綜放試驗(yàn)工作面開(kāi)采損失分析及對(duì)策探討
我國(guó)自1984年推廣應(yīng)用綜放開(kāi)采技術(shù),經(jīng)過(guò)10多年的試驗(yàn)與推廣,由于其自身的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì),迅速得到發(fā)展。進(jìn)入90年代,我國(guó)高產(chǎn)綜放工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已處于世界領(lǐng)先水平,取得了日產(chǎn)2.0萬(wàn)ｔ、年產(chǎn)500萬(wàn)ｔ、工效100ｔ/工以上的好成績(jī)。然而,綜放開(kāi)采工藝主要應(yīng)用于較軟煤層、中硬煤層及堅(jiān)硬煤層的開(kāi)采，在高韌性厚煤層中尚無(wú)經(jīng)驗(yàn)可借鑒。為使這一新的工藝能在高韌性厚煤層中取得突破，2001年，經(jīng)國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)及專(zhuān)家多次進(jìn)行技術(shù)可行性論證，首次確立在靈武礦區(qū)磁羊技改井2＃煤層進(jìn)行綜放開(kāi)采工業(yè)新試驗(yàn)，目前試驗(yàn)項(xiàng)目已實(shí)施結(jié)束，綜放試驗(yàn)工作面頂煤回收率達(dá)到59.30％，工作面采出率達(dá)到70.7％，最高月產(chǎn)量達(dá)15.07萬(wàn)噸，綜放工藝開(kāi)采試驗(yàn)各方面初獲成功。但工作面綜合采出率相對(duì)偏低，沒(méi)有達(dá)到國(guó)內(nèi)綜放工作面綜合采出率平均水平，為提高資源回收率，實(shí)現(xiàn)效益開(kāi)采，有必要對(duì)綜放試驗(yàn)工作面的煤炭開(kāi)采損失進(jìn)行分析、研究探討，從而制定出有針對(duì)性的措施，指導(dǎo)綜放開(kāi)采，以提高其采出率。
1 綜放試驗(yàn)工作面概述
綜放試驗(yàn)工作面位于磁羊技改井北部區(qū)域，試驗(yàn)工作面走向長(zhǎng)
2 開(kāi)采損失分析
長(zhǎng)壁綜放開(kāi)采頂煤的損失主要由3個(gè)方面構(gòu)成，一是工作面在初采和末采階段，不能放出或不能充分放煤無(wú)法回收和不進(jìn)行放煤而丟棄頂煤造成的損失；二是工作面兩端過(guò)渡支架和端頭支架不能放煤造成的損失；三是放煤工藝所致的損失，即采空區(qū)遺煤損失。
2.1 斷層損失
工作面開(kāi)采范圍內(nèi)有一條正斷層與工作面斜交，斷層位于工作面中上部，與風(fēng)巷的夾角為15°斷層最大落差5.30米，沿工作走向影響范圍為430米，為使斷層附近的工作面底板沿傾向保持一定的弧度，便于工作面推溜、移架。采煤機(jī)在斷層附近割煤時(shí)，在上盤(pán)進(jìn)行留底煤開(kāi)采，在下盤(pán)適當(dāng)臥底，為此沿傾向平均45米范圍內(nèi)，工作面丟底煤較為嚴(yán)重，經(jīng)計(jì)算受斷層影響丟底煤5.40萬(wàn)噸，占工作面儲(chǔ)量的4.99％，占總損失的17％。
2.2 初采損失
工作面自切眼開(kāi)始推進(jìn)，為防止直接頂冒落砸壞尾梁和老頂突然冒落對(duì)工作面產(chǎn)生威脅, 在直接頂未垮落前，工作面沒(méi)有進(jìn)行頂煤的回收，在工作面推進(jìn)15米時(shí)，直接頂出現(xiàn)大面積跨落，垮落的頂煤充滿(mǎn)了采空區(qū)，初采至正常放煤階段，丟失頂煤2.0萬(wàn)噸，占工作面儲(chǔ)量的1.85％，占總損失的6.3％。
2.3 端頭損失
工作面兩端各布置3架過(guò)渡支架，其中機(jī)頭機(jī)尾各有一架沒(méi)有放煤，在有效推進(jìn)長(zhǎng)度范圍內(nèi)損失煤炭1.62萬(wàn)噸，占工作面儲(chǔ)量的1.49％，占總損失的5.1％。
2.4 末采損失
工作面在推至停采線30米時(shí)，停止了對(duì)頂煤的預(yù)松動(dòng)爆破，在距停采線25米時(shí)，為使垮落的頂煤及頂板巖石充滿(mǎn)采空區(qū)，給工作面回收撤支架創(chuàng)造良好的條件，停止了頂煤回收工作。造成末采損失3.06萬(wàn)噸，占工作面儲(chǔ)量的2.83％，占總損失的9.7％。
2.5 工藝損失
由于工藝本身所致采空區(qū)的頂煤損失量不能直接通過(guò)理論公式進(jìn)行計(jì)算，只能通過(guò)上述幾項(xiàng)損失與工作面采出率的相互關(guān)系進(jìn)行推算，因此綜放試驗(yàn)面的工藝損失為19.26萬(wàn)噸，占總損失的60.8％。
