【專題部分】提高綜放工作面采出率的途徑.doc

提高采出率的途徑 摘 要 綜合機械化放頂煤開采技術(shù)作為一種特殊的采煤技術(shù)， 其在回采工作面存在著一定的丟煤現(xiàn)象， 造成了煤炭資源的損失。綜合機械化放頂煤開采技術(shù)是厚煤層開采的有效方法之一， 20多年來在我國得到了迅速發(fā)展， 取得顯著的經(jīng)濟效益和技術(shù)效果。但是,目前還有很多人對這項采煤技術(shù)缺乏認識， 特別是有關(guān)綜放工作面采出率的問題。因此 ， 在煤炭開采過程中必須深入研究工作面施工工藝,進行合理設(shè)計、確定放煤參數(shù)、優(yōu)化設(shè)備選型配套和加強管理，以提高綜放工作面的采出率。 關(guān)鍵詞 采出率；工作面設(shè)計；放煤工藝；厚煤層； 綜放開采 引言 我們針對目前大采高綜采放頂煤技術(shù)應(yīng)用情況及工作面采出率計算中普遍忽略的問題，從煤炭損失及回收率兩方面與普通綜采放頂煤技術(shù)進行分析對比，并對兩種放頂煤技術(shù)的采出率進行理論計算，得出了同等條件下大采高綜采放頂煤采出率比普通放頂煤回收率提高2的結(jié)論。結(jié)合實踐提出了從工作面設(shè)計、采場管理、放煤工藝到采區(qū)設(shè)計、工作面“ 三機配套”的一些見解，可望提高采出率。在目前的裝備和技術(shù)水平下，進一步降低初采和末采損失、上下端頭損失的可能性較小，但是降低落煤損失的潛力較大。本篇闡述了放頂煤液壓支架架型、放煤步距、采放比、放煤工藝等對降低落煤損失的影響。據(jù) 2003年統(tǒng)計，我國綜放工作面采出率平均達到81一83。根據(jù)煤炭行業(yè)政策，厚煤層 回采工作面的采出率必須達到93以上，因此提高綜放工作面采出率是急需解決的一個重要課題。綜采放頂煤開采的工作面頂煤損失一般由4部分組成：初采損失、末采損失、上下端頭損失和落煤損失。據(jù)開灤范各莊、兗州興隆莊礦統(tǒng)計，工作面初采損失為0.2一097，末采損失 03一104，上下端頭損失1.6一4.43，落煤損失8.84一12.9。隨著放頂煤工藝的發(fā)展，各類煤炭損失正在逐步減少，初采和末采損失率與工作面走向長度有密切關(guān)系，工作面走向長度增至2000 m 后，其損失率可占0.5左右。解決端頭支架和改進過渡支架后具有了放煤功能，可將上下端頭損失降低到 1.6 一2。在目前的裝備和技術(shù)水平下,進一步降低初采和末采損失、上下端頭損失的可能性較小，但是降低落煤損失的潛力較大。落煤損失與液壓支架架型、放煤步距、采放比、放煤工藝及頂煤的冒放性等有密切關(guān)系?！?】現(xiàn)有的各類煤炭損失：1、工作面初采期間頂煤損失初采期間頂煤損失占工作面損失總量的0.2 0.71，造成這部分煤炭損失的主要因素有以下3點： ( 1 )開采之初，最先冒落的頂煤有一部分會充填在支架后部從底板到放煤窗口邊緣。 ( 2 )對煤體比較堅硬、礦壓顯現(xiàn)不明顯、初次來壓步距大的工作面，頂煤不易冒落，初采期間煤炭損失隨之加大。 ( 3 )由于管理方面的因素，工作面出口切巷后未能及時放頂煤。 2 3 末采期間的頂煤損失為便于綜放設(shè)備的順利拆除，在接近停采線時，提前 1 5 m上網(wǎng)，當(dāng)網(wǎng)遮住放煤 口立即停止放煤，此項 操作 占工作 面損失 總量 的 0 8 5 1 27 。 2、停采線與采區(qū)巷道留設(shè)較大的煤柱損失這部份煤量損失占工作面煤量損失的0 1 8 1 1 5 。3、放煤工藝損失。由于對放煤步距、放煤順序的把握及放煤人員素質(zhì)等造成的損失。該項損失在全部放煤損失中份量為首，占工作面總損失的7 0 以上。 4、其他損失 工作面正常推進過程中，由于地質(zhì)構(gòu)造及管理方面造成的損失。 2全面提高綜放工作面的采出率概述綜合機械化放頂煤開采工藝是 2 O多年來在我國迅速發(fā)展起來的一種開采厚煤層的安全、 高產(chǎn)高效新技術(shù)。施工的主要工藝是在開采過程中沿厚煤層的底板布置一個采煤工作面， 由液壓支架進行支護， 工作面煤壁由采煤機等進行開采，采落的煤裝入前部刮板輸送機，而上部煤體則在礦山壓力等作用下在工作面支架后方冒落并通過支架放煤口放人到工作面后部刮板輸送機上。我國先后在遼源礦務(wù)局、烏魯木齊礦務(wù)局、平莊礦務(wù)局、平頂山礦務(wù)局、陽泉礦務(wù)局、潞安礦務(wù)局、晉城礦務(wù)局、鄭州礦務(wù)局、兗州礦務(wù)局等應(yīng)用放頂煤開采。