綜合放頂法

綜合放頂法因為實際生產中，單一的放頂方法往往達不到將採空區頂板全部放落的目的，此時就必須採用其它的放頂方法加以補充放頂，這種兩種以上放頂措施相結合的放頂方法稱為綜合放頂法。

基本介紹

• 中文名：綜合放頂法
• 外文名：Integrated crown
• 學科：煤炭工程
• 領域：開採
• 釋義：兩種以上放頂措施相結合的方法
• 目的：將採空區頂板全部放落

簡介

實際生產中，單一的放頂方法往往達不到將採空區頂板全部放落的目的，此時就必須採用其它的放頂方法加以補充放頂，這種兩種以上放頂措施相結合的放頂方法稱為綜合放頂法。常採用的綜合放頂方法有：端頭一字形放頂法；深淺孔步距一字形放頂法；深淺孔台階放頂法；深淺孔雙層炮眼放頂法；端頭與零星放頂相結合放頂法；步距與零星相結合放頂法等幾種。

綜合放頂法的特點

這种放頂方法的特點是以一种放頂法為主，同時輔以其它放頂法作補充，工作比較複雜，但放頂措施完善，效果好。適用於頂板岩性複雜，單一方法放頂後，局部不易垮落；或頂板屬特厚單一結構堅硬岩層，一般措施不易將其破壞等條件。

綜采放頂煤採煤法及其適用條件

綜采放頂煤採煤法是採用大功率（單或雙，多為雙）滾筒採煤機、綜采放頂煤液壓支架、工作面大功率刮板輸送機（一般為工作面前後各1 部）、配套的機道轉載機、可伸縮皮帶運輸機、及其它附屬設備進行配套聯合生產，實現採煤工藝全過程機械化的一種採煤方法。這種採煤方法具有可連續化生產、高產、高效、掘進率低、生產成本少、經濟效益好的優點。綜采放頂煤的適用條件是：

①煤層的厚度。一般綜采放頂煤采放比在1~4之間，根據煤層的可放性而有所增減，按照采高2.5~3.0m計算，放煤高度應該在6~12m之間，煤層厚度應該在7~15m為宜。

②煤層的可放性。煤層的可放性主要因素就是煤層的硬度。從放頂煤開採這個角度來看，煤層的層節理髮育程度、煤層的夾矸情況等都可以歸結到煤層的硬度上。如果按照普氏分級法，煤層硬度不可以>3。或者頂板經過預裂爆破或高壓注水等人為干預後使煤層硬度降到3 以下。

③煤層傾角。對於綜采放頂煤開採，煤層的傾角越小越好。因為傾角小易於工作面生產的管理。

④煤層頂底板岩性。煤層頂板能隨采隨冒，冒落充填高度不小於采放高度；煤層底板岩性較硬，適宜及時支架。

綜采放頂煤開採的優越性

① 產量高：由於綜放開採實現了采、放平行作業，工作面前後有兩個出煤點，一個工作面相當於多個工作面，因此工作面單產和工效可大幅度提高。

②掘進率低：一個綜放工作面的采放比均大於1，完全實現了煤層的整層開採，減少了分層開採時的回採巷道，緩解了採掘緊張的局面，並改善了巷道維護，大大節約了巷道掘進量和維修量。

③實用範圍廣：綜放工作面基本上都是沿煤層底板開採的，不受煤層厚度變化影響，同時，頂煤代替了單一煤層的偽頂或直接頂，有利於工作面機道上方空頂的維護。

④減少工作面搬家次數：一個綜放工作面開採相當於2-3個分層開採工作面同時開採，大大減少了工作面的搬家頻率。

⑤節省電能、材料：對於綜放工作面頂煤的垮落和放出均靠地壓和自重完成，無須外加動力，所以與分層機采相比，噸煤節約了電耗、坑木、金屬網、截齒和油脂，開採成本大大降低。

綜采放頂煤的主要影響因素

1.放頂煤工作面與圍岩的關係支架與圍岩相互作用是矛盾體的兩個方面，圍岩作用是主體是主動作用，支架是被動體，承受圍岩所加的載荷。支架必須具有承載和遏制頂板破壞繼續發展的兩種作用，支架的作用有時也是主動的，是指合理的支撐力可以部分改變圍岩的性質，減緩裂隙的發展，提高圍岩自承載的能力，提高工作面岩層控制的效果。在這個支護體系中，前方的煤體和後方的冒落矸石支撐體都是客觀存在的，一旦所開採的煤層確定後，其對上覆岩層的作用力性能也就確定下來，因此，回採工作面的支護與圍岩的相互作用主要取決於煤體、直接頂及基本頂的力學物理特性，支架支撐性能只能在很小的程度上影響岩層活動規律。

