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綜放開采相關問題探究

文檔作者：張文彬文檔來源： 1．太原理工大學礦業(yè)工程學院 2．山西晉城煤業(yè)集團長平公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月01日
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2015年第2期(總第113期)
協(xié)；夏與辛釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2015年2月
綜放開采相關問題探究
張文彬
(1．太原理工大學礦業(yè)工程學院，山西太原030024；2．山西晉城煤業(yè)集團長平公司，山西晉城048006)
摘要：對放頂煤的發(fā)展進行了簡單概述，分析了綜放開采所具有的特點，就當前綜放開采中存在的問題進行分析，
并以其為基礎就如何更好地促進與完善綜放開采技術提出措施。
關鍵詞：綜采放頂煤；開采特點；問題；措施
中圖分類號：TD823 文獻標識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2015)02—0025—03
On the Related Issues of Fully-Mechanized Caving Mining
ZHANG Wenbin
(1．College of Mining Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，Shanxi，China；2．Changping Company
Jincheng Anthracite Mining Group of Shanxi Province。Jincheng 048006，Shanxi，China)
Abstract：The development of coal caving was described briefly，the characteristics of fully-mechanized caving mining were
analyzed，the existing problems in the current fully-mechanized caving mining were analyzed，and measures were proposed to
promote
and improve the fully-mechanized caving mining technology better．
Key words：full—mechanized top coal caving；mining characteristics；problems；measures
0引言
伴隨近年來中國煤炭需求不斷擴大及煤炭行業(yè)科
技水平不斷進步，綜采放頂煤技術亦獲得了世人矚目
的成就，無論在開采效率還是應用范圍上均獲得顯著
提高。根據(jù)相關資料顯示，綜放工作面單面年生產(chǎn)水
平從最初的百萬噸級躍升至近700 X 104 t多，使用范
圍也基本囊括了已知所有厚煤層賦存條件；部分大型
煤礦集團還根據(jù)自身特點研制出諸多具有地方特色的
綜放生產(chǎn)技術，在可見的未來綜放開采技術仍將是中
國煤炭生產(chǎn)中不可或缺的重要構成要素。所以，加強
對綜采工藝探究，研發(fā)對其生產(chǎn)中常見問題的有效治
理措施是確保礦山生產(chǎn)安全、高效、有效進行的必然
要求，也是促進中國煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然之路Ⅷ。
1放頂煤發(fā)展概述
放頂煤開采技術最早興起于20世紀初葉的歐洲，
但初期效果不佳，直至20世紀50年代由蘇聯(lián)人深人研
究、制造出最早的放頂煤液壓支架并取得良好實踐效
果后才開始逐漸推廣開來。到20世紀60年代，部分歐
收稿日期：2014一11—18
作者簡介：張文彬，1976年生，男，山西山陰人，2000年畢業(yè)
于陽泉煤炭專科學校采煤工程專業(yè)，工程師。
洲國家再次投入相關研究并取得一些成果，例如1963
年，法國成功研制出“香蕉”形支撐掩護支架；20世
紀80年代初，匈亞利制出前開天窗式放頂液壓支架。
但隨著國際能源結構的調(diào)整和實際應用的局限性，放
頂煤技術在國外礦井中的應用逐漸減少，直至20世紀
90年代已基本停止。
在中國，綜放技術起步較晚，直至20世紀80年代
才開始起步，但其發(fā)展速度極為迅猛，從1984年中國
建成第1個綜放開采工作面起至1998年，全國放頂煤
開采量已達700×104 t多，綜放工作面近100個，全國
百萬噸綜采隊中超過1／3采用綜放技術。綜放技術應用
范圍更從開采條件優(yōu)良的工作面向不穩(wěn)定煤層、三軟
煤層等易開采煤層拓展。時至今日，中國綜放開采在
使用數(shù)量、范圍、相關技術等多方面均已達到世界領
先水準，已開始邁出國門走向世界。
2綜放開采的特點
相較于普通開采方法，綜放開采有著幾點顯著優(yōu)
