[科普中國(guó)]-放頂煤采煤法

放頂煤采煤法是在開采厚煤層時(shí)，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置一個(gè)采高為2～3m的采煤工作面，用綜合機(jī)械化方式進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動(dòng)爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面。

發(fā)展歷史放頂煤采煤法由來(lái)已久。法國(guó)、蘇聯(lián)、南斯拉夫等國(guó)家于20世紀(jì)40年代末50年代初即開始應(yīng)用放頂煤采煤法。1957年蘇聯(lián)研制出KTY型放頂煤支架，并在庫(kù)茲巴斯煤田的托姆烏辛斯礦使用。1963年法國(guó)研制出“香蕉”行放頂煤支架，并與1964年用于法國(guó)布朗齊礦區(qū)的達(dá)爾西礦，試驗(yàn)取得成功。之后英國(guó)、法國(guó)、南斯拉夫、匈牙利等國(guó)家都相繼引進(jìn)了這一技術(shù)。綜放開采曾一度成為東歐地區(qū)厚煤層開采的主要方法，但是由于各種原因，歐洲使用綜放開采技術(shù)并沒有取得很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。80年代中期以后，國(guó)外放頂煤開采有所萎縮，90年代后只有極少數(shù)礦井仍在使用。

我國(guó)50年代初曾在開灤、大同、峰峰和鶴壁等礦區(qū)采用放頂煤采煤法。1982年引進(jìn)了綜采放頂煤技術(shù)，并于1984年在沈陽(yáng)蒲河礦開始工業(yè)性試驗(yàn)。由于該采煤方法具有掘進(jìn)率低、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)以及易于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)等明顯優(yōu)勢(shì)，二十多年來(lái)，在我國(guó)得到了迅速發(fā)展。80年代末90年代初，我國(guó)綜采放頂煤技術(shù)已走在世界前列，并已向國(guó)外輸出綜放開采的成套技術(shù)1。

工藝過(guò)程如右圖：在沿煤層（或分段）底部布置的綜采工作面中，采煤機(jī)1割煤后，液壓支架3及時(shí)支護(hù)并移到新的位置。推移工作面前部輸送機(jī)2至煤幫。此后，操作后部輸送機(jī)專用千斤頂，將后部輸送機(jī)4相應(yīng)前移。這樣，采過(guò)1到3刀后，按規(guī)定的放煤工藝要求，打開放煤窗口，放出已松碎的煤炭，待放出煤炭中的矸石含量超過(guò)一定限度后，及時(shí)關(guān)閉放煤口。完成上述采放全部工序?yàn)橐粋€(gè)采煤工藝循環(huán)。1

工藝特點(diǎn)頂煤裂碎原理及措施裂碎過(guò)程：支承壓力的作用，煤壁前方的煤體變形，位移，破壞。當(dāng)支架移到時(shí)，應(yīng)力降低，能量釋放，經(jīng)過(guò)支架幾次反復(fù)支撐，煤進(jìn)一步破碎成易通過(guò)窗口的破碎體。

措施：關(guān)鍵是反復(fù)支承次數(shù)n對(duì)破碎的影響。

頂煤放出規(guī)律1、橢球體假說(shuō)

根據(jù)放礦理論，礦石從采場(chǎng)內(nèi)是按近似橢球體形狀流出來(lái)的，即原來(lái)所占的空間為一個(gè)旋轉(zhuǎn)的橢球體，在放礦過(guò)程中形成的橢球體叫放出橢球體，圖中1所示；停止擴(kuò)展最終形成的橢球體為松動(dòng)橢球體3；放礦后形成漏斗2和移動(dòng)漏斗4。

2、參數(shù)關(guān)系(參見圖1)

b1=0.5（0.25～0.3）h

H=（2.2～2.6）h

3、放煤效果

兩個(gè)放煤口的距離l 大，即l>2b1 時(shí)，放煤有余煤留下，圖中陰影部分；當(dāng)l