中国神华神东寸草塔二矿内蒙古鄂尔多斯市017000
摘要：作为开采厚及特厚煤层主要方法之一的放顶煤开采工艺经历了较长的发展历史。由于受到煤炭资源不断减少和放顶煤开采技术不过关等因素的影响，导致放顶煤开采工艺在一直在受到发展的限制，本文通过总结我国煤矿放顶煤采煤工艺的发展历程和发展优势，提出我国煤矿放顶煤工艺的未来发展趋势。
关键词：煤矿；放顶煤；开采；工艺
煤矿放顶煤开采工艺是我国首先成功推广使用的一种新采煤方法，适于5—20米厚的煤层一次全高开采。这种新采煤方法只在下部煤层中布置采煤工作面，上部煤炭则从支架上的窗口放出。它将原来厚煤层需分层多次才能采出的煤炭一次性采出，具有许多显著优点。
一、煤矿放顶煤采煤工艺的发展历程
我国放顶煤开采主要是指长壁工作面综合机械化放顶煤开采，根据放顶煤采煤工艺在不同时期取得的成果可以将其发展过程分为三个时期。
1．探索时期（1982～1990年）
这一阶段结束的标志是阳泉缓倾斜厚煤层放顶煤综采工艺的试验成功。特别是阳泉一矿8603工作面，1990年7月月产14万吨，效率57.8t/工，起到了示范作用。之后东北各煤矿以及郑州等地在难采煤层长壁综放开采领域都进行了试验开采，但没有大的突破。
2．逐渐成熟时期（1990～1995年）
这一时期比较有代表性的是兖州兴隆庄综采一队1994年产煤272万吨，1995年突破300万吨。同时，难采煤层长壁综放开采技术取得重大突破。其主要成果有：工作面单产不断提高，放顶煤液压支架自创定型，综放开采在“三软”、“大倾角（30º左右）”、高瓦斯等难采煤层中取得突破，初步摸清并提出了解决提高回采率、防治瓦斯、防治自燃和防尘的一些措施，取得了一定的成果。
3．技术成熟时期（1996年～）
随着国家对放顶煤开采技术研究的投入加大，综放的高产高效得到了企业的认可与支持，综放开采的优势得到了进一步的发挥。其主要成果有：煤层厚度大、储量大、地质构造简单、瓦斯不大、煤质中硬的大型、特大型矿井。
二、煤矿放顶煤采煤工艺发展优势
我国厚煤层资源丰富，占总储量的44.8%，因此放顶煤技术的研究和推广对我国煤炭工业的发展具有特别重要的意义。放顶煤开采工艺在经济效益上有着巨大的优势，使采煤方法产生了根本性的变革。在工艺发展成熟时期，其给煤矿企业带来了突飞猛进的战略发展优势。
放顶煤开采技术主要是提高放顶煤的开采的资源采出率技术，它包括放顶煤开采设计，放顶煤支架选型，放顶煤工艺参数确定，放顶煤初采与收尾方法，区段平巷布置及煤柱尺寸确定，沿空掘巷和沿空留巷技术等。主要特点是运用靳钟铭教授建立的顶煤冒放控制理论，以提高工作面顶煤放出率为主，解决相应的顶煤损失问题，这一理论包括顶煤冒放性分类，放顶煤可行性论证，拱式放煤理论，顶煤冒块预测以及顶煤放出率预测。放顶煤工艺的全面采用其经济效益是可观的，也是煤矿企业可持续发展所必须的。
目前我国放顶煤开采工艺的不断发展和完善，厚煤矿高效安全开采问题得到较好的解决，放顶煤开采工艺与先进的理论，以其高产、高效和安全的特点具有强大的生命力。其适应性强、成本低，能耗少，生产集中在中国的地位主要是煤矿实现，这也使得优化开采技术和生产产量的提高。目前我国放顶煤开采技术已处于世界领先水平。它的优点及在生产中表现出来的显著的经济效益决定了它成为开采厚煤层的最有效方法之一。几年来，相继研制成功了综采放顶煤液压支架，端头放顶煤支架和电液程序控制液压支架、在此基础上对设备配套进行了优化配置、确定了不同条件下煤炭采出率最佳放煤参数和最佳放煤工艺，使综放工作面生产能力达到600万吨以上。解决了开采中的一系列技术难题，在综放技术适应性研究方面取得了重大突破，形成了适应于不同地质和煤层赋存条件的综放成套技术，使该技术居国际领先水平，在全国各类矿区得到了广泛的推广应用，取得了极其显著的技术经济效益。目前，我国综放技术使用的数量、范围、技术的先进性和取得的效果均居世界领先地位。
