量的研究工作,取得一系列研究成果,使综放开采技术得以完善和提高。1994年,为了规范综放开采技术,原煤炭工业部专门组建综放专家组制定了《综放开采技术暂行规定》。至此,综放开采技术20多年来经过试验、推广完善及提高几个阶段,已经成为高产、高效、安全、经济效益好的采煤方法,并成为我国厚煤层矿区建设高产高效集约化矿井的有效技术途径之一。
2 高瓦斯煤层放顶煤开采应具备的条件
高瓦斯煤层的综放开采安全问题最近几年行受国内采矿界关注。多数矿区的实践证明,高瓦斯煤层不但可以进行综放开采,而且同样可以实现高产高效,例如,靖远矿务局魏家地煤矿是一个高瓦斯、易自燃、有突出危险的新建矿井,设计生产能力为150万t/a,投产7年,采用分层综采,全矿4个工作面年产量之和仅为20万~30万t,矿井在采取措施,降低突出危险性后,采用综放开采,在综放工作面投产的第2年,产量就超过了80万t/a,何没有发生瓦斯突出事故;淮南谢桥矿为设计年产量400万t的新建矿井,为高瓦斯矿井,矿井设计时被定为具有煤及瓦斯突出危险,采取安全措施后,在厚度不超过5m的煤层中用综放开采,未发生突出事故, 目前工作面生产能力已达到200万t/a以上。我国还有不少矿区的较薄厚煤层均采用放顶煤采煤方法。如徐州、淮北、邯郸、峰峰等煤矿,煤层厚度4.5~5 m,矿井的地质条件和经济条件又不允许采用大采高综采,采用放顶煤采煤法开采是最好的选择。
鉴于高瓦斯煤层进行放顶煤开采在安全方面有其特殊性,主要表现在放顶煤工作上隅角发生瓦斯超限,采空区如有空洞易形成瓦斯库,采空区遗煤自燃,易发生瓦斯爆炸事故等。因此,高瓦斯煤层进行放顶煤开采时,对其地质条件应有特殊要求。
2.1 煤层直接顶板及底板岩性与厚度
从放顶煤开采提高采出率出发,不但要求顶煤能随采随冒,也要求煤层的直接顶能随采随冒,而且要求直接顶的垮落高度,至少等于煤层的厚度。高瓦斯煤层进行放顶煤开采也必须满足这一要求,主要是出于安全的考虑。如果直接顶不能随采随冒,或虽能随采随冒,但垮落厚度小,不足以充填采空区,则必然在采空区形成空洞,给瓦斯积聚提供了空间(图1)。同时,直接顶垮落充填厚度不足以形成工作面和采空区空洞之间的安全