目前大多數(shù)采用綜放開采的礦井都取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。 理論、實驗的研究與發(fā)展方向提高工作面的采出率就要將頂煤在進入放煤窗口之前 充分破碎，形成可以通過放煤窗口的煤塊，并順利放出。因此，必須對頂煤的應(yīng)力、變形、破碎、冒落和放出等進行實驗和理論的研究。在國外， 對放頂煤開采技術(shù)理論與實驗的研究，具有代表性的是法國的JP 皮凱對布朗基煤田達爾西礦放頂煤工作面礦壓的研究。主要觀測研究了頂?shù)装逡平?、頂煤移動?guī)律、煤壁煤體膨脹等。研究結(jié)果認為，工作面頂?shù)装逡平亢艽螅斆阂苿娱_始點距煤壁為 6 m，在煤壁后方頂煤的水平位移是垂直位移的23。我國對頂煤運動的規(guī)律開始主要是借鑒國內(nèi)外金屬放礦的研究，提出了橢球體放礦理論。后來，張頂立教授進一步發(fā)展了放礦橢球體的觀點，從理論上更深化了放礦橢球體的一系列觀點。西安科技大學(xué)的索永錄教授根據(jù)綜放工作面頂煤的宏觀受力狀況變化特點和連續(xù)損傷破壞演化歷程，按照系統(tǒng)分解原則，將原巖應(yīng)力區(qū)之后頂煤的受力狀態(tài)劃分四個階段的連續(xù)損傷破壞演化過程： 彈性應(yīng)力狀態(tài)、塑性極限平衡應(yīng)力狀態(tài)、塑性極限平衡和塊體結(jié)構(gòu)鉸接平衡狀態(tài)、頂煤呈散體堆積狀態(tài) J。其他一些采礦界的學(xué)者也對頂煤的運動、破斷和冒落過程進行了實驗和理論的研究，并且取得了一定的成績。近些年來數(shù)值模擬軟件迅速發(fā)展，給綜合機械化放頂煤開采技術(shù)對頂煤運動、破碎等規(guī)律的研究提供了更廣闊的拓展空間。特別是美國 ITASCA咨詢集團公司開發(fā)的FLAC 、UDEC 、PFC數(shù)值軟件， 特別適用于采礦行業(yè)對地下結(jié)構(gòu)的模擬。結(jié)合相似材料模擬和數(shù)值模擬，探討頂煤的破壞、 運動規(guī)律，遵循規(guī)律確定合理的放煤、破煤工藝參數(shù)并指導(dǎo)工程實踐，將頂煤盡可能多的放出，是研究提高綜放工作面采出率的一個發(fā)展方向。綜采放頂煤工藝是在綜合機械化采煤工藝的基礎(chǔ)上，歷經(jīng)高位放頂煤、 中位放頂煤、 低位放頂煤等多次變革，成為目前綜采主導(dǎo)技術(shù)。它具有高產(chǎn)高效、安全降耗等諸多優(yōu)點，成為大型礦井首選的采煤工藝。隨著技術(shù)的升級和設(shè)備的更新，近年來，大功率、大采高、高可靠性的重型綜采設(shè)備得到了較好的發(fā)展，于是大采高綜采放頂煤開采技術(shù)應(yīng)運而生，它具有礦井開拓部署簡單、生產(chǎn)能力大、資源回收率高、安全效益好等優(yōu)點， 因而得到了廣泛的關(guān)注。尤其是近兩年來，潞安、神華、大同、兗州、晉城等多家大型礦井推廣應(yīng)用大采高工藝，由于這種割煤高度增加帶來的采放比的變化，一定程度上提高了資源回收率。大采高綜放開采與普通的綜放開采相比，采出率究竟高多少?通過對王莊礦6203綜放面采出率的理論計算，闡明在同等條件下，大采高綜放比普通綜放采出率高出2 以上。 【2】影響采出率的因素采出率計算中的幾個不應(yīng)忽略的問題當(dāng)前為數(shù)不少的綜放工作面采出率達到 了8 0 以上，甚至個別的接近 9 0。采出率高固然裝了核子秤進行稱重，認為就很準(zhǔn)確了，其實不然。以下幾個常被忽略的影響工作面采出率的問題考慮到了，才能較為真實地反映出實際采出率。1 外在水份的影響煤從工作面采出運到計量膠帶時，外在水增加的環(huán)節(jié)很多：采煤機割煤時滾筒內(nèi)外噴霧降塵、煤機下風(fēng)流支架前梁噴霧、頂煤放煤口噴霧、移架噴霧、各轉(zhuǎn)載點噴霧等用的水大部份都存留在碎煤中。盡管道道環(huán)節(jié)噴霧，風(fēng)流中的粉塵濃度仍為 煤礦安全規(guī)程允許lO mgm 。的幾倍至十幾倍。而當(dāng)前又無替代的干法降塵材料，用水噴霧降塵，只能加強不可削弱。冬季北方煤礦的商品煤常有凍塊現(xiàn)象，這顯然不是煤的內(nèi)在水份所能為的。不少用戶如電廠早已實行了超水扣噸的供煤合同?？梢娝畬q噸的影響不可忽視。從工作面運出的煤外在水份至少增重5一10。在計算工作面采出率時，應(yīng)該把外在水量從采出量中減去，外在水份等于在安裝核子秤的膠帶處取煤樣化驗的總水份減去工作面開采前原煤樣化驗的內(nèi)在水份。