三、煤矿放顶煤采煤工艺的发展趋势
现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性。基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效。安全、可靠、耐用智能化的采煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。
1提高综放工作面放顶煤能力
实现这一目标的关键是满足放顶煤平均循环时间小于采煤机平均割煤循环时间，包括实现前后部刮板输送机能力协调和要加大液压支架后部放煤空间及放煤口开启和关闭操作速度。者需要进一步改进工艺和装备，确定合理的放煤步距和放煤方式，并根据综放采场煤、岩石力学特性与状态变化及运动规律，设计和使用不同条件下的支架，有效地控制顶煤状态变化、移动、放落。
2发挥放顶煤开采高产高效的特点
我国存在大量地质条件复杂的难采煤层，其开采存在机械化水平低、效益差、安全性差的缺点。针对这些情况，近年来为着重解决复杂地质煤层条件下及不稳定煤层使用综放时遇到的困难，设计开发新型轻放支架的研制和开发利用，是放顶煤工艺发展的技术保障，新型支架不仅可在大型矿井正常生产的工作面使用，而且还可用于矿井边缘地区，以及构造形成的呆滞煤带和其他煤柱的回收，应用范围广泛。
3加大工作面长度
加大工作面长度，这样不仅可以延长工作面连续推进时间，保证工作面稳产高产，而且还可以相对减少上下端头顶煤的损失率，提高回采率。但工作面长度过长，也会带来矿压加大、煤壁片帮严重及设备配套等一系列问题，也是需要在实际中研究解决的问题。
4大功率装备的国产化配套
随着矿井大规模集中化生产的发展，大功率、高性能的设备是必不可少的。虽然国内已开发出一些大型设备，但是体积大、重量大、性能差的问题仍然比较突出。这一工艺突破还有待研究人员在这一领域的进一步探索与验证。
5提高煤炭回采率
提高资源回采率是综放工作面的主要问题之一。加强对顶煤运动规律和冒放规律的研究，确定合理的放煤工艺参数和支架结构，优化工作面参数，有助于提高回采率。
6矿井辅助运输系统与运量配套问题
从发展趋势看，采用无轨胶轮运输成为主流。根据厚煤层现代开采体系建立的要求，今后辅助运输系统的发展方向应当是建立大型、高效的机械化运输体系。对于没有底鼓现象的矿井，可发展卡轨车、齿轨车等，以形成单一的辅助运输系统。要围绕简化辅助运输系统，减少作业工人，减少岩石巷道，规范矿井的下井材料和设备等方面进行管理。
结论：随着矿井大规模集中化生产的发展，煤炭开采技术的研究，特别是煤矿放顶煤开采工艺及配套装备为主导的核心技术，是实现高产高效矿井的重要途径。过去采用厚煤层分层回采时，由于开采强度低，开采时间长，残留煤柱多，严重威胁着矿井的安全生产。煤矿放顶煤工艺的不断发展与完善，大大改善了过去的很多技术问题，但是很多新的影响生产安全与经济效益的问题也存在很多潜在威胁，这其实给现代煤矿放顶煤开采工艺提出了新的研究课题，未来的工艺发展必须要与煤矿的实际情况不断优化与应用。不仅要考虑煤矿的地质环境，还要考虑采煤的实际情况。煤矿放顶煤工艺技术不仅要确保采煤工作顺利进行，还要达到最佳采煤效果。
参考文献：
[1]孟晓亮.采煤工作面放顶煤采煤工艺研究[J].山东煤炭科技，2017（1）：40-41.
[2]郝廷正.浅谈煤矿采煤工艺技术优化[J].能源与节能，2017（1）：119-120.
[3]姜孝宇.综采放顶煤技术问题的探讨[J].民营科技，2017（3）：170-170.
作者简介：
高方方（19880901-），男，内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇，中国神华神东寸草塔二矿，大学本科，采矿工程专业。