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鍵問題。本文分析了放頂煤開采的主要優點及存在的問題，簡述了放頂煤開采的適用條件及注意事項。

【關鍵詞】放頂煤開采；回采率；可放性

0 概述

放頂煤開采20世紀50年代始于歐洲。我國于1982年引進了這項技術，并結合我國煤礦實際情況，不斷進行改進，有了較大的發展。

放頂煤開采實質就是在厚煤層中采用常規方法先采煤層底部厚度為2～3m的一個分層，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鍵問題。

放頂煤開采多種多樣，各地根據各自的地質條件、隊伍狀況、人員素質及生產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點及存在問題

1.1 放頂煤開采的主要優點

（1）產量高。厚煤層回采能大幅度提高產量。

（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）掘進率低。避免了分層開采，減少回采巷道的掘進量。

（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、工人勞動強度低等優點，具有推廣價值。

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）易自燃發火。因采空區遺留的破碎煤多，破碎煤體易自燃。

（3）采空區易造成瓦斯積聚。

（4）煤炭資源能否充分回收是放頂煤開采的關鍵。

2 放頂煤開采的適用條件

（1）煤層厚度的選擇。一般認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，易發生超前冒頂，增大含矸率；煤層太厚，破壞不充分，會降低回采率。煤層過厚應先開采頂分層，降低煤厚。開采頂分層時，鋪好頂網，將頂板巖石與煤層隔開，防止放頂煤開采時將矸石和頂煤同時放出，增加含矸率。放頂煤開采的采放比：綜放應在1：1.2～2之間；放、懸放應在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，其次是支架的反復支撐作用，因此放頂煤開采時，其煤層硬度不宜過大，一般選擇普氏系數在0.8～1.5之間。煤質過軟，硬幫易抽頂，影響生產；煤質過硬，軟幫側頂煤不易冒落，回采率低，造成資源浪費。

開采過程中如煤質變硬，可采取在機軌兩巷提前向煤體打鉆進行高壓注水，對煤體進行軟化，或在工作面硬幫向頂板超前打深孔眼進行深孔預裂爆破，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。放頂煤開采應盡量選擇在煤層傾角小的煤層進行開采，近水平煤層最為適宜。在緩傾斜煤層中采用放頂煤開采時，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在35以下，在傾角達到或超過35 時，應選擇適合大傾角開采的支架，并在開采過程中加強支架管理；否則支架的下滑、傾倒將會給開采造成困難，影響工作面正常生產。

（4）煤層結構。煤層中如有堅硬的夾矸會影響頂煤的放落，甚至會出現大塊夾矸在放煤時堵住放煤口，因此，每一層夾矸厚度不宜超過0.3m，其普氏硬度系數應<3。

（5）直接頂應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，老頂的懸露面積不宜過大，以免受沖擊。

（6）地質構造。對地質破壞比較嚴重、構造復雜、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）自燃發火、瓦斯及水文地質條件，對于自燃發火期短、瓦斯涌出量大以及水文地質條件特別復雜的煤層，要慎重選用放頂煤開采。要先調查清楚，并有相應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

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，開采時應加強煤塵管理。在機道各轉載點設灑水噴霧裝置，出煤時灑水噴霧降塵；工作面各放煤口都設噴霧裝置，放煤時必須噴霧降塵，減少煤塵生成；每天對工作面及兩巷用水進行沖刷，防止煤塵堆積。

3.2 煤層的自燃發火

放頂煤開采不同于常規開采，它是在常規開采的基礎上又增加了一個放煤工序，較常規開采推進速度減慢。因此放頂煤開采應選擇不易發火煤層或發火期相對較長的煤層。

如開采發火期較短的易發火煤層，應做好防滅火準備工作。要加快推進度，每月推進度40m，使采空區能夠在窒息帶內，防止空區煤層自燃；開采前及開采過程中，加強向空區注水和噴灑阻化劑，進行降溫和隔絕向空區供氧；采用由機道下回頭向采空區注氮，隔絕向采空區供氧，確保采空區內窒息不發火。

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；因此，放頂煤開采要解決瓦斯的影響。

開采時加大配風量來稀釋工作面及空區的瓦斯；在軌道煤層頂板掘1條頂板巷，作為排瓦斯尾巷，使工作面空區高頂的瓦斯由尾巷排出，防止上隅角瓦斯積聚；向煤層中打鉆設抽放泵進行抽放瓦斯，減少瓦斯含量。

4 結論

放頂煤開采頂煤的可放性是關鍵。合理選擇適宜的煤層，采取行之有效的措施，加強生產中的管理，可以提高經濟效益，實現高產高效礦井的建設。放頂煤開采具有良好的發展前景。

[責任編輯：周娜]