趙各莊礦大傾角放頂煤液壓支架應(yīng)用技術(shù)分析

【摘 要】深入分析了輕型液壓支架放頂煤開(kāi)采技術(shù)的特點(diǎn)，介紹了該技術(shù)在趙各莊礦的應(yīng)用情況，得出了輕型液壓支架放頂煤開(kāi)采技術(shù)是適合于開(kāi)采開(kāi)灤集團(tuán)趙各莊礦急傾斜大傾角煤層的開(kāi)采技術(shù)，應(yīng)當(dāng)在全公司大力推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】大傾角；液壓支架；回采工藝

1.礦井概況

唐山開(kāi)灤趙各莊礦業(yè)公司始建于1906年，是一個(gè)有近百年開(kāi)采歷史的高瓦斯突出礦井，礦井主要提升井為多個(gè)暗立井且井筒小，井下主要運(yùn)輸巷軌距457mm，開(kāi)拓十四水平大巷深度已達(dá)-1200m，目前生產(chǎn)運(yùn)輸水平大巷為十三水平-1100m，礦井年生產(chǎn)能力140萬(wàn)噸。煤層地質(zhì)條件極為復(fù)雜，煤層傾角20-90度，局部區(qū)域?yàn)榉瓷絽^(qū)；單一煤層厚度在0.4m-12m，礦井目前主要可采煤層為7、9、11、12煤層，急傾斜煤層儲(chǔ)量占全礦井的60%以上。隨著40-60度傾角的難采煤層比重增加，嚴(yán)重影響了礦井產(chǎn)量的提高，制約了公司發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提高。

2. 輕型液壓支架放頂煤開(kāi)采工藝特點(diǎn)

急傾斜厚煤層難采區(qū)域采用輕型液壓支架放頂煤開(kāi)采工藝，與同一區(qū)域、同一煤層采用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法、落垛采煤法、偽斜長(zhǎng)壁采煤法、分層單體柱放頂煤等開(kāi)采工藝相比，具有如下特點(diǎn)：

（1）支護(hù)強(qiáng)度高[1]。工作面采用輕型液壓支架支護(hù)，支護(hù)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單體液壓支柱、掩護(hù)支架和木柱，加之液壓支架配置的伸縮梁，可及時(shí)有效地控制頂板，防止片幫、冒頂?shù)软敯迨鹿实陌l(fā)生。

（2）作業(yè)環(huán)境好。采用水平分層輕型液壓支架放頂煤工藝，可避免出現(xiàn)煤壁和采空區(qū)的煤矸石進(jìn)入作業(yè)空間傷人事故，作業(yè)空間比柔性掩護(hù)支架和落垛工作面大，煤塵降低，有效地改善了員工的作業(yè)環(huán)境。

（3）通風(fēng)系統(tǒng)可靠。采用全風(fēng)壓獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，避免了偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法、落垛采煤法需要的長(zhǎng)期壓風(fēng)掘進(jìn)、壓風(fēng)出煤?jiǎn)栴}，通風(fēng)系統(tǒng)可靠，有利于瓦斯治理。

（4）資源回收率高[2]。采用水平分層開(kāi)采，各階段不再留設(shè)階段煤柱，資源回收率高；支架的支撐力高，可以有效地破壞頂部煤體，再配合深孔松動(dòng)爆破和液壓支架配置的尾梁插板，可有效地增加頂煤的放出率，提高工作面回采率。

（5）可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度[3]。采用水平分層輕型液壓支架放頂煤工藝，除爆破落煤和部分人工掛網(wǎng)裝煤外，工作面移溜、移架、放頂煤等工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化，員工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

（6）節(jié)省材料的投入。采用水平分層輕型液壓支架放頂煤工藝，工作面材料消耗與偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法、落垛采煤法相比，大幅度減少。

（7）有利于提高機(jī)械化程度[4]。水平分層輕型液壓支架放頂煤工藝應(yīng)用到急傾斜特厚煤層，工作面配置MGD150-NW型短壁采煤機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采，效果更佳。

3.技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況

2637工作面位于趙各莊礦12水平西翼6石門(mén)12煤層，工作面埋藏深度為-951.9~-1046.8m，該區(qū)域煤層沉積穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傾角41~62度，平均55度，且由下向上逐漸增大；煤層厚度10.58~11.87m，平均煤厚10.21m。直接頂為黑色腐泥質(zhì)粘土巖，厚度4.3~6.4m，老頂為灰色粉砂巖，厚度3.5~7.8m，直接底為深灰色粉砂巖，厚度0.4~2.7m。

