浅谈如何提高放顶煤工作面回收率

何显冬

(山西汾西矿业(集团)公司生产处，山西 介休 032000)

经过实地勘察，我们得知高阳煤矿现在主要以+656m水平开采太原组9-10-11#煤层，9-10-11#煤层的相对较厚，层厚度达到了8至10米之间。因为这项工艺技术现在虽然拥有高回报率，高开采率等明显的优势，不过回收率低的问题一直未得到有效的解决，厚煤层的开采极为重要并且原煤产量也极为丰富，所以如果能够把这一项工艺技术的回收率通过一定科学的方式进行解决，那么不仅会大大降低企业的开采成本，提升开采效率，意义非凡。本篇文章主要针对的考察对象是高阳煤矿综采一队在二采区西翼18层四个分段地板层的实际情况，并且与工作人员进行商讨共同研究如何解决回收率问题。

1 工作面简况

本次所面向的实地考察区域位置在整个高阳煤矿二采区的西翼，并且属于西翼的一号区域，层级分化为第18层，分段为四分段的地板层综合方面，这里的煤层相对较厚达到了10米，并且煤层硬度属于中等级别，煤层纹路倾斜角度大约在4°至8°，布置的工作面整体倾斜长度为240米，顺延走向长度达到了840米，地质储量大约172万吨，整体可以开采的原煤产量大约为128万吨，属于较大的工作面。

这一开采区域内部的地层质地以及构造相对来说不复杂，布置的工作面基本由F倾斜断层横穿而过，具体的落差数值大约在1.2至1.5米之间，所以因为独特的地理构造并不会在很大的程度上影响到回收率，不过顺延走向的工作面是由F2断层贯穿的，这一断层的落差数值相对来说较大，达到了4至5米，那么这种落差距离就会对回收率构成强烈的影响。整个煤矿开采区域的顶层主要是由灰白色的中砂层构成，底部则是由细砂构成。

这一区域布置的工作面的煤矿储备量非常多，煤层纹理呈现节理走向，所以很容易出现冒落的问题，所以这一区域为了避免这一情况并且提供开采效率所使用的方式是放顶煤支架。根据这一区域的独特性应该选择支撑掩护式低位来进行，工作时采用的方式是走向长壁后退式一次采全厚采煤法，顶部的管理方式使用的是全部垮落法。针对于上述的支撑掩护式所使用的具体型号为150组Z9600/17/33型，排头架型号为8组Z8000/21/35型，端头支架型号为2组ZFT20000/21/40型。

2 工作面开采及回收率情况.

针对于这一区域的的开采时间为2010年6月5日，负责回采的为综采一队，综采一队在2018年12月17日才将工作面安装完毕，走向距离横跨了840米，目前实际开采出来了161万吨的煤资源，比预期稍微高一点，整体的工作面回收率高达93.6%，我们国家针对这一类厚煤层的规定回收率是不能低于93，所以达到了既定的规则。

3 可提高回收率措施

(1)注水措施，在开采煤炭的时候，需要将顶煤完全打碎然后放顶煤，不过有时候因为煤层过硬无法完全打碎降低了回收率，所以采用的方式是高压注水的形式，将水通过高压泵打入钻孔之中，让水能够充分与煤层相接触，这样就能够把煤层硬度降低，完全打碎的概率大大增高，提高了回收率。

(2)放顶煤工艺在受力的时候收到两个力，向下的支撑压力非常重要，可以将顶层煤矿进行完美打碎，这样就能够提高回收率。并且在打碎顶煤的时候还可以通过反复支撑支架这一操作进行，这样打出来的顶煤更加破碎。

(3)放煤使用合理操作，在放煤的时候针对工作面软帮应该采取的是一刀进行放煤，具体的放煤距离应为0.8米，放煤的先后次序也有一定的讲究，首先支架应该先奇后偶的方式，两两间距不能够小于20米，放煤的时候每一个放煤口不能低于3分钟也不能多于5分钟，这样的操作不停地往复，就是放煤的具体操作，通过反复操作过后，上层顶煤下落速度为匀速下落，这里要备注一点就是，在放煤所有操作完成过后才可以进行移架的操作，否则会影响放煤流程。

(5)保证放煤口畅通。虽然前面具有很多操作都是针对碎顶煤的，但是实际情况中还是会出现大块煤矿没被完全打碎的情况出现，如果因为这种情况造成卡煤口，使用的方法有两，一种是通过不停地摆动后梁使煤矿破碎，一种是使用千斤顶进行击碎。切记不可以使用炸药或者爆破物进行击碎。

(6)要提升回收率，顶层以及底层的放顶煤操作一定要经过科学的管理和控制。

(7)煤矿开采区域一般都具有《作业规程》，要充分的按照上面所述进行操作，比如浮煤要进行定期打扫，灰尘不宜过多等。

4 煤炭损失分析

何为回收率，回收率代表的就是生产效率，一旦回收率提高了，生产率就提高了，煤矿的开采损失就降低。针对这一点我们国家有明确的规定：在进行针对厚层以及特厚层的煤层开采的时候，整个开采区域的回收率不能低于75%，并且针对工作面的回收率不可以低于93%。那么剩下的7%就是国家允许的损失范围，这7%的损失构成有以下几点：1.上下两端头没有进行放煤；2.工作面之上的浮尘浮煤过多；3.在放顶煤的时候效果没有达到预期计划；4.回采煤矿的时候上下巷道在进行掘进操作丢煤；5.铺设工作面的时候发生断层情况导致丢煤。

根据相关文献以及国内外的资料翻阅可得：很多情况下，工作面外侧区域段煤炭的损失量高达30%至35%，在进行具体的放煤的时候，在工作面内部同样也会出现损耗，高达40%至45%，针对这次考察的高阳煤矿回收率可以高达93.2%的情况下，我们也进行了商讨，首先这一区域在开采放煤的时候放的相对来说比较彻底，工程队在开始进行采集的时候，割与放同时进行，不像平时留下了10到15米的距离，变割变放，实现了同步采煤直到停工。

5 建议与商讨的问题

(1)回收率不仅仅有关于工作面的内部，如上所述工作面之外的煤炭损耗也非常高，高达35%，所以也是需要解决的重要问题，所以高阳煤矿综采一队采用的方式就是边割煤边放煤，不留空子。

(2)在采面端头进行放煤，这样的方式可以很大程度上降低回收率损耗[1]，比如端头支架放煤法，综采一队使用的就是这一方法，故而才能达到93%。

(3)我们都知道矸石混入放煤的煤炭之中，会大大降低生产率，所以一定要避免杂物混入其中，解决办法如下：首先把金属网预先铺设在放煤处，进行过滤。并且在放煤之前要进行完全打碎，只有这样做才能够保证回收率的提高。

(4)采访比的合理性，根据规定来讲，通常采访比的合理比值为1/3，如果数值超出那么则不合理。考察区域的煤层厚度为12.6米，首先顺着底层先进行2，2米的采煤工作，然后剩下的就是11米的顶煤了，具体算出采放比大约在1/5左右。并且综采大队在碎煤的时候进行了良好的注水措施，使得煤层的硬度大幅度的降低，更好的保证了碎煤率和回收率。

综上所示，放顶煤这项工艺技术的优势非常明显也非常多，不过就是回收率太低，只要解决回收率低的问题，这一方式将会被更多的企业所引入。