一、项目背景
据我国自推广应用低位综放开采综放工作面近400多个资料统计，平均回采率为79%。研究结果表明，长壁综放工作面的煤炭损失主要由3个方面构成：一是工作面的初采和末采期间，由于不能放煤或不能充分放煤而引起的损失;二是工作面两端过渡支架和端头支架不能放煤而引起的损失;三是放煤工艺等引起的采空区残煤损失。对于第一方面的煤炭损失，通过采取将切眼沿采空区边沿或断层线布置、双切眼布置、对切眼上方顶(板)煤进行预爆破处理和沿底收尾，尽可能缩短铺网距离，来缩小末采不放煤距离等措施，已初步得以解决，并通过优化工作面设计，使其在煤炭构成中进一步减小;对于第二方面的煤炭损失，通过改进支架设计，调整工作面三机配套和端头支架具有放煤机构等措施的应用，该部分的煤炭损失量也已有所降低;对第三方面的煤炭损失，虽通过确定合理的放煤步距、放煤工艺和合理的采放比等措施，但工艺引起的采空区残煤损失仍未有效地得以解决。采空区残煤损失占工作面煤炭可采总量的5%以上，占工作面煤炭总损失率的64.5%，是工作面煤炭损失的主要问题。
二、研究内容
1.采空区底部浮煤分布状态
研究结果表明，丢失在采空区底板上的煤炭的分布有两种基本形态，即纯煤带和煤矸混合带(如图2)，而且在沿工作面推进方向和沿工作面倾斜方向上无明显的分布差异。
2.采空区底部浮煤形成机理
在采空区底板平面上有一个共同点是各处的丢煤靠底板都有250--500mm厚的纯煤带(图3为顶煤丢失高度变化曲线)，这部分丢失煤炭几乎不含矸石，约占老塘采空区丢失煤炭的40--60%，是开采量的4.5%左右，是丢失煤炭的主体。纯煤带之上为煤矸混合带，其厚度变化较大，呈波浪状，且煤矸混合比例无规律，这部分丢失煤主要应是放煤口间断放煤、放煤口关闭早晚不一和顶煤冒放运动不连续等原因所致，是由放煤后期煤矸运动规律不同和块度不同所决定的，如上位顶煤的冒落块度要明显大于下位顶煤，运动过程中的运动阻力增大，形成平衡的条件增多，在此条件下，冒落的小块矸石就首先通过大块顶煤与顶煤之间的挤压间隙或大块顶煤与大块矸石间的挤压间隙先于顶煤到达放煤口，形成矸石堆积和煤矸混合。
纯煤带则是在工作面放煤结束后，支架上顶煤、采空区矸石处于一个相对稳定的状态，当后部输送机前移后，在后部溜槽与采空区煤矸之间形成一个死角空间如图4(左)，该死角空间随着支架的前移和放煤，将由下顶煤体充填，形成存煤死角，即死角煤如图4(右)。
该死角煤的煤炭来源主要有三个：一是本架顶煤，放煤工人在放煤时难以准确调整放煤口的大小和位置，使放煤口位置与后槽的位置不相适应，加之煤流的自行发散作用，使部分顶煤向后溜槽外的采空区侧散落，充填死角空间。二是移架落煤，后部输送机前移后，支架前移时，由于顶煤受力状态的变化，有部分顶煤沿支架尾梁下落，充填死角空间。三是邻架顶煤，邻架放煤时，由于瞬间煤量过大，后部输送机上的煤在运行过程中外溢，充填死角空间。
三、采空区浮煤高位钢板式回收装置
1.现状分析
在工作面割煤和后部刮板输送机前移后，在后部刮板输送机后即老塘留有一个与步距基本相等的空沟，在液压支架尾梁摆动放顶煤时，必须先把紧靠采煤机切割顶部的顶煤放出，将后部刮板输送机前移在采空区留的空沟填满后，并形成45°的自流斜坡后，才能使液压支架顶部上方的煤炭反流入后部刮板输送机。
2.装置结构
技术人员通过研究，设计了在每个后部刮板输送机后侧面拖挂一个与综放面开采步距基本相等的物体方案，其高度与后部刮板输送机等高，能够紧随后部刮板输送机前移的框体。该框体取名为FH装置，为钢制的采空区浮煤回收装置。FH装置主要由三部分组成，即连接板、后溜托板和盖板。如图5和图6。
3.基本参数
宽度：800 mm;
长度：1500 mm;
高度：300mm;
适应放煤步距：800 mm;
适应溜槽长度：1500 mm;
适应溜槽高度：300 mm;
总重量：207Kg。
4.浮煤回收原理
连接板由连接面板、筋板和轴座组成，焊接在后部输送机的溜槽上，长1000mm，宽264mm。起到后部输送机与后溜托板的连接作用。
后溜托板是一个用钢板焊接而成的钢制框架，由面板、筋板、立柱和底靴等组成，是FH装置的核心。高度与后部输送机等同(如SGZ—764/400型为300 mm，宽度540 mm(与连接板宽度之和等于放煤步距800 mm)，长1500mm，通过轴座与焊接在后部输送机上的连接板连接形成一个整体，拖装在后部输送机靠采空区侧的一边，跟后部输送机一起移动。
5.应用效果
FH回收装置在井下进行了工业性试验，回收效果很好，采底部基本全为石块，基本没有丢失的煤炭。