2 外在灰份的影響 工作面生產(chǎn)過程中不可避免地混入矸石，如工作面機割斷層、割夾矸、偶爾割底板、放煤竄矸、 機割錨噴巷道的噴體混矸等。對于綜放面而言這些矸石都隨膠帶運出處理，也即在工作面計量之內(nèi)。因此,在計算工作面采出率時應(yīng)把這部分矸石量從采出量中減掉。商品煤的含矸量和灰份量之和與采前煤樣的灰份之差即為應(yīng)減去的量。按儲量管理規(guī)定小于005m厚的夾石計人可采量之內(nèi)，在減去外在矸石量時要注意這一規(guī)定，減去的是不在可采量之內(nèi)的部分。 3 面前煤厚的變化對采出率的影響任何煤層任何工作面在開采過程中或輕或重地都要經(jīng)受采動壓力影響。煤層和頂?shù)装宓目箟簭姸仍降汀⒉蓜訅毫Τ肮ぷ髅嬗绊懙木嚯x越大。在采動壓力作用下煤層變薄，也就是說工作面還沒采到，煤層就開始變薄了。在礦壓觀測中叫楔形煤體。因此在工作面的任何位置煤厚都是壓縮了的煤厚 h 。工作面爆幫、煤壁向自由面方向位移，就是煤體壓縮變薄的顯現(xiàn)。許多工作面割的刀數(shù)與每刀的實際截深之乘積往往大于實際推進度，就是因為每刀的截深是煤壁變形后的深度，而不是煤壁原始狀態(tài)的深度。煤層越軟、工作面推進速度越慢、采場壓力越大，面前煤厚壓縮越多。在計算工作面采出率時，參數(shù)中的煤厚應(yīng)采用原本厚度 。h值即是頂?shù)装逡平?，這要有礦壓觀測來測得。 綜上所述，3個因素的影響使產(chǎn)量減少了，動用的儲量增加了，工作面采出率至少降低10以上。只有考慮到這3個因素后，計算出的工作面采出率才較為準(zhǔn)確。【3】全面提高采出率的措施：針對初采時的頂煤丟失情況，我們采取了如下措施：( 1 )放慢推進速度 ，將相鄰支架同時降落增加了頂煤空頂時間；( 2 )反復(fù)升降支架 ，逼迫頂煤破碎；( 3 )利用支架架間空隙(收縮側(cè)護板)向架上的頂煤打眼放震動炮,強迫頂煤和頂板巖石一起冒落，從而人為將頂煤控制在欲塌狀態(tài)。末采損失即工作面收尾時的頂煤損失綜放工作面的收尾方式，一種是沿底板留頂煤法 ，提前 2025m留頂煤另一種是爬頂板 回收，提前 40 50m爬坡到煤層頂板回收，這兩種收尾方式頂煤損失率約在23。根據(jù)我局礦壓觀測結(jié)果表明：綜放工作面由于開采強度較大，直接頂基本上處于隨采隨 冒狀態(tài)。工作面收尾鋪設(shè)金屬網(wǎng)，支架上的頂煤和直接頂 冒矸可以將老塘完全充填，這樣工作面收尾時，老頂巖石就形成了一端 由煤壁支撐，另一端由冒矸支撐的橋式梁結(jié)構(gòu) ，這種梁跨度越小結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定，安全系數(shù)就越高。因此，找局綜放工作面收尾在底層收尾，長度 810m為宜 ，并采用錨阿聯(lián)合支護新技術(shù)來管理工作面，既減少了頂煤損失，又增加了工作面設(shè)備回收的安全系數(shù)，采用此法 ，末采頂煤損失可減少 3 .1. 2. 3減少藝捐失放煤工藝包括放煤步距、放煤方式和采放比等幾個方面。放煤工藝的選擇與煤層賦存特點、礦山壓力、頂煤斷裂狀態(tài)和松散煤巖運動規(guī)律有關(guān)。 針對開采全過程我們總結(jié)了以下的改進措施：1 長工作面根據(jù)地質(zhì)條件、輸送機能力因地制宜地優(yōu)化工作面長度，能長勿短，以減少兩巷端頭所占工作面長的比例。2 提高采放比放煤高度的采出率遠低于采煤高度的采出率。加大采高擔(dān)心帶來片幫威脅的問題可以用支架的護壁板解決。對于節(jié)理異常發(fā)育而片幫的煤層可將工作面的推進方向調(diào)成略帶俯角 ( 偽下) ，以減輕片幫對安全的威脅。 采放比是綜合工作面的設(shè)備的工時利用、通風(fēng)行人、礦山壓力和頂煤碎脹度等因紊選擇確定的。例如某礦煤層l厚度平均為6.5m，在礦山壓力和支架反復(fù)支撐作用下，頂煤充分破碎的高度約4.0m,我們?nèi)〔煞疟葹?0.75m，即機采 2.8m放煤 3.7m，此時放煤效果最好。3 排頭架放煤 排頭架處受后部輸送機驅(qū)動裝置的制約空間較小，在排頭架的選型上要選擇放煤口盡可能大并帶液壓千斤頂?shù)募苄?，頂煤不能自行冒落時用液壓釬搗動來破碎落煤。綜放面的端頭采用了可放煤的端頭過渡架使工作面放煤長度和割煤長度實現(xiàn)等同提高端頭頊煤的采出率在綜放工作面，為了兩端頭的維護、管理安全，兩端頭的 2 3組架不放煤，造成了端頭損失。開發(fā)配套綜放端頭支架。