嚴(yán)孝文

摘要：近年來(lái)，放頂煤開(kāi)采技術(shù)在我國(guó)發(fā)展迅速，已成為厚煤層開(kāi)采的主要方法，實(shí)踐證明，放頂煤開(kāi)采是礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效、減頭減面、合理集中生產(chǎn)的有效途徑。

關(guān)鍵詞：放頂煤開(kāi)采生產(chǎn)實(shí)踐

1放頂煤開(kāi)采工藝形式

1.1輕型支架綜采放頂煤基本支架：ZF2400／18／248F(架寬1.25m、1.5m兩種)：煤機(jī)：MG-200W1；工作面運(yùn)輸機(jī)兩部：前SGB-630／220，后SGW-150C(厚煤層)或SGW-40T(較薄厚煤層)；端頭支護(hù)：?jiǎn)误w液壓支柱配合1.2m鉸接頂梁。支架為整頂梁，全封閉，追機(jī)作業(yè)，及時(shí)移架。由于采高較小(2.0m)，較好地解決了“三軟、易燃、高瓦斯、特厚”煤層及以楊莊為代表的“三軟”較薄厚煤層中出現(xiàn)的問(wèn)題，使用效果良好，同時(shí)在過(guò)斷層及支架對(duì)接方面也取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)。放煤方式為低位放煤，單產(chǎn)水平在6.0萬(wàn)t／月個(gè)以上，回收率為82.3～87.3％。巷道布置：機(jī)巷、風(fēng)巷、切眼均沿底施工。為有效地防止支架下滑，除在結(jié)構(gòu)上增加防倒防滑裝置外，巷道施工時(shí)使切眼與機(jī)巷呈95度布置，回采過(guò)程中，根據(jù)條件變化，適當(dāng)調(diào)整偽斜角度。

1.2筒易放頂煤

1.2.1“π”型鋼梁放頂煤。支護(hù)方式：頂梁為2.4m“π”型鋼粱，配合單體液壓支柱；每架由主付梁組成，交替前移，架間距0.6～0.7m；采用鋪網(wǎng)或小笆、塘材護(hù)頂。落煤方式：放炮或風(fēng)、手鎬人工落煤。工作面運(yùn)輸機(jī)一部(既采又放)：SGW-40T其裝備投入少，穩(wěn)定性強(qiáng)，操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，效率高。在蘆嶺礦“三軟”厚煤層及岱河“三軟”較薄厚煤層均推廣應(yīng)用單產(chǎn)水平在3.3～4.0萬(wàn)t／月，最高單產(chǎn)達(dá)5.0萬(wàn)t／月。

1.2.2“網(wǎng)絡(luò)式”放頂煤支護(hù)方式：基本支架：限位梁(鉸接頂梁-焊板)配合單體液壓支柱，“三四”排管理，煤壁打貼幫柱，支柱穿鞋。特殊支架：桃棚(老塘側(cè))，增加支柱穩(wěn)定性。工作面鋪網(wǎng)(護(hù)頂}o落煤方式：放炮或風(fēng)、手鎬。工作面運(yùn)輸機(jī)(兩部)SGW-80改(前部采煤，后部放煤)。特點(diǎn)：裝備投入少、簡(jiǎn)便易行、安且可靠。但勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較大。單產(chǎn)水平為3.0～3.5萬(wàn)t／月

1.2.3“網(wǎng)格式”放頂煤。支護(hù)方式：ZWM網(wǎng)格邁步式支架，鋪網(wǎng)護(hù)頂。落煤方式：煤機(jī)或放炮。工作面運(yùn)輸機(jī)(兩部)：前SGW-150(機(jī))或SGW-80改(炮)，后SGW-80改，裝備一個(gè)面約需200～300萬(wàn)元，單產(chǎn)水平為2.5～3.0萬(wàn)t／月。特點(diǎn)：移架、移溜均為液壓自動(dòng)移設(shè)，勞動(dòng)強(qiáng)度低，支架穩(wěn)定性好。適用于緩傾斜厚煤層開(kāi)采，但與其它“簡(jiǎn)放”相比，一次性投入較大，回采過(guò)程中，由于傾角和壓力作用，尾梁下擺、啃底現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，移梁工序占用時(shí)間長(zhǎng)。簡(jiǎn)易放頂煤工作面巷道布置：機(jī)巷、風(fēng)巷、切限均沿底掘進(jìn)。放煤方式為低位剪網(wǎng)多頂序或單輪順序放煤。回收率為81～84.8％。

