摘要：针对综放工作面开采过程中因开采环境特殊性和围岩结构复杂性导致的运行能力受限问题，通过实测某煤矿大采高综放工作面工艺参数，并分析综放工作面各个工序所用时间和工作面系统开机率，进一步提高综放工作面生产效率和安全性。通过一系列的工艺优化，开采效率约提高1.8～2.4倍。

　　关键词：厚煤层；综放工艺；放煤技术

　　0引言

　　综放开采技术在我国现阶段厚煤层开采中占据重要地位，煤炭企业正积极推动综放开采的现代化建设，以提高开采效率、降低成本并增强安全性。针对综放工作面开采过程中因开采环境特殊性和围岩结构复杂性导致的设备运行能力受限问题[1-2]，结合某煤矿实际情况，通过实测数据分析和工艺优化提高途径的探讨，可以为该煤矿的综放工艺改进提供有力的支持和指导。

　　1工程概况

　　某煤矿122107综放工作面位～于12盘区西翼，煤层厚度大（11.8 m），硬度适中（2.0 3.0），有利于机械化开采。煤质为～长焰煤、不粘煤，适用于多种用途。煤层倾角小（0°4°),有助于保持工作面的稳定[3]。直接顶和直接底均有一定厚度的砂质泥岩和细粒砂岩，需要关注其稳定～性和支护需求。基本顶的中粒砂岩厚度变化大（3.7 30.8 m），可能影响工作面的顶板管理。工作面倾向长度300 m，走向长度6 012 m，属于大型工作面，需要合理规划和组织开采工作。

　　2综放面工艺参数实测研究

　　2.1放煤工艺参数实测

　　通过实测得到放煤时间空间分布特征如图1所示，可以看出：综放支架放煤时间呈现出“类梯形”分布特征，是综采放顶煤开采过程中的一种常见现象。

　　在实际生产中，根据具体情况分析影响因素，优化开采工艺和支架性能，以提高顶煤的破碎程度和煤炭的回收率。选取顶煤破碎效果较好的中部区域进行数据分析，能够为智能化放煤工艺的优化提供有价值的参考。针对顶煤破碎效果较好的中部区域，精确记录每次放煤的时间，确保数据在100～140 s的范围内。计算放煤时间的均值，并确认其处于110～120 s的区间内。深入了解放煤时间对顶煤破碎效果的影响，并提出有效的优化建议，以提高煤矿的开采效率和经济效益。

　　2.2支架移架工艺实测

　　支架伸、收护帮板时间实测。支架伸、收护帮板时时间实测如图2所示，由图2可知：伸护帮板的操作时间相对较短，平均只需要9.6 s，而时间范围也较小。收护帮板的操作时间相对较长，平均需要21.6 s，且时间范围也较大，说明可能受多种因素的影响，导致时间波动较大。

　　3综放面工艺优化研究

　　3.1开采参数优化研究

　　综放工作面日产量与工作面长度、推进度、采高、回采率等因素有关，计算公式如式（1）：

　　Qd=LnBMγK.（1）

　　式中：Qd为工作面产量，t/d；L为工作面长度，m；n为工作面进刀数，次；B为采煤机截深，m；M为工作面采高，m；γ为实体煤容重，t/m3；K为工作面采出率，%。

　　从式（1）可以看出，为了增加工作面产量，在设备能力满足的条件下，对采煤工艺进行优化和调整，可以显著提高煤炭开采的效率和产量。但同时也需要注意确保生产安全、设备保护和资源合理利用之间的平衡。

　　3.2开采参数优化措施

　　某煤矿采高已达6.0 m，且再增加可能带来风险，应严格控制采高，避免进一步增加。通过加大工作面长度、提高采煤机截深和割煤速度以及相应的工艺协调性调整，可以在确保安全的前提下有效提高该煤矿大采高综放工作面的产量[4]。

　　3.2.1适度加大工作面长度

　　随着我国煤炭开采技术的不断进步和煤炭需求的持续增长，工作面开采强度和工作面长度参数在逐渐增加。从1978年到现在，综采工作面的平均长度有了显著的增长，特别是大采高综采和综放工作面的长度已经达到了较高的水平[5]。目前典型大采高综放工作面开采参数统计见表1，可以看出，综采工作面长度大部分集中在300～400 m，这意味着在这个长度范围内，综采工作面的运行效率和安全性得到了较好的平衡；综放工作面长度主要集中在200～350 m，这个范围可能反映了综放工艺的特点和限制。因此，该煤矿可适度加大工作面长度至350 m。

