綜采放頂煤開采技術(shù)發(fā)展分析及實(shí)施要點(diǎn)探析

翟戈 馮冉

摘 要：為提高綜采放頂煤開采技術(shù)應(yīng)用效益，進(jìn)一步提高煤炭資源回收率，本文基于綜采放頂煤開采技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，分析了實(shí)施綜采放頂煤開采技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，并提出了一系列提高綜采放頂煤開采技術(shù)煤炭資源回收率的技術(shù)措施，以期有助于綜采放頂煤開采技術(shù)的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用，為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：綜采放頂煤;技術(shù)要點(diǎn);資源回收率;安保措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.074

1 綜采放頂煤開采技術(shù)分析

1.1 頂煤冒放性的評價方法

在頂煤開采的過程中，頂煤所具有的冒放性發(fā)揮著十分重要的影響，該因素決定了煤炭的回收率。針對冒放性的評價，我國很多科研人員都提出了相應(yīng)的方法，就影響因素來講，首先對其量化處理，然后進(jìn)行回歸，之后再計算相應(yīng)的冒放性;通過模糊聚類法來計算冒放性。在開采的場所中，其最常見的方法就是加權(quán)模糊推理。它是通過對煤層的開采及地質(zhì)的條件進(jìn)行系統(tǒng)的評估，但沒有考慮其他的方法，因此無法掌握其他措施對冒放性所產(chǎn)生的影響。若輔助手段對冒放性會造成影響，其開采及地質(zhì)的條件也會隨之產(chǎn)生改變，該方法具備可行性。

1.2 支架圍巖與綜放面頂板之間存在的關(guān)系

頂板的壓力：在相關(guān)的研究中，頂板與支架圍巖之間所存在的關(guān)系是其最關(guān)鍵的一個課題。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，頂板所具備的壓力與放頂煤的采出厚度存在正比關(guān)系，因此大部分廠家都會建設(shè)較大噸位的支架，但是這些支架極易產(chǎn)生問題，對回采的效益受到極大的影響;另一方面，頂板所具有的壓力會因冒落矸石厚度的增加而受到緩沖，降低些許壓力，因此大部分礦井都會選取一部分小噸位的支架，但是也因此產(chǎn)生了一些惡劣的安全事故，如油缸變形等。目前，在支架型號的設(shè)計與選擇中，其最關(guān)鍵的一個問題就是放頂煤采場所具備的壓力。

采場頂板的構(gòu)造：目前，針對礦壓的相關(guān)規(guī)律及綜放采場的頂板運(yùn)動方面，我國取得了較大的研究進(jìn)展，其最具代表性的為：基于三硬條件下來研究礦業(yè)所存在的規(guī)律;針對頂板與支架圍巖間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究;基于三軟條件下來分析等，以上這些研究成果都綜合反映出了各個類型頂板所具有的礦壓規(guī)律，促使開采技術(shù)得以迅速發(fā)展。很多學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，處于放頂煤開采的條件下，與采出相比，直接頂所具備的冒落厚度是其1.9-2.5倍。直接頂具有力的傳遞結(jié)構(gòu)，在冒落趨于穩(wěn)定后，傳統(tǒng)的頂板結(jié)構(gòu)將會被取代。

支架圍巖的關(guān)系：在一般的結(jié)構(gòu)下，下支架主要具備三種壓力，分別為直接頂和老頂間之間的接觸力、直接頂?shù)娜炕蚓植孔饔昧?、頂煤的重?對于堅硬的梁式結(jié)構(gòu)，如果直接頂所具備的厚度較小，則對支架所產(chǎn)生的作用主要是依據(jù)頂荷載所產(chǎn)生，同時支架還承載著老頂斷裂所形成的沖擊力，因此，通常情況下，對于堅硬梁式結(jié)構(gòu)的支架圍巖關(guān)系而言，大多采用動力學(xué)法來加以闡述。

