放顶煤综采主要工艺过程
放顶煤综采工艺主要包含五大关键步骤，各环节紧密相扣，共同保障煤炭开采的高效与安全。
1.采煤机割煤：采用双滚筒采煤机进行割煤作业，在采煤工作面的两端，通常会运用斜切进刀的方式，这种进刀方式能够使采煤机顺利地切入煤壁，为后续的割煤工作做好准备。截深一般控制在 0.6 - 0.8m，合适的截深既能保证采煤效率，又能确保采煤机的稳定运行和煤炭的质量。
2.移架及时支护：在采煤机割煤之后，前探梁会迅速伸出，对新暴露的顶煤进行支护，为后续的作业提供安全保障。及时移架是这一环节的关键，移架时，用护帮板紧紧护住煤壁，防止煤壁片帮，保障作业人员和设备的安全。移架操作要迅速、准确，确保支架能够及时有效地支撑顶板。
3.推移前部输送机：推移前部输送机需一次到位，通常距煤机 15m 左右逐节进行推移 。在推移过程中，多架支架需要协调操作，以保证输送机的平稳移动。同时，要注意机后 5m 范围内的情况，确保推移过程中不会出现意外。推移后的输送机要保持平稳、牢固，为煤炭的运输提供良好的条件。
4.拉后部输送机：在完成拉架和移置前输送机的操作后，紧接着要将后输送机移到规定位置。拉后部输送机时，要注意与其他设备的配合，确保输送机的移动准确无误，避免出现偏差影响煤炭的运输。
5.打开放煤口放顶煤：根据支架型号、放煤口及几何尺寸、顶煤厚度等因素，综合确定放煤步距与作业方式。在放煤过程中，要密切关注放煤情况，控制放煤量，避免矸石混入过多，影响煤炭质量。放煤口的打开和关闭要精准操作，确保放煤工作的顺利进行 。
放顶煤工作面的初采和末采放煤工艺
初采、初放
在放顶煤开采的初始阶段，初采和初放工艺的合理实施对于提高煤炭资源回收率和保障开采安全至关重要。目前，行业内普遍采用推出切顶巷和深孔爆破技术来提高初采放出率。
切顶巷技术是一项极具创新性的技术手段，它能够有效减少初采期间顶煤垮落步距，显著提高初采回收率。其具体操作方法是，在工作面正式开采之前，在切眼外上侧沿着顶板精心开掘一条与切眼平行的辅助巷道，这条巷道被称为切顶巷。与此同时，在切顶巷的一帮进行打眼放炮作业，通过爆破的力量扩大切顶效果。在实际应用中，某煤矿采用切顶巷技术后，初采期间的顶煤垮落步距明显减小，初采回收率从原来的 60% 提高到了 75%，取得了显著的经济效益。
深孔爆破技术则是利用在顶板中钻设的深孔，将炸药放置在合适的位置，通过爆破的冲击力使顶板岩石预先破碎，为顶煤的顺利垮落创造有利条件。深孔爆破技术的应用能够有效提高顶煤的破碎程度，增加顶煤的流动性，从而提高初采放出率。在一些顶板较为坚硬的矿区，深孔爆破技术的应用使得初采放出率提高了 10% - 20%，极大地提高了煤炭资源的利用率。
末采与顶板管理
当放顶煤工作面推进到临近结束阶段时，末采与顶板管理工作就成为了保障开采安全和顺利撤架的关键环节。在放顶煤末采过程中，合理确定停止放顶煤的位置至关重要。一般来说，目前不放顶煤的范围已经由过去的 20m 缩短到 10m 左右，此时便停止放顶煤，并开始铺设顶网。
停止放顶煤位置的确定主要基于两个关键因素：一是要确保撤架空间处于稳定的顶板之下，这就需要选择合理的停采线位置。停采线位置的选择需要综合考虑顶板的岩性、地质构造以及支架的承载能力等因素。如果停采线位置选择不当，可能会导致撤架过程中顶板垮落，危及人员和设备安全。二是要有效地防止采空区后方矸石窜入工作面。为了达到这一目的，矸石应能够压住金属网，形成有效的防护屏障。在实际操作中，通常会在停止放顶煤后，及时铺设金属网，并在金属网上方堆积矸石，以增强防护效果。
