“三軟”煤層大傾角工作面回采技術(shù)與應(yīng)用

【摘 要】本文分析了在頂軟、底軟、煤軟的“三軟”條件下，煤層傾角大于35°的工作面管理的難點、重點及操作要求。某礦4330工作面在初放及回采期間，沒有發(fā)生冒頂、推棚、傷人事故，取得了較好的經(jīng)濟效益。為類似條件工作面的安全開采提供借鑒經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】大傾角；“三軟”煤層；頂板管理

0 前言

在頂軟、底軟、煤軟的“三軟”條件下，煤層傾角大于35°的炮采工作面，在生產(chǎn)管理和安全管理上難度很大。首先是煤、矸的自溜性強，沖擊力大，易于發(fā)生飛塊傷人、沖倒支架、老塘竄矸、堵塞下出口等事故。其次是煤層頂板正壓力小，下滑力較大，支架穩(wěn)定性差，易造成推棚冒頂。另外工人的操作、行人、運料也十分不便。以下介紹某礦實現(xiàn)“三軟”煤層大傾角工作面安全回采的經(jīng)驗。

1 概況

某礦4330工作面位于礦井一240m水平43采區(qū)上部。該工作面水平標高-164～-94m，垂高70m，煤層厚度在0.26～3.5m之問，平均煤厚1.88rn，煤層傾角在30—40°之間，平均35°；工作面走向長790m，傾斜長度100m，直接頂為泥巖、粉砂巖，平均厚7.26m，底板為泥巖粉砂巖，平均厚3.25m。工作面采用走向長臂后退式回采，全部垮落法管理采空區(qū)，工作面以風(fēng)鎬、手鎬落煤為主，放炮落煤為輔，刮板機運輸，此面屬典型的“三軟”大傾角工作面。

2 支護原則

支護參數(shù)和支護形式滿足“護”、“穩(wěn)”、“控”3個方面的要求：

護：頂板管理l二采取“支”、“護”相結(jié)合，以“護”為主的措施最大限度地消除片、抽、漏、冒事故。

穩(wěn)：使支架有足夠的穩(wěn)定性，支護系統(tǒng)保持必要的剛度，支柱具有良好的增阻性能，杜絕推垮型冒頂事故的發(fā)生。

控：控制支柱鉆底量，控制頂板離層和底板下滑，使頂?shù)装逄幱诹己玫谋恢螤顟B(tài)。

3 管理方法

3.1 工作面支護

（1）工作面基本支架采用2.5m單體支柱配合1.2rn金屬鉸接頂梁后定位走向直線棚“三、四”峒管理，棚距（500±50）mm。

（2）工作面在初次放頂時在末后兩排支柱中間加打1排順山挑棚（半圓木作梁，2.5m單體支柱作腿，1梁3柱）加強支護。挑棚要打成直線，排列嚴密，上下挑棚梁問用鈀釘釘成整體，上、中2根挑棚腿垂直頂?shù)装逯гO(shè)，最下1根挑棚腿向上得持5°的迎山角，以增加挑棚抗頂板下滑的能力。正?；夭善陂g，不遇特殊條件（傾角>45°、構(gòu)造、頂板破碎、周期來壓）不支設(shè)挑棚。

（3）工作面采用800mm×400mm的竹笆片，長I400mm，Φ50mm的塘材棍過頂，要求每棚≥6根塘材棍，雙竹笆片過頂，竹笆片間壓茬 ≥100mm，并且要過均勻。

（4）支設(shè)支柱前要先在底板上挖出深度≥200mm柱窩，在柱窩里放上巾Φ300mm柱鞋后，方可在柱鞋上栽設(shè)支柱，以減少升柱時柱根和底煤的下滑。

（5）為方便行人和防止底煤松軟下滑，沿工作面推進方向每2棵支柱之問用塘柴捆或方木設(shè)置腳手板。

（6）單體支柱必須棵棵穿00In/n的鐵鞋，在裝面和初放期間及正常生產(chǎn)期間，要求單體支柱初撐力90kN/棵。

3.2 煤壁頂板管理

（1）工作面初采五峒嚴禁放炮，全部手鎬、風(fēng)鎬落煤，初次放頂期間只放震動炮，正常生產(chǎn)情況下工作面上半幫煤體較軟仍以風(fēng)鎬落煤為主，下半幫以爆破落煤為主，每次起爆5m。要控制打眼角度，裝藥量≤0.5kg/眼，以減少放炮對頂板的震動，保持頂板的完整性。

（2）放炮后根據(jù)頂板條件及時維護頂板，由上向下掛梁，支設(shè)臨時點柱，在每茬的最下一棚臨時點柱處用竹笆板從底向上設(shè)置護身板，護身板從底向上排嚴，防止煤矸下滑傷人。

