我国综采放顶煤开采技术及其展望

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1、我国综采放顶煤开采技术及其展望煤炭是我国的主要能源，目前已探明的储量达9000亿吨，煤炭在我国21世纪前50年的能源结构中将稳居50%以上。然而，煤炭开采过程中的高效和安全问题，一直是困扰我国煤炭企业的两大难题，20世纪八十年代中期，在我国厚煤层矿井试行并逐步推广的综采放顶煤技术（简称综放），较好地解决了厚煤层矿井的高效和安全问题，使这一技术以惊人的速度发展，并逐步完善，成为当前我国厚煤层开采的主要方法。综放开采技术之所以在中国发展迅速，普及广泛，主要原因有三点：一是该技术先进，本身具有强大的生命力；二是由于中国整体国力的提高，设备加工制造业的整体水平的提高，使配套设备的可

2、靠性进一步增强，为综放开采技术的发展提供了强有力的保证；三是有一大批高素质的管理人才、科技人才和职工队伍，成为综放开采技术不断发展和完善的动力。本文在阐述我国科技人员在这一技术进步中作出的创造性贡献之后，将进一步阐述该项技术需要完善的问题，并提出建议性对策。一、综采放顶煤技术的发展历史与现状综合机械化放顶煤开采技术最早出现在国外。1957年，前苏联研制出了Кту型掩护式放顶煤液压支架，并在库兹巴斯煤田的托姆乌辛斯克使用；1963年法国研制成功了“香蕉”支撑掩护式放顶煤液压支架，1964年在布朗齐矿区使用并获得成功；80年代初，匈亚利研制成功单输送机前开天窗式放顶煤液压支架。

3、此后，波兰、南斯拉夫、印度等国都使用过综放技术，但效果不够理想，加上国际能源结构变化等原因，80年代后国外综放技术开始萎缩，90年代只有极少数矿井使用。我国综放的发展始于80年代。1984年6月，由原煤炭部立项，在沈阳矿务局蒲河矿用我国自行研制的FY400/14/28综放支架开始试验，后因支架稳定性差，四连杆强度不足损坏严重，加之设备的配套性不好，支架不能前移，造成工作面发火中止试验；1987年，平顶山矿务局一矿引进了匈牙利VHP-732型高位插底式放顶煤液压支架，取得了平均月产44206吨，最高月产55000吨，回采率79.6%，平均工效25.5吨/工的初步成绩；1988

4、年阳泉矿务局、1989年潞安矿务局开始试验，超过了以前各局所取得的效果。与此同时，窑街、靖远、晋城、郑州、兖州、辽源、乌鲁木齐、平庄等矿务局推广使用。从1984年第一个试验工作面算起，到1994年的十年间，我国综放技术迅速发展，1994年，全国综放开采的总产量达到3680万吨，有28个矿务局，60个综放面在生产。其中，年产量超过百万吨的21个，占1/3，综放技术日趋成熟。在设备、工艺、安全保障等方面作了大量的理论研究和现场试验，为近几年的发展打下了坚实的基础。到1998年，全国综放总产量达到7000万吨，综放工作面总数达到82个，全国64个百万吨综采队中，有22个是综放，其

5、中9个队的年产达到200万吨以上，占当年200万吨队的81.8%。使用条件由初期的缓倾斜煤层发展到倾斜、急倾斜煤层；由开采条件较好工作面发展到条件较差的“三软”、“两硬”、“不稳定”煤层。其中以缓倾斜厚煤层工作面的效果最明显，工作面最高年产量达到500万吨以上。目前我国综放技术使用的数量、范围、技术的先进性和取得的效果，均居世界领先地位。最近，我国正在努力拓展外部市场，向国外输出综放技术及成套装备。二、我国对综放开采技术的创造性贡献我国科技人员在综放开采的技术进步中，投入了大量的力量，在理论、技术和装备等方面取得了系统和丰硕的成果。(一)顶煤冒放性的定量评价方法顶煤能否顺

6、利冒落并有效放出，是决定放顶煤开采能否成功的关键，也直接影响到工作面的煤炭回收率。我国科技人员先后提出了多种冒放性评价方法，例如：将影响因素量化后进行回归，用回归公式计算冒放性；用模糊聚类法计算冒放性；用距工作面煤壁不同距离处顶煤位移量达到100mm处的位置远近作为冒放性判别指标。现场使用较多且直观方便的方法是下述的“七因素加权模糊推理法”。这是对煤层地质条件和开采条件的综合评价，没有考虑辅助措施对冒放性的影响作用。当采用辅助措施影响冒放性时，相当于改变了煤层地质条件和开采条件，因此，该方法仍然适用。1、决定冒放性的七个因素及其对论域“冒放性好”的隶属度(1)采深与煤层强度

7、比值采深与煤层强度对顶煤冒放性而言是相对概念，这一指标代表支承压力的破煤能力。要使顶煤在支承压力作用下充分破碎，(2）直接顶岩性直接顶板能随采随冒，顶煤放出后能及时充填满放出空间，减少了顶煤放出损失。直接顶岩性以泥岩、页岩、粉砂岩等中等稳定性以下为好。(3）老顶岩性老顶的作用主要是向煤壁前方传递支承压力。岩性越好，传递支承压力的能力越强，对顶煤破碎越越有利，但来压步距相对要加大，来压强度加剧。综合考虑老顶破煤作用与来压强度，以中粗砂岩、细砂岩等中等稳定岩性为好。(4）采放高度比顶煤破碎主要依靠支承压力和支架反复支