综合机械化放顶煤开采技术

综合机械化放顶煤开采技术--高效开采技术之二
2007-04-28 08:29:14| 分类：宏观经济| 标签：|字号大中小订阅
综合机械化放顶煤开采技术
放顶煤开采最早起源于欧洲。

虽然目前在国际上应用较少，但是针对中国厚煤层却表现出了良好的适应性。

近年来，综放开采体现出的产量高、成本低、掘进工作量少等特点，使综放开采在中国厚和特厚煤
层开采中得到了迅速而广泛地推广。

据统计，1994年我国28个矿务局的60个综放工作面，年产煤约3680万吨，1995年约有73个综放工作面，1996年综放开采的总产量为5700万吨，已占国有重点煤矿总产量的10%左右。

1997年全国有92个综放工作面，占总工作面数的4.4%，工作面产量为6609.4万吨，占总产量的13.54%。

1999年有11个综放工作面年产超过200万吨，占全国同类指标总数的68.8%。

2005年百万吨综放队82个，占全部百万吨采煤队的41.4％。

1995～2000年间国有重点煤矿年产超过100万吨/年的综放队的生产情况见表1所示。

表1历年超100万t/a综放开采生产指标
注：产量比重——指当年100万t/a以上综放队产量之和占当年所有100万t/a以上综采队产量总和的比例。

从表1不难看出，综放队数量和单产不断提高。

2001年兖州矿务局兴隆庄煤矿在长303m，走向2400m 的综放工作面，采用电液控制系统进行了综放开采，最高月产达63万吨，最高日产3.0万吨/日，达到年产600万吨/年的水平。

2004年，东滩矿综放队使用国产设备，全年产量658.15万t，刷新该矿2003年产煤642万t的世界综放纪录。

工作面主要设备如下：液压支架ZFS7200型、采煤机MGTY400/930-3.3D 型、刮板输送机SGZ-1000/1050型。

2005年最高综放单队年产量608万吨，由潞安王庄煤矿取得。

1、综放开采技术发展
我国综放开采技术发展的历程，大体分为两个阶段：
第一阶段为探索阶段(20世纪80年代至1990年初)。

这一阶段结束的标志是阳泉一矿8603综放面月产突破14万，它证明了综放开采确实能实现安全高效。

第二阶段是逐渐成熟和推广阶段(从1993年～至今)。

这个阶段的标志是：
①综放工作面产量日趋增高。

1993年最高产量为253万吨/年，1994年为281万吨/年，1995年为315万吨/年，1997年为410万吨/年，1999年为505万吨/年，2000年为512万吨/年，2004年为658.15万
吨/年，显示了综放开采安全高效的巨大潜力；
②难采煤层如“三软”煤层、高瓦斯煤层、“大倾角”煤层、“两硬”煤层、较薄厚煤层综放开采技术有了重
大的突破，形成了不同条件下综放开采工艺模式；
③综放开采以其安全高效的优势适应了市场经济的形势，得到了大面积的推广和应用；
④不同条件下综放支架的架型基本稳定，形成了较完整的支架架型和参数确定的理论；
⑤综放开采的“一通三防”理论与技术有了长足发展。

2、综放开采技术取得的主要成就
综放开采技术以其技术先进、投入少、消耗少、效率高、安全性好的五大特点将厚煤层开采的储量优势转化为经济优势，目前已成为我国安全高效矿井建设和采煤方法改革的主要技术途径之一。

综放开采在
中国二十多年的实践，取得的主要成就如下：
①探索了顶煤冒放性好、“三软”不稳定厚煤层、大倾角煤层、较薄厚煤层、“两硬”厚煤层综放开采安全
高效工艺模式；
②研制了适应不同地质条件的综放支架；
③摸索了适应不同条件的工作面设备配套模式；
④指导综放开采技术与生产的理论研究取得了明显成果；
⑤研究了提高综放开采煤炭回收率的技术途径；
⑥形成了综放开采煤巷锚杆支护的成套技术；
⑦综放开采瓦斯涌出机理与治理、煤层自燃发火与防治、防尘技术有重大进展。

3、年产600万吨综放工作面配套研制
“九五”期间，我国放顶煤技术迅速发展，以放顶煤液压支架的架型改革为突破口，综放工作面的产量和效率纪录不断刷新，2004年兖州东滩煤矿创综放工作面年产658万吨的全国乃至世界最高纪录。

在总结“九五”攻关成果的基础上，兖州兴隆庄煤矿进一步提高综放工作面装备的生产能力和自动化程度，遵循技术先进、系统完备、性能优异、高效的原则，在总体配套设计中尽量选用代表国际领先水平的成熟技术和装备，首次开创性地在综放支架上使用电液控制系统，在303m长的工作面已达到年产600万吨以上的生产能力，技术达到国际领先水平，其工作面设备配套技术参数如表2所示。

表2 年产600万吨综放工作面主要配套设备技术参数
该成套设备于2002年1月至3月在兖州兴隆庄煤矿4326工作面工业性试验期间，最高日产量24047吨，平均日产20375吨，最高月产631668吨，平均月产570532吨，最高工效369.39吨/工，平均工效313吨/工，平均回收率87.43%，达到工作面生产能力年产684万吨的水平。

2002年1～3月，原煤售价247元/吨，吨煤成本73.84元/吨，吨煤销售利润173.95元/吨，3个月共创效益11228万元，平均月创效
益3742万元，预计年创效益44913万元，工作面设备投资总额为15696万元，两者对比投资回报率高，
经济效益十分显著。

4、轻型支架综放开采技术
在我国邯郸、邢台、峰峰、鹤壁、平顶山、开滦等矿区赋存有3.5～5.0m的较薄厚煤层，这类煤层一般的地质赋存特点是煤层破碎、煤厚变化大、顶板破碎，以前大都采用分层或只采一层的方法，丢煤多，产量低，效益差。

通过对综采放顶煤放煤机理的深入研究，认为这类煤层采用轻型支架综采放顶煤技术亦可获得较好的技术经济效益。

如峰峰矿务局薛村煤矿自1997年9月，采用轻放开采以来，产量逐年提高，1998年70万吨，1999年达到83万吨，2000年在92107主采面有4条2m以上断层和一条顶板巷道的情况下，年产突破100万吨，工作面平均月产85997吨，最高月产达126492吨，年回采工效32.9吨/工，经济效益显著提高。

表17为薛村矿使用“轻放”前后主要技术经济指标对比。

在同一盘区，条件相似的高档普采面、综采面和轻放面经济效益分析比较，轻放面吨煤成本比高档普采面降低13.63元/吨，比综采面降低12.27元/吨，轻放开采的累计产量为312万吨，比高档普采节约资金4253万元，比综采节约资金3828
万元。

表3 薛村矿使用“轻放”前后主要技术经济指标对比表
近年来，随着综采放顶煤技术进步和轻型支架放顶煤装备日趋成熟，轻放应用越来越广泛，单产也越来越高。

表18为2005年我国部分3.0～5.0m较薄厚煤层综放工作面生产情况。

表4 2005年中国部分3.0～5.0米较薄厚煤层放顶煤工作面生产情况。