（3）放炮后及時扶正被炮崩歪的支架。

（4）加強煤壁管理，發(fā)現(xiàn)煤壁有片幫跡象要及時超前管理，確保煤壁頂板完好，杜絕掉頂事故的發(fā)生。

3.3 老塘側(cè)頂板管理

（1）回柱時掛單層大笆，將大笆從底到上掛嚴，防止老塘竄煤、矸。

（2）回出的支柱要全部帶壓打在末排支柱的棚檔中間，實現(xiàn)全承載，以增加工作面支柱的整體支撐力和防止老塘煤、矸石竄人工作面。

（3）拉茬時打好拉茬柱，采用粗塘柴配合竹笆設(shè)置拉茬笆?！?/p>

（4）回柱時在本茬最上一棚用竹笆擋嚴設(shè)置護身板，防止上茬滾落矸石傷人。

3.4 上、下出口管理

（1）下出El傾斜長3.5m，超前工作面2.4m，采用2.5rn單體支柱和1.2m限位梁，1梁1柱走向直線棚進行管理，過頂、護底要求同工作面基本支架。

（2）上出13傾斜長2.5m，超前工作面1.2m，支護要求同下出口相同。

（3）加強風(fēng)、機巷與工作面交界處底煤管理，底板要鋪底梁，防止底煤松散、塌落。

（4）工作面放炮時，確保機巷車不能停止運轉(zhuǎn)，防止放炮落下的煤堵塞下出口。

3.5 刮板機的管理

（1）移刮板機時，按從下向上的順序移車。

（2）N板機的機頭、機尾使用防滑戧柱。

（3）工作面每15節(jié)中部槽使用單體液壓支柱打1棵戧柱，移刮板機時輔助使用戧柱防滑。

3.6 安全設(shè)施與安全管理

（1）“三板一繩”：①閘煤板：長度1.4m，寬度400mm，從煤壁向老塘沿走向設(shè)置，每20m設(shè)l塊，以緩沖下滑煤塊的沖擊力和控制放煤時的煤量。②護身板：采煤時每茬的最下一棚在煤壁側(cè)支設(shè)l棵臨時支柱，用長竹笆板從底到頂擋嚴，以防煤矸下滑碰傷下茬作業(yè)人員；老塘側(cè)回柱時在本茬最上一棚設(shè)置護身板（從底至上排嚴），防止上茬滾落矸石碰傷下茬作業(yè)人員。③腳手板：采用半圓木或塘柴捆沿工作面走向設(shè)置，以利于行人和有效護住底煤。④防倒繩：要求全部支柱都要用麻繩系在張緊的上下端頭的鋼絲繩上實現(xiàn)有效防倒。

（2）強化煤幫管理，遇構(gòu)造、頂板破碎、片幫時及時超前管理，避免發(fā)生煤壁掉頂事故。

（3）強化礦壓監(jiān)測，不合格棚及時進行整改和次補液，確保支柱初撐力符合要求。

（4）單體支柱人井前必須棵棵試壓檢測，不合格支柱嚴禁人井使用。

（5）實行工程質(zhì)量現(xiàn)場交接班制度，班班驗收工程質(zhì)量，不合格處及時整改。

4 操作技術(shù)

4.1 采煤操作

（1）采煤前要備好材料，觀察好后路及周圍環(huán)境，由上向下掛梁、支設(shè)支柱，正常情況下掛雙梁后，必須支一柱，頂板破碎或來壓時要隨時掛梁隨時支設(shè)單體支柱。

（2）采煤時上下茬要互相配合，采煤時，下茬不設(shè)好護身板，上茬不準干活。

（3）注液槍及風(fēng)鎬管路從人行道頂板敷設(shè)，嚴禁設(shè)在溜槽上。

（4）采煤時鉸接頂梁的連接圓銷要打緊，嚴禁脫銷。工作面的水平銷配齊，為防止因傾角過大鉸接頂梁梁頭向下調(diào)斜，使用時水平銷要從下向上打緊。

（5）采高控制在2.2m，嚴禁超高回采。

4.2 回柱操作

（1）打好拉茬柱，清理好后路，不合格支柱補液整改，排除不安全隱患后，方可進行回柱操作。

（2）回收支柱和梁子前，必須要先拴牢拉緊后，方可回收，以防回下的鐵料竄下傷人。

（3）回柱時如遇到頂板來壓，要立即停止作業(yè)，待壓力穩(wěn)定后方可繼續(xù)回柱工作。

（4）回柱不準和打眼、裝藥等工序平行作業(yè)。

5 結(jié)束語

采用以上管理方法實現(xiàn)了“三軟”煤層大傾角工作面的安全回采，為其它礦井在類似采礦條件下開采管理提供了經(jīng)驗。4330工作面已安全實現(xiàn)初次放頂并順利回采近600m，回采煤炭20多萬t，最高月產(chǎn)2.8萬t，初放及回采期間，沒有發(fā)生冒頂、推棚、傷人事故，取得了較好的經(jīng)濟效益。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]