急傾斜堅硬頂板柔性掩護(hù)支架采煤工藝的應(yīng)用研究

張冬梅

（七臺河技師學(xué)院，黑龍江七臺河154600）

急傾斜堅硬頂板柔性掩護(hù)支架采煤工藝的應(yīng)用研究

張冬梅

（七臺河技師學(xué)院，黑龍江七臺河154600）

傾斜柔性掩護(hù)支架利用支架梁把工作面與采空區(qū)分開，利用采空區(qū)壓力使支架下放，人員在緩傾斜的條件下開采急傾斜煤層。柔性掩護(hù)支架在急傾斜堅硬頂板條件下應(yīng)用，須采用墊層貨的方法，提供柔性掩護(hù)支架前移的動力——即急傾斜堅硬頂板柔性掩護(hù)支架采煤工藝。

急傾斜；柔性掩護(hù)支架：采煤工藝

1　新工藝論證

1.1可行性

由于98#煤層是急傾斜煤層、且頂板堅硬，采用的非正規(guī)采煤法缺陷多。通過考察調(diào)研及工程技術(shù)人員認(rèn)真研究，認(rèn)為98#煤層可采用柔性掩護(hù)支架采煤工藝進(jìn)行試采。但柔性掩護(hù)支架適用于回采頂板破碎的煤層。其原理是利用支架上方頂板冒落的破碎巖石重量產(chǎn)生的一個分力進(jìn)行移架。針對98#煤層的堅硬頂板，決定采用在支架上方充填墊層的方法解決頂板初次來壓步距大、頂板冒落晚、支架無壓力難以前移及初次來壓沖擊工作面支架的問題。并采用走向長壁推進(jìn)，支護(hù)穩(wěn)定性強(qiáng)、頂板管理可靠、回采工藝簡單，具有產(chǎn)量高、效率高、生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、萬噸掘進(jìn)率低、材料消耗少、成本低、資源回收率高、生產(chǎn)安全等優(yōu)點。

1.2支架原理

該方法主要通過偽俯傾斜布置工作面，工作面與走向成35°夾角，使工作面呈一條直線，安裝支架。采用1.8m“八”字型柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)，工人在掩護(hù)支架下進(jìn)行作業(yè)，沿走向推進(jìn)。采用充填墊層及頂板自然垮落的方法，爆破落煤后，支架在墊層重力分解的正壓力的作用下自行前移。

2　生產(chǎn)工藝

2.1煤層注水

該煤層上巷鋪設(shè)管路大約1 000m，每30m設(shè)一處注水站，3個注水眼，眼長40m左右，扇形布置，實現(xiàn)了煤層超前注水，有效的解決了大傾角工作面在出貨、移架等生產(chǎn)過程中煤塵飛揚的問題。

2.2安裝

工作面支架安裝順序自下而上，5根支架為一組，采用兩根750mm槽鋼連接。每組支架采用5根∮31柔絲繩連接成工作面整體支架。共安裝122組支架，工期為20d。初采安裝支架時，工作面?zhèn)蝺A角為40°，工作面長度為80m，上巷超前下巷60m。實際生產(chǎn)過程中，調(diào)整工作面?zhèn)蝺A角至35°，工作面長度為90m，上巷超前下巷72m。

2.3鋪設(shè)墊層

由于98#煤層頂板堅硬不易垮落，為了保證初采時支架在上方煤巖重力的作用下正常前移及不受初次來壓的沖擊，支架上方采用短壁仰斜扒墊層覆蓋10m厚煤矸，作為緩沖層（即柔掩支架墊層）。

2.4其它工藝

打眼：采用風(fēng)煤鉆打眼。工作面采用三花眼布置，

炮眼間排距0.6m、0.7m，眼深0.8m，頂眼裝藥量0.3kg，底眼裝藥量0.3kg。爆破：放炮落煤，采用三段毫秒電管爆破，由下而上逐段爆破，一次開幫長度不超過5m。鋪槽：工作面采用搪瓷溜槽下貨，溜槽寬度450mm，每節(jié)長1.0m。出貨：工作面出貨方式為自溜滑下，下巷為電瓶車牽引1t礦車運輸。移架：先將靠底板側(cè)的煤清凈，露出底板，然后將引領(lǐng)柱卸壓，支架上支臂沿頂板靠向硬幫。在支架和上方充填墊層的自重分力的作用下，支架向前移動，使支架下支臂沿底板前移。支柱：工作面采用引領(lǐng)柱及戧柱聯(lián)合支護(hù)方式，柱距為1.6m。這樣，解決了頂板來壓時支架趴架或滑底的問題。采后充填：初次來壓前隨著柔掩工作面正常向前推進(jìn)，當(dāng)墊層厚度不足以推移支架時，采取放上巷煤矸充填的方法加厚墊層。并利用退錨機(jī)將上巷柔掩面拐點處上方的錨索拆掉，打開倉口放出上片老塘矸石作為充填層。

3　初次礦壓顯現(xiàn)觀測

3.1測點布置

共布置10個測點。上巷超前支護(hù)內(nèi)布置2個測點，工作面上部布置2個測點，工作面中部布置2個測點，工作面下部布置2個測點，架尾布置2個測點。

3.2綜合參數(shù)

從采面形成到初次放頂期間，通過礦壓觀測，成功預(yù)報了初次放頂步距在50～60m，為同類型煤層開采，提供了寶貴的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

3.3初次礦壓顯現(xiàn)時采取的針對性措施

A.減少一次開幫長度。由10m縮短到5m，炮后及時移架、靠嚴(yán)。

B.加強(qiáng)工作面的下頭煤垛的維護(hù)，采后備應(yīng)用沿空留巷，采用補(bǔ)打一組錨索與原有錨索形成交叉的方法來維護(hù)采后備，更好的為下片盤采煤做準(zhǔn)備。

C.在初次礦壓顯現(xiàn)期間，工作面采用引領(lǐng)柱及戧柱聯(lián)合支護(hù)方式，柱距為1.6m。這樣，解決了支架趴架或滑底的問題，經(jīng)受住了初次礦壓顯現(xiàn)的考驗。

4　成果和效益

頂板得到有效控制。采煤工作面上端頭與上巷超前支護(hù)管理得到加強(qiáng)。有利于通風(fēng)瓦斯、煤塵管理。

提高了工作面的單產(chǎn)。回采工藝簡單，大大減輕了工作面作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度。采后應(yīng)用錨索護(hù)幫技術(shù)實現(xiàn)了沿空留巷，降低了萬噸掘進(jìn)率，克服了原來回采該煤層需重新送降段的缺點。急傾斜堅硬頂板柔性掩護(hù)支架采煤法回采率達(dá)到95%，與原來的倉儲采煤法相比回采率提高了45%。

［1］姜福興.礦山壓力與巖層控制［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2004.

［2］七臺河礦區(qū)新富煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告［R］.2006.

［3］李建宏，范在良.綜采工作面的安全回撤方法［J］.煤礦安全，2011，（7）：17-18.

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ZHANGDong-mei
（Qitaihe Technician College，Qitaihe154600，China）

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