如果綜放工作面兩端頭配置支架，則可增加回采工作面2 4架的放煤長度，實現(xiàn)多回收煤炭，而提高采出率。 4 合理放煤步距 根據(jù)頂煤硬度、直接頂冒落的難易程度及工作面推進的速度選擇適宜的放煤步距。一般采取二采一放采出率比較高些。當(dāng)周期來壓或放慢了推進速度時可縮小放煤步距，不應(yīng)一成不變。放煤步距是影響放煤效果的重要參數(shù)，約60以上的煤由支架放煤口放出。如果放煤步距太大，在采空區(qū)側(cè)留有三角煤放不出來，造成大量丟煤；放煤步距太小，靠近采空區(qū)方向的矸石到達放煤口時，頂部的煤來不及到達放煤口，按見矸關(guān)門的原則，這部分煤將被關(guān)在放煤口以外而丟失，如不關(guān)放煤口，大量采空區(qū)矸石會涌人工作面?？梢?，只有選擇一個合理的放煤步距，才能提高頂煤回收率，降低含矸率。觀測結(jié)果表明，中硬度煤層的緩傾斜或近水平煤層綜采放頂煤工作面，采放比大于1:1.2時，放煤步距多在0.81.2 m，采放比為1.11:1.1時，放煤步距為0.60.8m,但必須放煤步距與頂煤冒落步距協(xié)調(diào)一致，頂煤回收率才能最高。合理的放煤步距必須與支架架型、頂煤厚度、頂煤斷裂角、松散煤巖體運動規(guī)律等相適應(yīng)。只有頂部及采空區(qū)側(cè)矸石同時到達放煤口的放煤步距才是最佳的，頂煤回采效果最好。一般說來，多輪順序放煤的頂煤回采率最高，單輪間隔放煤次之，單輪順序放煤最差。在放煤口間距一定的情況下，當(dāng)頂煤厚度較小時，采用間隔單輪放煤，可以收到較好的效果，且工藝簡便；當(dāng)頂煤厚度較大時，應(yīng)采用多輪順序放煤工藝。因此，對于堅硬頂煤應(yīng)采取一定的軟化和弱化措施，將頂煤破碎到合理的放出塊度，提高工作面頂煤的采出率。觀測表明:頂煤運動規(guī)律為無論周期來壓還是初次來壓，老頂斷裂位置都在工作面煤壁前方37m范圍內(nèi)，而頂煤則在煤壁前45m時產(chǎn)生裂隙變形,在礦山壓力和支架前移反復(fù)支撐雙重作用下開始產(chǎn)生位移,成塊度較大的破碎狀態(tài)。頂煤從受壓變形經(jīng)過5個階段活動到尾梁終放區(qū)，最后成塊度較小的松散體。為了順利將頂煤全部放出，必須根據(jù)頂煤運動規(guī)律及支架頂梁長度確定合理放煤步距。放煤步距的確定與頂煤垮落角、頂煤厚度和放煤 口位置有關(guān)。高位開天窗支架由于尾梁長度小，窗口離梁端距離近，允許頂煤的垮落空間小f頂煤的垮落步距較大，一般為1.2 l.5m，垮落點靠前,在支架小梁切頂處斷裂,垮落角在750850之間， 頂板巖石滯后頂煤垮落。根據(jù)現(xiàn)場觀測開天窗放頂煤步距確定1.5m，即采用二刀一放 ；低位插板式支架，允許頂煤和巖石垮落空間大，頂煤垮落角度小,一般在550650左右,頂煤的垮落步距也較小,在 0.60.8m之間,頂板巖石尾隨頂煤垮落,開后窗及低位插板式支架放煤步距選擇0.8m,即“ 一刀一放”,實現(xiàn)割煤放煤平行作業(yè)。5 優(yōu)化放煤工藝 根據(jù)后部輸送機的運力和工作面底板傾角的起伏變化，視頂煤和直接頂冒落的難易程度來確定放煤的點數(shù)和輪數(shù)。對于易冒落的，如采取多輪多點放煤不但回收率高，而且能均衡地發(fā)揮后部輸送機的運力。將工作面分成上中下三段，每段一個放煤點，三點同時放煤，每輪僅放頂煤的13左右,漸次上移。依此再放第二輪第三輪。每輪少放可使相鄰支架的頂煤比較均勻地下沉，從而使頂板也比較均勻地下沉，避免大的漏斗形成，減少混矸的機會。一點一輪放煤量是少些，但多點同時放，放煤量反而增多，也不會延長放煤時間。根據(jù)頂煤厚度和工作面長度確定放煤的點數(shù)和輪數(shù)。選擇科學(xué)合理的綜放工藝。放煤工藝是綜放采煤法的核心，在支架架型確定后，放煤工藝就成為工作面采出率高低的關(guān)鍵。其提高采出率的方式是： 改變過去初采階段不放煤為一采出切眼就放頂煤；割煤過程中，一是做到不留底煤，二是清凈浮煤；停采線應(yīng)當(dāng)在預(yù)留煤柱的合理位置上，不得隨意增大預(yù)留煤柱尺寸；強化頂板控制。 放煤過程中，往往出現(xiàn)頂煤破碎而導(dǎo)致頂板惡化，造成階段性少放頂煤或不放頂煤而丟失資源； 實現(xiàn)采、放平行作業(yè)和利用采煤機工藝性停割間隙 放頂煤的方式，保證充足的放煤時間把頂煤放凈； 選擇與頂煤垮落步距相吻合的放煤步距。放煤步距過大，頂板方向的矸石先于采空區(qū)后方的煤到達放煤口；放煤步距過小，則采空區(qū)方向的矸石先于部分頂煤到達放煤口，這兩者都將造成煤量損失，減少采出率；采用合理的放煤工序。