浅谈煤矿综采放顶煤开采的应用

邓勇军

(山西阳煤煤五矿，山西 阳泉 045209)

0 引言

经济的发展，伴随着人们对于能源需求量的不断增大，传统的厚煤层分层开采工艺弊端日益突出，直接制约着煤矿产能的提升。80年代初期，将综采放顶煤开采技术进行区域化的投入使用。对东北、华北地区的矿源先后进行了综采放顶煤开采技术的实验；直到1994年，综采放顶煤开采技术的投入才得见成效，产量迅速提升，并达到一年翻一番；1996年末，全国综采放顶煤开采工艺已经成熟，装备了255个工作面的采煤工作面。综采放顶煤开采工艺的使用使整个煤矿开采行业得到了一个空前的发展，煤矿产量大幅提升。

1 新技术在开采领域的实际意义与优势

1.1 工艺形式

厚煤层分层工艺一般先开采上分层，同时铺网以便形成胶结假顶，再开采下分层。开采下分层时，往往还要留一定的顶煤，造成煤炭资源大量浪费。采综放顶煤开采工艺相对传统分层工艺更为简单，一般沿煤层(或分段)底部布置一个采高2～3 m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法，使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方(或上方)放出，并经由刮板输送机运出工作面，如图1所示。

a-分层开采；b-放顶煤开采图1 综合机械化采煤工艺

1.2 实际意义

在对目前煤矿生产的技术调研数据得出，使用综采放顶煤开采工艺的综采队伍占到整个综采队伍的2/3，在剩余的1/3的综采队伍中所用到的是国外的一体化设备。通过论证，充分了解到综采放顶煤开采工艺在目前来说，是我国煤矿开采的主要使用手段。能够提高煤矿开采的工作效率，以及更多的产量。通过对综采放顶煤开采技术的引用，使很多企业的生产力都有了进一步的提升，不仅保证了基本生存，也带来了生产盈利的希望。传统工艺的煤矿开采技术，无法开采矿井的呆滞煤量，通过新技术的使用，能够更好的将这一部分的能源进行开采使用。

上世纪90年代初期我国煤炭事业的大力发展正是证明了综采放顶煤开采工艺所呈现出的重大作用。其使得煤矿开采工业实现了更加集约化的生产形势，同时也带来了更加高效高产的生产效果。其投入使用有效地促进了我国的煤炭事业的发展，对能源经济的发展带来了积极的推动作用。

1.3 新技术所具备的优势

低成本高回报：相对传统的开采工艺来说，无论是在设备、耗材、电力的使用量上都有所减少，使得开采的成本投入更低。同时综采放顶煤开采工艺的作业方式为平行作业，较分层作业法在效率上得到了更大的提升。

使用范围广：不同的环境对应的煤矿都有自身的特点。对开采的技术和难度都提供了更大的挑战。然而，通过综采放顶煤开采技术的使用，事实证明新技术能够对复杂的煤层环境有着更为优异的适应能力。

掘进量小：煤炭开采过程中，难免会面对搬迁、安装等问题。综采放顶煤开采工艺的使用对设备搬家和再次安装的需求也实现了大幅的减少。不仅节约了费用，同时还确保设备的使用寿命。

2 存在的问题和解决策略

2.1 回采率低的影响因素

顶煤冒放性的影响：在综采放顶煤开采过程中，顶煤冒放性能的好坏，与其技术的使用有着密切的联系。其主要因素包括支架所具有的阻力以及周围的围岩的性质，这两者的实际情况能够影响到顶煤冒放的性能。

开采方式的影响：由于前期管理不到位导致开采工艺、方式、顺序无法满足综采放顶煤开采的需求，都会对回收率产生一定的影响。其主要表现在对开采的管理不善以及支护不及时所造成的损失。

工艺影响：由于使用的工艺不当，使得顶煤造成损失。主要为顶煤损失、混入矸石量较大，这主要源于施工前工艺不到位。如选择的架型不合适，工作面的仰俯角度的不对称，放煤方式等工艺技术的不足带来损失。

参数的影响：在底煤开采过程中，需要对底煤的开采高度进行有效的评估，来确保合理的施工。高度过大则会影响到整个煤炭的回采，同时还会产生一定的消耗，增加成本。

2.2 放顶煤的损失原因

煤炭的损失主要是由于前期和后期时放煤不充分导致的；工作过程两端引起的损失；由于管理不善，对开采条件和地质因素没有进行充分的考虑造成的损失。因此，提升回采率应当从影响开采率的因素着手。

2.3 提升回采率的主要措施

加强对顶煤的处理能力，从而使顶煤的碎裂程度更高；利用支撑支架进行反复的破碎工作，进而使顶煤更进一步的碎裂；使用科学、合理的放煤工艺；有效结合机械的工作原理进行放煤工艺，保质保量不能激进；使用多轮、有顺序的、间隔的方式；确保放煤口的整洁通畅。利用有效的工具进行大煤碎化工作；加强对放煤工作的管理，合理的控制两端的放煤；及时的清理浮煤。

通过对综采放顶煤开采工艺合理利用，使煤炭实际回收量达到90%以上，同时还能够提升煤质。

3 结语

综采放顶煤开采技术的使用有效地提升了煤矿资源的利用率，不仅能够有效地降低煤矿开采过程中的成本投入还能够提升煤矿的开采量。综采放顶煤开采技术所应用的环境较为广泛，面对较为复杂的矿区环境能够很好地适应并发挥其积极地作用。同时，综采放顶煤开采技术所使用的设备工艺都较为简单，不仅简化了工作内容，同时还能够提升工作效率。尤其是在开采前迁移的过程中，能够有效地避免设备的消耗以及维护。然而，综采放顶煤开采技术在实际的施工过程中，对于生产的技术工艺也有独特的要求，不能够通过简单的煤层强度或者开采深度就作为综采放顶煤开采技术的使用依据。在实际投入使用前期必须综合考虑煤矿开采区域的周边环境。通过进行深入的调研和科学的工艺设计，并建立施工过程中的管理机制。从施工的各个源头抓起，使技术、工艺、管理、生产之间相互配合，相互促进，相互监督。通过以工艺促进生产，以管理带动生产的模式，积极有效的开展工作，从而提升综采放顶煤开采的生产效益。