放頂煤開采影響因素及對策分析

智旭東 郭子龍 陳俊鋼

摘 要：在放頂煤開采過程中，會受到多種因素的影響，從而降低開采效率，并影響煤礦生產的安全運行。本文對影響放頂煤開采的因素進行了分析，并在此基礎上提出了加強放頂煤開采的有效策略，以供相關人員參考。

關鍵詞：放頂煤開采；采出率；瓦斯防治；自燃防治

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.080

煤炭回采率是評價綜放開采工藝技術性能的關鍵指標，如果綜放開采過程中回采率較低，就表明該工藝所造成的浪費現象較為嚴重。通常情況下，影響綜放開采煤炭回采率的因素有很多，例如綜放工作面的布置、地質條件以及綜放支架類別等。其中部分因素可在煤礦工作人員有效管控下被合理消除掉，基于此，可對這些方面進行深入研究，以有效促進開采工作效率的提高。

1 影響放頂煤開采的因素

1.1 采出率因素

我國對厚煤層開采工作面的采出率與采區的產生率有十分明確的要求。在放頂煤具體開采過程中，因為煤層厚度存在很大程度的變化，同時煤層內部還有中斷層部分，所以，通過分層開采方式將很難達到理想的采出率。盡管放頂煤開采技術的應用克服了這部分影響因素，但實際采出率依然不能有效提升，只能達到八成多，從而造成大量的煤炭損失。

1.2 自燃因素

導致自燃現象出現的因素包括有以下幾種：第一，利用綜放開采技術采煤時，回采率相對較低，不少煤炭丟失，為自燃現象的產生埋下了隱患。第二，相對于分層開采，綜放開采方式加大了工作面頂板的活動范圍，也加劇了工作面頂板的活動程度，造成頂板冒落高度變得更大，而采空區難以及時嚴密冒落，進而導致該區域存在一定的通透性。第三，綜放開采方式的實際掘進速度相對較慢，而采空區的氧化自燃帶無法快速進入到窒息帶，同時綜放開采的采空區域面積較大，空氣流通速度相對較慢，為采空區氧化自燃的蓄熱提供了一定的時間[1]。

1.3 瓦斯因素

在工作面同等推進速度情況下，綜放面產量要高出分層機采產量的1倍以上。所以，同等瓦斯含量的煤層開采過程中，綜放面的絕對瓦斯涌出量將會倍增。但這種涌出量相比于分層開采方式中的第一分層還是相對較少的。

2 放頂煤開采的有效對策

2.1 瓦斯綜合防治措施

第一點，對于瓦斯含量較高的礦井，煤礦開采人員應在實際開采之前對井內瓦斯進行提前抽放，以有效降低內部瓦斯的壓力，從而促使瓦斯涌出濃度的降低，之后再進行放頂煤開采作業。

第二點，在具體開采過程中，相關人員要對采空區的瓦斯積聚程度進行監測，若遇到懸板頂就預先采取人工爆破方式進行放頂，以防止采空區上方出現瓦斯積聚情況，從而避免老空區冒落而導致瓦斯涌出而引發安全事故[2]。

第三點，采礦人員應確保工作面擁有一定的通風量，并保證風速和風量都能夠達到煤礦安全規程相關標準。同時，礦井管理人員必須將工作面可能存在的所有引爆火源一一消除，尤其是要避免工作過程中出現電火花。

2.2 提高采出率的措施

提高采出率必須對影響回采率的因素進行全面分析，并從具體開采情況出發，選擇合理的措施。第一點，進一步優化采區和巷道的設計規劃，盡可能減少采區的煤柱，采區具體設計方面要最大程度地往大采長以及大走向方向發展，科學設置煤柱具體尺寸大小，充分研究沒有瓦斯尾巷的瓦斯抽排系統。第二點，選用適當的綜放架型。第三點，加大工作面兩端端頭支護力度，將端頭損失有效降低。第四點，為工作面煤層加大注水量，促使煤層發生軟化，讓頂煤在第一時間冒落，從而增強放煤效果。

2.3 自燃防治措施

第一點，向工作面的采空區以及周邊采空區發火率較高空間采取注氮措施，將氧氣濃度降到一定程度，以延遲發火時間。在這個過程中，必須合理選擇注氮的位置、時間和其他相關條件，以增強注氮防火效果，減少注氮費用支出[3]。

第二點，采用輕質發泡料為噴注材料，利用礦井中的噴注設備對工作面進行噴涂堵漏。同時用電廠粉煤灰為骨料的速凝膠對周邊采空區進行灌注堵漏，并與工作面均壓通風聯結成一個良好的防漏風系統，以防止采空區大范圍自燃發火。

第三點，促進工作面推進速度的有效提升，以避免煤炭發生自燃。從煤炭開采相關經驗來看，每個月推進速度不小于四十米，就能在很大程度上避免煤炭自燃現象的出現。

2.4 充分利用綜放支架等相關設備

對于綜放支架的選擇方面，一定要確保其能夠合理控制工作面頂板，同時還要適應采煤工藝技術以及礦井地質環境，并能符合礦井高效生產的實際要求。現階段，放頂煤液壓支架的發展方面有下面幾個：第一點，強力放頂煤液壓支架，尤其是超過10000千牛的大型阻力支架，可以滿足多種特厚煤層以及硬煤開采的實際需要。第二點，大采高放頂煤液壓支架，高度最高可達到4米以上的四柱式或兩柱式放頂煤支架。第三種，分體組合式直線型輕型放頂煤液壓支架，該種支架具有很強的適應性，可用來回收邊角煤或用于中小煤礦。

3 結語

總之，放頂煤開采技術對于合適的煤層開采具有非常大的優勢，能夠取得良好的開采效果，并能在很大程度上提升煤礦生產運行的經濟效益。所以，煤礦工作人員在進行放頂煤開采過程中，必須深入了解影響開采的各種因素，并加強對瓦斯和自燃等方面問題的防治，合理選擇綜放支架等相關設備，同時采取相關措施有效提高煤炭采出率，從而大大提升放頂煤開采效率，促進煤礦生產的順利進行。

參考文獻：

[1]鄧軍，任立峰，艾紹武等.綜放面間歇式開采注氮對采空區氧化自燃區域的影響研究[J].西安科技大學學報，2017，37（04）：467-473.

[2]侯永鵬，康天合.深孔預裂爆破斷頂對綜放工作面初采期瓦斯治理效果的實測分析[J].煤礦安全，2017，48（08）：162-165.

[3]郭樹武.注氮技術在回采工作面采空區內因火災防治中的應用[J].華北科技學院學報，2016，13（05）：15-18.

作者簡介：智旭東（1978-），男，內蒙古呼倫貝爾人，本科，中級工程師，研究方向：采礦工程。