综采放顶煤工艺

综采放顶煤工艺

随着我国经济的持续高速发展，煤炭作为我国最主要的能源，需求量也不断增加。在内蒙中西部，有很多年产千万吨的矿井。由于蒙中西煤田煤层厚度大、赋存稳定，地质条件比较好，因此综合机械化放顶煤开采工艺被这里的大型煤矿广泛应用，并因此获得了巨大的经济效益和社会效益。

综合机械化放顶煤开采工艺是一种能够实现高产、高效的开采工艺，在我国经过多年的发展和完善，开采工艺已经十分成熟。在多个大型矿井的应用实践证明，开采煤层厚度在6~13米的情况下，一个综合机械化放顶煤工作面年产500~600万吨以上完全能够实现。

一、综合机械化放顶煤开采（以下简称综放）的适用条件：

煤层厚度在5~6米以上，倾角不大，赋存稳定，工作面走向长度较长，切眼长度一般在150~250米，最长达300米以上。煤质相对较软或者裂隙发育，在底层回采后上部煤层和顶板容易垮落。

二、综放工作面示意图。上巷（又叫回风顺槽）主要用来回风和运输物料、行人；切巷（又叫切眼、工作面）安装综采放顶煤支架和前、后溜子以及采煤机，下端头向外安装装载机（含破碎机），下巷（又叫运输顺槽）安装皮带运输机。前溜把采煤机割下的煤运输到下巷铺设的转载机上（前溜同时也是采煤机的运行轨道），后溜把支架后部放出的煤也运输到转载机上，由转载机转到胶带运输机。下巷铺设的胶带输送机把转载机转过来的煤运输到下巷外口的溜煤眼，由大

巷胶带输送机运走。溜子、转载机、皮带的连接方式为搭接。

给工作面设备供电的移动变电站、开关车、电缆车和为支架供液的液压泵站也放置在下巷靠近下端头附近，并随工作面的不断推进而向外移动。在下巷较宽时，下巷一般采用机轨合一，就是在胶带输送机和下巷上帮之间铺设一条轨道，用来放置移动变电站、开关车、电缆车和液压泵站（都放在板车上），便于外移（也有可能使用临时轨道，又叫梯子道）。而且轨道也可以用来运送部分物料。

三、综放工作面的主要设备：双滚筒采煤机、放顶煤液压支架（基本架、过渡架、排头架、端头架）、刮板输送机（两部）、转载机（破碎机）、胶带输送机以及与之相配套的液压泵站、移动变压器、开关等（各设备在工作面的布置工作面见下图）。

四、综放工艺流程：准备→采煤机落煤→追机推前溜→移架→放顶煤→拉后溜→准备。

1、准备：准备工作由班队长、验收员检查各工序工作状况，达

到具备下一循环作业条件。

2、割煤（见下页图）：工作面采用采煤机双向割煤方式，即采煤机开始下行（向机头方向）斜切进刀后转向上行并割煤至机尾，返回时移前部输送机尾至煤壁，前溜呈一直线，采煤机下行割煤至机头后空机返回至离机尾15～20m处再度斜切进刀进行下一循环作业。

3、移架：在采煤机落煤后，距后滚筒5m后及时追机移架后推前溜，推前溜要保证足够0.8m截深，弯曲长度一般大于15m。移架滞后采煤机最大距离不大于15架，移架前，认真观察现场、支架各部及顶板状况，结合现场实际进行移架操作，移架过程坚持使用带压擦顶移架方式，尽量减少支架下降高度，移架后必须及时伸出支架伸缩梁、护帮板，有效控制顶板和煤墙，保持顶板完整和全封闭顶板管理。

4、放顶煤：采用割一刀煤放一轮的步距，在采煤机停机状态下，由专职放煤工进行多轮间隔均匀放煤工作，顶煤未放净不得进行拉后溜作业，更不能进行下一循环割煤。在转载机运输能力足够的情况下，可以在采煤机割煤时放顶煤，但是要在拉完架、推好前溜的地段进行。