工作面采取由上向下分段分層開(kāi)采，階段垂高選定為20~24m，每個(gè)階段布置兩個(gè)分層工作面同時(shí)進(jìn)行回采，兩個(gè)分層工作面拉茬距離不少于30m。分層工作面長(zhǎng)度為煤層厚度的水平長(zhǎng)度，走向長(zhǎng)度230m。

巷道布置情況為：進(jìn)風(fēng)上山由12水平運(yùn)輸石門(mén)至11水平回風(fēng)石門(mén)沿本煤層布置偽斜折返式上山；回風(fēng)上山由12水平運(yùn)輸石門(mén)至11水平回風(fēng)石門(mén)沿11煤層布置偽斜折返式上山；運(yùn)輸巷沿煤層頂板布置；回風(fēng)巷沿煤層底板布置；巷道支護(hù)為7平方金屬拱形支架。運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷掘至采取邊界后，貫通頂?shù)装逑锏兰礊榍醒郏醒壑Ъ転?.0m金屬鉸接頂梁配DZ25單體液壓支柱，三梁三柱支護(hù)。

2637工作面配置的采煤設(shè)備及支護(hù)用品主要有ZF2000-15/23ZP輕型放頂煤液壓支架、SGB-30型刮板運(yùn)輸機(jī)（前溜）、SGW-40型刮板運(yùn)輸機(jī)（后溜）、7.5KW回柱絞車(chē)、ME型煤電鉆、BRW125型液壓泵、DZ25單體液壓支柱、HDJA1000型金屬鉸接頂梁、2.8m自制雙牙π鋼梁、金屬網(wǎng)等。

工作面采用爆破落煤、人工掛網(wǎng)裝煤、刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤、液壓支架支護(hù)的放頂煤工藝。完成一次爆破落煤、移前溜、移架（帶移后溜）、放頂煤為一個(gè)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)度為0.8m。其工藝流程為：打眼→爆破落煤→人工掛網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)→伸出支架伸縮梁→出煤壁煤→移前溜→移液壓支架（帶移后溜）→放頂煤。

出口支護(hù)采用DZ25型單體液壓支柱配HDJA1000型金屬鉸接頂梁，走向布置，頂梁下加打托梁，超前工作面煤壁不得少于2m，兩個(gè)出口掛好便攜式瓦斯檢查儀?；仫L(fēng)巷出口輕放液壓支架貼近煤層底板布置，不留毛窩。運(yùn)輸巷出口移工作面機(jī)頭時(shí)，配合使用好2.8m雙牙π鋼梁托梁，生產(chǎn)班運(yùn)輸巷需留毛窩，毛窩長(zhǎng)度不超過(guò)2m，準(zhǔn)備班及時(shí)將毛窩掏回。

采用煤電鉆打眼落煤，炮眼布置為雙排眼或五花眼，毫秒雷管爆破，合理布置炮眼角度、眼深、裝藥量及封泥長(zhǎng)度，可有效控制煤壁冒頂和片幫。前溜加裝擋煤板和支架前梁下膠皮擋板，可有效控制煤壁響炮后煤拋進(jìn)架間和防止崩損液壓支架。

4.技術(shù)應(yīng)用效果分析

2637首采工作面一分層應(yīng)用輕型液壓支架放頂煤開(kāi)采工藝，工作面采用三八工作制，兩采一準(zhǔn)的作業(yè)方式，即六、兩點(diǎn)班生產(chǎn)，負(fù)責(zé)打眼、響炮、掛網(wǎng)、出煤、移溜、移架、放頂煤等工作，夜班準(zhǔn)備，負(fù)責(zé)支架檢修、回出口毛窩、運(yùn)輸巷溜子的掐、接、縮等工作；日循環(huán)進(jìn)度為3個(gè)。單一分層平均日產(chǎn)達(dá)到450噸以上，最高日產(chǎn)588噸，最高班產(chǎn)量322噸；直接工效率達(dá)到32噸/工；回采率達(dá)到90%以上；杜絕了頂板事故、瓦斯事故。

5.結(jié)論

趙各莊礦采用了輕型液壓支架放頂煤開(kāi)采工藝后，急傾斜煤層開(kāi)采的安全可靠性、工作面單產(chǎn)、勞動(dòng)效率都得到了大幅度的提高，工人的作業(yè)環(huán)境得到了較大改善、勞動(dòng)強(qiáng)度和成本投入大幅降低，為實(shí)現(xiàn)急傾斜厚煤層機(jī)械化開(kāi)采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)

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