综采放顶煤开采技术实践何清琦

综采放顶煤开采技术实践何清琦

何清琦

山东能源临矿集团郭屯煤矿山东菏泽274700

摘要：菏泽煤电公司郭屯煤矿首个放顶煤开采工作面（2301工作面）采用综采放顶煤工艺，通过开采实践每天完成四个循环，即四刀四放，进尺3.2m，月工作28日，正规循环率85%，工作面割煤回采率为95%，放煤回采率为80%。工作面回采率为85％，割煤高度3.0m，放煤高度3.35m。放煤方式采用本架操作，由顶板压力、支架反复支撑、尾梁上下摆动、插板来回伸缩等综合方式放煤，保证了推采进度与施工安全。

关键词：放顶煤；回采率；放煤方式

1.放顶煤开采的基本原理

放顶煤开采最初在国外主要用于边角煤、煤柱回收、赋存条件不稳定的煤层开采等，后来随着对该项技术认识的深入、技术发展、支架设备进步等，这种方法已称为正规开采方法，尤其是在我国已经成为厚煤层开采的主要方法之一。放顶煤开采的基本原理就是在厚煤层中，沿煤层（或分段：急倾斜）底部布置一个正常采高长壁工作面（一般为2.5～3m，最近在个别工作面采高达3.5～4.5m），用常规采煤方法进行回采，利用矿山压力和煤岩的力学特征等，使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方（上方）放煤口放出，并经过刮板输送机运出工作面的采煤方法。采煤工艺的改革，要求回采巷道布置随之作相应变化，以保证安全及生产能力得以充分发挥，而回采巷道布置的改革，又将进一步推进采煤工艺的发展。正是在这种相互推动的过程中，采煤方法得到不断完善、发展和创新。

2.工作面概况

郭屯煤矿2301工作面位于工业广场西南约3500m，南部褶曲相对发育，近西北-东南走向，自西向东依次为辛庄向斜、郭庄背斜、车楼背斜；采区北部地层相对宽缓，略有起伏，地层总体趋势近似水平，中部略低并向东南倾斜。该区域煤层走向12～142°，倾向102～232°，倾角5～24°，平均10°。赋存较为稳定,结构简单,在工作面范围内煤层平均厚度约6.35m；顶板以粉、细砂岩为主，底板以泥岩、粉砂岩为主岩。局部有伪顶厚约0～3.5m，岩性为泥岩（偶见炭质泥岩）。

3.采煤工艺

根据《郭屯煤矿2301工作面提限开采可行性分析报告》自工作面设计切眼起，可采用底分层限厚综采，最大采高不得超过3.0m，推进一段距离（至少超过初次来压和一次周期来压）至基岩厚度不小于80m时（胶顺推采长度不小于115.3m，轨顺推采长度不小于75m），采用综放开采至造条件位置结束，采厚不得超过7.5m。采用单一倾斜长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板的综合机械化采煤。工作面初采时工艺顺序:割煤-移架-移输送机；采用综采放顶煤工艺，工艺顺序：割煤-移架-移前部刮板输送机-放顶煤-拉后部刮板输送机。

3.1生产工艺

采高(3.0±0.1)m，割煤深度为0.8m，放煤高度为3.35m，采放比为1:1.12。放顶煤采用一刀一放,双轮、间隔、循环顺序放煤工艺,放煤步距0.8m，初次放煤步距为8m，距停采线15m时停止放顶煤。

3.2综采放顶煤工艺流程

清理交接班、安全检查→采煤机下行割煤→跟机收护帮板→割透下端头返机上行拾煤→割进刀时所留三角煤后反机斜切进刀→移架→伸护帮板→推前部刮板输送机→收尾梁插板→放顶煤→拉后部刮板输送机→清理

