综采放顶煤技术发展简介

综采放顶煤技术发展简介综采放顶煤技术是将综合机械化开采运用到放顶煤开采工作面，使放顶煤开采技术进入了一个新的发展阶段。综放工作面由液压支架实现了可靠、快速支护，采用采煤机或刨煤机采煤，放顶煤作业在安全、可靠的工作条件下进行，从而使工作面单产水平得到了明显的提高。由于放顶煤开采方法具有掘进率低、效率高、适应性强、易于实现高产等明显优势，近年来，在我国得到了迅速发展和广泛运用，已发展成为厚煤层开采最为有效的采煤方法之一，也是矿井实现高产高效的主要途径。

一、国外综放技术发展

放顶煤采煤法由来已久，早在20世纪40年代末和50年代初，法国、前苏联等国就开始使用放顶煤技术。当时和以后一个时期，曾使用过木支柱、金属支柱和单体液压支架并配备刮板输送机进行炮采或普采的放顶煤技术。由于这种采煤法效率低，安全性差，于是又逐步向综采放顶煤过渡。

1957年前苏联研制出KTY型掩护式放顶煤液压支架，并在库兹巴斯煤田的托姆乌辛斯煤矿使用，开采该矿的2号和4～5号煤层。煤厚为9m～12m，煤层倾角5°～18°。该放顶煤工作面为预先开采顶层煤铺设人工假顶，网下放顶煤开采，采用具有单运输机的KTY 型掩护式放顶煤液压支架回收顶煤。

1963年法国研制出用于放顶煤开采的支撑掩护式放顶煤液压支架，并于1964年在布朗齐矿区达尔西矿试验成功。该支架为四柱式，尾梁呈“香蕉”形，其摆动角度由千斤顶控制，配有两台输送机，第二台输送机安置于尾梁后部的底板上。采煤时，支架上面铺网，冒落顶煤通过尾梁后面网上的开口装入第二台输送机。

自70年代开始，英国、南斯拉夫、前西德等国家相继引进了放顶煤技术。英国研制出开“天窗”式放顶煤支架，该支架在掩护梁上开了放顶煤“天窗”，由液压千斤顶控制开关，“天窗”附近装有搅动杆，以便于冒落顶煤，掩护梁上还有钻眼孔，供煤硬不落时打眼放炮。第二台输送机安置在支架后部底座上。

法国针对“香蕉”尾梁式放顶煤支架存在的问题，先后研制成功MB17×28S、FB21×30S型放顶煤液压支架。MB17×28S放顶煤液压支架为四柱掩护式，掩护梁通过液压千斤顶控制进行伸缩，便于顶煤冒落装煤，第二台输送机放置在底板上。FB21×30S型放顶煤液压支架为四柱支撑掩护式，掩护梁上面设有落煤窗口，由液压千斤顶控制其开关，落煤窗口内装有一个液压控制的搅动杆，有助于破碎大块煤和顶煤冒落操作，在顶梁、掩护梁的侧护板及放煤口处装有喷嘴，以便喷水除尘，第二台输送机安置在支架后部底座上。

80年代初期，匈牙利研制成功单输送机前开“天窗”式放顶煤掩护式支架，机采煤炭与放落顶煤均用此单输送机运输，取得了良好效果。

放顶煤液压支架的出现和发展，推动了放顶煤开采设备及技术的发展和完善。在法国和南斯拉夫特厚煤层开采中取得了显著的效果，采煤工作面产量比传统式开采法翻了一番，工效提高了2～3倍，掘进巷道和维护工程量减少50％以上。因此，综采放顶煤开采技术20世纪70～80年代在法国、南斯拉夫、匈牙利、前苏联等国相继试验和推广，曾一度成为东欧地区厚煤层开采的主要方法。从20世纪80年代中期开始，由于受各方面因素影响，其发展势头逐渐衰弱，工作面越来越少，目前只有极少数矿井还在使用。

