淺談急傾斜煤層偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法

摘要：介紹了急傾斜煤層偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法的開采條件、特點(diǎn)及常見問題的處理。

關(guān)鍵詞：急傾斜煤層 偽傾斜柔性掩護(hù)支架 支撐能力

中圖分類號：TD823.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0117-01

1.礦井概況

新集三礦屬國投新集能源股份有限公司的第三座礦井，位于安徽省鳳臺縣境內(nèi)，地處淮河北（西）岸，距鳳臺縣城4km。井田內(nèi)可采及局部可采煤層共8層，分別為1煤、3煤、6-1煤、8-1煤、8-2煤、11-2煤、13-1煤和14煤；1、3煤由于受灰?guī)r水威脅尚未進(jìn)行開采。

井田東以淮河為邊界，西到Ⅸ勘探線以西1300m處，南以1煤底板為界，北至14煤層，東西走向長8.6km，南北傾斜寬0.79km，開采上限-200m，開采下限-800m，井田面積6.8174km²。礦井最高年產(chǎn)達(dá)96萬t（2002年），工作面平均單產(chǎn)14482t/面·月，最高單產(chǎn)17696t/面·月。目前，一水平（-340m）以上已經(jīng)全部回采完畢，二水平（-550m）已回采至-410m標(biāo)高以下。礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井主要充水含水體有新生界松散層水，砂巖（構(gòu)造）裂隙水、采空區(qū)水和太原群灰?guī)r水。目前，曠井正常涌水量約130m³/h。

2.偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法簡介

偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法是指在急傾斜煤層中，沿偽傾斜布置采煤工作面，變急傾斜為偽傾斜25-30°的工作面，采用工字鋼架梁與鋼絲繩組成柔性掩護(hù)支架將采空區(qū)和工作空間隔開，沿走向推進(jìn)的采煤方法。急傾斜煤層多為不穩(wěn)定的復(fù)雜煤層，常給開采工作帶來了很大的困難；由于煤層傾角大，支架的支撐能力較小，必須充分考慮支架的穩(wěn)定性；在頂板巖石性質(zhì)相同的條件下，工作面采過后，與緩傾斜煤層相比頂板不易垮落；破落下來的煤巖會自動下滑，有利于工作面內(nèi)煤炭運(yùn)輸和矸石的自重充填，但煤巖塊的自動滾落容易傷人和沖倒支架，對作業(yè)安全不利；不僅煤層頂板會垮落，底板也會滑落。

3.急傾斜煤層偽傾斜柔性掩護(hù)支架的開采工藝方法

偽斜開采可以克服急傾斜煤層開采中人員沿傾斜方向上下行走不便，以及煤巖塊滑動滾落速度大，容易傷人和沖倒支架的缺點(diǎn)，而且利用了急傾斜煤巖塊可以自動下滑，便于煤炭自溜運(yùn)輸和矸石自重充填等有利因素。

因此，可以取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法回采工作面成直線形，按偽傾斜方向布置，沿走向整體推進(jìn)，掩護(hù)支架是柔性的，支架隔離采空區(qū)和回采空間，工作人員在掩護(hù)支架的保護(hù)下進(jìn)行采煤工作。這種采煤方法使得生產(chǎn)系統(tǒng)變得簡單，掘進(jìn)率有所降低，簡化頂板管理工作，有利于安全生產(chǎn)，同時減輕了工人勞動強(qiáng)度。雖然現(xiàn)在有采用“一”字形掩護(hù)支架布置工作面，適當(dāng)?shù)奶岣吡诉@種采煤法在急傾斜厚煤層開采中的使用，但其靈活性較低，對煤層厚度變化適應(yīng)能力低，同時工作空間狹窄，風(fēng)速高，煤塵大，不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。

4.柔性掩護(hù)支架工作面常見問題的處理

柔性掩護(hù)支架工作面所遇到的特殊問題主要有：遇斷層、煤層厚度變化、過小眼、聯(lián)巷、老巷、工作面出現(xiàn)斷繩現(xiàn)象、水害問題、串矸問題、支架掛頂、啃底、懸空等問題。

