懸移支架在大傾角三軟煤層應(yīng)用研究

王向航

（義煤集團(tuán)義絡(luò)煤業(yè)公司，河南 洛陽 471600）

1 采區(qū)概況

三采區(qū)位于南山礦井田南部，采區(qū)走向長(zhǎng)1300m，傾斜長(zhǎng)300m，采區(qū)上部境界標(biāo)高+50m，下部境界標(biāo)高－90m，開采深度250～390m，主采18 號(hào)煤層。18 號(hào)煤層厚度12～18m，中間夾矸0～4m，該夾矸將18 號(hào)層自然分為18—1 和18—2層。兩層煤厚分別為0～6m 和10～14m，18—1 層平均厚度4m，18—2 層平均厚度12m。18—1 層采用高檔普采，已經(jīng)采完，綜采放頂煤主要開采18—2 層。18 號(hào)煤層，煤種為氣煤，硬度系數(shù)F=0.8～1.5。18—1 層頂板為白色粗砂巖，屬2 類頂板，厚度50m；18—2 層底板為白色粗砂巖，厚度45m，煤層自然發(fā)火期為6 個(gè)月（最短只有31 天)，煤層瓦斯相對(duì)涌出量3.5m3/t，煤塵爆炸指數(shù)50.2%，有煤塵和瓦斯爆炸的危險(xiǎn)。該區(qū)18 號(hào)煤層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，有多條斷層通過。煤層賦存條件不穩(wěn)定，受構(gòu)造影響，煤層走向、傾向、傾角及厚度變化較大。目前圈定的綜放開采范圍，平均走向長(zhǎng)100m，傾向斜長(zhǎng)240m，傾角20o－35o，煤厚12m，可采煤量400×104t。區(qū)段巷道布置方式為沿傾斜布置三個(gè)綜放面。其中，試驗(yàn)面走向長(zhǎng)140m，傾斜長(zhǎng)40m，傾角15o，平均厚度12m，可采煤量9.07×104t。1 號(hào)工作面走向長(zhǎng)780m，傾斜60m，傾角23o～28o，煤厚13m，可采煤量82.1×104t；2 號(hào)工作面走向長(zhǎng)920m，傾斜長(zhǎng)60m，傾角25o～28o，煤厚13m，可采煤量為968×104t。3 號(hào)工作面走向長(zhǎng)1100m，傾斜長(zhǎng)60m，傾角22o～28o，煤厚13m，可采煤量為115.8×104t。

2 支架架型確定

目前，綜放工作面支架架型主要為兩柱掩護(hù)式放頂煤支架和四柱支撐掩護(hù)式放頂煤支架 2 種。上述兩種架型各有特點(diǎn)與適應(yīng)性，前者支撐效率高、伸縮比大、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，缺點(diǎn)是底座比壓大、平衡千斤頂容易損壞；后者穩(wěn)定性好、底座比壓小、行人空間大，缺點(diǎn)是前后立柱受力不均、伸縮比小。從目前全國(guó)綜放工作面使用情況來看，約90% 的綜放工作面采用四柱支撐掩護(hù)式支架，特別是大傾角綜放工作面還沒有采用過兩柱掩護(hù)式支架。另外，焦煤公司 4 號(hào)煤層較軟，兩柱式放頂煤支架只有 1 排立柱，若支架后方空頂，比四柱更易發(fā)生支架傾倒、下滑及低頭現(xiàn)象。因此，綜合考慮，采用四柱支撐掩護(hù)式支架。

3 綜放面懸移支架在大傾角三軟煤層的應(yīng)用

三采區(qū)應(yīng)用綜放開采技術(shù)，主要設(shè)備選型時(shí)，受資金限制沒有選用大角度配套綜放設(shè)備，以礦務(wù)局現(xiàn)有設(shè)備為主。

3.1 工作面生產(chǎn)工藝

（1）工作面割煤：選用MDY－150 型單滾采煤機(jī)，采用“∞”型割煤法，一次進(jìn)刀深度0.5m。采煤機(jī)在工作面中間插幫，從中間向下割頂煤，返回時(shí)割底煤；過插幫點(diǎn)向上割頂煤，返回時(shí)割底煤；割透后推移運(yùn)輸機(jī)和支架后，再進(jìn)行第二循環(huán)。

