关键词：三软煤层；低位放顶煤开采技术；应用
1引言
近年来随着我国经济的快速发展，我国社会对各种能源的需求量不断增加，而且在我国目前的能源结构调整过程中，煤炭仍然是我国的主要的能源形式，但是随着煤炭使用量和开采量的不断增加，煤矿开采深度也随之增加，使得煤矿开采难度不断增加，且在煤矿开采中面临的主要问题之一就是对三软煤层进行开采的问题。而且我国目前主要的高产高效矿区都是以综采放顶煤开采为主，但是在进行煤矿深部开采的过程中，采用中位放顶煤开采技术已经不能满足实际开采作业的要求，所以提出了在三软煤层中采用低位放顶煤开采技术的思路和尝试。
2三软煤层低位放顶煤开采技术概述
2.1三软煤层采用低位放顶煤开采技术的必要性
以杨河煤矿为例，其矿区主要的煤层为三软煤层，并具有较为复杂的内部构造，容易受到所在地区地质以及水文等因素的影响，在对此煤层进行开采的过程中其表现出较大的变形，且具有较高的瓦斯含量，所以给煤矿开采作业带来较大的难度，且对开采作业安全和效率造成较大的影响。所以此煤矿借鉴综采放顶煤开采案例，在此煤矿中采用中位放顶煤开采技术进行煤矿开采作业，大大提高了综采放顶煤的工作面最高单产。但是随着煤矿开采深度的增加，在煤矿开采中对中位放顶煤开采技术的应用条件越来越苛刻，且在开采作业中经常出现结构性的缺陷问题，且主要表现为以下几点：一是由于开采后期的作业空间较为狭小，在开采作业中容易出现积煤和侧翻等问题，所以需要采用人工清煤的方式进行辅助开采作业，增加了人工劳动强度和作业风险，降低了开采作业效率；二是在开采过程中出现片帮现象，此时只能采用人工方式进行煤壁支护作业；三是由于开采设备的支架底座前端压力逐渐增加，导致其前底座扎底而造成稳定性降低的问题；四是在放煤期间具有较大的损失率，因此具有较低的采出率，影响煤矿开采效率。所以针对此煤矿中出现的以上问题，决定在此煤矿中尝试采用低位放顶煤开采技术。
2.2某煤矿试验工作面概况
此煤矿的煤层整体表现出以下特点：一是煤层赋存条件具有较强的不稳定性；二是煤层整体受到滑动性构造的限制；三是煤层整体厚度具有较大的变化性。在此煤矿中采用低位放顶煤开采技术的综采工作面上，其标高为-242.5～-124.6m，所要开采的煤层为二1煤层，其煤层厚度以及变化较大，其厚度变化为0～15.7m，且根据此煤层的厚线图上可以看出，此工作面上的煤层厚度分布没有明显的规律性，但是只有局部的煤层厚度较薄，其余部分的整体厚度平均在9.4m以上，而且结构较为简单，且之前的掘进过程中也没有出现过夹矸或者分层现象的存在，属于结构比较稳定的煤层。
3三软煤层低位放顶煤开采技术分析
3.1低位放顶煤开采技术方案
针对此煤矿综采工作面的整体长度为1600m，倾斜长度为139m，煤层的平均坡度为8-2（8°-24°）/16°，而平均厚度为（0-15.7）/7.2m，并且具有大约为110万t的可开采储量，在采用低位放顶煤开采技术进行开采时，首先将原有的液压支架更换为ZF6400/19/32、ZFG-6400/21/32型中间架和过渡架，以及使用ZFT21000/18/35型端头支架。此外对于采煤工序确定为首先进行接班，然后进行打眼注水操作，之后进行割煤并推动前部刮板输送机，然后进行拉架以及放煤作业，最后拉动后部刮板输送机，完成验收和交班作业。对于此工作面的上下端头管理，工作面的下端头采用的是长度为4m的圆木与单体液压支柱替棚回收U型钢进行配合，并且在替棚作业完成之后采用抬棚对其起到支护加强的作用，且抬棚采用的是成对的π型钢，且主要是在机尾过渡架的上帮以及上顺山位置进行分别架设，其前移方式采用的是两梁交替迈步前移的方式，而对下端头的管理则主要是采用上述型号的端头支架对顶板进行支护。此外，对于供电和液压系统的改造，主要是减少了拉移设备列车的次数，并且采用远距离供电供液的技术，这样就可以大大提高工作面的开采效率。
3.2生产工艺及配套设备
在此煤层中采用低位放顶煤开采技术时，其具有煤尘较小、顶煤具有较小的损失率，以及能够与采煤作业平行进行的特点，且具有教大的放煤口，可以实现连续无损失的放煤作业，具有较高的作业效率。在低位放顶煤开采工艺中，采用的是端部斜切进刀和双向割煤的施工工艺，而且根据此煤层中的顶煤厚度因素，确定采用一刀一放的作业方式进行多轮间隔顺序放煤的作业方式，采用此开采工艺可以显著提高采出率。在此生产工艺的实施过程中，所采用的配套设备为MG250/600-WD型双滚筒采煤机、前后部输送机为型号为SGZ800/800型双链刮板输送机，且采用型号为SZZ800/400型转载机和型号为PLM1800型的破碎机。
4技术关键以及效益分析
4.1低位放顶煤开采过程中的关键技术
在低位放顶煤开采过程中，其技术的关键首先对采高的合理确定。根据此煤层开采中所采用的低位支架采高的范围为1.9～3.2m，且根据实际应用情况确定其采高为2.7m，且在此采高进行放顶煤开采过程中，需要对煤壁浅孔循环注水进行加强，这样可以有效防止出现煤壁片帮以及冒顶等事故的发生。此外还需要采用带压擦顶移架的方式对拉架速度进行提高，并且可以减少煤壁顶板的空顶时间。其次的关键技术就是对后部输送机与支架微量搭接参数的优化。在采用此技术进行开采过程中，为了确保采出率并减少对后部输送机的压死概率，确保低位支架配套后部输送机槽子后沿垂直线与低位支架插板收回位置保持一致，且溜槽水平面与插板收回下沿高度保持在300～350mm的范围内。最后的关键技术则是对工作面采用追机带压移架的方式。对于此放顶煤开采过程中的采煤机通常采用端头斜切进刀的方式进行开采。
4.2效益分析
在此煤矿的综采工作面中采用低位放顶煤开采技术时，将总长为125m的工作面分为5个口进行作业，比原先采用的中位放顶煤开采技术每天减少至少5个出勤人员。而且采出率超过95%，比原先提高至少5%，此外由于采用此技术可以有效降低出现煤壁片帮和冒顶的概率，不仅减少事故发生而导致的损失，而且减少工作面支护费用的比例超过80%，每个月则可以节省支护费用超过5万元。而且根据实际开采情况进行分析，每个月的产量提高了接近1/3，实现了矿井生产的高产和高效的目的。
5结语
针对煤矿开采作业中开采难度较大的三软煤层，本文针对杨河煤矿的综采工作面情况采取低位放顶煤开采技术，采用此技术之后与之前的生产工艺和情况进行对比，证明此技术的应用不仅避免了底座陷底的风险，增加了支架的工作阻力，有利于对煤壁进行管理，而且减少了对煤壁的破坏，降低煤壁出现片帮和冒顶的事故概率，且在开采过程中具有较低的扬尘点和较小的煤尘，实现了减员增效、降低消耗的效果。
参考文献：
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[2]任金武,张明,王晓明.三软地质条件下高瓦斯综采放顶煤论证研究[J].内蒙古煤炭经济,2017(21):118-119.