放頂煤開采緩傾斜特厚煤層減少煤量損失淺析

摘要：文章參照我國緩傾斜特厚煤層近年來放頂煤開采技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，結(jié)合天安煤礦采用ZH2000/16/24ZL型支架放頂煤開采技術(shù)的試驗，分析了煤量損失原因，總結(jié)了減少煤量損失途徑。

關(guān)鍵詞：放頂煤 緩傾斜特厚煤層 煤量損失

中圖分類號：TD823文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0104-01

緩傾斜特厚煤層因其特殊煤層賦存條件所限，工作面回采率難以控制，兩端煤難以放落，回采率低，損失了大量寶貴的煤炭資源。陽煤集團天安煤礦采用ZH2000/16/24ZL型支架放頂煤技術(shù)在緩傾斜特厚煤層50403工作面中的應(yīng)用，回收率達到85%以上。本文以陽煤集團天安煤礦為例，根據(jù)放頂煤開采技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，對放頂煤開采煤量損失原因進行了分析，總結(jié)了減少煤量損失途徑。

1 放頂煤適用條件

（1）懸（滑）移支架和π型鋼放頂煤比較適宜在不規(guī)則塊段、塊段小且煤層厚，不利于布置綜放工作面的地段。

（2）綜放工作面宜布置在無大中型斷層、大的褶曲及巖漿侵入體的區(qū)段，對于一些小型斷層邊緣地帶、三角區(qū)、殘余煤柱區(qū)也可以使用。

（3）煤層（組）水平方向厚度變化不大，無分叉尖滅缺少，單層夾矸厚度不大于0.8m。

2 煤量損失原因分析

（1）工作面布置不合理煤量損失：追求高產(chǎn)高效，只布置大走向大采長綜放面，忽視了在不利于上綜放面的不規(guī)則塊段布置懸（滑）移支架或π型鋼放頂煤采煤面造成的煤量損失。

（2）工作面初末采煤量損失：地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件所限，初末采在一定距離內(nèi)不放頂煤，不可避免造成的煤量損失。

（3）工作面放煤損失：放煤口角度和架后落煤形成的自然安息角一致時，煤矸交界線以下落煤全部損失。

（4）采區(qū)煤柱損失：分區(qū)布置，采區(qū)間必須留設(shè)隔煤柱造成的煤量損失。

（5）采區(qū)煤層厚度損失：地質(zhì)原因引起煤層形態(tài)的變化，由于要求工作面兩順槽巷平行且保持等長，便于支架推進，致使外側(cè)的資源難以回收。

（6）工作面三角煤損失：包括底板側(cè)三角煤和頂板側(cè)三角煤，底板側(cè)三角煤為工作面主要煤量損失。

（7）災(zāi)害構(gòu)造帶煤量損失：工作面支架因避開火、破碎帶等災(zāi)害危險區(qū)以及斷層、褶曲、端頭等構(gòu)造帶，只進刀不放頂煤造成的煤量損失。

3 減少煤量損失途徑

3.1 改變放煤工藝

（1）嚴格控制推進速度。通過控制采煤機截割節(jié)奏和支架推進速度，保證架后頂煤有充分跨落、破碎時間，從而增加了可放煤量。

（2）采用有效放煤方式。積極推廣選用多輪隔架順序放煤法。天安煤礦50403工作面放頂煤開采試驗表明，從底板向頂板多輪隔架放煤，遇到大塊煤時，小幅度上下擺動尾梁，使煤塊破碎后放出，頂煤不能一次放完，不能長時間在一架放煤，不能卸壓放煤。