放煤工作面必須堅持多輪、順序、均勻放煤，矸石含量超過 1 3時關(guān)門的原則。多輪放煤，當(dāng)頂煤厚度較大時，垮落的頂煤不一次放完，分 23次放完。放煤順序，從一端或中部依次向另一端進行，各支架的一次放出量相近。煤層的可放性是由頂煤的破碎度來衡量的，頂煤的初次垮落要等到頂板巖石垮落 以后才開始進行，是被動等待礦山壓力的作用，靠煤體的自由冒落來對頂煤進行回收的，這樣會造成從開切眼到頂板初次垮落這段距離的頂煤丟失減少浮煤損失。雙輸送機工作面浮煤損失較嚴重，主要是工作面后溜的浮煤損失，當(dāng)后輸送機前移時，浮煤鏟不凈，后溜上飄，造成落地浮煤損失增加之后將后溜與推拉千斤頂?shù)你q接點上移了約200mm，改變了后溜在拉移過程中的受力狀態(tài)， 使后溜在前移的同時產(chǎn)生一個向下的分力， 增加了后溜的自動裝煤能力,這樣既減少了浮煤損失，約1.5，又解決了原來那種固后 溜前移時產(chǎn)生向上的分力，使輸送機處于高低不平工作狀態(tài)而產(chǎn)生的事故采出率的高低,是制約綜放采煤技術(shù)進一步推廣的主要原因。從綜放實踐來看,只要充分利用綜放設(shè)備功率，盡可能地擴大采區(qū)和工作面的儲量，減少煤柱損失和開采參數(shù)損失比率,減少各種丟煤，針對煤層賦存特點和礦壓顯現(xiàn)規(guī)律,選擇合理的放煤支架和放煤參數(shù),對煤體采取松動軟化措施,練放工作面采出率可以保證合理的放煤方式。 6 開停兩線放煤 自開采線到初次放頂之前 ，多數(shù)工作面為防止沖擊壓力而不放這段頂煤，甚至有的直到采空區(qū)冒落物接頂后才開始放頂煤，這樣不但降低了采出率，還遺留了大量的浮煤在開采線，給自然發(fā)火留下了隱患?？刹豢梢苑胚@一段頂煤要看頂板性質(zhì)，對于直接頂較厚而又易冒落的煤層，應(yīng)該嘗試放煤。不應(yīng)千篇一律不放。 距離停采線2 0多米就習(xí)慣性地不放煤，并且為了創(chuàng)造好的撤面條件，提前 1 51 8 m順工作面每刀掛 1根廢舊鋼絲繩，同時鋪上頂網(wǎng)才停采準(zhǔn)備撤面。為什么不可以提前把工作面的層位由貼底調(diào)到沿頂呢!如此網(wǎng)下的煤可另行開采 ，既提高了資源回收率，因網(wǎng)上無浮煤又消除了停采線煤炭自燃的隱患。( 6 )因地制宜布置斜停采線，從而多回收煤炭資源，從多方位提高工作面采出率，最大限度地實現(xiàn)停采線平行設(shè)計，減少工作面三角煤損失。 7 兩巷提前放煤 多數(shù)工作面的兩巷靠近工作面都要超前擴修，尤其壓力大的巷道更是無法避免。在擴修時有意挑落頂煤再加強支護，既可回收這部分的煤炭，又可緩解兩巷采動壓力的影響。8混矸煤單放出 盡管優(yōu)化了放煤工藝，最終還會有煤矸混雜。 采用在運輸系統(tǒng)的適當(dāng)環(huán)節(jié)打混矸煤倉，把混矸煤單放、單運、單儲，利用礦車提升到地面進行選矸或直接銷售給低熱值用戶。 9 加大采高、合理選擇頂煤厚度由于地質(zhì)條件異常復(fù)雜，斷層縱橫交錯，煤層穩(wěn)定性差，分又合并頻繁。近十年采場均分布于中厚煤層區(qū)，采場局部地段雖然存在厚煤區(qū)，但由于煤層厚度變化顯著，分布范圍小，無法實行分層開采，一次采全高難免丟失底煤。為減少資源損失，提高工作面采出率，自2 0 0 0年在 1 0煤層工作面全面推廣應(yīng)用 D Z 2 8 2 5 1 0 0型單體液壓支柱，最大采高從原來的2 5 I l l 提高到 2 8 m。在此基礎(chǔ)上，又于2 0 0 2年、2 0 0 3年分別裝備使用了D Q A 3 1 5 0型鋁合金支柱及 D W3 1 5 - 2 5 0 1 1 0型輕合金鋼支柱并獲得成功，最大采高提高到3 1 5 m。實踐證明，大采 高回采是提高本礦經(jīng)濟效益，提高工作面采出率的良好途徑。 導(dǎo)致頂煤破碎的動力來源，一是采動引起的礦山壓力，礦壓是頂煤得以破裂冒落的主要動力；二是支架的反復(fù)升降而產(chǎn)生的附加振動應(yīng)力。實踐證實，較大的頂煤厚度將緩解來源于頂板的礦山壓力，不利于高位頂煤的破碎。研究結(jié)果表明，在附加振動應(yīng)力作用下，支架上方一定高度范圍內(nèi)的頂煤進一步破碎，這一作用高度可按 h 。 =s ( K一1 )公式估算，取頂梁尾部頂板下沉量 S=0 3 0 5 m， 10 復(fù)雜地質(zhì)條件下靈活使用不同規(guī)格支柱和支架 工作面過地質(zhì)構(gòu)造帶 ( 斷層、褶曲等)時，為了適應(yīng)煤層厚度變化，編制安全技術(shù)措施，在同一工作面選用適應(yīng)不同采高的單體液壓支柱。在減少坑木消耗、提高采出率、提高煤質(zhì)方面取得了良好效果。本礦配備有 D Z 1 6 - 2 5 1 0 0D Z 2 8 2 5 1 0 0系列單體液壓 支柱及 D Q A 3 1 5 0型、D W3 1 5 - 2 5 1 1 0型合金支柱。厚度在 1 03 1 m范圍內(nèi)的煤層，使用不同規(guī)格型號的單體支柱，可直接回采，做到采光攉凈 ，不采矸 ，不丟煤 。正常開采情況下，調(diào)整支架受力狀態(tài)，提高煤炭采出率綜放工作面確定合理的放煤參數(shù)可以提高頂煤采出率，但支架放煤時的支撐狀況也是影響頂煤放出的關(guān)鍵，即要使支架處于最佳的放煤狀態(tài)根據(jù)實際觀測 ，支架保持水平時(前后柱一樣高)頂煤垮落速度迅猛，部分頂煤將甩入老塘，在前柱高后柱低的情況下，頂煤呈緩慢流動下沉狀態(tài)隨傾斜的頂 梁下滑至尾梁落入后溜內(nèi)，但前后柱高差不能過大過大使尾梁和輸送機高差降低 ，減少了放煤口面積，影響了正常放煤 ，前后柱 高差約200 mm 時，放煤效果最佳。 為保證前 后柱的高差，可在前柱上安裝初撐力保證閥，保證有足夠的初撐力并加強頂板管理，使頂煤運動規(guī)律正常，提高職工技術(shù)素質(zhì)及責(zé)任心，將頂煤最大限度地放凈。 放頂煤液壓支架放頂煤液壓支架是 “ 綜放”的關(guān)鍵設(shè)備，正確掌握好液壓支架放煤口位置與頂煤采出率的關(guān)系。放頂煤液壓支架放煤口位置分高、中、低位3種，高、中位放頂煤液壓支架，由于放煤 口位置高，低于放煤口底部邊緣的煤放不出來，頂煤回收率低。實踐證明，低位放頂煤液壓支架是頂煤采出率最高的架型，其特點是放煤口位置低，放煤能連續(xù)進行，放煤口大不易堵塞，放煤效果好，支架的尾梁可擺動，插板可切大塊度煤。 根據(jù)頂煤厚度、煤硬度、礦山壓力，選擇好與煤層地質(zhì)條件、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和后部運輸條件相適應(yīng)的低位放頂煤液壓支架的架型結(jié)構(gòu)，是順利放煤提高頂煤回收率的重要條件。 11 回收底煤局部 厚煤 區(qū)( 煤層厚 度超 過 3 1 m) ， 不能一次采全厚時， 本礦采用挖底煤的方法回收呆滯底煤。挖底煤工作在回柱之前在第 3、第 4( 或第 4 、第5 )排支柱之間進行。挖底煤時，必須保持支架穩(wěn)定性，不能使支架失穩(wěn)。煤底、軟底要求穿鐵鞋。挖底煤時，挖至鐵鞋上平面為準(zhǔn)。煤底一般較為松軟，隨著頂板的活動，靠近采空區(qū)支柱一般有 2 0 0 3 0 0 mm的鉆底量 ，即可挖 出2 0 03 0 0 r am深的底煤。底煤挖出量可達 0 3 5 t m 。支柱鉆底勢必造成底煤的松動，底煤可直接人工用鏟子攉出，不需投入 附加材料 ，人力投入亦不大，效益是可觀的?？梢姡诘酌簩μ岣吖ぷ髅娌沙雎?，提高礦井經(jīng)濟、社會效益效果是顯著的。 采用工藝巷爆破與注水防塵結(jié)合效果好 ，有利于實現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)；對于百米以下工作面 ( 尤其是低瓦斯) ，采用架間爆破方式，效果更為直接 、明顯。彬縣下溝礦架間爆破與靈武二煤工藝巷道爆破現(xiàn)場工業(yè)性試驗，均取得明顯經(jīng)濟效益和社會效益 。 12提出了支架連續(xù)推進松散頂煤 “ 落放過程”的概念，即散煤的運移應(yīng)按兩個過程考慮： 一是支架前移散煤的下落過程；二是支架放煤口打 開散煤的放出過程。研究發(fā)現(xiàn)由于支架放煤口見矸點的周期性上下浮動，采空區(qū)煤損具有一定的周期性。在生產(chǎn)實踐中，可以通過考察放煤口附近矸石的運移狀態(tài)，及時地改變放煤步距或放出量，提高頂煤回收率。13、要減少工作面初采、 末采、 上下端頭不放頂造成的煤炭開采損失。工作面初采期間， 要等其推進一定距離， 頂板初次來壓， 頂煤冒落后才能進行放煤， 這就使開切眼到初次來壓之間一段距離內(nèi)頂煤不能回收， 造成初采損失。減少初采損失比較有效的方法， 一種是采用切頂巷技術(shù) ， 就是在工作面開采前， 在切眼外上側(cè)沿頂板施工一條與切眼平行的輔助巷道( 切頂巷) ， 并在巷道的一幫打眼放炮， 擴大切頂效果， 以此減小初采期間頂煤的垮落步距 ， 提高初采采出率H 。