二、国内综放技术发展

我国于1982年引进了综采放顶煤技术，由北京开采所与沈阳煤炭研究所共同设计，郑州煤矿机械厂制造的FY400-14/28型放顶煤液压支架是我国首次研制成功的放顶煤支架，并于1984年在沈阳矿务局蒲河矿投入试验，开始取得了较好的效果，后来因支架稳定性差、工作面发火，中止了试验。虽然没有取得预期的效果，但人们看到了采用综放开采的前景，从此拉开了设计、研制放顶煤液压支架的序幕。

1986年在窑街矿务局二矿进行了急倾斜特厚煤层水平分段综采放顶煤开采工业性试验，取得了圆满成功，为急倾斜特厚煤层机械化开采开辟了新的途径，并先后在辽源矿务局、乌鲁木齐矿务局、平庄矿务局得到推广应用。

1987年平顶山矿务局引进了匈牙利VHP-732型放顶煤支架，该支架在缓倾斜厚煤层工作面获得了试验成功。随即我国研制成高位放顶煤液压支架，由于其放煤口高、放煤口小、存在顶煤损失大、放煤与采煤机不能平行作业、效率低等缺点，该架型没有得到推广应用。

80年代末至90年代初，我国研制出中位放顶煤液压支架，双输送机运输。该种架型比单输送机高位放顶煤支架有所改进，割煤、放煤可以平行作业，提高了效率，放煤口比高位放顶煤支架降低，由于该架型放煤口小、放煤口不能连续、脊背煤损失大、采出率低、后部空间小、维修和清理浮煤不方便、底座前端比压大等问题，也没有得到推广应用。

针对中位放顶煤液压支架存在的问题，我国研制出低位放顶煤液压支架，早期的低位放顶煤液压支架是由铺底网支架演变而来的，其基本结构与铺网支架类似，只是在尾梁上加了插板，用于放煤。之后，北京开采所在总结综采放顶煤技术成果，分析研究各种放顶煤支架特点和使用经验的基础上，研制出新一代低位放顶煤支架，实现了综放技术的重大突破。先后在平顶山、阳泉、潞安、晋城、郑州等矿区得到了推广应用，都取得了较好的技术经济效果。1991年阳泉一矿首先创下了综放工作面月产14万吨的记录，同年潞安漳村矿综放工作面月产突破15万吨，晋城凤凰山矿月产达18万吨，潞安五阳矿月产突破21万吨；1993年潞安王庄矿月产达到31.1万吨，年产达到253万吨；1994年兖州兴隆庄矿综放面年产达到272万吨，1995年又达300万吨；1996年兖州东滩矿综放面年产达到350万吨，1997年又创年产410万吨的新水平，2000年又创年产512万吨的新记录；2002年兖州兴隆庄矿采用“十五”攻关设备，使综放工作面单产进一步提高，月产达到了63万吨，年产达到680万吨的水平。

随着综放单产水平的提高，我国的综放支架也在不断趋于完善，由最初的低位、中位、高位放煤，单、双输送机运煤的多种型式综放支架逐渐统一到适合我国的以低位放煤为主的综放架型系列，工作阻力为2000～3000kN/架的轻放综放支架近年来也有长足发展。在放煤工艺上也由原来的二刀、三刀单轮多轮间隔等多种方式逐渐趋向于加大截深、一刀一放、多轮顺序的单一方式。同时，在“三软”、“两硬”、“大倾角”、“高瓦斯”、“易燃”、“较薄厚煤层”等难采煤层的放顶煤开采技术有了长足的发展，并形成了各自开采特色。兖州、潞安、阳泉等矿区的一批综放工作面的生产指标已超过国外，处于世界领先水平。

三、综采放顶煤技术在兖州矿区的应用发展

兖州矿区于1992年在兴隆庄煤矿5306工作面试验综采放顶煤技术获得成功，1993年起在全矿区迅速推广。综放开采推动了兖州矿区的整体技术进步，使矿区各项技术经济指标