[科普中國(guó)]-放頂

放頂（放頂煤）：一種開采緩傾斜特厚煤層和急傾斜特厚煤層的一種采煤方法。放頂煤采煤法就是在厚煤層中，沿煤層或（或分段）底部布置一個(gè)采高2-3米的長(zhǎng)壁工作面，用綜合機(jī)械化采煤工藝回采，利用礦山壓力的作用或輔以人工松動(dòng)的方法使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架后方（或上方）放出，并予以回收的一種采煤方法。放頂煤采煤法的實(shí)質(zhì)就是利用地壓落頂煤一次開采厚度在5m以上的一種雙工作面采放結(jié)合的垂直集中采煤1。

介紹放頂煤開采是針對(duì)厚及特厚煤層開采發(fā)展起來(lái)的一種采煤工藝。它是在厚煤層的下部布置一個(gè)采高2～3m的工作面，隨著工作面的推進(jìn)，在前方支承壓力的作用下，使工作面上部的煤體壓裂破碎，并在支架尾部切頂線附近冒落放出的一種采煤方法。它與其他采煤方法的不同在于，除有一個(gè)包括破、裝、運(yùn)、支、控全部工序的普通長(zhǎng)壁采煤工作面外，同時(shí)在支架的后部還有一套破、放、運(yùn)等的頂煤回收系統(tǒng)，即前后兩個(gè)采出煤炭的工作場(chǎng)所組成了一個(gè)完整的放頂煤工作面2。

適用條件煤層賦存狀態(tài)與構(gòu)造當(dāng)煤層埋藏不穩(wěn)定，厚度變化很大時(shí)，采用一次采全厚放頂煤采煤法是最理想的方法，因?yàn)檫@時(shí)采用分層開采法會(huì)因最后剩余的煤有厚有薄甚至不可采而丟失大量煤炭。當(dāng)煤層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，為大量的斷層切割時(shí)，進(jìn)行分層開采也很困難，尤其是當(dāng)煤層的頂板被斷層切割、底板尚未破壞的情況下采用下行分層開采，第一層因頂板被切割而無(wú)法開采，這時(shí)如采用一次采全厚放頂煤采煤法沿底板開采就可以解決分層開采的困難。

煤層厚度煤層的厚度是選用放頂煤采煤法的最基本的條件。放頂煤采煤法煤層厚度的下限為5m，個(gè)別情況下可以到4m，低于5m時(shí)完全可以用普通綜采開采。當(dāng)煤層厚度超過(guò)20m以上，應(yīng)采用分層放頂煤采煤法，分層厚度一般為10—12m。

煤層傾角對(duì)于一次采全厚綜采放頂煤采煤法，煤層傾角以25°以下為宜。

直接頂?shù)膸r性與厚度綜放開采最適宜的頂板巖性是泥巖和砂質(zhì)泥巖，因?yàn)檫@種頂板能隨采隨冒，從而使冒落的頂煤與垮落的直接頂能在放煤過(guò)程中形成統(tǒng)一的松動(dòng)冒落體。

煤層物理機(jī)械性質(zhì)與結(jié)構(gòu)對(duì)放頂煤來(lái)說(shuō)，煤的硬度影響不大，因?yàn)樵儆驳拿涸趧×业牡V山壓力作用下也是完全可以冒落的，只是冒落的塊度隨煤的硬度不同而有所差異。煤層的節(jié)理越發(fā)育，對(duì)放頂煤越有利。煤層的結(jié)構(gòu)對(duì)放頂煤影響很大，如堅(jiān)硬的夾石會(huì)增強(qiáng)頂煤的整體性，因而不易垮落。

煤層底板巖性煤層底板的巖性一般對(duì)放頂煤采煤法影響不大，但松軟的底板會(huì)對(duì)支架行走帶來(lái)困難，特別是遇水膨脹的厚層泥巖底板，放頂煤支架容易下陷，造成移架困難。

瓦斯、自然發(fā)火等對(duì)放頂煤采煤法的影響瓦斯對(duì)放頂煤沒(méi)有根本的影響，只要加強(qiáng)通風(fēng)或采取抽放等治理手段，保證回風(fēng)巷瓦斯含量在規(guī)定范圍內(nèi)即可。對(duì)于有自然發(fā)火的煤層，只要采取嚴(yán)密而有效的防滅火措施，即不會(huì)給放頂煤造成威脅3。

工藝方法選擇在選擇放頂煤采煤法的工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)保證該種工藝能取得安全、高效的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。因此，第一步應(yīng)根據(jù)煤層的賦存條件和頂?shù)装鍘r性，先確定是采用長(zhǎng)壁工作面放頂煤還是用短壁或巷柱式，以至倉(cāng)貯式進(jìn)行放頂煤；第二步是確定放頂煤工作面的機(jī)械化水平，比如是綜采還是普采；第三步，根據(jù)以上兩步確定的方法和機(jī)械化水平，選擇與之相適應(yīng)的配套設(shè)備。當(dāng)然，在選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮投資效益。以上3個(gè)步驟是確定放頂煤采煤法工藝過(guò)程所不可缺少的。對(duì)于第一次采用放頂煤采煤法的礦區(qū)，必須經(jīng)過(guò)可靠的技術(shù)論證，首先確定采用放頂煤采煤法的可行性。因此，必須具備大量的原始資料，諸如煤層賦存條件和狀態(tài)、煤層結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)特性，頂?shù)装宓膸r性和層理及節(jié)理發(fā)育情況、直接頂厚度及初次垮落步距、老頂?shù)闹芷趤?lái)壓情況、煤層自然發(fā)火傾向、瓦斯情況、煤塵爆炸指數(shù)以及分層開采工作面的支護(hù)強(qiáng)度等1。

優(yōu)點(diǎn)放頂煤與傳統(tǒng)的分層開采相比具有顯著的優(yōu)越性：

（1）不受煤層厚度變化的限制，可實(shí)現(xiàn)一次采全厚，大大提高了煤層開采強(qiáng)度。

（2）可以充分利用中厚煤層長(zhǎng)壁開采高效采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)，在不增加支架高度的條件下一次采出4.5m以上煤層，不僅設(shè)備初次投資少，而且省下大批假頂材料費(fèi)和人工費(fèi)。

（3）利用礦壓落煤，是一種低能耗的采煤方法，與分層開采相比，可以節(jié)省電力和增加煤炭塊率。

（4）巷道布置簡(jiǎn)單，掘進(jìn)工程量與維護(hù)工程量小，可以節(jié)省大量掘進(jìn)和運(yùn)輸工作，緩解采掘接替緊張的矛盾，減少工作面的搬家次數(shù)，為提高礦井全員效率創(chuàng)造了條件。

（5）工作面有兩個(gè)出煤點(diǎn)同時(shí)出煤，可提高單產(chǎn)和工效4。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)