提高綜放工作面回采率措施初探

尚夢強

【摘要】本文根據(jù)陽泉煤業(yè)集團公司的實際情況，對綜采放頂煤開采煤炭損失量進行了分析，找出了影響綜放開采工作面回采率的因素，提出了提高綜采放頂煤工作面回采率的主要措施。

【關(guān)鍵詞】綜放開采 ?回采率 ?措施

【中圖分類號】TD823 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）05-0222-02

綜采放頂煤回采工藝，是目前我國開采中厚煤層有效的方法之一，它具有高產(chǎn)、高效、低耗等優(yōu)點。但是否具有生命力的核心問題是能否實現(xiàn)高產(chǎn)和高回采率。因此，回采率是評價綜放開采的一個重要指標(biāo)。陽煤集團的統(tǒng)計資料表明，綜放工作面的回采率比分層開采一般低10%左右，某些綜放工作面的回采率只有80%，有相當(dāng)一部分煤炭遺留在采空區(qū)，成為發(fā)火的根源。所以提高綜放工作面回采率是一個十分重要的問題。本文就此問題作初步分析和探討。

一、綜放開采煤炭損失量的分析

工作面回采率是反映工作面回采工藝過程是否合理、生產(chǎn)技術(shù)管理水平高低的主要指標(biāo)，回采率的提高主要取決于最大限度的煤炭損失量，所以分析回采率首先應(yīng)對綜放開采煤炭損失量的構(gòu)成和發(fā)生進行分析。

1.綜放工作面初采和末采的頂煤損失

為了防止開切眼頂煤壓碎冒落，掘進開切眼時鋪了頂網(wǎng)，這部分頂煤就不能回采。為了避免初采時直接頂冒落砸壞頂梁，在直接頂冒落前一般不放煤或不將頂煤放干凈，據(jù)統(tǒng)計初采階段煤炭損失約占工作面回采率的0.051%。

2.綜放工作面端頭頂煤損失

為了維護綜放工作面兩端出口，在工作面兩端各有2～3架不放頂煤，其丟煤損失約占工作面回采率的0.015%。

3.綜放工作面進、回風(fēng)順槽頂煤損失

為了保持工作面順槽頂煤的完整性和回采時端頭支架的穩(wěn)定性，在掘進工作面順槽時鋪有頂網(wǎng)，因此，工作面進、回風(fēng)順槽的頂煤不能回采，其丟煤損失約占工作面回采率的0.028%。

4.放煤窗口間脊背煤損失

放煤窗口間脊背煤是滯留在相鄰兩支架窗口之間掩護梁上無法放出的煤量，即終止放煤時煤矸接觸線所含煤，這一部分煤炭損失約占工作面回采率的0.072%。

5.放煤工藝引起的煤炭損失

這部分損失主要是指放煤過程中由放煤步距、放煤方式和直接頂厚度等因素所造成的煤炭損失，此項損失約占工作面回采率的5%。在回采過程中若放煤步距太大，當(dāng)頂板矸石到達放煤口時，靠近采空區(qū)的一部分頂煤還未到達放煤口，按見矸關(guān)門的原則，這部分頂煤將被丟失。當(dāng)放煤步距太小，不但回采率不高，而且含矸量增大。當(dāng)直接頂厚度小于煤層厚度時，冒落的直接頂充填不滿采空區(qū)，支架頂梁上方沿斷裂面后傾的煤層易落在這些矸石上，造成頂煤損失。

統(tǒng)計資料表明，陽煤集團綜放工作面逐年的回采率分別為：1989年為81.52%，1990年為78.69%，1991年為85.08%，1992年為82.19%，1993年為81.26%。從陽煤集團1993年末已結(jié)束的18個綜放工作面來看平均損失率為18.1%，其損失量的構(gòu)成見表—1：

表—1綜放工作面損失率分析（%）

二、影響工作面回采率的主要因素

從以上對綜放回采工作面開采煤炭損失量的分析可知，煤炭損失量多的是放煤工藝引起的損失，其次是順槽、開切眼頂煤損失等。下面結(jié)合綜放工作面損失率分析一下影響工作面回采率的主要因素。

1.放煤工藝對回采率的影響

由表—1可知，放煤工藝引起的損失量占總損失量的44%，其損失率為13%。因此，該項損失是綜放工作面的主要損失，改進放煤工藝，降低該項損失是提高綜放工作面回采率的關(guān)鍵。陽煤集團在合理確定放煤工藝參數(shù)方面進行了多次實驗，最終采用了1.2m的放煤步距，割放平行作業(yè)，多輪間隔放煤，對提高工作面回采率取得了明顯的效果。

2.工作面順槽及兩端頂煤損失對回采率的影響

綜放工作面端頭一般采用木梁和金屬梁支護，為了維護端頭，工作面兩端各兩架和進、回風(fēng)順槽的頂煤不放，這兩項頂煤共計11m寬，沿工作面走向全長不放，直接損失量約占總損失量的10%。這項損失對回采率影響也是較大的。

