时立峰
七台河市宝泰隆矿业有限责任公司 黑龙江 七台河 154600
摘要：放顶煤采煤工艺是我国现阶段煤矿企业最常用的工艺之一，不仅可有效提高煤炭产出量、提高开采安全性，同时可以最大程度的降低施工成本，缓解工作人员施工压力，在煤矿企业中有着十分重要的经济作用。本文将主要阐述放顶煤采煤工艺的主要概念及具体优势，并对放顶煤采煤工艺的具体应用流程与模式选择进行详细分析。
关键词：放顶煤采煤工艺；优势；应用流程；放煤模式
中图分类号：文献标识码：A
引言
在经济快速发展的情况下，需要不断完善顶煤综采技术，从而不断提升矿井采煤工作质量和工作效率，确保工作人员的安全性与稳定性，在工作面放顶采煤技术方面来讲，主要包含了作业方式、采煤机的使用方式以及支架方式等，在放零采煤施工过程中，需要对煤层的地质情况进行勘探，明确具体的施工步骤，从而才能根据实况制定相应的作业方式，提升煤炭的采出效果，从而为煤炭企业带来更多的经济收益。
2.综采放顶煤采煤工艺简介
我国煤炭资源丰富，但地质水文条件复杂，开采难度较大，随着科学技术不断发展，越来越多的自动化技术与设备应用于煤炭行业，使得开采效率与质量有效提升，为工作人员创造了安全舒适的开采环境。综采放顶煤采煤是近年来应用较为广泛的采煤工艺，可应对不同的地质条件，具有较多优势。实际生产中放顶煤适用于较厚煤层，一般在采高工作面3米范围内进行作业，配合综采工作面进行回采，最后选用合适的放煤方式将煤炭运输至地面。目前，综采放顶煤采煤工艺应用有条件限制，在7-15m的厚煤层开采效果较好，此范围需结合地质条件进行调整，如果煤层厚度过大，还需与其他采煤工艺搭配使用才能确保生产效率。值得注意的是，此项工艺应用时需关注倾角厚度，确保倾角安全有效，以免造成不必要的安全事故。
2. 放顶煤采煤工艺的优势分析
2.1提高煤炭产出率
放顶煤采煤工艺在采煤过程中，是把采煤工作面分成两个独立的部分，在前半部分利用切割机进行切煤工作，后半部分则主要利用运输机进行放煤，这两部分在工作过程中互相配合、互不干扰，不仅可极大提高产量，同时也可提高时间与空间的利用率。例如，假设采煤工作面的区间长度为 120~150 m，将放煤时间控制在 5 min，总工作时长为 7 h。如果按照单人单口放煤，则很难及时完成每次的放煤任务，这将会在很大程度上影响整个采煤进度，因此可以利用双人双口取代单人单口，尽可能执行两刀一放，那么这个工作面的日采煤量将会达到3 000 t以上，平均月推进速度为 150 m 左右。
2.2提高开采安全性
相较于普通的采煤工艺，放顶煤采煤工艺在应用过程中布置了一道额外程序，就是放煤作业。这一作业程序的增加，可极大的提高出煤量，提高工作效率，而且还能在一定程度上预防瓦斯事故，对防火防尘都有一定的积极作用。因此放顶煤采煤工艺可以最大程度的保障安全采煤。近年来，安全问题一直是煤矿企业的主要困扰问题之一，一旦发生事故，将会对工作人员的人身安全带来极大威胁，同时也会使得采煤工作停滞，造成极大的经济损失。而且在厚煤层中，在多种因素作用下极易发生自燃，放顶煤采煤工艺可有效降低自然发火系数，这是因为放顶煤采煤工艺在应用过程中，会对采空区及时封闭，并利用黄泥灌浆、氮气防火技术、喷射阻化剂等多种新技术，确保采矿区安全。
3. 放顶煤采煤工艺的过程分析
3.1采煤机割煤
双滚筒采煤机在放顶煤采煤工艺中应用颇为广泛，在工作过程中，双滚筒采煤机会沿着工作面切割全场煤体，切割方式大多以斜切进刀为主。这时需要保证煤矿采高在2.4~2.8 m 之间，横截面深度为 0.6~0.8 m。在整个采煤环节，挡煤板与滚筒螺旋叶片以及前输送机铲煤板将共同配合采煤机完成装煤工作。如果在采集过程中煤层倾角过大，此时可以适当改变切割方式，可实行单向割煤。
