π型梁單體液壓支護(hù)在22516回采工作面的應(yīng)用

【摘要】煤礦通過采用單體液壓支柱配π型梁支護(hù)技術(shù)，工作面頂板管理效果明顯，提高了單產(chǎn)水平，既保障了礦井安全生產(chǎn)又提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1、概述

22516回采工作面自2011年2月開采以來，一直采用π型梁放頂煤采煤工藝。根據(jù)工作面煤層賦存情況變化，為提高煤炭質(zhì)量，決定采用π型梁單體液壓支柱支護(hù)采煤工藝。

22516工作面位于山南礦北翼二水平二采區(qū)2002運(yùn)輸大巷南側(cè)，大致呈北東走向，順槽標(biāo)高-440米，風(fēng)巷標(biāo)高-445米，工作面走向長度100米，傾斜長度平均90米，可采面積為9000m2。工作面基本情況詳見下表1

2、工作面支護(hù)設(shè)計(jì)

參考本礦煤層礦壓觀測資料，選擇本工作面礦壓參數(shù)。工作面合理的支護(hù)強(qiáng)度：

Pt=9.81h×r×K

式中 Pt——工作面合理的支護(hù)強(qiáng)度，KN/m2；

h——采高，2.0m；

r——頂板巖石重力密度，2.5t/m3；

K——工作面支柱應(yīng)支護(hù)的上覆巖層厚度與采高比，一般為4～8，該處取6。

經(jīng)計(jì)算得 Pt=294.3KN/m2

（一）單體液壓支柱實(shí)際支撐力

Rt=kg×kz×kb×kh×ka×R

式中 Rt——單體液壓支柱實(shí)際支撐力，KN；

kg——支柱工作系數(shù)，0.99；

kz——支柱增阻系數(shù)，0.95；

kb——支柱不均勻數(shù)，0.9；

kh——采高系數(shù)，1.0；

ka——傾角系數(shù)，1.0；

R——支柱額定工作阻力，300 KN。

經(jīng)計(jì)算得 Rt=253.9 KN

（二）工作面合理的支護(hù)密度

n = Pt/Rt= 294.3/253.9= 1.16根/m2

（三）工作面基本支架的排距為1.5m，則基本支架的柱距： S= L排/（L排×n）

=1.5/1.74

=0.86m2

式中S-每根單體液壓支柱支撐的平均面積，m2㎡

根據(jù)上述計(jì)算每根單體液壓支柱支撐的平均面積為0.86m2，支護(hù)密度為1.16根/m2。22516采面支護(hù)實(shí)際梁長為2米，柱距0.4米，支護(hù)密度為2.5根/m2，實(shí)際支護(hù)密度大于設(shè)計(jì)支護(hù)密度。

3、工作面布置圖

4、工作面初次放頂支護(hù)圖

5、采煤工藝

根據(jù)該工作面煤層賦存情況變化，為提高煤炭質(zhì)量，決定采用π型梁單體液壓支柱支護(hù)采煤工藝，采用走向長壁后退式采煤方法。

該工作面采用爆破落煤，其采煤工藝：打眼→放炮→移梁→人工裝煤→移溜→打中頂；不準(zhǔn)到采空區(qū)里面鉤煤。從已掘巷道揭露，本工作面煤層較穩(wěn)定，工作面盡量跟頂板，采高為2m；根據(jù)煤層煤質(zhì)情況，可分別選用使用DZ1.8、DZ2.2、DZ2.5的三種單體液壓支柱，最高采高不大于2.5m。循環(huán)方式一日一循環(huán)， 循環(huán)進(jìn)度0.8m。

工作面的支護(hù)和采空區(qū)處理，工作面采用單體支柱配合π型梁架設(shè)走向棚，梁距300mm、偏差±100mm；排距為1500mm、偏差±100mm；梁必須排均勻， 并與煤壁垂直，嚴(yán)禁出現(xiàn)單梁單柱現(xiàn)象，梁寬的地方必須加梁。為防止采空區(qū)直接頂直接垮落，必須使用擋矸簾堵住矸石，以防止垮落矸石滾到工作面。

6、π梁支護(hù)可靠性分析

由于π梁的邊為鋸齒狀， 這樣就增加了P梁與支柱間的摩擦力；π梁支護(hù)的密度是按單π梁支護(hù)計(jì)算的，π梁支護(hù)的強(qiáng)度、π梁的整體性以及其本身所具有的強(qiáng)度等較懸臂梁、坑木都要好。由于移π梁的時(shí)間并不長，因此，在大部分的時(shí)間里，頂板都是在雙π梁的支護(hù)之下，這樣就有更強(qiáng)的支撐力來抵抗頂板初次來壓、周期來壓和落煤、放頂所引起的壓力重新分配而產(chǎn)生的動(dòng)壓。因此，π梁支護(hù)的性能更好，其支護(hù)的可靠性更高。

7、單體液壓支柱配π型鋼梁支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

（1） 簡化了勞動(dòng)工序， 大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 更有利于工作面整體移溜。

（2） 加強(qiáng)了工作面支護(hù)強(qiáng)度， 加大了采面作業(yè)空間， 大大改善了作業(yè)環(huán)境。

（3） 工作面支護(hù)密度增大， 有利于頂板管理。

8、結(jié)束語

通過改變采煤工作面支護(hù)方式， 采用單體液壓支柱配π型鋼梁支護(hù)后， 工作面單產(chǎn)水平有了明顯提高，這種支護(hù)已被全面推廣使用， 效果很好。單體液壓支柱配π型鋼梁支護(hù)采煤已在各礦全面推行， 大大提升了公司采煤工作面的管理水平和生產(chǎn)能力。