（2）上下缺口落煤：使用打眼放炮開缺口，超前兩刀開出，上缺口長(zhǎng)6m，下缺口長(zhǎng)2m，深1.5m，每日兩循環(huán)開一次缺口。

3.2 工作面裝煤

工作面割煤后，大部分直接進(jìn)入前部運(yùn)輸機(jī)，剩余的少量浮煤在運(yùn)輸機(jī)前移時(shí)鏟入運(yùn)輸機(jī)。為減小控頂距，將原波蘭鏟煤板改成國(guó)產(chǎn)小鏟煤板，減小控頂距0.1m。工作面后部放下的松散煤體，直接落進(jìn)后部運(yùn)輸機(jī)。運(yùn)輸時(shí)溢出的浮煤和拉架時(shí)漏下的煤，由人工裝入后部運(yùn)輸機(jī)。為解決后部運(yùn)輸機(jī)溢煤和大塊刮檔板及四聯(lián)桿問題，在運(yùn)輸機(jī)上安裝軟擋煤板，即用0.35m 高的皮帶和0.25m 高的5mm 厚的鋼板，用螺絲擰在后部運(yùn)輸機(jī)邊上，大塊煤通過時(shí)擋煤板傾倒，過后立即復(fù)位。該措施有效地防止漏煤和擋煤板損壞，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了運(yùn)輸能力。

3.3 綜放面運(yùn)輸

工作面使用兩臺(tái)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，前部運(yùn)輸機(jī)為波蘭銳布尼克－73 型。后部為改造的SGW－40T 型（150 型中間槽，SGW－40T 型頭尾)，40 型頭尾小，150 型槽有對(duì)接聯(lián)結(jié)螺絲，經(jīng)改造合成的運(yùn)輸機(jī)體積小，維修方便。順槽使用SGW－40T型刮板運(yùn)輸機(jī)，SZ－80 型，SDJ－150 型皮帶接力運(yùn)輸，運(yùn)輸距離平均800m，系統(tǒng)運(yùn)輸能力250t/h。按每日兩循環(huán)，出煤1500t，實(shí)測(cè)運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)10h。大班2h，過午班4h，夜班4h。由于出煤不均勻，不能連續(xù)滿載運(yùn)輸，實(shí)測(cè)運(yùn)輸能力只有150t/h。

3.4 工作面支護(hù)

工作面使用ZFSSA4000—1.6/2.6 型回柱支撐掩護(hù)式支架，其中1 號(hào)面使用40 架，2 號(hào)面使用39 架。工作面最大控頂距4.26m，最小控頂距3.66m，放頂步距0.5m，支架間距1.5m，工作面第一架與溜子道上幫一齊，最后一架靠到回風(fēng)道上幫。工作面上下缺口采用1.0m 長(zhǎng)木板梁，單體液壓支柱支護(hù)，兩根一組交替前移，柱距1.0m，排距0.5m，每根梁下必須打兩根支柱。兩巷超前維護(hù)，用木梁加單體液壓支柱超前20m 打好，其中單排15m，雙排5m。兩巷U 型支架超前5m 替換下，運(yùn)出放在指定地點(diǎn)。端頭支架后部空間小，拉架時(shí)經(jīng)常碰壞電機(jī)，更換支架也比較困難。因此改為靠近溜子道處空出兩架，用4m 長(zhǎng)工字鋼單體液壓支柱維護(hù)頂板，排距0.5m，柱距1.0m，沿走向兩根一組交替前移，空出部分頂煤由工字鋼梁后部和順槽運(yùn)輸機(jī)收尾放出。

[1]王鎖鋒，董正坤.綜采放頂煤技術(shù)在“三軟”大傾角厚煤層開采中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2009（02).

[2]王本勝，鮑杰.懸移支架放頂煤在大傾角、中厚煤層中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2006（01).

[3]張義勇.三軟大傾角采煤工作面頂板管理的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[J].水力采煤與管道運(yùn)輸，2007（04).

[6]竇功思.淺析“三軟”煤層大傾角工作面回采技術(shù)[J].煤礦現(xiàn)代化，2005（04).