综放试验工作面开采损失分析及对策探讨
我国自1984年推广应用综放开采技术,经过10多年的试验与推广,由于其自身的经济效益优势,迅速得到发展。进入90年代,我国高产综放工作面技术经济指标已处于世界领先水平,取得了日产2.0万ｔ、年产500万ｔ、工效100ｔ/工以上的好成绩。然而,综放开采工艺主要应用于较软煤层、中硬煤层及坚硬煤层的开采，在高韧性厚煤层中尚无经验可借鉴。为使这一新的工艺能在高韧性厚煤层中取得突破，2001年，经国内煤炭行业权威机构及专家多次进行技术可行性论证，首次确立在灵武矿区磁羊技改井2＃煤层进行综放开采工业新试验，目前试验项目已实施结束，综放试验工作面顶煤回收率达到59.30％，工作面采出率达到70.7％，最高月产量达15.07万吨，综放工艺开采试验各方面初获成功。但工作面综合采出率相对偏低，没有达到国内综放工作面综合采出率平均水平，为提高资源回收率，实现效益开采，有必要对综放试验工作面的煤炭开采损失进行分析、研究探讨，从而制定出有针对性的措施，指导综放开采，以提高其采出率。
1 综放试验工作面概述
综放试验工作面位于磁羊技改井北部区域，试验工作面走向长
2 开采损失分析
长壁综放开采顶煤的损失主要由3个方面构成，一是工作面在初采和末采阶段，不能放出或不能充分放煤无法回收和不进行放煤而丢弃顶煤造成的损失；二是工作面两端过渡支架和端头支架不能放煤造成的损失；三是放煤工艺所致的损失，即采空区遗煤损失。
2.1 断层损失
工作面开采范围内有一条正断层与工作面斜交，断层位于工作面中上部，与风巷的夹角为15°断层最大落差5.30米，沿工作走向影响范围为430米，为使断层附近的工作面底板沿倾向保持一定的弧度，便于工作面推溜、移架。采煤机在断层附近割煤时，在上盘进行留底煤开采，在下盘适当卧底，为此沿倾向平均45米范围内，工作面丢底煤较为严重，经计算受断层影响丢底煤5.40万吨，占工作面储量的4.99％，占总损失的17％。
2.2 初采损失
工作面自切眼开始推进，为防止直接顶冒落砸坏尾梁和老顶突然冒落对工作面产生威胁, 在直接顶未垮落前，工作面没有进行顶煤的回收，在工作面推进15米时，直接顶出现大面积跨落，垮落的顶煤充满了采空区，初采至正常放煤阶段，丢失顶煤2.0万吨，占工作面储量的1.85％，占总损失的6.3％。
2.3 端头损失
工作面两端各布置3架过渡支架，其中机头机尾各有一架没有放煤，在有效推进长度范围内损失煤炭1.62万吨，占工作面储量的1.49％，占总损失的5.1％。
2.4 末采损失
工作面在推至停采线30米时，停止了对顶煤的预松动爆破，在距停采线25米时，为使垮落的顶煤及顶板岩石充满采空区，给工作面回收撤支架创造良好的条件，停止了顶煤回收工作。造成末采损失3.06万吨，占工作面储量的2.83％，占总损失的9.7％。
2.5 工艺损失
由于工艺本身所致采空区的顶煤损失量不能直接通过理论公式进行计算，只能通过上述几项损失与工作面采出率的相互关系进行推算，因此综放试验面的工艺损失为19.26万吨，占总损失的60.8％。
3 提高综放工作面回收率的措施
3.1 优化采区巷道布置,加大工作面的几何尺寸
由于初采、末采损失和端头损失与工作面几何尺寸密切相关。在条件允许的情况下，通过适当加大工作面的几何尺寸,可以减少工作面煤柱损失,相应提高工作面采出率。根据试验情况来看，综放工作面的倾斜宽在200～220米，走向长在2000米～3000米比较适宜，一方面可以减少工作面初采、末采损失，另一方面可以减少工作面端头损失，据统计资料表明，在上述几何参数条件下，工作面的初、末采及端头损失可降低3％，工作面的综合回收率可至少增加2％。
3.2 采取措施，减少初、末采损失
从综放试验工作面开采试验效果来看，直接顶的跨落不会对支架构成威胁，为提高综放回收率，减少初采损失，可以利用布置在切眼顶部的辅助切眼，对顶板实施深孔爆破，切断顶煤及顶板的完整性，形成自由面，使顶煤及时跨落，缩短初采长度，降低初采损失；在末采时根据支架的长度，缩短末采长度，尽可能多放煤 在工作面离停采线15ｍ时开始铺网停止放煤,这样可降低末采损失。
3.3 端头放煤,减少端头损失
为减少端头损失,应完善工作面支架配套,改进端头和过渡支架结构，在端头使用可放煤过渡支架,实施端头放煤,从而实现全工作面放煤。
3.4 选用合理的放煤工艺,减少放煤工艺损失
通过单口双轮顺序放煤和双口双轮顺序放煤工艺观测对比，双口双轮顺序放煤无论是从循环时间，还是从放煤效果都优于单口双轮顺序放煤。因此，综放工作面放煤工艺采用双口双轮顺序放煤，一刀一放能有效的提高顶煤回收率。但放煤步距是顶煤垮落角、顶煤厚度和支架放煤口位置的多元函数,在不同的放煤条件下存在不同的合理放煤步距。放煤步距应根据采放比、顶煤可放性及支架架型等因素选取，不可简单采用，从开采损失分析中不难看出，放煤工艺损失是综放工作面煤炭损失的主要部分，该试验面的工艺损失占总损失的60％，因此需进一步加强放煤工艺方面的研究和探索，通过工艺改进实现顶煤回收率提高。
3.5 对顶煤采取预松动爆破措施，改善顶煤的冒放性
根据综放开采工业性试验，2＃煤层韧性指标高，煤层本身的冒放性差，必须通过外力来对顶煤进行提前弱化处理，破坏顶煤的完整性。从目前的技术手段来看，顶煤的弱化只能通过辅助爆破，为此，寻求科学合理的爆破参数，是提高顶煤回收率的有效途径。
3.6 加强放煤操作、储量管理及综放面现场管理，降低人为因素影响
首先加强工作面回采率管理,对每班的放煤情况进行动态监督检查,并将回收率纳入放煤工计件工资，实行班考核。同时加强煤厚探测及工作面采出量的计量工作,每隔30～50ｍ探测一组煤厚,准确地掌握综放面回采过程中动用的储量，及时分析计算综放工作面回收率，根据计算结果，及时调整放煤、爆破工艺参数，确保工作面回收率稳步提高。
4 结束语
在高韧性厚煤层进行综放开采工艺试验属首次，一方面经验不足，另一方面受工作面透水、支架质量等诸多因素影响，不同程度的制约了顶煤回收率的提高，但是通过本次试验，使我们深刻认识到采取相应的措施后，综放开采的煤炭损失可以进一步降低，设计的80％的综合回采率可以实现。