另一種方法是深孔爆破技術(shù) ， 主要是在工作面推進三四個循環(huán)后， 通過工作面液壓支架頂梁爆破天窗， 用煤電鉆爆破松動頂煤， 強制放頂來減小初次垮落步距和加強頂煤的可放性， 提高初采采出率 。工作面開采結(jié)束后， 要將采煤機、 液壓支架等設(shè)備進行搬家 ， 為了給拆移支架創(chuàng)造安全施工空間， 距停采線一定距離不能放頂煤。工作面上下兩端存在大量機械設(shè)備， 也是工人施工的主要場所， 為了保證設(shè)備和人員安全工作面兩端不放煤 14、要優(yōu)化綜采工作面設(shè)備的配套逸型。綜采放頂煤工作面的設(shè)備主要有液壓支架、 采煤機、 前后部刮板輸送機、 轉(zhuǎn)載機、 膠帶輸送機、 乳化液泵站、 變電站等。其中放頂煤液壓支架是“ 綜放生產(chǎn)” 的關(guān)鍵設(shè)備， 主要有高、 中、 低位放煤 口三種類型 J 。高位和中位放頂煤液壓支架， 由于放煤口位置高， 所以低于放煤口底部邊緣的煤放不出來， 頂煤回收率低。低位放頂煤液壓支架放煤口位置低， 放煤能連續(xù)進行， 放煤口大， 不易堵塞， 放煤效果好， 支架的尾梁可擺動， 插板可切大塊度煤， 頂煤放出率較高， 在放頂煤生產(chǎn)中應(yīng)優(yōu)先選擇。根據(jù)頂煤厚度、 煤硬度、 礦山壓力， 選擇好與煤層地質(zhì)條件、 礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和后部運輸條件相適應(yīng)的低位放頂煤液壓支架以及相配套的采煤機、 刮板輸送機和膠帶等， 是提高頂煤采出率的重要條件。陜西彬長礦區(qū)大佛寺煤礦就是一個設(shè)備配套比較成功的例子，采煤機： MG 4 0 0 9 3 0一WD， 工作面前輸送機： S G Z一8 O 0 8 O 0 Q， 工作面后輸送機： S G Z一8 0 0 8 0 0 H，橋式轉(zhuǎn)載機： S Z Z一1 0 0 0 4 0 0 。 破碎機 ： P G M 一2 0 0 ， 膠 帶輸送 機 ： D S J 1 2 0 2 2 0 3 x 4 0 0 ， 乳化泵： L R B一4 0 0 3 1 5 ， 基本支架： Z F 8 0 0 0 2 3 3 4 ，過渡支架： Z T Z 1 2 0 0 0 2 3 3 4 。 實踐證明，綜放工作面后部輸送機能力的大小，對綜放面產(chǎn)量與采出率有直接關(guān)系，本公司采放比為 1 ： 1 3 ，放煤量大于割煤量，后部輸送機能力應(yīng)大于前部輸送機，否則出現(xiàn)割煤后等放煤，不僅制約回采工作面推進速度，又易造成頂煤放不干凈，后部輸送機小而造成壓溜、斷鏈等事故。 15、優(yōu)化采面設(shè)計，減少設(shè)計損失。采用無煤柱護巷及沿空留巷技術(shù)，在采面設(shè)計布置巷道時，對煤層傾角、厚度、水文地質(zhì)等自然條件綜合分析，實行沿底布置巷道，依據(jù)地質(zhì)條件、裝備水平，盡可能向大采長、大走向布置工作面，合理確定留設(shè)煤柱尺寸，既可有效地減少采區(qū)煤柱，又可增加回采工作面的采出量。國內(nèi)外一些高產(chǎn)高效礦井回采工作面，設(shè)計走向長均在 2 0 0 0 m以上，開切眼長度在 2 0 0 m以上。另外，改進采區(qū)巷道與工作面巷道的連接方式，減少工作面停采線與采區(qū)巷道間的煤柱尺寸。 16、搞好煤層厚度的探測工作，要求綜放面必須沿底板掘進巷道，每掘進 3 0 4 0 m探測 1次煤厚資料，杜絕丟底煤現(xiàn)象。綜放回采工作面每推進2 0 m左右沿工作面斜長中部探測一次煤厚，準(zhǔn)確測算工作面采出率，做好信息反饋。 當(dāng)煤層起伏較大或遇較大的地質(zhì)構(gòu)造時，職能部門現(xiàn)場跟班，并要加強超前預(yù)測預(yù)報，結(jié)合上部煤層和相鄰煤層制定出合理可行的開采措施，減少丟頂、底煤損失，并要加強跟班管理督促隊組臨時開采措施到位。 17、加強培訓(xùn)和監(jiān)督管理。加強放頂煤工人技術(shù)培訓(xùn)，提高放煤技術(shù)，增強放煤工人的責(zé)任感。加強對放頂煤工作的有效監(jiān)督，堅持跟班跟架檢查放頂煤制度落實工作，堅持工作面正規(guī)操作。加強放頂煤工人技術(shù)培訓(xùn)， 提高放煤技術(shù)， 增強放煤工人珍惜煤炭資源的責(zé)任感。