北辛窑煤矿放顶煤开采工艺参数应用探索

薛晓军

（太原煤气化龙泉能源发展有限公司，山西 太原 030303）

北辛窑煤矿11 采区煤炭储量总计110.38 Mt，可开采储量44.76 Mt。采区南北走向长度为6.0 km，东西倾向宽度为2.6 km，开采面积为17.9 km2。受地质构造的影响，采区内断层发育，煤层属于三软煤层，如果采用传统的采煤方法，在开采过程中会出现很多不安全因素，且顶煤的回收率较低；由于放顶煤开采对地质及煤层赋存条件适用性较强，因此，考虑使用放顶煤开采方法，为安全高效开采提供基础。

1 地质概况

北辛窑煤矿2 号煤层可开采总厚度为2.55～9.65 m，煤层有3°～17°的倾角，煤厚为2.25～7.61 m，平均厚度5.20 m。煤层结构比较复杂，局部含有矸石，平均夹矸厚度为1.06 m。煤层的老顶厚度为1.10～22.81 m，是灰白色的中细粒、中粗粒砂岩，裂隙比较发育；伪顶厚度为0～17.25 m，是灰色、灰黑色的泥岩、砂质泥岩；老底厚度为2.81～5.25 m，是灰白色的中细粒、中粗粒砂岩，裂隙比较发育；伪底厚度为3.11～9.02 m，是灰色、灰黑色的泥岩。

通过分析2 号煤层的顶底板岩性特征，可以看出顶底板的围岩强度低，稳定性能较差，底板多是泥岩和砂质泥岩，遇水会出现膨胀、泥化现象。

2 放顶煤工艺参数

对北辛窑煤矿2 号煤层进行开采，根据开采理论及实际观测[1]，从开采底煤开始，最后到放入工作面，在开采顶板压力作用下，顶煤先出现明显变形破裂，然后逐渐被压裂出现裂隙，煤层松动垮裂，最后放入工作面4 个过程，顶煤破坏见图1。

图1 顶煤破坏分布

影响煤炭采出量的主要因素有采煤机破煤后采出的煤量和顶煤放出的煤量。随着采煤机采煤高度的不断增加，放煤高度会逐渐降低，从而增加顶煤的冒放，提高顶煤的回收率；……