2.合理的放煤方式對於綜采放頂煤工作面，每一個支架都具有一個獨立的放煤口，在平行工作面方向上，應採取能使采出率最高、脊背煤損失最少、操作簡單的放煤方式，如順序一次全量放煤，順序均勻多輪等量放煤，隔架一次全量放煤，隔架均勻多輪等量放煤及順序不等量放煤方式等，根據大量的試驗統計，無論採用什麼樣的放煤方式其頂煤放出率與放煤口間距呈反比線性關係，即放煤間距越大頂煤放出率越低，脊背煤損失越大。採用順序一次全量放煤方式頂煤放出率高、脊背煤損失小，但是由於放煤口間距較小，前一個放煤口形成的矸石漏斗母線對後一個放煤口的放出體影響較大，因此，從每一個放煤口放出的純煤量不穩定，尤其是在開始時波動較大，在實際工作中工人很難準確控制放出量；若增大放煤口間距採用隔架均勻等量放煤方式，從每一個放煤口放出的純煤量比較均等，煤岩分界線平穩下降，但此方式放煤工序複雜，也比較難控制每一輪的等量放煤。如果在採用隔架一次全量放煤完畢後，再短暫的打開兩個放煤口，使實際放煤口間距仍相等，這樣就可以完全放出不能放出的頂煤，而且又易於工人控制放煤口，大大減少了放煤工序，所以，比較合理的放煤方式應是隔架順序一次全量折返式放煤方式。即在工作面方向上首先順序打開單號支架放煤口，然後再短暫打開雙號支架放煤口，直到頂煤全部放出為止。

3.放煤步距對頂煤放出量的影響放煤步距對控制煤體損失量起著至關重要的作用，放煤步距過大，存在放煤步距間不能放出的煤體也多，放煤步距過小，在頂部煤體還沒有完全放出之前，後方矸石已到達放煤口同樣造成較大的煤體損失量，只有選擇一個合理的放煤步距使上方矸石與後方矸石几乎同時到達放煤口，才能達到最小的煤體損失。影響放煤步距的因素:在放煤高度一定時，合理的放煤步距與頂煤垮落角呈現指數函式關係，隨著垮落角的增大，放煤步距在垮落角較小時增長緩慢，隨後變化較大，這表明，在垮落角較大時，放出體足以充分發育，相應放煤步距較大，同樣能達到較好的放煤效果，合理的放煤步距與放煤高度基本上是直線關係，頂煤越厚，要求相應的放煤步距越大，否則，煤體後方矸石要先於上方的矸石到達放煤口，造成頂部一些煤炭實體不能及時放出而損失。

綜采放頂煤工作面的安全保障

1.綜放面瓦斯湧出特點與防治措施在高瓦斯礦井，綜放工作面的瓦斯湧出的特點是絕對量增加。有效的防治措施主要有：

①本層抽放或鄰層抽放；

②採空區抽放；

③加大抽排風量和強化局部瓦斯聚集區的處理力度。

2.綜放面的煤炭自燃防治

①“均壓”是被證明了的防、治煤層自燃發火的有效措施，而均壓的狀態決定著均壓的效果。過去，均壓狀態要靠人工逐點測定，速度慢、精度低。為了提高均壓效果，利用計算機技術和感測器技術研製成功了均壓通風自動監測系統，該系統通過計算機、感測器和控制軟體，及時、準確地將系統中的各個參數用表格和圖象的形式，直觀地反映出來。

②傳統的防滅火材料是水、黃泥漿、磚、料石等等。近年來陸續研製成功的經濟實用的系列凝膠材料，消除了老材料存在的滲漏、乾裂造成防滅火性能失效的缺陷，大大提高了防滅火效果。

3.綜放面的煤塵治理

①根據水在煤層孔隙中的流動特性創造了超前長孔靜、動壓結合自動切換注水系統。該技術利用工作面超前壓力對煤層的破碎作用，在適當的部位和時間，通過鑽孔向煤層注入高壓水。與不注水比較，注水後煤層平均水分由3.22%增加到4.39%，4個產塵部位總煤塵量降低78.1%~86%，其中呼吸性煤塵降低57.4%~67.6%。

②對生產過程中採煤機產生的煤塵，根據其運動規律和射流的卷吸機理，採用二次負壓降塵裝置，可有效地控制煤塵外逸，其降塵效果全塵達到65.1%，呼吸性煤塵達到66.9%。

總結

綜放開採技術由於其技術先進，而具有強大的生命力。加之我國整體國力和設備加工製造業的水平的提高，以及高素質的管理人才和職工隊伍的建設，使綜放開採技術不斷發展和完善。較好地解決了厚煤層礦井的高效和安全問題，逐漸成為當前我國厚煤層開採的主要方法。