同時對放頂煤工作的有效監(jiān)督， 跟班跟架檢查放頂煤制度落實工作 ， 對達不到回收率要求不準(zhǔn)開機， 堅持工作面正規(guī)操作， 并充分發(fā)揮經(jīng)濟杠桿的作用， 建立科學(xué)的獎懲制度， 對充分合理回收資源的給予獎勵， 造成資源浪費的給予一定的處罰 。加強儲量監(jiān)督管理，健全計量管理。在礦產(chǎn)資源管理上，制定各級領(lǐng)導(dǎo)及職業(yè)部門、生產(chǎn)隊組經(jīng)濟責(zé)作制，根據(jù)產(chǎn)量、銷售量、庫存量、盈虧平衡情況，實行 日、季、年度考核制，實行責(zé)任分解指標(biāo)到人，考核兌現(xiàn)。同時還要建立健全計量管理制度，加強采出率的測算與分析，保證采出率數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為放頂煤計算采出率提供依據(jù)。 【4】與采出率相關(guān)的幾個問題3 1 采區(qū)設(shè)計為適應(yīng)綜合機械化開采，減少工作面搬家次數(shù)，采區(qū)尺寸寧大勿小。受地質(zhì)條件限制，兩翼開采推進距離短的可布置單 翼開采。能將 采區(qū)上 ( 下)山和集中巷道布置在煤柱里則更好。有條件的推行跨上山開采。 3 2 工作面布置 根據(jù)斷層產(chǎn)狀和煤層賦存形態(tài)靈活布置走向長壁、偽斜長壁。煤層傾角小的亦可仰采或俯采。階段煤柱盡可能與較小斷層的煤柱合一。工作面之間無斷層相隔的采用沿空布巷或留3 m小煤柱布巷。 煤層傾角小于 1 2 。 的可布置對拉工作面或背拉工作面。為避免送巷受采動壓力影響，可布置跳采 ，即隔一個面采一個面，回頭再采隔面。大力推行調(diào)面、伸長面、縮短面的技術(shù)以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造。要注意煤層傾角的變化 ，保證工作面兩巷平行且兩巷間的斜長是個等值，保證工作面推進過程中刀刀等長，以免伸長或縮短輸送機和支架。 3 3 工作面管理 嚴格掌握采高，不留底煤、移架前人工清理架間浮煤。超前工作面回收擴修兩巷的煤炭。后部輸送機浮煤不清不準(zhǔn)移溜。采煤機截割要到位，不留三角煤。 3 4 保持采區(qū)共用巷道煤柱的整齊性采區(qū)上 ( 下)山、集中運輸、回風(fēng)大巷的保護煤柱邊緣的整齊，對后期回收煤柱布置正規(guī)工作面大有益處。不管工作面前進還是后退式開采，務(wù)必使工作面的開采線 ( 停采線)力求在一直線上， 尤其注意梯形工作面，一定要在回采過程中有計劃地調(diào)成與停采線平行。采區(qū)結(jié)束 回收采區(qū)煤柱時， 沿煤柱邊緣留小煤柱送巷，可布置傾斜或走向正規(guī)工作面進行綜放開采 ， 要跨越 的舊巷提前進行處靠度與初期的可靠度僅僅相差 0 0 5 。但是在使用期限達到5 0 a 后 ，可靠度就僅有 9 4 4 1 。 3 5 小塊段煤的回收 非綜放采煤隊及時開采不宜綜放的塊段，采煤方法靈活多樣因地制宜，從機采到非正規(guī)開采 ，堅持采光回盡的原則。對于邊邊角角的塊段的開采要與大面統(tǒng)籌規(guī)化，在大面開采前或采后及時回采，萬勿拖到后期算總賬，那樣很可能錯過了最佳開采時機 。 3 6 工作面三機配套要合理 為適應(yīng)采場條件的多變而能抵御惡劣環(huán)境 ，三機強度寧大勿小 ，在好條件下看似強度大、噸位重、功率大不經(jīng)濟，但遇上壞條件少出機電事故的效益是巨大的。采煤機的臥底量要大于前部輸送機頭變線段的最大抬高量，要保證割透，不留橫豎三角煤。后部輸送機工作面一側(cè)帶鏟煤板，采空區(qū)一側(cè)帶擋煤板，如此減少浮煤丟失又能減少采空區(qū)浮煤自燃。后部輸送機、巷道轉(zhuǎn)載機及膠帶輸送機的選型配套應(yīng)向大功率方向發(fā)展。 3 7 推廣大采高 隨著支架的設(shè)計和制造水平的提高和現(xiàn)場對大采高管理的日臻成熟，以前對放頂煤的下限高度已不適應(yīng)當(dāng)今的情況了，5 m采高以下的煤層不應(yīng)再考慮綜放了，應(yīng)大力推廣一次采全高。 3 8 特厚煤層的綜放 l O m以上的厚煤層，先沿頂板采一層且鋪設(shè)底網(wǎng)，再沿底板進行綜放開采，網(wǎng)能起到隔矸的作用。 3 9 根據(jù)覆巖的形變特征確定煤柱通過覆巖的形變特征確定煤柱尺寸、選擇采場范圍在技術(shù)上是可行的，通過研究可以提高煤炭資源的采出率， 延長水平、采區(qū)及礦井的服務(wù)年限