回采工作面放煤工艺的优化设计

回采工作面放煤工艺的优化设计

刘晓勇

（）山西汾西香源煤业，山西交城　０３０５００

在煤炭开采中，放顶煤的开采需要使用综合机械化长壁开采工艺，因为这一技术应用的经济　　摘　要：效益比较突出，还能够优化采煤方法，不过，放顶煤才开新技术往往需要较大的工作面，对于采场围岩的破坏严重，因此回采率会降低，也会加大瓦斯气体泄漏量，导致自然发火增大，煤尘超标等情况。对此，本文针对回采工作面放煤工艺进行分析，结合具体的工程概况，分析回采工作面放煤工艺的有效应用。

关键词：放顶煤；回采；工作面；工艺；优化（）Ｄ８２３．９　　文献标识码：００６—７９８１２０１９１０—００７３—０２ＴＡ　　文章编号：１　　中图分类号：

放顶煤开采技术不够　　传统的煤炭开采技术中，

发达，开采中造成的破坏较大，安全问题也比较突１］

，出［针对回采工作面进行放煤工艺的优化设计，能够有效改善这些问题，提升放顶煤开采的回采率，提升煤炭开采效益。

１　回采工作面放煤工艺特征

就放顶煤开采工艺而言，使用综合机械化开采技术主要是为了提升开采的采出率，提升开采效益。放顶煤开采技术特征很显著，按照顶煤冒放控制理论分析，在放顶煤开采中以提升工作面顶煤放出率

２］

。此外，为主导，解决相应顶煤损失问题是关键［针

对煤层赋存条件，实施相关的技术研究，对于顶煤的

县阳方口镇三岔村东一带，距宁武县城直距１０ｋｍ。行政区划隶属于宁武县阳方口镇管辖。

本井田位于宁武向斜的东翼北部，井田内地层总体形态为一走向北东、向北西倾斜的单斜构造，中西部发育一轴向近东西的小向斜，西南部地层走向，近东西向，向南倾斜，倾角５浅部倾角较大，°０°～４

深部变缓。井田内未发现断层、陷落柱及岩浆岩侵入体。井田构造简单。井田内大面积被新生界第四、）系地层覆盖，石炭系上统太原组（二叠系下统Ｃｔ３、、）山西组（下石盒子组（上统上石盒子组Ｐｓｘ）Ｐ１１（）地层在沟谷两侧局部出露。井田含煤地层含Ｐｓ２

以煤线赋存，底部１号煤层或煤线，１号煤层不可采，以ＫＫ２砂岩与太原组为界，２为灰白色厚层状中粒成分以石英为主，含少量长石和黑色矿物，分砂岩，

选良好，夹有煤屑斑点。

３　放顶煤回采工作面放煤工艺优化设计方案

随着市场对于煤炭需求量的不断增长，需要相关的采矿企业加大煤炭开采量，制定产量计划，为确保完成相应的工作计划，需要对矿井回采生产组织进行考验，为保证能够按月来确保相应的产量进度实现，需要进行回采工作面的优化设计，进行放煤工

３］

。对此，艺改良，保证精煤产出量［结合相应的回采

放出率的提高幅度甚至能够超过９０％。在原有的

顶煤放出率基础上，还能够提高５～１具体０％左右，的经济效益十分可观，这也成为了放顶煤开采可持续发展的一种需要。就具体的放顶煤开采工艺流程来看，主要的开采过程经历了初末采放煤、放煤步距、放煤方式以及端头放煤等，具体的回采工作步骤如下图１所示。

面采掘需要，针对煤炭生产工艺实施具体的改进计划。

３．１　回采放煤工艺优化设计总体规划

针对该煤矿的放顶煤回采工艺进行采面放煤工艺的优化中，首先确立相应的优化设计思路，对于具体的采面放煤工艺优化设计步骤如下：①针对采面

图１　放顶煤回采工作步骤

２　工程概况

山西忻州神达南岔煤业有限公司井田位于宁武

收稿日期：２０１９－０７－１５

，作者简介：刘晓勇（助理工程师，研究方向：采矿工程。男，山西晋城人，９８０－）１

７４内蒙古石油化工　　　　　　　　　　２０１９年第１０期　

放煤的基本开采要求进行梳理；②按照矿井的采面

煤炭赋存量和装备现状进行分析，根据相应的放煤理论，制定相应的放煤计划和具体实施方案；③结合矿井的实际生产情况和开采能力，制定放煤效果优劣的相关指标，方便后续开展放煤质量的检验工作；

