放頂煤開采的合理選擇

【摘 要】放頂煤開采中，頂板煤的可放性是開采的關(guān)鍵問題。本文分析了放頂煤開采的主要優(yōu)點(diǎn)及存在的問題，簡述了放頂煤開采的適用條件及注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】放頂煤開采；回采率；可放性

0 概述

放頂煤開采20世紀(jì)50年代始于歐洲。我國于1982年引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，并結(jié)合我國煤礦實(shí)際情況，不斷進(jìn)行改進(jìn)，有了較大的發(fā)展。

放頂煤開采實(shí)質(zhì)就是在厚煤層中采用常規(guī)方法先采煤層底部厚度為2～3m的一個(gè)分層，利用礦山壓力的作用，使支架上方的頂煤破碎成散狀體，依靠重力通過支架放煤口回收頂煤。因此，放頂煤開采，頂煤的可放性是開采的關(guān)鍵問題。

放頂煤開采多種多樣，各地根據(jù)各自的地質(zhì)條件、隊(duì)伍狀況、人員素質(zhì)及生產(chǎn)能力采用不同的放煤工藝。常見的放頂煤開采方法有綜采放頂煤（簡稱綜放）、┌型鋼梁放頂煤（簡稱π放）、滑移支架放頂煤（簡稱滑放）等等。

1 放頂煤開采的主要優(yōu)點(diǎn)及存在問題

1.1 放頂煤開采的主要優(yōu)點(diǎn)

（1）產(chǎn)量高。厚煤層回采能大幅度提高產(chǎn)量。

（2）成本低。厚煤層一次采全高，避免了分層開采，減少了成本的多次投入，成本占分層開采的30%。

（3）掘進(jìn)率低。避免了分層開采，減少回采巷道的掘進(jìn)量。

（4）有利于頂板管理。特別是在頂板較破碎的煤層中開采，減少了冒頂事故。

除此之外，放頂煤開采還有效益高、安全性好、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，具有推廣價(jià)值。

1.2 放頂煤開采存在的問題

（1）煤塵大。這是放頂煤開采面臨的重大安全和健康問題。

（2）易自燃發(fā)火。因采空區(qū)遺留的破碎煤多，破碎煤體易自燃。

（3）采空區(qū)易造成瓦斯積聚。

（4）煤炭資源能否充分回收是放頂煤開采的關(guān)鍵。

2 放頂煤開采的適用條件

（1）煤層厚度的選擇。一般認(rèn)為一次開采的煤層厚度：綜放以6～10m為佳；放、懸放以4～5m為宜。頂煤厚度過小，易發(fā)生超前冒頂，增大含矸率；煤層太厚，破壞不充分，會(huì)降低回采率。煤層過厚應(yīng)先開采頂分層，降低煤厚。開采頂分層時(shí)，鋪好頂網(wǎng)，將頂板巖石與煤層隔開，防止放頂煤開采時(shí)將矸石和頂煤同時(shí)放出，增加含矸率。放頂煤開采的采放比：綜放應(yīng)在1：1.2～2之間；放、懸放應(yīng)在1：1～1.5之間。

（2）煤層硬度的選擇。頂煤的破碎主要是靠頂板巖層的壓力，其次是支架的反復(fù)支撐作用，因此放頂煤開采時(shí)，其煤層硬度不宜過大，一般選擇普氏系數(shù)在0.8～1.5之間。煤質(zhì)過軟，硬幫易抽頂，影響生產(chǎn)；煤質(zhì)過硬，軟幫側(cè)頂煤不易冒落，回采率低，造成資源浪費(fèi)。

開采過程中如煤質(zhì)變硬，可采取在機(jī)軌兩巷提前向煤體打鉆進(jìn)行高壓注水，對煤體進(jìn)行軟化，或在工作面硬幫向頂板超前打深孔眼進(jìn)行深孔預(yù)裂爆破，再加上礦山壓力的作用，使煤體充分冒落，提高回采率。