4.采煤方法

4.1采煤机进刀方式

采煤机的进刀采用端部斜切进刀的方式，斜切进刀段长度不小于35m，进刀深度0.8m。具体操作如下：

(a)采煤机向下（上）割透端头煤壁后，依次推移刮板输送机，采煤机后方刮板输送机弯曲段不小于15m。

(b)将两个滚筒的上下位置调换，向上（下）进刀，采煤机达到正常截割深度后进刀完毕，推移刮板输送机至平直状态。

(c)将两个滚筒的上下位置调换，向下（上）割三角煤至割透端头煤壁。

(d)割完三角煤以后，将两个滚筒的上下位置调换，采煤机空机返回，进入正常割煤状态。

4.2落、装、运煤方式

(1)落煤：采用MG550/1220-WD型交流电牵引双滚筒采煤机割底煤和支架尾梁插板伸缩摆动落下顶煤，借助插板破碎大块煤防止堵塞放煤口的综合落煤方式。

(2)装、运煤：采煤机组割煤和SGZ900/1400型前部输送机前移配合装运底煤，SGZ900/1400型后部输送机装运放下的顶煤或移架落下的煤，前部和后部输送机分别将煤集中到SZZ1000/400型转载机和胶带输送机运走。

4.3移架

移架：采用追机作业，及时移架的方式。正常情况下，移架滞后采煤机后滚筒3-5架，移架步距0.8m，并按照先移架，后移前部刮板输送机的顺序进行。顶板破碎及片帮严重时，及时采取超前移架的方法来控制顶板和煤壁。

4.4推移前部刮板输送机

移架后，顺序推移刮板输送机。每次进刀后，跟机推移刮板输送机，在移架后依次进行，一般滞后采煤机后滚筒3-5架，其中弯曲段长度不小于15m，弯曲段要均匀过渡，弯曲度不大于3°，推移时必须保证输送机的平、直、稳。

4.5放顶煤

放煤方式采用本架操作，由顶板压力、支架反复支撑、尾梁上下摆动、插板来回伸缩等综合方式放煤。（当遇到顶板煤体较硬时，在放顶煤前要先将支架尾梁多次上下摆动，使煤体松动破碎）。放煤采用一刀一放煤，放煤步距为0.8m。采用双轮循环顺序放煤工艺。即：两人放煤，从胶带端（轨道端）往轨道端（胶带端）方向依次进行，每人操纵一个放煤口，一人先大约放出顶煤量的1/4～1/3，另一人相距15架以上再依次放煤，等到插板上见矸石时，关闭放煤口，再进行下一架的放煤，直至第二轮结束，然后升起支架尾梁，伸出插板,插板伸出后必须保持同一高度，插板高于溜沿200mm。

4.6拉后部输送机

拉后部输送机单向顺序进行，且滞后放煤口15-20m进行，机头机尾拉移时应当开空输送机，在停机的情况下拉移，拉到位方可以开机。

4.7端头顶底煤的处理：

（1）工作面跟底回采，顶煤垮落即开始放煤，末采10m支架上方不放煤，其余地段工作面所有支架严格按放煤工艺放煤。

（2）端头上网支架要坚持插板插网放煤。

（3）端头留底煤处，端头和正巷顺平，面内逐步找底，坡度要平缓（斜坡长度控制在10个架子内，坡度不得超过10°），不能出现台阶。

5.回收率

2301工作面正规循环率85%，工作面割煤回采率为95%，放煤回采率为80%。工作面回采率为85％，割煤高度3.0m，放煤高度3.35m。放煤方式不仅对工作面煤炭采出率、含矸率影响较大，还会影响到总的放煤速度、正规循环的完成，以及能否实现高产。这和我们采取科学合理的放煤工艺、完善先进的现场管理、常抓不懈的煤质管理是分不开的。

存在不足和需要改进的地方在放煤工艺上就如何进一步提高煤炭的回采率，提高煤炭质量，还有待改进。

6.结语

对于工作面顶板管理和现场安全生产管理还需要全体上下的共同努力。以后的煤炭生产过程中，我们将不断的更新观念，针对采场实际条件，采用更加科学更加合理的采煤工艺，在提高煤炭的采出率和提高煤质上继续下工夫，多采用些先进的新理念、新工艺，更好地为企业的发展贡献自己的力量。

参考文献

[1]张勇.长壁放顶煤开采顶煤损伤和破坏机理研究《D》:中国矿业大学（北京校区）,1998.

[2]张荣立，何国纬，李锋.采矿工程设计手册，北京:煤炭工业出版社,2003.