如何科学管理放顶煤工作面提高回采率降低采区吨煤成本

摘 要：放顶煤开采因其高产高效而受广泛应用，然而此采煤方法确实存在回采率低的突出缺陷，因此如何提高放顶煤的回采率一直受到重视。本文结合南山煤矿综采一队放顶煤的具体实际，就如何科学管理放顶煤工作面提高回采率降低采区吨煤成本，这一重要问题与同行共商，并为生产提供借鉴和帮助。

关键词：科学管理，放顶煤工作面，回采率，吨煤成本。

南山煤矿目前正在开采的15（七）层和18（八）层两个主力煤层，属于厚煤层，其中15号煤层厚度在8～10米之间，18号煤层厚度在15～22米之间。凭借厚煤层特有的自然基础条件，依靠科技进步，解决当前南山矿存在的一些技术难题，大力发展综合机械化放顶煤回采工艺，加快高产高效标准化工作面建设，对提高企业经济效益，增加职工收入，具有不可低估的重大意义。然而此采煤方法确实普遍存在回采率低的突出缺陷，因此如何提高放顶煤的回采率，进一步降低采区吨煤成本，一直受到重视。本文结合南山煤矿综采一队回采的西一区18层二分段底板层综放面的具体实际，就如何科学管理放顶煤工作面提高回采率，降低采区吨煤成本，这一重要问题与同行共商，并为生产提供借鉴和帮助。

一、工作面简况

西一区18层二分段底板层综放面，本区位于南山矿井田西部，属西一区。本区煤层编号为18层，煤质中硬，层理节理发育。煤层倾角4～8度，煤厚16.4米，属厚煤层。工作面倾斜长102米，走向长620米，可采储量142.9万吨。

区域范围内地质构造比较简单，F1倾斜断层贯穿整个工作面，落差在1.2～1.5米，对工作面回采影响不大；F2断层沿走向贯穿整个工作面，落差4～5米，对工作面回采影响较大；溜子道自切眼往外850米处遇南15边界断层。工作面受沉积环境影响，煤层呈现背斜及扭转状态。顶板为灰白色中砂岩，底板为灰白色细砂岩。

由于该工作面储量大，煤层层理节理发育，易冒落，使用放顶煤支架能提高工作效率，因此支护方式选择支掩式低位放顶煤支架。工作面布置采用走向长壁后退式一次采全厚采煤法，顶板管理全部跨落法。支护方式工作面支护采用75组ZF2800/16/24B型支撑掩护式低位放顶煤支架支护，工作面上下端头各采用3组ZFG3000/17/26型过渡支架支护。

实际效果：综采一队在西一区18层二分段底板层综放面，采出132.06万吨，工作面回采率达92.4%，完全符合国家规定的要求。

二、具体做法

为保顶煤充分破碎而放煤，超前对煤层进行打钻孔注水，采用高压泵向煤层高压注水，使高压水渗透到煤体中，达到软化煤层的作用。

2、充分利用支承压力导致顶煤破碎机理，使顶煤压裂压碎。

3、反复支撑支架进一步使顶煤破碎。因为顶煤破碎是靠支承压力、顶煤回转（活动）及支架支撑共同作用的结果，其中支承压力是前提，但支架的反复支撑相当是对煤体的不断压缩与拉伸作用，从而提高煤体破碎度。

4、采用合理的放煤方式。具体是：

①坚持一刀一放煤，放煤步距为0.6米。

②采用多轮、顺序、间隔的放煤方式，放煤顺序由下而上依次分组进行放煤。第一组放奇数号架子（1、3、5…），第二组放偶数号架子（2、4、6…），一、二组相距大于20米。放煤的轮次可达2～3次，每个放煤口放煤时间3～5分钟，当上一轮由下端放煤到上端后，再由下头进行一下轮次放煤，从而使顶煤均匀下降，特别要强调顶煤放净方准移架。

5、保证放煤口畅通。如有大块卡堵放煤口，应操纵后尾梁摇板千金顶和插板千斤顶将大块挤碎，或者配合使用单体液压支柱将大块挤碎，严禁采取放炮方式崩大块煤。

6、加强对工作面上下两端头的放顶煤管理。

7、按《作业规程》要求及时清扫浮煤。

三、煤碳损失分析

提高回采率，就是降低煤炭损失率。国家规定：厚及特厚煤层的采区回采率≥75%，工作面回采率≥93% 。那么采区的煤炭损失量主要由如下构成：

上述情况有资料表明：工作面外区段煤柱损失量达30%～35%；工作面內放煤工艺的损失量可达40%～45%。南山矿综采一队采面回采率达到93%，主要是顶煤回采的较干净彻底，当然在工作的初采时，第一刀割煤就开始放顶煤，不留10～15m的尾巴。末采时也尽量使割煤与放煤一起到达停采线。

四、建议与商讨的问题

1、如何提高工作面外的回采率，是保证采区回采率的关键之一，那么从上述煤炭损失量上分析知，采区煤柱占损失量的30～35%，因此应采取沿空护巷或沿空掘进的方式，不留10～15m的区段煤柱。

2、在采面端头应进行放煤，这样增加回采率。南山矿综采一队采用端头支架放煤方法，收到了良好的效果。

3、为了确保放煤效果，提高煤炭回收率，降低矸石混入量，建议预采顶分层铺金属网。预采顶分层时尚有沿工作面底板打孔放震动炮的有利条件，提前破碎将要采取放顶煤开采的顶煤，这样是科学有效的。

4、要结合实际采用合理的采放比，一般讲合理的采放比应是1：3的范围为宜，超过这个范围则不宜。南山矿综采一队的放顶煤工作面煤厚13.6m沿底板先采出2.2m，还有顶煤11m之高，其采放比为1：5。那么为什么放煤效果还这么好呢？原因在于煤体的预先注水， 还有是煤的硬度较小，故易破碎放煤。另外这个煤层上部无 伪顶，直接顶为灰白色细砂岩，稳定，煤与直接顶较易分离。否则，其采放比不合理必然丢顶煤。

总之，放顶煤整层开采优点是明显的，缺点也是实际的，那么如何提高放顶煤的回采率，无论是综放、π放都应实事求是选择确定才是，不能想当然。

作者简介：

李福贵，1973年2月出生，本科学历，助理工程师职称，现任职于龙煤鹤岗矿业公司南山煤矿。