放顶煤初采和末采放煤工艺

在煤矿施工的众多环节中，放顶煤工艺流程是其中最为重要的内容，随着技术的不断革新，煤矿企业若仍采取传统的工艺流程则很难满足实际所需，而且也会使生产效率大大降低，因此在放顶煤矿综采工艺上要进行优化改进，切实提高采煤作业的生产效率与质量，为工作人员提供安全的生产环境。在实际工作中，工作人员要结合现场情况，从煤层地质状况入手，明确放顶煤的具体步距，选取行之有效的放顶煤施工方式，为企业带来巨大收益。

试验组未发生血流感染，对照组发生了2例导管相关血流感染，2例患者在置管第6天和第8天出现高热，拔管后导管头端培养见阳性菌，且未见其他感染源，疑似导管相关血流感染，经敏感抗生素治疗后恢复。股静脉穿刺点位于腹股沟，受关节活动的影响，易导致固定贴膜的松动，且靠近会阴，易被大小便污染而致导管相关血流感染；而MMC血流感染发生率低的原因主要为中长导管穿刺点位于上臂，其表皮定值菌少于股静脉置管部位，避免了导管相关感染，且方便患者活动，与王欣的结果一致[12]。

1 综采放顶煤的工艺流程

煤矿采煤生产过程中，放顶煤发展的主要方向是中、低位。一次采全厚放顶煤开采的综采工艺流程作业列举如下：①采煤机割煤。工作人员要使用采煤机顺着工作面的方向切割煤体，所使用的采煤机也做出了严格的规定，必须使用双滚筒式采煤机，工作面的两端需采取斜切进刀方式进行切割，切割深度等要进行有效控制。待煤体切割完成后，这些煤体会由滚筒螺旋叶片、挡煤板与输送机从工作面完全输出。在施工中，如果煤层倾角过大的情况下，为了防止设备打滑，影响生产进度实施，可采取自下而上单向割煤方式进行作业。②移架。放顶煤液压支架都具有伸缩前探梁与护帮板，可确保端面顶煤的稳定性。当采煤机在作业时，放顶煤液压支架可伸出前探梁支护，以将所开采的煤全部裸露出来，待采煤机完全通过后，应及时收回伸缩前探梁，借助护帮板有效护住煤壁，避免不良现象的发生。③推移前部输送机。移架工作完成后，应推移前部输送机，若采取的是一次推移，需在与采煤机相隔约15 m处，逐节一次完成输送机推移。但若采取的是分段推移输送机，应在距离采煤机约5 m开始推移，而且要注意每次推移的距离应小于300 mm，逐渐将输送机移近煤壁。④移后部输送机。借助专用千斤顶将后续输送机移至固定位置。在移动过程中，工作人员要做到认真、细致，尤其要注意邻架与溜槽的连接部位，以防止掉链等不安全事故发生[1-2]。

译文2：だが、とうとう引っ越しの話になった。わたしは、あちらの家はもう借りてあること、家具も少しは買ったこと、あとは家にある道具類をみんな売払って、その金で買いたせばよいこと、などを話した。母もそれに賛成した。そして、荷造りもほぼ終わったこと、かさばる道具類は半分ほど処分したが、よい値にならなかったことなどを話した。(竹内好译)

2 放顶煤初采和末采放煤工艺

2.1 放顶煤液压支架

在放顶煤工艺流程中所使用的众多设备中，放顶煤液压支架是最为核心的设备，恰当放置液压支架的位置与顶煤采出率之间存在着一定的关系。若液压支架的位置恰当，则可大大提高顶煤采出率。放顶煤液压支架放煤口主要分为三种：高、中、低。对于高、中位放顶煤支架应高于放煤口的最高位置。通过大量的实践证实，低位放顶煤支架是顶煤采出率最高的一种架型模式，此种架型模式的主要特征是放煤口位置较低，可确保放煤过程连续进行，再加之支架的尾梁部位可随意摆动，能够使插板切下大块度煤。在实际生产中，应按照顶煤厚度并结合煤层地质条件等因素，选择行之有效的低位放顶煤液压支架架型结构，这样才能最大限度提高顶煤回收率，为企业创造更高的经济效益。

2.2 放煤步距

影响放煤效果的重要参数是放煤步距。放煤步距过大或者过小都会影响放煤效果，如果放煤步距过大的话，会使采空区留有三角煤释放出来，大量的煤被关在放煤口外而丢失，影响产能效果。所以选取恰当的放煤步距则显得尤为重要。通常情况下，放煤步距与采煤机割煤步距之间有如下三种关系：①一刀一放模式，指的是放煤步距可与割煤步距相吻合；②两刀一放模式，即就是将两倍的割煤步距作为实际放煤步距；③三刀一放，即就是三倍的割煤步距作为实际放煤步距。放煤步距与放煤椭球体之间的关系有：一是放煤步距应不大于放煤椭球体的短轴；二是放煤步距应远大于放煤椭球体的短轴，这种情况下会使得部分顶煤落入采空区；三是放煤步距与放煤椭球体的短轴相吻合，这种情况下顺着推进方向的顶煤损失度最小。一般而言，若顶煤厚度在3～6 m时，放煤步距应控制在1.6 m以内。综上所述，在放煤步距的选择中，应按照顶煤厚度进行综合权衡，选取恰当的放煤步距。如果顶煤厚度达到3 m时，采取两刀一放模式确定放煤步距，而当顶煤厚度大于6 m时，三刀一放模式更为恰当。

