放頂煤開採

介紹

放頂煤開採是針對厚及特厚煤層開採發展起來的一種採煤工藝。它是在厚煤層的下部布置一個采高2～3m的工作面，隨著工作面的推進，在前方支承壓力的作用下，使工作面上部的煤體壓裂破碎，並在支架尾部切頂線附近冒落放出的一種採煤方法。它與其他採煤方法的不同在於，除有一個包括破、裝、運、支、控全部工序的普通長壁採煤工作面外，同時在支架的後部還有一套破、放、運等的頂煤回收系統，即前後兩個采出煤炭的工作場所組成了一個完整的放頂煤工作面。

適用條件

煤層賦存狀態與構造

當煤層埋藏不穩定，厚度變化很大時，採用一次采全厚放頂煤採煤法是最理想的方法，因為這時採用分層開採法會因最後剩餘的煤有厚有薄甚至不可采而丟失大量煤炭。當煤層地質構造複雜，為大量的斷層切割時，進行分層開採也很困難，尤其是當煤層的頂板被斷層切割、底板尚未破壞的情況下採用下行分層開採，第一層因頂板被切割而無法開採，這時如採用一次采全厚放頂煤採煤法沿底板開採就可以解決分層開採的困難。

煤層厚度

煤層的厚度是選用放頂煤採煤法的最基本的條件。放頂煤採煤法煤層厚度的下限為5m，個別情況下可以到4m，低於5m時完全可以用普通綜采開採。當煤層厚度超過20m以上，應採用分層放頂煤採煤法，分層厚度一般為10—12m。

煤層傾角

對於一次采全厚綜采放頂煤採煤法，煤層傾角以25°以下為宜。

直接頂的岩性與厚度

綜放開採最適宜的頂板岩性是泥岩和砂質泥岩，因為這種頂板能隨采隨冒，從而使冒落的頂煤與垮落的直接頂能在放煤過程中形成統一的鬆動冒落體。

煤層物理機械性質與結構

對放頂煤來說，煤的硬度影響不大，因為再硬的煤在劇烈的礦山壓力作用下也是完全可以冒落的，只是冒落的塊度隨煤的硬度不同而有所差異。煤層的節理越發育，對放頂煤越有利。煤層的結構對放頂煤影響很大，如堅硬的夾石會增強頂煤的整體性，因而不易垮落。

煤層底板岩性

煤層底板的岩性一般對放頂煤採煤法影響不大，但鬆軟的底板會對支架行走帶來困難，特別是遇水膨脹的厚層泥岩底板，放頂煤支架容易下陷，造成移架困難。

瓦斯、自然發火等對放頂煤採煤法的影響

瓦斯對放頂煤沒有根本的影響，只要加強通風或採取抽放等治理手段，保證迴風巷瓦斯含量在規定範圍內即可。對於有自然發火的煤層，只要採取嚴密而有效的防滅火措施，即不會給放頂煤造成威脅。

工藝方法選擇

在選擇放頂煤採煤法的工藝過程時，應保證該種工藝能取得安全、高效的技術經濟效果。因此，第一步應根據煤層的賦存條件和頂底板岩性，先確定是採用長壁工作面放頂煤還是用短壁或巷柱式，以至倉貯式進行放頂煤；第二步是確定放頂煤工作面的機械化水平，比如是綜采還是普采；第三步，根據以上兩步確定的方法和機械化水平，選擇與之相適應的配套設備。當然，在選擇設備時應考慮投資效益。以上3個步驟是確定放頂煤採煤法工藝過程所不可缺少的。對於第一次採用放頂煤採煤法的礦區，必須經過可靠的技術論證，首先確定採用放頂煤採煤法的可行性。因此，必須具備大量的原始資料，諸如煤層賦存條件和狀態、煤層結構及物理力學特性，頂底板的岩性和層理及節理髮育情況、直接頂厚度及初次垮落步距、老頂的周期來壓情況、煤層自然發火傾向、瓦斯情況、煤塵爆炸指數以及分層開採工作面的支護強度等。