铺设顶网的时机一般在停止放顶煤后立即进行，顶网的作用主要有两个方面。一方面，顶网能够有效地防止顶板岩石的垮落，为撤架工作提供安全保障。在撤架过程中，顶板失去了支架的支撑，容易发生垮落，而顶网可以起到约束顶板岩石的作用，减少垮落的风险。另一方面，顶网还可以阻止采空区矸石的窜入，保证工作面的正常作业环境。在一些矿区，由于顶网铺设及时、质量可靠，成功避免了采空区矸石窜入工作面的事故发生，保障了撤架工作的顺利进行。
放煤步距
放煤步距是放顶煤开采工艺中的一个关键参数，它直接影响着煤炭资源的回收率和煤炭质量。从概念上来说，放煤步距指的是相邻两循环之间综放工作面向前推进的距离。这个看似简单的距离参数，实际上与多个因素有着密切的关系 。
顶煤厚度是影响放煤步距的重要因素之一。一般而言，顶煤厚度越大，放煤步距也需要相应增大。因为顶煤厚度较大时，需要更大的空间和距离来实现顶煤的充分垮落和放出。如果放煤步距过小，在顶部煤层还没有到达放煤口之前，后方矸石就可能已到达放煤口，这样就会造成较大的煤体损失；若要避免煤体损失而继续放煤，又会导致含矸率升高。
煤层基本性质，如煤的硬度、脆性等，也对放煤步距有显著影响。煤质较硬时，顶煤不易破碎，需要较大的放煤步距来促使顶煤垮落；而煤质较软时，顶煤容易破碎，放煤步距则可以适当减小。例如，在一些硬度较大的煤层中，放煤步距可能需要设置在 1.2 - 1.5m 左右，以确保顶煤能够顺利垮落并放出；而在煤质较软的煤层中，放煤步距可能控制在 0.8 - 1.0m 就可以达到较好的放煤效果。
煤体破碎特征和松散程度同样不可忽视。破碎程度高、松散性好的煤体，在放煤过程中更容易流动和放出，放煤步距可以相对灵活一些；而破碎程度低、较为致密的煤体，放煤步距则需要更加精准地确定，以保证放煤的效果。
放煤口的位置也与放煤步距密切相关。不同位置的放煤口，其放煤的范围和效果有所不同，因此需要根据放煤口的位置来合理调整放煤步距。
在实际生产中，为了确定合理的放煤步距，行业内总结出了一个经验公式：L=(0.15 - 0.21) h 。其中，L 表示放顶煤步距，单位为 m；h 表示放煤口至煤层顶部的高度，单位也为 m。这个公式是基于大量的实践经验和理论研究得出的，它为放煤步距的确定提供了一个重要的参考依据 。在某煤矿的开采实践中，根据该煤矿的煤层条件，放煤口至煤层顶部的高度 h 为 5m，通过经验公式计算得出放煤步距 L 的范围为 0.75 - 1.05m。在实际操作中，经过多次试验和调整，最终确定了 0.9m 的放煤步距，取得了较好的放煤效果，煤炭回收率得到了有效提高，同时含矸率也控制在了合理范围内。
放煤方式
放煤方式概念
在放顶煤开采工艺中，放煤方式是影响煤炭开采效率和质量的关键因素之一，其包含多个重要概念。
•连续放煤口与不连续放煤口：连续放煤口是指在放煤过程中，放煤口能够持续开启，实现煤炭的连续放出，这种放煤口的设计使得放煤效果较好，煤炭能够较为顺畅地流出，减少了脊背煤损失，提高了采出率。例如，在一些采用低位放顶煤液压支架的工作面，其掩护梁后部铰接的带有插板的尾梁，形成了连续放煤口，使得放煤效果显著提升。与之相对，不连续放煤口则是在放煤过程中，放煤口需要间断开启，每次开启放出一定量的煤后关闭，然后再根据需要再次开启。