越性：a)綜采技術有著較高機械化水平，開采工藝極
為先進；b)其噸煤工效明顯高于普通開采工藝，有著
較好的經(jīng)濟效益，有助于實現(xiàn)礦井生產(chǎn)精簡、集中
化；C)可顯著降低礦井的開拓、回采等巷道長度，縮
減準備時間，對新建礦井巷道布置方式改進有著積極
指導意義；d)可有效利用相關開采理論與礦壓理論將
·25·
萬方數(shù)據(jù)
2015年第2期紅；夏占節(jié)釷· 2015年2月
開采中的不利條件轉(zhuǎn)化成有利因素。
此外，相較于普通開采方式，綜放開采的適應性
也相對較強：a)綜放開采技術可有效開采6 m～10 m
的厚煤層及10 m以上特厚與巨厚煤層，適用范圍廣；
b)在煤層走向較大時綜放開采有著更高的經(jīng)濟效益，
同時其不僅可用于傾角較小的緩傾斜煤層，在條件恰
當?shù)那闆r下也可用于傾斜與急傾斜煤層的開采；C)綜
放技術不僅可用于開采硬度系數(shù)較低的煤層，亦可依
靠一定手段開采硬度系數(shù)大于2的堅硬煤層131。
3綜放開采中存在的問題
3．1瓦斯絕對含量增高
在厚煤層開采中，使用綜放技術開采后采空區(qū)瓦
斯溢出、移動等與分層開采中瓦斯溢出、移動等并無
顯著差別，甚至在放頂煤工作面中瓦斯相對涌出量會
有所降低，從而降低礦井瓦斯災害威脅。但在采空區(qū)
上方會有部分高濃度瓦斯大量聚集，當頂煤冒落后，
這些瓦斯會在短時間內(nèi)全部涌人工作面，使得瓦斯絕
對含量增高。
3．2采出率偏低
在綜放開采中煤炭損失主要來自三方面，其中因
放煤工藝導致的損失占到損失量半數(shù)以上，其余的則
由于設備條件不足或工作面設計上的不合理造成。譬
如，放煤步距與支架放煤口尺寸不搭；采煤工藝繁
復，作業(yè)管理不易；工作面端頭煤體難以放出等。這
些因素共同作用使得綜放開采中采出率不甚理想，且
所采原煤中矸石含量較高。
3．3粉塵量嚴重超標
綜放開采同其它開采方法一樣，其粉塵產(chǎn)生點的
下風處亦存在工作人員。由于放煤工序添加，雖總產(chǎn)
塵量相對較少，但工作面環(huán)境中含塵量卻遠高于其它
開采方式。特別是為避免瓦斯含量超標往往會加大工
作面風流量，這使得放煤時粉塵量進一步激增，尤其
是在難以有效注水的干燥煤層，這一現(xiàn)象尤為突出，
粉塵量嚴重超標。
3．4自然發(fā)火問題嚴重
自然發(fā)火問題一直是厚煤層開采中的棘手問題。
在放頂煤開采中自然發(fā)火可分為采前與采后兩類。開
采后，若操作過程規(guī)范，采空區(qū)內(nèi)不會殘留無用的廢
棄巷道，發(fā)火威脅較小。而采前發(fā)火多發(fā)生在采區(qū)巷
道中，譬如巷道開掘時，施工面前段發(fā)生的自然火
災，這類火災發(fā)生概率較大，一旦火災發(fā)生而未及時
撤出相關設備和進行封堵就會造成巨大損失【4】。
4針對放頂煤問題采取的措施
4．1對瓦斯的治理與預防
a)在高瓦斯礦井中，煤層開采前對瓦斯采取提前
·26·
抽取，以降低瓦斯在礦井中的濃度，避免瓦斯突出事
故發(fā)生；
b)建立完善的瓦斯監(jiān)控管理體系，對生產(chǎn)中的工
作面進行全面監(jiān)管，對瓦斯含量進行實時監(jiān)測，一旦
瓦斯?jié)舛冗^高，應采取相應措施，使瓦斯積存情況得
到緩解。譬如遭遇頂板堅硬的區(qū)域，為避免瓦斯集
聚，可進行強制性提前放頂，以防止瓦斯突出造成人
員傷亡。此外對工作面瓦斯含量超標地段，加大對工
作面的通風量，降低瓦斯?jié)舛龋恢劣谕咚狗e聚；
C1嚴格執(zhí)行相關的煤礦安全規(guī)程制度，對工作面
進行潑水、灑水工作，保證工作溫度達到平衡的同時
實現(xiàn)對所有引爆火源的消除。特別是夾帶有矸石或硫
鐵礦的煤層·，開采中應時刻注意機組平穩(wěn)工作，全力
避免工作時有電火花產(chǎn)生，消除不必要隱患。
4．2促進綜放煤炭采出率增高
綜放開采是現(xiàn)今放頂煤開采方法中最主要的方
法，其采出率的提高對放頂煤發(fā)展具有很大意義。提
高煤炭采出率需要以下措施：a)減少煤柱寬度，降低
煤柱占有量，減少煤炭損失。對工作面礦山壓力顯現(xiàn)
規(guī)律進行監(jiān)測和研究，進而完善巷道維護工作；b)對
工作面進行加長，加大單工作面生產(chǎn)能力，減少工作
面替換頻度，減少了工序占有時間；c)合理配置采煤
工序，對采場參數(shù)合理規(guī)劃。對綜放過程進行改進，
完善采放比和放煤步距，進而提高采煤效率，到達高
產(chǎn)高效；d)綜放過程中，采用機械采出工作面煤炭
后，對頂煤進行震破，放出散形頂煤。放煤過程采用
金屬礦中的遺留橢球體方法，對放煤過程觀察研究。
針對與金屬礦放礦理論的差異應采取“吸納與創(chuàng)新相
互結合”的原則，放煤過程多采用低位口放煤。
4．3對工作面煤塵治理
a)在采煤階段，可在噴霧降塵的同時應用采煤機
負壓二次降塵技術以有效降低采煤機開采時產(chǎn)生的煤
塵數(shù)量；b)在液壓支架之間及放煤口位置安設專用除
塵器以降低放煤過程中粉塵的產(chǎn)生；c)在回風巷及煤
炭轉(zhuǎn)載位置安設水幕與噴霧降塵設備，同時在灑水