④针对选定的相关理论开展试验，

并针对具体的方案进行操作和观察，收集相关的放煤效果的检验数

据；⑤在多个放煤优化工艺中，选择最优放煤方式，制定相应的标准，规范后续的执行。

．２　工艺优化设计试验

最佳的放煤方式应该确保煤矸接触面能够均匀下沉，这样才能保证煤矸能够有效的进行分开，最大

限度的回收顶煤，减少混矸的出现［

４］

。在具体的放煤过程中，要是不能有效的进行放煤方式的控制，放

出的顶煤混矸就会很多，会导致比较严重的丢煤问题。

对此，在相应的工艺设计中，需要做到下面几个工作。

．２．１　合理选择放煤步距。合理的放煤步距对于提升回采率，降低含矸率很有必要。理想的放煤步距应该是确保顶煤上方的矸石和后端的能够同时达到煤口位置，这样的放煤效果最理想。一般情况下，放煤步距过大，顶煤上端的矸石会预先达到放煤口，后面的顶煤也不能及时放出，如果步距太小，那么放煤初期后方矸石也会涌入放煤口，上部的顶煤无法

全部释放，这样的设计也不能最高效［５］

。综合研究发现，必须要设计合理的放煤步距，保证顶煤放出量

最大，同时确保含矸石量最小。就目前的放煤步距的选择来看，我国现有的经验公式可以作为参考：

Ｌ＝（０．１５－０．２１）ｈ其中的ｈ指的是放煤口和顶煤层的垂直距离。

就上述的煤矿实际情况分析，该矿井目前采面煤厚度为１１ｍ，

留底煤、割煤、放煤的相应高度值分别为．８ｍ、４ｍ、６．２ｍ，具体的采访比值为１∶１．５５．在计算后，采面割煤布局即为留底煤厚度，根据上述的公

式计算得出，矿井放煤步距应该确定在二排一放最合理。可以借鉴这样的方法来确立合理的放煤步距。

．２．２　合理的放煤方式选择。在具体的放煤过程中，合理的放煤方式选择也很重要，根据“椭球体理

论”，后顶部煤炭破碎的情况下，主要是根据近似椭球体形状向下自然流动产生，也就是原有占据的空间形状呈现椭球形，具体的放煤椭球体表面上的颗粒也能大致达到放煤口，在这一形状的煤炭放出后，后部会形成放出漏斗，并被矸煤补充起来，相应的椭

球体的尺寸、

双曲线漏斗面的最大直径和采煤高度之间也会有相应的经验公式。

在完成放顶煤支架的选择后，再进行放煤口的间距固定，在采煤的具体高度一致的情况下，放煤方式的选择对于放煤效果的影响也会比较大。椭球理

论能够指导相应的放煤方式选择［

６］

。在具体的分段选择中，可以选择根据现有的采面实施双向进刀，由

两组人员分两段进行配合放煤，确保采放能够平行作业，还要保证放煤速度和割煤速度保持基本一致。在具体的分段采煤设计中，可以分为分段单轮顺序放煤或是分段多轮顺序放煤，也可以选择使用分段间隔单轮顺序放煤和分段单轮顺序折返式放煤。．３　合理的实验方案选择

在进行多种回采放顶煤的放煤工艺方式设计上，要确保相应放煤方案选择上，需要进行试验数据统计对比，在具体的试验方案选择上，要尽量选择成本较低，试验过程比较简单的试验，但是必须要确保试验效果的可靠性。

　总结

回采工作面放煤工艺的优化设计对于相应工作面放煤工作优化和效益提升具有重要意义，针对相应的回采工作面放煤工作需要，应该做好相应的优化设计方案选择，尤其是要做好放煤步距和放煤方式的选择，这样才能保证放煤效果的可靠性。

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