摘要：介绍了放顶煤采煤法，放顶煤采煤工艺及综采设备，重点介绍了厚煤层的综采放顶煤开采技术，包括布置工作面巷道、研制工作面设备、回采工艺等方面，能在一定程度上克服采煤低效率、低安全性的缺点，真正实现掘进率低、适应性强、实现高产率高。从自燃情况的防治、煤尘的治理两方面分析了采煤的安全保障。通过对厚煤层综采放顶煤开 采技术的分析，清晰了解采煤的工艺，为煤矿的安全生产提供可靠的保障，具有巨大的经济和社会效益。
关键词：厚煤层；综采；放顶煤；开采技术
1放顶煤采煤法简介
放顶煤采煤法是具有掘进率低、适应性强、实现高产率高等特点的一种采煤方法。它主要应用于厚煤层中，其流程是首先将一个采高约3m的长壁工作面布置在煤层的底部，然后用综合机械化采煤的工艺进行回采。这样的方式是利用矿山压力的作用以及人工松动的方法，使得支架上方的顶煤破碎成散体，由支架上方放出并回收。这一方法的快速发展主要有以下几点原因:技术自身的先进性，确保了其能够在众多采煤方法中脱颖而出;设备加工制造行业水平的提高，增强了配套设备使用的可靠性，为工艺的实施奠定了基础;高素质人才的加入，确保了工艺的正确、有效进行，促进了开采技术的快速发展和完善。
2放顶煤采煤工艺及综采设备
2．1采煤工艺
采煤机割煤的工作是分段进行的，一般情况下以每15m为一段，先用刀割，然后移动支架放出顶煤，接着再割下一刀，继续放出顶煤，循环操作一直到把顶煤放完为止。完成第一阶段后，再进行第二阶段的割煤和放顶煤工艺，当采完全部工作面的煤炭后停止。考虑到顶煤的硬度较强，在割煤时可以采用上下刀的方式进行切割，然后推移输送机，移架放出顶煤，放完为止。在放顶煤过程中，一般有两个阶段，通过移架击碎、打垮顶煤是第一阶段，此阶段要求顶煤的强度不大，普氏系数不大于1，这样能够保证移架后顶煤自动垮落、破碎。第二阶段是最大限度地把已经破碎的顶煤回收起来，即为放煤。
2．1．1采煤机端部进刀时间
采煤机一般采用端部斜切进刀的方式，进刀的距离大约为50m。采煤机斜切进刀从开始到停止平均用时为4.95min;采煤机返回割三角煤的平均用时为10．07min;从空刀返回至正常割煤位置空运行的平均用时为2．30min。
2．1．2移架时间
单人手工操作单架移架的平均时间为14．33s/架，单人手工操作连续移架的平均时间为31．80s/架，以此计算出完整进行工作面移架工作时所需要的总时间为74．73min。
2．1．3放煤工艺的回采率
采用一采一放的单轮顺序放煤工艺时，工作面的回采率为84．47%;两采一放单轮顺序的回采率是87．77%;两采一放双轮顺序的放煤工艺，工作面回采率为92．84%。
2．2综采设备
2．2．1液压支架
综合机械化采煤的工作面自移式液压支架，是靠高压液体作主动力完成顶板支炉、推移输送机、支架前移、采空区处理等工序的，是设备中至关重要的组成部分。从工作面的输送来看，有单输送机和双输送机两种。单输送机的放煤速度很快，且能够节省一台输送机，但它在放煤时很不安全，因为会使得煤块四溅、煤尘较大，阻断工作面。相对而言，双输送机则较为安全，且能够保证工作面的正常运作，但在厚煤层倾斜工作面推进时比较困难。
2．2．2采煤机和刮板输送机
采煤机是集合了液压、电气、机械等功能的大型复杂的系统。它在煤矿生产现代化和机械化过程中是非常重要的设备。刨煤机和滚筒机是其主要的两种类型。但目前国内多数使用的是可调高的双滚筒采煤机，其结构和工作原理都与采煤机相似，但实际功率和生产能力远大于采煤机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆综合采煤的工作面采用一种可弯曲刮板输送机，它要求结构强度高、运输能力大、铺设长度长。它既是运煤机械，也是采煤机运行的导轨和移动液压支架的支点。一旦输送机发生断链条事故，将会严重制约正常生产能力。
