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[摘 要]放顶煤开采保持较高的煤炭采出率是关系煤炭生产高产高效的大问题.表面上放顶煤是由支架后方顶板和顶煤的塌落区放出的，放煤时煤和矸同时放出，采出率和含矸率都难以控制。实际上，尽管综放开采损失部分残煤，由于其整层开采的特点可以免去大部分煤厚变化的损失和局部小地质构造的损失，避免了分层采取的各种措施，改进放煤工艺，合理选择架型、放煤步距和放煤高度，加强管理，以达到提高工作面采出率的目的。
[关键词]综采放顶煤 采出率
中图分类号： TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0049-01
一、 放顶煤开采工作面煤炭损失的构成
综放工作面的煤炭损失可以分为两个部分，一部分属于正常损失，即前技术水平尚不能避免的损失；一部分是不正常的损失，在目前技术方案条件下通过不断进行的科学研究，采用先进技术，减少煤炭损失。
1、难以避免的煤炭损失
工艺损失。即放煤损失，正常情况下，损失率为7%～12%，一般占工作面全部损失的1/2到1/3，损失的多少直接与支架架型、放煤工艺（放煤方式、放煤步距等）、煤的可放性（冒落时顶煤的破碎程度，块度大小等）、煤厚、支架架型（放煤口位置及尺寸等）等因素有关。其中放煤工艺和支架架型两因素是通过不断改进而较易减少损失的，但不能免除这类损失。除了技术原因外，工艺损失的大小和工作面放煤储量管理、放煤工的技术熟练程度及责任心等因素有关，采出率越低，表明这种因素的影响越明显。通过提高技术、加强管理，虽然可以得到改善，但难以完全避免这类损失。
工作面上下端头损失。这类损失是因为工作面上下各有两架过渡支架不能放煤；进回风平巷的端头支架不具有放煤功能而引起的。工作面越短，两端损失所占的比例越大，煤层越厚，两端损失所占比例也越大。
初采损失：工作面一开始，只要顶煤能冒落就应放煤。提前放煤，可以使顶板和顶煤冒落充分，有利于提高采出率和减少采空区冒落空洞积聚瓦斯。但由于顶煤可可放性和直接顶板的跨落性不同，将煤放出后，冒落空洞积聚的瓦斯对工作面会形成威胁，煤层上部直接顶初次跨落的大块岩石也可能砸坏支架。为此初采时必须留部分顶煤于采空区，丢失煤炭的数量将取决于：①工作面瓦斯等级；②直接顶板的初次跨落的步距。一般情况，在工作面初采的10m～15m范围内，顶煤放出率应不大于50%，或至少保持采空区的浮矸厚度大于支架高度。
末采损失。主要是为了保持停采撤出工作面设备时有一个较完整的顶板，从停采前10m开始停止放煤引起的损失，其损失的煤炭大体上时初采损失的一倍，即1%～1.5%。
其他经常性的损失。如运输损失等，一般不会超过1%。
2、非正常原因引起的煤炭损失
这部分煤炭损失大体上可以分为两类：一类是由于地质构造引起的煤炭损失，如断层、褶曲或底板凹凸不平而必须留的顶底煤。一类是由于工作中的失误等原因引起的煤炭损失。
3、煤柱损失
区段之间的隔离煤柱损失。大多数情况下放顶煤工作面区段之间隔离煤柱的宽度L1=5m到15m。（2）上山煤柱及采区煤柱（3）遗留的三角煤柱。
二、 提高放顶煤开采采出率的途径
1、减少初采损失
