【摘要】现场实际观切资料和实验室相似模型研究证实，顶煤从开采底分层到最终放人工作

面要经历四个主要过程。其中前三个过程都足以保证最后

—个过程顶煤能顺利放出的前提。

研究顶煤放出规律的目的在于选择和确定合理的放煤工艺和放煤参数。放顶煤与金属矿放矿
学有相似的方面，但是由于各自所研究的对象及边界条件不一样，因而在放出规律、放煤
(矿)工艺等方面存在着很大的差异。
　　【关键词】顶煤放出规律；放煤

(矿)工艺

　　一、放顶煤回采工作面特点
　　放顶煤开采适用于缓倾斜

5m 以上特厚煤层和急倾斜 8m 以上特厚煤层。在开采缓倾斜

煤层时，首先沿底板使用常规采煤方法采出

2—3m 厚煤层，然后再回收顶煤。在急倾斜特

厚煤层内，沿走向方向把煤层划分成阶段高度ｈ

1，ｈ 2，ｈ·····后，再在每一个阶段底部

布置水平工作面，采出一层煤再回收其顶部煤体。
　　

h——顶煤培落高度。

　　第二是顶煤放出过程；当支架放煤口打开以后，已破碎的散体状顶煤靠自重流入放煤
口，其运动形式具有松散介质特征，尽管某一个煤块体的运动是用于刚体随机滚动、不连续。
但从宏观上来看，大量煤块体滚动具有明显的连续流动性。所以在研究顶煤放出现律时，既
要考虑它的整体流动性，又要兼顾个体的随机性。放顶媒的另一个特点是在放顶煤工作面内，
尽管顶煤承受上部顶板压力和自重作用，但是同时又受到下面支架的支撑作用，在这对力
的共同作用下顶煤必然要沿一定方向的破断角

a。发生断裂，形成前方是相对稳定的顶煤断

裂壁，后方则是已经垮落的松散煤体。（图

1-2）

　　

a 值的大小受许多因素制约，如顶部压力大小、方向、支架支撑力、架架型及顶煤本身物

理力学特性，它反映了顶煤在特定的地质条件下，煤体稳定性程度的综合指标。

a 值越大，

由于相对稳定顶煤垮落面的存在，制约和改变了松散煤体的运动轨迹使顶煤放出量受到影
响，煤岩分界线状态也受到影响。
　　由于支架连续向前提进，那么支架上的放煤口也在不断地向前移动，顶煤放完后空间
由顶部矸石充填。因此在顶煤的第一次垮落后，上方和后方都是矸石区，而前方是相对稳定
的顶煤断裂壁，准备待放的松散煤体只是在支架后上方的一个小区域内，在放顶煤工作面
每一个支架上都有一个放煤口，若依次放煤，放煤口在工作面方向可以看做是连续、狭长的
放煤槽，不存在脊煤损失。再者，不同的支架架型及参数对放煤效果影响也较大；其主要参
数是顶煤断裂壁到放煤口的水平距离；即不同类型支架放煤口位置对放煤效果的影响
　　以上放顶煤工作面的特点部是在金属矿山中放矿学所没有涉及到的更复杂影响因素和
边界条件。
　　二、单口放煤规律
　　顶煤在放出阶段时已完全成为破碎松散煤体。为此从解决主要矛盾人手，把放出煤体抽
象成理想松散介质即

C=0，在模型上观察顶煤放出移动规律。所谓无边界条件约束放煤，是

相对有边界约束而言的，系指在放煤口一定区城内不存在固定边界，一旦打开放煤口散体
颗粒都在相同条件下向放煤口移动。
　　为了准确地描绘出顶煤在放出过程中原始所在的空间形态，在铺设模型时，每铺一定
厚度的巴厘石，再按一定顺序设置带有记号的标志颗粒，然后在职时从放煤口回收所有标
志颗粒，从而在图纸上反推出每一次致煤时，其放出的项煤原始所在的空间形态，实验数
据经计算机处理表明：每一次放出的颗粒基本出自一个椭圆球体内，尽管放出挠球体是一
个概率值但它建立在大量的实验基础之上，以此进行计算所造成的误差值是很小的。并且以
标准椭球体方程表示概率椭球体方程，即简练又有利于进一步理论推导。放煤口尺寸对放出
足的影响误差仅在

5％左右，所以在实际中不考虑放煤口对放出体的影响，把放出体抽象

成完整的椭球体，误差是在许可酌范围内，而且这样抽象大大简化了顶煤放出量计算和以