生产残煤综采放顶煤在生产中利和弊学位

摘要：西安煤业公司是20世纪60年代投产的老矿井，设计开采年限50年，现原始煤层已尽枯竭，由于过去回采方法落后，地质复杂，区段、阶段煤柱等原因，剩余残煤采用综采放顶煤进行尝试，为此，就残煤中综采放顶煤在回采中的实践应用和实际工作经验作进行研究分析。
关键词：残煤；综采；旧巷；放顶煤
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2.3198（2013）0

4.0189.01

1西安煤业公司历史概况 西安煤业公司20世纪60～70年代采用分层检测顶采煤法、水沙充填采煤法、巷柱采煤法。80年代以后，由于矿井煤炭储量减少，为了稳定矿井的生产能力，开始查找残煤工作，同时进行残煤开采。支护方式使用摩擦支柱与铰顶梁结合使用。90年代使用单体液压支柱与π钢支护回采。1997年以后引进了综采放顶煤采法，并推广使用。
2综采放顶煤的参数及工艺

2.1主要参数

工作面每9.0平方米一盘ZF4000∕1.87∕3.3G液压支架，支架载荷400吨，4

4.4吨∕㎡，支护强度0735MPa，液压泵压力30MPa。

2.2主要配套设备

采煤机MGD150―NW短壁采煤机一台，刮板输送机SDZ630∕180前、后各一台。

2.3回采工艺

（1）机械落煤：采煤机进刀方式为单向割煤斜切进刀，下行割下段顶煤，上行割下段底煤，到交叉点后，上行割上段顶煤，下行割上段底煤。
（2）伸前梁：采煤机割过顶刀过一个架子位置时，由副司机或专人伸前梁，护住顶板。
（3）推溜子：采煤机割完帮后，使用支架前端底部与溜子连接的活塞，将溜子推至煤帮。
（4）移架子：利用溜子与架子连接杆将架子向前移动一次开帮位置。
（5）放顶煤：将尾梁收回，插板收起，使沙帮采空区煤自然掉落入砂帮低位的溜子上。
（6）扫浮煤：放煤后，用人工将溜子处的浮煤和架间浮煤清理干净。
3综采放顶煤的优点

3.1支护强度大

根据我煤业公司多年矿压观测资料统计和顶板分类数据分析，PT25吨∕平方米，由于现在为残采，采区压力得到一定量释放，而液压支架支护载荷为4

4.4吨∕平方米，故本支架支护强度完全满足采场压力上限要求。

3.2整体性强

由于液压支架之间侧护板紧密相连，形成整体。对抗击突然来压、侧压、周期来压及压力集中区来压，都有可靠地安全保证。

3.3操作方便

各部件都采用液压活塞连接，除须设泵站和接设管线、维修管路外，工作面操作比较方便。

3.4减小了劳动强度，加快了开帮进度

除上、下端头外，工作面基本实现了机械化施工，在不受放顶煤和顶板自然条件的影响下，能够满足设计开帮进度。

3.5增加了原煤采出量

由于采用低位放煤，落煤较充分，加之采用多轮次巡回，均匀放煤方法（就是在第一个架子放一段时间后，间隔几个支架再放，再留几个支架放，一轮放完后，再从没放过的架子放一段时间与上一轮错一个架位，以此类推）可以提高顶煤回收率，减少丢煤量。

3.6采区设计面积扩大，提高了接续能力

根据残煤的赋存情况，采区走向和倾斜长度不断提高，使采区接续紧张现象得以缓解。

3.7提高了工作效率

使原来的回采工效率由3吨∕工左右提高到10吨∕工以上。

3.8提高了单产，降低成本

原煤产量提高，相对吨煤成本明显下降。

3.9适应条件强

采用综采放顶煤，使原来难以回采和不能回采的煤层得以可采。

3.10安全系数高

在综合机械化采煤回采施工十几年来，没有发生过控顶下的人身伤亡和重大顶板事故损失。所以，就安全程度还是很高的。
4综采放顶煤的问题

4.1初次投资高

综采液压支架、采煤机、运输机的初次投入资金较高。

4.2对井巷断面要求高

掘进采区一般都在有构造和旧巷，采迹内较多，掘进距离远（多在1000米以上）怎么写作年限长（半年以上）。要求施工质量高，由于受矿压和动压影响，使巷道断面缩小或支护失效，须多次翻修，增加了人力物力，加大了工作量。