工作面设计要经过科学论证。必须按照正规的作业循环进行生产，区队跟班管理人员、安监员及资源领导小组成员现场监督检查。在放顶煤开采中，初采损失不可避免，虽然损失量不大，但也应尽量减少。比较有效的减少初采损失的方法就是采用切顶巷技术和深孔爆破技术。切顶巷技术是采用初采期间顶煤的跨落步距来提高初采回收率的。其方法是在工作面开采前，在切眼外上侧沿顶板施工一条与切眼平行的辅助巷道，称为切顶巷。同时在巷道的一帮打眼放炮，扩大切顶效果。采用以上措施，一般初采损失可减少约50%。
2、减少端头损失
由于大多数放顶煤工作面都是用过渡支架或正常的放顶煤支架进行端头维护，唐山矿的放顶煤工作面也是采用过渡支架进行端头维护的，由于机头尾过渡槽的加高，支架放煤口打开后过煤困难，再加上如果过渡支架过渡的放煤给两出口的支护带来了一定的影响，所以常常采取不放顶煤或少放顶煤，这样增加了煤炭的损失。
3、 减少放煤工艺损失
放煤工艺损失使综放工作面煤炭损失的主要部分，降低放煤工艺煤炭损失对提高综放回收率有重要意义。
放煤方式主要根据煤层的厚度来确定：一般情况下，煤层较薄时采用单轮放煤。煤层较厚时采用多轮放煤。在放煤形式中，间隔放煤方式较顺序放煤方式有利于提高煤炭资源采出率、降低原煤含矸率。多轮放煤方式在采出率和含矸率较单轮放煤方式具有一定的优势，但表现出的优势也不明显。顶煤损失不仅具有可控制性，更具有必然性和控制的局限性。在特定的煤层条件下，顶煤采出率达到一定程度后，若再继续提高采出率，只能以牺牲煤质为代价。因此，提高顶煤的采出率应做到尽可能增加纯煤放出阶段的比例，其原则是使煤矸分界面均匀地向放煤口收缩，使上方矸石和后方矸石同时到达放煤口，其措施主要包括支架选型、放煤工艺及其采放比的控制等。对顶煤比较坚硬煤层，放顶煤开采时常常会由于冒落块度大堵住放煤口，或冒落不充分造成煤炭损失，这种情况必须对顶煤进行预处理，可以采用煤层预注水的方法，提高采出率。实践证明，煤层注水对软化煤体，降低煤层强度，缩小顶煤跨落的块度，对提高采出率有较为明显的作用。同时，有能减少生产过程中的煤尘浓度。
4、按规定要求放煤。煤层顶板压力小、煤体硬度大、冒落性差，导致顶煤放不下来时，采取煤层注水、架后放震动炮对煤层进行松动，同时加强矿压观测。 上下端头支架及时剪网放煤。尽可能减少端头支架顶煤损失。采用合理的放煤工序。坚持多轮、顺序和均匀放煤，矸石含量超过1/3时停止放煤。顶煤厚度较大时，垮落的顶煤分2～3次放完；工作面放煤顺序从一端或中部依次向另一端进行；在每一轮放煤工序中，控制各支架的一次放出量相近。 还要选择合理的放煤步距。要提高回采率应尽量做到放煤步距与顶煤冒落步距一致，否则不利于顶煤回收率和降低矸石混入率。工作面出现断层构造时要有合理的过断层措施，最大限度减少底煤损失。过层滑构造及冲刷带时注意顶板维护，架后及时剪网放煤，同时加强地质构造观测与预报，以利指导工作面生产。工作面设备维修必须及时。进行现场检查及抽查，使设备完好率达到最高标准。 加强支架检修力度，确保支架放煤系统完好。区队建立严格的支架检修制度，保证检修班检修时间，对损坏的尾梁、插板及千斤顶等大件及时更换，小件由当班放煤工更换。
5、加强放煤工艺的管理，提高放煤工的素质。
放煤工的素质和技术是放煤工艺的决定因素，放煤工对放煤工艺的掌握、理解程度和操作水平直接影响到顶煤采出率。对放煤操作工分批分期技术培训，使放煤工作专职化，实行上岗合格证制度，坚持以放煤工序为中心，规定采煤区队各生产班固定专人放煤，放煤工必须持证上岗，使放煤工合格持证率达到100%，不准空班。放煤工严格按照一刀一放和多轮间隔放煤，不能超放或少放，放煤后由放煤工负责拉后部输送机，支架工只能在非放煤位置拉后部输送机。加强考核管理，制定合理的激励措施提高工人对回收煤的责任心。每班由验收员专职负责监督检查放煤，发现少放或操作不当造成丢煤，要对放煤工进行经济处罚。
