放頂煤開采影響因素及對策分析

智旭東 郭子龍 陳俊鋼

摘 要：在放頂煤開采過程中，會受到多種因素的影響，從而降低開采效率，并影響煤礦生產的安全運行。本文對影響放頂煤開采的因素進行了分析，并在此基礎上提出了加強放頂煤開采的有效策略，以供相關人員參考。

關鍵詞：放頂煤開采；采出率；瓦斯防治；自燃防治

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.080

煤炭回采率是評價綜放開采工藝技術性能的關鍵指標，如果綜放開采過程中回采率較低，就表明該工藝所造成的浪費現(xiàn)象較為嚴重。通常情況下，影響綜放開采煤炭回采率的因素有很多，例如綜放工作面的布置、地質條件以及綜放支架類別等。其中部分因素可在煤礦工作人員有效管控下被合理消除掉，基于此，可對這些方面進行深入研究，以有效促進開采工作效率的提高。

1 影響放頂煤開采的因素

1.1 采出率因素

我國對厚煤層開采工作面的采出率與采區(qū)的產生率有十分明確的要求。在放頂煤具體開采過程中，因為煤層厚度存在很大程度的變化，同時煤層內部還有中斷層部分，所以，通過分層開采方式將很難達到理想的采出率。盡管放頂煤開采技術的應用克服了這部分影響因素，但實際采出率依然不能有效提升，只能達到八成多，從而造成大量的煤炭損失。

1.2 自燃因素

導致自燃現(xiàn)象出現(xiàn)的因素包括有以下幾種：第一，利用綜放開采技術采煤時，回采率相對較低，不少煤炭丟失，為自燃現(xiàn)象的產生埋下了隱患。第二，相對于分層開采，綜放開采方式加大了工作面頂板的活動范圍，也加劇了工作面頂板的活動程度，造成頂板冒落高度變得更大，而采空區(qū)難以及時嚴密冒落，進而導致該區(qū)域存在一定的通透性。第三，綜放開采方式的實際掘進速度相對較慢，而采空區(qū)的氧化自燃帶無法快速進入到窒息帶，同時綜放開采的采空區(qū)域面積較大，空氣流通速度相對較慢，為采空區(qū)氧化自燃的蓄熱提供了一定的時間[1]。

1.3 瓦斯因素

在工作面同等推進速度情況下，綜放面產量要高出分層機采產量的1倍以上。所以，同等瓦斯含量的煤層開采過程中，綜放面的絕對瓦斯涌出量將會倍增。但這種涌出量相比于分層開采方式中的第一分層還是相對較少的。

2 放頂煤開采的有效對策

2.1 瓦斯綜合防治措施

第一點，對于瓦斯含量較高的礦井，煤礦開采人員應在實際開采之前對井內瓦斯進行提前抽放，以有效降低內部瓦斯的壓力，從而促使瓦斯涌出濃度的降低，之后再進行放頂煤開采作業(yè)。

第二點，在具體開采過程中，相關人員要對采空區(qū)的瓦斯積聚程度進行監(jiān)測，若遇到懸板頂就預先采取人工爆破方式進行放頂，以防止采空區(qū)上方出現(xiàn)瓦斯積聚情況，從而避免老空區(qū)冒落而導致瓦斯涌出而引發(fā)安全事故[2]。

第三點，采礦人員應確保工作面擁有一定的通風量，并保證風速和風量都能夠達到煤礦安全規(guī)程相關標準。同時，礦井管理人員必須將工作面可能存在的所有引爆火源一一消除，尤其是要避免工作過程中出現(xiàn)電火花。

2.2 提高采出率的措施

提高采出率必須對影響回采率的因素進行全面分析，并從具體開采情況出發(fā)，選擇合理的措施。第一點，進一步優(yōu)化采區(qū)和巷道的設計規(guī)劃，盡可能減少采區(qū)的煤柱，采區(qū)具體設計方面要最大程度地往大采長以及大走向方向發(fā)展，科學設置煤柱具體尺寸大小，充分研究沒有瓦斯尾巷的瓦斯抽排系統(tǒng)。第二點，選用適當的綜放架型。第三點，加大工作面兩端端頭支護力度，將端頭損失有效降低。第四點，為工作面煤層加大注水量，促使煤層發(fā)生軟化，讓頂煤在第一時間冒落，從而增強放煤效果。

2.3 自燃防治措施

第一點，向工作面的采空區(qū)以及周邊采空區(qū)發(fā)火率較高空間采取注氮措施，將氧氣濃度降到一定程度，以延遲發(fā)火時間。在這個過程中，必須合理選擇注氮的位置、時間和其他相關條件，以增強注氮防火效果，減少注氮費用支出[3]。

第二點，采用輕質發(fā)泡料為噴注材料，利用礦井中的噴注設備對工作面進行噴涂堵漏。同時用電廠粉煤灰為骨料的速凝膠對周邊采空區(qū)進行灌注堵漏，并與工作面均壓通風聯(lián)結成一個良好的防漏風系統(tǒng)，以防止采空區(qū)大范圍自燃發(fā)火。

第三點，促進工作面推進速度的有效提升，以避免煤炭發(fā)生自燃。從煤炭開采相關經驗來看，每個月推進速度不小于四十米，就能在很大程度上避免煤炭自燃現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.4 充分利用綜放支架等相關設備

對于綜放支架的選擇方面，一定要確保其能夠合理控制工作面頂板，同時還要適應采煤工藝技術以及礦井地質環(huán)境，并能符合礦井高效生產的實際要求?，F(xiàn)階段，放頂煤液壓支架的發(fā)展方面有下面幾個：第一點，強力放頂煤液壓支架，尤其是超過10000千牛的大型阻力支架，可以滿足多種特厚煤層以及硬煤開采的實際需要。第二點，大采高放頂煤液壓支架，高度最高可達到4米以上的四柱式或兩柱式放頂煤支架。第三種，分體組合式直線型輕型放頂煤液壓支架，該種支架具有很強的適應性，可用來回收邊角煤或用于中小煤礦。

3 結語

總之，放頂煤開采技術對于合適的煤層開采具有非常大的優(yōu)勢，能夠取得良好的開采效果，并能在很大程度上提升煤礦生產運行的經濟效益。所以，煤礦工作人員在進行放頂煤開采過程中，必須深入了解影響開采的各種因素，并加強對瓦斯和自燃等方面問題的防治，合理選擇綜放支架等相關設備，同時采取相關措施有效提高煤炭采出率，從而大大提升放頂煤開采效率，促進煤礦生產的順利進行。

參考文獻：

[1]鄧軍，任立峰，艾紹武等.綜放面間歇式開采注氮對采空區(qū)氧化自燃區(qū)域的影響研究[J].西安科技大學學報，2017，37（04）：467-473.

[2]侯永鵬，康天合.深孔預裂爆破斷頂對綜放工作面初采期瓦斯治理效果的實測分析[J].煤礦安全，2017，48（08）：162-165.

[3]郭樹武.注氮技術在回采工作面采空區(qū)內因火災防治中的應用[J].華北科技學院學報，2016，13（05）：15-18.

作者簡介：智旭東（1978-），男，內蒙古呼倫貝爾人，本科，中級工程師，研究方向：采礦工程。