[科普中国]-放顶煤开采

放顶煤开采指沿缓倾斜厚煤层的底板或在急倾斜厚煤层某一分段的底部布置采煤工作面采煤,采落的煤装人前部输送机，上部煤体受煤自重力和矿山压力等作用,在工作面支架后方冒落,并通过放煤口放到工作面前部或后部刮板输送机上。使用综采液压支架进行放顶煤开采称为“综采放顶煤采矿法”，简称“综放”。此方法具有掘进率低、效率高、适应性强、成本低、投人产出效果好,将特厚煤层的储量优势变成了生产和效益优势，成为我国厚及特厚煤层矿井实现集约化高产、高效生产的技术发展方向之一。1

介绍放顶煤开采是针对厚及特厚煤层开采发展起来的一种采煤工艺。它是在厚煤层的下部布置一个采高2～3m的工作面，随着工作面的推进，在前方支承压力的作用下，使工作面上部的煤体压裂破碎，并在支架尾部切顶线附近冒落放出的一种采煤方法。它与其他采煤方法的不同在于，除有一个包括破、装、运、支、控全部工序的普通长壁采煤工作面外，同时在支架的后部还有一套破、放、运等的顶煤回收系统，即前后两个采出煤炭的工作场所组成了一个完整的放顶煤工作面。2

适用条件煤层赋存状态与构造当煤层埋藏不稳定，厚度变化很大时，采用一次采全厚放顶煤采煤法是最理想的方法，因为这时采用分层开采法会因最后剩余的煤有厚有薄甚至不可采而丢失大量煤炭。当煤层地质构造复杂，为大量的断层切割时，进行分层开采也很困难，尤其是当煤层的顶板被断层切割、底板尚未破坏的情况下采用下行分层开采，第一层因顶板被切割而无法开采，这时如采用一次采全厚放顶煤采煤法沿底板开采就可以解决分层开采的困难。

煤层厚度煤层的厚度是选用放顶煤采煤法的最基本的条件。放顶煤采煤法煤层厚度的下限为5m，个别情况下可以到4m，低于5m时完全可以用普通综采开采。当煤层厚度超过20m以上，应采用分层放顶煤采煤法，分层厚度一般为10—12m。

煤层倾角对于一次采全厚综采放顶煤采煤法，煤层倾角以25°以下为宜。

直接顶的岩性与厚度综放开采最适宜的顶板岩性是泥岩和砂质泥岩，因为这种顶板能随采随冒，从而使冒落的顶煤与垮落的直接顶能在放煤过程中形成统一的松动冒落体。

煤层物理机械性质与结构对放顶煤来说，煤的硬度影响不大，因为再硬的煤在剧烈的矿山压力作用下也是完全可以冒落的，只是冒落的块度随煤的硬度不同而有所差异。煤层的节理越发育，对放顶煤越有利。煤层的结构对放顶煤影响很大，如坚硬的夹石会增强顶煤的整体性，因而不易垮落。

煤层底板岩性煤层底板的岩性一般对放顶煤采煤法影响不大，但松软的底板会对支架行走带来困难，特别是遇水膨胀的厚层泥岩底板，放顶煤支架容易下陷，造成移架困难。

瓦斯、自然发火等对放顶煤采煤法的影响瓦斯对放顶煤没有根本的影响，只要加强通风或采取抽放等治理手段，保证回风巷瓦斯含量在规定范围内即可。对于有自然发火的煤层，只要采取严密而有效的防灭火措施，即不会给放顶煤造成威胁。3

工艺方法选择在选择放顶煤采煤法的工艺过程时，应保证该种工艺能取得安全、高效的技术经济效果。因此，第一步应根据煤层的赋存条件和顶底板岩性，先确定是采用长壁工作面放顶煤还是用短壁或巷柱式，以至仓贮式进行放顶煤；第二步是确定放顶煤工作面的机械化水平，比如是综采还是普采；第三步，根据以上两步确定的方法和机械化水平，选择与之相适应的配套设备。当然，在选择设备时应考虑投资效益。以上3个步骤是确定放顶煤采煤法工艺过程所不可缺少的。对于第一次采用放顶煤采煤法的矿区，必须经过可靠的技术论证，首先确定采用放顶煤采煤法的可行性。因此，必须具备大量的原始资料，诸如煤层赋存条件和状态、煤层结构及物理力学特性，顶底板的岩性和层理及节理发育情况、直接顶厚度及初次垮落步距、老顶的周期来压情况、煤层自然发火倾向、瓦斯情况、煤尘爆炸指数以及分层开采工作面的支护强度等。4

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学