厚煤層分層恒底式上行順序采煤方法應(yīng)用

【摘 要】本文通過(guò)恒底式采煤法在礦井中的應(yīng)用，對(duì)恒底式采煤法的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，闡述了恒底式采煤法的適用條件等問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】厚煤層；恒底式；順序采煤；應(yīng)用

厚煤層分層恒底式上行順序采煤法是把厚煤層分成幾個(gè)分層，各分層工作面沿煤層底板布置，以上面分層垮落后的煤為頂板，第一分層工作面回柱放頂或移架后，上覆煤層垮落下沉，在注水壓實(shí)后，重新膠結(jié)成有一定穩(wěn)定性和強(qiáng)度的再生煤體。在采完第一分層后，還沿煤層底板在再生煤體中重新布置工作面，這時(shí)第二分層工作面的頂板，為經(jīng)一次垮落、破碎又重新壓實(shí)的再生煤體，等第二分層采完后，再沿煤層底板布置第三分層的工作面，直到沿煤層底板把厚煤層全采完。本文對(duì)恒底式采煤法在礦井中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1、A煤礦恒底式上行采煤

該礦開(kāi)采的煤層厚為5m～31m，賦存不穩(wěn)定，煤質(zhì)松軟呈粉末狀，遇水后粘結(jié)，頂板起伏不平，軟弱破碎，采用下行垮落法開(kāi)采時(shí)，煤壁片幫嚴(yán)重，冒頂事故多，頂板管理非常困難。

該礦采用恒底式采煤法開(kāi)采，分層巷道沿煤層底板布置，長(zhǎng)壁工作面運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷均為單巷掘進(jìn)，巷道斷面4.2m²～4.8m²，服務(wù)本區(qū)段內(nèi)各分層工作面，回風(fēng)平巷在最后一個(gè)分層回采后報(bào)廢，運(yùn)輸平巷則留作下區(qū)段的回風(fēng)平巷。同一區(qū)段內(nèi)應(yīng)布置二、三個(gè)分層工作面或相鄰上下區(qū)段內(nèi)各布置一個(gè)工作面同向推進(jìn)開(kāi)采，兩工作面錯(cuò)距大于100m。

第一分層采用炮采工藝，其余各分層采用手鎬落煤，人工裝煤，分段作業(yè)。工作面長(zhǎng)70m～80m，分層采高2m，采用SGW—22型刮板輸送機(jī)，HZWA—2000型金屬支柱及HDJA—1000型鉸接頂梁支護(hù)，支架采用齊梁直線柱倒懸臂布置，柱距0.5m，排距1m。為加速破碎煤體膠結(jié)，在回柱放頂時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行注水。

該煤礦分2～12分層沿煤層底板開(kāi)采厚度變化較大的煤層，產(chǎn)量成倍增加，采區(qū)采出率由50%增加到80%，坑木消耗降低了1/3，采煤工效大幅提高。

2、B煤礦恒底式上行采煤

該煤礦開(kāi)采的9#煤層厚6m～9m，傾角0°～20°，其上的偽頂厚0.2m～0.6m，直接頂為高嶺土膠結(jié)的中粒、細(xì)粒粉砂巖，垮落后可以再生，基本頂上有一層承壓含水層。采用下行垮落法采煤時(shí)，由于工作面壓力、頂板移近量和淋水都大，采場(chǎng)和巷道支架折損嚴(yán)重，采煤作業(yè)困難。該煤礦運(yùn)用了恒底式采煤法，第一分層以后的各分層回采巷道都外錯(cuò)半巷，開(kāi)切眼均布置在煤體中，相鄰開(kāi)切眼間距為16m，第一分層工作面停采線距上山40m，其余各分層工作面停采線內(nèi)錯(cuò)8m～10m。各工作面巷道都采用拱形支架支護(hù)，綜采工作面巷道斷面為10.5m²，普采和炮采工作面巷道斷面為7m²。綜采工作面的主要設(shè)備有：G320—13/32型掩護(hù)支架、EDW170L型采煤機(jī)和EKF—3E74V型刮板輸送機(jī)。采空區(qū)煤層及頂板隨移架自行垮落或下沉。工作面兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，日進(jìn)6～8刀，采煤機(jī)雙向截煤，截深0.6m，采高控制在2.6m左右。

該礦采用恒底式采煤法共開(kāi)采綜采工作面20個(gè)，普采工作面10個(gè)，炮采工作面22個(gè)，都取得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，提高了采出率、單產(chǎn)和工效，降低了厚煤層灰分和坑木效耗。