綜放支架的受力與頂板結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系：通過相關(guān)的研究可知，綜放面所具備的壓力不只與頂板的構(gòu)造相關(guān)，而且與采區(qū)所具備填充狀態(tài)存在密切關(guān)系。就一般的頂板而言，其關(guān)鍵問題并非是平推力，也不會產(chǎn)生較大的沖擊荷載。針對梁式結(jié)構(gòu)的煤礦，應(yīng)當(dāng)由以下幾方面來預(yù)估支架的類型及頂板的壓力：以預(yù)定放出率為核心來預(yù)估直接頂?shù)暮穸?通常，都需要與采場內(nèi)頂板巖層的構(gòu)造相對比，以此判其所處的位置;對該結(jié)構(gòu)的運(yùn)動空間進(jìn)行有效的計算，就是采空區(qū)所具有的空虛度;當(dāng)結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定時，對作用力的方向及最大荷載實(shí)施預(yù)估;針對支架的型號及參數(shù)提出更高的要求。

1.3 提升煤炭回收率的關(guān)鍵措施

基于綜放的背景下來開展空掘巷的技術(shù)，促使其支護(hù)具備較強(qiáng)的錨網(wǎng)化，確保該區(qū)域保持最少的煤柱數(shù)量;對過渡放煤支架進(jìn)行研究，促使其具備較高的回收率;對于厚度較高的煤層，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用分層鋪底網(wǎng)技術(shù)，不僅可以使回收率得以提升，而且能夠減少混矸;注重攻關(guān)回采技術(shù)，以研發(fā)出新的工藝;在布置工作面的時候，應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大傾斜的長度，促使工作面的設(shè)置具備較強(qiáng)的靈活性，盡量避免部分地質(zhì)構(gòu)造的工作面設(shè)置，增強(qiáng)可采儲量。

1.4 新型的綜放支架及其配套設(shè)備

目前，綜放支架有著極其廣泛的運(yùn)用，換言之，它在我國的煤礦開采中有著極其重要的作用。經(jīng)過長期的研究，將放頂煤支架低位放置在較厚煤層的緩傾斜綜放面已經(jīng)成為了應(yīng)用潮流。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)研制出多個厚度的煤層及傾角的支架，其具備的牢固性及使用壽命都達(dá)到了全球最高的水平。

2 提升煤炭回收率的策略與安全保障機(jī)制

2.1 提升煤炭回收率的策略

目前，我國科研人員開展工作的核心內(nèi)容是提高煤炭的回收率，將設(shè)備、回采技術(shù)等作為課題，通過反復(fù)實(shí)踐研究，我國對煤炭的回收率進(jìn)行了較大的改善，已超過了80%，其主要由以下幾點(diǎn)內(nèi)容來進(jìn)行優(yōu)化：①利用對空掘技術(shù)來進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，在全面實(shí)施之后，可以降低區(qū)域內(nèi)的煤柱數(shù)量;②與以往相比，使用端頭放煤支架可以增加兩個百分點(diǎn);③對預(yù)采頂分層鋪底網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行較好的應(yīng)用，可以使回收率得以提升，同時降低混矸的含量;④對回采技術(shù)進(jìn)行有效的改善，例如某礦井在改善升級煤炭回采技術(shù)之后，其回收率得到了極大的提升。

2.2 綜放工作面安全保障機(jī)制

導(dǎo)致綜放工作面出現(xiàn)事故的關(guān)鍵因素主要為瓦斯等。對于瓦斯用處的特點(diǎn)及預(yù)防策略開展詳細(xì)的闡述。

瓦斯在綜放面的涌出量越來越多，例如與某個礦井的分層工作面相比，其綜放面的產(chǎn)量明顯高出1.5-2倍，而瓦斯量要明顯高出1-1.6倍;與第1層相比，分層開采面所具有的涌出量較低，但與其他的分層相比，其涌出量較高。防治的具體措施為：本鄰或鄰層抽放等。

3 結(jié)語

在未來很長的時期內(nèi)，綜放開采技術(shù)因其具備較強(qiáng)的高效性及安全性，逐漸成為煤炭行業(yè)開采的核心技術(shù)。但是我國具備較寬廣的地域，綜放技術(shù)因較厚煤層的開采及埋藏條件所具有的多元化而呈現(xiàn)多樣化，不能局限在單種或者多種方法的傳統(tǒng)組合;也不能局限在現(xiàn)有的礦井模式下。對傳統(tǒng)礦井的改善及對新礦井的開發(fā)，都應(yīng)當(dāng)以采煤技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)行，以最大化的獲取經(jīng)濟(jì)及安全的效益。

參考文獻(xiàn)：

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