[放顶煤开采存在问题及解决途径]放顶煤开采

[放顶煤开采存在问题及解决途径]放顶煤开采【摘要】自从我国第一套综采放顶煤设备下井试验以来，综放开采取得了很大发展，已在近30个矿务局70多个工作面推广应用，取得了明显的经济效益和社会效益。

尽管如此，综放开采技术仍存在许多问题，如采出率偏低、采空区丢煤易自燃、工作面粉尘严重超标等。

【关键词】放顶煤开采；解决途径 1.煤炭回收率采出率是评价综放工艺技术的主要指标之一。

目前，我国综放开采工作面采出率一般为80%～90%，煤损比较严重。

放顶煤采出率包括两项内容：一是采区采出率；二是工作面采出率。

1.1影响采区采出率的因素有（1）采区上山煤柱分摊损失，约占采区采出率的2%。

（2）采区隔离煤柱分摊损失，约占采区采出率的2%。

（3）顺槽隔段煤柱损失，约占采区采出率的5%。

（4）顺槽及切眼丢顶（底）煤损失，约占采区采出率的3%。

1.2影响工作面的采出率的因素有（1）初采损失，指从切眼至第一次放煤距离一般为8～12m 不放煤丢失顶煤量。

（2）两端开采损失，指在开采过程中工作面上下两端至少有2支架不放煤丢失顶煤量。

（3）末采损失，即工作面距停采线12～15m不放煤的顶煤损失量。

（4）支架之间上部的脊背煤损失。

（5）放煤步距之间的顶煤损失。

因此，为了确保放顶煤开采达到国家技术政策对采区采出率不低于75%的要求，应采取如下措
施：（1）在地质条件允许的情况下，尽可能加大采区推进长度或合并开采，减少采区煤柱损失。

（2）缓倾斜煤层除底软有水外，应采取走向长壁或平行断层布置俯采或伪斜俯采，切忌仰采。

两巷要沿底板定向掘进，尽力避免丢顶煤。

（3）按煤岩力学特性、煤层结构和顶煤冒落破坏移动规律，考虑支架辅助破煤的厚度只能作用在下位的2～3m左右，结合实际合理确定分层开采厚度。

（4）对顶煤不易破碎、冒落和放出的煤层，采用具有有效辅助破煤机构的液压支架，若顶煤超过3m时，应采
取超前水力压裂措施。

（5）确定放煤步距和与割煤相配合的、合理的
组织方式以及放煤的操作程序，力求避免早期混矸，减少丢失顶
煤。

（6）工作面两端设置过渡架和端头支架，把两端的顶煤全部放出。

在工作面开切眼、设备安装后到初次来压前要人工挑落放出顶煤，为以后
利用地压破煤开出自由面，这样可以大大减少工作面初采顶煤损失量。

兖
州矿业集团采用过渡放煤支架和端头放煤支架，工作面采出率提高了2%
以上。

（7）在熟练程度提高后，长工作面设备配套过关的基础上，对
地质轻微破坏的厚煤层综放采区，要充分考虑割煤和放顶煤交叉同时作业
的劳动组织，这样工作面生产能力能成倍增长，若工作面长度加大到
150～200m，可创造年产达到150～200万t高产工作面。

工作面加长后相
对降低小阶段煤柱损失率。

（8）采用巷旁充填材料固化采空区上下端。

在此基础上取消阶段煤柱，实现沿空送巷的综放无煤柱开采。

兖州矿业集
团已试验并推广了小煤柱沿空掘巷技术，并使大断面巷道实现了锚网化，
减少了大量区段煤柱。

（9）要建立健全相应的综放采区采出率计算与
监督方法和体制。

2.煤炭自燃我国大部分厚煤层在开采时，都具有自
然发火倾向，放顶煤开采由于采空区面积大，漏风途径复杂且难以避免，
再加上采空区遗留的碎煤多，容易引发煤炭自燃。

据统计，220个综放工
作面发生了182次自燃火灾。

综放工作面煤炭自燃的特点是：①事故集中
发生在少数矿区或工作面，1/3矿区发生过自燃，其中86.4%的事故集中
于4个矿务局；②生产不正常，推进速度慢是发生自燃的重要原因；③采
空区漏风严重；④巷道高冒区或周围裂隙带引发自燃是放顶煤开采自燃事
故的一个突出特点。

182次自燃中，这类事故占63.7%。

当前防治火灾
技术方法较多，归纳起来主要有以下几种： 2.1黄泥灌浆这是我国在
分层开采多年使用并行之有效的方法，不少矿井有完整的黄泥灌浆系统，
应充分加以利用。

窑街矿务局在急倾斜煤层水平分段放顶煤工作面，因工
作面短，采空区体积有限，采用灌浆的方法则更有效。

另一种灌浆方法是
采用阻燃剂溶液灌浆，这种方法的原理、系统和效果与黄泥灌浆大致相同。

但由于主要阻化剂原料大量使用，其价格暴涨，给推广带来了困难。

水砂
充填原则上也是一种灌浆方法，效果更好，但充填费用较高。

2.2注氮
灭火利用氮气灭火的原理十分简单，在封闭范围内注氮灭火的效果十分
显著，尽管注氮设备价格贵，但对于一些经常发生自燃火灾的工作面，配
置氮气灭火装置是合理的。

2.3在回采工作面上下隅角及支架后方注洒
阻化剂这种方法对于局部防灭火很有效，尤其是在工作面推进速度较慢时。

2.4阻化剂喷雾阻化剂气雾的载体是空气（风流），对漏风严重
的工作面向采空区注入气雾阻化剂有着特殊的作用，效果好。

2.5向煤
体注水实践证明向煤体注水润湿煤体有明显的阻燃作用，应得到推
广。

2.6加快工作面推进速度由于放顶煤工作面后方不允许存在废巷，采空区内窒息带的发展较充分，工作面推进速度快，浮煤很快进入窒息带，不会发生自燃。

缓倾斜放顶煤开采工作面采空区自燃的机会要比分层开采
少的多。

急倾斜水平分段放顶煤开采时，由于仍需二次揭露采空区，采空
区自燃事故就时有发生。

对于巷道顶煤自燃防治的方法主要有：提高巷
道的支护质量；对巷道顶部喷涂聚胺脂，减少巷道漏风；通过钻孔压注惰
化阻化剂等。