（1）支架扭斜支架下放時產(chǎn)生扭斜是因?yàn)榻?jīng)過多次放架，鋼繩受力而被拉伸，連接鋼梁的螺絲、繩卡松動，沒有及時檢查擰緊，至使架子向偽斜面下滑集中或拉稀，因此必須加強(qiáng)支架安裝質(zhì)量，施工單位必須派人對支架上的螺絲、繩卡定期檢查，發(fā)現(xiàn)松動及時擰緊。

（2）竄矸問題主要是因?yàn)轫敯迤扑?，特別是巷道與工作面交界處頂、底暴露面積大、時間長或因煤層變厚，煤質(zhì)松軟而流掉，使支架與頂板間隙過大而產(chǎn)生。

（3）支架掛頂、啃底、懸空問題若煤層變薄或底板煤較硬又未采完，致使支架仰角變大，這時要破底板下放，否則支架達(dá)到最大可調(diào)范圍仍要掛頂；若煤層傾角變小，煤質(zhì)變軟，支架更應(yīng)該緊貼頂板下放，否則容易啃底。

（4）斷繩問題由于操作、管理不當(dāng)，支架下放時產(chǎn)生褶皺，鋼繩受張力過大或因繩卡松脫、受沖擊力不均造成斷繩、脫繩，以致發(fā)生斷繩。發(fā)生斷繩索后，必須及時用8-10m長的鋼繩，用8～12個繩卡將斷繩兩端聯(lián)結(jié)上，繩卡必須擰緊，鋼繩搭接長度不少于4m。若因斷繩而造成架子拉稀程度過大，必須在拉稀處補(bǔ)充架子或其他材料進(jìn)行封頂，防止漏塘、竄矸。

（5）支架過巷道支架下放至小眼聯(lián)絡(luò)巷時，在溜煤眼位置架木盤造人工小眼，保證溜煤系統(tǒng)完好，同時在行人眼靠聯(lián)絡(luò)巷側(cè)打好木垛，保證通風(fēng)系統(tǒng)。過巷道必須編制專門措施報批實(shí)行。支架下放至與架子偽斜工作面平行巷道時，必須先將巷道全部進(jìn)行加固并用板皮背好幫頂，然后對巷道用煤進(jìn)行充填嚴(yán)實(shí)。架子下放過程中必須逐步將架子工作面?zhèn)涡逼露日{(diào)大（大于巷道坡度即可），使架子工作面與巷道形成斜交形式，再從下往上逐漸下放支架直至過完巷道，過完巷道后再逐漸將偽斜工作面坡度調(diào)成正常狀態(tài)。

（6）水害問題掩護(hù)支架工作面最忌出現(xiàn)水患，因此如遇水患，可想辦法在短期內(nèi)施工一放水巷進(jìn)行放水，防止水進(jìn)入工作面。若掩護(hù)支架工作面回風(fēng)巷以上出現(xiàn)水患，必須將水患完全排除后才允許正常采煤。

（7）采空區(qū)瓦斯高問題造成采空區(qū)瓦斯高的原因主要是采空區(qū)形成空洞太大導(dǎo)致瓦斯積聚。

出現(xiàn)這種情況必須禁止工作面電煤鉆打眼、放炮，先采取瓦斯抽放措施將瓦斯排除降至臨界值以下，同時在回采過程中要及時對采空區(qū)進(jìn)行放頂作業(yè)，以防止瓦斯積聚。

5.結(jié)語

任何一項(xiàng)技術(shù)的普及與應(yīng)用，總是在實(shí)踐過程中得到完善與進(jìn)步的，偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法發(fā)展自今，已在各大礦區(qū)得到實(shí)踐，并總結(jié)出了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。該文在結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，對偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法的特點(diǎn)及其存在的問題進(jìn)行總結(jié)，指導(dǎo)偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法的安全生產(chǎn)，規(guī)避了生產(chǎn)中已存在的風(fēng)險。