•单轮放煤与多轮放煤：单轮放煤是指一次就能将顶煤全部放完的方式，这种方式操作相对简单，放煤速度较快，但对顶煤的流动性和破碎程度要求较高。如果顶煤没有充分破碎或流动性不佳，可能会导致放煤不彻底。多轮放煤则是需要打开若干次才能将顶煤完全放完，通过多次放煤，可以更好地控制放煤量和放煤速度，使冒落煤岩分界面均匀下降，提高采出率，降低含矸率。在一些顶煤厚度较大或顶煤性质较为复杂的工作面，多轮放煤能够更有效地回收煤炭资源。
•顺序放煤与间隔放煤：顺序放煤是按照支架的顺序依次打开放煤口进行放煤的方式，这种方式操作流程清晰，易于掌握和管理。在实际操作中，从工作面的一端开始，按照支架的编号顺序，依次打开每个支架的放煤口进行放煤，直到工作面的另一端。间隔放煤则是按照支架排列顺序，每隔 1 架或几架依次打开放煤口，这种方式可以减少相邻放煤口之间的相互干扰，降低矸石混入的可能性。在一些煤层条件较好、顶煤破碎均匀的工作面，间隔放煤能够提高放煤效率，同时保证煤炭质量。
主要放煤方式
1.单轮顺序放煤：操作流程是从端头处 1 号支架开始放煤，当放煤口见矸石后，立即关闭该放煤口，然后打开 2 号支架的放煤口继续放煤，按照这样的顺序依次进行，直到最后一个支架放完煤，完成一轮放煤。这种放煤方式的优点是操作简单，容易掌握，放煤速度相对较快，能够在较短时间内完成一轮放煤，提高了放煤效率。在一些煤层条件较好、顶煤易于破碎且矸石混入情况不太严重的工作面，单轮顺序放煤能够发挥其高效放煤的优势。然而，它也存在明显的缺点，当本架放完煤时，上一架矸石漏斗中的矸石极易混入煤中，导致混矸严重，影响煤炭质量，或者为了避免混矸而不得不丢弃较多的煤炭，造成煤炭资源的浪费。在一些对煤炭质量要求较高的情况下，单轮顺序放煤的局限性就会凸显出来。
2.多轮顺序放煤：首先将工作面分成 2 - 3 段，在每个段内同时开启相邻的两个放煤口，每次放出 1/3 到 1/2 的顶煤，然后按照顺序循环放煤，直到该段的顶煤全部放完，再进行下一段的放煤，或者各段同时进行放煤作业。多轮顺序放煤的优点在于可使冒落煤岩分界面均匀下降，能够充分利用放煤口面积，放煤速度较快，同时有效提高采出率，降低含矸率，减少煤炭资源的浪费。在一些顶煤厚度较大、需要更精细控制放煤过程的工作面，多轮顺序放煤能够更好地实现煤炭的高效回收和质量控制。不过，这种放煤方式对操作水平要求较高，每个放煤口必须精确控制打开次数和放煤量，才能保证放煤的均匀性和煤炭质量。如果操作不当，可能会导致煤岩分界面下降不均匀，增加混矸的风险，影响煤炭的品质。
3.单轮间隔放煤：间隔一架或若干支架打开一个放煤口，每个放煤口一次放完，当见矸石时立即关闭放煤口。这种放煤方式操作简便，容易被工作人员掌握，而且放煤效果较好，能够在一定程度上减少矸石的混入，提高煤炭质量。在一些煤层条件较为复杂、需要灵活控制放煤过程的工作面，单轮间隔放煤能够根据实际情况调整放煤口的开启位置和数量，有效避免矸石过早混入煤炭，保障煤炭的质量和回收率。同时，它也能适应不同的顶煤破碎程度和流动性，具有较强的适应性 。
端头放煤
在放顶煤开采工艺中，端头放煤是一个重要环节，它直接影响着煤炭资源的回收率和开采效率。随着工作面输送机和支架的不断改进，端头设备布置也在持续更新，目前主要有以下三种解决端头放煤的途径。