3.煤層賦存條件對回采率的影響

影響綜放工作面回采率的煤層賦存條件主要是煤的強度和厚度。強度大的頂煤不易破裂，在工作空間的頂部裂隙不充分發(fā)育，移架后冒落的頂煤成大快，移架后頂煤不能在切頂線后方及時斷裂而形成懸頂。無論是大塊煤還是懸頂，都會造成大量頂煤丟失。煤層厚度較大時對頂煤回收率也有影響，因為移架后頂煤冒落是由下向上逐漸發(fā)展的，一開始下部頂煤破碎膨脹系數(shù)大，上部頂煤破碎膨脹系數(shù)小。當(dāng)頂煤厚度大于13m時，上部頂煤不能充分破碎而形成大塊煤，大于放煤口的大塊煤就會滾入采空區(qū)，造成頂煤損失。

4.頂煤冒落參數(shù)對回采率的影響

綜放工作面頂煤的冒落高度、跨落歩距及跨落角等參數(shù)，對回采工作面回采率也有一定影響。頂煤跨落前的斷裂線一般在煤壁的后上方，與煤層層面大約成80°～90°的夾角，頂煤的跨落角一般為80°～90°。頂煤及頂板的斷裂位置主要取決于放煤量的多少，當(dāng)頂煤放出多時，斷裂線與煤層層面夾角接近90°，否則斷裂線與煤層層面夾角小于90°。頂煤的跨落步距在初次來壓之前一般為6～7m，頂煤及頂板在此區(qū)域難以冒落。初次來壓后，頂煤的跨落步距一般低于2.6m，頂煤及頂板在此區(qū)域處于劇烈運動，因此，采用兩刀一放，有利于提高頂煤的回收率。隨著工作面的繼續(xù)向前推進，頂煤沿斷裂線跨落，又較大的水平和垂直位移，其松散體向采空區(qū)移動，這時如不及時移架放煤，很容易造成頂煤從支架前方煤壁處冒落。

三、提高綜放工作面回采率的主要措施

通過上述對綜放開采煤炭損失量和影響回采率的分析，從而得出提高綜放工作面回采率的主要措施。

1.加強端頭支護，增大工作面放煤長度

為加強工作面端頭支護，增大工作面放煤長度，陽煤集團通過反復(fù)試驗，把工作面兩端不放頂煤的兩架支架改為端頭過度支架。這種支架長，空間大，梁上有放煤口，并且把后部溜子機頭的大部分安裝在支架底座上，既解決了機頭移架問題又防止了鄰近端頭支架三角煤帶冒落埋住機頭的事故。

2.確定合理的放煤步距

確定合理的放煤步距是提高回采率降低含矸率的主要措施之一。切頂線下冒落的頂煤能否全部流入放煤口，與頂煤跨落角、放煤高度、支架放煤口位置等有關(guān)，放煤步距太大或太小都不利于頂煤回放。陽煤各礦用1.2m的放煤步距放煤效果最好。因此，綜放工作面選用1.2m的放煤步距、兩刀一放的工藝最佳，回采率最高。

3.選擇合理的放煤方式和支架放煤口的高度

支架放煤口的高度與回采率有直接關(guān)系。當(dāng)直接頂能隨采隨冒，其冒落高度基本上達到放煤高度時，采空區(qū)丟煤少。陽煤集團試驗證明，支架放煤口的高度較低時，綜放工作面回采率可達83%，因此，有條件的應(yīng)盡量采用低位放煤，對提高回采率和降塵有利。

綜放工作面的放煤方式一般有三種：單輪順序放煤、多輪順序放煤、以及單輪間隔放煤。陽煤一礦8603工作面的試驗表明，頂煤的回收率單輪順序放煤時可達79.2%，多輪順序放煤時可達80.4%，多輪間隔放煤時可達86.4%。由此可見，采用多輪間隔放煤有利于提高回采率。

4.充分利用地壓破煤，減少初采階段損失

綜放回采工作面初次來壓之前，頂煤的跨落主要是靠自身的重量，頂煤懸頂長度大，頂煤跨落線與水平面的夾角小，因而頂煤跨落后留在支架后部采空區(qū)中較多，為了減少煤炭損失，可將頂煤挑成3m高和2m寬的溝槽，增大自由面，利用地壓破煤，促進了頂煤跨落，減少了初采階段損失。

5.選擇適宜的放頂煤開采條件

綜放工作面回采率直接受地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件的影響，特別是直接頂?shù)男再|(zhì)、厚度、可冒性與煤層的關(guān)系極其重要。因此，選擇適宜的放頂煤開采條件是正確應(yīng)用放頂煤技術(shù)的關(guān)鍵，也是提高綜放工作面回采率的基本保證。各礦應(yīng)選擇適宜綜放開采的煤層進行綜放開采，不適宜的煤層不應(yīng)勉強推行。其次選擇好與頂板破碎特性相適應(yīng)的支架型式，使頂煤有充分的破碎機會，以便獲得較高的回采率。

6.切實加強放煤操作管理

放煤操作的正確與否，直接影響回采率指標(biāo)。因此，各礦應(yīng)設(shè)專職放煤工，并對放煤工進行專門技術(shù)培訓(xùn)，使其嚴(yán)格按規(guī)定操作。并且應(yīng)確定合理的分配制度，充分調(diào)動放煤工的積極性。應(yīng)派專人督促檢查放煤情況，使放煤效果經(jīng)常處于最佳狀態(tài)。

四、結(jié)論

通過以上分析可知，影響工作面回采率的因素是多方面的，但主要因素是放煤工藝，根據(jù)陽煤集團的經(jīng)驗選用多輪間隔放煤、1.2m的放煤步距、兩刀一放的工藝最佳，回采率最高。