2開(kāi)采方式

2.1預(yù)采頂分層，網(wǎng)下放頂煤開(kāi)采。首先解決了瓦斯問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)安全開(kāi)采創(chuàng)造了條件。由于網(wǎng)的作用(鋪聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量好)，使煤與上覆巖層的破碎矸石分開(kāi)(無(wú)煤矸混合帶)，既提高了回收率(見(jiàn)網(wǎng)封口)，又降低了灰分。

2.2采用高位巷，鉆孔抽排瓦斯，一次采(放)全厚。減少了預(yù)采頂分層的巷道投人，降低了萬(wàn)噸掘進(jìn)率，整體效益好。但必須加強(qiáng)放煤工藝的研究，不斷完善，解決好回收率和含矸率的突出矛盾。

2.3按煤層厚度分，不僅實(shí)施了特厚煤層放頂煤開(kāi)采，也積累了較薄厚煤層放頂煤開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)。大大改善了厚煤層傳統(tǒng)工藝分層開(kāi)采單產(chǎn)低、成本高、萬(wàn)噸掘進(jìn)率高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的狀況，也是開(kāi)采厚度在2.8～3.8m，變異系數(shù)大、難以分層、復(fù)雜塊段的最佳方法

3礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)

3.1工作面礦壓顯現(xiàn)比分層開(kāi)采小，無(wú)明顯的初次來(lái)壓和周期來(lái)壓現(xiàn)象。

3.2放煤期間，由于煤層厚度變化，造成頂板垮落不均勻，有分段、分塊來(lái)壓現(xiàn)象，但不強(qiáng)烈。

3.3工作面礦壓顯現(xiàn)與推進(jìn)速度和頂煤厚度有密切關(guān)系。推進(jìn)速度越慢，來(lái)壓愈明顯；頂煤越厚，則來(lái)壓顯現(xiàn)較弱。

(4)兩巷超前壓力影響范圍比分層開(kāi)采大，在30～50m左右，但沒(méi)有分屢強(qiáng)烈。

4實(shí)施效果

4.1放頂煤開(kāi)采技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，有力促進(jìn)了減頭減面工作的開(kāi)展，更有利于實(shí)現(xiàn)合理集中生產(chǎn)，提高單產(chǎn)。

4.2經(jīng)濟(jì)效益明顯，某礦8413輕放面直接工效達(dá)112.87t／工，比分層開(kāi)采提高12倍以上，回采巷道萬(wàn)噸掘進(jìn)率降低69.6％，巷道維護(hù)費(fèi)用降低66.7％，計(jì)算成本降低17.54元／t，比分層開(kāi)采增收1100萬(wàn)元以上。

4.3資源回收率高。放頊煤開(kāi)采與分層開(kāi)采相比，一是減少了區(qū)段煤柱損失，二是減少了開(kāi)采厚度損失。綜合比較可知，放頂煤開(kāi)采的資源回收率可提高5個(gè)百分點(diǎn)以上。

5主要技術(shù)難點(diǎn)

采煤與放煤是放頂煤開(kāi)采的兩道主要工序。硬煤層易采難放，煤壁好管理，但老塘大塊煤易形成結(jié)構(gòu)，很難放出，往往采取注水軟化，預(yù)爆破，碎化煤體等措施減少塊度。而某些礦區(qū)煤層硬度大都在1以下，有的僅0.5左右，屬典型“三軟”煤層。在回撤支柱，老塘頂煤冒落后，基本上呈均勻的松散體，塊度小，在壓力作用下，不至于形成結(jié)構(gòu)，可放性強(qiáng)。但采煤卻非常困難，如何控制煤壁片幫、冒頂、抽空，是“三軟”煤層放頂煤開(kāi)采成功與否的關(guān)鍵。

主要措施：①控制采高在2.0m。②嚴(yán)格控制放炮。嚴(yán)禁響大炮，只能響底眼，放松動(dòng)炮。③人工用風(fēng)、手鎬落煤。④采煤后及時(shí)移架(梁)，伸出伸縮梁臨時(shí)支護(hù)(輕放)，減少空頂時(shí)間。