加大巷道断面尺寸
将工作面输送机的机头和机尾布置在巷道中，取消过渡支架。这种方式的优势在于，能够有效增加端头放煤的空间，使得放煤作业更加顺畅。取消过渡支架，简化了设备配置，降低了设备成本和维护难度。在一些地质条件较好、巷道易于维护的矿区，加大巷道断面尺寸的方法取得了良好的效果。但是，这种方法对巷道的稳定性要求较高，需要在施工过程中加强支护，确保巷道在开采过程中不会出现坍塌等问题。而且，加大巷道断面尺寸会增加巷道掘进的工程量和成本，对施工技术和设备也有一定的要求。
使用短机头机尾或侧卸式输送机
使用短机头和短机尾工作面输送机，能够减小端头设备的占用空间，使放煤操作更加灵活。在一些工作面空间有限的情况下，短机头机尾输送机能够更好地适应场地条件，提高放煤效率。侧卸式工作面输送机则具有独特的优势，它可以将煤炭从侧面卸载，避免了传统输送机在端头卸载时容易出现的拥堵问题，大大提高了放煤的速度和效率。在一些高产高效的矿井中，侧卸式输送机的应用使得端头放煤的效率得到了显著提升。不过，侧卸式输送机对设备的制造工艺和安装精度要求较高，设备的投资成本也相对较大。同时，在使用过程中，需要注意设备的维护和保养，确保其侧卸功能的正常运行。
采用高位放煤口端头支架
采用带有高位放煤口的端头支架，能够实现端头及两巷放顶煤，有效提高了煤炭资源的回收率。这种支架的高位放煤口设计，使得放煤范围更广，能够更好地回收端头和两巷附近的煤炭资源。在一些煤层赋存条件复杂、端头煤炭资源回收难度较大的矿区，高位放煤口端头支架发挥了重要作用。但是，高位放煤口端头支架的结构相对复杂，对支架的稳定性和可靠性要求较高。在使用过程中，需要严格按照操作规程进行操作，加强对支架的监测和维护，确保其在放煤过程中的安全性。
总结与展望
放顶煤采煤工艺作为厚煤层开采的重要技术手段，在我国煤炭开采领域发挥着举足轻重的作用。从放顶煤综采的主要工艺过程来看，采煤机割煤、移架及时支护、推移前部输送机、拉后部输送机以及打开放煤口放顶煤这五大环节紧密相连，每一个环节的精准操作都直接关系到整个采煤过程的效率和安全。合理的割煤方式、及时有效的支护、准确的输送机推移以及科学的放煤操作，共同构成了高效、安全的采煤作业流程。
在放顶煤工作面的初采和末采阶段，初采时的切顶巷和深孔爆破技术，以及末采时对停止放顶煤位置的精准确定和顶网铺设，都体现了该工艺在特殊开采阶段对保障煤炭资源回收和开采安全的重要性。初采技术的应用提高了初采放出率，减少了煤炭资源的浪费；末采工艺的合理实施则确保了撤架工作的安全顺利进行，为后续的开采工作提供了保障。
放煤步距和放煤方式的合理选择是放顶煤采煤工艺的关键技术要点。放煤步距与顶煤厚度、煤层性质等多种因素密切相关，合理的放煤步距能够有效提高煤炭回收率，降低含矸率。而不同的放煤方式，如单轮顺序放煤、多轮顺序放煤和单轮间隔放煤，各有其特点和适用条件，根据实际煤层条件选择合适的放煤方式，能够进一步优化放煤效果，提高煤炭开采的经济效益。
端头放煤作为放顶煤开采的重要环节，通过加大巷道断面尺寸、使用短机头机尾或侧卸式输送机以及采用高位放煤口端头支架等方式，有效解决了端头放煤的难题，提高了煤炭资源的回收率。这些技术手段的应用，不仅提高了煤炭开采的效率，还降低了开采成本，为煤炭企业的可持续发展提供了有力支持。
