提高综放工作面煤炭回收率浅析

摘要:全面分析综放工作面煤炭损失,提出了提高综放工作面顶煤回收率的有效途径及管理方法,总结了姚桥矿提高综放工作面顶煤回收率的经验。

Abstract: The paper comprehensively analyzes the mechanized work face coal loss and puts forward the effective approaches and management methods for the improving of mechanized work face top coal recovery rate. At last, the paper summarizes Yaoqiao Coal Mine's experience for improving mechanized work face top coal recovery rate.

关键词:综放开采;顶煤回收率;综放工艺控制

Key words: mechanized exploiting;top coal recovery rate;mechanized process control

中图分类号:TD21 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)30-0089-01

1综放开采煤炭损失分析

1.1 放顶煤开采设计造成的损失①护巷煤柱损失。其中包括区段煤柱、上(下)山煤柱和采取隔离煤柱等。②开采参数的影响。③首末采损失。④端头损失。

1.2 放煤工艺引起的煤炭损失①煤层厚度引起的损失。随着工作面的推进,顶煤的运动和破坏一直处于变化之中,而顶煤破坏的发展在厚度方向是有一定范围的。因此,当顶煤厚度较大时,上位顶煤不能充分松散,不易放出,使顶煤的损失增大;当顶煤厚度较小时,放煤的初期就容易造成混矸,从而降低煤炭的放出率。②放煤步距的损失。理想的放煤步距应是使得顶煤上方的矸石与后方的矸石同时到达放煤口,这样可取得最好的放煤效果。放煤步距过大则顶煤上方的矸石首先到达放煤口,使后面的顶煤不能放出,而放煤步距过小则在放煤初期后方矸石就会涌向放煤口,使上部顶煤不能全部放出。③放煤方式的损失。合理的放煤方式应使煤矸接触面均匀下沉,从而使煤矸有效地分开,最大限度的回收顶煤而减少混矸。放煤过程中如不能很好的控制放煤方式,放出的顶煤混矸就会很严重。④顶煤破坏程度的影响。顶煤的有效破碎是顶煤顺利放出的前提,当顶煤的强度较大时,破碎不够充分时,移架后冒落的顶煤呈大块,可形成临时性结构,或移架后不能再切顶线后方及时断裂,形成悬顶。无论大块还是悬顶,都会使大量的顶煤丢失而降低回收率。

1.3 煤炭损失的构成根据综放工作面煤炭损失量的分析,各部分损失构成如下:①设计造成的损失量(49%)。顺槽柱(33%),采区隔离煤柱(4%),采区巷道(10%),上下山煤柱及其它(2%)。②工艺造成的损失量(51%)。工作面浮煤(1%),工作面首末采(4%),放顶煤工艺(44%),其它(2%)。由此可以看出,放煤工艺造成的煤炭损失占44%,因此深入研究综采放顶煤工艺,最大限度的提高综放工作面面内顶煤的回收率,是提高综放开采采区回收率的主要途径。

2提高综放工作面面内顶煤回收率的主要技术及管理方法

2.1 合理选择综放架型支架架型对顶煤回收率的影响主要在以下几个方面:①顶煤的放出是以顶煤得到充分破碎和松散为前提。高位支架可以使顶煤松散的空间较小,因此顶煤的松散高度和松散程度较小,不利于顶煤,而低位支架则由于可松散的空间增大,为顶煤的破碎和放出提供了良好的条件,因而顶煤易于放出,使顶煤的回收率相对提高。②支架长度的影响。支架对顶煤的反复作用次数取决于支架梁端至放煤口的距离,低位支架顶梁较长,顶梁上方的顶煤在支架反复支撑的作用下,到放煤口上方时能够充分破碎成松散煤体,高位支架顶梁较短,支撑次数少,不利于顶煤破碎。因此从提高回收率出发,应首选低位放顶煤支架。

2.2 合理选择放煤工艺综采放顶煤的工艺参数主要包括放煤方式、放煤步距、放煤方向等,沿工作面长度方向上任意处都能够进行放煤,因此存在着放煤顺序和放煤口同时开启的数目问题。一般常用的方式有:单轮、多口、顺序、不等量放煤方法,多轮、分段、顺序等量放煤方法和多轮、间隔、顺序、等量放煤方法等几种。这几种方法基本上都能使煤岩接触面保持沉降均匀。最佳的放煤工艺应是回采率高、含矸率低,而改进放煤工艺使之更合理,可以提高回采率、降低含矸率。

在选择放煤方式时应根据具体条件而定,而主要是应根据煤层的厚度来确定:一般情况下,煤层较薄时,采用单轮放煤;煤层较厚时,采用多轮放煤;间隔放煤较顺序放煤效果好。单轮放煤工艺简单,易于操作;多轮放煤工艺复杂,操作技术要求较高。放煤工艺应采取单轮间隔放煤的方法,这种方法工人既比较容易掌握,脊背损失相对又小。

实践证明,综采放顶煤是一种复杂的综合采煤技术,不是有了放顶煤支架就可以获得高回采率的高产高效,因为增加的放煤工序的一次采全高采煤法导致的回收率、含矸率、煤尘、煤层自燃等问题,使采煤工艺及技术比一次采全高和分层开采在一定程度上是复杂化了。

2.3 工作面参数的选择由于端头顶煤的损失及工作面首末采的损失率与工作面长度及推进度有关,因增大工作面长度及推进度可减少这部分煤损失所占的比例。因此要尽可能加大工作面的参数,从而提高顶煤的回收率。

2.4 合理的工作面推进方向综采放顶煤可采用走向长壁,也可采用仰斜或俯斜长壁开采,根据实际观测,俯斜开采有利于顶煤回收的提高,这是因为俯采时,顶煤的水平分力指向煤壁,促使顶煤向放煤口方向运动,并且随着煤层倾角的加大,顶煤放出的效果更佳,同时俯采时采空区侧的矸石向煤口处的运动也比较顺利,这时若放煤步距过小,则采空区矸石易于混入顶煤,因此,俯采时放煤步距应适当加大,而仰采时放煤步距应适当减小。

2.5 放煤工艺管理综放开采的推广应用,对生产技术管理的工作提出了更高的要求,因此提高综放回收率的管理应做好以下几个方面的工作:①建立各种规程的实施规定、安全技术措施和现场管理方法,严格控制丢煤。针对具体条件,因地制宜摸索出合理的放煤步距和放煤方式,并在实际操作中严格掌握,使放煤效果处于最佳状态。②加强工作面端头支护,取消工作面两端的护顶煤。③尽量减少工作面首末采的损失。④加强综放工作面的工艺管理,尤其是放顶煤的工艺管理,加强放煤工的技术培训,提高放煤技能和责任心。⑤强化计量管理和煤质管理,使回收率的统计建立在科学可靠的基础上。⑥煤层预注水,软化煤体,缩小顶煤块度,提高回收率。煤层注水对软化煤体,降低煤层硬度,缩小顶煤跨度的块度,提高回收率有较为明显的作用,同时,又能减少生产过程中的煤尘浓度。因此,在放顶煤工作面,煤层硬度较大时,应实行煤层预注水措施:非采动区静压注水或采动影响区内注水。

参考文献:

[1]郭好杰,徐书谦.提高煤矿资源回收率的途径[J].煤炭技术,2008,2.

[2]王继红.放顶煤开采块度对顶煤放出率的影响[J].煤炭技术,2007,4.