（3）工作面初末采放煤。通過注膠等手段加固煤體頂板、增加頂板支護密度、增強頂板完整性、穩(wěn)固性等手段，盡可能減少初采和末采不放頂煤的距離。

（4）端頭放煤。工作面使用端頭支架和改造過渡支架后，使其具備放煤功能，盡可能做到端頭全部放煤。

（5）低位放煤。在緩傾斜特厚煤層中宜采用低位放煤，放煤位置過高，老塘煤易于冒落，落煤損失加大，掌握好放煤口位置的高低決定煤量損失的大小。

（6）合理放煤步距。按照放煤橢球體理論，最合理的放煤步距應(yīng)是頂煤放落橢球體短軸半徑和放煤高度相匹配，上部掉落煤矸與采區(qū)贓煤同時到達放煤口。

3.2 優(yōu)化布置參數(shù)

（1）高檔普采放頂煤回收不規(guī)則塊段煤量。復雜地質(zhì)條件致使煤田范圍內(nèi)存在有不規(guī)則的邊角塊段而不宜布置綜放面時，要采用懸（滑）移支架或π型鋼放頂煤技術(shù)開采。

（2）合理的采放比。采放比過小或過大，都不利于頂煤的回收，落煤損失增大。

（3）合理的工作面走向長度。工作面在走向上布置較長，往往以縮短工作面長度、造成工作面易于發(fā)火，導致煤炭大量損失為代價。也不能一味求短，工作面搬家安裝頻繁，耗時耗力費財。應(yīng)在煤層賦存條件允許的前提下，綜合考慮各種因素，確定合理的走向長度。

（4）加大工作面采長。煤厚一定，加大工作面采長可以減少三角煤損失和煤厚損失。兩順槽巷在保持平行等長的前提下，盡量外展靠近煤層頂板、底板。

（5）無煤柱開采。在煤層賦存條件好、走向變化不大的情況下，簡化巷道布置，取消采區(qū)間的隔離煤柱，從而減少了煤量損失

3.3 綜合措施必不可少

（1）煤層預注水。天安煤礦在50403工作面使用ZH2000/16/24ZL型支架放頂煤開采進行了煤層預注水，提高了煤層的可放性。實踐證明，煤層注水軟化，不僅降低了煤質(zhì)硬度，煤塵濃度也比不注水降低40%以上，而且還能有效的防止煤層自燃，延長和推遲煤層發(fā)火期。

（2）回收三角煤。底板三角煤一般不易放落，可以采用深孔爆破回收，根據(jù)煤層傾角，采用扇形布孔方式，向工作面方向傾斜布置爆破鉆孔1～4個，每組鉆孔間距5m，超前工作面25m。

（3）反復緩慢升降支架。放頂煤開采時，對支架支起來再緩慢降下一點，然后再升起來，特別是對層理、節(jié)理發(fā)育的煤層，緩慢升降支架對頂煤破碎效果明顯。

（4）震動爆破法。主要是針對硬煤地段和夾矸，人為改善頂煤的可放程度。機理是：根據(jù)爆炸力學理論，利用炸藥爆炸勢能的突然釋放，從而釋放煤層積聚的能量，在煤介質(zhì)中產(chǎn)生沖擊載荷，使藥包周圍的煤體破裂、位移、松動，并使之易放。

（5）勞動組織科學管理。各支架因頂煤結(jié)構(gòu)、硬度、裂隙發(fā)育程度、冒放性的差異而受力不同，充分發(fā)揮人的主觀能動性，因時因地制宜，嚴格執(zhí)行割煤必須放頂煤，頂煤放不盡不割煤制度，放出的煤中矸石比例達到1/3以上時，才可停止放煤。

（6）強化地質(zhì)預測預報。通過礦井地質(zhì)分析，詳細、全面了解并掌握本礦區(qū)的煤層地質(zhì)特征及變化規(guī)律，不斷積累經(jīng)驗，做到預測及時，推斷準確，處理得當。

4 結(jié)語

結(jié)合煤礦具體條件，進行理論研究和現(xiàn)場試驗，合理確定煤層開采最佳方法、工藝和相關(guān)參數(shù)，采用可行的開采技術(shù)，加強勞動組織的科學管理，最大限度的減少煤炭損失量，提高回收率，延長礦井服務(wù)年限，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。

參考文獻

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