淺談綜采放頂煤開采技術(shù)

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1、淺談綜采放頂煤開采技術(shù)摘要：介紹20世紀(jì)80年代中期以來(lái)對(duì)我國(guó)煤炭工業(yè)有重大影響的綜采放頂煤開采技術(shù)概況；并對(duì)綜采放頂煤技術(shù)提高煤炭回收率的技術(shù)措施、新型系列綜放支架及其配套設(shè)備、綜放工作面安全保障系統(tǒng)進(jìn)行具體闡述。關(guān)鍵詞：煤炭開采、綜采放頂煤、安全保障系統(tǒng)中圖分類號(hào)：TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào):1006-4117(2008)4-0000-01一、綜采放頂煤技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀。綜合機(jī)械化放頂煤開采技術(shù)最早出現(xiàn)在國(guó)外。80年代后國(guó)外綜放技術(shù)開始萎縮，90年代只有極少數(shù)礦井使用。我國(guó)綜放的發(fā)展始于80年代。到90年代，綜放技術(shù)迅速發(fā)展。1994年,全國(guó)綜放開采總量達(dá)到36881

2、0lt,有28個(gè)礦務(wù)局，60個(gè)綜放面在生產(chǎn)。在設(shè)備、工藝、安全保障等方面做了大量理論研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，為近兒年的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。到1998年，全國(guó)綜放總產(chǎn)量達(dá)到7000*10%,綜放工作面總數(shù)達(dá)到82個(gè)。使用條件由初期的緩傾斜煤層發(fā)展到傾斜、急傾斜煤層；市開采條件較好工作面發(fā)展到條件較差的“三軟”、“兩硬”、“不穩(wěn)定”煤層。其中以緩傾斜厚煤層工作面的效果最明顯，工作面最高年產(chǎn)量達(dá)到500*10%以上。使用數(shù)量、范圍、技術(shù)先進(jìn)性和取得效果，均居世界領(lǐng)先地位。二、我國(guó)對(duì)綜放開采技術(shù)的貢獻(xiàn)。1、頂煤冒放性的定量評(píng)價(jià)方法。頂煤能否順利冒落并有效放出，是決定放頂煤開采能否成功的關(guān)鍵

3、，也直接影響到煤炭回收率。我國(guó)科技人員先后提出多種冒放性評(píng)價(jià)方法，現(xiàn)場(chǎng)使用較多且直觀方便的方法是下述的“因素加權(quán)模糊推理法”。這是對(duì)煤層地質(zhì)條件和開采條件的綜合評(píng)價(jià)，沒有考慮輔助措施對(duì)冒放性的影響作用。當(dāng)采用輔助措施影響冒放性時(shí)，相當(dāng)于改變煤層地質(zhì)條件和開采條件，因此，該方法仍然適用。2、綜放面頂板結(jié)構(gòu)與支架圍巖關(guān)系。一直是學(xué)術(shù)界和工程界長(zhǎng)期爭(zhēng)論的課題。一種認(rèn)為放頂煤一次采出厚度大了，頂板壓力必然增大，因此有些廠家設(shè)計(jì)岀了大噸位支架，然而這些支架在有些采場(chǎng)出現(xiàn)了鉆底、鉆頂及歪架現(xiàn)象，直接影響礦井效益；另一種認(rèn)為，放頂煤采場(chǎng)冒落肝石厚度大，頂板壓力被緩沖，壓力變小，因此有些礦