3厚煤层的综采放顶煤开采技术
3．1布置工作面巷道
要解决工作面由于上下倾角过大而产生的问题，应该把工作面布置成“水平－圆弧－倾斜－水平”的方式，确保端头、端尾的支架是水平放置的。这样的放置方式能够防止工作面开采设备发生倾倒、下滑，提高工作面支架的整体稳定性，同时还利于转载机和前、后部刮板输送机的有效结合、配合。除此之外，还能为在卸压区布置下一区段工作面的回风巷道，为三角煤、瓦斯的释放创造有利条件。
3．2研制工作面设备
3．2．1支护设备系统
在大倾角、厚煤层的条件下，控制支架和围岩的稳定性是确保工作面设备正常工作的基础。通过多次模拟实验证明，支架固有的底座宽度、使用高度能在很大程度上决定支架的稳定性，即当支架底座较宽，使用高度较低时，支架使用的倾角也相对较大，稳定性也较好。
在支架放煤过程中，煤流会对支架产生向下的分力，迫使支架发生侧向摆动和扭斜。因此，为了使支架不发生扭斜等情况，必须确保支架与顶底板间的作用力大于或等于煤岩对支架掩护梁产生的作用力。为了确保支架在工作面上正常运行，必须研制大行程、大推动侧护板的，带有延位防滑装置的支架，以此满足随时接顶和调架防滑的要求。因为支架在圆弧段处的顶梁极易受到较大的侧向推力，使得顶梁因接触不良而失去支撑点，致使支架倾倒。
3．2．2采煤机、输送机的适应性
在大倾角工作面上能够实现高效开采，关键在于支架的研制及其合理性，但保证整个流程安全、有效进行的却是能够适应特殊条件下的采煤机和输送机。具有良好的爬坡性能和可靠的防下滑制动性能，以及有效的润滑系统是这种条件下使用的采煤机所应该拥有的。而要保证输送机，特别是后部输送机不下滑，则其必须有机尾的锚固装置和防滑装置。这些设备的运用，可以在很大程度上满足大倾角厚煤层的开采技术要求。
3．3回采工艺
当测量出煤岩工作面的平均强度、周期来压步距以及平均强度等参数后，可以根据工作面沿倾斜方向的上、中、下应力分布区域确定顶煤的运移规律。采用一采一放、两采一放、三采一放等回采工艺，单轮顺序、多轮顺序、多轮间隔顺序等放顶煤方式，进行多组的组合模拟实验确定实际煤岩适合的最佳回采工艺。这种情况下能够保证“支架－围岩”系统达到最佳控制状况，且能实现煤炭高回收率的放煤方式。
4安全保障
4．1自燃情况的防治
首先应安装监测系统，收集一氧化碳含量、温度等参数，以便预报井下的自燃发火情况，同时还应派人定期巡查，遇见发火情况应立即处理。其次，在一些黄土等回填塌陷的区域，断绝地下采空区和地面空气的联系，使得采空区不漏风，达到灭火的目的。还应该预先制定避灾的路线并储备足够的灭火器材，配备足够的消防设施，在出现火灾时，能够及时灭火撤出人员。
4．2煤尘的治理
对于生产过程中采煤机所产生的煤尘，可以根据其运动的规律和射流的卷吸机理，以此发明二次负压降尘装置，有效的控制煤尘的外逸，降低煤尘的效果达到66．9%。同时还可以利用工作面超前压力对煤层的破碎作用，在恰当的时间和部位，
向煤层注入高压水，提高煤层的平均水分，降低煤尘的产生量。
参考文献:
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论文作者:张贡清
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/7/3
标签：工作面论文; 支架论文; 煤层论文; 输送机论文; 工艺论文; 煤尘论文; 采煤机论文; 《防护工程》2019年第2期论文;