淺談新型液壓柔性掩護支架采煤法

摘要：次急傾斜煤層中所采用的偽傾斜柔性掩護支架采煤法支架的選擇一直是個難題，新型液壓柔性掩護支架在次急傾斜煤層中的成功運用，不僅安全可靠，而且經(jīng)濟效益顯著，具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：次急傾斜煤層 采煤方法 支架

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0012-01

某礦西一采區(qū)所采的8-1煤煤層傾角在40-50°之間，我們先后采用了“一”字型和老、新“八字型”柔性掩護支架單一長壁偽傾斜采煤方法進行回采。由于煤層傾角較緩，架子下放過程中造成架下刮底板矸石，常常通過帶架子仰角減少架下進一步刮矸量，從而導致架下頂板暴露面積大，頂板管理難度增大，工人架下作業(yè)勞動強度大，效率低，安全隱患多，噸煤成本高，炮后架下空間小，影響正常通風，容易造成上隅角瓦斯超上控，加之工作面絕對瓦斯涌出量大時需要控制架下放炮裝藥量，推進慢，單產(chǎn)低。

1.工作面地質(zhì)概況

248103工作面位于二水平西四采區(qū)西翼，上限標高-376.7m，下限標高-403.7m，階段垂高27m，東起-410m西四石門中，西至-410m西四石門西480m，可采走向長度450m，煤層厚度2.7-3.7m，平均3.1m，地層南傾，煤層傾角41°-50°，平均45°。

2.工作面布置

工作面沿8-1煤走向布置回風巷和運輸巷，均采用礦用11#工字鋼梯形棚支護；沿煤層傾向布置生根眼（行人眼、料眼和煤眼）、腰眼和開切眼，其中生根眼位于采區(qū)端頭，主要用于該工作面打料、出煤和上下行人使用；腰眼位于采區(qū)中部，主要輔助出煤、行人和打料；開切眼采用斜巷開切方式，呈偽斜布置，沿走向推進。

3.主要技術措施

3.1架型的選擇及支架安裝

（1）根據(jù)地質(zhì)說明書提供的煤厚，所選擇的工作面液壓柔性掩護支架：其主梁長1900mm，掩護梁加尾梁長1980mm，支架垂高1618mm，支架最大長度3530mm，最小長度2675mm。（2）工作面擺架子時從開切眼偽斜巷道的下端向上依次安裝，沿煤層頂板擺設，安裝時上肢超前下肢0.2m（可以根據(jù)架下支架吊斜情況，上肢或下肢超前進行適當調(diào)整）。架寬320mm，架子中中350mm，每米均勻擺設3架；支架間連接采用圓環(huán)鏈式連接，共三道連接，主梁兩道，掩護梁一道，主梁采用三環(huán)鏈連接，掩護梁采用五環(huán)鏈連接，這樣既保證了支架間的柔性，又可保證工作面支架與下順槽連接處順利實現(xiàn)變坡。

3.2液壓柔性掩護支架下放管理規(guī)定

（1）架子正常推進下放時，每三架支設一根單體液壓支柱，支柱上端與掩護支架主梁銷接為一整體，支柱型號為DZ22-30/100型單體液壓支柱，單體液壓支柱必須采用5分尼龍繩或棕繩固定在支架上進行雙向保護，防止銷子脫落下滑造成傷人。（2）斜架下炮眼布置為雙排眼，平行于煤層頂?shù)装?，炮眼深度?.0m，眼距0.8m，煤層堅硬時眼距可縮小為0.6m，炮眼與水平面夾角為30°，炮眼口避開支柱下端及支架液壓集控裝置。（3）工作面內(nèi)整體推進下放時必須一次打眼、一次裝藥、一次放炮。工作面打眼、裝藥時嚴禁連線，只有在打眼、裝藥全部結束后，方可進行連線放炮，放炮時嚴格執(zhí)行“一炮三檢”和“三人連鎖”制度。（4）工作面爆破時每眼選用一卷礦用水膠炸藥和一發(fā)礦用瞬發(fā)電雷管，“一炮三泥”填滿封實。（5）工作面正常推進時，偽傾角保持在25-30°之間，最大不超過35°。

3.3液壓柔性掩護支架下放的基本原理

（1）支架隨著工作面的推進，自動移架，無需人工，極大地提高了工效。（2）隨著煤壁或煤槽（地溝）推進或開挖，支架的兩支點失去支撐，在架后（采空區(qū)）矸石推擠和本身重力雙重作用下實現(xiàn)移動，無需動力，從而節(jié)約了能源，降低了成本。（3）在45°的次急傾斜煤層中，支架下移只受部分煤、矸重力作用，支架下移比較困難，這是區(qū)別急傾斜煤層的一個顯著特點，合適的支架傾角是保證掩護支架在次急傾斜煤層中順利下放的關鍵。

3.4液壓柔性掩護支架的特殊采煤工藝

（1）煤層頂、底板凸起或煤層變薄時，回采過程中操作液壓集控裝置從而達到升降千斤頂和液壓單體支柱進行尾梁的擺動和頂梁的升降來減少和杜絕架下刮矸石。（2）煤層厚度超過架寬時，可以通過尾梁的擺動從底板側最大限度的回收架外煤，回收架外煤時必須分段進行，并且做到見矸就停，確保煤質(zhì)。

4.實踐證明

液壓柔性掩護支架具有一般柔性掩護支架的所有功能，并能夠適應傾角在40-50°次急傾斜煤層的開采難題，只要嚴格現(xiàn)場管理，可以收到理想效果。

5.存在問題

（1）對于頂板凹凸不平產(chǎn)生的空頂漏頂造成頂板垮塌和架上充填物冒落，要采取措施封閉。（2）煤層變薄而支架最小寬度大于煤層厚度時，支架運行困難，需要破頂?shù)装遛k法增大支架運行空間。

6.主要技術經(jīng)濟指標

248103工作面采用新型液壓柔性支架采煤工藝自2012年2月上旬開始回采到2012年7月中旬收作。

（1）回采產(chǎn)量：57308t，最高日產(chǎn)558t，平均日產(chǎn)415t，與一般柔性掩護支架采煤法回采比較平均日產(chǎn)提高88t/日。

（2）材料費：共計48.7萬元，噸煤材料費8.5元/t，一般柔性掩護支架噸煤材料費11.8元/t左右，節(jié)約噸煤成本3.3元/t，平均每月節(jié)約成本4.1萬元，共節(jié)約成本18.9萬元。

（3）安全費用：噸煤安全費用約28元/t，比一般柔性掩護支架采煤法35元/t節(jié)約7元/t，共計節(jié)約40.12萬元。

7.結語

采用偽傾斜新型液壓柔性掩護支架采煤法進行回采一方面減少了架下頂板支護材料，降低了成本；另一方面降低了工人勞動強度，提高了工作效率，增加了工作面單產(chǎn)，降低了頂板管理難度，創(chuàng)造了良好寬松的作業(yè)環(huán)境，有利于通風和安全管理，安全、經(jīng)濟效益顯著。