本文選自國家級期刊《煤礦開采》，《煤礦開采》期刊是國家煤礦安全監察局主管、煤炭科學研究總院主辦的國家級綜合性學術期刊,面向國內外公開發行,國內統一刊 號：CN:11-3677/TD，國際標準刊號：ISSN:1006-6225。是煤炭行業礦井開采新技術、新產品及研究成果的主要發布媒體之一。《煤礦 開采》期刊是中文核心期刊,中國科技核心期刊,國家圖書館重點收藏期刊。讀者對象:主要是從事工程行業的技術人員、科研與設計人員、管理干部、大專院校師 生。2012年，《煤礦開采》成為雙核心期刊，《煤礦開采》期刊連續入編《中文核心期刊要目總覽》，在工程類核心期刊表中位列前茅。

　　摘要：綜放開采技術是在中厚煤層一次采全高綜采技術上發展起來的采煤技術,我國經過十幾年的探索,已經處于國際領先水平。淮北礦業集團朱仙莊煤礦通過對綜采放頂煤工作面回采過程等方面的研究,探索出一套成功的操作工藝,在研究采放工藝和嚴格落實各項安全措施基礎上,得出合理的開采技術,最大限度地提高了采出率,減少了資源浪費,實現了安全、高效開采。該文就如何采用綜采放頂煤技術，提高煤炭回收率的技術措施進行了具體的闡述，具有一定借鑒意義。

　　關鍵詞：煤炭開采,綜采放頂煤,安全保障措施探討

　　一、基本概況

　　(一)地質概況

　　淮北礦業集團朱仙莊煤礦，870工作面位于87采區第一區段上部，南至朱仙莊礦與蘆嶺礦井田邊界的保護煤柱線，北到871進架聯巷，上鄰未開采的防塌煤柱及8煤層回采上限-240m（已批復），下鄰一區段871工作面（已回采完畢）。八煤層為穩定結構的特厚煤層,結構復雜，宏觀煤巖類型以半暗至半亮煤，構造以鱗片狀、粉末狀為主、次塊狀，煤層松軟，平均普氏硬度f：0.30。煤層產狀為：向130°～160°、傾向40°～70°、傾角1°～15°。

　　煤松軟、頂軟、地軟，是典型的“三軟"煤層，直接頂為灰一深灰色泥巖，平均4.9m，質軟，抗壓強度弱。老頂為淺灰色細砂巖，平均厚度9.0m，成分以石英、長石為主，中厚層狀，堅硬。直接底為灰一深灰色泥巖，平均1.5m±。

　　(二)工作面概況

　　870工作面為走向長壁走向長壁一次采放全高，ZF6000/17.5/28型支撐掩護式液壓支架綜采放頂煤采煤方法，全部冒落法管理頂板。本工作面煤層厚度最小5.1m，最大10.4m,平均8.0m，所使用支架型號為ZF6000/17.5/28，煤機型號為AMG-300/720KW。根據支架的支護性能，煤機的割煤高度以及支架的穩定性，確定工作面割煤高度為2.2m，放煤高度為5.8m，工作面采放比為1：2.64。工作面共安裝93套支架。

　　二、綜采放頂煤技術概述

　　我國綜放的發展始于20世紀80年代。1989年8月，采用我國自行研制的FY400／14／28綜放支架開始試驗，后因支架穩定性差，四連桿強度不足損壞嚴重，加之設備的配套性不好，支架不能前移，造成工作面發火中止試驗；1989年，我國引進了匈牙利VHP一732型高位插底式放頂煤液壓支架，取得了平均月產44206t，最高月產：55000t，回采率79．6％，平均工效25．5t的初步成績；1988年陽泉礦務局、1989年潞安礦務局開始試驗，超過了以前各局所取得的效果。與此同時，在晉城、鄭州、兗州、遼源、烏魯木齊、平莊等礦務局推廣使用。從1984年第一個試驗工作面算起，到1994年的10年間，我國綜放技術迅速發展，1994年，全國綜放開采的總產量達到3688104t，有28個礦務局，60個綜放面在生產。其中，年產量超過百萬噸的21個，綜放技術日趨成熟。在設備、工藝、安全保障等方面做了大量的理論研究和現場試驗，為近幾年的發展打下了堅實的基礎。到1998年，全國綜放總產量達到7100×104t，綜放工作面總數達到82個，全國64個百萬噸綜采隊中，有22個是綜放，其中9個隊的年產達到200×104t以上，占當年200×104t隊的81．8％。使用條件由初期的緩傾斜煤層發展到傾斜、急傾斜煤層；由開采條件較好工作面發展到條件較差的“三軟”、“兩硬”、“不穩定”煤層。其中以緩傾斜厚煤層工作面的效果最明顯，工作面最高年產量達到500×104t以上，淮北礦業集團公司也采用了綜放技術，對礦井的產能提高做出了巨大貢獻。