因此加强放煤工的技术培训，提高放煤工的素质，增强放煤工的责任心，建立合理规范的放煤工艺及其管理办法是提高放顶煤采出率的一个重要途径。
[关键词]综采放顶煤 采出率
中图分类号： TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0049-01
一、 放顶煤开采工作面煤炭损失的构成
综放工作面的煤炭损失可以分为两个部分，一部分属于正常损失，即前技术水平尚不能避免的损失；一部分是不正常的损失，在目前技术方案条件下通过不断进行的科学研究，采用先进技术，减少煤炭损失。
1、难以避免的煤炭损失
工艺损失。即放煤损失，正常情况下，损失率为7%～12%，一般占工作面全部损失的1/2到1/3，损失的多少直接与支架架型、放煤工艺（放煤方式、放煤步距等）、煤的可放性（冒落时顶煤的破碎程度，块度大小等）、煤厚、支架架型（放煤口位置及尺寸等）等因素有关。其中放煤工艺和支架架型两因素是通过不断改进而较易减少损失的，但不能免除这类损失。除了技术原因外，工艺损失的大小和工作面放煤储量管理、放煤工的技术熟练程度及责任心等因素有关，采出率越低，表明这种因素的影响越明显。通过提高技术、加强管理，虽然可以得到改善，但难以完全避免这类损失。
工作面上下端头损失。这类损失是因为工作面上下各有两架过渡支架不能放煤；进回风平巷的端头支架不具有放煤功能而引起的。工作面越短，两端损失所占的比例越大，煤层越厚，两端损失所占比例也越大。
初采损失：工作面一开始，只要顶煤能冒落就应放煤。提前放煤，可以使顶板和顶煤冒落充分，有利于提高采出率和减少采空区冒落空洞积聚瓦斯。但由于顶煤可可放性和直接顶板的跨落性不同，将煤放出后，冒落空洞积聚的瓦斯对工作面会形成威胁，煤层上部直接顶初次跨落的大块岩石也可能砸坏支架。为此初采时必须留部分顶煤于采空区，丢失煤炭的数量将取决于：①工作面瓦斯等级；②直接顶板的初次跨落的步距。一般情况，在工作面初采的10m～15m范围内，顶煤放出率应不大于50%，或至少保持采空区的浮矸厚度大于支架高度。
末采损失。主要是为了保持停采撤出工作面设备时有一个较完整的顶板，从停采前10m开始停止放煤引起的损失，其损失的煤炭大体上时初采损失的一倍，即1%～1.5%。
其他经常性的损失。如运输损失等，一般不会超过1%。
2、非正常原因引起的煤炭损失
这部分煤炭损失大体上可以分为两类：一类是由于地质构造引起的煤炭损失，如断层、褶曲或底板凹凸不平而必须留的顶底煤。一类是由于工作中的失误等原因引起的煤炭损失。
3、煤柱损失
区段之间的隔离煤柱损失。大多数情况下放顶煤工作面区段之间隔离煤柱的宽度L1=5m到15m。（2）上山煤柱及采区煤柱（3）遗留的三角煤柱。
二、 提高放顶煤开采采出率的途径
1、减少初采损失
工作面设计要经过科学论证。必须按照正规的作业循环进行生产，区队跟班管理人员、安监员及资源领导小组成员现场监督检查。在放顶煤开采中，初采损失不可避免，虽然损失量不大，但也应尽量减少。比较有效的减少初采损失的方法就是采用切顶巷技术和深孔爆破技术。切顶巷技术是采用初采期间顶煤的跨落步距来提高初采回收率的。其方法是在工作面开采前，在切眼外上侧沿顶板施工一条与切眼平行的辅助巷道，称为切顶巷。同时在巷道的一帮打眼放炮，扩大切顶效果。采用以上措施，一般初采损失可减少约50%。