　　3.2.2提高割煤速度

　　该煤矿122107综放面的现场实测数据，在正常的进刀过程中，速度是相对稳定的，平均速度在7m/min左右。然而，在某些情况下，可能会加速到较高的速度，例如：瞬时最大值达到了12 m/min，但大多数时候其瞬时最大值集中在10 m/min左右。割三角煤区运行速度，平均速度为4.1～4.6 m/min，瞬时最大值为8 m/min（主要集中在6 m/min），在割三角煤区，运行速度相对较低。这可能是因为三角煤区的地质条件、操作难度或其他因素导致的。尽管如此，其瞬时最大值仍然可以达到8 m/min，但大多数时候集中在6 m/min左右。因此，该煤矿可将割煤速度提高到6～8 m/min，加快采煤机割煤速度是实现工作面高产高效的有效途径之一。

　　3.2.3提高产能

　　按以下参数计算：工作面长度为350 m，截深为1.0 m，割煤速度范围6~8 m/min煤层厚度为11 m，由于采放比为1:1，机采高度5 m，放煤高度也为5 m，所以每刀放煤量与截割煤量相同，即5 m3。因此，每小时放煤量的范围与每小时截割煤量相同。通过提高采煤机一系列的参数，产量为1 784~2 390万t/a，效率是现阶段的1.8～2.4倍。

　　3.3放煤方式优化研究

　　利用模拟软件对这三种放煤方式（单轮顺序成组放煤、单轮间隔成组放煤、两轮顺序成组往返放煤）进行研究时，关注放煤速度：模拟不同放煤方式下的放煤速度，分析其对生产效率的影响；顶煤放出率：通过模拟计算不同放煤方式下的顶煤放出率，评估其经济效益；混矸率：模拟放煤过程中的混矸情况，评估不同放煤方式对煤质的影响；工作面稳定性：分析不同放煤方式对工作面稳定性的影响，确保安全生产。三种放煤方式条件下各阶段顶煤回收率的时空分布特征如图3所示，两轮顺序成组往返放煤在顶煤回收率和产量提升方面的显著优势，该煤矿可以将放煤方式调整为两轮顺序成组往返放煤。这将有助于提高煤矿的经济效益和生产效率，同时也有助于推动煤矿行业的可持续发展。

　　4结语

　　某煤矿综放工作面工艺的优化确实可以通过提高多个参数来实现更高的生产效率和年产量。适度加大工作面长度至350 m，增加工作面长度可以减少工作面搬家次数，从而增加产量；提高割煤速度至6～8 m/min，可以显著减少采煤时间，提高生产效率；优化伸护帮板时间和放护帮板时间，可以确保采煤机在截割过程中得到及时的支护，保证工作面的安全；放煤方式调整为两轮顺序成组往返放煤，可以提高顶煤的回收率，减少混矸现象，从而提高煤质和产量；开采效率将是现阶段的1.8~2.4倍。

　　参考文献

　　[1]刘俊余，杜永威，于斌，等.酸刺沟煤矿综放工作面放煤工艺优化研究[J].矿业研究与开发，2024，44（4）：19-24.

　　[2]谈文州，张焙炎，李天棚.综放开采复合坚硬顶板覆岩破断规律及放煤技术研究[J].煤炭科技，2023，44（6）：153-157.

　　[3]姜*刚，关书方，王明强，等.大倾角综放面煤岩分界线不对称分布特征及放煤工艺优化[J].煤炭技术，2023，42（12）：104-108.

　　[4]李天航.沙坪矿13103综放工作面覆岩运动规律及放煤参数研究[D].阜新：辽宁工程技术大学，2023.

　　[5]胡瑞永.燕子山矿综放工作面煤岩运移规律与智能放煤关键技术研究及应用[D].徐州：中国矿业大学，2023.

　　[6]雷亚军，闫少宏，王锐，等.曹家滩煤矿大采高智能化综放面工艺优化[J].煤炭工程，2022，54（12）：7-12.