3、C煤礦巨底式上行采煤

該煤礦所采的2#煤層厚5.5m，傾角為11°～15°，節(jié)理發(fā)育，頂板為中細(xì)粒長(zhǎng)石、石英砂巖，硅質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)，平均厚4.2m，采用傾斜分層下行垮落采煤法時(shí)，因頂板為厚層堅(jiān)硬砂巖，頂分層常發(fā)生大面積懸頂，頂板垮落塊度大，即使灌注泥漿，由于上覆巖層擠壓，短時(shí)間較難膠結(jié)形成再生頂板。開(kāi)采中分層時(shí)，頂板難以控制，大塊矸石錯(cuò)動(dòng)，導(dǎo)致采場(chǎng)局部礦壓顯現(xiàn)增大，加上周期來(lái)壓影響，容易出現(xiàn)冒頂，威脅工作面的正常生產(chǎn)。

根據(jù)上中下各分層工作面的礦壓顯現(xiàn)特征，該礦先沿頂板開(kāi)采上分層，接下來(lái)沿底板開(kāi)采底分層，再沿底板回采中分層的恒底式。該礦頂分層和底分層工作面采用普通機(jī)械化采煤工藝。頂分層采高2m，底分層采高1.6m。頂分層及分層工作面選用MLQ—80型采煤機(jī)截煤，HZWA型金屬支柱配合HDJA—1000型金屬絞接頂梁支護(hù)，采煤機(jī)往返進(jìn)刀，截深為0.5m，支架采用齊梁直線柱正懸臂布置，柱距0.6m，排距1m。上分層放頂時(shí)，在煤底上沿走向隔開(kāi)煤矸，放頂后，向采空區(qū)注漿，采底分層，工作面每個(gè)循環(huán)都要向采空區(qū)垮落煤體灑水，在回風(fēng)巷預(yù)埋φ102mm多孔注水管，放頂時(shí)向采空區(qū)注水，直至距運(yùn)輸巷30m處底板開(kāi)始滲水后停止注水。采頂?shù)追謱舆^(guò)程中，控制注水注漿質(zhì)量，確保再生頂板及再生煤層能很好的粘結(jié)，使之壓實(shí)為一整體。

在沿煤層底板采底分層時(shí)，由于矸石及中分層煤體的緩沖作用，工作面周期來(lái)壓減弱，煤壁片幫現(xiàn)象較少，沿煤層底板采中分層時(shí)，因上覆巖層受水浸潤(rùn)，逐漸變軟，并破碎為100mm～200mm的巖塊，在上覆巖層重力作用下逐漸膠結(jié)壓實(shí)，形成穩(wěn)定的再生頂板，頂板壓力變小，煤壁無(wú)片幫。在堅(jiān)硬頂板條件下采用恒底式采煤法對(duì)頂板管理和安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤，回采巷道的掘進(jìn)和維護(hù)等提高效率都有利。

4、結(jié)束語(yǔ)：恒底式采煤法的評(píng)價(jià)

巷道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，與上山的聯(lián)系方便可靠，掘進(jìn)率低；采煤工藝簡(jiǎn)單，可節(jié)省原材料，對(duì)提高工效，降低成本有利。設(shè)備搬遷距離近，易于搬遷；在煤層頂板含水大或復(fù)合頂板等特殊條件下，采用此法，可消除水患及冒頂，保證安全生產(chǎn)有利；技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。破碎煤體容易粘結(jié)、壓實(shí)后可能產(chǎn)生再生煤體；需要采取各種避免煤層自燃的措施，開(kāi)采技術(shù)復(fù)雜；煤矸容易混雜。若采前注水不及時(shí)或效果不佳，在落煤、裝煤、運(yùn)煤、放頂過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生煤塵，威脅礦井生產(chǎn)安全。緩傾斜及中傾斜厚煤層；煤層為中等硬度，粘結(jié)性強(qiáng)，易破碎；煤層不易自燃；煤層的瓦斯含量不可過(guò)大。

參考文獻(xiàn)

[1]孫國(guó)東.厚煤層分層開(kāi)采的綜采工藝分析.科技風(fēng)，2011.9

[2]雷明輝.淺談傾斜分層恒底垮落采煤法.煤炭工程師，1999.1

[3]鄒范祥等.高檔普采工作面頂板管理探討.山東煤炭科技，2010.2