2、减少端头损失
由于大多数放顶煤工作面都是用过渡支架或正常的放顶煤支架进行端头维护，唐山矿的放顶煤工作面也是采用过渡支架进行端头维护的，由于机头尾过渡槽的加高，支架放煤口打开后过煤困难，再加上如果过渡支架过渡的放煤给两出口的支护带来了一定的影响，所以常常采取不放顶煤或少放顶煤，这样增加了煤炭的损失。
3、 减少放煤工艺损失
放煤工艺损失使综放工作面煤炭损失的主要部分，降低放煤工艺煤炭损失对提高综放回收率有重要意义。
放煤方式主要根据煤层的厚度来确定：一般情况下，煤层较薄时采用单轮放煤。煤层较厚时采用多轮放煤。在放煤形式中，间隔放煤方式较顺序放煤方式有利于提高煤炭资源采出率、降低原煤含矸率。多轮放煤方式在采出率和含矸率较单轮放煤方式具有一定的优势，但表现出的优势也不明显。顶煤损失不仅具有可控制性，更具有必然性和控制的局限性。在特定的煤层条件下，顶煤采出率达到一定程度后，若再继续提高采出率，只能以牺牲煤质为代价。因此，提高顶煤的采出率应做到尽可能增加纯煤放出阶段的比例，其原则是使煤矸分界面均匀地向放煤口收缩，使上方矸石和后方矸石同时到达放煤口，其措施主要包括支架选型、放煤工艺及其采放比的控制等。对顶煤比较坚硬煤层，放顶煤开采时常常会由于冒落块度大堵住放煤口，或冒落不充分造成煤炭损失，这种情况必须对顶煤进行预处理，可以采用煤层预注水的方法，提高采出率。实践证明，煤层注水对软化煤体，降低煤层强度，缩小顶煤跨落的块度，对提高采出率有较为明显的作用。同时，有能减少生产过程中的煤尘浓度。
4、按规定要求放煤。煤层顶板压力小、煤体硬度大、冒落性差，导致顶煤放不下来时，采取煤层注水、架后放震动炮对煤层进行松动，同时加强矿压观测。 上下端头支架及时剪网放煤。尽可能减少端头支架顶煤损失。采用合理的放煤工序。坚持多轮、顺序和均匀放煤，矸石含量超过1/3时停止放煤。顶煤厚度较大时，垮落的顶煤分2～3次放完；工作面放煤顺序从一端或中部依次向另一端进行；在每一轮放煤工序中，控制各支架的一次放出量相近。 还要选择合理的放煤步距。要提高回采率应尽量做到放煤步距与顶煤冒落步距一致，否则不利于顶煤回收率和降低矸石混入率。工作面出现断层构造时要有合理的过断层措施，最大限度减少底煤损失。过层滑构造及冲刷带时注意顶板维护，架后及时剪网放煤，同时加强地质构造观测与预报，以利指导工作面生产。工作面设备维修必须及时。进行现场检查及抽查，使设备完好率达到最高标准。 加强支架检修力度，确保支架放煤系统完好。区队建立严格的支架检修制度，保证检修班检修时间，对损坏的尾梁、插板及千斤顶等大件及时更换，小件由当班放煤工更换。
5、加强放煤工艺的管理，提高放煤工的素质。
放煤工的素质和技术是放煤工艺的决定因素，放煤工对放煤工艺的掌握、理解程度和操作水平直接影响到顶煤采出率。对放煤操作工分批分期技术培训，使放煤工作专职化，实行上岗合格证制度，坚持以放煤工序为中心，规定采煤区队各生产班固定专人放煤，放煤工必须持证上岗，使放煤工合格持证率达到100%，不准空班。放煤工严格按照一刀一放和多轮间隔放煤，不能超放或少放，放煤后由放煤工负责拉后部输送机，支架工只能在非放煤位置拉后部输送机。加强考核管理，制定合理的激励措施提高工人对回收煤的责任心。每班由验收员专职负责监督检查放煤，发现少放或操作不当造成丢煤，要对放煤工进行经济处罚。
因此加强放煤工的技术培训，提高放煤工的素质，增强放煤工的责任心，建立合理规范的放煤工艺及其管理办法是提高放顶煤采出率的一个重要途径。