浅谈放顶煤工艺回采率提高的几种方法

浅谈放顶煤工艺回采率提高的几种方法

放顶煤开采工艺可以减少掘进工程量,提高单产,降低巷道掘进率,降低生产成本,提高采煤工效。它是一项具有发展前途的实用采煤技术。如何提高放顶煤开采回采率,其意义十分重大。现结合生产实际情况,对提高放顶煤开采回采率的主要途径做以下探讨。

1、影响放顶煤开采回采率的主要因素

1.1 设计煤量损失

(1)采区区间煤柱煤量损失。厚煤层开采由于防止煤层自燃发火,同时为充分发挥放顶煤设备的优势,降低事故率,留设区间煤柱是不可避免的。

(2)采区区段煤柱煤量损失。为防止邻区段自燃发火,减少工作面漏风量,合理使用工作面设备,提高设备可靠性,采区区段间一般留设区段煤柱。

(3)断层煤柱煤量损失。厚煤层开采,尤其是滑移支架放顶煤一般布置在地质构造复杂、走向短、可放性好的块段。为确保巷道的支护强度和采场的安全程度,留设断层煤柱是必需的,也是必要的。

1.2 放煤工艺煤量损失

(1)初采和收尾煤量损失。为防止顶板垮落对采煤工作面造成的威胁,鹤岗矿区综采放顶煤工作面一般切眼至工作面走向3～5m范围内不放煤。为确保工作面收尾支架稳定,工作面安全,收尾时一般距停采线5～10m不放煤。

(2)放煤步距不合理造成煤量损失。放煤步距太大,上部的矸石首先到达放煤口,在采空区侧将留有较大的三角煤,放不出来;若放煤步距太小,后方矸石易混入放煤口,影响煤质,并容易误认为煤已放尽,停止放煤,造成上部顶煤丢失。

(3)放煤方式不合理造成煤量损失。放煤方式主要包括放煤顺序和一次顶煤的放出量。放煤方式不合理,将造成煤量损失。

1.3 管理不善煤量损失

(1)选择可放性较差的煤层放顶煤造成煤量损失。适合放顶煤开采的煤层普氏硬度系数f≤2.0;如f＞2.0,但节理裂隙发育,经煤体注水等软化技术措施能够取得较好效果的煤层,也可采用滑移支架放顶煤开采。如煤体注水等软化工作不到位或效果不好,煤层也进行放顶煤开采,势必造成软帮形成大煤块,放不出煤,造成煤量损失。

(2)工作面丢失底煤,丢浮煤造成煤量损失。工作面有时无标志层,管理不到位,工作面造成漂底,丢底煤;工作面浮煤扫不净,丢浮煤,从而造成煤量损失。

2、提高放顶煤开采回采率的主要途径

2.1 合理留设采区区间煤柱、区段煤柱

(1)根据煤层赋存条件,地质构造和现有采煤配套设备,适当加大工作面推进长度,相对减少区间煤柱。

(2)根据煤层可放性及其赋存条件(煤层厚度、煤层硬度、煤层倾角、顶板条件、地质构造、自燃发火、瓦斯)和采煤配套设备可靠性,在作业人员技术管理熟练程度提高的前提下,可适当加大工作面长度。

(3)放顶煤采煤法多留设10～15m区段煤柱,严重影响采区回采率。应大力推行沿空掘巷技术,做到放顶煤开采无区段煤柱,或采用留设5～8m小煤柱。鹤岗矿区益新煤矿三水平北二石门15层左二段综采放顶煤工作面采用区段小煤柱,取得了较好效果。

2.2 加强地质技术管理,优化采区设计

放顶煤工作面一般布置在地质构造复杂,煤层厚度变异系数较大,煤层具有可放性的区域。要确保提高回采率,在开采前,必须查清煤层地质构造情况,科学合理地优化采区设计方案和巷道布置方式。除合理留设煤柱外,最大限度地将巷道布置在断层带旁。尽量减少断层影响煤量损失。而且越靠近断层,煤层受断层影响煤质越松软,可放性越好,从而提高回采率。例如:鹤岗矿区益新矿开采三水平零石门15层左四段,采用滑移支架放顶煤工艺,机道布置在F1断层带旁,多采出煤量3.2万t,提高了回采率。

2.3 加强放顶煤工艺管理

加强放顶煤工艺管理,最大限度地提高工作面内顶煤采出率,是提高煤炭回采率的主要途径。

(1)加强初采和收尾放煤管理。综采放顶煤工作面应做到工作面推出切眼后,即做到及时放煤,这样做不仅有效地提高了煤炭采出率,而且对顶煤的冒落也是有利的。例如:鹤岗矿区益新矿开采三水平北一石门3层左一段。对于收尾前,在保证采场支架稳定的情况下,最大限度地缩小不放顶煤范围,一般距停采线3m不放煤。例如:鹤岗矿区益新矿开采三水平北二石门22层左三段。

(2)确定合理的放煤步距。确定循环放煤步距的原则是,应使放出范围内的顶煤能够充分破碎和松散,并做到提高回采率,降低含矸率。放煤步距的大小应根据顶煤厚度、煤层硬度而定。顶煤厚度一般以6～10m为宜,鹤岗矿区益新矿三水平零石门15层左二段滑移支架放顶煤工作面,采用一采两放,放煤步距为0.8m。

(3)科学合理地确定放煤方式。放煤方式不仅对工作面煤炭回采率、含矸率影响较大,同时还影响到总的放煤速度、正规循环的完成及工作面能否高产,它是放煤工艺的关键因素。鹤岗矿区滑移支架放顶煤工作面采用低位、隔口、多轮往复均匀放煤,放煤口高度距工作面底板为0.2～0.5m。实践证明,这种放煤方式丢煤少,混矸少,易产生高产高效。

3、结语

只有根据煤层赋存条件、可放性、地质构造、直接顶的岩性和结构,以及矿山压力、冲击地压等情况,进行科学论证,科学管理,具体情况具体分析,采取适宜可行的措施,才能做到减少煤炭损失,提高回采率。