摘要：相比于其他采矿技术来说，大采高综放开采技术的优势十分显著，因而在铁矿开采中得到了十分广泛的应用，创造了可观的经济效益。然而不容忽视的，该技术并不能适用于所有的铁矿层采掘中，需要明确大采高综放开采技术的适用环境和特点，才能保证技术得到科学合理的使用。本文将对大采高综放开采技术的优势、缺陷以及具体应用策略加以探讨和分析，以达到扬长避短，提高采铁效率的目的，从而促进铁矿开采的现代化、自动化发展。
关键词：大采高；综采放；开采方法
引言：随着科技的快速发展，各种先进的技术和设备被应用于铁矿开采之中，极大的扭转了传统人力施工的种种弊端，减少了资源的投入力度，促进了生产效率的提升，给开采工作注入了新的生机和活力。其中最为显著的就是大采高综放开采技术，该技术的适应能力强，在多种复杂的地质环境下都可以有效发挥作用，且实现了特厚铁层的机械化作业，使得铁矿生产更加安全高效，符合新时期矿产行业的发展需要，因此对大采高综放开采技术的研究和推广有着非常积极的意义。
一、大采高综放开采技术的适用条件
2007年1月1日施行的《铁矿安全规程》第68条规定采放比大于1∶3的工作面严禁采用放顶铁开采，对于铁层厚度大于14m的铁层一次采全高，大采高综放开采将成为唯一途径。开采适用条件如下：①铁层厚度以8～14m为佳，铁层平均厚度小于4m时严禁放顶铁。采放比应控制在1∶3，对于厚度变异系数大的铁层，采用放顶铁开采较之其他开采方法采出率高、经济效益好；②铁层的普氏系数一般应小于3，否则需采取顶铁的预破碎或其他弱化措施；③铁层埋深不宜小于100m，节理裂隙不发育的铁层埋深最好在300m以上；④铁层中含有坚硬夹矸层厚度单层不宜超过0.5m，否则需采取破碎措施。顶铁中夹矸层厚度占铁层总厚度的比例也不宜超过10%～15%；⑤直接顶应具有随顶铁下落的特性，其冒落高度不宜小于铁层厚度的1.0～1.2倍；⑥在缓倾斜和倾斜铁层中均可采用，在急倾斜特厚铁层中可采用水平分段放顶铁采铁法。
二、大采高综放开采技术的特点
1、大采高综放开采的优势
（1）安全高效。对于特厚铁层，采用普通综放开采时，割铁高度较小，放铁高度较大。在生产过程中后部刮板输送机运铁量远大于前部刮板输送机，且存在采铁机等待放铁的情况，不能完全实现采放平行作业。而采用大采高综放开采时，因割铁高度的加大，很好地解决了采放不平衡的问题。由于实现了采放平行作业，使一面多点同时出铁成为现实，一个工作面可相当于多个工作面同时生产，较分层开采单产和工效提高80%～100%以上。
（2）提高铁炭采出率。大采高综放提高铁炭采出率主要有2个方面，一方面割铁高度加大，采放比缩小，使割铁量所占比例加大，从而增加了工作面采出率；另一方面支架高度加大，从而后部放铁空间加大，有利于放出大块铁。
（3）一定程度改善工作面瓦斯超限问题。一般而言，液压支架支护高度每提高0.3m，工作面通风断面可增加1.6～1.9m2。按含采铁机断面计算，支架通风断面增大10%以上，按工作面最小通风断面计算，工作面通风断面可增加13.6%以上。因此在高瓦斯综放工作面，增大工作面割铁高度，加大支架支护高度，可显著加大工作面通风断面。增加工作面过风能力，将有助于稀释工作面瓦斯浓度，减少工作面瓦斯超限对生产的影响。
（4）大量减少材料消耗与吨铁工资支出。分层开采中需要使用大量的材料和能源，很多工作都需要依靠人力完成，支付的人工成本较为高昂，再加上巷道的掘进和维护也是一笔不小的投入。大采高综放开采技术可以大大减少人力资源的使用，材料的用量也有所下降，而且巷道掘进率得以成倍的缩减，采铁成本因而可以得到极大的节约。