“三軟”煤層放頂煤開(kāi)采的支護(hù)原則，應(yīng)是”支”、“護(hù)”兼顧，以“護(hù)”為主?！拜p放”工作面的支護(hù)條件完全能滿足要求，而對(duì)型梁簡(jiǎn)放面而言則表現(xiàn)得尤為突出。

從工藝過(guò)程看，交替前移，反復(fù)支撐，帶來(lái)的問(wèn)題一是增阻時(shí)間短，其“支”的過(guò)程主要靠初撐力來(lái)完成，支護(hù)強(qiáng)度相對(duì)較小。二是放炮震動(dòng)、反復(fù)支撐，破壞了頂煤的完整性，增加了“護(hù)”的難度，往往由于漏使頂板形成“空洞”，造成支架投勁，發(fā)生垮棚冒頂事故。因此，要“支得起”，必須先“護(hù)得好”，在加強(qiáng)穿鞋，二次補(bǔ)液，提高初撐力的同時(shí)，更應(yīng)注重“護(hù)”的管理。在做好上述“采”的過(guò)程中煤壁管理外控頂區(qū)的管理應(yīng)做到：①提高鋪、聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量，過(guò)頂嚴(yán)實(shí)，控制漏頂。②支架支設(shè)正規(guī)有勁，避免因改棚造成多次反復(fù)支撐，破壞頂板。

6放頂煤開(kāi)采存在的問(wèn)題

6.1資源回收與煤炭質(zhì)量。如何完善工藝提高操作水平，選擇合理的放煤方式、放煤步距和放煤順序，人為控制好放煤量，是目前放頂煤工藝較難解決的問(wèn)題之一

6.2兩巷支護(hù)多為傳統(tǒng)的工字鋼、U型鋼支護(hù)方式，制約著推進(jìn)度，不利于高產(chǎn)高效高地壓、“三軟”煤層工作面，巷道變形量大，斷面小，難以滿足通風(fēng)、行人、運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

6.3現(xiàn)場(chǎng)管理不到位，沒(méi)有嚴(yán)格跟底圓采，造成大面積丟煤，初撐力達(dá)不到規(guī)定要求。

6.4“輕放”面端頭支護(hù)問(wèn)題沒(méi)有很好的解決。

6.5瓦斯問(wèn)題仍不同程度地制約著生產(chǎn)。

6.6無(wú)探煤厚資料或資料不祥，收產(chǎn)、計(jì)量方法不科學(xué)，影響了回收率計(jì)算的準(zhǔn)確性。

7體會(huì)與認(rèn)識(shí)

7.1放頂煤開(kāi)采具有技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、消耗少、效率高的特點(diǎn)。既是厚煤層高效開(kāi)采的最佳途徑，也是開(kāi)采較薄厚煤層適宜塊段的有效方法。

7.2放頂煤開(kāi)采有著很強(qiáng)的適應(yīng)性，可采可放，尤其是厚煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，煤厚變異系數(shù)大的塊段，實(shí)施放頂煤開(kāi)采，能大大提高資源回收率，減少煤炭損失。

7.3合理確定工作面斜長(zhǎng)。放頂煤工作面斜長(zhǎng)應(yīng)綜合考慮頂煤厚度、技術(shù)管理水平、裝備條件、勞動(dòng)組織形式等因素，并與采煤、放煤工序有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，有利于組織正規(guī)循環(huán)一般項(xiàng)煤厚度在6～7m，“簡(jiǎn)放”面斜長(zhǎng)在80～100m為宜，“輕放”面在120～140m為宜；較薄厚煤層工作面可適當(dāng)增加。這樣既有利于設(shè)備管理，加快推進(jìn)度，提高單產(chǎn)，也有利于發(fā)火管理。

7.4先進(jìn)的開(kāi)采工藝，必然帶來(lái)巷道布置的改革。在滿足瓦斯治理、生產(chǎn)準(zhǔn)備、接替安排的前提下，可考慮不做或少做巖巷，取代厚煤層分層開(kāi)采的區(qū)段雙巖巷布置。