2.3 初采和初放

不同的底煤开采高度、顶煤是否实施弱化、是否进行放顶煤施工，顶煤的应力分布情况表现各不相同。 当工作面推进 70 m(即模型 x=110 cm处)后，工作面顶煤、顶板中应力分布基本趋于稳定，可以认为工作面已经渡过初采阶段而到达正常开采阶段。这时，当底煤采高分别为3 m 和5 m，顶煤实施预先爆破弱化与不实施预先爆破弱化，放顶煤与不放顶煤等开采情况下的顶煤高2 m处的垂直应力和水平应力分布云图如图1～图 6 所示。

采煤技术人员一般会在工作面结束前20 m处铺设双层金属网，以确保放煤工作顺利结束。有的煤矿厂还会采取沿底板设置的工作面向上爬坡到达顶板，最终结束放煤工作，但若采取此种方式的话会造成资源无故浪费现象，而且也会对环境造成不同程度的污染。在实际综采工作面上，工作人员通过减小不放顶煤的范围，比如在距离工作面结束前的10 m处停止放顶煤，并进行顶网铺设作业，以尽可能降低煤炭资源浪费现象，但采取此种方式时有两个问题：一是结合实际情况选取最为恰当的停采线位置，这样可确保撤架空间处于稳定、牢固状态，降低不安全事故的发生几率；二是矸石要完全压住金属网，工作中还要避免采空区矸石掉落到工作面中，以免对工作人员的生命造成一定的威胁。在施工中，若发现工作面顶板较为稳固无需搭设金属网，通过提高爬坡角度即可实现不放煤范围的缩小。待设备达到停采线部位时，施工人员需将支架逐渐靠近顶板，这样可确保煤体转变为底板上的煤，提高煤的开采率。

2.4 末采和顶板管理

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3 模拟结果及分析

3.1 顶煤应力分布特征

在初采阶段，为了避免顶板塌落等不良现象的发生，工作人员在进行作业时会在初采时推进10～20 m不放顶煤，这样做一方面可确保工作面的稳定性，另一方面也能保障工作人员的安全。在很多煤矿生产的综放工作面中，推出开切巷后进行放煤工作，但受到顶煤特性的影响再加之顶板结构等因素的制约，使得放煤效果不容乐观。在施工中，通过深孔爆破技术与切顶巷技术的灵活运用可有效缩短初次放顶煤的步距，大大增强了放顶煤的初采放出率。切顶巷技术是一种重要的开采方法，它具有如下优点：一是可有效缩短初采期间的顶煤垮落步距；二是增强初采的回收率。工作人员在工作面进行开采过程中，可结合实际情况在切眼外上侧顺着顶板位置挖出一条辅助巷道，这个巷道要与切眼保持平行状态，所开挖的这条辅助巷道即可作为切顶巷。为了最大限度提高切顶的效果，工作人员可在确保安全的前提下在巷道一侧进行打眼爆破施工。按照煤层分布特征，采取切顶巷施工技术可有效解决顶煤冒落不充分、综合工作面放顶煤采出率等问题，大大提高了工作效率，为煤矿厂的安全生产提供了可靠的保障[3]。

  

图1 底煤 3 m未弱化垂直应力状态

  

图2 底煤 3 m弱化垂直应力状态

  

图3 底煤 5 m未弱化垂直应力状态

  

图4 底煤 5 m弱化垂直应力状态

  

图5 底煤 3 m弱化放顶煤垂直应力状态

  

图6 底煤 5 m弱化放顶煤垂直应力状态

3.2 顶煤塑性破坏分区特征

当工作面前进推进 70 m(即模型x=110 cm处)后，底煤采高为 3 m 和 5 m 顶煤实施预先爆破弱化与不实施预先爆破弱化、放顶煤与不放顶煤等开采情况下的塑性分区分布特征如图 7～图 12所示。

  

图7 底煤 3 m未弱化顶煤塑性状态

  

图8 底煤 3 m弱化顶煤塑性状态

  

图9 底煤 5 m未弱化顶煤塑性状态

  

图10 底煤 5 m弱化顶煤塑性状态

  

图11 底煤 3 m弱化放顶煤顶煤塑性状态

  

图12 底煤 5 m弱化放顶煤顶煤塑性状态

以上的数据分析说明，实施爆破弱化可以增大顶煤的应力集中程度，更有利于顶煤的破碎；增大底煤开采高度同样可以增大顶煤应力集中程度，适当增大底煤采高也有利于顶煤的破碎；放顶煤后同样可以增大顶煤应力集中值，说明综合机械化放顶煤是一种能充分发挥矿山压力破煤的采煤方法。

4 结 语

综上所述，随着社会发展浪潮的不断推进，煤矿行业中采煤方式也得到了不断改进，其中综采工作面放顶煤采煤工艺得到了广泛应用，该工艺具有生产成本低廉、产能效率高和对环境要求低等优点，可大大提高采煤质量，为煤矿企业创造巨大的经济效益。所以，作为煤矿企业应转变传统思路，大力发展放顶煤工艺，提高其有效利用率，加快煤矿行业的持久、有序发展。

参考文献:

[1] 申晓波,焦志强,李宗涛.厚煤层大采高综采工作面数值模拟研究与应用[J].煤炭与化工,2015(11):72-76.

[2] 孙明亮,李树强.浅谈煤矿综采放顶煤开采工艺[J].山东煤炭科技,2013(4):147-148.

[3] 姚建国,邹正立,耿德庸.树立和落实科学技术发展观推进煤炭科技发展与持续创新的新思考：中国煤炭工业可持续发展的新型工业化之路[M].北京：煤炭工业出版社,2014.