　　三．綜放開采技術的理論研究

　　我們科技人員在綜放開采的技術進步中，投入了大量的力量，在理論、技術和裝備等方面取得了系統和豐碩的成果。

　　(一)頂煤冒放性的定量評價方法

　　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鍵，也直接影響到工作面的煤炭回收率。科技人員先后提出了多種冒放性評價方法，例如：將影響因素量化后進行回歸；用回歸公式計算冒放性；用模糊聚類法計算冒放性；用距工作面煤壁不同距離處頂煤位移量達到100mm處的位置遠近作為冒放性判別指標。現場使用較多且直觀方便的方法是下述的“7因素加權模糊推理法”。這是對煤層地質條件和開采條件的綜合評價，沒有考慮輔助措施對冒放性的影響作用。

　　當采用輔助措施影響冒放性時，相當于改變了煤層地質條件和開采條件，因此，該方法仍然適用于淮北礦區地質情況的。

　　(二)綜放面頂板結構與支架圍巖關系

　　綜放面頂板結構與支架圍巖關系一直是學術界和工程界長期爭論的問題。一種觀點認為，放頂煤一次采出厚度大了，頂板壓力必然增大，因此有些廠家設計出了大噸位支架，然而這些支架在有些采場出現了鉆底、鉆頂及歪架現象，直接影響了礦井的效益，另一種觀點認為，放頂煤采場冒落矸石厚度大，頂板壓力被緩沖了，壓力變小了，因此有些礦井選用了噸位較小的支架，結果出現了立柱壓爆、油缸變形的嚴重事故。那么，到底放頂煤采場壓力是變大了還是變小了，應該怎么認識這個問題，已成為綜放支架設計和選型的首要探討問題。

　　(三)綜放支架受力與頂板結構的關系

　　由上述分析可知，綜放面頂板壓力不僅與頂板結構有關，而且與采空區充填狀態有關。對于一般的頂板結構，支架設計和選擇時，Pc的選擇可根據煤層硬度適當調整。此結構下水平推力不是主要矛盾，也不會有大的沖擊載荷。對于堅硬梁式結構采場，頂板壓力大小的預計及支架選型應采用以下步驟：首先估計在預定放出率條件下的直接頂厚度；對照具體采場的頂板巖層，推斷堅硬梁式結構形成的位置及可能性；計算堅硬梁式結構運動的自由空間(采空區的空虛程度)；估算結構失穩時最大動力載荷及力作用方向；提出對支架架型及參數的要求。

　　四．提高煤炭回收率的策略

　　經過十多年的奮斗，圍繞提高煤炭回收率，展開了礦壓、設備、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，主要的技術創新有以下幾個方面：

　　A、首先試驗并推廣了小煤柱沿空掘巷技術，并使大斷面全煤巷實現了錨網化，減少了大量區段煤柱；

　　B、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3％以上；

　　C、特厚煤層采用預采頂分層鋪底網技術，一方面提高了回收率，另一方面減少了混矸，提高了煤質；

　　D、對回采工藝進行了重點攻關，優化生產工藝，如“淮北礦業朱仙莊煤礦優化技術工藝后，工作面回收率提高7％以上”。

　　五、綜放工作面安全保障辦法

　　礦井施工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和相對瓦斯涌出量沒有太大的差別。

　　有效的防治辦法是：本層抽放或鄰層抽放；采空區抽放；加大抽排風量和強化局部瓦斯聚集區的處理力度。在淮北南部礦區大多數采用了這種方法。

　　總之，我們工程技術人員要準確掌握工作面瓦斯涌出特點，采取針對性措施，可以有效解決綜放面的瓦斯等諸多問題。

　　參考文獻：

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