提高综采放顶煤的回收率的措施探讨
【摘 要】提高综放回采率是综采放顶煤的关键课题。文章首先阐述了综放开采煤炭损失的构成，然后对提高综采放顶煤的回收率的措施进行了探讨。这些措施主要包括选择科学合理的开采设计方案、选择合理的放煤工艺和合理选择综放面设备。
【关键词】综放开采；回收率；开采设计；放煤工艺；设备
前言
放顶煤开采将原来厚煤层需多次分层采出的煤炭一次性开采出来，具有产量高、成本低、投入产出效果好等特点。从可持续发展的角度，采矿界最为关注的是在不同的煤层赋存及生产技术条件下，顶煤回收率的问题。在实践中研究分析顶煤放出率及其影响因素，对提高放顶煤工作面回采率，科学指导放顶煤开采具有十分重要的意义。
1 综放开采煤炭损失的构成
综放开采煤炭损失包括开采设计损失、放煤工艺造成的损失和工作面设备本身引起的损失。
1.1 放顶煤开采设计损失
（1）采区各种煤柱损失。包括采区上下山煤柱、区段煤柱等。
（2）开采参数对煤炭的损失。相同情况下，工作面长度由75m增至150m，将使顺槽煤柱损失减少一半；采区走向长度增加一倍，也可以使上下山和采区隔离煤柱损失率减少。
（3）初采损失。工作面初采时，为了避免直接顶垮落砸坏液压支架尾梁，在直接顶垮落前，一般不放煤或不将顶煤放干净，使这部分煤不能回收。三软煤层初采时，工作面通常由跟顶板回采过渡到根底扳回采的，这就会造成三角底煤的损失。
（4）末采损失。为使综放支架拆除时处于实体煤中，末采时采取的办法一是提前不放煤，二是提前由底板向顶板爬高，均会造成煤炭不能回收。
（5）端头损失。部分放顶煤工作面为了保护两端头安全出口，掘进巷道时铺顶网护顶，回采时留3～5架不放煤。
（6）放采比不当造成的煤损。放采比过大，底层煤开采后，上覆顶煤不能充分松散垮落，增大顶煤损失；放采比过小，综放开采的技术优势得不到充分地
发挥。
1.2 放煤工艺引起的的煤炭损失
（1）放煤步距煤损。底分层开采时，支架每前移一次二次或三次，放顶煤一次，在含矸要求一定的情况下，放顶煤步距的大小是影响顶煤回采率的主要因素之一。
（2）放煤方式煤损。综放面每个液压支架均有一个放煤口，放煤方式的选择也是影响顶煤回收率的主要因素之一。
1.3 工作面设备引起的的煤炭损失
（1）放煤液压支架对顶煤回收率有较大的影响。高、中位放顶煤液压支架存在有脊背煤损失，而低放顶煤液压支架则不存在有脊背煤损失。
（2）后刮板输送机的运输能力和结构也影响顶煤的回收。
（3）综放工作面的装机容量太小或比例不合理，都会导致煤炭的回收率降低。
2 提高综放工作面回采率的措施
2.1 选择合理的开采设计方案
2.1.1 改善采区设计，合理布置巷道。适当加大工作面走向长度和工作面长度，减少区段煤柱，减少端头损失及初、末采损失。从而减少采区煤柱损失，提高回采率。
2.1.2 综采放顶煤措施
（1）减少初采损失。在综采放顶煤中，初采损失不可避免，虽然损失量不大，但也应减少其损失量。减少初采损失比较有效的办法是切顶巷技术。切顶巷技术是采用减小初采期间顶煤的垮落步距来提高回采率。其方法是在工作面开采前，在切眼外上侧沿顶板掘进一条与开切眼平行的辅助巷道（即切顶巷），并在巷道的一帮打眼放炮，以缩小工作面的初次垮落步距，及早实现放顶煤。
（2）在条件允许的情况下，采取措施，在末采时尽可能多放煤。末采时尽可能在合理位置停放，减少末采时不放煤造成的损失量。
（3）解决端头放煤，首先必须合理选择端头支架。其次要加强工作面两端头支护，在确保安全的情况下，将采面的支架尽量延长到材料道、溜子道的机尾，同时要把机尾靠到材料道的上帮和溜子道的下帮，使过渡支架安装在顺槽中，尽最大可能将工作面两端头顶煤放下来。工作面上下两道掘进时，应严格沿底板掘
进，不得丢底煤，并加强采面浮煤的清理工作。
2.2 选择合理的放煤工艺
（1）采用合理的放煤工序，正确的放煤顺序可以使顶煤的放出量最多、混矸量最少，脊背煤损失也更少。该工序主要根据多口放煤理论，坚持多轮、顺序、均匀放煤，矸石含量超过1/3时，再关门的原则。主要应注意：
多轮放煤，当顶煤厚度较大时，垮落的顶煤不要一次放完，分2～3次放完。
工作面的放煤顺序从一端或中部依次向另一端进行；
均匀放煤，在每一轮放煤工序里，控制各支架的一次放出量相近。
（2）综采工作面的顶煤采出率还与工作面的放采比有关，采放比是指放煤高度和机采高度的比值。Hf=（1.8～4）Hc较为合理（Hf为放煤高度，Hc为采煤高度）。如果放采比太大，会造成放煤过程中顶煤的大量丢失，不利于顶煤采出率的提高，应采用分层铺网综放开采。
（3）放煤步距也是影响综放工作面顶煤采出率的一个关键因素，合理地选择放煤步距，对提高煤炭回收率、降低含矸率至关重要。当放煤步距过大或过小时，都会使采空区一部分冒落的顶煤还来不及到达放煤口时，采空区的矸石已进入，按照见矸就关的原则，这部分顶煤将被关在放煤口之外。只有当放煤布距合理，待顶煤全部放完时，顶部矸石和采空区矸石将同时到达放煤口，此时关闭放煤口，煤炭损失最少，顶煤回收率最高，而含矸率也最低。
（4）支架放煤口高度与回采率有直接关系，根据直接顶厚度、矸石充填采空区程度来确定放煤口的放煤高度。
（5）放煤口边缘造成的放煤死角与放煤顺序有较大的影响，采用多轮顺序均匀放煤或单轮间隔折返顺序均匀放煤，对减少放煤死角，减少丢煤有一定的积极作用。2.3 合理选择综放面设备
放煤设备是综采回采作业的重要组成，对于综采回采煤炭损失率具有直接影响，因此，在其选择上必须要精心。在实际选择的过程中，要根据施工现场的实际情况，来确定应选用何等规格的液压支架。此外，还要提高割煤质量，加强减少放顶煤煤炭损失的技术应用，强化顶板管理手段，进而促进其可靠性。
（1）端头支架、排头支架。由于端头设备布置集中，顶板须加强支护，端头放煤会给端头的顶板管理带来困难。现在端头支架的尾部采用掩护式，即尾部用钢板将后输送机、转载机尾与老塘顶煤隔开。要想进行端头放煤，就必须处理好放煤与顶板支护的矛盾。通过现场观测，使用收摆尾梁式低位放顶煤端头支架，顶煤运移到端头支架尾梁尾部落地时，再将其放入转载机尾部运走。由于顶煤落地时被回收，故对顶板支护的负面影响较小。采用这种端头支架，既可以保证两
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