顶煤及顶板的断裂位置主要取决于放煤量的多少，当顶煤放出多时，断裂线与煤层层面夹角接近90°，否则断裂线与煤层层面夹角小于90°。顶煤的跨落步距在初次来压之前一般为6～7m，顶煤及顶板在此区域难以冒落。初次来压后，顶煤的跨落步距一般低于2.6m，顶煤及顶板在此区域处于剧烈运动，因此，采用两刀一放，有利于提高顶煤的回收率。随着工作面的继续向前推进，顶煤沿断裂线跨落，又较大的水平和垂直位移，其松散体向采空区移动，这时如不及时移架放煤，很容易造成顶煤从支架前方煤壁处冒落。

三、提高综放工作面回采率的主要措施

通过上述对综放开采煤炭损失量和影响回采率的分析，从而得出提高综放工作面回采率的主要措施。

1.加强端头支护，增大工作面放煤长度

为加强工作面端头支护，增大工作面放煤长度，阳煤集团通过反复试验，把工作面两端不放顶煤的两架支架改为端头过度支架。这种支架长，空间大，梁上有放煤口，并且把后部溜子机头的大部分安装在支架底座上，既解决了机头移架问题又防止了邻近端头支架三角煤带冒落埋住机头的事故。

2.确定合理的放煤步距

确定合理的放煤步距是提高回采率降低含矸率的主要措施之一。切顶线下冒落的顶煤能否全部流入放煤口，与顶煤跨落角、放煤高度、支架放煤口位置等有关，放煤步距太大或太小都不利于顶煤回放。阳煤各矿用1.2m的放煤步距放煤效果最好。因此，综放工作面选用1.2m的放煤步距、两刀一放的工艺最佳，回采率最高。

3.选择合理的放煤方式和支架放煤口的高度

支架放煤口的高度与回采率有直接关系。当直接顶能随采随冒，其冒落高度基本上达到放煤高度时，采空區丢煤少。阳煤集团试验证明，支架放煤口的高度较低时，综放工作面回采率可达83%，因此，有条件的应尽量采用低位放煤，对提高回采率和降尘有利。

综放工作面的放煤方式一般有三种：单轮顺序放煤、多轮顺序放煤、以及单轮间隔放煤。阳煤一矿8603工作面的试验表明，顶煤的回收率单轮顺序放煤时可达79.2%，多轮顺序放煤时可达80.4%，多轮间隔放煤时可达86.4%。由此可见，采用多轮间隔放煤有利于提高回采率。

4.充分利用地压破煤，减少初采阶段损失

综放回采工作面初次来压之前，顶煤的跨落主要是靠自身的重量，顶煤悬顶长度大，顶煤跨落线与水平面的夹角小，因而顶煤跨落后留在支架后部采空区中较多，为了减少煤炭损失，可将顶煤挑成3m高和2m宽的沟槽，增大自由面，利用地压破煤，促进了顶煤跨落，减少了初采阶段损失。

5.选择适宜的放顶煤开采条件

综放工作面回采率直接受地质条件和开采技术条件的影响，特别是直接顶的性质、厚度、可冒性与煤层的关系极其重要。因此，选择适宜的放顶煤开采条件是正确应用放顶煤技术的关键，也是提高综放工作面回采率的基本保证。各矿应选择适宜综放开采的煤层进行综放开采，不适宜的煤层不应勉强推行。其次选择好与顶板破碎特性相适应的支架型式，使顶煤有充分的破碎机会，以便获得较高的回采率。

6.切实加强放煤操作管理

放煤操作的正确与否，直接影响回采率指标。因此，各矿应设专职放煤工，并对放煤工进行专门技术培训，使其严格按规定操作。并且应确定合理的分配制度，充分调动放煤工的积极性。应派专人督促检查放煤情况，使放煤效果经常处于最佳状态。

四、结论

通过以上分析可知，影响工作面回采率的因素是多方面的，但主要因素是放煤工艺，根据阳煤集团的经验选用多轮间隔放煤、1.2m的放煤步距、两刀一放的工艺最佳，回采率最高。