前，在水中添加專業(yè)除塵試劑，從而使粉塵更易附著
落地；d)水源充足且煤層條件允許的前提下還可對即
將開挖的煤層進行預注水，從而實現(xiàn)降塵目的。
4．4工作面自然發(fā)火預防
a)對自然發(fā)火機理進行深入研究。針對不同工作
面環(huán)境進行針對性監(jiān)管，并重點監(jiān)測挖掘巷道中火災
易發(fā)生點，采取相應的針對性手段進行預處理；
b)采用特制發(fā)泡料作為施工原料，利用專業(yè)移動
噴注設備對綜采工作面兩端巷道進行噴涂，避免瓦斯
通過巷道兩幫上裂隙滲入其中；
c)推廣使用均壓防火技術。即在回風系統(tǒng)中通過
安設可控風門與增設回風巷道來改變原有通風系統(tǒng)，
萬方數(shù)據(jù)
2015年第2期張文彬：綜放開采相關問題探究2015年2月
實現(xiàn)對采空區(qū)內(nèi)壓差與漏風量的有效降低，從而避免
形成發(fā)火條件；
d)采用注入N：的方法，對工作面及其相鄰采空區(qū)
等易發(fā)生自然發(fā)火的地方進行注N：，從而實現(xiàn)對0：濃
度的降低，有效阻止發(fā)火條件形成；
e)合理選擇工作面推進速度j根據(jù)多年工程實
踐，綜放工作面傾向長度選擇上應綜合考慮煤層發(fā)火
周期及所使用開采設備的開采能力。確保工作面推進
速度大于每月40 m一50 m，從而降低采空區(qū)自燃帶
寬度，實現(xiàn)自然發(fā)火出現(xiàn)概率有效降低。
5結語
綜合機械化放頂煤開采技術是一種具有較高工藝
水平的綜合性開采技術。其在不同傾角厚煤層開采中
取得了良好實踐效果，已成為煤炭開采行業(yè)未來發(fā)展
的主流方向之一。但不可否認的是，在綜放開采中尚
存在諸多不足之處，例如煤炭回采率與含矸率的沖
突；高產(chǎn)量同高瓦斯、高粉塵見的沖突；現(xiàn)有系統(tǒng)與
工藝不匹配等，這些都對進一步提升綜放開采效率產(chǎn)
生了阻礙作用。是以，加強對這方面探究，促進綜放
技術進一步普及與應用不僅是促進高產(chǎn)、高效礦井建
設的必然要求，亦是中國煤炭產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化建設的必經(jīng)
之路閣。
參考文獻：
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(責任編輯：高志鳳)
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(上接3頁)
管理、資金、技術、人才、責任制5個關鍵環(huán)節(jié)。用
“政府牽頭、部門聯(lián)動、項目集中、資金捆綁、村民
參與、制度規(guī)范”的工作機制，建立“政府補助、部
門幫助、社會贊助、農(nóng)民自助”的多渠道投入機制，
是運城市農(nóng)村環(huán)境整治十分實際的長效機制。
主要是充分尊重農(nóng)民意愿，尊重經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)
律，尊重農(nóng)民主體地位，發(fā)揮農(nóng)民主體作用，正確處
理農(nóng)民自力更生與政府政策扶持的關系，健全農(nóng)民自
主籌資籌勞的機制和辦法，引導和組織農(nóng)民依靠辛勤
勞動改善生產(chǎn)生活條件，把政府支持、社會參與和農(nóng)
民自主投入緊密結合起來，調(diào)動各方面積極性，形成
優(yōu)勢互補、有機結合的良性互動。用“一事一議”籌
資籌勞等政策，增加農(nóng)民自主意識，吸納社會資金、
慈善資金，動員企業(yè)捐資捐助。
4結語
農(nóng)村環(huán)境綜合整治受村莊的分布狀況、經(jīng)濟水
平、技術力量、生活方式等許多因素影響，要根據(jù)研
究結果，綜合各種因素考慮，結合運城市農(nóng)村環(huán)境實
際情況進行。
運城市農(nóng)村污水處理技術模式各有其優(yōu)缺點，應
據(jù)實選擇。農(nóng)村生活垃圾處理模式為“戶分類、組收
集、村處理”模式。防治農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染的技術模
式主要是合理布局、科學選址，建立綜合利用的畜禽
養(yǎng)殖場或養(yǎng)殖小區(qū)，以沼氣工程為紐帶、其它處理技
術相結合的污染物處理方式。農(nóng)村環(huán)境整治的長效機
制要以縣(市)政府為主導，以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))政府為依
托，以行政村為基礎單位而建立。形成政府牽頭組
織、部門協(xié)調(diào)聯(lián)動、整合項目資金、多元籌集經(jīng)費、
建立制度規(guī)范、加強督促檢查的格局。
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(責任編輯：高志鳳)
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