概述
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 。
主要方式
(1)分段、低位、順序多輪放頂煤方式
分段、低位、順序多輪放頂煤方式(如圖)
放煤口位置較低,采面分2-3段,每段按順序放煤,根據頂煤厚度不同,2-3輪放完。其優點是頂煤下放均勻;與矸石混合機會小;能夠提高回採率、降低含矸量,含矸量約為3%;這種方式頂煤運動緩慢,利於采場頂板控制。缺點是需多次開閉放煤口,增加了工作量和放煤時間 。
(2)分段、低位、間隔單輪放煤方式
分段、低位、間隔單輪放煤方式(如圖)
這種方式放煤速度較快、時間短、易於掌握。但一次放盡見矸,矸石過早處於低位,鄰架放煤時,矸石易混入,含矸量增大約為6%。
(3)高位放煤方式
這種方式放煤口位置高,能使煤流暢通。速度快;但流煤量大,不易及時封堵,易壓死運輸機;底煤丟失量較大;不宜採用。經試驗證明,採用分段、低位、多輪放煤方式效果最好。
分段:是沿傾斜方向,將工作面分成若干段,每段由兩名工人合作作業。
低位:即放煤時將放煤口開在比較低的位置,距底板0.3-0.5m處(柱鎖以下),而不開天窗,這樣既可避免煤塵飛揚,又不至於丟失底煤。
多輪:即每個放煤口放煤一定時間後(一般7-10mm)關閉,到相鄰地段去放,待整個工作面或一部運輸機長度,都放一遍後,再放第二輪。一般2-3輪將煤全部放淨。這樣能保證頂板均勻、緩慢下沉,工作面支架受力均勻,避免應力集中,又能提高頂煤回收率 。
放煤步距
放煤步距是指兩次放煤工序之間,綜采工作面向前推進的距離。合理選擇放煤步距,對提高回採率、降低含矸率是至關重要的。放煤步距與頂煤厚度、頂煤可放性、頂煤冒落時的垮落角及直接頂的厚度有關。實踐表明,放煤步距太大,頂板方向的矸石將先於釆空區後方的煤到達放煤口,迫使放煤口關閉,採空區方向來放出的煤將被關在放煤口外形成脊背煤損。放煤步距太小,採空區方向的矸石將先於上部頂煤到達放煤口,而使上部頂煤的一部分被關在放煤口外,當然這時脊背煤損較小。只有合理的放頂煤步距才能得到較高的回收率 。