（3）煤層傾角的選擇。放頂煤開采應(yīng)盡量選擇在煤層傾角小的煤層進(jìn)行開采，近水平煤層最為適宜。在緩傾斜煤層中采用放頂煤開采時(shí)，煤層傾角不易過大。傾角在30以上的煤層中最好不布置 放和懸放工作面。綜放工作面的煤層傾角應(yīng)在35以下，在傾角達(dá)到或超過35 時(shí)，應(yīng)選擇適合大傾角開采的支架，并在開采過程中加強(qiáng)支架管理；否則支架的下滑、傾倒將會(huì)給開采造成困難，影響工作面正常生產(chǎn)。

（4）煤層結(jié)構(gòu)。煤層中如有堅(jiān)硬的夾矸會(huì)影響頂煤的放落，甚至?xí)霈F(xiàn)大塊夾矸在放煤時(shí)堵住放煤口，因此，每一層夾矸厚度不宜超過0.3m，其普氏硬度系數(shù)應(yīng)<3。

（5）直接頂應(yīng)具有隨頂煤下落的特性，其冒落高度不小于煤層厚度的1.0～2.0倍，老頂?shù)膽衣睹娣e不宜過大，以免受沖擊。

（6）地質(zhì)構(gòu)造。對地質(zhì)破壞比較嚴(yán)重、構(gòu)造復(fù)雜、斷層較多及采用分層長壁開采較困難的地段和上下山煤柱等，使用放頂煤開采比使用其它方法能取得更好的效益。

（7）自燃發(fā)火、瓦斯及水文地質(zhì)條件，對于自燃發(fā)火期短、瓦斯涌出量大以及水文地質(zhì)條件特別復(fù)雜的煤層，要慎重選用放頂煤開采。要先調(diào)查清楚，并有相應(yīng)措施后才能考慮采用放頂煤開采。

3 放頂煤開采中的注意事項(xiàng)

3.1 煤塵管理

放頂煤開采在放煤過程中煤塵生成量較大，威脅工人的安全和身體健康。因此，開采時(shí)應(yīng)加強(qiáng)煤塵管理。在機(jī)道各轉(zhuǎn)載點(diǎn)設(shè)灑水噴霧裝置，出煤時(shí)灑水噴霧降塵；工作面各放煤口都設(shè)噴霧裝置，放煤時(shí)必須噴霧降塵，減少煤塵生成；每天對工作面及兩巷用水進(jìn)行沖刷，防止煤塵堆積。

3.2 煤層的自燃發(fā)火

放頂煤開采不同于常規(guī)開采，它是在常規(guī)開采的基礎(chǔ)上又增加了一個(gè)放煤工序，較常規(guī)開采推進(jìn)速度減慢。因此放頂煤開采應(yīng)選擇不易發(fā)火煤層或發(fā)火期相對較長的煤層。

如開采發(fā)火期較短的易發(fā)火煤層，應(yīng)做好防滅火準(zhǔn)備工作。要加快推進(jìn)度，每月推進(jìn)度40m，使采空區(qū)能夠在窒息帶內(nèi)，防止空區(qū)煤層自燃；開采前及開采過程中，加強(qiáng)向空區(qū)注水和噴灑阻化劑，進(jìn)行降溫和隔絕向空區(qū)供氧；采用由機(jī)道下回頭向采空區(qū)注氮，隔絕向采空區(qū)供氧，確保采空區(qū)內(nèi)窒息不發(fā)火。

3.3 瓦斯管理

由于放頂煤開采，煤層中的瓦斯伴隨頂煤的冒落而增大，制約生產(chǎn)；因此，放頂煤開采要解決瓦斯的影響。

開采時(shí)加大配風(fēng)量來稀釋工作面及空區(qū)的瓦斯；在軌道煤層頂板掘1條頂板巷，作為排瓦斯尾巷，使工作面空區(qū)高頂?shù)耐咚褂晌蚕锱懦觯乐股嫌缃峭咚狗e聚；向煤層中打鉆設(shè)抽放泵進(jìn)行抽放瓦斯，減少瓦斯含量。

4 結(jié)論

放頂煤開采頂煤的可放性是關(guān)鍵。合理選擇適宜的煤層，采取行之有效的措施，加強(qiáng)生產(chǎn)中的管理，可以提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)。放頂煤開采具有良好的發(fā)展前景。

[責(zé)任編輯：周娜]