综采放顶煤开采技术分析

2018-02-15康利军

西部探矿工程 2018年10期

康利军

（山西西山晋兴能源有限公司斜沟煤矿，山西吕梁033600）

综采放顶煤技术在我国的煤炭产业中已经运用多年，这项技术中有几个关键的操作，包括放顶煤开采设计、放顶煤工艺参数确定以及收尾方法等。综采放顶煤开采技术在我国采煤业中的应用，解决了我国厚煤层需要多次开采的情况，这项技术可以将厚煤层的煤炭资源一次性采出。综采放顶煤开采技术在运用于厚煤层的开采中展现出许多显著的优点，这些优点使得我国的厚煤层开采节省了许多能源，目前综采放顶煤开采技术还在不断地发展着。由于我国的煤炭资源有很大一部分是厚煤层资源，这种煤层在过去的开采方法就是分次开采出来，这种开采方法不仅耗费时间，而且所费人力、物力以及资源量都较多，所以我国大多数的厚煤层面临这种局面开采起来十分困难，而且成本高昂。我国在20世纪八九十年代对这种采煤技术中一些难点进行突破，我国的综采放顶煤开采技术因此得到了全面发展，成功跻身世界前列。下文对综采放顶煤开采技术进行简单的概述，同时对综采放顶煤开采技术中存在的问题进行详细的分析，找出这种技术包含的问题的解决办法。

1 综采放顶煤开采技术的发展现状

综采放顶煤开采技术是我国发展较为完善的一项技术，这项技术的发展使得我国的厚煤层资源的开采得到了较好的解决办法，使得在开采厚煤层时具有强大的经济效益优势。综采放顶煤开采技术是在厚煤层的下部搭建采煤工作面，工作面由巨大的转头对底层的煤炭资源进行切割，而上部的煤炭由于重力的影响会从上部掉落下来，所有开采好的煤炭资源会随着机械长臂以及传送带运输出来，从而完成整个采煤工作。目前我国的综采放顶煤开采技术在几乎任何情况下都可以较好地完成开采工作，可以应付各种类型的气候问题，包括一些由于气候恶劣原本难以开采的煤层。对于厚煤层的开采中运用综采放顶煤开采技术有着无法忽视的巨大的优越性，相较于分层开采技术综采放顶煤开采技术有着较高的开采效率和出采率。这种技术可以一次性将厚煤层的煤炭一次性全部挖出，这样的挖掘效率使得有效地降低了挖掘成本，提高了煤炭公司的经济效益。同时综采放顶煤开采技术的运用可以减少运送煤炭的次数和搬运设备的次数，所以节约能源、人力资源、时间，同时设备也会减少磨损。此外综采放顶煤开采技术在急倾斜厚煤层中可以极大地减少开采成本，由于急倾斜厚煤层分层开采时需要分的层数过多，而且挖掘深度和广度都相对较大，降低开采效率。综采放顶煤开采技术应用于急倾斜厚煤层的开采将控制开采成本到最低，而且综采放顶煤开采技术的工作面相对于传统的分层开采的工作面扩大多倍，使得极大地提高开采效率以及降低开采的成本，为煤炭企业谋求效益的最大化。

2 综采放顶煤开采技术中存在的问题

我国的综采放顶煤开采技术目前已经发展的较为完善了，但是在多年的实践和改进之后依旧有一些问题留存了下来。在应用综采放顶煤开采技术时出现瓦斯浓度增加、开采过程中煤炭的损失以及转头运行时产生的粉尘对工作人员的身体健康有很大的威胁，针对这些问题我们应该予以足够的重视，积极地解决这些问题，对综采放顶煤开采技术进行完善。