3 提高綜放工作面回收率的措施
3.1 優(yōu)化采區(qū)巷道布置,加大工作面的幾何尺寸
由于初采、末采損失和端頭損失與工作面幾何尺寸密切相關(guān)。在條件允許的情況下，通過(guò)適當(dāng)加大工作面的幾何尺寸,可以減少工作面煤柱損失,相應(yīng)提高工作面采出率。根據(jù)試驗(yàn)情況來(lái)看，綜放工作面的傾斜寬在200～220米，走向長(zhǎng)在2000米～3000米比較適宜，一方面可以減少工作面初采、末采損失，另一方面可以減少工作面端頭損失，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，在上述幾何參數(shù)條件下，工作面的初、末采及端頭損失可降低3％，工作面的綜合回收率可至少增加2％。
3.2 采取措施，減少初、末采損失
從綜放試驗(yàn)工作面開(kāi)采試驗(yàn)效果來(lái)看，直接頂?shù)目缏洳粫?huì)對(duì)支架構(gòu)成威脅，為提高綜放回收率，減少初采損失，可以利用布置在切眼頂部的輔助切眼，對(duì)頂板實(shí)施深孔爆破，切斷頂煤及頂板的完整性，形成自由面，使頂煤及時(shí)跨落，縮短初采長(zhǎng)度，降低初采損失；在末采時(shí)根據(jù)支架的長(zhǎng)度，縮短末采長(zhǎng)度，盡可能多放煤 在工作面離停采線15ｍ時(shí)開(kāi)始鋪網(wǎng)停止放煤,這樣可降低末采損失。
3.3 端頭放煤,減少端頭損失
為減少端頭損失,應(yīng)完善工作面支架配套,改進(jìn)端頭和過(guò)渡支架結(jié)構(gòu)，在端頭使用可放煤過(guò)渡支架,實(shí)施端頭放煤,從而實(shí)現(xiàn)全工作面放煤。
3.4 選用合理的放煤工藝,減少放煤工藝損失
通過(guò)單口雙輪順序放煤和雙口雙輪順序放煤工藝觀測(cè)對(duì)比，雙口雙輪順序放煤無(wú)論是從循環(huán)時(shí)間，還是從放煤效果都優(yōu)于單口雙輪順序放煤。因此，綜放工作面放煤工藝采用雙口雙輪順序放煤，一刀一放能有效的提高頂煤回收率。但放煤步距是頂煤垮落角、頂煤厚度和支架放煤口位置的多元函數(shù),在不同的放煤條件下存在不同的合理放煤步距。放煤步距應(yīng)根據(jù)采放比、頂煤可放性及支架架型等因素選取，不可簡(jiǎn)單采用，從開(kāi)采損失分析中不難看出，放煤工藝損失是綜放工作面煤炭損失的主要部分，該試驗(yàn)面的工藝損失占總損失的60％，因此需進(jìn)一步加強(qiáng)放煤工藝方面的研究和探索，通過(guò)工藝改進(jìn)實(shí)現(xiàn)頂煤回收率提高。
3.5 對(duì)頂煤采取預(yù)松動(dòng)爆破措施，改善頂煤的冒放性
根據(jù)綜放開(kāi)采工業(yè)性試驗(yàn)，2＃煤層韌性指標(biāo)高，煤層本身的冒放性差，必須通過(guò)外力來(lái)對(duì)頂煤進(jìn)行提前弱化處理，破壞頂煤的完整性。從目前的技術(shù)手段來(lái)看，頂煤的弱化只能通過(guò)輔助爆破，為此，尋求科學(xué)合理的爆破參數(shù)，是提高頂煤回收率的有效途徑。
3.6 加強(qiáng)放煤操作、儲(chǔ)量管理及綜放面現(xiàn)場(chǎng)管理，降低人為因素影響
首先加強(qiáng)工作面回采率管理,對(duì)每班的放煤情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督檢查,并將回收率納入放煤工計(jì)件工資，實(shí)行班考核。同時(shí)加強(qiáng)煤厚探測(cè)及工作面采出量的計(jì)量工作,每隔30～50ｍ探測(cè)一組煤厚,準(zhǔn)確地掌握綜放面回采過(guò)程中動(dòng)用的儲(chǔ)量，及時(shí)分析計(jì)算綜放工作面回收率，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，及時(shí)調(diào)整放煤、爆破工藝參數(shù)，確保工作面回收率穩(wěn)步提高。
4 結(jié)束語(yǔ)
在高韌性厚煤層進(jìn)行綜放開(kāi)采工藝試驗(yàn)屬首次，一方面經(jīng)驗(yàn)不足，另一方面受工作面透水、支架質(zhì)量等諸多因素影響，不同程度的制約了頂煤回收率的提高，但是通過(guò)本次試驗(yàn)，使我們深刻認(rèn)識(shí)到采取相應(yīng)的措施后，綜放開(kāi)采的煤炭損失可以進(jìn)一步降低，設(shè)計(jì)的80％的綜合回采率可以實(shí)現(xiàn)。