4、井選用噸位較小的支架，結(jié)果出現(xiàn)立柱壓爆、油缸變形的嚴(yán)重事故。放頂煤采場(chǎng)壓力是變大了還是變小了,應(yīng)該怎么認(rèn)識(shí)這個(gè)問題,已成為綜放支架設(shè)計(jì)和選型的首要問題。3綜放支架受力與頂板結(jié)構(gòu)的關(guān)系。由上述分析可知,綜放面頂板壓力不僅與頂板結(jié)構(gòu)有關(guān)，且與采空區(qū)充填狀態(tài)有關(guān)。對(duì)于一般的頂板結(jié)構(gòu)，支架設(shè)計(jì)和選擇時(shí)，Pc的選擇可根據(jù)煤層硬度適當(dāng)調(diào)整。此結(jié)構(gòu)下水平推力不是主要矛盾，也不會(huì)有大的沖擊載荷。對(duì)于堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)采場(chǎng)，頂板壓力大小的預(yù)計(jì)及支架選型應(yīng)采用以下步驟：首先估計(jì)在預(yù)定放出率條件下的直接頂厚度；對(duì)照具體采場(chǎng)的頂板巖層，推斷堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)形成的位置及可能性；計(jì)算堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的自由空間（

5、采空區(qū)的空虛程度）；估算結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)最大動(dòng)力載荷及力作用方向；提出對(duì)支架架型及參數(shù)的要求。三、提高煤炭?jī)帐章实募夹g(shù)措施。經(jīng)過十多年的奮斗，圍繞提高煤炭回收率，展開了礦壓、設(shè)備、回采工藝等一系列的研究。目前，取得了回收率高于80%的成果，主要的技術(shù)創(chuàng)新有以下4條：1、首先試驗(yàn)并推廣了小煤柱沿空掘巷技術(shù)，并使大斷面全煤巷實(shí)現(xiàn)了錨網(wǎng)化，減少了大量區(qū)段煤柱；2、研制了過渡放煤支架和端頭放煤支架，使工作面回收率提高了2%以上；3、特厚煤層采用預(yù)采頂分層鋪底網(wǎng)技術(shù)，一方面提高了冋收率，另一方面減少了混肝；4、對(duì)回采工藝進(jìn)行了重點(diǎn)攻關(guān)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，如“兗礦集團(tuán)興隆莊礦優(yōu)化工藝后，工作面回

6、收率提高5%以上”。四、新型系列綜放支架及其配套設(shè)備。支架是綜放開采技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備,我國(guó)綜放支架的研制居世界領(lǐng)先水平，我國(guó)目前已擁有適合不同傾角、不同厚度煤層和不同頂?shù)装鍡l件的系列產(chǎn)品以及和配套的設(shè)備。我國(guó)已成功地設(shè)計(jì)制造了過渡支架和端頭支架兩個(gè)特殊品種，使綜放開采技術(shù)具有更好的適應(yīng)性和安全性。五、綜放工作面安全保障系統(tǒng)。綜放工作面突出的安全問題主要是瓦斯、煤炭自燃和煤塵。研究表明，在低瓦斯煤層中，綜放開采與分層開采礦井的絕對(duì)和相對(duì)瓦斯涌出量沒有太大的差別。綜放面瓦斯涌出特點(diǎn)與防治措施如下：在高瓦斯礦井，綜放工作面瓦斯涌出的特點(diǎn)是：絕對(duì)量增加，如陽(yáng)泉五礦15號(hào)層綜放工作面產(chǎn)

7、量是分層工作面的1.5?1.9倍，而絕對(duì)瓦斯涌出量是分層工作面的1.n.6倍;綜放開采的相對(duì)瓦斯涌出量比分層開采的第一分層低，比分層開采的其他分層高，如陽(yáng)泉8204工作面（綜放）相對(duì)量12186m7t,開采一分層的8103、8101工作面（一分層工作面）分別為16106nf7t、17134m7t,其他分層則低于綜放工作面。有效的防治措施為：本層抽放或鄰層抽放；采空區(qū)抽放；加犬抽排風(fēng)量和強(qiáng)化局部瓦斯聚集區(qū)的處理力度。實(shí)踐證明，準(zhǔn)確掌握工作面瓦斯涌出特點(diǎn)，采取針對(duì)性措施，可以有效解決綜放面的瓦斯問題。綜放開釆技術(shù)以其高