(4)放煤工艺本文从工作面采放煤的初始与收尾、放煤步距、放煤方式三个方面具体介绍综采放顶煤放煤工艺。①工作面采放煤的初始与收尾。推进工作面时，为避免顶板大块矸石掉落，工作人员须在掩护梁预留一定量的散煤层，放出冒落的顶煤部分，随后继续开采，一般工作面推进5m后，应采取落放煤措施，从而降低顶板威胁。在工作面开采收尾时期，可沿底板继续回采，并铺网控制顶板，从底板的工作面开始上爬，到顶板收尾。②放煤步距。放煤步距与开采安全息息相关，步距过小会导致顶煤部分被关在放煤口外，造成资源浪费，影响经济收益。煤矿开采时工作人员应借助计算机技术确定科学合理的的放煤步距，以此提高回收率。③放煤方式。放煤方式对工作面煤炭采出率、含矸率影响较大，目前我国煤矿企业应用最多的放煤方式主要包括图一中列出的3种，其中，多轮分段放煤采出率高、含矸率低、放煤快，但操作难度较大；多轮间隔放煤采出率高、含矸率低，但放煤较慢；单轮间隔放煤工作效率高、操作简便，应用较多。
3.2 前部输送机推移
在移架工作完成之后，前部输送机就可进行推移作业。如果想要一次推移到位，则需要保证与采煤机相隔 15 m时完成推移工作，如果采用分段推移的方式，则可利用多架协调操作在距离采煤机后 5 m 处进行推移，并保证每次推移距离小于 30 cm，以此前进至煤壁附近。需要特别注意的是，在进行推移工作时，一定要注意保证不可进行急弯操作，弯曲段至少要大于 15 m，前部运输机在推移过程中要呈线性状态。
4.综采工作面放顶煤采煤工艺主要安全防范措施
4.1提升设备的质量要求
在施工的过程中，需要严格控制割煤高度，最高不能超过 3.2 m 最低不能小于 2.9 m，在地产应用支架的情况下可以为空间采煤提供良好环境。对采煤机的推进速度进行控制，降低对割煤过程的影响。在出现采放工序不均衡的情况下，需要对采购速度合理调整，在接口处增加设备应用效果，从而达到采访作业的要求。在伞檐长度大于一米的情况下，最大施工突出部分不得超过200 mm，这样才能保证最终的施工质量。另外还需要使用采煤机，对装煤提供良好环境，工作面压强逐渐增加的情况下，循环施工方案无法发挥出实际的效果，所以，需要利用爆破或者预裂等方式对支架进行收回，合理设置放煤顺序，不需要考虑放煤过程，这样才能逐渐增加回收率。
4.2加强片帮煤壁管理
综采放顶煤采煤工艺的应用提高了生产安全性，但井下作业环境复杂，煤矿冒顶事故时有发生，基于此，加强片帮煤壁管理十分重要。首先应选择支护能力较强的液压支架，科学控制煤壁暴露时间；其次开采时应贴近顶板煤层，及时处理片帮情况，避免冒顶事故；最后监测瓦斯浓度，使用先进灵敏的监测装置与报警设备，做好排风设计，将瓦斯浓度控制在安全范围。
结束语
综上所述，在我国的煤炭企业中，放顶煤采煤工艺不仅具有较高的适应性，同时也可促使放顶煤采煤环节的生产过程更为集中、成本更为低廉、能源消耗进一步降低等优势，因此是我国现阶段的主要应用工艺。放顶煤采煤工艺在应用过程中，不仅可有效提高产出量，加速采煤进度，同时也可有效降低煤炭的含矸量，进一步提高煤炭质量，所以相关技术人员在实际操作过程中，必须要结合工程的实际情况对放顶煤采煤工艺不断进行深入研究，有效改善工艺弊端与漏洞，促使放顶煤采煤工艺的不断完善与创新，进而不断提高我国煤矿产业的经济利益，为社会发展提供源源不断的煤炭能源。
参考文献：
[1] 梁哲.煤矿井下综采工作面放顶煤采煤工艺应用分析[J].矿业装备 ,2020(06):38-39.
[2] 刘龙飞.大倾角综放开采放煤工艺参数优化模拟研究[D].中国矿业大学 ,2014.
[3] 赵源武.提高综采放顶煤工作面回采率的相关探究[J].技术与市场 ,2014,21(11):111+113.
[3]董恩信,方龙飞.煤矿井下综采工作面放顶煤采煤工艺应用现状初探[J].建筑工程技术与设计,2020,(15):3361.