4.3对一通三防要求高

（1）防火：掘进巷边和维修巷边破坏了原有煤岩结构，形成空隙，进入空气后产生高温发火。我公司自然发火期为15～45天，必须采取预防主综合治理具体措施。巷边围岩见空不实采取插管注浆，注水泥水玻璃。采空区老塘发生火情，加强瓦斯抽放、注氮、注浆和加快开帮量。
（2）防瓦斯：防瓦斯措施主要是在工作面上砂口外5m和边界边处设2～3个瓦斯传感器，超过规定浓度立即报警、断电和专职瓦检员巡回检查。正常情况下，工作面放顶煤时，老顶下沉时，揭露老塘时瓦斯会增大。发生上诉隐患，要根据现场情况采取针对性措施及时处理。
（3）防一氧化碳：发现有一氧化碳说明已有火情，应停止抽放，结合防火措施有效处理。

4.4初次投产工作量大

采区形成后，为了准备工作面，将开切巷道扩宽至6米，以便于进液压支架。从运输大巷铺设轨道至上顺槽工作面10m～20m位置运输液压支架使用，液压支架进入工作面支架，前、后铺设两台SDZ630∕180刮板输送机，煤帮侧再开帮2×3m安装采煤机。这一工作量比较大。

4.5地质构造处理难度大

当回采期间遇有地质构造如褶曲、断层，顶、底板见岩石时，不能随煤层开帮，只能打岩石通过。岩石处开帮须打眼放炮处理，影响采煤机使用，易崩坏管线及支架零件，影响正常工序施工接续。

4.6顶板破碎时处理困难

由于综采液压支架控制面积较大，遇破碎带时采取铺设金属网，煤帮顶板破碎不能使用采煤割顶刀，人工开顶部帮，挂超前网手掘打临时单体拖木顶子，煤帮超宽用木梁单体做腿，架设小棚封严顶板，以防超高淌货，移架时封严架间少缩柱带压前移。

4.7工作面倾斜坡度大时，增加工作量

工作面坡度超过25°，物体产生下滑力，会增大液压支架前移和推溜子时必须打牢2个以上的液压单体戗柱，单体柱要封远方操作，以防崩人。液压支架移动到位升硬至顶板，刮板运输机推至煤帮后，方可撤回单体戗柱
，每移一盘支架都

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必须打戗柱，采煤机割帮下方不能有人作业，并设2道以上护栏，以防下块伤人。

4.8回采过拐点时难度大

由于残采受条件限制，走向掘送巷道经常出现拐点情况。回采时必须调整上、下推进度找回两边长度差，称为抹楔子。抹楔子时由于液压支架方向调整不能与上、下顺槽平行推进，造成液压支架上移或下窜，使上、下顺槽要开帮或掘送绕道方法调整工作面。上、下端头要调整槽钢方向，增减槽钢，使其与支架方向一致，液压支架每移一次都要调整方向，保持与煤壁垂直。

4.9放顶煤含矸量多

由于放货量大，放货面积大，岩石在采空区内不易控制，残煤厚度不均匀，赋存位置不统一，煤层破碎程度不同，冒落速度不一致，加之放货人操作熟练程度不同等原因，使残采顶煤有很高的含矸率。

4.10工作面收尾回撤量大

工作面回采结束前8米铺网，铺钢丝绳，提前2米在煤帮使用2.4米长，18厘米原木做梁，液压单体柱配合开帮2米夹道，上端头给一组抬棚滚梁，撤支架后，放工作面顶，再放夹道顶。
5结论
残煤综采放顶煤采煤方法从采煤机割煤、液压支架支护顶板、放顶煤、刮板输送机、皮带输送机，到洗煤厂出成品煤的全部过程都实现了机械化生产，这一采煤方法对于我煤业公司这个老矿井原始煤层枯竭情况，探索出老矿挖潜新的出路，为我国老矿生存开启了先河。