淺談如何提高放頂煤工作面回收率

何顯冬

(山西汾西礦業(yè)(集團(tuán))公司生產(chǎn)處，山西 介休 032000)

經(jīng)過實(shí)地勘察，我們得知高陽煤礦現(xiàn)在主要以+656m水平開采太原組9-10-11#煤層，9-10-11#煤層的相對(duì)較厚，層厚度達(dá)到了8至10米之間。因?yàn)檫@項(xiàng)工藝技術(shù)現(xiàn)在雖然擁有高回報(bào)率，高開采率等明顯的優(yōu)勢(shì)，不過回收率低的問題一直未得到有效的解決，厚煤層的開采極為重要并且原煤產(chǎn)量也極為豐富，所以如果能夠把這一項(xiàng)工藝技術(shù)的回收率通過一定科學(xué)的方式進(jìn)行解決，那么不僅會(huì)大大降低企業(yè)的開采成本，提升開采效率，意義非凡。本篇文章主要針對(duì)的考察對(duì)象是高陽煤礦綜采一隊(duì)在二采區(qū)西翼18層四個(gè)分段地板層的實(shí)際情況，并且與工作人員進(jìn)行商討共同研究如何解決回收率問題。

1 工作面簡(jiǎn)況

本次所面向的實(shí)地考察區(qū)域位置在整個(gè)高陽煤礦二采區(qū)的西翼，并且屬于西翼的一號(hào)區(qū)域，層級(jí)分化為第18層，分段為四分段的地板層綜合方面，這里的煤層相對(duì)較厚達(dá)到了10米，并且煤層硬度屬于中等級(jí)別，煤層紋路傾斜角度大約在4°至8°，布置的工作面整體傾斜長度為240米，順延走向長度達(dá)到了840米，地質(zhì)儲(chǔ)量大約172萬噸，整體可以開采的原煤產(chǎn)量大約為128萬噸，屬于較大的工作面。

這一開采區(qū)域內(nèi)部的地層質(zhì)地以及構(gòu)造相對(duì)來說不復(fù)雜，布置的工作面基本由F傾斜斷層橫穿而過，具體的落差數(shù)值大約在1.2至1.5米之間，所以因?yàn)楠?dú)特的地理構(gòu)造并不會(huì)在很大的程度上影響到回收率，不過順延走向的工作面是由F2斷層貫穿的，這一斷層的落差數(shù)值相對(duì)來說較大，達(dá)到了4至5米，那么這種落差距離就會(huì)對(duì)回收率構(gòu)成強(qiáng)烈的影響。整個(gè)煤礦開采區(qū)域的頂層主要是由灰白色的中砂層構(gòu)成，底部則是由細(xì)砂構(gòu)成。

這一區(qū)域布置的工作面的煤礦儲(chǔ)備量非常多，煤層紋理呈現(xiàn)節(jié)理走向，所以很容易出現(xiàn)冒落的問題，所以這一區(qū)域?yàn)榱吮苊膺@一情況并且提供開采效率所使用的方式是放頂煤支架。根據(jù)這一區(qū)域的獨(dú)特性應(yīng)該選擇支撐掩護(hù)式低位來進(jìn)行，工作時(shí)采用的方式是走向長壁后退式一次采全厚采煤法，頂部的管理方式使用的是全部垮落法。針對(duì)于上述的支撐掩護(hù)式所使用的具體型號(hào)為150組Z9600/17/33型，排頭架型號(hào)為8組Z8000/21/35型，端頭支架型號(hào)為2組ZFT20000/21/40型。

2 工作面開采及回收率情況.

針對(duì)于這一區(qū)域的的開采時(shí)間為2010年6月5日，負(fù)責(zé)回采的為綜采一隊(duì)，綜采一隊(duì)在2018年12月17日才將工作面安裝完畢，走向距離橫跨了840米，目前實(shí)際開采出來了161萬噸的煤資源，比預(yù)期稍微高一點(diǎn)，整體的工作面回收率高達(dá)93.6%，我們國家針對(duì)這一類厚煤層的規(guī)定回收率是不能低于93，所以達(dá)到了既定的規(guī)則。

3 可提高回收率措施

(1)注水措施，在開采煤炭的時(shí)候，需要將頂煤完全打碎然后放頂煤，不過有時(shí)候因?yàn)槊簩舆^硬無法完全打碎降低了回收率，所以采用的方式是高壓注水的形式，將水通過高壓泵打入鉆孔之中，讓水能夠充分與煤層相接觸，這樣就能夠把煤層硬度降低，完全打碎的概率大大增高，提高了回收率。

(2)放頂煤工藝在受力的時(shí)候收到兩個(gè)力，向下的支撐壓力非常重要，可以將頂層煤礦進(jìn)行完美打碎，這樣就能夠提高回收率。并且在打碎頂煤的時(shí)候還可以通過反復(fù)支撐支架這一操作進(jìn)行，這樣打出來的頂煤更加破碎。