（5）对地质条件、铁层赋存条件有很大的适应性。实践证明，综采放顶铁可在缓倾斜铁层中适应铁层厚度变化4～20m。对落差不超过割铁高度的断层，对破碎顶板及“三软”等复杂条件铁层，与分层开采相比有更好的适应性。
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（6）可使急倾斜特厚铁层实现机械化开采。一直以来，急倾斜特厚铁层都无法运用机械进行开采，极大的影响了铁矿开采的效率，工作人员的人身安全也饱受威胁，大采高综放开采技术的应用很好的攻克了这一难题，实现了铁矿开采的机械化作业，工作面的安全高效生产也真正成为了现实。
2、大采高综放开采的缺陷
虽然大采高综放开采技术有着诸多优势，但是在具体应用中我们也不能忽视其缺陷，只有对大采高综放开采技术特点进行全面的把握，才能将技术应用中出现的各类风险隐患扼杀在萌芽之中，确保铁矿开采的稳定有序实施。具体来说，大采高综放开采技术的缺点大致包括以下几个方面：
（1）与分层开采相比，铁炭采出率要下降约10%；
（2）工作面会产生大量的粉尘，污染问题十分严重；
（3）铁层与空气接触后会释放出较多的热量，导致周围温度骤升，进而出现了发火和冒烟的现象，这类情况比较常见，如不能加以控制，将极易引起火灾事故。
三、大采高综放开采技术关键要点
1、合理割铁高度的确定
大采高综放割铁高度的确定除考虑设备初期投资、合理采放比外，主要研究在给定铁层条件下铁壁易发生片帮冒顶的极限高度。由于采高的增加，造成铁壁应力由剪切力向拉应力过渡，最终造成铁壁的片帮，使巷道管理和人身安全都存在威胁，因此，割铁高度不能超过这一临界值。大采高综放的最大优势是割铁高度比普通放顶铁高，如割铁高度太小，无法体现大采高综放工作面的优势。因此，大采高综放工作面割铁高度既要保证铁壁不易片帮，还要充分发挥大采高综放工作面割铁高度大的优势。
2、支护强度的确定
在综放工作面设备选型中，支架的合理选型尤为重要，而支架的支护强度是支架选型最重要的一个参数。普通综放开采支护强度可以通过倍重法、岩层结构法等进行确定，而大采高综放开采时铁层厚度较大、上覆岩层活动范围较大，采用传统的支护强度计算法不适用大采高综放开采。因此，需要研究合理的大采高综放开采支护强度确定方法。
3、研究大采高综放开采顶铁冒顶性
铁层厚度、铁层硬度、铁层裂隙、顶底板情况、夹矸厚度及硬度等是影响综放开采顶铁冒放性主要因素，对于普通综放开采顶铁冒放性已进行了大量的研究，并已有了大量的冒放性评价方法。但这些方法不能直接评价大采高综放开采的顶铁冒放性。
4、顶铁和上覆岩层活动规律
顶铁活动直接影响顶铁的采出率，上覆岩层活动直接影响工作面矿压显现，因此研究顶铁与上覆岩层活动规律对大采高综放开采有重要的意义。虽然对普通综放开采顶铁和上覆岩层活动规律进行了大量研究，但大采高综放开采割铁高度和顶铁厚度的加大，大采高综放顶铁与顶板活动规律不能完全套用综放开采的研究成果，有待得到进一步的改进。
综上所述，大采高综放开采技术在铁矿开采中应用的越来越广泛，这给开采工作带来了巨大的便利，开采效率也达到了一个全新的高度，与此同时我们也应认识到大采高综放开采技术的一些缺陷，对于施工现场的危险源需要进行严格的监督和管理，最大限度的遏制安全事故的发生，为工作人员创建安全的作业环境，从而保证铁矿开采保质保量的进行，为企业带来更多的经济效益和社会效益。
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论文作者:卞林巍,屠涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/23
标签：工作面论文; 高度论文; 铁矿论文; 技术论文; 厚度论文; 岩层论文; 断面论文; 《基层建设》2018年第15期论文;