2.1 煤矿底部的瓦斯浓度较高，涉及严重的安全问题

煤矿的底部在开采过程中经常会出现瓦斯的含量超过警戒值的情况，有时瓦斯的含量随着开采过程的进行而不断增加，这样的情况对于在地底操作的人员以及设备的安全有着很大的威胁。瓦斯在开采过程含量增加推测是因为在开采过程中岩层断裂、裂隙逐渐发育以及工作面应力的改变导致岩石层中的瓦斯渗漏出来。在综采放顶煤开采技术运用中出现的瓦斯的运移、聚集、溢出的情况和岩层运动没有太大关系，瓦斯的来源主要来自于厚煤层在开采过程中释放出来的气体，这些瓦斯会随着煤层的掉落而进入工作面导致产生安全隐患。

2.2 煤矿采用综采放顶煤开采技术时造成煤炭的损失

煤矿综采放顶煤开采技术经常会造成煤炭开采的损失情况，煤炭资源的损失主要的原因来自放顶煤工艺和机械设备造成的损失，其次还有传送以及运输过程中的损失。而且工作面参数在设计时不合理以及不合格的地方都会造成煤炭资源的损失，煤炭资源的损失会造成企业的生产开采成本增加，尽量减少不必要的损失，对煤炭开采行业有着极其重要的意义。

2.3 综采放顶煤开采中的粉尘损害工作人员的健康

综采放顶煤开采技术对厚煤层进行开采免除不了在转头的运行下出现大量的粉尘，这些粉尘危害了工作面的工作人员的呼吸系统健康。工作面在放顶煤操作时会产生大量的粉尘，尤其是在上方的煤层掉落的时候，空气中的尘土粒子的数量急剧增加。煤层下方的工作面常处于一种粉尘含量较高的状态，工作面的粉尘数量已经远超国家标准，工作人员处于一种非常不利的生活环境中。

3 针对综采放顶煤开采技术中存在的问题的解决办法

针对以上的综采放顶煤开采技术中出现的粉尘含量高、瓦斯浓度增加和开采过程中煤炭产量损失的情况进行解决，面对这样的情况做好煤层下工作面的管理和防护工作，保证地下工作面的人员和设备安全。

3.1 解决瓦斯问题对采煤安全极为重要

瓦斯对于采煤活动产生了极大的威胁，只有控制瓦斯气体的浓度才能保证采煤产业的安全，针对应用综采放顶煤开采技术时产生的瓦斯浓度增加的问题做好防护和通风工作。对地下的工作面的空间内经常进行瓦斯的抽放，保证瓦斯的浓度不会超过警戒线，对瓦斯在上方煤层掉落时的涌出做好防范工作，降低瓦斯气体的气压。在开采过程中对瓦斯的含量实时监控，同时也要防止瓦斯气体集中于采空区，防止瓦斯大量涌出造成对瓦斯含量的不可掌控。在施工开采时应该尽量保证通风良好，保持通风、排查可能产生火花的位置，对这些位置进行保护，以保证开采活动顺利进行。

3.2 解决综采放顶煤开采技术中的煤炭损失问题

在煤炭开采过程中由于煤炭的运输、放顶煤过程不可避免地出现煤炭的损失，这种损失的控制主要依赖于现有放顶煤工艺的改善，对放顶煤过程的机械设备进行改善，减少煤炭损失。对煤炭运输过程中的损失也应该积极进行控制，同时需要注意的也要对煤炭开采过程中散落的煤炭资源的回收，也是一种减少损失的方式。

3.3 解决煤矿综采放顶煤开采技术中的粉尘问题

综采放顶煤开采技术的放顶煤过程存在着粉尘超标的问题，这个问题严重影响着工作人员的呼吸系统安全，同样粉尘对于机械设备也是一种损害。目前针对粉尘含量增加的步骤主要在于切割煤层的操作和放顶煤的过程，对于切割顶煤的改进要在原有的喷雾降尘的基础上采用采煤机负压二次降尘技术，从而对粉尘进行更加严格的避免。其次在回风的通道需要增设水幕，过滤产生的粉尘。除尘药剂以及除尘器的使用也可以有效地降低粉尘的浓度。