(3)放煤使用合理操作，在放煤的時(shí)候針對(duì)工作面軟幫應(yīng)該采取的是一刀進(jìn)行放煤，具體的放煤距離應(yīng)為0.8米，放煤的先后次序也有一定的講究，首先支架應(yīng)該先奇后偶的方式，兩兩間距不能夠小于20米，放煤的時(shí)候每一個(gè)放煤口不能低于3分鐘也不能多于5分鐘，這樣的操作不停地往復(fù)，就是放煤的具體操作，通過反復(fù)操作過后，上層頂煤下落速度為勻速下落，這里要備注一點(diǎn)就是，在放煤所有操作完成過后才可以進(jìn)行移架的操作，否則會(huì)影響放煤流程。

(5)保證放煤口暢通。雖然前面具有很多操作都是針對(duì)碎頂煤的，但是實(shí)際情況中還是會(huì)出現(xiàn)大塊煤礦沒被完全打碎的情況出現(xiàn)，如果因?yàn)檫@種情況造成卡煤口，使用的方法有兩，一種是通過不停地?cái)[動(dòng)后梁使煤礦破碎，一種是使用千斤頂進(jìn)行擊碎。切記不可以使用炸藥或者爆破物進(jìn)行擊碎。

(6)要提升回收率，頂層以及底層的放頂煤操作一定要經(jīng)過科學(xué)的管理和控制。

(7)煤礦開采區(qū)域一般都具有《作業(yè)規(guī)程》，要充分的按照上面所述進(jìn)行操作，比如浮煤要進(jìn)行定期打掃，灰塵不宜過多等。

4 煤炭損失分析

何為回收率，回收率代表的就是生產(chǎn)效率，一旦回收率提高了，生產(chǎn)率就提高了，煤礦的開采損失就降低。針對(duì)這一點(diǎn)我們國家有明確的規(guī)定：在進(jìn)行針對(duì)厚層以及特厚層的煤層開采的時(shí)候，整個(gè)開采區(qū)域的回收率不能低于75%，并且針對(duì)工作面的回收率不可以低于93%。那么剩下的7%就是國家允許的損失范圍，這7%的損失構(gòu)成有以下幾點(diǎn)：1.上下兩端頭沒有進(jìn)行放煤；2.工作面之上的浮塵浮煤過多；3.在放頂煤的時(shí)候效果沒有達(dá)到預(yù)期計(jì)劃；4.回采煤礦的時(shí)候上下巷道在進(jìn)行掘進(jìn)操作丟煤；5.鋪設(shè)工作面的時(shí)候發(fā)生斷層情況導(dǎo)致丟煤。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)以及國內(nèi)外的資料翻閱可得：很多情況下，工作面外側(cè)區(qū)域段煤炭的損失量高達(dá)30%至35%，在進(jìn)行具體的放煤的時(shí)候，在工作面內(nèi)部同樣也會(huì)出現(xiàn)損耗，高達(dá)40%至45%，針對(duì)這次考察的高陽煤礦回收率可以高達(dá)93.2%的情況下，我們也進(jìn)行了商討，首先這一區(qū)域在開采放煤的時(shí)候放的相對(duì)來說比較徹底，工程隊(duì)在開始進(jìn)行采集的時(shí)候，割與放同時(shí)進(jìn)行，不像平時(shí)留下了10到15米的距離，變割變放，實(shí)現(xiàn)了同步采煤直到停工。

5 建議與商討的問題

(1)回收率不僅僅有關(guān)于工作面的內(nèi)部，如上所述工作面之外的煤炭損耗也非常高，高達(dá)35%，所以也是需要解決的重要問題，所以高陽煤礦綜采一隊(duì)采用的方式就是邊割煤邊放煤，不留空子。

(2)在采面端頭進(jìn)行放煤，這樣的方式可以很大程度上降低回收率損耗[1]，比如端頭支架放煤法，綜采一隊(duì)使用的就是這一方法，故而才能達(dá)到93%。

(3)我們都知道矸石混入放煤的煤炭之中，會(huì)大大降低生產(chǎn)率，所以一定要避免雜物混入其中，解決辦法如下：首先把金屬網(wǎng)預(yù)先鋪設(shè)在放煤處，進(jìn)行過濾。并且在放煤之前要進(jìn)行完全打碎，只有這樣做才能夠保證回收率的提高。

(4)采訪比的合理性，根據(jù)規(guī)定來講，通常采訪比的合理比值為1/3，如果數(shù)值超出那么則不合理?？疾靺^(qū)域的煤層厚度為12.6米，首先順著底層先進(jìn)行2，2米的采煤工作，然后剩下的就是11米的頂煤了，具體算出采放比大約在1/5左右。并且綜采大隊(duì)在碎煤的時(shí)候進(jìn)行了良好的注水措施，使得煤層的硬度大幅度的降低，更好的保證了碎煤率和回收率。

綜上所示，放頂煤這項(xiàng)工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯也非常多，不過就是回收率太低，只要解決回收率低的問題，這一方式將會(huì)被更多的企業(yè)所引入。