5、拉后溜：割完一刀煤并且工作面放顶煤作业见矸关闭之后，由跟班队长（或验收员）同意方可进行拉后溜工作，拉后溜应从机头顺序上行至机尾，中途停止作业要及时把下方10架拉后溜操作手柄恢复零位。

五、上下端头的支护

在综放工作面，上下端头的支护是很关键的一个环节，因为它是工作面切眼和上下巷连接的部位（上图），由于上下巷支护方式、断面形状的不同，各个矿井采用的支护方式也不尽相同。我矿可能采取的支护方式为端头架支护（需要图示，见综放设计），这种支护方式相对于金属（或木）梁配合单体柱的端头支护方式来说，减轻了劳动强度，提高了支护的可靠性，管理也相对容易，但是也需要在靠近煤壁的超前支架两侧打设单体柱抬棚。如果采用金属（木）棚支护上下端头，其下必须打设加强抬棚，抬棚采用一梁三柱，棚净距一般要求不超过1.2米。压力大时要采取密集支柱，但是要留出0.7米的行人宽度（如图示）。如果端头后老塘顶板不能及时垮落，还要求必须在支架后部打设土袋墙进行密闭，减少老塘漏风，防止引起遗煤自燃。

六、工作面安全出口与超前支护

《煤矿安全规程》规定，采煤工作面必须保持至少2个畅通的安全出口，一个通到回风巷，一个通到进风巷道。

采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20米范围内，必须加强支护（一般采用金属梁配合单体柱、一梁三柱的方式，在靠近上下帮的位置打设两路抬棚，单体柱要和顶梁牢靠捆绑，防止卸载倒柱）；综合机械化采煤工作面，此范围的巷道高度不得低于1.8米。安全出口必须设专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖。

七、正规循环

综采工作面从进刀割煤（同时运煤）、移架、推前溜到重新进刀，叫一个正规循环。而综放工作面还多了放煤和拉后溜两个工序，在完成一次全部的工序再次进刀，叫一个正规循环。也就是说，如果采用一刀一放（煤），那么每割完一刀煤，并放完煤、拉完后溜叫一个正

规循环。正规循环会在工作面《作业规程》中明确规定，并且要编制正规循环图表，是一个工作面完成一次推进的基本单位。一个正规循环的产量是衡量一个工作面产能乃至整个矿井生产能力的重要标志。

八、作业采用“三八”制或者“四六”制，“三八”制两班生产、一班检修，每班八小时。“四六”制三班生产，一班检修，每班六小时。在检修任务不大的时候，检修班也可以生产。

九、放煤工艺

我矿的放煤工艺目前尚未确定。但是能否严格按照要求进行放顶煤工作确实能对回采率和含矸率产生很大的影响。一般规定放煤的时候，在看到大量矸石流出时关闭放煤窗口（口语叫“见矸关门”），但煤层中含有多层夹矸的时候，就会对判断是否放完煤产生影响；在具体的生产过程中，我们能够总结出一个支架放完煤所需要的大概时间。一般来说，煤能够连续流入后溜的情况下，持续放煤4~8分钟能够放完厚9~11米的顶煤（上覆煤层未被邻近支架放煤严重扰动的情况下）。而且，夹矸岩性和顶板岩性会有所不同，在实际工作中我可以积累经验，靠观察区别它们。由于煤层硬度的不均匀性、煤的裂隙发育程度、放煤时间、放煤步距、顶板条件、生产组织管理等各种因素的影响，放煤工艺的效果很难达到令我们十分满意的程度。根据经验和理论分析，一刀一放、间隔多轮顺序放煤是能够取得比较高的回采率和比较低的含矸石率的一种放煤工艺。但是由于需要至少两次打开和关闭同一支架的放煤窗口，放煤工也要来回多次跑动放煤，实现起来比较烦琐。（我们会在后面对放煤工艺进行具体讲解：1、安息角；